JP3036035B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は燃料噴射装置に係り、特に２サイクルエンジ
ンに適用した燃料噴射装置に関するものである。

（従来の技術） これまでは、エンジンの小型高出力、低燃費、低振動
化に対する対応として、２サイクルエンジンの開発が各
メーカでなされているが、２サイクルエンジンに適する
燃料噴射装置となると未だ充分に要求を満足していると
は言えず、従来の４サイクルエンジン用の燃料噴射装置
を２サイクルエンジン用として変更して使用しているの
が現状であった。

従来、内燃機関への燃料供給装置又は燃料供給方法に
は、特開昭62−93481公報に示すものが開示されてい
る。

公報の燃料供給装置には、計量しながら燃料をエアに
導入して、燃料とエアの混合気を形成することや、燃料
ガス混合気を機関サイクルに対して一定の時間間隔で、
機関に供給することが開示されている。

第５図は特開昭62−93481公報で提案されている内燃
機関への燃料供給装置を示すもので、燃料タンク135か
らポンプ136を介してインジェクタ130に燃料が供給され
る。

室132には、インジェクタ130から計量した燃料を噴射
するようになっている。

この燃料供給装置では、ソレノイド131が作動してバ
ルブ133を開くことにより、噴射孔134から燃料が高圧エ
アと共に噴射される。

（発明が解決しようとする課題） しかし、第５図の燃料噴射装置では、インジェクタ13
0の燃料計量部のソレノイドを作動させることによって
高圧空気室132内へ燃料を噴射する工程と、もう一つの
ソレノイド131を作動させる工程の２つの工程より成り
たっているが、このような方法ではソレノイドが２個配
設されているため、本体が大きくなるなるだけでなく、
制御方法も複雑になるという不都合がある。

さらに、従来の装置等では、燃料の計量や噴射に対応
する電流を正確に検出することができないので、燃料計
量又は燃料噴射機構に異常が生じてもどの部位に異常が
あるのか迅速に判断することができなかった。

（課題を解決するための手段及び作用） そこで、本発明は上記不都合に鑑みてなされたもの
で、特に、２サイクルエンジンに適する燃料噴射装置で
あって、計量信号及び燃料噴射信号が入力される制御回
路と、高圧エアが常時供給される混合通路と、前記計量
信号に基づいて前記制御回路が出力する計量電流により
作動され、前記混合通路に計量した燃料を供給する燃料
計量手段と、前記燃料噴射信号に基づいて前記制御回路
が出力する燃料噴射電流により作動され，前記混合通路
に供給された燃料を前記高圧エアと共に噴射する燃料噴
射手段とを備え、前記計量電流と前記燃料噴射電流は連
続して出力されると共に、前記燃料噴射電流の値は前記
計量電流の値よりも大きく、前記燃料計量手段と前記燃
料噴射手段とは同一のソレノイド機構により駆動される
ものである。

従って、電流パターンを計量工程から直接噴射工程に
移るようにしているので、アーマチャの応答が向上さ
れ、これが逆止弁の応答性の向上につながると共に、簡
単な制御方法によって計量タイミング、燃料噴射タイミ
ングを正確に規定することができる。

（実施例） 次に、本発明の実施例を第１図と第２図に基づいて説
明する。

第１図において、１は計量信号を入力する計量信号入
力回路、２は燃料噴射信号を入力する燃料噴射信号入力
回路、３は制御回路で，計量信号入力回路１と燃料噴射
信号入力回路２の出力信号100,101に基づいて制御信号
をスイッチング回路４に入力する。

５はソレノイド機構で、このバルブの作動により計量
弁及び燃料噴出弁を作動させる。

６は電流検出部で、保持電流検知部6a、突入電流検知
部6b、計量電流検知部6c及び電流検知部6dから構成さ
れ、ソレノイド機構５へ流れる電流等を検出する。

７はDC−DCコンバータで、電源（バッテリ）電圧を所
定の電圧に昇圧する。

また、第２図はソレノイド機構５を流れる燃料計量電
流と燃料噴射電流を示すもので、燃料計量電流よりも電
流値の大きい燃料噴射電流は、計量電流は燃料計量電流
と連続している。

第２図において、A1,A2は燃料計量電流、A3〜A5は燃
料噴射電流を示すもので、燃料計量電流のT1時間には電
流値I1になり、燃料噴射電流が電流値I2になりピーク電
流となり、燃料噴射電流がT2時間には電流値I3になる。

なお、T4は燃料計量電流が電流値I1に立ち上がるため
の時間、T5は燃料噴射電流がI3から立ち下がるための時
間である。

第３図は第１図の具体的な回路構成の例を示す図で、
第１図のブロック図に対応させ、同一の構成については
同一の符号で示し、ここでは詳しい説明を省略する。

以下において、ソレノイド機構５の制御方法について
詳述する。

燃料計量信号入力回路１の出力信号100が制御回路３
に入力されると、制御回路３はスイッチング回路４を動
作させて、DC−DCコンバータ７からソレノイド機構5,ス
イッチング回路4,アースＥへと急速に電流を流し始める
（第２図に示すA1）。

この電流は電流検出部6dにより常時検出されており、
電流検出部6dの出力信号が計量電流検知部6cに入力され
る。

ここで、計量電流検知部6cがソレノイド機構５を流れ
る電流値が第２図のI1に到達すると判断すると、燃料計
量信号入力回路１の出力信号100により指示された時間T
1だけ、ソレノイド機構５に電流値I1を流し続ける（第
２図に示すA2）。

この時間T1は、任意の時間をとることができ、長いほ
ど計量燃料すなわち燃料噴射が多くなる。

以上で燃料計量工程が終了し、続けて燃料噴射工程に
移る。

制御回路３には、燃料計量信号入力回路１の出力信号
100と連続して燃料噴射信号入力回路２の出力信号101が
入力される。

これにより、ソレノイド機構５には、電流値I1よりも
さらに大きな電流が流れ始める（第２図に示すA3）。

この時、電流検知部6dの出力信号は、突入電流検知部
6bに入力される。

ここで、突入電流検知部6bがソレノイド機構５を流れ
る電流値がI2に到達したと判断すると、ただちにソレノ
イド機構５を流れる電流値をI3まで低下させる（第２図
に示すA4）。

この後、電流検知部6dの出力信号は、保持電流検知部
6aに入力される。

そして、燃料噴射信号入力回路２の出力信号101によ
り指示された時間T2だけ、ソレノイド機構５に電流値I2
を流し続ける（第２図に示すA5）。

なお、このT2は任意の時間をとることができる。

以上で、燃料噴射工程が終了し、制御回路３はスイッ
チング回路４を停止させるので、ソレノイド機構５を流
れる電流値は０となる。

従って、本実施例では、ソレノイド機構５に流れる電
流パターンを燃料計量工程から直接、燃料噴射工程に移
るようにしているので、ソレノイド機構５の第４図にお
けるアーマチャ48の応答性が向上される。

また、燃料の計量や噴射に対応する電流を常時正確に
検出しているので、燃料計量又は燃料噴射機構を迅速か
つ確実に作動させることができる。

次に、本発明の燃料噴射装置の一実施例の機械的構成
について第４図に基づいて説明する。

41は磁性体の計量弁、42は計量弁41と接離自在に同軸
上に配設された可動弁座である。

計量弁41には、ロッド64が固定され、該ロッド64を介
して第２のスプリング44により計量弁41を可動弁座42に
押しつけ、該可動弁座42に設けられた燃料通路51を閉じ
る。

また、計量弁41は、第２のスプリング44に押されて、
アーマチャ48との間に隙間65を形成している。

ここで、隙間65はストッパ50により調整される。

アーマチャ48は、コイル47を巻き回した非磁性体のボ
ビン56の中心穴の一側に摺動可能に挿入されると共に、
同様にボビン56の中心穴の他側に嵌合固定されたコア49
との間に隙間55を有し、アーマチャ48は燃料供給穴58を
有するカバー59に第３のスプリング84により当接してい
る。

コア49はケーシング72に嵌入して固定されると共に、
中心部には計量弁41を嵌入した穴73と、該穴73に連通す
る混合室74を設け、該混合室74内には、燃料噴射ノズル
75の基部が嵌挿固定されている。

また、噴射ノズル75の中央部には、混合通路76が混合
室74と連通して設けられ、混合通路76内には、先端に逆
止弁53と燃料噴射弁52を有するロッド78が挿入され、逆
止弁53は常時、第１のスプリング43により閉じるよう付
勢されている。

第１のスプリング43は、ノズル75とダイアフラムを有
するリテーナ28との間に介設されている。

計量弁41は、第２のスプリング44によりアーマチャ48
との間に隙間65が形成される。

80はダイアフラムで、該ダイアフラム80の外周部はコ
ア49と燃料噴射ノズル75の間に挟着されて固定され、内
周部はリテーナ28とホルダー部材81との間にシール部材
85によりシールされ挟持固定されている。

このため、混合室74はダイアフラム80により燃料室46
と区画されている。

また、燃料通路51は、燃料噴射孔52を介して混合通路
76と連通している。

82はシール部材、83はエア供給口で常時、混合室74に
連通している。

84は第３のスプリングである。

次に、本実施例の作用を説明すると、混合室74に図示
しないエアポンプにより、圧送された高圧エアが、エア
供給口83を介して常時供給されている。

（計量工程） ここで、コイル47（第１図のソレノイド機構５）に燃
料計量電流を流すと、第１のスプリング43のスプリング
力を第２のスプリング44により大きくしてあるため、ア
マーチャ48は動かず、小さな計量弁41のみが、アマーチ
ャ48に引かれ、第２のスプリング44に抗して移動する。

従って、計量弁41が可動弁座42から離れるために、コ
ア49の穴73の内周面と計量弁41の外面の間を通って、燃
料通路51に入り、燃料噴射孔52を経て混合通路76に流入
する。

（噴射工程） 次に、コイル47（第１図のソレノイド機構５）に燃料
噴射電流を流すと、アーマチャ48がコア49に吸引されて
移動する。

この時には、計量弁41を介して可動弁座42を第１のス
プリング43に抗して押すため、ロッド78が押されて逆止
弁53を開き、混合室74からロッド78外周の通路76まで供
給していた高圧エアと計量された燃料との混合気が、開
いた燃料噴射ノズル75の先端から噴射される。

上述した第２図は、第４図の場合のソレノイド駆動電
流パターンを示し、先ず燃料計量電流をコイル47に流し
て計量弁41を動かすことにより、混合通路76に燃料を供
給して燃料を計量し、次いでコイル47に燃料噴射電流を
流すことにより、アーマチャ48が移動し計量弁41及び可
動弁座42を介して燃料噴射用ロッド78を押して逆止弁53
を開き、燃料を噴射する状態での電流値のレベルと通電
時間が規定される。

上記実施例では、従来のように２個のソレノイドを別
々に駆動させていた場合に比べて、コイル47が１個のみ
でよいため、小型化が可能になり、一方燃料噴射装置の
駆動回路が簡略化できると共に、高圧エアで燃料を噴射
するため、燃料の微粒子化が促進されて燃焼を良好にす
ることができ、また電流パターンを計量工程から直接、
噴射工程に移るようにしているため、アーマチャ48の応
答が向上され、逆止弁53の応答性向上につながると共
に、燃料噴射電流を流す噴射工程の際に、再度燃料計量
をすることなく、より精密な計量ができる。

（発明の効果） 上記のように本発明によれば、２サイクルエンジンに
適する燃料噴射装置において、 電流パターンを計量工程から直接噴射工程に移るよう
にしているので、アマーチャの応答が向上され、これが
逆止弁の応答性の向上につながると共に、燃料噴射電流
を流す噴射工程の際に再度燃料の計量をしないですむの
で、より精密な計量をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、 第２図は第１図の説明に使用する計量電流と噴射電流の
時間との関係を示す図、第３図は本発明の一実施例を示
す具体的な回路図、第４図は本発明の燃料噴射装置の一
実施例の機械的構成を示す図、第５図は従来の燃料噴射
装置の例を示す図である。 図中で、 １……計量信号入力回路、 ２……噴射信号入力回路、 ３……制御回路、 ４……スイッチング回路、 ５……ソレノイド機構、 ６……電流検出部、 6a……保持電流検知部、 6b……突入電流検知部、 6c……計量電流検知部、 6d……電流検出部、 ７……DC−DCコンバータ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−218638（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−185649（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−314363（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−87959（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−21770（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−34464（ＪＰ，Ｕ) 特表 昭63−501091（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/34 F02D 41/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】計量信号及び燃料噴射信号が入力される制
   御回路と、 高圧エアが常時供給される混合通路と、 前記計量信号に基づいて前記制御回路が出力する計量電
   流により作動され，前記混合通路に計量した燃料を供給
   する燃料計量手段と、 前記燃料噴射信号に基づいて前記制御回路が出力する燃
   料噴射電流により作動され、前記混合通路に供給された
   燃料を前記高圧エアと共に噴射する燃料噴射手段とを備
   え、 前記計量電流と前記燃料噴射電流は連続して出力される
   と共に、 前記燃料噴射電流の値は前記計量電流の値よりも大き
   く、 前記燃料計量手段と前記燃料噴射手段とは同一のソレノ
   イド機構により駆動されることを特徴とする燃料噴射装
   置。