專利名稱：燃料供給系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如在缸內(nèi)直噴式內(nèi)燃機等中利用燃料供給裝置的壓力調(diào)節(jié)裝置將燃料壓力控制為目標(biāo)值的燃料供給系統(tǒng)，尤其涉及一種能防止因異物卡入壓力調(diào)節(jié)裝置的閥部等而引起的動作不良的燃料供給系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般而言，在例如將汽油等燃料直接噴射到汽缸內(nèi)的缸內(nèi)直噴式內(nèi)燃機中，由于要求極高的燃料壓力，因此，在較多情況下采用以下燃料供給系統(tǒng):使用被內(nèi)燃機輸出而驅(qū)動的機械式的高壓燃料泵，并且在其高壓側(cè)即排出側(cè)設(shè)置電子控制型的可變壓力調(diào)節(jié)裝置，使排出的燃料中的一部分泄漏到低壓側(cè)，從而調(diào)節(jié)為目標(biāo)燃料壓力。作為該燃料供給系統(tǒng)，目前，例如已知有日本專利特開2000 — 45839號公報(專利文獻I)記載的那樣，為了防止因異物卡入或磨損粉附著在壓力調(diào)節(jié)裝置的閥芯與閥座之間而引起的動作不良，根據(jù)壓力調(diào)節(jié)裝置的閥部的異物附著狀態(tài)，在減速時的燃料中斷過程中，利用占空比控制使壓力調(diào)節(jié)裝置的閥部開閉時間發(fā)生變化，從而除去附著的異物。此外，例如已知有日本專利特許第3612175號公報(專利文獻2)記載的那樣，進行燃料壓力的反饋控制，在檢測到燃料壓力異常的情況下，以除去混入燃料供給系統(tǒng)和配管系統(tǒng)的異物為目的，在燃料噴射裝置的包含無噴射在內(nèi)的最小噴射控制條件下，利用占空比控制使壓力調(diào)節(jié)裝置的閥部全部打開，從而除去混入燃料供給系統(tǒng)和配管系統(tǒng)的異物。而且，例如已知有日本專利特許第3663870號公報(專利文獻3)記載的那樣，當(dāng)根據(jù)內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速、吸入空氣量和內(nèi)燃機溫度中的任一個而預(yù)先設(shè)定的供給燃料壓力值脫離了規(guī)定的壓力值范圍內(nèi)的情況下，在車輛減速時或燃料中斷時，利用占空比控制使壓力調(diào)節(jié)裝置的閥部的開閉時間發(fā)生變化，從而除去異物?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本專利特開2000 — 45839號公報專利文獻2:日本專利特許第3612175號公報專利文獻3:日本專利特許第3663870號公報根據(jù)上述各專利文獻記載的現(xiàn)有技術(shù)，在因異物卡入壓力調(diào)節(jié)裝置的閥部等而發(fā)生燃料壓力異常的情況下，或在燃料噴射閥的無噴射及最小噴射控制時，利用占空比控制使壓力調(diào)節(jié)裝置的閥部開閉時間發(fā)生變化。但是，在此情況下，由于僅周期性地在一定時間內(nèi)使閥部的升程量變得最大，因此，有可能無法除去異物。此外，雖然能通過占空比控制使閥部的升程量維持最大的狀態(tài)，但出于產(chǎn)品小型化的觀點，有降低消耗電流的要求，在將閥部的升程量維持在最大狀態(tài)的情況下，需要始終對壓力調(diào)節(jié)裝置通電，因此，難以降低消耗電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述技術(shù)問題而作，提供一種能在燃料噴射裝置的無噴射及最小噴射控制時，通過對燃料供給裝置的排出流量進行控制來對壓力調(diào)節(jié)裝置的通過流量進行控制的燃料供給系統(tǒng)。本發(fā)明的內(nèi)燃機的燃料供給系統(tǒng)包括:收容燃料的燃料箱；由無刷電動機驅(qū)動的燃料供給裝置；設(shè)置在上述燃料箱與上述燃料供給裝置之間的過濾器；內(nèi)置于上述燃料供給裝置內(nèi)或設(shè)置在上述燃料供給裝置附近的壓力調(diào)節(jié)裝置；對經(jīng)上述燃料供給裝置加壓后的燃料進行噴射的燃料噴射裝置；以及對上述燃料噴射裝置的開閉時間點和上述燃料供給裝置的電動機旋轉(zhuǎn)速度進行控制的控制單元，通過對上述燃料供給裝置的排出流量進行控制，來控制流過上述壓力調(diào)節(jié)裝置的流量。根據(jù)本發(fā)明的燃料供給系統(tǒng)，通過上述結(jié)構(gòu)能防止異物卡入壓力調(diào)節(jié)裝置，因此，能維持穩(wěn)定的燃料壓力和排出流量，并能避免因異物卡入所引起的發(fā)動機的故障。此外，能降低通常工作時流過壓力調(diào)節(jié)裝置的通過流量，并能降低泵的消耗電流。


圖1是本發(fā)明實施方式I的燃料供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明實施方式I的燃料供給系統(tǒng)中使用的燃料泵的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明實施方式I的燃料供給系統(tǒng)中使用的壓力調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明實施方式I的燃料供給系統(tǒng)的泵旋轉(zhuǎn)速度與閥部的升程量之間的關(guān)系圖。符號說明I燃料箱2燃料供給裝置3燃料噴射裝置4過濾器5控制單元(ECU)6無刷電動機7活塞泵8壓力調(diào)節(jié)裝置9燃料壓力保持閥10燃料供給系統(tǒng)11 主體12 軸13 斜板14 活塞15 汽缸16 外殼17 閥座18 球閥
19彈簧Pl燃料產(chǎn)生的推壓力P2彈力R燃料的流動
具體實施例方式實施方式I對本發(fā)明實施方式I的燃料供給系統(tǒng)進行說明。圖1是實施方式I的燃料供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，燃料供給系統(tǒng)10包括:收容燃料的燃料箱I ;燃料供給裝置2 ;將燃料排出到吸氣管(未圖示) 的燃料噴射裝置3 ;設(shè)置在燃料箱I與燃料供給裝置2之間的過濾器4 ；以及對燃料供給裝置2和燃料噴射裝置3進行控制的控制單元(以下稱為ECU) 5。燃料供給裝置2包括:無刷電動機6 ；由無刷電動機6如下面所述地驅(qū)動的作為泵裝置的活塞泵7 ;壓力調(diào)節(jié)裝置8 ;以及燃料壓力保持閥9。另外，燃料箱I與燃料噴射裝置3之間的燃料配管構(gòu)成為使燃料朝一定方向流動而不會回流。此外，在圖1中，圖示的情況是將壓力調(diào)節(jié)裝置8內(nèi)置于燃料供給裝置2內(nèi)，但也可將壓力調(diào)節(jié)裝置8配置于燃料供給裝置2的附近。ECU5利用其指令對燃料噴射裝置3的開閉時間點和噴射量進行控制，且對無刷電動機6的旋轉(zhuǎn)速度進行控制。如上所述，利用從ECU5輸出的指令對無刷電動機6的旋轉(zhuǎn)速度進行控制，使活塞泵7從燃料箱I吸入燃料。活塞泵7對吸入的燃料進行加壓，將燃料從燃料噴射裝置3向吸氣管排出。壓力調(diào)節(jié)裝置8通過使經(jīng)活塞泵7加壓后排出的燃料的一部分漏出，來將燃料壓力控制為目標(biāo)值。無刷電動機6的旋轉(zhuǎn)速度的控制方法如下:從ECU5對無刷電動機6輸出占空比指令，以使流量達到在來自發(fā)動機的要求流量的基礎(chǔ)上加上為了將燃料壓力保持恒定所需的流量(流過壓力調(diào)節(jié)裝置8的流量)后得到的值。在ECU5中，占空比與泵的流量特性的關(guān)系被設(shè)定在變換圖上，利用該變換圖決定無刷電動機6的旋轉(zhuǎn)速度。圖2是說明燃料供給裝置2的圖，在圖2中，燃料供給裝置2包括:配置在燃料箱I與燃料噴射裝置3之間的燃料配管上，并具有吸入端口和排出端口的主體11 ;被固定成與被無刷電動機6驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的軸12的軸向呈規(guī)定角度，并隨無刷電動機6的旋轉(zhuǎn)而進行擺動運動的作為擺動體的斜板13 ;配置成與斜板13抵接的多個活塞14 ;以能滑動的方式與各個活塞14嵌合的多個汽缸15 ;內(nèi)置于各個汽缸15的上述壓力調(diào)節(jié)裝置8 ；以及對燃料壓力保持閥9進行保持的外殼16。在燃料供給裝置2中，當(dāng)軸12在無刷電動機6的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)時，斜板13進行擺動運動，配置有多個的活塞14分別隨著該擺動運動而進行往復(fù)運動，從而將燃料從燃料噴射裝置3排出到吸氣管。另外，由從燃料供給裝置2除去無刷電動機6后剩下的部分構(gòu)成上述活塞泵7。圖3是說明壓力調(diào)節(jié)裝置8的圖。在圖3中，壓力調(diào)節(jié)裝置8由閥座17、與閥座17之間構(gòu)成閥部的閥芯即球閥18、將球閥18朝閥座17推壓的推壓構(gòu)件即彈簧19所構(gòu)成。此外，使因閥座17上游的燃料壓力對球閥18作用的推壓力Pl與對球閥18進行推壓的彈簧19的推壓力P2平衡，來對燃料供給裝置2的燃料壓力進行調(diào)節(jié)。另外，圖3中的標(biāo)號R表示燃料的流動。接下來，對實施方式I的燃料供給系統(tǒng)的動作進行說明。在通常工作時，活塞泵7排出在來自發(fā)動機側(cè)的要求流量的基礎(chǔ)上加上為了將燃料壓力保持恒定所需的流量(流過壓力調(diào)節(jié)裝置8的流量)后得到的規(guī)定流量，并從燃料噴射裝置3噴射出規(guī)定量的燃料。此時，流過壓力調(diào)節(jié)裝置8的流量處于保持為恒定的狀態(tài)。在現(xiàn)有裝置中，設(shè)有用于檢測燃料壓力異常的壓力傳感器，但在本實施方式中，由于在通常的車輛運轉(zhuǎn)時，經(jīng)常會發(fā)生進行減速的狀態(tài)，因此，沒有設(shè)置壓力傳感器，而在車輛減速使得燃料噴射裝置3的燃料噴射量減少到小于規(guī)定量的情況下，從ECU5向無刷電動機6輸出使活塞泵7的排出流量為最大的指令，以使壓力調(diào)節(jié)裝置8的閥部(由閥座17和球閥18所構(gòu)成)的升程量變得最大。由此，能除去卡入壓力調(diào)節(jié)裝置8的上述閥部的異物，并能除去滯留在壓力調(diào)節(jié)裝置8上游的異物。在本實施方式中，需要在從通常工作時到車輛減速時的燃料噴射裝置3的噴射量發(fā)生減少的短時間內(nèi)進行上述動作，因此，對驅(qū)動活塞泵7的裝置需要具有響應(yīng)性。因此，作為活塞泵7的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，采用排除了電滑動接觸部、且排除了滑動阻力的無刷電動機8。此外，以降低消耗電流為目的，為了將活塞泵7的排出流量抑制在所需的最小限度內(nèi)而采用了高效率的活塞泵7。如圖3及圖4所示，當(dāng)從E⑶5輸出上述指令時，對于壓力調(diào)節(jié)裝置8的上述閥部的升程量，由于球閥18的位置(升程量)是由從閥座17的上游流入的燃料產(chǎn)生的推壓力Pl與對球閥18進行推壓的彈力P2的關(guān)系決定的，因此，只要活塞泵7的排出流量沒有變化，就能維持上述閥部的最大升程量，不會如現(xiàn)有裝置那樣出現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)裝置8的閥部關(guān)閉的情況，從而能穩(wěn)定地除去異物。此外，由于只要對活塞泵7的排出流量進行控制就能調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)裝置8的上述閥部的升程量，且采用了高效率的活塞泵7，因此，只要排出所需最低限度的排出流量即可，能降低消耗電流。如上所述，根據(jù)實施方式I的燃料供給系統(tǒng)，能防止異物卡入壓力調(diào)節(jié)裝置8，因此，能維持穩(wěn)定的燃料壓力和排出流量，并能避免因異物卡入所引起的發(fā)動機的故障。此夕卜，通過實施上述控制，能降低通常工作時流過壓力調(diào)節(jié)裝置8的通過流量，能降低活塞泵7的消耗電流。另外，如上所述，在從通常工作時到車輛減速時的燃料噴射裝置3的噴射量發(fā)生減少的時間點，將活塞泵7的排出流量控制為最大，以使壓力調(diào)節(jié)裝置8的上述閥部的升程量變得最大，但作為進行控制的時間點，在車輛的點火鑰匙開啟時，在燃料噴射裝置3進行工作之前，盡管存在燃料供給裝置2進行一定時間驅(qū)動的狀態(tài)，但此時進行與上述相同的控制也能獲得同樣的效果。此外，作為進行控制的時間點，在空轉(zhuǎn)時，盡管存在燃料噴射裝置3的噴射量變得最小的狀態(tài)，但此時進行與上述相同的控制也能獲得同樣的效果。另外，本發(fā)明在其發(fā)明的范圍內(nèi)能對實施方式進行適當(dāng)?shù)淖冃魏褪÷浴?br> 權(quán)利要求
1.一種燃料供給系統(tǒng)(10)，包括: 收容燃料的燃料箱(I); 由無刷電動機(6)驅(qū)動的燃料供給裝置(2); 設(shè)置在所述燃料箱(I)與所述燃料供給裝置(2)之間的過濾器(4)； 內(nèi)置于所述燃料供給裝置(2)內(nèi)或設(shè)置在所述燃料供給裝置(2)附近的壓力調(diào)節(jié)裝置(8)； 對經(jīng)所述燃料供給裝置(2)加壓后的燃料進行噴射的燃料噴射裝置(3);以及對所述燃料噴射裝置(3)的開閉時間點和所述燃料供給裝置(2)的電動機旋轉(zhuǎn)速度進行控制的控制單元(5)， 其特征在于， 通過對所述燃料供給裝置(2)的排出流量進行控制，來控制流過所述壓力調(diào)節(jié)裝置(8)的流量。
2.按權(quán)利要求1所述的燃料供給系統(tǒng)，其特征在于， 至所述燃料噴射裝置(3)為止的配管無回流，所述壓力調(diào)節(jié)裝置(8)內(nèi)置于所述燃料供給裝置(2)內(nèi)或配置在所述燃料供給裝置(2)的附近。
3.按權(quán)利要求1或2所述的燃料供給系統(tǒng)，其特征在于， 所述燃料供給裝置(2)的電動機旋轉(zhuǎn)速度控制對所述壓力調(diào)節(jié)裝置(8)的通過流量進行控制，以在所述燃料噴射裝置(3)停止時使所述燃料供給裝置(2)的排出流量變得最大。
4.按權(quán)利要求1或2所述的燃料供給系統(tǒng)，其特征在于， 在車輛的點火鑰匙開啟時及所述車輛運轉(zhuǎn)時，當(dāng)松開油門而中斷燃料時，將所述燃料供給裝置(2)的排出流量控制為最大。
5.一種燃料供給系統(tǒng)(10)，包括: 收容燃料的燃料箱(I); 由無刷電動機(6)驅(qū)動的燃料供給裝置(2); 設(shè)置在所述燃料箱(I)與所述燃料供給裝置(2)之間的過濾器(4);內(nèi)置于所述燃料供給裝置(2)內(nèi)或設(shè)置在所述燃料供給裝置(2)附近的壓力調(diào)節(jié)裝置(8)； 將經(jīng)所述燃料供給裝置(2)加壓后的燃料朝內(nèi)燃機噴射的燃料噴射裝置(3);以及對所述燃料噴射裝置(3)的開閉時間點和所述燃料供給裝置(2)的電動機旋轉(zhuǎn)速度進行控制的控制單元(5)， 其特征在于， 所述燃料供給裝置(2)是旋轉(zhuǎn)速度控制范圍較大的容積式活塞泵(7)。
全文摘要
一種內(nèi)燃機的燃料供給系統(tǒng)，該燃料供給系統(tǒng)在燃料噴射裝置的無噴射及最小噴射控制時對燃料供給裝置的排出流量進行控制，從而對壓力調(diào)節(jié)裝置的通過流量進行控制。燃料供給系統(tǒng)(10)包括收容燃料的燃料箱(1)；由無刷電動機(6)驅(qū)動的燃料供給裝置(2)；設(shè)置在燃料箱(1)與燃料供給裝置(2)之間的過濾器(4)；內(nèi)置于燃料供給裝置(2)內(nèi)或設(shè)置在燃料供給裝置(2)附近的壓力調(diào)節(jié)裝置(8)；對經(jīng)燃料供給裝置(2)加壓后的燃料進行噴射的燃料噴射裝置(3)；以及對燃料噴射裝置(3)的開閉時間點和燃料供給裝置(2)的電動機旋轉(zhuǎn)速度進行控制的控制單元(5)，通過對燃料供給裝置(2)的排出流量進行控制，來控制流過壓力調(diào)節(jié)裝置(8)的流量。
文檔編號F02D41/02GK103089464SQ20121017461
公開日2013年5月8日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者篠原龍, 瓜生拓也, 大西善彥 申請人:三菱電機株式會社