(57)【要約】【課題】燃料噴射エンジンの燃料レール内の燃料圧力を緩和する燃料供給装置を提供する。【解決手段】エンジンが動作しているとき燃料ポンプ内の燃料を加圧し、燃料レールから燃料ポンプに向かっての燃料の逆流を防止する逆止弁を通して、加圧された燃料を搬送する。バイパス流路が、逆止弁の下流の位置と燃料ポンプの下流の位置の間と、逆止弁の上流とに連通している。装置の動作圧力未満のレベルに逆止弁の下流の燃料圧力を緩和するように、エンジンが動作していないとき、このバイパス流路は開いている。装置はこれを実行するために提供される。【選択図】図１
2008190527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を加圧するための燃料ポンプと、
該燃料ポンプの下流で連通し、それ自身を通り上記燃料ポンプへの燃料の逆流を防止する逆止弁と、
上記逆止弁と並列に配置され、上記燃料ポンプの下流で連通する燃料圧力制御装置と、を備え、
上記燃料圧力制御装置は、上記燃料ポンプが動作しているとき、そこを通る燃料の流れを不許可とし、上記燃料ポンプが動作していないとき、上記逆止弁の下流の燃料圧力を装置の動作圧力未満のレベルに緩和するように、そこを通る燃料の流れを許可することを特徴とする燃料噴射エンジンに吐出する加圧された燃料を供給する燃料供給装置。
【請求項２】
上記燃料ポンプの下流で連通し、上記逆止弁の上流で連通する入口と、上記燃料ポンプの上流で連通する出口とを有するフィルタ前部圧力制御弁を更に備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
上記逆止弁の下流で連通する燃料フィルタを更に備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
上記燃料ポンプの下流で連通し、上記燃料フィルタの上流で連通するジェットポンプと、上記燃料ポンプと該ジェットポンプとの間に配置されたアンティサイホン弁とを更に備えることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
上記燃料圧力制御装置が、フロースルー型調整器を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
上記燃料圧力制御装置が、標準型の調整器と、該標準型の調整器の下流に調整器用逆止弁とを備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
上記調整器用逆止弁の上流で連通する燃料フィルタを更に備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
上記燃料フィルタの下流で連通するジェットポンプと、該燃料フィルタと該ジェットポンプとの間に配置されたアンティサイホン弁とを更に備えることを特徴とする請求項７の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼エンジンのための燃料供給装置、特に、燃料噴射エンジンのためのリターンレス燃料供給装置における燃料圧力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リターンレス燃料供給装置は、燃料噴射内燃エンジンに、燃料を貯蔵し、加圧し、吐出するために、よく使われる。この燃料は、燃料タンクに貯蔵され、その燃料タンク内の燃料モジュールにより加圧され、装置の逆止弁とエンジン燃料レールへの燃料ラインを介し吐出される。逆止弁は、燃料レールの下流にある燃料噴射器が継続して使用可能となるよう燃料レールに燃料を維持するために、燃料レールから燃料タンクへの燃料の戻りを防止する。
【０００３】
この逆止弁と燃料レールの間と連通する圧力調整器は、装置の動作圧力を維持する。この圧力調整器の上流の端部は燃料レールの上流の燃料ラインと連通し、圧力調整器の下流の端部は燃料タンクと連通している。燃料モジュールによる燃料の加圧供給がエンジンの燃料圧力要求を超えているときは、圧力調整器は燃料の一部を供給ラインから燃料タンクへ排出する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、熱いエンジンが停止された後の一定期間によく発生するホットソーク状態の間、特に暑い天候の間、燃料レール内の燃料圧力は上昇する。燃料レールの圧力は、燃料レール内の燃料蒸気の形成を抑制するためには好ましい。しかし、比較的高い動作圧力での燃料レール内の圧力は、加圧された部品の耐久性の低下、燃料噴射器の漏えい、そして、エンジンの再起動のときに燃料噴射器を再度開くことの困難さを含むいくつかの問題を引き起こすことが考えられる。この圧力上昇を緩和することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの実施例による装置は、燃料噴射エンジンへ吐出するために加圧された燃料を供給する。この装置は、燃料を加圧する燃料ポンプと、燃料ポンプと下流において連通する逆止弁とを備え、逆止弁は、その逆止弁をとおり燃料ポンプに向かう燃料の逆流を防ぐ。この装置は、逆止弁と並列に配置され、燃料ポンプと下流で連通する燃料圧力制御装置をさらに備える。この燃料圧力制御装置は、燃料ポンプが動作しているときそこを通る燃料の流れを不許可とし、燃料ポンプが動作していないとき逆止弁の下流の燃料の圧力を装置の動作圧力未満の緩和するように、そこを通る燃料の流れを許可するように、構成されている。
【０００６】
もう一つの実施例において、燃料噴射内燃エンジンの燃料レール内のホットソークの圧力を緩和するために、エンジンが動作しているとき、燃料ポンプで燃料を加圧し、燃料レールから燃料ポンプに向かって燃料の逆流を防ぐ逆止弁を通る加圧された燃料を搬送する。この装置は、逆止弁の下流の位置と燃料ポンプの下流であり逆止弁の上流である位置との間を連通するバイパス流路を、エンジンが動作していないとき逆止弁の下流での燃料の圧力を装置の動作圧力レベル未満に緩和するように開口する。
【０００７】
本発明の実施例によって実現される少なくともいくつかの目的、特徴、利点は、燃料レール内の比較的低い圧力をもたらし、加圧される部品の耐久性の増加を可能にし、燃料噴射器の漏れを低減し、エンジンの再始動において燃料噴射器の再開を容易にし、比較的簡単な設計で、経済的な製造、組立で、頑丈で、耐久性があり、信頼性も高く、長い使用寿命を有する方法と装置とを提供することである。
【０００８】
当然、他の目的、特徴および利点は当業者へのこれらの開示により明白である。本発明を具体化する他の様々な方法と装置は上記の目的、特徴または利点を多かれ少なかれ達成するであろう。
【実施例１】
【０００９】
図１は、燃料噴射エンジン１２に加圧された燃料を供給するための燃料供給装置１０を図示する。一般的に、この装置１０は、装置の動作圧力でエンジン１２に燃料を供給し、燃料がエンジン１２に供給されていないとき、エンジン１２での燃料圧力を装置の動作圧力未満の圧力に制限・緩和するように構成されている。この装置１０は、燃料タンク（図示せず）内に配置される燃料吐出モジュール（図示せず）の一部分である。この装置１０、燃料吐出モジュール、燃料タンクは、エンジン１２への燃料を貯蔵し、加圧し、吐出するための燃料装置全体の一部である。
【００１０】
エンジン１２は、自動車用の燃料噴射内燃エンジンである。エンジン１２は、燃料装置から燃料を受け取るための一つ以上の燃料マニホールド又はレール（図示せず）と、その燃料レールの下流で連通し、燃料レールから燃料を受け取り、そして、エンジン１２の燃焼室内にその燃料を噴射するための一つ以上の燃料噴射器（図示せず）とを備える。しかし、どんなに適切なエンジンを考えても、エンジン１２は比較的高性能エンジンである火花点火直接噴射型（ＳＩＤＩ）のエンジンとなる。より具体的には、エンジン１２は５００馬力以上を出力することが可能な８気筒ガソリン燃料エンジンである。従って、このようなエンジンは、燃料噴射器において比較的高い燃料圧力を使用する。このように、装置の動作圧力も、また比較的高くなる。
【００１１】
燃料装置１０は、燃料の容積を規定する燃料リザーバ１４を備え、この容積は、通常、燃料タンク内の大きな燃料容積以内である。リザーバ１４は、底壁１６と、それから延びる側壁１８、２０とを備える。リザーバ１４は、燃料タンクからリザーバ１４内に初めの容積の燃料を入れるために、底壁１６に配置されたリザーバ逆止弁２２を備える。リザーバ１４は燃料タンクからリザーバ１４内に燃料を入れるために、底壁１６に配置された注入ポート２４をさらに備える。この注入ポート２４は、リザーバ１４の外側に配置された燃料スクリーン（図示せず）と連通している。
【００１２】
この装置１０は、リザーバ１４に配置された吸込側燃料スクリーン３０を通り、燃料を引き込む一つ以上の入口２８を有する燃料ポンプ２６を備える。燃料ポンプ２６は、燃料を加圧するように動作し、加圧された燃料がエンジン１２に向かって流れる一つ以上の出口３２を備える。燃料ポンプ２６は、エンジンの最大燃料需要よりも高い流量で燃料を供給する。電気モーターにより駆動される燃料ポンプのように、任意の適切な燃料ポンプが使われる。より具体的には、３相ブラシレスポンプのようなパルス幅変調ポンプである可変速度電気モーター燃料ポンプが使用される。燃料ポンプ２６は、２００−７００ＫＰａあるいは、他の適切な範囲を含む任意の適当な燃料圧力を供給する。圧力を操作する燃料装置は、エンジン燃料レール内の実際の圧力を監視し、それを望ましい燃料レール圧力と比較し、その望ましい燃料レール圧力を達成する必要に応じ、燃料ポンプ出力を増減するように燃料ポンプの回転速度を調整することにより、制御される。当業者は、適切な装置が、閉ループ制御を可能とするように、圧力および/または流量センサー、プロセッサ、メモリ、ソフトウェア（図示せず）を使用することを認識できるであろう。
【００１３】
さらに、または、可変速ポンプの代わりに、一つ以上の圧力リリーフバルブを前述の圧力制御機能を増強する、あるいは置き換わるよう、装置内で適切な場所に置くことができる。たとえば、エンジンと需要を越え燃料を排出するバイパス燃料調整器に最大燃料出力と下流の圧力を提供するために、燃料ポンプを、事実上、定速度で動作させることができる。
【００１４】
また、装置１０はジェットポンプ３４を備える。このジェットポンプ３４はリザーバ１４と連通する出口３６と、リザーバ１４のリザーバ入口２４と連通する入口３８とを備える。また、ジェットポンプ３４は、ジェットパス４２を通り燃料ポンプの出口３２の下流で連通するジェット入口４０を備える。入口２８から燃料ポンプ２６を通り出口３２に真空が引かれることを防止するために、アンティサイホン弁４４がジェット導管あるいはジェットパス４２内に置かれる。逆に、ジェットポンプ３４は、ポンプの入口２８に燃料が供給され続けるように十分な流量の燃料を、リザーバ入口２４を通し、引き込む。
【００１５】
さらに、装置１０は、燃料ポンプ２６の下流と連通するよう配置された逆止弁４６を備える。より具体的には、その逆止弁４６は、出口４８と、燃料ポンプ２６の出口３２と連通する入口５０とを備え、逆止弁４６を通り燃料ポンプ２６に向かう燃料の逆流を防ぐように構成にされている。逆止弁の任意の適切な型として、ボール逆止弁、ステムバルブあるいは傘型バルブ、戻りバネの有る・無しのものなどが使用される。逆止弁４６は、一般に燃料ポンプ２６からエンジン１２に向かう方向の自動的に流れを制限するために設けられる。
【００１６】
また、装置１０は適切な型としてフィルタ前圧力制御弁５２を備える。この圧力制御弁５２は、図示するように、バネ負荷ボール逆止弁のような適切な圧力リリーフ弁である。代替として、圧力制御弁５２は、適切な型の圧力調整器でもよい。圧力制御弁５２は、装置の最大動作圧力が約６００−７００ＫＰａのとき約６００−７００ＫＰａのレベルのような、任意の適切な圧力で開くように構成されている。したがって、圧力制御弁５２は自分自身を保持するか、あるいは、装置の動作圧力を維持することを助けることができる。いずれにせよ、この圧力制御弁５２は、逆止弁４６の入口５０の上流である、燃料ポンプ出口３２の下流と連通する入口５４を備える。また、圧力制御弁５２は、燃料タンクに戻し、燃料ポンプ入口２８の上流のリザーバ１４内に戻すよう、開いて燃料を排出する出口５６を備える。
【００１７】
また、この装置１０は、逆止弁４６の下流に配置される加圧側の燃料フィルタ５８を備える。この燃料フィルタ５８は、任意の適切な種類、形状、およびサイズである。しかし、一般に、燃料フィルタ５８は、円筒形の波形の繊維状要素（個別に表示しない）を有する。いずれにせよ、燃料フィルタ５８は出口６０と、燃料ポンプ２６、圧力制御弁５２および逆止弁４６の下流で連通する入口６２とを備える。
【００１８】
この装置１０は、逆止弁４６と燃料フィルタ５８と並行に接続されるバイパス流路６４を、更に備える。このバイパス流路６４は、その中に、エンジン１２での燃料圧力を制御する燃料圧力制御装置６６を備える。圧力制御装置６６は、装置動作圧力未満のレベルに逆止弁４６の下流の燃料圧力を緩和するように、燃料ポンプ２６が動作しているとき燃料の流れを許可せず、燃料ポンプ２６が動作していないとき燃料の流れを許可するよう構成されている。
【００１９】
燃料圧力制御装置６６は、逆止弁４６およびフィルタ５８の下流と連通する入口６８と、逆止弁４６の上流および燃料ポンプ２６の下流で連通する出口７０とを備える。言い換えれば、制御装置の出口７０は、燃料ポンプ入口２８の上流側でリザーバ１４内に戻るよう開いて排出される代わりに、燃料ポンプの出口３２の下流側に結合されている。より具体的には、出口７０は、圧力調整弁の入口５４の下流と、逆止弁の入口５０の上流とに連通している。その代わりにあるいはさらに、出口７０は、圧力制御弁の入口５４の上流と連通しても、あるいは、アンティサイホン弁４４の上流のジェットパス４２に接続してもいい。
【００２０】
制御装置６６は、圧力リリーフバルブ、圧力調整弁のような任意の適切な圧力制御弁７２を備える。例えば、典型的な圧力調整弁は、プリセットされた圧力範囲の上限で開き、その範囲の下限で閉じるよう較正されたバネによって予圧が加えられている。
【００２１】
もっと具体的には、図５に示すように、圧力制御弁７２は、当業者によく知られた装置である流過型圧力調整器１７２であり、任意の適切なフロースルー型調整器が使用される。図５に示すように、典型的なフロースルー型調整器１７２は、入口１７４、反対側に配置された出口１７６、および、それらの間の固定された弁頭を備える。また、ダイヤフラム１８６が、弁頭１８４と協働する弁座１９０を規定するフロースルー開口１８８と、弁頭１８４と密閉係合するようダイヤフラムの弁座１９０を予圧するバネ１９２とを備える。動作において、入口圧力が出口の圧力とバネの圧力を超えるとき、入口１７４での燃料圧力を制御し調整するよう燃料の流れが調整器１７２を通ることを許すように、ダイヤフラム１８６が弁頭１８４から離れる。
【００２２】
また、標準タイプの調整弁を含む他の種類の圧力調整弁も使われる。図６に示すように、典型的な標準の調整器２７２は、その調整器２７２の一方の端部で中央に配置された出口管２７６と、その出口管２７６の半径方向の外側で、調整器２７２の同じ端部に配置された入口２７４とを備える。また、弁頭２８４は、出口管２７６上に座２９０を係合するために弾性的に予圧され、バネ２９２により出口管２７６に向かって予圧されるダイヤフラム２８６により移動自在に支持される。動作において、入口圧力がバネ圧力を超えるとき、燃料の流れが調整器２７２を通ることを許すように、ダイヤフラム２８６は弁座２９０から離れる。この標準の調整器においては、出口管２７６内の燃料の逆流が、調整器２７２が閉じず、開くことになる。したがって、調整器２７２を通る逆流を防ぐために、逆止弁７８（図２、３）が標準調整器２７２の出口管２７６の下流で使用される。
【００２３】
いずれにせよ、この圧力制御弁７２は、フィルタ５８および逆止弁４６の下流と連通する入口７４と、エンジン１２と連通する上流の調整器への入口とを備える。 また、圧力制御弁７２は、燃料ポンプ２６の下流および逆止弁４６とフィルタ５８の上流と連通する出口７６を備える。
【００２４】
圧力制御弁７２は、装置の動作圧力未満の圧力で開くように構成されている。たとえば、もし装置の典型的な動作圧力が約６００ＫＰａくらいとすると、弁７２は、約４００ＫＰａくらいの圧力で開くように設定される。また、燃料ポンプ２６の通常の動作中に、フィルタ圧力降下のような装置の圧力低下によって、圧力制御弁７２の出口７６における圧力が制御弁７２の入口７４における圧力より大きくなる。したがって、燃料ポンプ２６が正常に動作しているとき、圧力制御弁７２とその出口７６を通る方向に向かって燃料は通らない。しかし、エンジン１２が停止された後など燃料ポンプ２６が動作していないとき、制御弁７２は燃料がそれを通ることを許可することができる。これは、一旦、燃料ポンプ２６からの圧力が事実上ゼロに降下すると、逆止弁４６が、燃料ポンプ２６と逆止弁４６の間の圧力を事実上ゼロに降下することを許すからである。したがって、制御弁７２の出口７６での圧力も降下し、制御弁７２は逆止弁４６の下流の装置の圧力を緩和するように開く。従来の構成とは異なり、圧力調整器は装置の動作圧力で開くように設定され、エンジン１２の燃料レール内のホットソーク圧力を緩和するように装置の動作圧力未満で制御弁７２が開く。これは、エンジンと燃料ポンプが動作していないとき、燃料レール内の燃料圧力を低減する。
【００２５】
図２は、もう一つの好ましい実施例の燃料供給装置２１０を示す。この実施例は、図１の実施例と多くの点で似ており、いくつかの図をとおして同様なあるいは対応する要素は、同様な番号を記す。また、共通する主要件の記述は、ここでは繰り返さない。
【００２６】
燃料供給装置２１０は、標準型の調整器である圧力制御弁７２を有する制御装置２６６を備え、さらに、圧力制御弁７２の下流と燃料ポンプ２６の上流に調整器用逆止弁７８を備える。もっと具体的には、調整器用逆止弁７８は、圧力制御弁７２の出口７６の下流と連通する入口８０と、逆止弁４６の入口５０および燃料フィルタ５８の入口６２の上流と、燃料ポンプ２６の出口３２の下流とに連通する出口８２とを備える。調整器用逆止弁７８は、燃料ポンプ２６から、調整器用逆止弁７８を通り、圧力制御弁７２への燃料の流れを防ぐように構成されている。ボール逆止弁、ステムバルブ、傘バルブなど、戻りバネの有無を含む任意の適当な型の逆止弁が使用される。
【００２７】
図３は、もう一つの好ましい実施例の燃料供給装置３１０を示す。この実施例は、図１、２の実施例と多くの点で似ており、いくつかの図をとおして同様なあるいは対応する要素は、同様な番号を記す。また、共通する主要件の記述は、ここでは繰り返さない。
【００２８】
この燃料供給装置３１０において、燃料フィルタ５８と逆止弁４６が逆に置かれており、燃料フィルタ５８が逆止弁４６の上流に配置されている。また、この構成において、ジェットポンプ３４は燃料フィルタ５８の下流と逆止弁４６の上流とに連通している。もっと具体的には、ジェットポンプ３４のジェット入口４０はそのまま逆止弁の入口５０の下流と連通しているが、燃料フィルタ５８の出口６０の下流とにも連通している。したがって、エンジンが停止した後ホットソークの間のように燃料ポンプ２６が動作していないとき、燃料フィルタ５８は加圧されず、ジェットポンプ３４は濾過された燃料を受け取る。
【００２９】
図４は、もう一つの好ましい実施例の燃料供給装置４１０を示す。この実施例は、図１、２の実施例と多くの点で似ており、いくつかの図をとおして同様なあるいは対応する要素は、同様な番号を記す。また、共通する主要件の記述は、ここでは繰り返さない。
【００３０】
この燃料供給装置４１０は、圧力制御装置６６が分離された調整器用逆止弁７８を備えないことを除き、図３の装置とほぼ同じである。したがって、その圧力制御弁７２はフロースルー型の調整器である。
【００３１】
これらの装置１０、２１０、３１０、４１０は、他の適切な部品を備える。たとえば、任意の適当な導管が様々な部品を相互接続し、任意の適当な留め金、コネクタ、付属部品などが使用される。
【００３２】
ここに開示された発明の形態は好ましい実施例を構成しているが、多くの他の形態が可能である。本発明のすべての可能な同等の形態はここに記述されていない。例えば、上記の実施例の任意の二つあるいはそれ以上を適当に組み合わせて、一つあるいはそれ以上の更なる実施例を規定してもよい。ここに使用されたものは限定でなく、本発明の精神あるいは範囲から逸脱せず、多様な変更が可能であることが理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による燃料噴射エンジンに加圧された燃料を供給するための装置の実施例の概略図である。
【図２】図１の装置の第１の変形の概略図である。
【図３】図１の装置の第２の変形の概略図である。
【図４】図１の装置の第３の変形の概略図である。
【図５】圧力制御弁の実施例の概略図である。
【図６】圧力制御弁の他の実施例の概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    燃料供給装置
１２    燃料噴射エンジン
１４    リザーバ
２６    燃料ポンプ
４６    逆止弁
５８    燃料フィルタ
６６    圧力調整装置
【図１】
2008190527.tif 000003
【図２】
2008190527.tif 000004
【図３】
2008190527.tif 000005
【図４】
2008190527.tif 000006
【図５】
2008190527.tif 000007
【図６】
2008190527.tif 000008