JPS6232272A - 内燃エンジン用燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内燃エンジン用燃料供給装置、特に電子制御
式燃料供給装置に関するものであり、ざらに具体的にい
えば、給油管内の圧力を代表するセンサ出力に応じて燃
料ポンプの回転数、すなわちポンプ吐出量を制御するこ
とにより、燃料ポンプの寿命の問題を改善し、かつ省電
力および低騒音を実現することのできる内燃エンジン用
燃料供給装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の内燃エンジンにおける燃料圧送用ポンプ系の概略
構成を第２図に示す。第２図は４気筒エンジンの例であ
るが、図の簡略化のため１つのエンジンについてのみ図
示している。

燃料タンク１内の燃料は、燃料ポンプ２から吐出ざれ、
燃料フィルタ３および給油管１４を介して、噴射ノズル
４に圧送される。なお、第２図では図示を省略している
が、他の噴射ノズル４Ａ。

４Ｂ，４０などにも、同様にして燃料が圧送される。

前記噴射ノズル４は、公知の適宜の手法により、内燃エ
ンジンの回転に同期して所定時間だけ開弁ざれ、エンジ
ン負荷に応じた量の燃料をインテークマニホールド５内
に噴射する。

なお、第２図において、７はスロットルバルブ、８はエ
アクリーナ、９はシリンダである。

この場合、必要量（すなわち、噴射ノズル４から噴射さ
れる燃料量）以上の燃料を給油管１４に供給し、燃圧レ
ギュレータ６によって、拾一油管１４内の油圧を一定に
保持するようにしている。

燃圧レギュレータ６の構成および動作は周知でおるので
、その詳細な説明は省略するが、図示例の埠合、インテ
ークマニホールド５内の圧力よりも給油管１４内圧力の
方が高くなると、燃圧レギュレータ６内の弁が上方へ押
上げられ、給油管１４内の燃料が、還流管１５を介して
燃料タンク１に戻される。

反対に、インテークマニホールド５内の圧力よりも給油
管１４内の圧力の方が低くなると、燃圧レギュレータ６
内の弁が押下げられて前記燃料の還流路が遮断される。

このようにして、給油管１４内の油圧が一定に保持され
る。

以上の説明から分るように、給油管１４内の油圧を一定
に保持するためには、給油管１４内には、常に余分の燃
料を燃料ポンプ２によって供給してやることが必要で必
る。この場合、明らかなように、噴射ノズル４から噴射
される燃料量は内燃エンジンの負荷に応じて増減する。

したがって、従来は、内燃エンジンの最大負荷時に、給
油管１４内の油圧を一定に保持するのに必要な圧送油量
が得られるように、燃料ポンプ２の容量を定め、かつこ
れを例えば直流モータで連続運転することが行なわれて
いた。

しかし、このような従来装置では、燃料の還流量が多く
、無駄であるばかりでなく、電力消費量も要求燃料量に
関係なしに大きく、内燃エンジンに対する負荷が必要以
上に大きくなり、またアイドルおよび低速運転時には燃
料ポンプ２の作動音が騒音として感じ易い、という欠点
がある。

その改善策として、前記モータの回転数（したがって、
燃料ポンプ２の回転数）を、内燃エンジンの負荷すなわ
ち要求燃料量に応じて制御することが提案されている。

この方法によれば、燃圧レギュレータ６および還流管１
５を通って還流する燃料量を、常に必要最小限にするこ
とができるので、前述のような無駄や、電力消費量の増
大を防止して、省電力、省エネルギの目的を達成するこ
とができる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

前記のように改善された内燃エンジン用燃料供給装置に
おいては、燃圧レギュレータの応答速度に比較して、噴
射ノズルによる燃料制御速度の方が格段に早いので、給
油管内の圧力変動を生じ易いという欠点がある。

そこで、実際には、これを改善するためには、燃圧レギ
ュレータを介する燃料還流量を十分に大きく設定する必
要があり、このために電力消費量や騒音の低減が十分で
ないという問題があらた。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
でおる。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、給油管内の圧力が、噴
射ノズルからの燃料噴射量とは無関係に一定に保持され
るように、燃料ポンプの駆動用モータの回転数を、前記
給油管内の圧力を代表するセンサ出力に基づいて制御す
ることにより、必要最小限の燃料還流が保証されるよう
に構成した点に特徴がある。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す一部断面図
および制御系のブロック図である。同図において、第２
図と同一の符号は、同一または同等部分をあられしてい
る。

圧力センサ１２は、給油管１４内の圧力を検出し、その
値を偏差演算器１３に供給する。偏差演算器１３は、前
記圧力検出値を目標値設定器１７に設定された圧力目標
値と比較し、その偏−差に応じて、これを零にするよう
な回転数制御信号を発生する。前記回転数制御信号は、
例えば、前記偏差を比例・積分・微分演算することによ
って得ることができる。

可変周波数発振器１８は前記回転数制御信号を供給され
、その発（辰出力周波数を変化する。可変周波数発振器
１８としては、入力制御信号によってその発振周波数が
変化するようなものであれば、どのような発振器でも用
いることができる。可変周波数発振器１８の出力は、ド
ライバ１９を介して駆動用モータ２０に供給され、これ
を駆動する。

動作時には、給油管１４内の圧力が圧力センサ１２によ
って検出される。その検出圧力値が偏差演算器１３に供
給され、そこで目標値設定器１７から供給される圧力目
標値と比較される。

さらに、前記偏差演算器１３は、検出圧力値の前記目標
値に対する偏差に応じた回転数制御信号を、公知の適宜
の手法（例えば、比例・積分・微分演算）によって演算
し、これを可変周波数発振器１８に供給する。

可変周波数発振器１８は、前記回転数制御信号に応じて
その発振出力周波数を変更するので、駆動用モータ２０
の回転数が変化し、燃料ポンプ２の吐出量が変化する。

なお、この実施例において、燃料ポンプ２の吐出量すな
わら駆動用モニタ２０の回転数は、検出圧力値の前記目
標値に対する偏差が零になるように変化することは当然
である。

以上の説明から明らかなように、本実施例では、圧力セ
ンサ１２を設けて給油管１４内の圧力を検出し、これに
基づいて燃料ポンプ２の吐出量を制御することにより、
該給油管１４内の圧力が噴射ノズル４からの燃料噴射量
に無関係に一定に保持されるようにしている。

この結果、本実施例によれば、燃圧レギュレータ６の応
答速度と噴射ノズルによる燃料制御速度の相違に基づく
給油管１４内の圧力変動は生ずることがなく、したがっ
て、燃圧レギュレータ６を介する燃料還流量を必要最小
限とすることができる。。

なお、本発明では、以上の実施例における圧力センサ１
２に代えて、燃圧レギュレータ６内の弁の高さ位置を検
出し、その値（高さ位置検出値）を出力するリフトセン
サを設け、これと同時に、目標値設定器１７に代えて、
必要最小限の燃料還流量を得る為の前記燃圧レギュレー
タ６内の弁の高さ位置に相当する高さ位置目標値を出力
する目標値設定器を設けるようにしても、前述したとほ
ぼ同様の効果を達成することができる。

これは、前記高さ位置検出値が給油管１４内の、圧力を
ほぼ代表すると共に、前記高さ位置目標値が給油管１４
内の目標圧力をほぼ代表することができるからである。

ところで、第１図の実施例およびその変形例でおるリフ
トセンサ等を用いる実施例では、偏差演算器１３の出力
である回転数制御信号による駆動用モータ２０の制御は
、いわゆるオープンループ制御によって行なわれていた
。本発明は、これをクローズトループ制御によって実施
できることは明らかである。

第３図は、第１図の実施例を例にとって、クローズトル
ープ制御を行なう場合の制御系の概略を示すブロック図
である。この図において、第１図と同一の符号は、同一
または同等部分をあられしている。

タコメータ２３は、燃料ポンプ２または駆動用モータ２
０の回転数を検出し、検出回転数信号を回転数制御信号
演算器２２に供給する。また一方、前記回転数制御信号
演算器２２には、目標回転数演算器２１からの出力であ
る目標回転数信号が供給される。

したがって、回転数制御信号演算器２２−は、前記検出
回転数信号を目標回転数信号と比較し、その偏差に応じ
た回転数制御信号を可変周波数発振器１８に供給する。

この実施例によって、第１図の場合と同様の燃料ポンプ
２またはその駆動用モータ２０の回転数制御が実現でき
ることは、当業者には容易に理解されるであろう。また
、第１図の実施例の変形例であるリフトセンサ等を用い
る実施例においても、第３図と同様の構成により、クロ
ーズトループ制御できることは明らかであろう。

なお、以上の各実施例では、燃料ポンプ２を駆動するモ
ータとして交流（同期）モータを用いたが、その代りに
直流モータを用いることも可能である。この場合には、
モータ駆動電源の周波数を変更する代りに、モータに印
加する駆動電圧または電流、おるいは界磁束を、偏差演
算器１３または回転数制御信号演算器２２の出力に応じ
た制御信号で制御すれば良いことは明らかである。

（発明の効果） 本発明は、給油管内の圧力が、噴射ノズルからの燃料噴
射量に無関係に一定に保持されるように、燃料ポンプの
駆動用モータの回転数を前記給油管内の圧力を代表する
センサ出力に基づいて制御するようにしたので、必要最
小限の燃料還流が保証されるようになり、この結果、容
易に内燃エンジン用燃料供給装置の省電力、および低騒
音を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す一部断面図
および制御系のブロック図、第２図は従来の内燃エンジ
ン用燃料供給装置の一例を示す一部断面図、第３図は本
発明の他の実施例の制御系のブロック図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料タンクと、 前記燃料タンク内の燃料を給油管に圧送する燃料ポンプ
   と、 前記燃料ポンプを駆動するためのモータと、前記給油管
   に連結されており、内燃エンジンの回転に同期して、予
   定量の燃料をインテークマニホールド内へ噴射するよう
   に制御される噴射ノズルと、 前記給油管と燃料タンクとの間に配設され、給油管内の
   圧力が設定値を超えたときに開弁されて、給油管内の燃
   料を燃料タンクへ還流させる、燃圧レギュレータと、 前記給油管内の圧力を代表する値を検出する手段と、 前記給油管内の圧力の目標値を代表する値を設定する手
   段と、 前記給油管内の圧力の目標値を代表する値に対する、給
   油管内の圧力を代表する検出値の偏差を演算する手段と
   、 前記偏差に応じて、前記偏差が零になるように燃料ポン
   プの回転数を制御する手段とを具備したことを特徴とす
   る内燃エンジン用燃料供給装置。
2. （２）前記モータは交流モータであり、前記給油管内の
   圧力の目標値を代表する値に対する、給油管内の圧力を
   代表する検出値の偏差に応じて、前記偏差が零になるよ
   うに燃料ポンプの回転数を制御する手段は、前記交流モ
   ータの駆動電源となる可変周波数発振器と、前記偏差に
   応じた回転数制御信号を前記可変周波数発振器に供給す
   る手段とよりなることを特徴とする前記特許請求の範囲
   第１項記載の内燃エンジン用燃料供給装置。
3. （３）前記モータは交流モータであり、前記給油管内の
   圧力の目標値を代表する値に対する、給油管内の圧力を
   代表する検出値の偏差に応じて、前記偏差が零になるよ
   うに燃料ポンプの回転数を制御する手段は、前記交流モ
   ータの駆動電源となる可変周波数発振器と、前記偏差に
   応じた目標回転数信号を発生する手段と、前記燃料ポン
   プおよび駆動用モータの一方の回転数を検出する手段と
   、前記検出回転数の目標回転数に対する回転数偏差を検
   出する手段と、前記回転数偏差に応じた回転数制御信号
   を前記可変周波数発振器に供給する手段とよりなること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の内燃エン
   ジン用燃料供給装置。
4. （４）交流モータは、交流同期モータであることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かに記載の内燃エンジン用燃料供給装置。
5. （５）前記モータは直流モータであり、前記給油管内の
   圧力の目標値を代表する値に対する給油管内の圧力を代
   表する検出値の偏差に応じて、前記偏差が零になるよう
   に燃料ポンプの回転数を制御する手段は、前記直流モー
   タに供給される駆動電圧および界磁束の少なくとも一方
   を、前記偏差に応じて制御する手段であることを特徴と
   する前記特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジン用燃
   料供給装置。
6. （６）前記給油管内の圧力を代表する値が、燃圧レギュ
   レータ内の弁の高さ位置検出値であり、かつ前記給油管
   内の圧力の目標値を代表する値が、必要最小限の燃料還
   流量を得る為の前記弁の高さ位置に相当する高さ位置目
   標値であることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項
   ないし第５項のいずれかに記載の内燃エンジン用燃料供
   給装置。