JPH0914073A - 内燃機関用燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡素な構成で燃料ポンプの電動モータを制御
する内燃機関用燃料供給装置を提供する。 【構成】 燃料タンク１内に配設される燃料ポンプ２の
ポンプモータは定電流型制御回路８によって電流制御さ
れ、内燃機関の吸気ポートに向けて燃料を噴射供給する
燃料噴射弁７を気筒数分、配設する燃料レール６内の燃
料圧は圧力制御弁５により圧力制御される。このように
定電流型制御回路８により燃料ポンプ２のポンプモータ
を定電流制御することにより燃料ポンプ２の吐出圧力範
囲を狭くすることができ、さらに圧力制御弁５による燃
料レール６の圧力制御を組合わせることによって簡素な
構成で燃料ポンプの回転数制御ができる。これにより、
リターンレス燃料供給システムに用いられる燃料ポンプ
の回転数制御を簡素な構成で実現する効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用燃料供給装
置に関し、例えば燃料レール等の余剰燃料を燃料タンク
へ戻すリターン管を有しない燃料供給システム（以下、
「リターンレス燃料供給システム」という。）に用いら
れる内燃機関用燃料供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の吸気ポート内に燃
料を噴射する燃料供給システムは、燃料タンクから燃料
ポンプにより汲上げられた燃料を燃料配管を介して燃料
レールに導入し、この燃料レールに取付られた各気筒に
対応する燃料噴射弁から吸気ポートに向けて噴射供給す
るようになっている。そして、燃料噴射弁に供給する燃
料圧力を所定圧に保つため燃料レールにプレッシャレギ
ュレータを設けるとともに、余剰燃料を燃料タンクに戻
すリターン管を設けている。

【０００３】この種の燃料供給システムの一例として、
特開昭５７−６８５２９号公報に開示される燃料ポンプ
の回転数制御装置があり、過剰な燃料供給を抑えて燃料
ポンプに加わる負荷を軽減している。そして、この燃料
ポンプの回転数制御装置は、燃料ポンプ駆動用モータへ
の供給電流がエンジンの運転条件に応じて選択した所定
の基準値となるようにコントロールユニットによってフ
ィードバック制御することで燃料ポンプの回転数制御を
的確にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５７−６８５２９号公報に開示される燃料ポンプの回転
数制御装置によると、コントロールユニットが燃料ポン
プ駆動用モータをフィードバック制御するためにはスタ
ータスイッチ、フルスロットルスイッチおよびアイドル
スイッチからなる３つのモードの組合わせにより決めら
れるＩ／Ｏ出力の情報を得る必要がある。そのため、回
路構成が複雑になり、燃料供給システムの製品コストを
増大させるという問題を生ずる。

【０００５】また、このような従来のリターン管を備え
る燃料供給システムによると、内燃機関の近傍に燃料レ
ールが位置することから、燃料レールが高温に加熱され
るためリターン管から燃料タンクにリターンされる余剰
燃料にベーパが発生する。すると、このベーパを含んだ
燃料が再び燃料ポンプにより汲上げられ配管および燃料
レールを介して燃料噴射弁に供給されることになり、燃
料噴射量の低下を招くという問題を生ずる。そしてリタ
ーン管を設けることから、燃料供給システムが複雑にな
り、製品コストが増大するという問題がある。

【０００６】そこで、燃料レール等の余剰燃料を燃料タ
ンクに戻すリターン管を有しないレターンレス燃料供給
システムが提案されている。ところが、燃料レールへの
燃料供給量を調節するため前述した特開昭５７−６８５
２９号公報に開示される回転数制御装置のような制御装
置によって燃料ポンプを制御すると、燃料供給システム
の複雑化を招くという問題を生ずる。

【０００７】また、燃料レールに設けられるプレッシャ
レギュレータは、内燃機関の低負荷領域においては燃料
流量が少なくなることから、プレッシャレギュレータを
構成する弁部材のリフト量が小さくなる。そのため、弁
座と弁部材との離隔距離が小さくなる小リフト量の範囲
では、圧力脈動、内燃機関の振動等により弁部材が軸方
向に振動すると、弁座と弁部材とが衝突を繰返すため弁
座または弁部材の摩耗を速めたり制御圧力の変動を生ず
るという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、簡素な構成で燃料ポンプ
の電動モータを制御する内燃機関用燃料供給装置を提供
することである。また、本発明の別の目的は、圧力制御
弁の弁手段を構成する弁本体および弁部材の摩耗を防止
しかつ弁作動を安定にする内燃機関用燃料供給装置を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明による請求項１記載の内燃機関用燃料供給装
置は、電動モータにより汲上げた燃料を吐出する燃料ポ
ンプと、前記燃料ポンプの吐出燃料を内燃機関の燃料噴
射弁に供給する燃料レールと、前記燃料ポンプと前記燃
料レールとの間に設けられ、前記燃料噴射弁への燃料供
給圧を制御可能な圧力制御弁と、前記電動モータへの供
給電流を制御する定電流制御回路とを備えたことを特徴
とする。

【００１０】また、本発明による請求項２記載の内燃機
関用燃料供給装置は、請求項１記載の内燃機関用燃料供
給装置において、前記圧力制御弁は、所定圧に設定され
る第１圧力室と、前記燃料レール内の燃料圧が導入され
る第２圧力室と、前記第１圧力室と前記第２圧力室とを
液密に仕切り前記第１圧力室または前記第２圧力室の圧
力変動により変位するダイアフラムと、前記ダイアフラ
ムの前記第２圧力室側に位置し付勢手段により前記第２
圧力室側に付勢される弁押さえ部と、前記弁押さえ部が
当接し前記弁押さえ部の変位により前記第２圧力室と前
記燃料ポンプの吐出側との連通を遮断または導通させる
弁手段とを備え、前記弁手段が閉状態から開状態に移行
した後から所定距離の間、前記第２圧力室と前記燃料ポ
ンプの吐出側とを所定微少流路面積の流路で導通させる
ことを特徴とする。

【００１１】さらに、本発明による請求項３記載の内燃
機関用燃料供給装置は、請求項１記載の内燃機関用燃料
供給装置において、前記圧力制御弁は、所定圧に設定さ
れる第１圧力室と、前記燃料レール内の燃料圧が導入さ
れる第２圧力室と、前記第１圧力室と前記第２圧力室と
を液密に仕切り前記第１圧力室または前記第２圧力室の
圧力変動により変位するダイアフラムと、前記ダイアフ
ラムの前記第２圧力室側に位置し前記第２圧力室方向に
吐出する凸状球面部を有し付勢手段により前記第２圧力
室側に付勢される弁押さえ部と、前記凸状球面部が当接
し前記弁押さえ部の変位により前記第２圧力室と前記燃
料ポンプの吐出側との連通を遮断または導通させる弁手
段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】さらにまた、本発明による請求項４記載の
内燃機関用燃料供給装置は、請求項１記載の内燃機関用
燃料供給装置において、前記圧力制御弁は、所定圧に設
定される第１圧力室と、前記燃料レール内の燃料圧が導
入される第２圧力室と、前記第１圧力室と前記第２圧力
室とを液密に仕切り前記第１圧力室または前記第２圧力
室の圧力変動により変位するダイアフラムと、前記ダイ
アフラムの前記第２圧力室側に位置する弁押さえ部と、
形状記憶合金からなり前記第２圧力室に導入される燃料
温度に応じた付勢力で前記第２圧力室方向に前記弁押さ
え部を付勢する付勢手段と、前記弁押さえ部が当接し前
記弁押さえ部の変位により前記第２圧力室と前記燃料ポ
ンプの吐出側との連通を遮断または導通させる弁手段と
を備えたことを特徴とする。

【００１３】

【作用および発明の効果】本発明の請求項１記載の内燃
機関用燃料供給装置によると、燃料ポンプの電動モータ
への供給電流を制御する定電流制御回路と、燃料ポンプ
と燃料レールとの間に燃料噴射弁への燃料供給圧を制御
可能な圧力制御弁とを備えることから、定電流型制御回
路により燃料ポンプの吐出燃料圧の増加に従って吐出流
量を減少させるため燃料レールの吐出圧力範囲を狭くす
ることができ、さらに圧力制御弁により燃料噴射弁への
燃料供給圧を制御することで、燃料レールの燃料吐出量
にかかわらず燃料圧力を一定の所定圧に保持することで
きる。このように定電流型制御回路と圧力制御弁とを組
合わせることにより、例えば従来、燃料レール等に取付
けられ燃料圧が所定圧を超えないように調圧していたリ
リーフ弁を廃止することができ、複数のＩ／Ｏ出力の情
報により制御していた制御回路等を用いることなくして
簡素な構成で燃料ポンプの回転数制御ができる。したが
って、リターンレス燃料供給システムに用いられる燃料
ポンプの回転数制御を簡素な構成で実現する効果があ
る。

【００１４】また、本発明の請求項２記載の内燃機関用
燃料供給装置によると、圧力制御弁は、弁手段が閉状態
から開状態に移行した後から所定距離の間、第２圧力室
と燃料ポンプの吐出側とを所定微少流路面積の流路で導
通させることから、内燃機関の低負荷領域において吐出
流量が少量であっても、この所定距離の間では例えば弁
手段を構成する弁部材と弁座との離隔距離を十分に確保
することができる。これにより、圧力脈動、内燃機関の
振動等により弁部材と弁座との衝突を回避することがで
き、弁手段の作動を安定させる効果がある。

【００１５】さらに、本発明の請求項３記載の内燃機関
用燃料供給装置によると、弁押さえ部は凸状球面部を有
し、この凸状球面部が弁手段に当接することから、例え
ばダイアフラムが傾いた状態で弁押さえ部を変位させた
としても、弁手段には弁押さえ部の凸状球面部の球面の
一部が当接することになる。これにより、弁手段に対し
て傾いた方向から弁押さえ部が当接するのを防ぐため、
例えば弁手段を構成する弁部材の側壁と弁本体の内壁と
の摩耗を防止することができる。したがって、弁本体お
よび弁部材の摩耗を防止することができるため、弁手段
のがたつきを防止する効果がある。

【００１６】さらにまた、本発明の請求項４記載の内燃
機関用燃料供給装置によると、第１圧力室と第２圧力室
とを液密に仕切るダイアフラムの弁押さえ部を第２圧力
室方向に付勢する付勢手段が形状記憶合金からなること
から、燃料温度に応じてこの付勢手段の付勢力を可変さ
せることができる。これにより、第２圧力室内に導入さ
せる燃料の温度によって弁押さえ部の変位条件が変動す
るため、燃料温度に応じた圧力制御を可能にした圧力制
御弁を実現する効果がある。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明を適用した内燃機関用燃料供給装置の一実
施例を図１〜図８に示す。図１に示すように、燃料供給
装置は、燃料タンク１内に配設される燃料ポンプ２と、
この燃料ポンプ２の吐出側に燃料配管３１を介して接続
される高圧燃料フィルタ４と、この高圧燃料フィルタ４
の出口側に燃料配管３２を介して接続される圧力制御弁
５と、この圧力制御弁５の下流側に位置し圧力制御弁５
により圧力制御された燃料を導入する燃料レール６と、
この燃料レール６に気筒数分、配設され図示しない内燃
機関の吸気ポートに向けて燃料を噴射供給する燃料噴射
弁７と、図示しないバッテリから燃料ポンプ２に供給さ
れる電力を電流制御によって制御する定電流型制御回路
８とから構成されている。

【００１８】燃料タンク１内に配設される燃料ポンプ２
には、燃料を汲上げるときに異物等を取除く低圧燃料フ
ィルタ２１が取付けられており、この燃料ポンプ２によ
って汲上げられた燃料が燃料配管３１を介して高圧燃料
フィルタ４に送られる。そして、高圧燃料フィルタ４で
は、燃料に含まれる微小な異物、水分等を取除き、濾過
された燃料を燃料配管３２を介して圧力制御弁５に送
る。

【００１９】圧力制御弁５では、後述する構成により図
示しないインテークマニホールド内の圧力と燃料レール
６内の圧力とが所定の差圧を生ずるように圧力制御して
いる。そして、この圧力制御弁５を介して燃料レール６
に供給される高圧燃料は、燃料噴射弁７から図示しない
内燃機関の吸入ポートに向けて噴射される。図１に示す
燃料供給システムは、リターンレス供給燃料システムで
あるため、燃料レール６等から燃料タンク１に戻るリタ
ーン管を有しない。そのため、図８に示す特性(ロ) によ
るように燃料レール６からの燃料吐出量に対して燃料レ
ール６内の燃料圧力が特性(ニ) に近づくように定電流型
制御回路８によって燃料ポンプ２のポンプモータを制御
している。

【００２０】これにより、従来、燃料レール６等に取付
けられ燃料圧が所定圧を超えないように調圧していたリ
リーフ弁を廃止することができる。そして、圧力制御弁
５によりさらに吐出量が変動しても燃料レール内の燃料
圧力が一定となるように制御することで図８に示す特性
(ニ) に得ている。次に、圧力制御弁５の構成を図２〜図
５に基づいて説明する。

【００２１】図２に示すように、圧力制御弁５はボデイ
５７とカバー６３との境界でプレッシャプレート６１お
よびガスケット６２とともにダイアフラム６０を巻締め
固定している。ダイアフラム６０はその中央部を弁押さ
え部としてのバルブ押さえ５８とロアシート５９とによ
り挟持されており、ダイアフラム６０、バルブ押さえ５
８およびロアシート５９とが一体に往復動する。そし
て、ロアシート５９は、カバー６３の内壁とロアシート
５９との間に位置する圧縮コイルスプリング５４により
後述する第２圧力室としてのダイアフラム下部室６８方
向に付勢されている。

【００２２】この圧縮コイルスプリング５４に形状記憶
合金を用いることにより、後述するように燃料温度によ
って制御圧を可変することができる。圧縮コイルスプリ
ング５４が収容される第１圧力室としてのダイアフラム
上部室６９はパイプ６４により図示しないインテークマ
ニホールドと接続されており、このダイアフラム上部室
６９の内圧はインテークマニホールド内の負圧に設定さ
れている。

【００２３】一方、ボデイ５７には、前述した燃料配管
３２と接続されるパイプ５５がコネクタ５６を介して取
付けられている。またボデイ５７には燃料レール６に取
付け可能なコネクタ６６がフランジ６５により取付けら
れている。そして、このコネクタ６６の端部外周には圧
力制御弁５と燃料レール６とを液密に接続するためのＯ
リング６７が取付けられている。ボデイ５７内に形成さ
れるダイヤフラム下部室６８には、一端側にパイプ５５
を有する筒状のコネクタ５６が収容されている。このコ
ネクタ５６内には、円筒状の弁本体５２とこの弁本体５
２内を摺動可能な内ガイド５１ｂを有する弁部材５１が
収容されている。そしてこの弁部材５１は、弁本体５２
内に収容される圧縮コイルスプリング５３により開弁方
向に付勢されている。

【００２４】弁部材５１は、内ガイド５１ｂ側に向かっ
て先細りに形成されるテーパ状の当接部５１ｃを有して
おり、この当接部５１ｃと内ガイド５１ｂとの間には円
柱形状のスプール５１ａを有している。このスプール５
１ａの外径は前述した弁本体５２の内径よりわずかに小
径に形成されおり、図５に示すように弁本体５２の内壁
である外ガイド５２ａとスプール５１ａとの間には流路
としての環状溝５０が形成されている。またスプール５
１ａの軸方向長さｈによって後述するように開弁直後か
ら所定期間流路面積を所定値に保つことができる。

【００２５】図４に示すように、内ガイド５１ｂは、十
字状の径方向断面形状を有しており、スプール５１ａと
の接続部付近においては切欠部５１ｄが形成されてい
る。この切欠部５１ｄによって開弁直後からスプール５
１ａの軸方向長さｈ分の所定距離を移動すると流路面積
を急激に増加させることができる。図３に示すように、
弁部材５１の上端部に当接するバルブ押さえ５８の中央
分には、弁部材５１方向に突出する凸状球面を有する凸
状球面部としての球面部５８ａが形成されている。この
球面部５８ａが形成されていることにより、例えばダイ
アフラム６０の傾きによりバルブ押さえ５８が斜めに弁
部材５１に当接しても弁部材５１の上端面のほぼ中央に
球面部５８ａが当接することから、弁部材５１の軸に対
して斜めに加圧することを防止することができる。これ
により、弁本体５２の軸に対して弁部材５１が傾いて摺
動するのを防止できるため、弁本体５２の内壁と弁部材
５１側壁との摩耗を防止する効果がある。

【００２６】次に、内燃機関用燃料供給装置の作動を図
１および図２に基づいて説明し、さらに圧力制御弁５の
作動を図２、図５および図６に基づいて詳述する。図１
および図２に示すように、燃料タンク内の燃料は、燃料
ポンプ２によって汲上げられ加圧された後、低圧燃料フ
ィルタ２１、燃料配管３１、高圧燃料フィルタ４および
燃料配管３２を介して圧力制御弁５のパイプ５５に流入
する。そして、パイプ５５を介してコネクタ５６内に流
入した燃料は、図２に示すように弁部材５１の当接部５
１ｃが弁本体５２の弁座５２ｂより離座していると、当
接部５１ｃと弁座５２ｂとの間に形成される流路を通っ
て弁部材５１の切欠部５１ｄに流入する。この切欠部５
１ｄに流入した燃料は、弁部材５１の内ガイド５１ｂを
通抜けダイアフラム下部室６８内に流入し、コネクタ６
６を介して燃料レール６に供給され燃料噴射弁７から図
示しない内燃機関の吸気ポートに向けて噴射される。こ
のようにして、燃料タンクから汲上げられた燃料が燃料
噴射弁７から噴射される。なお、圧力制御弁５は、次に
詳述するように、ダイアフラム上部室６９とダイアフラ
ム下部室６８との差圧が所定値より大きくなると、弁部
材５１の当接部５１ｃが弁本体５２の弁座５２ｂに着座
して閉弁し、目標燃料圧力値まで圧力が低下すると、弁
部材５１の当接部５１ｃが弁本体５２の弁座５２ｂから
離座して開弁する。これにより、圧力制御弁５の下流側
に位置する燃料レール６内の燃料圧を一定値となるよう
に制御している。

【００２７】図２に示すように、ダイアフラム上部室６
９内の圧力すなわちインテークマニホールド圧と、ダイ
アフラム下部室６８内に導入される燃料圧力すなわち燃
料レール６内の燃料圧力と、ダイアフラム６９内に収容
される圧縮コイルスプリング５４の開弁方向の付勢力
と、圧縮コイルスプリング５３の閉弁方向の付勢力との
均衡によりバルブ押さえ５８の位置が変位する。そし
て、圧縮コイルスプリング５３の付勢力によりバルブ押
さえ５８に当接する弁部材５１は、バルブ押さえ５８の
変位によって閉弁方向または開弁方向に移動する。

【００２８】コネクタ６６に接続される燃料レール６に
ダイアフラム下部室６８内の高圧燃料が排出されると、
ダイアフラム下部室６８内の燃料圧が低下する。この燃
料圧の低下によりダイアフラム上部室６９の内圧と圧縮
コイルスプリング５４の付勢力との和が、ダイアフラム
下部室５８内の燃料圧と圧縮コイルスプリング５３の付
勢力との和より大きくなると、バルブ押さえ５８が開弁
方向に変位し、バルブ押さえ５８に押されて弁部材５１
が開弁する。

【００２９】このとき、図５(a) に示すように、弁部材
５１の閉弁時、弁部材５１の当接部５１ｃは弁本体５２
の弁座５２ｂに当接つまり着座している。したがって、
この状態では、図６のに示すように、リフト量がゼロ
になる。そして、バルブ押さえ５８の開弁方向の変位に
伴い弁部材５１が開弁方向に移動すると、図５(b) に示
すように、当接部５１ｃが弁座５２ｂより離座する。こ
のときの流路面積は前述したように弁部材５１のスプー
ル５１ａの周囲に形成される環状溝５０の径方向断面積
に相当し、図６で区間により表されている。つまり、
弁部材５１が閉弁状態から開弁状態に移行した直後から
スプール５１ａの軸方向長さｈ分の所定距離だけ移動す
る間は、流路面積が所定の微小値を保ちながら一定に保
持されることから、図６で区間においては流路面積が
所定微小値のまま変動しない。

【００３０】さらに、弁部材５１がスプール５１ａの軸
方向長さｈ分の所定距離より開弁方向に移動すると、図
５(c) に示すように、スプール５１ａの上方に形成され
る切欠部５１ｄによって図６に示すのように流路面積
が次第に増加し始める。この流路面積の増加により、図
５(c) の矢印で示すように弁本体５２内に燃料が流込
み、弁本体５２とバルブ押さえ５８との間を介してダイ
アフラム下部室６８内に燃料が流込む。これにより、ダ
イアフラム下部室６８内の燃料圧力は次第に増加するた
め、ダイアフラム上部室６９の内圧と圧縮コイルスプリ
ング５４の閉弁方向の付勢力との和より、ダイアフラム
下部室６８内の燃料圧力と圧縮コイルスプリング５３の
閉弁方向の付勢力との和の方が大きくなる。すると、バ
ルブ押さえ５８が圧縮コイルスプリング５４の付勢力に
抗して閉弁方向に変位する。このバルブ押さえ５８の閉
弁方向の移動により圧縮コイルスプリング５３によって
閉弁方向に付勢される弁部材が閉方向に移動できるた
め、図５(c) に示す全開弁状態から図５(b) に示す所定
面積状態を経由して、図５(a）に示す閉弁状態に移行す
る。

【００３１】これにより、燃料ポンプ２からの燃料の導
入が遮断されるため、燃料レール６への燃料排出が行わ
れると再びダイアフラム下部室６８内の燃料圧が低下す
る。すると、ダイアフラム上部室６９の内圧と圧縮コイ
ルスプリング５４との付勢力との和により、ダイアフラ
ム下部室６８内の燃料圧と圧縮コイルスプリング５３と
の付勢力との和が低下するため、前述したようにバルブ
押さえ５８が開弁方向に移動する。このようにダイアフ
ラム下部室６８内の燃料圧の増減を繰返すことで、バル
ブ押さえ５８の変位に伴い弁部材５１が閉弁方向または
開弁方向に移動するため、ダイアフラム上部室６９との
内圧とダイアフラム下部室６８の内圧とが所定の差圧を
保つことができる。したがって、ダイアフラム上部室６
９とダイアフラム下部室６８との所定の差圧、例えば２
０ｋＰa の圧力差を高精度に制御できる。

【００３２】次に、燃料ポンプ２の電動モータを制御す
る定電流型制御回路８を図７に基づいて説明する。図７
に示すように、定電流型制御回路８は、ポンプモータ駆
動回路７１、電圧増幅回路７２、出力制御回路７３およ
び電流検出抵抗７５から構成されている。ポンプモータ
駆動回路７１は、図示しないバッテリから燃料ポンプ２
の電動モータとしてのポンプモータ２ｍに供給される電
圧をスイッチング素子７４を介してオンオフ制御してい
る。そして、このポンプモータ駆動回路７１のオンオフ
制御は、出力制御回路７３によって制御されている。こ
の出力制御回路７３は、ポンプモータ２ｍを流れる電流
を電流検出抵抗７５により電圧に変換しその電圧を電圧
増幅回路７２により増幅して得られた電圧が所定電圧よ
り高いか低いかをコンパレータで比較することにポンプ
モータ駆動回路７１の制御を行っている。すなわち、ポ
ンプモータ２ｍを流れる電流が所定電流より大きいと
き、出力制御回路７３のコンパレータで比較する電圧が
高くなることから、ポンプモータ駆動回路７１がスイッ
チング素子７４をオフ状態に設定するように出力制御回
路７３がポンプモータ駆動回路７１を制御する。この制
御により、ポンプモータ２ｍに供給される電圧を遮断す
る。

【００３３】また、ポンプモータ２ｍを流れる電流が所
定電流より少ないとき、出力制御回路７３のコンパレー
タで比較する電圧が低くなることから、スイッチング素
子７４をオフ状態に設定することでポンプモータ２ｍに
電圧を供給する。このように、ポンプモータ２ｍを流れ
る電流を電流検出抵抗７５により検出することでポンプ
モータ２ｍを定電流制御している。

【００３４】なお、ポンプモータ２ｍをオンオフ制御す
るための所定電流値は、オン状態からオフ状態に移行す
る所定電流値よりオフ状態からオン状態に移行する所定
電流値を低く設定することで、いわゆるヒステリシス特
性をもたせている。これにより、オン状態からオフ状態
に移行する設定電流値とオフ状態からオン状態に移行す
る設定電流値とを同じ値に設定したときに生ずる不安定
な制御状態を回避することができる。

【００３５】また本実施例で示した定電流制御方式の他
に例えば電圧印可パルス幅を可変するいわゆるデューテ
ィ比制御により電流値を一定にする方式でも良い。この
ように、電動モータタイプの燃料ポンプ２のポンプモー
タ２ｍに供給される電力を定電流型制御回路８により電
流制御することで、図８に示す特性(ロ) を得ることがで
きる。ここで、図８に示す特性(イ) は、定電圧型制御回
路によりポンプモータを制御した場合の燃料吐出量に対
する燃料圧力の変動を示したものである。これら(イ) 、
(ロ) に示す特性によると、燃料レール６からの吐出量に
対する燃料レール内の燃料圧力は燃料吐出量が多いほど
低い傾向を示し、燃料吐出量が少ないほど燃料圧力が大
きくなる傾向を示している。ところが、特性(イ) と特性
(ロ) とを比較すると傾きが特性(ロ) の方が緩やかである
ため、吐出量の変動に伴う燃料圧力の変化が少ないこと
が判る。これは、電動モータタイプの燃料ポンプの場
合、一定電流で制御する特性(ロ) の方が一定電圧で制御
する特性(イ) より、吐出量の変化分ΔＱに対する燃料圧
力の変化分ΔＰの値が小さいためである。

【００３６】このように、吐出量の変化に対する燃料圧
力の変動が少ないと、前述した圧力制御弁５による圧力
制御により得られる特性(ニ) に近づけ易くなるため、圧
力制御弁５の機械的制御を容易にする効果がある。ま
た、特性(イ) から特性(ニ) へ近づけた特性(ロ) を得るこ
とにより燃料ポンプ２の吐出圧力範囲を狭くすることが
できるため、燃料ポンプ２からの吐出量が少ないとき、
燃料圧力の増加値が減少するため燃料ポンプ２と燃料レ
ール６とを接続する燃料配管３２の機械的強度を低減さ
せることができる。これにより、例えば燃料配管３２の
組付けコストを低減する効果がある。

【００３７】さらに、燃料を過剰に加圧する必要がない
ため、ポンプモータ２ｎの消費電流を軽減させることが
できる。これにより、燃料ポンプ２のポンプ効率を向上
させる効果がある。さらにまた、ポンプモータ２ｍの過
剰な回転が減るため、燃料ポンプ２の回転数を低減させ
ることができる。これにより、ポンプモータ２ｍの回転
による騒音を減少させる効果がある。

【００３８】図８に示す特性(ハ) および(ホ) が前述した
バルブ押さえ５８を開弁方向に変位させる圧縮コイルス
プリング５４を形状記憶合金から構成した場合の特性を
示したものである。ダイヤフラム下部室６８内に流入す
る燃料温度によって、形状記憶合金からなる圧縮コイル
スプリング５４の付勢力が変動する。すると、バルブ押
さえ５８の変位条件が変動するため、図８に示す(ハ) お
よび(ホ) の特性が得られるのである。例えば特性(ハ) は
燃料温度が高いときに得られ、特性(ホ) は燃料温度が低
いときに得られる。このように圧縮コイルスプリング５
４を形状記憶合金から構成すると、燃料温度に応じて圧
力制御弁の制御圧を可変することができる。

【００３９】以上説明したように、本実施例によると、
定電流型制御回路８により燃料ポンプ２のポンプモータ
を定電流制御することにより燃料レール６の吐出圧力範
囲を狭くすることができ、さらに圧力制御弁５による燃
料レール６の圧力制御を組合わせることによって燃料レ
ール６の燃料吐出量にかかわらず燃料圧力を一定の所定
圧に保持することできる。これにより、簡素な構成で燃
料ポンプの回転数制御ができる。したがって、リターン
レス燃料供給システムに用いられる燃料ポンプの回転数
制御を簡素な構成で可能にし、従来の複数のＩ／Ｏ出力
の情報により制御していた制御回路等を用いることなく
してリターンレス燃料供給システムを実現する効果があ
る。

【００４０】また、本実施例によると、弁部材５１に軸
方向長さｈのスプール５１ａを設けることで弁部材５１
が開弁直後から所定距離ｈの範囲において流路面積を一
定に保つことができる。これにより、内燃機関の低負荷
領域における少流量のときにおいても弁部材５１のリフ
ト量を大きくすることができるため、圧力脈動、内燃機
関の振動等で弁部材５１と弁本体５２とが衝突するのを
防止できる。したがって、弁部材５１により弁本体５２
の摩耗を防止するため弁作動を安定にする効果がある。

【００４１】さらに、本実施例によると、弁部材５１を
開弁方向に移動させるバルブ押さえ５８のほぼ中央部に
球面部５８ａを形成することから、例えばダイアフラム
６０が傾いた状態でバルブ押さえ５８を変位させたとし
ても、弁部材５１の上端面にはバルブ押さえ５８の球面
部５８ａの球面の一部が当接することになる。これによ
り、弁部材５１の軸に対して傾いた方向からバルブ押さ
え５８が当接するのを防ぐため、弁部材５１の側壁と弁
本体５２の内壁である外ガイド５２ａとの摩耗を防止す
ることができる。したがって、弁部材５１または弁本体
５２の摩耗による弁部材５１のがたつきを防止する効果
がある。

【００４２】さらにまた、本実施例によると、バルブ押
さえ５８を閉弁方向に変位させる圧縮コイルスプリング
５４を形状記憶合金で構成することにより、燃料温度に
応じて圧縮コイルスプリング５４の付勢力を可変させる
ことができる。これにより、ダイアフラム下部室６８内
に導入させる燃料の温度によってバルブ押さえ５８の変
位条件が変動するため、燃料温度に応じた圧力制御を可
能にした圧力制御弁５を実現する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の内燃機関用燃料供給装置の
構成図である。

【図２】本実施例による内燃機関用燃料供給装置の圧力
制御弁の縦断面図である。

【図３】本実施例による圧力制御弁の弁部材とバルブ押
さえとの当接状態を示す模式的断面図である。

【図４】図２に示す弁部材５１および弁本体５２のIV−
IV線断面図である。

【図５】本実施例による圧力制御弁の閉弁から開弁に至
るまでの各状態を示す説明図である。

【図６】圧力制御弁の弁部材のリフト量に対する流路面
積を示す特性図である。

【図７】本実施例による内燃機関用燃料供給装置の定電
流型制御回路のブロック図である。

【図８】本実施例による内燃機関用燃料供給装置の燃料
レールからの吐出量に対する燃料レール内の燃料圧力を
示す特性図である。

【符号の説明】

１ 燃料タンク ２ 燃料ポンプ ２ｍ ポンプモータ （電動モータ） ４ 高圧燃料フィルタ ５ 圧力制御弁 ６ 燃料レール ７ 燃料噴射弁 ８ 定電流型制御回路 ２１ 低圧燃料フィルタ ３１、３２ 燃料配管 ５０ 環状溝 （流路） ５１ 弁部材 （弁手段） ５２ 弁本体 （弁手段） ５３ 圧縮コイルスプリング（弁手段） ５４ 圧縮コイルスプリング ５８ バルブ押さえ （弁押さえ部） ５８ａ 球面部 （凸状球面部） ６０ ダイアフラム ６８ ダイアフラム下部室 （第２圧力室） ６９ ダイアフラム上部室 （第１圧力室）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータにより汲上げた燃料を吐出す
   る燃料ポンプと、 前記燃料ポンプの吐出燃料を内燃機関の燃料噴射弁に供
   給する燃料レールと、 前記燃料ポンプと前記燃料レールとの間に設けられ、前
   記燃料噴射弁への燃料供給圧を制御可能な圧力制御弁
   と、 前記電動モータへの供給電流を制御する定電流制御回路
   とを備えたことを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
2. 【請求項２】 前記圧力制御弁は、所定圧に設定される
   第１圧力室と、 前記燃料レール内の燃料圧が導入される第２圧力室と、 前記第１圧力室と前記第２圧力室とを液密に仕切り前記
   第１圧力室または前記第２圧力室の圧力変動により変位
   するダイアフラムと、 前記ダイアフラムの前記第２圧力室側に位置し付勢手段
   により前記第２圧力室側に付勢される弁押さえ部と、 前記弁押さえ部が当接し前記弁押さえ部の変位により前
   記第２圧力室と前記燃料ポンプの吐出側との連通を遮断
   または導通させる弁手段とを備え、 前記弁手段が閉状態から開状態に移行した後から所定距
   離の間、前記第２圧力室と前記燃料ポンプの吐出側とを
   所定微少流路面積の流路で導通させることを特徴とする
   請求項１記載の内燃機関用燃料供給装置。
3. 【請求項３】 前記圧力制御弁は、所定圧に設定される
   第１圧力室と、 前記燃料レール内の燃料圧が導入される第２圧力室と、 前記第１圧力室と前記第２圧力室とを液密に仕切り前記
   第１圧力室または前記第２圧力室の圧力変動により変位
   するダイアフラムと、 前記ダイアフラムの前記第２圧力室側に位置し前記第２
   圧力室方向に吐出する凸状球面部を有し付勢手段により
   前記第２圧力室側に付勢される弁押さえ部と、 前記凸状球面部が当接し前記弁押さえ部の変位により前
   記第２圧力室と前記燃料ポンプの吐出側との連通を遮断
   または導通させる弁手段とを備えたことを特徴とする請
   求項１記載の内燃機関用燃料供給装置。
4. 【請求項４】 前記圧力制御弁は、所定圧に設定される
   第１圧力室と、 前記燃料レール内の燃料圧が導入される第２圧力室と、 前記第１圧力室と前記第２圧力室とを液密に仕切り前記
   第１圧力室または前記第２圧力室の圧力変動により変位
   するダイアフラムと、 前記ダイアフラムの前記第２圧力室側に位置する弁押さ
   え部と、 形状記憶合金からなり前記第２圧力室に導入される燃料
   温度に応じた付勢力で前記第２圧力室方向に前記弁押さ
   え部を付勢する付勢手段と、 前記弁押さえ部が当接し前記弁押さえ部の変位により前
   記第２圧力室と前記燃料ポンプの吐出側との連通を遮断
   または導通させる弁手段とを備えたことを特徴とする請
   求項１記載の内燃機関用燃料供給装置。