JP5792589B2 - Pressure control device and fuel supply device - Google Patents

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Description

本発明は、圧力制御装置およびこれを備えた燃料供給装置に関するものである。   The present invention relates to a pressure control device and a fuel supply device including the same.

従来、車両に搭載された内燃機関の燃料供給装置は、燃料タンク内に貯留された燃料を燃料ポンプによって燃料消費部に供給するときに、その燃料消費部に対する燃料供給圧力を調整するための圧力制御装置を備えている。圧力制御装置は、燃料タンク内の燃料を汲み上げる燃料ポンプから、燃料消費部を構成するインジェクタへの燃料供給圧力を調圧するようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel supply device for an internal combustion engine mounted on a vehicle has a pressure for adjusting the fuel supply pressure to the fuel consumption unit when the fuel stored in the fuel tank is supplied to the fuel consumption unit by a fuel pump. A control device is provided. The pressure control device regulates the fuel supply pressure from the fuel pump that pumps up the fuel in the fuel tank to the injector constituting the fuel consumption unit.

このような圧力制御装置は、一般に、ハウジング内をダイヤフラムによって2室に区画し、そのダイヤフラムの一面側で調圧室内の燃料圧に応じたダイヤフラムの中央部の変位を利用して調圧弁体を開弁方向および閉弁方向に変位させる構成になっている。また、このような圧力制御装置は、ダイヤフラムの他面側ではコイルスプリングによりダイヤフラムの変位を抑制することで、調圧室内の燃料圧が設定圧に達するよう調圧弁体の開弁状態を保持する構成となっている。   Such a pressure control device generally divides the inside of a housing into two chambers by a diaphragm, and uses the displacement of the central portion of the diaphragm in accordance with the fuel pressure in the pressure adjusting chamber on one surface side of the diaphragm. The valve is displaced in the valve opening direction and the valve closing direction. In addition, such a pressure control device maintains the valve opening state of the pressure regulating valve body so that the fuel pressure in the pressure regulating chamber reaches the set pressure by suppressing the displacement of the diaphragm by a coil spring on the other surface side of the diaphragm. It has a configuration.

この種の圧力制御装置としては、例えばハウジング内を2室に区画するダイヤフラムと、このダイヤフラムの一面側に位置し、燃料ポンプからの加圧燃料が導入される流体導入口および余剰燃料が排出される排出口を有する圧力室と、ダイヤフラムの他面側に位置し、背圧流体が導入される背圧室と、ハウジング内に摺動可能に設けられ、ダイヤフラムと背圧室の間に大気圧に開放される開放室を形成するプランジャと、ダイヤフラムの変位に応じて排出口を開閉するようダイヤフラムに装着された弁部材と、ダイヤフラムとプランジャの間に介在されて弁部材を開弁方向に付勢するスプリングと、プランジャの可動範囲を規定するストッパ手段とを備えたプレッシャレギュレータ、すなわち燃圧制御弁を利用したものが知られている。そして、この燃圧制御弁を備えた圧力制御装置では、背圧流体の供給の有無によってスプリングの設定荷重を2段階に切り替えることで、設定値を低圧値と高圧値に切り替えるようになっている(例えば、特許文献1参照)。   As this type of pressure control device, for example, a diaphragm that divides the inside of the housing into two chambers, a fluid introduction port that is located on one surface side of the diaphragm and into which pressurized fuel from a fuel pump is introduced, and excess fuel are discharged. A pressure chamber having a discharge port, a back pressure chamber located on the other surface side of the diaphragm, into which a back pressure fluid is introduced, and slidably provided in the housing, and an atmospheric pressure between the diaphragm and the back pressure chamber. A plunger that forms an open chamber, a valve member that is attached to the diaphragm so as to open and close the discharge port according to the displacement of the diaphragm, and a valve member that is interposed between the diaphragm and the plunger in the valve opening direction. 2. Description of the Related Art There is known a pressure regulator having a spring to be energized and a stopper means for defining a movable range of a plunger, that is, a fuel pressure control valve. And in the pressure control apparatus provided with this fuel pressure control valve, the set value is switched between the low pressure value and the high pressure value by switching the set load of the spring in two stages depending on whether or not the back pressure fluid is supplied ( For example, see Patent Document 1).

また、従来の燃料供給装置として、背圧室への背圧流体の供給の有無によって調圧室の燃料圧を低圧と高圧に切り替える圧力制御装置を備えたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。この燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料をエンジンへ供給する燃料ポンプと、可動隔壁により画成された調圧室および背圧室を有し、燃料ポンプにより昇圧された燃料の一部が導入された調圧室内の燃料圧を背圧室内の圧力に応じて調整しかつ調圧室で余剰となった燃料を調圧排出通路から排出するプレッシャレギュレータと、を備え、可動壁部に調圧室と背圧室とを連通する連通路を形成し、背圧室内の燃料を排出する背圧排出通路を設けるとともに、背圧排出通路を開閉する燃料切換弁を設け、燃料切換弁による背圧排出通路の開閉によってインジェクタに供給される燃料圧を可変する構成となっている。   Further, as a conventional fuel supply device, a device including a pressure control device that switches a fuel pressure in a pressure adjusting chamber between a low pressure and a high pressure depending on whether or not a back pressure fluid is supplied to the back pressure chamber is known (for example, a patent) Reference 2). This fuel supply device has a fuel pump for supplying fuel in a fuel tank to an engine, a pressure regulating chamber and a back pressure chamber defined by a movable partition wall, and a part of the fuel boosted by the fuel pump is introduced. A pressure regulator that adjusts the fuel pressure in the regulated pressure chamber according to the pressure in the back pressure chamber and discharges excess fuel in the pressure regulating chamber from the pressure regulating discharge passage, and regulates the pressure to the movable wall A communication passage that connects the chamber and the back pressure chamber, a back pressure discharge passage that discharges fuel in the back pressure chamber, a fuel switching valve that opens and closes the back pressure discharge passage, and a back pressure by the fuel switching valve. The fuel pressure supplied to the injector is variable by opening and closing the discharge passage.

この特許文献2に開示された燃料供給装置は、圧力制御装置の調圧室内に導入された燃料が可動隔壁の連通路を介して背圧室に導入されるから背圧室導入通路に係る配管を省略し、燃料圧の変更時の応答性を向上することができる。   In the fuel supply device disclosed in Patent Document 2, the fuel introduced into the pressure regulating chamber of the pressure control device is introduced into the back pressure chamber through the communication passage of the movable partition wall, so that the piping related to the back pressure chamber introduction passage Can be omitted, and the responsiveness when changing the fuel pressure can be improved.

ここで、従来から燃料供給装置に適用される燃料切替弁としては、例えば図11に示すようなものが知られている。図11に示す燃料切替弁100は、ボビン101と、電磁コイル102と、バルブ103と、コイルスプリング104と、シールド105と、ステータコア106とを備えている。   Here, as a conventional fuel switching valve applied to the fuel supply apparatus, for example, the one shown in FIG. 11 is known. A fuel switching valve 100 shown in FIG. 11 includes a bobbin 101, an electromagnetic coil 102, a valve 103, a coil spring 104, a shield 105, and a stator core 106.

ボビン101は、合成樹脂で構成され、ボビン部110と、シリンダ部111と、燃料管部112とを備えている。ボビン部110は、外側に電磁コイル102が巻きつけられているとともに、内側にコイルスプリング104が収容されている。シリンダ部111はボビン部110に連続して形成され、シリンダ部111の内部にはバルブ103が往復動可能に収容されている。燃料管部112は、シリンダ部111の端部に形成されるとともに、燃料が供給される燃料流入管112aと、燃料が排出される燃料流出管112bと、シリンダ部111の内側を向けて開放された燃料流出管112bの開口端部112cとを備えている。   The bobbin 101 is made of a synthetic resin and includes a bobbin part 110, a cylinder part 111, and a fuel pipe part 112. The bobbin portion 110 has an electromagnetic coil 102 wound around the outside and a coil spring 104 accommodated inside. The cylinder part 111 is formed continuously with the bobbin part 110, and a valve 103 is accommodated in the cylinder part 111 so as to be able to reciprocate. The fuel pipe part 112 is formed at the end of the cylinder part 111 and is opened with the fuel inflow pipe 112a to which the fuel is supplied, the fuel outflow pipe 112b from which the fuel is discharged, and the inside of the cylinder part 111 facing. And an open end 112c of the fuel outflow pipe 112b.

バルブ103は、略円柱形状の磁性体からなり、一方の端面にシール部114が設けられている。バルブ103がシリンダ部111で移動してシール部114が開口端部112cに押圧されることにより、燃料流入管112aと燃料流出管112bとの連通が閉塞されるようになっている。コイルスプリング104は、バルブ103が燃料流入管112aと燃料流出管112bとの連通を閉塞する方向に付勢している。このコイルスプリング104は、円筒状でかつ等間隔のコイルスプリングを使用しており、線形の荷重―撓み特性(以下単にバネ特性ともいう)を有している。   The valve 103 is made of a substantially cylindrical magnetic body, and a seal portion 114 is provided on one end surface. When the valve 103 is moved by the cylinder portion 111 and the seal portion 114 is pressed against the opening end portion 112c, the communication between the fuel inflow pipe 112a and the fuel outflow pipe 112b is blocked. The coil spring 104 urges the valve 103 in a direction to close the communication between the fuel inflow pipe 112a and the fuel outflow pipe 112b. The coil spring 104 uses a cylindrical and equally spaced coil spring and has a linear load-deflection characteristic (hereinafter also simply referred to as a spring characteristic).

図11(a)に示すように、電磁コイル102に通電されていない時は、コイルスプリング104の付勢によりバルブ103が燃料流入管112aと燃料流出管112bとの連通を閉塞している。このため、燃料流入管112aに流入された燃料は、図中矢印で示すようにバルブ103により止められる。   As shown in FIG. 11A, when the electromagnetic coil 102 is not energized, the valve 103 blocks the communication between the fuel inflow pipe 112a and the fuel outflow pipe 112b by the bias of the coil spring 104. Therefore, the fuel that has flowed into the fuel inflow pipe 112a is stopped by the valve 103 as indicated by the arrow in the figure.

一方、図11(b)に示すように、電磁コイル102に通電された時は、電磁コイル102によりバルブ103がコイルスプリング104に抗して吸引され、バルブ103が燃料流入管112aと燃料流出管112bとを連通する。このため、燃料流入管112aに流入された燃料は、図中矢印で示すようにシリンダ部111を経て燃料流出管112bから排出される。   On the other hand, as shown in FIG. 11B, when the electromagnetic coil 102 is energized, the valve 103 is attracted by the electromagnetic coil 102 against the coil spring 104, and the valve 103 is in contact with the fuel inflow pipe 112a and the fuel outflow pipe. 112b is communicated. Therefore, the fuel that has flowed into the fuel inflow pipe 112a is discharged from the fuel outflow pipe 112b through the cylinder portion 111 as indicated by the arrow in the figure.

また、燃料供給装置を搭載した車両のECU(Electronic Control Unit)では、燃料切替弁100の電磁コイル102に電圧を印加した時点から燃料消費部への燃料供給圧力が実際に変更されるまでのタイムラグを算出している。これにより、ECUは、燃料消費部で所望の燃料供給圧力を得ようとする時よりもタイムラグの分だけ早く電磁コイル102に電圧を印加するようになっている。   Further, in an ECU (Electronic Control Unit) of a vehicle equipped with a fuel supply device, a time lag from when a voltage is applied to the electromagnetic coil 102 of the fuel switching valve 100 to when the fuel supply pressure to the fuel consumption unit is actually changed. Is calculated. As a result, the ECU applies the voltage to the electromagnetic coil 102 earlier by the time lag than when attempting to obtain a desired fuel supply pressure at the fuel consuming unit.

特開2009−144686号公報JP 2009-144686 A 特開2010−255458号公報JP 2010-255458 A

しかしながら、従来の燃料供給装置にあっては、コイルスプリング104の線形荷重―撓み特性と、電磁コイル102のインダクタンスによる電磁力の応答の遅れの影響とによって、バルブ103の応答性が低下してしまい、バルブ103の切り替えが完了するまでに長時間を要するという問題があった。   However, in the conventional fuel supply device, the responsiveness of the valve 103 is lowered due to the linear load-deflection characteristic of the coil spring 104 and the influence of the delay in the response of the electromagnetic force due to the inductance of the electromagnetic coil 102. There is a problem that it takes a long time to complete the switching of the valve 103.

バルブ103の切替時間が長くなると、電磁コイル102に電圧を印加した時点から燃料消費部への燃料供給圧力が実際に変更されるまでのタイムラグが長くなってしまい、タイムラグの誤差が大きくなってタイムラグの算出精度が低下してしまうという問題があった。また、このようにタイムラグの算出精度が低下すると、燃料ポンプを駆動する負荷が増大するとともに、燃料消費部への燃料供給圧力の設定精度が低下して本来の設定値と異なる圧力で燃料を供給してしまう可能性があり、これらの理由により燃費の向上が困難であるという問題があった。   If the switching time of the valve 103 becomes longer, the time lag from when the voltage is applied to the electromagnetic coil 102 to when the fuel supply pressure to the fuel consuming part is actually changed becomes longer, and the time lag error increases and the time lag increases. There has been a problem that the calculation accuracy of is reduced. In addition, if the time lag calculation accuracy decreases in this way, the load for driving the fuel pump increases, and the setting accuracy of the fuel supply pressure to the fuel consumption section decreases, and fuel is supplied at a pressure different from the original set value. There is a problem that it is difficult to improve fuel efficiency for these reasons.

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、従来と比較して燃料圧力変更時の応答性を向上することができるとともに、燃料供給圧力の切替時間の算出精度を向上し、さらには燃費を向上することができる圧力制御装置および燃料供給装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and can improve the responsiveness at the time of changing the fuel pressure as compared with the prior art and improve the calculation accuracy of the switching time of the fuel supply pressure. Another object of the present invention is to provide a pressure control device and a fuel supply device that can improve fuel consumption.

本発明に係る圧力制御装置は、上記目的達成のため、(1)操作圧燃料の圧力切替により制御対象燃料の圧力を制御する燃圧制御弁と、前記操作圧燃料の圧力を切り替える燃料切替弁と、を備えるとともに、前記燃料切替弁は、前記操作圧燃料が流通する燃料流通部を形成するボビンと、前記ボビンに往復動可能に収容されて往復動により前記燃料流通部を開閉可能な弁体と、前記ボビンに巻きつけられ、前記弁体を吸引位置に吸引する電磁コイルと、前記ボビン内部に収容され、前記弁体を吸引位置から復帰位置に復帰させる付勢手段と、を有する圧力制御装置であって、前記付勢手段は、前記復帰位置から予め定められた変位位置までの第1変位区間における前記弁体に作用する荷重の変化量に対する前記弁体の変位量が、前記第1変位区間以降の第2変位区間における前記弁体に作用する荷重の変化量に対する前記弁体の変位量より大きい非線形特性を有することを特徴とする。   To achieve the above object, the pressure control device according to the present invention includes (1) a fuel pressure control valve that controls the pressure of the fuel to be controlled by switching the pressure of the operating pressure fuel, and a fuel switching valve that switches the pressure of the operating pressure fuel. The fuel switching valve includes a bobbin that forms a fuel flow part through which the operating pressure fuel flows, and a valve body that is reciprocally accommodated in the bobbin and that can open and close the fuel flow part by reciprocation. And an electromagnetic coil wound around the bobbin and attracting the valve body to a suction position, and an urging means housed inside the bobbin and returning the valve body from the suction position to the return position. In the apparatus, the urging means has a displacement amount of the valve body with respect to a change amount of a load acting on the valve body in a first displacement section from the return position to a predetermined displacement position. Displacement It characterized by having a greater non-linear characteristic than the displacement amount of the valve body with respect to the variation of load acting on the valve body in the second displacement section after between.

この構成により、電磁コイルによって復帰位置から吸引位置に弁体を移動させる場合に、少なくとも第1変位区間において従来に比較して弁体に作用する荷重の変化量に対する弁体の変位量が大きくなるので、弁体の移動速度を向上させることができる。   With this configuration, when the valve body is moved from the return position to the suction position by the electromagnetic coil, the displacement amount of the valve body with respect to the amount of change in the load acting on the valve body is larger than that in the conventional case at least in the first displacement section. Therefore, the moving speed of the valve body can be improved.

弁体の応答性が向上することにより、電磁コイルに電圧を印加した時点から燃料消費部への燃料供給圧力が実際に変更されるまでのタイムラグが短くなり、タイムラグの誤差が小さくなってタイムラグの算出精度を向上することができる。   By improving the responsiveness of the valve body, the time lag from the time when the voltage is applied to the electromagnetic coil until the fuel supply pressure to the fuel consuming part is actually changed is shortened, the error of the time lag is reduced, and the time lag is reduced. Calculation accuracy can be improved.

また、弁体の応答性が向上することにより、制御対象燃料の燃料圧を例えば低圧から高圧に切り替える速度も速くなる。このため、ポンプ圧を低圧から高圧に迅速に増加することができるので、燃費を向上することができる。   In addition, by improving the responsiveness of the valve body, the speed at which the fuel pressure of the fuel to be controlled is switched from, for example, a low pressure to a high pressure is increased. For this reason, the pump pressure can be rapidly increased from the low pressure to the high pressure, so that fuel efficiency can be improved.

上記(1)に記載の圧力制御装置においては、(2)前記付勢手段に対して直列に配置され、前記弁体を前記吸引位置から前記復帰位置に復帰させるもう一つの付勢手段をさらに備え、前記もう一つの付勢手段は、前記第2変位区間以降の第3変位区間における前記弁体に作用する荷重の変化量に対する前記弁体の変位量が、前記第2変位区間における前記弁体に作用する荷重の変化量に対する前記弁体の変位量より大きいことを特徴とする。   In the pressure control device according to the above (1), (2) another urging unit that is arranged in series with the urging unit and returns the valve body from the suction position to the return position is further provided. And the other biasing means is configured such that a displacement amount of the valve body with respect to a change amount of a load acting on the valve body in a third displacement section after the second displacement section is the valve in the second displacement section. It is larger than the displacement amount of the valve body with respect to the change amount of the load acting on the body.

この構成により、吸引位置から復帰位置に弁体が移動するときに、少なくとも第3変位区間において従来に比較して弁体に作用する荷重の変化量に対する弁体の変位量が大きくなるので、弁体の移動速度を向上させることができる。したがって、吸引位置から復帰位置に弁体が移動するときに、その移動時間を短縮することができる。   With this configuration, when the valve body moves from the suction position to the return position, the amount of displacement of the valve body with respect to the amount of change in the load acting on the valve body is increased at least in the third displacement section. The moving speed of the body can be improved. Therefore, when the valve element moves from the suction position to the return position, the movement time can be shortened.

このように、弁体の応答性が向上することにより、電磁コイルに電圧を印加しなくなった時点から燃料消費部への燃料供給圧力が実際に変更されるまでのタイムラグが短くなり、タイムラグの誤差が小さくなってタイムラグの算出精度を向上することができる。   Thus, by improving the responsiveness of the valve body, the time lag from when the voltage is no longer applied to the electromagnetic coil until the fuel supply pressure to the fuel consuming part is actually changed is shortened, and the time lag error The accuracy of time lag calculation can be improved.

また、弁体の応答性が向上することにより、制御対象燃料の燃料圧を例えば高圧から低圧に切り替える速度も速くなる。このため、ポンプ圧を高圧から低圧に迅速に低減することができるので、燃費を向上することができる。   In addition, by improving the responsiveness of the valve body, the speed at which the fuel pressure of the fuel to be controlled is switched from high pressure to low pressure, for example, is increased. For this reason, since the pump pressure can be quickly reduced from a high pressure to a low pressure, fuel consumption can be improved.

上記(2)に記載の圧力制御装置においては、(3)前記ボビンの放射内方に突出するフランジと、前記フランジと前記もう一つの付勢手段との間に設けられたワッシャと、前記フランジと対向する側で前記もう一つの付勢手段を位置決めする前記ボビンを構成する側面部と、を有し、前記もう一つの付勢手段が予め定められた初期荷重となるよう前記ボビン内部に収容されたことを特徴とする。   In the pressure control device according to (2), (3) a flange projecting radially inward of the bobbin, a washer provided between the flange and the other biasing means, and the flange And a side surface portion constituting the bobbin for positioning the other urging means on the side opposite to the side, and the other urging means is accommodated inside the bobbin so as to have a predetermined initial load. It is characterized by that.

このような構成により、付勢手段およびもう一つの付勢手段を簡単な構成で組合せができるとともに、それぞれの初期荷重を設定することができる。   With such a configuration, the urging unit and the other urging unit can be combined with a simple configuration, and the respective initial loads can be set.

上記(1)から(3)に記載の圧力制御装置においては、(4)前記燃圧制御弁は、前記制御対象燃料が導入される流体導入口、前記制御対象燃料が排出される流体排出口および前記操作圧燃料が導入される操作圧燃料導入通路を有するハウジングと、前記ハウジング内に前記流体導入口に連通するとともに前記操作圧燃料導入通路を備える調圧室を形成するとともに、前記調圧室内の燃料圧力に応じ前記流体導入口と前記流体排出口とを連通させる隔壁状の調圧部材と、を備え、前記燃圧制御弁は、前記操作圧燃料導入通路に前記操作圧燃料が導入されることにより、前記調圧部材が一面側で燃料圧力を受ける受圧領域の面積が変更され、前記受圧領域の面積に応じて前記調圧室内の燃料圧力を調整するものであり、前記燃料切替弁は、前記弁体が復帰位置で前記操作圧燃料導入通路に前記操作圧燃料を封入し、前記弁体が復帰位置から吸引位置に移動することにより前記操作圧燃料導入通路から前記操作圧燃料を開放させることが好ましい。   In the pressure control device according to (1) to (3) above, (4) the fuel pressure control valve includes a fluid introduction port through which the control target fuel is introduced, a fluid discharge port through which the control target fuel is discharged, and A housing having an operation pressure fuel introduction passage into which the operation pressure fuel is introduced; a pressure regulation chamber that communicates with the fluid introduction port and includes the operation pressure fuel introduction passage in the housing; and A partition-shaped pressure regulating member that communicates the fluid inlet and the fluid outlet according to the fuel pressure of the fuel, and the fuel pressure control valve introduces the operating pressure fuel into the operating pressure fuel introduction passage Thus, the area of the pressure receiving region where the pressure adjusting member receives the fuel pressure on one side is changed, and the fuel pressure in the pressure adjusting chamber is adjusted according to the area of the pressure receiving region. ,Previous The operation pressure fuel is enclosed in the operation pressure fuel introduction passage when the valve body is in the return position, and the operation pressure fuel is released from the operation pressure fuel introduction passage by moving the valve body from the return position to the suction position. Is preferred.

この構成により、調圧部材が燃料圧を受ける面積を可変とすることにより燃料圧が2段階に調圧される。したがって、可変燃料圧調整弁の内部を3室にしたりすることなく燃料消費部に供給される燃料圧を2段階に制御することができる。このため、燃料供給装置を小型化することができる。   With this configuration, the fuel pressure is regulated in two stages by making the area where the pressure regulating member receives the fuel pressure variable. Therefore, the fuel pressure supplied to the fuel consuming unit can be controlled in two stages without making the interior of the variable fuel pressure regulating valve into three chambers. For this reason, a fuel supply apparatus can be reduced in size.

また、弁体を復帰位置および吸引位置の何れか一方の位置から他方に移動させることで、燃料切替弁は、操作圧燃料導入通路に操作圧燃料が導入されるか否かを切り替えることが可能となり、調圧部材の受圧領域の面積を容易に変化させることができる。よって、燃圧制御弁による制御対象燃料の圧力を容易に制御することができる。   In addition, the fuel switching valve can switch whether or not the operating pressure fuel is introduced into the operating pressure fuel introduction passage by moving the valve body from one of the return position and the suction position to the other. Thus, the area of the pressure receiving region of the pressure regulating member can be easily changed. Therefore, the pressure of the fuel to be controlled by the fuel pressure control valve can be easily controlled.

また、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、上記(1)ないし(4)のいずれか一項に記載された圧力制御装置を備え、(5)燃料消費部に供給される前記制御対象燃料の圧力を前記圧力制御装置により調圧することを特徴とする。   A fuel supply device for an internal combustion engine according to the present invention includes the pressure control device described in any one of (1) to (4) above, and (5) the control object supplied to a fuel consumption unit. The fuel pressure is regulated by the pressure control device.

この構成により、燃料消費部に供給される制御対象燃料の燃料圧を高圧または低圧に切り替える速度を短くすることができる。特に、ポンプ圧を高圧または低圧に迅速に切り替えることができるので、燃費を向上することができる。   With this configuration, it is possible to shorten the speed at which the fuel pressure of the control target fuel supplied to the fuel consumption unit is switched between high pressure and low pressure. In particular, since the pump pressure can be quickly switched to a high pressure or a low pressure, fuel consumption can be improved.

上記(5)に記載の燃料供給装置においては、(6)前記燃料消費部は、内燃機関の燃料噴射部であることを特徴とする。この構成により、燃料噴射部に供給される制御対象燃料の燃料圧を高圧と低圧に切り替える時間を短くすることができる。   In the fuel supply device described in (5) above, (6) the fuel consumption unit is a fuel injection unit of an internal combustion engine. With this configuration, it is possible to shorten the time for switching the fuel pressure of the control target fuel supplied to the fuel injection unit between the high pressure and the low pressure.

本発明によれば、従来と比較して燃料圧力変更時の応答性を向上することができるとともに、燃料供給圧力の切替時間の算出精度を向上し、さらには燃費を向上することができる圧力制御装置および燃料供給装置を提供することができる。   According to the present invention, the pressure control can improve the responsiveness at the time of changing the fuel pressure, improve the calculation accuracy of the switching time of the fuel supply pressure, and further improve the fuel consumption, as compared with the conventional case. An apparatus and a fuel supply device can be provided.

本発明の第1の実施の形態に係る燃料供給装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the fuel supply apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る圧力制御装置の燃料切替弁が閉塞している状態を示す図であり、(a)は概略図、(b)はその受圧領域を示す模式図である。It is a figure which shows the state which the fuel switching valve of the pressure control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is obstruct | occluded, (a) is schematic and (b) is a schematic diagram which shows the pressure receiving area | region. . 本発明の第1の実施の形態に係る圧力制御装置の燃料切替弁が開放している状態を示す図であり、(a)は概略図、(b)はその受圧領域を示す模式図である。It is a figure which shows the state which the fuel switching valve of the pressure control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is open | released, (a) is a schematic diagram, (b) is a schematic diagram which shows the pressure receiving area | region. . 本発明の第1の実施の形態に係る付勢手段であって、(a)が第1スプリングの側面図で、(b)が第2スプリングの側面図である。FIG. 4 is an urging unit according to the first embodiment of the present invention, wherein (a) is a side view of the first spring and (b) is a side view of the second spring. 本発明の第1の実施の形態に係る第1スプリングおよび第2スプリングの荷重に対するバルブストロークを示す特性図である。It is a characteristic view which shows the valve stroke with respect to the load of the 1st spring and 2nd spring which concern on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る燃料切替弁を示す断面図であり、(a)は下死点で閉塞の状態、(b)および(c)は閉塞と開放の間の状態、(d)は上死点で開放の状態である。It is sectional drawing which shows the fuel switching valve which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (a) is the state of obstruction | occlusion at a bottom dead center, (b) and (c) are the states between obstruction | occlusion and open | release, d) is an open state at the top dead center. 本発明の第1の実施の形態に係る燃料供給装置の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the fuel supply apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る燃料供給装置の動作を示すタイムチャートであり、(a)は電圧、(b)は電流、(c)はバルブの位置、(d)は燃料圧を示す。It is a time chart which shows operation | movement of the fuel supply apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (a) is a voltage, (b) is an electric current, (c) is a position of a valve, (d) is a fuel pressure. Show. 本発明の第2の実施の形態に係る燃料切替弁の概略図であり、閉弁している状態を示す。It is the schematic of the fuel switching valve which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and shows the state which has closed. 本発明の第2の実施の形態に係る第1スプリングおよび第2スプリングの荷重に対するバルブストロークを示す特性図である。It is a characteristic view which shows the valve stroke with respect to the load of the 1st spring and 2nd spring which concern on the 2nd Embodiment of this invention. 従来の燃料切替弁を示す概略図であり、(a)は閉塞の状態、(b)は開放の状態を示す。It is the schematic which shows the conventional fuel switching valve, (a) shows a closed state, (b) shows an open state.

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、本発明を車両用の内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に適用したものである。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a fuel supply device that supplies fuel to an internal combustion engine for a vehicle.

(第1の実施の形態)
まず、その燃料供給装置を搭載した車両の構成について説明する。
(First embodiment)
First, the configuration of a vehicle equipped with the fuel supply device will be described.

図1に示すように、車両1は、内燃機関2と、燃料供給装置3と、ECU(Electronic Control Unit;電子制御ユニット)4とを備えている。   As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes an internal combustion engine 2, a fuel supply device 3, and an ECU (Electronic Control Unit) 4.

内燃機関2は、自動車に搭載される多気筒の内燃機関、例えば4サイクルガソリンエンジン(以下、エンジン2という)としている。エンジン2は、複数の気筒20と、各気筒20に対応する吸気ポート21および燃料消費部としてのインジェクタ22と、デリバリーパイプ23とを備えている。インジェクタ22は、例えばその噴孔側の端部22aを各気筒20に対応する吸気ポート21内に露出して設けられている。また、デリバリーパイプ23は、各インジェクタ22に連結されている。これにより、デリバリーパイプ23は、燃料供給装置3からの燃料を各インジェクタ22に分配するようになっている。   The internal combustion engine 2 is a multi-cylinder internal combustion engine mounted on an automobile, for example, a 4-cycle gasoline engine (hereinafter referred to as the engine 2). The engine 2 includes a plurality of cylinders 20, an intake port 21 corresponding to each cylinder 20, an injector 22 as a fuel consumption unit, and a delivery pipe 23. The injector 22 is provided, for example, with its end 22 a on the injection hole side exposed in the intake port 21 corresponding to each cylinder 20. The delivery pipe 23 is connected to each injector 22. Thereby, the delivery pipe 23 distributes the fuel from the fuel supply device 3 to the injectors 22.

燃料供給装置3は、エンジン2の複数のインジェクタ22に燃料を圧送および供給するものであり、燃料タンク30と、燃料圧送機構31と、圧力制御装置32とを備えている。   The fuel supply device 3 pumps and supplies fuel to the plurality of injectors 22 of the engine 2, and includes a fuel tank 30, a fuel pumping mechanism 31, and a pressure control device 32.

燃料タンク30は、エンジン2で消費される燃料、例えばガソリンを貯留する。燃料タンク30は、内部にサブタンク30aを備えている。サブタンク30a内には、燃料圧送機構31の一部が配設されている。ここで、本明細書中で燃料タンク30とは、サブタンク30aをも含んだ総括的な意味で用い、例えば、燃料タンク30に貯留された燃料とはサブタンク30aに貯留された燃料をも含む意味とする。さらに、燃料タンク30は、エンジン2で遂次消費される燃料消費量分だけサブタンク30a内に燃料を導入する公知の図示しないジェットポンプを有している。   The fuel tank 30 stores fuel consumed by the engine 2, for example, gasoline. The fuel tank 30 includes a sub tank 30a. A part of the fuel pumping mechanism 31 is disposed in the sub tank 30a. Here, in this specification, the fuel tank 30 is used in a general sense including the sub tank 30a. For example, the fuel stored in the fuel tank 30 includes the fuel stored in the sub tank 30a. And Further, the fuel tank 30 has a known jet pump (not shown) that introduces fuel into the sub-tank 30 a by the amount of fuel consumed successively by the engine 2.

燃料圧送機構31は、燃料ポンプユニット40と、サクションフィルタ41と、燃料フィルタ42と、チェック弁43と、これらを連結する燃料管44と、燃料ポンプコントローラ(FPC)45とを備えている。燃料圧送機構31は、燃料タンク30に貯留された燃料をエンジン2の複数のインジェクタ22に圧送および供給するようになっている。   The fuel pumping mechanism 31 includes a fuel pump unit 40, a suction filter 41, a fuel filter 42, a check valve 43, a fuel pipe 44 connecting them, and a fuel pump controller (FPC) 45. The fuel pumping mechanism 31 pumps and supplies the fuel stored in the fuel tank 30 to the plurality of injectors 22 of the engine 2.

燃料ポンプユニット40は、例えばポンプ作動用の羽根車を有する燃料ポンプ40aと、その燃料ポンプ40aを回転駆動する内蔵直流モータであるポンプ駆動モータ40bとを有している。燃料ポンプユニット40は、そのポンプ駆動モータ40bへの通電を燃料ポンプコントローラ45を介してECU4により制御されることで駆動および停止されるようになっている。   The fuel pump unit 40 includes, for example, a fuel pump 40a having an impeller for pump operation, and a pump drive motor 40b that is a built-in DC motor that rotationally drives the fuel pump 40a. The fuel pump unit 40 is driven and stopped by controlling the energization of the pump drive motor 40b by the ECU 4 through the fuel pump controller 45.

燃料ポンプユニット40は、ポンプ駆動モータ40bの駆動により、燃料タンク30内から燃料を汲み上げ加圧して吐出することができるようになっている。また、燃料ポンプユニット40は、同一の供給電圧に対しそのポンプ駆動モータ40bの回転速度[rpm]を負荷トルクに応じて変化させたり、供給電圧の変化に対応してポンプ駆動モータ40bの回転速度を変化させたりすることができる。これにより、燃料ポンプユニット40は、単位時間当りの吐出量や吐出圧を変化させることができるようになっている。   The fuel pump unit 40 is configured to be able to pump up fuel from the fuel tank 30 and pressurize it by driving a pump drive motor 40b. Further, the fuel pump unit 40 changes the rotational speed [rpm] of the pump drive motor 40b with respect to the same supply voltage according to the load torque, or the rotational speed of the pump drive motor 40b corresponding to the change in the supply voltage. Can be changed. As a result, the fuel pump unit 40 can change the discharge amount and discharge pressure per unit time.

サクションフィルタ41は、燃料ポンプユニット40の吸入口に設けられ、異物の吸入を阻止するようになっている。燃料フィルタ13は、燃料ポンプユニット40の吐出口に設けられ、吐出燃料中の異物を除去するようになっている。   The suction filter 41 is provided at the suction port of the fuel pump unit 40 and prevents suction of foreign matter. The fuel filter 13 is provided at the discharge port of the fuel pump unit 40 and removes foreign matters in the discharged fuel.

チェック弁43は、燃料フィルタ13の上流側または下流側に設けられる逆止弁からなる。チェック弁43は、燃料ポンプユニット40からインジェクタ22側への燃料供給方向に開弁する一方、インジェクタ22側から燃料ポンプユニット40側への燃料の逆流方向には閉弁し、加圧された供給燃料の逆流を阻止するようになっている。   The check valve 43 is a check valve provided on the upstream side or the downstream side of the fuel filter 13. The check valve 43 opens in the fuel supply direction from the fuel pump unit 40 to the injector 22 side, while the check valve 43 is closed in the reverse flow direction of fuel from the injector 22 side to the fuel pump unit 40 side, and pressurized supply It is designed to prevent fuel backflow.

燃料ポンプコントローラ45は、燃料タンク30の上部に設けられている。燃料ポンプコントローラ45は、ECU4からのポンプ制御信号と、ポンプ駆動モータ40bの端子電圧を検出する図示しない電圧検出部の検出信号との偏差に応じて、燃料ポンプユニット40のポンプ駆動モータ40bに印加する電圧を制御するようになっている。   The fuel pump controller 45 is provided in the upper part of the fuel tank 30. The fuel pump controller 45 is applied to the pump drive motor 40b of the fuel pump unit 40 in accordance with the deviation between the pump control signal from the ECU 4 and the detection signal of a voltage detector (not shown) that detects the terminal voltage of the pump drive motor 40b. The voltage to be controlled is controlled.

圧力制御装置32は、燃圧制御弁50および燃料切替弁70を備えている。   The pressure control device 32 includes a fuel pressure control valve 50 and a fuel switching valve 70.

図2(a)に示すように、燃圧制御弁50は、ハウジング51と、調圧部材52と、コイルスプリング53と、外側筒状部材54と、内側筒状部材55とを備えている。燃圧制御弁50は、操作圧燃料の圧力切替により制御対象燃料(以下、単に燃料ともいう)の圧力を制御するようになっている。制御対象燃料は、燃料タンク30から供給されてインジェクタ22から噴射される燃料としている。ハウジング51は、一対の凹状の第1のハウジング部材56および第2のハウジング部材57をそれらの外周部でかしめ結合して形成されている。   As shown in FIG. 2A, the fuel pressure control valve 50 includes a housing 51, a pressure regulating member 52, a coil spring 53, an outer cylindrical member 54, and an inner cylindrical member 55. The fuel pressure control valve 50 controls the pressure of the fuel to be controlled (hereinafter also simply referred to as fuel) by switching the pressure of the operating pressure fuel. The control target fuel is fuel supplied from the fuel tank 30 and injected from the injector 22. The housing 51 is formed by caulking and joining a pair of concave first housing member 56 and second housing member 57 at their outer peripheral portions.

第1のハウジング部材56は、燃料が導入される流体導入口51aと、その燃料が排出される流体排出口51bと、操作圧燃料が導入される操作圧導入孔51cと、操作圧導入孔51cに連通して操作圧燃料が導入される操作圧燃料導入通路65とを有している。第1のハウジング部材56の内部の空間は、調圧部材52に仕切られることにより、調圧室58を形成する。このため、調圧室58は、流体導入口51aに連通するとともに、操作圧燃料導入通路65を備えたものとなる。   The first housing member 56 includes a fluid introduction port 51a through which fuel is introduced, a fluid discharge port 51b through which the fuel is discharged, an operation pressure introduction hole 51c through which operation pressure fuel is introduced, and an operation pressure introduction hole 51c. And an operation pressure fuel introduction passage 65 through which operation pressure fuel is introduced. A space inside the first housing member 56 is partitioned by the pressure regulating member 52 to form a pressure regulating chamber 58. For this reason, the pressure regulating chamber 58 communicates with the fluid introduction port 51a and has an operation pressure fuel introduction passage 65.

第2のハウジング部材57は、少なくとも1つの大気圧導入穴57aを有している。第2のハウジング部材57の内部の空間は、調圧部材52に仕切られることにより、背圧室59を形成する。このため、流体導入口51aと、流体排出口51bと、操作圧導入孔51cとは、調圧部材52に対して調圧室58側に配置されている。調圧部材52は、調圧室58内の燃料圧力に応じ流体導入口51aと流体排出口51bとを連通させる。   The second housing member 57 has at least one atmospheric pressure introduction hole 57a. A space inside the second housing member 57 is partitioned by the pressure adjusting member 52 to form a back pressure chamber 59. For this reason, the fluid introduction port 51 a, the fluid discharge port 51 b, and the operation pressure introduction hole 51 c are disposed on the pressure regulating chamber 58 side with respect to the pressure regulating member 52. The pressure adjusting member 52 causes the fluid inlet 51a and the fluid outlet 51b to communicate with each other in accordance with the fuel pressure in the pressure adjusting chamber 58.

調圧部材52は、隔壁状で、第1のハウジング部材56および第2のハウジング部材57に挟持されて支持されるとともに、ハウジング51の内部を調圧室58と背圧室59との2室に区画している。調圧部材52は、第1のハウジング56との間に流体導入口51aに連通する調圧室58を形成する隔壁部60と、調圧室58内の燃料圧に応じた開度で調圧室58を流体排出口51bに連通させる開弁方向に変位する可動弁体部61とを一体化して形成されている。   The pressure regulating member 52 is in the form of a partition wall and is sandwiched and supported by the first housing member 56 and the second housing member 57, and the interior of the housing 51 is divided into two chambers, a pressure regulating chamber 58 and a back pressure chamber 59. It is divided into. The pressure regulating member 52 is regulated at a degree of opening corresponding to the fuel pressure in the pressure regulating chamber 58 and a partition wall portion 60 forming a pressure regulating chamber 58 communicating with the fluid introduction port 51 a between the pressure regulating member 52 and the first housing 56. A movable valve body 61 that is displaced in the valve opening direction that allows the chamber 58 to communicate with the fluid discharge port 51b is integrally formed.

隔壁部60は、第1のハウジング部材56側で調圧室58内の燃料圧を常時受圧するようになっている。隔壁部60は、例えば燃料に対して劣化し難いゴム層を基布材料層として、これに他のゴム層を積層して一体的に接着してなる可撓性のダイヤフラムで構成されている。可動弁体部61は、隔壁部60の中央部に支持された例えば金属製の円板状の弁体プレートで構成されている。   The partition wall 60 is configured to constantly receive the fuel pressure in the pressure regulating chamber 58 on the first housing member 56 side. The partition wall portion 60 is formed of a flexible diaphragm formed by, for example, using a rubber layer that is not easily deteriorated against fuel as a base material layer, and laminating another rubber layer on the rubber layer, and integrally bonding them. The movable valve body 61 is formed of, for example, a metal disc-shaped valve body plate supported at the center of the partition wall 60.

コイルスプリング53は、背圧室59内に、可動弁体部61を調圧室58側、すなわち閉弁方向に付勢するように設けられている。   The coil spring 53 is provided in the back pressure chamber 59 so as to urge the movable valve body 61 toward the pressure regulating chamber 58, that is, in the valve closing direction.

外側筒状部材54および内側筒状部材55は、調圧室58内に設けられている。外側筒状部材54および内側筒状部材55は、径を異にするとともに、可動弁体部61の移動方向を軸方向として同心に配置されている。内側筒状部材55の可動弁体部61側の端部は、第1弁座部62とされている。外側筒状部材54の可動弁体部61側の端部は、第2弁座部63とされている。   The outer cylindrical member 54 and the inner cylindrical member 55 are provided in the pressure regulating chamber 58. The outer cylindrical member 54 and the inner cylindrical member 55 have different diameters and are arranged concentrically with the moving direction of the movable valve body 61 as the axial direction. An end of the inner tubular member 55 on the movable valve body 61 side is a first valve seat 62. An end of the outer cylindrical member 54 on the movable valve body 61 side is a second valve seat portion 63.

第1弁座部62は、その内周側に流体排出口51bに連通する排出通路64を形成している。排出通路64は、ハウジング51の流体排出口51bに連通している。第2弁座部63は、その内周側で第1弁座部62との間に操作圧燃料導入通路65を形成している。操作圧燃料導入通路65は、ハウジング51の操作圧導入孔51cに連通している。また、操作圧燃料導入通路65から燃料切替弁70までに流通する燃料を操作圧燃料としている。   The first valve seat 62 has a discharge passage 64 communicating with the fluid discharge port 51b on the inner peripheral side thereof. The discharge passage 64 communicates with the fluid discharge port 51 b of the housing 51. The second valve seat portion 63 forms an operation pressure fuel introduction passage 65 between the second valve seat portion 63 and the first valve seat portion 62 on the inner peripheral side thereof. The operation pressure fuel introduction passage 65 communicates with the operation pressure introduction hole 51 c of the housing 51. The fuel that flows from the operation pressure fuel introduction passage 65 to the fuel switching valve 70 is used as the operation pressure fuel.

第1のハウジング部材56と、調圧部材52と、外側筒状部材54とは、環状の導入側通路66を形成している。導入側通路66は、燃料ポンプユニット40から吐出された燃料を流体導入口51aから導入して、隔壁部60にその燃料圧を受圧させるようになっている。   The first housing member 56, the pressure adjusting member 52, and the outer cylindrical member 54 form an annular introduction side passage 66. The introduction side passage 66 introduces the fuel discharged from the fuel pump unit 40 from the fluid introduction port 51a, and causes the partition wall 60 to receive the fuel pressure.

ハウジング51の流体導入口51aは、燃料圧送機構31のチェック弁43より下流側の回路部分である燃料管44に分岐管44aを介して接続されている。ハウジング51の操作圧導入孔51cは、燃料切替弁70に接続されている。   The fluid introduction port 51a of the housing 51 is connected to a fuel pipe 44, which is a circuit portion downstream of the check valve 43 of the fuel pumping mechanism 31, via a branch pipe 44a. The operation pressure introduction hole 51 c of the housing 51 is connected to the fuel switching valve 70.

ここで、図2(a)に示すように、燃料切替弁70が閉塞状態の時は、操作圧燃料導入通路65が閉塞されるので、操作圧燃料導入通路65の操作圧燃料の圧力は導入側通路66と同等になる。この場合、図2(b)に示すように、調圧部材52の受圧領域は、調圧部材52の導入側通路66に対向する環状受圧面52aおよび操作圧燃料導入通路65に対向する環状受圧面52bとを合わせた領域となる。   Here, as shown in FIG. 2A, when the fuel switching valve 70 is closed, the operating pressure fuel introduction passage 65 is closed, so that the operating pressure fuel pressure in the operation pressure fuel introduction passage 65 is introduced. It becomes equivalent to the side passage 66. In this case, as shown in FIG. 2 (b), the pressure receiving region of the pressure adjusting member 52 is an annular pressure receiving surface 52 a facing the introduction side passage 66 of the pressure adjusting member 52 and an annular pressure receiving surface facing the operation pressure fuel introduction passage 65. It becomes a region combined with the surface 52b.

一方、図3(a)に示すように、燃料切替弁70が開放状態の時は、操作圧燃料導入通路65が燃料タンク30内に開放されるので、操作圧燃料導入通路65の操作圧燃料の圧力は大気圧もしくは燃料タンク30内の燃料と同等になる。この場合、図3(b)に示すように、調圧部材52の受圧領域は、調圧部材52の導入側通路66に対向する環状受圧面52aのみになる。   On the other hand, as shown in FIG. 3A, when the fuel switching valve 70 is in the open state, the operating pressure fuel introduction passage 65 is opened into the fuel tank 30, so that the operation pressure fuel in the operation pressure fuel introduction passage 65 is Is equal to the atmospheric pressure or the fuel in the fuel tank 30. In this case, as shown in FIG. 3B, the pressure receiving region of the pressure adjusting member 52 is only the annular pressure receiving surface 52 a facing the introduction side passage 66 of the pressure adjusting member 52.

このため、操作圧燃料導入通路65が閉塞されるか開放されるかによって調圧部材52の受圧領域の面積が変化する。そして、調圧部材52の受圧領域の面積が増大すると、コイルスプリング53の付勢力に対抗して調圧部材52を開弁させる燃料圧が小さくて済むので、環状の導入側通路66内の燃料の調圧レベルが低下する。逆に、操作圧燃料導入通路65が燃料タンク30内に開放され、調圧部材52の受圧領域の面積が縮小されると、コイルスプリング53の付勢力に対抗して調圧部材52を開弁させるために大きな燃料圧が必要になる。このため、環状の導入側通路66内の燃料の調圧レベルが上昇するようになっている。   For this reason, the area of the pressure receiving region of the pressure regulating member 52 varies depending on whether the operation pressure fuel introduction passage 65 is closed or opened. When the area of the pressure receiving region of the pressure adjusting member 52 increases, the fuel pressure for opening the pressure adjusting member 52 against the urging force of the coil spring 53 can be reduced, so the fuel in the annular introduction side passage 66 can be reduced. The pressure regulation level decreases. Conversely, when the operating pressure fuel introduction passage 65 is opened in the fuel tank 30 and the area of the pressure receiving region of the pressure regulating member 52 is reduced, the pressure regulating member 52 is opened against the urging force of the coil spring 53. A large fuel pressure is required to achieve this. For this reason, the pressure regulation level of the fuel in the annular introduction side passage 66 is increased.

このように、燃圧制御弁50は、操作圧燃料導入通路65に操作圧燃料が導入されることにより、調圧部材52が一面側で燃料圧力を受ける受圧領域の面積が変更され、受圧領域の面積に応じて調圧室58内の燃料圧力を調整するものとなっている。   As described above, the fuel pressure control valve 50 changes the area of the pressure receiving region where the pressure adjusting member 52 receives the fuel pressure on one side by introducing the operating pressure fuel into the operating pressure fuel introduction passage 65, and The fuel pressure in the pressure regulating chamber 58 is adjusted according to the area.

燃圧制御弁50の高圧側の設定圧は、暖機時や高燃温時などにデリバリーパイプ23内の燃料温度が高温になっても、燃料ベーパが生じ難い燃料圧(通常、ゲージ圧で324kPa以上)の設定値となっている。また、燃圧制御弁50の低圧側の設定圧は、例えばゲージ圧で200kPaであり、走行中にデリバリーパイプ23内の燃料温度が比較的低温になったとき、燃料ベーパが生じ難い燃料圧設定値となっている。   The set pressure on the high-pressure side of the fuel pressure control valve 50 is a fuel pressure (usually 324 kPa as a gauge pressure) at which fuel vapor hardly occurs even when the fuel temperature in the delivery pipe 23 becomes high during warm-up or high fuel temperature. This is the setting value. The set pressure on the low pressure side of the fuel pressure control valve 50 is, for example, 200 kPa as a gauge pressure, and a fuel pressure set value at which fuel vapor hardly occurs when the fuel temperature in the delivery pipe 23 becomes relatively low during traveling. It has become.

図2に示すように、燃料切替弁70は、ボビン71と、電磁コイル72と、バルブ73と、第1スプリング76と、第2スプリング78と、シールド75と、ステータコア77と、ワッシャ79と、を備え、操作圧燃料の圧力を切り替えるようになっている。   As shown in FIG. 2, the fuel switching valve 70 includes a bobbin 71, an electromagnetic coil 72, a valve 73, a first spring 76, a second spring 78, a shield 75, a stator core 77, a washer 79, The operation pressure fuel pressure is switched.

ボビン71は、合成樹脂から構成され、ボビン部80と、シリンダ部81と、燃料流通部としての燃料管部82とを備えている。ボビン部80は、外側に電磁コイル72が巻きつけられているとともに、内側に第1スプリング76および第2スプリング78が収容されている。なお、第1スプリング76は本発明に係る付勢手段を構成しており、第2スプリング78は本発明に係るもう一つの付勢手段を構成している。シリンダ部81はボビン部80に連続して形成され、シリンダ部81の内部にはバルブ73が往復動可能に収容されている。燃料管部82は、シリンダ部81の端部に形成されるとともに、燃料が供給される燃料流入管82aと、燃料が排出される燃料流出管82bと、シリンダ部81の内側を向けて開放された燃料流出管82bの開口端部82cと、を備えている。   The bobbin 71 is made of a synthetic resin, and includes a bobbin portion 80, a cylinder portion 81, and a fuel pipe portion 82 as a fuel circulation portion. The bobbin portion 80 has an electromagnetic coil 72 wound around the outside and a first spring 76 and a second spring 78 housed inside. The first spring 76 constitutes an urging means according to the present invention, and the second spring 78 constitutes another urging means according to the present invention. The cylinder portion 81 is formed continuously with the bobbin portion 80, and a valve 73 is accommodated in the cylinder portion 81 so as to be able to reciprocate. The fuel pipe part 82 is formed at the end of the cylinder part 81 and is opened with the fuel inflow pipe 82a to which fuel is supplied, the fuel outflow pipe 82b from which the fuel is discharged, and the inside of the cylinder part 81 facing toward each other. And an open end 82c of the fuel outflow pipe 82b.

バルブ73は、略円筒形状の磁性体からなるアーマチャ部83と、シール部84と、を備えている。シール部84は、円筒状の例えば金属製で、アーマチャ部83に圧入により一体化されており、アーマチャ部83と一体的に往復動可能になっている。   The valve 73 includes an armature portion 83 made of a substantially cylindrical magnetic body and a seal portion 84. The seal portion 84 is made of, for example, a metal having a cylindrical shape, and is integrated with the armature portion 83 by press-fitting, and can reciprocate integrally with the armature portion 83.

第1スプリング76および第2スプリング78は、ボビン71の内部にワッシャ79を介して直列に配置されており、バルブ73を吸引位置から復帰位置に復帰させるようになっている。具体的には、第1スプリング76および第2スプリング78は、バルブ73が燃料流入管82aと燃料流出管82bとの連通を閉塞する方向、すなわちシール部84を閉弁する方向にアーマチャ部83を移動するように付勢している。   The first spring 76 and the second spring 78 are arranged in series inside the bobbin 71 via a washer 79, and return the valve 73 from the suction position to the return position. Specifically, the first spring 76 and the second spring 78 move the armature portion 83 in the direction in which the valve 73 closes the communication between the fuel inflow tube 82a and the fuel outflow tube 82b, that is, in the direction in which the seal portion 84 is closed. Energized to move.

図4(a)に示すように、第1スプリング76は、円筒状かつ不等ピッチの単一のコイルスプリングにより構成されている。第1スプリング76は、巻経が均一で、巻きピッチが大きい部分76aと、小さい部分76bと、を有している。つまり、巻きピッチP1を有する部分76aは、バネ定数が大きく、巻きピッチP2を有する部分76bは、バネ定数が小さくなっている。本実施の形態では、第1スプリング76は、前述のものに限らず、巻きピッチが変化することで、非線形特性を有するスプリングであればよいし、組合せバネでもよい。   As shown in FIG. 4A, the first spring 76 is formed of a single coil spring having a cylindrical shape and an unequal pitch. The first spring 76 has a portion 76a having a uniform winding length and a large winding pitch, and a small portion 76b. That is, the portion 76a having the winding pitch P1 has a large spring constant, and the portion 76b having the winding pitch P2 has a small spring constant. In the present embodiment, the first spring 76 is not limited to the above-described one, and may be a spring having nonlinear characteristics by changing the winding pitch, or may be a combination spring.

図4(b)に示すように、第2スプリング78は、円筒状かつ等間隔の単一のコイルスプリングによって構成されている。第1スプリング76は、巻き経が均一で、その巻き経が第1スプリング76と比較して大きく設定されている。しかも、第2スプリング78には、第1スプリング76と比較してバネ用線材径が大きい鋼線を用いている。   As shown in FIG. 4B, the second spring 78 is formed of a single coil spring that is cylindrical and equidistantly spaced. The first spring 76 has a uniform winding length, and the winding length is set larger than that of the first spring 76. Moreover, a steel wire having a larger spring wire diameter than the first spring 76 is used for the second spring 78.

図5に示すように、第1スプリング76は、スプリング特性95で示すように、変曲点97を境に折れ線的な2つのバネ特性を有している。第1スプリング76は、バルブ73が閉弁位置にある状態をバネストロークゼロとすると、その位置からストロークS1までの第1区間Aにおける荷重変化に対するバルブ73の変位量が、ストロークS1からストロークS2までの第2区間Bにおける荷重変化に対するバルブ73の変位量より大きくなっている。   As shown in FIG. 5, the first spring 76 has two polygonal spring characteristics with an inflection point 97 as a boundary, as indicated by a spring characteristic 95. Assuming that the state in which the valve 73 is in the valve closing position is zero, the first spring 76 has a displacement amount of the valve 73 corresponding to a load change in the first section A from the position to the stroke S1 from the stroke S1 to the stroke S2. The displacement amount of the valve 73 with respect to the load change in the second section B is larger.

一方、第2スプリング78は、スプリング特性96で示すように、線形的なバネ特性を有している。第2スプリング78は、荷重変化に対するバルブ73の変位量が、第1スプリング76の第2区間Bにおける荷重変化に対するバルブ73の変位量より、大きくなっている。また、第2スプリング78は、点98に対応する荷重でバルブ73のストロークが開始されるように、初期設定荷重が設定されている。このため、ストロークS2からストロークS3までの第3区間Cにおいて伸縮するようなっている。なお、第2スプリング78は、点99に対応するバルブ荷重がかかると、バルブ73のストロークS3で後述する上死点(ストロークエンド)となる。   On the other hand, the second spring 78 has a linear spring characteristic as indicated by a spring characteristic 96. In the second spring 78, the displacement amount of the valve 73 with respect to the load change is larger than the displacement amount of the valve 73 with respect to the load change in the second section B of the first spring 76. The second spring 78 has an initial set load so that the stroke of the valve 73 is started with a load corresponding to the point 98. For this reason, it expands and contracts in the third section C from the stroke S2 to the stroke S3. When the valve load corresponding to the point 99 is applied, the second spring 78 becomes a top dead center (stroke end) to be described later in the stroke S3 of the valve 73.

また、第1スプリング76および第2スプリング78は、第1変位区間Aおよび第3変位区間Cにおいて従来のものと比較して荷重の変化量に対する変位量が大きくなる(第3の変位区間Cにおいて組合せバネ定数が小さくなる)ので、バルブ73の移動速度を向上させることができる。したがって、電磁コイル72によって閉弁位置から開弁位置にバルブ73を移動させる場合だけでなく、開弁位置から閉弁位置にバルブ73が移動する場合もバルブ73の移動速度を向上させることができる。具体的には、特に、第3変位区間Cにおいて、荷重低下に対する変位量が大きく、バルブ73が閉弁位置に移動するまでの時間を短縮することができる。   Further, the first spring 76 and the second spring 78 have a larger displacement in the first displacement section A and the third displacement section C than the conventional one in the first displacement section A and the third displacement section C (in the third displacement section C). Therefore, the moving speed of the valve 73 can be improved. Therefore, not only when the valve 73 is moved from the valve closing position to the valve opening position by the electromagnetic coil 72, but also when the valve 73 is moved from the valve opening position to the valve closing position, the moving speed of the valve 73 can be improved. . Specifically, in particular, in the third displacement section C, the displacement amount with respect to the load drop is large, and the time until the valve 73 moves to the valve closing position can be shortened.

また、図2に示すように、第1スプリング76は、巻きピッチP1の部分76aがバルブ73側で、巻きピッチP2の部分76bがステータコア77側となるように、第2スプリング78およびワッシャ79とともに、所定の組み付け荷重でボビン71の内部に収容されている。第1スプリング76の組み付け荷重は、前述した第1スプリング76の初期設定荷重に対応し、この初期設定荷重は、操作圧燃料を操作圧燃料導入通路65に封入した状態で、圧力制御装置32が低圧状態を保持するようバルブ73を閉弁位置に保持することができる荷重となっている。   As shown in FIG. 2, the first spring 76 has the second spring 78 and the washer 79 so that the portion 76 a with the winding pitch P1 is on the valve 73 side and the portion 76 b with the winding pitch P2 is on the stator core 77 side. The bobbin 71 is housed in a predetermined assembly load. The assembly load of the first spring 76 corresponds to the initial setting load of the first spring 76 described above. This initial setting load is obtained by the pressure control device 32 in a state where the operation pressure fuel is sealed in the operation pressure fuel introduction passage 65. The load is such that the valve 73 can be held in the closed position so as to maintain the low pressure state.

ボビン71は、その円周方向で放射内方に向かって突出するストッパ部材80aを有しており、このストッパ部材80aは、ワッシャ79を介して第2スプリング78のバルブ73方向への伸びを規制するようになっている。第2スプリング78の組み付け荷重は、第2スプリングの初期設定荷重に対応しており、この初期設定荷重から撓みが開始される設定されている。本実施の形態におけるストッパ部材80aは、本発明におけるフランジに対応している。   The bobbin 71 has a stopper member 80a that protrudes radially inward in the circumferential direction. The stopper member 80a regulates the extension of the second spring 78 in the direction of the valve 73 via the washer 79. It is supposed to be. The assembly load of the second spring 78 corresponds to the initial set load of the second spring, and is set to start bending from this initial set load. The stopper member 80a in the present embodiment corresponds to the flange in the present invention.

また、第2スプリング78は、ステータコア77とともに、ボビン71の内部に収容するために、ボビン部80の側面部80bおよびシールド75の側面部75aの取り外しが可能になっている。また、第1スプリング76、第2スプリング78およびステータコア77は、挿入した後、側面部80bおよび側面部75aを圧入して、これらにより位置決めされる。   Further, since the second spring 78 is housed inside the bobbin 71 together with the stator core 77, the side surface portion 80b of the bobbin portion 80 and the side surface portion 75a of the shield 75 can be removed. Further, after the first spring 76, the second spring 78, and the stator core 77 are inserted, the side surface portion 80b and the side surface portion 75a are press-fitted and positioned by these.

このように、第1スプリング76および第2スプリング78を簡単な構成で組合せができるとともに、第1スプリング76および第2スプリング78の初期荷重を設定することができる。   As described above, the first spring 76 and the second spring 78 can be combined with a simple configuration, and the initial loads of the first spring 76 and the second spring 78 can be set.

また、シール部84は、開口端部82cに当接可能になっており、アーマチャ部83を介して第1スプリング76および第2スプリング78により押圧されることにより、開口端部82cが閉塞され、燃料流入管82aと燃料流出管82bとの連通が閉塞されるようになっている。   Further, the seal portion 84 can come into contact with the opening end portion 82c, and the opening end portion 82c is closed by being pressed by the first spring 76 and the second spring 78 through the armature portion 83. The communication between the fuel inflow pipe 82a and the fuel outflow pipe 82b is blocked.

図6(a)〜図6(d)に示すように、電磁コイル72は、通電時に磁束がアーマチャ部83を高密度に通過するので、シール部84を開弁する方向にアーマチャ部83を移動させることが可能となっている。また、シールド75は、金属製で、電磁コイル72の周囲を覆うように設けられている。シールド75は、電磁コイル72から外部に漏れる磁束を遮蔽している。   As shown in FIGS. 6A to 6D, the magnetic coil 72 moves the armature portion 83 in the direction to open the seal portion 84 because the magnetic flux passes through the armature portion 83 with high density when energized. It is possible to make it. The shield 75 is made of metal and is provided so as to cover the periphery of the electromagnetic coil 72. The shield 75 shields magnetic flux leaking from the electromagnetic coil 72 to the outside.

図6(a)に示すように、電磁コイル72に電圧が印加されていない時は、バルブ73が第1スプリング76および第2スプリング78により開口端部82cに押圧されている。これにより、燃料流入管82aと燃料流出管82bとの連通が閉塞されるようになっている。すなわち、この燃料切替弁70は、ノーマリーオフ型となっている。また、このように、バルブ73が閉弁位置にある状態を下死点とする。   As shown in FIG. 6A, when no voltage is applied to the electromagnetic coil 72, the valve 73 is pressed against the open end 82 c by the first spring 76 and the second spring 78. As a result, the communication between the fuel inflow pipe 82a and the fuel outflow pipe 82b is blocked. That is, the fuel switching valve 70 is a normally-off type. In addition, the state where the valve 73 is in the closed position as described above is defined as a bottom dead center.

次に、図6(b)に示すように、電磁コイル72に電圧の印加が開始されると、バルブ73が電磁コイル72に吸引されて開口端部82cから離隔し、巻きピッチP2の部分76bが撓む。これにより、燃料流入管82aと燃料流出管82bとが連通するようになっている。   Next, as shown in FIG. 6B, when application of voltage to the electromagnetic coil 72 is started, the valve 73 is attracted by the electromagnetic coil 72 and separated from the opening end portion 82c, and a portion 76b of the winding pitch P2 is obtained. Will bend. As a result, the fuel inflow pipe 82a and the fuel outflow pipe 82b communicate with each other.

次に、図6(c)に示すように、バルブ73が電磁コイル72に吸引されて開口端部82cからさらに離隔し、第1スプリング76の巻きピッチP1の部分76aが撓む。そして、図6(d)に示すように、バルブ73が電磁コイル72に吸引されて開口端部82cからさらに離隔し、第2スプリング78が撓む。バルブ73が最も吸引された状態、すなわち、バルブ73が開弁位置にある状態を上死点とする。   Next, as shown in FIG. 6C, the valve 73 is attracted by the electromagnetic coil 72 and further separated from the opening end portion 82c, and the portion 76a of the winding pitch P1 of the first spring 76 is bent. Then, as shown in FIG. 6D, the valve 73 is attracted by the electromagnetic coil 72 and further separated from the opening end portion 82c, and the second spring 78 is bent. A state in which the valve 73 is most sucked, that is, a state in which the valve 73 is in the valve open position is defined as a top dead center.

これにより、燃料切替弁70は、閉弁により操作圧燃料導入通路65に操作圧燃料を封入するとともに、開弁により操作圧燃料導入通路65から操作圧燃料を開放させるようになっている。   Thereby, the fuel switching valve 70 closes the operation pressure fuel in the operation pressure fuel introduction passage 65 by closing the valve and opens the operation pressure fuel from the operation pressure fuel introduction passage 65 by opening the valve.

本実施の形態においては、下死点に対応するバルブ73の位置、すなわち、閉弁位置が復帰位置を意味し、一方、上死点に対応するバルブ73の位置、すなわち、開弁位置が吸引位置を意味する。したがって、これに限定されず、開弁位置に対応する位置が復帰位置で、閉弁位置に対応する位置が吸引位置となっていてもよい。しかも、燃料切替弁70は、ノーマリーオフ型となっているが、これに限定されず、ノーマリーオン型となっていてもよい。   In the present embodiment, the position of the valve 73 corresponding to the bottom dead center, that is, the valve closing position means the return position, while the position of the valve 73 corresponding to the top dead center, that is, the valve opening position is the suction position. Means position. Therefore, the position corresponding to the valve opening position may be the return position, and the position corresponding to the valve closing position may be the suction position. Moreover, the fuel switching valve 70 is a normally-off type, but is not limited to this, and may be a normally-on type.

図1に示すように、ECU4は、CPU(Central Processing Unit)と、固定されたデータの記憶を行うROM(Read Only Memory)と、一時的にデータを記憶するRAM(Random Access Memory)と、書き替え可能な不揮発性のバックアップメモリと、A/D変換器やバッファなどを有する入力インターフェース回路と、駆動回路などを有する出力インターフェース回路とを備えている。ECU4には車両のイグニッションスイッチのON/OFF信号が取り込まれるとともに、図示しないバッテリからの電源供給がなされるようになっている。   As shown in FIG. 1, the ECU 4 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores fixed data, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data, and a write A replaceable nonvolatile backup memory, an input interface circuit having an A / D converter and a buffer, and an output interface circuit having a drive circuit and the like are provided. The ECU 4 receives an ON / OFF signal of an ignition switch of the vehicle and is supplied with power from a battery (not shown).

さらに、ECU4の入力インターフェース回路には、各種センサ群が接続されており、これらセンサ群からのセンサ情報がA/D変換器などを含む入力インターフェース回路を通してECU4に取り込まれるようになっている。ECU4の出力インターフェース回路には、インジェクタ22や燃料ポンプユニット40、燃料切替弁70などのアクチュエータ類を制御するためのリレースイッチや、燃料ポンプユニット40の駆動電流を可変制御するためのスイッチング素子などが接続されている。   Furthermore, various sensor groups are connected to the input interface circuit of the ECU 4, and sensor information from these sensor groups is taken into the ECU 4 through an input interface circuit including an A / D converter and the like. The output interface circuit of the ECU 4 includes a relay switch for controlling actuators such as the injector 22, the fuel pump unit 40, and the fuel switching valve 70, a switching element for variably controlling the drive current of the fuel pump unit 40, and the like. It is connected.

ECU4は、ROM内に格納された制御プログラムを実行することで、公知の電子スロットル制御、燃料噴射量制御、点火時期制御、燃料カット制御、可変バルブタイミング制御などを実行することができる。例えば、ECU4は、エアフローメータにより検出される吸入空気量とクランク角センサにより検出されるエンジン回転数とに基づいて燃焼毎に必要な基本噴射量を算出し、さらにエンジン2の運転状態に応じた各種補正や空燃比フィードバック補正などを施した燃料噴射量を算出し、その燃料噴射量に対応する燃料噴射時間だけ対応するインジェクタ22を開弁駆動する。なお、ここでの燃料噴射時間は、インジェクタ22に供給される燃料圧の設定値に応じて理論空燃比を保つよう設定される。   The ECU 4 can execute known electronic throttle control, fuel injection amount control, ignition timing control, fuel cut control, variable valve timing control, and the like by executing a control program stored in the ROM. For example, the ECU 4 calculates the basic injection amount required for each combustion based on the intake air amount detected by the air flow meter and the engine speed detected by the crank angle sensor, and further according to the operating state of the engine 2. The fuel injection amount subjected to various corrections and air-fuel ratio feedback correction is calculated, and the injector 22 corresponding to the fuel injection time corresponding to the fuel injection amount is driven to open. The fuel injection time here is set so as to maintain the stoichiometric air-fuel ratio in accordance with the set value of the fuel pressure supplied to the injector 22.

また、ECU4は、エンジン2の運転に要求される燃料噴射量に応じて燃料ポンプユニット40の吐出量を最適値にするようその吐出量に対応するポンプ駆動モータ40bの駆動電圧のコマンド値を生成し、燃料ポンプコントローラ45と共にポンプ駆動モータ40bの駆動電圧をフィードバック制御する機能を有している。   Further, the ECU 4 generates a command value for the drive voltage of the pump drive motor 40b corresponding to the discharge amount so as to optimize the discharge amount of the fuel pump unit 40 in accordance with the fuel injection amount required for the operation of the engine 2. In addition, the fuel pump controller 45 has a function of feedback controlling the drive voltage of the pump drive motor 40b.

さらに、ECU4は、各種センサ群からのセンサ情報およびROMに予め格納された設定値やマップ情報に基づいて、エンジン2の運転中にその負荷状態を繰返し判定する。そして、例えば、エンジン2の始動の暖機時や高燃温時には、燃料切替弁70の電磁コイル72に通電して、燃料ポンプユニット40からの燃料の燃料圧を高圧側の設定圧に切り替えるようになっている(図7参照)。また、例えば、エンジン2の暖機後や高燃温時でない通常の運転時は、燃料切替弁70の電磁コイル72の通電を停止して、燃料ポンプユニット40からの燃料の燃料圧を低圧側の設定圧に切り替えるようになっている(図7参照)。   Further, the ECU 4 repeatedly determines the load state during operation of the engine 2 based on sensor information from various sensor groups and set values and map information stored in advance in the ROM. For example, when the engine 2 is warmed up or at high fuel temperature, the electromagnetic coil 72 of the fuel switching valve 70 is energized so that the fuel pressure of the fuel from the fuel pump unit 40 is switched to the set pressure on the high pressure side. (See FIG. 7). In addition, for example, during normal operation after the engine 2 is warmed up or not at a high fuel temperature, the energization of the electromagnetic coil 72 of the fuel switching valve 70 is stopped to reduce the fuel pressure of the fuel from the fuel pump unit 40 to the low pressure side. The set pressure is switched to (see FIG. 7).

ECU4のROMおよびバックアップメモリに格納される設定値には、燃料圧の高圧側の設定値および低圧側の設定値がそれぞれ含まれている。また、ROMおよびバックアップメモリに格納されるマップ情報には、運転負荷の判定とその判定結果に応じた燃料圧の切替制御のためのマップなどが含まれている。   The set values stored in the ROM and the backup memory of the ECU 4 include a set value on the high pressure side and a set value on the low pressure side of the fuel pressure, respectively. The map information stored in the ROM and the backup memory includes a map for determining the operating load and switching control of the fuel pressure according to the determination result.

次に、作用について説明する。   Next, the operation will be described.

上述のように構成された本実施の形態の燃料供給装置3では、エンジン2の停止中、燃料ポンプユニット40のポンプ駆動モータ40bおよび燃料切替弁70の電磁コイル72への通電はそれぞれ停止されている状態にある。燃料切替弁70においては、図6(a)に示すように、バルブ73が第1スプリング76および第2スプリング78により開口端部82cに押圧され、燃料流入管82aと燃料流出管82bとの連通が閉塞されている。   In the fuel supply device 3 of the present embodiment configured as described above, energization of the pump drive motor 40b of the fuel pump unit 40 and the electromagnetic coil 72 of the fuel switching valve 70 is stopped while the engine 2 is stopped. Is in a state of being. In the fuel switching valve 70, as shown in FIG. 6A, the valve 73 is pressed against the opening end portion 82c by the first spring 76 and the second spring 78, and the communication between the fuel inflow pipe 82a and the fuel outflow pipe 82b is established. Is blocked.

エンジン2が始動されると、ECU4はインジェクタ22や燃料ポンプユニット40を作動させる。図1に示すように、燃料ポンプユニット40から吐出された燃料は、チェック弁43および燃料フィルタ42を介して燃料管44に流入される。燃料管44からの燃料は分岐管44aにも流入され、燃圧制御弁50に入り込む。   When the engine 2 is started, the ECU 4 operates the injector 22 and the fuel pump unit 40. As shown in FIG. 1, the fuel discharged from the fuel pump unit 40 flows into the fuel pipe 44 through the check valve 43 and the fuel filter 42. The fuel from the fuel pipe 44 also flows into the branch pipe 44 a and enters the fuel pressure control valve 50.

また、図7に示すように、エンジン2が始動されると、ECU4は燃料ポンプユニット40からの燃料の燃料圧を高圧側の設定圧に切り替える。このため、図8(a)に示すように、ECU4は、燃料切替弁70の電磁コイル72に対して、電圧の印加を開始する。図8(b)に示すように、電圧の印加により、電流が緩やかに上昇する。   As shown in FIG. 7, when the engine 2 is started, the ECU 4 switches the fuel pressure of the fuel from the fuel pump unit 40 to a set pressure on the high pressure side. For this reason, as shown in FIG. 8A, the ECU 4 starts applying a voltage to the electromagnetic coil 72 of the fuel switching valve 70. As shown in FIG. 8B, the current rises gently by the application of voltage.

そして、電流値が所定値91を超えた時点で、電磁コイル72からバルブ73に作用する吸引力が第1スプリング76の抗力を上回り、図8(c)に実線で示すように、バルブ73が下死点から移動し始める。このとき、第1スプリング76の巻きピッチP1の部分76aが撓むこととなる。これにより、図6(b)に示すように、バルブ73が開口端部82cから離隔して、燃料流入管82aと燃料流出管82bとが連通する。そして、図6(c)に示すように、電磁コイル72からバルブ73に作用する吸引力がさらに第1スプリング76の抗力を上回り、バルブ73が上死点に向けて移動する。このとき、第1スプリング76の巻きピッチP2の部分76bが撓むこととなる。さらに、図6(d)に示すように、バルブ73が最も移動することにより上死点に達する。よって、燃料切替弁70は開放される。   When the current value exceeds the predetermined value 91, the attractive force acting on the valve 73 from the electromagnetic coil 72 exceeds the drag force of the first spring 76, and the valve 73 is shown in FIG. 8C by a solid line. Start moving from bottom dead center. At this time, the portion 76a of the winding pitch P1 of the first spring 76 is bent. Thereby, as shown in FIG. 6B, the valve 73 is separated from the opening end portion 82c, and the fuel inflow pipe 82a and the fuel outflow pipe 82b communicate with each other. As shown in FIG. 6C, the attractive force acting on the valve 73 from the electromagnetic coil 72 further exceeds the drag of the first spring 76, and the valve 73 moves toward the top dead center. At this time, the portion 76b of the winding pitch P2 of the first spring 76 is bent. Further, as shown in FIG. 6 (d), the top dead center is reached when the valve 73 moves most. Therefore, the fuel switching valve 70 is opened.

これにより、電磁コイル72からバルブ73に作用する吸引力が小さい第1変位区間Aにおける開弁初期段階では、荷重の変化量に対する変位量が大きい第1スプリング76の巻きピッチP1の部分76aを撓ませることができる。一方、第2変位区間Bでは、電磁コイル72からバルブ73に作用する吸引力が第1変位区間Aの初期段階より十分高いので、荷重の変化量に対する変位量が第1スプリング76の巻きピッチP1の部分76aより小さい第1スプリング76の巻きピッチP2の部分76bを十分に撓ませることができる。その結果、図8(c)に二点鎖線で示すように、従来の燃料切替弁ではグラフの直線の立ち上がりが緩くなるのに対し、図8(c)に実線で示すように、本実施の形態のバルブ73ではグラフの直線の立ち上がりが急傾斜になる。このため、バルブ73の移動速度を速めることができるので、下死点から上死点への移動時間を短縮することができる。なお、図6(a)〜図6(d)に示すように、バルブ73が下死点から上死点に移動する際には、バルブ73の第1スプリング76側の燃料は、アーマチャ部83からバルブ73の燃料管部82側に排出される。   As a result, at the initial stage of valve opening in the first displacement section A where the attractive force acting on the valve 73 from the electromagnetic coil 72 is small, the portion 76a of the winding pitch P1 of the first spring 76 having a large displacement with respect to the load variation is bent. I can do it. On the other hand, in the second displacement section B, since the attractive force acting on the valve 73 from the electromagnetic coil 72 is sufficiently higher than the initial stage of the first displacement section A, the displacement amount with respect to the load change amount is the winding pitch P1 of the first spring 76. The portion 76b of the winding pitch P2 of the first spring 76 smaller than the portion 76a can be sufficiently bent. As a result, as shown by a two-dot chain line in FIG. 8 (c), in the conventional fuel switching valve, the rising of the straight line of the graph becomes slow, whereas as shown by a solid line in FIG. In the form of the valve 73, the rising of the straight line in the graph has a steep slope. For this reason, since the moving speed of the valve 73 can be increased, the moving time from the bottom dead center to the top dead center can be shortened. As shown in FIGS. 6A to 6D, when the valve 73 moves from the bottom dead center to the top dead center, the fuel on the first spring 76 side of the valve 73 is used as the armature portion 83. To the fuel pipe 82 side of the valve 73.

このように、図8(c)に示すように、本実施の形態のバルブ73による下死点から上死点への移動時間S1を、従来の線形特性を有するスプリングを備えた燃料切替弁による下死点から上死点への移動時間S2よりも大幅に短くすることができる。これにより、燃料切替弁70の閉塞から開放への切替時間を短縮することができる。   In this way, as shown in FIG. 8C, the movement time S1 from the bottom dead center to the top dead center by the valve 73 of the present embodiment is determined by the conventional fuel switching valve having a spring having linear characteristics. The moving time S2 from the bottom dead center to the top dead center can be significantly shortened. Thereby, the switching time from closing to opening of the fuel switching valve 70 can be shortened.

また、図8(a)〜(d)に示すように、本実施の形態の燃料切替弁70は、従来のものと比較してバルブ73の応答性が向上しているので、電圧の印加から実際に燃料圧が上昇し終えるまでの時間T1が、従来の線形特性を有するスプリングを備えた燃料切替弁による時間T2に比べて大幅に短くなる。また、本実施の形態の燃料切替弁70は、図8(d)に二点鎖線で示すように、従来の燃料切替弁ではグラフの直線の立ち上がりが緩くなるのに対し、図8(d)に実線で示すように、本実施の形態のバルブ73ではグラフの直線の立ち上がりが急傾斜になる。この結果、従来のものと比較して低圧から高圧に切り替える速度も速くなる。   Further, as shown in FIGS. 8A to 8D, the fuel switching valve 70 of the present embodiment has improved responsiveness of the valve 73 as compared with the conventional one, and therefore, from the application of voltage. The time T1 until the fuel pressure has actually finished rising is significantly shorter than the time T2 for the conventional fuel switching valve having a spring having linear characteristics. Further, in the fuel switching valve 70 of the present embodiment, as shown by a two-dot chain line in FIG. 8 (d), the conventional fuel switching valve has a slow rise in the straight line of the graph, whereas FIG. 8 (d). As shown by the solid line, the straight line rise of the graph has a steep slope in the valve 73 of the present embodiment. As a result, the speed of switching from the low pressure to the high pressure is faster than the conventional one.

このように、本実施の形態の燃料切替弁70は、従来のものと比較してバルブ73の応答性が向上しているので、電磁力の応答遅れが生じてもその影響が少ない。また、本実施の形態の燃料切替弁70は、従来のものと比較してバルブ73の応答性が向上しているので、図5で示した第1スプリング76の初期設定荷重をスプリング76のばらつきを考慮して従来のものよりも高めに設定しても、時間T1が時間T2に比べて短くできるとともに、低圧から高圧に切り替える速度も速くできる。   As described above, the fuel switching valve 70 of the present embodiment has improved response of the valve 73 as compared with the conventional one, so that even if a response delay of electromagnetic force occurs, the influence is small. Further, since the fuel switching valve 70 of this embodiment has improved responsiveness of the valve 73 compared to the conventional one, the initial set load of the first spring 76 shown in FIG. Even if it is set higher than the conventional one in consideration of the above, the time T1 can be shortened compared to the time T2, and the switching speed from the low pressure to the high pressure can be increased.

そして、上述した燃料ポンプユニット40から燃圧制御弁50に供給された燃料は、図3(a)に示すように、流体導入口51aから調圧室58に入り込む。ここで、燃料切替弁70が開放状態であるので、操作圧燃料導入通路65が燃料タンク30内に開放されている。このため、図3(b)に示すように、調圧部材52の受圧領域は、調圧部材52の環状受圧面52aのみになる。   Then, the fuel supplied from the fuel pump unit 40 to the fuel pressure control valve 50 enters the pressure regulating chamber 58 through the fluid inlet 51a as shown in FIG. Here, since the fuel switching valve 70 is in an open state, the operation pressure fuel introduction passage 65 is opened in the fuel tank 30. For this reason, as shown in FIG. 3B, the pressure receiving region of the pressure adjusting member 52 is only the annular pressure receiving surface 52 a of the pressure adjusting member 52.

これにより、コイルスプリング53の付勢力に対抗して調圧部材52を開弁させるために大きな燃料圧が必要になり、環状の導入側通路66内の燃料の調圧レベルが上昇する。分岐管44aおよび燃料管44の燃料圧も上昇して、速やかに高圧側の設定圧、例えば400kPaに達し、燃料通路15を通し高燃料圧の燃料がデリバリーパイプ23に供給される。これにより、暖機時にインジェクタ22からの燃料噴射を高圧で行うことにより、噴霧の微粒化を図ることができ、暖機時の未燃炭化水素の発生を抑えることができる。   Accordingly, a large fuel pressure is required to open the pressure regulating member 52 against the urging force of the coil spring 53, and the pressure regulation level of the fuel in the annular introduction side passage 66 is increased. The fuel pressure in the branch pipe 44 a and the fuel pipe 44 also rises and quickly reaches a set pressure on the high pressure side, for example, 400 kPa, and high fuel pressure fuel is supplied to the delivery pipe 23 through the fuel passage 15. Thereby, by performing fuel injection from the injector 22 at a high pressure during warm-up, atomization of the spray can be achieved, and generation of unburned hydrocarbons during warm-up can be suppressed.

図8(c)および図8(d)に示すように、燃料切替弁70のバルブ73が少しでも動き始めると同時に、燃料圧が上昇し始める。そして、図8(a)に示すように、暖機運転中は、ECU4は燃料切替弁70の電磁コイル72に対して電圧の印加を維持する。これにより、図8(d)に示すように、高圧の燃料噴射が維持される。   As shown in FIGS. 8C and 8D, the fuel pressure starts to increase at the same time as the valve 73 of the fuel switching valve 70 starts to move even a little. And as shown to Fig.8 (a), ECU4 maintains the application of a voltage with respect to the electromagnetic coil 72 of the fuel switching valve 70 during warm-up operation. Thereby, as shown in FIG.8 (d), high pressure fuel injection is maintained.

次に、図7に示すように、暖機運転が終了すると、ECU4は燃料ポンプユニット40からの燃料の燃料圧を低圧側の設定圧に切り替える。   Next, as shown in FIG. 7, when the warm-up operation ends, the ECU 4 switches the fuel pressure of the fuel from the fuel pump unit 40 to a set pressure on the low pressure side.

そこで、図8(a)に示すように、ECU4は、燃料切替弁70の電磁コイル72に対して、電圧の印加を停止する。図8(b)に示すように、電圧の印加の停止により、電流が緩やかに下降する。   Therefore, as shown in FIG. 8A, the ECU 4 stops applying voltage to the electromagnetic coil 72 of the fuel switching valve 70. As shown in FIG. 8B, the current gradually drops due to the stop of the voltage application.

電流値が所定値92を下回った時点で、電磁コイル72からバルブ73に作用する吸引力が第2スプリング78の付勢力より小さくなり、図8(c)に示すように、バルブ73が第2スプリング78の付勢力によって上死点から移動し始める。これにより、図6(c)に示すように、バルブ73が開口端部82cに近づき始める。   When the current value falls below the predetermined value 92, the attractive force acting on the valve 73 from the electromagnetic coil 72 becomes smaller than the urging force of the second spring 78, and as shown in FIG. The spring 78 starts to move from the top dead center by the urging force of the spring 78. Thereby, as shown in FIG.6 (c), the valve | bulb 73 begins to approach the opening edge part 82c.

そして、電磁コイル72からバルブ73に作用する吸引力が第1スプリング76の付勢力よりさらに小さくなり、図8(c)に示すように、バルブ73が第1スプリング76の付勢力によって下死点に向かってさらに移動する。このとき、図6(c)に示すように、第1スプリング76の巻きピッチP2の部分76bが伸びることとなる。   Then, the attractive force acting on the valve 73 from the electromagnetic coil 72 becomes smaller than the biasing force of the first spring 76, and the valve 73 is bottom dead centered by the biasing force of the first spring 76, as shown in FIG. Move further toward. At this time, as shown in FIG. 6C, the portion 76b of the winding pitch P2 of the first spring 76 is extended.

さらに、電磁コイル72からバルブ73に作用する吸引力が第1スプリング76の付勢力よりさらに小さくなり、図8(c)に示すように、バルブ73が第1スプリング76の付勢力によって開口端部82cに向かってさらに移動する。このとき、図6(b)に示すように、第1スプリング76の巻きピッチP1の部分76aが伸びることとなる。これにより、図6(a)に示すように、バルブ73が開口端部82cに当接して押圧することにより下死点に達する。よって、燃料切替弁70は閉塞される。   Further, the attractive force acting on the valve 73 from the electromagnetic coil 72 becomes smaller than the urging force of the first spring 76, and the valve 73 is opened by the urging force of the first spring 76 as shown in FIG. Move further towards 82c. At this time, as shown in FIG. 6B, the portion 76a of the winding pitch P1 of the first spring 76 is extended. As a result, as shown in FIG. 6A, the valve 73 comes into contact with and presses against the opening end portion 82c to reach the bottom dead center. Therefore, the fuel switching valve 70 is closed.

これにより、電磁コイル72からバルブ73に作用する吸引力が大きい閉弁初期段階では、荷重の変化量に対する変位量が第1スプリング76の巻きピッチP2の部分76bより大きい第2スプリング78により、バルブ73が閉弁位置の方向に短時間で移動することができる。この結果、図8(c)に二点鎖線で示すように、従来の燃料切替弁ではグラフの直線の立ち下がりが緩いのに対し、図8(c)に実線で示すように、本実施の形態のバルブ73ではグラフの直線の立ち下がりが急傾斜になる。このため、バルブ73の移動速度を速めることができるので、上死点から下死点への移動時間を短縮することができる。なお、図6(d)〜図6(a)に示すように、バルブ73が上死点から下死点に移動する際には、バルブ73の開口端部82c側の燃料は、アーマチャ部83からバルブ73の第1スプリング76側に排出される。   As a result, at the initial stage of closing the valve where the attractive force acting on the valve 73 from the electromagnetic coil 72 is large, the second spring 78 is larger than the portion 76b of the winding pitch P2 of the first spring 76 by the second spring 78. 73 can move in the direction of the valve closing position in a short time. As a result, as shown by a two-dot chain line in FIG. 8 (c), the falling of the straight line of the graph is slow in the conventional fuel switching valve, whereas as shown by the solid line in FIG. In the form of the valve 73, the falling of the straight line in the graph has a steep slope. For this reason, since the moving speed of the valve 73 can be increased, the moving time from the top dead center to the bottom dead center can be shortened. As shown in FIGS. 6D to 6A, when the valve 73 moves from the top dead center to the bottom dead center, the fuel on the opening end portion 82c side of the valve 73 is supplied to the armature portion 83. From the valve 73 to the first spring 76 side.

このように、図8(c)に示すように、本実施の形態によるバルブ73による上死点から下死点への移動時間S3を、従来の線形特性を有するスプリングを備えた燃料切替弁による上死点から下死点への移動時間S4よりも大幅に短くすることができる。これにより、燃料切替弁70の開放から閉塞への切替時間を短縮することができる。   Thus, as shown in FIG. 8C, the travel time S3 from the top dead center to the bottom dead center by the valve 73 according to the present embodiment is determined by the conventional fuel switching valve having a spring having a linear characteristic. The moving time from the top dead center to the bottom dead center S4 can be made significantly shorter. Thereby, the switching time from opening to closing of the fuel switching valve 70 can be shortened.

そして、上述した燃料ポンプユニット40から燃圧制御弁50に供給された燃料は、図2(a)に示すように、流体導入口51aから調圧室58に入り込む。ここで、燃料切替弁70が閉塞状態になった後は、操作圧燃料導入通路65が閉塞されている。このため、図2(b)に示すように、調圧部材52の受圧領域は、調圧部材52の環状受圧面52aおよび環状受圧面52bとなる。   The fuel supplied from the fuel pump unit 40 to the fuel pressure control valve 50 enters the pressure regulating chamber 58 from the fluid inlet 51a as shown in FIG. Here, after the fuel switching valve 70 is closed, the operating pressure fuel introduction passage 65 is closed. For this reason, as shown in FIG. 2B, the pressure receiving regions of the pressure adjusting member 52 are the annular pressure receiving surface 52a and the annular pressure receiving surface 52b of the pressure adjusting member 52.

これにより、コイルスプリング53の付勢力に対抗して調圧部材52を開弁させるために小さい燃料圧で足りることになり、環状の導入側通路66内の燃料の調圧レベルが低下する。そして、図8(c)および図8(d)に示すように、燃料切替弁70のバルブ73が完全に閉塞すると同時に、燃料圧が下降し始める。よって、分岐管44aおよび燃料管44の燃料圧も低下して、速やかに低圧側の設定圧、例えば200kPaに達し、燃料通路15を通し低燃料圧の燃料がデリバリーパイプ23に供給される。これにより、ポンプユニット40を低圧作動させることにより、燃費を向上することができる。   Accordingly, a small fuel pressure is sufficient to open the pressure regulating member 52 against the urging force of the coil spring 53, and the pressure regulation level of the fuel in the annular introduction side passage 66 is lowered. Then, as shown in FIGS. 8C and 8D, the fuel pressure starts to drop at the same time as the valve 73 of the fuel switching valve 70 is completely closed. Therefore, the fuel pressure in the branch pipe 44a and the fuel pipe 44 also decreases, and quickly reaches a set pressure on the low pressure side, for example, 200 kPa, and the low fuel pressure fuel is supplied to the delivery pipe 23 through the fuel passage 15. Thereby, the fuel consumption can be improved by operating the pump unit 40 at a low pressure.

また、図8(a)〜図8(d)に示すように、本実施の形態による電圧の印加の停止から実際に燃料圧が下降し始めるまでの時間T3は、従来の線形特性を有するスプリングを備えた燃料切替弁による時間T4に比べて大幅に短くなる。   Further, as shown in FIGS. 8A to 8D, a time T3 from when the voltage application is stopped according to the present embodiment to when the fuel pressure actually starts to decrease is a spring having a conventional linear characteristic. Compared with the time T4 by the fuel switching valve provided with

また、エンジン2の始動から一定時間が経過した後は、通常の運転状態、例えば部分負荷運転時には、燃費や燃料ポンプユニット40の信頼性の面から低圧側の設定圧が要求される。一方、高燃温時には、ベーパの発生を抑制するために高圧側の設定圧が要求される。   In addition, after a certain time has elapsed since the engine 2 was started, a set pressure on the low pressure side is required in terms of fuel efficiency and the reliability of the fuel pump unit 40 in a normal operation state, for example, partial load operation. On the other hand, at a high fuel temperature, a set pressure on the high pressure side is required to suppress the generation of vapor.

以上のように、本実施の形態に係る燃料供給装置3によれば、電磁コイルによって復帰位置から吸引位置にバルブ73を移動させる場合に、少なくとも第1変位区間Aにおいて従来に比較して弁体に作用する荷重の変化量に対する弁体の変位量が大きくなるので、バルブ73の移動速度を向上させることができる。   As described above, according to the fuel supply device 3 according to the present embodiment, when the valve 73 is moved from the return position to the suction position by the electromagnetic coil, the valve body is at least in the first displacement section A as compared with the prior art. Since the displacement amount of the valve body with respect to the change amount of the load acting on the valve increases, the moving speed of the valve 73 can be improved.

また、バルブ73の応答性が向上することにより、電磁コイルに電圧を印加した時点から燃料消費部への燃料供給圧力が実際に変更されるまでのタイムラグが短くなり、タイムラグの誤差が小さくなってタイムラグの算出精度を向上することができる。   In addition, by improving the responsiveness of the valve 73, the time lag from when the voltage is applied to the electromagnetic coil until the fuel supply pressure to the fuel consuming part is actually changed is shortened, and the error of the time lag is reduced. The time lag calculation accuracy can be improved.

また、バルブ73の応答性が向上することにより、制御対象燃料の燃料圧を例えば低圧から高圧に切り替える速度も速くなる。このため、ポンプ圧を低圧から高圧に迅速に増加することができるので、燃費を向上することができる。   In addition, by improving the responsiveness of the valve 73, the speed at which the fuel pressure of the fuel to be controlled is switched from, for example, a low pressure to a high pressure is increased. For this reason, the pump pressure can be rapidly increased from the low pressure to the high pressure, so that fuel efficiency can be improved.

また、本実施の形態に係る燃料供給装置3によれば、開弁位置から閉弁位置にバルブ73が移動するとき、第3変位区間Cにおいて従来に比較して弁体に作用する荷重の変化量に対する弁体の変位量が大きくなるので、バルブ73の移動速度を向上させることができる。しかも、開弁位置から閉弁位置にバルブ73が移動するとき、荷重低下に対する変位量が大きく、バルブ73が閉弁位置に移動するまでの時間を短縮することができる。   Further, according to the fuel supply device 3 according to the present embodiment, when the valve 73 moves from the valve opening position to the valve closing position, the change in the load acting on the valve body in the third displacement section C compared to the conventional case is changed. Since the displacement amount of the valve body with respect to the amount increases, the moving speed of the valve 73 can be improved. Moreover, when the valve 73 moves from the valve opening position to the valve closing position, the amount of displacement with respect to the load drop is large, and the time until the valve 73 moves to the valve closing position can be shortened.

このように、バルブ73の応答性が向上することにより、電磁コイル72に電圧を印加しなくなった時点からインジェクタ22への燃料供給圧力が実際に変更されるまでのタイムラグが短くなり、タイムラグの誤差が小さくなってタイムラグの算出精度を向上することができる。   Thus, by improving the responsiveness of the valve 73, the time lag from when the voltage is no longer applied to the electromagnetic coil 72 until the fuel supply pressure to the injector 22 is actually changed is shortened, and the error of the time lag The accuracy of time lag calculation can be improved.

また、バルブ73の応答性が向上することにより、制御対象燃料の燃料圧を例えば高圧から低圧に切り替える速度も速くなる。このため、ポンプ圧を高圧から低圧に迅速に低減することができるので、燃費を向上することができる。   Further, by improving the responsiveness of the valve 73, the speed at which the fuel pressure of the fuel to be controlled is switched from high pressure to low pressure, for example, is increased. For this reason, since the pump pressure can be quickly reduced from a high pressure to a low pressure, fuel consumption can be improved.

また、バルブ73を閉弁位置および開弁位置の何れか一方の位置から他方に移動させることで、燃料切替弁70は、燃圧制御弁50の操作圧燃料導入通路65に操作圧燃料が導入されるか否かを切り替えることが可能となる。操作圧燃料導入通路65に操作圧燃料が導入されるか否かにより、調圧部材52の受圧領域の面積を容易に変化させることができるので、燃圧制御弁50による制御対象燃料の圧力を容易に制御することができる。   Further, by moving the valve 73 from one of the valve closing position and the valve opening position to the other, the fuel switching valve 70 introduces the operating pressure fuel into the operating pressure fuel introduction passage 65 of the fuel pressure control valve 50. It is possible to switch whether or not. Since the area of the pressure receiving region of the pressure regulating member 52 can be easily changed depending on whether or not the operating pressure fuel is introduced into the operating pressure fuel introduction passage 65, the pressure of the fuel to be controlled by the fuel pressure control valve 50 can be easily set. Can be controlled.

また、本実施の形態に係る燃料供給装置3によれば、燃圧制御弁50の流体導入口51aと、流体排出口51bと、操作圧導入孔51cとは、調圧部材52に対して調圧室58側に配置されている。このため、背圧室59に操作圧燃料を導入する必要がなく、燃圧制御弁50の調圧室58側のみに燃料および操作圧燃料の配管を設ければよい。このため、コンパクトで簡素な配管が可能な燃圧制御弁50を提供することができる。また、本実施の形態に係る燃料供給装置3によれば、ハウジング51内を3室にすることや、燃圧制御弁を2つ設けることなしに、2段階に燃料圧を調整することができる。   Further, according to the fuel supply device 3 according to the present embodiment, the fluid introduction port 51 a, the fluid discharge port 51 b, and the operation pressure introduction hole 51 c of the fuel pressure control valve 50 regulate the pressure with respect to the pressure regulating member 52. Arranged on the chamber 58 side. For this reason, it is not necessary to introduce the operation pressure fuel into the back pressure chamber 59, and the fuel and operation pressure fuel pipes may be provided only on the pressure adjustment chamber 58 side of the fuel pressure control valve 50. For this reason, the fuel pressure control valve 50 capable of a compact and simple piping can be provided. Further, according to the fuel supply device 3 according to the present embodiment, the fuel pressure can be adjusted in two stages without making the inside of the housing 51 into three chambers or providing two fuel pressure control valves.

上述した本実施の形態の燃料供給装置3においては、燃圧制御弁50は操作圧導入孔51cを調圧室58側に配置したものとしている。しかしながら、本発明に係る燃料供給装置においては、これに限られず、燃圧制御弁50は操作圧導入孔51cを背圧室59側に配置したものとしてもよい。   In the fuel supply device 3 of the present embodiment described above, the fuel pressure control valve 50 is configured such that the operation pressure introduction hole 51c is disposed on the pressure regulating chamber 58 side. However, the fuel supply device according to the present invention is not limited to this, and the fuel pressure control valve 50 may have the operation pressure introduction hole 51c arranged on the back pressure chamber 59 side.

(第2の実施の形態)
本実施の形態は、上述の第1の実施の形態と略同様の全体構成を有している。本実施の形態に係る燃料供給装置においては、燃料切替弁70の第1スプリングの構成が異なっているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図1〜7に示した第1の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
(Second Embodiment)
The present embodiment has an overall configuration substantially similar to that of the first embodiment described above. In the fuel supply device according to the present embodiment, the configuration of the first spring of the fuel switching valve 70 is different, but the other configurations are configured similarly. Therefore, the same configuration will be described using the same reference numerals as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7, and only differences will be described in detail.

図9に示すように、第1スプリング74は、円筒状かつ等ピッチの単一のコイルスプリングにより構成されている。このため、第1スプリング74は、上述した第1スプリング76と同様に巻経が均一であるが、第1スプリング76と異なり巻きピッチが等しくなっている。一方、第2スプリング78は、第1の実施の形態におけるものと同一のもので、第1スプリング74と組合せバネを構成している。   As shown in FIG. 9, the first spring 74 is formed of a single coil spring having a cylindrical shape and an equal pitch. For this reason, the first spring 74 has a uniform winding length like the first spring 76 described above, but has the same winding pitch unlike the first spring 76. On the other hand, the second spring 78 is the same as that in the first embodiment, and constitutes a combination spring with the first spring 74.

図10に示すように、第1スプリング74は、スプリング特性93で示すように、従来のスプリングと比較してバネ定数の低く線形的なバネ特性を有している。第1スプリング76は、バルブ73が閉弁位置にある状態をゼロとすると、その位置からストロークS1までの第1区間Aにおける荷重変化に対するバルブ73の変位量が、従来のバネ特性と比較して、大きくなっている。   As shown in FIG. 10, the first spring 74 has a linear spring characteristic with a low spring constant as compared with a conventional spring, as indicated by a spring characteristic 93. Assuming that the state in which the valve 73 is in the valve closing position is zero, the first spring 76 has a displacement amount of the valve 73 with respect to a load change in the first section A from the position to the stroke S1 in comparison with the conventional spring characteristics. It ’s getting bigger.

一方、第2スプリング78は、スプリング特性96で示すように、線形的なバネ特性を有している。第2スプリング78は、ストロークS1からストロークS2までの第2区間Bにおいて荷重変化に対するバルブ73の変位量が、従来のバネ特性と比較して、大きくなっている。   On the other hand, the second spring 78 has a linear spring characteristic as indicated by a spring characteristic 96. In the second spring 78, the displacement amount of the valve 73 with respect to the load change in the second section B from the stroke S1 to the stroke S2 is larger than the conventional spring characteristics.

第2スプリング78は、点98に対応する荷重でバルブ73のストロークが開始されるように、初期設定荷重が設定されている。このため、ストロークS1からストロークS2までの第2区間Bにおいて伸縮するようなっている。なお、第2スプリング78は、点99に対応するバルブ荷重がかかると、バルブ73のストロークS3で後述する上死点となる。   The second spring 78 has an initial set load so that the stroke of the valve 73 is started with a load corresponding to the point 98. For this reason, it expands and contracts in the second section B from the stroke S1 to the stroke S2. When the valve load corresponding to the point 99 is applied, the second spring 78 becomes a top dead center which will be described later in the stroke S3 of the valve 73.

また、図10に示すように、バルブ73は、点94に対応する荷重から点98に対応する荷重までは、変位しないことになるが、ストロークS1で封入された操作圧導入通路65内の操作圧燃料を十分に排出することができる。   Further, as shown in FIG. 10, the valve 73 is not displaced from the load corresponding to the point 94 to the load corresponding to the point 98, but the operation in the operation pressure introduction passage 65 enclosed in the stroke S1 is performed. The pressurized fuel can be discharged sufficiently.

また、第1スプリング74は、第2スプリング78およびワッシャ79とともに、所定の組み付け荷重でボビン71の内部に収容されている。第1スプリング74の組み付け荷重は、第1スプリング74の初期設定荷重に対応し、操作圧燃料を操作圧燃料導入通路65に封入した状態で、バルブ73を閉弁位置に保持する荷重より大きい値に設定されている。   The first spring 74 is housed in the bobbin 71 with a predetermined assembly load together with the second spring 78 and the washer 79. The assembly load of the first spring 74 corresponds to the initial setting load of the first spring 74 and is larger than the load that holds the valve 73 in the closed position in a state where the operation pressure fuel is sealed in the operation pressure fuel introduction passage 65. Is set to

第2スプリング78は、第1スプリング74よりもバネ鋼線が太くかつ巻経が大きくなっている。さらに、ボビン71は、その円周方向で放射内方に向かって突出するストッパ部材80aを有しており、ワッシャ79を介して第2スプリング78のバルブ73方向への伸びを規制するようになっている。第2スプリング78の組み付け荷重は、第2スプリング78の初期設定荷重に対応しており、この初期設定荷重から撓みが開始されるようになっている。   The second spring 78 is thicker in spring steel wire and larger in winding length than the first spring 74. Further, the bobbin 71 has a stopper member 80a projecting radially inward in the circumferential direction thereof, and restricts the extension of the second spring 78 in the direction of the valve 73 via the washer 79. ing. The assembly load of the second spring 78 corresponds to the initial setting load of the second spring 78, and the bending is started from this initial setting load.

以上のように、本実施の形態に係る燃料供給装置3によれば、電磁コイルによって復帰位置から吸引位置にバルブ73を移動させる場合に、少なくとも第1変位区間Aにおいて従来に比較して荷重の変化量に対する変位量が大きくなるので、バルブ73の移動速度を向上させることができる。   As described above, according to the fuel supply device 3 according to the present embodiment, when the valve 73 is moved from the return position to the suction position by the electromagnetic coil, at least in the first displacement section A as compared with the conventional load. Since the amount of displacement with respect to the amount of change increases, the moving speed of the valve 73 can be improved.

また、バルブ73の応答性が向上することにより、電磁コイルに電圧を印加した時点から燃料消費部への燃料供給圧力が実際に変更されるまでのタイムラグが短くなり、タイムラグの誤差が小さくなってタイムラグの算出精度を向上することができる。   In addition, by improving the responsiveness of the valve 73, the time lag from when the voltage is applied to the electromagnetic coil until the fuel supply pressure to the fuel consuming part is actually changed is shortened, and the error of the time lag is reduced. The time lag calculation accuracy can be improved.

また、バルブ73の応答性が向上することにより、制御対象燃料の燃料圧を例えば低圧から高圧に切り替える速度も速くなる。このため、ポンプ圧を低圧から高圧に迅速に増加することができるので、燃費を向上することができる。   In addition, by improving the responsiveness of the valve 73, the speed at which the fuel pressure of the fuel to be controlled is switched from, for example, a low pressure to a high pressure is increased. For this reason, the pump pressure can be rapidly increased from the low pressure to the high pressure, so that fuel efficiency can be improved.

また、本実施の形態に係る燃料供給装置3によれば、電磁コイル72によって開弁位置から閉弁位置にバルブ73を移動させる場合に、第2変位区間Bにおいて従来に比較して荷重の変化量に対する弁体の変位量が大きくなるので、バルブ73の移動速度を向上させることができる。しかも、電磁コイル72によって開弁位置から閉弁位置にバルブ73を移動させる場合にも、除荷重に対する変位量が大きく、バルブ73が閉弁位置に移動するまでの時間を短縮することができる。   Further, according to the fuel supply device 3 according to the present embodiment, when the valve 73 is moved from the valve opening position to the valve closing position by the electromagnetic coil 72, the load change in the second displacement section B compared to the conventional case. Since the displacement amount of the valve body with respect to the amount increases, the moving speed of the valve 73 can be improved. Moreover, even when the valve 73 is moved from the valve opening position to the valve closing position by the electromagnetic coil 72, the displacement amount with respect to the load removal is large, and the time until the valve 73 moves to the valve closing position can be shortened.

このように、バルブ73の応答性が向上することにより、電磁コイル72に電圧を印加しなくなった時点からインジェクタ22への燃料供給圧力が実際に変更されるまでのタイムラグが短くなり、タイムラグの誤差が小さくなってタイムラグの算出精度を向上することができる。   Thus, by improving the responsiveness of the valve 73, the time lag from when the voltage is no longer applied to the electromagnetic coil 72 until the fuel supply pressure to the injector 22 is actually changed is shortened, and the error of the time lag The accuracy of time lag calculation can be improved.

また、バルブ73の応答性が向上することにより、制御対象燃料の燃料圧を例えば高圧から低圧に切り替える速度も速くなる。このため、ポンプ圧を高圧から低圧に迅速に低減することができるので、燃費を向上することができる。   Further, by improving the responsiveness of the valve 73, the speed at which the fuel pressure of the fuel to be controlled is switched from high pressure to low pressure, for example, is increased. For this reason, since the pump pressure can be quickly reduced from a high pressure to a low pressure, fuel consumption can be improved.

以上のように、本発明に係る圧力制御装置およびこれを備えた燃料供給装置は、従来と比較して燃料圧力変更時の応答性を向上することができるとともに、燃料供給圧力の切替時間の算出精度を向上し、さらには燃費を向上することができるという効果を奏するものであり、圧力制御装置およびこれを備えた燃料供給装置に有用である。   As described above, the pressure control device according to the present invention and the fuel supply device including the pressure control device can improve the responsiveness when the fuel pressure is changed as compared with the conventional case, and calculate the fuel supply pressure switching time. This has the effect of improving the accuracy and further improving the fuel efficiency, and is useful for the pressure control device and the fuel supply device including the pressure control device.

2 エンジン(内燃機関)
3 燃料供給装置
22 インジェクタ(燃料消費部)
32 圧力制御装置
50 燃圧制御弁
52 調圧部材
65 操作圧燃料導入通路
70 燃料切替弁
71 ボビン
72 電磁コイル
73 バルブ(弁体)
76 第1スプリング(付勢手段)
78 第2スプリング(もう一つの付勢手段)
79 ワッシャ
80 ボビン部
80a ストッパ部材(フランジ)
80b 側面部
81 シリンダ部
82 燃料管部(燃料流通部)
83 アーマチャ部
84 シール部
2 Engine (Internal combustion engine)
3 Fuel supply device 22 Injector (fuel consumption unit)
32 Pressure control device 50 Fuel pressure control valve 52 Pressure regulating member 65 Operation pressure fuel introduction passage 70 Fuel switching valve 71 Bobbin 72 Electromagnetic coil 73 Valve (valve element)
76 First spring (biasing means)
78 Second spring (another biasing means)
79 Washer 80 Bobbin portion 80a Stopper member (flange)
80b Side part 81 Cylinder part 82 Fuel pipe part (fuel distribution part)
83 Armature part 84 Seal part

Claims (5)

操作圧燃料の圧力切替により制御対象燃料の圧力を制御する燃圧制御弁と、前記操作圧燃料の圧力を切り替える燃料切替弁と、を備えるとともに、
前記燃料切替弁は、前記操作圧燃料が流通する燃料流通部を形成するボビンと、
前記ボビンに往復動可能に収容されて往復動により前記燃料流通部を開閉可能な弁体と、
前記ボビンに巻きつけられ、前記弁体を吸引位置に吸引する電磁コイルと、
前記ボビン内部に収容され、前記弁体を吸引位置から復帰位置に復帰させる付勢手段と、を有する圧力制御装置であって、
前記燃圧制御弁は、前記制御対象燃料が導入される流体導入口、前記制御対象燃料が排出される流体排出口および前記操作圧燃料が導入される操作圧燃料導入通路を有するハウジングと、前記ハウジング内に前記流体導入口に連通するとともに前記操作圧燃料導入通路を備える調圧室を形成するとともに、前記調圧室内の燃料圧力に応じ前記流体導入口と前記流体排出口とを連通させる隔壁状の調圧部材と、を備え、
前記燃圧制御弁は、前記操作圧燃料導入通路に前記操作圧燃料が導入されることにより、前記調圧部材が一面側で燃料圧力を受ける受圧領域の面積が変更され、前記受圧領域の面積に応じて前記調圧室内の燃料圧力を調整するものであり、
前記燃料切替弁は、前記弁体が復帰位置で前記操作圧燃料導入通路に前記操作圧燃料を封入し、前記弁体が復帰位置から吸引位置に移動することにより前記操作圧燃料導入通路から前記操作圧燃料を開放させるように構成され、
前記付勢手段は、前記復帰位置から予め定められた変位位置までの第1変位区間における前記弁体に作用する荷重の変化量に対する前記弁体の変位量が、前記第1変位区間以降の第2変位区間における前記弁体に作用する荷重の変化量に対する前記弁体の変位量より大きい非線形特性を有することを特徴とする圧力制御装置。
A fuel pressure control valve for controlling the pressure of the fuel to be controlled by switching the pressure of the operating pressure fuel, and a fuel switching valve for switching the pressure of the operating pressure fuel,
The fuel switching valve includes a bobbin that forms a fuel circulation part through which the operating pressure fuel flows;
A valve body accommodated in the bobbin so as to be capable of reciprocating and capable of opening and closing the fuel circulation part by reciprocating;
An electromagnetic coil wound around the bobbin and sucking the valve body to a suction position;
An urging means housed in the bobbin and returning the valve body from a suction position to a return position,
The fuel pressure control valve includes a housing having a fluid introduction port through which the control target fuel is introduced, a fluid discharge port through which the control target fuel is discharged, and an operation pressure fuel introduction passage through which the operation pressure fuel is introduced, and the housing A partition wall that communicates with the fluid inlet and forms a pressure regulating chamber having the operation pressure fuel introduction passage and communicates the fluid inlet and the fluid outlet according to the fuel pressure in the pressure regulating chamber. And a pressure regulating member,
In the fuel pressure control valve, when the operating pressure fuel is introduced into the operating pressure fuel introduction passage, the area of the pressure receiving region where the pressure adjusting member receives fuel pressure on one side is changed, and the area of the pressure receiving region is increased. The fuel pressure in the pressure regulating chamber is adjusted accordingly,
The fuel switching valve seals the operation pressure fuel into the operation pressure fuel introduction passage when the valve body is in the return position, and the valve body moves from the return position to the suction position so that the operation pressure fuel introduction passage Configured to release operating pressure fuel,
The urging means has a displacement amount of the valve body with respect to a change amount of a load acting on the valve body in a first displacement section from the return position to a predetermined displacement position after the first displacement section. A pressure control device having a non-linear characteristic larger than a displacement amount of the valve body with respect to a change amount of a load acting on the valve body in two displacement sections.
前記付勢手段に対して直列に配置され、前記弁体を前記吸引位置から前記復帰位置に復帰させるもう一つの付勢手段をさらに備え、
前記もう一つの付勢手段は、前記第2変位区間以降の第3変位区間における前記弁体に作用する荷重の変化量に対する前記弁体の変位量が、前記第2変位区間における前記弁体に作用する荷重の変化量に対する前記弁体の変位量より大きいことを特徴とする請求項1に記載の圧力制御装置。
It is arranged in series with respect to the urging means, further comprising another urging means for returning the valve body from the suction position to the return position,
The other urging means is configured such that a displacement amount of the valve body with respect to a change amount of a load acting on the valve body in a third displacement section after the second displacement section is applied to the valve body in the second displacement section. The pressure control device according to claim 1, wherein the pressure control device is larger than a displacement amount of the valve body with respect to a change amount of an applied load.
前記ボビンの放射内方に突出するフランジと、前記フランジと前記もう一つの付勢手段との間に設けられたワッシャと、前記フランジと対向する側で前記もう一つの付勢手段を位置決めする前記ボビンを構成する側面部と、を有し、前記もう一つの付勢手段が予め定められた初期荷重となるよう前記ボビン内部に収容されたことを特徴とする請求項2に記載の圧力制御装置。   A flange projecting radially inwardly of the bobbin, a washer provided between the flange and the other biasing means, and positioning the other biasing means on a side facing the flange. The pressure control device according to claim 2, further comprising: a side surface portion that constitutes a bobbin, wherein the another urging means is accommodated inside the bobbin so as to have a predetermined initial load. . 請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載された圧力制御装置を備え、A pressure control device according to any one of claims 1 to 3 is provided,
燃料消費部に供給される前記制御対象燃料の圧力を前記圧力制御装置により調圧することを特徴とする燃料供給装置。A fuel supply device, wherein the pressure of the control target fuel supplied to a fuel consumption unit is regulated by the pressure control device.
前記燃料消費部は、内燃機関の燃料噴射部であることを特徴とする請求項4に記載の燃料供給装置。The fuel supply device according to claim 4, wherein the fuel consumption unit is a fuel injection unit of an internal combustion engine.
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