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JPH07111164B2 - 出口圧力調整機能付き内蔵型電動燃料ポンプ - Google Patents

出口圧力調整機能付き内蔵型電動燃料ポンプ

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Publication number
JPH07111164B2
JPH07111164B2 JP5236163A JP23616393A JPH07111164B2 JP H07111164 B2 JPH07111164 B2 JP H07111164B2 JP 5236163 A JP5236163 A JP 5236163A JP 23616393 A JP23616393 A JP 23616393A JP H07111164 B2 JPH07111164 B2 JP H07111164B2
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JP
Japan
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fuel supply
supply system
fuel
pump
pressure
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JP5236163A
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エッチ・タッキイ チャールズ
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Walbro Corp
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Walbro Corp
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Publication date
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    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料供給シス
テムに関し、さらに詳しくは出口圧力調整機能付き内蔵
型電動燃料ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許No. 4,728,264 は圧力をかけて
燃料タンクから燃料をエンジンに供給するための電動燃
料ポンプを有する内燃機関用燃料供給システムを開示し
ている。圧力スイッチはポンプ出口とエンジンの間の燃
料ラインに設けられており、燃料圧力が前もって決めら
れたしきい値を超えると一対のスイッチ接点を開き、燃
料圧力がしきい値よりも低くなると接点を閉じる。圧力
スイッチはモータ／ポンプとは別に、あるいはそれに組
み込んでもよい。圧力スイッチの接点が閉じていると
き、直流電力を燃料ポンプモータに供給し、接点が開い
ているときポンプモータへの電力供給を停止する。この
ように、ポンプ出口圧力が圧力スイッチのしきい値より
も低いとき電力はポンプモータへ供給され、ポンプ出口
圧力が圧力スイッチのしきい値を超えると電力供給は停
止される。
【０００３】米国特許No. 4,789,308 は、電動燃料ポン
プの出口圧力をポンプ出口エンドキャップに取付けた圧
力センサで監視する内燃機関用燃料供給システムを開示
している。このセンサは、ポンプハウジング内でバネに
よって出口圧力に逆らって付勢されている磁石と、磁石
位置に応答するホールセンサとを有しており、センサの
測定範囲内で連続した出力を供給する。
【０００４】米国特許No. 4,951,636 は、圧力センサが
エンジンの燃料圧力とエンジンの空気取り込みマニフォ
ールド（インテークマニフォールド）圧力との圧力差に
応答してポンプモータに印加されるパルス幅変調駆動信
号を制御する燃料供給システムを開示している。圧力セ
ンサとモータ駆動電子回路はモジュール内に配置されて
おり、そのモジュールには燃料をエンジンに送るための
通路が設けられている。従って、駆動電子回路の熱はす
くなくとも部分的に燃料に放熱される。
【０００５】これらの特許に開示される燃料供給システ
ムはすべて本出願人のものであり、これまで存在してい
た問題に取り組んではいるが、いぜんとしてさらなる改
善が望まれる。本発明の主要目的は、ポンプ出口圧力調
整機能が広範な動作条件においてより良い安定性を有す
る燃料供給システムを提供することである。本発明の別
の目的は燃料供給システムを提供することであり、特に
ポンプ出口圧力調整機能を有し、量産に適していてしか
も長い寿命期間中信頼性を維持できる内蔵型電動燃料ポ
ンプを提供することである。
【０００６】本発明の好ましい実施例における内燃機関
用燃料供給システムは燃料供給源と、圧力をかけて燃料
を燃料供給源からエンジンへ送るための電動ポンプと、
そのポンプに電源を供給するための電子制御回路とを有
する。電子制御回路はポンプに設置された圧力感応スイ
ッチを含む。この圧力感応スイッチはポンプ出口圧力に
応動して、前もって定められたポンプ出口圧力において
導通状態と非道通状態を切り替える。パルス幅変調増幅
器は前記スイッチに接続されており、圧力スイッチが一
つの状態にあるとき第１平均電圧レベルのＤＣパルスエ
ネルギをポンプに印加し、圧力スイッチがもう一つの状
態にあるとき第１レベルより低い第２平均電圧レベルの
ＤＣパルスエネルギをポンプに供給する。このようにポ
ンプ出口圧力が圧力スイッチのしきい値レベルを超えた
ときポンプモータには低減してはいるがゼロではない電
気エネルギが印加される。
【０００７】本発明の好ましい実施例において、圧力ス
イッチと制御電子回路をモータ／ポンプ出口エンドキャ
ップに担持した組立体が電動ポンプに一体に設けられて
いる。圧力スイッチは、弁座を有する弁と、弁体と、ポ
ンプハウジング内で燃料の圧力に逆らって弁体を弁座の
方に付勢するバネと、から構成される。弁のバネと弁座
は抵抗を介して制御電子回路に接続されており、弁体／
スイッチ接点を通る電流を制限する。弁／スイッチを流
れる燃料は燃料供給源に戻してポンプ出口をバイパスさ
せるのが好ましい。弁座とポンプハウジング内部の間に
はフィルターが設けられており、弁体と弁座との間にゴ
ミがたまらないようにしている。ポンプ駆動電子回路は
出口エンドキャップに設けることによって、燃料出口を
バイパスする燃料に熱を放散させるようにすることが望
ましい。本発明の他の目的、特徴及び利点は以下に述べ
る説明、クレームおよび添付図面を読めば理解されるで
あろう。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の好ましい実施例による燃料供
給システム１０を示す。電動燃料ポンプ１２は圧力をか
けて燃料を燃料供給源またはタンク１４からエンジン１
６に供給する。圧力センサ１８はポンプ１２に設置され
てポンプ出口圧力に感応する。センサ１８は制御電子回
路２０に接続されている。制御電子回路２０はバッテリ
または電源システム２４からポンプモータにＤＣパルス
を印加するパルス幅変調増幅器２２を有する。増幅器２
２とセンサ１８の間には抵抗２６が接続されていてセン
サに流れる電流を制限する。制御電子回路２０はバッテ
リ２４から一対の接点２８、３０を介して電気を受け
る。図２はポンプモータを収容したハウジング３２を有
する電動燃料ポンプ１２を示す。ハウジング３２の一端
にエンドキャップ３４が取付けられており、このハウジ
ングから出口金具３６が突出してエンジン１６（図１）
への燃料ラインに接続されている。米国特許No. 4,789,
308 に詳細に示されているように、ハウジング３２内で
燃料が出口圧力となるように燃料は燃料タンクから出口
金具３６に供給される。
【０００９】圧力センサ１８は、導電材料で作られて出
口エンドキャップ３４に支えられ且つスクリーン４０を
介してハウジング３２内部に開放する弁座３８を有する
圧力制御弁から構成される。導電材料で構成されるリテ
ーナ４２も弁座３８から離れた状態で弁座と同軸にエン
ドキャップ３４に支えられている。リテーナ４２と弁座
３８の間にある円筒状空間４６内に導電材料で構成した
弁体が配置されている。弁体４４の軸４８は円筒状通路
５０内に突出している。この通路５０は空間４６からそ
れと同軸にエンドキャップ３４を貫通してポンプ外部に
延びている。リテーナ４２と弁座３８の間には円錐状の
コイルバネ５２が圧縮されて組み込まれている。従っ
て、コイルバネ５２はポンプハウジング３２内の燃料出
口圧力の力に逆らって弁体４４を弁座３８の方へ付勢す
る。電動材で作られたスリーブ５４はセンサ１８から遠
い方の通路５０部分を包囲している。ポンプ制御電子回
路２０は、それが発生した熱を通路５０内を流れる燃料
に放散できるように、スリーブ５４上に設けられてい
る。
【００１０】動作において、ハウジング３２内の燃料出
口圧力がバネ５２で設定される圧力しきい値よりも低い
とき、図２に示すように、圧力センサ弁／スイッチ１８
は導通状態すなわち閉状態である。他方、出口燃料圧力
がバネ５２が設定するしきい値をこえると弁体４４は弁
座３８から離れ、弁／スイッチ１８は非道通状態すなわ
ち開状態となる。弁座３８とリテーナ４２は適当な導体
を介して制御電子回路２０のパルス幅変調増幅器２２
（図１）に電気的に接続されており、ポンプに与えられ
る電気を弁／スイッチの導通状態の関数として制御す
る。
【００１１】本発明の特徴として、ポンプ出口圧力がし
きい値よりも低く弁／スイッチ１８が閉じている場合、
パルス幅変調増幅器２２は第１のパルス幅変調デューテ
ィと周波数によるＤＣパルスエネルギをポンプモータに
印加する。またポンプ出口圧力がしきい値を超えて弁／
スイッチ１８が開いている場合、パルス幅変調増幅器２
２は第１のデューティサイクル及び／又は周波数よりも
低い第２のデューティサイクルの周波数によるＤＣパル
スエネルギを印加する。好ましい実施例において、ポン
プ出口圧力が弁／スイッチしきい値よりも低いときの第
１デューティサイクルと、ポンプ出口圧力が弁／スイッ
チしきい値よりも高いときの第１デューティサイクルよ
りも低いがゼロではない第２デューティサイクルとの間
をデューティサイクルが切り替わるが、モータに印加さ
れるＤＣパルスエネルギの周波数は一定に保たれる。変
調周波数と二つのデューティサイクルは増幅器２２を設
計するときにまえもって設定される。このように、ポン
プに印加される電気エネルギは出口燃料圧力が過剰に高
くなると自動的に減少し、ポンプの磨耗およびポンプに
よる熱放散を低減させる。しかし、ポンプは引き続き低
いレベルで運転し続け、より大きなポンプ出力が要求さ
れたときに生じる慣性の問題を解消する。抵抗２６（図
１）は弁／スイッチセンサ１８の接点を流れる電流を制
限してスイッチ接点のピッティングやアークを低減す
る。
【００１２】図２に示した本発明の実施例において、弁
体４４の軸４８の寸法は、弁体４４の運動を案内すると
ともに軸４８の周りの通路５０を燃料が流れるように通
路５０に対して設定されている。通路５０を通った燃料
はポンプ／モータ１２が収容されている燃料タンク１４
（図１）に戻される。そのとき、燃料はスリーブ５４を
介して制御電子回路２０の熱を奪う。
【００１３】図３に示す別の実施例において、図２に示
す要素と同一の要素は同じ符号で示した。弁体４４の軸
４８は前記実施例よりも狭い通路５０ａ内に摺動可能に
挿入されている。弁／スイッチ１８を流れる燃料は弁座
３８のすぐ下流に設けた通路５０ｂを介して周囲のタン
クに戻される。この例では、電気タブ６０、６２がそれ
ぞれリテーナ４２ａと弁座３８に接続され、さらに制御
電子回路２０（図１）にも接続される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例における燃料供給シス
テムの概略図である。
【図２】本発明の好ましい実施例における内蔵型電動燃
料ポンプの部分縦断面図である。
【図３】図２に示した圧力制御弁／スイッチの別の実施
例の断面図である。
【符号の説明】
１０ 燃料供給システム １２ 電動燃料ポンプ １４ 燃料タンク １６ エンジン １８ 圧力感応スイッチ ２０ 制御電子回路 ２２ パルス幅変調増幅器 ２８，３０ 接点 ３２ ハウジング ３４ エンドキャップ ３８ 弁座 ４４ 弁体 ５２ バネ手段

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料供給源と、圧力をかけて燃料を前記燃
    料供給源からエンジンへ供給するための電動ポンプと、
    前記ポンプに電気エネルギを印加するための手段を有す
    る内燃機関用燃料供給システムであって、 前記ポンプに設けられてポンプの出口燃料圧力に応動
    し、前もって定められたしきい値出口燃料圧力において
    導通状態と非道通状態との間を切り替わる圧力感応スイ
    ッチと、 前記ポンプ出口圧力が前記しきい値よりも低いことを示
    す一つの状態に前記スイッチ手段があるとき、第１の周
    波数とデューティサイクルのＤＣパルスエネルギを前記
    ポンプに印加し、前記ポンプ出口圧力が前記しきい値よ
    りも高いことを示すもう一つの状態に前記スイッチ手段
    があるとき、前記第１の周波数とデューティサイクルよ
    りも低いゼロではない第２の周波数とデューティサイク
    ルのＤＣパルスエネルギを前記ポンプに印加することに
    よって、ポンプ出口圧力が前記しきい値を超えたときに
    前記電動ポンプに印加する電気エネルギを低減するよう
    にした前記スイッチ手段に接続されたパルス幅変調手段
    と、から成ることを特徴とする燃料供給システム。
  2. 【請求項２】前記第１および第２周波数とデューティサ
    イクルは前記パルス幅変調手段において前もって設定さ
    れることを特徴とする請求項１記載の燃料供給システ
    ム。
  3. 【請求項３】前記第１および第２周波数は同一であるこ
    とを特徴とする請求項２記載の燃料供給システム。
  4. 【請求項４】前記パルス幅変調手段を前記スイッチ手段
    に接続し、前記スイッチ手段が閉じている状態の時に前
    記スイッチ手段を流れる電流を制限する手段を更に含む
    ことを特徴とする請求項２記載の燃料供給システム。
  5. 【請求項５】前記電動ポンプはそれと一体の組立体を有
    し、その組立体はケースとエンドキャップを含み、前記
    出口が前記エンドキャップから延びており、前記スイッ
    チ手段が前記エンドキャップに取付けられて前記ケース
    内の燃料圧力に応動することを特徴とする請求項１記載
    の燃料供給システム。
  6. 【請求項６】前記スイッチ手段は圧力弁を有し、前記圧
    力弁は弁座と、弁体と、前記弁体を前記ケース内の燃料
    圧力に逆らって前記弁座の方へ付勢するバネ手段とを含
    むことを特徴とする請求項５記載の燃料供給システム。
  7. 【請求項７】前記弁体、前記バネ及び前記弁座は導電材
    で作られており、前記スイッチ手段はさらに前記バネ手
    段と前記弁座を前記パルス幅変調手段に接続する手段を
    含むことを特徴とする請求項６記載の燃料供給システ
    ム。
  8. 【請求項８】前記接続手段は前記弁体が前記弁座に押し
    つけられているときに前記スイッチ手段を流れる電流を
    制限する手段を含むことを特徴とする請求項７記載の燃
    料供給システム。
  9. 【請求項９】前記弁手段を流れる燃料を前記燃料供給源
    に戻す手段をさらに含むことを特徴とする請求項７記載
    の燃料供給システム。
  10. 【請求項１０】前記弁はさらに、前記弁座と前記ケース
    の内部との間に設けられたフィルター手段を含むことを
    特徴とする請求項９記載の燃料供給システム。
  11. 【請求項１１】熱伝動材で作られ、前記エンドキャップ
    に支えられて、前記燃料戻し手段を流れる燃料に接して
    熱を燃料に逃がす放熱手段を更に含み、前記パルス幅変
    調手段が熱伝動材の前記放熱手段上に設けられているこ
    とを特徴とする請求項９記載の燃料供給システム。
JP5236163A 1992-09-24 1993-09-22 出口圧力調整機能付き内蔵型電動燃料ポンプ Expired - Lifetime JPH07111164B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US94997492A 1992-09-24 1992-09-24
US07/949974 1993-03-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06207566A JPH06207566A (ja) 1994-07-26
JPH07111164B2 true JPH07111164B2 (ja) 1995-11-29

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ID=25489770

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JP5236163A Expired - Lifetime JPH07111164B2 (ja) 1992-09-24 1993-09-22 出口圧力調整機能付き内蔵型電動燃料ポンプ

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US (1) US5406922A (ja)
JP (1) JPH07111164B2 (ja)
DE (1) DE4332446A1 (ja)
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