JPS63268940A - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエンジンの燃料噴射装置に関するものである。

［従来技術］ 燃料供給飛ないし空燃比をより精密に制御するだめに燃
料噴射弁を用いて吸気に燃料を供給するようにした、電
子制御燃料噴射式エンジン（ＥＧ■エンジン）はよく知
られている。

ところで、自動車を走行させた後エンジンを停止すると
、エンジンルーム内の空気の流通が悪いのでエンジンま
わりが高温化するが、上記ＥＧＩ車においては、このよ
うな熱間時燃料噴射弁に直接燃料を供給するフューエル
バイブが高温となり、その内部の燃料も高温となる。そ
して、例えば燃料が通常の良質ガソリンの場合はその温
度が約１００℃で沸騰するものと評価されており、この
ようにフューエルパイプ内の燃料温度り月００℃を越え
、燃料中にベーパか混在する状態となった場合、再びエ
ンジンを始動させようとすると、燃料噴射弁からは液体
燃料だけではなく、ベーパも噴射され、したがって、予
定された量の燃料が供給されず空燃比が超リーンとなり
、始動が困難となったり、あるいは始動後ラフアイドル
が発生するといった問題があった。

これを防止するために、例えば、エンジン水温、吸気温
度、サージタンク温度等を検出するようにして、上記検
出値が所定の条件に該当するときには、フューエルパイ
プ内の燃料が沸騰を起こして、燃料中にベーパが混合し
ているものとみなし、エンジンの熱間再始動時には燃料
噴射パルス時間を増加させたり燃料噴射圧力を増加させ
るなどして所定の燃料噴射量を確保して、始動性の悪化
防止あるいは始動後のラフアイドルの防止を図ったもの
が提案されている（例えば、特開昭６０−１３２０６８
号公報参照）。

しかし、近年、燃料としてメタノール混合ガソリン（例
えば、メタノール含有率５％のＭ５ガソリン）が用いら
れたり、あるいは沸点の低い炭化水素を混入した粗悪ガ
ソリンが用いられるようになり、このような燃料は通常
の良質ガソリンより沸点が低いので、前記のようなフュ
ーエルパイプ内てのベーパの発生量が大幅に多くなり、
上記従来のベーパ対策では対処しきれないといった問題
がある。さりとて、Ｍ５ガソリンあるいは粗悪ガソリン
に合わせて、熱間再始動時の燃料噴射パルス時間、ある
いは燃料噴射圧力の増量値を設定すると、通常のガソリ
ンを使用した場合にはベーパはそれ程発生しないので、
燃料が過剰に供給され、混合気が超リッチとなり、エン
ストが発生するといった問題が生じ、これらすべての燃
料について打効に対処できるものはないのが現状である
。

［発明の目的コ 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、燃料として通常の良質ガソリンを使用する場合、あ
るいは、Ｍ５ガソリン、粗悪ガソリン等の沸点の異なる
燃料を使用した場合のいずれに対しても、通常の温間始
動時と熱間エンジン再始動時の始動性を良好に保つエン
ジンの燃料噴射装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ 本発明は上記の目的を達するため、燃料タンクから燃料
供給通路を介して供給される燃料を吸気中に噴射する燃
料噴射弁を備えたエンジンの燃料供給装置において、 燃料噴射弁から噴射されなかった燃料を燃料タンクへ戻
す燃料戻り通路に、所定の熱容量を有するとともに所定
の絞り部を備えたオリフィス部材を設ける一方、上記絞
り部より上流側に燃圧検出手段を設け、該燃圧検出手段
の出力に応じて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手
段を設けたことを特徴とするエンジンの燃料噴射装置を
提供する。

［発明の効果］ 本発明によれば、エンジン温間時等、フューエルパイプ
内や燃料戻り通路内で燃料が沸！ｌ！仕ずベーパが発生
しないときには、オリフィス部材中の絞り部内を燃料が
液体で流れ、その流速は非常に小さいので、絞り部では
圧力損失が実質的に発生けず、オリフィス部材を備えて
いない従来のＥＧＩシステムの燃料噴射弁と同様に設定
通りの精密な燃料供給が行なえる。

一方、エンジンの熱間再始動時等、フューエルパイプ内
ないし燃料噴射弁内の燃料が沸騰してベーパが発生する
ような状況下では、オリフィス部材の熱容量ないし熱伝
達量をフューエルパイプないし燃料噴射弁のそれとほぼ
同一となるように設定しておけば、オリフィス部材内で
もフューエルパイプないし燃料噴射弁まわりの状態に対
応してほぼ同量のベーパが発生する。そして、液体燃料
が気化すると体積が数百倍に増えるので、オリフィス部
材中の絞り部内を流れるベーパの流速は非常に大きくな
り、絞り部における圧力損失が増加する。このときも、
絞り部下流の燃料戻り通路はほぼ大気圧で一定に保たれ
るので、絞り部より上流側では上記圧力損失に相当する
圧力上界が生じる。

この圧力が燃圧検出手段によって検出され、この燃圧検
出手段からの出力を受けて燃料噴射量制御手段が燃料噴
射パルス時間あるいは燃料噴射圧を所定量増加させて、
燃料噴射量が所定の値に保たれ空燃比が適正値に維持さ
れる。したがって、燃料の沸点の高低、あるいはエンジ
ンの温間、熱間の状態とはかかわりなく、フューエルパ
イプ内あるいは燃料噴射弁内にベーパが発生したときに
は、これが検出され、空燃比を適正に維持するような対
応がなされるので、燃料の品質やエンジンの温度状態に
関係なく常にエンジンの良好な始動性が＠保される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

〈第１実施例〉 第１図に示すように、ＥＧｒシステムを採用したエンジ
ンの燃料供給系統Ｆは、燃料タンクｌに貯留された燃料
を燃料供給通路２を通して、各気筒の燃料噴射弁３に均
等に燃料を分配するための容積部ないし均圧部となるフ
ューエルパイプ４へ供給するとともに、燃料噴射弁３を
介して吸気中へ噴射されなかった過剰の燃料を燃料戻り
通路５を通して、燃料クンクｌへ戻すような基本構成と
なっている。

燃料供給通路２には、上流から順に、燃料供給通路２と
燃料戻り通路５とを通して燃料を循環させるための燃料
ポンプ６と、燃料中のごみを除去する燃料フィルタ７と
、燃料ポンプ６によって吐出される燃料の脈動を吸収し
て燃料供給ｍが均一となるように調整するダンパ８とが
介設されている。そして、燃料供給通路２の燃料ポンプ
６上流かつ燃料フィルタ７下流となる位置と、燃料ポン
プ６下流となる位置とを連通ずるリリーフ通路９が設け
られ、このリリーフ通路９には、燃料ポンプ６から吐出
される燃料の一部を燃料ポンプ６下流の燃料供給通路２
に戻すことによって、燃料ポンプ６の吐出圧を所定値に
調整するリリーフ弁Ｉ■が介設されている。

一方、燃料戻り通路５にはフューエルパイプ４のやや下
流となる位置において、フューエルパイプ４内の燃料圧
すなわち、燃料噴射弁３の燃料噴射圧力を所定値（例え
ば、２．９ｋｇ／ｃｍりに維持するための、圧力レギュ
レータ１２が介設されている。この圧力レギュレータ１
２は燃料室１３内の燃料の圧力が上昇すると燃料がダイ
ヤフラム１４をコイルばねＩ５の付勢力に逆って圧力室
１６　（ＤＩ＋に後退させ、これによってダイヤフラム
１４に取付けられた圧力調節弁Ｉ７の開度が大きくなり
、燃料室１３内の燃料の圧力が下流側ヘリリースされ、
所定の圧力（例えば、２　、９　ｋｇ／　ｃｍりを越え
ないようになっている。一方、燃料室１３内の燃料圧力
が低下すると、ダイヤフラム１４がコイルばね１５によ
って燃料室１３側に押し戻され、これによって圧力調節
弁１７の開度が小さくなり、圧力調節弁１７における圧
力損失が増加して、これに相当する分燃料室１３内の燃
料圧が所定値まで上昇するようになっている。なお、圧
力導入通路１８を介して圧力室］６に負圧または正圧を
導入することによって、圧力レギュレータ１２の燃料圧
設定値を変えられるようになっている。

そして、圧力レギュレータ１２のやや下流となる位置に
おいて、燃料戻り通路５には所定の熱容量を有するとと
もに、燃料戻り通路５よりは小径に形成された絞り部２
１を備えたオリフィス部材２２が介設されている。この
オリフィス部材２２の熱容量は、そのまわりから燃料に
伝達されろ熱量が、各燃料噴射弁３近傍においてそのま
わりから燃料に伝達される熱量とほぼ同等となるように
、すなわち、熱間時等において燃料が沸騰しベーパを発
生するような状況下では、両者のベーパ発生量がほぼ等
しくなるような所定の値に設定されている。

上記絞り部２１上流の燃料戻り通路５内の燃料圧を検出
するために、圧力センサ２３が設けられており、この圧
力センサ２３で検出される絞り部２！上流の燃料戻り通
路５内の燃料圧（以下、絞り部面燃圧という）は、制御
回路２４に入力され、制御回路２４はこの絞り部面燃圧
を制御情報として、フューエルパイプ４内ないし燃料噴
射弁３内にベーパが発生しているか否かを判定し、ベー
パ発生時には燃料噴射弁３の噴射パルス時間を所定時間
増やして、燃料噴射量が設定値と一致するようにしてい
る。

以下、制御回路２４による制御方法について説明する。

エンジンＥの温間特等フューエルバイブ４ないし燃料噴
射弁３内の燃料にそれ程多くの熱が伝達されない場合は
、燃料ベーパは発生しない。このとき、燃料への熱伝達
量がフューエルパイプ４とほぼ一致するように設定され
たオリフィス部材２２内の燃料戻り通路５内にも燃料ベ
ーパは発生しない。ここで、オリフィス部材２２内の絞
り部２１を流れる燃料の圧力損失が０．２ｋｇ／ａｍ”
程度となるように、絞り部２１の内径が設定されている
。

そして、絞り部２１下流では燃料戻り通路５内の燃料圧
はほぼ大気圧であるので、絞り部面燃圧Ｐｒは約０．２
ｋｇ／ａｍ’の上記圧力損失とほぼ同一となり、この燃
圧Ｐｒが圧力センサ２３によって検出される。制御回路
２４は絞り部面燃圧が０．２ｋｇ／ａｍ２よりは大きい
所定の値以下（例えば０　、８　ｋｇ／ｃｍつのときは
、フューエルパイプ４内に燃料ベーパは発生していない
と判定するようにしているので、このときは、燃料噴射
弁３の噴射パルス時間の増量補正は行なわれない。なお
このとき、燃料噴射弁３の燃料噴射圧は圧力レギュレー
タによって、例えば２．９ｋｇ／ｅｍ２に保たれる。

一方、熱間時等においてフューエルパイプ４ないし燃料
噴射弁３内の燃料に多量の熱が伝達され、燃料ベーパが
発生するような場合には、絞り部２１上流の燃料戻り通
路５内にもほぼ同量の燃料ベーパが発生する。このベー
パが絞り部２１内を流れる際非常に高速となるので、絞
り部２１における圧力損失はベーパが発生していない場
合に比べて非常に大きくなり、例えば熱間時通常ガソリ
ンでは２　、５　ｋｇ／　ｃｍ’ＳＭ　５ガソリンでは
３．９ｋｇ／ｃｍ２程度となる。なお、圧力レギュレー
タ１２下流の燃料戻り通路５内の燃料圧が圧力レギュレ
ータ１２の設定値２　、９　ｋｇ／ｃＩ１１２より高い
ときには、圧力レギュレータ１２は圧力調節機能を失う
ので、圧力レギュレータ１２の上流側と下流側の燃料圧
はほぼ等しくなる。したがって、熱間時Ｍ５ガソリン使
用時絞り部面燃圧が３　、９　ｋｇ／ａｍ２となったと
きには、フューエルバイブ４内の燃料圧は４ｋｇ／ｃｍ
”程度となる。そして、制御回路２４は圧力センサ２３
で検出される絞り部面燃圧Ｐｒの値に応じて、例えば第
４図の折線Ｇ１で示すような燃料噴射パルス時間の増量
を行なう。これによって、空燃比が所定の値に保持され
、熱間再始動時にも良好な始動性が得られる。このよう
にして、例えば熱間時にＭ５ガソリンを使用してエンジ
ンを再始動させた場合の燃料噴射パルス時間の増量値の
経時変化の一例を第５図中の曲線Ｇ、で示す。従来のも
ののように、通常ガソリンの物性に合わせて燃料噴射パ
ルス時間の増量値を設定した場合は増ｍ値は第５図中の
曲線Ｇ３のようになり、必要な燃料が供給されず、混合
気は超リーンとなり、始動不能あるいは始動後のラフア
イドルが発生するが、本案によれば、所定の必要量の燃
料が供給され、従来のもののような不具合は防止される
。

〈第２実施例〉 第２図に示すように、第２実施例では、オリフィス部材
２２内に、絞り部２１上流となる位置で上流側燃料戻り
通路５と絞り部２１とに連通ずる燃料溜３１を設けてい
る。そして、この燃料溜３１の上部空間部と圧力レギュ
レータ１２の圧力室１６とを連通ずる絞り部面燃圧導入
通路１８を設けるとともに、この絞り部面燃圧導入通路
３２にはソレノイド式三方弁３３を介設している。この
三方弁３３のもう一つの接続部は圧力導入路３４を介し
て吸気通路（図示せず）に接続されている。そして、通
常三方弁３３は燃料溜３１と圧力室１６とを連通ずる側
に接続されており、圧力レギュレータ１２の圧力室１６
には常時絞り部面燃圧が導入されるようになっている。

なお、燃料溜３１内にはフロート３５が入れられており
、燃料溜３１内の燃料の液面が上昇したときには、フロ
ート３５の上端部に取付けられた閉止弁３６が絞り邪曲
燃圧導入通路■８を閉止して、・燃料が燃料溜３１から
オーバフローしないようになっている。

第２実施例においては、燃料ベーパが発生して絞り部面
燃圧Ｐｒが上昇すると、この圧力が圧力レギュレータ１
２の圧力室１６に導入され、ダイヤフラム１４を燃料室
１３側へ押圧するので、圧力調節弁Ｉ７の開度が小さく
なり、これによって燃料室１３内の燃料圧を本来の設定
値２．９ｋｇ／ｃが以上に上昇させる。したがって、フ
ューエルバイブ４内の燃料圧すなわち燃料噴射圧が上昇
して、燃料噴射弁３からの燃料噴射量の減少分を補うよ
うにしている。その他の構成、作用及び効果についてｉ
よ第１実施例と同様であるので説明を省略す〈第３実施
例〉 第３図に示すように、第３実施例ではオリフィス部材２
２を、圧力レギュレータ１２より下流側に位置する燃料
戻り通路５の燃料室１３への開口部近傍において、燃料
戻り通路５内に設けている。

また、燃圧検出手段としては、ダイヤフラムＩ４ないし
圧力調節弁１７のリフト量を検出する調節弁リフト検出
スイッチ２３を設けている。このような構成とすれば、
オリフィス部材２２を圧力レギュレータ１２内に収容で
きるので燃料供給系統Ｆをコンパクト化できるという利
点がある。

第３実施例では、図示していないが、エンジン始動時に
は燃料噴射量を増量するとともにＯ，センサにより空燃
比を検出して、燃料増量と空燃比制御を組み合わせた制
御を行ない始動性の向上を図っている。

このような制御を行なった場合、エンジン始動後の燃料
噴射パルス時間の増量値の経時変化は、ベーパ発生時に
は、第６図中の折線Ｇ４で示すような特性となり、通常
時には折線Ｇ５で示すような特性となる。また、このと
きベーパ発生時のエンジン始動後のエンジン回転数の経
時変化は、第７図中の曲線Ｇ６に示すような特性となり
、安定した始動性が得られる。

なお、エンジン始動後、立ち上がり時は外乱が多いので
フィードバック制御は停止し、第８図に示すように所定
時間を経過後からフィードバック制御を行なうようにし
ている。また、上記のような燃料増量制御によって混合
気がオーバリッチとなる場合は、これを補正制御ずろこ
とが好ましい。

なお、補正制御する場合、補正量の最大値は第８図中の
折線Ｇ７、最小値は折線Ｇ８で示すように設定される。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は夫々、本発明の第１実施例と
第２実施例と第３実施例とを示す、燃料供給系統のシス
テム構成図である。 第４図は、第１実施例における燃料噴射パルス時間の増
量値を絞り部上流の燃料圧に対して表わした図である。 第５図は、第１実施例における、エンジン始動時の燃料
噴射パルス時間の増量値の経時変化を示す図である。 第６図は、第３実施例における燃料噴射パルス時間の増
量値の経時変化を示す図であり、第７図は、ベーパ発生
時に上記増量制御を行なった場合のエンジン回転数の経
時変化を示す図である。 第８図は、第３実施例における増量制御を行なった場合
のオーバリッチ化を防止するための補正制御を行なう場
合の補正値の上限と下限とを示す図である。 ｌ・・・燃料タンク、２・・二燃料供給通路、３・・・
燃料噴射弁、２１・・校り部、２２・・・オリフィス部
材、２３・・・圧力センサ（燃圧検出手段）、２４・・
・制御回路。 特　許　出　願　人　マツダ株式会社 代　理　人　弁理士　青白　葆ばか２名第４図 第５図 時間 第６図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　燃料タンクから燃料供給通路を介して供給され
   る燃料を吸気中に噴射する燃料噴射弁を備えたエンジン
   の燃料供給装置において、 燃料噴射弁から噴射されなかった燃料を燃料タンクへ戻
   す燃料戻り通路に、所定の熱容量を有するとともに所定
   の絞り部を備えたオリフィス部材を設ける一方、上記絞
   り部より上流側に燃圧検出手段を設け、該燃圧検出手段
   の出力に応じて燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手
   段を設けたことを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。