(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの内部に配置され、前記燃料タンクの内部の燃料を前記燃料タンクの外部に供給するプライマリポンプと、
ダイヤフラム、前記プライマリポンプから吐出した燃料が流入する燃料室、および前記ダイヤフラムによって前記燃料室と仕切られた背圧室を有し、前記背圧室の圧力に基づき決定されるリリーフ圧を前記燃料室の圧力が超えた場合に前記燃料室の燃料を排出するプレッシャレギュレータと、
前記燃料タンクの内部の燃料を前記背圧室に供給することにより、前記リリーフ圧を変化させる背圧制御ポンプと、
前記背圧制御ポンプから吐出した燃料を前記プライマリポンプの吐出側に導くセカンダリ通路を有する配管と、
前記セカンダリ通路を開閉可能であり、前記プライマリポンプの吐出側の圧力が所定値より低くなった場合に前記セカンダリ通路を開く開閉バルブと、を備え、
前記セカンダリ通路は前記背圧室と連通し、
前記開閉バルブは、前記セカンダリ通路の流通を前記背圧室の側から前記プライマリポンプの吐出側への方向のみに規制するチェックバルブであり、前記プライマリポンプの吐出側の圧力と前記背圧室の圧力との差圧が設定圧より高くなった場合に前記セカンダリ通路を開く燃料供給装置。
【請求項２】
前記背圧制御ポンプは遠心ポンプである請求項１記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記背圧制御ポンプの吐出圧を制御する背圧ポンプ制御手段を備える請求項１または２記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記背圧ポンプ制御手段は、前記背圧ポンプの吐出圧を制御する請求項３記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記背圧ポンプ制御手段は、前記背圧制御ポンプの吐出圧を一定の圧力に調整する調圧バルブである請求項３記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記背圧制御ポンプの余剰燃料を前記燃料タンクに戻すリターン通路を有する配管を備える請求項１から５のいずれか一項記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクの燃料を外部に供給する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料タンクの燃料を外部に供給するポンプを備えた燃料供給装置が知られている（特許文献１参照）。近年、次の理由により外部に供給する燃料の圧力を高くする傾向にある。
すなわち、燃料の配管内で発生したベーパを押し潰すために燃料の高圧化が要求される。例えば、燃料が高温の状態でポンプを始動させた場合にはベーパが発生しやすくなるので、この場合には特に燃料の高圧化が要求される。また、エンジン等の内燃機関に噴射する燃料を微粒化させるために燃料の高圧化が要求される。例えば、エンジンの高負荷時には、エンジン出力を高めるべく噴射燃料を微粒化することが特に要求される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１００２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の如く燃料を高圧化させると、例えば、ポンプの作動電流値が高くなることに起因してオルタネータの負荷が高くなって車両燃費が悪化したり、ポンプを駆動するモータのブラシの寿命が短くなる等の不具合が生じるため、燃料供給装置の耐久性能が低下する。
そこで、本発明の目的は、装置の耐久性能低下を抑制しつつ燃料の高圧化を実現した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】
請求項１から６のいずれか一項記載の発明では、プレッシャレギュレータの背圧室に燃料を供給する背圧制御ポンプをプライマリポンプとは別に備える。そのため、背圧制御ポンプの作動を制御することで背圧室の燃料圧力を変化させることができる。すなわち、プレッシャレギュレータのリリーフ圧を変化させることができ、その結果、プライマリポンプから外部に供給する燃料の圧力を変化させることができる。
また、背圧制御ポンプから吐出した燃料をプライマリポンプの吐出側に導くセカンダリ経路を備える。そのため、例えばプライマリポンプの故障やバルブの固着等、プライマリポンプによる燃料タンク外部への燃料供給が正常に行えなくなった場合であっても、背圧制御ポンプから吐出した燃料をセカンダリ通路を通じて燃料タンクの外部に供給することができる。よって、背圧制御ポンプに、背圧室の燃料圧力を制御する機能に加え、プライマリポンプの故障時における縮退運転（ｌｉｍｐ  ｈｏｍｅ）機能をも備えさせることができる。
さらに、セカンダリ通路を開閉する開閉バルブを備え、プライマリポンプの吐出通路の圧力が所定値より低くなった場合にセカンダリ経路を開く。そのため、背圧室の燃料圧力を制御する機能と縮退運転機能とを切り替えることを、開閉バルブの作動により容易に実現できる。
さらにまた、セカンダリ経路は背圧室と連通し、開閉バルブは、セカンダリ通路の流通を背圧室の側から吐出通路の側への方向のみに規制するチェックバルブであり、プライマリポンプの吐出側の圧力と背圧室の圧力との差圧が設定圧より高くなった場合にセカンダリ通路を開く。そのため、開閉バルブに安価なチェックバルブを採用できるので、電磁式バルブを採用した場合に比べてコストダウンを図ることができる。
ここで、セカンダリ通路の燃料が吐出通路の側から背圧室の側へ流通してしまうと、プライマリポンプの吐出側の圧力と背圧室の圧力とが同一になるため、燃料室の圧力がリリーフ圧を超えた場合に排出するといったプレッシャレギュレータの機能が発揮されなくなる。これに対し、セカンダリ通路の燃料は背圧室の側から吐出通路の側への方向のみに流通するようチェックバルブにより規制されるので、プレッシャレギュレータの機能を発揮できる。
【０００６】
従って、例えば、燃料が高温の状態でプライマリポンプを始動させる場合や、内燃機関の高負荷時にその出力を高めたい場合等、燃料の高圧化が要求される時に、背圧制御ポンプの作動により背圧室の圧力を高くして、プライマリポンプから外部に供給する燃料の圧力を高めることができる。よって、燃料供給装置の耐久性能低下を抑制しつつ、燃料の高圧化を実現できる。
【０００７】
請求項２記載の発明では、背圧制御ポンプは、タービンポンプおよび渦巻きポンプその他の遠心ポンプである。そのため、遠心ポンプの作動を停止させた時に、背圧室の燃料は遠心ポンプ内を逆流可能となる。よって、遠心ポンプの作動によって高められた背圧室の圧力を、遠心ポンプの作動を停止させるだけで容易に低くできる。従って、背圧室の圧力をシンプルな構成で容易に制御できるので、燃料の高圧化が要求される時にのみ背圧室の圧力を高めることを容易に実現できる。
【０００８】
請求項３記載の発明では、背圧制御ポンプの吐出圧を制御する背圧ポンプ制御手段を備える。そのため、背圧ポンプ制御手段により背圧制御ポンプの吐出圧を制御することで、背圧室の圧力を容易に制御できる。よって、燃料の高圧化が要求される時に背圧室の圧力を高めることを容易に実現できる。
【０００９】
請求項４記載の発明では、背圧ポンプ制御手段は、背圧ポンプの吐出圧を制御する手段であり、具体的には、背圧制御ポンプへの印加電圧を制御してポンプ吐出圧を制御するコントローラ等が挙げられる。
請求項５記載の発明では、背圧ポンプ制御手段は、背圧制御ポンプの吐出圧を一定の圧力に調整する調圧バルブであり、具体的には、プレッシャレギュレータおよびチェックバルブ等が挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料供給装置を図１から図４に示す。図１に示す如く燃料供給装置は、ポンプモジュール１および電子制御装置（Electronic Control Unit;ＥＣＵ）２等からなる。ポンプモジュール１は、燃料タンク３の内部に取り付けられており、燃料タンク３の燃料を昇圧して図示しないデリバリパイプに供給する。デリバリパイプには、内燃式のエンジンの各気筒に配置されて燃料を噴射する図示しないインジェクタが取り付けられている。第１実施形態の燃料供給装置は、デリバリパイプ内の燃料の余剰分を燃料タンク３に戻すリターン配管を備えない所謂リターンレス方式である。
【００１５】
ＥＣＵ２は、バッテリ４から電力を供給されており、エンジンの運転状態に応じた最適な燃料圧力を指示する指示信号と、デリバリパイプ内の圧力とに基づきポンプモジュール１に備えられたプライマリポンプ１０の駆動を制御する。これにより、ＥＣＵ２はデリバリパイプ内の圧力を制御する。具体的には、ＥＣＵ２はリレー５を制御することでプライマリポンプ１０をオンオフ制御する。また、ＥＣＵ２は、インジェクタの駆動を制御して、燃料の噴射量を制御する。ＥＣＵ２は、特許請求の範囲に記載の背圧ポンプ制御手段に相当する。
【００１６】
プライマリポンプ１０を模式的に示した図１では、プライマリポンプ１０をケーシング１１の外に図示しているが、実際にはプライマリポンプ１０はケーシング１１内に配置されている。ケーシング１１は燃料タンク３の開口部を閉塞する蓋部材１２に支持されている。
【００１７】
プライマリポンプ１０から吐出された燃料は、通常時には図１中の点線の矢印に示す如く、ケーシング１１内のフィルタエレメント１３を通過してプレッシャレギュレータ２０に流入する。そして、プレッシャレギュレータ２０で圧力調整された燃料は、蓋部材１２に設けられた吐出口１４からデリバリパイプに供給される。プレッシャレギュレータ２０から排出される余剰燃料は燃料タンク３に戻される。
【００１８】
次に、図２を用いてプライマリポンプ１０の構造を説明する。
プライマリポンプ１０は電気駆動式であり、モータ部１１０及びポンプ部１５０を備えている。モータ部１１０はブラシ付きの直流モータである。モータ部１１０は、円筒状のハウジング１１２が内部に形成するモータ室１１４に複数の永久磁石１１６を環状に配置し、それら永久磁石１１６の内周側に電機子１１８を同軸配置した構造である。
【００１９】
図示しないブラシ等を介してバッテリ４から電機子１１８に電力が供給されると、電機子１１８とともに回転する回転軸１２４がポンプ部１５０のインペラ１５２を回転させる。エンドカバー１２０が形成する燃料吐出口１３０は、回転するインペラ１５２により昇圧されてモータ室１１４へと導かれた燃料を、図１に示すケーシング１１内のうちフィルタエレメント１３が設置される流通路へ吐出する。燃料吐出口１３０にはチェックバルブ１３１が設けられ、燃料吐出口１３０からハウジング１１２内に燃料が逆流することを防止する。これにより、プライマリポンプ１０の作動を停止させたときに、デリバリパイプ内の燃料の圧力を保持することが可能となる。
【００２０】
次に、図３を用いてプレッシャレギュレータ２０の構造を説明する。
プレッシャレギュレータ２０は、背圧側ケース２７１、調圧側ケース２７２、ダイヤフラム２７３、スプリング座２７４、弁ガイド２７５、ボール２７６、係止板２７７、弁部材２７８、スプリング２７９、弁座部材２８２を有している。ダイヤフラム２７３、スプリング座２７４、弁ガイド２７５、ボール２７６および弁部材２７８は一体となって変位する可動体２８０である。
【００２１】
背圧側ケース２７１と調圧側ケース２７２との間にゴム製のダイヤフラム２７３の外周縁が挟持されている。ダイヤフラム２７３の内周縁はスプリング座２７４と弁ガイド２７５とにより挟持されている。ボール２７６は、係止板２７７により弁ガイド２７５に押し付けられている。板状の弁部材２７８はボール２７６とともに移動する。背圧室２８４は、可動体２８０の背圧側ケース２７１側に形成されている。スプリング２７９は背圧室２８４に収容されており、弁座部材２８２の弁座２８３に弁部材２７８が着座する方向に可動体２８０を付勢している。
【００２２】
弁座部材２８２は、円筒状に形成されており、調圧側ケース２７２に圧入、ロー付けされている。弁座部材２８２は、軸方向に貫通する排出通路２８７を有している。排出通路２８７は燃料室２８５と排出孔２９４とを連通可能である。弁座２８３は排出通路２８７の燃料室２８５側に形成されている。弁部材２７８が弁座２８３に着座すると燃料室２８５と排出孔２９４との連通は遮断され、弁部材２７８が弁座２８３から離座すると燃料室２８５と排出孔２９４とは連通する。
【００２３】
背圧室２８４は、背圧側ケース２７１に形成された連通孔２９１により、背圧制御ポンプ３０の吐出側と連通する。背圧室２８４の圧力は背圧制御ポンプ３０の作動により制御される。背圧室２８４の圧力は弁部材２７８が弁座２８３に着座する方向に可動体２８０に加わる。
【００２４】
また、背圧側ケース２７１に形成された連通孔２９２には図示しない配管が接続されている。この配管は、図１に示す如く、背圧室２８４の燃料をプライマリポンプ１０の吐出側に導くセカンダリ通路Ｌ２を有する。セカンダリ通路Ｌ２には開閉バルブとしてのチェックバルブ３９０が備えられている。チェックバルブ３９０は、セカンダリ通路Ｌ２を開閉する弁体３８８と、セカンダリ通路Ｌ２を閉じる向きに弁体３８８に付勢力を与えるスプリング３８９とを備える。このチェックバルブ３９０によりセカンダリ通路Ｌ２の燃料の流通は、背圧室２８４の側からプライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１への方向のみに規制される。
【００２５】
そして、チェックバルブ３９０は、プライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１の圧力と背圧室２８４の圧力との差圧が設定圧より高くなった場合にセカンダリ通路Ｌ２を開く。従って、プライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１の圧力をＰ１、背圧室２８４の圧力をＰ２とすると、プライマリポンプ１０が正常に運転している通常時には、チェックバルブ３９０はセカンダリ通路Ｌ２を閉じ、図１の点線に示す矢印の如く燃料は流通する。また、プライマリポンプ１０および背圧制御ポンプ３０がともに正常に運転している燃圧アップ時にも、チェックバルブ３９０はセカンダリ通路Ｌ２を閉じ、図１の一点鎖線に示す矢印の如く燃料は流通する。
【００２６】
一方、プライマリポンプ１０の故障等により吐出側通路Ｌ１の圧力Ｐ１が背圧室２８４の圧力Ｐ２よりも低くなり、さらに圧力Ｐ１が低下して、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧が、チェックバルブ３９０の設定圧より大きくなると、チェックバルブ３９０はセカンダリ通路Ｌ２を開き、図１の二点鎖線に示す矢印の如く燃料は流通する。
【００２７】
そして、プライマリポンプ１０が正常に作動していれば、背圧制御ポンプ３０の吐出量を増加させたとしても、その増加にともなって背圧室２８４の圧力が高くなり、その結果、吐出側通路Ｌ１の圧力Ｐ１も高くなる。よって、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧がチェックバルブ３９０の設定圧より大きくなることはないので、セカンダリ通路Ｌ２は開かない。従って、プライマリポンプ１０の正常作動時には、背圧制御ポンプ３０の吐出量を増加させたとしても、セカンダリ通路Ｌ２は開かない。
【００２８】
図５は、背圧制御ポンプ３０に印可する駆動電圧（または電流）の違いに応じた、背圧制御ポンプ３０の吐出圧力と吐出流量との関係を示す図である。図５中の実線に示す如く、吐出圧力の増大にともなって流量は減少し、同じ流量であれば駆動電圧（または電流）が高いほど吐出圧力は高い。従って、チェックバルブ３９０がセカンダリ通路Ｌ２を閉じた状態において、背圧制御ポンプ３０の駆動を開始すると、時間経過にともなって流量が減少するとともに圧力は上昇し、流量が０になった時点で圧力は図５に示す圧力Ｐ２１、Ｐ２２で一定となる。そして、例えば駆動電圧を８Ｖ（または電流を４Ａ）とした場合の圧力Ｐ２１は、駆動電圧１２Ｖ（または電流を６Ａ）とした場合の圧力Ｐ２２に比べて低くなる。そのため、駆動電圧を調整することにより背圧室２８４の圧力Ｐ２を調整できる。なお、図５中の点線は、背圧制御ポンプ３０の吐出流量が０である場合における圧力Ｐ２と駆動電流との関係を示す。
【００２９】
燃料室２８５は、調圧側ケース２７２に形成された連通孔２９３により、プライマリポンプ１０の吐出側の通路Ｌ１と連通している。燃料室２８５の圧力はプライマリポンプ１０の吐出圧であり、弁部材２７８が弁座２８３から離座する方向に可動体２８０に加わる。調圧側ケース２７２は、背圧側ケース２７１と反対側に余剰燃料を排出する排出孔２９４を形成している。
【００３０】
プレッシャレギュレータ２０は、プライマリポンプ１０の吐出流量に応じて余剰燃料を排出孔２９４から排出することにより、フィルタエレメント１３から吐出側通路Ｌ１に流出した燃料の圧力を高圧（例えば６００ｋｐａ）に調圧する。この高圧の値は、背圧制御ポンプ３０の作動により制御された背圧室２８４の圧力に応じて決定される値であり、特許請求の範囲に記載のリリーフ圧に相当する。そして、高圧に調圧された燃料は、吐出側通路Ｌ１からエンジン側のデリバリパイプに供給される。
【００３１】
プレッシャレギュレータ２０の弁部材２７８の位置は、背圧室２８４の燃料圧力から弁部材２７８が弁座２８３に着座する方向に可動体２８０が受ける力と、燃料室２８５の燃料圧力から弁部材２７８が弁座２８３から離座する方向に可動体２８０が受ける力と、弁部材２７８が弁座２８３に着座する方向に付勢部材としてのスプリング２７９から可動体２８０が受ける付勢力との釣り合う位置に設定される。
【００３２】
燃料室２８５、つまりプライマリポンプ１０の吐出流量が大きくなると、弁部材２７８が弁座２８３から離座する方向に可動体２８０が受ける力は大きくなり、弁部材２７８は弁座２８３から離座する。弁部材２７８が弁座２８３から離座すると、燃料室２８５から排出孔２９４へ余剰燃料が排出される。弁部材２７８と弁座２８３との開口は余剰燃料量で変化し、背圧室２８４の圧力とスプリング２７９による付勢力に応じた位置で釣り合うこととなり、この時に調圧される。排出孔２９４から排出された余剰燃料は燃料タンク３内に排出される。
【００３３】
次に、図４を用いて背圧制御ポンプ３０の構造を説明する。
背圧制御ポンプ３０は、電気駆動式であり、ポンプ部３１２と、ポンプ部３１２を回転駆動するモータ部３１４とを備えている。そして、背圧制御ポンプ３０のモータ部３１４は、プライマリポンプ１０のモータ部１１０よりも出力の小さいモータである。第１実施形態のプライマリポンプ１０には、最大吐出流量が８０〜１５０リットル／時間のポンプを用いて好適であり、第１実施形態の背圧制御ポンプ３０には、最大吐出流量が約３０リットル／時間のポンプを用いて好適である。
【００３４】
ポンプ部３１２は、ポンプケース３２０、３２２、およびインペラ３２４を有しているタービンポンプ（遠心ポンプ）である。ポンプケース３２０、３２２は、回転部材としてのインペラ３２４を回転自在に収容する。ポンプケース３２０、３２２とインペラ３２４との間に、それぞれＣ字状のポンプ通路３０２が形成されている。ポンプケース３２０に設けられた吸入口３０３から吸入された燃料タンク３の燃料は、インペラ３２４の回転により昇圧され、モータ部３１４側に圧送される。モータ部３１４側に圧送された燃料は、ステータコア３３０とロータ３６０との間の燃料通路３０４を通り、吐出口３０６からプレッシャレギュレータ２０の背圧室２８４に供給される。
【００３５】
モータ部３１４は、インナロータ式の所謂ブラシレスモータである。モータ部３１４は、ステータコア３３０、インシュレータ３４０およびコイル３４８を有している。ステータコア３３０はコイルコア３３２により構成されている。コイルコア３３２は、径方向に延びているティース３３４と、ティース３３４の径方向外側において周方向両側に延びる外周コア３３６とを有している。一対のインシュレータ３４０は、それぞれ軸方向両端側から各コイルコア３３２に嵌合する。インシュレータ３４０に形成されている巻回空間には巻線が巻回され、これによりコイル３４８は形成されている。
【００３６】
ロータ３６０は、回転軸３６２、および永久磁石３６４を有し、ステータコア３３０の内周に回転自在に設置されている。永久磁石３６４は、回転方向に８個の磁極部３６５を形成している。８個の磁極部３６５は、コイルコア３３２と向き合う外周面側に回転方向に交互に異なる磁極を形成するように着磁されている。
【００３７】
コイル３４８に供給される駆動電流は、図示しないスイッチング回路によって切替制御され、各コイル３４８に発生する磁極が制御される。コイル３４８に供給する駆動電流をスイッチングし、ロータ３６０を回転させるためには、ロータ３６０の回転位置を検出する必要がある。そこで、例えば、ロータ３６０の回転位置をホール素子等の検出素子で検出し、この検出信号に基づいて駆動電流をスイッチングしてもよい。また、複数（例えば６個）のコイル３４８のうち一部（例えば４個）のコイル３４８を駆動し、ロータ３６０が回転することにより通電していない他部（例えば２個）のコイル３４８に発生する誘導起電力を検出し、ロータ３６０の回転位置を判定してもよい。スイッチング回路は、燃料ポンプ１７０内に設置してもよいし、燃料ポンプ１７０の外部（例えばＥＣＵ２内）に設置してもよい。
【００３８】
バッテリ４からコイル３４８に電力が供給されると、ロータ３６０とともに回転する回転軸３６２がポンプ部３１２のインペラ３２４を回転させる。エンドカバー３５２が形成する吐出口３０６は、回転するインペラ３２４により昇圧されてモータ室へと導かれた燃料を、図３に示すプレッシャレギュレータ２０の連通孔２９３へ吐出する。吐出口３０６にはチェックバルブが設けられておらず、この点、チェックバルブ１３１が設けられているプライマリポンプ１０と相違する。従って、背圧制御ポンプ３０の作動を停止させたときに、プレッシャレギュレータ２０の背圧室２８４の燃料は、背圧制御ポンプ３０内を逆流し、ポンプ通路３０２および吸入口３０３を通じて燃料タンク３内に排出される。
【００３９】
ＥＣＵ２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力回路、出力回路等を備えている。ＥＣＵ２にバッテリ４から電力供給されると、ＥＣＵ２は図６に示すフローチャートに基づき、プライマリポンプ１０および背圧制御ポンプ３０の作動を制御する。この制御により、プレッシャレギュレータ２０により調圧されるプライマリポンプ１０の吐出圧は、背圧制御ポンプ３０の作動により制御される。また、プライマリポンプ１０の故障等による異常時には、プライマリポンプ１０の替わりに背圧制御ポンプ３０が燃料タンク３内部の燃料をデリバリパイプに供給する。すなわち、以下に説明する図６のフローチャートの制御により、プライマリポンプ１０の吐出圧を制御する機能と縮退運転機能とが切り替えられる。
【００４０】
（１）先ずＥＣＵ２は、ポンプ作動監視のタイミングが来ると処理を開始し、プライマリポンプ１０の異常が検出されているかを判定する（ステップ４０）。具体的には、プライマリポンプ１０の異常を判定する異常検出手段としてＥＣＵ２を機能させるステップ６０において異常であると判定され、フラグＦが１になっているかを判定する。
（２）次に、ＥＣＵ２は、エンジンを始動させる図示しないスタータモータが作動しているかを判定し（ステップ４２）、その後、エンジンが高負荷の状態であるかを判定する（ステップ４４）。ステップ４２にてエンジン始動状態であると判定されれば、背圧制御ポンプ３０を予め設定された電圧（または電流）であるＭモードで作動させ（ステップ５６）、同時にプライマリポンプ１０も作動させる（ステップ５８）。
スタータモータがオフで、ステップ４４にてエンジン高負荷運転と判定された場合は、背圧制御ポンプ３０を予め設定された電圧（または電流）であるLモードで作動させ（ステップ５４）、同時にプライマリポンプ１０も作動させる（ステップ５８）。高負荷の状態の具体例としては、車両が加速している状態が挙げられる。
【００４１】
（３）そして、フラグＦが１でなく、スタータモータが作動しておらず、かつ、高負荷の状態でなければ、ＥＣＵ２は背圧制御ポンプ３０を停止させる（ステップ４６）。次にエンジンが作動していると判断されると（ステップ４８）、プライマリポンプ１０を作動させる或いは作動させたままとする（ステップ５８）。つまりこの時が通常運転状態となる。
ステップ４０、４２、４４の条件を全て満たしていなければ、ＥＣＵ２は背圧制御ポンプ３０を駆動させる（ステップ５４、５６、６４）。従って、プライマリポンプ１０が故障しておらず、かつ、エンジンが始動時もしくは高負荷運転中である場合においては、背圧室２８４の圧力が高くなり、プライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１の圧力Ｐ１は高くなる。一方、エンジンが通常運転の状態であれば、背圧室２８４の圧力は低いままで、プライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１の圧力Ｐ１は高くない。なお、図６中の「ＦＰ２」は背圧制御ポンプ３０を示し、「ＦＰ１」はプライマリポンプ１０を示す。
【００４２】
（４）前述の如く、ＥＣＵ２は、背圧制御ポンプ３０を駆動させるにあたり、条件に応じて背圧制御ポンプ３０の吐出圧を変化させている。すなわち、フラグＦが１でありプライマリポンプ１０等に異常が発生している場合には、背圧制御ポンプ３０の吐出圧を最も高くして、背圧制御ポンプ３０の吐出量が最大となるＨｉモードで燃料供給装置を作動させる（ステップ６４）。
【００４３】
（５）ＥＣＵ２は、プライマリポンプ１０等に異常が発生していないものの、スタータモータが作動中でありエンジン始動時であると判定した場合には、背圧制御ポンプ３０の吐出圧をＨｉモード時よりも低くしたＭモードで燃料供給装置を作動させる（ステップ５６）。これにより、ステップ４６にて背圧制御ポンプ３０の作動を停止した場合に比べて背圧室２８４の圧力が高くなり、その結果、プライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１の圧力Ｐ１は高くなる。
【００４４】
（６）ＥＣＵ２は、プライマリポンプ１０等に異常が発生しておらず、スタータモータが停止した状態でエンジンが作動している場合には、背圧制御ポンプ３０の吐出圧をＭモード時よりも低くしたＬモードで燃料供給装置を作動させる（ステップ５４）。これにより、背圧室２８４の圧力は、ステップ４６にて背圧制御ポンプ３０の作動を停止した場合に比べて高くなり、かつ、Ｍモード時に比べて低くなる。その結果プライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１の圧力Ｐ１は、背圧制御ポンプ３０の作動停止時より高く、かつ、Ｍモード時よりも低くなる。
【００４５】
（７）ステップ４６の処理後、ＥＣＵ２は、エンジンが作動しているかを判定し（ステップ４８）、エンジンが作動していなければリレー５をオフにしてプライマリポンプ１０の作動を停止させる（ステップ５０）。
【００４６】
（８）ステップ５８の処理後、ＥＣＵ２は、リレー５をオンした状態でプライマリポンプ１０が正常に作動しているかを判定する（ステップ６０）。図１に示す如く燃料供給装置は、プライマリポンプ１０の異常を検出する異常検出手段１５を備えている。そして、異常検出手段１５の信号に基づきＥＣＵ２は異常を検出する。第１実施形態の異常検出手段１５は、プライマリポンプ１０の駆動電圧を検出する手段であり、ＥＣＵ２は駆動電圧が予め設定された所定値よりも低い場合に、断線等の異常が発生していると判定する。
【００４７】
（９）ＥＣＵ２は、ステップ６０にてプライマリポンプ１０が正常に作動していると判定した場合にはフラグＦに０を入れ（ステップ５２）、正常に作動していないと判定した場合にはフラグＦに１を立てる（ステップ６２）。ステップ５２、６２の処理の後、処理を終了する。
【００４８】
（１０）ステップ６４の処理後、ＥＣＵ２は、図示しないイグニッションスイッチがオンとなっているかを判定する（ステップ６６）。イグニッションスイッチがオンとなっていれば処理を終了する。一方、イグニッションスイッチがオフの場合には、縮退運転機能を発揮させる必要がないとみなし、背圧制御ポンプ３０の作動を停止させる（ステップ６８）。そして、フラグＦに０を入れ（ステップ７０）、処理を終了する。
【００４９】
以上により第１実施形態によれば、プレッシャレギュレータ２０の背圧室２８４に燃料を供給する背圧制御ポンプ３０を、デリバリパイプに燃料を供給するプライマリポンプ１０とは別に備える。そのため、背圧制御ポンプ３０の吐出圧を制御することで背圧室２８４の燃料圧力を変化させることができる。しかも、背圧ポンプ制御手段としてのＥＣＵ２により、プライマリポンプ１０が正常運転している場合において、図６のステップ４６、ステップ５４、ステップ５６にて背圧制御ポンプ３０の吐出圧を変えることができる。これにより、ステップ４２およびステップ４４の判定によるエンジンの作動状態に応じて、プライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１の圧力Ｐ１を変化させることができる。
【００５０】
特に、リターンレス方式の燃料供給装置では、プライマリポンプ１０の高吐出圧化が要求される。すると、プライマリポンプ１０の作動電流値が高くなり、そのことに起因してオルタネータの負荷が高くなったり、プライマリポンプ１０のブラシの寿命が短くなる等の不具合が生じ易くなる。従って、このような不具合が生じ易いリターンレス方式の燃料供給装置に背圧制御ポンプ３０を備えた第１実施形態を適用させることは、必要なときにのみプライマリポンプ１０の吐出圧を高くできるので、燃料供給装置の耐久性能向上に効果的である。
【００５１】
また、第１実施形態によれば、背圧制御ポンプ３０から吐出した燃料をプライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１に導くセカンダリ通路Ｌ２を有するので、プライマリポンプ１０が故障したとしてもセカンダリ通路Ｌ２を経由して背圧制御ポンプ３０からデリバリパイプに燃料を供給できる。よって、背圧制御ポンプ３０は、プライマリポンプ１０の故障時における縮退運転（limp home）機能を備えることとなる。
【００５２】
また、第１実施形態によれば、セカンダリ通路Ｌ２を背圧室２８４に接続している。従って、プライマリポンプ１０の正常運転時にセカンダリ通路Ｌ２を閉じ、プライマリポンプ１０の故障時にセカンダリ通路Ｌ２を開かせるための手段が必要となる。これに対し、第１実施形態によれば、開閉バルブとしてのチェックバルブ３９０をセカンダリ通路Ｌ２に備えている。そのため、プライマリポンプ１０の吐出側の圧力が所定値より低くなった場合に、プライマリポンプ１０が故障したとみなして、チェックバルブ３９０はセカンダリ通路Ｌ２を開くこととなる。よって、故障検出手段および電磁式バルブを備えて故障を検出した場合に電磁式バルブを作動させてセカンダリ通路Ｌ２を開く構成に比べて、安価なチェックバルブ３９０を開閉バルブとして採用でき、コストダウンを図ることができる。
【００５３】
また、第１実施形態によれば、セカンダリ通路Ｌ２には、開閉バルブとしてのチェックバルブ３９０が備えられ、このチェックバルブ３９０により、セカンダリ通路Ｌ２の燃料の流通は、背圧室２８４の側からプライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１への方向のみに規制される。そして、チェックバルブ３９０は、プライマリポンプ１０の吐出側の圧力と背圧室２８４の圧力との差圧が設定圧より高くなった場合にセカンダリ通路Ｌ２を開く。そのため、電磁式バルブに比べて安価なチェックバルブ３９０を開閉バルブとして採用でき、コストダウンを図ることができる。
【００５４】
また、第１実施形態によれば、背圧制御ポンプ３０のポンプ部３１２に、シール機能を有しないタービンポンプを採用している。そのため、プライマリポンプ１０および背圧制御ポンプ３０がともに正常に運転している燃圧アップの状態（図１中の一点鎖線の矢印参照）から、プライマリポンプ１０のみが正常に運転する通常の状態（図１中の点線の矢印参照）に移行させる場合に、背圧制御ポンプ３０の作動を停止させれば、背圧室２８４の燃料は背圧制御ポンプ３０内を逆流し、ポンプ通路３０２および吸入口３０３を通じて燃料タンク３内に排出される。よって、背圧室２８４の圧力を容易に低下させることができ、燃圧アップの状態から通常の状態に移行することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態を図７を用いて説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第２実施形態は第１実施形態と次の点で構成が異なる。
すなわち、第２実施形態では、第１実施形態のセカンダリ通路Ｌ２を廃止して、背圧制御ポンプ３０による縮退運転機能を廃止している。そして、プレッシャレギュレータ２０の背圧側ケース２７１に形成された連通孔２９２には図示しない配管が接続されている。この配管は、図７に示す如く、背圧制御ポンプ３０の余剰燃料を燃料タンク３に戻すリターン通路Ｌ３を有する。
【００５６】
そして、リターン通路Ｌ３には、プレッシャレギュレータ２０とは別の調圧バルブ３９２が備えられている。調圧バルブ３９２は、ケース３９３と、ケース３９３内を流出室３９５と流入室３９６とに仕切るダイヤフラム３９４と、流出室３９５と流入室３９６とを連通させる連通路を開閉する弁体３９７と、流出室３９５に収容されるとともに前記連通路を閉じる向きに弁体３９７に付勢力を作用させるスプリング３９８とを備える。流出室３９５にはリターン通路Ｌ３が連通し、流入室３９６には背圧室２８４が連通する。
この調圧バルブ３９２により、背圧制御ポンプ３０の吐出圧は一定の圧力に調整される。よって、背圧室２８４の圧力を精度よく一定にすることができ、プライマリポンプ１０の吐出圧を精度よく変化させることができる。
【００５７】
また、リターン通路Ｌ３を有する配管には、リリーフ通路Ｌ４を有する図示しない配管が接続されている。そして、リリーフ通路Ｌ４には絞り手段としてのオリフィス３９１が備えられている。そのため、背圧制御ポンプ３０の作動を停止させれば、背圧室２８４の燃料はリリーフ通路Ｌ４から排出され、背圧室２８４の圧力を容易に低下させることができる。その結果、燃圧アップの状態（図７中の一点鎖線の矢印参照）から、通常の状態（図７中の点線の矢印参照）に移行できる。従って、このリリーフ通路Ｌ４を備えた第２実施形態によれば、背圧制御ポンプ３０のポンプ部３１２に、ギヤポンプ等のシール機能を有するポンプを用いることができる。
【００５８】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態を図８を用いて説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第３実施形態は第２実施形態と次の点で構成が異なる。すなわち、第３実施形態では、第２実施形態の構成からオリフィス３９１を廃止し、背圧制御ポンプ３０のポンプ部３１２に第１実施形態と同様のタービンポンプを採用している。
【００５９】
タービンポンプを採用することで、オリフィス３９１を廃止しても、燃圧アップの状態（図８中の一点鎖線の矢印参照）から通常の状態（図８中の点線の矢印参照）に移行させる場合に、背圧制御ポンプ３０の作動を停止させれば、背圧室２８４の燃料は背圧制御ポンプ３０内を逆流し、ポンプ通路３０２および吸入口３０３を通じて燃料タンク３内に排出される。よって、背圧室２８４の圧力を容易に低下させることができ、燃圧アップの状態から通常の状態に移行することができる。
【００６０】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態を図９および図１０を用いて説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第４実施形態は第３実施形態と次の点で構成が異なる。すなわち、第４実施形態では、第３実施形態の調圧バルブ３９２をチェックバルブ３９０に変更している。
【００６１】
図１０は、通常の状態から燃圧アップの状態に切り替えて背圧制御ポンプ３０の吐出流量が増加した場合における吐出圧力の変化を示す図であり、図中の実線は第４実施形態の如くチェックバルブ３９０を用いた場合の吐出流量と吐出圧力との関係を示し、図中の一点鎖線は第３実施形態の如く調圧バルブ３９２を用いた場合の吐出流量と吐出圧力との関係を示す。
【００６２】
図１０に示すように、チェックバルブ３９０を用いた場合には、調圧バルブ３９２を用いた場合に比べて圧力の変化が大きい。従って、背圧室２８４の圧力を変化させてプライマリポンプ１０の吐出側通路Ｌ１の圧力Ｐ１を変化させるにあたり、第４実施形態では第３実施形態に比べてプライマリポンプ１０の圧力Ｐ１を精度よく変化させることができない。しかしながら、プライマリポンプ１０の圧力Ｐ１の変化を高い精度で制御する必要がない場合には、第４実施形態の如くチェックバルブ３９０を採用することで、第３実施形態の如く調圧バルブ３９２を採用した場合に比べて、バルブのコストを低くできる。
【００６３】
（第５実施形態）
以下、第５実施形態を図１１を用いて説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第５実施形態は第１実施形態と次の点で構成が異なる。すなわち、第５実施形態では、第１実施形態のセカンダリ通路Ｌ２およびチェックバルブ３９０を廃止している。
【００６４】
そして、背圧制御ポンプ３０への駆動電圧（または電流）を変化させれば、背圧制御ポンプ３０の吐出圧力を変化させて背圧室２８４の圧力を変えることができる。具体的には、図５に示す如く、駆動電圧を８Ｖ（または電流を４Ａ）とした場合の圧力Ｐ２１は、駆動電圧１２Ｖ（または電流を６Ａ）とした場合の圧力Ｐ２２に比べて低くなる。そのため、駆動電圧（または電流）を調整することにより背圧室２８４の圧力Ｐ２を調整できる。従って、セカンダリ通路Ｌ２およびチェックバルブ３９０を廃止することを実現でき、部品点数の削減を図ることができる。
【００６５】
（他の実施形態）
第１実施形態の異常検出手段１５は、プライマリポンプ１０の駆動電流を検出する手段であり、ＥＣＵ２は駆動電流が予め設定された所定値よりも高いもしくは低い場合に、ポンプロック、断線等の異常が発生していると判定する。これに対し、プライマリポンプ１０のコイルに発生する誘導起電力の変化に基づき電機子１１８の回転数を算出し、プライマリポンプ１０への印可電圧と電機子１１８の回転数との関係から異常の有無を判定するようにしてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料供給装置を示す模式図。
【図２】図１中のプライマリポンプを示す断面図。
【図３】図１中のプレッシャレギュレータを示す断面図。
【図４】図１中の背圧制御ポンプを示す断面図。
【図５】第１実施形態における背圧制御ポンプの吐出圧力と吐出流量との関係を示す図。
【図６】図１中のＥＣＵによる制御内容を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態による燃料供給装置を示す模式図。
【図８】本発明の第３実施形態による燃料供給装置を示す模式図。
【図９】本発明の第４実施形態による燃料供給装置を示す模式図。
【図１０】第４実施形態における背圧制御ポンプの吐出流量と吐出圧力との関係を示す図。
【図１１】本発明の第５実施形態による燃料供給装置を示す模式図。
【符号の説明】
【００６７】
３：燃料タンク、１０：プライマリポンプ、２０：プレッシャレギュレータ、３０：背圧制御ポンプ、２７３：ダイヤフラム、２８４：背圧室、２８５：燃料室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004399743.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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