燃料泵及其控制方法
【專利說明】燃料泵及其控制方法
[0001 ]關(guān)聯(lián)申請(qǐng)的相互參照
[0002]本申請(qǐng)基于2013年8月30日在先提出申請(qǐng)的日本申請(qǐng)?zhí)?013 —179249號(hào)，本申請(qǐng)引用在先申請(qǐng)的記載內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請(qǐng)涉及將車輛的燃料箱的燃料供給至內(nèi)燃機(jī)的燃料栗及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來，車輛在高溫且低氣壓的環(huán)境下使用，而且燃料使用例如酒精混合燃料等蒸氣壓高的燃料，由此往往成為在從燃料箱向內(nèi)燃機(jī)供給的燃料中容易產(chǎn)生蒸汽的狀態(tài)。在此情況下，蒸汽相當(dāng)于氣泡。
[0005]在專利文獻(xiàn)1中，記載了如下技術(shù)，S卩，當(dāng)在將燃料栗和內(nèi)燃機(jī)連接的燃料配管中流動(dòng)的燃料中產(chǎn)生了蒸汽的情況下，通過將燃料栗噴出的燃料的目標(biāo)燃料壓力設(shè)定得較高，防止在燃料配管內(nèi)發(fā)生汽封(vapor lock)的技術(shù)。
[0006]但是，近年來，為了降低車輛的耗電，有時(shí)采用如下可變?nèi)剂蠅毫ο到y(tǒng)作為燃料供給系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該可變?nèi)剂蠅毫ο到y(tǒng)從燃料栗向內(nèi)燃機(jī)壓送與內(nèi)燃機(jī)所需要的燃料壓力及流量對(duì)應(yīng)的燃料。該系統(tǒng)使用的燃料栗要求進(jìn)行低流量的穩(wěn)定的噴出。
[0007]然而，在燃料栗噴出低流量時(shí)，在燃料栗內(nèi)，對(duì)燃料進(jìn)行增壓的栗室的燃料中產(chǎn)生蒸汽時(shí)，該蒸汽難以與燃料一起從栗室排出。
[0008]在此情況下，即使使用專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)將燃料栗噴出的燃料的目標(biāo)燃料壓力設(shè)定得較高，也難以通過追隨于此而驅(qū)動(dòng)控制的渦輪(impeller)的旋轉(zhuǎn)將蒸汽從栗室排出。
[0009]假定在燃料栗的栗室中大量蓄積了蒸汽的情況下，燃料栗會(huì)汽封，可能不噴出燃料。
[0010]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005 — 76568號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本申請(qǐng)是鑒于上述事項(xiàng)而做出的，目的在于，提供能夠防止對(duì)燃料進(jìn)行增壓的栗室的汽封的燃料栗。
[0014]在本申請(qǐng)的第一形態(tài)中，在通過渦輪的旋轉(zhuǎn)對(duì)栗室的燃料進(jìn)行增壓的燃料栗中，當(dāng)在栗室中產(chǎn)生蒸汽時(shí)，通過使渦輪的轉(zhuǎn)速在規(guī)定時(shí)間內(nèi)比通?？刂频霓D(zhuǎn)速高，由此向蒸汽排出孔排出栗室的蒸汽。
[0015]由此，當(dāng)在栗室中產(chǎn)生蒸汽時(shí)，燃料栗的控制從基于通?？刂频目刂魄袚Q為向蒸汽排出孔排出蒸汽的控制。為此，栗室的蒸汽可靠地從蒸汽排出孔向燃料栗的外側(cè)排出。因此，燃料栗不會(huì)汽封，能夠噴出被要求的流量。
[0016]在本申請(qǐng)的第二形態(tài)中，在對(duì)燃料栗的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的控制方法中，在檢測到蒸汽的產(chǎn)生時(shí)，使渦輪的轉(zhuǎn)速在規(guī)定時(shí)間內(nèi)比與通常時(shí)的目標(biāo)燃料壓力相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速高，并將栗室及燃料流路的蒸汽向蒸汽排出孔排出。
[0017]由此，燃料栗能夠防止汽封。
【附圖說明】
[0018]有關(guān)本申請(qǐng)的上述目的以及其他的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，通過參照附圖的下述的詳細(xì)的記述，而變得更明確。附圖中，
[0019]圖1是使用本申請(qǐng)的第1實(shí)施方式的燃料栗的燃料供給系統(tǒng)的構(gòu)成圖，
[0020]圖2是第1實(shí)施方式的燃料栗的剖視圖，
[0021]圖3是通過圖2的III一 III線僅表示下殼體的圖，
[0022]圖4是圖3的IV— IV線的部分的剖視圖，
[0023]圖5是圖4的V部分的放大圖，
[0024]圖6是蒸汽排出孔的第1流路的形狀與蒸汽排出量比的特性圖，
[0025]圖7是表示比較例的蒸汽排出孔的燃料流動(dòng)的圖，
[0026]圖8是表示第1實(shí)施方式的蒸汽排出孔的燃料流動(dòng)的解析圖，
[0027]圖9是第1實(shí)施方式的燃料栗的控制的流程圖，
[0028]圖10是第1實(shí)施方式的燃料栗的評(píng)價(jià)試驗(yàn)的構(gòu)成圖，
[0029]圖11是表示圖10的評(píng)價(jià)試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖，
[0030]圖12是表示圖10的評(píng)價(jià)試驗(yàn)中進(jìn)行了圖9的控制時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖，
[0031]圖13是表示將蒸汽產(chǎn)生時(shí)的渦輪轉(zhuǎn)速的上升率改變了之時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖，
[0032]圖14是蒸汽產(chǎn)生時(shí)的渦輪轉(zhuǎn)速的上升率與流量降低率的特性圖，
[0033]圖15是第1實(shí)施方式的燃料栗及以往的燃料栗中的負(fù)壓界限與流量的特性圖，
[0034]圖16是第2實(shí)施方式的燃料栗的蒸汽排出孔的放大圖，
[0035]圖17是第3實(shí)施方式的燃料栗的蒸汽排出孔的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，基于附圖對(duì)本申請(qǐng)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0037](第丨實(shí)施方式)
[0038]將本申請(qǐng)的第1實(shí)施方式示于圖1至圖15。本實(shí)施方式的燃料栗1是被使用于基于可變?nèi)剂蠅毫ο到y(tǒng)的燃料供給系統(tǒng)，并通過燃料配管3將燃料箱2的燃料壓送至內(nèi)燃機(jī)(ICE)4的燃料栗。
[0039]如圖1所示，在該控制系統(tǒng)中，車輛的電子控制裝置(ECU)5檢測與內(nèi)燃機(jī)4需要的燃料壓力及流量對(duì)應(yīng)的渦輪的轉(zhuǎn)速，將該指令值傳送至燃料栗1的控制器(FP06JPC6將與ECU5的指令值對(duì)應(yīng)的三相交流供給至燃料栗1的電機(jī)。
[0040]從燃料栗1向燃料配管3噴出的燃料的壓力通過壓力傳感器(P)7來檢測，該信號(hào)被傳送至ECU5。在此情況下，燃料的壓力也叫做燃料壓力。E⑶5經(jīng)由FPC6對(duì)燃料栗1進(jìn)行反饋控制，以使得壓力傳感器7檢測到的燃料壓力與目標(biāo)燃料壓力一致。
[0041]而且，在從壓力傳感器7的信號(hào)檢測到燃料栗1的栗室中產(chǎn)生了蒸汽的情況時(shí)，本實(shí)施方式的ECU5通過規(guī)定的前饋控制，進(jìn)行將蒸汽向蒸汽排出孔排出的控制。在此情況下，蒸汽相當(dāng)于氣泡。
[0042]首先，對(duì)燃料栗1的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。
[0043]如圖2所示，燃料栗1由栗部10、電機(jī)部30、外殼39及電機(jī)蓋40等構(gòu)成。燃料栗1通過栗部10具備的渦輪11的旋轉(zhuǎn)，從圖2的下方所示的吸入口 12吸入燃料，并對(duì)該燃料進(jìn)行增壓后從圖2的上方所示的燃料噴出管41將其噴出。
[0044]栗部10具備渦輪11、上殼體13及下殼體14等。在本實(shí)施方式中，上殼體13和下殼體14相當(dāng)于殼體。
[0045]渦輪11形成為圓盤狀，具有在周向上排列的多個(gè)葉片槽15。渦輪11被固定于電機(jī)部30的軸31，并與軸31—起旋轉(zhuǎn)。
[0046]在上殼體13與下殼體14之間，形成將渦輪11以能夠旋轉(zhuǎn)的方式收容的栗室16。
[0047]下殼體14具有從燃料栗1的外側(cè)向栗室16導(dǎo)入燃料的吸入口12。換言之，下殼體14具有從下殼體14的外側(cè)向栗室16導(dǎo)入燃料的吸入口 12。
[0048]上殼體13具有從栗室16向電機(jī)部30噴出燃料的噴出口17。換言之，上殼體13具有從栗室16向上殼體13的外側(cè)噴出燃料的噴出口 17。
[0049]如圖3所示，下殼體14具有從吸入口12—直到噴出口 17、與渦輪11的葉片槽15對(duì)應(yīng)地形成為環(huán)狀的下燃料流路18。該下燃料流路18形成為大致C狀。而且，下殼體14具有能夠?qū)⑷剂现邪恼羝c燃料一起從栗室16及下燃料流路18向燃料栗1的外側(cè)排出的蒸汽排出孔20。
[0050]如圖2所示，上殼體13也與下殼體14同樣地，具有從吸入口 12—直到噴出口 17、與渦輪11的葉片槽15對(duì)應(yīng)地形成為環(huán)狀的上燃料流路19。上殼體13的上燃料流路19及下殼體14的下燃料流路18與栗室16連通。
[0051 ]渦輪11與電機(jī)部30的軸31 —起旋轉(zhuǎn)時(shí)，從吸入口 12向栗室16及下燃料流路18、上燃料流路19吸入燃料。該燃料通過渦輪11的旋轉(zhuǎn)，成為螺旋狀的旋回流在葉片槽15與下燃料流路18、上燃料流路19之間流動(dòng)，隨著從吸入口 12向噴出口 17而被增壓，并從噴出口 17噴出。
[0052]電機(jī)部30是無刷電機(jī)，具備定子32、轉(zhuǎn)子36、軸31等。
[0053]定子32呈現(xiàn)圓筒狀，具有定子鐵心33、絕緣體34及線圈35。定子鐵心33由鐵等磁性材料形成。絕緣體34對(duì)定子鐵心33進(jìn)行樹脂塑形(resin mold)。線圈35卷繞于絕緣體34，構(gòu)成三相線圈。卷繞有線圈35的絕緣體34進(jìn)一步通過電機(jī)蓋40而一體地樹脂塑形。因此，定子32與電機(jī)蓋40形成為一體。
[0054]轉(zhuǎn)子36以能夠旋轉(zhuǎn)的方式收容于定子32的內(nèi)側(cè)。轉(zhuǎn)子36的磁鐵38固定于鐵心37的周圍。磁鐵38的N極及S極沿周向交替配置。
[0055]軸31被壓入固定于轉(zhuǎn)子36的中心，與轉(zhuǎn)子36—起旋轉(zhuǎn)。軸31的第1端以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于在電機(jī)蓋40上設(shè)置的第1軸承42，第2端以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于在上殼體13上設(shè)置的第2軸承43。
[0056]在從設(shè)置于電機(jī)蓋40的U相、V相、W相的端子44向定子32的各相的線圈35供給三相電力時(shí)，在定子32中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，