JPH0532740U

JPH0532740U - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0532740U
Application number: JP8172091U
Authority: JP
Inventors: 満関谷
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1993-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】極低温条件下で圧力バランス型燃料噴射装置
を始動する際の、電圧低下によるポンプ吐出圧力の不足
に対処することを目的としている。【構成】圧力バランス型燃料噴射装置の第１燃圧レギ
ュレータ２の第１燃料室４に連通する下室３０とマニホ
ールド圧力が印加する負圧室２９がある始動時ベース圧
低下弁２７を配置することにより、極低温時の始動が可
能になった。約−３０℃までの低温始動では、第２燃圧
レギュレータ６の燃圧Ｐ₂が低下する。その結果、電圧
低下によるポンプ吐出圧力の不足で、第１燃圧レギュレ
ータ２の燃圧Ｐ₁が一定設定圧に達しなくても、差圧
（Ｐ₁−Ｐ₂）は所要範囲にあり、始動燃料噴射量が確
保される。

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が制御される圧力バランス型の燃料噴射装置、特に低温始動機構付きの燃料噴射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

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圧力バランス型の燃料噴射装置に関して、本出願人は特願平２−７７２８６号で一つの基本的構造を提案した。この装置について図２により説明すると、１は図示しない燃料タンクからの燃料を加圧して供給する燃料ポンプ、２はインテークマニホールド圧力Ｐ_mを燃圧Ｐ₁に変換するロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）であり、インテークマニホールド圧力Ｐ_m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第１燃料室４とが、スプリング５ａで第１燃料室４方向へ弾圧されるダイアフラム５によって仕切られ、また、第１燃料室４には燃料リターン用の出口４ａが設けられ、ダイアフラム５と一体的なリークバルブ５ｂにより開閉制御される。６は燃料通路７を介してロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）２に接続しているベース・レギュレータ（第２燃圧レギレータ）であり、大気圧Ｐ₀が印加される大気圧室８と、第１燃料室４より流入する燃料の燃圧を定圧Ｐ₂（＜Ｐ₁）に制御設定し、かつ、燃料をリターンさせる第２燃料室９とが、スプリング１０ａで第２燃料室９方向へ弾圧されたダイアフラム１０によって仕切られている。また、第２燃料室９には、燃料リターン用の出口９ａが設けられ、ダイアフラム１０と一体的なリークバルブ１０ｂにより開閉制御される。

【０００３】１２は燃料通路７に配設されていて、燃料通路７の開口面積をエンジン回転数に応じて制御する第１ソレノイドバルブ、１３は第１ソレノイドバルブ１２の下流側に配設され、燃料通路７の開口面積をエンジン回転数に応じて制御する第２ソレノイドバルブであり、両ソレノイドバルブ１２，１３に、図示して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１ソレノイドバルブ１２は閉、第２ソレノイドバルブ１３が開となり、また、パルス信号がＬＯＷの時には第１ソレノイドバルブ１２が開、第２ソレノイドバルブ１３が閉となり、互いに逆の開閉作動をするようになっている。そして、図３に示すようにエンジン回転数に応じ、両ソレノイドバルブ１２，１３のデューティ比（パルス信号の周波数）が決定されて、両ソレノイドバルブ１２，１３間の燃料通路７の燃圧が、インテークマニホールド圧力Ｐ_m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。

【０００４】１４はこの燃圧Ｐ₃を調整燃圧Ｐ₄（Ｐ₄＜Ｐ₃）に変換するコントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュレータ）でり、上述の燃圧Ｐ₃が印加される第１燃圧室１５と、後述の燃料噴射弁から戻される一定のリターン流量が流入し、かつ、燃圧Ｐ₃に応じた調整燃圧Ｐ₄に制御される第２燃圧室１６とが、ダイアフラム１７によって仕切られており、第２燃圧室１６には燃料を燃料供給源へリターンさせる出口１６ａと、ダイアフラム１７を第１燃圧室１５方向へ弾圧するスプリング１７ａ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。リターン出口１６ａは、ダイアフラム１７と一体的なリークバルブ１７ｂにより開閉制御される。

【０００５】２０は各気筒ごとに配置されていて、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はロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）２の第１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は上流室であって計量ジェット２１を介し燃料流量Ｑ₁が供給されていて、インテークマニホールドへ燃料噴射量Ｑ₂を噴射させ得る吐出口２１ａを備える。２３は下流室であってコントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュレータ）１４の第２燃圧室１６と連通しており、調整燃圧Ｐ₄が印加されている。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である。２４ａ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って、上流室２２の燃圧Ｐ₅は、下流室２３の調整燃圧Ｐ₄及びスプリング２４ａの荷重の和とバランスするように制御される。そのため、上流室２２と下流室２３の差圧（Ｐ₅−Ｐ₄）は一定に制御され、差圧ジェット２５の圧力損失も一定になるから、差圧ジェット２５の流量、すなわち、下流室２３からコントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュレータ）１４の第２燃圧室１６へ戻される燃料流量Ｑ₃も一定に制御される。計量ジェット２１を通過し上流室２２へ流入する燃料流量Ｑ₁は、燃料噴射量Ｑ₂と一定量のリターン流量Ｑ₃との和になる。

【０００６】このように構成した燃料噴射装置は、次のように作動する。エンジン作動時に、ロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）２へインテークマニホールド圧力Ｐ_mが印加し、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１及び第２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まり、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、エンジン回転数に関係なくインテークマニホールド圧力Ｐ_mが高いと小さくなる。インテークマニホールド圧力Ｐ_mが大気圧Ｐ₀に接近してくると、この燃圧Ｐ₃は大きくなる。

【０００７】ところで、エンジンの要求燃料流量は、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、すなわち、圧力差（Ｐ₁ −Ｐ₂）に置き換えできる。そこで、エンジン回転数に応じて燃圧Ｐ₁のコントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュレータ）１４への印加率（第１及び第２ソレノイドバルブ１２，１３を作動させるパルス信号の周波数）を調整し、得られた燃圧Ｐ₃をコントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュレータ）１４において、要求燃料流量に応じた調整燃圧Ｐ₄に変換する。この調整燃圧Ｐ₄は、インテークマニホールド圧力Ｐ_mの増減に応じて増減し、その変化率はエンジン回転数の増減に対しては一定である。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）により決定されるから、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で一定であるので、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。したがって、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。

【０００８】なお、計量ジェット２１の燃料流量Ｑ₁は、その前後差圧（Ｐ₁−Ｐ₅）の平方根に比例して変化するが、燃料流量Ｑ₁として、リターンされる一定流量Ｑ₃ を燃料噴射量Ｑ₂にあらかじめ付加しておけば、燃料噴射量Ｑ₂が差圧（Ｐ₁− Ｐ₅）に対して直線的に変化する部分を取り出せる。そのため、計量ジェット２１の流量Ｑ₁と前後差圧（Ｐ₁−Ｐ₅）に関し、自動車用として十分なダイナミックレンジを得ることができる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

このように上述の圧力バランス型燃料噴射装置は、構造が比較的簡単で、製造コストを安くすることができるうえに、応答性が良く、計量ジェット２１の流量Ｑ₁と前後差圧（Ｐ₁−Ｐ₅）に関し、自動車用として十分なダイナミックレンジを有する。

【００１０】しかし、気温が非常に低い条件下（ただし、−３０℃以上）で始動する場合、クランキングによりバッテリーの電圧が低下し、燃料ポンプ１の吐出圧力が不足してしまい、燃圧Ｐ₁が設定圧に達せず、始動に必要な燃料噴射量が確保できないという問題がある。すなわち、冷態からの始動では、エンジン各部の摩擦が大きく、そのため、スタータモータに加わる負荷が大きくなり、バッテリーの放電能力は低温のため低下する。上述の圧力バランス型燃料噴射装置が対象とする小型四輪車で用いる一般的な燃料ポンプについて、電圧Ｖをパラメータとし、吐出圧力Ｐと吐出流量Ｑの関係を図４に示してある。図示のように、この対象車両に使用される燃料ポンプの能力は、吐出圧力Ｐは２．５ kg ／cm²以上、吐出流量Ｑは５ l／h 以上であることが求められる。また、燃圧Ｐ₁が設定圧に達した状態では、ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６及びコントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュレータ）１４から、リターンされる燃料もある。したがって、このリターン流量を確保しないと、正常な吐出ができない。燃料ポンプの能力としては、この条件も満たすことが求められる。このことも、図４は示している。このような、極低温時の燃料ポンプの吐出圧力不足に対処するには、電圧低下時でも必要な吐出圧力のでる高性能ポンプの採用、極低温時での電圧低下防止法の採用などがあるが、経済性に問題がある。

【００１１】本考案は、この種の燃料噴射装置がかかえる上述の課題に鑑みて、極低温下においても始動に必要な十分な燃料噴射量を確保し得る始動時ベース圧低下弁を配置した燃料噴射装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案による燃料噴射装置は、インテークマニホールド圧力に応じた燃圧を発生させるロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）と一定の燃圧を発生させるベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）とを接続する燃料通路と、該燃料通路内で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発生させる二つの開口面積設定手段と、該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が印加される第１燃圧室と該第１燃圧室の燃圧が調整燃圧に変換され且つ燃料をリターンさせる出口を有する第２燃圧室とがダイアフラムで仕切られたコントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュレータ）と、該調整燃圧に応じて燃料噴射量が制御される燃料噴射弁とが備えられた燃料噴射装置において、前記ロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）の第１燃料室に連通する下室とインテークマニホールド圧力が印加される負圧室とを仕切るダイアフラムと、前記下室と前記ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）の第２燃料室とを接続する燃料通路の開口部と、前記ダイアフラムに連動し前記開口部を開閉するバルブと、前記ダイアフラムを前記下室方向へ弾圧するスプリングとより成る始動時ベース圧低下弁を備え、リーク・ジェットを有するバイパスを前記ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）の第２燃料室と該第２燃料室に開口するリターン通路との間に設けたことを特徴としている。

【００１３】

【作用】

正常運転時には、燃圧Ｐ₁は設定圧に達しており、始動時ベース圧低下弁の下室には燃圧Ｐ₁が、負圧室にはインテークマニホールド圧力Ｐ_mが印加されており、燃圧Ｐ₁とインテークマニホールド圧力Ｐ_mとの差圧は、常に一定である。燃圧Ｐ₁が設定圧より低くなった場合、始動時ベース圧低下弁の下室に印加される燃圧Ｐ₁′は、正常運転時の燃圧Ｐ₁より低いので、下室とベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）の第２燃料室とを接続する燃料通路の開口部は、ダイアフラムと連動するバルブによって閉弁される。それで、リーク・ジェットによりベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）の第２燃料室における燃圧Ｐ₂′も、正常運転時の設定燃圧Ｐ₂より低下する。その結果、差圧（Ｐ₁′ −Ｐ₂′）は燃料噴射の可能な範囲内に納まる。

【００１４】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例を示す。図２により説明した先行技術に係る部分には、同一符号を用いており、再述しない。２７は始動時ベース圧低下弁であり、インテークマニホールド圧力Ｐ_mが印加される負圧室２９と、燃料通路２８を介してロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レギュレータ）２の第１燃料室４に連通している下室３０とが、ダイアフラム３１により仕切られている。３２は下室３０に一端の開口部３０ａがありベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６の第２燃料室９に接続している燃料通路で、ジェット３２ａが設けてある。３１ａはダイアフラム３１を下室３０方向に弾圧するスプリングであり、３１ｂはダイアフラム３１と一体的なリークバルブで、燃料通路３２の開口部３０ａを開閉制御する。３３はベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６の第２燃料室９とそのリターン通路３４との間のバイパスで、リーク・ジェット３３ａが設けてある。ジェット３２ａは、燃料通路３２を流れるリターン流量を制限するために設けてあるが、流出係数は、ジェット３２ａがリーク・ジェット３３ａより大きくしてある。

【００１５】上述のように構成された本実施例で、正常運転時に始動時ベース圧低下弁２７の下室３０には、燃料通路２８を介して、設定圧に達している燃圧Ｐ₁が印加される。負圧室２９にはインテークマニホールド圧力Ｐ_mが印加され、正常運転時には、差圧（Ｐ₁−Ｐ_m）は一定になている。また、ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６の第２燃料室９における燃圧が、定圧Ｐ₂（＜Ｐ₁）に制御設定されるように、始動時ベース圧低下弁２７のリークバルブ３１ｂの開弁率はなっている。気温が非常に低い条件下（ただし、−３０℃以上）で始動し、バッテリー電圧低下のため燃料ポンプ１の吐出圧力が不足して、燃圧Ｐ₁′は設定圧に達せず、正常運転時の燃圧Ｐ₁より低い値となる。それで、始動時ベース圧低下弁２７のダイアフラム３１は下室３０方向に変位し、リークバルブ３１ｂの開弁率はゼロになる。ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）６の第２燃料室９における燃圧は、リークジェット３３ａにより低下し、正常運転時の一定燃圧Ｐ₂より低い燃圧Ｐ₂′となる。その結果、差圧（Ｐ₁′−Ｐ₂′）は燃料噴射の可能な範囲内に納まる。

【００１６】なお、第１及び第２ソレノイドバルブ１２，１３は、それぞれ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ブに限定されることなく、ステッピングモータ等を用いて、電気的に開口面積を増減調整するようにしてもよい。あるいは、二つの開口面積設定手段のうち、いずれか一方をジェットとして構成してもよい。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、高性能燃料ポンプの採用によるコスト高、消費電流抑制のためのポンプ能力切替え使用による効率低下を避けて、極低温条件下においても、上述の圧力バランス型燃料噴射装置の始動が確実になされる。また、配置する始動時ベース圧低下弁は、この燃料噴射装置のレギュレータと同形式の構造であり、その場合は部品種類の実質的な増加はなく、経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による燃料噴射装置の一実施例の概略図
である。

【図２】先行技術における燃料噴射装置の概略図であ
る。

【図３】エンジン回転数とパルス信号の周期との関係を
示す図である。

【図４】燃料ポンプの能力についての説明図である。

【符号の説明】

２ロード・コントロール・レギュレータ（第１燃
圧レギュレータ）４第１燃料室５ダイアフラム６ベース・レギュレータ（第２燃圧レギュレー
タ）７燃料通路９第２燃料室１２第１ソレノイドバルブ１３第２ソレノイドバルブ１４コントロール・レギュレータ（第３燃圧レギュ
レータ）１５第１燃圧室１６第２燃圧室１７ダイアフラム２０燃料噴射弁２７始動時ベース圧低下弁２９負圧室３０下室３０ａ開口部３１ダイアフラム３１ａスプリング３１ｂバルブ３２燃料通路３２ａジェット３３バイパス３３ａリーク・ジェット３４リターン通路

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】インテークマニホールド圧力に応じた燃
圧を発生させるロード・コントロール・レギュレータ
（第１燃圧レギュレータ）と一定の燃圧を発生させるベ
ース・レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）とを接続
する燃料通路と、該燃料通路内で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発生させる二
つの開口面積設定手段と、該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が印加される第１燃
圧室と該第１燃圧室の燃圧が調整燃圧に変換され且つ燃
料をリターンさせる出口を有する第２燃圧室とがダイア
フラムで仕切られたコントロール・レギュレータ（第３
燃圧レギュレータ）と、該調整燃圧に応じて燃料噴射量
が制御される燃料噴射弁とが備えられた燃料噴射装置に
おいて、前記ロード・コントロール・レギュレータ（第１燃圧レ
ギュレータ）の第１燃料室に連通する下室とインテーク
マニホールド圧力が印加される負圧室とを仕切るダイア
フラムと、前記下室と前記ベース・レギュレータ（第２
燃圧レギュレータ）の第２燃料室とを接続する燃料通路
の開口部と、前記ダイアフラムに連動し前記開口部を開
閉するバルブと、前記ダイアフラムを前記下室方向へ弾
圧するスプリングとより成る始動時ベース圧低下弁を備
え、リーク・ジェットを有するバイパスを前記ベース・
レギュレータ（第２燃圧レギュレータ）の第２燃料室と
該第２燃料室に開口するリターン通路との間に設けたこ
とを特徴とする燃料噴射装置。