JPH06108943A - 燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン停止中にインジェクタから漏れ出す
管理不能の漏れ燃料をなくし、エンジン始動時の空燃比
がオーバーリッチとなることを防止し、エミッションを
向上する。 【構成】 高圧配管１９は、分岐管３１，バイパスバル
ブ３５及びリターン配管３１を介して燃料タンク９へと
接続されている。ＥＣＵ１は、イグニッションスイッチ
がオフのときは、バイパスバルブ３５を「開」とし、イ
グニッションスイッチがオンのときはバイパスバルブ３
５を「閉」とする。この結果、エンジン停止中は、リタ
ーン配管３３を介して、高圧の配管部分１５，１９，２
１，３１，４１の圧力が逃がされ、メインインジェクタ
７及びスタートインジェクタ４３から吸気管５内へ燃料
が漏れ出すことがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射装置に係り、
特に、エンジン始動時のＨＣを低減することのできる燃
料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンへの燃料供給系統は、通常、高
圧であるため、エンジン停止後もある程度の燃料がイン
ジェクタから吸気管内へ漏れ出す。この漏れ燃料の量は
管理することができない。このため、エンジン始動時に
は、こうした管理不能の漏れ燃料を加算した状態で燃焼
が行われ、空燃比がオーバーリッチになり易く、エミッ
ションが悪化するという問題があった。

【０００３】近年では、米国におけるエミッション規制
値の厳格化に見られる様に、こうした始動時のエミッシ
ョンをも低減する必用が出てきた。そこで、従来より、
インジェクタの弁密性を向上すべく検討が行われてき
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、弁密性を向上
させたとしても、インジェクタからの漏れ燃料の量は
「０」とすることが困難である。そこで、本発明の燃料
噴射装置は、こうした管理不能の漏れ燃料によってエン
ジン始動時の空燃比がオーバーリッチとなることを防止
し、エミッションを向上することを目的として完成され
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】この目的を達成
するためなされた本発明の燃料噴射装置は、エンジンが
停止中であることを判定する停止判定手段と、該停止判
定手段によりエンジン停止中と判定されている場合に
は、燃料噴射系統から吸気管内へ漏れ出る燃料の吸気管
内滞留量を減少させる滞留燃料減少化手段とを備える。

【０００６】この燃料噴射装置によれば、停止判定手段
によりエンジン停止中と判定されている場合には、滞留
燃料減少化手段によって、燃料噴射系統から吸気管内へ
漏れ出る燃料の吸気管内滞留量を減少させる。この結
果、エンジン停止中に吸気管内に燃料が滞留するという
ことがなく、エンジン始動の際には、余分な滞留燃料の
ない予定通りの空燃比でエンジンを始動することができ
る。

【０００７】この滞留燃料減少化手段は、請求項２に記
載する様に、燃料噴射系統の圧力を低減する減圧手段と
することができる。この請求項２記載の燃料噴射装置に
よれば、減圧手段によってエンジン停止中の燃料噴射系
統の圧力は低圧化され、インジェクタから吸気管内へ燃
料が漏れ出すことがなくなる。この結果、エンジン始動
時に空燃比がオーバーリッチとなることがない。

【０００８】なお、請求項３に記載する様に、さらに、
エンジン始動の際に、燃料噴射系統の圧力を増大させる
増圧手段をも備えることとすれば、エンジン始動時のエ
ミッション向上だけでなく、始動性向上をも達成するこ
とができる。また、滞留燃料減少化手段は、請求項４記
載の様に、吸気管内の空気を吸引する吸引手段とするこ
ともできる。この請求項４記載の装置によれば、エンジ
ン停止中に吸気管内の空気が吸引されるため、インジェ
クタから漏れ出した燃料があっても、これは空気と共に
吸引され、吸気管内へ滞留することがない。この結果、
エンジン始動時に空燃比がオーバーリッチとなることが
ない。

【０００９】この請求項４記載の燃料噴射装置におい
て、さらに、エンジン作動中には、前記吸引手段が吸引
した空気を吸気管内へ戻す戻し手段をも備えることとす
れば、エンジン停止中に吸引された燃料を燃焼に使用で
き、これを外部へ排出したりしなくてよい。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１は本発明を適用した第１実施例としての
燃料噴射システムの構成を示す。この第１実施例のシス
テムは、電子制御回路（ＥＣＵ）１にて、エンジン３の
吸気管５に設けられたメインインジェクタ７を開弁制御
して、燃料タンク９からの燃料を噴射するように構成さ
れている。

【００１１】メインインジェクタ７へは、燃料タンク９
側から、低圧配管１１，燃料噴射ポンプ１３，第１の高
圧配管１５，燃料フィルタ１７及び第２の高圧配管１９
を介して燃料が供給される。ここで、第２の高圧配管１
９には、３箇所の分岐管２１，３１，４１が設けられて
いる。

【００１２】これらの内、第１の分岐管２１には、燃料
調圧弁２３が取り付けられている。この燃料調圧弁２３
は、負圧管２５にて吸気管５のサージタンク２７と結ば
れ、この負圧管２５からの負圧によって開閉状態を変更
し、余剰燃料をリターン配管２９を介して燃料タンク９
へ戻すことで、高圧配管１９内の燃料圧力を所定値に保
つ様に構成されている。また、第２の分岐管３１は、燃
料タンク９へと連なる第２のリターン配管３３に、バイ
パスバルブ３５を介して接続されている。そして、第３
の分岐管４１には、エンジン始動時に吸気管５内へ燃料
を噴射するスタートインジェクタ４３が取り付けられて
いる。

【００１３】この様に構成されている結果、配管の内、
符号１５，１７，２１，３１，４１で示す部分は、エン
ジン始動中はいずれも、吸気管内圧力＋２．９ｋｇ／ｃ
ｍ²の高圧になっている。ＥＣＵ１は、車速，アクセル
開度，冷却水温，エアコンスイッチ状態，イグニッショ
ンスイッチ状態などの各種検出信号を入力されており、
これらの検出信号に基づいて各種演算を実行し、前述の
様に、メインインジェクタ７を開弁制御すると共に、燃
料噴射ポンプ１３，バイパスバルブ３５にも制御信号を
出力するように構成されている。

【００１４】このＥＣＵ１の制御処理の内、特徴となる
のは、バイパスバルブ３５に対する制御である。それ
は、図２に示す様に、イグニッションスイッチがオフの
ときは、バイパスバルブ３５を「開」とし（Ｓ１０１，
Ｓ１０２）、イグニッションスイッチがオンのときはバ
イパスバルブ３５を「閉」とする（Ｓ１０１，Ｓ１０
３）という制御内容になっている。

【００１５】この様に制御する結果、エンジン停止中
は、第２のリターン配管３３を介して、高圧の配管部分
１５，１９，２１，３１，４１の圧力が逃がされ、メイ
ンインジェクタ７及びスタートインジェクタ４３には高
圧がかからなくなり、ここから吸気管５内へ燃料が漏れ
出すことがなくなる。従って、この後エンジンを始動す
る際、従来の様な漏れ燃料によるオーバーリッチ状態を
招くことがなく、良好なエミッション状態を実現するこ
ができる。

【００１６】次に、第２実施例を説明する。第２実施例
のシステムは、図３に示す様に、概ねは第１実施例と同
様であるが、高圧配管１９からの第２の分岐管３１に代
えて電動ダンパ５０が取り付けられており、バイパスバ
ルブ３５や第２のリターン配管３３がない点で異なって
いる。

【００１７】この電動ダンパ５０は、図４に示す様に、
高圧配管１９に開口するシリンダ５１と、このシリンダ
５１内にシール材５２を介して嵌合されたピストン５３
と、このピストン５３を前後進させるステッピングモー
タ５４とを備えている。ステッピングモータ５４は、中
心部のロータ５５と、この外周のステータコイル５６と
から構成されており、ロータ５５にはネジ溝付の中心孔
５７が設けられている。そして、ピストン５３に固定さ
れたシャフト５８の端部に設けたネジ溝５９が、このロ
ータ５５の中心孔５７に螺合している。また、シリンダ
５１内には、ピストン５３を前進方向へ押し戻す様に力
を与えるコイルスプリング６１が取り付けられると共
に、ピストン５３の後進方向の移動を規制することでダ
ンパ全開位置を規定する段差部（以下、全開ストッパと
いう）６３と、ピストン５３の前進方向の移動を規制す
ることでダンパ全閉位置を規定する段差部（以下、全閉
ストッパという）６５とが形成されている。なお、コイ
ルスプリング６１は、ピストン５３が動作する際のがた
つきを防止する役目を果たしている。

【００１８】この電動ダンパ５０は、図５に示す手順で
駆動制御される。まず、イグニッションスイッチがオフ
か否かを判定する（Ｓ２００）。イグニッションスイッ
チがオフのときは、燃料噴射ポンプ１３が停止した後、
所定時間Ｔ（例えば５ｓｅｃ）が経過したか否かを判定
する（Ｓ２０１）。これは、以下の処理で電動ダンパ５
０を全開状態に制御するとき、燃料供給が完全に止まっ
ていないと、高圧配管側の燃料圧力を低圧とすることが
できないからである。

【００１９】こうしてＳ２０１でも「ＹＥＳ」と判定さ
れたら、ステッピングモータ５４を駆動して、ピストン
５３を全開ストッパ６３に衝突するまで後進させ、ダン
パ室を全開とする（Ｓ２０２）。そして、メインリレー
をオフにして、以後電動ダンパ５０をこのままの状態に
維持する（Ｓ２０３）。

【００２０】一方、イグニッションスイッチがオフでな
い場合には、メインリレーをオンにし（Ｓ２０４）、ス
テッピングモータ５４を駆動してピストン５３を全閉ス
トッパ６５に衝突するまで前進させ、ダンパ室を全閉と
する（Ｓ２０５）。以上の制御を実行する結果、エンジ
ンが停止されると、高圧配管１９の内容積が増加して、
その分だけ圧力が低下する。この結果、高圧の配管部分
１５，１９，２１，４１の圧力が逃がされ、メインイン
ジェクタ７及びスタートインジェクタ４３には高圧がか
からなくなり、ここから吸気管５内へ燃料が漏れ出すこ
とがなくなる。従って、この後エンジンを始動する際、
従来の様な漏れ燃料によるオーバーリッチ状態を招くこ
とがなく、良好なエミッション状態を実現するこができ
る。なお、ピストン５３が全閉ストッパ６５の位置から
全開ストッパ６３の位置へ移動することによる高圧配管
１９の容積変化は数ｃｃ〜１０ｃｃ程度で十分である。

【００２１】また、エンジンが始動される際には、電動
ダンパ５０が全閉方向へ駆動されるので、瞬時にして高
圧配管１５，１９，２１の圧力を上昇させることができ
る。この結果、エンジン停止中に高圧配管の圧力を低下
させていても、始動時の燃料噴射に悪影響を及ぼすこと
がない。

【００２２】次に、第３実施例を説明する。第３実施例
のシステムは、概ねは第１，第２実施例と同様である
が、図６に示すように、バイパスバルブ３５や電動ダン
パ５０を備えていないシステムである。特徴は、図７に
示す構成の燃料調圧弁７０を備えた点にある。

【００２３】燃料調圧弁７０は、本体７１と、この本体
７１を上部室７１ａと下部室７１ｂとに仕切るダイヤフ
ラム７２と、このダイヤフラム７２を図示下方へ付勢す
るリターンスプリング７３と、ダイヤフラム７１の中央
下面に取り付けられた弁体７４と、この弁体７４が当接
する弁座７５を備え、リターン配管２９に連結される燃
料アウトレット７６と、下部室７１ｂ内に高圧配管１９
からの燃料を供給する燃料インレット７７と、上部室７
１ａにサージタンク２７からの負圧を導入する負圧導入
口７８とを備え、さらに、燃料アウトレット７６の側壁
に燃料バイパス孔７９を形成したものである。

【００２４】エンジン作動中には、燃料調圧弁７０は、
サージタンク２７からの負圧と、リターンスプリング７
３の付勢力と、下部室７１ｂに導入された燃料の圧力と
の釣合関係によってダイヤフラム位置を変化させ、これ
によって弁体７４と弁座７５との隙間を制御して燃料リ
ターン量を調整し、高圧配管１９内の燃料圧力を所定値
（例えば、吸気管圧力＋２．９ｋｇ／ｃｍ² ）に保つよ
うに作用する。

【００２５】一方、エンジン停止中には、弁体７４と弁
座７５が当接し、燃料アウトレット７６の口が塞がれた
状態となる。しかし、燃料アウトレット７６には、燃料
バイパス孔７９を設けてあるので、下部室７１ｂ内の高
圧燃料は、この燃料バイパス孔７９を通ってリターンさ
れる。従って、高圧配管１９内の燃料は、燃料タンク９
の圧力（大気圧）との差圧がなくなるまでリターンされ
る。この結果、エンジン停止中の高圧配管内圧は低下さ
れ、メインインジェクタ７及びスタートインジェクタ４
３には高圧がかからなくなり、ここから吸気管５内へ燃
料が漏れ出すことがなくなる。従って、この後エンジン
を始動する際、従来の様な漏れ燃料によるオーバーリッ
チ状態を招くことがなく、良好なエミッション状態を実
現するこができる。

【００２６】なお、燃料バイパス孔７９の大きさは、エ
ンジン作動中に弁体７４と弁座７５とのすきまで高圧配
管１９内の燃料圧力を所定値に保つことができるよう
に、例えばφ０．１ｍｍ程度に小さくしておくことが望
ましい。なお、本実施例では、燃料バイパス孔７９を燃
料アウトレット７６の側壁に設けたが、ここではなく、
弁体７４又は弁座７５に小孔を開けておいたり、弁体７
４と弁座７５の当接面に溝を設けておいても構わない。

【００２７】次に、第４実施例を説明する。第４実施例
のシステムは、図８に示す様に、燃料噴射系統は従来と
同様で、メインインジェクタの近傍に、キャニスタ８０
を配設した点が特徴である。このキャニスタ８０は、内
部に活性炭を収納したものであり、一つの開口管８１を
吸気管５と連結されると共に、もう一つの開口管８２を
６方向電磁弁８３に連結されている。そして、この６方
向電磁弁８３には、大気開口８４と、蓄圧器８５と、第
２の吸気管連通路８６とが連結されている。

【００２８】６方向電磁弁８３は、図９に示す様に、キ
ャニスタ８０を大気開口８４と連絡すると共に第２の吸
気管連通路８６と蓄圧器８５とを連絡する第１の状態
（図示（Ａ））と、大気開口８４及び第２の吸気管連通
路８６を共に遮断すると共に、キャニスタ８０を蓄圧器
８５とを連絡する第２の状態（図示（Ｂ））とで切り換
え可能に構成されている。そして、ＥＣＵ１は、図１０
に示す様に、イグニッションスイッチがオフのときは、
６方向電磁弁８３を上記第２の状態に切り換える（Ｓ４
０１，Ｓ４０２）。一方、イグニッションスイッチがオ
ンのときは６方向電磁弁８３を上記第１の状態に切り換
える（Ｓ４０１，Ｓ４０３）。

【００２９】この様に制御する結果、蓄圧器８５は、エ
ンジン作動中には吸気管負圧によって負圧を蓄圧した状
態になり、エンジンが停止されると、この負圧にてキャ
ニスタ８０へと吸気管５内の空気を吸引する。このた
め、エンジンが停止されると吸気管５内に漏れ出ていた
燃料がキャニスタ８０に吸着され、エンジン始動時に
は、従来の様な漏れ燃料によるオーバーリッチ状態を招
くことがなく、良好なエミッション状態を実現するこが
できる。

【００３０】また、キャニスタ８０に吸着された燃料ガ
スは、エンジン作動中に大気圧と吸気管負圧との差圧に
よって吸気管５内へパージされる。従って、長い間使っ
ていっても、キャニスタ８０が飽和するということがな
い。なお、本実施例では、エンジン作動中に負圧を蓄え
る蓄圧器を利用してキャニスタへの燃料吸着を実行した
が、吸引用のポンプを用いて燃料吸着を実行する様に構
成しても構わない。

【００３１】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこれら実施例に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲内において種々なる態様に変形すること
ができる。例えば、第２実施例ではピストン方式の電動
ダンパを用いたが、単に容積室を設けておいて、ここを
開閉制御するだけでも、エンジン停止中の高圧配管の内
圧を低下させることができ、十分である。ただし、第２
実施例の様に、ピストン方式としておくと、エンジン始
動の際に高圧配管の内圧を即座に高めることができ、始
動性の向上の点でより一層望ましい。従って、第１，第
３実施例においても、エンジン停止中に低圧となった高
圧配管の内圧を、エンジン始動時の燃料噴射ポンプ駆動
条件を調整するなどして、早めに高圧化を達成できる様
にすると一層好適である。

【００３２】また、第４実施例では、エンジン停止中の
漏れ燃料を吸着するための専用のキャニスタを設けた
が、これを通常のキャニスタパージ用に兼用したり、逆
に通常のキャニスタパージ用のものを本発明の要旨に合
わせて用いることとしても構わない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料噴射
装置によれば、エンジン停止中にインジェクタから漏れ
出す管理不能の漏れ燃料をなくし、エンジン始動時の空
燃比がオーバーリッチとなることを防止し、エミッショ
ンを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の燃料噴射装置を示す構成図であ
る。

【図２】 第１実施例における制御処理のフローチャー
トである。

【図３】 第２実施例の燃料噴射装置を示す構成図であ
る。

【図４】 第２実施例の燃料噴射装置の電動ダンパの構
造を示す断面図である。

【図５】 第２実施例における制御処理のフローチャー
トである。

【図６】 第３実施例の燃料噴射装置を示す構成図であ
る。

【図７】 第３実施例の燃料噴射装置の燃料調圧弁の構
造を示す断面図である。

【図８】 第４実施例の燃料噴射装置を示す構成図であ
る。

【図９】 第４実施例の燃料噴射装置の６方向電磁弁の
切り換え状態を示す説明図である。

【図１０】 第４実施例における制御処理のフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１・・・電子制御回路（ＥＣＵ）、３・・・エンジン、
５・・・吸気管、７・・・メインインジェクタ、９・・
・燃料タンク、１１・・・低圧配管、１３・・・燃料噴
射ポンプ、１５，１９・・・高圧配管、２１，３１，４
１・・・高圧の分岐管、２９，３３・・・リターン配
管、３５・・・バイパスバルブ、４３・・・スタートイ
ンジェクタ、５０・・・電動ダンパ、５３・・・ピスト
ン、５４・・・ステッピングモータ、６３・・・全開ス
トッパ、６５・・・全閉ストッパ、７０・・・燃料調圧
弁、７９・・・燃料バイパス孔、８０・・・キャニス
タ、８３・・・６方向電磁弁、８４・・・大気開口、８
５・・・蓄圧器、８６・・・吸気管連通路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンが停止中であることを判定する
   停止判定手段と、 該停止判定手段によりエンジン停止中と判定されている
   場合には、燃料噴射系統から吸気管内へ漏れ出る燃料の
   吸気管内滞留量を減少させる滞留燃料減少化手段とを備
   える燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記滞留燃料減少化手段は、 燃料噴射系統の圧力を低減する減圧手段であることを特
   徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の燃料噴射装置において、
   さらに、エンジン始動の際に、燃料噴射系統の圧力を増
   大させる増圧手段をも備えることを特徴とする燃料噴射
   装置。
4. 【請求項４】 前記滞留燃料減少化手段は、 吸気管内の空気を吸引する吸引手段であることを特徴と
   する請求項１記載の燃料噴射装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の燃料噴射装置において、
   さらに、エンジン作動中には、前記吸引手段が吸引した
   空気を吸気管内へ戻す戻し手段をも備えることを特徴と
   する燃料噴射装置。