JPH01224461A

JPH01224461A - エンジンの燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH01224461A
Application number: JP5016488A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Shiyuukou; 秀衡　佳裕; Takahiro Kawamura; 孝博川村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-03-03
Filing date: 1988-03-03
Publication date: 1989-09-07

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、燃焼室内に直接燃料を噴射するエンジンの燃
料噴射装置に関するものである。

先行技術混合気を成層化させて、燃焼性を向上させ、低櫻運転領
域での燃費の改善を図るために、燃料を燃焼室内に直接
噴射し、エンジンの燃料噴射装置が知られている（実開
昭５９−７１９５５号など。）この種の燃料噴射装置に
おいては、燃料噴射°部の直下流に加圧したアシストエ
アーを供給して、噴射された燃料を霧化、気化を図ると
ともに、燃焼室内の圧縮圧力によって、混合気がインジ
ェクタ内に逆流するおそれがあるため、スプリングによ
り閉じる方向に付勢された外開逆止弁をインジェクタに
取り付けて、圧縮混合気のインジェクタへの逆流を防止
しているのが一般であった。

発明の解決しようとする問題点このように、外開逆止弁を取り付けることにより、圧縮
混合気の燃料噴射装置への逆流は防止することができる
が、逆に、燃焼室内が負圧状態になったときには、イン
ジェクタ中の燃料が負圧により燃焼室内に吸入されるこ
とがあり、噴射タイミング以外のタイミングで、燃料が
燃焼室内に吸入されることによって、燃費および排気ガ
ス成分の悪化を引き起こすことがあった。また、同様の
問題は、インジェクタのニードルバルブにゴミなどが噛
み込み、ニードルバルブが開いたままになった場合や急
減速時に燃料カットをおこなう場合にも生じ、燃焼制御
性を向上させ得るという燃料直接噴射タイプの燃料噴射
装置の利点を十分に活かせない場合があった。

発明の目的本発明は、噴射タイミングのみに確実に燃料を噴射する
ことができ、燃費および排気ガス成分の悪化を防止して
、燃料制御性を向上させた、燃料を燃焼室内に直接噴射
するタイプのエンジンの燃料噴射装置を提供することを
目的とするものである。

発明の構成本発明のかかる目的は、外開逆止弁に加わる燃料の燃圧
と、アシストエアー供給部の圧力との差圧を補正する圧
力調整手段を設けることによって達成される。

本発明の燃料噴射装置は、外開逆止弁に加わる燃料の燃
圧と、アシストエアー供給部の圧力との差圧を補正する
圧力調整手段を備えているので、燃料噴射タイミング以
外のタイミングで、燃料の燃圧とアシストエアー供給部
の圧力との差圧が、燃料が燃焼室内に吸入されるレベル
にまで大きくなることを防止することができるから、噴
射タイミングのみに確実に燃料を噴射することができ、
燃費および排気ガス成分の悪化を防止して、燃料制御性
に優れているという燃料を燃焼室内に直接噴射するタイ
プのエンジンの燃料噴射装置の利点を十分に活かすこと
が可能となる。

本発明において、圧力調整手段としては、アシストニア
−供給部に供給されるアシストエアー量を制御する手段
などが好ましく用いられ得るが、これに限定されるもの
ではない。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき、詳
細に説明を加える。

第１図は、本発明の実施例に係るエンジンの燃料噴射装
置を含むエンジンの全体概略図であり、第２図は、その
エンジンの燃料噴射装置の略部分拡大図である。

第１図において、エンジン１には、シリンダボア２とそ
の内部を上下方向に摺動するピストン３が設けられ、ピ
ストン３の上部のシリンダボア２内の空間に燃焼室４が
形成されている。エンジン１の上部には、それぞれ、吸
気通路５および排気通路６が接続されるとともに、燃焼
室４内に臨むように、燃料噴射装置７が設けられている
。第２図に示すように、燃料噴射装置７は、燃料を噴射
するインジェクタ８と、チャンバー９を介して、インジ
ェクタの前面に取り付けられた外開逆止弁１０、外開逆
止弁１０を閉じる方向に付勢するスプリング１１、外開
逆止弁１０の直下流に設けられ、噴射された燃料の霧化
、気化を促進するアシストエアーが供給されるアシスト
エアーチャンバー１２、およびアシストエアーチャンバ
ー１２にアシストエアーを供給するアシストエアー供給
通路１３より構成されている。インジェクタ８は、所定
の燃料噴射制御信号にしたがって、ニードルバルブ１４
を開くことにより、チャンバー９内に燃料を噴射するよ
うになっており、スプリング１１のスプリング力Ｐｓは
、インジェクタ８内の噴射圧Ｐｉより、小さくなるよう
に設定され、ニードルバルブ１４が開かれたとき、イン
ジェクタ８内の噴射圧Ｐｉが、スプリング１１のスプリ
ングカＰＳ右よびアシストエアーチャンバー１２内の圧
力Ｐａに打ち勝って、燃料が燃焼室４内に噴射される。

チャンバー９内は、常時、燃料により満たされているが
、その燃料の燃圧Ｐｆは、インジェクタ８内の噴射圧Ｐ
ｉより低い値となっている。

アシストエアーは、クランクシャフト１５により駆動さ
れるエアーポンプ１６によって加圧されコントロールユ
ニット１７によってその開度が制御されるコントロール
バルブ１８により、その供給量が制御されてアシストエ
アー供給通路１３からアシストエアーチャンバー１２に
供給される。

コントロールユニット１７には、燃圧センサ２２により
検出されたチャンバー９内の燃圧検出信号、アシストエ
アー圧カセンサ２３の検出シタアシストエアーチャンバ
ー１２内のアシストエアー圧力検出信号などの各種検出
信号が入力され、コントロールユニット１７は、これら
の人力信号に基づいて、所定の制御量を演算し、コント
ロールバルブ１８ヘアシストエアー供給量制御信号を出
力するなど、各種制御手段へ制御信号を出力する。

燃料は、図示しない燃料タンクより燃料通路１９に供給
され、パルセーションダンパ−２０によりその脈動が打
ち消されて、インジェクタ８に供給され、過剰の燃料は
、燃料通路１９を経て、燃料タンクにリサイクルされて
いる。燃料の燃圧は、燃圧レギユレータ２１により、吸
気通路５内の吸気負正にしたがって、コントロールされ
ている。

第３図は、本発明の実施例に係るエンジンの燃料噴射装
置の制御方法を示すフローチャートである。

第３図のフローチャートに示されるように、燃圧センサ
２２により検出されたチャンバー９内の燃圧検出信号、
アシストエアー圧カセンサ２３の検出したアシストエア
ーチャンバー１２内のアシストエアー圧力検出信号が、
コントロールユニット１７に入力され、チャンバー９内
の燃圧Ｐｆとアシストエアーチャンバー１２内のアシス
トニア−圧力Ｐａとの差圧ＰがＰ＝Ｐｆ＋Ｐａ　　−・・・・（１）により算出される。この差圧Ｐは、外開逆止弁１０に、
これを開く方向に加わる圧力に相当する。

したがって、燃料噴射タイミングでない場合にも、この
差圧Ｐが、スプリング１１の付勢力より大きいときは、
外開逆止弁１０が開かれ、チャンバー９内の燃料が燃焼
室４内に吸入されることになる。

したがって、次に、差圧Ｐが、スプリング１１の付勢力
Ｐｓ以上か否かが判定される。

その結果、イエス、すなわち、差圧Ｐが、スプリング１
１の付勢力Ｐｓ以上であると判定されたときは、チャン
バー９内の燃料が燃焼室４内に吸入されるおそれがある
から、コントロールユニット１７は、コントロールバル
ブ１８０開度を制御して、アシストエアー量を増大させ
、アシストエアーチャンバー１２内の圧力Ｐａを太きく
シ、差圧Ｐの値を下げ、燃料が吸入されることを防止す
る。

他方、ノー、すなわち、差圧Ｐが、スプリング１１の付
勢力Ｐｓ未満であると判定されたときは、チャンバー９
内の燃料が燃焼室４内に吸入されるおそれはないが、ア
シストエアーチャンバー１２内の圧力Ｐａが大きくなり
すぎると、次の燃料噴射に際し、燃料が噴射しにくくな
るので、差圧Ｐが、このような観点から、あらかじめ定
められた所定の圧力Ｐｏ以下か否かが判定され、イエス
のときは、コントロールユニット１７は、コントロール
バルブ１８の開度を制御して、アシストエアー量を減少
させ、アシストエアーチャンバー１２内の圧力Ｐａを小
さくして、次回の燃料噴射に備える。

以上のように、本実施例においては、外開逆止弁１０に
加わる差圧Ｐが、スプリング１１の付勢力Ｐｓ以上とな
らないように制御しているから、燃料噴射タイミング以
外のタイミングで、燃料が燃焼室４内に吸入されること
を有効に防止することができるとともに、アシストエア
ーチャンバー１２内の圧力Ｐａが高くなりすぎることが
ないように制御しているから、スムーズに次回の燃料噴
射を実行することが可能となる。

第４図は、本発明の実施例に係るエンジンの燃料噴射装
置の制御方法の別の例を示すフローチャートである。

第４図のフローチャートは、インジェクタ８のニードル
バルブ１４にゴミなどが噛み込み、ニードルバルブ１４
が開いたままになった場合に、燃料が燃焼室４内に吸入
されることがないように制御する方法の例を示すもので
ある。

第４図のフローチャートに示すように、燃圧センサ２２
により検出されたチャンバー９内の燃圧検出信号、アシ
ストエアー圧カセンサ２３の検出したアシストエアーチ
ャンバー１２内のアシストエアー圧力検出信号および図
示しないニードルバルブポジションセンサにより検出さ
れたニードルバルブ１４の開閉状態の検出信号が、それ
ぞれ、コントロールユニット１７に入力される。コント
ロールユニット１７は、この入力信号に基づき、まず、
ニードルバルブ１４が開いたままであるか否かを判定す
る。

その結果、ノーであれば、ニードルバルブ１４は正常で
あるので、次のサイクルに移行する。

これに対して、イエス、すなわち、ニードルバルブ１４
が開いたままの状態にあると判定したときは、コントロ
ールユニット１７は、（１）式にしたがって、チャンバ
ー９内の燃圧Ｐｆとアシストエアーチャンバー１２内の
アシストエアー圧力Ｐａとの差圧Ｐを算出する。

そして、この差圧Ｐが、スプリング１１の付勢力Ｐｓ以
上か否かが判定される。

その結果、イエス、すなわち、差圧Ｐが、スプリング１
１の付勢力Ｐｓ以上であると判定されたときは、チャン
バー９内の燃料およびインジェクタ８内の燃料が燃焼室
４内に吸入されるおそれがあるから、コントロールユニ
ット１７は、コントロールバルブ１８の開度を制御して
、アシストエアー量を増大させ、アシストエアーチャン
バー１２内の圧力Ｐａを大きくし、差圧Ｐの値をＰｓ未
滴になるまで下げ、燃料が吸入されることを防止する。

他方、ノー、すなわち、差圧Ｐが、スプリング１１の付
勢力Ｐｓ未満であると判定されたときは、チャンバー９
内の燃料およびインジェクタ８内の燃料が燃焼室４内に
吸°人されるおそれはないが、インジェクタ８より燃料
を燃焼室４に供給することはできないから、吸気通路５
内に設けたマニホールドインジェクタ２５によって、燃
料を燃焼室４内に噴射する。

本実施例によれば、ニードルバルブ１４に異常が発生し
、ニードルバルブ１４が開いたままの状態になった場合
にも、外開逆止弁１０に加わる差圧Ｐが、スプリング１
１の付勢力Ｐｓ以上とならないように制御しているから
、燃料噴射タイミング以外のタイミングで、燃料が燃焼
室４内に吸入されることを有効に防止する可能になる。

第５図は、本発明の実施例に係るエンジンの燃料噴射装
置の制御方法の他の例を示すフローチャートである。

第５図のフローチャートは、急減速時に、燃料カットを
おこなう場合、急減速に起因して生ずる負圧により、燃
料が燃焼室４内に吸入され、燃費および排気ガス中の成
分が悪化するのを防止するための制御方法を示すもので
ある。

第５図のフローチャートに示すように、燃圧センサ２２
により検出されたチャンバー９内の燃圧検出信号、アシ
ストエアー圧カセンサ２３の検出したアシストエアーチ
ャンバー１２内のアシストエアー圧力検出信号およびス
ロットルバルブ開度センサ２４により検出されたスロッ
トルバルブ開度検出信号θが、それぞれ、コントロール
ユニット１７に入力される。

コントロールユニット１７は、この人力されたスロット
ルバルブ開度検出信号θに基づき、まず、スロットルバ
ルブ開度の変化率ｄθ／ｄｔを算出し、所定の変化率α
と比較して、急減速状態か否かを判定する。

その結果、ノー、すなわち、急減速状態にないと判定さ
れたときは、次のサイクルに移行する。

これに対して、イエス、すなわち、急減速状態にあると
判定したときには、負圧状態が生ずることが予想される
から、コントロールユニット１７はまず、コントロール
バルブ１８の開度を制御して、アシストエアー量を増大
させ、アシストエアーチャンバー１２内の圧力Ｐａを増
大させる。

次いで、コントロールユニット１７　ハ、（１）式ニし
たがって、チャンバー９内の燃圧Ｐｆとアシストエアー
チャンバー１２内のアシストエアー圧力Ｐａとの差圧Ｐ
を算出する。

その結果、イエス、すなわち、差圧Ｐが、スプリング１
１の付勢力Ｐｓ以上であると判定されたときは、燃料カ
ット運転領域であるにもかかわらず、チャンバー９内の
燃料が燃焼室４内に吸入されるおそれがあるから、コン
トロニルユニット１７は、コントロールバルブ１８の開
度を制御して、アシストエアー量を増大させ、アシスト
エアーチャンバー１２内の圧力Ｐａを大きくし、差圧Ｐ
の値をスプリング１１の付勢力Ｐｓ未満にまで下げ、燃
料が吸入されることを防止する。

他方、ノー、すなわち、差圧Ｐが、スプリング１１の付
勢力Ｐｓ未満であると判定されたときは、チャンバー９
内の燃料が燃焼室４内に吸入されるおそれはないから、
次のサイクルに移行する。

本実施例によれば、急減速によって大きな負圧が生じる
場合にも、外開逆止弁１０に加わる差圧Ｐが、スプリン
グ１１の付勢力Ｐｓ以上とならないように制御している
から、急減速時に、燃料カットをおこなうときにも、燃
料が燃焼室４内に吸入されることを有効に防止すること
ができるから、燃費および排気ガスの成分の改善を図る
ことが可能となる。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである
ことはいうまでもない。

たとえば、前記実施例においては、第３図、第４図およ
び第５図のフローチャートは、それぞれ独立して説明を
加えたが、これらのフローチャートに示される制御方法
を単一の燃焼噴射装置において併用することもできる。

発明の効果本発明によれば、燃焼室内に生ずる負圧によって、燃料
噴射タイミン・グ以外のタイミングで、燃料が、燃焼室
内に供給されることを防止して、燃料噴射タイミングの
みに確実に燃料を噴射することができるから、燃費およ
び排気ガス成分の悪化を防止して、燃料制御性を向上さ
せた、燃料を燃焼室内に直接噴射するタイプのエンジン
の燃料噴射装置を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るエンジンの燃料噴射装
置を含むエンジンの全体概略図であり、第２図は、その
エンジンの燃料噴射装置の略部分拡大図である。第３図
は、本発明の実施例に係るエンジンの燃焼噴射装置の制
御方法を示すフローチャートである。第４図は、本発明
の実施例に係るエンジンの燃焼噴射装置の別の制御方法
を示すフローチャートであり、第５図は、本発明の実施
例に係るエンジンの燃焼噴射装置の他の制御方法を示す
フローチャートである。１−−　・エンジン、２・・・シリンダボア、３・・　・ピストン、４・・・燃焼室、５・・・吸気通路、６・・・排気通路、７・・・燃料噴射装置、８・・・インジェクタ、９・・・チャンバー、１０・・・外開逆止弁、１１・・・スプリング、１２・・・アシストエアーチャンバー、１３・・・アシ
ストエアー供給通路、１４・・・ニードルバルブ、１５・・・クランクシャフト、１６・・・エアーポンプ、１７・・−コントロールユニット、１８−・・コントロールバルブ、１９・・・燃料通路、２０・・・パルセーションダンパ−１２１・・・燃圧レギュレータ、２２・・・燃圧センサ、２３・・・アシストエ゛アー圧カセンサ、２４・・−ス
ロットルバルブ開度センサ、２５・・・マニホールドイ
ンジェクタ。第４図粥５図

Claims

【特許請求の範囲】

燃料を所定のタイミングで噴射するインジェクタの前面
に、燃料噴射圧より低いスプリング圧を有するスプリン
グによって閉方向に付勢される外開逆止弁を備え、アシ
ストエアーにより燃料を霧化、気化して、直接燃焼室内
に噴射するエンジンの燃焼噴射装置において、前記外開
逆止弁に加わる燃料の燃圧と、アシストエアー供給部の
圧力との差圧を補正する圧力調整手段を設けたことを特
徴するエンジンの燃料噴射装置。