JPH04121437U - 燃料噴射装置の初期吐出防止機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン停止後の再始動時における燃料の初
期吐出を抑えると共に、始動時のクランキング時間を短
縮することである。 【構成】 第一燃圧レギュレータ２の燃料室４と第三燃
圧レギュレータ１４の第二燃圧室１６との間の連通路２
９に連通する第一室３１とインテークマニホールド圧力
が印加される第二室３２とが、ダイアフラム３３で仕切
られた吐出防止弁３０を備えている。吐出防止弁３０
は、ダイアフラム３３の変位に連動して第三燃圧レギュ
レータのダイアフラム１７で出口１６ａを強制的に閉鎖
させる作動部材３６と、連通路２９を開閉する弁体３７
を有している。吐出防止弁３０は、第一室３１の燃圧Ｐ
₁ が第二燃圧レギュレータ６の制御圧Ｐ₂ より小さい作
動圧Ｐｘ以下で、ダイアフラム１７を閉弁させると同時
に弁体３７を開放させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、インテークマニホールド圧力とエンジン回転数に応じて燃料噴射量 を制御するようにした圧力バランス型の燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の燃料噴射装置の一例として、本出願人が特願平２−７７２８６号を以 て提案したものがある。

【０００３】 この装置を図２を中心に説明すると、図中、１は燃料ポンプ、２はインテーク マニホールド圧力Ｐｍを燃圧Ｐ₁ に変換する第一燃圧レギュレータであり、イン テークマニホールド圧力Ｐｍが印加される負圧室３と燃料ポンプ１から燃料が供 給される燃料室４とが、スプリング５ａに弾圧されたダイアフラム５によって仕 切られ、又燃料室４には燃料リターン用の出口４ａが設けられている。６は燃料 通路７を介して第一燃圧レギュレータ２と接続されている第二燃圧レギュレータ であり、大気圧Ｐｏが印加される大気圧室８と、燃料室４から燃料が供給されて いて定圧Ｐ₂ （＜Ｐ₁ ）に制御され且つ燃料を出口９ａからリターンさせる定圧 室９とが、スプリング１０ａに弾圧されたダイアフラム１０によって仕切られて いる。

【０００４】 １２，１３は燃料通路７に順次配設されていてこの通路７の開口面積をエンジ ン回転数に応じて夫々制御する第一ソレノイドバルブ，第二ソレノイドバルブで あり、図示しない電子制御ユニットから同一のパルス信号が入力されると、この パルス信号がＨＩＧＨの時に第一ソレノイドバルブ１２が閉，第二ソレノイドバ ルブ１３が開となり、又ＬＯＷの時には第一ソレノイドバルブ１２が開，第二ソ レノイドバルブ１３が閉となり、互いに逆に開閉作動せしめられる。そして、図 ３に示すように開閉制御されることにより、エンジン回転数に応じて両ソレノイ ドバルブ間の燃料通路７の燃圧が、インテークマニホールド圧力Ｐｍとエンジン 回転数とに応じた燃圧Ｐ₃ として取り出されることになる。

【０００５】 １４はこの燃圧Ｐ₃ を調整燃圧Ｐ₄ （＜Ｐ₃ ）に変換する第三燃圧レギュレー タであって、上述の燃圧Ｐ₃ が印加される第一燃圧室１５と、後述の燃料噴射弁 から一定のリターン流量が導入され且つ燃圧Ｐ₃ に応じた調整燃圧Ｐ₄ に制御さ れる第二燃圧室１６とが、ダイアフラム１７即ちダイアフラムバルブによって仕 切られており、第二燃圧室１６には燃料をリターンさせる出口１６ａと、ダイア フラム１７を第一燃圧室１５方向へ弾圧するスプリング１８が配設されている。 このため、燃圧Ｐ₃ に対する調整燃圧Ｐ₄ の変化割合を低減化することができる 。

【０００６】 ２０は各気筒毎に配置されていてインテークマニホールドへの燃料噴射量が制 御される燃料噴射弁、２１は第一燃圧レギュレータ２の燃料室４から燃料噴射弁 ２０への燃料流量Ｑ₁ を計量する計量ジェットである。燃料噴射弁２０において 、２２は計量ジェット２１から燃料流量Ｑ₁ が供給されていてインテークマニホ ールドへ燃料流量Ｑ₂ を噴射させ得る吐出口２２ａを備えた上流室、２３は第三 燃圧レギュレータ１４の第二燃圧室１６と連通して一定流量Ｑ₃ を送り出すと共 に調整燃圧Ｐ₄ が印加される下流室、２４は上流室２２と下流室２３を仕切るダ イアフラム、２５は上流室２２と下流室２３を連通する差圧ジェット、２６はダ イアフラム２４に連動して吐出口２２ａを開閉制御するバルブ、２７はダイアフ ラム２４をバルブ２６の閉弁方向へ弾圧するスプリングであり、上流室２２の燃 圧Ｐ₅ は調整燃圧Ｐ₄ とスプリング２７の荷重の和とバランスするように制御さ れる。

【０００７】 そのため、差圧（Ｐ₅ −Ｐ₄ ）即ち差圧ジェット２５の圧力損失は一定に制御 され、又燃料流量Ｑ₁ は燃料流量Ｑ₂ と一定のリターン流量Ｑ₃ との和に等しい 。

【０００８】 上述のような構成のもとで、エンジン作動時に第一燃圧レギュレータ２でイン テークマニホールド圧力Ｐｍが燃圧Ｐ₁ に変換され、これが燃料通路７へ送り込 まれると、第一及び第二ソレノイドバルブ１２，１３は図３に示すようにエンジ ン回転数に応じてデューティ比が決定され、開閉制御される。このため、両ソレ ノイドバルブ１２，１３間で発生する燃圧Ｐ₃ はエンジン回転数が小さい時に大 きく、エンジン回転数が大きくなると小さくなる。

【０００９】 ところで、エンジンに要求される燃料流量は、エンジン回転数とインテークマ ニホールドの空気密度との積に比例するが、空気密度は圧力即ち圧力差（Ｐ₁ − Ｐ₂ ）に置き換えることができるから、エンジン回転数に応じて燃圧Ｐ₁ の印加 率（第一及び第二ソレノイドバルブ１２，１３のデューティ比）を調整し、得ら れた燃圧Ｐ₃ を調整燃圧Ｐ₄ に変換することによって、図４に示すように、要求 燃料流量に応じた調整燃圧Ｐ₄ を発生させることができる。ここで、調整燃圧Ｐ ₄ はインテークマニホールド圧力Ｐｍの増減に応じて増減し、その変化率（傾き ）はエンジン回転数の増減に応じて減少及び増大する。

【００１０】 そして、燃料噴射弁２０において、下流室２３の燃圧Ｐ₄ の増減に応じて上流 室２２の燃圧Ｐ₅ が変化する。一方、計量ジェット２１を通過する燃料流量Ｑ₁ は前後差圧（Ｐ₁ −Ｐ₅ ）によって決定されるから、調整燃圧Ｐ₄ の増減に従っ て燃料流量Ｑ₁ は減少及び増大するが、差圧ジェット２５の流量はＱ₃ で一定で あるから、図５に示すように、燃料噴射量Ｑ₂ （＝Ｑ₁ −Ｑ₃ ）は調整燃圧Ｐ₄ に応じて変化することになる。従って燃料噴射量Ｑ₂ は上述の要求燃料流量と一 致することになる。

【００１１】 又、図５に示すように、燃料流量Ｑ₁ 及び燃料噴射量Ｑ₂ は計量ジェット２１ の差圧（Ｐ₁ −Ｐ₅ ）に対して直線的に変化する部分を取り出すことができ、自 動車用として十分な広範囲に亘るダイナミックレンジを得ることができる。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述のような燃料噴射装置において、エンジン停止後、長期間放置 した場合、又は各燃圧レギュレータ２，６，１４のシート部から燃料漏れが生じ ると、燃料ポンプ下流側のシステム内部の燃圧が低下し、或いはなくなってしま う。極端な場合、エンジンルームが高温状態の時にはガソリンが気化して通路内 部にベーパが発生し、燃料をリターン通路へと押し出してしまい、システム内部 の燃料が無くなってしまうこともある。

【００１３】 このような状態からエンジンの始動を行いエンジンキーをＯＮさせると、燃料 ポンプ１から給送される燃料は、計量ジェット２１を通過して上流室２２へ流入 し、差圧ジェット２５を介して下流室２３及び第二燃圧室１６へと流れてゆき、 夫々充填される。この時、上流室２２の燃圧は下流室２３の燃圧より先に上昇し 、しかも両室２２，２３の差圧は上述のようなバランス状態における差圧（Ｐ₅ −Ｐ₄ ）を越える大きさとなるため、スプリング２７のバネ荷重に抗してバルブ ２６が開弁し、吐出口２２ａから燃料が吐出してしまうことになる。この燃料吐 出は、システム全体の燃圧が正常な高さになるまでの間続くことになる。 従って、再始動時に混合気がオーバーリッチになり、始動性を悪化させるとい う問題がある。

【００１４】 本考案はこのような課題に鑑みて、エンジン停止後、再始動時における燃料の 初期吐出を抑制して始動時のクランキング時間を短縮できるようにした燃料噴射 装置の初期吐出防止機構を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

本考案による初期吐出防止機構は、第一燃圧レギュレータから第二燃圧レギュ レータへ燃料が供給される燃料通路に、インテークマニホールド圧力及びエンジ ン回転数に応じた燃圧をその間に発生させる二つの開口面積設定手段が配設され 、この燃圧を第三燃圧レギュレータでダイアフラムバルブを介して調整燃圧に変 換し、計量ジェットを介して第一燃圧レギュレータから燃料噴射弁へ供給される 燃料を、調整燃圧に応じて上流室から吐出させると共に残りの一定流量を下流室 から第三燃圧レギュレータの燃料リターン用出口を介して戻すようにした燃料噴 射装置において、 第一燃圧レギュレータの制御燃圧に制御される第一室と、インテークマニホー ルド圧力が印加される第二室とがダイアフラムによって仕切られていると共に、 このダイアフラムの変位に連動して第三燃圧レギュレータの燃料リターン用出口 を前述のダイアフラムバルブで開閉させ得る作動部材と、第一燃圧レギュレータ 及び前述のリターン用出口を有する室間の連通路を作動部材に連動して開閉する 弁体とを有する吐出防止弁が備えられていて、吐出防止弁によってリターン用出 口と連通路を開閉作動させる時の第一室の燃圧の大きさはエンジン作動時の第二 燃圧レギュレータの制御燃圧より小さく設定されていて、リターン用出口の閉鎖 時に連通路を開放するようにしたことを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】

エンジン作動時には、吐出防止弁では第一室の燃圧は第二燃圧レギュレータの 制御燃圧より大きいため、作動部材は第三燃圧レギュレータのダイアフラムバル ブから離れていると共に連通路は弁体で閉塞されているが、エンジンが停止させ られて吐出防止弁の第一室の燃圧が第二燃圧レギュレータの制御燃圧より小さい 所定の大きさまで低下すると、第二室との差圧が増大するため、吐出防止弁が作 動して作動部材を介してダイアフラムバルブを押動してリターン出口を強制的に 閉鎖させ、燃料噴射弁内の燃圧低下は停止させられることになって或る大きさの 圧力に保持され、しかも作動部材の作動に連動して連通路が開放させられること になり、次いでエンジンを再始動させると、第一室の燃圧が前述の所定の大きさ になる迄は作動部材がダイアフラムバルブを押圧し続け、しかも燃料ポンプから 給送される燃料は上流室から下流室へ送られるだけでなく、連通路を介してリタ ーン用出口の室から下流室へも供給されるため、上下流室間に差圧は発生せずバ ルブからの初期吐出は阻止され、その後作動部材がダイアフラムバルブから離れ 且つ連通路が弁体で閉塞されても、システム内の燃圧が作動に必要な正常の大き さに上昇する迄の時間が短く、始動時間が短縮される。

【００１７】

【実施例】 以下、本考案の一実施例を図１に基づいて説明するが、上述の先行技術と同様 の部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。 図中、２９は第一燃圧レギュレータ２の燃料室４と第三燃圧レギュレータ１４ の第二燃圧室１６とを接続する連通路であり、この連通路２９に燃料ポンプ１も 接続されている。３０は連通路２９に接続されている吐出防止弁である。この吐 出防止弁３０において、３１は連通路２９に連通していて燃料室４の燃圧Ｐ₁ と 同圧に制御される第一室、３２は第一室３１とダイアフラム３３で仕切られてい てインテークマニホールド圧力Ｐｍが印加される第二室、３４はダイアフラム３ ３を第一室３１方向へ付勢するスプリング、３５は連通路２９の開口２９ａを介 して第一室３１と第三燃圧レギュレータ１４の第一燃圧室１５とを連通する接続 路、３６は接続路３５に液密的且つ摺動可能に貫挿されていてダイアフラム３３ の変位に連動する棒状の作動部材、３７は作動部材３６に固着されていて作動部 材３６に連動して開口２９ａを開閉する弁体である。

【００１８】 そして、第一室３１の燃圧Ｐ₁ が所定の大きさ即ち作動圧Ｐｘ以下の場合にダ イアフラム３３が第一室３１側へ変位して作動部材３５を連動させ、第三燃圧レ ギュレータ１４のダイアフラム１７を押動して出口１６ａを閉鎖させると同時に 弁体３７を開口２９ａから開放させる。又、作動圧Ｐｘ以上の場合には作動部材 ３６はダイアフラム１７から離れていると共に弁体３７は開口２９ａを閉塞させ た状態に維持されるようになっている。

【００１９】 ここで、第一室３１の作動圧Ｐｘについて説明すると、Ｐｘは、第一室３１の 燃圧Ｐ₁ がエンジン作動時の第二燃圧レギュレータ６で制御される燃圧Ｐ₂ より 小さい或る大きさの燃圧である。第二室３２にインテークマニホールド圧力Ｐｍ が印加されているため、第一室３１と第二室３２の差圧即ち作動力は一定に制御 されており、しかも、エンジン作動時には、第一室３１の燃圧Ｐ₁ は少なくとも 第二燃圧レギュレータ６の燃圧Ｐ₂ より大きい状態にあるから、作動部材３６が 第三燃圧レギュレータ１４のダイアフラム１７を押圧せしめることも弁体３７が 開弁することもない。又、エンジンが停止すると、第二室３２は大気圧になり、 第一室３１の燃圧Ｐ₁ が低下するため、差圧が増大して作動部材３６をダイアフ ラム１７方向へ押動する圧力が増大する。その為、作動圧Ｐｘを（Ｐ₂ より小さ い）高い値に設定することが可能になり、作動が安定する。

【００２０】 本実施例は上述のように構成されているから、エンジン作動状態では吐出防止 弁３０における第一室３１の燃圧Ｐ₁ により、作動部材３６はダイアフラム１７ から離れた位置にあり、又弁体３７は連通路２９の開口２９ａを閉塞せしめてい る。そして、エンジンが停止されると、インテークマニホールド圧力Ｐｍは大気 圧となり、これが吐出防止弁３０の第二室３２へ印加される。又、システム内の 各燃圧は低下し、第一燃圧レギュレータ２の燃料室４及び吐出防止弁３０の第一 室３１の燃圧Ｐ₁ も制御燃圧から低下する。その為、ダイアフラム３３が第一室 ３１側へ変位して作動部材３６を第三燃圧レギュレータ１４側へ押動せしめ、こ の燃圧Ｐ₁ が作動圧Ｐｘにまで低下すると、ダイアフラム１７を押動して変位さ せ、出口１６ａを強制的に閉鎖する。又、作動部材３６の移動と一体に弁体３７ が開口２９ａを開放させる。

【００２１】 このため、出口１６ａからの燃料の流出が阻止され、システム内の各燃圧は他 の燃圧レギュレータ２，６の各出口４ａ，９ａからの燃料の流出はあり得るが、 両レギュレータ２，６のスプリング５ａ，１０ａは出口４ａ，９ａを閉塞せしめ る方向へ付勢されているから、燃圧Ｐｘ以下にはなり得ても所定の大きさの燃圧 に保持される。 このようにして、エンジン停止時のシステム内の燃圧がある大きさに保持され るから、高温時の停止状態であっても、システム内部の通路等にガソリン蒸気が 発生することを抑制することができる。

【００２２】 そして、再始動時にエンジンキーをＯＮさせると、燃料ポンプ１から燃料が供 給されて上流室２２及び下流室２３へ燃料が流れ、第一室３１の燃圧Ｐ₁ も上昇 するが、第一室３１の燃圧Ｐ₁ が作動圧Ｐｘに上昇するまでは、リターン用出口 １６ａは開口されない。又、燃料ポンプ１からの燃料は連通路２９の開口２９ａ を介して第二燃圧室１６から下流室２３へも流入するため、上流室２２と下流室 ２３との間に差圧は発生せず、バルブ２６が開弁することはない。 そして第一室３１の燃圧が作動圧Ｐｘに増大すると、ダイアフラム３３は第二 室３２側へ変位して作動部材３６を連動させるため、ダイアフラム１７から離れ ると同時に弁体３７が開口２９ａを閉塞させる。

【００２３】 その後の燃料噴射弁２０への燃料の流入は、上流室２２から下流室２３方向へ のみ生じるから、両室２２，２３の差圧が生じてバルブ２６が開弁して燃料の初 期吐出が生じるが、両室２２，２３も含めてシステム内の各燃圧は既にほぼ作動 圧Ｐｘの高さに上昇しているから、短時間で作動に必要な正常の燃圧に迄上昇し てバルブ２６を閉鎖させるため、燃料の初期吐出を微小量に抑えることができる 。

【００２４】 上述のように本実施例によれば、エンジン停止時のシステム内の燃圧を或る大 きさに保持できて高温時等のベーパの発生を抑えることができる上に、再始動時 に作動圧Ｐｘに上昇する迄は初期吐出を阻止することができるから、特に高温時 、暖気終了後の状態からエンジンを停止して再始動を行う場合の初期吐出抑制に 有効である。そのため、始動時の混合気のオーバーリッチを防止し、クランキン グ時間を短縮できて始動性を向上させることができる。

【００２５】 又、第一及び第二ソレノイドバルブ１２，１３は夫々開口面積設定手段を構成 するが、この開口面積設定手段はソレノイドバルブに限定されることなく、ステ ップモータ等を用いて電気的に開口面積を増減調整するようにしてもよい。

【００２６】

【考案の効果】

上述のように、本考案に係る燃料噴射装置の初期吐出防止機構は、第三燃圧レ ギュレータの燃料リターン用出口と連通路とを開閉し得る吐出防止弁が設けられ ているから、エンジン停止時のベーパの発生を抑えることができると共に、エン ジン停止後の再始動時における燃料の初期吐出量を微少に抑えることができて再 始動性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す燃料噴射装置の概略説
明図である。

【図２】先行技術による燃料噴射装置の概略説明図であ
る。

【図３】エンジン回転数に応じたパルス信号の周期を示
す図である。

【図４】インテークマニホールド圧力Ｐｍ及びエンジン
回転数と調整燃圧Ｐ₄ との関係を示す図である。

【図５】差圧（Ｐ₁ −Ｐ₅ ）と各燃料流量との関係を示
す図である。

【符号の説明】

１ 燃料ポンプ ２ 第一燃圧レギュレータ ６ 第二燃圧レギュレータ ７ 燃料通路 １２ 第一ソレノイドバルブ １３ 第二ソレノイドバルブ １４ 第三燃圧レギュレータ １７ ダイアフラム ２０ 燃料噴射弁 ２９ 連通路 ３０ 吐出防止弁 ３１ 第一室 ３６ 作動部材 ３７ 弁体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一燃圧レギュレータから第二燃圧レギ
   ュレータへ燃料が供給される通路に、インテークマニホ
   ールド圧力及びエンジン回転数に応じた燃圧をその間に
   発生させる二つの開口面積設定手段が配設され、該燃圧
   を第三燃圧レギュレータで調整燃圧に変換し、計量ジェ
   ットを介して第一燃圧レギュレータから燃料噴射弁へ供
   給される燃料が調整燃圧に応じて吐出されると共に残り
   の一定流量が第三燃圧レギュレータのリターン用出口を
   介して戻されるようにした燃料噴射装置において、前記
   第一燃圧レギュレータの燃圧によって、作動部材を介し
   て第三燃圧レギュレータの前記リターン用出口を開閉せ
   しめると同時に前記第一燃圧レギュレータと前記リター
   ン用出口を有する室との連通路を開閉せしめる吐出防止
   弁が備えられていて、該吐出防止弁による開閉切り換え
   作動時の第一燃圧レギュレータの燃圧の大きさは、第二
   燃圧レギュレータの制御燃圧より小さく設定されてい
   て、前記リターン用出口の閉鎖時に連通路が開放される
   ようにしたことを特徴とする初期吐出防止機構。