JPH0663861U - 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から燃料タンク内に戻
されるリターン燃料量を減少させる。 【構成】プレッシャレギュレータ６によるリターン通路
７の開閉動作に応じてスイッチングする開閉動作検知ス
イッチ11を設ける。一方、燃料ポンプ２の下流側近傍位
置から燃料タンク１内に燃料を戻すための補助リターン
通路８を設ける。そして、前記スイッチ11によってリタ
ーン通路の開度が所定以上であることが検知されたとき
には、リターン流量制御弁９を開制御して、補助リター
ン通路８を介して燃料をタンク１内に戻し、相対的にプ
レッシャレギュレータ６から戻されるリターン燃料量を
減少させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は内燃機関の燃料供給装置に関し、詳しくは、プレッシャレギュレータ によるリターン燃料量の調整によって燃料供給圧を一定に保つよう構成された燃 料供給装置において、前記プレッシャレギュレータからのリターン燃料量を必要 最小限に減少させ得る技術に関する。

【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、機関の吸入負圧を基準圧力として導き 、吸入負圧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６０−２ １２６３４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】

【考案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リターン通路から燃料タンク内に戻されるこ 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内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る。 また、インタンク式の燃料ポンプでは、燃料ポンプを必要以上の負荷で駆動す れば、それだけ無駄にポンプが発熱し、かかる燃料ポンプの発熱によっても燃料 タンク内の燃料温度を上昇させてしまうことになる。

【０００６】 このように、上記従来の装置では、前記リターン燃料により持ち込まれる熱と 、燃料ポンプの発熱とによって、燃料タンク内の燃料温度が上昇し、燃料タンク 内に多量の燃料ベーパを発生させてしまうことがあった。 燃料タンク内に発生した燃料ベーパは、キャニスタによって吸着捕集されるよ うにしているが、多量の燃料ベーパが発生するとキャニスタの容量を超えて、大 気中に排出されてしまう惧れがあった。

【０００７】 本考案は上記問題点に鑑みなされたものであり、プレッシャレギュレータから のリターン燃料量を減少させ、また、燃料ポンプの負荷を減少させ得る燃料供給 装置を提供し、以て、燃料タンク内の温度上昇による燃料ベーパの発生を抑制す ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

そのため本考案にかかる内燃機関の燃料供給装置は、プレッシャレギュレータ によるリターン燃料量の調整によって燃料供給通路内の燃料圧力を調圧する構成 において、前記プレッシャレギュレータによる前記リターン通路の開閉動作に応 じてスイッチングする開閉動作検知スイッチを設け、プレッシャレギュレータよ りも上流側から燃料を燃料タンク内に戻す補助リターン通路からのリターン燃料 量と、燃料ポンプの吐出量との少なくとも一方を、前記開閉動作検知スイッチの オン・オフに応じて制御する構成とした。

【０００９】

【作用】 プレッシャレギュレータによってリターン通路が開かれる状態は、燃料ポンプ からの吐出量が必要量よりも多い状態を示すことになるから、プレッシャレギュ レータによるリターン通路の開閉を開閉動作検知スイッチによってオン・オフ的 に検知する。

【００１０】 そして、前記開閉動作検知スイッチによってリターン通路が開かれている状態 （リターン通路の開度が所定以上である状態）が検知されたときに、燃料ポンプ の吐出量を抑制する制御を行うことで、プレッシャレギュレータから燃料タンク 内に戻されるリターン燃料量を減らすことができる。 また、プレッシャレギュレータよりも上流側から燃料をタンク内に戻す補助リ ターン通路を備える構成であれば、かかる補助リターン通路から戻される燃料は 、機関からの熱影響の少ない状態で戻されることになる。従って、プレッシャレ ギュレータから戻されるリターン燃料が多いことが前記スイッチによって検知さ れたときに、前記補助リターン通路を介して燃料をタンク内に戻させるようにす れば、その分だけプレッシャレギュレータから戻される燃料量が減少し、タンク 内に戻されるリターン燃料の総量としては同じでも、リターン燃料によるタンク 内の温度上昇を抑制できることになる。

【００１１】

【実施例】

以下に、本考案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１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機関回転に同 期して送られる所定パルス幅の駆動パルス信号に応じて間欠的に開弁制御され、 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、噴射弁４の上流側に燃料フィルタ５が介装されると 共に、噴射弁４の下流側にプレッシャレギュレータ６が介装されている。

【００１３】 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、 機関の吸入負圧（基準圧力）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、燃圧と吸入負圧との差圧が一定と なるように燃圧を調整する。

【００１４】 また、プレッシャレギュレータ６よりも上流側である燃料タンク１近傍の燃料 供給通路３から分岐させて補助リターン通路８を設けてある。この補助リターン 通路８の上流端には、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によって補助リターン通路８を介して燃料タンク１に戻されるリター ン燃料量を調整できるようになっている。

【００１５】 前記リターン流量制御弁９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によるリターン通路７の開閉動作に応じて スイッチングする開閉動作検知スイッチ11からの検出信号が入力されるようにな っている。

【００１６】 前記開閉動作検知スイッチ11は、図２に示すようにして、プレッシャレギュレ ータ６内に組み込まれている。 図２において、ダイヤフラム31は、機関の吸入負圧が導入される基準圧力室と 、燃料が導入される圧力室とを隔成するものであり、このダイヤフラム31には、 ボールジョイント32を介して円板状の弁体33が支持されている。そして、吸入負 圧と燃料圧力との差圧に応じてダイヤフラム31が弾性変形するのに伴って、前記 弁体33が図２で上下方向に移動し、これによって、圧力室側に対向配置されるリ ターン通路７の開口端が開閉される。34は、前記弁体33を閉弁方向に付勢するコ イルスプリングである。

【００１７】 一方、前記開閉動作検知スイッチ11の出力リード35が、グロメット36を介して プレッシャレギュレータ６の基準圧力室側のハウジング37を貫通して内部に延設 され、その先端が前記弁体33の金属製台座部38にスポット溶接されている。ここ で、前記台座部38に挟持されるコイルスプリング34の受け部材39は、樹脂コーテ ィングされており、これにより、出力リード35の基準電位が、前記受け部材39， コイルスプリング34，ハウジング37を介してボディアースされてしまうことを回 避できるようにしてある。尚、前記受け部材39の代わりに、コイルスプリング34 を樹脂コーティングする構成であっても良い。

【００１８】 また、圧力室内に開口するリターン通路７の開口端の内周に拡径部７ａを設け てあり、この拡径部７ａに一端を支持させてコイルスプリング40を設けてある。 前記弁体33の最大リフト位置では、前記コイルスプリング40が負荷の加わらない 自然長状態となって、弁体33とコイルスプリング40の他端部（図２で上端部）と は相互に離れた状態となる。かかる状態から弁体33が下降し、所定のリフト位置 になって初めて弁体33とコイルスプリング40の他端とが接触し、更に、弁体33が 下降すると、コイルスプリング40が弁体33によって押圧・圧縮され、接触状態を 保ったまま全閉位置にまでリフト位置が変化するようになっている。

【００１９】 前記コイルスプリング40と弁体33とが接触すると、弁体33，コイルスプリング 40及びリターン通路７を形成するパイプが電気的に接続されボディアース状態と なる。従って、リターン通路７を開閉する弁体33の全閉位置から所定開度位置ま での間でのみアースされ、前記所定開度位置を境に出力変化することになる。 即ち、本実施例の開閉動作検知スイッチ11は、弁体33とコイルスプリング40と をそれぞれ接点として、所定の中間開度位置でスイッチングするスイッチである 。そして、前記開閉動作検知スイッチ11のオフ状態（接点が離れている状態）は リターン流量が所定以上であることを示し、逆に、オン状態（接点が接触してい る状態）はリターン流量が所定以下であることを示すことになる。

【００２０】 コントロールユニット10は、前記開閉動作検知スイッチ11のオン・オフ信号に 基づいて図３のフローチャートに示すようにして、リターン流量制御弁９を制御 し、以て、補助リターン通路８を介して燃料タンク１内に戻されるリターン燃料 量を制御する。尚、本実施例において、燃料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。

【００２１】 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、機関回転同期の燃料噴射において噴射タイミング（噴射周期 ）を示すことになる機関回転数Ｎｅを読み込む。 次のステップ２では、燃料ポンプ２の回転数Ｎｐ（回転数に相関する印加電圧 ）を読み込む。前記ポンプ回転数Ｎｐは、燃料ポンプ２の吐出脈動の周期を示す ことになる。

【００２２】 そして、ステップ３では、前記機関回転数Ｎｅ及びポンプ回転数Ｎｐなどの情 報に基づいて燃料供給通路３内に生じる燃料の圧力脈動の周波数を推定する演算 を行う。 ステップ４では、前記開閉動作スイッチ11のオン・オフ信号を読み込み、次の ステップ５では、前記オン・オフ信号から前記脈動周波数の成分を除去するフィ ルタリング処理を施す。前記フィルタリング処理は、図４に示すような脈動範囲 内で燃料圧力が変動するときに、かかる脈動に追従して後述するリターン流量制 御又は燃料ポンプ２の吐出量制御がハンチングすることを回避するために行われ る。

【００２３】 次いで、ステップ６では、機関の始動時であるか否かを判別する。機関停止直 後の再始動時では、燃料噴射弁４の近傍の燃料供給通路３内に多くの燃料ベーパ が存在することがあり、前記燃料ベーパを液状燃料と共に噴射すると、所期の燃 料量を噴射させることができなくなる。従って、始動時には、噴射弁４近傍の燃 料供給通路３内の燃料を積極的に循環させて早期に燃料ベーパを無くすことが望 まれる。

【００２４】 このため、ステップ６で機関の始動時であると判別された場合には、ステップ ９へ進み、リターン流量制御弁９を閉じて補助リターン通路８から燃料をタンク １内に戻すことはせず、余剰燃料は全てプレッシャレギュレータ６を介してリタ ーン通路７からタンク１内に戻すようにする。 このようにすれば、余剰燃料分を含めて燃料が噴射弁４近傍に流通するから、 噴射弁４近傍の燃料供給通路３内における燃料が早期に入れ換えられ、燃料ベー パの殆どをタンク１内に排出させることが可能となる。

【００２５】 一方、始動時でない場合には、ステップ７へ進み、開閉動作検知スイッチ11の オン・オフを判定する。 開閉動作検知スイッチ11がオフであるときには、リターン通路７が所定開度以 上に開かれ、機関によって暖められた燃料が余剰燃料としてリターン通路７から タンク内に戻される状態である。そして、この状態では、前記リターン通路７か ら戻される温度の高い燃料によって燃料タンク１内の温度が上昇し、タンク１内 に多量の燃料ベーパを生じさせてしまうことになる。

【００２６】 そこで、開閉動作スイッチ11がオフであると判別されたときには、ステップ８ へ進み、リターン流量制御弁９を開く。そして、燃料ポンプ２によって圧送され た燃料のうちの所定割合の燃料を噴射弁４の近傍にまで送られる前にタンク１内 に戻してしまう。 即ち、開閉動作検知スイッチ11がオフであるときには、余剰燃料が過剰な状態 であるから、燃料噴射弁４付近に圧送される前の段階で、余剰燃料となる燃料の 中の所定割合をタンク１内に戻すようにしても、所期の燃圧が確保できなくなる ことはない。然も、燃料噴射弁４の付近にまで圧送される前の段階で、補助リタ ーン通路８から戻される燃料は、機関によって暖められる前にタンク内に戻され ることになるから比較的温度が低く、補助リターン通路８を介して戻されるリタ ーン燃料によってタンク１内の温度が上昇することがない。

【００２７】 従って、余剰燃料のうらのいくらかでも補助リターン通路８からタンク１内に 戻すようにすれば、それだけリターン通路７を介して戻される高温のリターン燃 料量を減少させることができ、リターン燃料によるタンク１内の温度上昇を抑制 できることになる。 一方、ステップ７で開閉動作検知スイッチ11がオンであると判別されたときに は、リターン通路７を介して戻されるリターン燃料量が所定以下であり、最悪の 場合には、燃料流量が少なくて所期の燃圧が得られない場合も想定される。従っ て、この場合には、リターン流量制御弁９を閉じて、補助リターン通路８を介し て燃料をタンク１内に戻すことを停止させる。補助リターン通路８が閉じられれ ば、補助リターン通路８から戻されていた燃料も噴射弁４付近にまで圧送される ようになり、これによって所期の燃圧を確保できるだけの燃料流量を確保できる ようになる。

【００２８】 尚、上記では、リターン流量制御弁９を単純にオン・オフ的に開閉させる構成 としたが、リターン流量制御弁９が開度制御されるものであれば、開閉動作検知 スイッチ11のオン・オフ判定に基づいて開度変化させることで、プレッシャレギ ュレータ６から戻されるリターン燃料量を、開閉動作検知スイッチ11がスイッチ ングする境界付近の値、換言すれば、必要最小限のリターン燃料量に高精度に制 御することができる。

【００２９】 ところで、上記実施例では、プレッシャレギュレータ６からタンク１内に戻さ れるリターン燃料量が多いことが、開閉動作検知スイッチ11によって検知された ときに、燃料タンク１に近い位置から燃料の戻しを行わせることで、相対的にプ レッシャレギュレータ６にまで圧送されてからタンク１内に戻される高温のリタ ーン燃料量を減少させるようにした。

【００３０】 しかしながら、プレッシャレギュレータ６から戻されるリターン燃料量が多い ことは、燃料ポンプ２から吐き出される燃料が必要量も多い状態を示し、燃料ポ ンプ２からの吐出量を減少させれば、それだけプレッシャレギュレータ６から戻 されるリターン燃料量を減少させることができる。 そこで、図５に示すように、前記補助リターン通路８及びリターン流量制御弁 ９を省略する代わりに、コントロールユニット10が燃料ポンプコントロールモジ ュレータ（ＦＰＣＭ）12を介して燃料ポンプ２の回転数（吐出量）を制御できる ように構成し、前記開閉動作検知スイッチ11のオン・オフに応じて、余剰燃料が 多いときにはポンプ吐出量を減少させる制御を行わせるようにしても良い。

【００３１】 即ち、開閉動作検知スイッチ11がオフでリターン燃料量が必要最小限よりも多 い場合には、ポンプ吐出量を抑制することで、余剰燃料の発生を抑え、以て、プ レッシャレギュレータ６からリターン通路７を介してタンク内に戻される高温の リターン燃料量を減少させる。また、燃料ポンプ２の吐出量を抑制できれば、ポ ンプの発熱量も抑えることができ、本実施例のように燃料ポンプ２が燃料タンク １に内設される場合には、ポンプの発熱によるタンク内の温度上昇を抑制する結 果にもなる。

【００３２】 また、開閉動作スイッチ11がオンでリターン燃料量が比較的少ない場合には、 必要燃圧が確保できなくなることを回避すべく、吐出量を大きくし、燃圧を維持 できるだけの必要最小限のリターン燃料がタンク内に戻されるようにする。 更に、始動時においては、開閉動作スイッチ11がたとえオフの状態であっても 、ポンプ吐出量を大きめに設定することで、燃料供給通路３内に溜まっている燃 料ベーパをリターン燃料と共に早期に追い出すことが可能となる。

【００３３】 尚、燃料ポンプ２の近傍位置からタンク内に戻すリターン燃料量の制御と、前 記燃料ポンプ２の吐出量の制御とを同時に実行させる構成であっても良い。

【００３４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によると、プレッシャレギュレータによりリターン 燃料量を調整して所期の燃圧を得る装置において、プレッシャレギュレータから 戻される高温のリターン燃料量を少なくすることが可能となり、以て、燃料タン ク内の温度上昇を抑えてタンク内における燃料ベーパの発生を抑制できるように なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例のシステム構成を示す図。

【図２】同上実施例におけるプレッシャレギュレータの
要部を示す図。

【図３】同上実施例におけるリターン燃料制御を示すフ
ローチャート。

【図４】燃圧脈動の様子を示すタイムチャート。

【図５】ポンプ吐出量を制御する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 リターン通路 ８ 補助リターン通路 ９ リターン流量制御弁 10 コントロールユニット 11 開閉動作検知スイッチ 12 ＦＰＣＭ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク内の燃料を吸入し、燃料を機関
   に噴射供給する燃料噴射弁に対して燃料供給通路を介し
   て燃料を圧送する燃料ポンプと、 前記燃料供給通路内の燃料圧力と基準圧力との差圧に応
   動して燃料を前記燃料供給通路から前記燃料タンク内に
   戻すためのリターン通路を開閉するプレッシャレギュレ
   ータと、 該プレッシャレギュレータによる前記リターン通路の開
   閉動作に応じてスイッチングする開閉動作検知スイッチ
   と、 前記プレッシャレギュレータよりも上流側から燃料を燃
   料タンク内に戻す補助リターン通路からのリターン燃料
   量と、前記燃料ポンプの吐出量との少なくとも一方を、
   前記開閉動作検知スイッチのオン・オフに応じて制御す
   る燃料流量制御手段と、 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。