(57)【要約】【課題】従来の高圧燃料供給装置は、低圧供給系、調量系、高圧吐出系を一体に設けた燃料噴射ポンプであった。高圧吐出系の高圧ポンプは、エンジン出力によって駆動されるため、燃料噴射ポンプはエンジン近傍に取り付けられる必要があるが、エンジン近傍に小型化が困難な燃料噴射ポンプを取り付けるスペースを確保するのは困難である。【解決手段】低圧供給系５、調量系７、高圧吐出系３のそれぞれを別体に設け、低圧供給系５、調量系７、高圧吐出系３のそれぞれを燃料配管２３で接続した。高圧吐出系３は、燃料噴射ポンプに比較して体格が小さいため、高圧吐出系３を取り付けるスペースをエンジン近傍に確保するのが容易になる。一方、低圧供給系５および調量系７は搭載の制約を受けないため、エンジンルームの空きスペースを利用して搭載することが可能である。このように、高圧燃料供給装置は、車両搭載性が優れる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力トルクによって駆動され、高圧燃料を蓄えるコモンレールへ高圧燃料を圧送供給する高圧ポンプを有する高圧吐出系と、
燃料タンク内の燃料を前記高圧ポンプへ供給するフィードポンプを有する低圧供給系と、
前記フィードポンプから前記高圧ポンプへ送られる燃料の供給量を調整する燃料調量弁を有する調量系とを具備し、
前記低圧供給系、前記調量系、前記高圧吐出系のそれぞれを独立した別体に設け、前記低圧供給系、前記調量系、前記高圧吐出系のそれぞれを燃料配管で接続して構成される高圧燃料供給装置。
【請求項２】
内燃機関の出力トルクによって駆動され、高圧燃料を蓄えるコモンレールへ高圧燃料を圧送供給する高圧ポンプを有する高圧吐出系と、
燃料タンク内の燃料を前記高圧ポンプへ供給するフィードポンプを有する低圧供給系と、
前記フィードポンプから前記高圧ポンプへ送られる燃料の供給量を調整する燃料調量弁を有する調量系とを具備し、
前記低圧供給系と前記調量系とを一体に設け、前記高圧吐出系を独立した別体に設け、前記調量系と前記高圧吐出系を燃料配管で接続して構成される高圧燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の高圧燃料供給装置において、
前記燃料調量弁は、電気信号によって前記高圧ポンプへ燃料を送る燃料通路を開閉する電磁式燃料調量弁であることを特徴とする高圧燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高圧燃料供給装置において、
前記フィードポンプは、電動モータにより駆動されることを特徴とする高圧燃料供給装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高圧燃料供給装置において、
前記フィードポンプは、ギヤ、チェーン等の動力伝達手段を介して前記内燃機関または前記高圧ポンプにより駆動されることを特徴とする高圧燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内の燃料を高圧にしてコモンレールへ供給する高圧燃料供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジン等に用いられる燃料噴射装置として、コモンレールを用いた蓄圧式燃料噴射装置が知られている。この蓄圧式燃料噴射装置は、高圧燃料を蓄えるコモンレールと、このコモンレールに蓄圧された高圧燃料を噴射するインジェクタと、燃料タンク内の燃料を高圧にしてコモンレールへ供給する高圧燃料供給装置とから構成される。
高圧燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料を高圧ポンプへ供給するフィードポンプを有した低圧供給系と、フィードポンプから高圧ポンプへ送られる燃料の供給量を調整する燃料調量弁を有した調量系と、この調量された低圧燃料を高圧化してコモンレールへ高圧燃料を圧送供給する高圧ポンプを有した高圧吐出系とから構成されるものであり、これら低圧供給系、調量系、高圧吐出系は、燃料噴射ポンプとして一体に設けられている。なお、以下で言う燃料噴射ポンプとは、低圧供給系、調量系、高圧吐出系が一体に設けられたものである（特許文献１、特許文献２参照：この特許文献１、特許文献２は周知技術ではない）。
【０００３】
【特許文献１】
特願２００１−３５５８２１
【特許文献２】
特願２００２−３４７４３８
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
燃料噴射ポンプに搭載される高圧ポンプは、燃料を高圧に圧縮するために、過大な駆動トルクが要求される。このため、高圧ポンプが内燃機関（以下、エンジン）の出力によって駆動されるように、燃料噴射ポンプはエンジンに直接、もしくはエンジンの近傍に取り付けられる。
このように、燃料噴射ポンプは、エンジン近傍に取り付ける制約があるために、狭いエンジンルームのエンジン近傍に小型化が困難な燃料噴射ポンプを取り付けるスペースを確保するのは容易でない。
特に、近年では小型乗用車など、小型化されたエンジンが狭いエンジンルームに収容された車両等において、燃料噴射ポンプを含めたエンジン構成部を狭いエンジンルームに収容する要求があるが、小型化が困難な燃料噴射ポンプをエンジン近傍に取り付けるのは配置スペース上極めて困難である。
【０００５】
また、燃料噴射ポンプに搭載されるフィードポンプ、燃料調量弁、高圧ポンプは、燃料噴射ポンプの機種毎に設計される専用機である。このため、フィードポンプ、燃料調量弁、高圧ポンプのそれぞれのコストが高くなり、結果的に燃料噴射ポンプ（高圧燃料供給装置）のコストが高くなってしまう。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、搭載性の自由度が大きく、且つコストを抑えることが可能な高圧燃料供給装置の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用する高圧燃料供給装置は、低圧供給系、調量系、高圧吐出系のそれぞれを独立させて別体に設け、低圧供給系、調量系、高圧吐出系のそれぞれを燃料配管で接続するものである。
このように、低圧供給系、調量系、高圧吐出系のそれぞれを別体に設けることで、独立して設けられた低圧供給系、調量系、高圧吐出系のそれぞれの体格を燃料噴射ポンプに比較して小さくできる。
【０００８】
エンジン近傍に取り付ける制約があるのは高圧ポンプだけである。このため、小型化が困難な燃料噴射ポンプに比較して体格の小さい高圧吐出系を取り付けるスペースをエンジンの近傍に確保するのは容易である。
そして、低圧供給系および調量系は搭載の制約を受けないため、空きスペースを利用して搭載することが可能である。
即ち、請求項１の手段を採用することにより従来に比較して高圧燃料供給装置の搭載性が格段に向上する。
【０００９】
また、フィードポンプ、燃料調量弁、高圧ポンプの全部、もしくは一部（例えば、フィードポンプ、または燃料調量弁、あるいはフィードポンプと燃料調量弁）に汎用機を用いることが可能になる。このため、フィードポンプ、燃料調量弁、高圧ポンプの合計コストを低く抑えることが可能になり、高圧燃料供給装置を安価にできる。
【００１０】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用する高圧燃料供給装置は、低圧供給系と調量系とを一体に設け、高圧吐出系を独立した別体に設け、調量系と高圧吐出系を燃料配管で接続するものである。
このように、高圧吐出系を独立して設けることで、一体に設けた低圧供給系と調量系の体格を燃料噴射ポンプに比較して小さくできるとともに、別体の高圧吐出系の体格も燃料噴射ポンプに比較して小さくできる。
【００１１】
上述した請求項１の手段と同様、エンジン近傍に取り付ける制約があるのは高圧ポンプだけであるため、燃料噴射ポンプに比較して体格の小さい高圧吐出系を取り付けるスペースをエンジン近傍に確保するのは容易である。
一方、一体に設けた低圧供給系と調量系は搭載の制約を受けないため、空きスペースを利用して搭載することが可能になる。
即ち、請求項２の手段を採用することにより従来に比較して高圧燃料供給装置の搭載性が格段に向上する。
【００１２】
また、フィードポンプ、燃料調量弁、高圧ポンプの全部、もしくは一部（例えば、フィードポンプ、または燃料調量弁、あるいはフィードポンプと燃料調量弁）に汎用機を用いることが可能になる。このため、フィードポンプ、燃料調量弁、高圧ポンプの合計コストを低く抑えることが可能になり、高圧燃料供給装置を安価にできる。
【００１３】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用する高圧燃料供給装置の燃料調量弁は、電気信号によって高圧ポンプへ燃料を送る燃料通路を開閉する電磁式燃料調量弁である。
このように、電磁式燃料調量弁を用いることにより、エンジンの出力を用いなくても作動できるため、自由な位置に燃料調量弁を搭載することができる。
【００１４】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用する高圧燃料供給装置のフィードポンプは、電動モータにより駆動されるものである。
このように、フィードポンプを電動モータによって駆動することにより、エンジンの出力を用いなくてもフィードポンプを作動できるため、自由な位置にフィードポンプを搭載することができる。
【００１５】
〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用する高圧燃料供給装置のフィードポンプは、ギヤ、チェーン等の動力伝達手段を介してエンジンまたは高圧ポンプにより駆動されるものである。
エンジン近傍もしくは高圧ポンプの近傍にフィードポンプの搭載スペースを確保できる場合は、エンジンまたは高圧ポンプの動力によってフィードポンプを駆動しても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、２つの実施例および変形例を用いて説明する。
〔第１実施例〕
第１実施例を図１を参照して説明する。なお、図１は蓄圧式燃料噴射装置に搭載される高圧燃料供給装置の概略図である。
【００１７】
蓄圧式燃料噴射装置は、高圧燃料を蓄えるコモンレール（図示しない）と、このコモンレールに蓄圧された高圧燃料をエンジン（図示しない）の各気筒毎に噴射する複数のインジェクタ（図示しない）と、燃料タンク１の燃料を高圧に圧縮してコモンレールへ供給する高圧燃料供給装置とから構成される。
この高圧燃料供給装置は、図１に示されるものであり、コモンレールへ高圧燃料を圧送供給する高圧ポンプ２を有する高圧吐出系３と、燃料タンク１の燃料を高圧ポンプ２へ供給するフィードポンプ４を有する低圧供給系５と、フィードポンプ４から高圧ポンプ２へ送られる燃料の供給量を調整する燃料調量弁６（ＳＣＶ）を有する調量系７とを具備する。
【００１８】
低圧供給系５は、フィードポンプ４の他にレギュレータバルブ８を備える。
フィードポンプ４は、トロコイドポンプ、ベーンポンプ、外歯歯車ポンプ、内歯歯車ポンプ等よりなり、燃料タンク１に蓄えられた燃料を燃料フィルタ９を介して吸い上げて、燃料調量弁６を介して高圧ポンプ２に供給するものである。この実施例のフィードポンプ４は、通電によって回転動力を発生する電動モータ（図示しない）により駆動されるものである。
レギュレータバルブ８は、フィードポンプ４の吐出側と供給側とを連通する燃料通路に配置されてフィードポンプ４の吐出圧が所定圧に上昇すると開弁して、フィードポンプ４の吐出圧が所定圧を超えないようにするものである。
【００１９】
調量系７に搭載される燃料調量弁６は、図示しないＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略）から与えられる電気信号（ＯＮ−ＯＦＦ信号）によって高圧ポンプ２へ燃料を送る燃料通路を開閉して高圧ポンプ２への燃料供給量を制御する電磁式燃料調量弁である。
この燃料調量弁６が高圧ポンプ２へ送られる燃料供給量を制御することにより、高圧ポンプ２の吐出する燃料の吐出量が制御されて、コモンレールの燃料圧力が制御される。
【００２０】
高圧吐出系３は、高圧ポンプ２の他に、吸入弁１１と吐出弁１２を備える。
高圧ポンプ２は、エンジンによって駆動される１つまたは複数のプランジャポンプによって構成される。
この実施例の高圧ポンプ２は、エンジンの回転出力によって回転駆動されるカムシャフト１３に設けられてカムシャフト１３の回転軸芯に対して偏心回転するエキセンカム１４、このエキセンカム１４の周囲において回転自在に装着されたカムリング１５、このカムリング１５の外周平面にスプリング１６によって押し付けられた状態でシリンダ１７内を往復動するプランジャ１８を備える。
【００２１】
プランジャ１８が下降（回転中心側へ移動）する際は、加圧室１９の容積が拡張して加圧室１９の圧力が低下して吐出弁１２が閉弁するとともに、吸入弁１１が開弁してフィードポンプ４から供給されて燃料調量弁６で調量された燃料が加圧室１９内へ吸引される。
逆に、プランジャ１８が上昇（回転中心とは異なった側へ移動）する際は、加圧室１９の容積が縮小して加圧室１９の燃料が加圧されて吸入弁１１が閉弁する。そして、加圧室１９で加圧された燃料の圧力が所定圧力に達すると吐出弁１２が開弁して加圧室１９で加圧された高圧燃料がコモンレールへ向けて吐出される。
【００２２】
なお、高圧吐出系３に供給された燃料の一部は、オリフィス２１を介してカムリング１５の周囲を覆うカム室２２に供給されるようになっており、カム室２２の余剰燃料は、燃料リターン用の燃料配管２３を介して燃料タンク１に戻されるようになっている。
【００２３】
〔第１実施例の特徴〕
「従来の技術」および「発明が解決しようとする課題」の項でも説明したように、従来の高圧燃料供給装置は、高圧吐出系３、低圧供給系５、調量系７が燃料噴射ポンプとして一体に設けられていた。しかし、高圧ポンプ２がエンジン出力によって駆動されるものであるため、燃料噴射ポンプはエンジンに直接、もしくはエンジン近傍に取り付けられる必要がある。
しかし、狭いエンジンルームのエンジン近傍に小型化が困難な燃料噴射ポンプを取り付けるスペースを確保するのは容易でない。
【００２４】
そこで、この実施例の高圧燃料供給装置は、図１の破線で示すように、低圧供給系５、調量系７、高圧吐出系３のそれぞれを独立した別体に設け、低圧供給系５、調量系７、高圧吐出系３のそれぞれを燃料配管２３で接続した。
このように、低圧供給系５、調量系７、高圧吐出系３のそれぞれを別体に設けることで、独立して設けられた低圧供給系５、調量系７、高圧吐出系３の各体格を燃料噴射ポンプに比較して小さくできる。
【００２５】
高圧ポンプ２のカムシャフト１３がエンジンによって駆動されるものであるため、高圧吐出系３はエンジン近傍に取り付けスペースを必要とする。別な言い方をすれば、エンジン近傍に取り付けスペースが必要になるのは高圧ポンプ２を搭載した高圧吐出系３だけである。
高圧吐出系３は、燃料噴射ポンプに比較して体格が小さいため、高圧吐出系３を取り付けるスペースをエンジン近傍に確保するのは、小型化が困難な燃料噴射ポンプの搭載スペースをエンジン近傍に確保するよりも格段に容易である。
【００２６】
一方、フィードポンプ４は電動モータによって駆動されるため、フィードポンプ４を自由な位置に搭載することができる。また、燃料調量弁６として電磁式燃料調量弁を用いることにより、燃料調量弁６を自由な位置に搭載することができる。
このように、低圧供給系５および調量系７は搭載の制約を受けないため、エンジンルームの空きスペースを利用して搭載することが可能である。
即ち、本実施例の高圧燃料供給装置は、従来に比較して車両搭載性が格段に向上する。
【００２７】
また、フィードポンプ４、燃料調量弁６、高圧ポンプ２の全部（もしくは一部）に汎用機を用いることが可能になる。このため、フィードポンプ４、燃料調量弁６、高圧ポンプ２の合計コストを低く抑えることが可能になり、高圧燃料供給装置を安価にできる。
【００２８】
〔第２実施例〕
図２を参照して第２実施例を説明する。なお、上記第１実施例と同一符号は同一機能物を示すものである。
上記の第１実施例では、低圧供給系５、調量系７、高圧吐出系３のそれぞれを独立して別体に設けた例を示した。
これに対し、この第２実施例の高圧燃料供給装置は、図２の破線に示すように、低圧供給系５と調量系７とを一体化して低圧調量系２４としたものである。高圧吐出系３は、第１実施例と同様に別体に設けたものであり、低圧調量系２４における調量系７と高圧吐出系３とを燃料配管２３で接続したものである。
【００２９】
このように設けることで、第１実施例と同様、燃料噴射ポンプに比較して体格の小さい高圧吐出系３のみをエンジン近傍に取り付ければ良く、高圧吐出系３を取り付けるスペースをエンジン近傍に確保するのが容易になる。
一方、低圧供給系５と調量系７を一体に設けた低圧調量系２４は、搭載の制約を受けないため、空きスペースを利用して搭載することが可能になる。
即ち、この第２実施例の高圧燃料供給装置も、第１実施例と同様、車両搭載性に優れる。
【００３０】
また、第１実施例と同様、フィードポンプ４、燃料調量弁６、高圧ポンプ２の全部（もしくは一部）に汎用機を用いることが可能である。このため、フィードポンプ４、燃料調量弁６、高圧ポンプ２の合計コストを低く抑えることが可能になり、高圧燃料供給装置を安価にできる。
【００３１】
〔変形例〕
上記の実施例では、レギュレータバルブ８で溢流した燃料をフィードポンプ４の吸込側へ戻す例を示したが、図３に示すように、レギュレータバルブ８で溢流した燃料を燃料タンク１へ戻すようにしても良い。
上記の実施例では、フィードポンプ４の吸込側に燃料フィルタ９を配置した例を示したが、図３に示すように、フィードポンプ４と燃料調量弁６との間に燃料フィルタ９を配置しても良い。
【００３２】
上記の実施例では、フィードポンプ４をどこにでも搭載可能とするために電動モータで駆動する例を示したが、エンジン近傍もしくは高圧ポンプ２の近傍にフィードポンプ４の搭載スペースを確保できる場合は、その場所にフィードポンプ４を配置し、エンジンまたは高圧ポンプ２のトルクをギヤ、チェーン等の動力伝達手段を介してフィードポンプ４に伝えてフィードポンプ４を駆動しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】高圧燃料供給装置の概略図である（第１実施例）。
【図２】高圧燃料供給装置の概略図である（第２実施例）。
【図３】高圧燃料供給装置の概略図である（変形例）。
【符号の説明】
１  燃料タンク
２  高圧ポンプ
３  高圧吐出系
４  フィードポンプ
５  低圧供給系
６  燃料調量弁（電磁式燃料調量弁）
７  調量系
２３  燃料配管
２４  低圧調量系（低圧供給系と調量系を一体にしたもの）
【図１】
2004316518.tif 000003
【図２】
2004316518.tif 000004
【図３】
2004316518.tif 000005