JPS59213936A - 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の改良に関する。

自動車用内燃機関においては、アルコールを燃料とする
ものがあるが、アルコールはガソリンに比較して揮発性
が低（かつ着火性が劣るため、アルコールのみでは、低
温時、機関の始動性および殿開始動後のアイドル安定性
が良くない。従って、アルコールを主燃料とする内燃機
関においては、従来、吸気マニホールドの集合部に燃料
噴射弁が設けられ、低温始動時、および、機関始動後暖
機完了までの間は、気化器から供給されるアルコールに
加えて、補助燃料として、前記燃料噴射弁からガソリン
を噴射するようにしていた。該ガソリンは、ガソリンタ
ンクから燃料ポンプで汲み出され、そして、その噴射量
は、機関の運転状態に応じてマイクロコンピュータによ
り制御するようにされている。従って、斯かる内燃機関
においては、気化器仕様であるにもかかわらず、ガソリ
ン専用の燃料ポンプ、機関の運転状態を検知するための
各種センサ、マイクロコンピュータ、および、燃料噴射
弁が必要になり、構造が複雑で高価なものになるという
不具合があった。

また、斯かる内燃機関においては、気化器から供給され
るアルコール量と無関係に、該アルコールに加えてガソ
リンが供給されるが、その燃焼状態を詳細に調査してみ
ると、機関暖機中、機関のシリンダ内壁面の温度が低い
間は、シリンダ内で燃焼するのはガソリンのみで、アル
コールはほとんど燃焼せず、アルコールは生ガスのまま
排出されていることが判明した。従って、前記のように
、アルコールとガソリンとを同時に供給する方法につい
ては、上記運転中アルコールは全く無駄に消費されてい
ることになる。

この対策としては、従来のガソリン用気化器をアルコー
ル用として用い、該気化器において、機械的な手段によ
り、アルコールの供給を停止して、その代わりガソリン
が供給できるようにしたものが提案されている（特開昭
５６−８８９３８）。

しかしながら、この方法では、アルコールとガソリンと
の切り替えは、手動で行うようにされており、その判断
は運転者の感覚にまかされているため、ガソリンへの切
り替えが必要であるにもかかわらず、アルコールで運転
して機関不調を招いたり、ガソリンへの切り替えが必要
でないにもかかわらず、ガソリンで運転して高価なガソ
リンを浪費するということが考えられる。

本発明の目的は、機開始動性が悪い燃料（例えば、アル
コール）を主燃料とした内燃機関であって、機関の特定
運転状態のときは、機開始動性が良い補助燃料（例えば
、ガソリン）を、主燃料の代わりに用いることにより機
関の低温始動性および低温運転性を向上させるようにし
たものにおいて、機関の温度に応じて、主燃料と補助燃
料との切り替えを自動的に行うようにすることにより、
従来の手動切り替えの場合にありがちな運転者の判断の
誤りに基づく機関不調、および？ｉｌｉ　ＩＩＪ燃料の
浪費を防止することにある。

この目的は、本発明によれば、 機関低温始動性が悪い燃料を主燃料とし、該主燃料を貯
蔵する主燃料溜めと、機関低温始動性が良い燃料を補助
燃料とし、該補助燃料を貯蔵する補助燃料溜めと、前記
主燃料溜めより気化器のアイドルポートおよびスローボ
ートに主燃料を送給するスロー系燃料通路と、該スロー
系燃料通路の途中に介在され、該スロー系燃料通路を開
閉する第１の電磁弁と、該第１の電磁弁の下流の前記ス
ロー系燃料通路と前記補助燃料溜めとを連絡する補助燃
料通路と、該補助燃料通路の途中に介在され、該補助燃
料通路を開閉する第２の電磁弁と、機関の温度により開
閉し、該温度の所定値を境にして開閉状態が変化する電
気スイッチと、機関の温度が前記所定値以下の場合のみ
機関始動後作動開始して、所定時間後に前記電気スイッ
チの開閉状態を反転させ°るタイマと、前記電気スイッ
チと前記タイマとの作動に応動して、機関の温度が前記
所定値以下の場合には、機関の始動時および機関始動後
前記所定時間だけ、前記第１の電磁弁をして前記スロー
系燃料通路を閉塞せしめ、かつ、前記第２の電磁弁をし
て前記補助燃料通路を開放せしめ、機関の温度が前記所
定値よりも高い場合には、前記第１の電磁弁をして前記
スロー系燃料通路を開放せしめ、かつ、前記第２の電磁
弁をして前記補助燃料通路を閉塞せしめる制御装置とか
ら成ることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置によっ
て達成される。

斯かる構成の内燃機関の燃料供給装置によれば、機関の
温度が所定値以下の場合には、機関の始動時および機関
始動後所定時間は、気化器のアイドルボートおよびスロ
ーボートより、主燃料にかわって補助燃料のみが吐出さ
れる。従って、従来と同様に、機関の始動性および機関
始動後のアイドル安定性が向上すると同時に、この場合
、主燃料は全く供給されないため、主燃料が節約される
。

ここで、上記の場合において、前記補助燃料は、機関の
温度に応じて、自動的に吐出される。

斯くして、本発明によれば、従来の手動切り替えのもの
（前記特開昭５６−８８９３８）と比較して、運転者の
判断の誤りに基づく機関早開、および、補助燃料の浪費
を防止することが可能となるという効果を奏する。また
、本発明によれば、当然ながら、運転者の運転操作の負
担を軽減さゼることが可能となるという効果も奏する。

なお、本発明においては、前記補助燃料を供給するのに
主燃料用の気化器を利用し、専用の燃料噴射弁、マイク
ロコンピュータ等を用いていないので、安価に製造でき
るという効果も奏する。

つぎに、本発明の実施例を図面を基にして詳細に説明す
る。図は、本発明の一実施例のシステム全体図である。

同図において、１は気化器を示し、吸気マニホールド２
の上流側に取付けられている。

気化器１の内部には、吸気通路３が設けられており、該
吸気通路３内にはスロットル弁４が配置されている。ス
ロットル弁４の近傍であって、その下ｍ　側にはスロー
ボート５おいてアイドルボート６が吸気通路３に開口し
ている。該スローボート５には盲栓７がなされ、該アイ
ドルボート６にはアイドルアジャストスクリュ８が取付
けられている。スローボート５とアイドルボート６とは
、スロー系燃料通路９を介してフロート室ｌＯと連通さ
れている。８亥フロート室１０には、アルコールが貯蔵
されている。前記スロー系燃料通路９の途中には絞り１
１が設けられており、その近傍には、第１の電磁弁１２
が取付けられている。該絞り１１は、第１の電磁弁１２
のニードル１３によって開閉される。絞り１１の下流の
スロー系燃料通路９は、補助燃料通路１４を介してガソ
リン溜め１５と連絡されている。ガソリン溜め１５は、
気、化器１に取付けられている。補助燃料通路１４のス
ロー系燃料通路９への開口部近くには、絞り１６が設げ
られており、その近傍には第２の電磁弁１７が取付けら
れている。該絞り１６は、第２の電磁弁１７のニードル
１８によって開閉される。

前記吸気マニホールド２には、機関冷却水が導かれる温
水通路１９が設けられており、温水通路壁２０には該温
水通路１９に臨んで、温度に応じて開閉する温度制御型
電気スイッチ２１が取付げられている。該温度制御型電
気スイッチ２１は、バイメタル２２によって開閉される
ハイメクル接点２３と、ＰＴＣヒータ２４とを有する。

図示しない機関本体には、オイルボール２５に臨んでオ
イル圧力に応じて開閉する油圧制御型電気スイッチ２Ｇ
が取付けられている。該油圧制御型電気スイッチ２６は
、ダイヤフラム２７と、該ダイヤフラム２７に取イ」け
られた電極２８と、ケース２９に取付げられた電極３０
と、ダイヤフラム２７を押圧する圧縮コイルばね３１と
を有する。

ケース２９内において、圧縮コイルばね３１が配置され
ている側と反対側の室には、オイルホール２５のオイル
圧が導かれている。

３２、３３、３４は、それぞれ、第１の電磁リレー、第
２の電磁リレー、第３の電磁リレーを示し、第１の電磁
リレー３２は、常開の電気スイッチ３５を有する。第２
の電磁リレー３３も、同様に、常開の電気スイッチ３６
を有し、第３の電磁リレー３４は、常開の電気スイッチ
３７と常開の電気スイッチ３８とを有する。

３９はバッテリ、４０はイグニッションスイッチを示し
、イグニッションスイッチ４０は、イグニッション接点
４１をオン、オフする。前記油圧制御型電気スイッチ２
６は、第１の電磁リレー３２の電磁コイル４２を介して
イグニッション接点４１に接続されている。前記温度制
御型電気スイッチ２１のＰＴＣヒータ２４は、第１の電
磁リレー３２の電気スイッチ３５を介してイグニソショ
ン接点４１に接続されており、また、バイメタル２２は
、第２の電磁リレー３３の電磁コイル４３を介してイグ
ニッション接点４１に接続されている。第１の電磁弁１
２は、第３の電磁リレー３４の電気スイッチ３８を介し
てイグニッション接点４１に接続されており、また、第
２の電磁弁１７ば、第３の電磁リレー３４の電気スイッ
チ３７を介してイグニッション接点４１に接続されてい
る。

また、イグニッション接点４１は、第２の電磁リレー３
３の電気スイッチ３６と第３の電磁リレー３４の電磁コ
イル４４を介して接地されている。

本実施例においては、さらに、車両の低温加速時、気化
器１の吸気通路３内に加速用ガソリンを吐出する加速ポ
ンプ４５が設りられている。加速ポンプ４５は、気化器
１の本体内をダイヤフラム４６によって区画された第１
のダイヤフラム室４７と第２のダイヤフラム室４８とを
有する。第１のダイヤフラム室４７には、ダイヤプラム
４６を押圧する圧縮コイルばね４９が配置されている。

第２のダイヤフラム室４８には、入口５０と出口５１が
設けられており、入口５０は補助燃料供給通路５２を介
してガソリン溜め１５に接続されている。出口５１は補
助燃料吐出通路５３を介してベンチュリ部５４の上流の
吸気通路３に突出した加速ノズル５５に連通されている
。補助燃料供給通路５２の途中には、チェックバルブ５
６が設けられており、該チェックバルブ５６はガソリン
溜め１５から第２のダイヤフラム室４８に向かう燃料の
流れのみを許容する。補助燃料吐出通路５３の途中にも
、チェックバルブ５７が設けられており、該チェックバ
ルブ５７ば、第２のダイヤフラム室４８から加速ノズル
５５に向かう燃料の流れのみを許容する。第１のダイヤ
フラム室４７は、負圧通路５日を介して吸気マニホール
ド２内と連通されており、該負圧通路５８の途中には、
温度制御型負圧切替弁５９が配置されている。該温度制
御型負圧切替弁５９は、前記温水通路壁２０に取付けら
れており、冷却水温度に応じてスナップ状のバイメタル
板６０を反転させ、負圧通路５８を開閉する。

上記の実施例の作用および効果を説明する。機関始動時
にあたって、機関冷却水の温度が低く、従って、温水通
路１９内の冷却水の温度が低いときは、温度制御型電気
スイッチ２１のバイメタル２２は、バイメタル接点２３
を閉じている。従って、イグニッションスイッチ４０が
閉じられると、第２の電磁リレー３３の電磁コイル４３
が励磁され、電気スイッチ３６は閉じられる。電気スイ
ッチ３６が閉じられると、第３の電磁リレー３４の電磁
コイル４４が励磁され、電気スイッチ３８は開かれて、
電気スイッチ３７は閉じられる。従って、第１の電磁弁
１２には給電されず、第２の電磁弁１７のみに給電され
るため、絞り１１は閉じられたままで、絞り１６は開か
れる。次いで、スタータモータ（図示しない）が回転す
ると、吸気マニホールド２内に生じる負圧により、補助
燃料通路１４を介してスローボート５およびアイドルボ
ート６からガソリンが吐出され、機関は容易に始動する
。

機関が始動してもオイル圧力が上昇しない間はこの状態
が継続する。やがて、オイル圧力が上昇すると、油圧制
御型電気スイッチ２６が閉じられる。油圧制御型電気ス
イッチ２６が閉じられると、第１の電磁リレー３２の電
磁コイル４２が励磁されるため、電気スイッチ３５が閉
じられ、温度制御型電気スイッチ２１のＰＴＣヒータ２
４に給電される。なお、この状態においても、依然とし
て、機関へはガソリンのみが供給されている。

ＰＴＣヒータ２４の温度が上昇すると、ＰＴＣヒータ２
４の発生熱により、バイメタル２２は湾曲して、バイメ
タル接点２３が開かれる。バイメタル接点２３が開かれ
ると、第２の電磁リレー３３の電磁コイル４３は消磁さ
れるため、電気スイッチ３６は開き、同時に、第３の電
磁リレー３４の電磁コイル４４も消磁される。従って、
電気スイッチ３８は閉じられ、電気スイッチ３７は開か
れる。このため、第２の電磁弁１７への給電は停止され
、第１の電磁弁１２への給電が開始される。

従って、絞り１６は閉じられ、代わって、絞り１１が開
かれる。斯くして、以後、ガソリンに代わって、スロー
ボー１−５およびアイドルボート６よりアルコールが供
給される。

このように、本実施例においては、 機関の冷却水温度が所定値以下の場合には、機関の始動
時および機関始動後所定時間は、気化器１のアイドルボ
ート５および°スローボート６より、アルコールにかわ
ってガソリンのみが吐出される。

従って、従来と同様に、機関の始動性および機関始動後
のアイドル安定性が向上すると同時に、この間は、アル
コールは全く供給されないため、アルコールが節約され
る。

ところで、この場合において、前記ガソリンは、機関の
温度に応じて、自動的に吐出される。

斯くして、本実施例によれば、従来の手動切替のものく
前記特開昭５６−８８９３８）と比較して、運転者の判
断の誤りに基づく機関不調、および、ガソリンの浪費を
防止することが可能となるという効果を奏する。

また、本実施例によれば、当然ながら、運転者の運転操
作の負担を軽減させることが可能となるという効果も奏
する。

なお、前記したように、機関暖機中、機関のシリンダ内
壁面の温度が低い間は、アルコールが供給されても、該
アルコールはほとんど燃焼しない。

本実施例において、油圧制御型電気スイッチ２６および
ＰＴＣヒータ２４はタイマーとされており、その設定時
間は、機関始動後、機関のシリンダの内壁面の温度がア
ルコール可燃温度に上昇するまでの時間にあらかじめ定
められている。

上記実施例の加速ポンプ４５の作動を説明する。

前記機関始動後、機関の冷却水温度が充分に上昇しない
間は、温度制御型負圧切替弁５９は、負圧通路５８を開
いている。従って、吸気マニホールド負圧により、加速
ポンプ４５のダイヤフラム４６は圧縮コイルばね４９の
押圧力に抗して左方向に移動しているため、第２のダイ
ヤフラム室４８内は、ガソリンで満たされている。この
とき、スロットル弁４が大きく開けられて加速運転が行
われると、吸気マニホールド２内はほぼ大気圧になり、
同時に、第１のダイヤフラム室４７内も同圧になる。従
って、圧縮コイルばね４９の押圧力によりダイヤフラム
４６は右方向へ移動して、第２のダイヤフラム室４８内
のガソリンを加速ノズル５５より吐出させる。従って、
気化器１のメインノズル（図示しない）より吐出されて
いるアルコールに加えて、ガソリンが供給されるため、
低温加速時の車両の運転性が向上する。

このように、前記加速用ガソリンは、車両加速時、自動
的に吐出される。

斯くして、本実施例によれば、当然ながら、上記車両の
加速時、運転者はそのための操作を何らする必要はない
。また、上記説明かられかる通り、加速ポンプ４５は、
従来のガソリン用気化器の補助加速ポンプをそっくりそ
のまま流用したにすぎないものであるので、きわめて低
コストである。

以上述べたように、本実施例においては、機関の運転状
態に応じて、自動的にガソリンを供給することができる
ため、アルコール燃料機関において、円滑な運転を行う
ことが容易となる。

また、本実施例においては、従来のガソリン用気化器そ
のものをアルコール用として用い、該気化器にガソリン
制御用の第２の電磁弁１７を付加し、かつ、従来の気化
器の補助加速ポンプをガソリン用の加速ポンプ４５とし
て利用しているだけであるので、従来のようにガソリン
専用の燃料噴射弁、マイクロコンビエータ等を用いたも
のと比較して、きわめて安価に製造できる。

なお、機関始動にあたって、機関の冷却水の温度が高い
ときの本実施例の作動は次の通りである。

すなわち、該状態のときは、温度制御型電気スイッチ２
１のバイメタル２２は、バイメタル接点２３を開いてい
る。従って、イグニッションスイッチ４０が閉じられて
も、第２の電磁リレー３３の電磁コイル４３は励磁され
ず、電気スイッチ３６は開かれたままである。斯くして
、第３の電磁リレー３４の電磁コイル４４も消磁された
ままで、電気スイッチ３８は閉じ、電気スイッチ３７は
開いている。従って、バッテリ３９の電気は、第１の電
磁弁１２にのみ給電される。このため、機関冷却水の温
度が高いときは、機関始動時からアルコールが供給され
、ガソリンは供給されない。また、機関冷却水温度が高
いときは、温度制御型負圧切替弁５９は負圧通路５８を
閉じているため、車両が加速されても、加速ポンプ４５
は作動しない。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例に係る内燃機関の燃料供給装置
のシステム全体図である。 ５−−−−−スローボート ６−・・−アイドルボート ９−−−−−スロー系燃料通路 １０・−一一一一主燃料溜め １２−−−−一第１の電磁弁 １４〜−−−−一補助燃料通路 １７−−−−第２の電磁弁 ２２・−−一−−バイメタル ２：Ｌ−−−−−バイメタル接点　（電気スイッチ）３
２−−一第１の電磁リレーＡ 出願人　トヨタ自動胆未幻缶仕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 次の構成要件から成ることを特徴とする内ｆ［関の燃料
   供給装置。 （イ）機関低温始動性が悪い燃料を主燃料とし、該主燃
   料を貯蔵する主燃料溜め、 （ロ）機関低温始動性が良い燃料を補助燃料とし、該補
   助燃料を貯蔵する補助燃料溜め、 （ハ）前記主燃料溜めより気化器のアイドルボートおよ
   びスローボー１−に主燃料を送給するスロー系燃料通路
   、 （ニ）該スロー系燃料通路の途中に介在され、該スロー
   系燃料通路を開閉する第１の電磁弁、（ボ）該第１の電
   磁弁の下流の前記スロー系燃料通路と前記補助燃料溜め
   とを連絡する補助燃料通路、 （へ）該補助燃料通路の途中に介在され、該補助燃料通
   路を開閉する第２の電磁弁、 （ト）機関の温度により開閉し、該温度の所定値を境に
   して開閉状態が変化する電気スイッチ、（チ）機関の温
   度が前記所定値以下の場合のみ機関始動後作動開始して
   、所定時間後に前記電気スイッチの開閉状態を反転させ
   るタイマ、（す）前記電気スイフチと前記タイマとの作
   動に応動して、機関の温度が前記所定値以下の場合には
   、機関の始動時および機関始動後前記所定時間だけ、前
   記第１の電磁弁をして前記スロー系燃料通路を閉塞せし
   め、かつ、前記第２の電磁弁をして前記補助燃料通路を
   開放せしめ、機関の温度が前記所定値よりも高い場合に
   は、前記第１の電磁弁をして前記スロー系燃料通路を開
   放せしめ、かつ、前記第２の電磁弁をして前記補助燃料
   通路を閉塞せしめる制御装置