KR100299265B1 - 내연기관용연료공급장치및이를조절하는방법 - Google Patents

Abstract

연료귀환 파이프가 없는 엔진용 연료공급장치가 개시되어 있다. 단계(51, 52)에서, 목표연료가 엔진작동상태에 따라 설정된다. 이후, 단계(52, 53)에서는, 목표연료압력에 따라 연료펌프(3)의 모우터에 공급될 목표전류값이 얻어진다. 다음 단계(55)에서는, 실제 모우터전류가 검출된 다음, 목표전류값과 검출된 전류가 다음 단계(56)에서 비교된다. 이후, 단계(58)에서는, 공급전류가 목표전류값과 검출된 전류값 사이의 비교에 의해 얻어진 차이에 따라 피드백에 의해 제어되어 상기 차이가 제거된다.

Description

내연기관용 연료공급장치 및 이를 조절하는 방법

본 발명은 내연기관용 연료공급장치 및 이를 조절하는 방법에 관한 것이다. 특히, 연료펌프를 구동하는 모우터에 공급된 전류를 제어함으로써 연료를 연료레일 및 다른 곳에 공급하는 내연기관용 연료귀환 파이프가 없는 연료공급장치 및 이를 조절하는 방법에 관한 것이다.

내연기관의 흡입구에 연료를 분사하는 종래의 연료공급장치는, 연료펌프에 의해 연료탱크로부터 펌핑된 연료가, 연료파이프를 통해 연료레일(전달파이프)에 공급되고, 이 연료레일에 부착된 각각의 실린더에 해당하는 연료분사밸브로부터 흡입구로 공급되도록 구성되어 있다. 압력 레귤레이터는, 연료분사밸브에 공급된 연료의 압력이 소정의 압력으로 유지되고, 과도한 연료를 연료탱크에 귀환시키는 귀환파이프가 제공되도록 연료레일에 제공되어 있다.

이 형태의 연료공급장치의 예로서, 연료펌프에 가해진 부하를 감소시키도록 연료의 과도한 공급을 제어하는 연료펌프의 회전속도 제어유닛이 일본 특허 공개 공보 소 57-68529호에 개시되어 있다. 본 유닛은 연료펌프를 구동하는 모우터에 공급된 전류가 엔진의 작동상태에 따라 선택된 소정의 기준값이 되도록 피드백에 의해 연료펌프의 회전속도를 정확히 제어한다.

그러나, 위에서 설명한 일본 공개 공보 소 57-68529호에 개시된 장치로 귀환파이프가 제공된 연료공급장치는, 연료레일이 내연기관의 주위에 위치되기 때문에 장치가 복잡하고, 생산비가 증대한다는 문제점이 있었다.

따라서, 연료레일의 과도한 연료를 연료탱크(이하, 내연기관용 비귀환 연료 공급장치라고 함)로 귀환시키는 귀환파이프가 전혀 제공되지 않은 연료공급장치로서 일본 특허 공개 공보 평 7-27029호에 개시된 엔진용 연료공급장치가 제공되어 있다.

이 장치에는, 연료펌프내의 탱크, 압력이 연료펌프와 연료레일 사이의 연료 공급통로 내의 소정 압력에 도달할 때 통로를 차단하는 압력제어밸브, 및 압력제어 밸브에 의해 제어된 연료펌프 몸체내의 압력보다 약간 큰 압력으로 작동하는 압력조절유닛이 제공되어 있고, 과도한 연료가 이 압력조절유닛에 의해 연료탱크내에서 직접 순환된다.

그러나, 이 장치는 과도한 연료가 제어하는데 필요하고 장치가 복잡하다는 문제점이 있다.

또한, 그 장치는 과도한 연료가 연료펌프로 토출되기 때문에 연료펌프에 가해진 부하가 증가하고 전력소비가 증가한다는 문제점이 있다.

또한, 그 장치는, 과도한 연료가 연료펌프에 의해 가열되고, 가열된 연료가 연료탱크에서 순환하여 연료탱크내 연료의 온도가 상승하여, 증발이 완전히 방지될 수 없다는 문제점이 있다.

또 다른 기술로서, 과도한 연료를 감소시키도록 연료압력센서에 의해 연료레일내의 연료압력을 검출하고, 검출된 연료압력과 목표연료압력 사이의 차를 감소시키도록 연료펌프에 인가되는 전압을 제어하는 기술이 일본 공개 공보 출원 평 6-147047 호에 대응하는 미국특허 제 5,483,940호에 개시되어 있다.

그러나, 이 장치는, 소망의 연료량을 분사하도록 연료의 유량에 따라 인가전압이 조절되어야 하고, 장치는 전압이 고정될지라도 연료의 유량이 변할 때 연료압력이 변하는 특성을 지니기 때문에 제어가 복잡하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 위에서 설명한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 과잉연료를 필요치 않고, 전력소비의 감소와 같은 에너지의 견지에서 유리한 단순한 구성, 제어 및 기능이 주어지는 내연기관용 비귀환 연료공급장치 및 이를 조절하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 연료펌프를 구동하는 dc전기모우터에 공급되는 전류가 전류제어유닛에 의해 고정된 소정의 값으로 유지되고, 연료가 이 연료펌프에 의해 소정의 압력하에서 전달파이프로 공급되고, 연료가 전달파이프로부터 연료분사밸브로 공급되며, 연료가 소정의 양만큼 연료분사밸브로부터 분사된다. dc전기모우터에 흐르는 전류값은 전류제어유닛에 의해 검출되는데, 이 전류값은 기설정목표 전류값과 비교되어, 공급전류가 피드백에 의해 제어된다. 따라서, 연료압력이 목표연료압력이 될 수 있다.

즉, 전달밸브에 있어서의 연료압력이 검출되고, 검출된 연료압력과 목표연료 압력 사이의 차이가 종래의 장치에서처럼 감소하도록 연료펌프의 구동모우터에 인가된 전압이 제어되면, 구동모터를 제어하는 전압이 제1도에서 점선에 의해 도시되어 있듯이, 연료공급유량에 따라 조절되어서 연료압력이 연료공급유량에 따라 변하기 때문에 연료압력이 목표연료압력이 되지만, 본 발명에서처럼 dc전기모우터에 흐르는 전류값과 목표전류값이 비교되고, 공급전류가 피드백에 의해 제어되면, 연료공급유량에 따른 종래의 조절이 필요하지 않고, 연료압력이 제1도에 있어서 실선으로 도시되어 있듯이, 공급전류에 의해 결정되므로 제어가 현저하게 용이하게 된다.

공급전류가 피드백에 의해 제어될 때 연료공급유량에 따른 조절이 필요하지 않은 이유는, 연료압력은 펌프특성으로서 토오크에 비례하고, 이 토오크는 모우터 특성으로서 전류에 비례함으로, dc전기모우터가 제공된 연료펌프에 연료압력이 전류에 비례하는 특성이 제공되기 때문이다.

본 발명에 있어서, 연료압력이 검출된 후 전압을 제어하는 종래의 과정은 채용되지 않고, 전류값을 비교함으로써 공급전류가 직접 조절되기 때문에, 본 발명은 제어 처리속도가 신속하고 응답성이 뛰어나다는 장점을 가지고 있다.

또한, 본 발명은, 과도한 연료를 저장할 수 있고 공급전류의 제어만이 필요한 비귀환 장치를 채용하기 때문에, 장치 구성 및 에너지 측면에서 장점이 있다.

본 발명에 따르면, 연료펌프에 의해 공급된 연료의 유량은, 내연기관이 연료 공급유량 검출수단에 의해 작동되고, 분사연료량이 연료분사제어수단에 의해 제어되어서 연료공급유량에 따라 연료의 분사와 관련된 요소를 조절함으로써 분사된 연료의 목표값이 되는 상태를 토태로 하여 얻어진다.

공급전류가 제어되는 시스템에서, 연료압력은 공급전류를 토대로 하여 제어되어 거의 바람직한 값이 되지만, 연료압력은 (전압이 제어되는 경우에 비해 작을지라도) 유체의 손실로 인해 제1도에 있어서 교번하는 길고 짧은 띠줄로 도시되어있듯이 연료공급유량에 따라 실질적으로 변한다.

따라서, 본 발명에 있어서, 예를 들어, 연료분사밸브가 개방되는 동안 연료가 분사되고, 공급전류와 같은 연료분사와 관련된 요소가 내연기관이 작동하는 상태를 토대로 얻어진 연료공급유량에 따라 조절되어 분사된 연료량을 더 정확히 제어한다. 따라서, 연료공급유량의 변경으로 인해 연료압력이 목표값에 도달하지 못할지라도, 분사된 연료량이 결핍에 의해 보상될 때 연료의 적절량이 분사되어 공급된다.

본 발명에 따라서, 연료공급유량이 연료분사밸브의 펄스폭 및 엔진속도를 토대로 얻어질 수 있다.

본 발명에 의한 장치가, 비귀환 연료공급장치이고, 과잉연료가 전혀 필요하지 않도록 구성되어 있기 때문에, 연료펌프로부터 공급된 연료의 유량이 분사된 연료량으로 간주된다.

즉, 연료공급유량은 연료분사밸브의 펄스폭과 엔진속도를 토대로 하여 얻어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 연료공급유량이 공기흡입량을 기반으로 하여 얻어질 수 있다.

예를 들어, 연료분사량(F)은, 공연비(A/F)를 계속 고정시키는 제어가 수행되면 흡기량(A)의 변화에 비례하게 변하기 때문에, 연료공급유량(분사연료량)이 흡기량을 토대로 하여 얻어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 또한 연료공급유량은 연료펌프의 회전속도를 기반으로 하여 얻어질 수 있다.

즉, 연료공급유량이 연료펌프의 회전속도에 비례하게 증가하기 때문에, 연료 공급유량이 연료펌프의 회전속도를 토대로 하여 얻어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 연료분사밸브가 개방되는 동안 연료가 분사되는 시간은 연료공급유량에 따른 (예컨대, 유체손실로 인한) 압력의 변동이 허용되는 분사시간으로 설정된다.

즉, 위에서 설명했듯이, 연료공급유량이 유체손실로 인해 변할 때 연료압력이 약간 변하기 때문에, 압력변동이 허여된 분사시간이 설정되면 적절한 연료분사량이 항상 설정될 수 있다.

본 발명에 의하면, 분사시간이 설정될 수 있어, 연료공급유량이 증가됨에 따라 분사시간이 길어진다.

이 연료공급장치에 있어서, 연료압력은 연료공급유량이 증가함에 따라 점차 낮아지기 때문에, 적절한 연료분사량은 연료공급유량이 증가함에 따라 분사시간이 연장되도록 단순하게 설정함으로써 쉽게 설정될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 내연기관이 작동하는 상태에 따라 설정된 연료분사 밸브의 펄스폭은 연료공급유량을 토대로 하여 보상된다.

위에서 설명했듯이, 연료공급유량이 증가함에 따라 연료압력이 감소하는 관계(제2도)는 연료공급유량과 연료압력 사이에 존재하지만, 위에서 설명했듯이, 이는, 연료펌프의 연료공급유량이 증가함에 따라 유체손실 등이 증가하기 때문이다. 한편, 작동상태에 따라 설정된 분사연료량을 결정하는 연료분사밸브의 펄스폭이 고정된 연료압력의 가정하에 산출되기 때문에, 연료공급유량이 증가할 때 분사연료량이 감소한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 연료공급유량이 증가함에 따라 연료분사밸브의 펄스폭도 증가하는 제어는, 연료공급유량에 따라 연료분사밸브의 펄스폭을 보상함으로써 수행되어 작동상태에 따라 산출된 분사연료량이 정확히 분사된다. 따라서, 연료압력이 연료공급유량의 증가로 인해 감소할지라도 연료의 적절한 양이 분사에 의해 항상 공급될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 연료압력은 연료공급유량을 토대로 하여 추정되고, 연료분사밸브의 펄스폭은 이 추정된 연료압력을 토대로 하여 보상된다.

즉, 제2도에 도시된 관계가 연료펌프에 있어서의 연료공급유량과 연료압력 사이에 존재하기 때문에, 연료공급 유량을 토대로 하여 연료압력을 추정하여, 이 연료압력을 토대로 하여 연료분사밸브의 펄스폭을 보상함으로써, 연료의 적정량이 분사에 의해 공급될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 연료공급유량에 따른 (예컨대, 유체손실로 인한) 압력변동이 허여된 공급전류가 설정된다.

즉, 위에서 설명했듯이, 연료공급유량이 유체등의 손실로 인해 변할 때 연료 압력이 조금 변하기 때문에, 공급전류가 설정되면 적정연료분사량이 항상 설정될 수 있어, 압력변동이 허여되는 목표연료압력이 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 공급전류는 연료공급유량이 증가함에 따라 증가되도록 설정된다.

이 연료공급장치에 있어서, 연료공급유량이 증가함에 따라 연료압력이 정상적으로 점차 낮아지기 때문에, 적절한 연료분사량은 연료공급유량이 증가함에 따라 공급전류가 증가하여 연료압력이 감소하지 못하게 설정함으로써 쉽게 설정된다.

본 발명에 의하면, 연료펌프를 구동하는 dc전기모우터에 공급될 목표전류는 연료공급유량을 토대로 하여 보상됨으로 연료압력을 고정값으로 유지한다. 따라서, 목표전류가 용이하게 설정될 수 있어 압력변동을 쉽게 흡수한다.

제3도에 도시되어 있듯이, 연료공급유량이 증가함에 따라 연료압력이 낮아지는, 위에서 설명한 관계는, 연료공급유량과 연료압력 사이에 존재한다(보상전 압력 : 점선). 한편, 공급전류는 고정값이 되도록 제어된다(보상전 전류 : 점선). 그러나, 연료공급유량이 증가할 때 연료압력이 낮아지기 때문에 분사연료량이 감소한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 연료압력이 연료공급유량에 따라 공급전류를 보상함으로써 (보상후 전류 : 실선) 고정값(보상후 압력 : 실선)으로 유지되기 때문에 적정 분사량의 연료가 항상 공급될 수 있다.

본 발명에 의하면, 공급전류는 연료공급유량과 연료압력 사이에서 미리 얻어진 관계를 토대로 하여 보상된다.

즉, 연료공급유량과 연료압력간의 관계가 미리 알 수 있기 때문에 공급전류가 공급전류를 저장함으로써, 예를 들어, 미리 연료압력을 맵 및 산술식에 있어서 유지함으로써 연료공급유량의 변화에 따라 적절히 보상될 수 있다.

본 발명에 의하면, 공급전류는 연료펌프의 회전속도와 연료압력간에 미리 얻어진 관계를 토대로 하여 보상된다.

즉, 연료펌프의 회전속도가 연료펌프의 회전속도와 연료압력간의 관계가 미리 알려지기 때문에, 공급전류는 연료공급유량에 해당하고, 공급전류를 저장함으로써, 예를 들어, 미리 연료압력을 맵 및 산술식에 있어서 계속 고정시킴으로써 연료 펌프의 회전속도 변경에 따라 적절히 보상될 수 있다.

본 발명에 의하면, 연료공급유량이 연료펌프의 기준 연료공급유량 보다 작으면 연료펌프의 공급전류가 증가한다.

제4도에 도시되어 있듯이, dc전기모우터 공급전류와 연료펌프의 토오크는 비례한다. 회전속도가 연료펌프에서 고정되도록 dc전기모우터가 제어되면 전류값이 최소값으로 설정되어 전력소비를 감소시킨다. 위에서 설명한 설정은 통상 아무런 문제를 야기하지 않지만, 이물질이 펌프의 회전부에 들어오면 이물질을 제거하는데 충분한 토오크는 전류값이 낮기 때문에 발생되지 않는다.

따라서, 본 발명에 의하면, 연료펌프가 (제5도의 경사선에 도시된 것처럼) 회전할지라도, 공급전류가 연료가 공급되지 않는 영역에 있으면, 공급전류는 제5도의 a, b 및 c처럼 증가한다. 따라서, 토오크가 증가함에 따라, 이물질을 제거하는 힘이 증가함으로써, 장치 시동시 또한 토오크가 증가될 수 있다. 이 경우에 있어서, 연료유량비의 증가로 인한 연료압력 및 연료분사량의 준비되지 않은 변동이 전혀 일어나지 않는다.

본 발명에 의하면, 체크밸브가 연료펌프의 토출측에 제공되고 이 체크밸브를 개방하는 압력은 변화한다.

즉, 제6도에 도시된 관계는, 연료공급유량과 연료압력 사이에 존재하고, 이 관계를 나타내는 그래프는, 체크밸브를 개방하는 압력을 조절함으로써 b로 도시된 양만큼 이동한다. 구체적으로는, 밸브를 개방하는 압력이 감소할 때 그래프는 좌측으로 이동하고, 밸브를 개방하는 압력이 증가할 때 그래프는 우측으로 이동한다. 따라서, 연료공급유량과 연료압력간의 관계는 체크밸브를 개방하는 압력을 조절함으로써 조절될 수 있다.

본 발명에 의하면, 체크밸브와 릴리프밸브는, 예컨대 전달파이프의 유입측에 양방향 밸브형상으로 제공되어 있고, 이 릴리프밸브를 개방하는 압력은 연료증발압력 보다 약간 높은 압력으로 설정되어 있다. 따라서, 연료에 어떠한 거품도 발생하지 않으며, 과잉연료압력으로 인한 연료분사밸브로부터의 누출이 방지될 수 있다.

즉, 제7도에 도시되어 있듯이, 연료의 온도가 변화함에 따라 포화증발압력이 변화하므로 릴리프밸브를 개방하는 압력이 낮은 값으로 설정되면, 연료온도의 상승으로 인해 거품이 연료에서 발생된다. 한편, 밸브를 개방하는 압력이 높은 값으로 설정되어 연료의 온도가 상승한다 할지라도, 어떠한 거품도 발생하지 않을 때 연료 압력이 높은 값으로 항상 설정되어 있으므로, 연료분사밸브에서 연료가 쉽게 누출된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 릴리프밸브를 개방하는 압력을 포화증기압력 보다 약간 높게 설정함으로써 거품발생이 방지되고, 연료가 연료분사밸브에서 누설되는 것이 또한 방지될 수 있다.

본 발명에 의하면, 바이패스통로의 영역이 나사조임등에 의해 조절되기 때문에 연료펌프의 특성, 구체적으로는 연료공급유량과 연료압력간의 관계가 조절될 수 있다.

즉, 제6도에 도시된 관계는 연료공급유량과 연료압력 사이에 존재하고, 이 관계를 나타내는 그래프는 바이패스유량(바이패스통로의 영역)을 조절함으로써 a로 도시된 양만큼 이동한다. 구체적으로는, 바이패스유량이 감소하면 그래프는 위쪽으로 이동하고, 바이패스유량이 증가하면 그래프가 아래로 이동한다. 따라서, 연료유량과 연료압력의 관계는 바이패스유량을 조절함으로써 조절될 수 있다.

본 발명에 의하면, 오리피스에 의해 연료유량을 제한하는 고정제한기와, 나사가 조여짐에 따라 통로의 단면적을 변화시킴으로써 연료유량을 제한하는 이동제한기는, 연속적으로 바이패스 통로에 설치된 바이패스유량 조절밸브에 제공된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 축방향으로 밸브를 변위시키는 바이패스유량의 변화는, 이동제한기 만이 제8A도의 a로 도시된 바와 같이 제공된 경우와, 오리피스만이 제8B의 b로 도시된 바와 같이 제공된 경우에 비해서, 제8C도의 그래프 a 및 b로 도시된 바와 같이 완만하고 바이패스 유량의 미세조정이 쉽게 수행된다.

본 발명에 의하면, 이동제한기는, 나사가 조여짐으로써 축방향으로 이동하고, 그 이동제한기의 통로의 단면적을 변화시키는 원뿔형 테이퍼부가 제공되어 있으므로, 연료공급유량의 미세 조정은 축방향으로 이 테이퍼부를 움직임으로써, 예컨대 밸브자체를 나사를 조임으로써 연료공급유량의 미세조정이 수행될 수 있다.

본 발명은 내연기관용 비귀환 연료공급장치를 조절하는 방법에 관한 것으로, 회전속도 조절과정에 있어서 연료펌프의 회전속도는 연료펌프의 기준 회전속도로조절되고, 압력조절과정에 있어서 연료펌프의 연료공급압력(토출압력)은 기준 연료공급압력으로 조절되며, 유량조절과정에 있어서 연료펌프의 연료공급유량(토출유량)은 기준 연료공급유량으로 조절된다. 연료펌프의 특성과 회로분산에 상응하는 조절은, 예컨대 플렌트(plant)로부터 선적될 때 이 조절방법에 따라 정확히 수행될 수 있다.

본 발명은 내연기관용 비귀환 연료공급장치를 조절하는 방법에 관한 것으로, 연료펌프의 연료공급유량이 연료공급유량 산출수단에 의해서 얻어지고, 연료펌프의 목표회전속도가 목표회전속도 산출수단에 의해 상기 연료공급유량을 토대로 하여 얻어지며, 연료펌프를 구동하는 dc전기모우터의 전류값이 전류값 조절수단에 의해 제어되어서 연료펌프의 실제 회전속도가 목표회전속도 산출수단에 의해 얻어진 연료펌프의 목표회전속도에 근접한다.

따라서, 내연기관용 비귀환 연료공급장치를 조절하는 방법에 따라 조절되는 내연기관용 비귀환 연료공급장치는 재조정될 수 있다. 즉, 연료펌프의 특성은 연료 펌프가 즉시 조절될지라도 장치가 실제로 조절될 때 변하고 장치가 선적될 때 연료 펌프가 한번 조절될 지라도, 장치가 실제로 작동할 때 변할 수 있으므로, 특성변화에 상응하는 조절이 본 발명에 따라 정확히 이루어질 수 있다.

발명에 따른, 비귀한 내연기관용 연료공급장치 및 연료공급을 조절하는 방법에 대한 실시예를 도면을 참조하여 이하에 설명하기로 한다.

[제1실시예]

a) 제9도는 본 실시예에 해당하는 비귀한 내연기관(이하, 연료공급장치라고함)을 도시한 시스템 블록도이다.

제9도에 도시되어 있듯이, 연료공급장치는, 연료탱크(1) 내에 설치된 연료펌프(3), 연료펌프(3)의 흡입측에 연결된 저압연료필터(4), 연료파이프(5)를 경유해 연료펌프(3)의 토출측이 연결된 고압연료필터(7), 연료파이프(a)를 경유해 고압연료 필터(7)의 토출측에 연결된 연료레일(전달파이프)(10), 다수의 실린더에 의해 연료 레일(10)에 배치되어서 연료를 도시되지 않은 내연기관의 흡입구 쪽으로 분사 및 공급하는 연료분사밸브(11), 전류를 제어함으로써 도시되지 않은 밧데리로부터 연료펌프(3)로 공급되는 전력을 제어하는 정전류형 제어회로(13), 및 연료분사밸브(11) 및 정전류형 제어회로(13)를 제어하는 전자제어유닛(ECU)(15)으로 구성되어 있다.

이 ECU(15)에는, 공지된 ROM, RAM, 백업 RAM, CPU, 도시되지 않은 I/O장치 및 이들을 접속시키는 버스라인이 제공되어 있다. 엔진속도를 검출하는 엔진속도센서(17), 흡기량을 검출하는 공기유량계(19) 및 밧데리의 전압을 검출하는 전압센서는 I/O장치에 접속되어 있고, 이들의 검출신호가 I/O장치에 입력된다. 정전류형 제어회로(13)와 연료분사밸브(11)는 이 I/O장치에 접속되어 있고, 제어신호가 이들로 출력된다. 정전류형 제어회로(13)에는, 전류의 맥동을 토대로 하여 연료펌프(3)의 회전속도를 검출하는 펌프회전속도 검출기(13a)가 제공되어 있고, 검출된 결과가 ECU(15)로 보고된다. 구체적으로는, 펌프회전 속도검출기(13)는 필터를 통해 펄스인입수를 계수하는 계수기를 지닌다.

위에서 설명한 장치에 있어서, 연료탱크(1) 내에 설치된 연료펌프(3)에 의해연료가 퍼올려질 때 이물질이 저압연료필터(4)에 의해 제거되고, 연료펌프(3)에 의해 퍼올려진 연료가 연료파이프(5)를 통해 고압연료필터(7)로 공급된다. 연료펌프에 포함된 사소한 외부문제와 습기가 고압연료필터(7)에 의해 제거되고, 이 필터링된 연료는 연료파이프(9)를 경유해 연료레일(10)로 공급된다. 연료레일(10)에 공급된 고압연료는 연료분사밸브(11)로부터 내연기관에 도시되지 않는 흡입구로 분사된다.

특히, 본 연료공급장치가 비귀환 공급연료장치이기 때문에, 연료공급장치에는 연료를 연료레일(10)에서 연료탱크(1)로 귀환하기 위한 귀환파이프가 제공되어 있지 않다. 따라서, 본 실시예에서 연료펌프(3)의 펌프모우터(dc모우터)에 공급된 전류는 정전류형 제어회로(13)에 의해 제어되어서 연료레일(10) 연료압력이 연료레일(10)로부터 분사된 연료량으로 고정된다.

좀더 구체적으로 설명하면, 펌프모우터에 공급된 전류의 바람직한 값이 설정되어서, 연료압력은 내연기관이 작동하는 상태에 따라 설정된 소망의 연료압력이되 고, 펌프모우터에 실질적으로 흐르는 전류값(검출된 전류값)이 측정되고, 공급전류는 공지된 방식으로 검출된 전류값과 소망의 전류값을 비교함으로써 검출된 전류값이 소망의 전류값이 된다.

b) 위에서 설명한 장치에 있어서의 연료펌프(3)의 구성을 아래에서 설명할 것이다.

제10도는 연료펌프(3)를 도시한 단면도이다.

연료펌프(3)는 펌프(31)와 이 펌프(31)을 구동하는 모우터(32)로 구성되어있다. 모우터(32)는 브러쉬를 구비한 dc모우터이고, 영구자석(34)이 원통형 하우징(33)내의 원에 설치되고, 아마츄어(35)는 영구자석(34)의 내주측에 동심으로 설치되도록 구성되어 있다.

다음, 펌프(31)의 구성을 설명할 것이다.

펌프(31)는, 케이싱 몸체(36), 케이싱 커버(37) 및 임펠러(38)로 구성되어 있고, 케이싱 몸체(36) 및 케이싱 커버(37)는 다이캐스팅 알루미늄으로 형성되어 있다. 케이싱 몸체(36)는, 압입되어 하우징(33)의 일단에 고정되고, 아마츄어(37)의 회전축(41)은 케이싱 몸체의 중심에 끼워 맞추어진 베어링(40)을 관통하고, 베어링에 의해 지지되어 있다. 한편, 케이싱 커버(37)는 코킹에 의해서 하우징(33)의 일단에 고정되어 케이싱 몸체(36)상에 덮혀진다. 트러스트 베어링(42)은 케이싱커버(37)의 중심에 고정되어 있어 회전축(41)의 트러스트 부하를 수용한다. 하나의 케이싱은 케이싱 몸체(36)와 케이싱 커버(37)로 구성되어 있고, 그것의 내측에는 임펠러가 수용되어 회전될 수 있다.

아크형 펌프통로(44)는 케이싱 몸체(36) 및 케이싱 커버(37) 내측에 형성되어 있다. 펌프통로(44)의 일단과 연통하는 유입구는 본 케이싱커버(37)에 형성되어 있고, 펌프통로(44)의 타단과 연통하는 토출구(46)는 케이싱 몸체(36)에 형성되어 있으며, 이 토출구(46)는 케이싱 몸체(36)를 통해 모우터(32) 내측의 공간과 연통한다.

따라서, 토출구(46)로부터 토출된 연료는 모우터(32) 안쪽의 공간을 통해 하우징(33)의 다른 측에 제공된 연료토출구(48)로부터 토출된다.

또한, 위에서 설명한 연료토출구(48)에는 소정의 압력이 가해질 때 개방되는 체크밸브(48a)와 이 체크밸브(48)를 누름으로써 연료토출압력을 조절하는 밸브개방 스프링(48b)이 제공되어 있다. 이 체크밸브(48a)는, 연료펌프(3)의 특성, 구체적으로는 제6도의 b로 도시된 바와 같은 연료공급유량과 연료압력 사이의 관계를 조절하도록 제공되어 있다.

밸브개구스프링(48b)은 대치될 수 있고, 연료펌프(3)의 특성은 이 밸브개구스프링(48b)과 대체함으로써 변경될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 밸브개구스프링(48b)은 대치할 수 있도록 구성되어 있지만, 밸브개구압력이 나사에 의해 조절되도록 구성될 수 있다.

c) 다음, 연료공급장치의 작동을 설명할 것이다.

1) 먼저, 공급전류의 피드백제어를 제11도에 도시된 플로우챠트를 참조하여 설명하기로 한다. 이 플로우챠트는 소정의 간격으로 반복된다.

제11도의 단계(50,51)에 있어서, 소망의 또는 목표연료압력은 내연기관이 작동되는 상태에 따라 설정된다. 단계(50)에 있어서, 현재의 작동상태는, 예컨대 엔진속도, 흡기량, 냉수온도 및 흡기온도를 기반으로 한 일반 구동상태, 고온 재시동상태 및 전속도상태라는 것이 판별되고, 적당한 목표연료압력은 단계(51)에 있어서의 작동상태에 따라 작동상태와 목표연료 압력간의 관계를 도시하는 맵(map)을 이용하여 설정된다.

단계(52)에 있어서 듀티(duty)는 목표연료압력과 총효율간의 관계를 도시하는 맵을 토대로 하여 목표연료압력으로부터 얻어진다.

이후, 목표연료압력은 펄스신호로 변환되어 목표전류값을 산출한다. 이를 위해, 펄스신호의 충격률은 단계(52)에서 목표연료압력과 펄스신호의 충격률 사이의 관계를 도시하는 맵으로부터 주어진다. 맵에 저장된 충격률은 목표연료압력의 증가에 따라 선형적으로 증가한다.

이후, 단계(53)에서는 목표전류값이 결정된다. 이 맵에 저장된 충격률이 목표전류값의 증가에 따라 선형적으로 최대값까지 증가하고, 목표전류값의 증가에 관계없이 이후 일정한 값으로 유지된다.

따라서, 목표전류값과 목표연료압력간의 충격률을 설정함으로써 신호는 잡음으로부터 자유롭게 정확히 얻어진다.

다음 단계(55)에서는, 펌프모우터에 공급된 실제 전류가 검출된다. 다음 단계(54)에서는, 공급전류(목표전류값)가 듀티와 공급전류간의 관계를 도시한 맵을 토대로 하여 듀티로부터 얻어진다.

다음 단계(56)에서는, 이 목표전류값과 펌프모우터에 실제로 흐르는 전류(검출된 전류값)가 비교된다. 펌프모우터 내에서 실제로 흐르는 전류가 검출되면, 전류 검출회로는 펌프모우터에 연결된 전도체부에 설치되고, 펌프모우터에 흐르는 전류는 이 전류 검출회로에 의해 검출된다.

이후, 목표전류값과 검출된 전류값간의 차이가 없도록 공급전류가 제어된다. 목표전류값이 소정의 값만큼 검출된 전류값 보다 크면, 공급전류는, 단계(57)에서 제어되어서 소정의 값만큼 증가한다. 예를 들어, 펌프모우터에 적용되는 전압의 충격률이 제어된다(소위 충격률 제어).

목표전류값이 검출된 값보다 작으면, 충격률 제어 등에 의해 공급된 전류를 감소시키기 위한 제어는 검출된 값이 목표값과 같아질 때까지 수행된다.

다음, 연료펌프(3)의 전기모우터를 제어하는 정전류형 제어회로(13)를 제27도를 참조하여 도시하기로 한다.

제27도에 도시되어 있듯이, 정전류형 제어회로(13)는, 펌프모우터 구동회로(1071), 전압증폭회로(1072), 출력제어회로(1073) 및 전류검출저항(1075)으로 구성되어 있다.

펌프모우터 구동회로(1071)는 스위칭소자(1074)를 경유하여 도시되지 않은 밧데리에서 연료펌프(3)의 전기모우터로서의 펌프모우터(2m)로 공급된 전압의 온(on) 및 오프(off)를 제어한다. 펌프모우터 구동회로(1071)에 의한 온-오프제어는 출력제어회로(1073)에 의해 제어된다. 이 출력제어회로(1073)는 펌프모우터(32)에 흐르는 전류를 전류검출저항(1075)에 의해 전압으로 변화시키고, 비교기에 의해 전압을 비교함으로써 펌프모우터 구동회로(1071)를 제어한다. 즉, 펌프모우터(32)에 흐르는 전류가 소정의 전류보다 높을 때 출력제어회로(1073)내의 비교기에 의한 비교전압이 높기 때문에, 출력제어회로(1073)는 펌프모우터 구동회로(1071)를 제어함으로써 펌프모우터 구동회로(1071)는 스위칭소자(1074)를 오프 시킨다. 펌프모우터(32)에 공급된 전압은 이러한 제어에 의해 오프된다.

펌프모우터(32)에 흐르는 전류가 소정의 전류보다 낮을 때 출력제어회로(1073)내의 비교기에 의해 비교된 전압이 낮기 때문에, 전압은 스위칭소자(1074)를 온시킴으로써 펌프모우터(32)로 공급된다. 위에서 설명했듯이, 펌프모우터(32)의 정전류는 전류검출저항(1075)에 의해 펌프모우터(32)에 흐르는 전류를 검출함으로써 제어된다.

펌프모우터(32)의 온-오프제어에 이용되는 소정의 전류값에는, 펌프모우터를 온시키는 소정의 전류값이 이를 오프시키는 소정의 전류값 보다 낮도록 설정함으로써 소위 히스테리시스 특성이 제공된다. 따라서, 펌프모우터를 오프시키는 설정 전류값과 이를 온시키는 설정전류값이 같을 때 일어나는 불안정한 조절상태가 방지될 수 있다.

위에서 설명했듯이, 이 과정에 있어서 공급전류가 목표전류값과 검출된 전류값 간의 차를 토대로 한 피드백에 의해 제어되어서, 펌프모우터에 실질적으로 흐르는 전류가 목표전류값과 같아지기 때문에 공급전류가 제어되어서 정확한 목표전류값이 된다.

펌프모우터로의 공급전류가 위에서 설명한 것처럼 제어되면, 연료압력이 공급전류에 거의 비례하기 때문에, 공급전류를 제어함으로써 연료압력이 목표연료압력에 쉽게 설정될 수 있다.

즉, 본 실시예에서는, 공급전류를 제어함으로써 대략 소망의 연료압력이 얻어지기 때문에 종래의 전압제어와 같은, 연료공급유량에 따라 크게 전압값을 변경하는 제어가 필요하지 않다.

공급전류는, 종래의 절차를 이용하지 않고 검출연료압력으로부터의 전류값을 제어전압과 직접 비교하기 때문에, 제어처리속도가 빠르고 응답성이 뛰어나다는 장점이 있다.

보다 정확한 제어가 필요하면 연료분사량이 후술되어 있듯이 연료공급유량에 따라 보상되어야 하지만, 연료공급 유량일지라도 연료압력이 제1도에 도시된 것처럼 거의 변화하지 않는 영역이 없기 때문에, 필요하면 연료분사량이 적절히 보상될 수 있다.

2) 다음, 연료공급 유량에 따라 연료분사량(연료분사밸브에 가해진 펄스폭)을 보상하는 처리가 제12도의 플로우챠트를 참조하여 설명하기로 한다.

제12도의 단계(100)에서는, 내연기관이 작동하는 상태에 따라 설정된 연료분사밸브의 펄스폭(2)이 RAM으로부터 판독되고, 엔진속도센서(17)로부터의 신호에서 얻어진 엔진속도(Ne)가 판독되며, 밧데리 전압센서(21)로부터의 신호에서 얻어진 밧데리의 전압(V)이 판독된다. 엔진의 연료분사밸브 작동상태에 적용된 펄스폭이 다음 식으로부터 얻어진다.

Ti = KQ/2n·Ne + Tv

여기서, Tv : 유효펄스폭, K : 엔진온도, 진공압력, 흡기온도 및 대기압력에 의해 결정된 상수, Q : 흡기유량, Ne : 엔진속도, n* : 실린더수.

다음 단계(110)에 있어서 본 실시예에 해당하는 장치가 비귀환이기 때문에 연료공급유량(연료분사량)(Qf)이 다음 식(4)에 따라 위의 단계(100)에서 얻어진 연료분사밸브의 펄스폭(τ )과 엔진속도(Ne)를 사용하여 산출된다.

Qf = f(τ, Ne) ‥‥‥‥(4)

= (Ne/2) x Kτ·S ‥‥‥(2)

다음 단계(120)에서는, 연료압력(pf)이, 위의 ROM에 기억된,연료공급유량(Qf)과 연료압력(pf) 사이의 관계를 도시한 맵을 이용하여, 상기 식(4)에 따라 산출된 연료공급유량(Qf)을 토대로 하여 얻어진다. 맵에 저장된 목표연료압력(pf)은 연료유량(Qf)의 증가에 따라 감소한다.

다음 단계(130)에서는, 연료분사밸브의 펄스폭(τ)이 다음 식(5)을 이용하여 보상된다. 보상전 연료압력(pf0)은 상기 단계(120)에서 얻어진 연료압력(pf)과 같고, 보상전의 펄스폭(Ti0)은 상기 단계(100)에서 얻어진 연료분사밸브의 펄스폭(τ)과 같다.

여기서, Ti1 = 보상후 펄스폭

Ti0 : 보상전 펄스폭

TV : 밧데리 전압을 토대로 하여 한 산출된 유효펄스폭

Pf0 : 보상전 연료압력

Pf1 : 보상후 연료압력

즉, 보상후 펄스폭(Ti1)은 보상전 펄스폭(Ti0), 유효펄스폭(Tv), 보상전 연료압력(Pf0) 및 보상후 연료압력(Pf1)을 토대로 하여 얻어진후, 이 과정이 일단 중단된다.

위에서 설명했듯이, 본 실시예에서는 연료공급유량(Qf)이 식(4)을 이용하여 연료분사밸브의 펄스폭(τ)과 엔진속도(Ne)를 토대로 하여 얻어지고, 연료압력(Pf)은 상기 맵을 이용하는 연료공급유량(Qf)을 토대로 하여 얻어지고, 보상후의 펄스폭(Ti1)은, 식(5)을 이용하여 이 연료압력(Pf)(=Pf0), 밧데리의 전압(V) 및 펄스폭(τ)(= Ti0)을 토대로 하여 산출된다.

따라서, 제2도에 도시되어 있듯이, 연료압력(Pf)은 연료공급유량이 증가함에 따라 감소할지라도, 내연기관이 작동하는 상태에 따라 요구된 연료분사량과 같은 연료가, 연료분사밸브의 펄스폭(τ)을 적절히 보상함으로써 분사에 의해 정확히 공급될 수 있다.

따라서, 연료펌프(3)로부터의 과도한 연료가 필요하지 않고, 전력소비가 감소될 수 있다. 또한, 어떠한 과도한 연료도 연료탱크(1)에서 순환되지 않으므로 증발량이 감소될 수 있다.

또한, 연료압력이 선행기술에서처럼 연료압력센서를 사용하여 측정할 필요가 없기 때문에 연료압력센서가 생략될 수 잇다는 장점이 있다.

[제2실시예]

다음, 제2실시예를 설명할 것이다.

본 실시예는, 연료공급유량비를 계산하는 방법에 있어서 상이하고, 공기무게 유량을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 있어서, 제1실시예에서와 동일한 하드웨어에 대한 설명은 생략하거나 간략화하였다. 그러나, 동일한 도면이 또한 본 실시예에서 사용된다.

제13도에 도시되어 있듯이, 단계(200)에서는, 내연기관이 작동하는 상태에 따라 설정된 연료분사밸브의 펄스폭(τ)이 RAM으로부터 판독되고, 공기유량계(19)로 부터의 신호로부터 얻어진 공기무게유량(Qa)이 판독되며, 전압센서(21)로부터의신호에서 얻어진 밧데리의 전압(V)이 판독된다.

다음 단계(210)에서는, 공/연비가 공/연비(A/F)의 정의에 의해 고정될 때 연료공급유량(Qf)이 공기무게 유량(Qa)에 비례한다고 할 수 있기 때문에, 연료공급유량(Qf)은 상기 단계(200)에서 다음 식(6)에 의해 얻어진 공기무게유량(Qa)을 사용하여 산출된다.

Qf=f(Qa)=k · Qa ----(6)

여기서, k는 소정의 계수를 나타낸다.

다음 단계(220)에서는, 연료압력(Pf)이 단계(120)에 관해서 설명된 맵과 유사한, 위에서 설명한 ROM에 기억된 연료공급유량(Qf)과 연료압력(Pf)간의 관계를 도시한 맵을 사용하여 위의 식(6)에 따라 산출된 연료공급유량(Qf)을 토대로 하여 얻어진다.

다음 단계(230)에서는, 연료분사밸브의 펄스폭(τ)이 제1실시예에 있어서의 단계(130)에 설명된 식(5)을 이용하여 보상되고, 보상후의 펄스폭(Ti1)이 얻어지고, 이 처리가 일단 중단된다.

위에서 설명했듯이, 본 실시예에서는, 연료공급유량(Qf)이 식(6)을 이용하여 공기무게유량(Qa)을 토대로 하여 얻어지고, 연료압력(Pf)이 상기 맵을 이용하여 이 연료공급유량(Qf)을 토대로 하여 얻어지며, 보상후의 펄스폭(Ti1)이 식(5)을 이용하여 연료압력(Pf)(=Pf0), 밧데리 전압(V) 및 연료분사밸브의 펄스폭(τ)(=Ti0)을 토대로 하여 산출된다.

따라서 제1실시예에서처럼 연료압력(Pf)은 연료공급유량(Qf)이 증가함에 따라 감소할지라도, 내연기관이 작동하는 상태에 따라 요구된 연료분사량에 해당하는 연료가 분사에 의해 정확히 공급될 수 있다.

[제3실시예]

다음, 제3실시예를 설명할 것이다.

보다 정확한 제어를 위해, 본 실시예는 연료분사밸브의 펄스폭과 연료분사밸브의 펄스폭을 보상하는 대신에 연료분사밸브의 펄스폭과 엔진속도를 토대로 하여 연료공급유량이 얻어지고, 연료펌프의 목표전류값이 연료공급유량을 토대로 하여 얻어진다.

본 실시예에 있어서, 제1실시예에서와 같은 하드웨어에 대한 설명을 생략하거나 간략화하였다. 그러나, 동일한 도면이 또한 본 실시예에 사용된다.

제14도에 도시되어 있듯이, 단계(300)에서는, 내연기관이 작동하는 상태에 따라 설정된 연료분사밸브의 펄스폭(τ)이 RAM으로부터 판독되고, 엔진속도센서(17)로부터의 신호에서 얻어진 엔진속도(Ne)가 판독된다.

다음 단계(310)에서는, 연료공급유량(연료분사량)(Qf))이 상기 단계(300)에서 얻어진 연료분사밸브의 펄스폭(τ)과 엔진속도(Ne)를 이용하여 상기 식(4)에 의해 산출된다.

Qf = f(τ, Ne) ‥‥‥ (4)

= (Ne/2) x kτx s

다음 단계(320)에서는, ROM에 기억된 연료펌프(3)의 연료공급유량(Qf)과 목표전류값(I) 사이의 관계를 도시한 맵을 이용하여 위의 식(4)에 의해 산출된 공기공급유량(Qf)을 토대로 하여 목표전류값(I)이 얻어지고, 본 과정이 일단 중단된다. 이 맵은 유량(Qf)의 증가에 따라 증가하는 목표전류값(I)을 나타낸다.

위에서 설명했듯이, 본 실시예에 있어서는 연료공급유량(Qf)이 상기 식(4)을 이용하여 연료분사값의 펄스폭(τ)과 엔진속도(Ne)를 토대로 하여 얻어지고, 목표전류값(I)는 상기 맵을 이용하여 이 연료공급유량(Qf)을 토대로 하여 얻어진다.

따라서, 제1실시예에서처럼 제3도에 도시되어 있듯이, 연료공급유량(Qf)이 증가함에 따라 연료압력(Pf)이 감소할지라도, 내연기관이 작동되는 상태에 따라 요구된 연료분사량에 해당하는 연료는, 실제 전류가 제어되어 연료공급유량에 관계없이 연료압력을 일정하게 조절함으로 목표전류값(I)을 증가시킴으로써 분사에 의해 정확히 공급될 수 있다.

[제4실시예]

다음, 제4실시예를 설명하기로 한다.

본 실시예는, 연료분사밸브의 펄스폭을 보상하는 대신에 공기무게유량을 토대로 하여 연료공급유량이 얻어지며, 연료펌프의 공급전류가 이 연료공급유량을 토대로 하여 얻어지는 것을 특징으로 한다. 본 실시예에 있어서, 제1실시예에서와 같은 하드웨어에 대한 설명을 생략하거나, 간략화 했지만 본 실시예에서 또한 동일도면이 이용된다.

제15도에 도시되어 있듯이, 단계(400)에서는, 공기유량계(19)로부터의 신호로부터 얻어진 공기무게유량(Qa)이 판독된다.

다음 단계(410)에서는, 연료공급유량(Qf)이 상기 단계(400)에서 상기 식(6)에 의해 얻어진 공기무게유량(Qa)을 토대로 하여 산출된다.

Qf = f(Qa) = k · Qa ----(6)

다음 단계(420)에서는, 공급전류값(I)이 (제14도의 단계(320)에서처럼) 상기 ROM에 기억된 연료펌프(3)의 연료공급유량(Qf)과 목표전류값(I) 사이의 관계를 나타내는 맵을 이용하여 상기 식(6)에 의해 산출된 연료공급유량(Qf)을 토대로 하여 얻어진후, 이 처리가 일단 중단된다.

위에서 설명했듯이, 본 실시예에서는, 연료공급유량(Qf)이 상기 식(6)을 이용하여 공기무게유량(Qa)을 토대로 하여 얻어지고, 목표전류값(I)이 상기 맵을 이용하여 연료공급유량(Qf)을 토대로 하여 얻어진다.

따라서, 제3실시예에서처럼 연료압력(Pf)은 연료공급유량(Qf)이 증가함에 따라 감소할지라도, 내연기관이 작동하는 상태에 따라 요구된 연료분사량에 해당하는 연료가 공급전류를 적절히 증가시킴으로써 분사에 의해 정확히 공급될 수 있다.

본 실시예에서는, 위에서 설명한 공기무게유량이 공기유량계로부터 얻어지지 만, 엔진속도 및 드로틀의 개구를 토대로 하거나 또는 흡기 메니포올드 압력 및 엔진속도를 토대로 한 공기무게유량을 얻는 방법과 같은 여러 방법이 적용될 수 있다.

[제5실시예]

다음, 제5실시예를 설명할 것이다.

본 실시예는, 연료공급유량을 산출하는 방법에 있어서, 제1실시예와 상이하고, 연료펌프의 회전속도를 이용하는 것을 특징으로 한다. 본 실시예에서, 제1실시예에 서와 같은 하드웨어에 대한 설명을 생략하거나 간략화 하였지만, 본 실시예에 있어서는 또한, 동일 도면이 이용된다. 제16도에 도시되어 있듯이, 단계(500)에서는, 내연기관이 작동하는 상태에 따라 설정된 연료분사밸브의 펄스폭(τ)이 RAM으로 부터 판독되고, 정전류형 제어회로(13)의 펌프회전속도 검출기(13a)로부터의 신호로부터 얻어진 연료펌프의 회전속도(Np)가 판독된다. 그러나, 정전류형 제어회로(13)에 흐르는 전류가 연료펌프(3)의 회전에 따라 펄스화되기 때문에, 펌프회전속도 검출기(13a)는 이 맥동을 토대로 하여 연료펌프(3)의 회전속도를 검출한다.

다음 단계(510)에서는, 연료공급유량(Qf)이 연료펌프의 회전속도(Np)에 비례한다고 했기 때문에, 연료공급유량(Qf)이 다음 식(7)에 따라 상기 단계(500)에서 얻어진 연료펌프의 회전속도(Np)를 토대로 하여 산출된다.

Qf = f(Np) = k · Np ---- (7)

그러나, 여기서 k는 소정의 계수를 나타낸다.

다음 단계(520)에서는, 연료압력(Pf)이 상기 ROM에 기억된 연료공급유량(Qf)과 연료압력(Pf) 사이의 관계를 도시한 (제12도의 단계(120)에서와 같이) 맵을 이용하여 상기 식(7)에 의해 산출된 연료공급유량(Qf)을 토대로 하여 얻어진다.

다음 단계(530)에서는, 보상후의 펄스폭(Ti1)이 제1실시예에 있어서의 단계(130)에서 설명된 식(5)을 이용하여 연료분사밸브의 펄스폭(τ)을 보상함으로써 얻어지고, 이 처리는 일단 중단된다.

위에서 설명했듯이, 본 실시예에서는, 식(7)을 이용하여 연료펌프의 회전속도(Np)를 토대로 하여 연료공급유량(Qf)이 얻어지고, 상기 맵을 이용하여 이 연료공급유량(Qf)을 토대로 하여 연료압력(Pf)이 얻어지며, 식(5)을 이용하여 이 연료압력(Pf)(=Pf0), 밧데리의 전압(V) 및 연료분사밸브의 펄스폭(τ)(= Ti0)을 토대로 하여 보상후의 펄스폭(Ti1)이 산출된다.

따라서, 연료압력이 연료유량(Qf)이 증가함에 따라 감소할지라도, 내연기관이 작동되는 상태에 따라 요구된 연료분사량에 해당하는 연료가 분사에 의해 정확히 공급될 수 있다.

[제6실시예]

다음, 제6실시예를 설명할 것이다.

본 실시예는, 연료공급유량을 산출하는 방법에 있어서는 제5실시예와 같지만, 목표전류값(I)이 얻어진다는 점에서 제5실시예와 다르다. 본 실시예에 있어서 제1실시예에서와 같은 하드웨어의 설명을 생략하거나 간략화 하였지만 본 실시예에서는 또한, 동일도면이 이용되었다.

제17도에 도시되어 있듯이, 단계(600)에서는, 정전류형 제어회로(13)의 펌프 회전속도 검출기(13a)로부터의 신호로부터 얻어진 연료펌프의 회전속도(Np)가 판독된다.

다음 단계(601)에서는, 연료공급유량(Qf)이 연료펌프의 회전속도(Np)에 비례한다고 생각할 수 있기 때문에, 연료공급유량(Qf)이 상기 단계(600)에 있어서 상기식(7)에 따라 얻어진 연료펌프의 회전속도(Np)를 토대로 하여 산출된다.

다음 단계(620)에서는, 상기 ROM에 기억된, 연료펌프(3)의 연료공급유량(Qf)과 공급전류(I) 사이의 관계를 도시한 맵을 이용하여 연료공급유량(Qf)을 토대로 하여 공급전류(I)가 얻어지고 본 처리는 일단 중단된다.

위에서 설명했듯이, 본 실시예에서는, 식(7)을 이용하여 연료펌프의 회전속도(Np)를 토대로 하여 연료공급유량(Qf)이 얻어지고, 제14도에 있어서의 단계(320)에서처럼 상기 맵을 이용하여 연료공급유량(QF)을 토대로 하여 목표전류값(I)이 얻어진다.

따라서, 연료공급유량(Qf)이 증가함에 따라 연료압력(Pf)이 감소할지라도, 내연기관이 작동하는 상태에 따라 요구된 연료분사량에 해당하는 연료가, 적절히 공급전류값(I)을 증가시킴으로써 분사에 의해 정확히 공급될 수 있다.

[제7실시예]

다음, 제7실시예를 설명할 것이다.

본 실시예는, 연료펌프의 공급전류가, 연료가 공급되는 연료펌프의 회전속도 영역에서 일정하고, 제5에 도시되어 있듯이 어떠한 연료도 공급되지 않는 연료펌프의 회전속도 영역에서 증가하는 것을 특징으로 한다. 본 실시예에서는, 제1실시예에 있어서와 같은 하드웨어에 대한 설명이 생략되거나 간략화되어 있지만, 본 실시예에 있어서는 또한, 동일도면이 이용된다.

제18도에 도시되어 있듯이, 단계(700)에서는, 정전류형 제어회로(13)의 펌프 회전속도 검출기(13a)로부터의 신호에서 얻어진 연료펌프의 회전속도(Np)가 판독된다.

다음, 단계(710)에서는, 연료펌프의 회전속도(Np)가, 연료가 공급되거나 되지 않는 연료펌프의 회전속도 영역을 도시하는 기준치(Np0) 보다 작은지가 판단된다. 판단이 긍정이면 프로세싱이 단계(720)로 진행하는 한편, 판단이 부정이면 프로세싱이 일단 중단된다.

단계(720)에서는, 정전류형 제어회로(13)에 의해 설정된 전류값이 기설정된 공급전류로 설정되어, 맵 또는 수학식을 토대로한, 연료펌프의 회전속도(Np)에 의한 정규값보다 약간 높은 값을 가지며, 본 프로세싱이 한번 중단된다.

위에서 설명한 것처럼, 본 실시예에서는, 목표전류값(I)이 설정되어 연료펌프의 회전속도(Np)가 기준치(Np0) 보다 작은 면, 목표전류값(I)이 예컨대, 제5도의 a, b 및 c로 도시되어 있듯이, 정규 전류값 보다 약간 높은 값을 지니기 때문에, 연표펌프(3)의 토오크가 증가한다. 따라서, 이물질이 연료펌프(3)의 회전과 관련된 부분을 차단할지라도, 이물질이 이 큰토오크로 회전에 관계된 상기 부분을 구동함으로써 쉽게 제거될 수 있다.

[제8실시예]

다음, 제8실시예를 설명할 것이다.

본 실시예는, 체크밸브와 릴리프밸브가 제공된 양방향 밸브가 제공됨을 특징으로 한다. 본 실시예에서는 제1실시예에서와 같은 하드웨어에 대한 설명이 생략되었거나 간단히 되어 있지만, 동일 도면이 본 실시예에서 이용되었다.

제19도에 도시되어 있듯이, 연료공급장치에는, 연료탱크(1), 연료펌프(3), 저압연료필터(4), 연료파이프(5,9), 고압연료필터(7), 연료레일(10), 연료분사밸브(11), 정전류형 제어회로(13) 및 전자제어기(15) 외에, 연료레일(10)측상의 연료파이프(9)에 양방향 밸브(16)가 제공되어 있다.

이 양방향 밸브(16)에는, 제20도에 도시되어 있듯이, 연료파이프(9)에 연결된 중앙챔버(51), 이 중앙챔버(51)에 연결된 좌측챔버(53) 및 우측챔버(55)가 제공되어 있다. 연료레일(10)에 흐르게될 연료압력이 소정의 값보다 클 때 개방되는 체크밸브는 연료레일(10)에 연결된 좌측챔버(53)에 배설되어 있고, 연료레일(10)의 압력이 소정의 값보다 클 때 개방되는 릴리프밸브(59)는 우측챔버(55)에 배설되어 있다. 릴리프밸브(59)를 개방하는 압력은 체크밸브(57)를 개방하는 압력보다 높게 설정되어 있다.

위에서 설명한 체크밸브(57)는 스프링(57a)에 의해 중심측으로 눌러지고, 반구단부(57b)는, 체크밸브시이트(57c)와 접촉하여 연료를 연료파이프(9)에서 연료레일(10)로 공급하기 위해 통로를 차단한다.

한편, 릴리프밸브(59)가 스프링(59a)에 의해 중심측으로 눌러지고, 반구단부(59b)는 릴리프시이트(59c)와 접촉하여 연료를 연료레일(10)에서 연료파이프(9)로 귀환시키기 위해 통로를 차단한다.

위에서 설명한 스프링(57a,59a)은 예리한 기억합금에 의해 형성되어 이 형태(즉, 압력)는 온도에 따라 변한다. 이들 중, 체크밸브(57)용 스프링(57a)의 압력은 연료펌프가 구동되어서 연료압력이 밸브를 개방하는 소정의 압력(즉, 연료압력Pf의 하한치)에 도달할 때, 통로를 완만히 개방하는 압력으로 설정된다. 릴리프밸브(59)에 대한 스프링(59a)의 압력은, 제7도에 도시되어 있듯이, 릴리프밸브가 포화증발압력(즉, 연료압력 Pf의 상한치) 보다 약간 높은 밸브를 개방하기 위한 압력에 의해 개방되도록 설정되어 있다.

형상기억합금이 스프링(59a)으로 이용됨은, 포화증발 압력이 온도에 따라 변화함에 따라, 릴리프밸브(59)를 개방하는 압력이 온도에 따라 변화하기 때문이다. 제21도에 도시된 스프링에 의한, 부하와 온도간의 관계에 따라서 스프링이 본 스프링(59a)으로 이용되면, 이러한 스프링의 압력이 포화증발압력 보다 약간 높은 릴리프밸브를 개방하는 압력으로 쉽게 설정될 수 있기 때문에 이러한 스프링이 적합하다.

다음, 양방향 밸브(16)의 작동을 설명할 것이다.

먼저, 양방향 밸브(16)에 있어서, 연료펌프(3)가 작동하면, 연료가 전체선의 화살표로 도시된 방향으로 중앙챔버(51)에서 통로(51a)로 공급되고, 체크밸브(57)가 이 압력에 의해 개방되며, 연료가 좌측챔버(53)에서 연료레일(10)로 공급된다.

이때, 연료압력(Pf)이 설정된 릴리프밸브(59)를 개방하기 위한 압력 보다 낮게되어 압력이 포화증발압력 보다 약간 높게 되면, 릴리프밸브(50)가 개방되지 않는다. 릴리프 밸브는 연료압력(Pf)이 증가하여 릴리프밸브(59)를 개방하기 위한 압력으로 될 때 개방됨으로 연료레일(10) 측상의 연료가 통로(53a,53b), 및 우측챔버(55)를 통해 중앙챔버(51)로 공급된다. 따라서, 연료레일(10)안쪽의 연료압력(Pf)이 릴리프밸브(59)를 개방하는 압력과 같거나 작게 유지된다.

연료펌프(3)가 멈추면, 연료레일(10) 안쪽의 연료압력(Pf)이 낮게 되어 릴리프밸브(59)가 폐쇄된다. 내연기관의 온도가 올라가고, 연료레일(10) 안쪽의 연료압력이 위에서 설명한 상태에서 증가할지라도, 릴리프밸브(59)는 폐쇄되는데, 이는압력이 포화증발압력을 초과하지 않는 동안 계속해서 폐쇄된다. 또한, 연료레일(10) 안쪽의 연료압력이 증가하여 포화증발압력을 초과하며, 증기가 액체로 변화되어 릴리프밸브를 개방하는 압력을 액화하여 초과할지라도, 연료레일(10) 안쪽의 연료압력이 더욱 증가될 때 릴리프밸브(59)가 압력을 해제하도록 개방되기 때문에, 연료압력(Pf)은 릴리프밸브를 개방하는 압력과 같거나 낮게 유지된다.

위에서 설명했듯이, 본 실시예에서는, 연료펌프(3)가 작동할 때 소정의 연료 압력(Pf) 아래의 연료가 체크밸브(57)를 통해 연료레일(10)로 공급되고, 연료압력(Pf)이 연료의 온도에 따른 포화증기압력보다 약간 높은 소정의 상한치에 도달할 때, 릴리프밸브(59)는 연료압력(Pf)을 감소시키도록 개방된다. 따라서, 연료압력(Pf1)은 연료의 소정의 온도범위내의 포화증발압력 보다 약간 높은 압력으로 유지될 수 있다.

따라서, 거품이 발생됨이 방지될 수 있고, 연료압력(Pf)이 매우 높을 때 유발된 연료분사밸브(11)로부터의 연료누출이 효과적으로 방지될 수 있다.

[제9실시예]

다음, 제9실시예를 설명한다.

본 실시예에서 제1실시예에서와 같은 하드웨어에 대한 설명이 생략되거나 간략화 되었으나, 동일 도면이 본 실시예에 이용된다.

본 실시예는, 밸브를 개방하는 압력을 조절하는 스프링(48b)이 변화하여 연료펌프(3)의 특성을 변경하는 실시예와 상이하고, 바이패스 유량이, 제22도에 도시된 것처럼, 바이패스 통로의 영역을 변경시킬 수 있는 바이패스 유량조절밸브(63)를 이용하여 조절된다는 점에서 특징적이다.

이 바이패스 유량조절밸브(63)는, 제10도에 도시된 통로(3a)와 연료펌프(3)의 바깥쪽을 연결하는 통로에 제공되어 있다. 바이패스 유량조절밸브(63)는, 통로(61)에 나사가 조여지는 원뿔단이 있는 나사(63a)와, 나사(63a)가 풀어지지 않도록 위쪽으로 나사를 누르는 스프링(63b), 및 브랜치(branch)가 나사(63a)의 축방향으로 중심에 제공된 통로(63c)로 구성되어 있다. (도면에서 아래 방향의)연료펌프의 측상 통로(61)는 통로(61)가 나사(63a)의 단부로 차단될 수 있도록 좁다.

따라서, 바이패스 유량조절밸브(63)는, 바이패스 유량이 나사(63a)를 압입함으로써 감소되도록 구성되어 있고, 나사가 상기 단부까지 나사조임될 때 통로(61)가 차단되고, 나사가 역방향으로 회전할 때 바이패스 유량이 증가한다.

따라서 제6도에 도시되어 있듯이, 연료공급유량과 연료압력간의 관계가 이 바이패스 유량조절밸브(63)를 회전시킴으로써 쉽게 조절될 수 있다. 도시되지 않을 오리피스가 위에서 설명된 구성 대신에 이 통로(61)에 제공될 수 있다. 이 경우에, 통로(61)는 보어직경이 다른 오리피스를 지닌 통로(61)와 대치되어 연료펌프(3)의 특성을 변경시킨다.

[제10실시예]

다음, 제10실시예를 설명한다.

본 실시예에서 제1실시예에서와 같은 하드웨어의 설명은 생략되거나 간략화 되었으나 동일 도면이 본 실시예에 이용되었다.

본 실시예에 사용된 바이패스 유량조절밸브는 제9실시예에 있어서의 형태와약간 다르다.

제23도에 도시되어 있듯이, 본 실시예의 바이패스 유량조절밸브(73)는 연료 펌프(3)의 내측과 외측을 연결하는 통로를 형성하는 연통통로(61)에 부착되어 있다.

이 바이패스 유량조절밸브(73)는, 통로를 개폐시키기 위한 각으로 테이퍼된 원뿔부(74)와, 나사조임에 의해 축방향으로 테이퍼부(74)를 이동시키는 나사(75) 및 연료를 밀봉하기 위한 큰직경의 플렌지(76)로 구성되어 있다.

좌우측을 연통하는 연통구멍(74a)이 위에서 설명한 테이퍼부(74)의 상부에 제공되어 있고, 통로(74a)와 연통하는 보어직경(6)을 지닌 오리피스(75a)가 나사(75)의 축중심에 제공되어 있으며, 오리피스(75a)와 연통하는 큰보어직경을 지닌 연통구멍(76a)이 플렌지(76)의 축중심에 제공되어서, 바이패스 유량조절밸브(73)의 축 중심으로부터 수평으로 좌우로 분기된 통로(78)의 단이 형성된다.

원형홈(76b)이 플랜지(76)의 주변면에 형성되어 있고, 밀봉용 패킹(76c)이 홈(76b)에 배설되어 있다. 또한, 바이패스 유량조절밸브(73)가 나사조임되는 홈(76b)이 플렌지(76) 축중심의 외측상에 제공되어 있다.

한편, 나사(81)는 바이패스 유량조절밸브(73)가 부착된 연료펌프(3) 측상에, 특히 이의 내부측에 부착된 바이패스 유량조절밸브(73)의 모양에 상응하여 형성되어 있고, 보어직경(D)을 지닌, 내측에 돌출된 원형부(82)가 위의 데이퍼부(74)의 표면 모양에 상응하여 형성되어 있다. 따라서, 내측상의 원형부(82)의 상단부에서테이퍼부(74)의 표면으로 수직연장한 절두된 콘(cone) 모양의 평면이 조절 가능한 통로의 부분과 같아진다.

따라서, 바이패스 유량조절밸브(73)는, 조절통로 부분이 바이패스 유량을 감소시키기 위해 자체를 나사조임에 의해 변경되도록 구성되고, 그것의 테이퍼부가 원형부(82)와 접촉하고, 밸브가 끝까지 나사조임될 때 연통로(61)가 차단되고, 밸브가 역방향으로 회전될 때 바이패스 유량이 증가한다.

다음, 이 바이패스 유량조절밸브(73)를 이용하여 조절하는 방법을 제24도를 참조하여 설명하기로 한다.

제24도의 y축은 시간당(1/H) 바이패스 유량 리터를 나타내고, x축은 바이패스 유량조절밸브(73)의 회전정도를 나타내며, α= 20°인 경우 바이패이스 유량조절 밸브(73)의 회전을 따른 바이패이스 유량(Q)의 변경을 도시하고, 오리피스의 직경(d)이 변경된다.

제24도에 도시되어 있듯이, 본 실시예에 있어서, 바이패스 유량조절밸브(73)가 회전할지라도 바이패스 유량(Q)이 신속하게 변경되지 않기 때문에, 바이패스 유량의 미세 조절이 적절히 수행될 수 있다. 바이패스 유량(Q)의 변경은 회전이 특히, 테이퍼부(74)의 각을 변경시킴으로써 작은 범위로 임의 설정될 수 있다.

또한, 이 유량의 변경은 오리피스의 직경(d)을 변경함으로써 수행되는 부근에서 임의로 설정될 수 있고, 매우 정확한 조절이 가능하다.

[제11실시예]

다음, 제1실시예를 설명할 것이다.

본 실시예에서, 제1실시예에서와 같은 하드웨어에 대한 설명은 생략되거나 간략화되었으나, 동일 도면이 본 실시예에 이용되었다.

본 실시예는, 위에서 설명한 각각의 실시예와 다르고, 연료공급장치, 구체적으로는 연료펌프(3)를 조절하는 방법에 관한 것이다.

본 실시예는 아래의 처리를 조절하는 순서로 설명될 것이다.

a) 회전속도 조절공정

먼저, 연료공급유량을 측정하는 유량계와 토출압력을 측정하는 압력게이지가 연료펌프(3)의 토출측상의 통로에 배설되어 있고, 연료펌프(3)(즉, 연료펌프(3)를 구동하는 dc 전기모우터)로의 공급전류변경에 의거한 연료펌프(3)(즉, dc 전기모우터)의 회전속도를 검출하는 측정회로가 공급되어 있다.

이 상태에서는, 공급전류값이 조절되고, 연료펌프(3)의 회전속도가 연료펌프의 기준 회전속도로 설정된다.

b) 압력조절공정

다음, 상기 회전속도 조절과정에서 조절되는 회전속도에 있는 연료펌프(3)의 연료공급압력(토출압력)은, 제1실시예서 설명된 체크밸브(48a)를 개방하는 압력과 dc 전기모우터의 자석 강도를 조절함으로써 기준 연료공급압력으로 조절된다.

c) 유량조절공정

다음, 위의 압력조절공정에서 조절되는 연료공급압력에 있는 연료펌프(3)의 연료공급유량(토출유량)은, 제10실시예에서 설명된 바이패스 유량조절밸브(73)를 돌리므로서 기준 연료공급유량으로 조절된다.

제25도에 도시되어 있듯이, 상기 조절방법에 의해서 회전속도 조절공정에서 배치된 위치(a)가, 압력조절공정에서 배치된 위치(b)로 이동하고, 또한 유량조절공정에서 적절한 위치(c)로 이동된다.

이에 따라, 연료펌프(3)의 특성과 이 연료펌프(3)를 구동시키는 회로의 분산이 정확하고 쉽게 조절될 수 있다.

[제12실시예]

다음, 제12실시예를 설명할 것이다.

본 실시예에서는, 제1실시예에서와 같은 하드웨어에 대한 설명이 생략되거나 간단히 되어 있지만, 동일 도면이 본 실시예에 이용되어 있다.

본 실시예는, 연료공급장치, 구체적으로는 제11실시예에서와 같은 연료펌프(3) 조절 방법에 관한 것이다. 본 실시예는 조절공정순으로 설명될 것이다.

a) 회전속도 조절공정

먼저, 토출압력을 측정하는 압력게이지 및 연료공급유량을 측정하는 유량계가 연료펌프(3)의 토출측 통로에 배열되어 있고, 연료펌프(3)로의 공급전류 변경을 토대로한, 연료펌프(3)의 회전속도를 검출하는 측정회로가 제공되어 있다.

이 상태에서는, 공급전류값이 조절되고, 연료펌프(3)의 회전속도가 연료펌프의 기준 회전속도로 설정된다.

b) 유량조절공정

다음, 위의 회전속도 조절공정에서 조절된 회전속도를 가진 연료펌프(3)의연료유량은 제10실시예에 설명된 바이패스 유량조절밸브(73)를 회전시킴으로써 기준 연료공급유량으로 조절된다.

c) 압력조절공정

다음, 위의 유량조절과정에서 조절된 연료공급유량을 가진 연료펌프(3)의 연료공급압력은, 제1실시예에서 설명된 체크밸브를 개방하는 압력 및 dc전기모우터의 자석 강도를 조절함으로써 기준 연료공급압력으로 조절된다.

제25도에 도시되어 있듯이, 위에서 설명한 조절방법에 의해 회전속도 조절과정에서 배치된 위치(a)가 유량조절과정에서의 위치(b)로 이동하고, 또한, 압력조절 과정에서의 적절한 위치(c)로 이동한다.

따라서, 연료펌프(3)의 특성 및 연료펌프(3)를 구동시키는 회로의 분산은 제 11실시예에서 처럼 정확하고 쉽게 조절될 수 있다.

[제13실시예]

제13실시예를 설명할 것이다.

본 실시예에서는, 제1실시예에서와 같은 하드웨어의 설명이 생략되거나 간단히 되어 있지만, 동일 도면이 본 실시예에 또한 이용되었다.

본 실시예에서는, 제10실시예 또는 제11실시예에 설명된 조절방법에 따라 조절되는 연료공급장치가 다시 실제 작동에 있어서 조절된다. 본 실시예에 해당되는 조절방법은 제26도의 플로우챠트에 설명되어 있다.

제26도의 단계(800)에서는, 엔진속도(Ne), 아이들 스위치의 상태 및 연료분사밸브의 펄스폭(τ)이 센서등으로부터 판독된다.

다음 단계(810)에서는, 엔진속도(Ne)가 소정의 값(아이들 엔진속도)(Ne) 아이들 보다 작은지의 여부, 그리고 아이들 스위치가 턴온되는지의 여부가 판단된다. 이 단계에서 판단이 긍정이면 프로세싱이 단계(820)로 진행되는 한편, 판단이 부정이면 이 프로세싱이 일단 중지된다.

단계(820)에서는, 연료펌프의 실제 회전속도(Np)와 연료펌프에 실제로 공급된 전류가 측정회로 등으로부터 판독된다.

다음 단계(830)에서는, 연료펌프의 목표회전속도(Npstd)가 엔진속도(Ne) 및 연료분사밸브의 펄스폭(τ)을 토대로 하여 얻어진다.

다음 단계(840)에서는, 연료펌프의 실제 회전속도(Np)가 목표값(Npstd) 보다 작은지 여부가 판단된다. 이 단계에서 판단이 긍정이면 프로세싱이 단계(850)로 진행되는 한편, 판단이 부정이면 프로세싱이 단계(860)로 진행된다.

단계(850)에서는, 연료펌프의 실제 회전속도(Np)가 목표값(Npstd) 보다 작기 때문에, 연료펌프에 공급된 전류가 소정값(I)으로 증가하여 연료펌프의 회전속도(Np)를 증가시키고, 프로세싱이 단계(870)로 진행된다.

한편, 단계(860)에서는, 연료펌프의 실제 회전속도(Np)가 목표값(Npstd) 보다 크기 때문에 연료펌프에 공급된 전류(1)는 소정의 값( △I) 만큼 감소하게 되어서, 연료펌프의 회전속도(Np)를 감소시키고, 프로세싱이 단계(870)로 진행된다.

단계(870)에서는, 목표값(Npstd)과 연료펌프의 실제 회전속도(Np)의 편차(절대값)가 얻어지고, 이 편차가 소정의 값(Np) 보다 작은지의 여부가 판단된다. 이 단계에서 판단이 긍정이면 연료펌프의 실제 회전속도(Np)가 목표값(Npstd)에 충분히 근접하는지의 여부가 판단되므로 본 프로세싱은 일단 중단된다.

한편, 판단이 부정이면 제어가 상기 단계(840)로 귀환하여 연료펌프로 공급된 전류를 다시 조절한다.

위에서 설명했듯이, 본 실시예에서는, 연료펌프의 실제 회전속도(Np)가 목표값(Npstd)에 근접하도록 연료펌프로 공급되는 전류(I)가 조절되기 때문에, 연료펌프(3)의 특성 및 경과시간의 변화에 의해 야기된 회로의 분산이 적절히 조절될 수 있다.

[제14실시예]

제28도∼제34도는 제14실시예를 도시한다.

제28도에 도시되어 있듯이, 연료공급장치는, 연료탱크(I)에 배설된 연료펌프, 연료파이프(5)를 경유하여 이 연료펌프(3)의 토출측에 연결된 고압연료필터(7), 연료파이프(9)를 경유해 이 고압연료필터(7)의 출구측에 연결된 압력제어밸브(1005), 압력제어밸브(1005)에 의해 제어된 압력이 적용되는 연료가 공급되는 압력제어밸브(1005)의 하류측에 위치한 연료레일(10), 연료를, 도시되지 않은 내연기관의 흡입구쪽으로 분사하여 공급하는 다수의 실린더에 의해 이 연료레일(10)에 배설된 연료 분사밸브(11), 및 전류를 제어함으로써 도시되지 않은 밧데리로부터 연료펌프(3)에 공급된 전력을 제어하는 정전류형 제어회로(13)로 구성되어 있다.

연료가 펌핑될 때 이물질을 제거하는 저압력 연료필터(4)가 연료탱크(1)에 배설된 연료펌프(3)에 부착되어 있고, 이 연료펌프(3)에 의해 펌핑된 연료는 연료파이프(5)를 경유해서 고압연료필터(7)로 공급된다. 연료에 포함된 미소한 이물질과 물이 고압연료필터(7)에 의해 제거되고, 여과된 연료가 연료파이프(9)를 경유해 압력제어밸브(1005)로 공급된다.

압력조절밸브(1005)는 압력을 제어하여, 아래에 설명된 흡기메니포올드내 압력과 연료레일(10)의 압력 사이에 소정의 차이가 있게 된다. 압력제어밸브(1005)를 경유하여 연료레일(10)에 공급된 고압연료가 연료분사밸브(11)로부터 도시되지 않은 내연기관의 흡입구쪽으로 분사된다.

제28도에 도시된 연료공급장치가 비귀환 연료공급장치이면 연료레일(10)에서 연료탱크(1)로 귀환하는 귀환파이프가 제공되지 않았다. 따라서, 연료펌프(3)의 모우터가 정전류형 제어회로(13)에 의해 제어되어서 연료레일(10)로부터 토출된 연료량에 대한 연료레일(10) 안쪽의 연료압력이 제34도에 도시된 특성(d)에 근접된다.

따라서, 지금까지 연료레일(10)에 부착되어서 연료압력이 소정의 압력을 초과하지 않도록 제어하는데 이용되는 릴리프밸브가 사용되지 않을 수 있다. 토출된양이 더 증가할지라도 연료레일 안쪽의 연료압력이 고정되도록 압력제어밸브(5)에 의해 제어되기 때문에 제34도에 도시된 특성(d)이 얻어질 수 있다.

다음, 압력제어밸브(1005)의 구성을 제29도∼제32도를 참조하여 설명하기로 한다.

제29도에 도시되어 있듯이, 압력제어밸브(1005)는, 다이어프램(1060)이 몸체(1057)와 커버(1063) 사이의 경계상에서 압력판(1061) 및 가스캣(1060)과 함께 피복 및 고정되도록 구성되어 있다. 가스캣(1060)의 중심은 밸브프레서(1058) 및하부시이트(1059) 사이/에 의해서 유지되고, 다이어프램(1060), 밸브프레서(1058) 및 하부시이트(1059)가 일체가 되어 왕복운동한다. 하부시이트(1059)는 커버(1063)의 내벽과 하부시이트(1059) 사이에 위치한 압축코일스프링(1054)에 의해 제2압력챔버로 후술된 다이어프램 하부챔버(1068)의 방향으로 가압된다.

제어된 압력이 형상 기억합금으로 이 압축코일스프링(1054)을 형성함으로써 후술되어 있듯이 연료의 온도에 따라 변할 수 있다. 압축코일스프링(1054)이 수용된 제1압력챔버로서의 다이어프램 하부챔버(1068)가 파이프(1064)에 의해, 도시되지 않은 흡기 메니포올드로 연결되어 있고, 이 다이어프램 하부챔버(1068) 안쪽의 압력이 흡기 메니포올드에서 부(-)압력으로 설정된다.

한편, 위에서 설명한 연료파이프(13)에 연결된 파이프(1055)는 커넥터(1056)를 경유하여 몸체(1057)에 부착된다. 연료레일(10)에 부착될 수 있는 커넥터(1066)는 플렌지(1065)에 의해 몸체(1057)에 또한 부착되어 있다. 압력제어밸브(1005)와 연료레일(10)을 연결하는 0링(1067)은 이 커넥터(1066)의 단부 주변에 근접하게 부착되어 있다. 몸체(1057)에 형성된 다이어프램 하부챔버(1068)에 있어서, 한쪽 끝에 파이프(1055)가 제공된 원통형 커넥터가 수용되어 있다. 이 커넥터(1056)에 있어서, 이 밸브(1052)에 슬라이드될 수 있는 내부가이드(1051b)가 제공된 실린더밸브(1052) 및 밸브부재(1051)가 수용되어 있다. 수용된 압축코일스프링(1053)에 의해 눌러진다.

밸브부재(1051)에는, 내부가이드(1051b)를 향해 테이퍼된 커넥터부(1051c)와, 이 커넥터부(1051c)와 내부 가이드(1051b) 사이의 원통형 스풀(1051a)이 제공되어 있다. 이 스풀(1051a)의 바깥 직경은 상기 밸브(1052)의 보어직경 보다 약간 작게 형성되어 있고, 통로로서의 원형홈(1050)이, 제5도에 도시되어 있듯이, 밸브(1052)의 내벽인, 바깥 가이드(1052a)와 스풀(1052a) 사이에 형성되어 있다. 밸브가, 축방향으로 스풀(1051a)의 길이(h)만큼, 후술된 바와 같이, 개방된 후 통로의 영역은 소정의 기간동안 소정의 값으로 유지될 수 있다.

제31도에 도시되어 있듯이, 안쪽가이드(1051b)는 직경방향으로의 횡형단면이고, 노치(1051d)가 제29도 및 제32A도∼제32C도에 도시되어 있듯이 스풀(1051a)에 연결된 부분 근처에 형성되어 있다. 밸브가 개방된 후, 연료가 축방향으로 즉시 스풀(1051a)의 길이(h)에 해당하는 소정의 거리만큼 이동할 때, 통로의 영역이 이 노치(1051d)로 인해 신속히 증가될 수 있다.

제30도에 도시되어 있듯이, 밸브부재(1051)의 방향으로 돌출한 볼록구를 지닌 볼록구부로서의 구형부(1058a)는, 밸브부재(1051)의 상단과 접촉하는 밸브압착기(1058)의 중심에 형성되어 있다. 밸브압착기(1058)가 밸브부재(1051)와 비스듬하게 접촉할지라도 밸브부재(1051)의 상단의 중심과 거의 접촉하기 때문에, 예를 들어, 다이어프램(1060)이 경사지기 때문에, 밸브부재(1051)의 축이 비스듬하게 눌러지는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 밸브부재(1051)가 밸브부재(1052)의 축에 경사져 미끄러짐이 방지될 수 있으므로, 밸브(1052)의 내벽과 밸브부재(1051)의 측벽간의 마멸이 방지될 수 있다는 효과가 있다.

다음 내연기관용 연료공급장치의 작동을 제28도 및 제29도를 참고로 설명할것이고, 또한, 압력제어밸브의 작동을, 제29도, 제32A도, 제32B도, 제32C도 및제33도를 참조하여 설명하기로 한다.

제28도 및 제29도에 도시되어 있듯이, 연료탱크의 연료가 연료펌프(3)에 의해 펌핑되어 가압된 후, 저압연료필터(4), 연료파이프(5), 고압연료필터(7) 및 연료 파이프(9)를 통해 압력제어밸브(1005)의 파이프(1055)로 흐른다. 파이프(1055)를 통해 커넥터(1056)로 흐르는 연료는, 밸브부재(1051)의 접촉부(1051c)가 제29도에 도시되어 있듯이 밸브(1052)의 밸브시이트(1052b)와 분리될 때, 접촉부(1051c)와 밸브 시이트(1052b) 사이에 형성된 통로를 통해 밸브부재(1051)의 노치(1051d)로 흐른다. 이 노치(1051d)로 흐르는 연료가, 밸브부재(1051)의 안쪽 가이드(1051b)를 통해 다이어프램 하부챔버(1068)로 흐르고, 커넥터(1066)를 통해 연료레일(10)에 공급되어, 도시되지 않은 내연기관의 흡기포트쪽으로 연료분사밸브(11)로부터 분사된다. 위에서 설명했듯이, 연료탱크로부터 펌핑된 연료가 연료분사밸브(11)로부터 분사된다. 다이어프램 상부챔버(1069)내 압력과 다이어프램 하부챔버(1068)내 압력 간의 차가 소정의 값보다 크고 밸브부재(1051)의 접촉부(1051c)가 아래에 설명되어 있듯이 밸브(1052)의 밸브시이트(1052b)와 접촉할 때, 압력제어밸브(1005)가 폐쇄되고, 압력이 목표 연료압력 값까지 감소하고 밸브부재(1051)의 접촉부(1051c)가 밸브(1052)의 밸브시이트(1052b)와 분리될 때, 압력제어밸브는 개방된다. 따라서 압력제어밸브(1005)의 하류측에 위치한 연료레일(10)의 연료압력은 제어되어서 고정된다.

제29도에 도시되어 있듯이, 밸브압착기의 위치가, 다이어프램 상부챔버(1069)의 압력 즉, 흡기 메니포올드압력, 다이어프램 하부챔버(1068)에 가해진 압력, 즉, 밸브가 개방되는 방향으로 다이어프램(1069)에 수용되는 압축코일스프링(1054)의 압력 및 밸브가 폐쇄되는 방향으로의 압축코일스프링의 압력 사이의 균형에 의해 변위된다. 압축코일스프링(1053)의 압력에 의해 밸브압착기(1058)와 접촉하는 밸브부재(1051)는 밸브가 밸브압착기(1058)의 변위에 의해 개/폐되는 방향으로 이동된다.

다이어프램 하부챔버의 고압력연료가 커넥터(1066)에 연결된 연료레일(10)로 토출될 때, 다이어프램 하부챔버(1068)의 연료압력이 감소된다. 압축코일스프링(1054)에 의한 압력과 다이어프램 상부챔버(1069) 내압의 합이, 이 연료압력의 감소에 의해서, 다이어프램 하부챔버(1058)의 연료압력과 압축코일스프링(1053)에 의한 압력의 합보다 높을 때, 밸브압착기(1058)는 밸브가 개방되는 방향으로 변위되고, 밸브부재(1051)는 밸브압착기(1058)에 의해 가압되어 개방된다.

이때에, 제32A도에 도시되어 있듯이, 밸브부재(1051)의 접촉부(1051c)는, 밸브부재(1051)가 폐쇄될 때, 밸브(1052)의 밸브시이트(1052b)와 접촉된다. 따라서, 이 상태에서 제6도의 a에 의해 도시되어 있듯이 밸브는 들어올려지지 않는다.

밸브부재(1051)가 밸브압착기(1058)의 위방향의 변위로 인해 개방되는 방향으로 이동할 때, 접촉부(1051c)는 제32B도에 도시되어 있듯이 밸브시이트(1052b)와 분리된다. 이때의 통로의 면적은 위에서 설명했듯이 밸브부재(1051)의 스풀(1051a)의 주변에 형성된 원형홈(1050) 직경의 단면적과 같고, 제33도의 간격(b)으로 도시되어 있다. 즉, 밸브부재(1051)가 개방된 상태에서 폐쇄되는 상태로 이동한 직후, 밸브부재(1051)가 축의 축방향으로 스풀(1051a)의 길이(h)와 같은 소정의 거리로이동하는 동안, 통로의 영역이 소정의 작은 값으로 계속 고정되기 때문에, 통로의 면적이 제6도에 있어서의 간격(b)의 소정의 작은 값으로 유지된다.

또한, 밸브부재(1051)는, 밸브가 개방되는 방향으로 축방향으로의 스풀(1051a)의 길이(h)와 같은 소정의 거리만큼 이동할 때, 제32C도에 도시된 스풀(1051a)위에 형성된 노치(1051d)로 인해 통로의 면적이 제33도에 도시된 c처럼 점차 증가된다. 연료는 제32C도의 화살표로 도시되어 있듯이 밸브(1052)로 흐르고, 연료는 통로의 면적의 증가에 의해 밸브(1052)와 밸브압착기(1058) 사이를 통해 다이어프램 하부챔버(1068)로 흐른다. 이에 따라, 다이어프램 하부챔버(1068)의 연료압력이 점차 증가함에 따라, 다이어프램 하부챔버(1068)의 연료압력과 밸브가 압축코일 스프링(1053)에 의해 폐쇄되는 방향의 압력의 합이, 다이어프램 상부챔버(1069)의 내부압력과 밸브가 압축코일 스프링(1054)에 의해 폐쇄되는 방향으로의 압력의 합보다 크다. 다음, 밸브압착기(1058)는 밸브가 압축코일스프링(1054)에 의한, 압력에 대항하여 폐쇄되는 방향으로 변위된다. 밸브가 폐쇄되는 방향으로 압축코일스프링(1053)에 의해 가압된 밸브부재가 위방향으로의 밸브압착기(1058) 운동에 의해 윗방향으로 이동될 수 있으므로, 밸브부재는, 밸브가 제32C도에 도시된 완전개방상태에서 제32B도에 도시된 소정의 영역 상태를 경유해, 밸브가 제32A도에 도시한 폐쇄상태로 이동된다.

따라서, 연료가 연료펌프(3)로부터 얻어지지 않기 때문에, 연료가 연료레일(10)에 토출될 때 다이어프램 하부챔버(1068)의 연료압력이 다시 감소된다. 다음, 다이어프램 하부챔버(1068)의 연료압력과 압축코일스프링(1053)에 의한압력의 합이 다이어프램 상부챔버(1069)의 내압과 압축코일스프링(1054)에 의한 압력의 합까지 감소하기 때문에, 밸브압착기(1058)는 위에서 설명했듯이 밸브가 개방되는 방향으로 이동된다. 위에서 설명했듯이, 다이어프램 하부챔버(1068)내 연료압력의 증가 및 감소를 되풀이함에 의한 밸브압착기(1058)의 이동으로 인해, 밸브부재(1051)가 밸브의 개/폐되는 방향으로 이동하기 때문에, 다이어프램 상부챔버(1069)의 내압과 다이어프램 하부챔버(1068)의 내압간의 소정의 차이가 유지될 수 있다. 따라서, 다이어프램 상부챔버(1069)와 다이어프램 하부챔버(1068)간의 소정의 차이, 예를 들어, 20kPa의 압력차가 정확히 제어될 수 있다.

적용된 전압의 펄스폭이 변화될 수 있는 이른바 충격비를 제어함으로써 전류값을 고정하는 방법이 본 실시예에서 설명된 정전류 제어장치에 추가로 적용될 수 있다.

위에서 설명했듯이, 제34도에 도시된 특성(b)은, 전류를 토대로 한 정전류형 제어회로(13)에 의한 연료펌프(3)의 전기모우터에 공급된 전력을 제어함으로써 얻어 질 수 있다. 제34도에 도시된 특성(a)은 연료펌프의 모우터가 정전류형 제어회로에 의해 제어되면 토출된 연료량에 상응하는 연료압력의 변화를 도시한다. 이 특성(a,b)은, 연료레일(10)로부터 연료가 많이 토출될수록 연료레일(10)의 연료압력이 낮아지고, 연료의 토출량이 작아짐에 따라 연료압력이 높아지게 된다. 그러나, 특성(b)의 기울기가 특성(a,b)에 비해 완만하기 때문에, 특성(b)은 토출된 연료량의 변화에 상응하는 연료압력의 변화가 작다는 것을 보여준다. 이것은, 전기모우터를 지닌 연료펌프의 경우, 전류가 고정되도록 제어되는 특성(b)에 있어서의 토출량의 변화량(Q)에 상응하는 연료압력의 변화량(p)이 전압이 고정되도록 제어되는 특성(a)에 있어서의 변화량 보다 작기 때문이다.

위에서 설명했듯이, 토출량의 변화에 상응하는 연료압력의 변화가 작은 경우는, 위에서 설명한 압력제어밸브(5)에 의해 압력을 제어함으로써 얻어진 특성(d)에 근접하기 때문에, 압력제어밸브(5)에 의해 기계적 제어가 실시되는 효과가 있다.

연료펌프(3)의 토출압력의 범위는 특성(a)을 특성(d)에 가깝게 하여 특성(b)을 얻음으로써 좁아질 수 있고, 연료펌프(3)로부터 토출된 연료량이 작을 때 연료압력 증가가 감소할 수 있기 때문에 연료펌프(3)와 연료레일(10)을 연결하는 연료파이프(9)의 기계적 강도가 감소될 수 있다. 따라서, 예컨대 연료파이프(9)의 조립비용이 감소될 수 있다는 효과가 있다.

또한, 연료가 매우 크게 압축될 필요가 없기 때문에 연료펌프의 모우터(32)에 의한 소비전류가 감소될 수 있음으로써 연료펌프의 효율이 향상될 수 있다는 효과가 있다.

또한, 연료펌프 모우터(32)의 과도한 회전이 감소하기 때문에 연료펌프(3)의 회전속도가 감소될 수 있음으로써 펌프모우터(32)의 회전에 의한 잡음이 감소될 수 있다는 효과가 있다.

제34도에 도시된 특성(c,e)은, 밸브가 개방되는 방향으로 위에서 설명한 밸브압착기(1058)를 변위시키는 압축코일스프링(1054)이 형상기억합금으로 형성된 경우를 도시한다. 형상기억합금으로 형성된 압축코일스프링(1054)에 의한 압력은 다이어프램 하부챔버(1068)로 흐르는 연료의 온도에 따라 변한다. 다음,밸브압착기(1058)의 변위상태가 변하기 때문에 제34도에 도시된 특성(c,e)이 얻어진다. 연료온도가 높을 때 특성(c)이 얻어지고, 연료온도가 낮을 때 특성(e)이 얻어진다. 상기에서처럼, 압축코일스프링(1054)이 형상기억합금으로 형성되면, 연료제어밸브에 의해 제어되는 압력이 연료의 온도에 따라 변할 수 있다.

위에서 설명했듯이, 본 실시예에 따르면, 연료레일(10)로부터의 토출압력 범위가 정전류형 제어회로(13)에 의해 연료펌프(3)의 모우터를 제어함으로써 좁아질 수 있어 전류가 고정되고, 압력제어밸브(1005)에 의해 위에서 설명된 정전류제어와 연료레일(10) 안쪽의 압력제어를 결합함으로써 연료레일(10)로부터 토출된 연료량에 무관하게 소정의 압력으로 연료압력이 고정될 수 있다. 따라서, 연료펌프의 회전속도가 간단한 구성으로 제어될 수 있다. 이로 인해, 비귀환 연료공급장치에 이용되는 연료펌프의 회전속도가 간단한 구조로 제어될 수 있고, 다수의 I/O 출력의 데이터에 의거하여 제어하는 종래의 제어회로를 이용하지 않고 비귀환 연료공급장치가 실현될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따라 밸브부재(1051)에 대한 축방향으로의 길이(h)를 스풀(1051a)에 제공함으로써 밸브가 개방된 직후, 통로의 면적이 밸브부재(1051)로부터의 소정의 거리(h) 범위로 계속해서 고정될 수 있다. 따라서, 밸브부재(1051)에 의해 들어올려진 양이 내연기관의 저부하 영역에서 작은 양 만큼 연료가 흐를지라도 증가될 수 있으므로, 밸브부재(1051)와 밸브(1052)의 몸체가 내연기관의 압력맥동 및 진동으로 인한 충돌이 방지될 수 있다. 따라서, 밸브부재(1051)에 의한 밸브(1052) 몸체의 마모가 방지될 수 있고, 밸브작동이 안정화 될 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 구형부(1058a)는, 밸브가 개방된 방향으로 밸브부재(1051)를 이동시키는 밸브압착기(1058)의 중심에 대략 형성되기 때문에, 밸브압착기(1058)가 예컨대 경사진 다이어프램(1060)으로 교체될지라도, 밸브압착기(1058)의 구형부(1058a)의 일부가 밸브부재(1051)의 상단면에 접촉하게 된다. 따라서, 밸브압착기(1058)가 밸브부재(1051)의 축에 경사진 방향으로 접촉됨이 방지될 수 있으므로 밸브부재(1051)의 측벽과 밸브(1052)의 내벽에 해당하는 외부가이드(1052a)가 손상됨이 방지될 수 있다. 따라서, 밸브부재(1051)가 밸브(1052) 몸체 또는 밸브부재(1051)의 마멸로 인한 덜거덕거림이 방지될 수 있다.

또한, 압축코일 스프링(1054)에 의한 압력은, 밸브가 본 실시예에 따라 형상 기억합금에 의해 폐쇄된 방향으로 밸브압착기(1058)를 변위시키는 압축코일스프링(1054)을 형성함으로써 연료의 온도에 따라 변화될 수 있다. 따라서, 밸브압착기(1058)의 변위상태가 다이어프램 하부챔버(1068)로 흐르는 연료온도에 따라 변하기 때문에 연료온도에 따른 압력을 제어할 수 있는 압력제어밸브가 실현될 수 있다는 효과가 있다.

그러나, 본 발명은 상기 실시예로 제한되지 않고, 본 발명은 본 발명에서 벗어나지 않는 범위내에서 여러 실시예로 구현될 수 있다.

예를 들어, 드로틀의 구멍을 토대로 하여 판단하는 방법이 위에서 설명한 아이들 스위치와 대신하여 적용될 수 있다.

또한, 상기 실시예는, 흡기통로의 압력이 검출되고, 연료압력이 연료압력과 흡기통로 압력 사이에서 일정 압력차를 갖도록 제어되는 장치에 적용될 수 있다.

제1도는 전류 및 전압을 제어할 때 연료공급유량과 연료압력간의 관계를 도시한 그래프.

제2A도 및 제2B도는 연료공급유량, 연료압력, 연료분사밸브의 펄스폭간의 관계를 도시한 그래프.

제3A 도 및 제3B도는 연료공급유량, 연료압력 및 연료펌프에 공급된 전류간의 관계를 도시한 그래프.

제4도는 전압, 전류 및 연료펌프의 토오크간의 관계를 도시한 그래프.

제5A도 및 제5B도는, 연료펌프의 엔진속도, 연료펌프에 공급된 전류 및 연료 공급 유량간의 관계를 도시한 그래프.

제6도는 연료압력과 연료공급유량간의 관계를 도시한 그래프.

제7도는 연료온도와 연료압력간의 관계를 도시한 그래프.

제8A도, 제8B도 및 제8C도는 바이패스 흐름조절 밸브의 작동과 유량간의 관계를 도시한 그래프.

제9도는 제1실시예에 해당되는 비귀환 내연기관용 연료공급장치의 시스템 블록도.

제10도는 제1실시예에 있어서의 연료펌프를 도시한 단면도.

제11도는 제1실시예에 있어서의 제어처리부를 도시한 플로우챠트.

제12도는 제1실시예에 있어서의 제어처리부를 도시한 플로우챠트.

제13도는 제2실시예에 있어서의 제어처리를 도시한 플로우챠트.

제14도는 제3실시예에 있어서의 제어처리를 도시한 플로우챠트.

제15도는 제4실시예에 있어서의 제어처리를 도시한 플로우챠트.

제16도는 제5실시예에 있어서의 제어처리부를 도시한 플로우챠트.

제17도는 제6실시예에 있어서의 제어처리부를 도시한 플로우챠트.

제18도는 제7실시예에 있어서의 제어처리를 도시한 플로우챠트.

제19도는 제8실시예에 해당하는 비귀환 내연기관용 연료공급장치를 도시한 시스템 블록도.

제20A도 및 제20B도는 제8실시예에 있어서의 양방향밸브를 도시한 단면도 및 좌측면도.

제21도는 제8실시예에 있어서의 스프링 특성을 도시한 그래프.

제22A도는 제9실시예에 있어서의 연료펌프를 도시한 평면도.

제22B도는 바이패스 유량조절밸브를 도시한 설명도.

제23도는 제10실시예에 있어서의 바이패스 유량조절밸브를 도시한 설명도.

제24도는 제10실시예에 있어서의 바이패스 유량조절밸브의 작동에 상응하는 바이패스 유량의 변화를 도시한 그래프.

제25도는 제11 및 제12실시예에 있어서의 조절방법을 도시한 설명도.

제26도는 제13실시예에 있어서의 조절방법을 도시한 플로우챠트.

제27도는 제13실시예와 같은 내연기관용 연료공급장치에 있어서의 정전류형 제어회로를 도시하는 블록도.

제28도는 본 발명의 제14실시예에 해당하는 내연기관용 연료공급장치를 도시한 블록도.

제29도는 제14실시예에 해당하는 내연기관용 연료공급장치에 있어서의 압력 제어밸브를 도시한 단면도.

제30도는 제14실시예에 있어서 압력제어밸브와 밸브압착기의 밸브부재가 접촉하는 상태를 도시한 개략적인 단면도.

제31도는 제2도에 도시된 밸브(1052) 몸체와 밸브부재(1051)를 도시한 선(IV-IV)에 따른 단면도.

제32A도, 제32B도 및 제32C도는 제14실시예에 있어서 압력제어밸브의 개방에서 폐쇄까지의 각상태를 도시한 설명도.

제33도는 압력제어밸브의 밸브부재가 들어올려진 양에 해당하는 통로의 영역을 도시한 특성도.

제34도는 제14실시예에 해당하는 내연기관용 연료공급장치에 있어서의 연료 레일에서 토출된 연료량에 해당하는 연료레일 안쪽의 연료압력을 도시한 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 연료펌프 10 : 연료레일

11 : 연료분사밸브 1052 : 밸브수단, 밸브

1058 : 밸브압착기 1060 : 다이어프램

1064 : 파이프 1068 : 다이어프램 하부챔버

Claims (29)

1. 소정의 양 만큼 연료를 분사시키는 연료분사밸브(11)와;

   연료를 상기 연료분사밸브(11)에 공급하는 전달파이프(10)와;

   dc전기모우터에 의해 구동되는, 소정압력의 연료를 상기 전달파이프에 공급하는 dc연료펌프(3)와;

   상기 dc전기모우터(31)에 의해 공급된 전류를 소정의 값으로 유지시키는 전류제어기(13)를 구비하는 내연기관용 연료공급장치에 있어서,

   상기 전류제어기(13)는 상기 dc전기모우터(31)로 흐르는 전류값을 검출하여 이를 기설정된 목표전류값과 비교하여서 피드백에 의해 공급전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
2. 제1항에 있어서, 내연기관의 구동상태를 토대로 하여 상기 연료펌프에 의해 공급된 연료의 유량을 얻는 연료공급유량 검출수단(19)과;

   연료의 분사에 관한 요소를 조절하고, 분사된 연료량을 제어하여, 상기 연료 공급유량 검출수단에 의해 얻어진 연료공급유량에 따라서 분사된 연료의 목표값과 같게 하도록 하는 연료분사 제어수단(15)을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 연료공급유량은 상기 연료분사밸브(11)의 펄스폭과 엔진속도를 토대로 하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 연료공급유량은 흡기의 양을 토대로 하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 연료유량은 상기 연료펌프(3)의 회전속도를 토대로 하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
6. 제2항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 연료가 상기 연료분사밸브(11)에 의해 분사되는 시간은 상기 연료공급유량에 따른 압력변동이 허여되는 분사시간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 연료공급유량이 증가함에 따라 상기 분사시간은 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
8. 제2항 또는 제5항 중 어느 한항에 있어서, 상기 내연기관의 작동상태에 따라 설정된 상기 연료분사밸브(11)의 펄스폭은 상기 연료공급유량을 토대로 하여 보상되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료분사장치.
9. 제8항에 있어서, 연료압력은 상기 연료공급유량을 토대로 하여 추정하고,

   상기 연료분사밸브(11)의 펄스폭은 상기 측정된 연료압력을 토대로 하여 보상되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
10. 제2항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료공급유량에 따른 압력의 변동이 허여된 상기 공급전류가 설정되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 연료공급유량이 증가함에 따라 상기 공급전류가 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
12. 제2항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서, 상기 목표전류값은 상기 연료공급 유량을 토대로 하여 보상되어 상기 연료공급전류를 제공하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 공급전류는 상기 공급유량과 상기 연료입력간의 미리 얻어진 관계를 토대로 하여 보상되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 공급전류는 상기 연료펌프(3)의 회전속도와 상기 연료압력간의 미리 얻어진 관계를 토대로 하여 보상되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 연료펌프에 의한 실제 연료공급유량이 상기 연료공급 유량 보다 작으면 상기 연료펌프에 공급된 전류가 증가하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
16. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 체크밸브가 상기 연료펌프의 토출측에 제공되고, 상기 체크밸브를 개방하는 압력이 조절가능한 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
17. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료펌프의 토출측에 개방하는 압력에 있어서 상이한 체크밸브가 제공되어 그 체크밸브가 착탈가능한 것을 특징으로 하는 제공된 내연기관용 연료공급장치.
18. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 유입방향으로 소정의 압력에 의해 개방되는 체크밸브와 귀환방향으로 소정의 압력에 의해 개방되는 릴리프밸브가 상기 전달파이프의 유입측에 제공되고,

    상기 릴리프밸브를 개방하는 압력은 연료증기압력 보다 약간 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
19. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연료펌프의 토출용 통로를 바이패이싱하는 바이패스 통로가 제공되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 바이패스 통로의 면적은 조절가능한 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
21. 제19항에 있어서, 이 영역에 있어서 상기 바이패스 통로와 다른 통로 유량조절부재는 착탈될 수 있도록 상기 바이패스 통로에 제공되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
22. 제1항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 상기 바이패스 통로에 흐르는 연료의 유량을 조절하는 바이패스 유량조절밸브가 상기 바이패스 통로에 제공되고, 오리피스에 의해 연료의 유량을 제한하는 고정된 제한기와, 자체를 이동하여 통로의 단면적을 변경시킴으로써 연료의 유량을 제한하는 이동가능한 제한기가 순차적으로 상기 바이패스 유량밸브에 제공되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 이동가능한 제한기에는 나사조임에 의해 축방향으로 이동시킴으로써 통로의 단면적을 변경시키는 원뿔형 테이퍼부가 제공된 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
24. 연료전달파이프, 전기조절 연료분사밸브, 및 연료를 조절된 압력으로 상기 연료전달파이프에 공급하기 위해 dc 모우터에 의해 구동되는 연료펌프를 구비하는 내연기관용 연료공급장치 조절방법에 있어서,

    상기 목표유량값과 상기 dc 모터의 목표구동전류에 의거하여 상기 연료펌프용 목표유량값을 발생하는 단계와;

    상기 dc 모터의 펌프구동전류를 상기 목표구동전류에 근접하게 정정하는 단계와;

    상기 분사밸브에서 분사된 연료의 유량과 상기 목표유량값 간의 차이를 보상하도록 상기 연료분사밸브를 전기적으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치 조절방법.
25. 제 24항에 있어서, 상기 연료분사밸브를 조절하는 단계는,

    목표전류값과 상기 조절된 압력 사이의 관계를 발생하는 단계와;

    상기 연료펌프의 회전속도를 검출하는 단계와;

    상기 검출된 회전속도로부터 실제 연료유량값을 얻는 단계와;

    상기 목표연료유량값과 상기 조절된 연료압력 사이의 관계에 따라 실제 연료 압력을 조절하는 단계와;

    상기 분사밸브를 조절하여 그것의 분사연료유량을 상기 목표유량값에 근접하도록 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치 조절방법.
26. 제1항에 있어서, 상기 연료공급압력을 상기 연료분사밸브와 상기 연료펌프 사이에 놓인 일정값으로 유지시키는 압력제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 압력제어밸브는,

    소정의 압력으로 설정된 제1압력챔버(1069)와;

    연료압력이 상기 연료레일내의 압력과 같은 제2압력챔버(1068)와;

    상기 제1압력챔버와 상기 제2압력챔버의 압력변화에 따라 변위되어서, 서로 연통하는 제1압력챔버와 상기 제2압력챔버를 분할하는 다이어프램(1060)과;

    상기 다이어프램의 상기 제2압력챔버 측에 위치하여 프레싱수단에 의해 상기 제2압력챔버 측으로 눌러지는 밸브압착기(1058)와;

    상기 밸브압착기는 상기 밸브압착기의 변위에 따라서 상기 제2압력챔버와 상기 상기 연료펌프의 토출측을 차단하거나 허여하는 접촉자기 있는 밸브수단(1052)을 구비하되,

    상기 제2압력챔버와 상기 연료펌프의 토출측은 상기 밸브수단이 폐쇄상태에서 개방상태로 이동한 후 소정의 거리로 소정의 작은 통로에 의해 연통하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
28. 제26항에 있어서, 압력제어수단에는,

    소정의 압력으로 설정된 제1압력챔버(1069)와;

    상기 연료레일 안쪽의 압력과 같은 연료압력으로 설정된 제2압력챔버(1068)와;

    상기 제1압력챔버 또는 상기 제2압력챔버의 압력변화에 따라 변위하여, 서로 연통하는 제1압력챔버와 제2압력챔버를 분리시키는 다이어프램(1069)과;

    상기 다이어프램의 상기 제2압력챔버 측에 위치하고, 상기 제2압력챔버의 방향으로 돌출하여 프레싱수단에 의해 상기 제2압력챔버 측으로 눌러지는 볼록한 구형부가 제공된 밸브압착기(1058)와;

    상기 볼록한 구형부가 상기 밸브압착기의 변위에 따라 상기 제2압력챔버와 상기 연료펌프의 토출측을 차단하거나 허여하는 접촉부가 있는 밸브수단(1052)을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.
29. 제26항에 있어서,

    상기 압력제어수단에는 소정의 압력으로 설정된 제1압력챔버(1069)와;

    상기 연료레일 안쪽의 압력과 같은 연료압력으로 설정된 제2압력챔버(1068)와;

    상기 제1압력챔버 또는 상기 제2압력챔버의 압력변경에 따라 변위되어, 서로 연통하는 상기 제1압력챔버와 상기 제2압력챔버를 분리시키는 다이어프램(1060)과;

    상기 다이어프램의 상기 제2압력챔버 측에 위치한 밸브압착기(1058)와;

    상기 제2압력챔버에 공급된 연료온도에 따른 압력으로, 상기 제2압력챔버의 방향으로 상기 밸브압착기를 누르는 형상기억합금으로 형성된 프레싱수단(1054)과;

    상기 밸브압착기가, 상기 밸브압착기의 변위에 따라 상기 연료펌프의 토출측과 상기 제2압력챔버의 연통을 차단 또는 허여하는 접촉자가 있는 밸브수단(1051, 1052, 1053)이 구비된 것을 특징으로 하는 내연기관용 연료공급장치.