JPH06147064A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プレッシャレギュレータを介して燃料タンクに
戻される高温の余剰燃料量を減少させ、燃料タンク内の
温度上昇を抑制する。 【構成】燃料ポンプ２の下流側近傍から燃料をタンク１
内に戻す第２のリターン通路８を設け、該第２リターン
通路８の上流端に流量制御弁９を介装する。ここで、プ
レッシャレギュレータ６のダイヤフラムのリフト量をセ
ンサ11で検出させ、前記リフト量から燃料供給圧と吸入
負圧との差圧を検知する。そして、該差圧に応じて前記
流量制御弁９の開度を調整して、第２リターン通路８を
介してタンク１内に戻される燃料量を制御する。

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装置
に関し、詳しくは、燃料噴射弁に対して所定圧力の燃料
を供給するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、内燃機関の電子制御燃料噴射
装置においては、燃料噴射弁の開弁制御時間によって機
関への燃料供給量を制御することが行われている。かか
る燃料供給装置では、燃料噴射弁に対する燃料の供給圧
力と、燃料噴射弁の噴孔部付近の吸気圧力との差圧が一
定でないと、噴射弁の開弁時間に対応して一定した燃料
を供給させることができなくなる。そこで、図６に示す
ように、燃料噴射弁21に対して燃料ポンプ22から圧送さ
れる燃料の供給圧力を調整するためのプレッシャレギュ
レータ23の基準圧力室に、スロットル弁下流側の吸入負
圧を導き、前記基準圧力室内の圧力と燃料ポンプからの
供給圧力との差圧、即ち、噴孔部の吸気圧力と燃圧との
差圧が所定値以上になると、燃料タンク24に燃料を戻す
リターン通路25を開いて、前記差圧を一定に保つように
していた（特開昭６０−２１２６３４号公報等参照）。

【０００３】尚、図６において、26は燃料フィルタ、27
は燃料供給通路である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な燃料供給装置では、要求燃料量の急増などがあっても
前記燃料供給圧を一定に保つ必要があるので、燃料ポン
プから必要量よりも多めに燃料が吐き出されるようにし
ており、前記余分に供給された燃料は、プレッシャレギ
ュレータから余剰燃料として燃料タンクに戻されること
になっていた。

【０００５】ここで、前記プレッシャレギュレータから
燃料タンクに戻される余剰燃料は、機関の熱で暖められ
ているために、前記余剰燃料を燃料タンクに戻すこと
は、燃料タンク内の燃料温度を上昇させることになり、
燃料タンク内に燃料ベーパを発生させてしまうことがあ
った。本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、
燃料タンク内の温度上昇を招く余剰燃料の発生を抑える
と共に、燃料噴射弁に送られる燃料の圧力を安定させる
ことができる燃料供給装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
内燃機関の燃料供給装置は、図１に示すように構成され
る。図１において、燃料ポンプは、燃料タンクの燃料を
吸入し、燃料供給通路を介して機関の吸気管に燃料を噴
射する燃料噴射弁へ燃料を圧送する。

【０００７】また、燃圧検出手段は、前記燃料ポンプか
ら前記燃料噴射弁に圧送される燃料の圧力を検出する。
また、リターン流量制御弁は、前記燃料噴射弁の上流側
の燃料供給通路から燃料タンクに燃料を戻すリターン通
路に介装され、該リターン通路を介して燃料タンクに戻
される燃料の流量を調整する。

【０００８】そして、リターン流量制御手段は、前記燃
圧検出手段で検出された燃料の圧力に基づいて前記リタ
ーン流量制御弁の開度を可変制御する。

【０００９】

【作用】かかる構成によると、燃料噴射弁に供給される
燃料の圧力が検出され、この燃料圧力に基づいてリター
ン通路を介して燃料タンクに戻される燃料の流量が制御
される。即ち、リターン通路から燃料タンク内に戻され
る燃料の流量をコントロールすることで、所望の燃料圧
力を得るものである。

【００１０】かかる構成では、前記リターン流量制御弁
によるリターン燃料のコントロールは、燃料ポンプに近
い位置で行わせることが可能であるから、機関熱で暖め
られる前でリターン燃料を発生させて、リターン流量制
御弁を介して戻される燃料の温度を低く保つことが可能
である。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。一実施例の燃料供給装置を示す図２において、
燃料タンク１内の燃料は、燃料ポンプ２によって吸引さ
れ、該燃料ポンプ２から吐き出された燃料は燃料供給通
路３を介して各燃料噴射弁４に圧送される。

【００１２】前記燃料噴射弁４は、ソレノイドに通電さ
れて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁
であり、図示しない燃料噴射制御ユニットから送られる
機関の要求燃料量に対応する所定パルス幅の駆動パルス
信号に応じて開弁制御され、図示しない機関のスロット
ル弁下流側の吸気管内に燃料を噴射供給する。前記燃料
供給通路３には、燃料フィルタ５が介装されると共に、
プレッシャレギュレータ６が介装されている。このプレ
ッシャレギュレータ６のダイヤフラムで隔成される基準
圧力室には、スロットル弁下流側の吸気管内の吸入負圧
が導入されるようになっており、前記燃料ポンプ２から
圧送された燃料の圧力と吸入負圧との差圧が所定以上に
なると、燃料供給通路３の燃料を燃料タンク１に戻す第
１リターン通路７を開く構成となっている。かかる構成
により、プレッシャレギュレータ６は、燃料供給圧と吸
入負圧との差圧が一定となるように燃料供給圧を調整す
る。

【００１３】また、燃料タンク１近傍の燃料供給通路３
から分岐させて第２リターン通路８を設けてあり、この
第２リターン通路８の上流端には、電磁式のリターン流
量制御弁９を介装させてあり、このリターン流量制御弁
９の開閉をデューティ制御することで、リターン流量制
御弁９の開度を変化させて（第２リターン通路８の有効
開口面積を変化させて）、第２リターン通路８を介して
燃料タンク１に戻される燃料の流量を調整できるように
なっている。尚、前記リターン流量制御弁９としては、
リニアソレノイドバルブ，ロータリーソレノイド，ステ
ッピングモータ等を用いても良い。

【００１４】前記リターン流量制御弁９の開度は、マイ
クロコンピュータを内蔵したコントロールユニット10に
よって制御されるようになっている。前記コントロール
ユニット10には、前記プレッシャレギュレータ６のダイ
ヤフラムのリフト量（第１リターン通路７を開く方向の
ダイヤフラムの移動量）を検出するリフト量センサ11か
らの検出信号が入力されるようになっている。

【００１５】前記リフト量センサ11は、例えばダイヤフ
ラムに一端を支持させた鉄心を、ダイヤフラムのリフト
に応じて検出コイル内に出し入れすることで、前記鉄心
の位置としてリフト量を検出するものなどを用いること
ができる。前記リフト量センサ11で検出されるダイヤフ
ラムのリフト量は、燃料の供給圧と吸入負圧との差圧に
相関するパラメータであり、前記リフト量が大きい場合
は燃料ポンプ２からの燃料供給圧が吸入負圧に対して過
大であって、第１リターン通路７を介して燃料タンク１
に戻される燃料量が多い状態を示す。従って、本実施例
において、前記リフト量センサ11が燃圧検出手段に相当
し、該リフト量センサ11は、燃料の圧力を、吸入負圧に
対する差圧として検出することになる。

【００１６】前記プレッシャレギュレータ６は、機関吸
入負圧を基準圧として導入し第１リターン通路７を開閉
するから、機関の近傍に配設する必要があり、これによ
りプレッシャレギュレータ６で調整されて第１リターン
通路７を介して燃料タンク１に戻される燃料は、機関の
熱で暖められた状態で燃料タンク１に戻ることになる。
このように、温度の高い燃料を燃料タンク１に戻すと、
これが燃料タンク１内の温度上昇を招くことになり、燃
料タンク１に多量のベーパを発生させてしまう惧れがあ
る。

【００１７】これに対し、第２リターン通路８は、電磁
式のリターン流量制御弁９でそのリターン燃料量が調整
されるから、配置の規制が少なく、上記のように燃料ポ
ンプ２の下流近傍から燃料を戻す構成とすることがで
き、機関で暖められる前の段階で燃料をタンク１内に戻
すことができる。そこで、本実施例では、コントロール
ユニット10が図３のフローチャートに示すようにして前
記リターン流量制御弁９の開度を制御することにより、
燃料タンク１内の温度上昇を招く第１リターン通路７を
介して戻される燃料の量を抑制するようにしている。

【００１８】尚、本実施例において、リターン流量制御
手段としての機能は、前記図３のフローチャートに示す
ようにコントロールユニット10がソフトウェア的に備え
ている。図３のフローチャートにおいて、まず、ステッ
プ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）では、前記
リフト量センサ11で検出されたプレッシャレギュレータ
６のダイヤフラムのリフト量を読み込む。

【００１９】次のステップ２では、前記検出されたリフ
ト量と所定値とを比較する。そして、リフト量が所定値
よりも大きい場合には、燃料ポンプ２からの燃料供給
（吐出量）が過大で、多くの燃料をリターン燃料として
燃料タンク１に戻す必要性が生じていることを示すか
ら、この場合には、ステップ３へ進み、前記リターン流
量制御弁９の開度を所定微小開度だけ増大させ、第２リ
ターン通路８を介して燃料タンク１内に戻される燃料の
流量を増大させるようにする。第２リターン通路８を介
して戻される燃料量が増大すると、燃料噴射弁４側への
燃料供給圧が低下し、プレッシャレギュレータ６のリフ
ト量、即ち、第１リターン通路７を介して戻されるリタ
ーン燃料量が減少する。

【００２０】尚、前記所定値とは、第１リターン通路７
が僅かに開いて、少量の余剰燃料が第１リターン通路７
から燃料タンク１内に戻されるような状況に対応する値
であり、前記リフト量がかかる所定値に一致していると
きには、必要な燃料供給圧が確保し得るようになってい
る。即ち、プレッシャレギュレータ６によって余剰燃料
として燃料タンク１に戻される燃料量が多いときには、
燃料ポンプ２（燃料タンク１）の近傍位置であって機関
熱による影響を受ける手前の所から燃料を燃料タンク１
に戻して、機関付近にまで送られてから第１リターン通
路７を介して燃料タンク１内に戻される燃料量を減少さ
せるようにする。

【００２１】このように、本来プレッシャレギュレータ
６から余剰燃料として燃料タンク１に戻されることにな
る燃料を、予めより上流側から燃料タンク１に戻すよう
にすることで、機関によって暖められる前の比較的温度
の低い燃料を余剰燃料として燃料タンク１内に戻すこと
ができ、プレッシャレギュレータ６から戻される比較的
温度の高い燃料の量を最低限とすることができる。従っ
て、余剰燃料として燃料タンク１内に戻される燃料によ
って、燃料タンク１内の温度が上昇することが回避さ
れ、以て、燃料タンク１内における多量のベーパ発生を
回避できる。

【００２２】一方、リフト量が所定値よりも小さい場合
には、燃料噴射弁４に対する燃料の必要供給圧を確保で
きなくなる惧れがあるので、ステップ４へ進んで、前記
リターン流量制御弁９の開度を所定微小開度だけ減少さ
せ、第２リターン通路８を介して燃料タンク１内に戻さ
れる燃料の流量を減少させ、より多くの燃料が噴射弁４
側に供給されて必要供給圧が確保されるようにする。

【００２３】上記のように、プレッシャレギュレータ６
のリフト量を所定値に近づける方向にリターン流量制御
弁９の開度を調整すれば、プレッシャレギュレータ６で
調整されて燃料タンク１内に戻る燃料量を最小限に制御
できると共に、燃料噴射弁４に対する必要供給圧を確保
できるものである。また、燃料ポンプ２の下流近傍でリ
ターン燃料量を調整して供給圧を所期値に調整するか
ら、燃料噴射弁４付近の燃料供給通路３内の圧力を安定
させることが可能である。

【００２４】ところで、上記図２に示した実施例では、
燃料の供給圧を、吸入負圧に対する差圧としてプレッシ
ャレギュレータ６のダイヤフラムのリフト量として検出
させる構成としたが、図４に示すように、燃料供給通路
３内の圧力を検出する燃圧センサ12を燃圧検出手段とし
て設け、該燃圧センサ12で検出される燃圧に応じて前記
リターン流量制御弁９の開度を調整させても良い。

【００２５】尚、図４において、図２と同一要素には同
一符合を付して説明を省略する。図４において、プレッ
シャレギュレータ６は、吸入負圧に対する燃圧の差圧を
一定にすべくリターン燃料を調整するから、リターン流
量制御弁９の開度、即ち、第２リターン通路８を介して
燃料タンク１に戻される燃料の流量を高精度に調整する
には、吸入負圧の情報が必要になる。

【００２６】そこで、図４に示すシステムでは、機関の
吸入負圧を検出するブーストセンサ13からの検出信号を
コントロールユニット10に入力させるようにしてあり、
コントロールユニット10では、各センサ12，13で検出さ
れた燃圧と吸入負圧との差圧を演算し、該差圧が目標値
に近づく方向に、リターン流量制御弁９の開度を制御す
る。

【００２７】ここで、前記リターン流量制御弁９の開度
制御における差圧の目標値は、プレッシャレギュレータ
６での目標差圧よりも高めに設定し、最終的にはプレッ
シャレギュレータ６から僅かの余剰燃料がタンク１内に
戻されて目標の差圧となるように調整することが、燃圧
の安定化のためには望ましい。更に、図４に示す構成で
は、プレッシャレギュレータ６を設けてあるが、このプ
レッシャレギュレータ６を省略して図５に示すような構
成とすることも可能である。

【００２８】図５に示す構成では、リターン流量制御弁
９の開度を制御するコントロールユニット10に対して
は、図４に示す構成と同様にして、燃圧センサ12の検出
信号とブーストセンサ13からの検出信号とが入力される
ようになっており、コントロールユニット10は、前記セ
ンサで検出される燃圧と吸入負圧との差圧を、燃料噴射
制御の目標差圧に一致させるべく、リターン流量制御弁
９の開度を調整する。即ち、図５に示す構成では、プレ
ッシャレギュレータ６が省略されているから、機関熱で
暖められた燃料が燃料タンク１に戻されることはなく、
所望燃圧を得るために発生する全ての余剰燃料は、機関
熱で暖められる前にリターン流量制御弁９を介して燃料
タンク１内に戻されることになる。

【００２９】尚、上記図２，図４，図５に示した構成に
おいて、燃料ポンプ２の吐出量を、機関の要求燃料量に
応じて可変制御する構成であっても良い。また、図４及
び図５に示す実施例では、燃圧センサ12とブーストセン
サ13とを個別に設けたが、必要とされる情報は、燃圧と
吸入負圧との差圧であるから、燃圧と吸入負圧とをそれ
ぞれ導入して、両者の差圧に応じた検出信号を出力する
センサを設け、該センサによって検出される差圧に応じ
てリターン流量制御弁９の開度を制御させるようにして
も良い。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、燃
料噴射弁の必要供給圧となるように余剰燃料を燃料タン
クに戻しつつ、機関熱で暖められた燃料が余剰燃料とし
て燃料タンク内に戻される量を最低限にすることがで
き、以て、高温余剰燃料による燃料タンク内の温度上昇
を抑制することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例のシステム構成を示す図。

【図３】実施例のリターン流量制御を示すフローチャー
ト。

【図４】燃圧センサを用いた他の実施例のシステム構成
を示すを示す図。

【図５】プレッシャレギュレータを省略した他の実施例
のシステム構成を示す図。

【図６】従来の燃料供給装置を示すシステム構成図。

【符号の説明】

１ 燃料タンク ２ 燃料ポンプ ３ 燃料供給通路 ４ 燃料噴射弁 ６ プレッシャレギュレータ ７ 第１リターン通路 ８ 第２リターン通路 ９ リターン流量制御弁 10 コントロールユニット 11 リフト量センサ 12 燃圧センサ 13 ブーストセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛込 章 群馬県伊勢崎市粕川町1671番地１ 日本電 子機器株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンクの燃料を吸入し、燃料供給通路
   を介して機関の吸気管に燃料を噴射する燃料噴射弁へ燃
   料を圧送する燃料ポンプと、 該燃料ポンプから前記燃料噴射弁に圧送される燃料の圧
   力を検出する燃圧検出手段と、 前記燃料噴射弁の上流側の燃料供給通路から燃料タンク
   に燃料を戻すリターン通路に介装され、該リターン通路
   を介して燃料タンクに戻される燃料の流量を調整するリ
   ターン流量制御弁と、 前記燃圧検出手段で検出された燃料の圧力に基づいて前
   記リターン流量制御弁の開度を可変制御するリターン流
   量制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の燃料供
   給装置。