JP4030483B2 - 自動車用燃料供給装置 - Google Patents
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Description
この図において、燃料ポンプ1は、ポンプ本体部1aと、ポンプ本体部1aを駆動する電気モーター部1bと、後述するエンジン5の停止時に燃料配管3を含む燃料系統を燃料で充填してエンジンの始動性を高めるための逆止弁1cとを備えており、燃料タンク2内に配設されている。また、燃料ポンプ1は、燃料配管3を介して燃料配管の燃料圧力を所定の制御圧に制御する燃圧レギュレータ7と、上記燃料配管3に圧送された燃料を蓄圧する蓄圧器30と、上記燃料配管3の燃料圧力を計測する圧力検出器22と、燃料噴射弁4とに接続されている。
切り替えリレー21は、エンジン制御装置20のポンプ制御部20aにより、燃料配管3内の圧力が第1設定圧P1となった時に接点21aを開くことにより、電源Eから燃料ポンプ1のモーター部1bへの給電を停止し、燃料配管3内の圧力が第1設定圧P1より低い第2設定圧P2となった時に接点21aを投入してモーター部1bへの給電を開始するように制御される。
また、調圧室9は、吐出口9aと、ダイヤフラム10に取り付けられ、吐出口9aを開閉する弁部9bとを備えている。そして、スプリング室8が分岐配管11aを介して吸気管6の燃料噴射弁4の上流側に連通され、調圧室9が分岐配管11bを介して燃料配管3に連通されている。さらに、調圧室9が吐出口9aおよびリターン配管12を介して燃料タンク2に連通されている。
格納室32はニトリルゴム(NBR)で蛇腹状に形成された筒状の隔壁33と、隔壁33の所定位置に埋設されたステンレス製の金属リング34と、上記隔壁33の他端(図8、図9の下端)に気密に取り付けられた円盤状の端板35とから構成され、隔壁33の一端(図8、図9の上端)を筐体31の内壁に気密に取り付けることにより、上記金属リング34が上記隔壁の形成時に一体モールド形成されるようになっている。
また、蓄圧器30は上記のような複雑な構造であるため、エンジンルーム内もしくは燃圧レギュレータ内もしくは燃料タンク内に配設する際は、一般走行時の上下振動による可動部の劣化対策および衝突時における耐久性対策に多くのコストを要するという問題点もあった。
また、従来の蓄圧器が不必要であるため、蓄圧器の配設に伴う一般走行時の上下振動による可動部の劣化対策および衝突時の耐久性対策等が不要となる。
以下、この発明の実施の形態1を図にもとづいて説明する。
図1は、実施の形態1による自動車用燃料供給装置の全体構成を示す系統図である。
この図において、エンジン制御装置13は、ポンプ制御部13aと、燃料演算制御部13bとを備えている。燃料圧力検出器22は燃料配管3に接続され、燃料配管3内の燃料の圧力を検出し、圧力検出信号をエンジン制御装置13に出力する。燃圧レギュレータ7は燃料配管3に分岐配管11bによって接続されており、スプリング室8と燃料配管3内の燃料が分岐配管1lbを介して導入される調圧室9により構成されている。
また、上記燃料補正は、通常の制御周期による上記燃料補正演算と並行して、燃料噴射弁4の開弁開始時間と同期して任意の周期毎に一定期間、燃料補正演算を実施し、上記通常燃料補正演算結果を燃料噴射弁4の開弁中に再補正する制御機能を有するようにされている。
まず、初期状態として、エンジン5が長時間にわたり停止している状態では、燃料配管3内に充満している燃料の圧力は、逆止弁1cからの微量の燃料漏洩により低下し、略大気圧(1Kg)となっている。この状態において、燃料ポンプ1を駆動すると、燃料配管3内の燃料圧力はポンプ締め切り圧力まで上昇しようとする。一方、燃圧レギュレータ7は、スプリング8aのバネ圧が大気圧基準で4.0Kgに設定されているので、燃圧レギュレータ7による燃料配管3内の制御圧P0は大気圧基準で4.0Kgとなる。そこで、調圧室9には燃料配管3内の燃料圧力が燃圧レギュレータ7で制御される4.0Kg(制御圧P0)になるまで燃料が流入し続け、4.0Kgを超えると、ダイヤフラム10がスプリング8aのバネ圧に抗してスプリング室8側へ押圧されるため、弁部9bが吐出口9aから離れる結果、燃料は調圧室9およびリターン配管12を介して燃料タンク2に還流される。
そこで、調圧室9およびリターン配管12を介して燃料タンク2に還流される燃料の流量が増大すると、燃料配管3内の燃料圧力が上昇することになる。そして、エンジン制御装置13が燃圧検出器22の出力にもとづいて燃料配管3内の燃料圧力をモニターしており、燃料圧力が大気圧基準で4.0Kgを越えたことを検知すると、ポンプ制御部13aより燃料ポンプ制御装置13cに入力されるDUTY駆動信号を0%とし、燃料ポンプ1を停止する。
燃料は非圧縮性であるため、燃料配管3内の燃料圧力が燃料噴射弁4からの燃料噴射により低下する。そして、燃料圧力検出器22により、燃料圧力が第2設定圧P2まで低下したことを検知すると、ポンプ制御部13aから燃料ポンプ制御装置13cに任意のDUTYが設定されたDUTY駆動信号が入力されることにより、燃料ポンプ1をDUTY駆動信号に対応した吐出量で駆動する。
燃料配管3内の燃料圧力は、図示のように、エンジン5の運転状況に応じた速度で第2設定圧P2まで低下する。この燃料配管3内の燃料圧力の低下過程において、エンジン制御装置13は、燃料配管3内の燃料圧力を制御周期T1毎に、燃料圧力検出器22の出力にもとづいてモニターし、図2の時間t(n-1)における燃料圧力P(n-1)と時間t(n)における燃料圧力P(n)から燃料配管3内の予測燃料圧力を次式にもとづいて演算する。
PFlead(n) :予測燃料圧力
PF(n) :今回燃料圧力
PF(n-1) :前回燃料圧力
T1 :制御周期
KL :補正係数
Tinj_fp=(Tinj-Td)*KFP+Td ・・・(1-1)
Tinj_fp:燃圧補正後の燃料噴射弁駆動時間
Tinj :燃圧補正前の燃料噴射弁駆動時間
Td :燃料噴射弁の無駄時間
KFP :燃圧補正係数
また、燃料ポンプ1の停止後における燃料配管3内の燃料圧力の低下過程において、圧力検出器22の検出値に応じて燃料圧力の変動を予測し、この予測値と燃圧レギュレータ7の制御圧に応じて通常の制御周期による燃料補正演算を行い、さらにこの燃料補正演算結果を、燃料噴射弁4の開弁開始時間と同期した任意の制御周期での燃料補正演算により、燃料噴射弁4の開弁中に再補正することにより、蓄圧器30が配設されていなくても、運転状況に拘わらず、エンジン5への必要燃料供給量が確保され、正確な空燃比制御を行うことができ、不整燃焼の発生に起因するノッキング等の発生を防止することができる。
次に、この発明の実施の形態2を図にもとづいて説明する。図3は、実施の形態2による自動車用燃料供給装置の全体構成を示す系統図である。
この図において、図1と同一または相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略する。図1と異なる点は、燃圧レギュレータ7の燃料還流口9aに、開口・閉口可能に構成されたバルブ15aと、該バルブを開口・閉口する手段としての動力装置15bとを備え、この動力装置15bがエンジン制御装置13に接続され、エンジン制御装置13からの入力信号によって制御されるようになされている点である。
通常出力運転時はエンジン制御装置13によりリターン配管12の燃料還流口9aは閉口され、燃料タンク2に燃料は全く還流されない。まず、任意の吐出能力で燃料ポンプ1が駆動され、燃料が燃料配管3内に充満されると、リターン配管12の燃料還流口9aは閉口され、かつ、燃料ポンプ1の吐出量を任意に設定できるため、エンジン5が必要とする噴射量以上の燃料を燃料ポンプ1で吐出する必要がなく、電力損失を低減することができる。
この燃料噴射により、燃料配管3内の燃料圧力が低下する。そして、エンジン制御装置13が、燃料配管3内の燃料圧力が第2設定圧P2となったことを検知すると、燃料ポンプ1が任意の吐出量で再駆動され、燃料が燃料配管3内に充満された初期状態に戻る。
また、エンジン5の運転状況が、高回転および高負荷時では、燃料ポンプ1の吐出燃料が無駄に還流される量が少ないので、バルブ15aにより燃圧レギュレータ7の燃料還流口9aを開口し、燃料ポンプ制御装置13cに入力されるDUTY駆動信号を0%とし、切り替えリレー13dをONとすることにより、燃料ポンプ1を連続運転することができる。
従って、この実施の形態2においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
なお、以上の説明では、燃圧が第1設定圧P1を越えた時、DUTYを0%とし、燃料ポンプを停止する場合について説明したが、消費燃料量をまかなう量前後を確保する所定DUTYとして、ポンプ駆動を抑制してもよい。
5 エンジン、 6 吸気官、 7 燃圧レギュレータ、 8 スプリング室
9 調圧室、 9a 吐出口、 9b 弁体、 10 ダイヤフラム、
11b 分岐配管、 12 リターン配管、 13 エンジン制御装置、
13a ポンプ制御部、 13b 燃料演算制御部、 l3c 燃料ポンプ制御装置、
13d 切り替えリレー、 14 エアーフローセンサー、 22 燃料圧力検出器。
Claims (2)
- 燃料タンク内の燃料を逆止弁を含む燃料配管を経て燃料噴射弁に圧送する燃料ポンプと、上記燃料配管に接続され、上記燃料配管の燃料圧力を所定の制御圧に制御する燃圧レギュレータと、上記燃料配管内の燃料圧力を計測する圧力検出器と、上記圧力検出器の出力が第1設定圧P1になると燃料ポンプ制御装置に入力されるDUTY駆動信号を所定DUTYにすることにより、上記燃料ポンプの駆動を抑制もしくは停止し、上記圧力検出器の出力が上記第1設定圧P1および上記燃圧レギュレータの所定の制御圧より低い第2設定圧P2になると、上記燃料ポンプ制御装置に入力されるDUTY駆動信号を、必要とされる燃料吐出量に応じたDUTYに設定することにより、上記燃料ポンプを任意の吐出量で駆動するポンプ制御手段と、上記圧力検出器の出力から得られた上記燃料配管内の燃料圧力にもとづいて燃料圧力の変動を制御周期毎に予測し、この予測値と上記燃圧レギュレータの制御圧にもとづいてエンジンへの燃料供給量を算出すると共に、算出された燃料供給量が得られるように上記燃料噴射弁の開弁時間を制御する燃料補正手段と、上記制御周期毎の燃料補正演算と並行して、上記燃料噴射弁の開弁開始時間と同期して上記燃料噴射弁の閉弁までの一定期間、任意の周期毎に上記燃料補正演算を実施し、上記制御周期での燃料補正演算結果を上記燃料噴射弁の開弁中に再補正する制御手段とを備えたことを特徴とする自動車用燃料供給装置。
- 上記燃圧レギュレータは、燃料還流口を開口もしくは閉口することにより燃料タンクに還流される燃料を制御し得るようにしたことを特徴とする請求項1記載の自動車用燃料供給装置。
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