(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が貯留された燃料タンクの下方に配設されて、
この燃料タンクから前記燃料を吸引した後に加圧することにより、
この燃料を内燃機関の吸気通路内に噴射するようにした電子制御燃料噴射装置であって、
ボディと、
このボディ内に装着されて、前記燃料を吸引圧送するプランジャポンプと、
前記ボディに装着されて、前記燃料を噴射する噴射ノズルとを備え、
前記プランジャポンプが、
シリンダと、
このシリンダ内に摺動可能に装着されて加圧室を形成するプランジャと、
このプランジャを励磁するソレノイドコイルとからなり、
前記ボディには、
その下部に、前記プランジャの動作によって前記加圧室に連通させられる吸引部が設けられ、
上部には、余剰燃料を前記燃料タンクへ戻す戻し部が設けられ、
さらに、前記シリンダとソレノイドコイルとの間に、吸引部から分岐させられた燃料の一部を前記戻し部へ向けて案内する環流路が設けられており、
前記プランジャの加圧工程の初期段階において、
前記燃料に予圧を与える予圧弁が設けられ、
前記燃料が所定圧力まで上昇した時点で前記予圧弁の開放により前記加圧室の燃料の一部が排出路へ排出され、前記プランジャによる予圧動作が完了した時点で前記排出路を遮蔽することにより、前記燃料の加圧動作を開始させるスピル弁が設けられていることを特徴とする電子制御燃料噴射装置。
【請求項２】
前記プランジャの中心には、前記余剰燃料を前記戻し部へ導く排出路が形成されているとともに、この排出路内に、前記予圧弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子制御燃料噴射装置。
【請求項３】
前記吸引部の、前記環流路へ導かれる燃料の分岐部よりも下流側に、前記プランジャポンプの吸引行程時のみ前記燃料の、前記プランジャポンプ内への流入を許容する逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子制御燃料噴射装置。
【請求項４】
前記排出路には、前記燃料タンクへ連通させられた燃料戻し管が連設されているとともに、この燃料戻し管の端部が、前記燃料タンクの空間部に開放されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の電子制御燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子制御燃料噴射装置に係わり、特に、二輪車等の車両に搭載される内燃機関に用いられる電子制御燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば、二輪車等の車両に搭載された内燃機関においては、燃料を燃料噴射ポンプによって加圧しつつ燃料噴射ノズルへ送り込むとともに、この燃料噴射ノズルにおいて霧状にして吸気通路へ供給するいわゆる燃料噴射装置が用いられている。
【０００３】
そして、燃料を前記燃料噴射装置へ送り込むために、この燃料噴射装置と、燃料が貯留されている燃料タンクとを燃料供給パイプによって連結している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の燃料噴射装置にあっては、たとえば、雰囲気温度の上昇等によって燃料の温度が上昇すると、燃料内にベーパが発生する。
そして、このベーパ量が、燃料噴射ポンプの排出能力を超えた場合、燃料供給量の制御に不具合が生じてしまうといった問題点がある。
このような問題点を改善するために、従来においては、前記燃料噴射ポンプの上流側に、燃料を供給する燃料ポンプを配置し、この燃料ポンプによって燃料を常時所定圧力以上に加圧しておくようにしている。
【０００５】
本発明の請求項１に記載の電子制御燃料噴射装置は、前述した目的を達成するために、燃料が貯留された燃料タンクの下方に配設されて、この燃料タンクから前記燃料を吸引した後に加圧することにより、この燃料を内燃機関の吸気通路内に噴射するようにした電子制御燃料噴射装置であって、ボディと、このボディ内に装着されて、前記燃料を吸引圧送するプランジャポンプと、前記ボディに装着されて、前記燃料を噴射する噴射ノズルとを備え、前記プランジャポンプが、シリンダと、このシリンダ内に摺動可能に装着されて加圧室を形成するプランジャと、このプランジャを励磁するソレノイドコイルとからなり、前記ボディには、その下部に、前記プランジャの動作によって前記加圧室に連通させられる吸引部が設けられ、上部には、余剰燃料を前記燃料タンクへ戻す戻し部が設けられ、さらに、前記シリンダとソレノイドコイルとの間に、吸引部から分岐させられた燃料の一部を前記戻し部へ向けて案内する環流路が設けられており、前記プランジャの加圧工程の初期段階において、前記燃料に予圧を与える予圧弁が設けられ、前記燃料が所定圧力まで上昇した時点で前記予圧弁の開放により前記加圧室の燃料の一部が排出路へ排出され、前記プランジャによる予圧動作が完了した時点で前記排出路を遮蔽することにより、前記燃料の加圧動作を開始させるスピル弁が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の電子制御燃料噴射装置は、請求項１に記載の前記プランジャの中心には、前記余剰燃料を前記戻し部へ導く排出路が形成されているとともに、この排出路内に、前記予圧弁が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の電子制御燃料噴射装置は、請求項１または請求項２に記載の前記吸引部の、前記環流路へ導かれる燃料の分岐部よりも下流側に、前記プランジャポンプの吸引行程時のみ前記燃料の、前記プランジャポンプ内への流入を許容する逆止弁が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の電子制御燃料噴射装置は、請求項１ないし請求項３に記載の前記排出路には、前記燃料タンクへ連通させられた燃料戻し管が連設されているとともに、この燃料戻し管の端部が、前記燃料タンクの空間部に開放されていることを特徴とする。
【０００６】
しかしながら、このような燃料加圧によるベーパ除去方法にあっては、つぎのような改善すべき問題点が残されている。
すなわち、前述した対処方法にあっては、前記燃料噴射ポンプに至る燃料供給経路内の燃料を、常時所定圧力以上に保持しておくために、前述したように、燃料噴射ポンプ以外に燃料ポンプを必要とし、また、前記燃料供給経路を、高圧パイプないしは高圧ホースを用いて形成しなければならないから、製造コストが高騰するといった問題点である。
また、内燃機関の停止時においても、前記燃料を加圧した状態に保持しなければならないために、装置にかかる負荷が大きく、耐久性の面からも好ましくない。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、燃料噴射装置内へのベーパの混入を抑制し、かつ、安価で耐久性の高い電子制御燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の電子制御燃料噴射装置は、前述した目的を達成するために、燃料が貯留された燃料タンクの下方に配設されて、この燃料タンクから前記燃料を吸引した後に加圧することにより、この燃料を内燃機関の吸気通路内に噴射するようにした電子制御燃料噴射装置であって、ボディと、このボディ内に装着されて、前記燃料を吸引圧送するプランジャポンプと、前記ボディに装着されて、前記燃料を噴射する噴射ノズルとを備え、前記プランジャポンプが、シリンダと、このシリンダ内に摺動可能に装着されて加圧室を形成するプランジャと、このプランジャを励磁するソレノイドコイルとからなり、前記ボディには、その下部に、前記プランジャの動作によって前記加圧室に連通させられる吸引部が設けられ、上部には、余剰燃料を前記燃料タンクへ戻す戻し部が設けられ、さらに、前記シリンダとソレノイドコイルとの間に、吸引部から分岐させられた燃料の一部を前記戻し部へ向けて案内する環流路が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の電子制御燃料噴射装置は、請求項１に記載の前記プランジャの中心には、前記余剰燃料を前記戻し部へ導く排出路が形成されているとともに、この排出路内に、前記プランジャの加圧行程の初期段階において、前記燃料に予圧を与える予圧弁が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の電子制御燃料噴射装置は、請求項２に記載の前記加圧室内には、前記プランジャによる予圧動作が完了した時点でこのプランジャに当接させられて前記排出路を遮蔽することにより、前記燃料の加圧動作を開始させるスピル弁が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の電子制御燃料噴射装置は、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の前記吸引部の、前記環流路へ導かれる燃料の分岐部よりも下流側に、前記プランジャポンプの吸引行程時のみ前記燃料の、前記プランジャポンプ内への流入を許容する逆止弁が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の電子制御燃料噴射装置は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の前記排出部には、前記燃料タンクへ連通させられた燃料戻し管が連設されているとともに、この燃料戻し管の端部が、前記燃料タンクの空間部に開放されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の電子制御燃料噴射装置１が適用された燃料供給系を示す構成図である。
この燃料供給系は、燃料Ｆが貯留された燃料タンク２下方に、この燃料タンク２から前記燃料Ｆを吸引した後に加圧することにより、この燃料Ｆを内燃機関の吸気通路Ｉ内に噴射する前記電子制御燃料噴射装置１が配設され、この電子制御燃料噴射装置１の下部に設けられた吸引部１ａと前記燃料タンク２とが、燃料Ｆを供給するフィードパイプ３によって連通されるとともに、前記電子制御燃料噴射装置１の上部に設けられた戻し部１ｂと前記燃料タンク２とが、前記電子制御燃料噴射装置１から排出される余剰燃料を前記燃料タンク２へ戻すリターンパイプ４によって連通され、さらに、前記フィードパイプ３の途中に低圧フィルタ５が設けられていることによって構成されている。
【００１０】
前記電子制御燃料噴射装置１は、図２に示すように、ボディ６と、このボディ６内に装着されて、前記燃料Ｆを吸引圧送するプランジャポンプＰと、前記ボディ６に装着されて、前記燃料を噴射する噴射ノズル７とを備え、前記プランジャポンプＰが、シリンダ８と、このシリンダ８内に摺動可能に装着されて加圧室９を形成するプランジャ１０と、このプランジャ１０を励磁するソレノイドコイル１１とからなり、前記ボディ６には、その下部に、前記吸引部１ａを構成する吸引用コンタクトパイプ１２が設けられ、上部には、前記戻し部１ｂを構成する戻し用コンタクトパイプ１３が設けられ、さらに、前記シリンダ８とソレノイドコイル１１との間に、前記吸引部１ａにおいて分岐させられた燃料の一部を前記戻し部１ｂへ向けて案内する環流路１４が設けられた基本構成となっている。
【００１１】
次いで、これらの詳細について説明すれば、前記シリンダ８には、その上部外周を覆うように前記戻し用コンタクトパイプ１３が被嵌され、また、前記シリンダ８の下部には、アウターシリンダ１５が被嵌され、さらに、前記アウターシリンダ１５と前記戻し用コンタクトパイプ１３との間に中間パイプ１６が介装されている。
【００１２】
そして、前記戻し用コンタクトパイプ１３、中間パイプ１６、および、アウターシリンダ１５を覆うように、環状のコア１７が被嵌されており、このコア１７に前記ソレノイドコイル１１が巻回され、また、前記コア１７の内周面と、前記戻し用コンタクトパイプ１３、中間パイプ１６、および、アウターシリンダ１５の外周面との間に、前記環流路１４が形成されている。
【００１３】
また、前記アウターシリンダ１５の下部は、前記ボディ６の下方から突出させられており、その突出端の内部に、前記加圧室９に連通させられた計量オリフィス１８が装着されている。
【００１４】
前記プランジャ１０の中心には、前記余剰燃料を前記戻し部へ導く排出路１０ａが形成されているとともに、この排出路１０ａ内に、前記プランジャ１０の加圧行程の初期段階において、前記燃料Ｆに予圧を与える予圧弁１９が設けられている。
【００１５】
前記アウターシリンダ１５の内部で、前記計量オリフィス１８の上部には、前記プランジャ１０の下端部と間隔をおいてサブシリンダ２０が装着されており、このサブシリンダ２０の外周面と、前記アウターシリンダ１５の内周面および前記シリンダ８の内周面との間に、前記加圧室９が形成されている。
【００１６】
そして、前記サブシリンダ２０の上端部には、前記プランジャ１０による予圧動作が完了した時点でこのプランジャ１０に当接させられて前記排出路１０ａを遮蔽することにより、前記燃料の加圧動作を開始させるスピル弁２１が設けられ、また、前記サブシリンダ２０の下端部には、前記加圧室９内の燃料Ｆの圧力が所定圧力に達した時点で開放されるアウトレットチェック弁２２が設けられている。
【００１７】
さらに、前記アウターシリンダ１５の下端部で、前記吸引用コンタクトパイプ１２が装着された部位には、この吸引用コンタクトパイプ１２と前記加圧室９とを連通する吸引路１５ａが形成されており、この吸引路１５ａの途中に、前記プランジャ１０の吸引行程時のみ前記燃料Ｆの、前記加圧室９内への流入を許容する逆止弁としてのインレットチェック弁２３が設けられている。
【００１８】
また、前記アウターシリンダ１５には、前記環流路１４に連通されるとともに、前記吸引路１５ａに、前記インレットチェック弁２３の上流側において連通させられた分岐路２４が形成されており、前記吸引用コンタクトパイプ１２を介して吸引される燃料Ｆの一部を、常時前記環流路１４へ導くようになっている。
【００１９】
一方、前記噴射ノズル７は、前記アウターシリンダ１５の下端部外周に被嵌されるノズルボディ２５と、このノズルボディ２５内に配設された筒状のガイド部材２６と、このガイド部材２６の内部に往復動可能に装着された筒状の保持部材２７と、この保持部材２７の内側に往復動可能に装着されて、前記ガイド部材２６に形成されている燃料噴射通路２８を開閉するポペット弁２９とによって構成されている。
【００２０】
そして、図２において符号３０および３１は、前記プランジャ１０を中立位置に保持するためのニュートラルスプリングであり、符号３２、３３、３４、および、３５は、それぞれ、予圧弁１９、スピル弁２１、アウトレットチェック弁２２、および、ポペット弁２９を閉位置に付勢するためのリターンスプリングを示し、さらに、符号３６は、前記インレットチェック弁２３を閉位置に付勢するためのリターンスプリングである。
【００２１】
また、図２において符号３７は、前記噴射ノズル７が開放された際に、前記吸気通路Ｉ内の負圧によって前記噴射ノズル７へ空気を供給して、前記噴射ノズル７から噴射される燃料を霧状とするアシストエアオリフィスである。
【００２２】
さらに本実施形態においては、前記燃料タンクへ連通させられた燃料戻し管としての前記リターンパイプ４は、図１に示すように、その端部が、前記燃料タンク２の空間部に開放されている。
【００２３】
ついで、このように構成された本実施形態に係わる電子制御燃料噴射装置１の作用について説明する。
内燃機関とともにプランジャポンプＰが作動させられると、プランジャ１０が往復移動させられて、燃料タンク２内の燃料Ｆが、フィードパイプ３を介してプランジャポンプＰへ吸引された後に加圧されて、噴射ノズル７を介して霧状に吸気通路Ｉへ噴射される。
【００２４】
すなわち、前記燃料Ｆの吸引は、前記プランジャ１０が中立位置へ復帰させられる際に、加圧室９が負圧となされ、これによって、インレットチェック弁２３が開放されることにより、吸引路１５ａから加圧室９内に燃料Ｆが吸引される。
【００２５】
これより、前記ソレノイドコイル１１によって前記プランジャ１０が励磁されると、このプランジャ１０が、ニュートラルスプリング３１の弾性に抗して下降させられることにより、加圧室９内の燃料Ｆの加圧が開始される。
そして、このような加圧行程の初期段階において、前記インレットチェック弁２３が閉塞されて、前記加圧室９内の燃料Ｆが加圧されるが、燃料Ｆの圧力が所定圧力まで上昇させられた時点で、前記予圧弁１９の作用により、加圧室９内の燃料の一部がプランジャ１０内の排出路１０ａへ排出されることにより、前述した加圧行程の初期段階における燃料Ｆが所定の圧力に保持される。
【００２６】
そして、プランジャ１０の下降が継続されると、その下端面が、スピル弁２１によって閉塞されることにより、前記加圧室９内の燃料Ｆがさらに加圧され、その圧力が所定圧力まで上昇した時点で、アウトレットチェック弁２２が開放され、加圧室９内の燃料Ｆが、計量オリフィス１８を介して噴射ノズル７へ送り込まれ、この後に、ポペット弁２９が開放されることによって、前記燃料Ｆが燃料噴射通路２８を介して吸気通路Ｉへ噴射される。
そして、このような燃料噴射に際して、アシストエアオリフィス３７からアシストエアが供給されることにより、前述したように噴射される燃料Ｆの霧化が促進されつつ前記吸気通路Ｉへ供給される。
【００２７】
一方、前述した燃料Ｆの吸引動作によって、フィードパイプ３の、低圧フィルタ５の下流側が負圧となされることにより、この低圧フィルタ５の下流側においてベーパが発生し、また、燃料Ｆの噴射動作によって、前記プランジャポンプＰが発熱し、吸引される燃料Ｆの温度も徐々に上昇させられ、これによって、燃料Ｆの内部にベーパが発生する。
【００２８】
しかしながら、本実施形態においては、前記吸引路１５ａが、分岐路２４を介して前記プランジャ１０の周りに形成されている環流路１４へ連通され、さらに、前記戻し用コンタクトパイプ１３およびリターンパイプ４を経て燃料タンク２の上部空間部へ連通させられている。
【００２９】
したがって、吸引路１５ａのインレットチェック弁２３よりも上流側ににおいて発生させられたベーパ、および、温度が上昇させられることによって前記分岐路１５ａや環流路１４において発生させられたベーパは、その浮力により、前記環流路１４から戻し用コンタクトパイプ１３およびリターンパイプ４を経て燃料タンク２へ導かれ、この燃料タンク２の上部空間部へ放出される。
したがって、本実施形態においては、ベーパによる泡ポンプが形成されて、プランジャポンプＰに吸引されない余剰の燃料Ｆが、燃料タンク２からプランジャポンプＰの加圧室９をバイパスして燃料タンク２へ戻るように常時循環させられる。
このような余剰燃料Ｆの循環作用により、燃料Ｆ内に発生するベーパの殆どが燃料タンク２の空間部へ放出されることとなり、前記加圧室９内へのベーパ吸引量が大幅に抑制される。
【００３０】
また、仮に、前記加圧室９内にベーパが吸引された場合にあっても、本実施形態においては、加圧行程の初期段階において、前記燃料Ｆが、予圧弁１９によって予圧されることにより、混在するベーパが液化されることによって消滅される。
あるいは、予圧によって液化できなかったベーパは、燃料Ｆが所定圧力に至った際に、前記予圧弁１９が開放されることにより、この予圧弁１９を介してプランジャ１０の排出路１０ａへ送り込まれて燃料タンク２へ放出される。
【００３１】
このように、本実施形態に係わる電子制御燃料噴射装置１にあっては、プランジャポンプＰへのベーパの浸入が極力小さく抑えられて、プランジャポンプＰの吐出能力の低下が抑制され、これに伴い、燃料噴射量の制御精度が確保される。
しかも、前記ベーパを泡ポンプによる自然環流によって燃料タンク２へ放出するようにしていることから、ベーパ除去のために燃料Ｆを常時加圧しておく必要がなく、これによって、従来必要とされていた燃料ポンプが不要となり、かつ、燃料Ｆを循環させる諸パイプの要求耐圧性も小さくてすむ。
【００３２】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる電子制御燃料噴射装置によれば、プランジャポンプへのベーパの浸入を極力小さく抑え、プランジャポンプの吐出能力の低下を抑制し、これによって、燃料噴射量の制御精度を確保することができる。しかも、前記ベーパを泡ポンプによる自然環流によって燃料タンクへ放出するようにしていることから、ベーパ除去のために燃料を常時加圧しておく必要がなく、これによって、従来必要とされていた燃料ポンプが不要となり、かつ、燃料を循環させる諸パイプの要求耐圧性も小さくてすむ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる電子制御燃料噴射装置が適用された燃料供給系のシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す要部の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１  電子制御燃料噴射装置
１ａ  吸引部
１ｂ  戻し部
２  燃料タンク
３  フィードパイプ
４  リターンパイプ
５  低圧フィルタ
６  ボディ
７  噴射ノズル
８  シリンダ
９  加圧室
１０  プランジャ
１０ａ  排出路
１１  ソレノイドコイル
１２  吸引用コンタクトパイプ
１３  戻し用コンタクトパイプ
１４  環流路
１５  アウターシリンダ
１５ａ  吸引路
１６  中間パイプ
１７  コア
１８  計量オリフィス
１９  予圧弁
２０  サブシリンダ
２１  スピル弁
２２  アウトレットチェック弁
２３  インレットチェック弁
２４  分岐路
２５  ノズルボディ
２６  ガイド部材
２７  保持部材
２８  燃料噴射通路
２９  ポペット弁
３０  ニュートラルスプリング
３１  ニュートラルスプリング
３２  リターンスプリング
３３  リターンスプリング
３４  リターンスプリング
３５  リターンスプリング
３６  リターンスプリング
３７  アシストエアオリフィス
Ｆ  燃料
Ｉ  吸気通路
Ｐ  プランジャポンプ
【図１】
0004431268.tif 000002
【図２】
0004431268.tif 000003