JP2011153561A - アスピレータ及びアスピレータを備えた燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料の圧力の変動に関わりなく一定の能力を発生することのできるアスピレータ及びアスピレータを備えた燃料供給装置を提供する。
【解決手段】燃料供給装置１０は、リザーバカップ１３を有する燃料タンク１２と、リザーバカップ１３のカップ内部１３ａの燃料をエンジン１９へ供給する燃料ポンプ１５と、アスピレータ５４とを備える。アスピレータ５４は、燃料の流れを利用して負圧を発生するアスピレータ本体５５と、アスピレータ本体５５に流れる流体を燃料の圧力の変動に関わりなく一定の流量にする作動弁５７とから構成される。アスピレータ本体５５を、燃料ポンプ１５により昇圧された燃料の流れを利用して発生した負圧によりカップ外部１３ｂの燃料を吸込んでカップ内部１３ａに移送する移送用ポンプとして用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アスピレータ及びアスピレータを備えた燃料供給装置に関する。

従来、アスピレータ（ジェットポンプ、エゼクタ等とも呼ばれる）を備えた燃料供給装置（例えば特許文献１（以下「従来例」という）参照）がある。図１０は燃料供給装置の構成図である。
図１０に示すように、燃料供給装置２１０は、エンジン（内燃機関）へ主燃料通路２１３を介して燃料を供給する燃料ポンプ２１２と、燃料ポンプ２１２を配置した旋回槽２１５、及び、旋回槽２１５内と隔成した副タンク２１１ｂを有する燃料タンク２１１と、燃料ポンプ２１２からエンジンに供給する燃料の一部を分配燃料通路２１９を介して分配した分配燃料の流れ（移動エネルギー）により駆動され、副タンク２１１ｂ内の燃料を旋回槽２１５内に移送するジェットポンプ２１７とを備えている。主燃料通路２１３に対する分配燃料通路２１９の分配部に分配燃料制御手段２２０を設けている。分配燃料制御手段２２０は、エンジンの燃料要求流量の増大にともなって分配燃料の流量を減少させる。

特開２００３−１１３７５１号公報

前記従来例によると、エンジンの燃料要求流量（エンジンに供給される燃料の圧力）の増減にともなって分配燃料の流量が反比例的に変化することになる。そのため、ジェットポンプ２１７が移送する燃料の流量も変化し、ジェットポンプ２１７の能力が変化するという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、流体の圧力の変動に関わりなく一定の能力を発生することのできるアスピレータ及びアスピレータを備えた燃料供給装置を提供することにある。

前記課題は、特許請求の範囲に記載された構成を要旨とするアスピレータ及びアスピレータを備えた燃料供給装置により解決することができる。
すなわち、請求項１に記載されたアスピレータによると、流体の流れを利用して負圧を発生するアスピレータ本体と、アスピレータ本体に流れる流体を圧力の変動に関わりなく一定の流量にする流量制御装置とから構成したものである。したがって、流量制御装置によって流体の圧力の変動に関わりなく、アスピレータ本体に流れる流体が一定の流量にされる。このため、アスピレータ本体が流体の一定の流量によって駆動されるため、一定の負圧を発生することができる。よって、流体の圧力の変動に関わりなく一定の能力を発生することのできるアスピレータが提供される。

また、請求項２に記載されたアスピレータによると、流量制御装置は、流体の圧力の変動に応じて流路断面積を変化する弁体を備えた作動弁である。したがって、作動弁の弁体が流体の圧力の変動に応じて流路断面積を変化することにより、アスピレータ本体に流れる流体を圧力の変動に関わりなく一定の流量にすることができる。

また、請求項３に記載された燃料供給装置によると、燃料を貯留する第１燃料貯留部及び第２燃料貯留部を有する燃料タンクと、第１燃料貯留部の燃料をエンジンへ供給する燃料ポンプと、請求項１又は２に記載のアスピレータとを備え、アスピレータのアスピレータ本体を、燃料ポンプにより昇圧された燃料の流れを利用して発生した負圧により第２燃料貯留部の燃料を吸込んで第１燃料貯留部に移送する移送用ポンプとして用いたものである。したがって、流体の圧力の変動に関わりなく一定の能力を発生することのできるアスピレータによって、燃料タンクの第２燃料貯留部の燃料を第１燃料貯留部に一定の流量で移送することができる。

また、請求項４に記載された燃料供給装置によると、燃料を貯留する燃料タンクと、燃料タンク内の燃料をエンジンへ供給する燃料ポンプと、エンジンに供給される燃料の一部が導入される調圧室の燃圧を背圧室の背圧に応じて調整するプレッシャレギュレータと、請求項１又は２に記載のアスピレータとを備え、アスピレータのアスピレータ本体を、燃料ポンプにより昇圧された燃料の流れを利用して発生した負圧により背圧室を減圧する減圧用ポンプとして用い、アスピレータ本体に燃料を流す状態とその燃料の流れを遮断する状態とに切替える切替装置を設けたものである。したがって、切替装置によりアスピレータ本体に燃料を流す状態に切替えると、流体の圧力の変動に関わりなく一定の能力を発生することのできるアスピレータによって、プレッシャレギュレータの背圧室が減圧されるため、エンジンへ供給される燃料の圧力（システム燃圧）を低圧化することができる。また、切替装置によりアスピレータ本体に流れる燃料の流れを遮断する状態に切替えると、プレッシャレギュレータの背圧室が大気に開放され、背圧室に対する減圧作用がなくなるため、エンジンへ供給される燃料の圧力（システム燃圧）を高圧化することができる。よって、負圧を蓄圧するための負圧タンク等の特別な装備を要することなく、簡単な構成でエンジンへ供給される燃料の圧力（システム燃圧）を可変することができる。

実施例１にかかる燃料供給装置を示す構成図である。 作動弁を示す断面図である。 図２のIII−III線矢視断面図である。 作動弁の流量特性を示す特性線図である。 実施例２にかかる燃料供給装置を示す構成図である。 実施例３にかかる燃料供給装置を示す構成図である。 実施例４にかかる燃料供給装置を示す構成図である。 実施例５にかかる燃料供給装置を示す構成図である。 実施例６にかかる燃料供給装置を示す構成図である。 従来例にかかる燃料供給装置を示す構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１を説明する。本実施例では、車両用エンジン（内燃機関）に用いられる燃料供給装置について例示する。なお、図１は燃料供給装置を示す構成図である。
図１に示すように、燃料供給装置１０は、内部にリザーバカップ１３が設けられた燃料タンク１２を備えている。リザーバカップ１３のカップ内部１３ａには、カップ内部１３ａの燃料を燃料供給通路１７を介してエンジン（内燃機関）１９に供給する燃料ポンプ１５を備えている。エンジン１９に供給された燃料は、図示しない各燃料噴射弁（インジェクタ）から各気筒毎の燃焼室（図示省略）内に噴射される。

前記燃料ポンプ１５は、例えば電気駆動部である電動モータによりポンプ部内のインペラを回転し、燃料吸入口２１から吸入した燃料を昇圧した後、燃料吐出口２２から前記燃料供給通路１７へ吐出するタービン式の電動ポンプである。燃料吸入口２１には、前記カップ内部１３ａから吸入する燃料を濾過する吸入フィルタ２４が接続されている。また、燃料ポンプ１５のポンプ部には、昇圧途中の燃料に含まれるベーパ（燃料が気化することにより生じる気泡）をポンプ部内から吐出するベーパ排出口（ベーパジェット）２５が設けられている。なお、図示しないが、燃料吐出口２２内には燃料の逆流を防止する逆止弁が内蔵されている。

前記エンジン１９に供給される燃料の圧力すなわち燃料供給通路１７内の燃圧（システム燃圧）は、燃圧可変装置２７により可変されるようになっている。燃圧可変装置２７は、プレッシャレギュレータ２８と三方切替弁３０と背圧リリーフ弁３２とを備えている。プレッシャレギュレータ２８は、調圧室３４及び背圧室３５を有し、背圧室３５の背圧に応じて調圧室３４の燃圧を調整しかつ調圧室３４で余剰となった燃料（リターン燃料）をリターン燃料通路３６を介して排出する。調圧室３４と背圧室３５とは、ダイアフラム３８により区画されている。背圧室３５には、ダイアフラム３８を閉弁方向へ付勢するスプリング３９を備えている。

前記調圧室３４には、前記燃料供給通路１７の途中から分岐された調圧燃料通路４１が連通されている。これにより、燃料供給通路１７から前記エンジン１９に供給される燃料の一部が調圧燃料通路４１を介して調圧室３４内に導入される。また、前記背圧室３５には、調圧燃料通路４１の途中から分岐された背圧燃料通路４３が連通されている。これにより、調圧燃料通路４１を流れる燃料の一部が背圧燃料通路４３を介して背圧室３５内に導入される。

前記三方切替弁３０は、電磁駆動式で、３つのポート３０ａ，３０ｂ，３０ｃを有している。三方切替弁３０は、非通電時（通電のオフ時）において、第１のポート３０ａが閉じられて第２のポート３０ｂと第３のポート３０ｃとが連通され、また、通電時（通電のオン時）において、第１のポート３０ａと第２のポート３０ｂとが連通されて第３のポート３０ｃが閉じられる構成となっている。三方切替弁３０に対する通電のオン・オフは、電子制御装置（「ＥＣＵ」という。）４５によって制御される。ＥＣＵ４５は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭから構成されている。ＥＣＵ４５は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、エンジン１９の運転状態に応じて、燃料ポンプ１５への通電をオン・オフすることにより燃料ポンプ１５の駆動を制御し、また、三方切替弁３０への通電をオン・オフすることにより三方切替弁３０を切替制御する。なお、ＥＣＵ４５は、本明細書でいう「制御装置」に相当する。また、三方切替弁３０及びＥＣＵ４５により切替装置４７が構成されている。

前記背圧燃料通路４３は、その途中で上流側通路部４３ａと下流側通路部４３ｂとに分断されている。上流側通路部４３ａと下流側通路部４３ｂとの間に前記三方切替弁３０が介装されている。すなわち、上流側通路部４３ａの下流端が前記第１のポート３０ａに接続され、また、下流側通路部４３ｂの上流端が前記第２のポート３０ｂに接続されている。また、第３のポート３０ｃは、大気圧通路５０を介して大気に開放されている。また、上流側通路部４３ａの途中には、燃料の流量（燃料量）を規制する絞り部５１が設けられている。

前記背圧リリーフ弁３２は、前記下流側通路部４３ｂの途中から分岐された逃がし通路３２ａと、逃がし通路３２ａを開閉可能なボール弁からなる弁部材３２ｂと、弁部材３２ｂを閉方向に押圧する戻しバネ３２ｃとを備えている。背圧リリーフ弁３２において、背圧室３５の圧力（燃圧）が戻しバネ３２ｃの弾性力よりも高くなると、戻しバネ３２ｃの弾性力に抗して弁部材３２ｂが開かれ、背圧室３５内の燃料を逃がし通路３２ａを介して逃がし、また、背圧室３５の圧力が設定値に低下すると、戻しバネ３２ｃの弾性力により弁部材３２ｂが閉じられる。したがって、背圧リリーフ弁３２により背圧室３５の圧力が設定圧に保持される。

前記燃料供給通路１７の途中から駆動燃料通路５２が分岐されている。駆動燃料通路５２にはアスピレータ５４が設けられている。なお、本実施例では、燃料供給通路１７に対する調圧燃料通路４１の分岐部から駆動燃料通路５２が分岐されているが、駆動燃料通路５２は燃料供給通路１７の途中であれば調圧燃料通路４１の分岐部以外のところから分岐してもよい。

前記アスピレータ５４は、その主体をなすアスピレータ本体５５と、そのアスピレータ本体５５の上流側に配置された作動弁５７とにより構成されている。アスピレータ本体５５は、前記リザーバカップ１３の側壁下部に設けられている。アスピレータ本体５５には、燃料供給通路１７から前記エンジン１９に供給される燃料の一部が駆動燃料通路５２を介して流れる。アスピレータ本体５５は、駆動燃料通路５２を流れる燃料（流体）の流れを利用して発生した負圧により前記燃料タンク１２のリザーバカップ１３のカップ外部１３ｂの燃料を吸込んでカップ内部１３ａに移送する移送用ポンプとして用いられている。なお、リザーバカップ１３のカップ内部１３ａは本明細書でいう「第１燃料貯留部」に相当し、そのカップ外部１３ｂは本明細書でいう「第２燃料貯留部」に相当する。また、燃料供給通路１７を流れる燃料は、「エンジンに供給される燃料」、及び、「燃料ポンプにより昇圧された燃料」に相当する。

前記作動弁５７について説明する。図２は作動弁を示す断面図、図３は図２のIII−III線矢視断面図である。
図２に示すように、前記作動弁５７は、入口５８ａと出口５８ｂを有する弁室５８ｃが形成されたボデー５８と、弁室５８ｃ内に軸方向に移動可能に配置された弁体６０と、弁体６０を開方向（図２において左方）に付勢するリターンスプリング６２とを備えている。弁室５８ｃ内には、弁孔６５を有する段付部６４が形成されている。また、弁体６０は、頭付き軸状体で形成されており、軸状体の先端側半部に先細り状のテーパ軸部６１が形成されている。弁体６０は、弁孔６５内にテーパ軸部６１が遊嵌状に嵌合されている。弁体６０のテーパ軸部６１の外周面と弁孔６５の内周面との間に、燃料が流れる円環状の流路６７が形成されている（図３参照）。したがって、弁孔６５に対する弁体６０のテーパ軸部６１の挿入深さが浅いと流路６７の断面積（流路断面積）が増大し（図２中、実線６０参照）、その挿入深さが深くなると流路６７の断面積が減少する（図２中、二点鎖線６０参照）。また、リターンスプリング６２は、コイルスプリングからなり、弁体６０に嵌合された状態で弁体６０の頭部６０ａとボデー５８の段付部６４との間に介装されている（図２参照）。なお、リターンスプリング６２の線間密着によって弁体６０の閉方向の移動位置が規定され、その位置が流路６７の断面積が最小となる。

前記作動弁５７は、入口５８ａから弁室５８ｃ内に流入した燃料を圧力の変動に関わりなく一定の流量に調整して出口５８ｂから流出する。すなわち、燃料が弁室５８ｃ内を通過する際に弁体６０が抵抗を受けるため、弁体６０はリターンスプリング６２の付勢力に抗して閉方向（図２において右方）へ移動する。ところで、弁体６０が受ける抵抗は、入口５８ａから弁室５８ｃへ流入する燃料の圧力（燃圧）が増大すればするほど大きくなるため、弁体６０の移動量は燃圧の増大にともなって大きくなるとともに流路６７の断面積が減少するにともない、出口５８ｂから流出する燃料の流量は減少する。したがって、作動弁５７は、燃料を圧力の変動に関わりなく一定の流量に制御（調整）することができる。なお、作動弁５７は本明細書でいう「流量制御装置」に相当する。

前記作動弁５７の流量特性について説明する。図４は作動弁の流量特性を示す特性線図である。
図４において、横軸は作動弁５７の入口５８ａに流入する燃料の圧力とその出口５８ｂから流出する燃料の圧力との差圧Ｐ〔kPa〕を示し、左側の縦軸は作動弁５７の出口５８ｂから流出する燃料の流量Ｑ〔L/h〕を示し、右側の縦軸は作動弁５７の流路６７の断面積Ｓ〔mm²〕を示している。また、特性線Ｌ１は差圧Ｐの変動に対する流路６７の断面積Ｓの変化を示し、特性線Ｌ２は差圧Ｐの変化に対する流量Ｑの特性を示している。したがって、特性線Ｌ１，Ｌ２から分かるように、差圧Ｐの変動に関わりなく流量Ｑが一定となることがわかる。なお、流量Ｑは、
Ｑ＝Ｓ×√（Ｐ）
で表される。

次に、前記した燃料供給装置１０（図１参照）の作動について説明する。
〔エンジン始動時および通常運転時〕
エンジン始動時および通常運転時について説明する。
ＥＣＵ４５は、エンジン１９の運転状態に応じて、エンジン１９へ供給する燃料の圧力（システム燃圧）を高圧又は低圧のいずれにするかを設定する。例えば、エンジン始動時において、低温時には燃料噴霧の微粒化を促進するために、また、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、システム燃圧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、エンジン１９の負荷が低い場合には、システム燃圧は低圧にすることが望ましい。

前記ＥＣＵ４５は、エンジン１９の運転状態に応じてシステム燃圧を可変するために、三方切替弁３０を切替制御する。すなわち、エンジン始動時において、ＥＣＵ４５により燃料ポンプ１５が駆動されると、燃料ポンプ１５から燃料供給通路１７を介してエンジン１９へ供給されるシステム燃圧が上昇される。このとき、三方切替弁３０への通電がオフされている状態（非通電状態）では、背圧燃料通路４３の上流側通路部４３ａと下流側通路部４３ｂとが遮断されているので、燃料ポンプ１５から吐出された燃料は、プレッシャレギュレータ２８の背圧室３５に導入されない。また、背圧室３５が背圧燃料通路４３の下流側通路部４３ｂ及び大気圧通路５０を介して大気に開放されているので、背圧室３５の圧力は大気圧相当となる。

また、プレッシャレギュレータ２８の調圧室３４には、燃料ポンプ１５から吐出された燃料の一部すなわち燃料供給通路１７を流れる燃料の一部が調圧燃料通路４１を介して導入される。プレッシャレギュレータ２８のダイアフラム３８は、背圧室３５で受ける力（背圧）Ｆ１と、調圧室３４で受ける力（システム燃圧）Ｆ２との差により変位する。ここで、背圧室３５の圧力が大気圧相当であるため、背圧室３５の背圧Ｆ１はスプリング３９のスプリング荷重のみである。そして、Ｆ１≧Ｆ２ならば、ダイアフラム３８が閉弁しているため、調圧室３４の燃料はリターン燃料通路３６を介して排出されない。また、Ｆ１＜Ｆ２になると、ダイアフラム３８が開弁されることで、調圧室３４の燃料が余剰燃料いわゆるリターン燃料としてリターン燃料通路３６を介して排出され、システム燃圧Ｆ２が設定値に低下される。その結果、調圧室３４の燃圧すなわちシステム燃圧Ｆ２が低圧に調整される。

また、燃料ポンプ１５が駆動されている状態で、三方切替弁３０への通電がオンされると、背圧燃料通路４３の上流側通路部４３ａと下流側通路部４３ｂとが連通されるので、燃料ポンプ１５から吐出された燃料で調圧燃料通路４１を流れる燃料の一部が背圧燃料通路４３を介してプレッシャレギュレータ２８の背圧室３５に導入される。また、背圧燃料通路４３の下流側通路部４３ｂと大気圧通路５０とが遮断されるので、背圧室３５は大気に開放されない。したがって、背圧室３５内に燃料ポンプ１５から吐出された燃料の圧力（燃圧）が作用するため、背圧室３５が大気圧よりも高い圧力となる。すなわち、背圧室３５の背圧Ｆ１は、スプリング３９のスプリング荷重と背圧室３５に作用する燃圧とを合計したものとなる。これにともない、調圧室３４の燃圧すなわちシステム燃圧Ｆ２が高圧に調整される。このときの背圧室３５の燃圧は、背圧リリーフ弁３２によって設定圧に保持される。

続いて、三方切替弁３０への通電がオフされると、前に述べたように、背圧燃料通路４３の上流側通路部４３ａと下流側通路部４３ｂとが遮断されるとともに、背圧燃料通路４３の下流側通路部４３ｂと大気圧通路５０とが連通されるため、背圧室３５の圧力は大気圧相当に低下する。その結果、システム燃圧Ｆ２は低圧に調整される。上記したように、エンジン１９の運転状態に応じてＥＣＵ４５により三方切替弁３０が切替制御されることにより、システム燃圧Ｆ２が可変すなわち高圧又は低圧に切替えられる。

また、エンジン始動時および通常運転時において、燃料ポンプ１５から吐出された燃料の一部すなわち燃料供給通路１７を流れる燃料の一部は、駆動燃料通路５２に分流される。駆動燃料通路５２に分流された燃料は、アスピレータ５４の作動弁５７を経てアスピレータ本体５５に流出する。作動弁５７によって、燃料の圧力の変動に関わりなく、アスピレータ本体５５に流れる燃料が一定の流量に制御される。そして、作動弁５７を経た一定の流量の燃料はアスピレータ本体５５へ流出する。アスピレータ本体５５は、燃料の流れ（移動エネルギー）によって発生するエゼクタ作用で発生した負圧によりリザーバカップ１３のカップ外部１３ｂの燃料を吸込んでカップ内部１３ａへ移送する。このとき、アスピレータ本体５５は、作動弁５７により一定の流量にされた燃料を駆動燃料として駆動されるため、一定の負圧を発生し、その負圧により移送する燃料の流量も一定になる。

〔エンジン停止時〕
エンジン１９を停止する場合、ＥＣＵ４５は、燃料ポンプ１５への通電をオフし、燃料ポンプ１５を停止させるとともに、三方切替弁３０への通電をオフする。

前記した燃料供給装置１０（図１参照）に備えたアスピレータ５４によると、駆動燃料通路５２を通る燃料の流れを利用して負圧を発生するアスピレータ本体５５と、アスピレータ本体５５に流れる燃料を圧力の変動に関わりなく一定の流量にする作動弁５７とから構成したものである。したがって、作動弁５７によって燃料の圧力（システム燃圧）の変動に関わりなく、アスピレータ本体５５に流れる燃料が一定の流量にされる。このため、アスピレータ本体５５が燃料の一定の流量によって駆動されるため、一定の負圧を発生することができる。よって、燃料の圧力（システム燃圧）の変動に関わりなく、一定の能力（移送能力）を発生することのできるアスピレータ５４が提供される。

また、燃料の圧力の変動に応じて流路６７の断面積を変化する弁体６０を備えた作動弁５７（図２及び図３参照）を流量制御装置として用いている。したがって、作動弁５７の弁体６０が燃料の圧力（システム燃圧）の変動に応じて流路６７の断面積を変化することにより、アスピレータ本体５５に流れる燃料を圧力（システム燃圧）の変動に関わりなく一定の流量にすることができる。

また、前記した燃料供給装置１０（図１参照）によると、燃料を貯留するリザーバカップ１３のカップ内部１３ａ及びカップ外部１３ｂを有する燃料タンク１２と、リザーバカップ１３のカップ外部１３ｂの燃料をエンジン１９へ供給する燃料ポンプ１５と、アスピレータ本体５５及び作動弁５７を有するアスピレータ５４とを備える。アスピレータ５４のアスピレータ本体５５を、燃料ポンプ１５により昇圧された燃料の流れを利用して発生した負圧によりリザーバカップ１３のカップ外部１３ｂの燃料を吸込んでカップ内部１３ａに移送する移送用ポンプとして用いたものである。したがって、燃料の圧力（システム燃圧）の変動に関わりなく、一定の能力（移送能力）を発生することのできるアスピレータ本体５５を有するアスピレータ５４によって、燃料タンク１２のリザーバカップ１３のカップ外部１３ｂの燃料をカップ内部１３ａに一定の流量で移送することができる。なお、アスピレータ本体５５の駆動燃料は、燃料ポンプ１５のポンプ部により昇圧された燃料であればよく、ポンプ部による昇圧を完了した燃料の他、昇圧途中の燃料を用いることができる。

［実施例２］
本発明の実施例２を説明する。本実施例は、前記実施例１を変更したものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明を省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。なお、図５は燃料供給装置を示す構成図である。
図５に示すように、本実施例は、前記実施例１（図１参照）における燃料タンク１２を鞍型の燃料タンク（符号、７０を付す）に変更したものである。燃料タンク７０は、その底壁の中央部に上方に隆起する隆起部７０ａを形成することにより、左右に区画された主室７１と副室７２とを備えている。主室７１には、前記実施例１におけるリザーバカップ１３、燃料ポンプ１５、プレッシャレギュレータ２８、三方切替弁３０、アスピレータ５４が配置されている。

前記アスピレータ５４の作動弁５７とアスピレータ本体５５との間の連絡通路（符号、７４を付す）から第２駆動燃料通路７６が分岐されている。第２駆動燃料通路７６には第２アスピレータ本体７８が設けられている。なお、説明の都合上、前記駆動燃料通路５２を第１駆動燃料通路５２といい、前記アスピレータ本体５５を第１アスピレータ本体５５という。また、本実施例のアスピレータ５４は、第１アスピレータ本体５５と作動弁５７と第２アスピレータ本体７８とにより構成されている。

前記第２アスピレータ本体７８は、前記第１アスピレータ本体５５と同一の基本的構成を有しており、第２駆動燃料通路７６を流れる燃料（流体）の流れを利用して発生した負圧により前記燃料タンク７０の副室７２の燃料を吸込んで主室７１（詳しくはリザーバカップ１３のカップ外部１３ｂ）に移送する移送用ポンプとして用いられている。なお、第２アスピレータ本体７８に関して、燃料タンク７０の主室７１（詳しくはリザーバカップ１３のカップ外部１３ｂ）は本明細書でいう「第１燃料貯留部」に相当し、副室７２は本明細書でいう「第２燃料貯留部」に相当する。

本実施例の燃料供給装置１０によると、燃料供給通路１７から駆動燃料通路５２に分流された燃料は、アスピレータ５４の作動弁５７を経て一定の流量にされた後、第１アスピレータ本体５５及び第２アスピレータ本体７８に流出する。第１アスピレータ本体５５は、前に述べたように、燃料の流れ（移動エネルギー）によって発生するエゼクタ作用で発生した負圧によりリザーバカップ１３のカップ外部１３ｂの燃料を吸込んでカップ内部１３ａへ移送する。また、第２アスピレータ本体７８は、燃料の流れ（移動エネルギー）によって発生するエゼクタ作用で発生した負圧により燃料タンク７０の副室７２の燃料を吸込んで主室７１（詳しくはリザーバカップ１３のカップ外部１３ｂ）に移送する。このとき、両アスピレータ本体５５，７８は、作動弁５７により一定の流量にされた燃料を駆動燃料として駆動されるため、一定の負圧が発生し、その負圧により移送する燃料の流量も一定になる。

［実施例３］
本発明の実施例３を説明する。本実施例は、前記実施例１を変更したものである。なお、図６は燃料供給装置を示す構成図である。
図６に示すように、本実施例は、前記実施例１（図１参照）の燃料供給装置１０の燃圧可変装置２７を、プレッシャレギュレータ２８を使わない燃圧可変装置に変更したものである。すなわち、燃料ポンプ１５は、可変容量タイプとして構成している。燃料供給通路１７には、その通路１７内を流れる燃料の圧力（システム燃圧）を検出する圧力センサ８０が設けられている。圧力センサ８０の検出信号は、ポンプコントローラ８２に入力される。ポンプコントローラ８２は、ＥＣＵ４５にも接続されている。これにより、ポンプコントローラ８２は、ＥＣＵ４５からの制御信号、及び、圧力センサ８０からの検出信号に基づいて燃料ポンプ１５の出力を制御することにより、エンジン１９の燃料要求量に応じて燃料ポンプ１５の吐出流量すなわちシステム燃圧を可変する。なお、燃料供給通路１７には、燃料を濾過するフューエルフィルタ８４が設けられている。また、圧力センサ８０、ポンプコントローラ８２により燃圧可変装置８３が構成されている。

［実施例４］
本発明の実施例４を説明する。本実施例は、前記実施例２を変更したものである。なお、図７は燃料供給装置を示す構成図である。
図７に示すように、本実施例は、前記実施例２（図５参照）の燃料供給装置１０の燃圧可変装置２７を、前記実施例３（図６参照）のプレッシャレギュレータ２８を使わない燃圧可変装置８３に変更したものである。

［実施例５］
本発明の実施例５を説明する。本実施例は、前記実施例１を変更したものである。なお、図８は燃料供給装置を示す構成図である。
図８に示すように、本実施例において、前記燃料供給通路１７において、調圧燃料通路４１の分岐部よりも上流側には、燃料を濾過するフューエルフィルタ８６が設けられている。また、燃料ポンプ１５は、可変容量タイプとして構成されており、ポンプコントローラ８８により駆動制御される。ポンプコントローラ８８は、ＥＣＵ４５にも接続されている。これにより、ポンプコントローラ８２は、ＥＣＵ４５からの制御信号に基づいて燃料ポンプ１５の出力を制御することにより、エンジン１９の燃料要求量に応じて燃料ポンプ１５の吐出流量を可変する。なお、前記実施例１（図１参照）における三方切替弁３０、背圧リリーフ弁３２、及び、背圧燃料通路４３は省略されている。

前記リザーバカップ１３の側壁下部には、アスピレータ本体５５に代えて、移送用ポンプとしてのジェットポンプ９０が設けられている。燃料ポンプ１５のベーパ排出口２５から吐出された燃料（ベーパ燃料）がポンプ用駆動燃料通路９２を介してジェットポンプ９０に流出される。ジェットポンプ９０は、ベーパ燃料の流速（移動エネルギー）によって発生するエゼクタ作用で発生した負圧によりリザーバカップ１３のカップ外部１３ｂの燃料を吸込んでカップ内部１３ａへ移送する。

前記駆動燃料通路５２は、前記燃料供給通路１７に代えて、前記ポンプ用駆動燃料通路９２の途中から分岐されている。駆動燃料通路５２には、アスピレータ５４が設けられており、アスピレータ５４の上流側には開閉弁９４が設けられている。開閉弁９４は、電磁駆動式で、非通電時（通電のオフ時）において閉弁され、また、通電時（通電のオン時）において開弁される構成となっている。また、開閉弁９４への通電のオン・オフは、ＥＣＵ４５によって制御される。なお、開閉弁９４及びＥＣＵ４５により切替装置９６が構成されている。

前記アスピレータ５４のアスピレータ本体５５は、前記実施例１と異なり、移送用ポンプとして用いるのではなく、減圧用ポンプとして用いられている。すなわち、アスピレータ本体５５は、前記プレッシャレギュレータ２８の近傍に設けられており、駆動燃料通路５２を流れる燃料（流体）の流れを利用して発生した負圧により前記プレッシャレギュレータ２８の背圧室３５を減圧する。なお、駆動燃料通路５２における開閉弁９４よりも上流側には、燃料の流量（燃料量）を規制する絞り部９８が設けられている。なお、絞り部９８は、必要に応じて設けられるものであり、省略することも可能である。また、プレッシャレギュレータ２８とアスピレータ５４と開閉弁９４とにより燃圧可変装置９９が構成されている。

次に、前記燃料供給装置１０の作動について説明する。
〔エンジン始動時および通常運転時〕
エンジン始動時および通常運転時について説明する。
エンジン始動時において、ポンプコントローラ８８により燃料ポンプ１５が駆動されると、燃料ポンプ１５から燃料供給通路１７を介してエンジン１９に供給されるシステム燃圧が上昇される。このとき、開閉弁９４への通電がオフされ、開閉弁９４が閉弁されている状態では、駆動燃料通路５２が遮断されているので、燃料ポンプ１５のベーパ排出口２５から吐出された燃料（ベーパ燃料）は、ポンプ用駆動燃料通路９２から駆動燃料通路５２に分流されない。また、プレッシャレギュレータ２８の背圧室３５がアスピレータ本体５５を介して大気に開放されているので、背圧室３５の圧力は大気圧相当となる。

また、プレッシャレギュレータ２８の調圧室３４には、燃料ポンプ１５から吐出された燃料の一部すなわち燃料供給通路１７を流れる燃料の一部が調圧燃料通路４１を介して導入される。ここで、背圧室３５の圧力が大気圧相当であるため、背圧室３５の背圧Ｆ１はスプリング３９のスプリング荷重である。その結果、調圧室３４の燃圧すなわちシステム燃圧Ｆ２が所定圧（本実施例では高圧）に調整される。

また、燃料ポンプ１５が駆動されている状態で、開閉弁９４への通電がオンされ、開閉弁９４が開弁されると、燃料ポンプ１５のベーパ排出口２５から吐出された燃料（ベーパ燃料）が、ポンプ用駆動燃料通路９２から駆動燃料通路５２へ分流され、アスピレータ５４の作動弁５７を経てアスピレータ本体５５に流出する。作動弁５７によって、燃料の圧力（システム燃圧）の変動に関わりなく、アスピレータ本体５５に流れる燃料が一定の流量に制御される。そして、作動弁５７を経た一定の流量の燃料はアスピレータ本体５５へ流出する。アスピレータ本体５５は、燃料の流れ（移動エネルギー）によって発生するエゼクタ作用で発生した負圧によりプレッシャレギュレータ２８の背圧室３５を減圧する。このため、背圧室３５の圧力が大気圧以下になるため、背圧室３５の背圧Ｆ１はスプリング３９のスプリング荷重よりも小さくなる。その結果、システム燃圧Ｆ２は低圧に調整される。なお、アスピレータ本体５５を経た燃料は、リザーバカップ１３のカップ内部１３ａに排出される。

続いて、開閉弁９４への通電がオフされると、前に述べたように、プレッシャレギュレータ２８の背圧室３５の圧力は大気圧相当になる結果、システム燃圧Ｆ２は高圧に調整される。上記したように、エンジン１９の運転状態に応じてＥＣＵ４５により開閉弁９４が開閉制御（切替制御）されることにより、システム燃圧Ｆ２が可変すなわち高圧又は低圧に切替えられる。

また、エンジン始動時および通常運転時において、燃料ポンプ１５のベーパ排出口２５から吐出された燃料（ベーパ燃料）は、ポンプ用駆動燃料通路９２を介してジェットポンプ９０へ流れる。ジェットポンプ９０は、ベーパ燃料（駆動燃料）の流れ（移動エネルギー）によって発生するエゼクタ作用で発生した負圧によりリザーバカップ１３のカップ外部１３ｂの燃料を吸込んでカップ内部１３ａへ移送する。

〔エンジン停止時〕
エンジン１９を停止する場合、ＥＣＵ４５が開閉弁９４への通電がオンした状態すなわちシステム燃圧が低圧化した状態であれば、開閉弁９４への通電をオフし、開閉弁９４を閉弁した後、ポンプコントローラ８８が燃料ポンプ１５を停止する。これにより、燃料供給通路１７において、燃料ポンプ１５の燃料吐出口２２の逆止弁（図示省略）の閉弁と燃料噴射弁の閉弁とによって、その逆止弁と燃料噴射弁との間が封止される。これにより、燃料供給通路１７内に高圧化されたシステム燃圧が残圧として保持される。したがって、燃料供給通路１７内に高圧の残圧を保持することで、エンジン高温時における燃料供給通路１７内でのベーパの発生を抑制することができる。

〔エンジン再始動時〕
エンジン高温時におけるエンジン再始動時を説明する。エンジン高温時におけるエンジン停止中において、システム燃圧（残圧）は前に述べたように高圧に保たれている。このため、エンジン高温時における燃料供給通路１７内でのベーパの発生が抑制されることにより、エンジン１９の再始動性を向上することができる。その他についてはエンジン始動時と同様である。

前記した燃料供給装置１０によると、燃料を貯留する燃料タンク１２と、燃料タンク１２内の燃料をエンジン１９へ供給する燃料ポンプ１５と、エンジン１９に供給される燃料の一部が導入される調圧室３４の燃圧を背圧室３５の背圧に応じて調整するプレッシャレギュレータ２８と、アスピレータ本体５５及び作動弁５７を有するアスピレータ５４とを備える。アスピレータ５４のアスピレータ本体５５を、燃料ポンプ１５により昇圧された燃料の流れを利用して発生した負圧により背圧室３５を減圧する減圧用ポンプとして用い、アスピレータ本体５５に燃料を流す状態とその燃料の流れを遮断する状態とに切替える切替装置９６を設けたものである。したがって、切替装置９６によりアスピレータ本体５５に燃料を流す状態に切替えると、燃料の圧力（システム燃圧）の変動に関わりなく一定の能力を発生することのできるアスピレータ本体５５を有するアスピレータ５４によって、プレッシャレギュレータ２８の背圧室３５が減圧されるため、エンジン１９へ供給される燃料の圧力（システム燃圧）を低圧化することができる。また、切替装置９６によりアスピレータ本体５５に流れる燃料の流れを遮断する状態に切替えると、プレッシャレギュレータ２８の背圧室３５が大気に開放され、背圧室３５に対する減圧作用がなくなるため、エンジン１９へ供給される燃料の圧力（システム燃圧）を高圧化することができる。よって、負圧を蓄圧するための負圧タンク等の特別な装備を要することなく、簡単な構成でエンジン１９へ供給される燃料の圧力（システム燃圧）を可変することができる。

また、通常走行時（パーシャル域）のシステム燃圧を低圧化するものであるから、低圧時のエンジン必要流量に対して燃料ポンプ１５への電気負荷を軽減し、燃料ポンプ１５の消費電力を低減することができる。また、プレッシャレギュレータ２８に、構成が簡素で安価な既存のプレッシャレギュレータを採用することが可能である。

また、エンジン停止時に、燃料供給通路１７内に高圧の残圧を保持することで、エンジン高温時における燃料供給通路１７内でのベーパの発生を抑制して再始動性を向上することができる。また、ポンプ用駆動燃料通路９２の上流端は、燃料ポンプ１５のポンプ部のベーパ排出口２５に代え、ベーパ排出口２５とは別に設けられかつ昇圧途中の燃料をポンプ部内から吐出する燃料出口に接続してもよい。

［実施例６］
本発明の実施例６を説明する。本実施例は、前記実施例５を変更したものである。なお、図９は燃料供給装置を示す構成図である。
図９に示すように、本実施例は、前記実施例５（図８参照）における駆動燃料通路５２を、前記ポンプ用駆動燃料通路９２に代えて、前記調圧燃料通路４１の途中から分岐したものである。これにより、エンジン１９に供給される燃料の一部すなわち調圧燃料通路４１内を流れる燃料の一部を駆動燃料通路５２に分流することができる。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明のアスピレータ５４は、燃料を使用するものに限らず、その他の流体を使用する装置に適用可能である。

１０…燃料供給装置
１２…燃料タンク
１３…リザーバカップ
１３ａ…カップ内部（第１燃料貯留部）
１３ｂ…カップ外部（第２燃料貯留部）
１５…燃料ポンプ
１７…燃料供給通路
１９…エンジン
２８…プレッシャレギュレータ
３４…調圧室
３５…背圧室
４５…ＥＣＵ
４７…切替装置
５２…駆動燃料通路
５４…アスピレータ
５５…アスピレータ本体（第１アスピレータ本体）
５７…作動弁（流量制御装置）
６０…弁体
６７…流路
７０…燃料タンク
７１…主室（第１燃料貯留部）
７２…副室（第２燃料貯留部）
７８…アスピレータ本体（第２アスピレータ本体）
９４…開閉弁
９６…切替装置

Claims (4)

1. 流体の流れを利用して負圧を発生するアスピレータ本体と、前記アスピレータ本体に流れる流体を圧力の変動に関わりなく一定の流量にする流量制御装置とから構成したことを特徴とするアスピレータ。
2. 請求項１に記載のアスピレータであって、
   前記流量制御装置は、流体の圧力の変動に応じて流路断面積を変化する弁体を備えた作動弁であることを特徴とするアスピレータ。
3. 燃料を貯留する第１燃料貯留部及び第２燃料貯留部を有する燃料タンクと、
   前記第１燃料貯留部の燃料をエンジンへ供給する燃料ポンプと、
   請求項１又は２に記載のアスピレータと
   を備え、
   前記アスピレータのアスピレータ本体を、前記燃料ポンプにより昇圧された燃料の流れを利用して発生した負圧により前記第２燃料貯留部の燃料を吸込んで前記第１燃料貯留部に移送する移送用ポンプとして用いた
   ことを特徴とする燃料供給装置。
4. 燃料を貯留する燃料タンクと、
   前記燃料タンク内の燃料をエンジンへ供給する燃料ポンプと、
   前記エンジンに供給される燃料の一部が導入される調圧室の燃圧を背圧室の背圧に応じて調整するプレッシャレギュレータと、
   請求項１又は２に記載のアスピレータと
   を備え、
   前記アスピレータのアスピレータ本体を、前記燃料ポンプにより昇圧された燃料の流れを利用して発生した負圧により前記背圧室を減圧する減圧用ポンプとして用い、
   前記アスピレータ本体に燃料を流す状態とその燃料の流れを遮断する状態とに切替える切替装置を設けた
   ことを特徴とする燃料供給装置。
   

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