WO2002040856A1 - Dispositif d'injection de carburant a commande electronique - Google Patents

Description

明細書 電子制御燃料噴射装置 技術分野

本発明は、 電子制御燃料噴射装置に係わり、 特に、 ：輪車等の車両に 搭載される内燃機関に用いられる電子制御燃料噴射装置に関する, 背景技

従来、 たとえば、 二輪車等の車両に搭載された内燃機関においては、 燃料を燃料噴射ポンプによつて加圧しつつ燃料噴射ノズルへ送り込むと ともに、 この燃料噴射ノズルにおいて霧状にして吸気通路へ供給する ヽ わゆる燃料噴射装置が用いられている。

そして、 燃料を前記燃料噴射装置へ送り込むために、 この燃料噴射装 置と、 燃料が貯留されている燃料タンクとを燃料供給パイプによって連 結している。

ところで、 このような従来の燃料噴射装置にあっては、 たとえば、 雰 囲気温度の上昇等によって燃料の温度が上昇すると、 燃料内にベ パが 発生する。

そして、 このべ一パ量が、 燃料噴射ポンプの排出能力を超えた場合、 燃料供給量の制御に不具合が生じてしまうといつた問題点がある。

このような問題点を改善するために、 従来においては、 前記燃料噴射 ポンプの上流側に、 燃料を供給する燃料ポンプを配置し、 この燃料ボン プによって燃料を常時所定圧力以上に加圧しておくようにしている。 この対処方法は、 燃料を所定圧力以上に加圧することにより、 前記べ ーパを液化して燃料中に封じ込めるものである。 しかしながら、このような燃料加圧によるべ一パ除去方法にあっては、 つぎのような改善すべき問題点が残されている。

すなわち、 前述した対処方法にあっては、 前記燃料噴射ポンプに至る 燃料供給経路内の燃料を、 常時所定圧力以上に保持しておくために、 前 述したように、 燃料噴射ポンプ以外に燃料ポンプを必要とし、 また、 前 記燃料供給経路を、 高圧パイプないしは高圧ホースを用いて形成しなけ ればならないから、 製造コストが高騰するといつた問題点である。

また、 内燃機関の停止時においても、 前記燃料を加圧した状態に保持 しなければならないために、 装置にかかる負荷が大きく、 耐久性の面か らも好ましくない。

本発明は、 このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、 燃料噴 射装置内へのベ一パの混入を抑制し、 かつ、 安価で耐久性の高い電子制 御燃料噴射装置を提供することを目的とする。 - 発明の開示

本発明の請求の範囲 1に記載の電子制御燃料噴射装置は、 前述した目 的を達成するために、燃料が貯留された燃料タンクの下方に配設されて、 この燃料夕ンクから前記燃料を吸引した後に加圧することにより、 この 燃料を内燃機関の吸気通路内に噴射するようにした電子制御燃料噴射装 置であって、 ボディと、 このボディ内に装着されて、 前記燃料を吸引圧 送するプランジャポンプと、 前記ボディに装着されて、 前記燃料を噴射 する噴射ノズルとを備え、 前記プランジャポンプが、 シリンダと、 この シリンダ内に摺動可能に装着されて加圧室を形成するプランジャと、 こ のプランジャを励磁するソレノィ ドコイルとからなり、前記ボディには、 その下部に、 前記プランジャの動作によって前記加圧室に連通させられ る吸引部が設けられ、 上部には、 余剰燃料を前記燃料タンクへ戻す戻し 部が設けられ、 さらに、 前記シリンダとソレノィ ドコイルとの間に、 吸 引部から分岐させられた燃料の一部を前記戻し部へ向けて案内する環流 路が設けられていることを特徴とする。

本発明の請求の範囲 2に記載の電子制御燃料噴射装置は、 請求の範囲 1に記載の前記プランジャの中心には、 前記余剰燃料を前記戻し部へ導 く排出路が形成されているとともに、 この排出路内に、 前記プランジャ の加圧行程の初期段階において、 前記燃料に予圧を与える予圧弁が設け られていることを特徴とする。

本発明の請求の範囲 3に記載の電子制御燃料噴射装置は、 請求の範囲 2に記載の前記加圧室内には、 前記プランジャによる予圧動作が完了し た時点でこのプランジャに当接させられて前記排出路を遮蔽することに より、 前記燃料の加圧動作を開始させるスピル弁が設けられていること を特徴とする。

本発明の請求の範囲 4に記載の電子制御燃料噴射装置は、 請求の範囲 1ないし請求の範囲 3の何れかに記載の前記吸引部の、 前記環流路へ導 かれる燃料の分岐部よりも下流側に、 前記プランジャポンプの吸引行程 時のみ前記燃料の、 前記プランジャポンプ内への流入を許容する逆止弁 が設けられていることを特徴とする。

本発明の請求の範囲 5に記載の電子制御燃料噴射装置は、 請求の範囲 1ないし請求の範囲 4の何れかに記載の前記排出部には、 前記燃料タン クへ連通させられた燃料戻し管が連設されているとともに、 この燃料戻 し管の端部が、 前記燃料夕ンクの空間部に閧放されていることを特徴と する。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明の一実施形態に係わる電子制御燃料噴射装置が適用 された燃料供給系のシステム構成図である。

第 2図は、 本発明の一実施形態を示す要部の拡大縦断面図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

第 1図は、 本実施形態の電子制御燃料噴射装置 1が適用された燃料供 給系を示す構成図である。

この燃料供給系は、 燃料 Fが貯留された燃料タンク 2下方に、 この燃 料タンク 2から前記燃料 Fを吸引した後に加圧することにより、 この燃 料 Fを内燃機関の吸気通路 I内に噴射する前記電子制御燃料噴射装置 1 が配設され、 この電子制御燃料噴射装置 1の下部に設けられた吸引部 1 aと前記燃料タンク 2とが、 燃料 Fを供給するフィードパイプ 3によつ て連通されるとともに、 前記電子制御燃料噴射装置 1の上部に設けられ た戻し部 1 bと前記燃料タンク 2とが、 前記電子制御燃料噴射装置 1か ら排出される余剰燃料を前記燃料タンク 2へ戻すリターンパイプ 4によ つて連通され、 さらに、 前記フィードパイプ 3の途中に低圧フィル夕 5 が設けられていることによって構成されている。

前記電子制御燃料噴射装置 1は、 第 2図に示すように、 ボディ 6と、 このボディ 6内に装着されて、 前記燃料 Fを吸引圧送するプランジャポ ンプ Pと、 前記ボディ 6に装着されて、 前記燃料を噴射する噴射ノズル 7とを備え、 前記プランジャポンプ Pが、 シリンダ 8と、 このシリンダ 8内に摺動可能に装着されて加圧室 9を形成するプランジャ 1 0と、 こ のプランジャ 1 0を励磁するソレノィドコイル 1 1とからなり、 前記ボ ディ 6には、 その下部に、 前記吸引部 1 aを構成する吸引用コンタクト パイプ 1 2が設けられ、 上部には、 前記戻し部 l bを構成する戻し用コ ンタクトパイプ 1 3が設けられ、 さらに、 前記シリンダ 8とソレンィ ド コイル 1 1との間に、 前記吸引部 1 aにおいて分岐させられた燃料の一 部を前記戻し部 1 bへ向けて案内する環流路 1 4が設けられた基本構成 となっている。

次いで、 これらの詳細について説明すれば、 前記シリンダ 8には、 そ の上部外周を覆うように前記戻し用コンタクトパイプ 1 3が被嵌され、 また、 前記シリンダ 8の下部には、 アウターシリンダ 1 5が被嵌され、 さらに、 前記アウターシリンダ 1 5と前記戻し用コンタクトパイプ 1 3 との間に中間パイプ.1 6が介装されている。

そして、前記戻し用コンタクトパイプ 1 3、中間パイプ 1 6、および、 ァゥ夕一シリンダ 1 5を覆うように、環状のコア 1 7が被嵌されており、 このコア 1 7に前記ソレノィドコイル 1 1が卷回され、 また、 前記コア 1 7の内周面と、 前記戻し用コンタクトパイプ 1 3、 中間パイプ 1 6、 および、 アウターシリンダ 1 5の外周面との間に、 前記環流路 1 4が形 成されている。

また、 前記アウターシリンダ 1 5の下部は、 前記ボディ 6の下方から 突出させられており、 その突出端の内部に、 前記加圧室 9に連通させら れた計量オリフィス 1 8が装着されている。

前記プランジャ 1 0の中心には、 前記余剰燃料を前記戻し部へ導く排 出路 1 0 aが形成されているとともに、 この排出路 1 0 a内に、 前記プ ランジャ 1 0の加圧行程の初期段階において、 前記燃料 Fに予圧を与え る予圧弁 1 9が設けられている。

前記アウターシリンダ 1 5の内部で、 前記計量オリフィス 1 8の上部 には、 前記プランジャ 1 0の下端部と間隔をおいてサブシリンダ 2 0が 装着されており、 このサブシリンダ 2 0の外周面と、 前記アウターシリ ンダ 1 5の内周面および前記シリンダ 8の内周面との間に、 前記加圧室

9が形成されている。 そして、 前記サブシリンダ 2 0の上端部には、 前記プランジャ 1 0に よる予圧動作が完了した時点でこのプランジャ 1 0に当接させられて前 記排出路 1 0 aを遮蔽することにより、 前記燃料の加圧動作を開始させ るスピル弁 2 1が設けられ、また、前記サブシリンダ 2 0の下端部には、 前記加圧室 9内の燃料 Fの圧力が所定圧力に達した時点で開放されるァ ゥトレツトチェック弁 2 2が設けられている。

さらに、 前記ァウタ一シリンダ 1 5の下端部で、 前記吸引用コンタク トパイプ 1 2が装着された部位には、 この吸引用コンタクトパイプ 1 2 と前記加圧室 9とを連通する吸引路 1 5 aが形成されており、 この吸引 路 1 5 aの途中に、前記プランジャ 1 0の吸引行程時のみ前記燃料 Fの、 前記加圧室 9内への流入を許容する逆止弁としてのインレツトチェック 弁 2 3が設けられている。

また、 前記アウターシリンダ 1 5には、 前記環流路 1 4に連通される とともに、 前記吸引路 1 5 aに、 前記ィンレットチヱック弁 2 3の上流 側において連通させられた分岐路 2 4が形成されており、 前記吸引用コ ン夕クトパイプ 1 2を介して吸引される燃料 Fの一部を、 常時前記環流 路 1 4へ導くようになつている。

一方、 前記噴射ノズル 7は、 前記ァゥ夕一シリンダ 1 5の下端部外周 に被嵌されるノズルボディ 2 5と、 このノズルボディ 2 5内に配設され た筒状のガイ ド部材 2 6と、 このガイ ド部材 2 6の内部に往復動可能に 装着された筒状の保持部材 2 7と、 この保持部材 2 7の内側に往復動可 能に装着されて、 前記ガイ ド部材 2 6に形成されている燃料噴射通路 2 8を開閉するポぺヅト弁 2 9とによって構成されている。

そして、 第 2図において符号 3 0および 3 1は、 前記プランジャ 1 0 を中立位置に保持するためのニュートラルスプリングであり、符号 3 2、 3 3、 3 4、 および、 3 5は、 それぞれ、 予圧弁 1 9、 スピル弁 2 1、 アウトレヅ トチェック弁 2 2、 および、 ポぺヅト弁 2 9を閉位置に付勢 するためのリタ一ンスプリングを示し、 さらに、 符号 3 6は、 前記イン レツトチェック弁 2 3を閉位置に付勢するためのリターンスプリングで ある。

また、 第 2図において符号 3 7は、 前記噴射ノズル 7が開放された際 に、 前記吸気通路 I内の負圧によって前記噴射ノズル 7へ空気を供給し て、 前記噴射ノズル 7から噴射される燃料を霧状とするアシストエアォ リフィスである。

さらに本実施形態においては、 前記燃料タンクへ連通させられた燃料 戻し管としての前記リターンパイプ 4は、 第 1図に示すように、 その端 部が、 前記燃料タンク 2の空間部に開放されている。

ついで、 このように構成された本実施形態に係わる電子制御燃料噴射 装置 1の作用について説明する。.

内燃機関とともにプランジャポンプ Pが作動させられると、 プランジ ャ 1 0が往復移動させられて、 燃料タンク 2内の燃料 Fが、 フィードノ イブ 3を介してプランジャポンプ Pへ吸引された後に加圧されて、 噴射 ノズル 7を介して霧状に吸気通路 Iへ噴射される。

すなわち、 前記燃料 Fの吸引は、 前記プランジャ 1 0が中立位置へ復 帰させられる際に、 加圧室 9が負圧となされ、 これによつて、 インレツ トチェック弁 2 3が開放されることにより、 吸引路 1 5 aから加圧室 9 内に燃料 Fが吸引される。

これより、 前記ソレノィ ドコイル 1 1によって前記プランジャ 1 0が 励磁されると、 このプランジャ 1 0が、 ニュートラルスプリング 3 1の 弾性に抗して下降させられることにより、 加圧室 9内の燃料 Fの加圧が 開始される。

そして、 このような加圧行程の初期段階において、 前記インレットチ エック弁 2 3が閉塞されて、 前記加圧室 9内の燃料 Fが加圧されるが、 燃料 Fの圧力が所定圧力まで上昇させられた時点で、 前記予圧弁 1 9の 作用により、 加圧室 9内の燃料の一部がプランジャ 1 0内の排出路 1 0 aへ排出されることにより、 前述した加圧行程の初期段階における燃料 Fが所定の圧力に保持される。

そして、 プランジャ 1 0の下降が継続されると、 その下端面が、 スピ ル弁 2 1によって閉塞されることにより、 前記加圧室 9内の燃料 Fがさ らに加圧され、 その圧力が所定圧力まで上昇した時点で、 アウトレット チェック弁 2 2が開放され、 加圧室 9内の燃料 Fが、 計量オリフィス 1 8を介して噴射ノズル 7へ送り込まれ、 この後に、 ポペット弁 2 9が開 放されることによって、 前記燃料 Fが燃料噴射通路 2 8を介して吸気通 路 Iへ噴射される。

そして、 このような燃料噴射に際して、 アシストエアオリフィス 3 7 からアシストエアが供給されることにより、 前述したように噴射される 燃料 Fの霧化が促進されつつ前記吸気通路 Iへ供給される。

一方、 前述した燃料 Fの吸引動作によって、 フィードパイプ 3の、 低 圧フィル夕 5の下流側が負圧となされることにより、 この低圧フィル夕 5の下流側においてべ一パが発生し、また、燃料 Fの噴射動作によって、 前記プランジャポンプ Pが発熱し、 吸引される燃料 Fの温度も徐々に上 昇させられ、 これによつて、 燃料 Fの内部にベ一パが発生する。

しかしながら、 本実施形態においては、 前記吸引路 1 5 aが、 分岐路 2 4を介して前記プランジャ 1 0の周りに形成されている環流路 1 4へ 連通され、 さらに、 前記戻し用コンタクトパイプ 1 3およびリタ一ンパ ィプ 4を経て燃料夕ンク 2の上部空間部へ連通させられている。

したがって、 吸引路 1 5 aのインレットチェック弁 2 3よりも上流側 において発生させられたべ一パ、 および、 温度が上昇させられることに よって前記分岐路 1 5 aや環流路 1 4において発生させられたべ一パは、 その浮力により、 前記環流路 1 4から戻し用コンタクトパイプ 1 3およ ぴリターンパイプ 4を絰て燃料タンク 2へ導かれ、 この燃料タンク 2の 上部空間部へ放出される。

したがって、 本実施形態においては、 ベ一パによる泡ポンプが形成さ れて、 ブランジャポンプ Pに吸引されない余剰の燃料 Fが、 燃料タンク 2からブランジャボンプ Pの加圧室 9をバイパスして燃料夕ンク 2へ戻 るように常時循環させられる。

このような余剰燃料 Fの循環作用により、 燃料 F内に発生するベ一パ の殆どが燃料タンク 2の空間部へ放出されることとなり、 前記加圧室 9 内へのベーパ吸引量が大幅に抑制される。

また、 仮に、 前記加圧室 9内にベ一パが吸引された場合にあっても、 本実施形態においては、 加圧行程の初期段階において、 前記燃料 Fが、 予圧弁 1 9によって予圧されることにより、 混在するべーパが液化され ることによって消滅される。

あるいは、'予圧によって液化できなかつたべーパは、 燃料 Fが所定圧 力に至った際に、 前記予圧弁 1 9が開放されることにより、 この予圧弁 1 9を介してプランジャ 1 0の排出路 1 0 aへ送り込まれて燃料タンク 2へ放出される。

このように、本実施形態に係わる電子制御燃料噴射装置 1にあっては、 プランジャポンプ Pへのべ一パの浸入が極力小さく抑えられて、 プラン ジャポンプ Pの吐出能力の低下が抑制され、 これに伴い、 燃料噴射量の 制御精度が確保される。

しかも、 前記べ一パを泡ポンプによる自然環流によって燃料タンク 2 へ放出するようにしていることから、 ベ一パ除去のために燃料 Fを常時 加圧しておく必要がなく、 これによつて、 従来必要とされていた燃料ポ ンプが不要となり、 かつ、 燃料 Fを循環させる諸パイプの要求耐圧性も 小さくてすむ。

なお、 前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一 例であって、 設計要求等に基づき種々変更可能である。 産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明'に係わる電子制御燃料噴射装置によれば、 プランジャポンプへのべ一パの浸入を極力小さく抑え、 プランジャボン プの吐出能力の低下を抑制し、 これによつて、 燃料噴射量の制御精度を 確保することができる。

しかも、 前記べ一パを泡ポンプによる自然環流によって燃料タンクへ 放出するようにしていることから、 ベ一パ除去のために燃料を常時加圧 しておく必要がなく、 これによつて、 従来必要とされていた燃料ポンプ が不要となり、 かつ、 燃料を循環させる諸パイプの要求耐圧性も小さく てすむ。

Claims

請求の範囲

1 . 燃料が貯留された燃料タンクの下方に配設されて、 この燃料タン クから前記燃料を吸引した後に加圧することにより、 この燃料を内燃機 関の吸気通路内に噴射するようにした電子制御燃料噴射装置であって、 ボディと、 このボディ内に装着されて、 前記燃料を吸引圧送するプラン ジャポンプと、 前記ボディに装着されて、 前記燃料を噴射する噴射ノズ ルとを備え、 前記プランジャポンプが、 シリンダと、 このシリンダ内に 摺動可能に装着されて加圧室を形成するプランジャと、 このプランジャ を励磁するソレノィ ドコイルとからなり、前記ボディには、その下部に、 前記プランジャの動作によって前記加圧室に連通させられる吸引部が設 けられ、上部には、余剰燃料を前記燃料夕ンクへ戻す戻し部が設けられ、 さらに、 前記シリンダとソレノイ ドコイルとの間に、 吸引部から分岐さ せられた燃料の一部を前記戻し部へ向けて案内する璟流路が設けられて いることを特徴とする電子制御燃料噴射装置。

2 . 前記プランジャの中心には、 前記余剰燃料を前記戻し部へ導く排 出路が形成されているとともに、 この排出路内に、 前記プランジャの加 圧行程の初期段階において、 前記燃料に予圧を与える予圧弁が設けられ ていることを特徴とする請求の範囲 1に記載の電子制御燃料噴射装置。

3 . 前記加圧室内には、 前記プランジャによる予圧動作が完了した時 点でこのプランジャに当接させられて前記排出路を遮蔽することにより、 前記燃料の加圧動作を開始させるスピル弁が設けられていることを特徴 とする請求の範囲 2に記載の電子制御燃料噴射装置。

4 . 前記吸引部の、 前記環流路へ導かれる燃料の分岐部よりも下流側 に、 前記プランジャポンプの吸引行程時のみ前記燃料の、 前記プランジ ャポンプ内への流入を許容する逆止弁が設けられていることを特徴とす る請求の範囲 1ないし請求の範囲 3の何れかに記載の電子制御燃料噴射

5 . 前記排出部には、 前記燃料タンクへ連通させられた燃料戻し管が 連設されているとともに、 この燃料戻し管の端部が、 前記燃料タンクの 空間部に開放されていることを特徴とする請求の範囲 1ないし請求の範 囲 4の何れかに記載の電子制御燃料噴射装置。