JP2007278113A - 燃料供給装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料ポンプ20が吐出する燃料は、プレッシャレギュレータ40により調整され、配管200を通り燃料レール2に供給される。配管200とプレッシャレギュレータ40の背圧室210とは、配管202により接続されている。配管202には、配管202を開閉する開閉弁30が設置されている。プレッシャレギュレータ40の調圧室212と配管200とは、配管204により接続されている。開閉弁30が開弁すると、燃料ポンプ20の吐出燃料がプレッシャレギュレータ40の背圧室210に導入される。背圧室210に吐出燃料が導入されると、プレッシャレギュレータ40の設定圧が上昇し、燃料ポンプ20の吐出圧が高圧に調整される。
【選択図】図1
Description
しかしながら、受圧部に荷重を加える弾性部材が大型化すると、プレッシャレギュレータが大型化するという問題がある。
そこで、特許文献4のように、燃料ポンプの吐出圧を調整する吐出圧調整用のプレッシャレギュレータの背圧室の圧力を背圧調整用の別のプレッシャレギュレータで調整すれば、この背圧調整用のプレッシャレギュレータの設定圧を高圧にすることにより、吐出圧調整用のプレッシャレギュレータを大型化することなく、吐出圧調整用のプレッシャレギュレータの設定圧を高圧化できる。
請求項3に記載の発明によると、開閉手段が背圧導入通路部を開いているときには、プレッシャレギュレータの背圧室に燃料ポンプの吐出燃料が導入されるので、燃料ポンプの吐出圧は高圧に調整される。一方、開閉手段が背圧導入通路部を閉じているときには、プレッシャレギュレータの背圧室に燃料ポンプの吐出燃料が導入されないので、燃料ポンプの吐出圧は背圧導入通路部が開いているときよりも低圧に調整される。つまり、開閉手段が背圧導入通路部を開閉することにより、プレッシャレギュレータの設定圧を切り換えることができる。
そこで、請求項4に記載の発明によると、開閉手段と背圧室との間の背圧導入通路部から排出通路部が燃料を排出するので、開閉手段が背圧導入通路部を開きプレッシャレギュレータの背圧室に吐出燃料が導入されている状態で開閉手段が背圧導入通路部を閉じると、開閉手段と背圧室との間の背圧導入通路部の燃料が排出通路部から排出されるので、プレッシャレギュレータの背圧室の圧力が低下する。したがって、開閉手段が背圧導入通路部を開閉することにより、プレッレギュレータの背圧室の圧力が切り換わる。
(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に示す。燃料供給装置10は、図示しない燃料タンクの燃料を燃料レール2に供給する。燃料レール2には、内燃機関6の各気筒毎に燃料噴射弁4が取り付けられている。
(燃料供給装置10の構成)
燃料供給装置10の燃料ポンプ20は、例えば、電気駆動部であるモータによりインペラを回転し、吸入した燃料を昇圧するタービン式の電動ポンプであり、図示しない燃料タンク内に設置されている。
燃料ポンプ20は、燃料吸入口21から吸入した燃料タンクの燃料を昇圧し、燃料吐出口22から吐出する。燃料ポンプ20が吐出する燃料の圧力は、プレッシャレギュレータ40により調整され、配管200を通り燃料レール2に供給される。プレッシャレギュレータ40の構成の詳細については後述する。
開閉手段としての開閉弁30は電磁弁である。開閉弁30が開弁すると、燃料ポンプ20の吐出燃料は、開閉弁30から配管202を通り背圧室210に導入される。
前述したプレッシャレギュレータ40の構成を図2に基づいて詳細に説明する。プレッシャレギュレータ40の第1ケース42は、第2ケース44をかしめ固定している。受圧部としてのダイヤフラム50の外周縁は、挟持部材52とともに第2ケース44にかしめ固定されている。ダイヤフラム50の内周縁は、ガイド部材54とスプリング座56との間に挟持されている。ボール58はガイド部材54の凹部55に嵌合している。ボール58は、凹部55に嵌合している側と反対側に平面59を有し、この平面59が円板状の弁部材60と接触している。円筒状の支持部材70は第2ケース44に固定されている。円筒状のシート部材72は、弁部材60に向かって突出するように支持部材70の内壁に固定されている。弾性部材としてのスプリング62は、スプリング室である背圧室210に収容されており、ダイヤフラム50、ガイド部材54、スプリング座56、ボール58および弁部材60にシート部材72に向かう荷重を加える。
次に、燃料供給装置10の作動について説明する。ECU100は、図示しない各種センサにより検出した内燃機関6の運転状態に応じて、燃料噴射弁4が噴射する燃料の圧力を高圧または低圧のいずれにするかを設定する。例えば、内燃機関6を始動するときに、低温時には燃料噴霧の微粒化を促進するために、高温時には燃料噴霧の微粒化を促進するとともに燃料中にベーパが発生することを防止するために、燃料噴射弁4に供給される燃料の圧力を高圧にすることが望ましい。また、車両の定速走行時のように内燃機関6の負荷が低い場合には、燃料噴射弁4に供給される燃料の圧力は低圧でもよい。そして、燃料噴射弁4に供給する燃料の圧力の高低の切り換えは、ECU100が開閉弁30を開閉することにより制御される。
このように、内燃機関6の運転状態に応じてECU100が開閉弁30を開閉制御するすることにより、燃料レール2に供給される燃料の圧力の高低を切り換えることができる。
内燃機関6の停止時の作動について、図4のフローチャートに基づいて説明する。
ECU100は、ステップ300において、内燃機関6を停止するか否かを判定する。内燃機関6を停止する場合、ECU100は、ステップ302において開閉弁30の開閉状態を判定する。開閉弁30が閉弁している場合は、ECU100はステップ306において燃料ポンプ20への通電をオフし燃料ポンプ20を停止させる。このように、開閉弁30が閉弁した状態で燃料ポンプ20が停止すると、配管200は開閉弁30および燃料ポンプ20の燃料吐出口22に設置されている図示しない逆止弁により閉塞されるので、配管200および燃料レール2から燃料が漏れ出ることを抑制する。これにより、配管200および燃料レール2の残圧の低下を抑制するので、内燃機関6の始動性が向上する。また、配管200および燃料レール2の残圧の低下を抑制することにより、特に燃料温度が高温のときに内燃機関6を停止する場合に、配管200および燃料レール2内にベーパが発生することを抑制できる。これにより、内燃機関6の始動性が向上する。
ここで、開閉弁30が開弁した状態で燃料ポンプ20を停止させると、燃料ポンプ20が停止してから開閉弁30が閉弁するまでの間に、配管200の燃料が配管202から排出管208を通り排出され、配管200および燃料レール2の燃料圧力が低下する恐れがある。
本発明の第2実施形態を図5に示す。尚、第1実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
図5に示す燃料供給装置12では、プレッシャレギュレータ40の背圧室210に導入する燃料圧力を、第1実施形態のようにプレッシャレギュレータ90で調整するのではなく、配管202に設けた絞り203で調整する。絞り203の絞り径を調整することにより、プレッシャレギュレータ40の背圧室210に導入される燃料圧力を調整できる。
本発明の第3実施形態を図6に示す。尚、第1実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第3実施形態では、第1実施形態のプレッシャレギュレータ40に代えて、図6に示すプレッシャレギュレータ120を用いる。プレッシャレギュレータ120の第1ケース42には、絞り122が形成されている。この絞り122は、第1実施形態の燃料供給装置10において配管202に形成した絞り209の作用を果たすものである。したがって、第3実施形態の燃料供給装置においては、図1に示す第1実施形態の燃料供給装置10の排出管208および絞り209は除去される。
上記実施形態では、プレッシャレギュレータ40、120の背圧室210に導入する燃料圧力を、プレッシャレギュレータ90または絞り203により調整したが、プレッシャレギュレータ90または絞り203を用いず、燃料ポンプ20の吐出燃料をそのままプレッシャレギュレータ40、120の背圧室210に導入してもよい。
また、上記実施形態では、開閉弁30が開弁した状態から閉弁するときに、プレッシャレギュレータ40、120の背圧室210の圧力を大気開放するために、排出管208に設けた絞り209またはプレッシャレギュレータ120自体に設けた絞り122から背圧室210の燃料を排出した。これに対し、排出管208または絞り122を設けず、背圧室210から徐々に燃料が漏れることにより背圧室210圧力を低下させてもよい。
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。
Claims (5)
- 内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置において、
燃料を昇圧して吐出する燃料ポンプと、
受圧部、ならびに前記受圧部により仕切られ前記燃料ポンプの吐出燃料が導入される調圧室および背圧室を有し、前記調圧室および前記背圧室の圧力から受ける力に応じて前記受圧部が変位することにより前記調圧室に導入される前記吐出燃料の圧力を調整するプレッシャレギュレータと、
前記背圧室に前記吐出燃料を導入する背圧導入通路部と、
前記調圧室に前記吐出燃料を導入する調圧導入通路部と、
を備える燃料供給装置。 - 前記背圧導入通路部の燃料圧力を調整する圧力調整手段をさらに備える請求項1に記載の燃料供給装置。
- 前記背圧導入通路部を開閉する開閉手段をさらに備える請求項1または2に記載の燃料供給装置。
- 前記開閉手段と前記背圧室との間の前記背圧導入通路部から燃料を排出する排出通路部と、前記排出通路部に設けられた絞りとをさらに備える請求項3に記載の燃料供給装置。
- 前記開閉手段の開閉および前記燃料ポンプの駆動を制御し、前記開閉手段により前記背圧導入通路部を閉じてから前記燃料ポンプを停止する制御手段をさらに備える請求項3または4に記載の燃料供給装置。
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