(57)【要約】【課題】  エンジンの燃料供給装置において、簡単な構造で圧損を最小限に抑えながら燃料圧力の脈動を低減する。【解決手段】  燃料ポンプ２３に接続されたフィルタ１９およびインジェクタ２２に接続されたデリバリパイプ２１間のフィードパイプ２０に燃料の流量を調整可能な流量調整弁としてのリリーフ弁２４を配置したので、フィルタ１９およびデリバリパイプ２１間のフィードパイプ２０の燃料液柱がエンジンの低回転数領域で共振して燃料圧力が脈動したときに、リリーフ弁２４において発生する圧損により前記燃料圧力の脈動を低減することができる。また燃料液柱が共振しないエンジンの高回転数領域ではリリーフ弁２４の開度を増加させて前記圧損を低減することができるので、燃料圧力の脈動防止と圧損の低減とを両立させることができる。【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（Ｔ）内の燃料を燃料ポンプ（２３）、フィルタ（１９）およびデリバリパイプ（２１）を介してインジェクタ（２２）に供給するエンジンの燃料供給装置において、
フィルタ（１９）およびデリバリパイプ（２１）間に燃料の流量を調整可能な流量調整弁（２４，２４′）を配置したことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
【請求項２】
前記流量調整弁を、所定の開弁圧が作用したときに開弁してフィルタ（１９）側からデリバリパイプ（２１）側への燃料の移動を許容し、その逆方向の燃料の移動を阻止するリリーフ弁（２４）で構成したことを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項３】
前記流量調整弁を、所定の開弁圧が作用したときに開弁してフィルタ（１９）側からデリバリパイプ（２１）側への燃料の移動を許容し、その逆方向の燃料の移動を阻止する第１リリーフ弁（２４）と、所定の開弁圧が作用したときに開弁してデリバリパイプ（２１）側からフィルタ（１９）側への燃料の移動を許容し、その逆方向の燃料の移動を阻止する第２リリーフ弁（２４′）とを並列に配置して構成したことを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの燃料供給装置。
【請求項４】
前記流量調整弁（２４，２４′）を、燃料タンク（Ｔ）から燃料を供給するフィードパイプ（２０）のジョイント、あるいは燃料ポンプモジュールに一体化したことを特徴とする、請求項１に記載のエンジンの燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプ、フィルタおよびデリバリパイプを介してインジェクタに供給するエンジンの燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンに燃料を高圧で供給する高圧ポンプと、複数のインジェクタを設けたデリバリパイプとを接続する高圧燃料吐出通路の途中に高圧レギュレータに連なる分岐点を形成し、高圧ポンプおよび前記分岐点間に高圧ダンパ（パルセーションダンパ）を設けるとともに、前記分岐点およびデリバリパイプ間に固定オリフィスを設け、これらの高圧ダンパおよび固定オリフィスによって燃料圧力の脈動を吸収するものが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開２００１−５５９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来のものは、高圧ダンパの構造が複雑でコストアップの要因となるだけでなく、その寸法が大きいために狭いエンジンルーム内でのレイアウトが困難になる問題がある。また固定オリフィスは小型で低コストであるが、燃料が通過する際に圧損が発生する問題があり、特に燃料の供給量が増加するエンジンの高速回転時には圧損が大きくなる問題がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造で圧損を最小限に抑えながら燃料圧力の脈動を低減することを目的とする。
【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、請求項１に記載された発明によれば、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプ、フィルタおよびデリバリパイプを介してインジェクタに供給するエンジンの燃料供給装置において、フィルタおよびデリバリパイプ間に燃料の流量を調整可能な流量調整弁を配置したことを特徴とするエンジンの燃料供給装置が提案される。
【０００６】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記流量調整弁を、所定の開弁圧が作用したときに開弁してフィルタ側からデリバリパイプ側への燃料の移動を許容し、その逆方向の燃料の移動を阻止するリリーフ弁で構成したことを特徴とするエンジンの燃料供給装置が提案される。
【０００７】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記流量調整弁を、所定の開弁圧が作用したときに開弁してフィルタ側からデリバリパイプ側への燃料の移動を許容し、その逆方向の燃料の移動を阻止する第１リリーフ弁と、所定の開弁圧が作用したときに開弁してデリバリパイプ側からフィルタ側への燃料の移動を許容し、その逆方向の燃料の移動を阻止する第２リリーフ弁とを並列に配置して構成したことを特徴とするエンジンの燃料供給装置が提案される。
【０００８】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記流量調整弁を、燃料タンクから燃料を供給するフィードパイプのジョイント、あるいは燃料ポンプモジュールに一体化したことを特徴とする燃料供給装置が提案される。
【０００９】
尚、実施例のリリーフ弁２４（第１リリーフ弁２４）および第２リリーフ弁２４′は本発明の流量調整弁に対応する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の構成によれば、燃料ポンプに接続されたフィルタおよびインジェクタに接続されたデリバリパイプ間に燃料の流量を調整可能な流量調整弁を配置したので、フィルタおよびデリバリパイプ間の燃料液柱が所定のエンジン回転数で共振して燃料圧力が脈動したときに、流量調整弁において発生する圧損により前記燃料圧力の脈動を低減することができる。また燃料液柱が共振しないエンジン回転数では流量調整弁の開度を増加させて前記圧損を低減することができるので、燃料圧力の脈動防止と圧損の低減とを両立させることができる。
【００１１】
請求項２の構成によれば、流量調整弁をフィルタ側からデリバリパイプ側への燃料の移動のみを許容するリリーフ弁で構成したので、リリーフ弁の開弁圧を変化させることで燃料圧力の脈動防止効果を容易にチューニングすることができる。
【００１２】
請求項３の構成によれば、流量調整弁をフィルタ側からデリバリパイプ側への燃料の移動のみを許容する第１リリーフ弁と、デリバリパイプ側からフィルタ側への燃料の移動のみを許容する第２リリーフ弁とを並列に配置して構成したので、第１、第２リリーフ弁の開弁圧を変化させることで燃料圧力の脈動防止効果を容易にチューニングすることができる。しかも第１、第２リリーフ弁を設けたことにより、燃料が双方向に移動する際に圧損を発生させて脈動防止効果を更に高めることができる。
【００１３】
請求項４の構成によれば、燃料タンクから燃料を供給するフィードパイプのジョイント、あるいは燃料ポンプモジュールに流量調整弁を一体化したので、部品点数の削減や組付工数の削減に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図５は本発明の実施例を示すもので、図１は第１実施例に係るエンジンの燃料供給装置の全体構成図、図２は第２実施例に係る流量制御弁の構造を示す図、図３はカムシャフト回転数と燃料圧力変動量との関係を示すグラフ、図４はクランクシャフト回転数と平均燃料圧力との関係を示すグラフ、図５はクランクアングルと燃料圧力との関係を示すグラフである。
【００１６】
図１に示すように、自動車用の燃料タンクＴは、燃料を貯留するタンク本体１１と、このタンク本体１１に給油するためのフィラーパイプ１２とを備える。自動車のボディ１３に形成されてリッド１４で開閉される凹部１５に、フィラーパイプ１２の上端に接続された給油口１６が設けられており、給油口１６の開口端はキャップ１７で閉塞可能である。タンク本体１１の内部には、ストレーナ１８を介して汲み上げた燃料をフィルタ１９、プレッシャレギュレータ２８、フィードパイプ２０およびデリバリパイプ２１を介してエンジンＥのインジェクタ２２…に供給する燃料ポンプ２３が設けられる。
【００１７】
余剰となった燃料をプレッシャレギュレータ２８を介してタンク本体１１に戻すことで、デリバリパイプ２１から燃料タンクＴに余剰の燃料を戻すリターンパイプは設けられておらず、この燃料供給装置はリターンパイプを持たない、いわゆるリターンレスシステムとなっている。
【００１８】
フィルタ１９とデリバリパイプ２１とを接続するフィードパイプ２０の途中に、本発明の流量制御弁を構成するリリーフ弁２４が配置される。リリーフ弁２４は、弁座２５ａを備えた弁ハウジング２５の内部に球状の弁体２６を収納し、この弁体２６を弁ばね２７で弁座２５ａに着座する方向に付勢したものであり、フィルタ１９側の圧力がデリバリパイプ２１側の圧力よりも所定の開弁圧を超えて高まると開弁し、フィルタ１９側からデリバリパイプ２１側への燃料の移動を許容し、その逆方向の燃料の移動を阻止するようになっている。
【００１９】
図２は本発明の流量制御弁の第２実施例を示すもので、第１実施例のリリーフ弁２４と全く同じ構成の第１リリーフ弁２４に、弁座２５ａ′を備えた弁ハウジング２５′、弁体２６′および弁ばね２７′で構成された第２リリーフ弁２４′を並列に配置したものである。第２リリーフ弁２４′は第１リリーフ弁２４′と逆方向に配置されており、デリバリパイプ２１側の圧力がフィルタ１９側の圧力よりも所定の開弁圧を超えて高まると開弁し、デリバリパイプ２１側からフィルタ１９側への燃料の移動を許容し、その逆方向の燃料の移動を阻止するようになっている。
【００２０】
次に、上記構成を備えた実施例の作用を説明する。
【００２１】
インジェクタ２２が開弁して燃料噴射が開始されるとデリバリパイプ２１内の燃料圧力が低下し、燃料噴射が終了してインジェクタ２２が閉弁した瞬間にデリバリパイプ２１内の燃料圧力は急激に増加する。その際に発生した圧力波はフィードパイプ２０内をフィルタ１９に向けて伝播し、そのフィルタ１９の開口端で位相反転してフィードパイプ２０内をデリバリパイプ２１に向けて伝播することで、フィードパイプ２０およびデリバリパイプ２１内の燃料圧力が所定の周期で脈動する。主としてエンジンＥの始動時やアイドリング時のような低速回転時に、各インジェクタ２２…が燃料噴射する周期が前記脈動周期に一致すると、フィードパイプ２０内の燃料液柱が共振して燃料圧力の変動が大きくなり、インジェクタ２２からの燃料噴射量の制御の悪影響を及ぼす可能性がある。
【００２２】
固定オリフィスやリリーフ弁を持たないものでは、図３に一点鎖線で示すように、カムシャフト回転数が０〜３５０ｒｐｍの始動時回転域で燃料圧力の変動量が前記共振現象により急増していることがわかる。
【００２３】
それに対して本実施例では、燃料圧力の変動時に所定の開弁圧を有するリリーフ弁２４，２４′を通過する燃料に若干の圧損を発生させることで、前記共振現象の発生を防止して燃料圧力の脈動を回避することができる。
【００２４】
第１リリーフ弁２４および第２リリーフ弁２４′を並列、かつ逆向きに配置した第２実施例では、燃料の双方向の移動が可能であるが、１個のリリーフ弁２４だけを備えた第１実施例では、インジェクタ２２が閉弁してデリバリパイプ２１側のフィードパイプ２０内の燃料圧力が衝撃的に増加したとき、リリーフ弁２４の弁座２５ａに衝突した弁体２６が跳ね返えり、その弁体２６が弁ばね２７の弾発力で再び弁座２５ａに着座することで、リリーフ弁２４が振動的に開閉してデリバリパイプ２１側からフィルタ１９側への燃料の移動が許容される。
【００２５】
このように、１個のリリーフ弁２４だけを備えた第１実施例に比べて、２個の第１、第２リリーフ弁２４，２４′を備えた第２実施例の方が燃料の双方向の移動がスムーズに行われるため、図３から明らかなように、破線で示す第２実施例の方が実線で示す第１実施例よりも圧力変動が更に小さくなっている。
【００２６】
図４に一点鎖線で示すように、固定オリフィスやリリーフ弁を持たないものは、クランクシャフト回転数（エンジン回転数）が増加しても平均燃料圧力は略一定に保持されている。それに対して、二点鎖線で示す固定オリフィスを設けたものは、クランクシャフト回転数が増加するに伴って平均燃料圧力が急激に減少しており、固定オリフィスにより大きな圧損が発生していることがわかる。
【００２７】
１個のリリーフ弁２４だけを備えた第１実施例（実線参照）は、固定オリフィスやリリーフ弁を持たないものに比べて平均燃料圧力は僅かに減少するものの、その平均燃料圧力はクランクシャフト回転数が増加してもほぼ一定に保持される。また２個の第１、第２リリーフ弁２４，２４′を備えた第２実施例（破線参照）は、クランクシャフト回転数の増加に応じて平均燃料圧力が次第に減少するが、その最大減少量は第１実施例と同等であり、第１実施例よりも更に圧損が小さいことが分かる。
【００２８】
図５に一点鎖線で示すように、固定オリフィスやリリーフ弁を持たないものは、クランクアングルの変化に伴って燃料圧力が大きく脈動しているが。破線で示すように２個の第１、第２リリーフ弁２４，２４′を備えた第２実施例は、燃料圧力の脈動が大きく低減していることがわかる。１個のリリーフ弁２４だけを備えた第１実施例でも、これと同等の脈動低減効果を達成することができる。
【００２９】
以上のように、フィルタ１９およびデリバリパイプ２１の間にリリーフ弁２４（２４′）を配置するだけの極めて簡単で低コストな構造で、特にエンジンＥの低速回転時に発生する燃料圧力の脈動を減少させてインジェクタ２２…からの燃料噴射量を安定させることができる。しかも従来の固定オリフィスを用いる場合に比べて特にエンジンＥの高速回転時における圧損を最小限に押さえることができる。また流量調整弁としてリリーフ弁２４（２４′）を採用したことより、弁ばね２７（２７′）のばね定数を変化させて開弁圧を調整することで、燃料圧力の脈動減少効果を容易にチューニングすることができる。
【００３０】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３１】
例えば、実施例では流量制御弁としてリリーフ弁２４，２４′を例示したが、開弁圧がほぼ０であるチェック弁や、開度を電気的に調整可能なソレノイド弁を採用することができる。ソレノイド弁を採用した場合、燃料圧力の脈動が発生し易いエンジンＥの低速回転時に開度を減少させて圧損を積極的に増加させ、燃料圧力の変動が発生し難いエンジンＥの高速回転時に開度を増加させて圧損を減少させれば、脈動防止および圧損低減を更に効果的に両立させることができる。
【００３２】
また実施例ではフィードパイプ２０の中間部にリリーフ弁２４，２４′を配置しているが、フィルタ１９およびデリバリパイプ２１の間であれば、燃料タンクＴの内外を問わずに任意に位置に配置することができる。
【００３３】
またフィードパイプ２０のジョイントの内部にリリーフ弁２４，２４′を一体化したり、あるいはストレーナ１８、燃料ポンプ２３、フィルタ１９、プレッシャレギュレータ２８等をモジュール化した燃料ポンプモジュールにリリーフ弁２４，２４′を一体化したりしても良く、これにより部品点数および組付工数の削減を図ることができる。
【００３４】
またリリーフ弁２４，２４′は球状の弁体２６を用いたものに限定されず、任意の構造のものを採用することができ、更に第１、第２リリーフ弁２４，２４′の何れか一方をオリフィスで構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施例に係るエンジンの燃料供給装置の全体構成図
【図２】第２実施例に係る流量制御弁の構造を示す図
【図３】カムシャフト回転数と燃料圧力変動量との関係を示すグラフ
【図４】クランクシャフト回転数と平均燃料圧力との関係を示すグラフ
【図５】クランクアングルと燃料圧力との関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００３６】
１９        フィルタ
２０        フィードパイプ
２１        デリバリパイプ
２２        インジェクタ
２３        燃料ポンプ
２４        リリーフ弁、第１リリーフ弁（流量調整弁）
２４′      第２リリーフ弁（流量調整弁）
Ｔ          燃料タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005351144.tif 000006
【図５】
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