JPH02298660A - 内燃機関用燃料送給装置 - Google Patents

内燃機関用燃料送給装置

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JPH02298660A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関用燃料送給装置、特に燃料の必要条件
の関数として燃料の送給を制御するための装置に関する
。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来の
構造のエンジン燃料送給装置の場合、定量送出しポンプ
によって燃料タンクからエンジンへ燃料が供給され、余
分な燃料はエンジンから燃料タンクへ返送される。かか
る返送燃料によってエンジンの熱が燃料供給タンクへ移
行するので燃料タンクの温度及び蒸気圧は増加する。余
分な蒸気圧が大気に漏出すると汚染問題の原因になるだ
けではなく、単位燃料あたりの走行距離に悪影響を及ぼ
す。又燃料タンクの温度が過度になると特に燃料レベル
が比較的低い場合にポンプの蒸気閉塞（ベーパロック）
が生じる。同様にポンプが常時作動するとエネルギー消
費量が増大し、ポンプの寿命と燃料フィルタの寿命とが
短縮される。
米国特許第４．６４９．８８４号に記載されている内燃
機関用燃料噴射装置の場合、電動モーターの定量送出し
燃料ポンプにより加圧燃料がタンクからエンジン上に設
けた燃料レールに供給される。余分な燃料は、燃料レー
ルとエンジンの吸気マニホルドとの差圧の関数として圧
力調整装置を介して供“給タンクに返送される。燃料レ
ールとエンジンの吸気マニホルドとの間には複数個の燃
料噴射装置を取付け、各エンジンシリンダの燃料／空気
取入口に隣接して噴射装置のノズルを位置決めする。
米国特許第４，７８９，３０８号記載の内燃機関用燃料
送出し装置の場合、電動式燃料ポンプの出口圧力を監視
し、該出口圧力の関数としてポンプモーターの電流を制
御する。前記特許に記載されている燃料送給装置はその
構造に前記問題があるので更に改良を進めることが望ま
しい。
内燃機関用燃料送給装置は、加圧流体を送出するために
用いる電力に応答する電動式燃料ポンプを有する燃料供
給装置を包含する。エンジンの吸気マニホルドは燃焼空
気を各種エンジンシリンダに供給し、少なくとも１個の
燃料噴射装置は燃料供給装置と吸気マニホルドとの間に
連結される。
一体型差圧センサの型式であるのが望ましい圧力センサ
機構は、燃料噴射装置とエンジン吸気マニホルドとにお
ける圧力に応答し、そこにおける差圧の関数として変化
する電気信号を送る。電動式燃料ポンプは、一定の周波
数で、差圧信号の関数として変化するデユーティサイク
ルにてモーターにパルス直流電流を供給する望ましくは
アナログ式又はデジタル式のパルス幅変調アンプによっ
てかかる差圧の関数として駆動する。かくて、燃料レー
ルとエンジン吸気マニホルドとの間における噴射装置の
差圧を一定に保持し、循環燃料量、従って燃料タンクに
送られるエンジン熱を低下させ、必要な燃料の関数とし
て燃料送出しポンプを通電するように噴射装置の燃圧は
自動的に制御される。
前述の装置の問題点は、ポンプを制御する電子制御装置
が噴射装置の圧力に直接応答する故に、制御装置が通常
作動時に著しく変動することである。
すなわち、噴射装置の燃圧は直接ポンプによって制御さ
れる。従って、制御装置は過度に感知し、モーターの速
度は連続ＶＦ１環して調整されることになる。
本発明の目的は、燃料噴射装置の如き燃料送給機構の差
圧を一定に保持する故に、所与の噴射装置動作時間中に
供給される燃料の量がほぼ一定で、吸気マニホルドの圧
力変化とは無関係であるような燃料送給装置を提供する
ことである。本発明の別の目的は、例えば自動車の燃料
送給装置を大量生産する場合に経済的で長い車の寿命期
間中に渡って信鎖できる前記特性の燃料送給装置を提供
することである。更に本発明の目的は、必要に応じて燃
料を送出す故にエネルギー消費量が減少し、ポンプ及び
燃料フィルタの作動寿命が長くなることを特徴とする燃
料送給装置を提供することである。更に本発明の別の目
的は、エンジン熱を燃料タンクに送らないようにするこ
とによって前述の燃料気化に伴う問題を軽減することを
特徴とする燃料送給装置を提供することである。本発明
の別の目的は、燃料の必要条件の関数として燃料ポンプ
を電子制御し、送給装置を循環する燃料によって制御用
電子装置を冷却することを特徴とする燃料送給装置を提
供することである。
〔発明の概要］ 本発明によれば、前述の及び他の目的は、加圧燃料を送
出するために用いる電力に応答する電動式燃料ポンプを
有する燃料供給装置を備える内燃機関用燃料送給装置を
提供することによって達成される。燃料噴射装置の如き
燃料送給機構は、供給装置からエンジンのマニホルドま
での燃料の送出しを制御するように燃料供給装置と連結
する。
圧力調整装置は返送ラインを介して燃料噴射装置から供
給装置まで余分な燃料を送る。本発明によれば、返送ラ
インを通る燃料流を検知するための設備を設けることに
よって噴射装置における余分な燃料を指示可能である。
従って燃料ポンプの速度はかかる返送燃料流の逆関数と
して減速する。
燃料返送ラインの燃料流検知装置において、通過する燃
料流を制限することによって返送ラインの燃料の背圧を
高めるために燃料返送ラインに絞りを設けることが望ま
しい。圧力センサは返送ラインと連結し、電気圧力信号
を送るように燃料の背圧と大気圧との差に応答し、燃料
ポンプはかかる信号の関数として駆動する。かくて、噴
射装置の燃圧は、噴射装置の差圧を一定に保持し、循環
燃料量すなわち燃料タンクに伝わる熱エネルギーを軽減
し、必要な燃料の関数として燃料ポンプを通電するよう
に自動制御される。燃料を直接供給タンクに投入するよ
うに燃料返送ラインの余分な圧力に応答する弁を設ける
。
本発明の好適実施例によれば、燃料供給装置は燃料タン
ク内に設ける槽又は筒体の形をとり、該筒体から噴射装
置まで燃料を送るために該筒体内にポンプを設ける。ジ
ェットポンプは、筒体と周囲のタンクとを連結する導管
を有し、返送燃料制限装置はオリフィスの型式のもので
あり、該オリフィスを通過する返送燃料が、周囲のタン
クから筒体内まで導管を通る燃料を吸出するように導管
に対して構成配置される。デジタル式又はアナログ式の
ポンプ制御電子装置はプリント回路板に取付けられる。
該回路板は循環燃料を送給する通路を備える熱伝導材の
本体に取付けられるので、循環燃料はポンプを駆動させ
る電子装置から熱を奪って効果的に冷却する。
〔実施例〕
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の実施例を示す添
附の図面を参照して以下に詳述する。
第１図は本発明の１実施例による燃料送給装置１０を示
すものであり、燃料タンク１６内にあって該タンクによ
って包囲される筒体１４内に取付けた電動式燃料ポンプ
１２を備える。燃料ポンプ１２は燃料ライン１８を通っ
てエンジン２２の上に担持される燃料レール２０に加圧
燃料を送出す。
レール２０における余分な燃料は圧力調整装置２６を包
含する燃料返送ライン２４を通ってタンク１６に戻る。
エンジン２２によって担持されるエンジンの吸気マニホ
ルド３４とレール２０との間には複数個の燃料噴射装置
２７　、２８　、３０　、３２を取付け、この場合各燃
料噴射装置２７　、２８　。
３０．３２のノズルはエンジンの対応するシリンダの燃
料／空気取付口３６，３８，４０，４２に隣接して位置
する。圧力調整装置２６の基準入力又はベントは空気取
入マニホルド３４と連結するので、いかなる燃料も調整
装置２６、返送ライン２４を通り、この燃料は、噴射装
置２７，２８゜３０．３２の圧力差を一定に保持するた
めに燃料レール２０が必要とする量を越える十分な量と
なっている。
ここまでに説明してきた燃料送給装置１０は前記米国特
許第４，６４９，８８４号に記載されているものである
。これに適する燃料圧力調整装置２６は米国特許第４，
６４６，７００号に記載されている。燃焼空気は空気フ
ィルタ又はそれに類するものを介して大気圧にてマニホ
ルド３４に供給されるか又はエンジンによって駆動し、
エンジン操作及び又は絞りの必要条件等と共に変化する
圧力にて空気を供給する排気タービン過給機によって供
給される。
噴射装置２７．２８．３０．３２は例えば機内のエンジ
ン制御コンピュータ（図示せず）によってソレノイド作
動可能である。本発明によれば、ライン２４を通る燃料
流を計測するために、すなわちレール２０に必要な量を
越える余分な燃料を計測するために、及びそこにおける
関数に応じてポンプを減速させるように相応する電気制
御信号を送るための装置を返送ライン２４に設ける。
特に、圧力調整装置２６の下流にて燃料戻りライン２４
に絞り５０を位置決めして戻りラインを通過する燃料流
を制限し、これによって噴射装置に必要な燃料の逆関数
として変化する返送ラインに燃料の背圧を生じさせる。
絞り５０と調整装置２６との間にて返送ライン２４と連
結する圧力センサ５２は、返送ライン２４の燃圧と周囲
の大気圧との差の関数として電気出力信号を送る。圧力
センサ５２はパルス幅変調アンプ５４に接続する。
同様にアンプ５４は車の電気システムから直流電力を受
け、パルス幅変調出力信号を送ってポンプ１２の電気モ
ーターを通電させる。アンプ５４のパルス幅変調出力は
一定の周波数にて、又圧力センサ５２の出力の関数とし
て、望ましくは逆−次関数として変化するデユーティサ
イクルにて供給されることが望ましい。例えばエンジン
操作が加速されて燃料要求が高い期間のように燃料返送
ライン２４の圧力が低い場合、アンプ出力のデユーティ
サイクルは高い。従ってポンプ１２に″加えられる平均
直流電力は高くなるのでポンプに通電される。他方、返
送ライン２４の燃料背圧が高い場合、例えばエンジンが
緩速運転している故に燃料要求が低い場合、アンプ出力
のデユーティサイクルは相応して低く、燃料ポンプは低
いレベルで通電される。
第１図及び第３図に示す本発明の好適実施例の場合、絞
り５０は、筒体１４の入口６０と周囲のタンクとを連結
する直角管５８を含むジェットポンプ５６内のノズルオ
リフィスの型式をとる。かくて、オリフィス５０を通る
返送燃料の高圧流によりフィルタ６２を介して周囲のタ
ンク１６から燃料は吸出されるか又は引出され、吸出さ
れた返送燃料は人口６０を通って筒体１４に送られる。
従って返送燃料は周囲のタンク１６に送られる以前に筒
体１４に送られるので、返送燃料からタンク１６内の燃
料への熱エネルギー移動が減少し、従ってタンク内に燃
料莫気が発生することが減少することがわかる。リリー
フ弁８０（第３図）ばばね８４によって押圧されるボー
ル８２を有し、オリフィス５０に対向して位置するボー
ト８６を閉鎖する。返送ライン２４の燃料の圧力がばね
８４の力に抗して増加すると、燃料はタンク１６内に直
接投入される。かくて、弁８０は、燃料の電子制御が作
動しなくてあらゆる作動条件下にてポンプ１２が充満す
る場合のように過度の圧力増加を防止する。弁８０の開
口圧力は制御システムの作動圧力範囲以上に設定されな
ければならない。
第２図は、ステンレス鋼の如き熱伝導材で構成した本体
６６上にプリント回路板組立体６４として取付けた圧力
センサ５２とアンプ５４とを包含するポンプ制御の電子
装置を示す。本体６６の通路６８はずっと延長し、適当
な穴を介して調整装置２６と連結するための入口開口部
７０と、適当な穴を介してジェットポンプ５６（第１図
）のオリフィス５０と連結するための出口開口部７２と
を有する。かくて、本体６６は、ライン２４を循環する
燃料がポンプ制御の電子装置から熱を取って冷却するよ
うに燃料返送ライン２４に接続される。圧力センサ５２
は本体６６の測道路７４によて連結して主要燃料通路５
６と連通ずるようにし７た第１圧力入力部と大気に通じ
る第２圧力入力部とを有する。センサ５２を含む組立体
６４はカバー７６で被覆されて一体型パッケージ７８を
形成する。アンプ５４はアナログ式又はマイクロプロセ
ッサ・ベースのデジタル構造を含むデジタル弐のいずれ
の構造のものでもよい。
従って、前記目的等を全て完全に満たす燃料送給装置の
いくつかの実施例を記載してきた。本発明の燃料ポンプ
は従来の定量送出し燃料ポンプと異って必要に応じて通
電されるので、燃料タンクに戻る循環燃料の量は著しく
減少する故に燃料タンクへの熱の移行は少なくなる。従
って、燃料気化に伴う問題も同様に減少する。本発明を
図示した好適実施例を参照して説明してきたが、本発明
の基本概念を逸脱することな（各種別型及び変型が可能
であることがわかる。例えば、電子ソレノイド弁によっ
て出力が変化する機械燃料ポンプの如き他の型式の電動
式燃料ポンプを使用してもよい。同様にポンプ駆動電圧
のパルス幅変調を用いるのがここでは好適であるが、周
波数変調又は直流電流或いは電圧制御を使用することも
できる。
燃料ポンプ１２は広い観点から筒体１４内にある必要は
ないが、前述の理由でかかる構造のものが本発明では好
適である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の好適実施例の１つによる内燃機関用送
給装置の概略図、 第２図は第１図の実施例のポンプ制御用電子装置を取付
けるための囲繞部を示す断面図、第３図は第１図に円形
３で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。 １０・・・内燃機関用燃料送給装置、１２・・・燃料ポ
ンプ、１４・・・筒体、１６・・・燃料タンク、１日・
・・燃料ライン、２０・・・燃料レール、２２・・・エ
ンジン、２４・・・燃料返送ライン、２６・・・圧力調
整装置、２７．２８．３０．３２・・・燃料噴射装置、
３４・・・吸気マニホルド、５０・・・絞り、５２・・
・圧力センサ、５４・・・アンプ、５６・・・ジェット
ポンプ、６２・・・フィルタ、６４・・・プリント回路
板組立体、８０・・・リリーフ弁、８２・・・ボール、
８４・・・ばね。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）圧力で燃料を送給するために用いる電力に応答す
    るポンプを備える燃料供給装置と、エンジン吸気マニホ
    ルドと、該供給装置から該マニホルドまでの燃料の送給
    を制御するように該燃料供給装置と連結する燃料送給装
    置と、該燃料送給装置における燃圧に応答する第１入力
    部及び該吸気マニホルドと連結する基準入力部並びに燃
    料返送部を介して該供給装置と連結する出力部を備え、
    該返送部を介して該供給装置に余分な燃料を通過させる
    ように該燃料送給装置内に所定の圧力差に応答する圧力
    調整装置と、該ポンプに給電するための装置とを有する
    内燃機関用燃料送給装置において、 該給電装置が、該圧力調整装置と該燃料供給装置との間
    の該返送部にてそこを通過する燃料流を制限し、それに
    よって該制限装置と該調整装置との間における該返送部
    の燃料の背圧を強化する装置と、該制限装置と該調整装
    置との間の該返送部と連結する第１入力部及び大気圧に
    て空気を受けるように連結させる第２入力部並びに該返
    送部を通る燃料流によって生じる該背圧と大気圧との差
    の直接連続関数として電気センサ信号を供給するための
    出力部とを有する差圧センサと、該センサ信号の連続逆
    関数として該ポンプに給電するための装置とを有するこ
    とを特徴とする内燃機関用燃料送給装置。
  2. （２）該給電装置が、一定の周波数と、該信号の関数と
    して変化するデューティサイクルとで該ポンプに変調直
    流電力を与えるように該信号に応答するパルス幅変調ア
    ンプを有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の内燃機関用燃料送給装置。
  3. （３）貫通して延長し、該燃料返送部に連結される燃料
    通路を有する熱伝導構造の本体を更に有し、該本体を通
    る燃料が該給電装置を冷却するように該本体上に該給電
    装置を取付けることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の内燃機関用燃料送給装置。
  4. （４）該センサと該信号応答装置を備える該給電装置が
    、該本体に取付けたプリント回路板組立体を有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の内燃機関用燃
    料送給装置。
  5. （５）該給電装置が、所定周波数にて又該圧力信号の関
    数として変化するデューティサイクルにて該ポンプにパ
    ルス幅変調直流電力を供給するための装置を更に有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の内燃機関
    用燃料送給装置。
  6. （６）該燃料返送部の燃料の背圧に応答し、該制限装置
    を迂回して該供給装置に燃料を投入するようにした弁装
    置を更に有することを特徴とする特許請求の範囲第４項
    記載の内燃機関用燃料送給装置。
  7. （７）該燃料供給装置が、燃料タンクと、該タンク内に
    担持される筒体にして、該筒体から該燃料送給装置まで
    燃料を送給するために該ポンプを内部に位置決めするよ
    うにしたものと、該周囲のタンクから該筒体内へ燃料を
    供給するための装置とを有し、該燃料供給装置が、該筒
    体を該タンクと連結させる導管装置を含むジェットポン
    プと、該オリフィスを流れる返送燃料が該導管装置を介
    して該タンクから該筒体内へ吸い出されるように該制限
    装置に関して構成配置した該制限装置によって形成され
    るノズルオリフィスとを有することを特徴とする特許請
    求の範囲第４項記載の内燃機関用燃料送給装置。
  8. （８）該燃料供給装置が、燃料タンクと、該タンク内に
    担持される筒体にして、該筒体から該燃料送給装置まで
    燃料を送出するために該ポンプを内部に位置決めするよ
    うにしたものと、該周囲のタンクから該筒体内へ燃料を
    供給するための装置とを有し、該燃料供給装置が、該筒
    体を該タンクと連結させる導管装置を含むジェットポン
    プと、該オリフィスを流れる返送燃料が該導管装置を介
    して該タンクから該筒体内へ吸出されるように該制御装
    置に関して構成配置した該制限装置によって形成される
    ノズルオリフィスとを包含することを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の内燃機関用燃料送給装置。
  9. （９）該制限装置を迂回して該供給装置に燃料を投入す
    るために、該燃料制限装置の燃料の背圧に応答する弁装
    置を更に有することを特徴とする特許請求の範囲第８項
    記載の内燃機関用燃料送給装置。
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