JP2747430B2 - マニホールドとの相関関係を有した戻しなし燃料システム - Google Patents
マニホールドとの相関関係を有した戻しなし燃料システムInfo
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Description
【0001】本出願の優先権の基礎となった出願は、平
成6年12月15日出願の特願平6−309171号
(特開平7−217517号(公開日:平成7年(19
95年)8月15日))である。
成6年12月15日出願の特願平6−309171号
(特開平7−217517号(公開日:平成7年(19
95年)8月15日))である。
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力レギュレータに関
し、特に燃料圧ディマンド型レギュレータが利用される
自動車燃料システムに関する。
し、特に燃料圧ディマンド型レギュレータが利用される
自動車燃料システムに関する。
【0003】
【従来の技術】燃料噴射システムを備えるエンジンの多
くでは、単数または複数の噴射器への液体燃料の供給
は、噴射器を通過する際の圧力低下が一定に保たれるよ
うにマニホールド圧の関数として変化する圧力のもとで
行うことが望まれている。マニホールド圧、噴射器によ
ってエンジンに供給される燃料の流速はそれそれ、エン
ジンの速度、負荷、および他の操作条件によって、変化
するものである。
くでは、単数または複数の噴射器への液体燃料の供給
は、噴射器を通過する際の圧力低下が一定に保たれるよ
うにマニホールド圧の関数として変化する圧力のもとで
行うことが望まれている。マニホールド圧、噴射器によ
ってエンジンに供給される燃料の流速はそれそれ、エン
ジンの速度、負荷、および他の操作条件によって、変化
するものである。
【0004】従来の燃料供給システムのひとつが、米国
特許5、148、792号に示され説明されている。こ
のシステムは燃料ポンプを備えた燃料タンクを有して、
燃料をエンジンシリンダに供給するために、圧力をかけ
た状態で燃料ラインを介して燃料噴射器に取付けられた
燃料レールに燃料を供給するものである。このポンプは
圧力センサを含み、この圧力センサはポンプ引き出し部
における燃料圧の関数として信号を電気制御部に提供
し、燃料ライン中の圧力を一定に維持するように、ポン
プ速度を変化させるものである。ところが、このシステ
ムでは噴射器通過時の圧力差を一定に保てない。
特許5、148、792号に示され説明されている。こ
のシステムは燃料ポンプを備えた燃料タンクを有して、
燃料をエンジンシリンダに供給するために、圧力をかけ
た状態で燃料ラインを介して燃料噴射器に取付けられた
燃料レールに燃料を供給するものである。このポンプは
圧力センサを含み、この圧力センサはポンプ引き出し部
における燃料圧の関数として信号を電気制御部に提供
し、燃料ライン中の圧力を一定に維持するように、ポン
プ速度を変化させるものである。ところが、このシステ
ムでは噴射器通過時の圧力差を一定に保てない。
【0005】また、従来のシステムとして、噴射器通過
時の圧力低下を一定に保つマニホールド関連の部品を備
えた圧力レギュレータを含むものが知られている。その
ようなレギュレータの一例が米国特許5、265、64
4号に開示されている。しかし、これらの従来のレギュ
レータでは、温度上昇による燃料の膨張から引き起こさ
れる圧力増加を収容できず、また、加熱された燃料の体
積増加分を累積していくこともできない。たとえば、エ
ンジンの減速中、噴射器は燃料レール中にトラップして
いる燃料で閉塞してしまう。また、燃料レール内の温度
が高いため、燃料は加熱され膨張し、燃料レール中の圧
力は高くなる。
時の圧力低下を一定に保つマニホールド関連の部品を備
えた圧力レギュレータを含むものが知られている。その
ようなレギュレータの一例が米国特許5、265、64
4号に開示されている。しかし、これらの従来のレギュ
レータでは、温度上昇による燃料の膨張から引き起こさ
れる圧力増加を収容できず、また、加熱された燃料の体
積増加分を累積していくこともできない。たとえば、エ
ンジンの減速中、噴射器は燃料レール中にトラップして
いる燃料で閉塞してしまう。また、燃料レール内の温度
が高いため、燃料は加熱され膨張し、燃料レール中の圧
力は高くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】レール中の圧力上昇お
よび燃料膨張は、ホットソークとして知られる状態でも
起こる。ホットソーク状態とは、エンジンのアイドリン
グ中や低速走行中、特に気温が高いときや高温のエンジ
ンを切ったときなどに現れる。燃料レール中の高温に、
気温の高さが加わると、燃料レール中にトラップされた
燃料は加熱され膨張する。ある程度の圧力上昇は燃料蒸
発ガスを生成させないようにするために必要なものの、
燃料レール中の過剰の圧力は、燃料を強制的に噴射器に
通過させることになり、漏れや故障を引き起こすので、
好ましくない。
よび燃料膨張は、ホットソークとして知られる状態でも
起こる。ホットソーク状態とは、エンジンのアイドリン
グ中や低速走行中、特に気温が高いときや高温のエンジ
ンを切ったときなどに現れる。燃料レール中の高温に、
気温の高さが加わると、燃料レール中にトラップされた
燃料は加熱され膨張する。ある程度の圧力上昇は燃料蒸
発ガスを生成させないようにするために必要なものの、
燃料レール中の過剰の圧力は、燃料を強制的に噴射器に
通過させることになり、漏れや故障を引き起こすので、
好ましくない。
【0007】これらバイパス型レギュレータでは、設定
されたシステム圧以上の燃料圧は、燃料戻しラインを介
してタンクに燃料を戻すことによって、圧抜きしてい
る。したがって、このような器具はただ設定されたシス
テム圧を維持するだけである。さらに、戻った燃料は高
温となり蒸発を引き起こすこともあり、好ましくない。
されたシステム圧以上の燃料圧は、燃料戻しラインを介
してタンクに燃料を戻すことによって、圧抜きしてい
る。したがって、このような器具はただ設定されたシス
テム圧を維持するだけである。さらに、戻った燃料は高
温となり蒸発を引き起こすこともあり、好ましくない。
【0008】
【発明を解決するための手段】マニホールドと相関関係
を有する室(チャンバー)を備えたディマンド型レギュ
レータによれば、通常の運転条件下で燃料レール中の望
ましい圧力を限定、規制することができる。ディマンド
型レギュレータは、マニホールド真空に応答して、定常
速度下と過渡速度下との間ので燃料噴射器通過時の圧力
差を一定に維持し、アキュムレータとして機能すること
により燃料レール中の燃料加熱による燃料膨張を収容
し、さらに、減速中あるいは噴射器が機能しないときの
エンジンのシャットダウンの間、燃料レール中の加熱さ
れた燃料の圧力増加を適合させて維持し、レール中で蒸
発ガスが生成しないようにしている。
を有する室(チャンバー)を備えたディマンド型レギュ
レータによれば、通常の運転条件下で燃料レール中の望
ましい圧力を限定、規制することができる。ディマンド
型レギュレータは、マニホールド真空に応答して、定常
速度下と過渡速度下との間ので燃料噴射器通過時の圧力
差を一定に維持し、アキュムレータとして機能すること
により燃料レール中の燃料加熱による燃料膨張を収容
し、さらに、減速中あるいは噴射器が機能しないときの
エンジンのシャットダウンの間、燃料レール中の加熱さ
れた燃料の圧力増加を適合させて維持し、レール中で蒸
発ガスが生成しないようにしている。
【0009】使用の際、ディマンド型レギュレータは、
噴射器通過時の圧力低下を一定にするために、燃料レー
ル中の圧力を維持し、変化させ、あるいは限定する。こ
れは、マニホールドの圧力をダイアフラム室と相関関係
をもたせて、ダイアフラムにレギュレータバルブを作用
させ、燃料レールに供給される燃料の圧力を変化させ、
限定することにより可能となる。
噴射器通過時の圧力低下を一定にするために、燃料レー
ル中の圧力を維持し、変化させ、あるいは限定する。こ
れは、マニホールドの圧力をダイアフラム室と相関関係
をもたせて、ダイアフラムにレギュレータバルブを作用
させ、燃料レールに供給される燃料の圧力を変化させ、
限定することにより可能となる。
【0010】本発明において提供される、通常の運転条
件下で燃料レール中の望ましい圧力を限定し規制する戻
しなし燃料システム用のディマンド型レギュレータは、
通常速度下と過渡速度下との間の燃料噴射器通過時の圧
力差を一定に維持するためにマニホールド真空に応答
し、さらにアキュムレータとして機能することにより燃
料レール中の燃料加熱による燃料膨張を収容し、さらに
燃料レール中の加熱された燃料の圧力増加を収容、維持
しレール中で蒸発ガスが生成しないようにする、レギュ
レータである。
件下で燃料レール中の望ましい圧力を限定し規制する戻
しなし燃料システム用のディマンド型レギュレータは、
通常速度下と過渡速度下との間の燃料噴射器通過時の圧
力差を一定に維持するためにマニホールド真空に応答
し、さらにアキュムレータとして機能することにより燃
料レール中の燃料加熱による燃料膨張を収容し、さらに
燃料レール中の加熱された燃料の圧力増加を収容、維持
しレール中で蒸発ガスが生成しないようにする、レギュ
レータである。
【0011】本発明のディマンド型レギュレータは、燃
料レール中の圧力を限定し規制するために、燃料レール
に取付けられているのが好ましい。このようにすると、
燃料噴射器通過時の圧力低下を一定に維持できるように
燃料レール中の圧力を規制するために、マニホールドリ
ファレンスをディマンド型レギュレータに設置するのが
容易となる。
料レール中の圧力を限定し規制するために、燃料レール
に取付けられているのが好ましい。このようにすると、
燃料噴射器通過時の圧力低下を一定に維持できるように
燃料レール中の圧力を規制するために、マニホールドリ
ファレンスをディマンド型レギュレータに設置するのが
容易となる。
【0012】ディマンド型レギュレータは第一ガス室と
第二液体燃料室との間にダイアフラムを収容し、第一ガ
ス室はエンジン取り込みマニホールドと連通し、第二液
体燃料室は連続的にエンジンの燃料レールと連通してい
る。液体燃料はポンプによって、ダイアフラムの動きに
対応して開閉するバルブを介して、一定の圧力で第二室
へ供給されている。通常操作においては、燃料をここか
らレールに供給するときの圧は、ポンプによって供給さ
れる燃料の一定の圧力(たとえば55PSIG(3.8
67Kg/Cm 2 ゲージ圧))よりいくらか低い圧(た
とえば50PSIG(3.515Kg/Cm 2 ))であ
る。減速中あるいはシャットダウンの間にレール中の燃
料が加熱膨張されると、バルブは閉じてダイアフラムが
離れて第二室の容積が増加し、それによって加熱された
燃料の膨張を収容するようになっている。
第二液体燃料室との間にダイアフラムを収容し、第一ガ
ス室はエンジン取り込みマニホールドと連通し、第二液
体燃料室は連続的にエンジンの燃料レールと連通してい
る。液体燃料はポンプによって、ダイアフラムの動きに
対応して開閉するバルブを介して、一定の圧力で第二室
へ供給されている。通常操作においては、燃料をここか
らレールに供給するときの圧は、ポンプによって供給さ
れる燃料の一定の圧力(たとえば55PSIG(3.8
67Kg/Cm 2 ゲージ圧))よりいくらか低い圧(た
とえば50PSIG(3.515Kg/Cm 2 ))であ
る。減速中あるいはシャットダウンの間にレール中の燃
料が加熱膨張されると、バルブは閉じてダイアフラムが
離れて第二室の容積が増加し、それによって加熱された
燃料の膨張を収容するようになっている。
【0013】燃料ポンプ引き出し口付近で、一方向バル
ブは燃料がポンプに戻るのを遮断し、望ましいシステム
圧より高圧に設定されたバイパス圧抜きバルブが設けら
れ、ポンプとディマンド型燃料圧レギュレータ間で過剰
圧力下の燃料をバイパスして燃料リザーバに戻してい
る。
ブは燃料がポンプに戻るのを遮断し、望ましいシステム
圧より高圧に設定されたバイパス圧抜きバルブが設けら
れ、ポンプとディマンド型燃料圧レギュレータ間で過剰
圧力下の燃料をバイパスして燃料リザーバに戻してい
る。
【0014】別の態様では、操作中燃料ポンプを制御す
るパルス幅モジュレータに信号を提供する内蔵センサス
イッチを、バイパス圧抜きバルブと連結しているものも
ある。
るパルス幅モジュレータに信号を提供する内蔵センサス
イッチを、バイパス圧抜きバルブと連結しているものも
ある。
【0015】本発明の目的は、ディマンド型燃料圧レギ
ュレータの上記利点を利用することであり、またマニホ
ールドリファレンスと共にこのようなレギュレータを燃
料システム内に構成することであり、さらに燃料ポンプ
に近接して、望ましいシステム圧より高い圧力レスポン
スで設定された圧力センサスイッチを備えた、バイパス
型レギュレータを含むことでもある。
ュレータの上記利点を利用することであり、またマニホ
ールドリファレンスと共にこのようなレギュレータを燃
料システム内に構成することであり、さらに燃料ポンプ
に近接して、望ましいシステム圧より高い圧力レスポン
スで設定された圧力センサスイッチを備えた、バイパス
型レギュレータを含むことでもある。
【0016】別の目的は、上昇した圧力を維持して燃料
レールおよび噴射器中での燃料蒸発を防止するために、
燃料レール中の燃料を効率的にトラップするように制御
された流出戻りバルブを提供することである。
レールおよび噴射器中での燃料蒸発を防止するために、
燃料レール中の燃料を効率的にトラップするように制御
された流出戻りバルブを提供することである。
【0017】さらに別の目的は、パルス幅モジュレーシ
ョン回路へ向けられたスイッチ信号を利用する圧力バイ
パス型レギュレータを燃料ポンプと組み合わせて構成す
ることである。
ョン回路へ向けられたスイッチ信号を利用する圧力バイ
パス型レギュレータを燃料ポンプと組み合わせて構成す
ることである。
【0018】また別の目的は、ポンプサプライ中で実質
的に一定の燃料圧を維持できるように機能しようとし、
ディマンド型レギュレータによって維持された圧よりわ
ずかに高圧に設定されている圧力反応バイパスバルブを
利用することである。
的に一定の燃料圧を維持できるように機能しようとし、
ディマンド型レギュレータによって維持された圧よりわ
ずかに高圧に設定されている圧力反応バイパスバルブを
利用することである。
【0019】本発明の目的や特徴および利点は、戻しな
し燃料システム用の燃料圧ディマンド型レギュレータに
おいて、このレギュレータが通常のエンジン操作条件の
変化に応じて噴射器通過時の燃料圧力低下を一定に維持
し、燃料レール中の加熱された膨張燃料を蓄積し、エン
ジンエミッションを低減し、加熱された膨張燃料の過剰
圧力を圧抜きし、しかも丈夫で、耐久性があり、メイン
テナンスが不要で、そしてこの戻しなし燃料システムが
比較的単純な設計で経済的に製造組立でき使用期間が長
い、ディマンド型レギュレータを提供することである。
し燃料システム用の燃料圧ディマンド型レギュレータに
おいて、このレギュレータが通常のエンジン操作条件の
変化に応じて噴射器通過時の燃料圧力低下を一定に維持
し、燃料レール中の加熱された膨張燃料を蓄積し、エン
ジンエミッションを低減し、加熱された膨張燃料の過剰
圧力を圧抜きし、しかも丈夫で、耐久性があり、メイン
テナンスが不要で、そしてこの戻しなし燃料システムが
比較的単純な設計で経済的に製造組立でき使用期間が長
い、ディマンド型レギュレータを提供することである。
【0020】本発明のこれらおよび他の目的や特徴およ
び利点は、実施例、請求の範囲、図面から明らかになろ
う。
び利点は、実施例、請求の範囲、図面から明らかになろ
う。
【0021】
【実施例】図1を参照すると、空気取り込みマニホール
ド22、燃料レール24および燃料噴射器30を備えた
エンジン20が示されている。この図の中でベースとな
る部分に燃料タンク80があり、このタンク80は、燃
料リザーバ81と、吸い込み部84および引き出し通路
86を備えたポンプ82と、さらにポンプからの引き出
しはできるが戻り方向の流れはできないようにする組み
込み式の同軸チェックバルブ88を含んでいる。このチ
ェックバルブ88の上方には、側路89があり、リザー
バ81に戻るように導かれた引き出し通路92を有する
バイパス型レギュレータ90に、導かれている。
ド22、燃料レール24および燃料噴射器30を備えた
エンジン20が示されている。この図の中でベースとな
る部分に燃料タンク80があり、このタンク80は、燃
料リザーバ81と、吸い込み部84および引き出し通路
86を備えたポンプ82と、さらにポンプからの引き出
しはできるが戻り方向の流れはできないようにする組み
込み式の同軸チェックバルブ88を含んでいる。このチ
ェックバルブ88の上方には、側路89があり、リザー
バ81に戻るように導かれた引き出し通路92を有する
バイパス型レギュレータ90に、導かれている。
【0022】図1に示されたバイパス型レギュレータ9
0は、望ましいシステム圧より3から6p.s.i.高
い圧に設定された圧力制御ユニットである。そしてこの
レギュレータ90は、ポンプ82を制御するパルス幅モ
ジュレータ96と共に回路内に、圧センサスイッチを備
えている。このような特性を有するポンプ制御器の詳細
は、1990年5月22日発行の米国特許4、926、
829号に述べられている。ディマンド型燃料圧レギュ
レータ100は、望ましい圧力に設定され、ポンプ引き
出し通路86の端部に設置され、吸い込み口103を備
える吸い込み部102を有している。さらにこの吸い込
み口103には、シャフト108を介してダイアフラム
106に対応して動くように、ばねの付勢を受けたバル
ブ104が接続されている。ダイアフラム106の下に
は室109が形成されている。このダイアフラムはその
周囲が、下方バルブハウジング110と上方ハウジング
112との間で固定されている。上方ハウジング112
は、下方ハウジング110のフランジを覆う段部113
を有している。
0は、望ましいシステム圧より3から6p.s.i.高
い圧に設定された圧力制御ユニットである。そしてこの
レギュレータ90は、ポンプ82を制御するパルス幅モ
ジュレータ96と共に回路内に、圧センサスイッチを備
えている。このような特性を有するポンプ制御器の詳細
は、1990年5月22日発行の米国特許4、926、
829号に述べられている。ディマンド型燃料圧レギュ
レータ100は、望ましい圧力に設定され、ポンプ引き
出し通路86の端部に設置され、吸い込み口103を備
える吸い込み部102を有している。さらにこの吸い込
み口103には、シャフト108を介してダイアフラム
106に対応して動くように、ばねの付勢を受けたバル
ブ104が接続されている。ダイアフラム106の下に
は室109が形成されている。このダイアフラムはその
周囲が、下方バルブハウジング110と上方ハウジング
112との間で固定されている。上方ハウジング112
は、下方ハウジング110のフランジを覆う段部113
を有している。
【0023】レギュレータ100は燃料レール24に接
続する燃料引き出し通路114を有する。トップハウジ
ング112は、ダイアフラム106を支える圧縮ばね1
16を内蔵している。トップハウジング112内で、ダ
イアフラムの上方にある室120は、通路122を介し
てエンジン取り込みマニホールド22と接続されて(相
関関係を有して)いる。
続する燃料引き出し通路114を有する。トップハウジ
ング112は、ダイアフラム106を支える圧縮ばね1
16を内蔵している。トップハウジング112内で、ダ
イアフラムの上方にある室120は、通路122を介し
てエンジン取り込みマニホールド22と接続されて(相
関関係を有して)いる。
【0024】図3において、図2に示されたシステムの
種々の構成要素をブロック線図で表している。燃料ポン
プ82はライン86中のチェックバルブ88を介して燃
料をフィルタ87、そしてマニホールドリファレンスレ
ール圧力制御バルブ100に、送りだしている。さらに
この制御バルブ100は燃料をレール24に送りだす。
バイパス型圧力制御レギュレータ90は、導管89を介
してポンプ引き出し通路に接続しており、ある圧力以上
の燃料をライン92を介して燃料リザーバ81に戻して
いく。レギュレータ90のスイッチは、駆動ユニットお
よびシステムのポンプの操作を制御するパルス幅モジュ
レータ96に連絡している。
種々の構成要素をブロック線図で表している。燃料ポン
プ82はライン86中のチェックバルブ88を介して燃
料をフィルタ87、そしてマニホールドリファレンスレ
ール圧力制御バルブ100に、送りだしている。さらに
この制御バルブ100は燃料をレール24に送りだす。
バイパス型圧力制御レギュレータ90は、導管89を介
してポンプ引き出し通路に接続しており、ある圧力以上
の燃料をライン92を介して燃料リザーバ81に戻して
いく。レギュレータ90のスイッチは、駆動ユニットお
よびシステムのポンプの操作を制御するパルス幅モジュ
レータ96に連絡している。
【0025】操作について説明する。ディマンド型レギ
ュレータ100が詳細に示された図1を参照する。ポン
プ操作を開始すると、ライン86中のチェックバルブ8
8を介して、圧力下でバルブ104まで、さらにそのバ
ルブ104が開いているときにはダイアフラム106の
下の室まで、燃料が運ばれる。ライン86内の燃料圧
は、内蔵式の圧力制御スイッチおよびレギュレータを組
み合わせて備える圧力制御ユニット90に、伝えられ
る。このバルブ90は、高圧下で燃料をリザーバ81に
バイパス可能であるが、スイッチがパルス幅モジュレー
タ96の回路中にあり、ポンプ操作に影響する。
ュレータ100が詳細に示された図1を参照する。ポン
プ操作を開始すると、ライン86中のチェックバルブ8
8を介して、圧力下でバルブ104まで、さらにそのバ
ルブ104が開いているときにはダイアフラム106の
下の室まで、燃料が運ばれる。ライン86内の燃料圧
は、内蔵式の圧力制御スイッチおよびレギュレータを組
み合わせて備える圧力制御ユニット90に、伝えられ
る。このバルブ90は、高圧下で燃料をリザーバ81に
バイパス可能であるが、スイッチがパルス幅モジュレー
タ96の回路中にあり、ポンプ操作に影響する。
【0026】取り込みマニホールドの圧力およびレール
への燃料流速が一定であるような定常状態下で、エンジ
ンが操作されていると、バルブダイアフラム106とバ
ルブ104にそれぞれ作用する対向しあう力はバルブが
開いた状態でバランスがとれるようになっている。ばね
116によって生じた力と、それに対向しダイアフラム
に作用する室109内のダイアフラム106下の燃料に
よる力との量的な差が、ピン108を介してバルブ10
4に伝達される。バルブに作用する対向しあう力は、ば
ね105の付勢によって生じる力に、ダイアフラム10
6下の燃料と通路86を介してポンプによって供給され
る燃料との圧力差によって生じた力を加えたものであ
る。通常のエンジン操作では、定常状態ではなく動的に
変化する状態が生じるので、バルブは普通、急速に開閉
し、レギュレータによって燃料レールに供給された燃料
の絶対圧を変化させることによって、燃料噴射器通過時
の圧力差を実質的に一定に維持しようとする。
への燃料流速が一定であるような定常状態下で、エンジ
ンが操作されていると、バルブダイアフラム106とバ
ルブ104にそれぞれ作用する対向しあう力はバルブが
開いた状態でバランスがとれるようになっている。ばね
116によって生じた力と、それに対向しダイアフラム
に作用する室109内のダイアフラム106下の燃料に
よる力との量的な差が、ピン108を介してバルブ10
4に伝達される。バルブに作用する対向しあう力は、ば
ね105の付勢によって生じる力に、ダイアフラム10
6下の燃料と通路86を介してポンプによって供給され
る燃料との圧力差によって生じた力を加えたものであ
る。通常のエンジン操作では、定常状態ではなく動的に
変化する状態が生じるので、バルブは普通、急速に開閉
し、レギュレータによって燃料レールに供給された燃料
の絶対圧を変化させることによって、燃料噴射器通過時
の圧力差を実質的に一定に維持しようとする。
【0027】エンジンの減速やホットソークのようなあ
る条件のもとでは、ダイアフラム106がピン108と
共に上昇し、レール24中にトラップされた燃料が十分
に加熱されその体積を膨張させると、バルブ104は閉
じる。燃料が膨張するにつれ、ダイアフラム106がピ
ン108と共にバルブ104から離れ、レールおよびダ
イアフラムの下の室109中にトラップされた燃料の圧
力は、上昇する。これにより、ダイアフラム106下の
膨張された燃料を蓄積し、そして増加した圧力により加
熱された燃料が蒸発するのを遅らせ、さらに通常の場合
は蒸発させないようにしている。ダイアフラムの動き、
そしてそれゆえに室109の体積膨張が、圧力の増大程
度を抑え、過剰な圧力が生じないようにしている。この
ような過剰な圧力があると、レール中の燃料が噴射器を
強制的に通過させてしまうことになり、誤操作を招く。
加熱により膨張された燃料の圧力が過剰になると、ばね
105の付勢に逆らってバルブ104は強制的に開かれ
る。そして、燃料を流出させてバルブを通過させ、通路
86まで戻すことによって圧抜きを行わしめ、それによ
ってレールおよび室109中にトラップされ膨張された
燃料の最大圧力を限定していく。レールおよび室中にト
ラップされた燃料の圧力がひとたび最大値まで戻ると、
バルブ104は再び閉じる。
る条件のもとでは、ダイアフラム106がピン108と
共に上昇し、レール24中にトラップされた燃料が十分
に加熱されその体積を膨張させると、バルブ104は閉
じる。燃料が膨張するにつれ、ダイアフラム106がピ
ン108と共にバルブ104から離れ、レールおよびダ
イアフラムの下の室109中にトラップされた燃料の圧
力は、上昇する。これにより、ダイアフラム106下の
膨張された燃料を蓄積し、そして増加した圧力により加
熱された燃料が蒸発するのを遅らせ、さらに通常の場合
は蒸発させないようにしている。ダイアフラムの動き、
そしてそれゆえに室109の体積膨張が、圧力の増大程
度を抑え、過剰な圧力が生じないようにしている。この
ような過剰な圧力があると、レール中の燃料が噴射器を
強制的に通過させてしまうことになり、誤操作を招く。
加熱により膨張された燃料の圧力が過剰になると、ばね
105の付勢に逆らってバルブ104は強制的に開かれ
る。そして、燃料を流出させてバルブを通過させ、通路
86まで戻すことによって圧抜きを行わしめ、それによ
ってレールおよび室109中にトラップされ膨張された
燃料の最大圧力を限定していく。レールおよび室中にト
ラップされた燃料の圧力がひとたび最大値まで戻ると、
バルブ104は再び閉じる。
【0028】通路86に圧力で燃料が戻り流出した場
合、バイパスレギュレータバルブ90が機能することに
なる。このバルブは望ましいシステム圧よりたとえば1
平方インチあたり3から6ポンド高圧に設定されてい
る。ポンプの引き出し通路86内の圧力がある点に達す
ると、バイパススイッチバルブ90は燃料をリザーバに
バイパスすることになる。エンジンとポンプが操作され
この過剰な圧力がさらに進むと、バルブ90内のスイッ
チが作用して、パルス幅モジュレータ96を介してポン
プ速度を変動させることになる。
合、バイパスレギュレータバルブ90が機能することに
なる。このバルブは望ましいシステム圧よりたとえば1
平方インチあたり3から6ポンド高圧に設定されてい
る。ポンプの引き出し通路86内の圧力がある点に達す
ると、バイパススイッチバルブ90は燃料をリザーバに
バイパスすることになる。エンジンとポンプが操作され
この過剰な圧力がさらに進むと、バルブ90内のスイッ
チが作用して、パルス幅モジュレータ96を介してポン
プ速度を変動させることになる。
【0029】図2において、エンジン20のダイアグラ
ム図により、空気取り込みマニホールド22と、燃料噴
射器30を搭載する燃料レール24が、示されている。
図面の下方には、メイン燃料タンク232があり、燃料
リザーバ234を内蔵している。このリザーバ234
は、引き出し通路242を有するポンプ240を含んで
いる。このポンプはリザーバ234に一般的な吸い込み
口を備えており、フィルタ244はポンプ引き出し通路
242内に設けられている。フィルタ244のすぐ上か
ら、戻し通路246が出て、リザーバ234につながっ
ている。チェックバルブ248は、ポンプ240とフィ
ルタ244の間に配置され、ポンプからの流出は行わせ
るものの、ポンプへは戻らないようにしている。圧抜き
バルブ250はリザーバ内の戻し通路の端部に配置され
ている。このバルブは、戻しばね252を有し、エンジ
ン20に隣接して位置し図1に略示したディマンド型燃
料圧レギュレータ260の設定圧力より1平方インチあ
たり3から6ポンド高圧となる。
ム図により、空気取り込みマニホールド22と、燃料噴
射器30を搭載する燃料レール24が、示されている。
図面の下方には、メイン燃料タンク232があり、燃料
リザーバ234を内蔵している。このリザーバ234
は、引き出し通路242を有するポンプ240を含んで
いる。このポンプはリザーバ234に一般的な吸い込み
口を備えており、フィルタ244はポンプ引き出し通路
242内に設けられている。フィルタ244のすぐ上か
ら、戻し通路246が出て、リザーバ234につながっ
ている。チェックバルブ248は、ポンプ240とフィ
ルタ244の間に配置され、ポンプからの流出は行わせ
るものの、ポンプへは戻らないようにしている。圧抜き
バルブ250はリザーバ内の戻し通路の端部に配置され
ている。このバルブは、戻しばね252を有し、エンジ
ン20に隣接して位置し図1に略示したディマンド型燃
料圧レギュレータ260の設定圧力より1平方インチあ
たり3から6ポンド高圧となる。
【0030】このレギュレータ260は、上記で参照し
た1994年1月14日出願の同時係属出願中の米国出
願08/181、848号で詳細に説明され、また図1
でも示されている。このレギュレータは、通路262に
よって、空気取り込みマニホールド22と相関関係を有
し、燃料レール24に続く燃料引き出し通路264を有
している。
た1994年1月14日出願の同時係属出願中の米国出
願08/181、848号で詳細に説明され、また図1
でも示されている。このレギュレータは、通路262に
よって、空気取り込みマニホールド22と相関関係を有
し、燃料レール24に続く燃料引き出し通路264を有
している。
【0031】図2のこの実施態様の操作において、ポン
プ240からの燃料はチェックバルブ248とフィルタ
244を通り、たとえば1平方インチあたり50ポンド
といった望ましい圧に設定されたディマンド型燃料圧レ
ギュレータ260に到達する。
プ240からの燃料はチェックバルブ248とフィルタ
244を通り、たとえば1平方インチあたり50ポンド
といった望ましい圧に設定されたディマンド型燃料圧レ
ギュレータ260に到達する。
【0032】図2を参照すると、ポンプ240の操作を
開始すると、燃料はライン242、チェックバルブ24
8およびフィルタ244を通って、図1の100で詳細
に説明されたマニホールドと相関関係を有する燃料レー
ル圧制御バルブ260まで、送りだされる。フィルタ2
44上にあるライン242からの通路246は、ポンプ
の引き出し圧を、リザーバ234内の圧力制御バルブ2
50まで送り出す。圧抜きバルブ250は、ばね252
を有し、ディマンド型燃料圧レギュレータ260より1
平方インチあたり3から6ポンド高圧に設定されてい
る。ポンプ240からの燃料はレギュレータ260に達
してから、ダイアフラムに操作圧力をかけながら、ライ
ン264を通って、燃料レール24まで移動する。バル
ブ260内のばねの付勢を受けているダイアフラムは、
ライン262を介してエンジンマニホールド22の圧力
(リファレンスドプレッシャー)を受けることになる。
開始すると、燃料はライン242、チェックバルブ24
8およびフィルタ244を通って、図1の100で詳細
に説明されたマニホールドと相関関係を有する燃料レー
ル圧制御バルブ260まで、送りだされる。フィルタ2
44上にあるライン242からの通路246は、ポンプ
の引き出し圧を、リザーバ234内の圧力制御バルブ2
50まで送り出す。圧抜きバルブ250は、ばね252
を有し、ディマンド型燃料圧レギュレータ260より1
平方インチあたり3から6ポンド高圧に設定されてい
る。ポンプ240からの燃料はレギュレータ260に達
してから、ダイアフラムに操作圧力をかけながら、ライ
ン264を通って、燃料レール24まで移動する。バル
ブ260内のばねの付勢を受けているダイアフラムは、
ライン262を介してエンジンマニホールド22の圧力
(リファレンスドプレッシャー)を受けることになる。
【0033】使用に際しては、ディマンド型レギュレー
タ260は、燃料レール24中の圧力を維持、変動ある
いは限定することによって、噴射器30通過時の圧力の
低下を一定にする。このために、ライン262を介し
て、バルブ260内のダイアフラムにマニホールド圧を
かけて、バルブを作用させ燃料レールに供給される燃料
の圧力を変動あるいは限定する。
タ260は、燃料レール24中の圧力を維持、変動ある
いは限定することによって、噴射器30通過時の圧力の
低下を一定にする。このために、ライン262を介し
て、バルブ260内のダイアフラムにマニホールド圧を
かけて、バルブを作用させ燃料レールに供給される燃料
の圧力を変動あるいは限定する。
【0034】ディマンド型レギュレータ260が噴射器
内の定常圧力を十分維持し、(図1に示されたように)
ダイアフラム下の室に燃料を蓄積しようとするとき、ホ
ットソークやエンジン減速により圧力が甚だしく上昇す
ると、圧抜きバルブ250に圧力がかかり、リザーバ2
34へのバイパス流れを引き起こす。
内の定常圧力を十分維持し、(図1に示されたように)
ダイアフラム下の室に燃料を蓄積しようとするとき、ホ
ットソークやエンジン減速により圧力が甚だしく上昇す
ると、圧抜きバルブ250に圧力がかかり、リザーバ2
34へのバイパス流れを引き起こす。
【0035】もし、通路242に圧力のために戻り流出
するようなときは、バイパス圧抜きバルブ250が機能
する。このバルブ250は望ましいシステム圧からたと
えば3から6p.s.i.高圧に設定されている。ポン
プの引き出し通路242内の圧力がある点に達すると、
圧ぬきバルブ250が燃料をリザーバにバイパスする。
するようなときは、バイパス圧抜きバルブ250が機能
する。このバルブ250は望ましいシステム圧からたと
えば3から6p.s.i.高圧に設定されている。ポン
プの引き出し通路242内の圧力がある点に達すると、
圧ぬきバルブ250が燃料をリザーバにバイパスする。
【0036】
【発明の効果】本発明のディマンド型燃料圧レギュレー
タは次のような効果を有する。通常の運転条件下で燃料
レール中の望ましい圧力を限定、規制することができ
る。レール中で蒸発ガスが生成しない。戻しなし燃料シ
ステムで使用できる。丈夫で、耐久性があり、メインテ
ナンスが不要。このレギュレータを含む燃料システム
が、比較的単純な設計で経済的に製造組立でき、使用期
間が長い。
タは次のような効果を有する。通常の運転条件下で燃料
レール中の望ましい圧力を限定、規制することができ
る。レール中で蒸発ガスが生成しない。戻しなし燃料シ
ステムで使用できる。丈夫で、耐久性があり、メインテ
ナンスが不要。このレギュレータを含む燃料システム
が、比較的単純な設計で経済的に製造組立でき、使用期
間が長い。
【図1】 一方向チェックバルブ、バイパス型レギュレ
ータ及びポンプ制御器を組み入れているディマンド型燃
料圧レギュレータを備えた自動車エンジンの略図。
ータ及びポンプ制御器を組み入れているディマンド型燃
料圧レギュレータを備えた自動車エンジンの略図。
【図2】 ディマンド型燃料圧レギュレータおよび燃料
供給ライン内の圧を実質的に一定に維持するための圧抜
きメカニカルバルブを組み入れている自動車燃料システ
ムの略図。
供給ライン内の圧を実質的に一定に維持するための圧抜
きメカニカルバルブを組み入れている自動車燃料システ
ムの略図。
【図3】 図1のシステムのブロック線図。
20 エンジン 22 空気取り込みマニホールド 24 燃料レール 30 燃料噴射器 32 メイン燃料タンク 80 燃料タンク 81 燃料リザーバ 82 燃料ポンプ 84 吸い込み部 86 引き出し通路(ライン) 87 フィルタ 88 チェックバルブ 89 側路 90 バイパス型レギュレータ(圧力制御ユニット) 92 引き出し通路(ライン) 96 パルス幅モジュレータ 100 ディマンド型圧力レギュレータ(マニホールド
リファレンスレール圧力制御バルブ) 102 吸い込み部 103 吸い込み口 104 バルブ 105 ばね 106 ダイアフラム 108 シャフト(ピン) 109 室 110 下方バルブハウジング 112 上方(トップ)バルブハウジング 113 段部 114 燃料引き出し通路 116 圧縮ばね 120 室 122 通路 234 燃料リザーバ 240 ポンプ 242 引き出し通路(ライン) 244 フィルタ 246 戻し通路 248 チェックバルブ 250 圧抜きバルブ 252 戻しばね 260 ディマンド型燃料圧力レギュレータ(バルブ) 262 通路 264 燃料引き出し通路
リファレンスレール圧力制御バルブ) 102 吸い込み部 103 吸い込み口 104 バルブ 105 ばね 106 ダイアフラム 108 シャフト(ピン) 109 室 110 下方バルブハウジング 112 上方(トップ)バルブハウジング 113 段部 114 燃料引き出し通路 116 圧縮ばね 120 室 122 通路 234 燃料リザーバ 240 ポンプ 242 引き出し通路(ライン) 244 フィルタ 246 戻し通路 248 チェックバルブ 250 圧抜きバルブ 252 戻しばね 260 ディマンド型燃料圧力レギュレータ(バルブ) 262 通路 264 燃料引き出し通路
Claims (6)
- 【請求項1】空気取り込みマニホールドおよび少なくと
も一つの燃料噴射器を備えた内燃エンジン用戻しなし燃
料送りだしシステムのための燃料圧レギュレータ構成物
において、前記レギュレータが、: 第1室および第2室を有するハウジング; ほぼ対向しあう面を有し、この対向面のうち一面は前記
第1室のみと連通し、もう一方の面は前記第2室のみと
連通し、この第1室および第2室と協働する柔軟なダイ
アフラム; 前記第1室および第2室のうち一室はエンジンの空気取
り込みマニホールドと連続的に連通するための通路を有
し、他方の室は自室に燃料を供給するための吸い込み部
と燃料をエンジンの少なくとも一つの燃料噴射器に供給
するためにその噴射器と連続的に連通している引き出し
部を有する、前記第1室及び第2室; 前記吸い込み部と結合し、開いた状態および閉じた状態
に動くことが可能で、前記吸い込み部を通って前記他方
の室に入る燃料の流れを制御する第1バルブ; 前記ダイアフラムおよび前記第1バルブのうちどちらか
一方に、共同して動けるように搭載され、前記第1バル
ブを開閉するアクチュエータ;および 前記ダイアフラムを前記第1バルブに向かって片寄せる
ように付勢する第1ばねを有し、 通常操作条件の下では、前記ダイアフラムが前記バルブ
を作動させ前記の一つあるいはそれ以上の噴射器通過時
の圧力低下を実質的に一定に維持し、そして前記バルブ
が閉じて噴射器とバルブの間にトラップされた燃料の容
積が膨張したとき、ダイアフラムが前記バルブから離れ
てはずれることにより燃料の膨張を収容するようになっ
ており、さらに 前記他方の室の前記吸い込み部と連通するポンプ引き出
し通路を有する燃料ポンプ;および 前記ポンプ引き出し通路と連通し、前記他方の室内の過
剰圧力に対応して前記第1バルブが開いたとき、前記他
方の室からの燃料がバイパスして流れ込むバイパス通路
を有することを特徴とする燃料圧レギュレータ装置。 - 【請求項2】前記燃料ポンプが燃料リザーバ内に位置
し、前記バイパス通路が前記リザーバに開かれている請
求項1記載の燃料圧レギュレータ装置。 - 【請求項3】前記第1バルブが第2ばねによって付勢さ
れ閉じた状態になり、前記他方の室内の圧力が所定のレ
ベルに達したとき、前記第1バルブが前記第2ばねの付
勢に逆らって開き、その他方の室を前記ポンプ引き出し
部および前記バイパス通路と連結させるようになってい
る請求項1記載の燃料圧レギュレータ装置。 - 【請求項4】第2バルブが前記バイパス通路中に位置
し、前記レギュレータ内の望ましいアキュムレータ圧よ
り高圧に設定されたばねによって、前記第2バルブが付
勢され閉じた状態になっている請求項1記載の燃料圧レ
ギュレータ装置。 - 【請求項5】パルス幅モジュレータが、燃料ポンプ駆動
回路に含まれ、その回路内スイッチが前記第2バルブと
協働し、第2バルブが開いて前記ポンプの駆動を変動さ
せるとき作動するようになっている請求項4記載の燃料
圧レギュレータ装置。 - 【請求項6】一方向バルブが前記ポンプ引き出し通路内
の前記バイパス通路の上流側に位置している請求項1記
載の燃料圧レギュレータ装置。
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