JPH0579431A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】単一の燃料噴射弁によって巾広い燃料供給特性
が得られる燃料噴射装置の提供。 【構成】燃料噴射弁を介して機関へ燃料を噴射供給する
燃料分配管内の燃料圧力を、燃料噴射弁の噴射開口部近
傍の吸気管圧力に対し一定とするプレッシャーレギュレ
ターを備えた燃料噴射装置において、プレッシャーレギ
ュレターを区画体７１にて燃料室７２と圧力室７３とに
区分し、燃料室には燃料分配管に連なる燃料流入路７４
と、燃料源に連なり、流出弁座７６を区画体と同期的に
移動する弁体７９にて開閉制御される燃料流出路７５と
を開口し、圧力室には燃料噴射弁が開口する吸気管の近
傍に連なる圧力導入路７７を開口するとともに区画体を
燃料室側へ押圧するスプリング７８を縮設し、スプリン
グの一端７８Ａに、コイル１０、可動鉄心と一体の係止
部材１１、板バネ１２から成るバネ力調整手段の環状平
板１１Ａを係止し、機関の運転時にスプリングのバネ力
を可変調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接的又は間接的に検
出した空気量信号に基づいて、機関の燃焼に必要な燃料
量を計算し、燃料噴射弁に対して開弁信号を与え、燃料
ポンプによって加圧された燃料を燃料噴射弁を開弁する
ことによって燃料を機関に対して噴射供給した燃料噴射
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射装置は例えば「電子制御ガソリ
ン噴射」（山海堂出版）の３６ページから３７ページに
示される。これについて図５によって説明する。

【０００３】Ｔは内部に燃料が貯溜される燃料源であ
り、燃料源Ｔ内の燃料は燃料ポンプＰにて加圧されて燃
料分配管Ｆに連なる。燃料分配管Ｆに送られた加圧燃料
は燃料分配管Ｆに配置された燃料噴射弁Ｊより機関Ｅへ
噴射供給される。

【０００４】一方、燃料分配管Ｆ内を流れる燃料圧力は
プレッシャーレギュレターＲによって常に一定なる燃料
圧力、例えば２．５ｋｇ／平方センチメートルに制御さ
れる。すなわち、燃料噴射弁Ｊに供給される燃料の圧力
は２．５ｋｇ／平方センチメートルとなる。

【０００５】プレッシャーレギュレターＲについて更に
詳述する。筺体７０はダイヤフラムの如き区画体７１に
よって燃料室７２と圧力室７３とに区分される。

【０００６】燃料室７２には、燃料分配管Ｆに連なる燃
料流入路７４と、燃料源Ｔに連なる燃料流出路７５と、
が開口する。前記、燃料流出路７５の燃料室７２への開
口端部には流出弁座７６が形成される。

【０００７】圧力室７３には燃料噴射弁Ｆが機関Ｅの吸
気管（図示せず）に開口する開口部近傍の吸気管に連な
る圧力導入路７７が開口する。更に圧力室７３内には、
一端７８Ａが筺体７０に係止され、他端７８Ｂが区画体
７１上に係止されるスプリング７８が縮設され、区画体
７１はこのスプリング７８のバネ力によって燃料室７２
側へ押圧される。

【０００８】又、区画体７１の燃料室７２側には弁体７
９が一体的に配置され、この弁体７９が流出弁座７６を
開閉する。燃料ポンプＰの非駆動時において、弁体７９
は流出弁座７６を閉塞する。

【０００９】

【発明が解決すべき課題】かかる従来の燃料噴射装置に
よると次の問題を有する。燃料噴射弁Ｊの燃料噴射量は
次式で決定される。 燃料噴射量Ｑ＝燃料噴射弁Ｊの開孔面積Ｓ×燃料噴射弁
Ｊの通電時間Ｔｉ×燃料 噴射弁Ｊに供給される燃料圧力Ｐａ、となる。

【００１０】開孔面積Ｓについて鑑案すると、燃料噴射
弁において開孔面積Ｓはニードル弁と噴射孔によって形
成されるもので、ニードル弁と噴射孔とが固定的に決定
されるので、一度決定されると開口面積Ｓは一定とな
る。

【００１１】通電時間Ｔｉについて鑑案すると、燃料噴
射弁Ｊは各種センサの信号に基づき、機関の運転状態に
応じたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｕｎｉｔ）からの出力信号を受けるもので、この通電
時間Ｔｉは変化する。

【００１２】燃料圧力Ｐａについて鑑案すると、燃料噴
射弁Ｊに供給される燃料圧力は前述の如く、プレッシャ
ーレギュレターＲによって一定なる圧力（例えば２．５
ｋｇ／平方センチメートル）に制御される。

【００１３】以上によれば、燃料噴射弁Ｊが噴射する燃
料噴射量Ｑは燃料噴射弁Ｊに対する通電時間Ｔｉ、（言
いかえるならば開弁時間）によって一義的に決定される
ことになる。この燃料噴射量Ｑと通電時間Ｔｉとの関係
の一例は図２の実線に示される。

【００１４】従って、燃料噴射量Ｑを通電時間Ｔｉによ
って一義的に決定された燃料噴射弁Ｊを他の機関あるい
は他の仕様の、他の燃料供給特性に合わせる為には開口
面積Ｓの異なる新たな燃料噴射弁Ｊを用意する必要があ
り、これによると特にニードル弁及び噴射孔の種類が極
めて多くなるとともにそれらの組合わせも膨大な数とな
るもので、多量生産による生産効果が減少すること、部
品管理が複雑になること、生産の組み付け管理が煩雑に
なること、等生産上多大な不具合を生ずる。

【００１５】本発明になる燃料噴射装置は前記不具合に
鑑みなされたもので、単一の燃料噴射弁によって巾広い
燃料供給特性を得ることのできる前記装置を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的達成の為
に、燃料源内に貯溜された燃料を燃料ポンプにて加圧
し、この加圧された燃料を、燃料分配管に配置した燃料
噴射弁を介して機関へ噴射供給するとともに燃料分配管
には、燃料分配管内を流れる燃料圧力を、吸気管に対す
る燃料噴射弁の噴射開口部近傍の吸気管圧力に対し一定
なる圧力とするプレッシャーレギュレターを備えた燃料
噴射装置において、プレッシャーレギュレターを、区画
体にて燃料室と圧力室とに区分し、燃料室には、燃料分
配管に連なる燃料流入路と、燃料源に連なり、燃料室へ
の開口端部に設けた流出弁座を区画体と同期的に移動す
る弁体にて開閉制御される燃料流出路と、を開口し、圧
力室には、燃料噴射弁が開口する吸気管の近傍に連なる
圧力導入路を開口するとともに区画体を燃料室側へ弾性
的に押圧するスプリングを縮設し、前記スプリングの一
端にバネ力調整手段を係止し、機関の運転時においてス
プリングのバネ力を可変調整したものである。

【００１７】

【作用】プレッシャーレギュレターのスプリングのバネ
力をバネ調整手段を用いて強くすると、燃料分配管内を
流れる燃料圧力を高めることができ、これによると燃料
噴射弁より噴射される燃料噴射量を増量でき、一方スプ
リングのバネ力を弱めると燃料噴射量を減量できる。而
して、燃料噴射弁による燃料噴射量の供給特性を所望に
応じて変えることが可能となったものである。

【００１８】

【実施例】以下、本発明になる燃料噴射装置の一実施例
を説明する。図１は第１実施例を示すもので従来のもの
とプレッシャーレギュレター部分が異なり、他は従来と
同一である。尚、プレッシャーレギュレターにおいて、
従来のプレッシャーレギュレターと同一構造部分につい
ては同一符号を使用し、説明を省略する。又、説明中、
上，下，左，右は図において言うもので限定されない。

【００１９】１は環状平板１Ａと環状平板１Ａより上方
に向かって突出する連結杆１Ｂとよりなる係止部材であ
って、環状平板１Ａは圧力室７３内にあって、スプリン
グ７８の一端７８Ａに係止され、連結杆１Ｂは圧力室７
３を形成する上側の筺体７０に摺動自在に案内されて、
上側の筺体７０の上方に突出する。

【００２０】而して、スプリング７８は圧力室７３内に
縮設され、スプリング７８の一端７８Ａは、係止部材１
の環状平板１Ａに係止され、スプリング７８の他端７８
Ｂは区画体７１の上面に係止される。

【００２１】又、２はスプリング７８の伸縮方向におけ
る係止部材１の移動を許容するとともに係止部材１の周
囲と圧力室７３との気密を保持する為のベローズ等の気
密保持部材である。

【００２２】３は、コイルボビン４の外周にコイル５を
巻回わすとともにコイルボビン４に固定的に配置された
固定鉄心６と、固定鉄心６に対向して配置されるととも
にコイルボビン４内を移動可能なる可動鉄心７とを備え
た電磁アクチュエータであり、コイル５への通電，非通
電によって上下方向の二位置を制御するもので、図１の
状態はコイル５に対して非通電の状態を示し、可動鉄心
７は上方位置にある。

【００２３】８は、固定された支持軸９に揺動自在に支
持された作動杆であって、この作動杆８の左端部は可動
鉄心７に連結ピンＬ１にて連結され、係止部材１の連結
杆１Ｂは、可動鉄心７と支持軸９との間において連結ピ
ンＬ２にて連結される。かかる係止部材１、電磁アクチ
ュエータ３、作動杆８によってバネ力調整手段Ｋが構成
される。

【００２４】かかるプレッシャーレギュレターＲを備え
た燃料噴射装置によると、電磁アクチュエータ３のコイ
ル５に対して非通電状態において、（バネ力調整手段Ｋ
の不作動時）燃料ポンプＰより加圧された燃料が燃料分
配管Ｆに供給され、この燃料圧力が設定された一定圧力
より上昇した際、区画体７１はスプリング７８のバネ力
に抗して上動して流出弁座７６の開口面積を増加して燃
料流出路７５から燃料源Ｔへの流出量を増加させる。従
って、燃料分配管Ｆ内の燃料圧力を低下させて一定圧力
に制御し得る。

【００２５】一方、燃料ポンプＰより加圧された燃料が
燃料分配管Ｆに供給され、この燃料圧力が設定された一
定圧力より低下した際、区画体７１はスプリング７８の
バネ力によって下動して流出弁座７６の開口面積を減少
して燃料流出路７５から燃料源Ｔへの流出量を減少させ
る。従って、燃料分配管Ｆ内の燃料圧力を上昇させて一
定圧力に制御し得る。

【００２６】電磁アクチュエータ３のコイル５に対して
非通電の状態において、燃料噴射弁Ｊより機関へ噴射さ
れる燃料噴射量Ｑは図２の実線に示される如き直進性を
有し、前述の如く燃料噴射弁Ｊに対する通電時間Ｔｉに
よって一義的にその噴射量が決定される。

【００２７】次に、電磁アクチュエータ３のコイル５に
通電すると、（バネ力調整手段Ｋの動作時）可動鉄心７
はコイル５に生起する電磁力によって固定鉄心６に吸引
され、可動鉄心７は下動して第二の位置を保持する。

【００２８】これによると作動杆８は支持軸９を支点と
して反時計方向に揺動し、係止部材１は連結ピンＬ２よ
り作動杆８の回転力を受けて下方に移動する。

【００２９】この係止部材１の下方向の移動によると、
スプリング７８は環状平板１Ａによって係止部材１の移
動分圧縮されて区画体７１を押圧するバネ力を増加させ
る。

【００３０】このようにスプリング７８のバネ力が増加
したことによると、プレッシャーレギュレターＲのレギ
ュレート圧が上昇するもので燃料分配管Ｆ内を流れる燃
料圧力はスプリング７８のバネ力の増加分上昇すること
になる。

【００３１】而して燃料噴射弁の燃料噴射特性は図２の
一点鎖線に示す如く増量されることになる。

【００３２】尚、図１に示した実施例は電磁アクチュエ
ータ３のコイル５への通電によって、プレッシャーレギ
ュレターＲのスプリング７８のバネ力を増加させたもの
であるが、コイル５への通電によってスプリング７８の
バネ力を弱めてもよいもので、これによると、燃料噴射
特性は図２の二点鎖線に示す如く減量できる。

【００３３】このように、単一の燃料噴射弁Ｊの燃料噴
射特性を、バネ力調節手段Ｋを動作させることによって
可変制御させたことによると、機関の高負荷運転時にお
いて高出力化の為に燃料量を増加したい場合、あるいは
機関の低負荷運転時において燃料経済の為に燃料量を絞
りたい場合、において極めて容易に対応し得る。

【００３４】第二の実施例について図３により説明す
る。これはバネ力調整手段Ｋとして比例電磁アクチュエ
ータを用いたもので、コイル１０に流す電流値の大きさ
によって生ずる磁気吸引力に応じて可動鉄心と共用をな
す係止部材１１を上下方向に移動させたもので、係止部
材１１の端部に設けた環状平板１１Ａがスプリング７８
の一端７８Ａに係止される。尚、１２は係止部材１１を
支持する板バネである。

【００３５】以上のように、バネ力調整手段Ｋとして比
例電磁アクチュエータを使用したことによると、スプリ
ング７８のバネ力を連続して無段階に調整できたので、
燃料噴射量のカーブ特性（角度）を図２の点線で示す如
く自在に変えることができる。

【００３６】第三の実施例について図４により説明す
る。これは、バネ力調整手段Ｋとしてステップモータを
用いたもので、永久磁石からなるロータ２０、ステータ
コイル２１にてモータ部を構成し、このロータ２０の回
転運動を送りネジ機構２２によって係止部材２３の直線
往復運動に変えたものである。

【００３７】すなわち、複数のステータコイル２１に流
す電流をステップ的に切り換え制御することによってロ
ータ２０を正逆いずれかの方向に回転させ、これによっ
て係止部材２３を上，下動させ、もって係止部材２３の
環状平板２３Ａにてスプリング７８のバネ力を変化させ
たものである。

【００３８】このようにバネ調整手段Ｋをモータにて制
御したことによると、第二の実施例の比例電磁アクチュ
エータに比較して小型にして大きくスプリング７８のバ
ネ荷重を変化させることができたので、燃料噴射量の設
定の自由度を更に大幅に向上できたものである。

【００３９】以上述べた如く、本発明になる燃料噴射装
置によると、燃料源内に貯溜された燃料を燃料ポンプに
て加圧し、この加圧された燃料を、燃料分配管に配置し
た燃料噴射弁を介して機関へ噴射供給するとともに燃料
分配管には、燃料分配管内を流れる燃料圧力を、吸気管
に対する燃料噴射弁の噴射開口部近傍の吸気管圧力に対
し一定なる圧力とするプレッシャーレギュレターを備え
た燃料噴射装置において、プレッシャーレギュレター
を、区画体にて燃料室と圧力室とに区分し、燃料室に
は、燃料分配管に連なる燃料流入路と、燃料源に連な
り、燃料室への開口端部に設けた流出弁座を区画体と同
期的に移動する弁体にて開閉制御される燃料流出路と、
を開口し、圧力室には、燃料噴射弁が開口する吸気管の
近傍に連なる圧力導入路を開口するとともに区画体を燃
料室側へ弾性的に押圧するスプリングを縮設し、前記ス
プリングの一端にバネ力調整手段を係止し、機関の運転
時においてスプリングのバネ力を可変調整したので、単
一の燃料噴射弁において、通電時間の変化と別なる要因
をもってその燃料噴射量を変えることが可能と成ったも
ので、単一の燃料噴射弁の機関に対する汎用性を著しく
向上できたものである。従って、それぞれの機関が要求
する燃料特性に対して複数の燃料噴射弁を用意する必要
がなくなり、極めて少ない仕様で多量生産が可能となっ
たものであって、部品管理、生産管理を大きく向上で
き、燃料噴射弁、ひいては燃料噴射装置のコスト低減に
大きく寄与することができたものである。

【００４０】又、バネ力調整手段として、スプリングの
一端に係止した係止部材を、スプリングの伸縮方向にお
ける二位置を制御する電磁アクチュエータにて動作した
ことによると、極めて安価な手段をもって燃料噴射特性
を変えることができた。

【００４１】バネ力調整手段として、スプリングの一端
に係止した係止部材を、コイルを流れる電流に応じて発
生する電磁吸引力によってスプリングの伸縮方向におい
て比例的に移動する比例電磁アクチュエータにて動作し
たことによると、燃料噴射特性をリニヤに調整できたと
ともに特性の角度をも制御可能となったものである。

【００４２】又、バネ力調整手段として、スプリングの
一端に係止した係止部材を、モータの回転によってスプ
リングの伸縮方向に変位するモータアクチュエータにて
動作したことによると、駆動源としてのアクチュエータ
が回転するので、係止部材の大きなストローク変化を得
られるもので、これによって燃料噴射特性の変更の自由
度を更に高めることが可能となったものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる燃料噴射装置に用いられるプレッ
シャーレギュレターの第一実施例を示す縦断面図であ
る。

【図２】燃料噴射量と通電時間との関係を示す線図であ
る。

【図３】本発明になる燃料噴射装置に用いられるプレッ
シャーレギュレターの第二実施例を示す縦断面図であ
る。

【図４】本発明になる燃料噴射装置に用いられるプレッ
シャーレギュレーターの第一実施例を示す縦断面図であ
る。

【図５】従来の燃料噴射装置を示す。

【符号の説明】

Ｒ プレッシャーレギュレター Ｆ 燃料分配管 Ｊ 燃料噴射弁 ７３ 圧力室 ７８ スプリング １，１１，２３ 係止部材 Ｋ バネ力調整手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料源内に貯溜された燃料を燃料ポンプ
   にて加圧し、この加圧された燃料を、燃料分配管に配置
   した燃料噴射弁を介して機関へ噴射供給するとともに燃
   料分配管には、燃料分配管内を流れる燃料圧力を、吸気
   管に対する燃料噴射弁の噴射開口部近傍の吸気管圧力に
   対し一定なる圧力とするプレッシャーレギュレターを備
   えた燃料噴射装置において、プレッシャーレギュレター
   Ｒを、区画体７１にて燃料室７２と圧力室７３とに区分
   し、燃料室７２には、燃料分配管Ｆに連なる燃料流入路
   ７４と、燃料源Ｔに連なり、燃料室７２への開口端部に
   設けた流出弁座７６を区画体７１と同期的に移動する弁
   体７９にて開閉制御される燃料流出路７５と、を開口
   し、圧力室７３には、燃料噴射弁Ｊが開口する吸気管の
   近傍に連なる圧力導入路７７を開口するとともに区画体
   ７１を燃料室７２側へ弾性的に押圧するスプリング７８
   を縮設し、前記スプリングの一端７８Ａにバネ力調整手
   段Ｋを係止し、機関の運転時においてスプリング７８の
   バネ力を可変調整してなる燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記バネ力調整手段として、スプリング
   ７８の一端７８Ａに係止した係止部材１を、スプリング
   ７８の伸縮方向における二位置を制御する電磁アクチュ
   エータにて動作してなる請求項第１項記載の燃料噴射装
   置。
3. 【請求項３】 前記バネ力調整手段として、スプリング
   ７８の一端７８Ａに係止した係止部材１１を、コイル１
   ０を流れる電流に応じて発生する電磁吸引力によってス
   プリング７８の伸縮方向において比例的に移動する比例
   電磁アクチュエータにて動作してなる請求項第１項記載
   の燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 前記バネ力調整手段として、スプリング
   ７８の一端７８Ａに係止した係止部材２３を、モーター
   の回転によってスプリング７８の伸縮方向に変位するモ
   ーターアクチュエータにて動作してなる請求項第１項記
   載の燃料噴射装置。