JPH0475387B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、主として自動車のエンジンに適用さ
れる気化器の燃料増量装置に関するものである。

(ロ) 従来技術 この種の燃料増量装置の先行技術として、先に
出願した特願昭58−129217号（特公昭63−57617
号）に示されるように、スプリング力とパルス電
圧の印加時にのみ発生する電磁力とによつて往復
作動する電磁アクチユエータを有しこのアクチユ
エータによりピストンを往復動作させてそのピス
トンの押除け容積に対応する量の燃料を順次気化
器に供給する燃料を気化的に供給するようにした
燃料噴射ポンプを設けておき、加速時にパルス電
圧を前記アクチユエータに印加するとともに、そ
の印加回数または印加時間を制御して該燃料噴射
ポンプに加速ポンプとして機能を発揮させ得るよ
うにしたものがある。

また、近時、前記アクチユエータを作動させる
領域をエンジン始動時にまで広げ、従来のチヨー
ク機構を廃止する試みもなされている。

ところが、単一の燃料噴射ポンプに、チヨーク
機構に代替する機能と、加速ポンプとしての機能
とを発揮させようとすると、エンジンの冷却水温
が低い場合と、高い場合とで該燃料噴射ポンプに
対する吐出量要求特性がかなり違つたものにな
る。すなわち、エンジンの冷却水温が低い領域に
おける運転態様としては、エンジン始動時、クラ
ンキング時、暖機運転中あるいは低温走行時等の
ものが考えられるが、エンジン始動前は、短時間
でチヨーキングに必要な燃料を供給するのが好ま
しく、また、前述の他の態様の場合も燃料量が多
い方が望ましい。一方、エンジンの冷却水温が高
い領域、つまり、暖機後の運転領域においては、
低温時のような大幅な燃料増量の必要はなく、む
しろ燃料経済性を向上させることの方が重要課題
である。そのため、かかる領域では、加速時に必
要最小限の燃料増量をできるだけ精密に行なうの
が望ましい。ところが、従来の燃料噴射ポンプ
は、ピストン１往復動作当りの燃料吐出量が常に
一定になるように運転されている。そのため、始
動時等の要求特性に合せて前記燃料吐出量を設定
すると、該ポンプの分解能が低下し、高温時にお
ける精密な燃料増量が難かしくなるという問題が
ある。

(ハ) 目的 本発明は、このような事情に着目してなされた
もので、エンジンの冷却水温が低い領域では、迅
速に多量の燃料を増量することができるとともに
エンジンの冷却水温が高い領域では、分解能が高
く精度の良い燃料増量を行なうことが可能であ
り、単一の燃料噴射ポンプにチヨーク機構および
加速ポンプとしての機能を無理なく適正に発揮さ
せることができる気化器の燃料増量装置を提供す
ることを目的とする。

(ニ) 構成 本発明は、かかる目的を達成するために、スプ
リング力とパルス電圧の印加時にのみ発生する電
磁力とによつて往復作動する電磁式のアクチユエ
ータ３０を有しこのアクチユエータ３０によりピ
ストン２７を往復動作させてそのピストン２７の
押除け容積に対応する量の燃料を順次気化器１に
供給する、単位時間当りの燃料吐出量が前記パル
ス電圧の周波数または電圧値の所定値になるまで
の領域では前記周波数または電圧値の増加に伴つ
て増加し、前記所定値を超える領域では前記周波
数または電圧値の増加に伴つて逆に減少する特性
Ｂを有する燃料噴射ポンプ２３を設け、エンジン
始動時および加速時に前記アクチユエータ３０に
パルス電圧を印加するとともに、その印加回数ま
たは印加時間を制御して該燃料噴射ポンプ２３に
チヨーク機構および加速ポンプとしての機能を発
揮させ得るように構成した燃料増量装置におい
て、エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段
４と、前記アクチユエータ３０に電気的に接続さ
れ、前記燃料噴射ポンプ２３の単位時間当りの燃
料吐出量特性Ｂにおける前記所定値を超える領域
のみを利用して、前記水温検出手段４により検出
される水温が低い場合に前記パルス電圧の周波数
または電圧値を低い方に制御するとともに水温が
高い場合に前記周波数または電圧値を高い方に制
御する制御手段５と、を設けたことを特徴とす
る。

(ホ) 実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図は本発明に係る燃料増量装置のシステム
説明図であり、図中１は自動車エンジンの気化
器、１ａはこの気化器１のスロツトルバルブ、１
ｂはフロート室、２はエンジンの負荷の大きさを
検出する負荷検出手段、３はエンジンの回転速度
を検出する回転検出手段、４はエンジンの冷却水
温を検出する水温検出手段、５はこれら各検出手
段２，３，４から出力される信号を処理する制御
手段、６はこの制御手段５に制御されて始動用燃
料または加速用燃料を前記気化器１に供給する燃
料噴射手段である。

負荷検出手段２は、スロツトル開度に関連させ
てエンジンがアイドリング状態にある場合にアイ
ドル信号Ｐ１を出力するアイドルスイツチ７と、
吸気管負圧が、例えば−450mmHgよりも大気寄り
の値を示す場合に軽負荷信号Ｐ２を出力する第１
のバキユームスイツチ８と、吸気管負圧が例えば
−300mmHgよりも大気寄りを示す場合に中負荷信
号Ｐ３を出力する第２のバキユームスイツチ９
と、吸気管負圧が、例えば−150mmHgよりも大気
寄りの値を示す場合に高負荷信号Ｐ４を出力する
第３のバキユームスイツチ１０とを具備してな
る。

制御手段５は、中央演算処理装置１２と、メモ
リ１３と、インターフエース１４，１５とを具備
してなる通常のマイクロコンピユータシステムに
より構成され、インターフエース１４には、エン
ジンの冷却系統に付設させる前記温度検出手段４
とエンジンの回転系統に付設される前記回転検出
手段３によつて各々検出される冷却水の温度とエ
ンジンの回転数に関する情報が入力される。な
お、回転検出手段３としては、機械的な回転部分
に設置される回転センサーやブーストセンサーあ
るいはブーストセンサーとスロツトル開度センサ
ーを組合わせたもの等、エンジンの回転状態を検
出できるものであればどのようなものでもよい。
制御手段５は、これによつて冷却水の温度とエン
ジンの回転数を感知しているとともに、エンジン
の回転数をメモリ１３に記憶させてある判別回転
数と比較演算してエンジンの回転数を具体的に判
断する。すなわち、例えば回転数50rpｍ未満のと
きにはエンジンの始動前と、回転数が50〜500rp
ｍのときにはクランキング中と、また回転数が
500rpｍを越えているときにはもはや始動完爆完
了後の状態にあると判別するように構成されてい
る。このエンジンの回転数の判定に基づいて、後
述する噴射指令信号０１〜０４が出力される。

一方、制御手段５のメモリ１３には、エンジン
の冷却水の温度に関連させてエンジンの回転状態
毎に気化器１に供給すべき燃料の供給パターンが
予め記憶させてある。したがつて、制御手段５の
中央演算処理装置１２はエンジンの回転数を感知
してその回転状態を判別するとともに、この判別
された回転状態についてメモリ１３に記憶されて
いる適正な燃料吐出量に基づきインターフエイス
１５を介して前記燃料噴射手段６に各種の燃料の
供給命令を発信するようにプログラムされてい
る。また、この制御手段５のインターフエイス１
４には、前記負荷検出手段２の各スイツチ７，
８，９，１０からの信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４
も入力されるようになつている。そして、この制
御手段５は、前記インターフエイス１４に入力さ
れる各信号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を一定時間毎
に読み込んで前記メモリ１３に格納するととも
に、その格納した各回（ｎ回目）の信号Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３，Ｐ４の次回（ｎ＋１回目）の信号Ｐ
１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４とを比較して加速の程度を
判定し、その判定結果に応じた種類の噴射指令信
号、例えば、少量噴射指令信号Ａ１、中量噴射指
令信号Ａ２または多量噴射指令信号Ａ３のいずれ
かインターフエイス１５を介して順次出力し得る
ようにプログラムしてある。

次に、燃料噴射手段６は、逆止弁１６を有した
入口１７をインレツト通路１８を介して前記フロ
ート室３に接続するとともに出口１９を逆止弁２
１を有したアウトレツト通路２２を介して気化器
１の吸気通路１ｃ内に開口させた電磁式の燃料噴
射ポンプ２３と、前記制御手段５から供給される
噴射指令信号０１，０２，０３，０４またはＡ
１，Ａ２，Ａ３を受信し、これら各信号に対応し
た回数または、時間だけ前記燃料噴射ポンプ２３
を駆動するドライバ２４とを具備してなる。燃料
噴射ポンプ２３は、ポンプ室を２５を形成するシ
リンダ２６内にピストン２７を収容し、このピス
トン２７をスプリング２８とソレノイド２９との
協働により作動する電磁式のアクチユエータ３０
により進退させてポンプ機構を営み得るように構
成したものである。

また、ドライバ２４は、前記アクチユエータ３
０のソレノイド２９にパルス電圧を印加して前記
ピストン２７を進退させるようにしたもので、そ
のパルス電圧の印加回数または印加時間を前記噴
射指令信号０１，０２，０３，０４またはＡ１，
Ａ２，Ａ３等に対応させて変化させることによつ
て前記燃料噴射ポンプ２３による燃料増量値をプ
ログラム通りに調節することができるようになつ
ている。すなわち、噴射指令信号０１，０２，０
３，０４またはＡ１，Ａ２，Ａ３は、後述するポ
ンプ駆動信号Ｑに対応してアクチユエータ３０に
印加するパルス電圧の、印加タイミングと印加継
続時間とを規定する信号である。ここで、噴射指
令信号０１は始動前に、噴射指令信号０２はクラ
ンキング時に、噴射指令信号０３は始動完爆後
に、噴射指令信号０４はクランキング時でかつ噴
射指令信号０２の出力後にエンジンストツプを起
こした場合に、それぞれ出力される信号である。

このような燃料増量装置において、前記制御装
置５のプログラムを拡充し、前記燃料噴射ポンプ
２３に供給するパルス電圧の周波数を前記水温検
出手段４により検出されるエンジン冷却水の水温
に応じて変化させるようにしている。詳述すれ
ば、前記スプリング２８のスプリング力と、前記
ソレノイド２９へパルス電圧を印加した際にのみ
発生する電磁力とによつて、前記ピストン２７を
往復動作させ得るように構成した電磁式のアクチ
ユエータ３０を備え、このアクチユエータ３０に
よりピストン２７を往復動作させてそのピストン
２７の押除け容積に対応する量の燃料を順次気化
器１に供給するようにした。

燃料噴射ポンプ２３は、第２図に実線Ａで示す
ように、前記アクチユエータ３０に印加するパル
ス電圧の周波数を上昇させるのに伴つてその１ス
トローク当りの燃料吐出量が漸減する特性を有し
ている。この特性は、前記周波数が高くなるにし
たがつて、１サイクルにおいてソレノイド２９が
ピストン２７をスプリング２８の弾性力に抗して
引いている時間が短くなり、１ストロークが周波
数の上昇に伴なつて短くなることに起因してい
る。換言すれば、前期周波数を低い値から高い値
へ移行させていくと、第２図に破線Ｂで示すよう
に、単位時間当りの燃料吐出量が徐々に増加して
いき、所定値（例えば20Hz近傍）において最高値
となり、放物線状の曲線となる特性を有してい
る。つまり、単位時間当りの燃料吐出量は、所定
値になるまでの領域では周波数の増加に伴つて増
加し、所定値を越える領域では周波数の増加に伴
つて逆に減少するものである。これは、周波数の
上昇に伴つて機構部分の応答性から１サイクル当
りの燃料吐出量は少なくなるものの、単位時間内
におけるピストン２７の往復回数、つまりストロ
ーク数が増加することに起因している。つまり、
前記所定値に至るまでの領域では、１サイクル当
りの燃料吐出量が徐々に減少していくものの、単
位時間内のストローク数の増加に伴つて単位時間
当りの燃料吐出量は増加するが、前記所定値を超
えて周波数が増加する領域では、１サイクル当り
の燃料吐出量がさらに少なくなるので、周波数の
増加に伴つてストローク数が増加しても単位時間
当りの燃料吐出量は増加しない。これに加えて、
周波数が高くなると、その場合のピストン２７の
動きは速くなるが、そのピストン２７の動きに燃
料が粘性等の関係で追従しなくなる等の条件が相
乗され、結果として単位時間当りの燃料吐出量が
減少するものである。このような特性は、上記し
たスプリング２８とソレノイド２９との協働によ
り作動する電磁式のアクチユエータ３０により、
ピストン２７を進退させる構造の燃料噴射ポンプ
が、基本的に備えるものである。

この実施例は、かかる特性を利用したもので、
第３図に破線Ｃで示すようにエンジンの冷却水温
が低い場合に前記パルス電圧の周波数を前記所定
値よりも低い領域側に制御するとともに、水温が
高い場合に前記周波数を逆に高い領域側に制御
し、エンジンの冷却水温と燃料噴射ポンプの１サ
イクル当りの燃料吐出量との間に第３図に実線Ｄ
で示すような関係を持たせるようにしている。第
４図は、かかる制御を行うために前記制御手段５
に内蔵させたプログラムの概要を示すフローチヤ
ート図である。すなわち、まず、イグニツシヨン
キーをONすると、水温検出手段４からの水温情
報を読み込む。そして、メモリ１３に予め保存し
てある数式により処理して水温に応じた駆動周波
数を算出し、その算出した周波数に対応するポン
プ駆動信号Ｑを前記ドライバ２４に向けて出力す
る。そして、この作業を一定時間毎に繰り返し実
行するようになつている。この場合、始動前後に
あつては、前述したように、制御手段５のメモリ
１３には、エンジンの冷却水の温度に関連させて
エンジンの回転状態毎に気化器１に供給すべき燃
料供給パターンが予め記憶してあるので、冷却水
の温度より演算された適正な燃料吐出量となるよ
うに、検出されたエンジン回転数により決定され
た噴射指令信号０１〜０４のいずれかのタイミン
グでポンプ駆動信号Ｑに対応する駆動信号により
燃料噴射ポンプ２３が駆動される。また、エンジ
ンの負荷状態が変化する加速時にあつては、水温
に応じた駆動周波数に対応するポンプ駆動信号Ｑ
と噴射指令信号Ａ１〜Ａ３との組合わせで、燃料
噴射ポンプ２３が駆動される。

このような構成のものであれば、始動時および
加速時に、予め設定した所定のパターンで燃料噴
射ポンプ２３から気化器１に燃料を増量すること
ができるので、従来のチヨーク機構および機械式
の加速ポンプを廃止することができる。しかも、
このものは、エンジン水温が低い場合には、燃料
噴射ポンプ２３に印加するパルス電圧の周波数が
低くなつて該ポンプ２３の１サイクル当りの燃料
叶出量が増大する一方、エンジン水温が高い場合
には、前記周波数が高くなつて１サイクル当りの
燃料吐出量が減少する。そのため、始動前に、短
時間にチヨーキングに必要な燃料を供給したり、
その他エンジン冷間時に比較的多量の燃料を急速
に補給することが容易である。また、エンジン暖
機後は、前記燃料噴射ポンプ２３の分解能が向上
することになるため、加速時に必要最少限の燃料
を精度良く供給することが可能になり、エンジン
の加速性能を低下させることなしに燃料経済性を
向上させることができる。

なお、スプリング力とパルス電圧の印加時にの
み発生する電磁力とによつて往復作動する電磁式
のアクチユエータによりピストンを往復動作させ
るようにした燃料噴射ポンプでは、第５図に実線
A′に示すように、そのアクチユエータに印加す
るパルス電圧の電圧値を増加させる（周波数一
定）ことによつて、１サイクル当りの燃料吐出量
が漸減するという特性も有している。この特性に
より、単位時間当りの燃料吐出量は、パルス電圧
の増加に伴つて徐々に増加していき、所定の電圧
（例えば8V近傍）において最高値となり、所定の
電圧を超えて電圧が増加すると、その電圧の増加
に伴つて逆に減少する、第２図に破線Ｂで示すと
同様な、放物線状の曲線となる特性になる。した
がつて、前記パルス電圧の周波数を変える代わり
に、その電圧を第３図の破線Ｃで示すように変化
させることによつて、第３図に実線Ｄで示すよう
な吐出特性を得るようにしてもよい。

(ヘ) 効果 本発明は、以上のような構成であるから、エン
ジンの冷却水温が低い領域では、迅速に多量の燃
料を増量することができるとともにエンジンの冷
却水温が高い領域では、分解能が高く精度の良い
燃料増量を行なうことが可能であり、単一の燃料
噴射ポンプにチヨーク機構および加速ポンプとし
ての機能を無理なく適正に発揮させることができ
る気化器の燃料増量装置を提供できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第
１図はシステム説明図、第２図は燃料噴射ポンプ
の特性図、第３図は制御の設定条件を示す図、第
４図は制御の手順を示すフローチヤート図であ
る。第５図は本発明の他の実施例を説明するため
の燃料噴射ポンプの特性図である。 １……気化器、４……水温検出手段、５……制
御手段、２３……燃料噴射ポンプ、３０……アク
チユエータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スプリング力とパルス電圧の印加時にのみ発
   生する電磁力とによつて往復作動する電磁式のア
   クチユエータ３０を有し、このアクチユエータ３
   ０によりピストン２７を往復動作させてそのピス
   トン２７の押除け容積に対応する量の燃料を順次
   気化器１に供給する、単位時間当りの燃料吐出量
   が前記パルス電圧の周波数または電圧値の所定値
   になるまでの領域では前記周波数または電圧値の
   増加に伴つて増加し、前記所定値を超える領域で
   は前記周波数または電圧値の増加に伴つて逆に減
   少する特性Ｂを有する燃料噴射ポンプ２３を設
   け、エンジン始動時および加速時に前記アクチユ
   エータ３０にパルス電圧を印加するとともに、そ
   の印加回数または印加時間を制御して該燃料噴射
   ポンプ２３にチヨーク機構および加速ポンプとし
   ての機能を発揮させ得るように構成した燃料増量
   装置において、 エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段４
   と、 前記アクチユエータ３０に電気的に接続され、
   前記燃料噴射ポンプ２３の単位時間当りの燃料吐
   出量特性Ｂにおける前記所定値を超える領域のみ
   を利用して、前記水温検出手段４により検出され
   る水温が低い場合に前記パルス電圧の周波数また
   は電圧値を低い方に制御するとともに水温が高い
   場合に前記周波数または電圧値を高い方に制御す
   る制御手段５と、 を設けたことを特徴とする気化器の燃料増量装
   置。