(57)【要約】【課題】燃料ポンプの吐出量を制御することで燃圧を調整する構成の燃料供給装置において、鞍型燃料タンクにおける無効残量の発生を防止しつつ、燃料ポンプの消費電力を抑制する。【解決手段】第１，第２燃料貯蔵部１ｂ，１ｃを連通させる連通管９を設け、燃料ポンプ２から吐出された燃料の一部を戻すリターン配管１１を、切換弁１０を介して連通管９の上部に接続させる。切換弁１０は、連通管９とリターン配管１１とを連通させ、かつ、連通管９の上部を燃料タンク１内に開放する状態と、連通管９とリターン配管１１とを遮断し、かつ、連通管９の開放を遮断する状態とに切り換える。そして、両燃料貯蔵部１ｂ，１ｃ間の液位差が所定値以上であるときに、連通管９にリターン燃料を供給し、切換弁１０を介して空気を排出させる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１燃料貯蔵部と第２燃料貯蔵部とを有する燃料タンクを備え、前記第１燃料貯蔵部の燃料を燃料ポンプで吸引してエンジンに圧送すると共に、前記燃料ポンプの吐出量を制御することで、エンジンに供給される燃料の圧力を調整する構成の車両用エンジンの燃料供給装置であって、
前記第１燃料貯蔵部と第２燃料貯蔵部とをつなぐ連通管を設ける一方、
前記燃料ポンプから吐き出された燃料の一部を前記燃料タンクに戻すリターン配管を、切換弁を介して前記連通管の重力方向上部に接続すると共に、前記連通管の重力方向上部が前記切換弁を介して燃料タンク内に開放される構成とし、
前記切換弁によって、前記リターン配管と前記連通管とを接続し、かつ、前記連通管を燃料タンク内に開放させる状態と、前記リターン配管と前記連通管とを遮断し、かつ、前記連通管の燃料タンク内への開放を遮断する状態とに切り換えるよう構成したことを特徴とする車両用エンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
前記エンジンの始動直後の所定時間だけ、前記切換弁を、前記リターン配管と前記連通管とを接続し、かつ、前記連通管を燃料タンク内に開放させる状態に制御することを特徴とする請求項１記載の車両用エンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
車両の急旋回状態を検出し、急旋回後の所定時間だけ、前記切換弁を、前記リターン配管と前記連通管とを接続し、かつ、前記連通管を燃料タンク内に開放させる状態に制御することを特徴とする請求項１又は２記載の車両用エンジンの燃料供給装置。
【請求項４】
前記第１燃料貯蔵部の液位と前記第２燃料貯蔵部の液位との差が所定値以上であるときに、前記切換弁を、前記リターン配管と前記連通管とを接続し、かつ、前記連通管を燃料タンク内に開放させる状態に制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用エンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの燃料貯蔵部を有する燃料タンクにおいて、サイホン作用によって前記２つの燃料貯蔵部の液位を均等化する構成の車両用エンジンの燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２つの燃料貯蔵部を有する所謂鞍型の燃料タンクからエンジンに燃料を供給するための燃料供給装置として、前記２つの燃料貯蔵部を連通管でつなぎ、該連通管によるサイホン作用によって前記２つの燃料貯蔵部の液位を均等化する構成とした装置が知られている（特開平５−０８７００６号公報参照）。
【０００３】
また、前記従来技術では、燃料タンクに戻されるリターン燃料を前記連通管内に供給することで、前記連通管内の空気を追い出し、サイホン作用が発揮されるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料配管内の圧力を検出して燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御するシステムでは、余剰燃料を発生させることなく所望の燃圧に調整することができ、燃料ポンプによる消費電力の低減を図ることができる。
ここで、上記制御システムにおいて、連通管内の空気の追い出しを、リターン燃料を用いて行わせようとすると、燃料ポンプから吐き出された燃料の一部を燃料タンクに戻す必要が生じるが、リターン燃料を発生させると燃料ポンプをエンジンにおける消費燃料量以上に駆動させる必要が生じ、結果、消費電力の低減効果を充分に得ることができなくなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、燃料ポンプの吐出量を制御することでエンジンに供給される燃料の圧力を調整する構成の燃料供給装置において、リターン燃料を用いた連通管からの空気の追い出しを、短時間で完了させることができるようにして、燃料ポンプの消費電力の低減効果を充分に得られるようにすることを目的とする。
【０００６】
また、短時間での空気の追い出しを必要最小限の頻度で実行させることができるようにして、これによっても燃料ポンプの消費電力を低減できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、燃料タンクの第１燃料貯蔵部と第２燃料貯蔵部とをつなぐ連通管を設ける一方、燃料ポンプから吐き出された燃料の一部を燃料タンクに戻すリターン配管を、切換弁を介して前記連通管の重力方向上部に接続すると共に、前記連通管の重力方向上部が前記切換弁を介して燃料タンク内に開放される構成とし、前記切換弁によって、リターン配管と連通管とを接続し、かつ、連通管を燃料タンク内に開放させる状態と、リターン配管と連通管とを遮断し、かつ、連通管の燃料タンク内への開放を遮断する状態とに切り換える構成とした。
【０００８】
上記構成によると、切換弁によって、連通管の上部からリターン燃料が供給され、かつ、連通管上部が燃料タンク内に開放される状態と、連通管の上部に対するリターン燃料供給及び燃料タンク内への開放が遮断される状態とに切り換えられるようになっており、連通管内の空気を追い出すときには、連通管の上部からリターン燃料が供給され、かつ、連通管上部が燃料タンク内に開放される状態とし、連通管内に供給される燃料によって上部から空気が追い出されるようにする。
【０００９】
従って、連通管にリターン燃料が供給されると、連通管内部の空気が直ぐに上部開放口から燃料タンク内に放出されるから、効率良く空気の追い出しを行って、連通管内が燃料で満たされる状態に短時間で復帰させることができ、リターン燃料の発生を必要最小限にして、燃料ポンプの消費電力の増大を抑制できる。
尚、連通管の上部を燃料タンク内に開放したときに、連通管の両端からの燃料の排出流量が多いと、リターン燃料を供給しても連通管内での液位が上昇せず、空気の追い出しができなくなるので、連通管の両端からの燃料の排出流量を抑制すべく、連通管の内径を細くしたり、又は、両端開放部付近に絞りを設けるようにすると良い。
【００１０】
請求項２記載の発明では、エンジンの始動直後の所定時間だけ、前記切換弁を、リターン配管と連通管とを接続し、かつ、連通管を燃料タンク内に開放させる状態に制御する構成とした。
上記構成によると、エンジン停止中に連通管内に空気が入り込んでいる可能性があるので、始動直後の所定時間だけ空気の追い出しが行われるように切換弁を制御する。
【００１１】
従って、エンジン停止中に連通管内に空気が入り込んでいても、始動直後から連通管によるサイホン作用を確実に発揮させて、無効残量の発生を防止でき、また、連通管内に空気が入り込んでいる可能性が比較的高い始動時に限定して、効率良く空気の追い出しを行わせるので、燃料ポンプの消費電力の増大を最小限に抑制できる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、車両の急旋回状態を検出し、急旋回後の所定時間だけ、前記切換弁を、リターン配管と連通管とを接続し、かつ、連通管を燃料タンク内に開放させる状態に制御する構成とした。
上記構成によると、特に燃料残量の少ない状態では、車両が急旋回されることで連通管内に空気が入り込むことがあるので、急旋回後の所定時間だけ空気の追い出しが行われるように切換弁を制御する。
【００１３】
従って、急旋回運転によって連通管内に空気が入り込んでいても、直ぐに空気を追い出して連通管によるサイホン作用を発揮させて、無効残量の発生を防止でき、また、連通管内に空気が入り込む可能性が比較的高い急旋回時に限定して、効率良く空気の追い出しを行わせるので、燃料ポンプの消費電力の増大を最小限に抑制できる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、第１燃料貯蔵部の液位と第２燃料貯蔵部の液位との差が所定値以上であるときに、前記切換弁を、リターン配管と連通管とを接続し、かつ、連通管を燃料タンク内に開放させる状態に制御する構成とした。
上記構成によると、連通管内が燃料で満たされていれば、サイホン作用によって第１燃料貯蔵部の液位と第２燃料貯蔵部の液位との均等化が図られるから、第１燃料貯蔵部の液位と第２燃料貯蔵部の液位との差が所定値以上であるときには、連通管がサイホン作用を発揮しない状態、即ち、連通管内に空気が入り込んでいる状態が推定されるので、空気の追い出しが行われるように切換弁を制御する。
【００１５】
従って、連通管内に空気が入り込んでいる状態が推定されるときに、空気の追い出しを行って連通管によるサイホン作用を復活させ、無効残量の発生を防止でき、また、連通管内に空気が入り込んでいる状態が推定されるときに限定して、効率良く空気の追い出しを行わせるので、燃料ポンプの消費電力の増大を最小限に抑制できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態における車両用エンジンの燃料供給装置のシステム概略図である。
この図１において、車両に備えられる燃料タンク１は、ファイナルドライブケースをまたぐために、内部底側が堤部１ａにより第１，第２燃料貯蔵部１ｂ，１ｃに仕切られる所謂鞍型の燃料タンクである。
【００１７】
第１燃料貯蔵部１ｂには、電動式の燃料ポンプ２が内設され、該燃料ポンプ２の吐出口に一端が接続される燃料供給管３の他端は、エンジン４のシリンダヘッド付近にシリンダ列方向に沿って固定される燃料ギャラリーパイプ５に接続され、燃料ポンプ２により第１燃料貯蔵部１ｂから吸い込まれた燃料が、前記燃料ギャラリーパイプ５に圧送される。
【００１８】
前記燃料ギャラリーパイプ５には、気筒毎に設けられる燃料噴射弁６ａ〜６ｄが接続され、該燃料噴射弁６ａ〜６ｄによって各気筒に対して個別に燃料が供給される。
前記燃料ギャラリーパイプ５には、該燃料ギャラリーパイプ５内の燃料圧力を検出する燃圧センサ７が設けられ、該燃圧センサ７の検出信号は、エンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと略す）８に入力される。
【００１９】
前記ＥＣＵ８は、前記燃圧センサ７で検出される燃圧が目標燃圧になるように、前記燃料ポンプ２の印加電圧（吐出量）をフィードバック制御する。
また、一端が第１燃料貯蔵部１ｂの底側に開放され、他端が第２燃料貯蔵部１ｃの底側に開放される連通管９が、前記堤部１ａをまたぐようにして設置されており、前記連通管９の両開放端付近には絞り部９ａ，９ｂを形成してある。
【００２０】
前記連通管９は、該連通管９内が燃料で満たされる状態において、サイホン作用によって第１燃料貯蔵部１ｂの液位と第２燃料貯蔵部１ｃの液位との均等化が図れるものである。
即ち、エンジン４に対する燃料の供給によって、第１燃料貯蔵部１ｂの液位が第２燃料貯蔵部１ｃの液位よりも下がると、前記連通管９のサイホン作用によって、第２燃料貯蔵部１ｃから第１燃料貯蔵部１ｂに向けて燃料が移送して同じ液位に保持しようとするから、第１燃料貯蔵部１ｂの燃料のみが消費されて、第２燃料貯蔵部１ｃの燃料が無効残量として残ることが回避される。
【００２１】
また、前記燃料供給管３から分岐し、電磁式切換弁１０を介して前記連通管９の重力方向上部（堤部１ａをまたぐ部分）に接続されるリターン配管１１が設けられている。
前記切換弁１０は、図２に示すように、前記連通管９とリターン配管１１との接続・遮断を切り換える一方、連通管９とリターン配管１１とを接続する状態で、同時に前記連通管９の上部を燃料タンク１内に開放するポートを有している。
【００２２】
図２に示す状態は、連通管９とリターン配管１１とが遮断され、かつ、燃料タンク１内への開放ポートが遮断された状態（ＯＦＦ状態）であり、係る状態から、連通管９とリターン配管１１とを接続し、かつ、燃料タンク１内への開放ポートが開いた状態（ＯＮ状態）に切り換えられる。
ここで、前記切換弁１０は、前記ＥＣＵ８によって切り換え制御され、前記ＥＣＵ８には、前記第１燃料貯蔵部１ｂ及び第２燃料貯蔵部１ｃそれぞれで燃料の液位を検出する第１，第２レベルゲージ１３，１４からの検出信号が入力される。
【００２３】
図３のフローチャートは、前記ＥＣＵ８による切換弁１０の制御を示すものであり、ステップＳ１では、前記第１，第２レベルゲージ１３，１４による検出結果を読み込む。
ステップＳ２では、前記第１レベルゲージ１３で検出される第１燃料貯蔵部１ｂの液位Ｈ１と、前記第２レベルゲージ１４で検出される第２燃料貯蔵部１ｃの液位Ｈ２との偏差の絶対値ΔＨを演算する。
【００２４】
ΔＨ＝｜Ｈ２−Ｈ１｜
ステップＳ３では、前記ΔＨが予め記憶された閾値Ａ以上であるか否かを判別する。
ここで、前記ΔＨが予め記憶された閾値Ａ以上であると判別されたときには、ステップＳ４へ進み、前記切換弁１０を予め設定された所定時間だけＯＮ制御して、連通管９とリターン配管１１とを接続し、かつ、燃料タンク１内への開放ポートが開かせるようにする。
【００２５】
前記切換弁１０をＯＮする所定時間は、連通管９からの空気の追い出しを完了させるのに必要充分な時間として予め設定される。
前記連通管９内が燃料で満たされていれば、サイホン作用によって第１燃料貯蔵部１ｂの液位Ｈ１と第２燃料貯蔵部１ｂの液位Ｈ２との均等化が図られるから、第１燃料貯蔵部１ｂの液位Ｈ１と第２燃料貯蔵部１ｃの液位Ｈ２との差が所定値以上であるときには、連通管９がサイホン作用を発揮しない状態、即ち、連通管９内に空気が入り込んでいる状態が推定される。
【００２６】
ここで、切換弁１０によって、連通管９にリターン燃料が供給され、かつ、連通管９の上部が燃料タンク１内に開放される状態にすると、連通管９の両端に設けられた絞り部９ａ，９ｂによって燃料の流出が制限されるから、連通管９内にリターン燃料が供給されることで連通管９内の液位が上がり、連通管９内の空気を上方に押し上げるように作用する。
【００２７】
そして、連通管９内の空気は、切換弁１０によって燃料タンク１内に開放される部分から排出されることになる。
従って、連通管９内の空気をリターン燃料の供給によって確実かつ効率良く排出させることができ、短時間で連通管９内の空気が排出されるから、連通管９にリターン燃料を供給し、かつ、連通管９の上部を燃料タンク１内に開放させる時間（切換弁１０のＯＮ時間）を、短い時間に設定できる。
【００２８】
前記連通管９にリターン燃料を供給するようにすると、その分燃料ポンプ２の吐出量を増大させる必要が生じ、燃料ポンプ２の消費電力が増大することになるが、上記のように、両燃料貯蔵部間の液位差に基づいて連通管９内に空気が存在する状態が推定されるときに、然も、短時間だけリターン燃料を供給して空気の排出を行わせることができるから、空気排出制御による消費電力の増大を最小限に抑制することができる。
【００２９】
一方、ステップＳ３で、前記ΔＨが予め記憶された閾値Ａよりも小さいと判別されたときには、ステップＳ５へ進み、切換弁１０を、連通管９とリターン配管１１とを遮断し、かつ、燃料タンク１内への開放ポートを遮断する状態（ＯＦＦ状態）に切り換える。
上記のように、リターン燃料の供給及び燃料タンク１内への開放が遮断される状態では、連通管９がサイホン作用を発揮して、両燃料貯蔵部間の液位の均等化が図られる。
【００３０】
尚、前記ΔＨが予め記憶された閾値Ａ以上である状態が所定時間以上継続していると判別されてから、切換弁１０による空気の排出制御を行わせるようにしても良い。
上記実施形態では、両燃料貯蔵部間の液位差ΔＨに基づいて連通管９から空気を排出させる制御を行わせる構成としたが、図４のフローチャートに示す第２の実施形態のように、液位の情報を用いずに空気の排出制御を行わせる構成とすることができる。
【００３１】
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、エンジン４の始動直後の所定時間内であるか否かを判別する。
具体的には、スタートスイッチ１２がＯＮ→ＯＦＦ切り換えされた後の燃料ポンプ２の駆動状態（エンジン回転状態）における経過時間と、予め設定された時間とを比較する。
【００３２】
始動直後の所定時間内であるときには、エンジン４の停止中に連通管９内に空気が入り込んでいる可能性があるので、空気排出を行わせるべく、ステップＳ１３へ進む。
ステップＳ１３では、前記切換弁１０を制御（ＯＮ制御）して、連通管９とリターン配管１１とを接続し、かつ、燃料タンク１内への開放ポートが開かせるようにする。
【００３３】
一方、始動直後の所定時間内ではないときには、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１２では、車両の急旋回が行われた直後の所定時間内であるか否かを判別する。
車両の急旋回状態は、舵角センサ１５で検出されるハンドルの舵角、及び、車速センサ１６で検出される車速に基づいて判断できる他、Ｇセンサ１７で検出される車両の左右方向の加速度（横Ｇ）に基づいて判断できる。
【００３４】
車両の急旋回が行われた直後の所定時間内であるときには、ステップＳ１３へ進んで、前記切換弁１０を制御（ＯＮ制御）して、連通管９とリターン配管１１とを接続し、かつ、燃料タンク１内への開放ポートが開かせるようにする。
車両が急旋回されると、特に燃料残量が少ないときに、連通管９内に空気が入り込む可能性があるため、空気排出制御を行わせるものである。
【００３５】
一方、ステップＳ１２で、車両の急旋回が行われた直後の所定時間内ではないと判別されたときには、連通管９に空気が入っていないものと推定して、切換弁１０を、連通管９とリターン配管１１とを遮断し、かつ、燃料タンク１内への開放ポートを遮断する状態（ＯＦＦ状態）に切り換える。
上記構成によると、始動直後及び急旋回直後で連通管９に空気が入っている可能性があると判断されるときに、切換弁１０を空気排出処理側に切り換えるから、無用なリターン燃料の発生を抑制でき、然も、短時間だけリターン燃料を供給することで空気の排出を行わせることができるから、空気排出制御による消費電力の増大を抑制することができる。
【００３６】
尚、急旋回に伴う連通管９への空気の侵入は、特に燃料残量が少ないときに発生するものと予測されるから、燃料残量が所定量以下であるときの急旋回後に限って、空気排出処理を行わせるようにしても良い。
また、急旋回が行われても、連通管９への空気の侵入が発生しない場合には、ステップＳ１２の判断を省略し、始動直後の所定時間内でのみ、空気排出処理を行わせるようにしても良い。
【００３７】
また、前記切換弁１０を所定時間だけリターン燃料供給側に切り換える制御を、一定時間間隔ごとに行わせる構成としても良い。
更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つ記載の車両用エンジンの燃料供給装置において、
前記連通管の両端付近それぞれに絞り部を形成したことを特徴とする車両用エンジンの燃料供給装置。
【００３８】
上記構成によると、連通管の上部を開放させたときに、燃料が連通管内から排出されることが絞り部によってより抑制され、リターン燃料が供給されることで、連通管内における液位が上昇して空気の追い出しが行われることになる。
従って、リターン燃料の供給による空気の追い出しをより効率良く行わせることができる。
（ロ）請求項４記載の車両用エンジンの燃料供給装置において、
前記第１燃料貯蔵部の液位と前記第２燃料貯蔵部の液位との差が所定値以上で状態が所定時間以上継続したときに、前記切換弁を、前記リターン配管と前記連通管とを接続し、かつ、前記連通管を燃料タンク内に開放させる状態に制御することを特徴とする車両用エンジンの燃料供給装置。
【００３９】
上記構成によると、第１燃料貯蔵部の液位と前記第２燃料貯蔵部の液位との差が所定値以上であっても、係る状態が継続しない場合には、リターン燃料を発生させて連通管から空気を排出させる処理を実行せず、液位差が所定値以上である状態が所定時間以上継続したときに、空気排出処理を行わせる。
従って、連通管のサイホン作用によって液位を均等化している過渡状態などで、連通管に対する空気の侵入が誤って推定されることを回避できる。
（ハ）請求項３記載の車両用エンジンの燃料供給装置において、
前記燃料タンク内における燃料残量が所定量以下である状態での急旋回後に、前記切換弁を、前記リターン配管と前記連通管とを接続し、かつ、前記連通管を燃料タンク内に開放させる状態に制御することを特徴とする車両用エンジンの燃料供給装置。
【００４０】
上記構成によると、燃料残量が少ないときに急旋回が行われると、該急旋回後に、リターン燃料を発生させて連通管から空気を排出させる処理を行わせる。
従って、急旋回時であっても然も燃料残量が少なく、連通管に対して空気が入る可能性がより高いときに限って、リターン燃料を発生させて連通管から空気を排出させる処理を行わせることができ、無用なリターン燃料の発生をより適切に回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における車両用エンジンの燃料供給装置のシステム構成図。
【図２】実施の形態における切換弁の詳細を示す流路構成図。
【図３】空気排出制御の第１実施形態を示すフローチャート。
【図４】空気排出制御の第２実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…燃料タンク、１ｂ…第１燃料貯蔵部、１ｃ…第２燃料貯蔵部、２…燃料ポンプ、３…燃料供給管、４…エンジン、５…燃料ギャラリーパイプ、６ａ〜６ｄ…燃料噴射弁、７…燃圧センサ、８…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、９…連通管、１０…切換弁、１１…リターン配管、１２…スタートスイッチ、１３…レベルゲージ、１４…レベルゲージ、１５…舵角センサ、１６…車速センサ、１７…Ｇセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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