(57)【要約】本発明は、内燃機関用の燃料供給装置に関し、この燃料供給装置は、１つの燃料ポンプによって２つの異なる燃料回路が運転される。過剰な燃料は、主燃料及び始動用燃料により分離されて、別々のリターン管によって対応する貯蔵容器に切り換えることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料用の２つの別々の貯蔵容器と、それぞれの場合に燃料管を経由して前記貯蔵容器の１つに接続される２つの入口、及び、燃料ポンプによって第２の制御可能な弁の入口に接続される出口を有する第１の制御可能な弁とを有し、前記第２の制御可能な弁が２つの出口を有する内燃機関用の燃料供給装置であって、
前記第２の制御可能な弁の前記２つの出口が、２つの別々の燃料管を経由して前記内燃機関に燃料供給し、両方の燃料管が、それぞれの場合、前記第２の弁と前記内燃機関との間に燃料圧力調整器を含み、それぞれの場合に前記燃料圧力調整器から始まる対応する１つの前記貯蔵容器へのリターン管が設けられることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記第２の弁から始まる前記２つの燃料管が、前記内燃機関の噴射バルブの異なる入口開口部に燃料を供給することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記２つの制御可能な弁を制御する制御ユニットを有し、前記制御ユニットが、それぞれの場合に前記貯蔵容器の一方からの燃料だけを前記内燃機関の噴射バルブの特定の入口開口部に供給されるように設計されることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記液体燃料用の貯蔵容器の一方が、主燃料用の燃料タンクとして設計されることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記液体燃料用の貯蔵容器の他方が、始動燃料用の燃料タンクとして設計されることを特徴とする請求項１に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、請求項１の前段に規定された特徴に従う内燃機関用の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この型式の燃料供給装置は、特許文献１に記載されている。この燃料供給装置は、燃料供給管が燃料タンクから噴射装置に至る、液体燃料用のその燃料タンクと、その燃料タンクに接続される低沸点燃料留分用の蒸発及び凝縮装置と、その蒸発及び凝縮装置の後に接続される凝縮液用の中間タンクであって、中間タンクから、凝縮液管が、噴射装置への供給を制御する制御弁に至るその中間タンクと、蒸発及び凝縮装置に蓄積する高沸点残留燃料留分を排出する残留燃料リターン管とが備えられる。残留燃料リターン管は、追加のタンクの中に開口し、その追加のタンクから、残留燃料供給管が、燃料供給管に取付けられる切換弁に至る。弁の制御は、内燃機関の全負荷の下で、残留燃料供給管からの残留燃料が、噴射装置に至る燃料供給管の中に少なくとも部分的に供給されるようにする。
【０００３】
特許文献２は、内燃機関の排気ガス・エミッションを監視する方法を開示しており、それには、普通ガソリン又は他の液体炭化水素燃料から低沸点燃料留分を抽出することが含まれ、その目的は、コールドスタート手順の間、内燃機関の排気ガス中の酸化し得る汚染物質を低減するために、この低沸点燃料留分を内燃機関に供給することにある。これは、エンジンの排気ガス中の汚染物質を低減するために使用される触媒コンバータがその運転温度に到達するまで、行われることになる。その後、エンジンへの燃料供給は、普通ガソリン又は他の液体炭化水素燃料に切替えられる。
【０００４】
法定の排気ガス・エミッション規制値として今日では世界的に義務づけられている法令遵守のために、低沸点燃料留分を生成する燃料分留装置を有する燃料供給装置が、コールドスタート及び／又は暖機運転段階の自動車運転の間に生じる汚染物質エミッションを低減するために、及び全体としての汚染物質排出を低減するために、内燃機関によって運転される自動車に必要である。これまでに知られている解決策は、低沸点燃料留分それ自体、又は普通燃料と混合された低沸点燃料留分を、コールドスタートの間、汚染物質排出を低減するために、内燃機関に供給するが、車両の以降の運転段階において、しばしば過剰な始動燃料が消費される。これは、始動燃費の増大をまねく。
【０００５】
【特許文献１】独国特許発明第１９７  ３４  ４９３Ｃ１号明細書
【特許文献２】国際公開第９４／２４４３２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、第一に、始動燃料に関する消費の最適化を示し、第二に、それにもかかわらず、自動車の様々な運転段階の間、低減された汚染物質エミッションを示す内燃機関用の燃料供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に記載の装置によって達成される。従属項の主題を構成する本発明の有利な実施形態は詳細な説明に記載される。言うまでもなく、上述の特徴、及び以下にさらに説明されるものは、本発明の範囲から逸脱することなく、それぞれの特定した組合せにおいてだけでなく、さらに他の組合せにおいても、又はそれ自体でも使用できる。
【０００８】
本発明は、１個の燃料ポンプによって２つの異なる燃料回路が運転され、過剰な燃料が、主燃料及び始動用燃料に応じて分離されて、それぞれの貯蔵容器の中に供給されて戻ることが可能になるので、上述した目的が達成される。内燃機関用の本発明による燃料供給装置は、液体燃料用の２つの別々の貯蔵容器と、それぞれの場合に燃料管を経由して貯蔵容器の１つに接続される２つの入口、及び、燃料ポンプによって第２の制御可能な弁の入口に接続される出口を有する第１の制御可能な弁とを有し、第２の制御可能な弁は、２つの出口を有する。本発明によれば、第２の制御可能な弁の２つの出口は、２つの別々の燃料管を経由して、内燃機関に燃料供給する。両方の燃料管は、それぞれの場合、第２の弁と内燃機関の間に燃料圧力調整器を含み、それぞれの場合に燃料圧力調整器から始まる対応する１つの貯蔵容器へのリターン管が設けられる。したがって、過剰な燃料は、極めて有利な方法で主燃料及び始動用燃料に分離されて、別々のリターン管を経由して対応する貯蔵容器の中に導いて戻すことができる。さらなる利点として、このようにして、一旦得た始動用燃料を、例えば、コールドスタートの状況において排気ガス・エミッションを低減するために最も短い可能な時間でそれを利用できるように、節約することが可能である。汚染物質エミッション、特に炭化水素のエミッションのかなりの減少の結果として、これにより、第一に、排気ガス触媒コンバータ中の貴金属含量の低減、第二に、この領域の高温度の故に強度の劣化を受けることになるエンジンに近い触媒コンバータの省略という有益な結果が得られる。好適な実施例によれば、第２の弁から始まる２つの燃料管は、内燃機関の噴射バルブの異なる入口開口部に燃料供給する。本発明の非常に有利な展開は、追加として、燃料供給装置に、２つの制御可能な弁を制御する制御ユニットが設けられ、その制御ユニットが、貯蔵容器の一方からの燃料だけが、それぞれの場合に内燃機関の噴射バルブの特定の入口開口部に供給されるように設計されることからなる。本発明によれば、さらに、液体燃料用の一方の貯蔵容器が主燃料用の車両タンクとして設計され、他方が始動用燃料用に設計される。
【０００９】
上述した利点のため、本発明による装置は、乗用車及び多用途車などの全ての移動式のシステムに使用するのに適切である。
【００１０】
ここで本発明について図面を用いてさらに説明する。後者は、一例としての概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、燃料供給装置の全体としてのシステムとして、図２〜６に例示した装置の運転モード又は機能を含んでなる：主燃料による運転、始動用燃料を用いたフラッシング、始動用燃料による運転、最初の始動用燃料の充填、及び、以下に説明されることになるガス送出ポンプの運転。全体としてのシステムは、好都合にも、第一に、始動用燃料の製造、第二に、同時に主燃料及び始動用燃料の送出管理を可能にする。図１は、燃料ポンプ２、電動モータ３、及びガス送出ポンプ４を含んでなるポンプ・ユニットを示す。燃料ポンプ２と電動モータ３との間にクラッチ７が設けられ、電動モータ３とガス送出ポンプ４との間にクラッチ８が設けられる。弁５と６との間に取付けられる燃料ポンプ２は、適切な弁位置５を与えられて、主燃料タンク１からの主燃料を取り込む。弁６を経由して、主燃料は、１個の噴射バルブ１２に至る主燃料管９に到達する。弁６と噴射バルブ１２との間には、主燃料管９中に燃料圧力調整器１１があり、燃料圧力調整器１１から始まる主燃料タンク１へのリターン管１４が設けられる。弁６と燃料圧力調整器１１との間には、主燃料管９中に追加の弁１０がある。ここで、弁５は、電動モータ３により駆動される燃料ポンプ２によって、始動用燃料が始動用燃料タンク１３から取り込まれ、弁６を経由して主燃料管９又は始動用燃料管１５の中に導入できるように設定されている。弁６と噴射バルブ１２との間には、始動用燃料管１５中に燃料圧力調整器１７があり、燃料圧力調整器１７から始まる始動用燃料タンク１３へのリターン管１８が設けられる。弁６と燃料圧力調整器１７との間には、同様に追加の弁１６がある。
【００１２】
図２に一例として例示したように、この基本図は、自動車の暖機運転の完了後又はウォームスタートの間、主燃料による燃料供給装置の動作を示す。このようにするために、電動モータ３は、係合されたクラッチ７を接続して燃料ポンプ２を駆動し、クラッチ８は切られる。弁５、具体的には３方弁、好ましくは電気的に操作される電磁弁は、燃料ポンプ２が主燃料タンク１から主燃料を取り込むように設定される。弁６、具体的には３方弁、好ましくは電気的に操作される電磁弁を経由して、主燃料は、噴射バルブ１２に至る主燃料管９に到達し、噴射バルブは、具体的には例示しないが、内燃機関への噴射を制御する。横方向への逆止弁を有する噴射バルブの代わりに、ランスに一体化された逆止弁を有するランス状の燃料ディストリビュータも設けることができる。燃料圧力調整器１１は、内燃機関の中への噴射圧力を制御する。弁６と燃料圧力調整器１１との間には、主燃料管中に追加の弁１０、好ましくは逆止弁がある。
【００１３】
図３は、まだ低温の内燃機関を始動する前、燃料ポンプ２の始動用燃料によるフラッシングを概略的に記載する。燃料ポンプ２には死容積があり、それは、車両のスイッチが切られた最後のときから主燃料で満たされている。しかし、内燃機関に純粋な始動用燃料を供給できるためには、正確な始動初期に、始動用燃料を用いたフラッシングが必要である。このようにするために、電動モータ３は、係合されたクラッチ７を介して燃料ポンプ２を駆動する。この操作の間、クラッチ８は切られる。弁５は、燃料ポンプ２が始動用燃料タンク１３からの始動用燃料を取り込み、弁６を経由してそれを主燃料管９に供給するように設定される。始動用燃料は、燃料圧力調整器１１及び燃料リターン管１４を経由して、主燃料タンク１に到達する。内燃機関用の噴射バルブ１２は、この操作の間、依然として閉じたままである。短時間の後、図４に例示するように、弁６は、始動用燃料が始動用燃料管１５に到達するように切り替えられる。弁６と燃料圧力調整器１７との間には、始動用燃料管１５中に追加の弁１６、好ましくは逆止弁がある。これで低温の内燃機関を始動することができる。エンジンのコールドスタート及び暖機運転の間、この操作は、始動用燃料によって行われる。始動用燃料を用いたフラッシングが、図３に従って行われた後、弁６は、図４に示すように、過剰な始動用燃料を、燃料圧力調整器１７及び始動用燃料リターン管１８を経由して、始動用燃料タンク１３の中に移して戻すように設定される。これにより、極めて有利な方法で始動用燃料が節約される。暖機運転の終結後、図２に示すような主燃料による運転に切り替えが行われる。
【００１４】
エンジンの最初の運転のとき、又は修復による交換の後は、始動用燃料タンク１３及び始動用燃料管１５にはまだ始動用燃料が全くないので、図５に示すように、最初の始動用燃料充填が行われる。最初の始動を始動用燃料によって行うことができ、始動用燃料管１５を充填できるようにするために、少量の始動用燃料が主燃料タンク１に入れられる。電動モータ３は、係合されたクラッチ７を介して燃料ポンプ２を駆動する。この場合、クラッチ８は切られている。弁５は、燃料ポンプ２が主燃料タンク１からの始動用燃料を取り込むように設定される。弁６を経由して、始動用燃料は、内燃機関の噴射バルブ１２に至る始動用燃料管１５に到達する。その後、内燃機関を始動することができる。燃料調整器１７及び始動用燃料リターン管１８を経由して、過剰な始動用燃料は、始動用燃料タンク１３の中に移って戻り、後者を満たす。暖機運転の間、始動用燃料タンク内のレベル計１９によって上限界値が示された場合、次に、暖機運転が終るまで、弁５は、図４に示すように、燃料ポンプ２が始動用燃料タンクからの始動用燃料を取り込むように切り替えられる。その後、主燃料タンク１は、主燃料を充填することができる。
【００１５】
暖機運転の終結後、燃料分留ユニットのガス送出ポンプ４の運転によって、消費した始動用燃料を再び補給しなければならない。これは、図６に概略的に例示される。この場合、主燃料による運転の間、クラッチ８が係合されて、その結果、ガス送出ポンプ４も駆動される。後者は、空気と主燃料タンク１からの燃料蒸気を取り込み、その混合物を圧縮する。この混合物は、あとに続く熱交換器２０で冷却され、その結果、燃料留分が凝縮する。残留空気は、燃料凝縮液を始動用燃料タンク１３の中に供給し、圧力安全弁２１の後、大気圧に減圧され、ディストリビュータ管を経由して、再び主燃料タンク１の中に出ていく。気泡が上がるのにつれて、後者は、低沸点燃料留分で濃縮される。循環が再び始まる。分留の間、レベル計１９が上限界値を示した場合、クラッチ８を切ることによって、分留が終わる。上限界値に到達する前に、それまでの間、内燃機関のスイッチを切られなければならない場合、これは、燃料ポンプ２が同時にスイッチを切られることを意味する。それにもかかわらず、上限レベル指標に到達するまでに分留を続けることができるようにするため、クラッチ７を切ることができ、分留を完了されることができる。
【００１６】
これまで知られていた解決策は、特にコールドスタート段階でエミッションを低減するために、追加の始動用燃料回路を有する車両の燃料回路を記載している。この場合、主燃料の送出は、始動用燃料の送出とは別途に行われる。これは、２つの別々のシステムのそれぞれのポンプ用の２台の別々の駆動装置を意味する。かかる装置は、しばしば装置に関して非常に複雑であり、かつ錯綜した構造であり、したがって、全体として大きい体積を必要とし、全体として対応する重量を伴う。したがって、ポンプ・ユニット及び始動用燃料タンクを含む燃料供給ユニットを組み合わせることによって、この燃料供給ユニットは、内燃機関の主燃料タンクに一体化されて１個の構造上のユニットを形成するが、その結果は、好都合にも、第一に、かかる燃料供給ユニットの体積減少、及びまた、構造上のかなり少ない経費、並びに、第二に、燃料ポンプ及びガス送出ポンプの両方のポンプ・システム用の駆動装置として１つの電動モータを使用する結果として、２つのシステムを別々に運転する場合に必要になるものなどの追加の駆動装置が不要になる。したがって、追加の駆動装置の省略は、構成要素の製造の際のコスト低下につながる。さらに、燃料供給ユニットの保守の場合、これは、大した労力を伴わずに燃料容器から取り出すことができる。さらに、ポンプ・ユニットを包み込むことは、ノイズ発生を減ずる結果になる。加えて、このようにして構成される燃料供給ユニットは、それに適応させる必要のあるそれぞれの燃料容器なしで、いかなる燃料容器にも容易に一体化することができる。これにより、開発期間がかなり短くなり、車両のそれぞれの燃料容器に適合させるコストが節約される。車両の最初の試運転の際、弁５及び６を適切に切り替えることによって、ポンプ（燃料ポンプ２）を用いて、この燃料供給装置は、さらに、始動用燃料の主燃料タンクへの迅速な充填を可能にする。この点で、これは、その結果として都合よくエミッションの低減に貢献する。
【００１７】
燃料分留ユニットの操作は、同伴されるガス分留の考えに基づいており、独国特許発明第１９９  ２７  １７７  Ｃ１号明細書に詳細にわたって記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】燃料供給装置の全体としてのシステムの好適な実施例を示す図。
【図２】自動車の暖機運転の終結後、又はウォームスタートの間の燃料供給装置の主燃料による運転を示す図。
【図３】内燃機関の始動前の燃料ポンプの始動用燃料によるフラッシングを示す図。
【図４】自動車のコールドスタート及び暖機運転の間の燃料供給装置の始動用燃料による運転を示す図。
【図５】最初の始動用燃料の充填を示す図。
【図６】ガス送出ポンプの動作を示す図。
【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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【国際調査報告】
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