(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタと、
燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと、
燃料タンクから前記吸気通路噴射用インジェクタに燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、
前記低圧燃料ポンプから供給される燃料を昇圧して前記筒内噴射用インジェクタに燃料を圧送する高圧燃料ポンプとを備える内燃機関の燃料供給装置であって、
前記高圧燃料ポンプの吸入口に第１の燃料路と、第２の燃料路と、第３の燃料路とを有する熱伝導性に優れる材料から形成された継手が設けられ、
前記低圧燃料ポンプの吐出口と前記第１の燃料路とを接続し、
前記吸気通路噴射用インジェクタの吸入口と前記第２の燃料路とを接続し、
前記高圧燃料ポンプの吸入口に前記第３の燃料路がガスケットを介して直接接続されている、
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記第１の燃料路と前記第２の燃料路の少なくとも一方は、互いに異なった方向に延在する第１部分と第２部分とを有している、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
請求項１または２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタと、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタとを備える内燃機関がある。
この内燃機関では、燃料タンクから吸気通路噴射用インジェクタに燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、低圧燃料ポンプから供給される燃料を昇圧して筒内噴射用インジェクタに燃料を圧送する高圧燃料ポンプとを備えている。
高圧燃料ポンプは、内燃機関に組み付けられるため、内燃機関からの受熱により高温になり易く、したがって、高圧燃料ポンプ内部に滞留する燃料も高温となる。
高圧燃料ポンプが高温になると耐久性の向上を図る上で不利となり、また、燃料が高温となると燃料の一部が蒸発して気泡を生じる場合があるため、筒内噴射用インジェクタから噴射される燃料の噴射量に影響を与えることが懸念される。
そこで、特許文献１には、高圧燃料ポンプから圧送された燃料を燃料タンクに戻すリターン配管を設けて冷却を図るようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２１０１３−１５０７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では燃料配管の数が多くなり複雑となる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、高圧燃料ポンプの冷却を図りつつ吸気通路噴射用インジェクタによる燃料の噴射量の安定化を図る上で有利な内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタと、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと、燃料タンクから前記吸気通路噴射用インジェクタに燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、前記低圧燃料ポンプから供給される燃料を昇圧して前記筒内噴射用インジェクタに燃料を圧送する高圧燃料ポンプとを備える内燃機関の燃料供給装置であって、前記高圧燃料ポンプの吸入口に第１の燃料路と、第２の燃料路と、第３の燃料路とを有する熱伝導性に優れる材料から形成された継手が設けられ、前記低圧燃料ポンプの吐出口と前記第１の燃料路とを接続し、前記吸気通路噴射用インジェクタの吸入口と前記第２の燃料路とを接続し、前記高圧燃料ポンプの吸入口に前記第３の燃料路がガスケットを介して直接接続されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記第１の燃料路と前記第２の燃料路の少なくとも一方は、互いに異なった方向に延在する第１部分と第２部分とを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、低圧燃料ポンプにより燃料タンクから比較的低温の燃料が第１の燃料路および第２の燃料路を経由して吸気通路噴射用インジェクタに圧送されることにより継手を介して比較的低温の燃料と高圧燃料ポンプとの間で熱交換がなされ高圧燃料ポンプが冷却される。
したがって、高圧燃料ポンプの冷却を図ることで、高圧燃料ポンプの耐久性の向上を図る上で有利となり、高圧燃料ポンプに滞留する燃料の温度が過剰に上昇することを抑制できるため、筒内噴射用インジェクタから噴射される燃料の噴射量を安定化を図る上で有利となる。また、リターン配管等を設けるとことなく、高圧燃料ポンプ冷却することができる。
また、本発明によれば、第１の燃料路と第２の燃料路の少なくとも一方が第１部分と第２部分とを有することにより、流路の長さを大きくでき、流路面積を大きくできるため、比較的低温の燃料により継手がより冷却され、高圧燃料ポンプをより効率よく冷却する上で有利となる。
また、本発明によれば、第３の燃料路と高圧燃料ポンプとの間で直接熱交換がなされるため、高圧燃料ポンプの冷却効率を高める上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給装置の構成図である。
【図２】第１の実施の形態における継手の構成を示す図である。
【図３】第２の実施の形態における継手の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施の形態の内燃機関の燃料供給装置１０は、吸気通路噴射用インジェクタ１２と、筒内噴射用インジェクタ１４と、低圧燃料ポンプ１６と、高圧燃料ポンプ１８と、第１の低圧燃料管２０と、第２の低圧燃料管２２と、第３の低圧燃料管２４と、高圧燃料管２５と、継手２６と、エンジンＥＣＵ２８とを含んで構成されている。
なお、本実施の形態では、内燃機関（以下エンジンという）が４気筒である場合について説明する。
吸気通路噴射用インジェクタ１２は、吸気通路に燃料を噴射するものであり、本実施の形態では、各気筒に対応して合計４つの吸気通路噴射用インジェクタ１２が設けられ、各吸気通路噴射用インジェクタ１２は、低圧デリバリパイプ３０に接続されている。なお、吸気通路噴射用インジェクタ１２が燃料を噴射する吸気通路とは、シリンダヘッドの吸気ポート、あるいは、インテークマニホールドの吸気通路部である。
【０００９】
筒内噴射用インジェクタ１４は、燃焼室内に燃料を噴射するものであり、本実施の形態では、各気筒に対応して合計４つの筒内噴射用インジェクタ１４が設けられ、各筒内噴射用インジェクタ１４は、高圧デリバリパイプ３２に接続されている。
低圧燃料ポンプ１６は、燃料タンク３４から吸気通路噴射用インジェクタ１２に燃料を圧送するものであり、燃料タンク３４から燃料を吸入する吸入口１６０２と、燃料を吐出する吐出口１６０４とを備えている。
低圧燃料ポンプ１６は、電気式の燃料ポンプで構成されている。
【００１０】
高圧燃料ポンプ１８は、低圧燃料ポンプ１６から供給される燃料を昇圧して筒内噴射用インジェクタ１４に燃料を圧送するものである。
高圧燃料ポンプ１８は、エンジンに取り付けられプランジャ用シリンダが設けられたケースと、ケースに設けられた吸入口１８０２および吐出口１８０４と、前記プランジャ用シリンダに組み込まれポンプ駆動用カムにより往復移動され吸入口１８０２から燃料を吸い込み吐出口１８０４から燃料を加圧して吐出させるプランジャと、吸入口１８０２側に設けられた電磁弁と、吐出口１８０４側に設けられた逆止弁とを含んで構成されている。
吐出口１８０４は、高圧燃料管２５を介して高圧デリバリパイプ３２に接続されている。
【００１１】
電磁弁が開弁された状態でプランジャがカムシャフトにより駆動され、吸入口１８０２から燃料がプランジャ用シリンダに吸引される。
電磁弁が閉弁された状態でプランジャが駆動され、燃料がプランジャ用シリンダで圧縮され逆止弁を介して吐出口１８０４から吐出される。
【００１２】
図２に示すように、継手２６は、熱伝導性に優れる材料から形成された本体部２６０２を有し、本体部２６０２の内部には互いに連通する第１の燃料路２６０４と、第２の燃料路２６０６と、第３の燃料路２６０８とが形成されている。このような本体部２６０２の材料として鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛合金、銅、真鍮などの熱伝導性に優れる従来公知の様々な金属材料や高熱伝導性樹脂などが使用可能である。
第１の燃料路２６０４、第２の燃料路２６０６、第３の燃料路２６０８の各開口には、それぞれ取り付け部２６１０、２６１２、２６１４が設けられている。
なお、本体部２６０２を肉厚に形成し、本体部２６０２の熱容量を大きく形成しておくと、後述する本実施の形態の効果を発揮する上でより有利となる場合がある。
【００１３】
図１、図２に示すように、第１の低圧燃料管２０の一端は、低圧燃料ポンプ１６の吐出口１６０４に接続され、他端は、第１の燃料路２６０４の開口の取り付け部２６１０にクイックコネクタ３５Ａを介して接続されている。
第２の低圧燃料管２２の一端は、第２の燃料路２６０６の開口の取り付け部２６１２にクイックコネクタ３５Ｂを介して接続され、他端は低圧デリバリパイプ３０に接続されている。
第３の低圧燃料管２４の一端は、第３の燃料路２６０８の開口の取り付け部２６１４にガスケット３６を介して接続され、他端は高圧燃料ポンプ１８の吸入口１８０２に接続されている。
第３の低圧燃料管２４は、熱伝導性に優れる材料から通常の燃料供給用の管体、例えば、第１の低圧燃料管２０、第２の低圧燃料管２２、高圧燃料管２５よりも肉厚に形成され、高圧燃料ポンプ１８との接触面積が広く取られている。このような第３の低圧燃料管２４の材料として鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛合金、銅、真鍮などの熱伝導性に優れる従来公知の様々な金属材料および高熱伝導性樹脂などが使用可能である。
なお、第３の燃料路２６０８の開口と高圧燃料ポンプ１８の吸入口１８０２とが直接接続される場合もあり、第３の低圧燃料管２４は省略可能である。
【００１４】
エンジンＥＣＵ２８は、エンジン全体の駆動を制御するものである。
本実施の形態では、エンジンＥＣＵ２８は、制御信号を吸気通路噴射用インジェクタ１２および筒内噴射用インジェクタ１４に供給することで、吸気通路噴射用インジェクタ１２および筒内噴射用インジェクタ１４を制御すると共に、制御信号を高圧燃料ポンプ１８の電磁弁に供給することで電磁弁の開閉を制御する。
【００１５】
次に作用効果について説明する。
高圧燃料ポンプ１８のケースはエンジンに取り付けられることから、ケースはエンジンからの受熱により高温になり易く、したがって、高圧燃料ポンプ１８に滞留する燃料も高温となる。
また、燃料タンク３４の燃料は、燃料タンク３４がエンジンから離れているため、比較的低温である。
エンジンの運転時、低圧燃料ポンプ１６により燃料タンク３４から比較的低温の燃料が第１の低圧燃料管２０、第１の燃料路２６０４、第２の燃料路２６０６、第２の低圧燃料管２２を経由して低圧デリバリパイプ３０へ圧送され、エンジンＥＣＵ２８が制御信号を各吸気通路噴射用インジェクタ１２に供給することで吸気通路噴射用インジェクタ１２が駆動され吸気通路に燃料噴射がなされる。
また、低圧燃料ポンプ１６により燃料タンク３４から比較的低温の燃料が第１の低圧燃料管２０、第１の燃料路２６０４、第３の燃料路２６０８、第３の低圧燃料管２４を介して高圧燃料ポンプ１８の吸入口１８０２に圧送される。この状態で、エンジンＥＣＵ２８から高圧燃料ポンプ１８の電磁弁に制御信号が供給されることで電磁弁が開閉動作を行うことにより、高圧燃料ポンプ１８から高圧デリバリパイプ３２へ比較的低温の燃料が昇圧されて圧送される。そして、エンジンＥＣＵ２８が制御信号を各筒内噴射用インジェクタ１４に供給することで筒内噴射用インジェクタ１４が駆動され筒内に燃料噴射がなされる。
【００１６】
エンジンＥＣＵ２８は、燃料の噴射モードとして以下の３つのモードもしくは任意の2つのモードから選択した１つのモードを選択して実行する機能を具える。
吸気通路噴射用インジェクタ１２のみを動作させる吸気通路噴射モード（マルチポイントインジェクションモード）。
筒内噴射用インジェクタ１４のみを動作させる筒内噴射モード（ダイレクトインジェクションモード）。
吸気通路噴射用インジェクタ１２および筒内噴射用インジェクタ１４の双方を動作させる吸気通路内噴射および筒内噴射の併用モード（マルチポイントインジェクションモード＋ダイレクトインジェクション）。
上記３つのモードの何れにおいても低圧燃料ポンプ１６は、燃料タンク３４から比較的低温の燃料の圧送動作を実行する。
【００１７】
したがって、吸気通路噴射モードでは、低圧燃料ポンプ１６により燃料タンク３４から比較的低温の燃料が第１の低圧燃料管２０、第１の燃料路２６０４、第２の燃料路２６０６、第２の低圧燃料管２２を経由して吸気通路噴射用インジェクタ１２に圧送される。これにより比較的低温の燃料により継手２６自体が冷却され、継手２６が第３の低圧燃料管２４を冷却し、第３の低圧燃料管２４が高圧燃料ポンプ１８のケースを冷却することになる。すなわち、継手２６を介して比較的低温の燃料と高圧燃料ポンプ１８との間で熱交換がなされ高圧燃料ポンプ１８が冷却される。
また、筒内噴射モードでは、低圧燃料ポンプ１６により燃料タンク３４から比較的低温の燃料が第１の低圧燃料管２０、第１の燃料路２６０４、第３の燃料路２６０８、第３の低圧燃料管２４を経由して高圧燃料ポンプ１８の内部に圧送され、高圧燃料ポンプ１８で昇圧された比較的低温の燃料が高圧燃料管２５を経由して筒内噴射用インジェクタ１４に圧送される。これにより高圧燃料ポンプ１８の内部を流れる比較的低温の燃料により高圧燃料ポンプ１８自体が冷却されることになる。すなわち、比較的低温の燃料と高圧燃料ポンプ１８との間で直接熱交換がなされ高圧燃料ポンプ１８が冷却される。
また、併用モードでは、燃料タンク３４から比較的低温の燃料が第１の低圧燃料管２０、第１の燃料路２６０４、第２の燃料路２６０６、第２の低圧燃料管２２を経由して吸気通路噴射用インジェクタ１２に圧送される。したがって、併用モードでは、比較的低温の燃料と高圧燃料ポンプ１８との間で継手２６を介して熱交換がなされ高圧燃料ポンプ１８が冷却される。
また、併用モードでは、同時に燃料タンク３４から比較的低温の燃料が第１の低圧燃料管２０、第１の燃料路２６０４、第３の燃料路２６０８、第３の低圧燃料管２４を経由して高圧燃料ポンプ１８の内部に圧送され、高圧燃料ポンプ１８で昇圧された比較的低温の燃料が高圧燃料管２５を経由して筒内噴射用インジェクタ１４に圧送される。したがって、併用モードでは、比較的低温の燃料と高圧燃料ポンプ１８との間で直接熱交換がなされ高圧燃料ポンプ１８が冷却される。
【００１８】
本実施の形態によれば、低圧燃料ポンプ１６により燃料タンク３４から比較的低温の燃料が第１の燃料路２６０４および第２の燃料路２６０６を経由して吸気通路噴射用インジェクタ１２に圧送されることにより継手２６を介して比較的低温の燃料と高圧燃料ポンプ１８との間で熱交換がなされ高圧燃料ポンプ１８が冷却される。
したがって、以下の効果（１）、（２）が奏される。
（１）吸気通路噴射モード、筒内噴射モード、併用モードの何れのモードの場合であっても、高圧燃料ポンプ１８の冷却を図ることで、高圧燃料ポンプ１８の耐久性の向上を図る上で有利となる。
（２）高圧燃料ポンプ１８の冷却が図られることで、高圧燃料ポンプ１８に滞留する燃料の温度が過剰に上昇することを抑制できるため、併用モード時および筒内噴射モード時に筒内噴射用インジェクタ１４から噴射される燃料の噴射量を安定化を図る上で有利となる。
【００１９】
また、低圧燃料ポンプ１６によって燃料タンク３４から第１の燃料路２６０４および第２の燃料路２６０６を経由して吸気通路噴射用インジェクタ１２に圧送される比較的低温の燃料は、第３の燃料路２６０８を通過せず高圧燃料ポンプ１８の内部を流通することがない。
そのため、（３）第１の燃料路２６０４および第２の燃料路２６０６を経由して吸気通路噴射用インジェクタ１２に圧送される比較的低温の燃料に対して高圧燃料ポンプ１８の内部に滞留する燃料が混じることがなく、吸気通路噴射用インジェクタ１２に圧送される比較的低温の燃料の温度が高圧燃料ポンプ１８の内部に滞留する燃料の温度の影響を直接的に受けないという効果が奏される。
【００２０】
また、本実施の形態では、高圧燃料ポンプ１８の吸入口１８０２と第３の燃料路２６０８とは、熱伝導性に優れる第３の低圧燃料管２４を介して接続され、第１の燃料路２６０４および第２の燃料を流れる比較的低温の燃料と高圧燃料ポンプ１８との熱交換は、継手２６および第３の低圧燃料管２４を介して行われる。
したがって、高圧燃料ポンプ１８の吸入口１８０２に第３の燃料路２６０８の開口を直接接続できない場合であっても、上記効果（１）、（２）、（３）を達成する上で有利となる。
なお、高圧燃料ポンプ１８の吸入口１８０２に第３の燃料路２６０８の開口を直接接続した場合には、すなわち、高圧燃料ポンプの吸入口１８０２と第３の燃料路２６０８とが接する場合には、比較的低温の燃料により継手２６自体が冷却され、この継手２６により高圧燃料ポンプ１８のケースを直接冷却することになる。すなわち、継手２６を介して比較的低温の燃料と高圧燃料ポンプ１８との間で熱交換がより効率よくなされ高圧燃料ポンプ１８がより冷却される。
この場合、高圧燃料ポンプ１８の吸入口１８０２と第３の燃料路２６０８との間を、ガスケットなどの熱伝導部材を介して接続してもよく、熱伝導部材を介して第３の燃料路２６０８と高圧燃料ポンプ１８との間で熱交換がなされるため、高圧燃料ポンプ１８の冷却効率を高める上で有利となる。
【００２１】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について図３を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材については第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について重点的に説明する。
第２の実施の形態は、第２の燃料路２６０６の形状が第１の実施の形態と異なっている。
すなわち、継手２６の本体部２６０２の内部に第１の燃料路２６０４と、第２の燃料路２６０６と、第３の燃料路２６０８とが形成され、第２の燃料路２６０６は、互いに異なった方向に延在する第１部分２６０６Ａと第２部分２６０６Ｂとを有している。
第１の燃料路２６０４と第３の燃料路２６０８とは直交し、第２の燃料路２６０６の第１部分２６０６Ａは、第１の燃料路２６０４と第３の燃料路２６０８とが直交する箇所から第３の燃料路２６０８の延長上を延在している。
第２の燃料路２６０６の第２部分２６０６Ｂは、第１部分２６０６Ａの端部から第１部分２６０６Ａに対して直交する方向に延在し、第２部分２６０６Ｂは第１の燃料路２６０４と平行している。
そして、第２部分２６０６Ｂの開口に取り付け部２６１２が設けられている。
【００２２】
このような第２の実施の形態によれば、第１部分２６０６Ａと第２部分２６０６Ｂとを有し第１の実施の形態に比べて流路の長さが大きく、したがって、第２の燃料路２６０６の流路面積が大きいため、吸気通路噴射モード、併用モードの際に比較的低温の燃料により継手２６がより冷却され、高圧燃料ポンプ１８をより効率よく冷却する上で有利となる。
したがって、第１の実施の形態の効果、すなわち、高圧燃料ポンプ１８の耐久性の向上、筒内噴射用インジェクタ１４から噴射される燃料の噴射量の安定化、吸気通路噴射用インジェクタ１２から噴射される燃料の噴射量の安定化を図る上でより有利となる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、継手２６が単一の本体部２６０２を有している場合について説明したが、継手２６は、複数の本体部が合わされて構成された分割型のものであってもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１０  燃料供給装置
１２  吸気通路噴射用インジェクタ
１４  筒内噴射用インジェクタ
１６  低圧燃料ポンプ
１６０２  吸入口
１６０４  吐出口
１８  高圧燃料ポンプ
１８０２  吸入口
１８０４  吐出口
２０  第１の低圧燃料管
２２  第２の低圧燃料管
２４  第３の低圧燃料管
２５  高圧燃料管
２６  継手
２６０２  本体部
２６０４  第１の燃料路
２６０６  第２の燃料路
２６０６Ａ  第１部分
２６０６Ｂ  第２部分
２６０８  第３の燃料路
３４  燃料タンク
【図１】
0006686378.tif 000002
【図２】
0006686378.tif 000003
【図３】
0006686378.tif 000004