JP2013072292A - Safety valve with switch mechanism, and common-rail fuel injection control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、安全弁に係り、特に、コモンレールの高圧燃料を低圧側へ排出するために用いられる安全弁における機能の改善等を図ったものに関する。 The present invention relates to a safety valve, and more particularly to an improvement in function of a safety valve used for discharging common rail high-pressure fuel to a low-pressure side.
いわゆるコモンレール式燃料噴射制御装置は、高圧ポンプによって燃料を加圧して蓄圧器であるコモンレールへ圧送して蓄圧し、その蓄圧された高圧燃料をインジェクタへ供給することにより、インジェクタによる内燃機関への高圧燃料の噴射を可能として、燃費やエミッション特性等に優れるものとして良く知られているものである。
かかるコモンレール式燃料噴射制御装置においては、いわゆる機械式の安全弁をコモンレールに取り付け、レール圧が所定の閾値を超えた際に、安全弁を開弁状態として、高圧燃料を低圧側へ放出可能として、装置の安全を確保した構成が採られることが多い。
A so-called common rail type fuel injection control device pressurizes fuel by a high pressure pump, pumps it to a common rail which is an accumulator, accumulates the pressure, and supplies the accumulated high pressure fuel to the injector. It is well known as being capable of fuel injection and excellent in fuel consumption, emission characteristics, and the like.
In such a common rail type fuel injection control device, a so-called mechanical safety valve is attached to the common rail, and when the rail pressure exceeds a predetermined threshold value, the safety valve is opened so that high pressure fuel can be discharged to the low pressure side. In many cases, a structure that ensures safety is adopted.
かかる安全弁は、コモンレール式燃料噴射制御装置の安全性確保に重要な機能を果たすものであるため、燃料噴射制御において、安全弁が開弁状態であるか、閉弁状態であるかを把握することは重要である。
いわゆる従来の機械式の安全弁は、それ自体、弁の開閉成の信号を外部へ出力する機能は無いため、例えば、コモンレール式燃料噴射制御装置に備えられた圧力センサにより検出されるレール圧の変動によって、安全弁の開閉成を検出する方法、装置等が提案、実用化されている(例えば、特許文献1等参照)。
Since such a safety valve performs an important function for ensuring the safety of the common rail fuel injection control device, it is not possible to grasp whether the safety valve is in an open state or a closed state in fuel injection control. is important.
A so-called conventional mechanical safety valve itself does not have a function of outputting a valve opening / closing signal to the outside, so that, for example, a change in rail pressure detected by a pressure sensor provided in a common rail fuel injection control device Has proposed and put to practical use a method, a device and the like for detecting the opening / closing of the safety valve (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、圧力センサにより検出されたレール圧の変化に基づいて、安全弁の開閉成を検出する方法にあっては、安全弁の開閉成と判断するレール圧の値、あるいは、範囲を如何に設定するかが重要となるが、個々の装置毎の動作特性のばらき等があるために、一律に設定することは困難であり、個々の装置毎の適正値の設定が必要とされるため、その作業等に時間、費用が掛かり、装置の高価格化を招くという問題がある。
また、圧力センサの検出感度が低下した場合等には、レール圧の検出自体は可能であっても、その検出値が正確でなくなるため、確実で、かつ、信頼性の高い安全弁の開閉成の検出が保証できないという問題がある。
さらには、圧力センサが完全に故障した場合には、安全弁の開閉成の検出が全くできなくなり、装置の動作に支障を来すという問題がある。
However, in the method for detecting the opening / closing of the safety valve based on the change in the rail pressure detected by the pressure sensor, how to set the value or range of the rail pressure that is determined to be the opening / closing of the safety valve? However, since there are variations in the operating characteristics of individual devices, it is difficult to set them uniformly and it is necessary to set appropriate values for each device. There is a problem that it takes time and money to increase the price of the apparatus.
In addition, when the detection sensitivity of the pressure sensor is reduced, the rail pressure can be detected, but the detected value is not accurate. Therefore, a reliable and reliable safety valve can be opened and closed. There is a problem that detection cannot be guaranteed.
Furthermore, when the pressure sensor completely fails, there is a problem in that it is impossible to detect the opening / closing of the safety valve, which hinders the operation of the apparatus.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、圧力センサに頼ることなく、比較的簡易な構成で、安全弁の開閉成の検出を可能とするスイッチ機構付き安全弁、及び、コモンレール式燃料噴射制御装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a safety valve with a switch mechanism that enables detection of the opening and closing of a safety valve with a relatively simple configuration without relying on a pressure sensor, and a common rail fuel injection control A device is provided.
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るスイッチ機構付き安全弁は、
弁座と、前記弁座に対して着座、離間可能な弁体とを有し、前記弁体は、前記弁座方向へ押圧ばねにより押圧されて前記弁座に着座可能とする一方、前記弁座が形成されると共に開口を有する流路を有し、前記流路を介して流入せしめられる高圧燃料により前記押圧ばねに抗して前記弁体を前記弁座から離間可能とし、前記高圧燃料の流入により前記弁体が前記弁座より離間せしめられた際に、前記弁座と前記弁体間を介して前記弁体が位置する部位側への前記高圧燃料の流入を可能とすると共に、前記弁体が位置する部位側で前記流路とは別個に設けられた排出路を介して前記流入せしめられた高圧燃料を低圧側へ排出可能としてなる安全弁であって、
前記弁体から前記弁座と反対方向へ伸びるニードルの端部に、前記弁体の着座、離間に応じて開閉成せしめられるスイッチ機構が設けられてなるものである。
In order to achieve the above object of the present invention, a safety valve with a switch mechanism according to the present invention comprises:
A valve body and a valve body that can be seated on and separated from the valve seat, the valve body being pressed by a pressing spring in the valve seat direction to be seated on the valve seat; A seat having a flow path having an opening, and allowing the valve body to be separated from the valve seat against the pressing spring by the high-pressure fuel introduced through the flow path; When the valve body is separated from the valve seat by inflow, the high-pressure fuel can flow into the portion where the valve body is located through the valve seat and the valve body, and A safety valve capable of discharging the inflowed high-pressure fuel to a low-pressure side through a discharge path provided separately from the flow path on the side where the valve body is located;
A switch mechanism that opens and closes according to the seating and separation of the valve body is provided at the end of the needle extending from the valve body in the direction opposite to the valve seat.
本発明によれば、弁体の弁座へ対する着座、離間に伴い、開閉成されるスイッチ機構を設ける構成とすることにより、比較的簡易な構成で、安全弁の開閉成を確実に、高い信頼性で検出することができ、圧力センサによるレール圧の変化に基づいて安全弁の開閉成を検出する従来装置に用いることで、圧力センサ故障時であっても、安全弁の開閉成の確実な検出がなされ、それによって、迅速な次善策を講ずることができ、信頼性の高いコモンレール式燃料噴射制御装置を実現できるという効果を奏するものである。
スイッチ機構自体は、アナログ信号を出力するものでなく、固定接点部材と移動接点部材の間の導通、非導通を検出可能とした構成であるため、マイクロコンピュータのいわゆるデジタル入力を用いて開閉成の判断が可能となり、スイッチ機構自体が開閉成に応じたアナログ信号を出力するものと異なり、マイクロコンピュータにおける判定基準値の設定調整、いわゆる適合作業と称されるような作業が不要となるため、従来に比して低コスト化が可能となる。
According to the present invention, by providing a switch mechanism that opens and closes when the valve body is seated on and separated from the valve seat, the safety valve can be reliably opened and closed with a relatively simple configuration. By using the conventional device that detects the opening and closing of the safety valve based on the change in rail pressure by the pressure sensor, it is possible to reliably detect the opening and closing of the safety valve even when the pressure sensor fails. As a result, it is possible to take a quick suboptimal measure and to achieve a highly reliable common rail fuel injection control device.
The switch mechanism itself does not output an analog signal, but is configured to detect conduction and non-conduction between the fixed contact member and the moving contact member. Therefore, the switch mechanism can be opened and closed using a so-called digital input of a microcomputer. This makes it possible to make judgments, and unlike the switch mechanism itself that outputs an analog signal according to the opening and closing, setting adjustment of the judgment reference value in the microcomputer, so-called calibration work is not required, As a result, the cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図5を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるスイッチ機構付き安全弁が用いられるコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例について、図1を参照しつつ説明する。
このコモンレール式燃料噴射制御装置は、高圧燃料の圧送を行う高圧ポンプ装置50と、この高圧ポンプ装置50により圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール1と、このコモンレール1から供給された高圧燃料をエンジン3の気筒へ噴射供給する複数の燃料噴射弁2−1〜2−nと、燃料噴射制御処理や後述する開閉成判定処理などを実行する電子制御ユニット(図1においては「ECU」と表記)4を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる構成自体は、従来から良く知られているこの種の燃料噴射制御装置の基本的な構成と同一のものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, a configuration example of a common rail fuel injection control device in which a safety valve with a switch mechanism according to an embodiment of the present invention is used will be described with reference to FIG.
The common rail fuel injection control device includes a high
Such a configuration itself is the same as the basic configuration of this type of fuel injection control apparatus that has been well known.
高圧ポンプ装置50は、供給ポンプ5と、調量弁6と、高圧ポンプ7とを主たる構成要素として構成されてなる公知・周知の構成を有してなるものである。
かかる構成において、燃料タンク9の燃料は、供給ポンプ5により汲み上げられ、調量弁6を介して高圧ポンプ7へ供給されるようになっている。調量弁6には、電磁式比例制御弁が用いられ、その通電量が電子制御ユニット4に制御されることで、高圧ポンプ7への供給燃料の流量、換言すれば、高圧ポンプ7の吐出量が調整されるものとなっている。
The high-
In this configuration, the fuel in the
なお、供給ポンプ5の出力側と燃料タンク9との間には、戻し弁8が設けられており、供給ポンプ5の出力側の余剰燃料を燃料タンク9へ戻すことができるようになっている。
また、供給ポンプ5は、高圧ポンプ装置50の上流側に高圧ポンプ装置50と別体に設けるようにしても、また、燃料タンク9内に設けるようにしても良いものである。
燃料噴射弁2−1〜2−nは、エンジン3の気筒毎に設けられており、それぞれコモンレール1から高圧燃料の供給を受け、電子制御ユニット4による噴射制御によって燃料噴射を行うようになっている。
A
The
The fuel injection valves 2-1 to 2-n are provided for each cylinder of the
本発明のコモンレール1には、余剰燃料をタンク9へ戻すリターン通路(図示せず)に、安全弁10が設けられており、コモンレール1内のレール圧が、安全弁10において設定された所定圧を越えると、安全弁10が開弁状態となり、コモンレール1の燃料を低圧側のリターン通路(図示せず)を介してタンク9へ排出することで、レール圧の不用意な上昇が制限されるようになっている。
The
電子制御ユニット4は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ(図示せず)を中心に、RAMやROM等の記憶素子(図示せず)を有すると共に、燃料噴射弁2−1〜2−nを駆動するための駆動回路(図示せず)や、調量弁6の通電を行うための通電回路(図示せず)を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる電子制御ユニット4には、コモンレール1の圧力を検出する圧力センサ11の検出信号が入力される他、エンジン回転数やアクセル開度、また、燃料温度などの各種の検出信号が、エンジン3の動作制御や燃料噴射制御に供するために入力されるようになっている。
The
In addition to the detection signal of the
図2には、本発明の実施の形態におけるスイッチ機構付き安全弁10の構成例が示されており、以下、同図を参照しつつ、その構成等について説明する。
本発明の実施の形態における安全弁10は、ケーシング20を有し、このケーシング20には、ケーシング20内部と外部とを連通するように流路21が形成され、この流路21のケーシング20内部に開口する部位に、弁体22が着座、離間する弁座23が形成されると共に、弁体22が押圧ばね24と共にケーシング20内に配されてなるものである(詳細は後述)。
FIG. 2 shows a configuration example of the
The
ケーシング20は、大凡有低筒状に形成されてなる主ケーシング20aと、この主ケーシング20aの開口部分を塞ぐように、かしめによって主ケーシング20aと締結される副ケーシング20bとから構成されたものとなっている。
主ケーシング20aは、その内部に、第1中空部20a−1と第2中空部20a−2が、底部20a−3と反対側の開口側から順に形成されており、第1中空部20a−1は、第2中空部20a−2よりも大径に形成されたものとなっている。第1中空部20a−1は、後述する副ケーシング20bの中空部20b−1と共に、弁体22のフランジ部22bが収納される収納部20cを形成するようになっている。
この主ケーシング20aの開口側の端部周縁からは、比較的肉薄に形成されたかしめ片20dが反開口側へ延設されており、後述するように副ケーシング20bの端部外周にかしめられるものとなっている。
The
In the
A
また、第2中空部20a−2には、押圧ばね24が収納されて弁体22を弁座23側へ付勢できるようになっている。
さらに、主ケーシング20aには、後述するコモンレール1の弁接続部41に取り付けられた際に、低圧室45に位置する部位に、主ケーシング20aの内部と外部とを連通するように連通孔20a−4が穿孔されている。
またさらに、この主ケーシング20aの外周面には、後述するコモンレール1の弁接続部41に取り付けられた際に、低圧室45に位置する部位よりもやや底部20a−3側に位置する部位には、弁接続用雄ねじ20eが形成されている。一方、この弁接続用雄ねじ20eに対応する、後述の弁接続室43の内周面の一部には、弁接続用雌ねじ43aが形成されており、安全弁10は、弁接続室43において、上述の弁接続用雄ねじ20eと弁接続用雌ねじ43aの螺合によって弁接続部41に固着されるようになっている。
The second
Furthermore, the
Furthermore, on the outer peripheral surface of the
一方、副ケーシング20bは、大凡有低筒状に形成されてなる点は、主ケーシング20aと同様であるが、中空部20b−1が扁平に形成されている点が、主ケーシング20aと異なっている。中空部20b−1は、主ケーシング20aの第1中空部20a−1と同一の内径に設定されており、この中空部20b−1側の副ケーシング20bの端面と主ケーシング20aの第1中空部20a−1側の端面とが接合されて、第1中空部20a−1と中空部20b−1により収納部20cが画成されるようになっている。
そして、中空部20b−1の底部の中央には、流路21が副ケーシング20bを貫通するように形成されており、中空部20b−1側と、燃料導入室42側とを連通できるようになっている。
On the other hand, the sub-casing 20b is generally the same as the
And the
また、流路21の中空部20b−1側の開口部分には、弁体22が着座する弁座23がテーパ状に形成されており、後述するようにして弁体22が着座、離間せしめられるものとなっている。
さらに、本発明の実施の形態における副ケーシング20bの中空部20b−1が位置する端部と反対側の端部の周縁近傍には、エッジ20fが、安全弁10の長手方向で中空部20b−1と反対側の方向へ突出形成されており、後述するように弁接続部41のシート用段部44と共にシート部26を形成するようになっている。
かかるエッジ20fは、例えば、環状に突出形成されたものが好適である。
Further, a
Further, in the vicinity of the peripheral edge of the end portion on the opposite side to the end portion where the
For example, the
弁体22は、円柱状に形成された柱状連結部22aを有し、その一端側に円盤状のフランジ部22bが形成される一方、他端側は、大凡半球状に形成されてシート部22cとなっており、先の弁座23に着座容易となっている。そして、フランジ部22bには、適宜な位置に燃料流通孔22dが穿孔されている。
The
また、弁体22のフランジ部22bの中央部分からはニードル22eが柱状連結部22aと反対方向へ延設されている。かかるニードル22eは、その長手軸方向(柱状連結部22aが左側に、主ケーシング20aの底部20a−3が右側に、それぞれ位置するよう図2を見た場合において、紙面左右方向)の長さが、同方向における主ケーシング20aの長さに比べてやや短めに設定されており、柱状連結部22aと反対側に位置する端部と主ケーシング20aの底部20a−3との間に、後述するようにスイッチ機構101が設けられている。
A
次に、スイッチ機構101について、主に図3を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態におけるスイッチ機構101は、ニードル22eの端部と主ケーシング20aの底部20a−3との間に設けられたものとなっている。
かかるスイッチ機構101は、移動接点部材31と、固定接点部材32と、接点付勢用ばね33とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
Next, the
The
The
移動接点部材31は、大凡リング状に形成されてなる接点部31aと、このリング状の開口部分に大凡凹状に形成されて一方の面側に突設された端部当接部31bとからなり、接点部31aは導電性部材により、端部当接部31bは絶縁性部材により、それぞれ形成されたものとなっている(図3参照)。
この移動接点部材31は、接点付勢用ばね33により弁座23方向へ付勢されるものとなっており、後述するように、弁体22が弁座23に着座している場合にあっては、ニードル22eと端部当接部31bとの間には僅かな隙間が生じた状態で接点部31aが固定接点部材32に当接するようになっている。なお、ここで、ニードル22eと端部当接部31bとの間の僅かな隙間は、弁体22のリフト量より充分小さくなるように設定されている。そして、弁体22が弁座23から離間した際には、ニードル22eの端部が端部当接部31bに当接し、接点付勢用ばね33の付勢力に抗して移動接点部材31が固定接点部材32から離間せしめられるようになっている。
The moving
The moving
なお、大凡リング状に形成されてなる接点部31aの外径は、後述するようにニードル22eの軸方向の移動と共に移動接点部材31が変位する際に、次述する固定接点部材32の内周面に接触することなく、内周面との間に十分な間隔を保持できるよう固定接点部材32の内径よりも小さい適宜な大きさに設定されたものとなっている。
Note that the outer diameter of the
固定接点部材32は、導電性部材を用いて大凡中空円筒状に形成されると共に、開口部分には円環状フランジ32aが形成されたものとなっている。
この固定接点部材32の底部32bの中央部には、ニードル貫通孔32cが穿孔されており、後述するようにニードル22eが貫通せしめられるようになっている。
かかる固定接点部材32は、円環状フランジ32aが主ケーシング20aの底部20a−3に接合するようにして固着されるものとなっているが、その際、内部には、底部32b側から順に、移動接点部材31、接点付勢用ばね33が収納されるものとなっている。
The fixed
A needle through-
The fixed
ここで、接点付勢用ばね33の外径は、移動接点部材31の大凡リング状に形成されてなる接点部31aの外径とほぼ同一に設定されたものとなっている。
そして、かかる接点付勢用ばね33は、固定接点部材32内部に移動接点部材31と共に収納された際に、接点部31aに接点付勢用ばね33の端部が当接するようになっている。
さらに、ニードル22eの長手軸方向における長さ、及び、ニードル22eの長手軸方向に沿った固定接点部材32の長さが適宜に設定されることにより、弁体22が弁座23に着座した状態において、移動接点部材31の端部当接部31bとニードル22eの端部との間に僅かな隙間を生じた状態で、接点部31aが固定接点部材32に当接せしめられるものとなっている一方、弁体22が弁座23から離間した際には、ニードル22eの端部が端部当接部31bに当接しつつ、接点付勢用ばね33の付勢力に抗して接点部31aが固定接点部材32から離間せしめられるものとなっている。
Here, the outer diameter of the
When the
Further, the length of the
一方、固定接点部材32が固着される主ケーシング20aの底部20a−3には、後述するコネクタ27を接続するための円柱状に形成されたコネクタ接続用ねじ穴20a−5が穿孔されている。このコネクタ接続用ねじ穴20a−5は、その内径が固定接点部材32の内径よりやや大きく設定されており、主ケーシング20aの内部側の開口部分から外側の開口部分のやや手前までの間の内周面にはコネクタ接続用雌ねじ20a−6が形成されると共に、外側の開口部分には、Oリング38を配設するための環状段部20a−7が形成されたものとなっている。
On the other hand, a connector connecting
コネクタ27は、絶縁性部材からなる電極保持部材35と導電性部材からなる柱状電極34とを有して構成されたものとなっている。電極保持部材35は、先のコネクタ接続用ねじ穴20a−5に挿入、螺合されるねじ接続部35aと、このねじ接続部35aの外径より大きな径を有するナット部35bと、ねじ接続部35aの外形より大で、かつ、ナット部35bの外径よりも小さな外径を有する外套部35cとが一体に形成されたものとなっている。
The
ねじ接続部35aは、円柱状に形成され、その外周面には、先のコネクタ接続用雌ねじ20a−6と螺合するコネクタ接続用雄ねじ35a−1がナット部35bの近傍まで形成されると共に、ナット部35b近傍のコネクタ接続用雄ねじ35a−1が形成されていない部位にはOリング38が外嵌されるようになっている。かかるOリング38により、コネクタ接続用雄ねじ35a−1がコネクタ接続用雌ねじ20a−6と螺合してコネクタ27が主ケーシング20aに接続された際に、安全弁10とスイッチ機構101との間の気密性が保持されるようになっている。
The
ナット部35bは、コネクタ接続用雄ねじ35a−1とコネクタ接続用雌ねじ20a−6とが螺合してコネクタ27が主ケーシング20aに接続された際に、丁度、主ケーシング20aの底部20a−3に当接する位置に形成されており、ナットと同等の機能を果たすものとなっている。
かかるねじ接続部35aとナット部35bには、その中心軸方向(図3において紙面左右方向)に沿って、ねじ接続部35aとナット部35bを貫くように電極貫通孔35dが穿孔されており、柱状電極34が埋設されるようになっている。
When the
In the
本発明の実施の形態における柱状電極34は、導電性部材を用いて、大凡柱状に形成され、その軸方向の長さは、電極貫通孔35dを貫通する十分な長さに設定されると共に、一方の端部近傍には、接点付勢用ばね33の外径とほぼ同一の外径を有する円環状当接フランジ34aが設けられたものとなっている。
かかる柱状電極34の外形に対応して、電極貫通孔35dは、その内径が柱状電極34の円環状当接フランジ34aを除いた部分の外径にほぼ等しく設定されたものとなっていると共に、一方の端部側、すなわち、主ケーシング20aの内部側に位置する端部には、円環状当接フランジ34aが嵌合される扁平大径部35eが形成されている。
また、外套部35cは、大凡中空円筒状に形成されたものとなっており、次述するように中空部分に位置する柱状電極34の一部を保護するようになっている。
The
Corresponding to the outer shape of the
Further, the
しかして、電極保持部材35には、先の柱状電極34の端部、すなわち、円環状当接フランジ34aとは反対側の端部側が、扁平大径部35e側から電極貫通孔35dへ挿入されてゆき、円環状当接フランジ34aが扁平大径部35eに嵌合せしめられて一体とされるものとなっている。
かかる状態において、柱状電極34の円環状当接フランジ34aとは反対側の端部は、外套部35cの中心軸方向(図3において紙面左右方向)のほぼ中央付近に位置するようになっている。
Thus, the end of the
In such a state, the end of the
かかるコネクタ27を主ケーシング20aに取り付けるには、先ず始めに、Oリング38を、ねじ接続部35aのナット部35b側の位置でコネクタ接続用雄ねじ35a−1が形成されていない部位に外嵌させ、次いで、ねじ接続部35aの先端部を、主ケーシング20aの底部20a−3側からコネクタ接続用ねじ穴20a−5へ入れ込んでゆき、コネクタ接続用雄ねじ35a−1部分がコネクタ接続用雌ねじ20a−6部分に接触した時点で、コネクタ27全体を時計周りにゆっくりと回してコネクタ接続用雄ねじ35a−1とコネクタ接続用雌ねじ20a−6とを螺合させてゆく。そして、丁度、コネクタ接続用雄ねじ35a−1とコネクタ接続用雌ねじ20a−6との螺合が済んだところで、ナット部35bが底部20a−2に接合した状態となり(図3参照)、コネクタ27が主ケーシング20の底部20a−3に取り付けられた状態となる。
In order to attach the
このようにコネクタ27が主ケーシング20aに取着された状態において、主ケーシング20aの内部側では、先に述べたように固定接点部材32、移動接点部材31、及び、接点付勢用ばね33が取り付けられた際に、接点付勢用ばね33の柱状電極34側の端部は、丁度、円環状当接フランジ34aと常時接触状態とされるようになっている。
Thus, in the state where the
かかる安全弁10は、コモンレール1に設けられた弁接続部41に接続され、コモンレール1の高圧燃料が流路21を介して流入できるようになっている(図2参照)。
すなわち、弁接続部41は、その概略の外観形状が大凡柱状に形成されると共に、その内部は中空状に形成され、その長手軸方向で、コモンレール1の高圧燃料により満たされる燃料導入室42と、安全弁10が嵌挿される弁接続室43とに2分されるようになっている。
燃料導入室42と弁接続室43の間には、環状にシート用段部44が形成されており、このシート用段部44の内周面の内径は、安全弁10の副ケーシング20bの外径より若干大きく設定されたものとなっている(図2参照)。
かかるシート用段部44には、先に述べた副ケーシング20bのエッジ20fが当接し、シート部26が形成され、燃料導入室42から弁接続室43側への燃料の漏れを防止するようになっている。
The
That is, the
A
The
弁接続室43は、主ケーシング20aの外径とほぼ同一の内径を有する中空状の部位が、燃料導入室42と反対側の端部から形成されると共に、シート用段部44付近の一部分の部位の内径は、主ケーシング20aの外径より大に設定されており、安全弁10との間に低圧室45が画成されるようになっている。
この低圧室45は、弁接続室43に安全弁10が取り付けられた際に、主ケーシング20aに穿孔された連通孔20a−4が臨む位置となっている。
In the
When the
そして、この低圧室45が形成された弁接続部41の部位には、適宜な位置に外部接続孔25が穿孔されており、安全弁10の連通孔20a−4から低圧室45へ排出された高圧燃料が外部接続孔25を介して燃料タンク9(図1参照)への接続路(図示せず)へ導かれるようになっている。
また、本発明の実施の形態においては、安全弁10を構成する主ケーシング20aの外径とほぼ同一の内径を有する弁接続室43の内周面の一部、すなわち、低圧室45に移る直前の部位には、弁接続用雌ねじ43aが形成される一方、対応する主ケーシング20aの外周面の部位には、弁接続用雌ねじ43aと螺合する弁接続用雄ねじ20eが形成されている。
And the
Further, in the embodiment of the present invention, a part of the inner peripheral surface of the
しかして、安全弁10は、副ケーシング20b側から弁接続室43へ挿入され、上述の弁接続用雄ねじ20eが弁接続用雌ねじ43aのやや手前に位置したあたりから、安全弁10全体を時計回り方向へ回して、弁接続用雄ねじ20eと弁接続用雌ねじ43aとを螺合させてゆき、先のエッジ20fがシート用段部44に当接したところで、弁接続部41への安全弁10の取り付けが完了するものとなっている。
なお、本発明の実施の形態においては、安全弁10の主ケーシング20aの外周面には、上述のように安全弁10が弁接続部41に取り付けられた際に、弁接続部41の端部に近接する位置に弁当接フランジ20a−8が一体に突設形成されている一方、弁接続部41の端面には、Oリング配設用段部41bが形成されており、安全弁10が先に述べたように弁接続部41に取り付けられた際に、Oリング配設用段部41bと主ケーシング20aの外周面との間に形成される空隙に弁接続用Oリング46が配設できるようになっている。これによって、低圧室45から外部への燃料漏れが防止されるようになっている。
Accordingly, the
In the embodiment of the present invention, the outer surface of the
安全弁10は、上述のように弁接続部41に取り付けられた状態において、高圧燃料により弁体22を弁座23から離間せしめるよう作用する力が、弁体22に対する予め設定された押圧ばね24の付勢力を越えない状態にあっては、当然の事ながら、弁体22が弁座23に着座した状態である。そして、かかる状態において、スイッチ機構101においては、移動接点部材31の接点部31aが、接点付勢用ばね33により固定接点部材32に当接せしめられた状態となっているが、この際、端部当接部31bとニードル22eとの間には、ニードル22eのリフト量よりも充分小さな隙間が生じた状態となっている。
In the state where the
そして、高圧燃料の圧力が、弁体22に対する押圧ばね24の付勢力を越えると弁体22が弁座23から離間し、高圧燃料は流路21から弁体22と弁座23の間隙を通り、燃料流通孔22dを経て、主ケーシング20a内へ流入する。主ケーシング20a内に流入した高圧燃料は、連通孔20a−4から低圧室45へ流入し、低圧室45から外部接続孔25を介して図示されない配管を通って燃料タンク9へ戻されるようになっている。
この際、スイッチ機構101においては、上述の弁体22の弁座23からの離間に伴うニードル22eの変位により、移動接点部材31が固定接点部材32から離れ、スイッチ機構101が開成状態となり、次述するように電子制御ユニット4により検出されることとなる。
When the pressure of the high pressure fuel exceeds the urging force of the
At this time, in the
次に、上記構成における本発明の実施の形態のスイッチ機構付き安全弁におけるスイッチ機構101の動作、及び、その開閉成の電子制御ユニット4による検出処理について、図4及び図5を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては、必要に応じて、図2及び図3をも適宜参照することとする。
まず、スイッチ機構101の開閉成は、柱状電極34とグランドとの間で検出可能となっている。
すなわち、固定接点部材32は、電気的に主ケーシング20a、弁接続部41と導通状態となっており、弁接続部41は、グランドに接続されたものとなっている(図2参照)。
Next, the operation of the
First, opening / closing of the
That is, the fixed
一方、柱状電極34は、接点付勢用ばね33を介して移動接点部材31の接点部31aと電気的に常に導通状態となっていると共に、電子制御ユニット4内に設けられたプルアップ回路60を介してマイクロコンピュータ(図4においては「CPU」と表記)4aのデジタル入力ポート(図4においては「INd」と表記)に接続されるようになっている(図4参照)。
すなわち、プルアップ回路60は、バッテリ電源(図示せず)とグランドとの間に、プルアップ用第1の抵抗器61とプルアップ用第2の抵抗器62が直列接続されて設けられて構成されたものとなっており、2つの抵抗器61,62の相互の接続点に柱状電極34が図示されない配線によって接続されると共に、マイクロコンピュータ4aのデジタル入力ポートINdに接続されたものとなっている。
On the other hand, the
That is, the pull-up
このスイッチ機構101は、先に述べたように、高圧燃料の圧力が押圧ばね24の付勢力を越えず、弁体22が弁座23に着座した状態にあっては、移動接点部材31が固定接点部材32に当接した状態となる。かかる状態にあっては、柱状電極34は、接点付勢用ばね33、移動接点部材31の接点部31a、固定接点部材32、主ケーシング20a、及び、弁接続部41を介してグランドに接続されることとなる。
したがって、電気的には、図4(A)に示されたように、スイッチ機構101が閉成状態とされて、プルアップ用第1及び第2の抵抗器61,62との接続点は、グランド電位とされ、同時にマイクロコンピュータ4aのデジタル入力ポートINdもグランド電位となる。
As described above, in the
Therefore, electrically, as shown in FIG. 4A, the
一方、高圧燃料の圧力が押圧ばね24の付勢力を越えて、弁体22が弁座23から離間した際には、ニードル22eの端部が端部当接部31bに当接して、移動接点部材31は固定接点部材32から離間し、それによって、接点付勢用ばね33及び移動接点部材31を介しての柱状電極34と固定接点部材32との電気的導通状態が断たれることとなる。
したがって、スイッチ機構101は開成状態となるため、プルアップ用第1及び第2の抵抗器61,62の相互の接続点の電位は、電源電圧VBを、これら2つの抵抗器61,62により抵抗分圧した値となる(図4(B)参照)。この抵抗分圧の値は、2つの抵抗器61,62のそれぞれ抵抗値を適宜選択することで所望する大きさとすることができるものであり、後述する電子制御ユニット4におけるスイッチ機構101の開閉成判定処理に適する値に設定することが可能である。
On the other hand, when the pressure of the high pressure fuel exceeds the urging force of the
Therefore, since the
図5には、電子制御ユニット4により実行されるスイッチ機構101の開閉成判定処理手順がサブルーチンフローチャートに示されており、以下、同図を参照しつつ、その内容について説明する。
まず、図5に示されたサブルーチンフローチャートは、電子制御ユニット4のマイクロコンピュータ4aにおいて実行される種々の車両の動作制御のための処理、例えば、燃料噴射制御処理などと共に、実行されるサブルーチン処理のひとつとなっているものである。
FIG. 5 shows a subroutine flowchart showing the opening / closing determination processing procedure of the
First, the subroutine flowchart shown in FIG. 5 shows the subroutine processing executed together with the various vehicle operation control processing executed by the
しかして、マイクロコンピュータ4aにより処理が開始されると、最初に、デジタル入力ポートINdの電圧Vpが、所定の閾値Kを越えているか否かが判定されることとなる(図5のステップS202参照)。
ここで、所定の閾値Kは、先に説明したようにスイッチ機構101が開成状態(図4(B)参照)となった場合に、抵抗器61,62の相互の接続点の電圧として入力ポートINdにおいて検出されるべき電圧である。
Thus, when processing is started by the
Here, the predetermined threshold value K is the input port voltage as the voltage at the connection point between the
ステップS202において、Vp>Kであると判定された場合(YESの場合)には、安全弁10が開弁状態であると判定される(図5のステップS204参照)一方、Vp>Kではないと判定された場合(NOの場合)には、安全弁10は閉弁状態であると判定されることとなる(図5のステップS206参照)。
ステップS204、又は、ステップS206の処理後は、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。
If it is determined in step S202 that Vp> K (in the case of YES), it is determined that the
After the process of step S204 or step S206, the process once returns to the main routine (not shown).
ここで、ステップS204、S206において得られた、安全弁10が開弁状態か、閉弁状態かの判定結果は、メインルーチンにおける故障判定処理などにおいて次述するように参照されるものとなっている。
すなわち、先に説明したように、本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置(図1参照)は、圧力センサ11を備え、従来同様、圧力センサ11により検出されたコモンレール1内のレール圧力の変化によって、安全弁10の開弁、閉弁を判定することを基本としているものを前提としている。
Here, the determination result obtained in steps S204 and S206 as to whether the
That is, as described above, the common rail fuel injection control device (see FIG. 1) according to the embodiment of the present invention includes the
そして、本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置においては、圧力センサ11により検出されたレール圧による安全弁10の開弁、閉弁の判定に加えて、上述したスイッチ機構101の開成、閉成の判断処理を行うことで、安全弁10の開弁、閉弁の判断の信頼性を、従来に比してより高いものとしている。
In the common rail fuel injection control apparatus according to the embodiment of the present invention, in addition to the determination of the opening and closing of the
すなわち、圧力センサ11によるレール圧の検出により、安全弁10は閉弁状態であると判定された際に、同時に、図5で説明したように安全弁10は閉弁状態であるとの判定結果が得られた(図5のステップS206参照)場合は、2つの判定結果が一致していることから安全弁10が閉弁状態であることの判断に高い信頼を置くことが可能となる。これは、安全弁10が開弁状態の場合でも同様である。
That is, when it is determined that the
一方、圧力センサ11によるレール圧の検出に基づく安全弁10が開弁か、閉弁状態かの判定結果と、スイッチ機構101の開閉成による安全弁10が開弁か、閉弁状態かの判定結果とが一致しなかった場合には、圧力センサ11かスイッチ機構101のいずれかが故障と疑われるが、例えば、エンジン3の動作状況、具体的には、エンジン回転数、燃料噴射量等から、エンジン3の動作に特段の異常がなければ、圧力センサ11が故障であることがより疑われる。
したがって、この場合には、圧力センサ11が故障であることを報知することができ、圧力センサ11のみで安全弁10の開弁、閉弁の判定を行っていた従来装置に比して、より早期に、的確な対応を採ることが可能となり、ひいては車両の高い安全性、信頼性確保に資することとなる。
On the other hand, the determination result of whether the
Therefore, in this case, it can be notified that the
このように、本発明の実施の形態において、スイッチ機構101は、圧力センサ11に対して補助的なものとして用いられる場合を説明したが、勿論、圧力センサ11に代えて、スイッチ機構101のみで安全弁10の開弁、閉弁の判定を行う構成としても良いものである。
As described above, in the embodiment of the present invention, the case where the
安全弁の開弁、閉弁状態のより信頼性の高い検出を可能とすることが所望される安全弁や、これを用いたコモンレール式燃料噴射制御装置に適する。 It is suitable for a safety valve that is desired to enable more reliable detection of the opening and closing states of a safety valve and a common rail fuel injection control device using the safety valve.
10…安全弁
31…移動接点部材
32…固定接点部材
33…接点付勢用ばね
34…柱状電極
101…スイッチ機構
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記弁体から前記弁座と反対方向へ伸びるニードルの端部に、前記弁体の着座、離間に応じて開閉成せしめられるスイッチ機構が設けられてなることを特徴とする安全弁。 A valve body and a valve body that can be seated on and separated from the valve seat, the valve body being pressed by a pressing spring in the valve seat direction to be seated on the valve seat; A seat having a flow path having an opening, and allowing the valve body to be separated from the valve seat against the pressing spring by the high-pressure fuel introduced through the flow path; When the valve body is separated from the valve seat by inflow, the high-pressure fuel can flow into the portion where the valve body is located through the valve seat and the valve body, and A safety valve capable of discharging the inflowed high-pressure fuel to a low-pressure side through a discharge path provided separately from the flow path on the side where the valve body is located;
A safety valve comprising a switch mechanism that opens and closes according to seating and separation of the valve body at an end of a needle extending from the valve body in a direction opposite to the valve seat.
前記移動接点部材は、前記ニードルの反弁体側の端部との当接を可能とする端部当接部と、前記固定接点部材との当接を可能とする接点部とを有してなり、
前記固定接点部材は、弁体が弁座に着座せしめられた状態において、前記移動接点部材の前記接点部と当接する位置に固設され、少なくとも前記移動接点部材の前記接点部、前記固定接点部材、及び、前記接点付勢用ばねは導電性部材を用いてなり、前記弁体の弁座への着座、離間に伴い、前記移動接点部材の前記接点部と前記固定接点部材とが接触、離間し、前記移動接点部材の前記接点部と前記固定接点部材間に導通、非導通状態を生成可能に構成されてなることを特徴とする請求項1記載の安全弁。 The switch mechanism includes a moving contact member that is displaced according to the movement of the needle, and a fixed contact member that is fixed at a predetermined position in the displacement direction of the moving contact member, and constantly biases the moving contact member toward the valve body. A contact energizing spring is provided,
The moving contact member has an end contact portion that enables contact with the end portion of the needle on the side opposite to the valve body, and a contact portion that enables contact with the fixed contact member. ,
The fixed contact member is fixed at a position where the valve element is in contact with the contact portion of the moving contact member in a state where the valve body is seated on the valve seat, and at least the contact portion of the moving contact member, the fixed contact member The contact urging spring uses a conductive member, and the contact portion of the moving contact member and the fixed contact member come into contact with and separate from each other as the valve body is seated on and separated from the valve seat. 2. The safety valve according to claim 1, wherein the safety valve is configured to be able to generate a conductive / non-conductive state between the contact portion of the moving contact member and the fixed contact member.
前記安全弁は、弁座と、前記弁座に対して着座、離間可能な弁体とを有し、前記弁体は、前記弁座方向へ押圧ばねにより押圧されて前記弁座に着座可能とする一方、前記弁座が形成されると共に開口を有する流路を有し、前記流路を介して流入せしめられる高圧燃料により前記押圧ばねに抗して前記弁体を前記弁座から離間可能とし、前記高圧燃料の流入により前記弁体が前記弁座より離間せしめられた際に、前記弁座と前記弁体間を介して前記弁体が位置する部位側への前記高圧燃料の流入を可能とすると共に、前記弁体が位置する部位側で前記流路とは別個に設けられた排出路を介して前記流入せしめられた高圧燃料を低圧側へ排出可能としてなり、
前記弁体から前記弁座と反対方向へ伸びるニードルの端部に、前記弁体の着座、離間に応じて開閉成せしめられるスイッチ機構が設けられてなることを特徴とするコモンレール式燃料噴射制御装置。 The fuel in the fuel tank is pressurized and pumped to the common rail by a high-pressure pump, and high-pressure fuel can be injected into the engine via a fuel injection valve connected to the common rail, and the rail pressure of the common rail is controlled by an electronic control unit. The common rail fuel injection control device is provided with a safety valve that can be controlled, and is provided with a safety valve that opens when the rail pressure exceeds a predetermined pressure and allows fuel to be released to the low pressure side. ,
The safety valve includes a valve seat and a valve body that can be seated on and separated from the valve seat, and the valve body is pressed by a pressing spring in the valve seat direction so as to be seated on the valve seat. On the other hand, the valve seat is formed and has a channel having an opening, and the valve body can be separated from the valve seat against the pressing spring by the high-pressure fuel introduced through the channel, When the valve body is separated from the valve seat by the inflow of the high-pressure fuel, the high-pressure fuel can flow into the part where the valve body is located between the valve seat and the valve body. In addition, it becomes possible to discharge the high-pressure fuel introduced into the low-pressure side through a discharge path provided separately from the flow path on the side where the valve body is located,
A common rail fuel injection control device, wherein a switch mechanism that is opened and closed according to seating and separation of the valve body is provided at an end of a needle extending from the valve body in a direction opposite to the valve seat. .
前記移動接点部材は、前記ニードルの反弁体側の端部との当接を可能とする端部当接部と、前記固定接点部材との当接を可能とする接点部とを有してなり、
前記固定接点部材は、弁体が弁座に着座せしめられた状態において、前記移動接点部材の前記接点部と当接する位置に固設され、少なくとも前記移動接点部材の前記接点部、前記固定接点部材、及び、前記接点付勢用ばねは導電性部材を用いてなり、前記弁体の弁座への着座、離間に伴い、前記移動接点部材の前記接点部と前記固定接点部材とが接触、離間し、前記移動接点部材の前記接点部と前記固定接点部材間に導通、非導通状態を生成可能に構成されてなることを特徴とする請求項3記載のコモンレール式燃料噴射制御装置。 The switch mechanism includes a moving contact member that is displaced according to the movement of the needle, and a fixed contact member that is fixed at a predetermined position in the displacement direction of the moving contact member, and constantly biases the moving contact member toward the valve body. A contact energizing spring is provided,
The moving contact member has an end contact portion that enables contact with the end portion of the needle on the side opposite to the valve body, and a contact portion that enables contact with the fixed contact member. ,
The fixed contact member is fixed at a position where the valve element is in contact with the contact portion of the moving contact member in a state where the valve body is seated on the valve seat, and at least the contact portion of the moving contact member, the fixed contact member The contact urging spring uses a conductive member, and the contact portion of the moving contact member and the fixed contact member come into contact with and separate from each other as the valve body is seated on and separated from the valve seat. 4. The common rail fuel injection control device according to claim 3, wherein a conductive state and a non-conductive state can be generated between the contact portion of the moving contact member and the fixed contact member.
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