(57)【要約】  安価なポンプを使用すると共に余剰燃料を戻すための燃料戻し通路を使用しないようにしてコストを低減し、運転状況に応じてより高度な燃料供給を可能にした燃料供給システムを提供するものである。  燃料ポンプ４０に所定の容積の流体を吸入吐出する容積型ポンプを使用し、インジェクタ３０から吐出する必要燃料量を調整して送り出し、その燃料ポンプ４０をベーパーセパレータ２０の外部に配置する。燃料ポンプ４０から送り出される燃料をリターンレスプレッシャーレギュレータ５０を経由してインジェクタ３０に供給する。これによって、高圧燃料ポンプやプレッシャーレギュレータをベーパーセパレータ２０内に収容することによるベーパーセパレータ２０内での燃料温度上昇を防止し、プレッシャーレギュレータとベーパーセパレータとを連絡する連絡通路を設けることを無くすことができる。
2005040600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクからの燃料を燃料ポンプとプレッシャーレギュレータの順に通過させてインジェクタに導く燃料供給システムであって、前記燃料ポンプはそこから送り出す燃料量をエンジンの所定の回転数内ではその回転数に比例して増加させると共にエンジンの所定の回転数以上ではほぼ一定とするものとし、前記プレッシャーレギュレータをリターンレスプレッシャーレギュレータとしたことを特徴とする燃料供給システム。
【請求項２】
前記燃料タンクと前記燃料ポンプとの間に前記燃料ポンプよりも低圧の低圧燃料ポンプと気液分離装置とを備え、前記燃料タンクからの燃料を前記低圧燃料ポンプで前記気液分離装置に送り出し、前記気液分離装置からの燃料を前記燃料ポンプで前記プレッシャーレギュレータに送り出すことを特徴とする請求項１記載の燃料供給システム。
【請求項３】
前記燃料ポンプは前記低圧燃料ポンプよりも上位に配置し、前記低圧燃料ポンプは前記気液分離装置よりも上位に配置したことを特徴とする請求項２記載の燃料供給システム。
【請求項４】
前記燃料ポンプを所定の容積の流体を吸入吐出する容積型ポンプとしたことを特徴とする請求項１記載の燃料供給システム。
【請求項５】
前記気液分離装置と前記燃料ポンプとの間または前記燃料ポンプと前記プレッシャーレギュレータとの間に逆止弁を備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクからインジェクタに向けて燃料を供給するための燃料供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンクからインジェクタに向けて燃料を供給するための燃料供給システムは、陸上用の乗物である自動車やオートバイや、海上用の乗物である船外機等に適用されている。例えば、海上用の乗物である船外機の燃料供給システムにおいては、燃料タンクを船体側に備え、船外機側に前記燃料タンクから導入された燃料をインジェクタに向けて供給するための種々の構成部品を備えるようにしたものが特許文献１に知られている。
【特許文献１】特開２００３−９７３７７号公報（第３頁、図５）
【０００３】
特許文献１に示されている船外機の燃料供給システムの構成図を図４に示す。船体１０側には、燃料タンク１２が備えられる。船外機１４側には、低圧フィルタ１６と低圧燃料ポンプ１８と気液分離手段としてのベーパーセパレータ２０とが順に直列方向に連絡して備えられている。船体１０側の燃料タンク１２と船外機１４側の低圧フィルタ１６とはホース２２ａを介して連結されている。なお、特許文献１には示されていないが、船体１０側において、ホース２２ａの途中にプライミングポンプ（図示せず）を備えるのが一般的である。【０００４】
低圧フィルタ１６と低圧燃料ポンプ１８とはホース２２ｂを介して連結されており、低圧燃料ポンプ１８とベーパーセパレータ２０とはホース２２ｃを介して連結されている。燃料タンク１２からの燃料は、プライミングポンプ（図示せず）と低圧燃料ポンプ１８とを経てベーパーセパレータ２０に向けて供給され、そのベーパーセパレータ２０内では燃料に含まれるベーパーを除去して、ベーパーを除去した後の燃料が蓄積される。船体１０と船外機１４との間は、燃料を高圧で移動することができないために、燃料からベーパーを排除するためのベーパーセパレータ２０が船外機１４側に配置される。【０００５】
ベーパーセパレータ２０内には、高圧燃料ポンプ２４とプレッシャーレギュレータ２６とが備えられている。高圧燃料ポンプ２４の一部は、ベーパーセパレータ２０内に蓄積される燃料の油面２８より下位に浸漬され、プレッシャーレギュレータ２６は燃料の油面２８より上位に配置される。高圧燃料ポンプ２４とプレッシャーレギュレータ２６とはホース２２ｄで連結されており、ベーパーセパレータ２０内に収容された燃料は高圧燃料ポンプ２４からプレッシャーレギュレータ２６を経てベーパーセパレータ２０の外部に送り出され、最終的にはインジェクタ３０に導入される。【０００６】
プレッシャーレギュレータ２６は、必要とする燃料量を所定の燃料圧でインジェクタ３０に向けて送り出すと共に、プレッシャーレギュレータ２６で生じる余剰燃料をホース２２ｅを介してプレッシャーレギュレータ２６からベーパーセパレータ２０の内部に戻すものである。高圧燃料ポンプ２４は、プレッシャーレギュレータ２６からインジェクタ３０に向けて送り出す燃料量以上の燃料量をプレッシャーレギュレータ２６に供給するもので、一般には所謂ウエスコポンプと呼ばれるものが使用されている。【０００７】
ベーパーセパレータ２０の上部には、ベーパーセパレータ２０内のベーパーを外部に排出するためのベーパー排出管３２が取付けられている。このベーパー排出管３２の先端は、図示しないエアベントに連絡されており、ベーパーセパレータ２０内で燃料から分離されたベーパーは最終的にはエアベントに至るように設定されている。【０００８】
プレッシャーレギュレータ２６は、ベーパーセパレータ２０の外部に位置する高圧フィルタ３４とホース２２ｆを介して連結され、高圧フィルタ３４はデリバリーパイプ３６とホース２２ｇを介して連結され、デリバリーパイプ３６はインジェクタ３０と直接連結されている。それら高圧フィルタ３４とデリバリーパイプ３６とインジェクタ３０は、船外機１４の内部に備えられている。ベーパーセパレータ２０内に蓄積された燃料は、高圧燃料ポンプ２４からプレッシャーレギュレータ２６と高圧フィルタ３４とデリバリーパイプ３６とを経てインジェクタ３０に至り、インジェクタ３０からエンジン（図示せず）に向けて噴射される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図４に示す従来技術では、ベーパーセパレータ２０内に、高圧ポンプ２４とプレッシャレギュレータ２６とを収容している。高圧ポンプ２４は、プレッシャーレギュレータ２６からインジェクタ３０に向けて送り出す燃料量以上の燃料量をプレッシャーレギュレータ２６に供給するものである。このため、高圧ポンプ２４からプレッシャレギュレータ２６に供給される燃料は、その一部がインジェクタ３０に必要燃料量として送られ、残りが余剰燃料としてベーパーセパレータ２０内に戻される。即ち、高圧ポンプ２４にはウエスコポンプが使用されている。【００１０】
この従来例のウエスコポンプは、エンジンの回転数に応じた吐出量をコントロールできないため、インジェクタ３０が噴射する最大燃料量を常に供給しなければならず、インジェクタ３０への必要量以上の燃料量をプレッシャーレギュレータ２６に向けて送り出すことから、ポンプが大型になってしかも価格が高くなるという欠点があった。更に、高圧ポンプ２４をベーパーセパレータ２０内に収容するため、ベーパーセパレータ２０内の燃料の温度が高くなり、ベーパーセパレータ２０内の燃料が多く蒸発するという欠点があった。この欠点を回避するものとして、高圧ポンプ２４とプレッシャーレギュレータ２６とをベーパーセパレータ２０の外部に配置することが考えられる。この場合には、高圧ポンプはインジェクタ３０が噴射する最大燃料量を供給しているため余剰燃料が生じるので、プレッシャレギュレータ２６からベーパーセパレータ２０へ余剰燃料を戻すための燃料戻し通路を設けなければならなくなり、コストが高くなるといった欠点が残る。【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、安価なポンプを使用すると共に余剰燃料を戻すための燃料戻し通路を使用しないようにしてコストを低減し、運転状況に応じてより高精度な燃料供給を可能にした燃料供給システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明は、燃料タンクからの燃料を燃料ポンプとプレッシャーレギュレータの順に通過させてインジェクタに導く燃料供給システムであって、前記燃料ポンプはそこから送り出す燃料量をエンジンの所定の回転数内ではその回転数に比例して増加させると共にエンジンの所定の回転数以上ではほぼ一定とするものとし、前記プレッシャーレギュレータをリターンレスプレッシャーレギュレータとしたものである。本発明は、前記燃料タンクと前記燃料ポンプとの間に前記燃料ポンプよりも低圧の低圧燃料ポンプと気液分離装置とを備え、前記燃料タンクからの燃料を前記低圧燃料ポンプで前記気液分離装置に送り出し、前記気液分離装置からの燃料を前記燃料ポンプで前記プレッシャーレギュレータに送り出すようにしたものである。本発明は、前記燃料ポンプは前記低圧燃料ポンプよりも上位に配置し、前記低圧燃料ポンプは前記気液分離装置よりも上位に配置するようにしたものである。本発明は、前記燃料ポンプを所定の容積の流体を吸入吐出する容積型ポンプとしたものである。本発明は、前記気液分離装置と前記燃料ポンプとの間または前記燃料ポンプと前記プレッシャーレギュレータとの間に逆止弁を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
従来はインジェクタへの必要量以上の燃料量をウエスコポンプによってプレッシャーレギュレータに送っていたため、ウエスコポンプとプレッシャーレギュレータとをベーパーセパレータ内に収容するか、ウエスコポンプとプレッシャーレギュレータとをベーパーセパレータ外に配置した場合に、プレッシャーレギュレータとベーパーセパレータとの間に燃料戻し通路を設けなければならなかった。これに対して本発明では、燃料ポンプを所定の容積の流体を吸入吐出する容積型ポンプとし、インジェクタが必要とする燃料量のみを送り出し、燃料ポンプから送り出された燃料をリターンレスプレッシャーレギュレータを介してインジェクタに供給する。これによって、燃料ポンプのコストを安価にし、プレッシャーレギュレータとベーパーセパレータとを連絡する燃料戻し通路を省略することができる。また、本発明を船外機に適用した場合には、燃料ポンプをベーパーセパレータの外部に配置することで、ベーパーセパレータ内の燃料の温度上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る一実施例を示す燃料供給システムの構成図である。
【図２】本発明に使用する高圧燃料ポンプの一例を示す特性図である。
【図３】本発明に係る他の実施例を示す燃料供給システムの構成図である。
【図４】従来の船外機の燃料供給システムの構成図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  船体
１２  燃料タンク
１４  船外機
３０  インジェクタ
４０  燃料ポンプ
４４  逆止弁
５０  リターンレスプレッシャーレギュレータ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、エンジンの運転状況に応じてインジェクタに必要な燃料量を燃料ポンプで調整供給するものである。
【実施例１】
【００１７】
次に本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る燃料供給システムの構成図を示し、船外機に適用した場合について説明する。本発明において図４と同一符号は同一部材を示す。船体１０側には燃料タンク１２とポンプ（プライミングポンプ）３８とを備える。船外機１４側には、水を分離する機能を有する低圧フィルター１６と、低圧燃料ポンプ１８と、気液分離機構であるベーパーセパレータ２０とを備える。燃料タンク１２からベーパーセパレータ２０に至るまでの構成は、原則として従来と同一構成である。【００１８】
本発明で使用する燃料ポンプ（低圧燃料ポンプ１８よりは高圧の燃料ポンプ）４０は、従来のようなウエスコポンプとは異なるポンプを使用する。即ち、本発明で使用する燃料ポンプ４０は、所定の容積の流体を吸入吐出する容積型ポンプであり、例えばエンジンのクランクシャフト（駆動装置）と連動して作動するいわゆるメカニカルポンプであって、エンジンの運転状態に応じてインジェクタ３０から噴射する燃料量（インジェクタ３０が必要とする燃料量）をインジェクタ３０に送り出せるように燃料量（燃料圧）を調整することができるポンプである。また、エンジンの回転数に応じた燃料流量をエンジンの回転数に比例して吸入吐出し、所定の回転数以上になるとほぼ一定流量を吸入吐出させるように制御できる電磁ポンプでも良い。これらのポンプは、容積型ポンプのうち、プランジャ式のポンプが特に好ましい。燃料ポンプ４０は、そこから送り出す燃料量をエンジンの運転状態に応じて制御できるポンプを使用する。このようなポンプは、例えば図２に示すように、エンジンが所定の回転数以下の状態ではその回転数に比例した燃料量であり、エンジンが所定の回転数以上になると燃料量がほぼ一定となる構造（ジャミング機構）のもの、換言すればエンジンが必要とする燃料量に応じて吐出燃料量を可変できるものとする。【００１９】
本発明では、燃料ポンプ４０をベーパーセパレータ２０の外部に配置する。ベーパーセパレータ２０はホース４２を介して逆止弁４４と連絡し、その逆止弁４４はホース４６を介して燃料ポンプ４０と連絡する。なお、後述するが逆止弁４４の設置位置は、ベーパーセパレータ２０と燃料ポンプ４０との間に限るものではない。ベーパーセパレータ２０に取り付ける燃料ポンプ４０と連絡するホース４２の位置は、ベーパーセパレータ２０に取り付ける低圧燃料ポンプ１８と連絡するホース２２ｃの位置より低い位置とする。これによって、ベーパーセパレータ２０から燃料ポンプ４０に導入される燃料にベーパーが含まれないようにする。【００２０】
燃料ポンプ４０は低圧燃料ポンプ１８やベーパーセパレータ２０より高位に配置する。更に、低圧燃料ポンプ１８はベーパーセパレータ２０より高位に配置する。これは、船外機１４の上部では図示しないカバーのみを隔てて直射日光の影響を受けて高温になるため、燃料からベーパーを分離するベーパーセパレータ２０を最も低位に配置し、燃料噴射直前の燃料ポンプ４０をベーパーセパレータ２０へ燃料を供給する低圧燃料ポンプ１８より高位に配置する。即ち、ベーパーを発生させるおそれのある低圧燃料ポンプ１８とベーパーセパレータ２０と燃料ポンプ４０のうち、燃料を噴射させる位置のインジェクタ３０に近い燃料ポンプ４０を天地方向において最上位とし、燃料のサブタンクとしてのベーパーセパレータ２０を天地方向において最下位とすることで、本発明の燃料供給システムの燃料経路内でのベーパーの発生を極力防止する。【００２１】
燃料ポンプ４０はホース４８を介してリターンレスプレッシャーレギュレータ５０と連絡し、そのリターンレスプレッシャーレギュレータ５０はホース５２を介してインジェクタ３０を備えたデリバリパイプ３６と連絡する。本発明のプレッシャーレギュレータには、その位置より下流側の圧力を制御し、その内部に導入された燃料量をそのままインジェクタ３０に送り出すリターンレスプレッシャーレギュレータ５０を使用する。これによって、ベーパーセパレータ２０に燃料を戻すことがなく、燃料戻し通路を設ける必要が無くなる。リターンレスプレッシャーレギュレータ５０は、内部にバルブ５４を有し、インジェクタ３０の圧力が下がった時にバルブ５４を開いてインジェクタ３０に燃料を供給するもので、インジェクタ３０の燃料圧力を調整するものである。【００２２】
前記低圧燃料ポンプ１８は、エンジンのシリンダヘッド（図示せず）の下側に装着するのが望ましい。また、燃料ポンプ４０とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０とを一体に構成して（燃料ポンプ４０とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０とによって一体構成物５６とする）、その一体構成物５６をエンジンのシリンダヘッド（図示せず）に固定するのが望ましい。なお、一体構成物５６は、図示しないハウジングに、燃料ポンプ４０とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０とを固定する部材も含むものとする。燃料ポンプ４０とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０とを一体構成物５６とすることによって、それら二者を近接させ、それによって燃料ポンプ４０とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０とを連結するホース４８を省略できるかあるいは極端に短くすることができる。船外機１４側において、ベーパーセパレータ２０からインジェクタ３０に至るまでの間の連結手段としてのホース４２，４６，４８，５２のそれぞれの長さを可能な限り最小にするかあるいは省略する。これによって、ベーパーセパレータ２０からインジェクタ３０に至るまでの間での距離を短くでき、燃料系の構成の簡素化を達成すると共に燃料の蒸発を極力防止することができる。【００２３】
本発明が従来技術（図４）と異なる点は、所定の容積の流体を吸入吐出する容積型ポンプである燃料ポンプ４０をベーパーセパレータ２０の外部に配置し、その燃料ポンプ４０から送り出される燃料量をインジェクタ３０から吐出する必要燃料量に調整できる点と、プレッシャーレギュレータをその位置より下流側の圧力を制御するリターンレスプレッシャーレギュレータ５０とした点である。即ち、本発明では、燃料ポンプ４０をベーパーセパレータ２０の外部に移動させたことよって、従来のようなベーパーセパレータ２０内に高圧燃料ポンプを備えるものと比べて、ベーパーセパレータ２０内の燃料の温度を下げることができる。また、燃料ポンプ４０を容積型ポンプとすることで、従来使用しているウエスコポンプと比べて、コストダウンを図ることができる。【００２４】
本発明では、燃料ポンプ４０に所定の容積の流体を吸入吐出する容積型ポンプを使用し、燃料量を調整することによって、インジェクタ３０が必要とする燃料量を燃料ポンプ４０から送り出す。本発明では更に、インジェクタ３０から燃料を噴射してインジェクタ３０の圧力が下がった時に、インジェクタ３０の燃料圧力を調整するように（インジェクタ３０から噴射した燃料量を供給するように）リターンレスプレッシャーレギュレータ５０を介してインジェクタ３０に燃料を供給する。これによって本発明では、従来のようなインジェクタ３０が必要とする以上の燃料量がリターンレスプレッシャーレギュレータ５０に送り出されることはなく、従来のようなプレッシャーレギュレータからベーパーセパレータ２０に燃料を戻す必要がなくなる。従って、プレッシャーレギュレータをベーパーセパレータ２０の外部に配置した場合でも、プレッシャーレギュレータとベーパーセパレータ２０との間の戻し通路を設けなくても済む。【００２５】
本発明では、燃料ポンプ４０をベーパーセパレータ２０の外部に配置することによって、燃料ポンプ４０とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０との距離を短くすることが可能となる（場合によっては一体構成物５６とすることができる）。燃料ポンプ４０とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０との距離を短くすることで、燃料ポンプ４０からインジェクタ３０までの間の燃料経路途中でのベーパーの発生を防止できると共に、燃料系の構成の簡素化を達成することができる。更に、燃料経路の途中に燃料が無い場合でも、燃料経路内の空気を外部に即座に排出させることができるため、始動性が向上する。【００２６】
なお、容積型ポンプから成る燃料ポンプ４０は、逆止弁としての機能を有するが、ポンプの性能のバラツキを考慮して、図１に示すようにベーパーセパレータ２０と燃料ポンプ４０との間に逆止弁４４を備えている。ポンプの性能が向上することを考慮すれば、逆止弁４４は必ずしも必須のものではない。この逆止弁４４は、ベーパーセパレータ２０と燃料ポンプ４０との間ではなく、燃料ポンプ４０とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０との間に備えるようにしても良い。この場合に一体構成物５６を形成するとなると、燃料ポンプ４０と逆止弁４４とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０との三者から構成しても良く、燃料ポンプ４０よりベーパーセパレータ２０側に逆止弁４４を備える場合は、燃料ポンプ４０とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０との二者から構成されることになる。この場合、燃料ポンプ４０とリターンレスプレッシャーレギュレータ５０との距離を一層短くして燃料系の簡素化を達成できる。【００２７】
前述の説明では、各部品間を連結手段としてのホース２２ｂ，２２ｃ，４２，４６，４８，５２で連結したが、それらの連結手段はホースに限るものではない。
【実施例２】
【００２８】
本発明に係る燃料供給システムの第二実施例の構成図を図３に示す。第一実施例は海上用の乗物である船外機に適用したものを示したが、第二実施例は内陸用の自動車等に適用したものである。図３において図１と同一符号は同一部材を示す。この第二実施例では、第一実施例で用いたベーパーセパレータ２０や低圧燃料ポンプ１８等を省略する点が第一実施例と異なるものである。この第二実施例では、第一実施例のベーパーセパレータ２０や低圧燃料ポンプ１８等を省略したため、燃料タンク１２を逆止弁４４とホース５６を介して連絡する。逆止弁４４は燃料ポンプ４０とホース４８を介して連絡し、燃料ポンプ４０はホース４８を介してリターンレスプレッシャーレギュレータ５０と連絡し、そのリターンレスプレッシャーレギュレータ５０はホース５２を介してインジェクタ３０を備えたデリバリパイプ３６と連絡する。逆止弁４４からインジェクタ３０までを連絡する構成は、第一実施例と同一である。また、逆止弁４４を省略しても、逆止弁４４を異なる位置に配置しても良い。【００２９】
第二実施例においても、燃料ポンプ４０に所定の容積の流体を吸入吐出する容積型ポンプを使用し、エンジンの運転状態に応じてインジェクタ３０から噴射する燃料量（インジェクタ３０が必要とする燃料量）をインジェクタ３０に送り出せるように燃料量（燃料圧）を調整することが可能なポンプを使用する。この燃料ポンプ４０は、図３に示すように、エンジンが所定の回転数以下の状態ではその回転数に比例した燃料量を吐出し、エンジンが所定の回転数以上になると燃料量がほぼ一定となる構造（ジャミング機構）のポンプ（例えばエンジンのクランクシャフト（駆動装置）と連動して作動させるいわゆるメカニカルポンプや、エンジンの回転数に比例して燃料吐出量を調整し、所定の回転数以上になると一定流量を吐出させるよう制御する電磁ポンプ）とする。更に、これらのポンプは、容積型ポンプのうち、プランジャ式のポンプが好ましい。また、プレッシャーレギュレータ５０は、その位置より下流側の圧力を制御し、その内部に導入された燃料量をそのままインジェクタ３０に送り出すリターンレスプレッシャーレギュレータ５０を使用する。【００３０】
以上のように、この第二実施例においても、燃料ポンプ４０に容積型ポンプを使用し、インジェクタ３０が必要とする燃料量を供給するので、余剰な燃料を供給する必要が無くなり、従来使用しているウエスコポンプと比べて、小型で安価なポンプを使用することができる。また、燃料ポンプ４０からプレッシャーレギュレータ５０へインジェクタ３０に必要な燃料量だけが送り出されるため、プレッシャーレギュレータ５０をリターンレスプレッシャーレギュレータ５０とすることができ、従来必要としていたプレッシャーレギュレータから外部への燃料戻し通路を省略することができる。
【図１】
2005040600.tif 000003
【図２】
2005040600.tif 000004
【図３】
2005040600.tif 000005
【図４】
2005040600.tif 000006
【国際調査報告】
2005040600.tif 000007
2005040600.tif 000008
2005040600.tif 000009
2005040600.tif 000010