JPS5941640A - 燃料制御装置 - 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】 本発明は自動車エンジンへの燃料供給装置に係り、特に
、電気式制御装置によって混合気の窒燃比を調節する燃
料制御装置に関するものである。

第１図は従来の燃料供給装置の断面図である。

１は燃料供給装置を構成する本体で、これを吸気通路２
が貫通している。吸気通路２にはアクセルペタルと運動
する絞シ弁３が回転自在に設置され、その上流にはベン
チュリ部４が形成されている。

ベンチュリ部４の上流とベンチュリ部４の最狭部とはバ
イパス空気通路５によって連通され、その途中にホット
ワイヤセンサ６が設置されている。

ホットワイヤセンサ６の出力の処理回路７は本体１に一
体的に取り付けられ、この処理回路７の出力は本体１に
形成した保持部に固足されているコンビュータに入力す
るがこの図には示されていない。

一方、絞り弁３とベンチュリ部４の間の吸気通路２には
補助絞り弁９が設置され、その片方の端部には切り欠き
部９ａが形成されている。

第２図は第１図の補助絞り弁の上部の横断面図で、切り
欠き部９ａの所に燃料噴射部１ｏが嵌合している。燃料
噴射部１０は空気の流れ方向に開口しているスモールベ
ンチュリｌＯａと、この空気流に直角に開口させた燃料
ノズル１０　ｂｌモっている。

燃料噴射部１０は燃料通路１１ａ、燃圧レギュレータ１
２ｂ、燃料通路１１ｂ、燃圧レギュレータ１２ａ、燃料
ポンプ１３を介して燃料タンク１４に連通している。こ
の燃料通路１１ｂの途中には燃料オリフィス１５と、そ
の開口面積を調節する燃料ニードル弁１６が設置されて
いる。また、この燃料ニードル弁１６前後には燃圧レギ
ュレータ１２ａ、１２ｂが設置されているので、常に差
圧は一定に維持されている。なお、この燃料ニードル弁
１６の上部には複数のつば部１６ａを形成してラビリン
スを構成している。

一方、バイパス空気通路５のホットワイヤセンサ６の下
流には空気オリフィス１７と、その開口面積を変化させ
る空気ニードル弁１８が設置されている。また、上記燃
料オリフィス１５．燃料ニードル弁１６および空気オリ
フィス１７．空気ニードル弁工８は同一軸線上に配置さ
れ、燃料ニードル弁１６と空気ニードル弁１８との間に
は比例型電磁装置２０がやはり同一軸線上に配置されて
いる。したがって、比例型電磁装置２０の出力軸２１ａ
、２１ｂは夫々空気ニードル弁１８と燃料ニードル弁１
６を駆動するが、これらは別体で形成されている。

力お、燃料ニードル弁１６を駆動する出力軸２１ｂには
ベロフラム２２が固定され、その周辺を本体１に密着さ
せることによって本体１の外に燃料が洩れ出すのを防止
している。また、空気オリフィス１７は空気ニードル弁
１８の変位方向と同じ方向に移動できるようになってい
る。即チ、空気オリフィス１７は上下位置調節用のねじ
をもつオリフィスホルダ２３に形成されている。また、
オリフィスホルダ２３の中には空気ニードル弁１８にセ
ット荷重を与えるスプリング２４が設置されている。

燃料通路１１ａの途中には電磁弁２５が設けられ、減速
時に燃料通路１１ａを閉じる。これによって吸入負圧の
増加による噴射ノズル１０ｂよりの過剰燃料の噴出を防
止し、混合気の過濃化を抑制している。

第３図は第１図の装置にアイドル回転制御装置を設置し
た場合の断面図で、第１図と同じ部分には同一符号を付
しである。補助絞シ弁９の上流と絞り弁３の下流とを連
通ずるために本体ｌ内に形成した補正空気通路２７には
アイドル回転制御用の電磁弁２６が設置されている。

一般にアイドル運転時においては補助絞り弁９と絞り弁
３とが殆ど閉止しており、また、スモールペンチュ！ｊ
ｌＯａを通過する空気量は少量であるので、アイドル運
転時に吸入空気量が不足し易い。これを改善するために
第３図の構成を採用していた。即ち、通常運転時には補
正空気通路２７は電磁弁２６で閉止されているが、アイ
ドル運転時には電磁弁２６が作動してニードルを引き付
け、補正空気通路２７を開通させる。したがって、アイ
ドル運転時の吸気量の不足は解消し、好適なアイドル運
転状態を得ることができる。なお、電磁弁２６に与える
信号はデユーティパルス信号で１周期当りのオン時間が
制御されている。

第４図は第１図の装置の動作を制御するコンピュータの
入力信号と出力信号を示すブロック図で、第５図は比例
型電磁装置の制御系の回路図である。

絞シ弁３の開度センサよりの信号ＴＨθ、減速状態を検
出するアイドル開度スイッチの信号１θ、エンジン回転
数センサの信号Ｎ１クーラーの作動を検出するクーラー
スイッチの信号Ｃ１，、等がコンピュータ８に入力し、
これらのデータを演算処理して比例型電磁装置２０．減
速時に作動する電磁弁２５．アイドル運転時に作動する
電磁弁２６゜加速時等に燃料を補給する電磁弁２８等に
出力する。なお、電磁弁２８は第１図の絞り弁３の下流
に開口している分岐した燃料通路を加速運転時に開き、
供給燃料を増量するものである。

第５図において、破線で囲った部分は比例型電磁装置２
０の駆動回路３０で、比較器２９はポットワイヤセンサ
６の出力信号Ｈ／Ｗと設定値１′Ｌｅ　ｆとを比較し、
比例型電磁装置２０に出力する。ここで比例型電磁装置
２０に送られる信号は差動増幅器を含む比較器２９に入
力されるＨ／Ｗが設定値１ｅｆに収束するような信号で
ある。換言すれば、バイパス空気通路５を流れる空気量
が略一定になるように比例型電磁装置２０が空気ニード
ル弁１８と空気オリフィス１７とで定まる開口面積を制
御するような信号である。

このように構成された従来の燃料制御装置の動作を次に
概略説明する。エンジンが運転されると吸気通路２内を
空気が流れ、ベンチュリ部４とその上流との間に圧力差
を生じる。その結果としてベンチュリ部４の上流からバ
イパス空気通路５を通ってベンチュリ部４に空気が流れ
、これをホットワイヤセンサ６が検出する。ホットワイ
ヤセンサ６の信号１−Ｉ　／　Ｗけ第５図に示すごとく
設定値１１（、ｅｆと比較されるので、絞り弁３が閉じ
られてベンチュリ負圧が減少するとホットワイヤセンサ
６の信号Ｈ／Ｗの値はＲ，ｅｆより小となる。駆動回路
３０は空気ニードル弁１８と空気オリフィス１７とで定
まる隙間を通過する空気量がＩＩ、ｅｆに達するように
空気ニードル弁１８を下側に移動、させるようなデユー
ティパルスを比例型電磁装置２ｏに出力する。

この時、燃料ニードル弁１６と燃料オリフィス１５とで
定まる隙間は、絞り弁３の開度が減少してエンジンに吸
入される空気量が減少した分だけ減少させられている。

なお、この時の混合気の空燃比が理論空燃比に近い値に
なるように、燃料ニードル弁１６の形状が定められてい
る。

次に、絞り弁３の開度が増してエンジンに吸入される空
気量が増加すると、ベンチュリ部４に生じるベンチュリ
負圧が大となり、バイパス空気通路５を通る空気量が増
加する。したがって、ホットワイヤセンサ６０信号Ｈ／
Ｗの値は設定値Ｒｅｆよりも犬となり、駆動回路３０は
空気ニードル弁１８と空気オリフィス１７によって定ま
る隙間を通過する空気量が設定値）（、ｅｆに近づくよ
うに比例型電磁装置２０に出力する。この時は燃料ニー
ドル弁１６と燃料オリフィス１５との隙間が増加し−ご
供給燃料を増量する。

上記の動作を繰り返すことによって、バイパス空気通路
５を通過する空気量が一定になるようにフィードバック
制御することになるので、エンジンに吸入される空気量
の変化を知ると共に、比例型電磁装置２０を制御して略
一定の理論空燃比の混合気を供給するように制御するこ
とができる。

なお、設定値Ｂｅｆｌ変更すればそれ以外の空燃比に制
御することもできるー。

このように作動する燃料制御装置においては、上記バイ
パス空気通路５が空気オリフィス１７と空気ニードル弁
１８によって仕切られているが、絞り弁３の全開運転時
にエンジンの吸気バルブの開閉によって生じる吸入空気
の脈動により、パイ（９） パス通路内の空気圧力は脈動現象を発生する。したがっ
て、ホットワイヤセンサ６の周囲の空気流速は次のよう
に変化する。

第６図はバイパス窒気通路内の空気流の変動とホットワ
イヤセンサの出力との関係を示す線図である。第６図（
１））はバイパス空気流速を示し、第６図（Ｃ）はバイ
パス空気圧力を示しているが、共に正負の値に波状に変
化している。しかし乍らホットワイヤセンサ６の出力で
ある第６図（ａ）においては、負の値を採ることなく正
の値だけとなる。即ち、圧力と流速は順方向と逆流とを
繰り返しているが、ホットワイヤセンサ６は空気流の方
向を選択することができないので、実際にバイパス空気
通路５を流れる空気量よりも大きな信号の出力すること
になる。その結果として、絞り弁３を大きく開いた高負
荷運転時には吸入空気量に対応するよりも多量の燃料を
噴出させて混合気を過濃とし、運転状態および排気組成
を悪化させる共に、燃料を浪費するという欠点をもって
いた。

第７図は従来の装置のエンジン吸入負圧と混合（１０） 気の空燃比との関係を示す線図で、吸入負圧が大気圧に
近い斜線を施した空気脈動域においては、エンジンに供
給される混合気の空燃比は適正な値である１４．７より
急激に一低下して濃化する。

この欠点を改吾するためにバイパス空気通路５のホット
ワイヤセンサ６の上流側にサージタンクを設けることが
提案されているが、十分の効果を得るには容量の大きな
ものが必要どなり実用化することは困難であった。

本発明は従来技術の欠点を解消し、絞り弁全開運転時で
吸気圧が脈動している場合でも適正量の燃料量を供給す
ることができる燃料制御装置を提供することを目的とし
、その特徴とするところは＼バイパス空気通路のホット
ワイヤセンサの上流側にダイヤフラム室を設けると共に
、このダイヤフラム室のダイヤフラムの反対側を大気に
開放し、内燃機関の絞り弁全開運転時においてもホット
ワイヤセンサ付近を流れる空気流が逆流することのない
ように構成したことにある。

第８図は本発明の一実施例である燃料制御装置（１１） の要部断面図で、第１図と同じ部分には同一符号を付し
である。この場合はバイパス空気通路５のホットワイヤ
センサ６の上流側に容積可変のダイヤスラム室２９をサ
ージタンクとして設け、ダイヤフラム２６の反対側の大
気圧室２７は大気孔２８を介して外気に開放し、ダイヤ
フラム装置３ｏを構成している。

このようなダイヤフラム装置３０をバイパス空気通路５
に接続すると、絞り弁全開付近の運転状態でエンジンの
吸入負圧が吸気通路２を通り抜けてダイヤフラム室２９
を減圧したときはダイヤスラム２６を吸引して負圧を低
下させる。また、吸気通路２内が正圧となったときはダ
イヤフラム２６を・押し出してダイヤフラム室２９の容
積を拡大させて圧力上昇を緩和する。したがって、ダイ
ヤフラム室２９の容積とダイヤフラム２６の面積や柔軟
度等全考慮して設計すれば、バイパス空気通路５内の空
気流を方向は順方向でその流速の大小だけに設定するこ
とが可能となる。なお、ホットワイヤセンサ６の下流は
空気オリフィス１７と空気（１２） ニードル弁１８で制限されているので、バイパス空気通
路５の入口５ａからの影響に比較すると殆んど無視して
もよい。

第９図は第８図のバイパス空気通路内の空気流の変動と
ホットワイヤセンサの出力との関係を示す線図で、従来
の装置の第６図の線図に対応する図である。この場合は
第９図（ｂ）のバイパス空気流速も、第９図（Ｃ）のバ
イパス空気圧力も負の値となって流れの方向が逆転する
ことはない。したがって、第９図（ａ）に示すホットワ
イヤセンサ６の出力は負となることはないので正確な吸
気量を求めることができるし、この測定値によって求め
た燃料供給量は好適な空燃比の混合気をエンジンに送る
ことになる。

本実施例の燃料制御装置は、バイパス空気通路のホット
ワイヤセンサよりも上流側にダイヤフラム装置を設けて
空気流の逆転を防ぐことによって、絞り弁全開付近の運
転時における吸気量に適合した燃料を供給することがで
きる。したがって、運転性と排気ガス組成は改善され、
燃料を節約でき（１３） る等の効果が得られる。

本発明の燃料制御装置は、絞り弁全開時を含む全運転域
において円滑な運転が可能となるという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料供給装置の断面図、第２図は第１図
の補助絞り弁の上部の横断面図、第３図は第１図の装置
にアイドル回転制御装置を設置した場合の断面図、第４
図は第１図の装置の動作を制御するコンピュータの入力
信号と出力信号を示すブロック図、第５図は比例型電磁
装置の制御系の回路図、第６図はバイパス空気通路内の
空気流の変動とホットワイヤセンサの出力との関係を示
す線図、第７図は従来の装置のエンジン吸入負圧と混合
気の空燃比との関係を示す線図、第８図は本発明の一実
施例でおる燃料制御装置の要部断面図、第９図は第８図
のバイパスを見通路内の空気流の変動とホットワイヤセ
ンサの出力との関係を示す線図である。 １・・・本体、２・・・吸気通路、３・・・絞シ弁、４
・・・ベンチュリ部、５・・・バイパス空気通路、６・
・・ホットワイヤセンサ、９・・・補助絞り弁、１０・
・・燃料噴射部、１１・・・燃料通路、１５・・・燃料
オリフィス、１６・・・燃料ニードル弁、１７・・・空
気オリフィス、１８・・・空気ニードル弁、２０・・・
比例型電磁装置、２１・・・出力軸、２２・・・ベロフ
ラム、２３・・・オリフィスホルダ、２４・・・スプリ
ング、２６・・・ダイヤフラム、２７・・・大気圧室、
２８・・・大気孔、２９・・・ダイヤフツム室、３０・
・・ダイヤフラム装置。 （１５） 第２口 ？７ 茅４　区 ＄５　目 ３θ 乎 ト　　　　　亀　　　　　１　　＋　　　　０　　　１
　　本　　　　（１林 ２４４− が・啄四を渠イ 遂 ４−扼軛択 竿８０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関に空気を供給する吸気通路に形成したベン
   チュリ部と、このベンチュリ部の下流の上記吸気通路内
   に設けた絞り弁と、この絞り弁と上記ベンチュリ部との
   間に設置された補助絞シ弁および燃料噴射部と、上記ベ
   ンチュリ部およびその上流例とに開口して本体内に形成
   されたバイパス空気通路と、このバイパス空気通路内に
   設置されてその流通空気量を検出するホットワイヤセン
   ナと、上記燃料噴射部に連通ずる燃料通路に設けられた
   燃料ニードル弁および上記バイパス空気通路に設けられ
   た空気ニードル弁によって上記バイパス空気通路を通る
   空気流量を一定に制御すると共に、上記燃料通路を通る
   燃料量を上記吸気通路を通るを気流量に応じて制御する
   比例型電磁装置とを有する燃料制御装置において、上記
   バイパス空気通路の上記ホットワイヤセンナの上流例に
   ダイヤフラム室を設けると共に、このダイヤフラム室の
   ダイヤフラムの反対側を大気に開放し、上記内燃機関の
   絞シ弁全開運転時においても上記ポットワイヤセンサ付
   近を流れる空気流が逆流することのないように構成した
   ことを將徴とする燃料制御装置。