JPH03511Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、燃料ポンプに設けられた残圧保持用
のチエツク弁が閉鎖現象を起し、加速不良を起し
てしまう事態を防止するための燃料噴射装置に関
する。

〔従来技術〕

一般に、自動車用の燃料噴射装置は、モータの
回転によつて燃料を吐出し、該モータの停止時に
も所定の残圧を保持するチエツク弁を備えた燃料
ポンプと、該燃料ポンプからの吐出流量をインテ
イクマニホールドによる空気吸込圧力に応じて調
圧する圧力レギユレータと、該圧力レギユレータ
によつて調圧された燃料をエンジンに噴射するイ
ンジエクタとからなり、アクセル踏込時にはイン
テイクマニホールドが正圧となるのを利用して圧
力レギユレータによる設定圧力を約3.0Kg／cm²に
高めてインジエクタに供給し、アクセル戻し時に
はインテイクマニホールドが負圧となるのを利用
して圧力レギユレータによる設定圧力を約2.0
Kg／cm²に低下させ、しかも燃料ポンプのチエツク
弁は、前記圧力レギユレータと協働してエンジン
停止時にも吐出配管内の残圧を約2.55Kg／cm²に維
持するようになつている。

このような構成の燃料噴射装置として、従来第
４図ないし第８図に示すものが知られている。

まず、第４図は全体構成を示す系統図で、図中
１は燃料２を貯える燃料タンク、３は燃料タンク
１内に設けられ、燃料２を圧送する燃料ポンプ
で、該燃料ポンプ３内には電動モータ部、ポンプ
部（いずれも図示せず）を内蔵すると共に、その
吐出口には残圧保持用のチエツク弁４が設けら
れ、また最高吐出圧設定用のリリーフ弁（図示せ
ず）が設けられている。そして、前記燃料ポンプ
３の吐出口には吐出配管５の一端側が接続され、
その他端は後述の圧力レギユレータ７に接続さ
れ、かつ該吐出配管５の途中には燃料フイルタ６
が設けられている。

ここで、燃料ポンプ３はアイドルスイツチの
ON時（アイドル時）にはその電動モータ部の駆
動電圧が9.8Vとなり、アイドルスイツチのOFF
時（アクセル時）には13.5Vとなるように設定さ
れ（第８図イ参照）、ポンプ部は該電動モータ部
により回転駆動され、回転数に比例した燃料を圧
送するようになつている。なお、燃料ポンプ３に
設けられたリリーフ弁は、最高吐出圧力が例えば
4.3〜5.0Kg／cm²となるように設定され、機器、配
管系等の損傷を防止している。また、前述のチエ
ツク弁４は、第６図に示す如く、弁ケーシング４
Ａと、該弁ケーシング４ａの弁座４Ｂに離着座す
るポペツト弁体４Ｃと、該ポペツト弁体４Ｃを弁
座４Ｂに付勢する弁ばね４Ｄとから構成され、燃
料ポンプ３の停止時にはポペツト弁体４ｃが弁座
４Ｂに着座して、圧力レギユレータ７と協働して
吐出配管５内の残圧を、例えば2.55Kg／cm²に保持
するようになつている。

また、７は前記吐出配管５の他端側に設けられ
た圧力レギユレータ７で、該圧力レギユレータ７
は燃料噴射用のインジエクタ８，８，……に燃料
を供給せしめる供給配管９、余剰油を燃料タンク
１にリターンするリターン配管１０、インテイク
マニホールド１１に発生する正圧または負圧を制
御圧として導入する制御圧配管１２とそれぞれ接
続されている。

ここで、前記圧力レギユレータ７は、第５図に
示す如く、密閉状のケーシング７Ａと、該ケーシ
ング７Ａ内に設けられ、内部を燃料室Ａと、制御
圧室Ｂとに画成するダイアフラム７Ｂと、該ダイ
アフラム７Ｂに設けられた弁体７Ｃと、燃料室Ａ
内に突設され該弁体７Ｃの接離によつて開口面積
が変化する筒状弁座７Ｄと、制御圧室Ｂ内に位置
してケーシング７Ａと弁体７Ｃとの間に張設され
た圧力設定用ばね７Ｅとから構成され、前記吐出
配管５、供給配管９は燃料室Ａに開口すると共
に、リターンする配管１０は筒状弁座７Ｄと接続
され、制御圧配管１２は制御圧室Ｂに開口してい
る。そして、インテイクマニホールド１１内の空
気吸込圧力はアクセル時には所定の正圧状態とな
り、アイドリング時には負圧状態となるから、圧
力レギユレータ７は、制御圧室Ｂ内が正圧状態と
なつているときにはダイアフラム７Ｂに作用する
圧力と圧力設定用ばね７Ｅとによつて弁体７Ｃを
筒状弁座７Ｄ側に近接するように付勢し、リター
ン流量を減少させてインジエクタ８に供給する燃
料設定圧力を高め、一方制御圧室Ｂ内が負圧状態
となつているときには、圧力設定用ばね７Ｅに抗
して弁体７Ｃを筒状弁座７Ｄから離間するように
付勢し、リターン流量を増大させてインジエクタ
８に供給する燃料設定フイルタを低くする。な
お、圧力レギユレータ７による燃料の設定圧力
は、アイドル時で2.05Kg／cm²、アイドル時で3.05
Kg／cm²とされ（第８図ロ参照）、かつ圧力設定用
ばね７Ｅはエンジン停止時に2.55Kg／cm²の残圧を
保持するように設定されている。

このように構成される燃料噴射装置の作動につ
いて、第８図を参照しつつ述べる。

まず、アイドル時には燃料ポンプ３のモータ駆
動電圧は9.8V、電動モータ部回転数は2400rpm、
圧力レギユレータ７の燃料設定圧力は2.05Kg／
cm²、燃料ポンプ３の吐出流量は100／Ｈとなつ
ている。

この状態でアクセルを踏込むと、アイドルスイ
ツチがOFFとなつて駆動電圧は13.5V、電動モー
タ部回転数は3200rpmとなり、またインテイクマ
ニホールド１１が正圧状態となるから、圧力レギ
ユレータ７の燃料設定圧力は3.05Kg／cm²に高ま
る。なお、圧力レギユレータ７の燃料設定圧力が
高くなつた直後はその弁体７Ｃが筒状弁座７Ｄを
閉弁し、一時的に燃料ポンプ３の吐出流量が約70
／Ｈ程度に減少するが、電動モータ部の回転数
が2400rpmから3200rpmに高まることにより、そ
の後吐出流量は130／Ｈで定常状態となる。

次に、アクセルを戻すと、インテイクマニホー
ルド１１が再び負圧状態となり、圧力レギユレー
タ７の弁体７Ｃは筒状弁座７Ｄから離間し、リタ
ーン流量が増大して該圧力レギユレータ７の燃料
設定圧力は再び2.05Kg／cm²まで降圧する。この
際、アイドルスイツチがONとなるまでは燃料ポ
ンプ３のモータ駆動電圧は13.5Vであり、かつ圧
力レギユレータ７による負荷が小さくなつたこと
から、電動モータ部の回転数が高まり該燃料ポン
プ３の吐出流量は一時的に過大となり、180／
Ｈ程度のピーク値に達する（第８図ハ参照）。

さらに、アクセルを戻した後にアイドルスイツ
チが再びONとなると、モータ駆動電圧も9.8Vま
で低下し、燃料ポンプ３の吐出流量も100／Ｈ
まで減少し、次のアクセル踏込みに備える。

〔考案が解決しようとする問題点〕

然るに、従来技術によるものにあつては、アク
セル戻し時に燃料ポンプ３の吐出流量が130／
Ｈから180／Ｈまで一時的な過大流量となる。
このため、燃料ポンプ３のチエツク弁４を流れる
流量も増大し、該チエツク弁４を流れる流体力に
よつて弁ばね４Ｄは最大限に撓められ、第７図に
示すように該弁ばね４Ｄは密着状態となる。

このように弁ばね４Ｄが密着してしまうと、チ
エツク弁４は閉鎖状態となり、吐出流量は180
／Ｈから10／Ｈ〜20／Ｈ程度低下すること
になる。

この結果、燃料ポンプ３のケーシング内はリリ
ーフ弁の設定圧力である4.3〜5.0Kg／cm²までの高
圧状態に達し、エンジンを停止し、ケーシング内
の圧力を一旦低下させない限り、チエツク弁４の
閉鎖状態が復元しないという問題点がある。

本考案はこのような従来技術の問題点に鑑みな
されたもので、燃料ポンプの回転数と吐出流量と
は比例関係にあるものであるから、アクセル戻し
後に該燃料ポンプの回転数が所定のリミツト回転
数に達したとき、モータ駆動電圧を降下せしめる
ことにより、燃料ポンプによる過大流量の発生を
抑え、もつてチエツク弁の閉鎖現象を防止するよ
うにした燃料噴射装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本考案が採用す
る構成の特徴は、アクセルを戻した後に燃料ポン
プの回転数が所定のリミツト回転数まで上昇した
とき、ポンプ駆動用モータの駆動電圧を所定電圧
に降下せしめる電圧演算手段を設けたことにあ
る。

〔作用〕

アクセルを戻すことによつて、インテイクマニ
ホールドは正圧状態であつたものが負圧状態にな
り、圧力レギユレータの制御圧が急激に低下して
燃料設定圧力も降圧し、該圧力レギユレータによ
る負荷の減少とリリーフ流量の増加により、燃料
ポンプのモータの回転数が高まり、吐出流量が増
大する。しかし、電圧演算手段は燃料ポンプの回
転数即ちモータの回転数が所定のリミツト回転数
まで上昇したとき、該モータの駆動電圧を所定電
圧まで降下せしめるから、吐出流量もこれに伴つ
て減少する。これにより、燃料ポンプによる一時
的な過大流量の発生が防止され、チエツク弁の閉
鎖現象を確実に抑えることができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図ないし第３図に
基づき詳細に述べる。なお、前述した従来技術と
同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省
略する。

まず、第１図中において、２１は燃料ポンプ３
の電動モータ部を構成するポンプ駆動モータで、
該モータ２１は電源とアースとの間に位置してダ
ーリントン接続からなる電圧制御回路２２、抵抗
２３と直接に接続されている。２４は後述の演算
装置２５と電圧制御回路２２との間に設けられた
モータ制御装置で、該モータ制御装置２４は演算
装置２５からの電圧制御信号に基づいて電圧制御
回路２２の電流値を可変ならしめ、ポンプ駆動モ
ータ２１の駆動電圧を制御するものである。な
お、電圧制御回路２２はダーリントン接続回路を
用いるものに限らず、単一のパワートランジスタ
によつて構成してもよい。

２５は演算装置を示し、該演算装置２５は例え
ば処理回路（CPU）、記憶回路（RAMおよび
ROM）を含むマイクロコンピユータとして構成
され、入出力回路を介して後述のポンプ回転数検
出器２６、スロツトル弁スイツチ２７、噴射パル
ス発生器２８、クランク角検出器２９、およびス
タートスイツチ（図示せず）等と接続されてい
る。そして、前記演算装置２５の記憶回路内には
第２図に示すすプログラムが格納されていると共
に、該記憶回路のリミツトフイルタ回転数記憶エ
リア２５Ａにはリミツト回転数N_pが記憶されて
いる。

ここで、前記演算装置２５は後述の動作に基づ
いて、ポンプ駆動電圧V_p（ポンプ駆動モータ２１
の端子間電圧）を、 V_p＝T_i×Ｎ／Ａ＋Ｂ …(1) ただし、 T_i：噴射パルス幅 Ｎ ：エンジン回転数 Ａ ：所定の定数 Ｂ ：最低電圧 として、演算する第１の機能と、アクセル戻し時
に燃料ポンプ３の回転数N_fが、所定のリミツト
回転数N_p（例えば、3400rpm）よりも大となつた
とき、ポンプ駆動電圧V_pを所定電圧V_k（例えば、
3.7V）だけ電圧降下させるべく、 V_p＝V_p−V_k …(2) として演算する第２の機能とを有している。な
お、演算装置２５は、従来技術と同様にアイドル
スイツチのON，OFFによつて、モータ駆動電圧
を9.8V、13.5Vに制御する機能を有していること
は勿論である。

さらに、２６はポンプ回転数検出器、２７はス
ロツトル弁スイツチ、２８は噴射パルス発生器、
２９はクランク角検出器を示し、ポンプ回転数検
出器２６はポンプ駆動モータ２１の回転数から燃
料ポンプ３の回転数N_fを検出するものであり、
スロツトル弁スイツチ２７はスロツトル弁の開弁
角度からアクセル戻し開始位置を検出するもので
あり、噴射パルス発生器２８はインジエクタ８に
所定パルス幅（例えば、「Ｈ」レベルが2.5msec
のパルス）の噴射パルスを出力するものであり、
さらにクランク角検出器２９はエンジンのクラン
ク角からエンジン回転数Ｎを検出するものであ
る。そして、これらからの信号は演算装置２５に
入力され、(1)，(2)式による演算処理に用いられ
る。

本実施例はこのように構成されるが、燃料噴射
装置としての基本動作は従来技術のものと格別変
わるところがない。

そこで、燃料ポンプ３から過大流量が発生する
のを防止するための動作について、第２図に示す
プログラムを参照しつつ述べる。

まず、スタートスイツチが投入されると、演算
装置２５は噴射パルス発生器２８からの噴射パル
スの読込み（ステツプ１）、クランク角検出器２
９からのエンジン回転数の読込み（ステツプ２）
ポンプ回転数検出器２６からのポンプ回転数（ポ
ンプ駆動モータ２１の回転数）の読込み（ステツ
プ３）、スロツトル弁スイツチ２７からアクセル
位置の読込み（ステツプ４）、をそれぞれ行う。

次に、演算装置２５は、ステツプ５で所定のプ
ログラムサイクル毎にポンプ駆動電圧V_pを(1)式
により演算装置し、この演算装置結果に基づく電
圧制御信号をモータ制御装置２４に出力する。な
お、実施例の場合、噴射パルス幅を2.5msec、最
低電圧を8.64Vとすると、エンジンの平均回転数
から、ポンプ駆動電圧V_pの平均値はアイドリン
グ時で9.8V、アクセル時で13.5Vとなるように設
定されるものである。

次に、演算装置２５は、ステツプ６でアクセル
の戻しを開したか否かの判定を行う。即ち、アク
セルの戻し動作を開始したが、完全にはアイドル
位置には達していない、アクセル戻しの開始状態
（まだアイドルスイツチはOFF）を判定する。な
お、ステツプ６でまだアクセルを戻していないと
判定したときには、アクセル中であるから、再び
ステツプ１に戻り次の演算に備える。

一方、ステツプ６でアクセルを戻したと判定し
たときには次のステツプ７に移り、燃料ポンプ回
転数N_fをリミツト回転数記憶エリア２５Ａに記
憶されているリミツト回転数N_pと比較する。い
ま、燃料ポンプ回転数N_fの方が大であると判定
したときには、ステツプ８に移り、ステツプ５の
演算結果から(2)式に示す減算を行い、現在のポン
プ駆動電圧V_p（実施例の場合、13.5V）を、所定
電圧V_k（実施例の場合、3.7V）だけ電圧降下さ
せ、新たなポンプ駆動電圧V_p（実施例の場合、
9.8V）を求める。そして、演算装置２５はこの
駆動電圧に基づく電圧制御信号をモータ制御装置
２４に出力し、該モータ制御装置２４は電圧制御
回路２２を作動して、ポンプ駆動モータ２１１の
端子間電圧を9.8Vになるように制御し、燃料ポ
ンプ３の回転数を低下せしめる。

而して、前述したようにアイドル時にはモータ
駆動電圧は9.8V、ポンプ駆動モータ２１の回転
数は2400rpmで、吐出流量は100／Ｈとなつて
いたものが、アクセル時にはモータ駆動電圧は
13.5V、ポンプ駆動モータ２１の回転数は
3200rpmで、吐出流量は130／Ｈとなつている
（第３図参照）。この状態で、アクセルを戻したと
きには、インテイクマニホールド１１が負圧状態
となるから、圧力レギユレータ７の制御圧室Ｂ内
の制御圧が排出され、燃料設定圧力は3.05Kg／cm²
から2.05Kg／cm²に低下する。このように、圧力レ
ギユレータ７による負荷が小さくなると、ポンプ
駆動モータ２１の回転数が高まり、燃料ポンプ３
からの吐出流量が一時的に過大になろうとする。

しかし、本実施例では、演算装置２５が燃料ポ
ンプ３の回転数を監視し（ステツプ７）、燃料ポ
ンプ回転数Ｎが所定のリミツト回転数Ｎ、例えば
3400rpmに達したときには、モータ駆動電圧V_p
を所定電圧V_kだけ電圧降下せしめ（ステツプ
８）、ポンプ駆動モータ２１の回転数を低下する
ように制御する。このため、ポンプ駆動モータ２
１の回転数N_fが3200rpmから3400rpmに高まつた
ことにり、吐出流量は130／Ｈから140／Ｈ程
度となるにしかすぎず、吐出流量の増加量を約10
／Ｈに抑えることができる（第３図ハ参照）。

かくして、燃料ポンプ３のチエツク弁４につい
てみると、そのポペツト弁体４Ｃは第６図に示す
正常動作状態を保持し、弁ばね４Ｄが密着して、
該チエツク弁４が閉鎖現象を起してしまう事態を
防止しうる。

このように、本実施例においては、アクセル戻
し時に燃料ポンプ３に過大流量が発生するのを防
止し、もつてチエツク弁４が閉鎖現象を起す事態
を防止しうるから、従来技術の如くエンジンを一
旦停止してチエツク弁４を復元させるような煩わ
しさをなくすことができる。

なお、実施例ではアクセル戻し位置を検出する
手段としてスロツトル弁スイツチ２７を用いるも
のとして述べたが、アイドルスイツチとフルスイ
ツチとの間に、例えばポテンシヨメータ等からな
るスイツチ位置検出スイツチが設けられている車
種にあつては、当該アクセル位置検出スイツチを
用いてアクセル戻し位置を検出してもよい。ま
た、第３図イに示す特性線図ではモータ駆動電圧
を徐々に低下させるものとして図示したが、急激
に立下がるように電圧降下させてもよい。さら
に、実施例による具体的数値はこれに限るもので
ないことは勿論であり、車種に応じて適宜設定さ
れるものである。

〔考案の効果〕

本考案に係る燃料噴射装置は以上詳細に述べた
如くであつて、アクセル戻し時に燃料ポンプの回
転数が所定のリミツト回転数となつたときにはモ
ータ駆動電圧を所定電圧に降下せしめる構成とし
たから、アクセル戻し時に燃料ポンプに過大流量
が流れるのを防止し、もつてチエツク弁の閉鎖現
象を防止することができ、自動車の走行を円滑な
らしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の実施例を示し、
第１図は本実施例の燃料噴射装置に用いる回路構
成図、第２図は演算装置による電圧演算処理動作
を示す流れ図、第３図は特性線図を示し、第３図
イは燃料ポンプのモータ駆動電圧特性線図、第３
図ロは圧力レギユレータの燃料設定圧力特性線
図、第３図ハは燃料ポンプの吐出流量特性線図、
第４図ないし第８図は従来技術を示し、第４図は
従来技術による燃料噴射装置の全体構成を示す系
統図、第５図は圧力レギユレータを示す縦断面
図、第６図はチエツク弁の正常動作状態を示す縦
断面図、第７図は同じくチエツク弁の閉鎖状態を
示す縦断面図、第８図は特性線図を示し、第８図
イは燃料ポンプの駆動電圧特性線図、第８図ロは
圧力レギユレータの燃料設定圧力特性線図、第８
図ハは燃料ポンプの吐出流量特性線図である。 １……燃料タンク、３……燃料ポンプ、４……
チエツク弁、５……吐出配管、７……圧力レギユ
レータ、８……インジエクタ、９……供給配管、
１０……リターン配管、１１……インテイクマニ
ホールド、１２……制御圧配管、２１……ポンプ
駆動モータ、２４……モータ制御装置、２５……
演算装置、２６……ポンプ回転数検出器、２７…
…スロツトル弁スイツチ、２８……噴射パルス発
生器、２９……クランク角検出器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. モータの回転によつて燃料を吐出し、該モータ
   の停止時にも所定の残圧を保持するチエツク弁を
   備えた燃料ポンプと、該燃料ポンプからの吐出燃
   料をインテイクマニホールドによる空気吸込圧力
   に応じて調圧する圧力レギユレータと、該圧力レ
   ギユレータによつて調圧された燃料をエンジンに
   噴射するインジエクタとからなる燃料噴射装置に
   おいて、アクセルの戻し時に前記燃料ポンプの回
   転数が所定のリミツト回転数まで上昇したとき、
   前記モータの駆動電圧を所定電圧に降下せしめる
   電圧演算手段を設けたことを特徴とする燃料噴射
   装置。