JPS6340267B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃料噴射式エンジンの燃料供給装置
に関し、特にその燃圧調整装置に関する。

燃料噴射式エンジンにおいて、適正な量の燃料
を供給するために燃料噴射ノズルの燃圧とノズル
付近の吸気圧力との差圧を一定に保持するように
制御することは従来から行なわれている。しか
し、所要の燃料供給量や燃料の微粒化等は運転状
態、例えば、冷間時、加速減速時、高負荷低負荷
時、低速高速時等によつて変化するので、運転状
態によつて差圧を変化させることが望ましい。

特開昭55−12269号公報には、供給燃圧と燃料
出口近傍の吸気圧力との差圧を所定値に保持する
燃圧レギユレータを備えるとともに、該燃圧レギ
ユレータによる供給燃圧を機関の運転状態に応じ
て補正する燃圧補正手段を備えた燃料供給装置が
提案されている。しかし、この公報では運転状態
に応じてどのように燃圧補正を行うのかは具体的
に開示されていない。

本発明の目的は、燃圧の制御によりエンジンの
運転条件が低回転高負荷のときのノツキングを有
効に防止し得るエンジンの燃料供給装置を提供す
ることである。

本発明の構成は、燃料を噴射供給する燃料イン
ジエクタと、前記燃料インジエクタに供給される
燃料の燃圧を制御する燃圧レギユレータと、吸気
通路の燃料噴射位置における吸気圧力と前燃圧と
の差圧が所定値になるように前記燃圧レギユレー
タを作動させる手段とを備えた燃料噴射式エンジ
ンにおいて、エンジンの運転条件が低回転高負荷
のとき前記差圧を増加させる手段を設けたことを
特徴とする。

本発明によれば、ノツキングの発生しやすい高
負荷低回転領域では燃圧を上げ燃圧と吸気圧力と
の差圧が大きくなるように制御される。これによ
つて、燃料の微粒化、気化が促進され吸気温度が
下がるので、ノツキングの発生を防止することが
できる。燃圧の上昇に応じて、燃料噴射時間を短
くして、燃料供給量を一定に保持することもでき
るが、燃圧が上昇しても噴射時間を補正すること
は必ずしも必要でない。燃圧を高めても燃料噴射
時間をそのままに維持すれば、混合気はリツチ化
され、ノツキング防止効果が一層高められる。

なお、エンジン負荷の検出に当つては、例えば
吸気負圧センサあるいはスロツトル弁開度センサ
からの信号を、回転数については、クランク角セ
ンサからの信号を用いることができる。

また、ノツキングの発生しやすい領域は、運転
条件によつて変動するので、この変動に応じて燃
圧を上げる領域を変化させることが好ましい。こ
のためには、ノツキングが発生しやすい状態であ
るかどうかを検出する手段を設けて制御すればよ
く、例えば、ノツキングの発生と相関関係を有す
るエンジン冷却水温、吸気温度等を検出し、これ
らの値の変化に応じて燃圧を増大させる領域を変
化させるようにすればよい。このようにすること
により、ノツキングの発生をさらに有効に防止す
ることができる。燃圧を変化させる手段は、段階
的に変化させるものでも、連続的に変化させるも
のでもよい。また、複数の燃圧レギユレータを設
けて、これらを切替えて使用するようにしてもよ
い。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につき
説明する。

第１図には、本発明の燃料制御装置を組み込ん
だエンジンＥの概略図が示されている。エンジン
Ｅはエンジン１０と、該エンジン１０内を摺動す
るピストン１２を備えており、エンジン１０の上
部には燃焼室１４が形成されている。シリンダ１
２には吸気ポート１６及び排気ポート１８が開口
しており、これらのポート１６，１８には、該ポ
ートを開閉する吸気弁２０、及び排気弁２２が設
けられている。燃焼室頂部には点火プラグ１７が
下方に向けて取付けられている。シリンダ上部の
外壁にはシリンダの振動を検出するノツクセンサ
１９が取付けられている。また、吸気ポート１６
には吸気通路２４が、排気ポート１８には排気通
路２６がそれぞれ接続されている。吸気通路２４
には上流側の端にエアクリーナ２８が設けられ、
その下流側に吸入空気量を計量するエアフローメ
ータ３０、続いて下流に吸気を過給する過給機３
２が設けられている。さらに、過給機３２の下流
にはアクセルペダルに連動して動かされるスロツ
トル弁３４、該スロツトル弁３４の下流の吸気負
圧を検出する吸気負圧センサ３５、及びその下流
に所定の燃圧で燃料を噴射供給する燃料インジエ
クタ３６が配置されている。

燃料タンク３８内の燃料は燃料ポープ４０によ
り昇圧されて通路４２内に吐出され、燃料インジ
エクタ３６に導かれる。通路４２内に吐出された
燃料の圧力は燃圧レギユレータ４６により調節さ
れる。

第２図に示されるように、燃圧レギユレータ４
６のダイヤフラム装置４８を備えており、該ダイ
ヤフラム装置４８のケーシング５０は、ダイヤフ
ラム５２によつて仕切られ、通路５４を介し吸気
通路２４のスロツトル弁３４下流側に接続される
負圧室５６と燃料通路４２からの分岐通路４４に
連通する燃料室５８とが内部に形成される。負圧
室５６にはバネ６０が配置されダイヤフラム５２
を図において左方に付勢している。バネ６０の一
端は円板６２により支持されており、円板６２に
は、ケーシング５０の内部から外方に延びるピン
６３が接続され、このピン６３はソレノイドの可
動子を構成する。ピン６３のまわりにはソレノイ
ドコイル６４が設けられ、該ソレノイドコイル６
４が励磁されたとき、ピン６３及び円板６２は図
において左方向に移動させられるようになつてい
る。燃料室５８には燃料タンク３８への戻り通路
４５が突出しており、その先端６６はダイヤフラ
ム５２に対向するように室５８内に開口してい
る。燃料ポンプ４０から吐出された燃料の一部は
分岐通路４４から燃料室５８内に導かれ、ダイヤ
フラム５２と上記先端６６との間の間隙を通つて
燃料タンク３８に戻される。ダイヤフラム５２
は、吸気通路内の圧力が低下すると図において右
方に移動する。これによつて先端６６とダイヤフ
ラム５２との間の間隙は大きくなり、タンク４０
への戻り量は増大する。このため、インジエクタ
３６に与えられる燃圧は低下する。この場合、ダ
イヤフラム５２は吸気通路内の圧力の変化に対応
して移動し、燃圧と吸気通路の圧力との差圧は一
定に保たれ燃料噴射量はインジエクタの開く時間
により決定されることになる。また、ソレノイド
コイル６４が励磁されると、ピン６３が図におい
て左方に移動し、バネ６０の付勢力を強めるので
燃料の戻り量は減少し燃圧は高くなる。ソレノイ
ドコイル６４の励磁、非励磁を制御するためにコ
ントロールユニツト６８が設けられる。再び第１
図を参照すれば、コントロールユニツト６８は、
ノツクセンサ１９、エアフローメータ３０、吸気
負圧センサ３５及びクランク角センサ７０からの
信号を演算して、上述のソレノイドコイル６４に
対して制御信号を出力するとともに、点火プラグ
１７に対する点火時期制御信号、燃料インジエク
タ３６に対する噴射時間制御信号をそれぞれ出力
する。

第３図を参照すれば、コントロールユニツト６
８の回路の１例が示されている。コントロールユ
ニツト６８は燃料インジエクタ３６の噴射時間を
設定する基本パルス巾設定回路７２を備えてお
り、この回路７２にはエアフローメータ３０及び
クランク角センサ７０からの信号が入力され、回
路７２はこれらの信号から所定の演算を行い、燃
料噴射時間すなわち燃料噴射量に対応するパルス
巾を有するパルス信号をパルス巾補正回路７３に
出力する。パルス巾補正回路７３は、必要な場合
には、所定のパルス巾の補正を行い補正したパル
ス信号を駆動回路７４に出力する。駆動回路７４
は、パルス巾補正回路７３からの信号に基づき、
燃料インジエクタ３６の開閉命令信号を出力す
る。クランク角センサ７０からの信号は比較回路
７５にも入力される。比較回路７５は、クランク
角センサ７０からの信号に基づきエンジン回転数
に対応する電圧を算出し、この電圧と所定のエン
ジン回転数に対応する設定電圧とを比較し、設定
電圧が高い場合にはハイレベルの、設定電圧が低
い場合には、ローレベルの信号を出力する。比較
回路７５からの信号はAND回路７７に入力され
る。吸気負圧センサ３５からの信号は比較回路７
９に入力される。吸気負圧はエンジン負荷に対応
するので、比較回路７９は、検出された吸気負圧
の大きさからエンジン負荷に対応する電圧を算出
し、この電圧と、所定のエンジン負荷に対応する
設定電圧とを比較し、設定電圧が大きいときには
ローレベルの、設定電圧が小さいときにはハイレ
ベル信号を出力する。比較回路７９からの信号は
AND回路７７に入力される。従つて、AND回路
７７は第４図に示されるように、所定のエンジン
回転数を表わす線ａと、所定のエンジン負荷を表
わす線ｂとで囲まれるＡの領域でハイレベルの信
号を出力する。AND回路７７の出力はパルス巾
補正回路７３及び駆動回路８１に入力される。パ
ルス巾補正回路７３はAND回路７７からの信号
がハイレベルのときパルス巾を小さくして噴射時
間が短くなるように補正し燃圧の変化による燃料
噴射量の変化を防止する。駆動回路８１はAND
回路７７からの信号がハイレベルのときハイレベ
ルの信号を出力し、ソレノイドコイル６４を励磁
する。コントロールユニツト６８は、点火プラグ
１７の点火時間を設定する基本点火時期設定回路
７６を備えており、該回路７６は、クランク角セ
ンサ７０及び吸気負圧センサ３５からの信号を入
力とし、所定の点火時期に対応した信号を出力す
る。この信号は補正回路８２に入力される。補正
回路８２は必要な場合には点火時期を補正して、
出力回路８４に信号を送る。出力回路は、補正回
路８２からの信号に基づき、所定のタイミング
で、所定の電圧を点火プラグ１７に発生させる。

エンジン振動を検出するノツクセンサ１９から
の上記振動の大きさに対応する信号は、比較回路
７８に入力される。比較回路７８は、該信号と設
定された振動の大きさに対応する設定電圧とを比
較し、ノツクセンサ１９からの入力信号が大きい
場合にはハイレベルの、設定電圧が大きい場合に
はローレベルの信号を発生する。この信号は積分
回路８０に入力される。積分回路８０は比較回路
７８からの信号を積分し、その積分信号を補正回
路８２に出力する。ノツキングが発生している場
合には、大きな振動が発生し、比較回路ハイレベ
ルの信号を連続して出力するので、積分回路８０
に出力が発生し補正回路８２は、積分回路８０か
らの信号により、点火時期を遅れ側に補正して出
力回路に信号を送る。すなわち、ノツキングが発
生している場合には点火時期を少し遅らせる補正
が行なわれて出力回路８４に入力される。

以上の構造の装置において、エンジン回転数が
予め設定された所定値より低く、エンジン負荷が
所定値より高いときすなわち、第４図のＡの領域
においては、上述のようにAND回路７７はハイ
レベルの信号を出力し、ソレノイドコイル６４が
励磁される。これによつて、燃圧が高められ、燃
料の微粒化、気化が促進され吸気温度が低下して
ノツキングの発生は防止される。同時にパルス巾
補正回路７３にAND回路７７からハイレベルの
信号が入力されるのでパルス巾が補正され電磁弁
式インジエクタ３６の一回当りの噴射時間が短縮
され、吸入空気量に対する噴射燃料の率を燃圧の
変化にかかわらず一定に維持する。

また、ノツキングが発生すると、上述のように
積分回路８０の出力は大きい値になり、補正回路
８２はその大きさに応じて、基本点火時期設定回
録７６からの信号を点火時期を遅らせるように補
正する。これにより、点火プラグ１７は通常の場
合よりも少し遅れて点火する。本例では、上述の
ように吸気温度が下がるのでノツキング対策とし
ての点火時期を遅らせる操作への依存度は減少
し、遅延させる量を少くすることができ、出力の
低下の問題はない。また、燃圧は通常低い値に維
持されているので燃料ポンプ４０の消費電力は少
く燃費等への悪影響はない。

第５図には他の実施例が示されており、本例で
は、吸気通路２４とダイヤフラム装置４８の負圧
室５６との連通路５４はエアーポンプ９０に接続
されている。通路５４の吸気通路２４と負圧室５
６との間の部分には電磁弁９２が、エアポンプ９
０と負圧室５６との間の部分には電磁弁９４がそ
れぞれ設けられている。従つて、電磁弁９４が開
で電磁弁９２が閉の場合には、負圧室５６にはエ
アポンプ９０の吐出圧が導入されるのでダイヤフ
ラム５２は最も強い力で押され、燃料の戻り量は
少く燃圧は高くなる。また、電磁弁９２が開で、
電磁弁９４が閉のときにはスロツトル弁３４下流
の吸気負圧が導入されるのでダイヤフラムの付勢
力は弱まり燃圧は低くなる。従つて、本例ではコ
ントロールユニツトからの制御信号により第４図
のＡ領域で電磁弁９２，９４を作動させて燃圧を
高くさせることができる。

また、コントロールユニツト６８には吸気温度
を検出する吸気温センサ９６、及びエンジン冷却
水の温度も検出する冷却水センサ９８からの信号
も入力される。コントロールユニツト６８はこれ
らの信号を演算し、ノツキングの発生しやすい吸
気温度及び冷却水温度が高いときには、燃圧を高
める領域を低負荷側と高回転転側に広げる。これ
により、運転状態の変化に応じて有効にノツキン
グを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例に係るエンジンの
燃料供給装置の概略図、第２図は、第１図の燃圧
レギユレータの詳細図、第３図は第１図のコント
ロールユニツトの１例を表わす回路図、第４図
は、エンジン負荷と、エンジン回転数との関係を
表わすグラフ、第５図は、他の実施例の概略図で
ある。 符号の説明、１０……エンジン、１２……ピス
トン、１４……燃焼室、１６……吸気ポート、１
７……点火プラグ、１８……排気ポート、１９…
…ノツクセンサ、２０……吸気弁、２２……排気
弁、２４……吸気通路、２６……排気通路、２８
……エアクリーナ、２９……排気用温度センサ、
３０……エアフローメータ、３２……過給機、３
４……スロツトル弁、３５……吸気負圧センサ、
３６……インジエクタ、３８……燃料タンク、４
０……燃料ポンプ、４６……燃圧レギユレータ、
６４……ソレノイドコイル、６８……コントロー
ルユニツト、７０……クランク角センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料を噴射供給する燃料インジエクタと、前
   記燃料インジエクタに供給される燃料の燃圧を制
   御する燃圧レギユレータと、吸気通路の燃料噴射
   位置における吸気圧力と前燃圧との差圧が所定値
   になるように前記燃圧レギユレータを作動させる
   手段とを備えた燃料噴射式エンジンにおいて、エ
   ンジンの運転条件が低回転高負荷のとき前記差圧
   を増加させる手段を設けたことを特徴とするエン
   ジンの燃料供給装置。