(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料を吸入吐出する低圧燃料ポンプと、この低圧燃料ポンプからの燃料を吸入吐出して燃料噴射弁に供給する高圧燃料ポンプと、低圧燃料ポンプの吐出側から余剰燃料を戻す低圧レギュレータと、高圧燃料ポンプの吐出側から余剰燃料を戻す高圧レギュレータと、を備える内燃機関の燃料供給装置において、
高圧レギュレータの出口側を高圧燃料ポンプの吸入側と燃料タンクとに接続し、高圧レギュレータの出口側から燃料タンクへの燃料戻し通路で、高圧燃料ポンプの吸入側への分岐部より下流に、燃料タンクへの戻し量を規制するオリフィスを設けて、燃料タンクへの戻し量を規制し、残りの余剰燃料を高圧燃料ポンプの吸入側に戻す構成とする一方、
前記燃料戻し通路で前記分岐部より下流に、オリフィスと直列に、低圧レギュレータの設定圧力より低い所定の圧力で開弁するチェック弁を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
オリフィスを上流側、チェック弁を下流側に設けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
チェック弁を構成する通路部品にオリフィスを設けて、オリフィスとチェック弁とを一体化したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
オリフィスを高圧燃料ポンプのケーシングに一体的に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
オリフィスを高圧燃料ポンプのケーシングから離して設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
低圧レギュレータを燃料タンク近傍に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧燃料を供給するための内燃機関の燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関、特に直噴火花点火式内燃機関の燃料供給装置として、燃料タンク内の燃料を吸入吐出する低圧燃料ポンプと、この低圧燃料ポンプからの燃料を吸入吐出して更に高圧化することにより燃料噴射弁に供給する高圧燃料ポンプと、所定の低圧力で開弁して低圧燃料ポンプの吐出側から余剰燃料を戻す低圧レギュレータと、所定の高圧力で開弁して高圧燃料ポンプの吐出側から余剰燃料を戻す高圧レギュレータとを備えるものがある。
【０００３】
このものでは、高圧燃料ポンプのベーパーロック防止のために、高圧燃料ポンプの温度上昇を抑制する必要がある。
このため、高圧燃料ポンプの吐出流量を大きくし、高圧燃料ポンプの吐出側から高圧レギュレータにより戻す余剰燃料により高圧燃料ポンプの温度上昇を抑制したり、更には、特開平８−２６１０９４号公報に示されるように、高圧燃料ポンプ内に冷却用の通路を形成して、低圧燃料ポンプからの燃料の一部を冷却用の通路に流して後、燃料タンクに戻すようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の内燃機関の燃料供給装置においては、いずれにしても、高圧燃料ポンプから熱を奪って温度上昇した燃料を全て燃料タンクに戻すようにしているので、燃料タンク内の燃料温度が上昇し、燃料タンク内にてベーパーが多量に発生して、キャニスタのオーバーフロー等を生じる恐れがあるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、高圧燃料ポンプのベーパーロック防止と、燃料タンクでのベーパー発生量の低減とを両立させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、燃料タンク内の燃料を吸入吐出する低圧燃料ポンプと、この低圧燃料ポンプからの燃料を吸入吐出して燃料噴射弁に供給する高圧燃料ポンプと、低圧燃料ポンプの吐出側から余剰燃料を戻す低圧レギュレータと、高圧燃料ポンプの吐出側から余剰燃料を戻す高圧レギュレータと、を備える内燃機関の燃料供給装置において、高圧レギュレータの出口側を高圧燃料ポンプの吸入側と燃料タンクとに接続し、高圧レギュレータの出口側から燃料タンクへの燃料戻し通路で、高圧燃料ポンプの吸入側への分岐部より下流に、燃料タンクへの戻し量を規制するオリフィスを設けて、燃料タンクへの戻し量を規制し、残りの余剰燃料を高圧燃料ポンプの吸入側に戻す構成とする一方、前記燃料戻し通路で前記分岐部より下流に、オリフィスと直列に、低圧レギュレータの設定圧力より低い所定の圧力で開弁するチェック弁を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明では、オリフィスを上流側、チェック弁を下流側に設けたことを特徴とする。
請求項３に係る発明では、チェック弁を構成する通路部品にオリフィスを設けて、オリフィスとチェック弁とを一体化したことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明では、オリフィスを高圧燃料ポンプのケーシングに一体的に設けたことを特徴とする。
請求項５に係る発明では、オリフィスを高圧燃料ポンプのケーシングから離して設けたことを特徴とする。
請求項６に係る発明では、低圧レギュレータを燃料タンク近傍に配置したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、高圧レギュレータの出口側から余剰燃料を高圧燃料ポンプの吸入側と燃料タンクとに戻すようにし、燃料タンクへの戻し量をオリフィスにより規制するので、高圧燃料ポンプにて受熱した燃料の燃料タンクへの戻し量を一定にすることができ、燃料タンク内でのベーパーの発生量を低減できると共に、高圧燃料ポンプのベーパーロックを防止することができるという効果が得られる。
【００１０】
また、オリフィスと直列に所定の圧力で開弁するチェック弁を設けたことにより、エンジンキーオフ時に燃料配管部の残圧を確保することができる。
請求項２に係る発明によれば、オリフィスを上流側、チェック弁を下流側に設けたことにより、逆の場合に、チェック弁通過時に減圧作用でベーパーが発生するのを防止できる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、オリフィスとチェック弁とを一体化したことにより、実装上で簡便化を図れる。
請求項４に係る発明によれば、オリフィスを高圧燃料ポンプのケーシングに一体的に設けたことにより、実装上で簡便化を図れる。
請求項５に係る発明によれば、オリフィスを高圧燃料ポンプのケーシングから離して設けたことにより、受熱量を低減して、燃料タンクでのベーパー発生量を更に低減できる。
【００１２】
請求項６に係る発明によれば、低圧レギュレータを燃料タンク近傍に配置したことにより、燃料の受熱量を低減させることができ、ベーパー発生量を低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施例を示している。
燃料タンク１内には低圧燃料ポンプ２と低圧レギュレータ３とが設けられている。
【００１４】
低圧燃料ポンプ２は、図示しない電動モータにより駆動され、燃料タンク１内の燃料を吸入吐出する。低圧レギュレータ３は、低圧燃料ポンプ２の吐出側の圧力が設定値Ｐ１以上になると開弁して、低圧燃料ポンプ２の吐出側から余剰燃料を燃料タンク１に戻す。
低圧燃料ポンプ２からの燃料は燃料供給管４により高圧燃料ポンプ５の吸入側に送られる。
【００１５】
高圧燃料ポンプ５は、図示しないクランク軸によりベルト及びプーリを介して駆動され、低圧燃料ポンプ２からの燃料を吸入吐出して、更に高圧化し、エンジンの燃料噴射弁６に供給する。
エンジンは直噴式火花点火式内燃機関であり、燃料噴射弁６は各気筒毎に燃焼室内に直接燃料を噴射するように設けられている。
【００１６】
高圧レギュレータ７は、高圧燃料ポンプ５の吐出側の圧力が設定値Ｐ２（Ｐ２＞Ｐ１）以上になると開弁して、高圧燃料ポンプ５の吐出側から余剰燃料を戻す。
ここで、高圧レギュレータ７の出口側は、通路８により高圧燃料ポンプ５の吸入側に接続されると共に、通路９により燃料タンク１に接続されている。
【００１７】
そして、高圧レギュレータ７の出口側から燃料タンク１への燃料戻し通路９（厳密には通路８の分岐部より下流）には、燃料タンク１への戻り量を規制するオリフィス１０を設け、更にその下流側に直列に残圧保持用のチェック弁１１を設けてある。このチェック弁１１は低圧レギュレータ１の設定圧力Ｐ１より低い圧力で開弁するものである。
【００１８】
ここで、オリフィス１０及びチェック弁１１は、高圧燃料ポンプのケーシング１２に一体的に設けると共に、図２に示すように、チェック弁を構成する通路部品にオリフィスを設けて、両者を一体化してある（オリフィスバルブ）。
図２について説明すれば、フランジ２１にロウ付けにより取付られるボディ２２の上流側に比較的小径の通路２３を形成し、下流側に比較的大径の弁室２４を形成してある。そして、通路２３側にチェック弁１１を構成するバルブシート２５を圧入し、このバルブシート２５の通路部分を絞って、オリフィス１０を一体に形成してある。そして、バルブシート２５に対向させて、弁室２４側にチェック弁１１を構成するボールバルブ２６を配置してある。このボールバルブ２６はプランジャ２７の先端面に保持してあり、プランジャ２７は弁室２４に挿入固定したバルブホルダ２８内に摺動自在に挿入して、スプリング２９により付勢し、これによりボールバルブ２６をバルブシート２５に着座させてある。そして、弁室２４に連なって突出するパイプ３０をロウ付けして、このパイプ３０に燃料タンクへの配管を接続するようにしてある。図中３１は通路２３の入口側に設けたフィルタ、３２は弁室２４を封止するＯリングである。尚、この例では、高圧レギュレータからの燃料戻し通路を高圧燃料ポンプの吸入側の低圧室に接続した上で、通路２３の入口側をその低圧室に連通させる。
【００１９】
次に作用を説明する。
燃料タンク１内の燃料は低圧燃料ポンプ２により吸入吐出されて、高圧燃料ポンプ５の吸入側に圧送される。このとき、低圧レギュレータ３により余剰燃料が燃料タンク１に戻されて、低圧燃料ポンプ２の吐出側圧力は設定値Ｐ１に調圧される。
【００２０】
高圧燃料ポンプ５は低圧燃料ポンプ２からの燃料を吸入吐出し、更に高圧化して、エンジンの燃料噴射弁６に圧送する。このとき、高圧レギュレータ７により余剰燃料が戻されて、高圧燃料ポンプ５の吐出側圧力は設定値Ｐ２に調圧される。
余剰燃料の一部は燃料タンク１に戻されるが、燃料タンク１への燃料戻し通路９にはオリフィス１０が介装されているので、燃料タンク１への戻り量が規制される、従って、高圧燃料ポンプ５にて受熱した燃料の燃料タンク１への戻り量を一定にすることができる。
【００２１】
そして、残りの余剰燃料は高圧レギュレータ７の出口側から通路８により高圧燃料ポンプ５の吸入側に導かれ、再循環される。
このように、高圧レギュレータ７からの余剰燃料の燃料タンク１への燃料戻し通路９にオリフィス１０を設けるため、エンジンで受熱した燃料は定量しか燃料タンク１へ戻らず、燃料タンク１内でのベーパー発生量を低減することができる。
【００２２】
その一方、オリフィス１０径の設定により、高圧燃料ポンプ５及びそのケーシング１２内の冷却流量を確保でき、高圧燃料ポンプ５のベーパーロック防止を図ることができる。
また、オリフィス１０と直列に、低圧レギュレータ３の設定圧力より低い圧力で開弁するチェック弁１１を設けることにより、エンジンキーオフ時に燃料配管部の残圧を確保することができる。
【００２３】
また、オリフィス１０を上流側、チェック弁１１を下流側に設けたことにより、逆の場合に、チェック弁１１通過時に減圧作用でベーパーが発生するのを防止できる。
また、オリフィス１０とチェック弁１１とを高圧燃料ポンプのケーシング１２に一体化することにより、実装上で簡便化を図れる。
【００２４】
また、高圧レギュレータ７からの燃料戻し通路を高圧燃料ポンプ５の吸入側の低圧室に接続した上で、その低圧室から、オリフィス１０を介して燃料タンク１へ戻すようにすれば、上記の低圧室にて、低圧燃料ポンプ２から供給される冷えた燃料と混ざることとなり、高圧燃料ポンプ５内の燃料温度がほぼ均一となる。また、低圧レギュレータ３は、燃料タンク１の近傍、特に燃料タンク１内に配置することにより、燃料の受熱量を低減することができ、ベーパー発生量を低減することができる。
【００２５】
尚、図１では、高圧燃料ポンプ５の吐出側で、燃料噴射弁６の上流側を連通路ａにより高圧レギュレータ７の入口側に接続しており、連通路ａが短くなることで、エンジンからの受熱量が少なくなる利点がある。しかし、連通路ａを廃止し、図１に点線で示すように、高圧燃料ポンプ５の吐出側で、燃料噴射弁６の下流側を連通路ｂにより高圧レギュレータ７の入口側へ接続してもよい。受熱面積が大きくなる分、熱的にはよくないが、レイアウト上採用せざるを得ない場合もあるからである。
【００２６】
図３は本発明の第２の実施例を示している。
この実施例は、オリフィス１０及びチェック弁１１を高圧燃料ポンプのケーシング１２から独立させ、燃料タンク１への燃料戻し通路９の比較的下流側に設けたものである。
オリフィス１０及びチェック弁１１を高圧燃料ポンプのケーシング１２から離して設定することにより、エンジンからの受熱量を低減できると共に、車両走行風による冷却も期待でき、燃料タンク１内でのベーパー発生量を更に低減することが可能となる。好ましい態様として、これらを燃料タンク１内に配置するようにしてもよい。
【００２７】
図４は本発明の第３の実施例を示している。
この実施例は、オリフィス１０とチェック弁１１とを分離し、チェック弁１１は高圧燃料ポンプのケーシング１２内に設けるが、オリフィス１０は高圧燃料ポンプのケーシング１２から離して、燃料タンク１への燃料戻し通路９の比較的下流側に設けたものである。
【００２８】
チェック弁１１のみを高圧燃料ポンプのケーシング１２から離して設定しても、エンジンからの受熱量を低減できると共に、車両走行風による冷却も期待でき、燃料タンク１内でのベーパー発生量を低減することが可能となる。
尚、図５は高圧燃料ポンプから燃料タンクへのリターン流量を横軸にとって、縦軸に、高圧燃料ポンプの内部温度と、燃料タンクでのベーパー発生量とを示したもので、リターン流量を増大すれば、高圧燃料ポンプの内部温度は低下するが、ベーパー発生量は増大する。そこで、高圧燃料ポンプの内部温度が保証温度未満になり、かつ、ベーパー発生量が現行の発生量以下になる範囲を、リターン流量の最適範囲として、この範囲になるように、オリフィスを設定するのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を示す燃料供給装置の概略図
【図２】  オリフィスバルブの詳細図
【図３】  本発明の第２の実施例を示す燃料供給装置の概略図
【図４】  本発明の第３の実施例を示す燃料供給装置の概略図
【図５】  リターン流量の特性図
【符号の説明】
１  燃料タンク
２  低圧燃料ポンプ
３  低圧レギュレータ
４  燃料供給通路
５  高圧燃料ポンプ
６  燃料噴射弁
７  高圧レギュレータ
８  通路
９  燃料戻し通路
10  オリフィス
11  チェック弁
12  高圧燃料ポンプのケーシンング
25  バルブシート
26  ボールバルブ
【図１】
0003840741.tif 000002
【図２】
0003840741.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003840741.tif 000005
【図５】
0003840741.tif 000006