JPS59134363A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料供給装置に関し、特に燃料霧化
と加速性を向上する装置に関する。

従来、単噴射弁あるいは多噴射弁方式の燃料噴射による
燃料供給装置を備えた内燃機関において、冷寒時や暖機
前（以下コールド時と記す）のエンジン始動直後は燃料
の霧化が悪く、結果的に設定値よりも希薄な混合気が形
成され、エンジンに供給されてしまう。このためエンジ
ンのスムーズな運転か損なわれてしまうという欠点があ
った。この対策として、エンジンまでの吸気通路上に、
燃＊−１霧化のための電気加熱体を設置することが従来
より提案されていた。しかしこの方法も、インジェクタ
の取付位置はスロットル弁の上流にあり、前記のような
エンジンのコールド時に供給された燃料の一部はスロッ
トル弁やスロットルポデー等の壁面に液膜の状態で付着
する。この結果、全ての燃料を充分に霧化すことが望め
なくなる。また、単噴射弁方式においては、ホット時や
コールド時を問わず、加速時には間欠的な燃料供給方法
では、燃料の応答性が悪くトルク等の立ち上がりが遅れ
るという問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、コールド時及び加
速時にはスロットル弁下流に設けた第２のインジェクタ
より連続的に燃料を供給し、暖機時（以下ホット時と記
す）には、スロッＩ・ル弁上流に設けた第１のインジェ
クタより間欠的に燃料を供給する構成とすることで、燃
料霧化と加速性の改善を目的とするものである。

以下図面に基いて本発明の実施例について説明する。第
１図はインテークマニホールドを示す模式図で４気筒の
ものである。吸気通路９ａ　（１番＝２番気筒）、９．
ｂ（３番−４番気筒）より形成されほぼ左右対称の形状
で構成される。基線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ交点の上流より燃料
が供給され吸気通路９ａ、９ｂを通り図示しない内燃機
関に供給さレル。第２図は第２のインジェクタの構成を
示す模式図である。ソレノイドコイル１３ａ、プランジ
ャ１３ｂ、パイプ１３Ｃ，コネクタ１３ｄ、ケース１３
ｅ、ステー１３１．ノズル部１３ｂより構成されている
。ソレノイドコイル１３ａに電流が流れるとプランジャ
１３ｂがスプリング１３ｆにうちかって図で左に移動す
る。その結果、弁部１３ｇと弁座１３ｈ等の内部を通り
ノズル部１３により噴射される。ソレノイドコイル１３
ａの入力が遮断されるとスプリング１３ｆによりプラン
ジャ１３ｂは図で右に移動し弁部１３ｇ、弁座１３１１
により燃料の流入を停止する。従ってソレノイドコイル
１３ａへの入力により弁部１３ｇと弁座１３ｈとの開口
面積が可変となる為、燃料の制御が可能となる。

第３図は第２のインジェクタにおける取付は模式図を示
す。第３図における断面は第１図に示したインテークマ
ニホールド９のＡ−Ａ基線を基準とした断面図であり、
左側に図示しないエンジンがある。スロットルボデ７に
はスロットル弁８が設置してあり、図示しないボルト、
ワソシコ等で組付けられている。電気加熱体１１の加熱
面１１ａがインテークマニホールド９のライザ部９Ｃと
して形成されている。電気加熱体１１はＰＴＣ素子１．
１　ｂ、正電極板１１Ｃ，スプリングｌｉｄ等により構
成され、スロットル弁８の直下に電気加熱体１１の加熱
面１１ａが構成されているものである。スロットル弁８
の上流（常に大気状態）に図示しない第１のインジェク
タが設置され、第２のインジェクタ１３はインテークマ
ニホールド９に取付けられている。インテークマニホー
ルド９には第２のインジェクタ１３のパイプ１３ｅが貫
通する穴９ｄが設けられ、カスケソト２０を介して、第
２のインジェクタ１３のステー１３４とインテークマニ
ホールド９がボルト２１より洩れの無いように組付けら
れている。第２のインジェクタ１３のパイプ１３Ｃの先
端に設けられたノズル部１３には電気加熱体１１の加熱
面１１ａに対し、例えば中心からρは５０ｍｍ１Ｊ、内
、θは２０°〜９０°の範囲で取付けられている。

第４図は燃料供給装置の概要を示す模式図である。燃料
は燃料タンク１．フィルタ２．＠磁ポンプ３．デリバリ
バイブ４を通り、プレッシャレギュレータ５に流入する
。この間は燃料配管１ａ。

２ａ、３ａによりそれぞれが連結されている。プレッシ
ャレギュレータ５の定圧室５ｄに流入した燃料はダイア
フラム室５Ｃに設けたスプリング５ａの設定力を越えた
場合、弁部５ｂが図で上に移動しアウトレットパイプ５
ｅ、、燃料配管５ｆを通り燃料タンク１内にもどる。従
ってプレッシャレギュレータ５によって電磁ポンプ３よ
り圧送された燃料の圧力を一定に保持する働きをする。

第１のインジェクタ１２はスロットルホゾ７に設けられ
たスロットル弁８のほぼ直上（常に大気状態）に取付け
られている。インテークマニホールド９には冷間状態検
出手段として水温センサ１０が取付けられており、スロ
・ノトル弁８の直下には燃料霧化を改善する電気加熱体
１１が設置されている。電気加熱体１１の加熱面１１ａ
？こむけて第２のインジェクタ１３がインテークマニホ
ールド９に取付けられており、燃料配管３ｂと第２のイ
ンジェクタ１３が連結されている。スロ・ノトルブｆ８
の開度を検出する開度検出手段８ａと水温セン−ＩＪｌ
ｏ等の検出信号がコンピュータ１５に入力され、第１．
第２のインジェクタ１２．１３の選択を決定する。コン
ピュータ１５は第１のインジェクタにおける演算回路で
ある。図示はしなし）がエンジン６の負荷検出手段とし
てエンジン６の回転数を検出する回転検出手段、吸気負
圧を検出する圧力検出手段が構成されている。

次に上記構成例の作動について説明する。コールドの場
合、（例えばエンジン冷却水温が６０℃より低い時）イ
ンテークマニホールド９に取付けた水温センサー１０の
信号により電気加熱体１１が作用し加熱面１１ａが加熱
される。かつエンジン冷却水温が例えば４０°Ｃより低
い時には、スロットル弁８の下流に設けた第２のインジ
ェクタ１３より電気加熱体１１の加熱面１１ａにむけて
、連続的に要求燃料の全量を供給し有効な燃料霧化をね
らう。この場合、第２のインジェクタ１３のノズル部１
３には加熱面Ｌｌａに対し２０”以下の取付は角度にな
ると、噴射された燃料が加熱面１１ｂに接触できないこ
とがあるので取付角度は２０°〜９０゛の範囲とし、距
離は５０１ｍ以内としている。

第２のインジェクタ１３の燃料制御方法は図示しないエ
ンジン６の回転数を検出する回転検出手段、吸気負圧を
検出する圧力検出手段の２検出手段の信号によって第２
図に図示の如く第２のインジェクタ】３の弁部１３ｇと
弁座１３ｈとの開口面積が増減される為、運転条件によ
って燃料の制御が可能となる。従って、低負荷時には弁
部１３ｇと弁座１３ｈの開口面積は小さく、高負荷時に
は大きくなるよう、コンピュータ１５からの信号によっ
て制御される。

エンジン冷却水温が例えば４０°Ｃを越えると第２のイ
ンジェクタ１３からの燃料の供給は遮断され、変わって
スロットル弁８の直上に設けた第１のインジェクタ１２
より間欠的（正規）の燃料供給方法を取る。これは、ス
ロットルボデ７に設けた水路内７ａの水温が、始動直後
よりやや上昇している為スロットルボデの表面７ｂの壁
温によって、より燃料霧化を期待する為である。しかし
燃料霧化がまだ充分では無いので電気加熱体１１は作動
している。

次にホット状態（エンジン冷却水温が６０℃以上の時）
においては電気加熱体１１は作動を停止する。これはス
ロットルボデ７の水路７ａあるいは一インテークマニホ
ールド９の水路９ｅの水温が上昇することによってスロ
ットルポア表面７ｂ、インテークマニホールド内壁９ｃ
が加熱され燃料の霧化が促進される為である。この条件
では第１のインジェクタ１２より常に間欠的に燃料が供
給されている。（但し、高回転、高負荷時においては供
給燃料量の関係から連続噴射となる場合がある。） 次に加速時について説明する。加速時にはスロットル弁
８０開度を検出する開度検出手段８ａ及び図示しないエ
ンジン６の回転数を検出する回転数検出手段により、エ
ンジン冷却水温がいかなる時でも、スロットル弁８の下
流に設けた第２のインジェクタ１３より要求される全燃
料を供給する。

これは燃料の応答性を向上させる為である。従って第１
のインジェクタ１２と第２のインジェクタ１３は運転状
態によりマツプ制御されるように構成されている。上記
の構成によりコールド時には充分に燃料が霧化されエン
ジンのスムーズな運転が可能となるばかりでなく加速時
にはトルクの立ち上がり等が改善される。

次に、制御回路１５を第７図にて説明する。８ａは前記
スロットルに連動して取付けられたボテフシ９メータで
ありスロットル開度に応じてリニアに電圧が対応する。

１５０は微分回路であり、前記ポテンショメータ８ａの
可動端子が接続される。そしてス１、ｌソトル開度速度
を出力する。第８図（Ａ＞。比較器１６０の非反転入力
は前記微分回路１５０の出力に接続され、反転入力は一
定電圧Ｖｌが印加される。前記微分回路ｉ５０の出力電
圧が一定電圧Ｖ１以上になると出力は高レベルとなる。

第８図（Ｂ）。ワンショット回路１７０の入力は前記比
較器１６０の出力に接続され、出力はＲ−Ｓフリップフ
ロップ回路１９０のセント人力に接続しである。該ワン
ショット回路は前記比較器１６０の出力が低レベルから
高レベルになった時に一定パルスを発生ずる。第８図（
Ｃ）。

そしてＲ−Ｓフリップフロップ１９０をセントして出力
を高レベルから低レベルにする。第８図（Ｄ）。１８０
はピークホールド回路で前記Ｒ−Ｓフリップフロップ１
９０からの信号が高レベルのときホールドし、低レベル
のときピーク値をサンプリングする。第８図（Ｅ）。積
分回路２００は前記Ｒ−Ｓフリップフロップ１９０から
の信号が高レベルから低レベルになった時に積分を開始
して正のランプ波形を発生する。第８図（Ｆ）。

２１０は比較器で、反転入力には前記ピークホールド回
路１８０の出力に接続され、非反転入力には前記積分回
路２００の出力が接続され、前記ピークホールド回路１
８０の出力電圧よりも積分回路２００の出力電圧が大き
くなると出力は”　１　”となる。該比較器２１０の出
力は前記Ｒ−Ｓフリップフロップ１９０のリセット端子
に接続しているので出力が“１″となるとＲ−Ｓフリ・
レプフロソプ１７０をリセットするので積分回路２００
はリセットされ、出力はＯＶとなり比較器２１０の出力
は　“１゛から“０”になる。第８図（Ｃ，）。

Ｒ−Ｓフリップフロップ１９０のＱ出力は第８図（Ｄ）
の波形のＱ信号の反転した信号であるか、このパルス幅
はピークホールド回路１８０の出力電圧に比例した値と
なる。つまりスロノ１−ル開度速度に比例したパスル幅
となる。

一方１０は冷却水温センサであり、水温が上昇すると抵
抗が小さくなるサーミスタで構成されている。該サーミ
スタの一端には抵抗Ｒが直列に接続され一定電圧Ｖ　、
ｃが印加されている。該サーミスタの他端は接地しであ
る。該水温センサ１０は主制御回路１３にも兼用される
。水温センサ１０の出力は比較器２４０の非反転入力に
接続される。

該佳較器２４０の反転入力には一定電圧Ｖ２が印加しで
ある。水温が設定温度以下の場合には比較器２４０の出
力“１°′となり、設定温度を越えると出力は０゛とな
る。ＯＲゲート２５０の一方の人力は前記Ｒ−Ｓフリッ
プフロップ１９０の出力端子Ｑに接続され、他方の入力
は前記比較器２４０の出力に接続され、前記Ｒ−Ｓフリ
ップフロップ１９０の出力あるいは前記比較器２４０の
出力が“１″の時、その出力に“１′′を出す。２６０
は駆動回路で前記ＯＲゲート２５０の出力を電力増＋１
１　して第２インジエクタ１３を駆動すると同時に第４
図に示す主演算回路１４を介して第１インジエクタ１２
の作動を停止する。

以上を要約すると、スロットルを踏み込んだ場合にその
踏み込み速度に応じた時間幅のパルスがＲ−Ｓフリップ
フロップ１９０により発生され、第２インジエクタ１３
を駆動する。また一方冷却水温が設定温度以下の場合に
も第２インジエクタ１３を駆動する。

なお主演算回路１４は、図示してない吸気管圧力とエン
ジン回転数により基本噴射量を演算し、該基本噴射量に
冷却水温、アイドリンク、吸気温１電源電圧等の補正量
により補正した幀射量を求めて第１インジエクタ１２を
駆動する。前記制御回路１５の出力が“１゛′の時には
第１インジエクタ１２の駆動を停止する回路構成になっ
ている。

次に第５図に第２の実施例として第２のインジェクタ１
３における取付けを示す。第１の実施例同様に第２のイ
ンジェクタ１３はインテークマニホールド９に取付けら
れているが、バイブ１３Ｃの方向を変更することによっ
て電気加熱体１１の加熱面１１ａに燃料を供給するよう
にする。又、第２インジエクタ１３はスロットルボデ７
に設置されてもよい。第１図に示すインテークマニホー
ルド９のＡ−Ａ基線を基準とした断面箇所（エンジン側
にむかって燃料を供給する方向）に第２のインジェクタ
１３が設置できない場合、反対の対称位置に設置しても
本発明の効果がなくなるものではない。又、第１図のイ
ンテークマニホールド９のＡ−Ａ基線に対し第２のイン
ジェクタ１３の取付は角度θａは４５°以内であればよ
い。

さらに、第６図に示すように電気加熱体３０がス１コツ
Ｉ・ルボデ７とインテークマニホールド９の間に設置さ
れ、スロットルボアとほぼ同等の加熱径を有する電気加
熱体３０の場合、第２のインジェクタ１３をスロットル
ボデ７に取付け、ノズル部１３ｋを加熱面３０ａに向け
るようにする。従ってハニカム形状の電気加熱体であっ
ても同様な取付は方法が考えられる。また、第２のイン
ジェクタ１３のかわりに新たに燃料通路をスロットルボ
デ、インテークマニホールド等に加工し、前記燃料通路
を開閉する０Ｎ−ＯＦＦ制御弁を通路途中に設け、燃料
を供給することも容易に考えられることである。

空気量検出手段はＬジェソトロ方式（空気量センサ）、
Ｄジェット方式（エンジン回転数−エンジンの吸気負圧
から演算したもの）等であっても、本発明の効果かなく
なるものではない。第２のインジェクタとしてにシェソ
トロ方式の連続噴射弁。

燃料供給装置としてもよい。

以上述べたように、本発明はスロットル弁の上流に第１
の噴射弁を、スロットル弁の下流に第２の噴射弁を設け
、吸気通路上に吸気加熱装置を具備した内燃機関におい
て、内燃機関の負荷状態を検出する負荷状態検出手段と
、前記内燃機関の冷却水温により冷間状態を検出する冷
間状態検出手段の信号に基つき、冷却水温が設定値より
低い時、もしくは加速時には第２の噴射弁より吸気加熱
装置の加熱面に向けて、連続的に燃料供給し、冷却水温
が設定値より高い時には第１の噴射弁より間欠的に燃料
を供給することを特徴とする内燃機関の燃料供給装置な
ので、コールド時や加速時の運転性が向上するという優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はインテークマニホールドの模式図、第２図は第
２のインジェクタの縦断面図、第３図は第２インジエク
タの取付は図、第４図は燃料供給装置の概要図、第５図
は第２実施例の第２インジエクタ取付は図、第６図は第
３実施例の第２インジエクク取付り図、第７図は制御回
路の回路図、第８図は制御回路各部の作動を示すタイミ
ングチャーＩ・である。 １・・・燃＊−１タンク、２・・・フィルタ、３・・・
電磁ポンプ、４・・デリバリパイプ、５・・・プレッシ
ャレギュレータ、６・・・エンジン、７・・・スロット
ルボデ、８・・・ス１：Ｉソトル弁、９・・・インテー
クマニホールド、１０・・・氷温センサ、１１・・・電
気加熱体、１２・・・第１インジエクタ、１３・・・第
２インジエクタ、１４・・・主演算回路、１５・・・制
御回路。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 第　１　図 第　２　匹：１ ４０ 第３図 第５図 第４図 １ 第６図 （Ｈ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スロットル弁の上流に第１の噴射弁を、スロットル弁の
   下流に第２の噴射弁を設け、吸気通路上に吸気加熱装置
   を具備した内燃機関において、内燃機関の負荷状態を検
   出する負荷状態検出手段と前記内燃機関の冷却水温によ
   り冷間状態を検出する冷間状態検出手段の信号に基づき
   、冷却水温が設定値より低い時、もしくは加速時には第
   ２の噴射弁より吸気加熱装置の加熱面にむけて連続的に
   燃料を供給し、冷却水温が設定値より高い時には第１の
   噴射弁より間欠的に燃料を供給することを特徴とする内
   燃機関の燃料供給装置。