JP3705456B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料供給装置に関し、特に燃料レール等の余剰燃料を燃料タンクへ戻すリターン管を有しないタイプ（以下、「リターンレス型」という。）の燃料供給装置に関するものである。ここで、燃料レールとは、燃料ポンプから供給された高圧燃料を燃料噴射弁に分配する燃料分配管をいう。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関（以下、「エンジン」という。）の停止後においても燃料レール等を高圧に保つことにより燃料中のベーパの発生を抑制することから、エンジンの再起動を良好にすることが知られている。このようにエンジン停止後の燃料レール等の燃料圧を高圧に保つ構成として、例えば米国特許番号第５３６１７４２号公報に開示されるように燃料ポンプから燃料レールまでの間に位置する逆止弁と並列に差圧弁を設ける構成がある。
【０００３】
ところが、このような構成によると、逆止弁以外に差圧弁を必要とするため、部品点数の増加による製造コストの増大を招くという問題を生ずる。
そこで、米国特許番号第５３３９７８５号公報に開示される「自動車用燃料供給装置と制御弁」があり、差圧弁の上下流の差圧により燃料上流側または下流側に可動する弁部材として逆止弁自身を用いる構成が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そして、この米国特許番号第５３３９７８５号公報に開示されるリターンレス型の燃料供給装置では、電子制御装置等により制御される燃料ポンプによって燃料噴射弁の噴射量に見合う燃料量を供給しており、この制御は燃料レール内の燃圧に基づき、電子制御装置から燃料ポンプへ吐出圧制御信号を送ることで行われる。
【０００５】
ところが、この燃料ポンプの制御は、電子制御装置を介することから電気信号の伝達時間による遅れ要因が存在し、また燃料ポンプの応答性、燃料配管内の圧力伝搬等の遅れ要因が存在する。そのため、燃料噴射による燃料レール内の圧力変動より遅れて燃料ポンプの吐出圧が制御されることから、燃料レール内の圧力バランスが崩れることにより燃圧が上昇する場合が生ずる。すると、この圧力バランスの崩れによる燃圧の上昇により前述した逆止弁が作動する。具体的には、車両急減速時の燃料カット状態においてこのような制御遅れがあると、燃料噴射量が少なくなったにもかかわらず吐出圧力が少なくならないので逆止弁の下流側が上流側より高圧になり、このような圧力差により逆止弁が閉じてしまう。ここで、「燃料カット状態」とは、インジェクタの燃料噴射量が少ないかまたはゼロで、そのため燃料ポンプの燃料量も少なくなるように制御され、これに伴い燃料ポンプの吐出圧力が少なくなる状態のことを意味する。逆止弁が作動すると、燃料レール内圧が高圧に保持され、その後の燃料カット状態においても燃料レール内圧が高圧に保たれることになる。したがって、不必要に燃料が高圧になり、燃料噴射の不調や燃費の悪化を招くという問題を生ずる。
【０００６】
本発明の目的は、簡素な構成によりエンジン停止時にはベーパ発生を抑制できるよう燃料圧を高圧に維持できるとともに、車両急減速時には適正な燃料噴射が可能な燃料供給装置を提供することである。
本発明の他の目的は、エンジン停止中において、燃料制御弁から燃料下流側への燃料漏れを防止する燃料供給装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によると、制御装置により燃料ポンプの吐出量が遅れて制御されたとしても、燃料制御弁の閉弁を防ぐとともに、エンジン停止時には確実に燃料制御弁を閉弁する燃料供給装置を得ることができる。これにより、燃料ポンプの制御遅れによるその間の不要な燃料の高圧維持を防ぐことができる。
【０００８】
請求項２または３記載の発明によると、燃料制御弁が開閉するしきい値である所定圧Ｐc は、吸気管内圧の最大変動値Ｐmax より大きく、かつ燃料噴射弁への燃料供給圧と吸気管内圧との差圧Ｐsys より小さく設定してあるため、車両の急減速時等の前記燃料供給圧の変動時には閉弁することを防ぐとともに、エンジン停止時には確実に前記燃料供給圧の変動により閉弁するような燃料制御弁を実現できる。また所定圧Ｐc の範囲を（９０＜Ｐc ＜２５０）ｋＰa に設定することにより、例えばＰsys が２５０ｋＰa であるエンジンにより駆動する車両においても同様の燃料制御弁を実現できる。これにより、車両の急減速時等に生じていた燃料噴射の不調や燃費の悪化を防止する効果がある。
【０００９】
請求項４記載の発明によると、燃料下流側に可動部を付勢する付勢手段の付勢力を請求項２または３に記載した所定圧Ｐc の範囲内で燃料制御弁が閉弁するように設定することによって、簡素な構成によりエンジン停止時には閉弁するとともに、車両急減速時には閉弁することなく適正な燃料噴射を可能にする効果がある。
【００１０】
請求項５記載の発明によると、燃料制御弁の弁ボディは、燃料ポンプのハウジングと一体に形成されることから、例えば燃料ポンプの吐出ポートに燃料制御弁を設けることにより、部品点数の削減ができる。したがって、より簡素な構成によって適正な燃料噴射を可能にする効果がある。
請求項６記載の発明によると、ΔＰ₁ ＞Ｐ_c1にならないと燃料制御弁が閉弁しないので、例えば車両の急減速時の燃料カット時における燃料ポンプの制御遅れ等により燃料供給圧の低下が遅れても、燃料制御弁の燃料上流側と燃料下流側とが連通することにより燃料下流側の燃料圧が不必要に上昇することを防止できる。したがって、燃料噴射の不調や燃費の悪化を防止する効果がある。
【００１１】
また、エンジンが停止し燃料制御弁が閉弁すると、ΔＰ₂ ＞Ｐc₂にならないと燃料制御弁が開弁しないので、燃料下流側の燃料圧が高圧に保持される。したがって、エンジン停止中における燃料中のベーパ発生を抑制できるのでエンジン始動性が向上する。さらに、エンジン停止中に燃料下流側の燃料圧が低下しても燃料制御弁から燃料下流側に燃料が漏れることを防止できる。
【００１２】
請求項７記載の発明によると、係止部材は、ΔＰ₁ ＞Ｐc₁にならないと弁部材を係止可能な位置から当接部が弁座部に着座可能な燃料上流側に係止部材が移動しないので、急減速時の燃料カット時における燃料ポンプの制御遅れ等により燃料下流側の燃料圧が燃料上流側の燃料圧よりも大きくなる際にも燃料制御弁が閉弁することを防止する。したがって、燃料下流側の燃料圧が高圧に保持されることによる燃料噴射の不調や燃費の悪化を防止することができる。
【００１３】
エンジンが停止し当接部が弁座部に着座すると、第１の付勢手段が弁部材を弁座部に向けて付勢しているのでΔＰ₂ ＞Ｐc₂にならないと当接部が弁座部から離座しない。したがって、燃料下流側の燃料圧が高圧に保持されるので、エンジン停止中における燃料中のベーパ発生を抑制し、エンジン始動性が向上する。さらに、エンジン停止中に燃料下流側の燃料圧が低下しても燃料制御弁から燃料下流側に燃料が漏れることを防止できる。
【００１４】
請求項８記載の発明によると、係止部材が差圧ΔＰ₃ により燃料上流側に力を受けボールを径方向外側に押し出そうとする力よりも第２の付勢手段からボールが径方向内側に受ける力を大きく設定することにより、車両の急減速時等の燃料供給圧の変動時においても当接部が弁座に着座することを防止できる。
請求項９記載の発明によると、差圧ΔＰ₃ により係止部材が燃料上流側に受ける力よりも板ばねが燃料下流側に係止部材を保持する力を大きく設定することにより、車両の急減速時等の燃料供給圧の変動時においても当接部が弁座に着座することを防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の燃料供給装置による第１実施例を図１〜図８に示す。
図２に示すように、燃料供給装置は、燃料タンク１内に配設され燃料３を汲上げ可能な燃料ポンプ２と、この燃料ポンプ２の吐出側に燃料配管３１を介して接続される高圧燃料フィルタ４と、この高圧燃料フィルタ４の出口側に燃料配管３２を介して接続される燃料レール６と、この燃料レール６と燃料ポンプ２の吐出側との間に配設される図１に示す燃料制御弁１１と、燃料レール６に配設され図示しない内燃機関の気筒数分の吸気ポートに向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁７と、この燃料レール６に取付られ燃料レール６の内圧を検出する圧力センサ８と、この圧力センサ８からのセンサ信号によって燃料ポンプ２および燃料噴射弁７を制御する制御装置としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）９と、図示しないバッテリから燃料ポンプ２に供給される電力を電圧デューティ比制御によって制御する燃料ポンプコントローラ（以下、「ＦＰＣ」という。）１０とから構成されている。
【００１６】
燃料タンク１内に配設される燃料ポンプ２には、燃料３に混入する水、異物等を取除く燃料フィルタ２１が取付られている。この燃料ポンプ２によって汲上げられた燃料３が燃料配管３１を介して高圧燃料フィルタ４に送られ、燃料３に含まれる微小な異物、水等を高圧燃料フィルタ４でさらに取除く。高圧燃料フィルタ４により濾過された燃料３は、燃料配管３２を介して燃料レール６に送られる。このとき、燃料ポンプ２の吐出側と燃料レール６との間に配設される燃料制御弁１１によって、燃料制御弁１１より燃料下流側に位置する燃料配管および燃料レール６の燃料圧が後述するように制御される。そして、燃料レール６に供給された燃料３は、燃料噴射弁７から図示しない内燃機関の吸入ポートに向けて噴射される。
【００１７】
図２に示す燃料供給システムは、リターンレス型の燃料供給システムであるため、燃料レール６等から燃料タンク１に戻るリターン管および燃料レール６の内圧を一定とする圧力制御弁を備えていない。そのため、燃料レール６の内圧を検出する圧力センサ８のセンサ信号によって燃料レール６の内圧が所定圧を維持するように燃料ポンプ２が所定吐出圧で吐出するよう後述する直流モータ部５２および流量制御弁２１０をＦＰＣ１０で制御している。
【００１８】
図１に示すように、燃料配管３１または燃料配管３２の途中に配設される燃料制御弁１１は、燃料上流側に接続されるインレットパイプ１２、燃料下流側に接続されるアウトレットパイプ１３、このアウトレットパイプ１３内に収容される圧縮コイルスプリング１４、スリーブ１５、ストッパ１６、軸部１７および弁部材１８から構成されている。そして、ストッパ１６、軸部１７および弁部材１８は、特許請求の範囲に記載の「可動部」に相当する。
【００１９】
樹脂からなり筒形状を有するインレットパイプ１２内には、燃料上流側から燃料下流側に向かって燃料流入路１２ａ、弁部材収容室１２ｂおよび挿入孔１２ｃがそれぞれ形成されている。そして、燃料流入路１２ａとこの燃料流入路１２ａより大径に形成される弁部材収容室１２ｂとの間には、燃料下流側に向かって拡径するテーパ状の弁座部１２ｄが形成されている。また弁部材収容室１２ｂとこの弁部材収容室１２ｂより大径に形成される挿入孔１２ｃとの間には、段部１２ｅが形成されており、この段部１２ｅに後述するスリーブ１５が当接することによりスリーブ１５が燃料上流側に移動するのを制限している。
【００２０】
インレットパイプ１２と同様、樹脂からなるアウトレットパイプ１３は、筒状に形成されるとともに、その軸方向のほぼ中央部には径方向外側に拡がるフランジ部１３ｂが形成されている。そして、このフランジ部１３ｂより燃料上流側に位置するアウトレットパイプ１３の外周壁は、その外径が前述したインレットパイプ１２の挿入孔１２ｃの内径より僅かに小径に形成されている。これにより、アウトレットパイプ１３の燃料上流側端部をインレットパイプ１２の挿入孔１２ｃ内に挿入することができる。そして、このアウトレットパイプ１３の燃料上流側端部によって、後述するスリーブ１５が燃料上流側に向かって付勢されている。
【００２１】
スリーブ１５は、インレットパイプ１２の挿入孔１２ｃの内径より僅かに小径に形成される大径部１５ａとこの大径部１５ａと同軸上に形成される小径部１５ｂとからなり、断面逆凸字形状に形成されている。またスリーブ１５の軸中心には後述する軸部１７が摺動可能な摺動孔１５ｃが形成されている。さらにスリーブ１５には図示しない燃料通路が形成されており、インレットパイプ１２の弁部材収容室側からアウトレットパイプ１３の燃料流出路１３ａに向かって燃料の流通が可能になっている。そして、小径部１５ｂが燃料上流側に位置するようにインレットパイプ１２の挿入孔１２ｃ内にスリーブ１５が収容される。このとき、前述したインレットパイプ１２の段部１２ｅとアウトレットパイプ１３の燃料上流側端部との間にスリーブ１５が挟込まれるように位置している。
【００２２】
真鍮等の金属からなる軸部１７は、前述したスリーブ１５の摺動孔１５ｃの内径とほぼ同径の外径を有する小径部１７ａと、この小径部１７ａより燃料上流側に位置する大径部１７ｂと、この大径部１７ｂの燃料上流側に位置し径方向外側に拡がるフランジ部１７ｃとから構成されている。また軸部１７のフランジ部１７ｃが形成される側の端部には、後述する弁部材１８の突起部１８ａを挿入可能な孔部１７ｄが軸中心に形成されている。この軸部１７は、前述したスリーブ１５の摺動孔１５ｃ内に小径部１７ａを挿入することにより、スリーブ１５によって摺動可能に支持される。さらに軸部１７の小径部１７ａと大径部１７ｂとの間には段部１７ｅが形成されていることから、この段部１７ｅにより軸部１７の燃料下流側方向への移動が制限される。一方、軸部１７の燃料上流側への移動は、弁部材１８と弁座部１２ｄにより制限される。
【００２３】
金属等からなるストッパ１６は、軸部１７の燃料下流側端部に位置しており、軸部１７を燃料下流側に付勢する圧縮コイルスプリング１４の燃料下流側端部をスプリング座部１６ａにより当接させ支持している。
圧縮コイルスプリング１４は、スリーブ１５とストッパ１６との間に位置している。燃料上流側端部がスリーブ１５の燃料下流側端面に当接し、燃料下流側端部がストッパ１６のスプリング座部１６ａに当接することから、軸部１７を燃料下流側に付勢する。そして、この圧縮コイルスプリング１４の付勢力は、インレットパイプ１２の燃料流入路１２ａに流入する燃料の圧力Ｐ₁ とアウトレットパイプ１３の燃料流出路１３ａから流出する燃料の圧力Ｐ₂ との差圧ΔＰ＝Ｐ₂ −Ｐ₁ が所定圧Ｐc に達したとき、圧縮コイルスプリング１４の付勢力に抗して軸部１７が燃料上流側に移動するように設定されている。したがって、軸部１７のフランジ部１７ｃの燃料下流側端面の面積Ａと前記差圧ΔＰとの積である軸部１７の軸方向に加わる荷重Ａ・ΔＰが次の式(1) （単位Ｎ）を満たすとき、圧縮コイルスプリング１４の付勢力に抗して軸部１７が燃料上流側に移動する。ここで、ｃは、軸部１７がスリーブ１５の摺動孔１５ｃ内を摺動するときに生ずる摩擦力、ｆは、圧縮コイルスプリング１４の付勢力をそれぞれ表す。
【００２４】
Ａ・ΔＰ ＞ Ａ・Ｐc ＝ｃ＋ｆ ・・・ (1)
つまり、前記差圧ΔＰが所定値Ｐc を超えたとき、軸部１７の燃料上流側端部に設けられた弁部材１８がインレットパイプ１２の弁座部１２ｄに着座、すなわち燃料制御弁１１が閉弁することになる。この閉弁により燃料流入路１２ａ側と燃料流出路１３ａ側との連通が遮断されるため、燃料流入路１２ａに流入する燃料の圧力Ｐ₁ と燃料流出路１３ａから流出する燃料の圧力Ｐ₂ とを異なった値にそれぞれ保持することができる。
【００２５】
ゴム等からなる弁部材１８は、スリーブ１５の燃料上流側端部に位置しており、フランジ部１７ｃの燃料上流側端面および軸部１７の燃料上流側端面を覆うように半球状に形成されている。また図１に示すように、弁部材１８には、燃料下流側に延びる突起部１８ａが形成されており、この突起部１８ａを前述した軸部１７の孔部１７ｄ内に挿入することにより軸部１７の端部に弁部材１８を固定している。
【００２６】
また、燃料ポンプ２により汲上げられた燃料は、流量制御弁２１０に圧送される。そして、エンジンの運転状況に応じてＥＣＵ９により制御される燃料ポンプ２によってエンジンに供給される燃料量が制御されている。流量制御弁２１０の燃料排出流量制御は、後述する構成により形成される排出通路２１９が弁手段によって導通または遮断されることによって、この排出通路２１９から燃料タンク１内に排出される余剰燃料量を制御することにより行われている。つまり、燃料ポンプ２の吐出量から余剰燃料量を差し引いた分の燃料量が燃料レール６に供給される。
【００２７】
次に、流量制御弁２１０の構成を図３に基づいて説明する。
流量制御弁２１０は、ハウジング２１２、可動部２１４、圧縮コイルスプリング２１６およびコイル２１８からなり、燃料ポンプ２と一体または別体に構成されている。
非磁性体材料からなるハウジング２１２は、燃料ポンプ２と連通可能な燃料通路２１２ａを内部に形成しており、この一端側に形成される燃料通路２１２ａの燃料下流側には燃料通路２１２ａと連通しかつ燃料通路２１２ａより大径に形成される摺動孔２１２ｂが他端に向かって貫通するように形成されている。つまり、ハウジング２１２は、一端側から他端側に向かって燃料通路２１２ａおよび摺動孔２１２ｂにより構成される連通路により貫通している。そして、燃料通路２１２ａと摺動孔２１２ｂとの接続部には後述する可動部２１４の一端側が当接可能なストッパ部２１２ｄが形成されている。摺動孔２１２ｂの燃料下流側に位置する他端側は、先細りのテーパ部２１２ｃが形成されており、このテーパ部２１２ｃに後述する圧縮コイルスプリング２１６の一端側が当接する。摺動孔２１２ｂの燃料上流側にはハウジング２１２の内外を連通する第２連通路１３が形成されている。この第２連通路２１３は、後述する可動部２１４に形成される第１連通路２１５と連通することにより排出通路２１９を形成する。
【００２８】
筒体としての可動部２１４は、磁性体材料からなり、前述したハウジング２１２の摺動孔２１２ｂ内を摺動可能な筒形状に形成されている。つまり、摺動孔２１２ｂの内径より僅かに小径の外径を有する外周壁２１４ｂを有するとともに、内部には燃料ポンプ２から供給される燃料が流通可能な燃料通路２１４ａが形成されている。そして、ハウジング２１２の摺動孔２１２ｂ内に収容されたとき、摺動孔２１２ｂ内を軸方向すなわち、図３で上下方向に可動部２１４が移動可能となる。この可動部２１４が燃料上流側、すなわち図３で下方に移動すると、前述したハウジング２１２をストッパ部２１２ｄに一端側が当接する。このとき、可動部２１４の内外壁を貫通する第１連通路２１５は、前述したハウジング２１２の第２連通路２１３より燃料上流側に位置しており、第１連通路２１５の開口はハウジング２１２の摺動孔２１２ｂの内壁２１２ｅにより開口が閉塞されるように位置する。また可動部２１４が燃料下流側、すなわち図３で上方に移動すると、第１連通路２１５の開口は一旦、ハウジング２１２の第２連通路２１３と連通した後、再び摺動孔２１２ｂの内壁２１２ｅにより閉塞される。
【００２９】
このように、可動部２１４が軸方向移動する位置によって、第１連通路２１５の開口が第２連通路２１３と連通したり、摺動孔２１２ｂの内壁２１２ｅにより閉塞されたりする。
圧縮コイルスプリング２１６は、ハウジング２１２内に収容される可動部２１４の燃料下流側端部とハウジング２１２の燃料下流側端部との間に位置しており、一端側がハウジング２１２のテーパ部２１２ｃに当接し、下端側が可動部２１４の燃料下流側端部に形成されるスプリング座部２１４ｃに当接している。これにより、圧縮コイルスプリング２１６の付勢力によって可動部２１４を燃料上流側に付勢している。つまり、図３に示す可動部２１４は、圧縮コイルスプリング２１６により燃料上流側に付勢された状態を維持している。
【００３０】
コイル２１８は、ハウジング２１２の燃料下流側端部に位置する外周壁に巻回されており、このコイル２１８に通電することにより生ずる電磁吸引力によって前述した磁性体材料からなる可動部２１４が圧縮コイルスプリング２１６の付勢力に抗して燃料下流側に吸引される。この可動部２１４の移動量は、コイル２１８に印加される電圧の大きさによって制御可能に設定されている。
【００３１】
可動部２１４が燃料下流側に吸引されると、ハウジング２１２の摺動孔２１２ｂの内壁２１２ｅにより閉塞されていた第１連通路２１５の開口をハウジング２１２の第２連通路２１３に連通させることができる。これにより、第１連通路２１５と第２連通路２１３とからなる排出通路２１９の連通を導通させることとなる。この状態は、図３（Ｂ）に示される状態である。この図３（Ｂ）に示す状態においては、燃料通路２１２ａ、２１４ａ内を流通する燃料は、その一部が第１連通路２１５と第２連通路２１３とからなる排出通路２１９を介して燃料タンク１内に排出される。これは、流量制御弁２１０が燃料タンク１内に位置していることから、流量制御弁２１０内の燃料通路２１２ａ、２１４ａより外部に排出される燃料が燃料タンク１内に流れるためである。
【００３２】
一般に電磁コイルに印加する電圧を増加させると、電磁吸引力が増大することから、コイル２１８に印加される印加電圧の増加に伴いコイル２１８により生ずる電磁吸引力が増加する。すると、図３（Ｃ）に示すように、可動部２１４が燃料下流側に向かってさらに移動するため、可動部２１４の第１連通路２１５の開口が再び摺動孔２１２ｂの内壁２１２ｅによって閉塞される。そのため、第１連通路２１５と第２連通路２１３とからなる排出通路２１９の連通は遮断されることとなる。
【００３３】
次に、図３に基づいて流量制御弁２１０の作動を説明する。
▲１▼エンジンの運転状態が停止中または始動運転のとき、燃料ポンプ２に供給される電圧は０Ｖまたは最も低い電圧に設定されている。そのため、流量制御弁２１０のコイル２１８に印加される電圧も０Ｖまたは最も低い電圧である。この状態では、コイル２１８には電磁吸引力が生じないか、生じても極めて小さな電磁吸引力であるため、可動部２１４は圧縮コイルスプリング２１６によって燃料上流側に付勢された状態を維持する。このとき、図３（Ａ）に示すように、可動部２１４の第１連通路２１５とハウジング２１２の第２連通路２１３とが非連通状態になる。これにより、排出通路２１９の連通が遮断されるため、エンジンの始動に伴う燃料ポンプの作動により燃料通路２１２ａに燃料が流入しても、排出通路２１９を介して燃料タンク１側に流入燃料が流れ出ることがなく、燃料通路２１４ａを介してエンジン側に供給される。したがって、エンジンの始動時に必要な燃料圧を確保することができ、円滑なエンジンの始動ができる。
【００３４】
▲２▼エンジンの運転状態が要求燃料量が比較的少ないアイドリングまたは通常運転のとき（軽負荷状態、中負荷状態）、燃料ポンプ２に印加される電圧は比較的低い電圧に設定される。すると、コイル２１８に印加される電圧も同様に比較的低い電圧に設定されるため、コイル２１８には比較的小さな電磁吸引力が生ずる。この電磁吸引力によって、燃料下流側に可動部２１４が所定距離だけ吸引される。このとき、図３（Ｂ）に示すように、可動部２１４の第１通路２１５とハウジング２１２の第２通路２１３とが互いに連通し排出通路２１９の連通が導通状態になる。これにより、燃料通路２１２ａおよび燃料通路２１４ａ内に流入した燃料が排出通路２１９を介して流量制御弁２１０より漏れ出て燃料タンク１内に排出される。つまり、燃料ポンプ２の吐出燃料量の一部が燃料タンク１に戻され、残部がエンジンに供給される。したがって、エンジンの要求燃料流量が数リットル／ｈという極少量のときにも、燃料ポンプ２から供給される燃料供給量はこの数リットル／ｈという極少量になることはなく、燃料タンク１に戻される燃料漏れ分をも吐出するため、燃料ポンプ２の回転を安定させることができる。
【００３５】
▲３▼エンジンの運転状態が最大出力運転のとき（全負荷状態）、燃料ポンプ２に印加される電圧が高く設定される。すると、コイル２１８に印加される電圧も高く設定されるため、コイル２１８には大きな電磁吸引力が生ずる。この電磁吸引力によって、図３（Ｃ）に示すように、可動部２１４が燃料下流側にさらに吸引され、可動部２１４がコイル２１８に最も接近する。すると、可動部２１４の第１連通路２１５とハウジング２１２の第２連通路２１３との連通が再び摺動孔２１２ｂの内壁２１２ｅによって遮断されることとなり、排出通路２１９の連通が遮断される。これにより、燃料通路２１２ａおよび燃料通路２１４ａ内の燃料が排出通路２１９を介して燃料タンク１側に漏れ出ることがないため、燃料ポンプ２から供給される燃料をすべてエンジン側に供給することができる。したがって、エンジンの要求燃料流量に応じた燃料を無駄なく供給することができる。
【００３６】
上述した第１実施例によると、エンジンの負荷状態が停止または全負荷状態にあるとき、可動部２１４の移動位置によって第１連通路２１５と第２連通路２１３とからなる排出通路２１９の連通を遮断するため、燃料通路２１２ａ、２１４ａを流通する燃料が排出通路２１９を介して流量制御弁２１０外に排出されず、またエンジンの負荷状態が軽負荷または中負荷状態にあるとき、可動部２１４の移動位置によって排出通路２１９の連通が導通するため、燃料通路２１２ａ、２１４ａを流通する燃料が排出通路２１９を介して流量制御弁２１０外に排出される。
【００３７】
これにより、エンジンの始動時においては、燃料ポンプ２からの吐出燃料が排出通路２１９を介して流量制御弁２１０外に排出されない、つまり燃料タンク１に戻らないため、必要な燃料圧を確保することができ、円滑にエンジンを始動させる効果がある。またエンジンの全負荷状態においても、燃料ポンプ２からの吐出燃料が燃料タンク１に戻らないため、エンジンの要求燃料流量に応じた燃料を無駄なく供給できる効果がある。さらにエンジンの軽負荷または中負荷状態においては、燃料ポンプ２からの吐出燃料が燃料タンク１に排出通路２１９を介して流量制御弁２１０外に排出される、つまり燃料タンク１に戻されるため、燃料ポンプ２から供給される燃料供給量が数リットル／ｈという極少量になることはなく、燃料タンク１に戻される燃料漏れ分をも燃料ポンプ２が吐出する。したがって、燃料ポンプ２の回転を安定させ、次の高い燃料需要に応じ燃料ポンプ２の能力を迅速に増大させる効果がある。すなわち、急加速、または急減速時に相対燃圧が変動する時間を短縮できる。
【００３８】
次に、燃料制御弁を燃料ポンプに一体に形成した第１実施例の変形例を図４および図５に示す。
図４に示すように、燃料ポンプ２は直流モータ部５２とポンプ部５３とからなり、直流モータ部５２には給電端子４６に供給される電力によって回転駆動するアーマチャ４５がハウジング４４内に収容されている。アーマチャ４５に固定されるシャフト５０の一端５０ａは回転可能に支持されている。
【００３９】
ポンプ部５３には、ケーシング５５およびポンプカバー５７がハウジング５４に圧入等によって固定されている。そして、ケーシング５５とポンプカバー５７との間には、シャフト５０の他端５０ｂに固定されるインペラ５６がケーシング５５とポンプカバー５７と挟まれるように回転可能に収容されている。インペラ５６とその周囲を囲むケーシング５５およびポンプカバー５７との間には、所定微小隙間が確保されており、この所定微小隙間によってケーシング５５およびポンプカバー５７に摺動しながらインペラ５６が回転できる。
【００４０】
ポンプカバー５７には、吸入ポート５９から流入した燃料が通る連通孔５９ａが形成されており、燃料フィルタ２１により濾過された燃料がこの連通孔５９ａを経由してポンプ室内に吸入される。そして、インペラ５６の回転によりポンプ室に吸入された燃料はケーシング５５の図示しない吐出口を経由してハウジング５４内に入り、ハウジング４４の吐出ポートを兼ねる燃料制御弁６１を介して燃料配管３１に吐出される。これにより、燃料ポンプ２によって濾過燃料が汲上げられる。
【００４１】
図５に示すように、燃料制御弁６１は前述した燃料制御弁１１をハウジング４４の吐出ポートの機能を兼ね備えるように構成した例である。
燃料制御弁６１は、前述した燃料制御弁１１のインレットパイプ１２およびアウトレットパイプ１３を筒状のハウジング６２により構成しており、このハウジング６２は燃料ポンプ２のハウジング４４と一体に樹脂成形されている。そして、図１に示す燃料制御弁１１の圧縮コイルスプリング１４、スリーブ１５、ストッパ１６、軸部１７および弁部材１８は、図５に示す燃料制御弁６１の圧縮コイルスプリング６３、スリーブ６４、ストッパ６５、軸部６７および弁部材６８にそれぞれ対応し実質的に同一である。そして、前述した式(1) は、圧縮コイルスプリング６３、スリーブ６４、ストッパ６５および軸部６７の関係においても成立つ。
【００４２】
燃料上流側に位置する弁部材収容室６２ｂとこの弁部材収容室６２ｂより大径に形成される燃料流出路６２ｃとの間には段部６２ｄが形成されている。この段部６２ｄによってスリーブ６４の燃料上流側への移動が制限されている。
スリーブ６４は、燃料流出路６２ｃ内に収容されるスリーブストッパ６６により燃料上流側に付勢されており、このスリーブストッパ６６のピン６６ａの燃料上流側端部と前述した段部６２ｄとにより挟込まれるようにしてスリーブ６４が固定されている。
【００４３】
スリーブストッパ６６は、環状に形成される円環部とこの円環部から軸方向に延びる複数のピン６６ａとから構成されている。そして、このピン６６ａが燃料上流側に向かって延びるように燃料流出路６２ｃ内に収容されている。これにより、前述したようにピン６６ａによってスリーブ６４が燃料上流側に付勢される。なお、スリーブストッパ６６の燃料下流側に位置する円環部は、ハウジング６６の燃料下流側端部を径方向内側に縮径するように加熱しながらかしめることにより形成されるかしめ部６２ｆによって燃料流出路６２ｃの外側に飛び出ないように固定されている。
【００４４】
ハウジング６２に形成される燃料流入路６２ａと弁部材収容室６２ｂとの間には、燃料下流側に向かって拡開するテーパ状の弁座部６２ｅが形成されており、この弁座部６２ｅには軸部６７の端部に設けられる弁部材６８を着座させることができる。これにより、燃料制御弁６１の開閉弁が可能となり、燃料制御弁６１の閉弁により燃料流入路６２ａ側と燃料流出路６２ｃ側との連通が遮断されるため、燃料流入路６２ａに流入する燃料の圧力Ｐ₁ と燃料流出路６２ｃから流出する燃料の圧力Ｐ₂ とを異なった値にそれぞれ保持することができる。
【００４５】
ここで、燃料制御弁６１の閉弁条件を図６および図７に基づいて説明する。第１実施例の構造は実質的に変形例と同じであり、第１実施例の閉弁条件は変形例の閉弁条件と同じである。
図６は、燃料レール６内の燃料圧、燃料噴射弁７が燃料噴射を行う図示しない吸気管内の吸気管圧力、および前記燃料圧から前記吸気管圧力を差し引いた相対燃圧の時間に対する各変化状態がそれぞれ示されている。
【００４６】
吸気管圧力はエンジンの運転状況によって変化しており、また燃料圧はこの吸気管圧力とほぼ同様に変化していることが図６から判る。これは、燃料ポンプ２の吐出圧が吸気管圧力の変化に追従するように前述したＥＣＵ９およびＦＰＣ１０により制御されているからである。
ところが、燃料圧と吸気管圧力との差である相対燃圧に着目すると、図６の点線による特性曲線が示すように所定値（以下、「システム燃圧」という。）、例えば２５０ｋＰa に定まることなくほぼ２５ｋＰa 減少した後、ほぼ９０ｋＰa の増加等を生じている。これは、吸気管圧力の変動に対し制御される燃料圧の応答遅れにより生ずるものである。そして、この燃料圧の応答遅れの要因は、吸気管圧力を検出する図示しない圧力センサ、燃料レール６内の燃料圧を検出する圧力センサ８、エンジンの回転速度を検出する図示しないＮＥセンサ等の各信号をＥＣＵ９が周期的に取込むまでの取込周期による遅れと、ＥＣＵ９の演算処理等に要する遅れと、ＦＰＣ１０の周波数変換等に要する遅れと、ＦＰＣ１０の制御信号により燃料ポンプ２の吐出圧が所定値に達する慣性力による遅れと、燃料ポンプ２から燃料レール６までの燃料配管３１、３２の音速膨張による遅れとからなり、各遅れ要因による遅延時間の総和によって燃料圧の応答遅れが生じ前述した相対燃圧が変動する。
【００４７】
これにより、急減速時等、エンジンの負荷が急速に減少すると、これに伴い吸気管圧力が急減（図６では約９０ｋＰa ）する。しかしながら、前述した応答遅れにより燃料圧は、この吸気管圧力の急減に追従できないため変動しないことから、急減した吸気管圧力分（図６では約９０ｋＰa ）だけ相対燃圧が急増する。この様子は急減速時間の点線により表されており、この相対燃圧の変動で燃料制御弁６１が閉弁すると、急減速後の燃料カット状態、アイドル状態においても燃料制御弁６１よりも燃料下流側に位置する燃料配管３１、３２、燃料レール６等内を高圧に保つことになる。すると、燃料噴射の不調や燃費の悪化を招くため、この相対燃圧の変動による燃料制御弁６１の閉弁を防止する必要がある。
【００４８】
また、エンジン停止後においては、燃料圧および吸気管圧力が大気圧、すなわち１００ｋＰa 程度になるため、エンジン停止時に燃料圧が急減し、そのエンジン停止前に対する減少圧力値は約１８０ｋＰa に達する。この燃料圧の変化を表す様子がエンジン停止時の実線により表されており、この燃料圧の変動により燃料制御弁６１を閉弁させることによって燃料制御弁６１よりも燃料下流側に位置する燃料配管３１、３２、燃料レール６等内を高圧に保つことができる。これにより、燃料中のベーパの発生を抑制する。
【００４９】
したがって、急減速時等の相対燃圧変動では閉弁することなく、エンジン停止時の燃料圧変動により閉弁するように燃料制御弁６１の閉弁条件を設定すれば良いことになる。つまり、燃料制御弁６１の圧縮コイルスプリング６３に加わる荷重Ａ・ΔＰが前述した式(1) の条件を満たすとき、燃料制御弁６１が閉弁することから、所定値Ａ・Ｐc ＝ｃ＋ｆを境界にして弁の開閉が行われるように圧縮コイルスプリング６３の付勢力ｆを設定すれば良い。
【００５０】
また、前述した相対燃圧変動値を一般的に表すと、急減速時等の相対燃圧変動は吸気管圧力の最大変動値Ｐmax に相当し、エンジン停止時の相対燃圧変動はシステム燃圧Ｐsys に相当する。このことから、燃料制御弁６１が閉弁する所定圧Ｐc の範囲は、次の式(2) （単位Ｐa ）により表され、この範囲内で燃料制御弁６１が閉弁するように圧縮コイルスプリング６３の付勢力ｆが設定される。
【００５１】
Ｐmax ＜ Ｐc ＜ Ｐsys ・・・ (2)
そして、図６に示す各特性の場合、この所定圧Ｐc の範囲は、システム燃圧Ｐsys が２５０ｋＰa 、吸気管圧力の最大変動値Ｐmax が９０ｋＰa であることから、次の式(3) （単位Ｐa ）で表される。
９０ ＜ Ｐc ＜ ２５０ ・・・ (3)
また、上限値および下限値にそれぞれ２０ｋＰa のマージンを与え、設計余裕度をもたせた場合、所定圧Ｐc の範囲は次の式(4) （単位Ｐa ）で表される。
【００５２】
１１０ ＜ Ｐc ＜ ２３０ ・・・ (4)
このように所定圧Ｐc の範囲にマージンを与えることにより、図５に示す圧縮コイルスプリング６３の調整等を容易にするため、組付工数を削減でき製造コストを低減する効果がある。
図７に示す特性図は、エンジンの回転数ＮＥ、吸気管負圧ＰＭに対する相対燃料圧の実測値を示すものである。エンジンの回転数ＮＥの減少により吸気管負圧ＰＭが急減しても、相対燃圧は急減速の間３３０KPa に一時的に上昇するものの、急減速後速やかに２５０KPa に戻り高圧に保持されることなく燃料カット状態、アイドル状態においてシステム燃圧を維持している様子が判る。
【００５３】
図８に示す比較例による特性図は、燃料制御弁６１の特性図である図７に対応するものである。
比較例の燃料制御弁は、燃料制御弁６１から圧縮コイルスプリング６３を取除いた構成からなる。この比較例の燃料制御弁によると、燃料制御弁の軸部を開弁方向に付勢する圧縮コイルスプリングを備えないことから、燃料制御弁６１の軸部６７の軸方向に加わる荷重を示す前述した式(1) に対応する関係式は、次の式(5) （単位Ｎ）に表される。ここで、ｃは、軸部がスリーブの摺動孔内を摺動するときに生ずる摩擦力を表す。
【００５４】
Ａ・ΔＰ ＞ ｃ ・・・ (5)
この式(5) は、摩擦力ｃを超える荷重が軸部６７の軸方向に加わると、燃料制御弁が閉弁することを表している。これにより、摩擦力ｃを境界にして弁の開閉が行われるため、急減速時等の相対燃圧変動によって閉弁することになる。すると、急減速後の燃料カット状態、アイドル状態においても燃料制御弁よりも燃料下流側に位置する燃料配管、燃料レール等内を高圧に保つ。具体的には、燃料カット状態で３３０KPa を約１秒間維持し、その後約２秒間かかって徐々に相対燃圧は２５０KPa に戻ることになるため、燃料噴射の不調や燃費の悪化を招く。そして、アイドル状態における燃料噴射による燃料レール内圧が低下することにより、燃料制御弁は閉弁状態から開弁状態に移行するまで燃料配管、燃料レール等の内部を高圧に維持してしまうことになる。 ところが、本実施例による燃料制御弁６１の構成をとることにより、圧縮コイルスプリング６３の付勢力ｆによって弁部材６８が取付けられた軸部６７を開弁方向に付勢されるため、この付勢力ｆを式(2) に示す範囲内で燃料制御弁６１が閉弁するように設定することによって、急減速時等の相対燃圧変動では閉弁することなく、エンジン停止時の燃料圧変動により閉弁するような燃料制御弁を簡素な構成で実現できる。これにより、車両の急減速時等に生じていた燃料噴射の不調や燃費の悪化を防止することができ、簡素な構成により適正な燃料噴射を可能にする効果がある。
【００５５】
なお、本実施例では、燃料レールと吸気管内の圧力を差し引いた相対燃圧一定の燃料噴射システムについて示したが、本発明は、これに限られず燃料レール内の燃料圧絶対値一定の燃料噴射システムにも適用可能である。
また、実施例中、燃料レール６の内圧を検出する圧力センサ８の信号により燃料ポンプ２を制御しているが、例えばＯ₂ センサ等の他の信号により制御してもよい。
（第２実施例）
本発明の第２実施例による燃料制御弁を図９および図１０に示す。第２実施例の燃料制御弁７０は、第１実施例の変形例と同様に燃料ポンプの吐出ポートの機能を兼ね備えるように構成した例である。
【００５６】
燃料制御弁７０のハウジング７１は燃料ポンプのハウジングと一体に樹脂成形されており、ハウジング７１の軸方向を貫通して燃料通路が形成されている。ハウジング７１は燃料上流側から小径部７１ａ、小径部７１ａよりも内径の大きい大径部７１ｂからなる。大径部７１ｂの開口部は燃料下流側に向けて縮径されている。
【００５７】
支持部材としての環状部材７２は円筒状に形成されており、大径部７１ｂの内周に収容されている。環状部材７２は、大径部７１ｂと小径部７１ａとの境界に形成された段部７１ｃに燃料上流側の端部を係止され、燃料下流側端部に形成されたフランジ部７２ａを大径部７１ｂの開口部に係止されているので、軸方向への動きを規制されている。環状部材７２の側壁には径方向内側に向けて縮径する円錐状の貫通孔７２ｂが周方向に複数形成されている。
【００５８】
ボール７３はこの貫通孔７２ｂに嵌合することにより、環状部材７２の内周壁よりも径方向内側に突出可能である。
押圧部材７４は環状部材７２の外周に嵌挿されている。スプリング７５は環状部材７２の外周に嵌挿されており、一方の端部をフランジ部７２ａに係止され、他方の端部を押圧部材７４の燃料下流側端部に係止されている。押圧部材７４およびスプリング７５は第２の付勢手段を構成している。押圧部材７４の燃料上流側端部には径方向内側に向かうにしたがい燃料下流側に傾斜するテーパ面７４ａが形成されており、このテーパ面７４ａとボール７３が当接している。スプリング７５の付勢力により押圧部材７４が燃料上流側に付勢され、押圧部材７４のテーパ面７４ａによりボール７３が径方向内側に付勢される。
【００５９】
係止部材７６は小径部７１ａの内壁により往復移動可能に支持されている。摺動孔７６ａは係止部材７６を軸方向に貫通して形成されており、後述する軸部８１を往復移動可能に収容している。係止部材７６の燃料下流側端部には凹部７６ｂが形成されており、この凹部７６ｂの外周側に鍔部７６ｃが形成されている。貫通孔７２ｂに嵌合し内周側に突出しているボール７３の最も内周側の位置よりも鍔部７６ｃの外周面は径方向外側に位置している。係止部材７６の燃料上流側および燃料下流側への動きは、鍔部７６ｃが段部７１ｃ、段部７２ｃに係止されることにより規制される。係止部材７６の燃料上流側には筒部７６ｄが形成されている。
【００６０】
弁部材８０は、軸部８１、当接部８２および被係止部としてのリング８３からなる。軸部８１は係止部材７６により往復移動可能に支持されており、軸部８１に形成された段部８１ａは筒部７６ｄの燃料上流側端部に当接可能である。当接部８２は軸部８１の燃料上流側端部に嵌め込まれており、小径部７１ａの燃料上流側に形成された弁座部７１ｄに着座可能である。リング８３はＣ字状の金属リングであり、軸部８１に燃料下流側に設けられた環状溝８１ｂに嵌合している。
【００６１】
第１の付勢手段としてのスプリング７７は一方の端部を係止部材７６の段部７６ｄに係止されており、他方の端部を軸部８１の上流側端部に係止されている。スプリング７７の付勢力をＦs₁、スプリング７５の付勢力をＦs₂とすると、Ｆs₁＜Ｆs₂になる。
次に、燃料制御弁７０の作動について図１０および図１１に基づいて説明する。図１１に示す燃料消費量において、ａは通常走行時、ｂは急減速時、ｃはアイドル時、ｄはエンジン停止時の期間を示している。
【００６２】
(1) 燃料制御弁７０の燃料上流側の燃料圧をＰ₁ 、燃料下流側の燃料圧をＰ₂ 、その差圧をΔＰ₂ ＝Ｐ₁ −Ｐ₂ としたとき、車両の通常走行時、図１０の（Ａ）に示すように、差圧ΔＰ₂ ＞０により係止部材７６の鍔部７６ｃはボール７３よりも燃料下流側に位置しており、弁部材８０の当接部８２は弁座部７１ｄから離座している。軸部８１の段部８１ａが筒部７６ｄに係止されることにより、弁部材８０の燃料下流側への動きが規制される。通常走行時において、図１１に示すように差圧ΔＰ₂ はほぼ一定に保持されている。
【００６３】
(2) 車両の急減速時エンジンの負荷が急速に減少すると、第１実施例の変形例で説明したように、燃料ポンプの吐出圧の低下に時間遅れが生じるため、図１０の（Ｂ）に示すように、燃料カット時において燃料下流側の燃料圧Ｐ₂ が燃料上流側の燃料圧Ｐ₁ よりも大きくなる。このときのＰ₂ とＰ₁ との最大差圧をΔＰ₃ ＝Ｐ₂ −Ｐ₁ ＞０、差圧ΔＰ₃ から係止部材７６が燃料下流側に力を受け鍔部７６ｃがボール７３を径方向外側に押し出す力をＦout 、スプリング７５の付勢力により押圧部材７４が径方向内側にボール７３を押す力をＦinとすると、Ｆout ＜Ｆinになるようにスプリング７５の付勢力は設定されている。したがって、車両の急減即時においても鍔部７６ｃはボール７３よりも燃料流れ下流側に位置している。ここで、差圧ΔＰ₃ は第１実施例の変形例で説明した吸気管圧力の最大変動値Ｐmax に相当する。
【００６４】
弁部材８０は差圧ΔＰ₃ から燃料上流側に受ける力およびスプリング７７の付勢力により燃料上流側に移動する。しかしながら、リング８３が係止部材７６の凹部７６ｂに係止されるので、当接部８１は弁座部７１ｄに着座しない。したがって、車両の急減速時の燃料カット時においても燃料制御弁７０は閉弁しないので、燃料下流側が高圧に保持される状態を防止し、エンジン運転状態に応じた燃料噴射を継続できる。
【００６５】
(3) エンジンが停止し燃料噴射弁が閉弁すると、図１１に示すように燃料下流側と燃料上流側との燃料圧の差圧が急減速時よりも大きくなる。このときの差圧をΔＰ₄ ＝Ｐ₂ −Ｐ₁ とすると、Ｆout ＞Ｆinになりボール７３が径方向外側に押し出され、鍔部７６ｃがボール７３よりも燃料上流側に移動する。すると、図１０の（Ｃ）に示すように当接部８２が弁座部７１ｄに着座し燃料制御弁７０が閉弁する。これにより、エンジン停止中において、燃料制御弁７０の下流側を高圧に保持できるので、燃料中のベーパ発生を抑制できる。ここで、差圧ΔＰ₄ は第１実施例の変形例で説明したシステム燃圧Ｐsys に相当する。
【００６６】
また、エンジン停止中に燃料噴射弁からの燃料漏れや燃料制御弁７０の燃料下流側における燃料配管の折損による燃料漏れ等により燃料制御弁７０の下流側の燃料圧が低下しても、スプリング７７の付勢力により当接部８２が弁座部７１ｄに押圧されているので、差圧ΔＰ₂ ＝Ｐ₁ −Ｐ₂ が所定圧Ｐc₂よりも大きくならないと当接部８２が弁座部７１ｄから離座せず燃料制御弁７０が開弁しない。したがって、エンジン停止時において燃料制御弁７０から燃料下流側への燃料漏れを防止できる。
【００６７】
(4) エンジンが始動し、燃料制御弁７０の燃料上流側の燃料圧Ｐ₁ が上昇し、ΔＰ₂ ＞Ｐc₂になると、当接部８２が弁座部７１ｄから離座するとともに、鍔部７６ｃがボール７３を径方向外側の押し出し、鍔部７６ｃがボール７３よりも燃料下流側に位置する。
（第３実施例）
本発明の第３実施例による燃料制御弁を図１２および図１３に示す。
【００６８】
燃料制御弁９０のハウジング９１は燃料ポンプのハウジングと一体に樹脂成形されており、ハウジング９１の軸方向を貫通して燃料通路が形成されている。ハウジング９１は燃料上流側から小径部９１ａ、小径部９１ａよりも内径の大きい大径部９１ｂからなる。大径部９１ｂの開口部は燃料下流側に向けて縮径されている。
【００６９】
板ばね９２の外周縁部は大径部９１ｂの内周壁に固定されており、板ばね９２の内周縁部は係止部材９３に固定されている。係止部材９３は板ばね９２により往復移動可能に支持されている。摺動孔９３ａは係止部材９３を軸方向に貫通して形成されており、後述する軸部９４を往復移動可能に収容している。係止部材９３の燃料上流側端部には筒部９３ｃが形成されている。
【００７０】
弁部材８０の軸部８１は第２実施例の軸部８１よりも軸長が短縮されている。当接部８２は小径部９１ａの燃料上流側に形成された弁座部９１ｃに着座可能である。
次に、燃料制御弁９０の作動について説明する。
(1) 燃料制御弁９０の燃料上流側の燃料圧をＰ₁ 、燃料下流側の燃料圧をＰ₂ 、その差圧をΔＰ₂ ＝Ｐ₁ −Ｐ₂ としたとき、車両の通常走行時、図１３の（Ａ）に示すように、差圧ΔＰ₂ ＞０により当接部８２は弁座部９１ｃから離座しており、リング８３は係止部材９２の下流側端部９２ａよりも燃料下流側に位置している。段部８１ａが筒部９３ｃに係止されることにより弁部材８０のリフト量が規制されている。
【００７１】
(2) 車両の急減速時エンジンの負荷が急速に減少すると、燃料ポンプの吐出圧の低下に時間遅れが生じるため、燃料カット時において燃料下流側の燃料圧Ｐ₂ が燃料上流側の燃料圧Ｐ₁ よりも大きくなる。このときのＰ₂ とＰ₁ との最大差圧をΔＰ₃ ＝Ｐ₂ −Ｐ₁ ＞０とすると、差圧ΔＰ₃ から係止部材９３が燃料上流側に受ける力は、板ばね９２が図１３の（Ａ）に示す位置に係止部材９３を保持する付勢力よりも小さい。一方弁部材８０は差圧ΔＰ₃ から燃料上流側に受ける力とスプリング７７の付勢力とにより燃料上流側に移動する。しかし、リング８３が係止部材９３の燃料下流側端部９３ｂに係止されるので、当接部８２は弁座部９１ｃに着座しない。したがって、車両の急減速時の燃料カット時においても燃料制御弁９０は閉弁しないので、燃料下流側が高圧に保持される状態を防止し、エンジン運転状態に応じた燃料噴射を継続できる。
【００７２】
(3) エンジンが停止すると、燃料噴射弁が閉弁し、燃料下流側と燃料上流側との燃料圧の差圧が急減速時よりも大きくなる。このときの差圧をΔＰ₄ ＝Ｐ₂ −Ｐ₁ ＞０とすると、図１３の（Ａ）および（Ｂ）に示す状態に係止部材９３を保持する板ばね９２の力に打ち勝って、差圧ΔＰ₄ から受ける力により係止部材９３は燃料上流側に移動する。すると、当接部８２が弁座部９１ｃに着座し、燃料制御弁９０が閉弁する。これにより、エンジン停止中において燃料制御弁９０の下流側を高圧に保持できるので、燃料中のベーパ発生を抑制できる。
【００７３】
また、エンジン停止中に燃料制御弁９０の下流側の燃料圧が低下しても、スプリング７７の付勢力により当接部８２が弁座部９１ｃに押圧されているので、差圧ΔＰ₂ ＝Ｐ₁ −Ｐ₂ が所定圧Ｐc₂よりも大きくならないと燃料制御弁は開弁しない。したがって、エンジン停止中において燃料制御弁９０から燃料下流側への燃料漏れを防止できる。
【００７４】
(4) エンジンが始動し、燃料制御弁９０の燃料上流側の燃料圧が上昇し、ΔＰ₂ ＞Ｐc₂になると、当接部８２が弁座部９１ｃから離座するとともに、係止部材９３が板ばね９２の燃料上流側への付勢力に打ち勝って図１３の（Ａ）に示す位置に移動し、燃料制御弁９０が開弁する。
以上説明した本発明の第３実施例および第４実施例では、被係止部としてのリング８３を軸部８１と一体に形成したが、被係止部と軸部とを一体に形成することは可能である。また、係止部材はリングを係止する機能と軸部を往復移動可能に支持する機能とを併せ持ち一体に形成されているが、機能毎に別部材で形成してもよい。
【００７５】
また第３実施例および第４実施例では、エンジン運転中に燃料下流側燃料圧Ｐ₂ と燃料上流側燃料圧Ｐ₁ との差圧が最大差圧ΔＰ₃ になっても当接部が弁座部に当接可能な燃料上流側位置に係止部材が移動せず、エンジン停止時に係止部材が燃料上流側に移動すればよい。また、ΔＰ₁ ＝Ｐ₂ −Ｐ₁ がΔＰ₃ よりも大きくなるのはエンジン停止時だけである。したがって、当接部が弁座部に当接可能な燃料上流側位置に係止部材が移動するときのΔＰ₁ は、ΔＰ₃ ＜Ｐc₁＜ΔＰ₄ を満たす所定圧Ｐc₁よりも大きくなればよい。
【００７６】
なお、上記実施例では圧力センサにて燃料レール内圧力を検出し、この検出値に基づいて燃料ポンプ吐出量をフィードバックしているが、本発明はこれに限らず、配管内の燃料量が変動しても燃料ポンプの駆動電流を一定に制御する定電流回路を圧力センサの代わりに用いて燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御する制御装置のあるシステムに本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による燃料供給装置の燃料制御弁を示す縦断面図である。
【図２】第１実施例による燃料供給装置の構成図である。
【図３】第１実施例による流量制御弁の作動を示す説明図であり、（Ａ）は停止状態を示し、（Ｂ）は軽、中負荷状態を示し、（Ｃ）は全負荷状態を示している。
【図４】第１実施例の変形例による燃料供給装置の燃料ポンプを示す縦断面図である。
【図５】図４に示す一点鎖線Ｖの楕円内拡大図である。
【図６】変形例の燃料制御弁の閉弁条件を示す説明図である。
【図７】変形例の燃料供給装置により燃料供給されるエンジンの運転状態に対する相対燃料圧の実測値を示す特性図である。
【図８】比較例の燃料噴射装置により燃料供給されるエンジンの運転状態に対する相対燃料圧の実測値を示す特性図である。
【図９】本発明の第２実施例による燃料供給装置の燃料制御弁を示す縦断面図である。
【図１０】第２実施例の作動を示す縦断面図であり、（Ａ）は通常走行時の状態を示し、（Ｂ）は急減速時の状態を示し、（Ｃ）はエンジン停止時の状態を示す。
【図１１】第２実施例の作動を示すタイムチャートである。
【図１２】本発明の第３実施例による燃料供給装置の燃料制御弁を示す縦断面図である。
【図１３】第３実施例の作動を示す縦断面図であり、（Ａ）は通常走行時の状態を示し、（Ｂ）は急減速時の状態を示し、（Ｃ）はエンジン停止時の状態を示す。
【符号の説明】
１ 燃料タンク
２ 燃料ポンプ
３ 燃料
６ 燃料レール
７ 燃料噴射弁
８ 圧力センサ
９ ＥＣＵ
１０ ＦＰＣ
１１、６１ 燃料制御弁
１２ インレットパイプ （弁ボディ）
１２ａ、６２ａ 燃料流入路 （燃料通路）
１２ｂ、６２ｅ 弁座部
１３ アウトレットパイプ （弁ボディ）
１３ａ、６２ｃ 燃料流出路 （燃料通路）
１４、６３ 圧縮コイルスプリング（付勢手段）
１５、６４ スリーブ （固定部）
１６、６５ ストッパ
１７、６７ 軸部
１８、６８ 弁部材
３１、３２ 燃料配管 （配管）
６２ ハウジング （弁ボディ）
７０ 燃料制御弁
７１ ハウジング
７１ｄ 弁座部
７３ ボール
７４ 押圧部材（第２の付勢手段）
７５ スプリング（第２の付勢手段）
７６ 係止部材
７６ｃ 鍔部
７７ スプリング（第１の付勢手段）
８０ 弁部材
８２ 当接部
８３ リング（被係止部）
９０ 燃料制御弁
９１ ハウジング
９１ｃ 弁座部
９２ 板ばね
９３ 係止部材

Claims (9)

1. 燃料ポンプで汲上げた燃料を配管を通して燃料噴射弁に供給し、この燃料噴射弁から内燃機関に燃料を噴射供給するようにし、配管内の燃料量に基づいて燃料ポンプの吐出する吐出量をフィードバック制御する制御装置を備えたリターンレス型の燃料供給装置であって、
   前記配管途中に位置し、一つの弁部材を有し、燃料下流側燃料圧Ｐ₂と燃料上流側燃料圧Ｐ₁との差圧ΔＰ＝Ｐ₂−Ｐ₁が所定圧Ｐ_cより大きいとき、燃料上流側と燃料下流側との連通を前記弁部材が遮断し、前記差圧ΔＰが所定圧Ｐ_c以下であるとき、前記燃料上流側と前記燃料下流側との連通を前記弁部材が導通させる燃料制御弁を備え、
   前記燃料制御弁は、全開位置と全閉位置との間に前記弁部材がリフトする状態を有することを特徴とする燃料供給装置。
2. Ｐ_max：吸気管内圧の最大変動値、Ｐ_sys：前記燃料噴射弁への燃料供給圧と前記吸気管内圧との差圧とすると、
   前記所定圧Ｐ_cは、Ｐ_max＜Ｐ_c＜Ｐ_sysと表されることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
3. 前記所定圧Ｐ_cは、（９０＜Ｐ_c＜２５０）kＰaと表されることを特徴とする請求項２記載の燃料供給装置。
4. 前記燃料制御弁は、
   内部に形成される燃料通路の途中に位置する弁座部およびこの弁座部より燃料下流側に位置する固定部を有する弁ボディと、
   前記固定部に前記燃料通路内を往復動可能に支持される軸部、前記弁座部と前記固定部との間に位置しかつ前記軸部の一端側に前記弁座部に着座可能に形成される前記弁部材、および前記固定部より燃料下流側かつ前記軸部の他端側に位置するストッパを有する可動部と、
   一端部を前記固定部に当接し、他端部を前記ストッパに当接し、燃料下流側に前記可動部を付勢する付勢手段とを備えたことを特徴とする請求項１、２または３記載の燃料供給装置。
5. 前記燃料制御弁の前記弁ボディは、前記燃料ポンプのハウジングと一体に形成されることを特徴とする請求項４記載の燃料供給装置。
6. 燃料ポンプで汲上げた燃料を配管を通して燃料噴射弁に供給し、この燃料噴射弁から内燃機関の吸気管内に燃料を噴射供給するようにしたリターンレス型の燃料供給装置であって、
   前記配管途中に位置し、一つの弁部材を有し、燃料下流側燃料圧Ｐ₂と燃料上流側燃料圧Ｐ₁との差圧ΔＰ₁＝Ｐ₂−Ｐ₁が所定圧Ｐ_c1より大きいとき、燃料上流側と燃料下流側との連通を前記弁部材が遮断し、燃料上流側燃料圧Ｐ₁と燃料下流側燃料圧Ｐ₂との差圧ΔＰ₂＝Ｐ₁−Ｐ₂が所定圧Ｐ_c2より大きいとき、前記燃料上流側と前記燃料下流側との連通を前記弁部材が導通させる燃料制御弁を備え、
   内燃機関運転中における前記燃料制御弁の燃料下流側燃料圧Ｐ₂と燃料上流側燃料圧Ｐ₁との最大差圧をΔＰ₃＝Ｐ₂−Ｐ₁、内燃機関停止時における前記燃料制御弁の燃料下流側燃料圧Ｐ₂と燃料上流側燃料圧Ｐ₁との差圧をΔＰ₄＝Ｐ₂−Ｐ₁とすると、前記所定圧Ｐ_c1は、ΔＰ₃＜Ｐ_c1＜ΔＰ₄であり、
   前記最大差圧ΔＰ ₃ における前記弁部材のリフト位置は、前記燃料制御弁の全開位置と全閉位置との間であることを特徴とする燃料供給装置。
7. 前記燃料制御弁は、
   前記燃料制御弁内に形成される燃料通路の途中に位置する弁座部と、
   燃料上流側に移動することにより前記弁座部に着座し前記燃料通路を閉塞可能な当接部、および被係止部を有する前記弁部材と、
   前記弁座部に向けて前記弁部材を付勢する第１の付勢手段と、
   前記燃料制御弁の燃料上流側と燃料下流側との差圧により前記燃料通路を往復移動可能であり、前記被係止部を係止可能な係止部材とを有し、
   前記係止部材が前記被係止部を係止した状態では前記当接部は前記弁座部に着座不可であり、ΔＰ₁＞Ｐ_c1になり、前記被係止部を係止する位置から燃料上流側に前記係止部材が移動することにより前記当接部は前記弁座部に着座可能であり、
   前記当接部は、前記弁座部に着座した状態からΔＰ₂＞Ｐ_c2になると前記弁座部から離座することを特徴とする請求項６記載の燃料供給装置。
8. 前記燃料制御弁は、
   ボールと、
   径方向内側に突出可能に前記ボールが嵌合する貫通孔を有し、前記係止部材の外周に配設される支持部材と、
   径方向内側に前記ボールを付勢する第２の付勢手段とを備え、
   前記燃料制御弁の燃料上流側と燃料下流側との差圧から前記係止部材が受ける力により、前記係止部材は、前記第２の付勢手段の付勢力に抗して径方向外側に前記ボールを押し出し往復移動可能であることを特徴とする請求項７記載の燃料供給装置。
9. 前記係止部材の外周に板ばねを設け、前記燃料制御弁の燃料上流側と燃料下流側との差圧から前記係止部材が受ける力により、前記係止部材が前記板ばねの付勢力に抗して往復移動可能であることを特徴とする請求項７記載の燃料供給装置。

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