(57)【要約】【課題】高圧燃料をインジェクタに供給する直噴ガソリンエンジン用の圧力制御弁において、より小さな推力でより大きな流量を移動させる。【解決手段】ガソリンを高圧ポンプで昇圧し高圧燃料としてインジェクタに供給する直噴ガソリンエンジン用の燃料供給装置であって、高圧燃料を減圧する減圧弁と、該減圧弁で減圧されたガソリンを高圧ポンプの吸入口に戻す戻し配管とを備え、減圧弁は、パイロット式の電磁弁である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリンを高圧ポンプで昇圧し高圧燃料としてインジェクタに供給する直噴ガソリンエンジン用の燃料供給装置であって、
高圧燃料を減圧する減圧弁と、
該減圧弁で減圧されたガソリンを前記高圧ポンプの吸入口に戻す戻し配管とを備え、
前記減圧弁は、パイロット式の電磁弁であることを特徴とする燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、高圧燃料供給ポンプで加圧された高圧燃料をコモンレールを介してインジェクタに供給するガソリンエンジン用の燃料供給装置が開示されている。この燃料供給装置は、上記コモンレールにプレッシャリミッタ（圧力制御弁）を設け、コモンレール内の蓄圧室内の燃料を燃料タンクに排出することにより、蓄圧室の燃料圧力を調整する。このような燃料供給装置における上記プレッシャリミッタ（圧力制御弁）は、電磁駆動部を設けることにより、エンジン始動直後のような燃料供給系の燃料圧力が低い状態においても開弁可能とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−３１７５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記プレッシャリミッタ（圧力制御弁）は、高圧燃料の圧力に抗して弁体を駆動するものなので、高圧燃料の圧力が上昇すると弁体を駆動するための推力を上昇させる必要がある。そして、この推力を上昇させるためには、電磁駆動部を大型化させる必要がある。一方、過剰な燃料圧力（燃圧）時には、比較的大きな流量の高圧燃料を移動させる必要があるが、このためには流路を大きくする必要があり、これによっても電磁駆動部が大型化する。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高圧燃料をインジェクタに供給する直噴ガソリンエンジン用の圧力制御弁において、より小さな推力でより大きな流量を移動させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、燃料供給装置に係る第１の解決手段として、ガソリンを高圧ポンプで昇圧し高圧燃料としてインジェクタに供給する直噴ガソリンエンジン用の燃料供給装置であって、高圧燃料を減圧する減圧弁と、該減圧弁で減圧されたガソリンを高圧ポンプの吸入口に戻す戻し配管とを備え、減圧弁は、パイロット式の電磁弁である、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、減圧弁としてパイロット式の電磁弁を採用するので、高圧燃料をインジェクタに供給する直噴ガソリンエンジン用の圧力制御弁において、より小さな推力でより大きな流量を移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置のブロック図（ａ）及び減圧弁の断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る燃料供給装置Ａは、直噴ガソリンエンジン用の燃料供給装置であり、図１（ａ）に示すように、燃料タンク１、低圧ポンプ２、高圧ポンプ３、高圧配管４、減圧弁５、インジェクタ６及び戻り配管７を備えている。
【００１０】
燃料タンク１は、ガソリンを燃料として貯留する所定容積の容器であり、低圧ポンプ２にガソリンを供給する。低圧ポンプ２は、燃料タンク１から常圧のガソリンを汲み出して数百ｋＰａまで昇圧（一次昇圧）するポンプであり、昇圧後のガソリンを高圧ポンプ３に供給する。
【００１１】
高圧ポンプ３は、上記低圧ポンプ２で一次昇圧されたガソリンを数ＭＰａ〜数十ＭＰａに昇圧（二次昇圧）するポンプであり、昇圧後のガソリン（高圧燃料）を高圧配管４に供給する。この高圧ポンプ３は、例えばプランジャポンプである。高圧配管４は、高圧ポンプ３から供給される高圧燃料を各インジェクタ６に分配する高圧仕様の分岐管である。インジェクタ６は、ガソリン直噴エンジンの気筒数に応じた個数設けられ、各気筒のシリンダ内に高圧燃料を直接噴射する。
【００１２】
減圧弁５は、高圧ポンプ３から供給された高圧燃料の一部を減圧する圧力制御弁である。すなわち、減圧弁５の入力ポートは、図示するように高圧配管４に接続されている一方、出力ポートは戻り配管７に接続されている。戻り配管７は、一端が上記減圧弁５の出力ポートに接続される一方、他端が低圧ポンプ２の吐出口つまり高圧ポンプ３の吸入口に接続されている。
【００１３】
すなわち、本実施形態に係る燃料供給装置Ａは、高圧ポンプ３から吐出された高圧燃料の一部を減圧弁５で所定圧まで減圧したガソリン（降圧燃料）を戻り配管７を介して高圧ポンプ３の吸入口に戻す構成を採用する。
【００１４】
ここで、上記減圧弁５について、さらに説明すると、この減圧弁５はパイロット式の圧力調整弁（電磁弁）である。すなわち、この減圧弁５は、図１（ａ）に示すように、ガイド筒５ａ、保持部材５ｂ、固定コア５ｃ、プランジャ５ｄ、弁体５ｅ、コイルバネ５ｆ、ソレノイドコイル５ｇ、カバー５ｈを備えている。
【００１５】
減圧弁５は、中心軸線Ｌに沿って異なる径の溝が上下２段に形成された高圧配管４に設置される。この高圧配管４には、上記上下２段の溝のうち、径が小さい方の下段の溝に側方から連通する流入流路Ｒｉと、下段の溝から下方に連通する吐出流路Ｒｏが形成されている。上記下段の溝の底部であって、吐出流路Ｒｏの周囲は弁座部５ｉを形成している。
【００１６】
ガイド筒５ａは、高圧配管４の中心軸線Ｌと同軸状に設けられた円筒部材であり、一端（下端）が上記上下２段の溝のうち、径が大きい方の上段の溝には嵌まり込んでいる。このガイド筒５ａは、所定の非磁性材料から形成されている。保持部材５ｂは、ガイド筒５ａを高圧配管４に固定させる略円筒状部材である。この保持部材５ｂは、高圧配管４の上記上段においてガイド筒５ａの一端（下端）を挟み込むことにより、ガイド筒５ａを高圧配管４に固定する。
【００１７】
固定コア５ｃは、上記ガイド筒５ａ内の上部（他端側）に固定された略円柱状部材であり、所定の磁性材料から形成されている。プランジャ５ｄは、上記ガイド筒５ａ内の下部（一端側）に摺動自在（上下動自在）に収容された略円柱状部材であり、所定の金属材料から形成されている。弁体５ｅは、上記プランジャ５ｄの下部に係合した略円筒状部材である。すなわち、この弁体５ｅは、上端部がプランジャ５ｄの下端部に係合する係合部であり、下端部が上記弁座部５ｉに当接する当接部である。
【００１８】
また、この弁体５ｅにおける係合部は、図示するようにプランジャ５ｄの下端部と固定関係にあるのではなく、若干の遊び（隙間）を持って噛み合うように係合している。すなわち、この弁体５ｅは、外周部の高圧燃料が係合部を経由して内部に流れることを許容する形態でプランジャ５ｄの下部に係合している。なお、高圧配管４内において弁体５ｅの周囲の空間は、減圧室Ｇを形成している。
【００１９】
コイルバネ５ｆは、ガイド筒５ａ内において固定コア５ｃの下端部とプランジャ５ｄの上端部との間に介装された圧縮バネである。すなわち、コイルバネ５ｆは、固定コア５ｃとプランジャ５ｄとを離間させるように、つまり弁体５ｅが弁座部５ｉに当接するようにプランジャ５ｄを下方に付勢する。
【００２０】
ソレノイドコイル５ｇは、上記中心軸線Ｌの周りに同軸状に巻回された円筒状巻線であり、外部から給電される駆動電流に基づいて周囲に磁界を発生する。このソレノイドコイル５ｇが発生させる磁界は、プランジャ５ｄを通過することにより、当該プランジャ５ｄにコイルバネ５ｆの付勢力に抗して上方へ移動する推力を付加する。カバー５ｈは、ガイド筒５ａ及びソレノイドコイル５ｇを収容するように保持部材５ｂに装着される有底円筒状部材である。
【００２１】
次に、このように構成された燃料供給装置Ａの動作について詳しく説明する。
この燃料供給装置Ａでは、低圧ポンプ２によって燃料タンク１のガソリン（燃料）が汲み出されて数百ｋＰａまで昇圧（一次昇圧）される。そして、この一次昇圧されたガソリン（燃料）は、高圧ポンプ３によって数ＭＰａ〜数十ＭＰａに昇圧（二次昇圧）され、高圧燃料として高圧配管４に供給される。
【００２２】
そして、この高圧燃料は、高圧配管４を介して各気筒のインジェクタ６に分配供給され、各気筒のシリンダ内に直接噴射される。すなわち、燃料供給装置Ａは、ガソリン直噴エンジンに高圧燃料を供給する装置であるが、このようなメインの燃料供給系統に加えて、減圧弁５及び戻り配管７からなる燃料循環系統を備えるものである。
【００２３】
この燃料循環系統では、減圧弁５によって高圧燃料の一部が減圧されて降圧燃料が生成され、当該降圧燃料が戻り配管７によって高圧ポンプ３の吸入口に戻される。この燃料供給装置Ａでは、上記燃料循環系統が設けられているので、例えば高圧燃料の圧力異常つまりガソリン直噴エンジンの燃圧異常が発生した際に、減圧弁５が開弁して燃圧異常を即座に是正することができる。
【００２４】
すなわち、直噴ガソリンエンジンの燃圧が正常つまり高圧燃料の圧力が正常範囲にある場合、減圧弁５では、弁体５ｅの当接部は弁座部５ｉに当接すると共に弁体５ｅの係合部はプランジャ５ｄの下端部に当接する。この２ヵ所の当接状態は、コイルバネ５ｆの付勢力および圧力室内の高圧燃料の圧力に起因するものである。
【００２５】
しかしながら、直噴ガソリンエンジンの燃圧が異常つまり高圧燃料の圧力が正常範囲よりも大きくなった場合には、流入流路Ｒｉから流入して減圧室Ｇに存在する高圧燃料が弁体５ｅの係合部を経由して弁体５ｅの内部に流れ込み、さらに吐出流路Ｒｏを経由して戻り配管７に流れ出る。
【００２６】
すなわち、直噴ガソリンエンジンの燃圧つまり高圧配管４の燃料が異常圧力になると、ソレノイドコイル５ｇに駆動電流が通電され、プランジャ５ｄが上向きに移動してプランジャ５ｄの下端部が弁体５ｅの係合部から離間する。この結果、減圧室Ｇの高圧燃料が減圧弁５の弁体５ｅとプランジャ５ｄとの微小な隙間を介して戻り配管７に先行的に供給され、以ってインジェクタ６に供給される高圧燃料が初期的に降圧される。
【００２７】
そして、上述した高圧燃料の戻り配管７への供給に伴って減圧室Ｇの高圧燃料の燃圧が徐々に低下するので、弁体５ｅへの付勢力も徐々に低下し、最終的に弁体５ｅの当接部が弁座部５ｉから離間する。この結果、減圧室Ｇの高圧燃料は、減圧弁５の弁体５ｅとプランジャ５ｄとの微小な隙間よりも大きな弁体５ｅと弁座部５ｉとの隙間を経由してより多くの高圧燃料が戻り配管７に供給され、以ってインジェクタ６に供給される高圧燃料がさらに降圧される。
【００２８】
ここで、減圧室Ｇの高圧燃料が減圧弁５の弁体５ｅとプランジャ５ｄとの間に微小な隙間を形成するために減圧弁５が駆動され、高圧燃料の燃圧低下によって弁体５ｅが弁座部５ｉから離間するので、弁体５ｅを閉状態から開常態とするための力、つまりプランジャ５ｄを上方に移動させるための推力を一般的な電磁弁よりも小さくすることが可能である。
【００２９】
すなわち、本実施形態によれば、燃料循環系統を構成する減圧弁５としてパイロット式の圧力調整弁を採用するので、より小さな推力でより大きな流量を移動させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  燃料タンク
２  低圧ポンプ
３  高圧ポンプ
４  高圧配管
５  減圧弁
５ａ  ガイド筒
５ｂ  保持部材
５ｃ  固定コア
５ｄ  プランジャ
５ｅ  弁体
５ｆ  コイルバネ
５ｇ  ソレノイドコイル
５ｈ  カバー
５ｉ  弁座部
６  インジェクタ
７  戻り配管
Ｒｉ  流入流路
Ｒｏ  吐出流路
Ｇ  減圧室
【図１】
2017120033.tif 000003