JPH11508660A - 可変排気量調量ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 燃料を調量するポンプの場合、２ストローククランクケース掃気内燃エンジンのクランクケースである圧縮流体源によって作動される流体調量ポンプ（１）が示されている。ポンプによって排出される流体の調量された量は、圧縮流体の圧力と圧力がポンプ（１）のポンピング装置（１５）に作用する時間との関数である。エンジンの場合、特にアイドルまたは高速のエンジン速度状態において、２ストロークエンジンのクランクケースのような圧縮流体の源とポンプ（１）の作動室を連通する導管（３３）に配置されたスロットル（３５）によって圧力の減衰が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 可変排気量調量ポンプ 本発明は、ポンプ特に内燃エンジンへの燃料を調量するのに適したポンプに関 する。 直接噴射内燃エンジンは、特に、排出物を最小限にするために燃料を有効に燃 焼する手段として開発された。直接噴射内燃エンジンの効率は、このようなエン ジンの燃焼室に送られる燃料の量を調量する精度に非常に依存する。 これは、送られる燃料の量を注意深く制御することができるようにエンジンの 燃焼室へ送る燃料を調量することができるポンプのニーズを生み出す。この方法 において、燃焼室へ送られる燃料の高い精度の量を達成することができる。 燃料の制御を正確に行う精度に対するニーズは、燃料速度について“オープン ループ”で動作するシステムにおいて特に求められる。このようなオープンルー プシステムにおいて、操作者の要求は、必要な燃料調量レートに直接変換され、 空気流は、第２の変化として制御される。 現在内燃エンジンに使用されているいくつかの燃料調量ポンプは、供給燃料の 容量をポンプに設けられたピストンの行程によって制御する可変排気量ポンプで ある。正しい行程設定を達成することを保証するために、カムまたは他の正の物 理的な停止装置をポンプに使用する。このようなカムまたは物理的停止装置は、 通常、ポンプ内の作業シリンダ内でピストンの排気量を変えるように構成されて いる。よって、アイドルまたは高速状態で燃料の送りレベルを制御するために使 用されるトリミングは、物理的な停止装置の位置の機械的な調整を必要とする。 これまで、このような機械的な調整は、ある燃料システムにおいて燃料調量ポン プのピストンに作用するカムの位置を調整するステップモータのような電気機械 装置によって達成される。ステップモータの動作は、電子制御ユニット（ＥＣＵ ）の制御の下に行われる。 このような制御は、ハードウエアの要求および適当な制御アルゴリズムの構成 の双方に関して複雑なものになる。このような複雑性はステップモータのコスト に関連して費用が上昇し、それよりわずかに低いコストではあるが、ＥＣＵ内で 必要な駆動回路についてもあるコストがかかる。また、ステップモータを駆動す るために必要な電力は、電池が特定のエンジン構成に設けられていないとき、購 買者がコストに敏感であるとき、または利用できる電力がわずかしかないときに は問題ある。チェインソー、芝刈機および他の小さいエンジン装置のような小さ いエンジンの用途は、特に上述した問題がある。またステップモータは、長期の 耐久性と精度に関して問題がある。これに関して、高速の状態においてステップ モータのステップ部分が失われることが従来より知られている。さらに、機械的 装置に遅延が生じると、ステップモータは、反応が遅くなる。よって廉価で技術 的に動作が簡単な機能的に同様のシステムが必要になる。 本発明の目的は、少なくとも従来技術に存在するシステムに存在するいくつか の問題を克服する方法でポンプの行程を調整する燃料調量ポンプを提供すること である。 この目的に鑑みて、本発明は、流体の供給源に連通する流体室と、圧縮作業流 体源に連通する制御室と、を有し、前記流体室および制御室の相対的な容量は、 ポンプ装置の往復動によって変化可能であり、少なくとも一部が制御室を画定す るポンプ装置の一部が、圧縮作業流体源からの圧力を受けるように構成され、圧 縮作業流体源の圧力がポンプ装置に作用する時間とともに流体室からポンピング 装置によって排出される調量を決定する流体を調量する可変排出量調量ポンプを 提供する。 好ましくは、圧縮された作業流体源からの圧力は、減衰手段によって減衰され る。 好ましくは、調量ポンプは、内燃エンジンの燃料調量ポンプとして使用するこ とができ、この場合、燃料は液体である。しかしながら、ポンプは、このような 用途には制限されないことに留意すべきである。 有利には、制御室は、スロットル装置のような減衰装置が配置されている導管 によって（クランクケース掃気２ストローク内燃エンジンの燃料調量ポンプの場 合において、エンジンクランクケース室である）圧縮作業流体源と連通される。 このことから、制御室がクランクケース掃気２ストローク内燃エンジンに連通す る流体源は正および負のクランクケース圧力であることは理解すべきである。別 の例として、スロットル装置は、調量ポンプまたはケーシングの部分を形成する 。 減衰装置は、圧力作業流体源の圧力変化を減衰し、制御して圧力時間特徴の形 態を提供し、ポンプ装置を作動させて所定の作動条件において所望の流体のよう な調量を達成する装置を意味する。減衰の程度はエンジン速度の関数であって、 減衰装置は必ずしもスロットルである必要はない。すなわち、他の組立体も、所 望の結果を達成することができる。 好ましくは、スロットル装置の位置設定は、選択的に調整可能である。スロッ トル装置の使用によって、ポンピング装置の排出量に関する良好な制御を達成す ることができる。なぜならば、スロットル装置の位置がクランクケースまたは他 の圧縮作業流体からの圧力に変化を減衰し、ポンピング装置によって排出される 流体または燃料の調量された量の所望のレベルのトリミングを達成するためにス ロットル装置の位置を選択することができるからである。これは、エンジンアイ ドル状態の下で送られた燃料量を制御するためには特に有利である。 好ましくは、ポンピング装置の行程は、少なくともある作動条件の下で物理的 な端部停止部によって決定されるが、他の作動条件の下においては、ポンピング 装置は、物理的な端部停止部によって設定されるものより小さい行程を有する。 好ましくは、ポンピング装置は、ピストンであるが、流体室と制御室を分離す るように配置された可撓性ダイヤフラムまたは他の適当な装置である。この側面 において、例えば、ピストンから伸びているか、または、それに隣接して、例え ば、ポンプ装置が液体と制御室とを分離する可撓性ダイヤフラムのような圧力感 応装置である場合において、調量ロッドを使用する調量ポンプにおいて、流体室 は、制御室から離れている。 よって、ある従来技術の燃料調量システムにおいて行われるようにポンピング 装置は、燃料調量ポンプのピストンの物理的な動作停止部を制御することなく、 ポンピング装置がポンプの作業シリンダ内に支持されたピストンである場合には 、燃料調量ポンプによって送られまたは調量される燃料は、ピストンの駆動圧力 源をしぼることによって制御される。この方法において、燃料調量ポンプから送 られる燃料の量を制御するステップモータのような別のアクチュエータは必要で はない。 上述した内容において、好ましい圧縮作業流体源は、２ストロークエンジンの エンジンのエンジンクランクケース室であるが、エンジン周波数または速度で交 替するエンジンの他の圧力源をも使用することができる。例えば、制御室は、エ ンジンシリンダ圧力と連通する。 クランクケース掃気２ストロークエンジンの場合において、減衰装置、すなわ ち、スロットル装置がクランクケース圧力信号を、好ましくは少なくともアイド ル状態において、クランクケース圧力信号を減衰するとき、ポンピング装置を移 動させる有効な圧力において組み合わされた低減が生じる。なぜならば、クラン クケース圧力の変化は、比較的に閉鎖されたメインエアインテーク弁によって、 およびスロットル装置の効果によって低減される。よって、ポンピング装置は、 流体室内の流体または燃料圧力、ポンピング装置を戻すように配置された（戻り ばねのような）偏倚装置および慣性および摩擦力に対してゆっくりしたポンプ作 用を行う。その結果、ポンピング装置は、可能な排出または行程全体が生じる前 にそのポンピング行程を完了する。このように、ポンピング装置の偏倚または行 程は、使用することができるポンピング装置の物理的な停止部によって決定され たものではなく、クランクケースからの圧力信号の減衰またはしぼりの程度によ って制御される。 この結果、スロットル装置の位置が一端設定されると、燃料ポンプによって配 分された燃料の量は、スロットリングの固定された度合において従属した速度で ある。この場合において、アイドル速度はもはや電子制御されず、スロットル装 置の位置において従属している。この観点において、スロットル装置は、所望の アイドル速度設定点を提供するために調整され、この設定はエンジンの変化およ び他の影響要因を計算に入れている。スロットル装置のルーチンの調整は、所望 ならば所望のアイドル設定点を維持するための従来の方法を提供する。この点に おいて、スロットル装置は、キャブレターエンジンの技術分野において知られて いるように、適当な装置、例えば、アイドル調整ねじによって機械的に調整され る。 可能な所望の特徴は、例えば、空気流のスロットリングは、“トルクバックア ップ”を発生する方法で達成することができる。よって、エンジン速度を低下す るとき、スロットル装置を越えるガスの流速は、スロットル装置のガス圧の小さ いガスの減衰を生じる。これによって、ポンピング装置の行程が増大し、それに 対応して大きな量の燃料が調量される。 スロットル装置に加えて、エンジン速度が低下すると、ポンピング装置がクラ ンクケース圧に露出される時間が長くなる。よって、ポンプ内の慣性、摩擦およ び偏倚効果に打ち勝つポンピング装置における時間が生じ、これは、行程を長く し、増大した燃料量が調量される。 さらに有利な点は、エンジン速度が上昇すると、“トルクバックアップ”とは 逆の方法で、スロットル装置を越えたガスの流速は、スロットル装置のガス圧の さらに大きな減衰を生じる。さらに、増大したエンジン速度は、ポンピング装置 がクランクケース圧に露出される時間が短くなり、ポンプの慣性および摩擦効果 に打ち勝つためにポンプ装置における時間が短くなる。共に、これは、動的タイ ミング効果によってエンジンへの空気流が減少し、燃料レートにおける対応した 減少が必要になる２ストロークエンジンにおいて、ポンピング装置の短い行程を 生じ、対応した燃料の減少量が調量される。 よって、スロットル装置の特定の設定において、ポンピング装置の排気量また は行程は、エンジン速度のみの関数として制御されることは明らかである。さら に、スロットル装置がアイドル状態の下に使用されるとき、燃料システムは基本 的には自己補償する。 オフアイドル条件において、スロットル装置は、理想的にはワイドオープン位 置に維持される。従って、このポンプは、例えば、ピストンのようなポンピング 装置の最大限の行程を画定し、その端部停止部がドライバの要求に応答して作動 するカムのような機械的システムによって変化する物理的な端部停止部によって 決定されるポンピング装置によって移動される調量された燃料量を有する。アイ ドルおよび／またはいくつかの高速状態において、ポンプ装置の往復動は、圧縮 作業流体源、例えば、エンジンクランクケース室のガスをしぼる制御される。 スロットル装置の位置は、スロットル装置と作業者要求装置との間の理想的な 機械的な連結によって作業者の要求によって変化する。車の場合において、スロ ットル装置は、加速ペダル位置に、あるエンジン形状において、空気インテーク 弁に連結し、ポンプの位置は、ポンピング装置の排気量のしぼりおよび制御の適 当な度合いを達成するように選択される。 低温スタート状態において、燃料圧が駆動され、舶用エンジンに使用されるも のと類似したように作用し、類似ユニットのような自動オートマチック燃料エン リッチメント装置を使用することができる。例えば、バイメタルばねの形の可能 なエンリッチメント装置が設けられる。ばねは、キャブレターのチョークに同じ ように作用するように可能にするスロットル装置に固定され、エンジンが低温の とき、圧力の減衰が小さくなり、混合物を濃くし、エンジンが温かいとき圧力の 低減を増加し、ポンプ装置の行程および分配される燃料量を減少する。また、バ イメタルばねは、例えば、エンジンおよび大気温度の双方の関数として変化する 摩擦および粘性ドラグによって生じる燃料調量ばね内の可能な内部抵抗を補償す るように構成されている。 別の例として、コストに敏感な市場において、操作者は、エンジン動作が温度 によって変化するように配分された燃料水準を調整するように使用する手動の調 整装置を備えている。別の例として、作業者の要求装置とスロットル装置との間 に機械的な連結を有する自動調整装置を設けてもよい。 ポンピング装置の行程を調整するクランクケース圧のスロットリングは、エン ジンの低温スタートまたはアイドル動作に対して制限しないことを理解すべきで ある。例えば、他のエンジン動作状態の配分された燃料量のトリミングは適当で ある。 スロットル装置は、正のクランクケース圧（ポンピング装置への作動力）をし ぼるように配置され、（すなわち、負のクランクケース圧およびポンピング装置 に作用する戻りまたは偏倚ばねによって）ポンピング装置の戻り行程ではない。 この方法において、配分される燃料の調量された量が制御されるが、流体室の再 充填は妨害されず、迅速に生じる。 これを達成する１つの方法は、スロットル装置を迂回しそれと平行な第２の導 管に配置された一方向チェック弁のような弁装置を提供することである。クラン クケース圧力が負になり、偏倚ばねがポンピング装置を戻し始めたとき、制御室 の流体は、空気流のさらに望ましい通路（すなわち、スロットル装置を越えてで はなく開放した一方向弁を通る通路）を有する。このようにスロットル装置のス ロットル効果は、ポンピング装置の戻り行程で減少される。 あるエンジンにおいて、特に高速で作動するとき、エンジンサイクル毎の空気 流は、エンジンの調整によって減少される。これらの場合において、エンジンの 好ましい動作において適当な空燃比を達成することを保証するために燃料送り速 度を低下しなければならない。すなわち、リッチミスファイヤを避けるためにエ ンジンの燃料送り速度を減少しなければならない。通常、これは、操作者の要求 とは独立して行われる必要はない。通常、燃料送り速度の低減は、速度および要 求の関数として達成される。燃料送り速度の低下は、速度および要求の関数とし て達成される。燃料送り速度の低減は、電子制御、例えば、“ドライブ−バイ− ワイヤ”制御エンジンにおいて、非常に簡単である。しかしながら、燃料送りが ドライバまたは操作者の要求に従属するカム制御燃料調量ポンプでのこのような 制御を達成することは不可能である。 有利には、上述したように調量ポンプを使用するエンジンにおいて、燃料送り 速度は、前述したようにアイドルおよび／または高速エンジン状態の双方におい てスロットル装置によって調整される。このようなアイドルまたは高速のエンジ ン作動でスロットル装置を適当に作動させることによって調量ポンプのポンピン グ装置を駆動するクランクケース圧力信号を減衰し、その排出量または行程を低 減するように作用する。この観点において、スロットル装置は、アイドル作動中 、その閉鎖位置の近傍またはその周囲で作動するが、高速およびエンジンの広く 開放したスロットル状態において、完全に開放した位置でまたはその近傍で作動 する。スロットルへの機械的な連結は、スロットル装置が高速および負荷位置で 設けられる開放の度合いを変化させ、エンジンの燃料送り速度を変化させること ができる。 スロットル装置に関連して、またはその代わりに、所望の空燃比を維持するた めにクランクケース圧力信号を低減し、ポンピング装置の行程を低減する他の減 衰装置を設けてもよい。所望ならば、固定または可変の領域のオリフィス手段の ような圧力制御装置が圧縮作業流体源、通常クランクケースをポンプの制御室に 連通するライン中に設け、その結果、エンジン速度が高速になればなるほど、ポ ンピング装置に作用するクランクケース圧をさらに低減する。ポンピング装置の 行程および調量ポンプによって配分される燃料の量は、従って減少される。 他の観点において、本発明は、流体源に連通する流体室と、圧縮作業流体に連 通した制御室と、を有し、前記流体室と制御室の相対的な容積は、ポンプ装置の 往復動によって変化し、少なくとも一部が制御室を画定するポンプ室の一部は、 圧縮流体源からの圧力を受け、圧縮作業流体源の圧力は、ポンプ装置に作用する このような圧力に加えて流体室からのポンプ装置によって排出される流体の調量 された量を決定する流体を調量する可変排出量調量ポンプの作動方法を提供する 。 有利には、この方法は、内燃エンジンへ燃料の調量を行うために使用する。こ の場合の流体は、燃料である。しかしながら、この方法は、このような適用にの み制限されることはないことを理解すべきである。 圧縮作業流体源の圧力は、圧縮作業流体源とポンプ装置との間に配置されたス ロットル装置の使用によって減衰される。これは、スロットル装置の位置によっ てポンピング装置の位置によってポンピング装置の移動に関して制御が可能にな る。クランクケース掃気２ストローク内燃エンジンへ燃料を送る実施例において 、好ましい圧縮作業流体源はエンジンのクランクケースであるが、エンジン周波 数で交替するオンエンジン圧力の他の源を使用することが有利である。例えば、 圧縮作業流体源はエンジンのシリンダである。他の場合において、ポンプ装置は 、正および負の圧力に露出される。 スロットル装置の位置は、スロットル装置とオペレータ要求装置との間の機械 的連結を使用することによって制御される。操作者の要求装置は、車のアクセル ペダル位置であり、あるエンジン構成においては、空気インテーク弁位置であり 、ポンピング装置の排気量のしぼりおよび制御の適当な度合いを達成することが できる。 ピストン、可撓性ダイヤフラム、または他の適当な装置であるポンピング装置 の排気量は、アイドル作動条件または低温スタートまたは他のエンジン作動条件 で伝達されたクランクケースの変化によって制御される。特に、高速のエンジン 状態においてポンピング装置の排気量を制御することが望ましい。この場合、固 定可変領域オリフィスのような圧力制御装置は、ポンプのポンピング装置に伝達 されたようなクランクケース圧力信号を減衰することを含む。このように、クラ ンクケース圧力信号の大きさは、エンジン速度が増大するとき大きく減衰され、 エンジンへの燃料送りに関するトリミング制御が達成される。 クランクケースまたは燃料調量ポンプのポンピング装置を駆動する他の圧力源 をしぼる以外に、アイドルおよび／または高速条件において、調量ポンプによっ て調量された燃料は、同じ結果を達成するためにしぼられる。別の例として、ク ランクケースまたはポンピング装置を駆動する圧力源は、ポンプによって調量さ れた燃料とともにしぼられる。しかしながら、このような実施例はあまり実際的 ではない。圧縮流体源をポンプの制御室に供給するラインに通常存在する２０− ３０ｋＰａに対して、ポンプの出口のすぐ下流に存在する燃料圧は１−２ＭＰａ 台である。従って、ポンプ出口の下流でスロットル装置からの高圧の燃料の漏れ は、ある問題を引き起こす。さらに、調量された燃料の量は、非常に小さく、数 立方ミリメートル台であり、これは、ポンプによって調量された燃料をしぼるた めに適当なスロットル装置を設計する際に困難を引き起こす。それに対して、ク ランクケースから例えば燃料調量ポンプの制御室へのラインに設けられるスロッ トル装置は、現在の空気流制御システムにおいて知られ、このような問題をまた は困難性を生じることがない簡単なちょう形弁の形をとる。 さらに、作業流体圧力の源がそれがクランクケースに入る前に減衰されるよう にクランクケースの上流にスロットル装置を提供することが可能である。このケ ースの場合、スロットル装置は、分離して形成されるか、またはメイン空気イン テークスロットルとともに形成され、メイン空気インテークスロットルを単独で 流体圧を減衰するために使用される。しかしながら、このようなシステムは、あ る程度の技術によって満足のゆくように機能することはできるが、流体調量ポン プを駆動する流体圧を分離して制御することが望ましい。すなわち、クランクケ ースの上流のメインエアインテークスロットルによって最初に制御する流体圧を 減衰するためにクランクケースの下流にスロットル装置を提供することが好まし い。 オフアイドル条件において、スロットル装置は、理想的にはワイドオープン位 置に維持される。従って、ポンプは、少なくともある非アイドルエンジン作動条 件において、例えば、ポンピング装置、ピストンの最大限の行程を画定する物理 的な端部停止部によって決定されるポンピング装置によって排出される調量され た燃料を有し、その端部停止部の位置は、ドライバの要求に応答して作動するカ ム構成のような機械的なシステムによって変化される。アイドルおよび／または ある高速の状態において、ポンピング装置またはピストンの排出量または行程は 、圧縮作業流体源のスロットリングによって制御される。 上述したような調量ポンプおよびその調量方法は、２ストローク、４ストロー クおよび他のエンジンにも適用可能であるが、本発明は、クランクケース掃気２ ストロークエンジンに特に適用可能であることを理解すべきである。４ストロー クエンジンにおいて、圧縮作業流体源からの圧力は、エンジンの２サイクル毎に ポンピング装置の作動において生じる。このような方法を実施することに失敗す ると、必要なシリンダ点火イベント毎に多数の燃料送りイベントが２倍生じる。 このような方法は、簡単なオンオフ弁を使用することによって行われる。 本発明は、本発明による燃料調量ポンプの断面図である添付図面を参照して行 われる好ましい実施例の次の説明からさらによく理解できる。 燃料調量ポンプは、燃料入口通路３と燃料出口通路５が設けられている本体１ を有する。この燃料入口通路３は、フィルタ装置７を通って燃料調量室１９に燃 料を送る。室１９内に伸びているのは調量ロッド９であり、このロッド９の孔１ ０および室１９内の動きが出口通路５を通って調量される燃料の量を決定する。 その上端１１において、燃料調量ロッド９は、ピストン１５に固定されている 。下端部１２に隣接して入口通路３と燃料調量室１９との間の連通を制御する一 方向弁組立体１７がある。一方向弁２１は、燃料調量室１９から燃料を燃料噴射 器（図示せず）に導く燃料出口通路５への燃料流を制御する。 燃料調量ロッド９に接続されたピストン１５は上方の制御室２２と下方の制御 室２４を画定し、制御室２２に流体圧を適用することに応答してシリンダ２３内 を移動する。下方室２４は、制御室２２から密封され、オリフィス２０を介して 大気に連通している。流体圧の適用は、ピストン１５したがって燃料調量ロッド ９を下方に移動し、そうする際に、一方向弁１７を閉鎖し、一方向弁２１を開放 し、燃料調量室１９および孔１０の燃料の一部または全体が燃料出口通路５を通 って排出される。ピストン１５したがって燃料調量ロッド９の行程を変化させる ことによって、燃料調量ロッド９の各行程中に孔１０および燃料調量室１９から 送られた燃料の量は、エンジン、好ましくは、本発明の好ましい実施例のクラン クケース掃気２ストロークエンジンの燃料送り要求によって変化するが、他の２ つの行程および４つの行程のエンジンまたは他のエンジンも同様にこのようなポ ンプを使用できる。 オフアイドル状態において、エンジンに送られる燃料の量の変化は、上端のピ ストンの停止部２９と協働するように軸２７に回転可能に取り付けられたカムの 位置の変化によって達成される。底部端部停止部と共に、カム２５および上端ピ ストン停止部２９はピストン１５の行程を決定する。その結果、カム２５の異な る位置において、各行程において燃料調量室１９および孔１０から送られた燃料 の量を増加し、減少する。カム２５の動作は、ドライバにより直接制御される。 図示した実施例において、カム２５は、ステップモータ３１のようなＥＣＵ管理 装置によってオフアイドル状態で制御され、エンジンに送られる燃料の量は要求 とエンジンの速度に関連している。 有利には、ピストン１５を作動する上方制御室２２に適応される圧縮流体は、 クランクケース掃気２ストロークサイクルエンジンの場合、エンジンのクランク ケースのポンピング動作から送られた圧縮空気である。しかしながら、ピストン １５を作動するために他の圧縮流体および圧力源を使用することもできる。例え ば、エンジンシリンダ内の圧力を圧力源として使用することができる。望ましく は、圧力源はクランクケース圧力と同様な方法でエンジンの周波数を変化させる 。 上述した構成は、オフアイドル状態で非常に満足するように作動するが、しか しながら、アイドルまたはアイドル状態近傍においては、エンジンサイクルにつ いて必要な低い燃料速度は、異なる方法でポンプを制御することを必要とする。 したがって、ポンプ１の上方の制御室２２は、ちょう形弁３５の形のスロット ル装置が配置される導管３３と連通するように示されている。スロットル装置は ポンプ１とは別に配置する必要はなく、その一部として形成してもよいことは理 解すべである。またこの明細書を読んだ当業者によって理解されるように他のス ロットル弁タイプを使用することもできる。 導管３３は、クランクケース掃気２ストロークエンジンのクランクケース３７ に連通し、室２２の圧力は、ちょう形弁３５の固定された設定において、クラン クケース３７からの減衰されたクランクケース圧力信号によって変化する。オフ アイドル状態において、前述したように、カム２５は、ピストン１５の行程を制 御するように使用される。このような状態において、ちょう形弁３５は、通常広 く開放した位置にある。 アイドルまたはアイドル近傍において、ちょう形弁３５の設定は、クランクケ ース３７からの圧力信号を適当に減衰し、ピストン１５の行程に関するトリミン グ制御を行い、ポンプ１によって送られた燃料の量を制御するように選択される 。トリミング制御は、燃料調量ポンプの所望の動作を達成するためにクランクケ ース３７からの流体流を適当にスロットリングすることによって達成される。こ れはちょう形弁３５を調整し、制御室２２を介してピストン１５に作用する要求 された圧力信号を送ることによって達成される。この方法において、ピストン１ ５の行程は、アイドル状態において所望のレンジ内に維持され、エンジンへの燃 料の供給は、前述したようにエンジン速度に直接依存する。 スロットリングの程度は、アイドルレンジを通って所望の速度の燃料送りを達 成することによって選択される。よって、低いアイドルの間、スロットル装置ま たはちょう形弁３５は、実質的に閉鎖され、ポンプ１を所望の低速で作動するこ とができる高度に減衰した圧力信号を送る。エンジンのアイドル速度が増加する と、ちょう形弁３５は、必ずしも直線的にではないが、広く開放した位置まで達 するように広く開放される。この時点で、所望ならば、ピストン１５の行程は、 上述したカムシステムを使用して制御される。この後者の状態は、通常、オフア イドルで移動するエンジンに等しい。 この方法において、アイドル動作中、エンジンサイクル毎に送られる燃料の量 は、スロットリングの固定された度合いに依存し、電子制御ユニットによっては 制御されず、アイドル速度は、例えば、簡単な調整ねじを調整することによって スロットル装置の設定を調整して簡単に調整することができる。 さらに、前述したシステムのエンリッチメント装置を提供する有利で廉価な方 法は、ちょう形弁３５における所望の設定を達成するためにエンジン温度の変化 に応答するバイメタルばねを使用することである。これによれば、例えば低温ス タートで要求されるような燃料エンチッチメントを達成することができる。ばね 特性は、所定のエンジン速度においてピストン１５の所望の行程を達成するため に試行錯誤によっておよび／または計算によって選択される。しかしながら、バ イメタルばねは使用する必要はなく、所望ならば、ちょう形弁３５の位置に関す る所望の制御を達成することができる他の機構と置換することができる。例えば 、ちょう形弁３５の位置は、ドライバのスロットルペダル位置と弁３５との間の 適当な連結を使用することによって変化させることができる。どのような機構を 使用する場合であっても、燃料調量ポンプは、所望のレートで作動し、所望の燃 料量を特定のエンジン動作状態において内燃エンジンに送り、通常、燃料噴射ま たは配分イベントは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）の制御の下にある。 上述したシステムの結果として生じる利点は、アイドルおよび低いエンジン速 度において、ちょう形弁３５による空気流のスロットリングは、通常“トルクバ ックアップ”を発生する。すなわち、エンジン速度が低下すると、ちょう形弁３ ５を越える空気流速は、減少し、弁３５の空気圧の小さい圧力減衰を生じる。こ れは、ピストン１５の行程を増大させ、それに対応してエンジン速度を所望の設 定にするように燃料の量が増大する。 遅いエンジン速度は、ピストン１５がクランクケース３７からの圧力に露出さ れる時間を長期化すると理解される。従って、ピストン１５はポンプ１内の慣性 および摩擦効果に打ち勝つための時間をさらに使用できる。これによりピストン １５の行程が長くなり、増大した量の燃料がエンジンに送られる。 アイドルまたはこのような遅いエンジン速度で、エンジン速度が増加すると、 反対の効果が生じる。エンジン速度が上昇すると、ちょう形弁３５を越える空気 流速は増大し、ちょう形弁３５の圧力の減衰の程度が大きくなる。また増大した エンジン速度は、クランクケース３７からの圧力にピストン１５を露出する時間 が短くする。したがって、ポンプ内の慣性および摩擦効果に打ち勝つためにピス トン１５の時間が短くなる。ピストン１５の短い行程は、それと対応してエンジ ンへ調量される燃料の量において減少する。よって、エンジン速度は所望設定ま で低下する。この観点において、このようなアイドルおよび低いエンジン速度に おいて、燃料システムは自己補償する。 上述したようなシステムは、高速のエンジンにおいて、エンジン燃料送り速度 を制御するために使用される。あるエンジンにおいて、特に、高速で作動すると き、エンジンの調整は、エンジンサイクルごとの空気流を低減する。よって、エ ンジンの好ましい動作において、適当な空燃比を維持するために、エンジンに対 する燃料送り速度を低減する必要がある。燃料の送りがドライバまたは操作者に おいて依存する他のエンジンとは異なり、本システムは、ちょう形弁３５によっ て燃料送り速度を調整するために使用することができる。ちょう形弁の適当な動 作は、クランクケース３７からのクランクケース圧力信号を減衰し、ピストン１ ５の行程を小さくするために作用する。 この側面において、ちょう形弁３５は、アイドル動作中、その閉鎖位置の近傍 でまたはその周囲で作動するが、高速において、それは、完全に開放した位置で またはその近傍で作動するように配置される。この完全に開放した位置は、通常 、エンジンの広く開放したスロットル動作状態に対応する。ちょう形弁３５に連 結されている適当な機械的な連結はこのような高速または負荷位置で弁を作動さ せ、エンジンに燃料送り速度を低減し、およびリッチミスファイヤを避けること ができる。 ちょう形弁３５またはそれとは別に、固定または可変領域オリフィスのような 他の圧力制御装置も、エンジン速度が高速になると、圧力制御装置がピストン１ ５に作用するクラックケース圧をさらに減衰するように導管３３に設けることが できる。ピストン１５の行程、その結果の調量ポンプによって分配された燃料の 量は所望のように低減される。 上述したシステムは、ピストン１５の行程のカム制御がオフアイドル状態で実 行されるという意味でハイブリッドシステムであるが、これは本質的なものでは ない。あるコストに敏感な市場において、カムおよびステップモータを一緒に使 用することをなくすことが望ましい。これは、本発明のシステムを使用して可能 であり、カム２５およびステップモータ３１は、ポンプの外側に構成され、ピス トン１５の行程は、クランクケース３７からの圧力の変動の影響の下に優勢に残 る。 上述した実施例において、調量ポンプは、エンジンクランクケース３７からの 圧力の変化に応答して移動する調量ロッド９を使用する。調量室１９は、事実、 制御室２２から離れている。しかしながら、分離した調量室を提供するのではな く、ポンプは、制御室２２に関連して隣接した調量ポンプを提供する。この実施 例において、調量室は、調量ロッドの延長部のない、ポンプ装置、例えば可撓性 ダイヤフラムによって制御室２２から簡単に分離される。 さらに、上述した例において、上端停止部２９は、ポンピング装置またはピス トン１５の行程を決定し、クランクケース圧力がしぼられるとき、ピストン１５ は、底部停止部２８への行程全体を完了しない。戻り行程は、ピストン１５をポ ンプ１の上端停止部２９にまたはカム２５によって決定される位置に戻す。この 逆は、ポンプ１によって送られた燃料送り速度を制御するために使用することが できる。クランクケース圧力がしぼられるときに底部停止部２８にピストン１５ が到達することを防止するのではなく、ピストン１５が上方停止部２９に戻らず 、常に底部端部停止部２８に接触するようにシステムを設計することができる。 よって、ピストン１５のポンピングまたは配分行程を制御するのではなく、ピス トン１５の再充填行程が制御される。よって、流体室は、ピストン１５の制御さ れた戻り行程によって決定されるようなある燃料水準で充填される。この燃料の 容積は、次に分配行程中に分配される。 よって、ポンプは、分配された燃料の量が前述した制御されたポンピング行程 ではなくピストン１５の制御された戻り行程によって決定されるという反対の意 味で作動する。すなわち、燃料はポンプの外側にではなく、ポンプ１の内側に調 量される。 上述した延長部は、ピストン１５の上部および底部停止部の使用を回避するも のである。よって、ピストン１５は、その物理的な停止部の間で循環するよに制 御され、この制御は、ポンプ１によって配分された燃料の量を決定する。この場 合において、ポンプが燃料を調量するエンジンは、一様には作動せず、エンジン に配分される燃料の量を決定する上で有効なピストン行程を決定するために他の 装置が必要とされることもある。 上述した実施例は、本発明を制限することを意図するものではなく、他の実施 例も本発明の範囲内で実行され、本発明の一部を形成すると理解すべきである。 特に、ポンプおよび流体の分配方法は、燃料をエンジンに調量する以外の用途に も適用可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年３月７日 【補正内容】 請求の範囲 １． 流体の供給源に連通する流体室と、 エンジン周波数または速度に関連して圧力が変化する圧縮作業流体源と連通す る制御室と、を有し、 前記流体室および制御室の相対的な容積は、ポンピング装置の往復動によって 変化可能であり、少なくとも一部が制御室を画定するポンピング装置の一部が、 圧縮作業流体源からの圧力を受けるように構成され、前記圧力は、前記圧縮作業 流体源からの圧力を減衰するために減衰装置によって減衰可能であり、圧縮作業 流体源の圧力がポンピング装置に作用する時間とともに流体室からポンピング装 置によって排出される調量を決定する流体を調量する可変排出量調量ポンプ。 ２． 前記減衰装置は、スロットル装置である請求項１に記載の調量ポンプ。 ３． 内燃エンジンのオイルまたは燃料調量ポンプである請求項１に記載の調 量ポンプ。 ４． 前記圧力作業流体源は、エンジン速度で変化可能な圧力で流体を供給す る請求項３に記載の調量ポンプ。 ５． 前記減衰装置は、エンジンアイドル動作状態でまたはその近傍で前記ポ ンプ装置の行程を決定する請求項３または４に記載の調量ポンプ。 ６． 前記圧力作業流体源は、エンジンクランクケース室である請求項３ない し５のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 ７． 前記減衰装置は、前記クランクケース室に前記制御室を連通する導管内 に配置されている請求項６に記載の調量ポンプ。 ８． 前記スロットル装置は、操作者の要求装置に接続されている請求項３な いし７のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 ９． 前記弁装置は、減衰装置を迂回するバイパス導管に配置されている請求 項３ないし８のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 １０． 流体源に連通する流体室と、 エンジン周波数または速度に関連して圧力が変化する圧縮作業流体源に連通した 制御室と、を有し、 前記流体室と制御室の相対的な容積は、ポンピング装置の往復動によって変化 し、少なくとも一部が制御室を画定するポンピング室の一部は、圧縮流体源から の圧力を受け、前記圧力は、前記圧縮作業流体源からの圧力を減衰する減衰手段 によって減衰可能であり、 圧縮作業流体源の圧力は、ポンピング装置に作用する圧力が作用する時間に加 えて流体室からのポンピング装置によって排出される流体の調量された量を決定 する内燃エンジン内の流体を調量する可変排出量調量ポンプの作動方法。 １１． 前記ポンプは、内燃エンジンに使用するためにオイルまたは燃料を調 量する請求項１０に記載の方法。 １２． 前記減衰装置は、スロットル装置である請求項１０または１１に記載 の方法。 １３． 前記減衰装置は、エンジンアイドル動作状態でまたはその近傍で前記 ポンプ装置の行程を決定する請求項１１または１２に記載の方法。 １４． 前記圧縮作業流体源は、エンジンクランクケース室である請求項１１ ないし１３のいずれか１項に記載の方法。 １５． 前記燃料エンリッチメント装置は、低温開始状態で前記減衰装置を調 整する請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。 １６． 前記ポンピング装置の行程は、エンジン速度のみの関数として決定さ れる請求項１１ないし１４に記載の方法。 １７． 減衰の程度は、エンジン速度の関数である請求項１０に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 流体の供給源に連通する流体室と、 圧縮作業流体源に連通する制御室と、を有し、前記流体室および制御室の相対 的な容量は、ポンピング装置の往復動によって変化可能であり、少なくとも一部 が制御室を画定するポンピング装置の一部が、圧縮作業流体源からの圧力を受け るように構成され、圧縮作業流体源の圧力がポンピング装置に作用する時間とと もに流体室からポンピング装置によって排出される調量を決定する流体を調量す る可変排出量調量ポンプ。 ２． 前記圧縮作業流体源からの圧力を減衰する減衰装置を有する請求項１に 記載の調量ポンプ。 ３． 前記減衰装置は、スロットル装置である請求項１または２に記載の調量 ポンプ。 ４． 前記スロットル装置は、選択的に調整可能である請求項１，２または３ に記載の調量ポンプ。 ５． 内燃エンジン用のオイルまたは燃料調量ポンプである請求項２に記載の 調量ポンプ。 ６． 前記減衰装置は、スロットル装置である請求項５に記載の調量ポンプ。 ７． 前記スロットル装置は調整可能である請求項６に記載の調量ポンプ。 ８． 前記圧縮作業流体源は、エンジン速度に応じて変可能な圧力で流体を供 給する請求項５，６または７に記載の調量ポンプ。 ９． 前記内燃エンジンは、クランクケース掃気２ストローク内燃エンジンで ある請求項５ないし８のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 １０． 前記減衰装置は、エンジン作動状態で若しくはその近傍で前記ポンプ 装置の行程を決定する請求項５ないし８のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 １１． また前記減衰装置は、高速のエンジン作動状態で前記ポンプ装置の行 程を決定する請求項５ないし８のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 １２． 前記圧縮作業流体源はエンジンクランクケース室である請求項５ない し１１のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 １３． 前記減衰装置は、前記クランクケース室の下流に配置されている請求 項１２のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 １４． 前記減衰装置は、前記クランクケース室を前記制御室に連通するよう に配置されている請求項１２または１３のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 １５． 前記物理的停止装置は、所定のエンジン作動状態の下に前記ポンプ装 置の行程を決定する請求項５ないし１４のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 １６． 前記所定の作動条件はオフアイドル条件である請求項１５に記載の調 量ポンプ。 １７． 前記スロットル装置は操作者の要求手段に接続されている請求項５な いし１６のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 １８． 低温スタート条件において作動するようになっている燃料エンリッチ メントを含む請求項５ないし１７のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 １９． 前記燃料エンリチメント装置は、低温スタート条件において前記スロ ットル装置を所望の位置まで調整するようになっている燃料エンリッチメントを 含む請求項１８のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 ２０． 前記減衰装置は、前記ポンプの配分行程にのみ圧力を減衰するように 構成されている請求項１ないし１９のいずれかに記載の調量ポンプ。 ２１． 前記減衰装置は、前記ポンプの戻りまたは誘導行程時にのみ圧力を減 衰する請求項１ないし２０のいずれかに記載の調量ポンプ。 ２２． 弁手段が前記減衰装置を迂回するバイパス導管に配置されている請求 項５ないし２１のいずれかに記載の調量ポンプ。 ２３． 前記スロットル装置は、アイドル動作中に閉鎖位置近傍にある請求項 ６または７に記載の調量ポンプ。 ２４． 前記スロットル装置は、高速のエンジン速度で完全に開放された位置 にある請求項６，７または２３に記載の調量ポンプ。 ２５． 前記圧縮作業流体源を減衰するために減衰装置を有する請求項１ない し２４のいずれかに記載の調量ポンプ。 ２６． 前記他の減衰装置は、オリフィス装置である請求項２５に記載の調量 ポンプ。 ２７． 前記減衰装置は、所定のエンジン作動状態の下に作動することを特徴 とする請求項５に記載の調量ポンプ。 ２８． 前記所定の作動状態は、アイドル作動状態である請求項２７に記載の 調量ポンプ。 ２９． 前記ポンプ装置の行程は、エンジン速度のみである請求項５に記載の 調量ポンプ。 ３０． 前記減衰装置は、前記制御室の上流に配置されている請求項２ないし ２９のいずれか１項に記載の調量ポンプ。 ３１． 前記減衰装置は、前記ポンプ自身内に配置されている請求項２ないし ２９に記載の調量ポンプ。 ３２． 流体源に連通する流体室と、 圧縮作業流体に連通した制御室と、を有し、 前記流体室と制御室の相対的な容積は、ポンピング装置の往復動によって変化 し、少なくとも一部が制御室を画定するポンピング室の一部は、圧縮流体源から の圧力を受け、圧縮作業流体源の圧力は、ポンピング装置に作用するこのような 圧力に加えて流体室からのポンピング装置によって排出される流体の調量された 量を決定する流体を調量する可変排出量調量ポンプの作動方法。 ３３． 前記圧縮作業流体からの圧力の変化は、減衰装置によって減衰される 請求項３２に記載の方法。 ３４． 前記ポンプは、内燃エンジンに使用するためにオイルまたは燃料を調 量する請求項３２または３３に記載の方法。 ３５． 前記減衰装置は、スロットル装置である請求項３３または３４に記載 の方法。 ３６． 前記スロットル装置は選択的に調整されている請求項３５に記載の方 法。 ３７． 前記圧縮作業流体源は、エンジン速度によって変化可能な圧力で流体 を供給する請求項３４ないし３６のいずれかに記載の方法。 ３８． 前記内燃エンジンは、クランクケース掃気２ストローク内燃エンジン である請求項３４ないし３７に記載のいずれかに記載の方法。 ３９． 前記減衰装置は、エンジンのアイドル動作状態でまたはその近傍で前 記ポンプ装置の行程を決定する請求項３４ないし３８のいずれかに記載の方法。 ４０． 前記減衰装置は、高速エンンジン速度作動条件で前記ポンプ装置の行 程を決定する請求項３９に記載の方法。 ４１． 前記圧縮作業流体源は、エンジンクランクケース室である請求項３４ ないし４０のいずれか１項に記載の方法。 ４２． 前記ポンプ装置の行程は、所定のエンジン動作条件において、物理的 な装置によって決定される請求項３４ないし４１のいずれか１項に記載の方法。 ４３． 前記所定の作動条件は、オフアイドル状態である請求項４２に記載の 方法。 ４４． 燃料エンリッチメント装置は、低温開始状態で前記減衰装置を調整す る請求項３４ないし４３のいずれか１項に記載の方法。 ４５． 前記減衰装置は、前記ポンプの分配行程においてのみ圧力を減衰する 請求項３３ないし４４のいずれかに記載の方法。 ４６． 前記減衰装置は、前記ポンプの戻りまたは導入行程でのみ圧力を減衰 する請求項３３ないし４４のいずれか１項に記載の方法。 ４７． 前記減衰装置は、所定のエンジン作動状態において作動する請求項３ ３ないし４５に記載の方法。 ４８． 前記所定のエンジン動作状態は、アイドル動作状態である請求項４７ に記載の方法。 ４９． 前記ポンプ装置の行程は、エンジン速度のみの関数として決定される 請求項４２に記載の方法。 ５０． 減衰の程度は、エンジン速度の関数である請求項３３に記載の方法。