(57)【要約】【課題】戻り燃料と燃料ポンプからの燃料との両方でジェットポンプを作動させる。【解決手段】燃料供給装置は、リザーバ４を含む燃料供給モジュール２２を備える。燃料戻り通路３０には、第１戻り燃料チェック弁８０と、第２戻り燃料チェック弁８４とが設けられる。第１戻り燃料チェック弁８０は、リザーバ用のジェットポンプ７０、および／または燃料移送用のジェットポンプ７４へのみ戻り燃料を放出する。一方、第２戻り燃料チェック弁８４は、リザーバ４だけへ、直接に、戻り燃料を放出する。リザーバ４内に配置される電動型の燃料ポンプ５０は、燃料ポンプ用のチェック弁６６を備える。燃料ポンプ５０は、燃料戻り通路３０に十分な戻り燃料が流れないとき、作動状態におかれる。作動状態の燃料ポンプ５０は、上記ジェットポンプ７０、７４へのみ燃料を供給し、内燃機関へは燃料を供給しない。【選択図】図７
2011117443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内に設けられるリザーバを含み、前記燃料タンクの開口部を覆うフランジにより支持される燃料供給モジュールから燃料消費装置に燃料を供給する燃料供給装置において、
前記リザーバから前記燃料消費装置へ燃料を供給するための燃料供給通路と、
前記燃料消費装置によって消費されない戻り燃料を前記燃料タンクの内部へ戻すための燃料戻り通路と、
前記燃料タンクの内部に配置されたジェットポンプと、
前記戻り燃料を前記ジェットポンプへ放出する第１戻り燃料チェック弁と、
前記戻り燃料を前記リザーバの内部へ直接に放出する第２戻り燃料チェック弁と、
前記リザーバの内部に配置された電動型の燃料ポンプと、
前記燃料ポンプが前記ジェットポンプだけへ燃料を供給するように前記燃料ポンプに接続された燃料ポンプ用のチェック弁とを備えることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
さらに、前記燃料ポンプを制御する制御装置と、
前記燃料戻り通路に設けられ、前記燃料戻り通路の内部の燃料圧力を検出するとともに前記制御装置に入力する圧力検出器とを備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記第１戻り燃料チェック弁と前記第２戻り燃料チェック弁とは、前記燃料戻り通路から直接に燃料を受け入れるように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記ジェットポンプは、前記リザーバの内部に配置されたジェットポンプであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記ジェットポンプは、前記リザーバの外部から前記リザーバの内部へ燃料を移送するジェットポンプであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃料供給装置。
【請求項６】
燃料タンク内に設けられるリザーバを含み、前記燃料タンクの開口部を覆うフランジにより支持される燃料供給モジュールから燃料消費装置に燃料を供給する燃料供給装置において、
前記燃料消費装置によって消費されない戻り燃料を前記燃料タンクの内部へ戻すための燃料戻り通路と、
前記燃料戻り通路に設けられ、前記燃料戻り通路の内部の流量を計測する流量計と、
前記燃料タンクの内部に配置されたジェットポンプと、
前記燃料戻り通路によって前記燃料タンクの内部に戻された燃料を前記ジェットポンプへ放出する第１戻り燃料チェック弁と、
前記燃料戻り通路によって前記燃料タンクの内部に戻された燃料を前記燃料タンクの内部へ直接に放出する第２戻り燃料チェック弁と、
前記リザーバの内部に配置された電動型の燃料ポンプと、
前記燃料ポンプの作動および停止を制御する制御装置と
を備えることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項７】
さらに、前記燃料ポンプが前記ジェットポンプだけへ燃料を供給するように前記燃料ポンプに接続された燃料ポンプ用のチェック弁を備えることを特徴とする請求項６に記載の燃料供給装置。
【請求項８】
前記第１戻り燃料チェック弁と前記第２戻り燃料チェック弁とは、前記燃料戻り通路から直接に燃料を受け入れるように配置されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記ジェットポンプは、リザーバ用のジェットポンプまたは燃料移送用のジェットポンプであることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の燃料供給装置。
【請求項１０】
前記ジェットポンプは、リザーバ用のジェットポンプであり、
さらに、燃料移送用のジェットポンプを備え、前記第１戻り燃料チェック弁は、前記燃料移送用のジェットポンプにも戻り燃料を放出することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の燃料供給装置。
【請求項１１】
燃料供給装置の運転制御方法において、
所定量の燃料を燃料ポンプから燃料消費装置へ供給し、
燃料消費装置によって消費されない戻り燃料を単一の燃料通路である燃料戻り通路を通して前記燃料タンクの内部へ供給し、
前記燃料戻り通路を前記燃料タンク内において２つの分岐通路に分岐し、第１分岐通路を第１戻り燃料チェック弁と第１ジェットポンプとを通過させることを特徴とする燃料供給装置の運転制御方法。
【請求項１２】
圧力検出器によって前記燃料戻り通路の燃料圧力を検出し、
燃料圧力が閾値を上回ることが検出されると、電動型の燃料ポンプを停止させることを特徴とする請求項１１に記載の燃料供給装置の運転制御方法。
【請求項１３】
圧力検出器によって前記燃料戻り通路の燃料圧力を検出し、
燃料圧力が閾値を下回ることが検出されると、電動型の燃料ポンプを作動させることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の燃料供給装置の運転制御方法。
【請求項１４】
前記燃料ポンプから第１ジェットポンプと第２ジェットポンプとに燃料を供給することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の燃料供給装置の運転制御方法。
【請求項１５】
前記燃料戻り通路の内部の燃料を解放し圧力を解放するために第２戻り燃料チェック弁を開くことを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の燃料供給装置の運転制御方法。
【請求項１６】
前記第２戻り燃料チェック弁は前記リザーバに直接に開くことを特徴とする請求項１５に記載の燃料供給装置の運転制御方法。
【請求項１７】
第１分岐通路を第１戻り燃料チェック弁と第２ジェットポンプとを通過させることを特徴とする請求項１１から請求項１６のいずれかに記載の燃料供給装置の運転制御方法。
【請求項１８】
流量計によって前記燃料戻り通路の燃料流量を検出し、
燃料流量が閾値を上回ることが検出されると、電動型の燃料ポンプを停止させることを特徴とする請求項１１に記載の燃料供給装置の運転制御方法。
【請求項１９】
流量計によって前記燃料戻り通路の燃料流量を検出し、
燃料流量が閾値を下回ることが検出されると、電動型の燃料ポンプを作動させることを特徴とする請求項１１または請求項１８に記載の燃料供給装置の運転制御方法。
【請求項２０】
前記燃料ポンプから第１ジェットポンプと第２ジェットポンプとに燃料を供給し、
前記燃料戻り通路の内部の燃料を解放し圧力を解放するために第２戻り燃料チェック弁を開くことを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の燃料供給装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この項は、本発明に関連する背景技術を開示するが、それは公知の従来技術として開示されるものではない。現代の乗り物は燃料供給装置を備える。この燃料供給装置は、燃料供給モジュールと呼ばれる要素を含むことがある。燃料供給モジュールを備える燃料供給装置の一例は図１に図示される構成を有する。燃料供給モジュールは、燃料ポンプモジュールまたはインタンクモジュールとも呼ばれることがある。このような燃料供給モジュールは、燃料消費装置である内燃機関によって消費されなかった燃料を燃料タンク内へ戻すための燃料戻り通路２を備えることがある。燃料供給モジュールによって燃料タンクから内燃機関へ燃料が供給されるときに、同時に、燃料戻り通路２には、戻り燃料が流れる。燃料供給装置の全体の機能のうちの一部として、燃料噴射ポンプによって燃料供給通路６に負圧が生成される。これにより、燃料タンク内のリザーバ４から燃料が吸入され、内燃機関に供給される。内燃機関によって消費されなかった戻り燃料は、リザーバ４に戻される。戻り燃料は、燃料移送用のジェットポンプ８およびリザーバ用のジェットポンプ１０を通過する。燃料移送用のジェットポンプ８およびリザーバ用のジェットポンプ１０は、両方ともリザーバ４内に配置されている。燃料タンク内に低圧ポンプとしての燃料ポンプが配置されることがある。しかし、図示の例においては、リザーバ４内には燃料ポンプは配置されていない。
【０００３】
図２は、従来技術に係る燃料供給装置の部品のリザーバ４内における配置の他の例を示す。具体的には、リザーバ４を含む燃料供給モジュールは、内燃機関に燃料を供給するための燃料供給通路６を備える。一方で、燃料戻り通路２は、内燃機関によって消費されなかった戻り燃料をリザーバ４に直接に戻す。この構成においては、戻り燃料がジェットポンプを通過することはない。しかしながら、図２の燃料供給モジュールは、燃料移送用のジェットポンプ８およびリザーバ用のジェットポンプ１０に液体の燃料を加圧して供給する電動型の燃料ポンプ１２を採用し、リザーバ４内に配置している。リザーバ４内に電動型の燃料ポンプ１２を配置する図２の構成においては、燃料戻り通路２は、燃料移送用のジェットポンプ８またはリザーバ用のジェットポンプ１０との接続をもたない。しかし、その代わりに、電動型の燃料ポンプ１２が、燃料移送用のジェットポンプ８およびリザーバ用のジェットポンプ１０を正常に機能させるために、それらに接続されている。
【０００４】
本発明に係るモジュール部品および本発明に係るシステム構成を適用可能な燃料供給装置の一例として、特許文献１および特許文献２に記載の装置が知られている。これらの装置においては、燃料タンクの主槽は、少なくとも第１主槽部分と第２主槽部分とを含む複数の燃料槽を有する。第１主槽部分と第２主槽部分とは、燃料残量が所定量以下となった場合に、異なる燃料液位を提供する。このような燃料タンクの一例は、鞍型燃料タンクと呼ばれる。これらの装置においては、第２主槽部分の燃料を、第１主槽部分に移送する移送用のモジュールと、第１主槽部分の燃料をリザーバ内に汲み上げることができるリザーバ用のモジュールとを設けることができる。一例においては、移送用のモジュールは、第２主槽部分に設けられ、リザーバ用のモジュールは第１主槽部分に設けられる。移送用のモジュールは、第２主槽部分の燃料を、リザーバ内、すなわち副槽内に移送するように構成されてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，２８４，５４０号
【特許文献２】米国特許第７，５０６，６３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１および図２に図示された例は、それらの構成およびそれらの機能において、何ら相応の制限をも有していないというわけではなかった。
【０００７】
例えば、図１に図示された例においては、燃料戻り通路２の内部における燃料の流量と圧力は、燃料移送用のジェットポンプ８およびリザーバ用のジェットポンプ１０の正常な機能を生成させるために、いつでも十分である必要がある。さらに、図１に図示された例は、内燃機関の燃料噴射ポンプが、燃料移送用のジェットポンプ８およびリザーバ用のジェットポンプ１０を作動させるために十分な流量と圧力の余剰燃料を普通に供給することができるような適用対象にしか適用することができない。内燃機関の燃料需要が過剰に多い期間、戻り燃料の流量と圧力が不十分となり、燃料移送用のジェットポンプ８およびリザーバ用のジェットポンプ１０を燃料不足状態にするおそれがある。その結果、リザーバ４内の燃料液面の低下を引き起こすおそれがある。
【０００８】
例えば、図２に図示された例においては、電動型の燃料ポンプ１２は、燃料移送用のジェットポンプ８およびリザーバ用のジェットポンプ１０に十分な燃料の流量と圧力とを提供する必要がある。そのため、電動型の燃料ポンプ１２は、内燃機関が運転される全期間にわたって作動する必要がある。その結果、電動型の燃料ポンプ１２の寿命は短くなり、乗り物の発電機またはバッテリから供給される電力の消費を増加させる。
【０００９】
図１および図２に図示される、リザーバ４内の部品の配置は、それらの異なる用途において満足できるものである。しかし、内燃機関の燃料消費にかかわらず多くの種類の燃料供給装置に適用することができ、それでいて燃料ポンプによって電力が浪費されることのない、燃料供給のためのモジュール部品および燃料供給装置のためのシステム構成が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【００１１】
この項は、本発明に関する概略的な開示を与えるが、その全範囲またはその全特徴の包括的な開示ではない。本発明は、燃料供給装置として、または燃料供給モジュールとして把握することができる。さらに詳細には、内燃機関によって消費されることなく燃料タンクへ戻される戻り燃料と電動型の燃料ポンプから供給される燃料とを選択的に動力源として使用してジェットポンプをポンプとして作動させる半能動的作動状態を提供することができるディーゼル内燃機関用またはガソリン内燃機関用の燃料供給装置、または燃料供給モジュールとしても把握することができる。また、戻り燃料だけを動力源としてジェットポンプをポンプとして作動させる受動的作動状態と、戻り燃料に加えて電動型の燃料ポンプから供給される燃料も動力源としてジェットポンプをポンプとして作動させる半能動的作動状態とを選択的に提供することができるディーゼル内燃機関用またはガソリン内燃機関用の燃料供給装置、または燃料供給モジュールとしても把握することができる。
【００１２】
燃料供給装置は、燃料タンク内に配置される燃料供給モジュールを備えることができる。燃料供給モジュールは、燃料タンク内に配置されるリザーバを含む。燃料供給モジュールは、燃料タンクの開口部を覆うフランジにより燃料タンク内に支持される構成とすることができる。リザーバ４は、燃料タンク内に配置された燃料槽である。燃料タンクを主槽として、リザーバ４は副槽を提供する。リザーバ４は、サブタンクとも呼ばれる。リザーバ４は、燃料を安定して供給するための高い液面を確保する。燃料タンク内の燃料残量が減少した場合に、リザーバ４は、燃料タンク内の他の部位、すなわち主槽よりも高い液位を提供する。リザーバ４によって提供される副槽は、第１槽とも呼ぶことができる。燃料タンク内の主槽は、第１槽とは異なる液位の燃料を溜めることができる第２槽とも呼ぶことができる。一方、特許文献１および特許文献２に記載の構成においては、燃料タンクの主槽が、第１主槽部分と第２主槽部分とを備える。第１主槽部分と第２主槽部分とは、燃料残量が所定量以下となった場合に、異なる燃料液位を提供する。燃料タンクは、複数の独立した燃料タンクによって構成されてもよい。
【００１３】
燃料供給装置は、燃料を噴射することによって内燃機関などの燃料消費装置に燃料を供給する燃料噴射装置を含むことができる。燃料噴射装置は、少なくともひとつの燃料噴射弁を備える。複数の燃料噴射弁を備える場合、燃料分配管が設けられる。燃料分配管は、コモンレールとも呼ばれる。燃料分配管は、デリバリパイプとも呼ばれる。燃料噴射装置は、燃料タンクから燃料を吸入し、噴射のための圧力に加圧する燃料ポンプを備える。燃料ポンプは、電動型の燃料ポンプ、および／または高圧ポンプとしての燃料噴射ポンプによって提供される。燃料噴射ポンプは、燃料タンクから燃料を吸入するための低圧ポンプと、低圧ポンプによって吸入された燃料を内燃機関への噴射圧力に加圧する高圧ポンプとを備える。低圧ポンプは、サプライポンプとも呼ばれる。例えば、燃料噴射装置は、コモンレールを含むことができる。
【００１４】
燃料噴射装置は、リザーバから燃料消費装置へ燃料を供給するための燃料供給通路を備える。燃料供給通路は、燃料タンクの外部に設置されるサプライポンプの吸入側の通路によって提供される。また、燃料供給通路は、燃料タンク内に設置される電動型の燃料ポンプの吐出側の通路によって提供されることもある。燃料供給通路は、燃料供給モジュールのフランジを通して燃料タンクの内部から燃料タンクの外部へ延びるように配置される。
【００１５】
燃料噴射装置は、燃料消費装置によって消費されない戻り燃料を燃料タンクの内部へ戻すための燃料戻り通路を備える。戻り燃料は、一旦は燃料タンクから燃料供給装置に吸い込まれたが、燃料消費装置によって消費されることなく再び燃料タンクに戻される燃料である。戻り燃料は、燃料噴射装置から燃料タンクに戻される燃料ともいうことができる。戻り燃料は、複数の燃料噴射弁が接続された燃料分配管から排出された燃料、プレッシャレギュレータとも呼ばれる圧力調節弁から排出された燃料、燃料噴射弁から排出されたリーク燃料、および燃料噴射ポンプから排出された燃料の少なくともひとつを含むことができる。燃料分配管から排出された燃料には、コモンレールのプレッシャリミッタから排出された燃料、コモンレールのプレッシャディスチャージバルブから排出されたリーク燃料、デリバリパイプのプレッシャレギュレータから排出された燃料の少なくともひとつを含むことができる。ひとつの態様においては、燃料戻り通路は、燃料供給モジュールのフランジを通して配置することができる。この場合、燃料戻り通路は、燃料タンクの外部から燃料タンクの内部へ戻り燃料を戻すための通路である。他の態様においては、燃料戻り通路は、燃料タンク内に設置される燃料供給装置の構成部品から延びるように配置される。この場合、燃料戻り通路は、燃料タンク内の燃料供給装置の構成部品から燃料タンクの内部へ戻り燃料を戻すための通路である。
【００１６】
燃料供給装置の一部として、第１戻り燃料チェック弁と第２戻り燃料チェック弁とを備えることができる。第１戻り燃料チェック弁は、戻り燃料をジェットポンプへ放出する。一方、第２戻り燃料チェック弁は、戻り燃料をリザーバの内部へ直接に放出する。ジェットポンプは、ひとつまたは複数のジェットポンプを備えることができる。燃料供給装置は、燃料タンク内の主槽（第２槽）から、リザーバによって提供される副槽（第１槽）へ燃料を移送するリザーバ用の第１ジェットポンプを少なくとも備える。リザーバ用の第１ジェットポンプは、第２主槽部分から第１主槽部分内の副槽（第１槽）へ燃料を移送するジェットポンプを意味することもある。他の形態においては、燃料供給装置は、リザーバ用の第１ジェットポンプに加えて、移送用の第２ジェットポンプをさらに備えることができる。移送用の第２ジェットポンプは、第２主槽部分から第１主槽部分内の副槽（第１槽）へ、または第２主槽部分から第１主槽部分へ燃料を移送するジェットポンプによって提供することができる。また、移送用の第２ジェットポンプは、独立した他の燃料タンクから、燃料供給モジュールが設置された燃料タンクへ燃料を移送するジェットポンプによって提供することができる。
【００１７】
燃料噴射装置は、リザーバの内部に配置された電動型の燃料ポンプを備える。さらに、燃料噴射装置は、燃料ポンプがジェットポンプだけへ燃料を供給するように燃料ポンプに接続された燃料ポンプ用のチェック弁を備える。電動型の燃料ポンプと燃料ポンプ用のチェック弁とは、ジェットポンプだけへ燃料を供給し、燃料噴射装置および燃料消費装置へ燃料を供給しない。ひとつの態様においては、電動型の燃料ポンプと燃料ポンプ用のチェック弁とは、リザーバ用の第１ジェットポンプ、および移送用の第２ジェットポンプだけへ燃料を供給し、燃料噴射装置および燃料消費装置へ燃料を供給しない。
【００１８】
燃料供給装置の運転制御方法は、所定量の燃料を燃料ポンプから燃料消費装置へ供給し、燃料消費装置によって消費されない戻り燃料を単一の燃料通路である燃料戻り通路を通して燃料タンクの内部へ供給し、燃料戻り通路を燃料タンク内において２つの分岐通路に分岐することにより特徴付けられる。分岐された２つの分岐通路のうちの第１分岐通路を第１戻り燃料チェック弁と第１ジェットポンプとを通過させる。第１ジェットポンプは、例えば、リザーバ用のジェットポンプである。
【００１９】
燃料供給装置の運転制御方法は、さらに、圧力検出器によって燃料戻り通路の燃料圧力を検出し、燃料圧力が閾値を上回ることが検出されると、電動型の燃料ポンプを停止させることによって特徴付けられる。圧力検出器は、圧力センサまたは圧力−電気信号変換器とも呼ぶことができる。燃料供給装置の運転制御方法は、さらに、燃料圧力が閾値を下回ることが検出されると、電動型の燃料ポンプを作動させることによって特徴付けられる。燃料供給装置の運転制御方法は、電動型の燃料ポンプが作動しているとき、燃料ポンプから第１ジェットポンプと第２ジェットポンプとに燃料を供給することによって特徴付けられる。燃料供給装置の運転制御方法は、電動型の燃料ポンプが作動しているとき、燃料戻り通路の内部の燃料を解放し圧力を解放するために第２戻り燃料チェック弁を開くことによって特徴付けられる。電動型の燃料ポンプが生成する燃料圧力が第１戻り燃料チェック弁の開弁を妨げるとき、第２戻り燃料チェック弁の開弁によって燃料戻り通路の燃料圧力が解放される。第２戻り燃料チェック弁は、リザーバの中に直接に開口している。第１分岐通路は、第１戻り燃料チェック弁を通過し、第２ジェットポンプを通過する。第２ジェットポンプは、移送用のジェットポンプによって提供される。移送用のジェットポンプは、独立した他の燃料タンクから燃料供給モジュールが配置された燃料タンクへ、または、鞍型燃料タンクの第２主槽部分から第１主槽部分へ燃料を移送する。
【００２０】
この発明を適用可能な分野はここでの開示によって明らかにされる。この発明の概要における説明と具体的な例示とは、具体的な説明を与える用途だけを意図したものであって、本発明の技術的範囲を限定することを意図したものではない。
【００２１】
ここに説明された図面は、選択された実施形態を図示するためだけのものであって、すべての実用的な可能性を示すものではない。そして、ここに説明された図面は、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、従来の燃料供給モジュールを示す模式図である。
【図２】図２は、従来の燃料供給モジュールを示す模式図である。
【図３】図３は、乗り物としての車両の側面図であって、燃料供給装置を破線によって示している。
【図４】図４は、燃料噴射弁と燃料タンク内の燃料供給モジュールとを含む構成要素が描かれた燃料供給装置を示す模式図である。
【図５】図５は、燃料供給モジュールの装着箇所が描かれた燃料タンクの斜視図である。
【図６】図６は、燃料供給モジュールと燃料移送装置とを採用した鞍型燃料タンクの斜視図である。
【図７】図７は、本発明を適用した実施形態に係る燃料供給装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００２４】
図３から図７にわたる複数の図面を参照することによって、この開示に係る燃料供給装置と燃料供給モジュールとが説明される。この燃料供給装置は、広範囲にわたる複数種類のエンジンに適用することができる。その適用例のひとつが、燃料噴射ポンプの容量が可変の用途への適用である。この燃料供給装置は、例えば、いわゆるディーゼル型の内燃機関の燃料供給装置として利用することができる。燃料供給装置は、内燃機関の複数の気筒へ燃料を分配する燃料噴射装置を含む。よって、燃料供給装置は、燃料分配装置とも呼ぶことができる。
【００２５】
図３は、乗り物１４の一例としての自動車を示している。自動車１４は、燃料消費装置としての内燃機関１６と、燃料供給通路６と、燃料タンク２０と、燃料供給モジュール２２とを備える。燃料供給モジュール２２は、燃料タンク２０の内部に配置されている。燃料供給モジュール２２は、燃料タンク２０が液体の燃料を蓄えているとき、容積が変動する液体の燃料の中に浸されているか、またはそのような燃料に囲まれている。以下の説明は、いわゆるディーゼル型の内燃機関に一般的に使用されている燃料噴射ポンプを採用した燃料供給装置２４についてなされる。そこで、説明のために、液体の燃料は、ディーセル燃料、すなわち軽油であるものとする。しかしながら、本発明に関する開示は、ガソリン燃料、または他の液体燃料を採用する乗り物に広く適用可能なものであると理解されるべきである。燃料供給モジュール２２は、燃料供給通路６を通して内燃機関１６に燃料を供給するために用いられ、そのための装置の一部構成要素として貢献している。
【００２６】
図４は、燃料供給装置２４を示している。燃料供給装置２４においては、内燃機関に装着される複数の燃料噴射弁２６が燃料噴射弁のためのコモンレール２８から燃料を受け入れる。さらに、燃料供給装置２４においては、消費されなかった燃料が燃料タンク２０に戻される。内燃機関における燃料の燃焼を維持するために十分な高さの燃料圧力を実現するために、燃料は、コモンレール２８に到達する前に燃料噴射ポンプ３１によって加圧される。燃料が燃料噴射ポンプ３１を通過し、その後に燃料噴射弁２６を通過することができるように十分に清浄であるために、燃料は、燃料供給通路６に存在する燃料フィルタ３２を通過し、ろ過される。燃料噴射ポンプ３１は、燃料タンク２０から燃料を吸入し、噴射のための圧力に加圧する噴射用の燃料ポンプを提供する。燃料噴射ポンプ３１は、燃料噴射装置の構成部品として設けられている。燃料噴射ポンプ３１は、燃料タンクから燃料を吸入するための低圧ポンプと、低圧ポンプによって吸入された燃料を内燃機関への噴射圧力に加圧する高圧ポンプとを備える。ディーゼル型の内燃機関では、燃料を高圧に加圧するために、内燃機関によって駆動される燃料噴射ポンプ３１が用いられる。一方、火花点火式のガソリン用の内燃機関では、その噴射圧力が比較的低いため、燃料噴射ポンプ３１に代えて、燃料タンク内に配置された電動型の燃料ポンプを噴射用の燃料ポンプとして用いることができる。そのような噴射用の電動型の燃料ポンプは、燃料供給モジュール２２に搭載することができる。
【００２７】
図５は、鞍型ではない単槽型の燃料タンク２０を示している。燃料タンク２０は、燃料タンク２０の上面に開設された開口部３６を取り囲み区画する取り付け面３４を有している。取り付け面３４は、燃料供給モジュールのフランジ３８に適合した形状をもち、フランジ３８と接触する。より具体的には、図７に図示されるように、取り付け面３４は、フランジ３８の下面と接触する。従って、燃料供給モジュールのフランジ３８は、燃料タンク２０の開口部３６を覆う部材である。図５に図示された燃料タンク２０には、図７に図示された燃料供給モジュール２２の変形例を適用することができる。この変形例は、後述する移送用のジェットポンプ７４と、そのためのジェットポンプ通路７２とを備えていない。
【００２８】
図６は、ここに開示される図７に図示されるような燃料供給モジュール２２が用いられる鞍型の燃料タンク４２を示している。鞍型の燃料タンク４２は、第１主槽部分としての主室部４４と、第２主槽部分としての副室部５４と、これら主室部４４と副室部５４との間を燃料タンク４２の底面の隆起によって区画する鞍部４８とを有する。主室部４４は、電動型の燃料ポンプ５０を収容している。燃料ポンプ５０は、燃料供給モジュール２２の内部に装着されることができる。より具体的には、燃料ポンプ５０の吸入口が主室部４４内に溜まる燃料を吸入するように、燃料ポンプ５０が配置されている。この実施形態では、燃料ポンプ５０の全体が主室部４４内に配置されている。燃料ポンプ５０は、燃料供給モジュール２２のリザーバ４内に配置され、フランジ３８によって支持されている。
【００２９】
フランジ３８には、燃料供給通路６の一部を構成する出口５２が設けられている。燃料は、燃料タンク４２の主室部４４から、出口５２を通して、燃料噴射装置の燃料噴射ポンプに吸入される。フランジ３８には、燃料戻り通路３０の一部を構成する戻り口５３が設けられている。燃料ポンプ５０は、出口５２に直接的に接続されていない。燃料ポンプ５０は、燃料タンク４２の内部における燃料の移送にのみ使用される。
【００３０】
燃料タンク４２の主室部４４と副室部５４とは、鞍部４８と移送通路５６とを通して連通している。移送通路５６は、副室部５４から主室部４４へ鞍部４８を通って延在している。燃料は、副室部５４に設けられた移送モジュール４７から主室部４４に設けられた燃料供給モジュール２２とそのリザーバ４とへ移送される。このような構成、作動、および効果は、米国特許第７，２８４，５４０号、および米国特許第７，５０６，６３６号に記載されており、それらの記載を参照することができる。燃料供給モジュール２２は、図５の燃料タンク２０における場合と同様に、鞍型燃料タンク４２の上面５８から鞍型燃料タンク４２の内部に装着され、鞍型燃料タンク４２の上面５８から鞍型燃料タンク４２の内部に支持される。
【００３１】
図７を参照しながら、この開示に係る実施形態をさらに詳細に説明する。燃料供給モジュール２２のリザーバ４内に配置された燃料ポンプ５０は、信号線６３、６５を通して燃料ポンプ用の制御装置６２と電気的に接続されている。信号線６３、６５は、電動型の燃料ポンプ５０の電動機を作動させるための電源線である。制御装置６２は、電動型の燃料ポンプ５０の状態を、停止状態と作動状態との間で切り替えるように制御することができる。燃料ポンプ用の制御装置６２は、燃料戻り通路３０内の燃料の状態を示すひとつまたは複数の変量を計測する計測装置７１と電気的に接続されている。具体的には、計測装置７１は、燃料戻り通路３０の内部の燃料圧力を継続的に観測し計測する圧力検出器によって提供される。圧力検出器は、例えば、燃料タンク２０、４２の外側であって、燃料供給モジュール２２の近傍の燃料戻り通路３０に設けられる。他の例においては、計測装置７１は、戻り燃料の体積流量を計測する流量計によって提供される。流量計は、例えば、流れた戻り燃料の単位経過時間における体積を計測する。さらに、計測装置７１は、圧力または流量といった計測値または観測値を制御装置６２に入力可能な電気信号に変換する変換器を備えることができる。
【００３２】
燃料ポンプ５０は、燃料噴射ポンプ３１とは独立して制御され、作動状態または停止状態に置かれる。燃料噴射ポンプ３１は、燃料供給通路６を通して吸入フィルタ７から燃料を吸入し、内燃機関１６に直接的に燃料を供給する。燃料供給通路６は、燃料供給モジュールのフランジ３８を通して内燃機関１６に向けて延びている。燃料ポンプ５０は、内燃機関１６に直接に燃料を供給することはない。しかし、燃料ポンプ５０は、リザーバ４内に配置された少なくともリザーバ用のジェットポンプの作動を維持するための燃料を供給するように作動する。移送用のジェットポンプを備える場合、燃料ポンプ５０は、リザーバ用のジェットポンプと移送用のジェットポンプとの両方の作動を維持するための燃料を供給するように作動する。燃料ポンプ５０の作動によって、リザーバ４内から燃料が吸い上げられる。より具体的には、リザーバ４の底壁の内面７９に据え付けられた吸入フィルタ７８を通してリザーバ４の底壁の内面７９から、またはその近傍から燃料が吸い上げられる。
【００３３】
リザーバ４は、支柱９、１１によって燃料タンク２０、４２の底壁の内面１９上に、またはその近傍に固定されている。
【００３４】
単一の燃料流れとして燃料ポンプ５０から汲み上げられた燃料は、燃料ポンプ５０から燃料ポンプ用のチェック弁６６を通り、そして、２つの燃料流れに分岐される前に燃料ポンプ用のチェック弁通路６９を通過する。燃料ポンプ用のチェック弁６６は、燃料ポンプ５０によって汲み上げられたすべての燃料が通過するように、燃料ポンプ５０の上部に配置することができる。燃料ポンプ用のチェック弁６６は、燃料ポンプ５０からの液体の燃料が通過することを許容するが、燃料ポンプ５０が作動されないときにチェック弁通路６９から燃料ポンプ５０へ向けて液体の燃料が通過することを阻止する。燃料ポンプ用のチェック弁６６の中のスプリング６７は、燃料ポンプ５０が燃料を圧送していないとき、燃料ポンプ用のチェック弁６６を閉じるための付勢力を提供する。燃料供給モジュール２２がリザーバ用のジェットポンプ７０だけを備える場合、チェック弁通路６９は、リザーバ用のジェットポンプ通路６８に接続される。燃料供給モジュール２２がリザーバ用のジェットポンプ７０に加えて、さらに、移送用のジェットポンプ７４を備える場合、チェック弁通路６９は、リザーバ用のジェットポンプ通路６８と、移送用のジェットポンプ通路７２とに分岐する。リザーバ用のジェットポンプ７０を第１ジェットポンプ７０と呼び、移送用のジェットポンプ７４を第２ジェットポンプと呼んでもよい。
【００３５】
第１分岐流は、リザーバ用のジェットポンプ通路６８を通過し、リザーバ用のジェットポンプ７０に流入する。同時に、第２分岐流は、移送用のジェットポンプ通路７２を通過し、移送用のジェットポンプ７４に流入する。
【００３６】
リザーバ用のジェットポンプ７０は、流体流れの原理に従って機能する。リザーバ用のジェットポンプ７０は、ベンチュリ効果を生成し、リザーバ４内の燃料７６を所定の液位に維持するように、リザーバ４の底面に設けられたオリフィスまたは開口を通して燃料を吸引し、リザーバ４の外側の燃料タンク２０、４２内からリザーバ４内へ燃料を移送する。燃料７６の液位は、リザーバ４の底壁の内面に押し付けられた吸入フィルタ７８に燃料を吸入するために燃料ポンプ５０が必要とする液位である。
【００３７】
同様に、鞍型燃料タンク４２が用いられる場合、移送用のジェットポンプ７４が用いられる。移送用のジェットポンプ７４は、上記と同様のベンチュリ効果を生成するように作動し、燃料タンク４２の副室部５４から主室部４４へ移送通路５６を通して燃料を吸引し、移送する。
【００３８】
移送用のジェットポンプ７４は、図６に図示された鞍型燃料タンク４２と対比される複数の燃料タンクを備える構成にも用いることができる。複数の燃料タンクを備える構成においては、主室部４４に対応するひとつの独立した燃料タンクと、副室部５４に対応するひとつの独立した燃料タンクとが設けられる。それら複数の燃料タンクは、移送通路５６によって連結される。
【００３９】
図７に戻って、第１戻り燃料チェック弁８０は、リザーバ用のジェットポンプ７０を作動させるためのリザーバ用のジェットポンプ通路６８に燃料が流れることを許容するために、さらには、移送用のジェットポンプ７４を作動させるための移送用のジェットポンプ通路７２に燃料が流れることを許容するために使用されている。よって、第１戻り燃料チェック弁８０は、燃料戻り通路３０からリザーバ４内に向けて燃料が流れることだけを許容する一方向弁、または逆止弁である。燃料ポンプ５０が作動していないとき、内燃機関の燃焼運転において消費されない燃料は、燃料戻り通路３０と第１戻り燃料チェック弁８０とを通してリザーバ４に戻される。燃料ポンプ５０が作動していないとき、第２戻り燃料チェック弁８４は閉弁状態に置かれる。よって、内燃機関１６がスロットル全開の状態では運転されていないときのような、内燃機関１６への燃料供給が過剰なときには、第１戻り燃料チェック弁８０が利用される。電動型の燃料ポンプ５０が作動しているとき、以下に述べるように、戻り燃料は第１戻り燃料チェック弁８０を通過することができない。
【００４０】
図７は、さらに、第２戻り燃料チェック弁８４を図示している。第２戻り燃料チェック弁８４は、一方向弁、または逆止弁とも呼ぶことができる。すなわち、第２戻り燃料チェック弁８４は、リザーバ用のジェットポンプ通路６８および移送用のジェットポンプ通路７２に燃料を振り分けることなしに、戻り燃料がリザーバ４へ直接に放出され、流れ込むことを許容する。図７に図示されるように、第２戻り燃料チェック弁８４は、バイアススプリング８６によって、閉弁方向へバイアスされている。よって、燃料戻り通路３０に戻り燃料が流れないとき、第２戻り燃料チェック弁８４は、閉弁する。また、燃料戻り通路３０内の燃料の圧力がバイアススプリング８６に抗して第２戻り燃料チェック弁８４を開弁させるには不十分であるとき、第２戻り燃料チェック弁８４は、閉弁する。
【００４１】
図７において、リザーバ４から燃料を吸入するように燃料噴射ポンプ３１が作動するとき、所定量の戻り燃料が燃料戻り通路３０を通して燃料タンク２０、４２へ戻される。このような戻り燃料は、フランジ３８を貫通して燃料タンク２０、４２の外部から内部へ流れる。さらに、戻り燃料は、第１戻り燃料チェック弁８０を通して、第１戻り燃料チェック弁８０が設けられている燃料通路８８へ流れ込む。
【００４２】
燃料供給モジュール２２がリザーバ用のジェットポンプ７０だけを備える場合、燃料通路８８は、リザーバ用のジェットポンプ通路６８に接続される。燃料供給モジュール２２がリザーバ用のジェットポンプ７０に加えて、さらに、移送用のジェットポンプ７４を備える場合、燃料通路８８は、リザーバ用のジェットポンプ通路６８と、移送用のジェットポンプ通路７２とに分岐する。燃料供給モジュール２２がリザーバ用のジェットポンプ７０に加えて、さらに、移送用のジェットポンプ７４を備える場合、燃料は、燃料通路８８から出る際に、リザーバ用のジェットポンプ７０を作動させるためのリザーバ用のジェットポンプ通路６８と、移送用のジェットポンプ７４を作動させるための移送用のジェットポンプ通路７２とに分けられる。
【００４３】
サブタンク用のジェットポンプ７０および燃料移送用のジェットポンプ７４のどちらかあるいは両方が、電動型の燃料ポンプ５０による補助なしで、燃料戻り通路３０からの戻り燃料だけによって作動する。このような装置および運転制御方法は、「受動的」な燃料供給装置および「受動的」な運転制御方法と呼ぶことができる。上記の場合の運転制御状態は、「受動的モード」と呼ぶことができる。よって、受動的モードにおいては、燃料ポンプ５０は作動させられておらず、しかも、第１戻り燃料チェック弁８０だけが、サブタンク用のジェットポンプ７０および燃料移送用のジェットポンプ７４に燃料を流すことを許容するように開弁している。このような受動的モードで運転される間、過剰な量の燃料が内燃機関１６に供給される。例えば、内燃機関が始動のためのクランキング状態にないとき、または内燃機関がスロットル全開で運転されていないときである。内燃機関が始動のためのクランキング状態にないとき、または内燃機関がスロットル全開で運転されていないときには、リザーバ用のジェットポンプ７０と移送用のジェットポンプ７４とに供給される戻り燃料の量が減少する。
【００４４】
上述したような「受動的」な燃料供給装置および「受動的」な運転制御方法に代わるものとして、「半能動的」な燃料供給装置および「半能動的」な運転制御方法装置がある。その運転制御状態は、「半能動的モード」と呼ぶことができる。より具体的には、半能動的な運転制御の間中、電動型の燃料ポンプ５０は、少なくともリザーバ用のジェットポンプ７０を作動させるために使用される。移送用のジェットポンプ７４が上述のように構成され接続されている場合、半能動的な運転制御の間中、電動型の燃料ポンプ５０は、リザーバ用のジェットポンプ７０と移送用のジェットポンプ７４との両方を作動させるために使用される。よって、リザーバ用のジェットポンプ７０だけ、またはリザーバ用のジェットポンプ７０と移送用のジェットポンプ７４との両方をいつでも継続的に作動させるために、電動型の燃料ポンプ５０はいつでも継続的に作動することとなる。このような燃料ポンプ５０の継続的な作動は、内燃機関の低温始動の期間であっても、および内燃機関スロットルが全開の状態のような内燃機関１６が大量の燃料を必要とする期間であっても行われる。よって、半能動的な運転制御の間中、電動型の燃料ポンプ５０から供給される燃料と燃料戻り通路３０から供給される燃料とによって、第１戻り燃料チェック弁８０に互いに対向するように作用する２つの燃料の圧力が第１戻り燃料チェック弁８０の開弁を許容するとき、燃料は、第１戻り燃料チェック弁８０を通して流れる。燃料ポンプ用のチェック弁通路６９における燃料の圧力に起因して燃料戻り通路３０内の燃料の圧力が第１戻り燃料チェック弁８０を開弁させるには不十分である場合、第２戻り燃料チェック弁８４は、圧力を解放するために、かつ内燃機関１６から戻された過剰燃料をリザーバ４内に直接に流すことを許容するために開弁する。よって、第２戻り燃料チェック弁８４は、電動型の燃料ポンプ５０が連続的な作動を継続する間中、燃料戻り通路３０における戻り燃料の流れを許容する。
【００４５】
この実施形態によると、複数の弁８０、６６、８４とそれらの配置により、半能動的な運転制御状態において、ジェットポンプ７０、またはジェットポンプ７０、７４の動力源としての燃料流が、燃料戻り通路３０からの戻り燃料と、電動型の燃料ポンプ５０から供給される燃料とのいずれかに自動的に切り替えられる。具体的には、戻り燃料と、電動型の燃料ポンプ５０から供給される燃料との圧力に応じて、それらのうち高い圧力の燃料がジェットポンプに供給されるように、自動的に切り替えられる。第２戻り燃料チェック弁８４は、戻り燃料の圧力が所定の設定圧力以上になると開弁するように設定されている。
【００４６】
燃料供給装置２４の他の運転制御方法は、燃料ポンプの制御装置６２と圧力検出器のような計測装置７１との使用を含んでいる。この運転制御方法においては、制御装置６２は、電動型の燃料ポンプ５０の使用を、間欠的使用、または連続的使用とするために用いられる。制御装置６２は、戻り燃料がジェットポンプの動力源として十分であるとき電動型の燃料ポンプ５０を停止させ、戻り燃料がジェットポンプの動力源として不十分であるとき電動型の燃料ポンプ５０を作動させる制御手段を提供する。
【００４７】
より具体的には、内燃機関１６が作動しているとき、内燃機関１６によって駆動され、エンジンルーム内に配置されている燃料噴射ポンプ３１は、燃料を燃料タンク２０、４２から吸い上げ、内燃機関１６に供給するために十分な負圧を生成する。負圧による燃料の吸引は、内燃機関の回転速度に比例するが、内燃機関の回転速度にかかわらず、内燃機関による利用に十分な燃料より多い燃料が吸引される。内燃機関の運転に必要とされない過剰な燃料は、燃料タンク２０、または燃料タンク４２内のリザーバ４に戻される。この戻り燃料は、第１戻り燃料チェック弁８０だけを通してリザーバ４に戻される。そして、戻り燃料は、燃料タンク２０、４２、またはリザーバ４への連通を許容するいかなる他のバルブをも通ることはない。この形態によりリザーバ４へ流れる燃料によると、ジェットポンプ７０、７４は、上記形態に述べられた、あるいは従来技術に述べられたそれらの意図された位置から燃料を吸引するための負圧を生成するために十分な量の戻り燃料を受けることができる。
【００４８】
上述のような十分な体積の戻り燃料が燃料戻り通路３０を流れる場合、計測装置７１はひとつ、または複数のジェットポンプ７０、７４の作動のための戻り燃料が燃料供給モジュール２２において利用可能であることを検出し、計測装置７１は、そのことを示す電気信号を制御装置６２に送信する。この電気信号は、制御装置６２が電動型の燃料ポンプ５０を停止状態、または非作動状態に維持するために用いられる。このとき、ジェットポンプ７０、７４は、正常な燃料汲み上げ能力を発揮するために十分な動力源としての燃料流を、燃料戻り通路３０を通して内燃機関１６から戻される戻り燃料から得ることができるから、ジェットポンプ７０、７４に向けて動力源としての燃料流を供給可能な電動型の燃料ポンプ５０は停止状態とすることができる。
【００４９】
制御装置６２は、戻り燃料がひとつのジェットポンプ７０、または、２つのジェットポンプ７０、７４を作動させるために十分であるか、または不十分であるかを判定する判定手段を提供する。判定手段は、上述の計測装置７１を含むことができる。しかし、後述の実施形態に記載されるように計測装置７１は、戻り燃料の圧力、および／または流量を推定する手段によって代替することができる。制御装置６２は、戻り燃料がひとつのジェットポンプ７０、または、２つのジェットポンプ７０、７４を作動させるために十分であるとき、電動型の燃料ポンプ５０を停止状態とする停止制御手段を提供する。十分な戻り燃料によって、ジェットポンプ７０は、燃料タンク２０、４２内の燃料７７から所要の体積の燃料を吸引することができ、図７に図示されるようなリザーバ４内の燃料７６の液位、または図示より高い液位を確実に維持することができる。
【００５０】
燃料噴射ポンプ３１によって供給される燃料の１００％または１００％近くが内燃機関１６によって要求され、内燃機関１６によって消費されるとき、燃料戻り通路３０内の戻り燃料は、比較的少ない量となるか、または全く存在しない状態となる。内燃機関１６がクランキングされ大量の燃料を必要としているような低温始動の期間、または内燃機関１６がスロットル全開の状態で運転されている期間には、燃料戻り通路３０にはほとんど戻り燃料が存在しない。内燃機関の運転状態には、燃料噴射ポンプ３１によって圧送された燃料の１００％、または１００％近くを必要とする他の運転状態が存在しうる。
【００５１】
燃料戻り通路３０が全く戻り燃料を供給しないとき、または少なくともジェットポンプ７０を正常に作動させることができる量、もしくは２つのジェットポンプ７０、７４を備える場合にはそれら２つのジェットポンプ７０、７４を正常に作動させることができる量の戻り燃料を供給しないとき、計測装置７１は、そのような低燃料圧力、および／または低燃料体積流量の状態を検出し、そのことを示す電気信号を燃料ポンプの制御装置６２へ出力する。
【００５２】
制御装置６２は、計測装置７１からの上記電気信号を受けて、電動型の燃料ポンプ５０に電力を供給することを許容する電気信号を電動型の燃料ポンプ５０に出力する。これにより、制御装置６２と燃料ポンプ５０とは、リザーバ４内に残存する燃料を使って少なくともジェットポンプ７０を作動させることができる。
【００５３】
制御装置６２は、戻り燃料がひとつのジェットポンプ７０、または、２つのジェットポンプ７０、７４を作動させるために不十分であるとき、電動型の燃料ポンプ５０を作動状態とする作動制御手段を提供する。
【００５４】
電動式の燃料ポンプ５０が作動するとき、燃料は、ジェットポンプ７０、または２つのジェットポンプ７０および７４を作動させることができ、さらに第１戻り燃料チェック弁８０を閉弁させることができる燃料ポンプ用のチェック弁６６を通して流れることが可能となる。よって、電動型の燃料ポンプ５０が作動するとき、燃料はリザーバ４の内部に維持される。ジェットポンプ７０、７４は、リザーバ４内に設けられており、ジェットポンプ７０、７４の燃料吐出口はリザーバ４内に開口している。よって、燃料ポンプ５０からジェットポンプ７０、７４に供給された燃料は、再びリザーバ４内に戻される。燃料の液位は、リザーバ４内のいかなる水準に維持されてもよい。
【００５５】
第２戻り燃料チェック弁８４は、電動型の燃料ポンプ５０が作動しているときに開弁できるように構成され、そのように配置されている。より具体的には、第２戻り燃料チェック弁８４は燃料戻り通路３０内の燃料の圧力が所定の設定圧力以上に到達すると開弁するように構成されている。電動型の燃料ポンプ５０が作動するとき、電動型の燃料ポンプ５０によって生成される燃料通路８８内の燃料圧力が第１戻り燃料チェック弁８０を閉弁位置へ向けて押すから、第１戻り燃料チェック弁８０は閉弁する。よって、燃料戻り通路３０内の燃料圧力が第２戻り燃料チェック弁８４の設定値を上回ると、第２戻り燃料チェック弁８４は開弁し、リザーバ４内へ戻り燃料を直接に放出する。このとき、第２戻り燃料チェック弁８４は、いかなるジェットポンプをも通すことなく戻り燃料をリザーバ４内に向けて放出する。
【００５６】
燃料戻り通路３０内の圧力は、燃焼により生じた熱、および／または、乗り物が通過、もしくは停車する黒いアスファルト舗装のような比較的熱い面からの熱のような、エンジンルーム内の熱によって上昇することがある。第２戻り燃料チェック弁８４が開弁するための圧力の設定値は、第２戻り燃料チェック弁８４が設置される燃料供給装置および乗り物の構成、用途などの実使用条件に基づいて設定することができる。すなわち、スプリング８６のバネ定数は、スプリング８６が第２戻り燃料チェック弁８４において圧縮され、燃料戻り通路３０の内部における特定の燃料圧力以上においてスプリング８６が第２戻り燃料チェック弁８４を開弁させるように変更され、設定される。
【００５７】
内燃機関の燃料消費量と燃料噴射ポンプ３１の能力とは、燃料戻り通路３０における上記特定の燃料圧力を規定する役目を果たし、第２戻り燃料チェック弁８４の開弁を支配する。
【００５８】
以上に述べたように、燃料戻り通路３０は、燃料供給モジュール２２において第１分岐通路８８と第２分岐通路とに分岐する。第１分岐通路８８には、第１戻り燃料チェック弁８０が設けられる。第２分岐通路は、リザーバ４内に向けて開口している。第２分岐通路には、第２戻り燃料チェック弁８４が設けられる。第１戻り燃料チェック弁８０の下流側には、ジェットポンプ７０、７４が設けられる。第１分岐通路８８は、第１戻り燃料チェック弁８０の下流側において、通路６８と通路７２とに分岐する。通路６８と通路７２とは、それぞれがジェットポンプ７０、７４の動力源としての燃料入口に接続される。ジェットポンプ７０、７４の出口は、リザーバ４内に開口している。
【００５９】
電動型の燃料ポンプ５０の出口は、通路６９の一端に接続されている。通路６９の他端は、第１戻り燃料チェック弁８０とジェットポンプ７０、７４との間の通路８８、６８、７２に接続されている。通路８８、６８、７２、６９の接続部は、通路８８と通路６９とを合流させるとともに、それらを通路６８、７２へ分岐させる接続部によって提供することができる。燃料ポンプ５０によって加圧された燃料は、そのすべてが通路６９に流れる。燃料ポンプ５０は、羽根車を備える非容積型のポンプによって提供することができる。通路６９には、燃料ポンプ用のチェック弁６６が設けられている。
【００６０】
第１戻り燃料チェック弁８０は、燃料戻り通路３０からジェットポンプ７０、７４へ向かう流れのみを許容する。第１戻り燃料チェック弁８０は、燃料戻り通路３０から供給される戻り燃料の圧力が、燃料ポンプ５０から供給される燃料の圧力より高いときにのみ開弁するように構成することができる。燃料ポンプ用のチェック弁６６は、燃料ポンプ５０から第１戻り燃料チェック弁８０およびジェットポンプ７０、７４へ向かう流れのみを許容する。燃料ポンプ用のチェック弁６６は、燃料ポンプ５０から供給される燃料の圧力が、第１戻り燃料チェック弁８０から供給される戻り燃料の圧力より所定圧力だけ高いときにのみ開弁するように構成することができる。第２戻り燃料チェック弁８４は、燃料戻り通路３０からリザーバ４へ向かう流れのみを許容する。さらに、第２戻り燃料チェック弁８４は、燃料戻り通路３０内の圧力が所定の圧力以上に上昇したときにのみ開弁する。第２戻り燃料チェック弁８４は、燃料戻り通路３０内の圧力が、ジェットポンプ７０，７４を正常に作動させることができる圧力以上に上昇したときにのみ開弁するように構成することができる。
【００６１】
さらに、燃料戻り通路３０にジェットポンプ７０，７４を正常に作動させるために十分な戻り燃料が流れないときにだけ、言い換えると戻り燃料の燃料流量が不十分なときにだけ、燃料ポンプ５０を作動状態にする制御装置６２が設けられる。この実施形態によると、受動的な運転制御状態と、半能動的な運転制御状態とが自動的に切り替えられる。
【００６２】
この開示に係る実施形態は多くの有利な効果を提供する。
【００６３】
第１に、圧力または体積流量を検出する計測装置７１によって検出された燃料戻り通路３０内の燃料の圧力に応じて電動型の燃料ポンプ５０を間欠的に作動状態と停止状態とにおくことによって、乗り物の電気的なシステム上における電力消費が低減される。
【００６４】
第２に、燃料戻り通路３０内の燃料圧力がジェットポンプ７０、７４を作動させるために必要な圧力を下回る圧力に到達している時にだけ、電動型の燃料ポンプ５０が作動されるから、電動型の燃料ポンプ５０の実用的な寿命を延ばすことができる。よって、電動型の燃料ポンプ５０は、内燃機関１６が運転されている全期間にわたって連続して作動されることがない。
【００６５】
第３に、この開示に係る実施例のさらに他の有利な効果は、燃料用の複数の弁６６、８０、および８４が、燃料供給モジュールのフランジ３８の下に配置されていることである。言い換えると、燃料用の複数の弁６６、８０、および８４が、燃料供給モジュール２２に設けられていることが有利な効果を提供する。また、別の観点では、燃料用の複数の弁６６、８０、および８４が、燃料タンク２０、４２の内部に配置あされていることが有利な効果を提供する。よって、燃料用の複数の弁６６、８０、および８４は、燃料供給モジュール２２として予め組み立てることができる。また、燃料用の複数の弁６６、８０、および８４は、単一のユニットとして燃料タンク２０、４２内に組み付けることができる。
【００６６】
この開示に係る実施形態の他の適用例においては、正常な機能を維持しながら、計測装置７１が取り除かれる。この代替的な制御装置においては、燃料吸入量と、燃料消費量とが演算処理によって推定され、それらの差から戻り燃料の量が演算処理によって算出される。より具体的には、燃料タンク２０、４２のような燃料取り入れ部における燃料吸入量は、内燃機関１６の回転数に依存する燃料噴射ポンプの燃料吸入能力または燃料吸引能力に基づいて推定することができる。一方、内燃機関１６による燃料消費量は、内燃機関の負荷、スロットルの開度、内燃機関の回転数、燃料噴射弁の開弁パルス幅、および他の変数に基づいて推定することができる。従って、燃料戻り通路３０内を燃料タンク２０、４２に向けて戻される戻り燃料の量を推定することは、燃料取り入れ部における燃料吸入量から、内燃機関１６による燃料消費量を減算することによって実施可能である。
【００６７】
制御装置６２は、燃料供給装置の作動量を示す変数を示すこれらの情報、すなわち燃料タンク２０、４２から内燃機関１６への供給のために燃料供給装置へ取り入れられた燃料量、内燃機関によって消費された燃料量、および燃料戻り通路３０を通して燃料タンク２０、４２へ戻る戻り燃料の量を利用することができる。例えば、戻り燃料の量、すなわち体積流量が所定の閾値を越える場合、燃料ポンプ５０は作動状態から停止状態に切り替えられるか、停止状態を継続するように制御される。一方、戻り燃料の体積流量が上記所定の閾値を下回る場合、燃料ポンプ５０は停止状態から作動状態に切り替えられるか、より多い量の燃料を圧送するように制御される。計測装置７１なしで燃料供給装置を制御することの有利な効果は、燃料供給装置における部品数の低減と、それに応じたコストの低減である。
【００６８】
この開示において、構成要素または構成層が、他の構成要素または構成層に対して、「上に」、「連結され」、「接続され」、または「結合され」と記載されて表現されるとき、それは、他の構成要素または構成層に対して上に直接にあるか、直接に連結されているか、直接に接続されているか、または直接に結合されていることを意味しているか、または、他の介在要素または介在層が存在していることを意味している。反対に、構成要素または構成層が、他の構成要素または構成層に対して、「上に直接に」、「直接に連結され」、「直接に接続され」、または「直接に結合され」と記載されて表現されるとき、そこには他の介在要素または介在層が存在しないことを意味している。構成要素の間の関係を表現する他の用語も、同様に解釈されるべきである。例えば、「間に」と「間に直接に」との意味、および「隣接して」と「直接に隣接して」との意味である。ここでは、用語「および/または」は、関連付けて挙げられた複数の要素のうちのひとつまたは複数の組み合わせのいかなるものも、そしてすべてを含むものである。
【００６９】
以上に述べた実施形態の説明は、図示と説明のために与えられたものである。そこには、発明を限定する意図や、網羅的にする意図はない。それぞれの個別の構成要素、または特定の実施形態の特徴は、その特定の実施形態に限定されない。しかし、具体的に図示され説明されていない限り、適用可能であれば、それらは互いに入れ替え可能であり、特定の選ばれた実施形態において利用可能である。それぞれの個別の構成要素、または特定の実施形態の特徴は、多くの手法に変形可能でもある。それらの変形例は本発明からの派生物として考慮されるべきではなく、すべてのそれらの変形例は本発明の技術的範囲に属するべきものとして意図されている。
【符号の説明】
【００７０】
４  リザーバ、６  燃料供給通路、７  吸入フィルタ、９  支柱、１１  支柱、２０  燃料タンク、２２  燃料供給モジュール、３０  燃料戻り通路、３８  フランジ、４２  燃料タンク、５０  電動型の燃料ポンプ、６２  燃料ポンプ用の制御装置、６６  燃料ポンプ用のチェック弁、７０  リザーバ用のジェットポンプ、７１  計測装置、７４  移送用のジェットポンプ、７８  吸入フィルタ、８０  第１戻り燃料チェック弁、８４  第２戻り燃料チェック弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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