JPH0629495Y2

JPH0629495Y2 - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH0629495Y2
Application number: JP1987097178U
Authority: JP
Inventors: 行博西川
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1987-06-24
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2002-06-24
Also published as: JPS643077U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、燃料タンク内の燃料を自動車のエンジンに供
給する燃料噴射装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車用の燃料噴射装置は、モータの回転数に
応じて燃料を吐出する燃料ポンプと、該燃料ポンプから
吐出された燃料圧力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所定圧に調圧する圧力レギュレータ
と、該圧力レギュレータによって調圧された燃料をエン
ジンに噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）とからな
り、前記圧力レギュレータはケーシング内に設けられた
ダイアフラムが燃料ポンプから吐出された燃料圧力とイ
ンテイクマニホールドからの空気吸込圧力とを受圧する
ことにより、該ダイアフラムに設けられた弁体が燃料タ
ンクへのリターン配管側の弁座に接離し、インジェクタ
に供給する燃料圧力を調圧するようになっている。

このように構成される燃料噴射装置では、燃料ポンプの
モータが回転することによってポンプが駆動され、燃料
を吐出する。この吐出された燃料は圧力レギュレータに
よって調圧され、インジェクタに噴射パルスが印加され
ることにより、自動車のエンジンに燃料を噴射するよう
になっている。この際、圧力レギュレータは、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
用して設定圧力を約3.0kg/cm²に高めてインジェクタに
供給し、アイドル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設定圧力を約2.0kg/cm²に低下さ
せ、エンジン停止時には弁体を閉弁して燃料配管内残圧
を約2.55kg/cm²に維持するようになっている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、圧力レギュレータ内の圧力変動をみると、イ
ンジェクタに印加される噴射パルスの周期に同期して圧
力低下をきたす特性となっており、この特性は燃料噴射
装置として正常な特性である。

然るに、後述するような種々の理由によって、圧力レギ
ュレータ内圧力が噴射パルスの周期に同期せず、当該噴
射パルスの周期よりもはるかに高いビビリ振動的な圧力
変動をきたすことがある。

このような異常圧力変動が発生すると、圧力レギュレー
タ内のダイアフラム及び該ダイアフラムに設けられた弁
体が異常な圧力変動に共振して振動を起す、いわゆる異
常共振が発生する。この結果、弁体が弁座部に異常に叩
きつけられ、当該弁体や弁座部、またはこれらのシール
部材が早期に摩耗してしまうという問題点がある。

ここで、自動車の運転中に異常共振を起す要因として
は、第１に燃料配管の形状からくる異常振動、第２にエ
ンジンの振動によるビビリ振動、第３に同時噴射、グル
ープ噴射、シーケンシャル噴射等の噴射パターンに応じ
たインジェクタの噴射脈動、第４に燃料ポンプの吐出脈
動及び吐出流量不足等があり、またこれらの各要因が複
合して弁体が異常共振するものと考えられる。

しかし、従来技術による燃料噴射装置は、燃料ポンプの
吐出流量とインジェクタの噴射パターンの制御におい
て、結果的に発生する圧力レギュレータ内の異常振動に
ついて何らの配慮もなされておらず、弁体や弁座部が異
常共振によって、摩耗を早めていた。

本考案はこのような問題点に鑑みなされたもので、圧力
レギュレータ内の振動ないし挙動状態を検出して弁体や
弁座部等の摩耗を防止するようにした燃料噴射装置を提
供することにある。

〔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、本考案の燃料噴射装置
は、モータ部とポンプ部とを有し、該ポンプ部をモータ
部で回転させることにより燃料を吐出する燃料ポンプ
と、該燃料ポンプから吐出される燃料の圧力をインテイ
クマニホールドによる空気吸込圧力に基づいて調圧する
圧力レギュレータと、該圧力レギュレータによって調圧
された燃料をエンジンに噴射するインジェクタとからな
る。

そして、本考案が採用する構成の特徴は、前記燃料ポン
プのモータ部に電圧を印加し、該燃料ポンプから吐出さ
れる燃料の吐出量を印加電圧に応じて制御する燃料ポン
プ制御手段と、前記圧力レギュレータに発生する異常共
振を検出する振動検出手段と、該振動検出手段によって
圧力レギュレータの異常共振を検出したときに、前記燃
料ポンプ制御手段による印加電圧を一定電圧分だけ昇圧
させる印加電圧昇圧手段とを備える構成としたことにあ
る。

〔作用〕

上記構成により、振動検出手段で圧力レギュレータの異
常共振を検出すると、燃料ポンプのモータ部には一定電
圧分だけ昇圧された電圧が印加されるため、燃料ポンプ
はモータ部の回転数が増加して、一定電圧分だけ燃料の
吐出量を高めることができる。これによって、圧力レギ
ュレータに供給される燃料の流量を増加させて、圧力レ
ギュレータの振動を確実に低減でき、異常共振の発生を
抑えることができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例による燃料噴射装置を第１図ない
し第３図に基づいて説明する。

同図において、１は燃料２を貯える燃料タンク、３は該
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はケーシング３Ａと、該ケーシン
グ３Ａ内に設けられた直流モータ部３Ｂと、該直流モー
タ部３Ｂによって回転するポンプ部３Ｃと、吸込口３Ｄ
に接続されたフィルタ３Ｅと、吐出口３Ｆとから大略構
成され、該吐出口３Ｆには残圧保持用チェック弁４が設
けられている。

５は一端側が燃料ポンプ３の吐出口３Ｆに接続された吐
出配管で、該吐出配管５の他端は後述の圧力レギュレー
タ７に接続されている。そして、吐出配管５の途中には
燃料フィルタ６が設けられている。

また、７は前記吐出配管５の他端側に設けられた圧力レ
ギュレータで、該圧力レギュレータ７は燃料噴射用のイ
ンジェクタ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、前記圧力レギュレータ７は、第２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
金属材のアーマチャ７Ｃと、該アーマチャ７Ｃに設けら
れた弁体７Ｄと、燃料室Ａ内に突設され該弁体７Ｄの接
離によって開口面積が変化する筒状弁座７Ｅと、制御圧
室Ｂ内に位置してケーシング７Ａと弁体７Ｄとの間に張
設された圧力設定用ばね７Ｆ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
ーン配管１０は筒状弁座７Ｅと接続され、制御圧配管１
２は制御圧室Ｂ内に開口している。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、圧力レギュレータ７は、制御圧室Ｂ内が正圧状
態となっ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７Ｆとによって弁体７Ｄを筒状弁座
７Ｅ側に近接するように付勢し、リターン流量を減少さ
せてインジェクタ８に供給する燃料設定圧力を高め、一
方制御圧室Ｂ内が負圧状態となっているときには、圧力
設定用ばね７Ｆに抗して弁体７Ｄを筒状弁座７Ｅ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
ェクタ８に供給する燃料設定圧力を低くする。なお、圧
力レギュレータ７による燃料の設定圧力は、アイドル時
で2.05kg/cm²、アクセル時で3.05kg/cm²とされ、かつ圧
力設定用ばね７Ｆ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。

１３は圧力レギュレータ７の制御圧室Ｂ内に位置して制
御圧配管１２の先端部に設けられた振動検出手段として
の振動検出センサで、該振動検出センサ１３は、例えば
うず電流センサ、磁気抵抗センサ等の非接触センサが用
いられて、アーマチャ７Ｃの近接離間に対応した検出信
号Ｓを出力するようになっている。

ここで、インジェクタ８は後述するインジェクタ制御装
置１６から噴射パルスが印加される毎にエンジンに燃料
を噴射するものであるから、圧力レギュレータ７の燃料
室Ａ内圧力はこの噴射パルスの周期に同期して圧力低下
をきたす。従って、正常時にはダイアフラム７Ｂ、アー
マチャ７Ｃ、弁体７Ｄはこれらが一体となって圧力変動
に追従して変位するから、振動検出センサ１３はこの変
位に対応した検出信号Ｓを出力し、一方前述した異常共
振時には異常振動に対応した検出信号Ｓを出力するよう
になっている。

さらに、１４は制御ユニットで、該制御ユニット１４は
自動車の走行に必要な種々の制御処理を行なうもので、
例えば処理回路（ＣＰＵ）、記憶回路（ＲＯＭ及びＲＡ
Ｍ）等からなるマイクロコンピュータが用いられ、その
内部には燃料ポンプ制御手段としての燃料ポンプ制御装
置１５、インジェクタ制御装置１６を含んで構成されて
いる。

ここで、燃料ポンプ制御装置１５はアイドルスイッチ、
クランク角センサ（いずれも図示せず）、インジェクタ
制御装置１６、振動検出センサ１３等と接続されてい
る。そして、燃料ポンプ制御装置１５はインジェクタ制
御装置１６から出力される噴射パルスのパルス幅Ｔ
_ｉと、クランク角センサによるエンジン回転数Ｎとか
ら、燃料ポンプ３の直流モータ部３Ｂへ印加する印加電
圧ＦＰＶを、例えば８〜１２Ｖの範囲で、ただし、Ａ：定数Ｂ：最低電圧として演算し、出力する第１の機能と、異常共振発生時
には第３図に示す処理によって、異常共振が停止するま
で、又は最高電圧１３Ｖに達するまで印加電圧を徐々に
高めるための昇圧処理を行なう第２の機能とを有してい
る。なお、この昇圧処理はプログラムサイクル毎に0.2
Ｖ単位で昇圧し、最高電圧は１３Ｖに設定されている。

一方、インジェクタ制御装置１６はインジェクタ８から
噴射される燃料噴射量を基本噴射量と各種補正量とから
演算し、この燃料噴射量に対応したパルスデューティを
もった燃料噴射パルスを出力するものである。なお、噴
射パルスはエンジンのアイドル回転時には１６Hz、エン
ジンの最高回転時には５０Hz程度である。

本実施例はこのように構成されるが、燃料ポンプ制御装
置１５から燃料ポンプ３の直流モータ部３Ｂに電圧を印
加すると、ポンプ部３Ｃが回転して燃料が吐出され、圧
力レギュレータ７によってインテイクマニホールド１１
内の正圧または負圧の状態に応じて制御され、一方イン
ジェクタ制御装置１６からインジェクタ８に噴射パルス
が印加されることにより、該インジェクタ８からエンジ
ン内に燃料が噴射される。そして、この時直流モータ部
３Ｂに印加される電圧ＦＰＶ、噴射パルス幅等はエンジ
ン回転数、即ちアクセルペダルの踏込量に対応して制御
される。なお、この作動は従来技術のものと格別変わる
ところがない。

然るに、圧力レギュレータ７には振動検出センサ１３が
設けられ、燃料室Ａ内の圧力変動、即ちアーマチャ７Ｃ
の挙動状態に応じた検出信号Ｓを燃料ポンプ制御装置１
５に出力し、異常共振が発生したと判定したときには、
印加電圧ＦＰＶを高めて意図的に吐出流量を高め、異常
共振を防止するようになっている。

そこで、この作動について第３図に示すプログラムを参
照しつつ述べる。

まず、処理が開始されると直流モータ部３Ｂへの印加電
圧ＦＰＶを読込み（ステップ１）、振動検出センサ１３
による検出信号Ｓを読込む（ステップ２）。

次に、ステップ３ではこの検出信号Ｓが例えば５０Hzよ
りも大きいか否かの判定を行なう。ここで、噴射パルス
のパルス数は、エンジンの最高回転時においても５０Hz
程度であるから、検出信号Ｓが５０Hz以下であるという
ことは、圧力レギュレータ７内はこの噴射パルスの周期
に同期して圧力変動していることになり、正常状態にあ
るとしてステップ１に戻り、挙動の変化を監視する。

一方、ステップ３の判定で検出信号Ｓが５０Hzよりも高
いということはビビリ振動等によって、ダイアフラム７
Ｂ、アーマチャ７Ｃ、弁体７Ｄ等が異常共振状態にある
ことを示している。そこで、このときには次のステップ
４に移って印加電圧ＦＰＶを0.2Ｖだけ強制的に高める
処理を行なう。この結果、燃料ポンプ３は直流モータ部
３Ｂの回転数が高くなるから、ポンプ部３Ｃの吐出流量
が増大することになり、圧力レギュレータ７の燃料室Ａ
に供給される流量、吐出圧力も増加することになり、ダ
イアフラム７Ｂ、アーマチャ７Ｃ等の異常振動は減少す
る方向になる。

さらに、ステップ４による印加電圧ＦＰＶの昇圧処理が
行なわれたら、次のステップ５で最高印加電圧１３Ｖに
達したか否か比較し、「ＮＯ」の判定ならば再びステッ
プ１，２，３に戻って検出信号Ｓが５０Hzを越えたか否
か判定する。そして、ステップ３で「ＮＯ」ならば異常
共振が停止したものとして、この電圧状態を保持し、
「ＹＥＳ」ならばまだ異常共振が発生しているから、ス
テップ４に移って再び0.2Ｖ高める処理（合計0.4Ｖ）を
行ない、同様のループを繰返す。そして、印加電圧ＦＰ
Ｖが１３Ｖ以上となったら、最高印加電圧に達したか
ら、異常共振の有無に拘わらず処理を終了する。

かくして、本実施例では、直流モータ部３Ｂに本来の定
格印加電圧ＦＰＶよりも高い電圧を印加することによっ
て異常共振を防止しうるようになっているから、圧力レ
ギュレータ７の弁体７Ｄ、筒状弁座７Ｅ等が異常ビビリ
振動等によって早期に摩耗してしまう事態を防止でき、
これらの寿命を延ばすことができる。

なお、前記実施例では、第３図に示すプログラムのう
ち、ステップ４が本考案の構成要件である印加電圧昇圧
手段の具体例であるが、本考案はこれらに限るものでは
ない。

また、前記実施例では、振動検出センサ１３でアーマチ
ャ７Ｃの変位を検出することによって圧力レギュレータ
７の異常共振を検知するものとして述べたが、本考案は
これに限らず、例えば燃料室Ａの圧力変動を直接検知す
ることにより異常共振を検知してもよく、この場合には
第２図中に二点鎖線で示す如く感圧センサからなる振動
検出手段としての振動検出センサ１３′をケーシング７
Ａに取付ける構成とすればよい。

〔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
って、圧力レギュレータ内の振動状態を検出し、異常共
振が発生しているときには、印加電圧昇圧手段で燃料ポ
ンプ制御手段による印加電圧を一定電圧分だけ昇圧させ
る構成としたから、圧力レギュレータの異常共振時に
は、燃料ポンプのモータ部に一定電圧分だけ昇圧された
電圧を印加して該燃料ポンプの回転数を増大でき、一定
電圧分だけ燃料の吐出量を高めることができる。これに
より、圧力レギュレータに供給される燃料の流量を増加
させて、圧力レギュレータの異常共振を抑えることがで
き、該圧力レギュレータの弁体や弁座部等が早期に摩耗
するのを確実に防止できると共に、圧力レギュレータに
よる燃料圧力の制御を長期に亘って安定させることがで
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
本実施例による燃料噴射装置の全体構成図、第２図は圧
力レギュレータの縦断面図、第３図は異常共振防止処理
を示す流れ図である。１……燃料タンク、２……燃料、３……燃料ポンプ、３
Ｂ……直流モータ部、３Ｃ……ポンプ部、７……圧力レ
ギュレータ、７Ａ……ケーシング、７Ｂ……ダイアフラ
ム、７Ｃ……アーマチャ、７Ｄ……弁体、７Ｅ……筒状
弁座、８……インジェクタ、１１……インテイクマニホ
ールド、１３……振動検出センサ（振動検出手段）、１
４……制御ユニット、１５……燃料ポンプ制御装置（燃
料ポンプ制御手段）、１６……インジェクタ制御装置。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】モータ部とポンプ部とを有し、該ポンプ部
をモータ部で回転させることにより燃料を吐出する燃料
ポンプと、該燃料ポンプから吐出される燃料の圧力をイ
ンテイクマニホールドによる空気吸込圧力に基づいて調
圧する圧力レギュレータと、該圧力レギュレータによっ
て調圧された燃料をエンジンに噴射するインジェクタと
からなる燃料噴射装置において、前記燃料ポンプのモー
タ部に電圧を印加し、該燃料ポンプから吐出される燃料
の吐出量を印加電圧に応じて制御する燃料ポンプ制御手
段と、前記圧力レギュレータに発生する異常共振を検出
する振動検出手段と、該振動検出手段によって圧力レギ
ュレータの異常共振を検出したときに、前記燃料ポンプ
制御手段による印加電圧を一定電圧分だけ昇圧させる印
加電圧昇圧手段とを備えたことを特徴とする燃料噴射装
置。