(57)【要約】【課題】内燃機関の始動後の燃料ポンプの負荷を少しでも小さくして燃料ポンプの消費電力を低減することにより、燃費を改善することができる内燃機関の燃料供給装置の提供を図る。【解決手段】燃料供給配管１２の燃料ポンプ２０の下流側で分岐した分岐通路２５にリリーフバルブ３０を設けるとともに、このリリーフバルブ３０の下流側に、オリフィス３１と、このオリフィス３１を迂回するバイパス通路３２と、を設け、このバイパス通路３２に、内燃機関の始動時に閉弁し、内燃機関の始動後に開弁する開閉弁３３を設けたので、内燃機関の始動後に開閉弁３３を開弁することにより、リリーフバルブ３０の背圧を小さくしてリリーフバルブ３０の開弁圧力を低くできるため、燃料ポンプ２０の負荷を減少して消費電力を少なくしつつ、燃料供給配管１２内の燃料圧力を低下する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料を、燃料ポンプから燃料供給配管を介して内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、
前記燃料供給配管の燃料ポンプの下流側で分岐した分岐通路にリリーフバルブを設けるとともに、
このリリーフバルブの下流側に、オリフィスと、このオリフィスを迂回するバイパス通路と、を設け、
このバイパス通路に、内燃機関の始動時に閉弁し、内燃機関の始動後に開弁する開閉弁を設けた
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
燃料タンク内の燃料を、燃料ポンプから燃料供給配管を介して内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置であって、
前記燃料供給配管の燃料ポンプの下流側で分岐した分岐通路にリリーフバルブを設けるとともに、
このリリーフバルブの下流側に、内燃機関の始動時に閉弁し、内燃機関の始動後に開弁するとともに、閉弁時に所定量の燃料リークが可能となった開閉弁を設けた
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
燃料ポンプは、燃料タンク内の燃料中に浸漬したインタンク燃料ポンプであり、かつ、リリーフバルブおよび開閉弁を燃料タンク内の燃料中に浸漬した
ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
開閉弁は、内燃機関の燃料噴射用インジェクタを流用した
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料ポンプを介して燃料を内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関は、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプを介して燃料供給配管に送給し、この燃料供給配管からインジェクタ等の燃料噴射装置を介して燃焼室に燃料を噴射するようになっており、このとき、燃料供給配管の下流側にプレシャーレギュレータを設けて、燃料供給配管内の燃料が所定圧以上に上昇するのを防止するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、このようなプレシャーレギュレータを用いた燃料圧制御では、制御しようとする圧力は主に内燃機関の始動時（再始動時を含む）の要求値で決定され、寒冷時の始動では霧化を促進させるために、また、熱間時の始動では配管内部の燃料の蒸気圧以上とするために、それぞれ高い燃料圧が要求される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１８０７０号公報（第２頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の内燃機関の燃料供給装置では、高い燃料圧が要求されるタイミングは始動時の極短時間に限られるが、プレシャーレギュレータは常に一定の燃料圧力を保つように制御しているため、燃料圧力を発生させる燃料ポンプの仕事量（燃料圧力Ｐ×吐出流量Ｑ）が高くなる。
【０００６】
このため、燃料ポンプの消費電力が増大することになり、このことはオルタネータ等のゼネレータ部分の負荷が高くなって燃費の悪化が招来されることになる。
【０００７】
そこで、本発明は内燃機関の始動後の燃料ポンプの負荷を少しでも小さくして燃料ポンプの消費電力を低減することにより、燃費を改善することができる内燃機関の燃料供給装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の内燃機関の燃料供給装置にあっては、燃料タンク内の燃料を、燃料ポンプから燃料供給配管を介して内燃機関に供給するようになっており、前記燃料供給配管の燃料ポンプの下流側で分岐した分岐通路にリリーフバルブを設けるとともに、このリリーフバルブの下流側に、オリフィスと、このオリフィスを迂回するバイパス通路と、を設け、このバイパス通路に、内燃機関の始動時に閉弁し、内燃機関の始動後に開弁する開閉弁を設けたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、リリーフバルブのオリフィスを迂回するバイパス通路に設けた開閉弁を、低燃料圧力が要求される内燃機関の始動後に開弁するようにしたので、リリーフバルブの背圧を小さくしてリリーフバルブの開弁圧力を低くできるため、燃料供給配管内の燃料圧力を低下することができ、ひいては、燃料ポンプの負荷を減少して消費電力を少なくできるようになり、もって燃費を向上することができる。
【００１０】
また、高燃料圧力が要求される内燃機関の始動時に前記開閉弁を閉弁することにより、オリフィスによる圧力損失を利用してリリーフバルブの開弁圧を高めることができるため、燃料供給配管内の燃料圧力が高められる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１２】
図１〜図３は本発明にかかる内燃機関の燃料供給装置の第１実施形態を示し、図１は燃料ポンプのタンク内構成図、図２は図１中Ａ部の拡大断面図、図３はリリーフバルブのオリフィスを通過する燃料流量に対する圧力損失を示す特性図であり、この第１実施形態の燃料供給装置１０は、図１に示すように燃料タンク１１内の燃料を、燃料ポンプ２０から燃料供給配管１２を介して図外の内燃機関の燃焼室に供給するようになっている。
【００１３】
燃料ポンプ２０は、ポンプ本体２１と、このポンプ本体２１の外周を囲繞して配置した燃料フィルター２２とを備え、ポンプ本体２１は配線２３を介して入力される駆動信号により作動し、吸引ポート２１ａから導入した燃料Ｆを吐出ポート２１ｂから吐出通路２４を介して燃料フィルター２２に供給し、この燃料フィルター２２を通した後に燃料供給配管１２に吐出するようになっている。
【００１４】
ここで、この実施形態では、前記燃料供給配管１２の燃料ポンプ２０の下流側で分岐した分岐通路２５を設け、この分岐通路２５にリリーフバルブ３０を設けるとともに、このリリーフバルブ３０の下流側に、オリフィス３１と、このオリフィス３１を迂回するバイパス通路３２と、を設け、このバイパス通路３２に、内燃機関の始動時に閉弁し、内燃機関の始動後に開弁する開閉弁としての電磁弁３３を設けてある。
【００１５】
また、燃料ポンプ２０は、燃料タンク１１内のガソリン等の燃料Ｆ内に浸漬してインタンク方式として構成してあるとともに、前記リリーフバルブ３０および前記電磁弁３３にあっても燃料Ｆ内に浸漬してある。
【００１６】
前記リリーフバルブ３０は、図２に示すように分岐通路２５に連通する導入口３０ａおよび導入した燃料Ｆを排出する排出口３０ｂを設けたバルブハウジング３０ｃと、このバルブハウジング３０ｃ内に収納されて導入口３０ａを開閉するボール弁３０ｄと、このボール弁３０ｄを閉弁方向に付勢するスプリング３０ｅと、を備え、前記バイパス通路３２はボール弁３０ｄの後流側となるバルブハウジング３０ｃの側面に連通してある。
【００１７】
このとき、前記スプリング３０ｅの付勢力は、リリーフバルブ３０の開弁圧が内燃機関の低燃料圧力近辺となるように設定してある。
【００１８】
また、前記オリフィス３１は、前記排出口３０ｂに連通するドレン通路３４を所定径Ｄとして形成し、この通路径Ｄによってリリーフバルブ３０の背圧が決定されるようになっており、燃料供給配管１２を通過する燃料圧力は、リリーフバルブ３０のスプリング３０ｅで決定される調整圧力に、前記オリフィス３１による圧力損失分を上乗せした値として得られる。
【００１９】
オリフィス３１による圧力損失（縦軸）は、図３に示すようにオリフィス径Ｄに対応した流量（横軸）によって変化し、この流量−圧力損失特性に基づいて最適なオリフィス径Ｄを決定するようになっている。
【００２０】
前記電磁弁３３は、図１に示すように配線３５を介して入力される制御信号により開閉制御され、バイパス通路３２から排出される燃料流量を制御するようになっている。
【００２１】
また、この実施形態では前記電磁弁３３は、一般に内燃機関の燃焼室に燃料を噴霧する際に用いる燃料噴射用インジェクタを流用し、このインジェクタを電磁弁３３として用いている。
【００２２】
この場合、電磁弁３３として用いるインジェクタは、この電磁弁３３を用いた燃料供給装置１０の内燃機関に用いるものに限ることなく、他の内燃機関のインジェクタを流用することもでき、要するに、この実施形態の燃料供給装置１０を構成しようとする際に、この燃料供給装置１０に適する仕様のインジェクタを用いればよい。
【００２３】
前記燃料供給装置１０は、燃料ポンプ２０から燃料供給配管１２へと吐出した燃料Ｆの圧力がリリーフバルブ３０で設定した所定圧以上に昇圧すると、このリリーフバルブ３０が開弁するため、燃料供給配管１２内の燃料Ｆを、分岐通路２５、リリーフバルブ３０、オリフィス３１およびドレン通路３４を介して燃料タンク１１内に戻し、燃料供給配管１２内の圧力を一定圧以下に抑制するようになっており、このリリーフバルブ３０をプレシャーレギュレータとして機能させることができる。
【００２４】
このとき、バイパス通路３２の電磁弁３３を開弁することにより、リリーフバルブ３０のバルブハウジング３０ｃ内の圧力がバイパス通路３２を介して燃料タンク１１内にドレンされるため、オリフィス３１の燃料ドレン量を少なくして圧力損失を低くすることで、燃料供給配管１２内圧力をリリーフバルブ３０の開弁圧近辺に設定することができる。
【００２５】
一方、前記電磁弁３３を閉弁することにより、リリーフバルブ３０を通過した燃料はオリフィス３１のみを通過してドレンされるため、このオリフィス３１によって大きな圧力損失を発生させて背圧を高めて、リリーフバルブ３０の開弁圧が上昇することにより、燃料供給配管１２内圧力を上昇させることができる。
【００２６】
ここで、この第１実施形態では高燃料圧力が要求される内燃機関の始動時に電磁弁３３を閉弁してオリフィス３１の圧力損失を利用するとともに、低燃料圧力が要求される内燃機関の始動後に電磁弁３３を開弁して、オリフィス３１とバイパス通路３２との２経路を介して燃料を排出することにより、圧力損失の影響を減少するようになっている。
【００２７】
以上の構成によりこの第１実施形態の燃料供給装置１０にあっては、リリーフバルブ３０のオリフィス３１を迂回するバイパス通路３２に設けた電磁弁３３を、低燃料圧力が要求される内燃機関の始動後に開弁するようにしたので、リリーフバルブ３０の背圧を小さくしてリリーフバルブ３０の開弁圧力を低くできるため、燃料供給配管１２内の燃料圧力を低下することができる。
【００２８】
従って、このように電磁弁３３の開弁により燃料供給配管１２内の燃料圧力を低下できるため、燃料ポンプ２０の負荷を減少して消費電力を少なくできるようになり、ひいては、燃費を向上することができる。
【００２９】
一方、高燃料圧力が要求される内燃機関の始動時には、電磁バルブ３３を閉弁するようにしたので、オリフィス３１による圧力損失を利用してリリーフバルブ３０の背圧を高めて、リリーフバルブ３０の開弁圧を上昇させることができるため、燃料供給配管１２の燃料圧力を高めることができる。
【００３０】
また、この実施形態の燃料供給装置１０では、燃料ポンプ２０を燃料タンク１１内の燃料Ｆ中に浸漬するインタンク燃料ポンプとし、かつ、リリーフバルブ３０および電磁弁３３を燃料タンク１１内の燃料Ｆ中に浸漬したので、これら燃料ポンプ２０、リリーフバルブ３０および電磁弁３３の気密性に対する精度を低下させることが可能となって、安価な製品を提供することができるとともに、オリフィス３１や電磁弁３３から排出する燃料Ｆのドレン経路の短縮や簡素化を図って構造を簡単にすることができる。
【００３１】
更に、バイパス通路３２に設けた電磁弁３３は、燃料噴射用インジェクタを流用して構成したので、このインジェクタは燃焼室に燃料噴射するもので、本来、燃料に対して高いシール性を備えており、従って、新たに電磁弁３３を開発することなく簡単かつ安価にして信頼性の高い電磁弁３３を得ることができる。
【００３２】
ところで、この第１実施形態の燃料供給装置１０では、バイパス通路３２に電磁弁３３を追加するのみの簡便な構成をもって燃料圧力の切換えシステムを構成することができるとともに、リリーフバルブ３０の下流側の流路を２系統（オリフィス３１とバイパス通路３２）とすることで、電磁弁３３のサイズを小さくすることが可能となって、インジェクタ等の汎用品を流用できるため、システムコストを低く抑えることができる。
【００３３】
図４，図５は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００３４】
図４は燃料ポンプのタンク内構成図、図５は図４中Ｂ部の拡大断面図であり、この第２実施形態の燃料供給装置１０ａは、図４に示すように燃料供給配管１２の燃料ポンプ２０の下流側で分岐した分岐通路２５にリリーフバルブ５０を設けるとともに、このリリーフバルブ５０の下流側に、内燃機関の始動時に閉弁し、内燃機関の始動後に開弁するとともに、閉弁時に所定量の燃料リークが可能となった開閉弁としての電磁弁５１を設けて構成してある。
【００３５】
前記リリーフバルブ５０は、図５に示すように分岐通路２５に連通する導入口５０ａおよび導入した燃料Ｆを排出する排出口５０ｂを設けたバルブハウジング５０ｃと、このバルブハウジング５０ｃ内に収納されて導入口５０ａを開閉するボール弁５０ｄと、このボール弁５０ｄを閉弁方向に付勢するスプリング５０ｅと、を備え、前記排出口５０ｂに電磁弁５１を接続している。
【００３６】
この場合、前記排出口５０ｂにはオリフィス機能は存在しないものとし、リリーフバルブ５０を通過した燃料Ｆは電磁弁５１に導入されるようになっている。
【００３７】
また、この第２実施形態の電磁弁５１は、図４に示すように配線３５を介して入力される制御信号により開閉制御され、リリーフバルブ５０から排出する燃料流量を制御するようになっている。
【００３８】
ただ、この電磁弁５１が前記第１実施形態の電磁弁３３と異なる点は、閉弁時に燃料リークするようになっており、この燃料リーク量は第１実施形態に示したオリフィス３１と同等のオリフィス機能を発揮できるように設定される。
【００３９】
従って、この第２実施形態の燃料供給装置１０ａにあっても、低燃料圧力が要求される内燃機関の始動後に電磁弁５１を開弁することにより、リリーフバルブ５０を通過した燃料が電磁弁５１を介して小さな抵抗でドレンされるため、燃料供給配管１２内圧力をリリーフバルブ５０の開弁圧近辺となるように低く設定することができる。
【００４０】
このため、この第２実施形態にあっても、第１実施形態と同様に電磁弁５１の開弁により燃料供給配管１２内の燃料圧力を低下できるため、燃料ポンプ２０の負荷を減少して消費電力を少なくし、燃費を向上することができる。
【００４１】
一方、高燃料圧力が要求される内燃機関の始動時には、電磁弁５１を閉弁することにより、この電磁弁５１の閉弁状態で燃料リークされるオリフィス機能によって圧力損失を発生させることにより、リリーフバルブ５０の開弁圧を高めることができるため、燃料供給配管１２の燃料圧力を高めることができる。
【００４２】
また、この第２実施形態ではリリーフバルブ５０の下流側に電磁弁５１を直接接続したことにより、燃料圧力の切換えシステムを更に簡素化することができる。
【００４３】
更に、この第２実施形態にあっても燃料ポンプ２０をインタンク燃料ポンプとし、かつ、リーフバルブ５０および電磁弁５１を燃料タンク１１内の燃料Ｆ中に浸漬してあるので、第１実施形態と同様に安価な製品を提供するとともに構造を簡単にすることができる。
【００４４】
更にまた、この第２実施形態にあっても、電磁弁５１として燃料噴射用インジェクタ等の汎用品を流用することにより、新たに電磁弁５１を開発することなく簡単かつ安価にして信頼性の高い電磁弁５１を得ることができる。
【００４５】
ところで、本発明にかかる内燃機関の燃料供給装置は第１，第２実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における燃料ポンプのタンク内構成図。
【図２】図１中Ａ部の拡大断面図。
【図３】本発明の第１実施形態におけるリリーフバルブのオリフィスを通過する燃料流量に対する圧力損失を示す特性図。
【図４】本発明の第２実施形態における燃料ポンプのタンク内構成図。
【図５】図４中Ｂ部の拡大断面図。
【符号の説明】
１０，１０ａ　燃料供給装置
１１　燃料タンク
１２　燃料供給配管
２０　燃料ポンプ
２５　分岐通路
３０，５０　リリーフバルブ
３１　オリフィス
３２　バイパス通路
３３，５１　電磁弁（開閉弁）
Ｆ　燃料
【図１】
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【図２】
2004144036.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004144036.tif 000006
【図５】
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