JPH03968A - 燃料供給装置 - Google Patents

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、内燃機関において吸入空気流ｌに応じて供給
すべき燃料流量を計量する燃料計１手段を備えた燃料供
給装置に関する。

〔従来の技術〕

上述の如き燃料計量（制御）手段に基づいて計量された
燃料流量を、エンジンの各気筒毎に配設された燃料噴射
弁から吐出せしめるようにした多点燃料噴射装置として
、例えば本出願人によって提案された実願平１−１４９
５号に記載のものがある。この装置は一定流量供給手段
から第一及び第ニジエツト及びレギュレータを介して燃
料供給源へ戻される燃料の第一流路において、第ニジエ
ツトの上流側でこの流路と分岐された第二流路に単一の
上記燃料計量手段が配置され、検出された吸入空気流量
に応じた燃料流量をこの燃料計量手段で計量して燃料供
給源へ戻すことによって、燃料計量手段の上流側の流路
における燃圧を制御し、この燃圧を各気筒の燃料噴射弁
の上室に印加し、上室とダイアフラムによって仕切られ
ている下室から、この下室を流れる一定燃料流量の一部
を上室の燃圧の大きさに応じて各気筒のマニホールドに
噴射させ、この噴射燃料流量が吸入空気流量に応じた量
に制御されて、混合気の空燃比が一定に維持されるよう
になっている。

ところでエンジンに要求される燃料流量は、エンジンの
回転数とインテークマニホールドの空気密度の積に比例
するが、空気密度は圧力と代替できることに鑑みて、イ
ンテークマニホールド圧力とエンジン回転数を計測して
要求燃料流量を計量するようにした上述の如き燃料計量
手段が、特願平１−６００６９号として本出願人によっ
て提案されている。

この燃料計量手段を第７図により説明する。燃料計量手
段１において、２は機械式圧力調整手段、３は流入口３
ａを介して燃料が導入される上流室、４は第一ダイアフ
ラム５によって上流室３と仕切られていてインテークマ
ニホールド圧力Ｐ、、、が印加される負圧室、６は内壁
７によって負圧室４と仕切られていて大気圧Ｐ。が印加
される大気圧室、８は第二ダイアフラム９によって大気
圧室６と仕切られている下流室、１０は内壁７の小孔７
ａを貫通して両ダイアフラム５，９を連結すると共に流
入口３ａの開閉を制御するバルブ１０ａが形成された連
結棒、１１はバルブ１０ａの開弁方向に第二ダイアフラ
ム９を弾圧するスプリング、１２は上流室３と下７流室
８を連通する燃料通路である。

１３は燃料通路１２の開口１２ａの面積Ａを例えばデユ
ーティ制御により増減し得るソレノイドバルブ即ち第一
電気的開口面積調整手段、１４は入力されるエンジン回
転数に応じて開口面積Ａを増減させる制御信号をソレノ
イドバルブ１３に出力せしめる制御回路（ＥＣＵ）であ
る。そしてエンジン回転数をソレノイドバルブ１３によ
って開口面積Ａに、マニホールド圧力をソレノイドバル
ブ１３の前後の燃料圧力差（Ｐ、−Ｐ、　）に夫々変換
できるようになっている。

上述のような構成のもとてエンジンを作動させると、エ
ンジン回転数に応じてソレノイドバルブ１３によって開
口１２ａの開口面積Ａが決定され、又マニホールド圧力
Ｐ、が負圧室４に印加されて第一及び第二ダイアフラム
５，９が変位すると共にバルブ１０ａの開弁量が調整さ
れて上流室３と下流室８との圧力差（Ｐ、−Ｐ２）が制
御されて、吸入空気流量に応じた要求燃料流量Ｑ′。。

、が開口１２ａで計量され、両ダイアフラム５，９にか
かる圧力がバランスする。

〔発明が解決しようとする課題〕

そしてマニホールド圧力Ｐｆｆｉが変化すると圧力差（
Ｐ、−Ｐｉ　）は第８図（Ａ）に示すように比例的に変
化するが、流量は圧力差の平方根に比例するため、イン
テークマニホールド圧力Ｐ４が増大しても計量燃料流量
Ｑ′。、１は直線的には増大せず、第８図（Ｂ）に示す
ような曲線を描くことになる。このため、破線で示す要
求燃料流量とは斜線で示すようなずれを生じ、このずれ
は最大で１５％程度にもなってしまうため、混合気の空
燃比が変動してしまうという問題がある。

本発明はこのような課題に鑑み、燃料計量手段の燃料計
量精度を向上せしめた燃料供給装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による燃料供給装置は、燃料通路の開口面積を調
整する第一電気的開口面積調整手段と、エンジンの回転
数に応じて燃料通路の開口面積を変化させる制御信号を
出力する制御回路と、開口の上流及び下流側の燃圧差を
マニホールド圧力に比例して調整する機械式圧力調整手
段とから構成されている燃料計量手段が備えられた燃料
供給装置において、燃料通路の開口の上流側にこの開口
面積に応じて増減せしめた所定の燃料流量を付加せしめ
るアジャスト手段が備えられている。

アジヤス、ト手段は機械式圧力調整手段の上流室又は第
一調圧器の上流室に接続されている。

アジャスト手段は燃料計量手段の上流側の燃料流路に接
続されている。

アジャスト手段は、夫々燃料の流、入口及び流出口を有
する上室と王室が、流入口を開閉制御するバルブを連結
したダイアフラムによって仕切られ且つオリフィスを介
して連通し、又オリフィスの開口面積が第二電気的開口
面積調整手段によって変化するように構成されている。

第一及び第二電気的開口面積調整手段は同一の制御信号
によって制御してもよい。

アジャスト手段が燃料計量手段の上流側の燃料流路と、
この流路とジェットを介して連通ずる一定流量の燃料流
路とを接続するバイパス通路に設けられ、この通路の他
のジェットの開口面積を制御信号に基づいて変化させる
第三電気的開口面積調整手段により構成されている。

〔作　用〕

エンジン回転数に応じて燃料通路の開口面積が調整され
、又この開口面積に応じてアジャスト手段によって所定
の燃料流量が開口の上流側に付加されると共に、マニホ
ールド圧力を開口の前後差圧に変換させることによって
、所定流量と計１流量の合計量が開口を流れ、マニホー
ルド圧力に比例する吸入空気流量に応じた燃料流量を、
燃料計量手段の上流側の燃圧として検出することができ
る。

上流室に所定流量が付加され、又マニホールド圧力が負
圧室に印加されて、第一及び第二ダイアフラムが変位し
て上流室と下流室の圧力差が定められる。

燃料計量手段の上流側に所定流量が付加されて、計量流
量との合計量が上流室に流入し、開口を流れる。

制御信号によってアジャスト手段の所定流量が制御され
る。

制御信号によって第三電気的開口面積調整手段が制御さ
れ、所定流量が計量流量と合流して上流室へ供給される
。

〔実施例〕

以下・本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明するが、上述の先行技術と同一部分には同一符号を
用いてその説明を省略する。

図中、１６は所定の燃料流量Ｑ２を計量流量Ｑ　６１１
１　とは別の流路で機械式圧力調整手段２の上流室３に
送り込むアジャスト手段であって、この流路Ｑ２は燃料
通路１２の開口１２ａを常時流れるようになっている。

このアジャスト手段１６において、１７は流入口１７ａ
を介して燃料供給源から燃料が送り込まれる上室、１８
は機械式圧力調整手段２の上流室３へ燃料流量Ｑ２を送
り出す流出口１８ａを備えた下室、１９は上室１７と下
室１８を仕切ると共に流入口１７ａの開弁量を制御する
バルブ１９ａが連結されたダイアフラム、２０はバルブ
１９ａの開弁方向にダイアフラム１９を弾圧する圧力設
定用のスプリング、２１は画室１７．１８を連通ずるオ
リフィス、２２はオリフィス２１の開口面積を制御して
オリフィス２１を通過して流出口１８ａから送り出され
る燃料流量Ｑ２を制御する第二ソレノイドバルブ即ち第
二電気的開口面積調整手段であって、この所定流量Ｑ２
が開口１２ａの開口面積Ａに応じて変化するように制御
回路１４の制御信号によって例えばデユーティ制御せし
められる。

そしてマニホールド圧力Ｐ□が機械式圧力調整手段２に
印加されていない場合に、開口１２ａの開口面積Ａの大
きさ（ソレノイドバルブ１３の開弁率）に拘らず開口１
２ａの前後差圧（ＰＰ２）が所定の一定値ｐ、になるよ
うに、開口面積Ａの大きさに応じて所定流量Ｑｚが決定
されるようになっている（第３図参照）。即ち流量Ｑ２
の大きさ如何に拘らず、開口１２ａにおける流量Ｑ２の
前後差圧は常に一定値ｐ、に制御される。

本実施例は上述のように構成されているから、エンジン
の始動によってマニホールド圧力Ｐ、、、が発生して機
械式圧力調整手段２の負圧室４に印加されると、第一ダ
イアフラム５及びバルブＩＯａが下方へ変位して流入口
３ａからの燃料の流入量Ｑ。、が規制され、又エンジン
回転数に基づいてソレノイドバルブ１３の作動による開
口１２ａの面積Ａ（開弁率）が決定される。一方、開口
面積Ａによってアジャスト手段１６の第二ソレノイドバ
ルブ２２の開弁率即ち所定流量Ｑ２が決定され、予め開
口１２ａを流れているから、燃料通路１２の開口１２ａ
を流れて計量される総燃料流量ＱＴは所定流量Ｑ２と流
入口３ａから流入する計量流量Ｑ　ｏ　ｕ、との和であ
り、開口１２ａの前後差圧（Ｐ、−Ｐ、）はこの総流量
ＱＴのものである。

尚、流量Ｑア＝Ｑｚの時、燃料噴射弁３３からの噴射量
がＯとなってバランスするように上室３５及び下室３６
の燃圧が制御されている。

そして開口１２ａを通過して計量された燃料Ｑ７は下流
室８へ流入し、下流室８の燃圧Ｐ２が上昇するとバルブ
１０ａは開弁方向へ移動するが、バルブｌｏａの開弁量
が増大して燃料Ｑ　６　ｕ　ｌの流入量が増えると上流
室３の燃圧Ｐ、が増大してバルブ１０ａを閉弁方向へ移
動せしめ、第一及び第二ダイアフラム５，９にかかる圧
力がバランスする。

ここで開口１２ａで計量される総燃料流量Ｑ□のうち、
流量Ｑ２はソレノイドバルブ１３の開弁率によって定ま
る定流量であり、その前後差圧ｐ１は常に一定であるか
ら、マニホールド圧力Ｐ４によって変化する圧力差（Ｐ
、−Ｐ２）とエンジン回転数によって変化するソレノイ
ドバルブ１３の開弁率即ち開口面積Ａによって、吸入空
気流Ｉに応じた要求燃料流量をＱ。。、（＝ＱＴ−Ｑ、
）によって検出することができる。従って機械式圧力調
整手段２の上流側の計量流量Ｑ　Ｉ　ｕ　ｌの燃料流路
において、要求燃料流量に応じた燃圧を検出することが
できる。

そして、吸入空気流量の増大に応じてマニホールド圧力
Ｐ□が大きくなると、第一ダイアフラム５が上方へ変位
してバルブＩＯａが開弁方向へ移動せしめられ、流入口
３ａから流入して開口１２ａを流れる計量流ｆｆ１Ｑ。

８．が増大し、圧力差（Ｐｌ　　Ｐｇ）は第８図（Ａ）
に示すようにマニホールド圧力Ｐ。に比例して変化する
。又、エンジン回転数（ソレノイドバルブ１３の開弁率
）が変化しなければ、所定流ｆｆｌ　Ｑ　ｚは一定であ
るから、第３図に示すような流ｆｆ１Ｑ工と前後差圧（
ＰＰ２）との関係が得られる。この場合Ｑ□は圧力差（
ｐ、−Ｆ２　）の平方根に比例することは上述したが、
本実施例の場合、圧力差（ｐ、−ｐ、）はｐ、を越える
値が取り出されるから、この部分で第３図の特性曲線は
ほぼ直線であり、流量ＱＴと圧力差（Ｐ、−Ｐ、　）は
比例関係を呈する。又インテークマニホールド圧力Ｐ□
は圧力差（ＰＰ２　　ｐ、）として取り出され、流量Ｑ
　ｏ　ｕ　ｔ　と圧力差（ＰＩ　　　Ｆ２　１）−）も
比例関係を呈する。

しかも流量Ｑ２はソレノイドバルブ１３の開弁率によっ
て定まる定量であるから、流量ＱＴとＱ２の差である流
量Ｑ、ｕ、は圧力差（Ｐ、−Ｆ２　）即ちインテークマ
ニホールド圧力Ｐ、、、に比例する値として計量するこ
とができ、吸入空気ＩＮ、量に応じた要求燃料流量Ｑ。

。１の計量精度を向上させることができる。

上述のように本実施例によれば、インテークマニホール
ド圧力Ｐ、、に比例した要求燃料流量を計量することが
できるから、吸入空気流量に応じた要求燃料流量の計量
精度を向上させることができる。

尚、エンジン回転数に加えてスロットル開度情報を制御
回路Ｉ４に入力して各制御信号を補正し、各ソレノイド
バルブ１３．２２の開弁率を調整すれば、吸入空気流量
に相応する燃料流ｆｆ１Ｑ、ｕ、の計量の自由度を向上
させることができる。

第４図は本発明による燃料供給装置の第二実施例である
多点式燃料供給装置を示す概略断面図である。

図中、２４は燃料供給源２５からポンプ２６を介して送
りこまれた燃料を一定流量として送り出す一定流量供給
手段、２７は第一ジェット２８を通って一定流量として
送り出された燃料を第ニジエツト２９及びレギュレータ
３０を介して燃料供給源２５へ戻す第一流路、３１は第
ニジエツト２９の上流側で第一流路２７と分岐され且つ
レギュレータ３０の下流側で第一流路２７と合流する第
二流路、３２は第二流路３１の途中に設けられた燃料計
量手段、３３は各気筒毎に配設されていてダイアフラム
３４によって仕切られた上室３５及び下室３６が設けら
れている燃料噴射弁であり、各上室３５には燃料計量手
段３２の上流側の燃圧が印加され、又各下室３６はバル
ブ３７を介して各気筒のインテークマニホールド３８に
連通している。４０は夫々第三ジェット４１によって均
等に分配された一定燃料流量が下室３６及び第四ジェッ
ト４２を介してレギュレータ３０で第一流路２７と合流
する第三流路であり、燃料計量手段３２で計量される燃
料流量に応じて上流側即ち各燃料噴射弁３３の上室３５
の燃圧が変動し、これに応じた燃料流量が下室３６から
マニホールド３８へ噴射されるようになっている。

又、４３は吸気管に配設されたスロットルバルブ、４４
はそのスロットルバルブ４３の開度を検出して制御回路
１４に入力せしめるスロットル開度検出手段である。

次に燃料計量手段３２を上述の第一実施例と同一部分に
は同一符号を用いて説明すると、機械式圧力調整手段２
は燃料通路１２を介して接続された第一調圧器４５及び
第二調圧器４６から成っている。第一調圧器４５におい
て、４７はスプリング４８によって流入口３ａの閉弁方
向に弾圧され且つ第一ダイアフラム５の突部に押されて
開弁量が制御されるボールバルブ、４９は負圧室４にお
いて第一ダイアフラム５をポールバルブ４７の開弁方向
に弾圧するスプリング、５０はアジャストスクリューで
ある。第二調圧器４６において、５１は第二ダイアフラ
ム９を下流室８の流出口８ａに圧接しているスプリング
であって、下流室８内の燃圧Ｐ２が一定に制御される。

以上の構成は上述の特願平１−６００６９号に記載の多
点燃料供給装置と同様である。

本実施例、では、第一調圧器４５の上流室３にアジャス
ト手段１６を接続して所定流量Ｑ２を上流室３から開口
１２ａに流すようになっている。

第５図は本発明の第三実施例を示すものであり、本実施
例では、アジャスト手段１６は第一調圧器４５の上流室
３ではなくその上流側の第一流路２７　（第一ジ、エツ
ト２８の下流側）に接続されており、この流路２７に所
定流量Ｑ２を流すようになっている。

従って、この燃料計量手段３２の上流側の第二流路３１
及び第一流路２７には所定流量Ｑ２と計量流量Ｑ　６　
ｕ　＋の合計である燃料流量ＱＴが流れるが、流量ＱＴ
＝Ｑ、の時、燃料噴射弁３３からの噴射量が０となるよ
うな燃圧でバランスするから、各燃料噴射弁３３の上室
３５には上述の各実施例と同様に計量流量Ｑ。。、に応
じた燃圧が検出され、印加される。

尚、上記第一乃至第三実施例においては、所定流ｆｉｔ
　Ｑ　ｚとソレノイドバルブ１３の開弁率（開口面積Ａ
）とは比例関係にあるから、ソレノイドバルブ１３と第
二ソレノイドバルブ２２の各ゲイン（入力する制御信号
に対する各ソレノイドバルブ１３．２２の開弁率（開口
面積）の変化の割合）を夫々適切に選定すれば、同一の
制御信号によって各ソレノイドバルブ１３．２２を制御
することができる。

次に第６図は本発明の第四実施例を示すものであり、本
実施例では第一ジェット２日をバイパスして第一流路２
７（第ニジエツト２９の上流側）と第三流路４０（第三
ジェット４１の上流側）とを連通ずるバイパス通路５３
に、第五ジェット５４が設けられ、この第五ジェット５
４に対して進退して開口面積を制御する第三ソレノイド
バルブ５５即ち第三電気的開口面積調整手段が配置され
ている。この第五ジェット５４の開口面積は制御回路１
４の制御信号により第三ソレノイドバルブ５５を例えば
デユーティ制御することによって決定され、開口１２の
面積Ａに応じて第三流路４０からこの第５ジエツト５４
を介して第一流路２７へ流す所定流ｆｆ１Ｑ２が制御さ
れる。

従って燃料計量手段３２の上流側の第二流路３１及び第
一流路２７には所定流量Ｑ２と計量流量Ｑ　６　ｕ　Ｉ
の合計である燃料流量ＱＴが流れ、各燃料噴射弁３３の
上室３５には計量流量Ｑ、。１に応じた燃圧が印加され
る。

尚、本実施例の場合、第三ソレノイドバルブ５５の開弁
率に応じて流量Ｑ２が変化するが、これと同時に第三流
路４０を流れる燃料流量ＱＬも変化し、且つ第三ソレノ
イドバルブ５５の開弁率は、燃料噴射弁３３の噴射量特
性が要求燃料流量と一致するように設定される。従って
、上述の各実施例と異なってソレノイドバルブ１３と第
三ソレノイドバルブ５５の各開弁率（開口面積Ａ）の間
に比例関係は成立しない。そのため制御回路１４から夫
々別個の制御信号を出力させる必要がある。

又、第五ジェット５４及び第三ソレノイドバルブ５５等
はアジャスト手段を構成する。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明に係る燃料供給装置によれば、第一電
気的開口面積調整手段によってその面積が変化せしめら
れる開口の上流側に、該開口面積に応じて流量を増減し
て所定流量を供給せしめるアジャスト手段を備えたから
、インテークマニホールド圧力に比例した要求燃料流量
を計量することができ、吸入空気流量に応じた要求燃料
流量の計量精度を向上させることができる。

又、同一の制御信号によって二種の電気的開口面積調整
手段を制御できるから、制御の簡単化と製造コストの低
廉化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係る燃料供給装置の第一実
施例に関するものであって、第１図は燃料計量手段の概
略断面図、第２図はアジャスト手段の断面図、第３図は
各開口面積に応じた圧力差と各燃料流量の関係を示す図
、第４図乃至第６図は夫々本発明の第二乃至第四実施例
を示す燃料供給装置の概略断面図、第７図は先行技術に
よる燃料計量手段の概略断面図、第８図（Ａ）はマニホ
ールド圧力と開口の圧力差の関係を示す図、（Ｂ）はイ
ンテークマニホールド圧力と要求燃料流量及び計量流量
の関係を示す図である。 ｌ、３２・・・・燃料計量手段、２・・・・機械式圧力
調整手段、３・・・・上流室、４・・・・負圧室、５・
・・・第一ダイアフラム、８・・・・下流室、９・・・
・第二ダイアフラム、１２・・・・燃料通路、１２ａ・
・・・開口、１３・・・・ソレノイドバルブ、１４・・
・・制御回路、１６・・・・アジャスト手段、２１・・
・・オリフィス、２２・・・・第二ソレノイドバルブ、
２７・・・・第一流路、２８・・・・第一ジェット、３
１・・・・第二流路、４０・・・・第三流路、４５・・
・・第一調圧器、４６・・・・第二調圧器、５３・・・
・バイパス通路、５４・・・・第五ジェット、５５・・
・・第三ソレノイドバルブ。 王シ龍室３へ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）燃料通路の開口の面積を調整する第一電気的開口
   面積調整手段と、エンジンの回転数に応じて燃料通路の
   開口面積を変化させる制御信号を第一電気的開口面積調
   整手段に出力せしめる制御回路と、第一電気的開口面積
   調整手段の上流側と下流側の燃料の圧力差をインテーク
   マニホールド圧力に比例して調整する機械式圧力調整手
   段と、から構成されていて、吸入空気流量に応じた燃料
   流量をその上流側の燃料圧力として計量し得る燃料計量
   手段が備えられた燃料供給装置において、前記燃料通路
   の開口の上流側に該通路の開口面積に応じて増減せしめ
   た所定の燃料流量を付加せしめるアジャスト手段を備え
   たことを特徴とする燃料供給装置。 （２）前記燃料計量手段において、前記機械式圧力調整
   手段は、燃料の流入口が設けられた上流室及び下流室を
   マニホールド圧力が印加される負圧室及び大気圧室と夫
   々仕切る互いに連結された第一及び第二ダイアフラムと
   、該ダイアフラムと連動して前記流入口の開弁量を調整
   するバルブと、該バルブの開弁方向に前記ダイアフラム
   を弾圧するスプリングと、上流室及び下流室を連通する
   前記燃料通路とから構成され、又上流室には前記アジャ
   スト手段が接続されていることを特徴とする特許請求の
   範囲（１）に記載の燃料供給装置。 （３）前記燃料計量手段において、前記機械式圧力調整
   手段は、燃料の流入口が設けられた上流室とマニホール
   ド負圧が印加される負圧室とを仕切る第一ダイアフラム
   と、該ダイアフラムと連動して前記流入口の開弁量を調
   整するバルブとから成る第一調圧器と、燃料の流出口が
   設けられた下流室と大気圧室とを仕切る第二ダイアフラ
   ムと、該流出口を閉鎖する方向に第二ダイアフラムを弾
   圧するスプリングとから成る第二調圧器とが備えられ、
   又上流室には前記アジャスト手段が接続されていること
   を特徴とする、特許請求の範囲（１）に記載の燃料供給
   装置。 （４）前記アジャスト手段が、上流室に代えて前記燃料
   計量手段の上流側の燃料流路に接続されていることを特
   徴とする特許請求の範囲（２）又は（３）に記載の燃料
   供給装置。（５）前記アジャスト手段が、燃料の流入口
   を有する上室と、燃料の流出口を有する下室と、両室を
   仕切ると共に流入口を開閉制御するバルブが連結された
   ダイアフラムと、前記両室を連通するオリフィスと、前
   記制御回路の制御信号に基づいて該オリフィスの開口面
   積を変化させる第二電気的開口面積調整手段とから成る
   ことを特徴とする特許請求の範囲（１）乃至（４）の何
   れかに記載の燃料供給装置。 （６）前記第一及び第二電気的開口面積調整手段が同一
   の制御信号によって制御されるようになっていることを
   特徴とする特許請求の範囲（５）に記載の燃料供給装置
   。 （７）前記アジャスト手段が、上流室に代えて、前記燃
   料計量手段の上流側の燃料流路と、該燃料流路とジェッ
   トを介して連通する一定流量の燃料流路とを連通するバ
   イパス通路に設けられていて、該バイパス通路に配設さ
   れた他のジェットと、該他のジェットの開口面積を前記
   制御回路の制御信号に基づいて変化させる第三電気的開
   口面積調整手段とから成ることを特徴とする特許請求の
   範囲（３）に記載の燃料供給装置。