JPH037573Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は電子制御燃料噴射装置つきエンジンの
燃料供給系の燃料圧力制御装置に係り、特にスロ
ツトルバルブの負圧信号源をプレツシヤレギユレ
ータに作用させてエンジン高温時のアイドル持続
性を向上し得るようにした燃料圧力制御装置に関
する。

［考案の背景技術］ 電子制御燃料噴射装置とは、キヤブレータに代
つて電気的に燃料の供給量を制御しエンジン内へ
噴射させる装置をいう。この装置では、特に燃料
流量制御精度を高めるために燃料ポンプから燃料
噴射弁までの燃料圧力を一定に保つことが必要と
なる。燃料噴射弁における燃料流量制御精度を高
めるため、吸気管内圧と燃料圧力との差圧を一定
値に保つプレツシヤレギユレータを有する低圧燃
料噴射方式の場合、燃料圧力の絶対圧はエンジン
負荷により変化し、アイドルの最低、全負荷で最
高となる。

ところで、燃料となるガソリンの性状は地域、
季節、メーカーによつて異なる。特に沸点の低い
成分が混入している場合、エンジンの冷却水温が
高温におけるアイドル時は、燃料流量が少なく、
新しい燃料との入れ替えが遅いため、換言すれば
燃料噴射弁付近の燃料配管内での燃料移動が遅い
ため、燃料も過熱される。この燃料過熱によりア
イドル時の低い燃料圧力に対し燃料の低沸点成分
の蒸気圧がその沸点を超えると蒸気の泡を発生
し、（特に燃料噴射弁近傍で蒸気の泡を発生す
る）、これがため燃料の流通を妨げる所謂ベーパ
ロツクを起こし、空燃比を過薄とし、アイドル持
続性を悪くすることがあつた。

そこで、これを是正するため冷却水温が高温に
なるとプレツシヤレギユレータに吸気管負圧を導
く管路を、大気圧に開放する装置が過去に発表さ
れている（実開昭57−193965号公報）。これは高
温時に管路を大気圧に開放することによつて、燃
料圧力の絶対圧を全負荷時なみに上昇させ蒸気の
泡を発生しにくくして、蒸気の泡に起因するアイ
ドル持続性不良を防ぎ、一方燃料圧力上昇に伴な
う噴射量の増加傾向に対してはO₂センサを用い
たクローズドループ空燃比制御装置で補正するよ
うにしたものである。

〔背景技術の問題点〕

しかし、本来燃料圧力を吸気管負圧に応じて変
化させているのは、燃料噴射弁の開弁時間と噴射
量を正しく対応させるためであり、この機能を前
述のごとくクローズドループ空燃比補正で代替し
た場合、アイドル等の定常運転では補正が有効と
なるものの、急激なアクセル操作による負荷の急
変（吸気管負圧の急変）時には、O₂センサによ
るクローズドループ空燃比補正装置では追従しき
れず、補正が無効となつてしまう。このため、排
気ガスの悪化、燃料の余分な消費又は追加補正制
御を招くことによる煩雑化等の問題があつた。
尚、関連する技術として、「燃料噴射式エンジン
の燃料供給装置」（実開昭57−11266号公報）が提
案されている。

［考案の目的］ 本考案は上記事情に鑑みてなされ、その目的と
するところは、エンジン高温時において、ベーパ
ロツクを有効に防止してアイドル持続性の向上を
図ると共に、急激なアクセル操作による負荷の急
変があつても排ガスの悪化、無駄な燃料消費を有
効に防止することができる燃料圧力制御装置を提
供するにある。

［考案の概要］ 上記目的は、本考案によれば、次のようにして
達成される。即ち、スロツトルバルブの近傍に設
けられ、スロツトルバルブとスロツトルボアとの
隙間に生じる負圧をプレツシヤーレギユレータに
導く副系路と、吸気負圧をプレツシヤレギユレー
タに導く主系路とが制御弁を介して接続されてお
り、前記制御弁はエンジン冷却水温が所定の温度
上限値に達したときに主系路を閉じ幅系路をプレ
ツシヤレギユレータに切替接続するように構成し
たことを特徴とする。これにより、エンジン温度
に応じて通常は吸気管負圧にて燃料圧力を変化さ
せ、エンジン高温時にはスロツトルバルブから伝
わる負圧信号で燃料圧力を変化させるようにし、
エンジン高温時のアイドル持続性を可及的に向上
するようにしたものである。

［考案の実施例］ 以下、本考案に係る燃料噴射エンジンの燃料供
給系の燃料圧力制御装置の好適一実施例を添付図
面に基いて説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す電子制御燃料
噴射エンジンの燃料圧力制御装置のシステム図で
ある。

図示する如く、１は燃料タンク、２は燃料ポン
プ、３は燃料噴射弁であり、燃料は燃料タンク１
より燃料ポンプ２に吸入され圧送される。そし
て、燃料フイルタ４でゴミや水分が濾過された
後、燃料噴射弁３へ流れて行き、燃料噴射弁３の
先端より、各気筒の吸気管５内へ同時噴射され
る。また、噴射されずに残つた燃料は、プレツシ
ヤレギユレータ６を通つて、燃料タンク１内に戻
る。上記プレツシヤレギユレータ６は燃料噴射弁
３に加わる燃料圧力を調整するもので、ダイヤフ
ラム７が内部をダンパ室８と燃料室９との区画形
成している。ダンパ室８にはダイヤフラム７を押
し下げ燃料室９の出口を塞ぐスプリング１０と、
このスプリング１０の力を調整する負圧信号が入
る制御ポート１１とが設けられている。燃料はプ
レツシヤレギユレータ６の入口から燃料室９に入
り、燃料圧力が高ければスプリング１０の力に打
ち勝つてダイヤフラム７を押し上げ、出口を開い
て燃料タンク１へ戻るが、圧力が低ければ出口は
塞がれたままとなり燃料タンク１へは戻らないよ
うになつており、この作用により燃料ポンプ２か
ら燃料噴射弁３までの燃料圧力が一定に保たれ
る。

上記制御ポート１１には吸気管５から分岐形成
した主系路１２が接続され、前記ダンパ室８内に
送る負圧信号をこの主系路１２から伝わつて来る
吸気管負圧で形成して、該吸気管負圧に応じてス
プリング１０の力を調整し燃料圧力を変化させる
ようになつている。また、上記制御ポート１１に
は吸気流量を制御するスロツトルバルブ２４の直
近で且つスロツトルバルブ２４より上流側位置の
吸気管５より分岐形成した副系路１４が接続さ
れ、この副系路１４を介してスロツトルバルブ２
４とスロツトルボア２５との隙間に発生する負圧
信号を前記ダンパ室８内に伝えるように構成され
ている。このスロツトルバルブ２４の負圧信号
は、アイドル時は吸気管負圧によりも大気圧に近
く、スロツトル開弁と共に急速に吸気管内圧に近
付く特性を有している。副系路１４と上記主系路
１２とは共に吸気管５より分岐形成されている
が、幅系路１４は上述のようにスロツトルバルブ
２４よりも上流側に位置し、主系路１２はスロツ
トルバルブ２４よりも下流側に位置している点で
異なる。

プレツシヤレギユレータ６へ吸気管負圧を導く
上記主系路１２と、スロツトルバルブ２４とスロ
ツトルボア２５との隙間に発生する負圧信号を導
く上記副系路１４との接続部に、その作動に伴な
い該主系路１２を閉じ上記プレツシヤレギユレー
タ６６へ吸気管負圧とは異なる副系路１４からの
負圧信号を導く為の制御弁１３が介設されてい
る。この制御弁１３は、例えば、切替信号ａによ
り作動し、プレツシヤレギユレータ６の制御ポー
ト１１を、主系路１２あるいは副系路１４へ選択
的に接続する電磁三方弁により構成される。上記
切替信号ａは、エンジン温度を間接的に検知する
ために設けられた温度センサ、たとえば吸気管５
又はエンジン本体１５の水冷ジヤケツト１６に設
けられた温度センサ１７からの検知信号に基いて
形成される。すなわち、温度センサ１７から得ら
れる検知信号は、他の各種センサ、例えばエアフ
ローセンサ１８、スロツトルバルブスイツチ１
９、O₂センサ２０、イグニツシユンキースイツ
チ２１、車速センサ２２等の信号と共に、これら
の信号を処理する制御部２３に送られる。この制
御部２３は、上記温度センサ１７により検知され
るエンジン温度が所定の上限温度を超えた場合、
即ち冷却水が高温時の場合、プレツシヤレギユレ
ータ６の制御ポート１１を副系路１４へ接続する
ON切替信号を出力し、逆に冷却水温が低温時の
場合にはプレツシヤレギユレータ６の制御ポート
１１を主系路１２へ接続するOFF切替信号を出
力するように制御弁１３を作動させる。

なお、上記O₂センサ２０は、クローズドルー
プ空燃比制御に用いられ、燃料圧力上昇に伴う噴
射量の増加傾向を、O₂センサ２０からの検知信
号に基いて制御部２３から燃料噴射弁３の開弁時
間を制御するパルスを出すことにより、補正でき
るようになつている。

以上の構成よりなる本装置の作用について述べ
る。。

エンジン冷却水温が低温時、すなわち温度セン
サ１７により検知されるエンジン温度が所定の温
度上限値を下回つている時、制御部２３は低水温
を検知してOFF切替信号を制御弁１３に送り、
プレツシヤレギユレータ６の制御ポート１１を主
系路１２に接続する。制御ポート１１が主系路１
２に接続されると、プレツシヤレギユレータ６に
は吸気管負圧による負圧信号が加わり、燃料圧力
を吸気管負圧に応じて変化させる。したがつて、
このような通常水温時にあつては燃料圧力と吸気
管負圧との差圧が一定となるので、燃料噴射弁の
開弁時間と噴射量とを正しく対応させることがで
きる。エンジン冷却水温が高温時、すなわち温度
センサ１７により検知されるエンジン温度が所定
の温度上限値を超えた時、従来では、プレツシヤ
レギユレータ６の制御ポート１１を大気に開放さ
せ、第２図に示す如く、燃料圧力の絶対値をエン
ジン負荷状態に拘わらず常時一定にする結果、第
３図に示す如く、燃料圧力と吸気管負圧との差圧
がエンジン負荷の増大と共に通常水温時における
差圧に漸近することとなるので、特に急激なアク
セル操作による負荷の急変があると、O₂センサ
２０によるクロースドループ空燃比補正が追従で
きなくなり、排気ガスの悪化や燃料の余分な消費
をもたらしていた。これに対して本考案では、プ
レツシヤレギユレータ６の制御ポート１１を幅系
路１４に接続するのでプレツシヤレギユレータ６
にはそれまで加わつていた吸気管負圧に代つてス
ロツトルバルブ２４の負圧信号が加わる。このス
ロツトルバルブ２４の負圧信号は既述のようにア
イドルで大気圧、スロツトル開度が大となるに従
い吸気管負圧に近付く特性をもつているため、プ
レツシヤレギユレータ６で調整される燃料圧力は
第２図に示す如く、通常水温時の特性から本考案
の高水温時の特性へと変化する。即ち、アイドル
時は燃料圧力の絶対値を上昇させベーパロツクを
防止してアイドル持続性を向上させる。この場合
において、燃料圧力の上昇により燃料噴射弁３の
流量特性は増加するが、O₂センサ２０によるク
ローズドループシステムの作用により、自動的に
流量の補正がなされる。一方、アクセル急変によ
る過渡状態においては、スロツトルバルブ２４の
負圧信号の特性上、スロツトル開弁と共に急速に
通常作動の正規燃料圧力に近付くことになるの
で、燃料噴射弁３の開弁時間と噴射量を正しく対
応させることができ、排気ガスの悪化、無駄な燃
料消費を有効、且つ容易に防止することができ
る。また、この場合、部分負荷領域では、アイド
ルより燃料圧力が下がる領域も有するが、燃料消
費がアイドルより多い分、燃料噴射弁３近傍での
燃料配管中の流れが早く、単位流量当りの加熱量
を減少すること、及びフアン風量増加或いは走行
風によるエンジンルーム冷却によりベーパロツク
はアイドル時より起こりにくくなつており問題と
はならない。

このように、プレツシヤレギユレータ６の制御
ポート１１に加わる信号を、制御弁１３を介して
エンジン冷却水温に応じ、通常は吸気管負圧源、
冷却水高温時には、スロツトルバルブ２４の負荷
信号源に切り替えるようにしたので、高水温時の
定常のアイドル中は燃圧を上昇させてベーパロツ
クを有効に防止しアイドル持続性の向上を図るこ
とができるとともに、アクセル急変による過度状
態にあつても排気ガスの悪化や無駄な燃料消費を
有効に防止することができる。

なお、上記実施例では、高水温時の燃料圧力上
昇に伴う燃料噴射弁３を流量補正としてO₂セン
サ２０によるクローズドループ補正装置を採用し
たが、これによらず冷却水温による流量補正を燃
料圧力通常時と上昇時とで別なデータを予め制御
部２３に記憶させ、この記憶データに基いて燃料
噴射弁３の流量補正をするようにしてもよい。ま
た上記実施例においては燃料圧力の上昇をアイド
ル時のみに限定するため、制御信号の切替信号を
スロツトルバルブスイツチ１９のアイドル接点信
号と温度センサ１７の検出信号とのANDから形
成するようにしてもよい。

第４図は第１図の実施例の変形例を示すもの
で、プレツシヤレギユレータ６の制御ポート１１
を、エンジン冷却水温に応じて、制御弁１３を介
して吸気管負圧を導く主系路１２又はスロツトル
バルブ２４の負圧信号を導く副系路１４と選択的
に接続する代りに、制御ポート１１に至る主系路
１２に直接副系路１４を接続し、水温検知式負圧
弁３１の採用により高冷却水温時のみ、プレツシ
ヤレギユレータ６にスロツトルバルブ２４の負圧
信号を流し込むように構成したものである。この
場合、燃料圧力の上昇による空燃比の濃化傾向に
対し、吸気管負圧源より主系路１２を伝わつて流
入する空気がキヤンセルする方向に働き、同図に
示す主系路１２に設けたオリフイス３０径を適切
に選ぶことにより、クローズドループ空燃比補正
装置に依存することなく、空燃比を適切に維持す
ることができる。また、同時に燃料圧力上昇によ
る噴射量増加と吸気管負圧源より流入する空気と
で全体の吸入混合気量が増加するため、アイドル
回転が上昇し、クーリンフアンの回転数も比例し
て上昇するため、フアン風量が増加して冷却能力
が向上する利点がある。なお、上記オリフイス３
０は、各配管径、長さを適切に選ぶことにより省
略も可能である。

また、上記両実施例においては、エンジン温度
の検出部位として、共に冷却水を選んだが、必ず
しもこれに限定されず、特に第５図から明らかな
ように吸気温度もエンジンの負荷状態に応じて冷
却水温と同様な傾向を示すことから、冷却水温を
検知する代りに吸気温度を検出するようにしても
よい。また、エンジンの雰囲気温度を検知するよ
うにしてもよいことは勿論である。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば次のような優れた
効果を発揮する。

(1) エンジン高温時における通常のアイドル中は
燃料圧力を上昇させてベーパロツクを防ぐこと
ができるので、エンジン高温時のアイドル持続
性を可及的に向上させることができると共に、
アクセル急変による過渡状態においてはスロツ
トル開弁と共に急速に通常作動の正規燃料圧力
に近付けることができるので排気ガスの悪化や
無駄な燃料消費を有効に防止できる。

(2) 急速な燃料圧力上昇に伴う噴射量の増加に対
する補正を複雑な補正制御を行うことなく、単
に、スロツトルバルブ近傍に発生する負圧信号
をプレツシヤレギユレータに導くという簡単な
構成のみで行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る燃料噴射エンジンの燃料
供給系の燃料圧力制御装置の好適一実施例を示す
システム図、第２図はエンジン負荷に対して従来
と本考案との燃料圧力を比較した燃料絶対圧特性
図、第３図は同じく従来と本考案との燃料圧力と
吸気管負圧との差圧を比較した差圧特性図、第４
図は本考案に係る燃料圧力制御装置の他の実施例
を示すシステム図、第５図はエンジン負荷に対す
る各種部位の温度特性図である。 尚、図中１は燃料タンク、２は燃料ポンプ、３
は燃料噴射弁、５は吸気管、６はプレツシヤレギ
ユレータ、１１は制御ポート、１２は主系路、１
３は制御弁、１４は副系路、１５はエンジン本
体、１６は水冷ジヤケツト、１７は温度センサ、
２０はO₂センサ、２３は制御部、２４はスロツ
トルバルブ、２５はスロツトルボアである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スロツトルバルブの近傍に設けられ、スロツト
   ルバルブとスロツトルボアとの隙間に生じる負圧
   をプレツシヤーレギレータに導く副系路と、吸気
   負圧をプレツシヤレギレータに導く主系路とが制
   御弁を介して接続されており、前記制御弁はエン
   ジン冷却水温が所定の温度上限値に達したときに
   主系路を閉じ副系路をプレツシヤレギユレータに
   切替接続するように構成したことを特徴とする燃
   料噴射エンジンの燃料供給系の燃料圧力制御装
   置。