JPH02181068A - 内燃機関用燃料送出装置 - Google Patents

内燃機関用燃料送出装置

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JPH02181068A
JPH02181068A JP1294103A JP29410389A JPH02181068A JP H02181068 A JPH02181068 A JP H02181068A JP 1294103 A JP1294103 A JP 1294103A JP 29410389 A JP29410389 A JP 29410389A JP H02181068 A JPH02181068 A JP H02181068A
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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〕 本発明は内燃機関用燃料送出装置に関し、特に加圧燃料
供給源とエンジンのインテークマニホルドとの間に位置
する少なくとも１個のフューエルインジェクタを備える
燃料噴射装置に適したものに関する。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕従来の構
造の内燃機関の燃料送出装置の場合、燃料は定量送出ポ
ンプによって燃料タンクからエンジンまで送給され、余
分な燃料はエンジンから燃料タンクまで戻る。このよう
にして戻される燃料によってエンジンの熱が燃料供給源
に伝わるので、燃料供給源の温度と蒸気圧が上昇するこ
とになる。余分な蒸気圧を大気に放出することにより汚
染問題が生じるだけではなく、燃費に悪影響を及ぼす。
燃料タンクの余分な温度によってポンプのベーバロツタ
の原因となり、特に燃料の液面高さが比較的低い場合が
そうである。同様に、ポンプが常時作動することによっ
てエネルギ消費量が増加し、ポンプと燃料フィルタの両
者の寿命を縮める。
米国特許箱４．６４９，８８４号に開示された内燃機関
用燃料噴射装置の場合、電動モータの定量送出燃料ポン
プによって加圧燃料をタンクからエンジンに設けた燃料
通路まで送給する。余分な燃料は燃料通路とエンジンの
インテークマニホルドとの差圧の関数として供給タンク
に戻る。燃料通路と工ンジンのインテークマニホルドと
の間には、複数個のフューエルインジェクタを取付けら
れており、この場合インジェクタのノズルは、エンジン
の各シリンダの燃料又は空気のインテークボー１−に隣
接して設けられている。本出願人によって出願された１
９８８年１２月６日付の米国特許筒４　、７８９３０８
号に開示されている内燃機関用燃料送出装置の場合、電
動式燃料ポンプの出口圧力は監視されており、ポンプモ
ータの電流はかかる出口圧力の関数として制御される。
上記特許及び出願に開示されている燃料送出装置には、
その構造に関して上述のような問題があるので一層の改
善が望まれている。
従って、本発明の目的は、燃料送出機構、特にフューエ
ルインジェクタの差圧を一定に維持し、インジェクタ作
動時間中に供給される燃料量をインテークマニホルドの
圧力変動とは無関係に一定維持する上記特許に開示され
た形式の燃料噴射装置に適した燃料送出装置を提供する
ことである。
本発明の別の目的は、例えば自動車用燃料送出装置等の
大量生産に際して経済的で、車両の寿命と同じ長期にわ
たって信頼出来得る上記特徴を備える差圧制御装置を提
供することである。また、本発明の別の目的は、上記特
徴の他に必要に応して燃料を送出する故にエネルギ消費
量が少なく、ポンプ及び燃料フィルタの作動寿命が長く
なることを特徴とする燃料送出装置を提供することであ
る。
さらに、本発明の別の目的は、エンジンの熱が燃料タン
クへ移行することが少なくなるので、上述した燃料気化
に伴う問題がなくなることを特徴とする燃料送出装置を
提供することである。またさらに、本発明の別の目的は
、燃料の必要条件の関数として燃料ポンプを電子制御し
、制御電子機器が送出装置を循環する燃料によって冷却
されることを特徴とする燃料送出装置を提供することで
ある。
（課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために本発明に係る内燃機関用燃料
送出装置は、加圧によって燃料を送出するために使用電
力に応答する燃料ポンプを有する燃料供給源と、燃焼空
気をマニホルドに供給するための装置を備えるエンジン
のエアインテークマニホルドと、上記供給源からマニホ
ルドまでの燃料送出を制御するように上記燃料供給源と
連結する燃料送出装置と、上記ポンプに電力を供給する
ための給電装置とを有する内燃機関用燃料送出装置にお
いて、上記給電装置が、上記燃料供給源と連結し、上記
燃料送出装置に送出される燃料の圧力に応答する第１の
入力部と、上記エンジンマニホルドと連結してこのマニ
ホルド内の空気圧に応答する第２の入力部と、上記第１
と第２との入力相互間の差圧の直接連続関数として変化
する電気センサ信号を送るための出力部とを有する差圧
センサ装置と、上記信号に応答し、上記差圧の連続逆関
数として上記ポンプに給電し、ポンプの速度変化を制御
することによって上記燃料送出装置の差圧をほぼ一定に
維持するようにした装置とを有することを特徴とするも
のである。
〔作用〕
本発明による内燃機関用燃料送出装置は、加わる電力に
応答して加圧燃料を送出する電動式燃料ポンプを有する
燃料供給源を備えている。エンジンのエアインテークマ
ニホルドは、エンジンの各シリンダに燃焼空気を供給し
、少なくとも１個のフューエルインジェクタが上記燃料
供給源とインテークマニホルドとの間に接続されている
。一体型差圧センサであることが望ましい圧力センサ機
構は、フューエルインジェクタと、エンジンのインテー
クマニホルドとの圧力に応答し、これらの差圧の関数と
して変化する電気信号を発生する。
電動式燃料ポンプは、かかる差圧の関数として作動され
、望ましくはパルス幅変調増幅器によってパルス信号と
された直流電力が、一定周波数で、又差圧信号の関数と
して変化するデューティーザイクルにてモータに供給さ
れる。このようにすれば、インジェクタの燃料圧力は自
動的に制御されて、燃料通路とエンジンのインテークマ
ニホルドとの間のインジェクタ内は一定の圧力差に維持
され、循環燃料の量が減少され、従って燃料タンクに移
送されるエンジンの熱量が減少され、また、必要な燃料
の関数で燃料送出ポンプが作動される。
本発明の好適な実施例の場合、当然のことながらデジタ
ル式又はアナログ式のいずれでもよいポンプ制御用電子
機器は、プリント配線板に取付けられている。この配線
板は、循環燃料を送給するための通路を有する熱伝導材
の本体に取付けられるので、循環燃料はポンプ駆動の電
子機器から熱を取り去って機器を効果的に冷却する。ポ
ンプの非作動時にインジェクタに燃料を保持するように
、逆止弁が燃料戻りラインに設けられている。本発明の
実施例の１つによれば、上記逆止弁は、電子機器の吸熱
本体内に延びる通路に取付けられる。
上記本体は、一方の側が燃料通路に通じるダイアフラム
を設けた室で形成される燃料圧カーパルス減衰装置を備
えている。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の好適な実施例の１つによる燃料送出
装置１０を示し、この装置は、燃料ライン１６を介して
加圧燃料をエンジン（図示せず）の燃料通路１８まで送
出すように、燃料タンク１４内に配設された電動モータ
燃料ポンプ１２を備えている。上記燃料通路１８の余分
な燃料は、戻りライン２０．２２と燃料通路の逆止弁２
４とを介してタンク１４に戻る。逆止弁２４は、モータ
が休止している時に、すなわちエンジンが停止している
時に燃料を燃料通路１８内に保持する。燃料通路１８と
、エンジンによって担持されるエンジンのエアインテー
クマニホルド３４との間には、燃料送出装置である燃料
噴射装置として、複数個のフューエルインジェクタ２６
，２８，３０，３２が取付けられており、このフューエ
ルインジェクタ２６−３２のノズルが、エンジンのシリ
ンダと協働するように燃料又は空気のインテークポー）
３６−４２に隣接して設けられている。ここまでに述べ
た燃料送出装置１０は、上記した米国特許第４，６４９
，８８４号に開示されているものである。
燃焼空気は、エアフィルタ等を介して大気圧で、又はエ
ンジンによって駆動されるターボチャージ中等により加
圧されて、エンジンの作動、スロットルの要求等に応じ
てインテークマニホルド３４に送給される。フューエル
インジェクタ２６−３２は、例えば図示しないエンジン
に設けられたエンジン制御コンピュータによってソレノ
イド操作可能である。
本発明によれば、差圧センサ４６は、燃料通路１８内の
圧力の関数としての第１人力と、インテークマニホルド
３４内の圧力の関数としての第２人力とを受ける。かか
る入力信号は、他の適当な圧力送出機構からも取出すこ
とができる。差圧センサ４６は、燃料通路１８とインテ
ークマニホルド３４との差圧の関数としての電気信号を
発生ずる。かかる差圧電気信号は、第１図の実施例の場
合アナログ信号の形式でパルス幅変調増幅器４８に送ら
れる。また、上記増幅器４８は、車両の電気システムか
ら直流電力を受けてパルス信号５０を出力し、燃料ポン
プ１２の電動モータを作動する。増幅器４８のパルス出
力信号は、一定周波数で、かつ差圧センサ４６からの差
圧信号の関数、望ましくは逆−時間数として変化するデ
ユーティ−サイクルにて供給されるのが望ましい。
燃料通路１８とインテークマニホルド３４との圧力差が
低い場合、すなわち、燃料を多く必要とするエンジンの
加速操作中のような場合は、信号５０のデユーティ−サ
イクルは高い。従って、燃料ポンプ１２に加えられる平
均直流電力は高くなり、ポンプはこの電力によって作動
する。他方、燃料通路１８とインテークマニホルド３４
との圧力差が高い場合、すなわち、エンジンがアイドリ
ング中で少しの燃料しか必要としない場合は、増幅器出
力のデユーティ−サイクルは相応して低くなり、燃料ポ
ンプは低レベルで作動する。
第２図は、上記ポンプを制御する電子機器を示し、この
電子機器は、差圧センサ４６と増幅器４８とを備え、こ
れらは、ステンレス鋼のような熱伝導材で構成した本体
５４上のプリント配線板組立体５２に取付けられている
。本体５４は、その全体にわたって延びる通路５６を有
しており、この通路は、燃料ポンプ１２から燃料を受け
るための入口開口部５８と、燃料通路１８（第１図）に
連通した出口開口部６０とを有している。従って、本体
５４は、第１図に示すように燃料ライン１６と直列に連
結するので、ライン１６を循環する燃料は、ポンプ制御
の電子機器から熱をうばって効果的に冷却する。差圧セ
ンサ４６は、メインの燃料通路５６と連通ずる本体５４
内の側方向通路６２と連通ずる第１の圧力入力部と、ニ
ップル６４及びホース６６によってのインテークマニホ
ルド３４　（第１図）と連結する第２の圧力入力部とを
有する。センサ４６を有する組立体５２には、体パッケ
ージ６８を形成するようにカバー６７がか番ノられてい
る。
第３図は、燃料通路１８（第１図）と燃料タンク１４と
の間の第１図の戻りライン２０．２２（第１図）に取付
けるのに適した制御パッケージの別の例７０を示す。こ
の制御パッケージ７０には、流量減衰オリフィス７２と
して通路５６内に逆止弁２４が取付けられている。カバ
ー７４は、本体５４と協働して室７６を形成し、この室
は、ステンレス鋼等によって構成したダイアフラム７８
によって分割される。室７６の上部は、ポート８０によ
って燃料通路５６と連通ずる。室７６の下部は、カバー
７４のオリフィス８２を介して大気に通じる。従って、
ダイアフラム７８は、燃料送出装置の圧力変化を減衰す
る役割を果たす。
第４図は、ポンプ制御の電子機器にマイクロプロセッサ
を使用した実施例８４を示す。差圧センサ４６は、差圧
ステージ８６を介してマイクロプロセッサ８８に接続さ
れており、このマイクロプロセッサ８８は、電力増幅ス
テージ９０にパルス幅変調信号５０（第１図）を送るよ
うに適当にプログラム化されている。ポンプモータ９２
は、」二連したように必要に応じた燃料を送出するため
に電力増幅ステージ９０に接続されている。
第５図は、本発明の別の好適実施例を示す他の形式の燃
料送出装置９４を示したものであり、この場合、一つの
フ二一エルインジエクタ２６がスロットル本体９８の中
央通路９６内に配設されており、このスロットル本体９
８が、スロットルバルブ１００を介して燃料をエンジン
のインテークマニホルド３４に送出する。第５図の燃料
送出装置９４のその他の部分は、第１図の装置１０と同
じでよい。
本発明を図示した好適実施例に関連して説明してきたが
、当然のことながら本発明の範囲を逸脱することなく種
々変更することができるものである。例えば、シリコン
又は他の固体で構成した一体型センサであることが望ま
しい差圧センサ４６に代って、差動増幅器等に出力を送
るセパレート型の電気又は機械式のものでもよい。また
例えば、電動式燃料ポンプに、電子ソレノイド弁により
その出力が変わる機械式燃料ポンプのようなものを使用
してもよい。この場合、ポンプ駆動電圧が上述したパル
ス幅変調のものであるのが望ましいが、周波数変調又は
直流又は電圧制御のものを使用してもよい。
〔発明の効果〕 このように、上述した本発明の目的の全てを完全に達成
する燃料送出装置の実施例をいくつか詳述してきた。上
記燃料ポンプは、先行技術の定量送出ポンプとは異なり
必要に応じて作動されるので、エネルギ消費量が軽減さ
れ、ポンプの寿命と燃料フィルタ（図示せず）の作動寿
命とがともに長くなる。燃料ポンプは、必要時にのみ作
動されるので、燃料タンクに戻される循環燃料量は著し
く減少し、従って燃料タンクへの熱の移行は少なくなる
。従って、燃料の気化に伴う問題も減少する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の好適実施例の１つを示す燃料送出装置
の概略図、 第２図は第１図の実施例のポンプ制御電子機器を取付け
るための囲繞体を示す断面図、第３図は本発明の別の実
施例によるポンプ制御電子機器囲繞体を示す断面図、 第４図は本発明の別の実施例を示すデジタル式ポンプ制
御電子機器の概略電気図、 第５図は本発明の別の好適実施例による別型燃料送出装
置の概略図である。 １０．９４・・・燃料送出装置、１２・・・燃料ポンプ
、１４・・・燃料タンク、１６・・・燃料ライン、１８
・・・燃料通路、２０．２２・・・燃料戻しライン、２
４・・・逆止弁、２６．２Ｂ　、３０．３２・・・フュ
ーエルインジェクタ、３４・・・インテークマニホルド
、３６４２・・・燃料又は空気のインテークポート、４
６・・・差圧センサ、４８・・・増幅器、５０・・・信
号、５２・・・プリント配線板、６７．７４・・・カバ
ー、６８・・・−体パッケージ、７８・・・ダイアフラ
ム、８８・・・マイクロプロセッサ、９２・・・ポンプ
モータ。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）加圧によって燃料を送出するために使用電力に応
    答する燃料ポンプを有する燃料供給源と、燃焼空気をマ
    ニホルドに供給するための装置を備えるエンジンのエア
    インテークマニホルドと、上記供給源からマニホルドま
    での燃料送出を制御するように上記燃料供給源と連結す
    る燃料送出装置と、上記ポンプに電力を供給するための
    給電装置とを有する内燃機関用燃料送出装置において、 上記給電装置が、上記燃料供給源と連結し、上記燃料送
    出装置に送出される燃料の圧力に応答する第１の入力部
    と、上記エンジンマニホルドと連結してこのマニホルド
    内の空気圧に応答する第２の入力部と、上記第１と第２
    との入力相互間の差圧の直接連続関数として変化する電
    気センサ信号を送るための出力部とを有する差圧センサ
    装置と、上記信号に応答し、上記差圧の連続逆関数とし
    て上記ポンプに給電し、ポンプの速度変化を制御するこ
    とによって上記燃料送出装置の差圧をほぼ一定に維持す
    るようにした装置とを有することを特徴とする内燃機関
    用燃料送出装置。
  2. （２）上記給電装置が、上記電気信号に応答し、一定周
    波数でかつ上記差圧の関数として変化するデューティー
    サイクルにてパルス幅変調直流電力を上記ポンプに供給
    する装置をさらに有することを特徴とする請求項（１）
    に記載の内燃機関用燃料送出装置。
  3. （３）上記燃料送出し装置からの余分な燃料を上記供給
    源に戻すための装置をさらに有し、この燃料戻し装置が
    、上記ポンプの非作動時に上記燃料送出装置に燃料を保
    持するための逆止弁を備えることを特徴とする請求項（
    １）に記載の内燃機関用燃料送出装置。
  4. （４）上記燃料供給源と上記燃料送出装置とを連結し、
    その全体に渡って延びる燃料通路を有する熱伝導材の本
    体をさらに有し、この本体を通過する燃料が上記給電装
    置を冷却するように上記給電装置を上記本体に取付ける
    ことを特徴とする請求項（１）に記載の内燃機関用燃料
    送出装置。
  5. （５）第１及び第２装置が、上記本体に取付けられ、上
    記通路に開口する第１の入力部を有する差圧センサと、
    この差圧センサの第２の入力部を上記エンジンのマニホ
    ルドに接続する装置とを有することを特徴とする請求項
    （４）に記載の内燃機関用燃料送出装置。
  6. （６）給電装置が、一定周波数にて、かつ該差圧の関数
    として変化するデューティーサイクルにて上記ポンプに
    パルス幅変調直流電力を供給するための装置をさらに有
    することを特徴とする請求項（５）に記載の内燃機関用
    燃料送出装置。
  7. （７）上記センサ及び上記センサ応答装置を備える上記
    給電装置が、上記本体に取付けるプリント配線板組立体
    をさらに有することを特徴とする請求項（６）に記載の
    内燃機関用燃料送出装置。
  8. （８）上記燃料送出装置からの余分な燃料を上記供給源
    に戻すための装置をさらに有し、この燃料戻し装置が、
    上記ポンプの非作動時に燃料を上記燃料送出装置に保持
    するための逆止弁を有することを特徴とする請求項（４
    ）に記載の内燃機関用燃料送出装置。
  9. （９）上記逆止弁を上記本体通路内に配置することを特
    徴とする請求項（８）に記載の内燃機関用燃料送出装置
    。
  10. （１０）上記通路に燃料流量減衰オリフィスを設けるこ
    とを特徴とする請求項（９）に記載の内燃機関用燃料送
    出装置。
  11. （１１）燃料が上記通路内を流れる際の圧力変動を少な
    くするための装置を上記本体に設けることを特徴とする
    請求項（４）に記載の内燃機関用燃料送出装置。
  12. （１２）上記圧力減衰装置が、上記本体内にの空所と、
    この空所を第１室と第２室とに分割するダイアフラムと
    、上記第１室を該通路に連結する第１ポートと、上記第
    ２室を大気に通じさせる第２ポートとを有することを特
    徴とする請求項（１１）に記載の内燃機関用燃料送出装
    置。
  13. （１３）上記燃料送出し装置が、上記ポンプと連結する
    燃料通路と、この燃料通路と上記マニホルドとの間にて
    連結する少なくとも１個の燃料噴射装置とを有すること
    を特徴とする請求項（１）に記載の内燃機関用燃料送出
    装置。
  14. （１４）上記燃料送出装置が、上記マニホルドに空気を
    送出すための通路を有するスロットル本体と、上記ポン
    プと連結して上記通路に燃料を噴射するように取付けた
    燃料噴射装置とを有することを特徴とする請求項（１）
    に記載の内燃機関用燃料送出装置。
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