JPS6248055B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用火花点火機関の燃料供給装置
に係り、特に、電子制御燃料供給装置に故障を生
じた際に作動させる燃料供給装置に関するもので
ある。

火花点火機関の出力、運転性、燃料消費特性お
よび排気組成の浄化特性等を向上させるために
は、機関の運転状態に応じて混合気の空燃比、点
火時期、排気還流率等を適正に制御することが肝
要である。この中でも特に空燃比の制御が重要
で、気化器や機械式燃料噴射装置に多くの改良が
加えられてきた。しかし、これらの機械的な燃料
供給装置は空燃比制御の応答性や自由度に不十分
な点があり、広い運転範囲に亘つて適正な空燃比
を得ることは困難であつた。

これを改善するために特開昭54−134223号公報
にあるように従来の気化器や機械式燃料噴射装置
に機関の運転状態を検出して作動する電子制御装
置を付加した燃料供給系が開発製品化されている
が、機械的部材の加工精度上、十分な計量精度を
維持することができない。そこで、吸入空気量に
関する信号を電気信号に変換して燃料流量を電気
的に制御する電子制御単点燃料噴射装置が開発製
品化されるようになつた。これは加圧燃料流路に
設置した電磁弁の開弁時間を調節し、供給燃料量
を精密に調節するものである。これによつて燃料
供給精度と応答性は大幅に向上した。しかるに電
子制御単点燃料噴射装置は一旦燃料噴射弁やその
駆動回路が故障すると機関が停止し、起動させる
ことが全く不可能になるという欠点をもつてい
る。これでは全く処置なしの状態となるので、少
なくとも最寄りの整備工場まで自力走行できるよ
うな対策が要望されている。

本発明は燃料噴射弁やその駆動回路が故障した
時でも自力走行可能な電子制御燃料供給装置を提
供することを目的とし、その特徴とするところ
は、燃料噴射弁に至る燃料通路に熱式流量センサ
又は圧力センサを設けて燃料流れの異常を検出
し、異常時に他の燃料供給手段から燃料を供給す
るようにしたことにある。

第１図は電子制御燃料供給装置の系統図であ
る。給気筒１にはエアクリーナ２より空気が吸入
され、一次側絞り弁３および二次側絞り弁４の周
囲を通り吸入管を介して機開の気筒に供給され
る。エアクリーナ２には吸入空気温センサ６が設
置され、給気筒１に設けたバイパス空気路には空
気流量計７が設置され、吸気量とその温度を測定
して機関に供給される空気重量が求められるよう
にしている。また、機関には冷却水温センサ８、
回転速度センサ９が設置され、機関の運転状態を
検知している。また、一次側絞り弁３の下流には
燃料噴射弁５が設置され、燃料圧レギユータ１１
３、燃料ポンプ１４および開閉弁１６を介して燃
料タンク１５に連通している。即ち、加圧された
燃料が燃料噴射弁５に供給されている。

電子制御装置２０はマイクロプロセツサ２１、
リートオンリメモリ２２、デジタル入力回路２
３、デジタル出力回路２４、角速度信号変換回路
２５、Ａ／Ｄ変換回路２６、空気流量計信号処理
回路２７、噴射時間制御回路２８、バイパスエア
制御信号回路２９、アイドル回転数制御回路３０
および燃料噴射弁駆動回路３１よりなり、デジタ
ル入力回路２３にはバツテリ１０よりの電流がキ
ースイツチ１１を介して導入されると共に、一次
側絞り弁３の開度を示すデジタル信号が入力され
ている。また、角速度信号変換回路２５には回転
速度センサ９の信号が入力され、Ａ／Ｄ変換回路
２６にはバツテリ１０の電流、冷却水温センサ８
の信号、吸入空気温センサ６の信号および空気流
量計７の信号を処理して空気流量計信号処理回路
２７の出力を入力している。

これらの回路の処理データは一旦リードオンリ
メモリ２２に貯えられるが、マイクロプロセツサ
２１の指令によつて適時読み出される。デジタル
出力回路２４の出力は開閉弁１６を開弁させて燃
料噴射弁５に加圧燃料を送る。また、バイパスエ
ア制御信号回路２９の出力はアイドル回転数制御
回路３０を介してダイヤフラム弁１２を作動さ
せ、二次側絞り弁４を迂回する空気通路を開弁さ
せてアイドル運転数を上昇させる空気量を補給す
る。噴射時間制御回路２８よりは燃料噴射弁５の
開弁時間を定める信号が出力され、燃料噴射弁駆
動回路３１を作動させて好適な燃料量を噴射させ
ている。

第２図は第１図の要部を拡大した断面図で、一
次側絞り弁３の下流に燃料噴射弁５のノズル１７
が開口し、噴射した燃料粒子１８を吸入管に供給
し混合気としている。なお、この給気筒１のベン
チユリ部１９の上流に開口しベンチユリ部１９に
連通する空気通路には熱線式空気流量計７のセン
サが設置されている。

このように構成された単点式燃料噴射弁５を備
えた電子制御燃料供給装置は、吸入空気の絶対量
と機械の運転状態に適合した燃料量を微粒として
噴射供給しているので、混合気の空燃比を極めて
好適に制御することが可能となる。したがつて、
機関の運転性、排気組成の浄化性を向上し、燃料
消費量も節減できる。しかるに、燃料噴射弁５や
その駆動系統に故障を生じたときは燃料供給量は
零となるので、機関は直ちに停止して極めて処理
しにくい状態となる。これを防止するために次の
ような自動的に作動する緊急バツクアツプ手段を
設けている。このバツクアツプ手段では燃料噴射
弁５の異常を検出することが先ず実施される。

第３図は本発明の一実施例である燃料噴射弁の
異常検出装置の設置場所を示す断面図である。燃
料噴射弁５には第３図に示すような燃料流路４１
が接続され、一定圧に印加された燃料が供給され
ている。燃料噴射弁５のコイルに燃流噴射弁駆動
回路３１の電流が出力されたときは弁を引き付け
て開弁させ、燃料流路４１を通つた加圧燃料が流
れる。この燃料流路４１に燃料流量センサ４０を
設置すれば燃料供給の異常が確実に検出できる。

第４図は第３図のＢ部拡大図で、熱線式流量セ
ンサ４２を燃料流路４１内に設置した状態を示し
ている。即ち、矢印で示す燃料流の上流側に発熱
素子４２ａを設置し、下流側に感熱素子４２ｂを
設置し、共に駆動回路４３に接続している。燃料
が正常に流れているときは、発熱素子４２ａで加
熱された燃料が感熱素子４２ｂに接触して感熱素
子４２ｂを加熱して高レベルの信号が発生し、燃
料噴射弁５が開弁しない時は低レベルの信号を発
生し、測定回路４３を介して電子式制御装置２０
に出力している。

第５図も第３図のＢ部拡大図で、この場合は燃
料流路４１に圧力センサ４４を設置した状態を示
している。燃料噴射弁５が正常に作動していると
きは燃料圧は開弁時に低下し、閉弁時に高まる。
しかるに燃料噴射弁５又はその駆動回路３１が故
障したときは、燃料噴射弁５はスプリングによつ
て閉弁状態となり、高出力レベルを持続し測定回
路４５から電子式制御装置２０に出力される信号
は高レベルを維持する。これによつて、燃料が流
通しないことを検知する。

第６図は第３図の燃料流量センサによる異常検
出方法を説明する線図で、ａは燃料噴射弁５の電
磁弁に加える電流波形、ｂはａの整形波形、ｃは
燃料流量センサ４０よりの信号波形であり、ｄは
ｃの整形波形である。燃料噴射弁５が正常に作動
しているときはｂに同期したｄ信号を生じている
が、燃料噴射弁５が故障したときはｃ，ｄのよう
な信号を生じないで低レベル信号となり、明らか
に差異を生ずる。これを電子式制御装置２０で比
較すれば容易に故障を判定することができる。

上記は燃料噴射弁５および各種センサ等の故障
による燃料供給の停止を判定する手段であるが、
この判定結果により自動的に作動する他の燃料供
給手段について説明する。

第７図は本発明の一実施例である燃料供給装置
の系統図で、第１図と同じ部分には同一符号を付
してある。第１図を異なるところは、給気筒１の
ベンチユリ部１９に開口した燃料流路５０を設
け、この燃料流路５０のオリフイス４８に対向し
ているニードルをもつ電磁弁４７を配置し、電子
式制御装置２０の出力信号によつて電磁弁４７を
作動させるように構成したことである。燃料噴射
弁５が正常に作動しているときは電磁弁４７はオ
リフイス４８と接触して燃料流路５０を閉止して
いるが、前記のごとく電子式制御装置２０が正常
な燃料供給が行われない故障と判定したときは、
直ちに出力信号を発生して電磁弁４７を開弁させ
る。したがつて、ベンチユリ部１９を通る吸気流
によつて生じた負圧によつて燃料流路５０の燃料
を吸入し、吸気路に燃料を噴出させる。即ち、燃
料噴射弁５、空気流量計７或いは電子式制御装置
２０の燃料噴射弁駆動回路３１等が故障したとき
は、従来の気化器に切換えて応急燃料を供給する
ように構成している。これによつて、少なくとも
最寄りの整備工場まで自力走行させることができ
る。なお、燃料流路５０に設置したオリフイス４
９は燃料の供給を円滑にすると共に、空燃比を調
節するために設置したものである。

本実施例の電子制御燃料供給装置は、給気筒の
ベンチユリ部と燃料タンクとを連通する燃料流路
を設け、この燃料流路を開閉する電磁弁を燃料噴
射弁およびその駆動回路等が故障したときに電子
式制御装置よりの信号で作動開弁させるように構
成することにより、応急的に燃料を供給して自力
走行させることができるという効果をもつてい
る。

第８図は第７図の変形例である燃料供給装置の
系統図で、第７図と異なるところは、燃料噴射弁
５への燃料流路４１にベンチユリ部１９に開口し
た燃料流路５０を接続し、故障時は加圧燃料を迅
速に供給して応答性を向上させることである。即
ち、燃料流路４１に挿入したニードル５２をもつ
電磁弁４７を設置し、故障時には電磁弁４７を作
動させてベンチユリ部１９に燃料を供給するよう
にしている。ニードル５２の他端は電磁弁４７を
貫通して弁５３を取り付けており、この弁５３は
スプリング５６で押されている。また、この弁５
３は加圧された燃料流路４１と燃料戻し通路５１
を連通しオリフイス５５を設置した燃料通路を開
閉するようになつている。

燃料噴射弁５や空気流量７等が故障して作動し
なくなり、燃料が供給されない状態となつたとき
は、電子式制御装置２０の出力によつて電磁弁４
７を作動させてニードル５２と弁５３を開弁す
る。加圧燃料は燃料流路４１から燃料流路５０に
流れてベンチユリ部１９内に燃料を噴出させる。
オリフイス５４はこの加圧燃料量を減少させるた
めに設置したものである。また、ニードル５２と
共に弁５３も開弁するので、オリフイス５５で制
限され圧力低下した燃料は燃料戻し通路５１を通
つて燃料タンク１５に戻される。なお、オリフイ
ス５４，５５の開口面積はベンチユリ部１９内に
供給される燃料量、即ち、機関に供給する混合気
の空燃比が適切になるように設置される。

本実施例の燃料供給装置は、燃料噴射弁への加
圧燃料流路とベンチユリ部とを連通する燃料流路
を設け、この燃料流路に設置した電磁弁を故障時
に開弁させて加圧燃料をベンチユリ部に噴出させ
ることによつて、速やかに燃料を供給して自力走
行させることができるという効果をもつている。

本発明の電子制御燃料供給装置は、電子式制御
装置から制御信号が出ていても燃料噴射弁から燃
料が噴射しないという故障を検出する手段を設
け、給気筒のベンチユリ部に開口させた燃料流路
を上記故障を検知した電子制御装置からの出力で
開通させることによつて応急的に燃料を供給し、
自力走行させることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子制御燃料供給装置の系統図、第２
図は第１図の要部を拡大した断面図、第３図は本
発明の実施例である燃料噴射弁の故障検出装置の
設置場所を示す図、第４図は第３図のＢ部拡大
図、第５図は他の異常検出装置を設置した時の第
３図Ｂ部拡大図、第６図は燃料流量センサによる
燃料噴射弁の異常検出方法を説明する線図、第７
図は本発明の一実施例である燃料供給装置の系統
図、第８図は第７図の変形例である燃料供給装置
の系統図である。 １……給気筒、３……一次側絞り弁、５……燃
料噴射弁、６……吸入空気温度センサ、７……空
気流量計、８……冷却水温センサ、９……回転速
度センサ、１０……バツテリ、１１……キースイ
ツチ、１２……ダイヤフラム弁、１３……燃圧レ
ギユレータ、１４……燃料ポンプ、１５……燃料
タンク、１６……開閉弁、１７……ノズル、１８
……燃料粒子、１９……ベンチユリ部、２０……
電子式制御装置、２１……マイクロプロセツサ、
２２……リードオンリメモリ、２３……デジタル
入力回路、２４……デジタル出力回路、２５……
角度信号変換回路、２６……Ａ／Ｄ変換回路、２
７……空気流量計信号処理回路、２８……燃料噴
射時間制御回路、２９……バイパス空気制御信号
回路、３０……アイドル回転数制御用回路、３１
……燃料噴射弁駆動回路、４０……燃料流量検出
器、４１，５０……燃料流路、４２……熱線式流
量計、４３，４５……測定回路、４４……圧力セ
ンサ、４６……ストレーナ、４７……電磁弁、４
８，４９，５４，５５……オリフイス、５１……
燃料戻し通路、５２……ニードル、５３……弁、
５６……スプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 給気筒より吸入する空気量および火花点火機
   関の運転状態を検出した信号を入力して処理する
   電子式制御装置と、この電子式制御装置の出力に
   よつて作動し上記給気筒内に液体燃料を供給する
   燃料噴射弁とを有する電子制御燃料供給装置にお
   いて、前記燃料噴射弁へ至る燃料通路内に熱式流
   量センサ又は圧力センサを設け、これらのセンサ
   が燃料の流れを検出しなくなつた時補助燃料供給
   装置から燃料を供給するように構成した電子制御
   燃料供給装置。