JP3811982B2 - Returnless fuel supply system for internal combustion engine - Google Patents

Returnless fuel supply system for internal combustion engine Download PDF

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のEFI(Electronic Fuel Injection;電子制御燃料噴射装置)等に燃料を供給する内燃機関用リターンレス燃料供給装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関用燃料フィルタ及び燃料供給装置に関連するものとして、燃料ポンプを電圧制御する方式であってリターン配管を有するシステムが知られている。このようなシステムでは、燃料噴射弁が固設された燃料レール(デリバリパイプ)内の燃料の圧力(以下、単に『燃圧』と記す)をプレッシャレギュレータにて一定として余剰燃料をリターン配管を介して燃料タンク内に戻すように制御されている。このため、燃料レール内の燃圧を常時、内燃機関の運転状態等にかかわらず使用される最大圧に保持しておく必要からエネルギ的に無駄があるばかりかリターン配管も必要でありコスト低減も難しかった。
【0003】
前述のようなシステムに対し、燃料ポンプを駆動する電動モータの電流値を制御することにより燃圧を検出するセンサを用いることなくリターン配管を不要としたシステムが提案されている。このものでは、燃料ポンプ出口の燃圧は精度よく制御可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料ポンプの下流側に設置される高圧側燃料フィルタに異物の付着等があると燃料の圧力損失(以下、単に『圧損』と記す)が増加することとなる。すると、高圧側燃料フィルタの下流側に配設された燃料レール内における燃圧が低下し、結果として、その燃料レールに固設された燃料噴射弁からの燃料噴射量が多く必要とされる内燃機関の高出力域のときに燃料噴射量が低下して空燃比がリーン(希薄)側に遷移してしまうという不具合があった。
【0005】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、リターン配管がない燃料供給システムにおいて燃料配管途中に配設される燃料フィルタに微小な異物の付着等がありそれによる圧損が変動しても燃料噴射弁における所定の燃圧を維持可能な内燃機関用リターンレス燃料供給装置の提供を課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の内燃機関用リターンレス燃料供給装置によれば、差圧制御手段が配設されることで、吐出圧制御手段によって所定圧に設定され燃料ポンプから吐出される燃料フィルタの上流側の燃圧と下流側の燃圧との差圧が一定に保持されると共に、その差圧が燃料フィルタ自身の圧損の変動分より大きく設定される。この差圧制御手段は、弁部の上流側に圧力室、その弁部の下流側と燃料フィルタの入口側とが接続される燃料通路及び燃料フィルタの出口側と接続され弁部に圧力室に対する背圧及びコイルスプリングの付勢力が付与される背圧室からなり、背圧室の背圧が圧力室の燃料の圧力に対して所定圧未満に低下すると弁部が燃料通路を開け、燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を燃料フィルタの入口側に導入し、また、背圧室の背圧が圧力室の燃料の圧力に対して所定圧以上になると弁部が燃料通路を閉じて、上記差圧が一定に保持されるように、燃料フィルタの上流側及び下流側の燃料の圧力により弁部の開閉を制御すると共に、その開弁圧力が燃料フィルタ自身の圧力損失の変動分より大きく設定されるプレッシャレギュレータにて達成され。このため、燃料フィルタは、差圧制御手段としてのプレッシャレギュレータを燃料フィルタの入口側と出口側とに並列的に接続するという簡単な構成で、燃料フィルタ自身の圧損の変動にかかわらず、その上流側の燃圧と下流側の燃圧との差圧が保証され、また、燃料フィルタが異物の付着による劣化を呈しても、燃料フィルタの上流側である燃料ポンプ側の燃圧が、所望する燃料レール内の燃圧と予め設定されたプレッシャレギュレータの開弁圧力とを加算した燃圧となるように制御されると、下流側である燃料噴射弁側に対する燃圧が所定圧にできるという効果が得られる。
【0009】
また、燃料ポンプと燃料噴射弁が接続された燃料レールとの間に燃料フィルタが配設される。このため、差圧制御手段を有する燃料フィルタを燃料ポンプの周囲近傍に配設することで、例えば、燃料タンク内に配置し易く極めて実用的な燃料供給装置を構築できるという効果が得られる。
【0011】
また、吐出圧制御手段が燃料ポンプに内蔵される電動モータを流れる電流を所定値に制御する電流制御回路にて達成される。即ち、燃料ポンプに内蔵された電動モータを流れる電流と燃料ポンプから吐出される燃圧とは比例関係にあるため、電流制御回路を用いることで燃圧を容易に所定圧に設定することができるという効果が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【0013】
図1は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用燃料フィルタ及び燃料供給装置の全体構成を示す概略図である。
【0014】
図1において、燃料タンク1内には燃料ポンプ(Fuel Pump)10が配設され、燃料ポンプ10の吸入側には低圧側燃料フィルタ13が接続されている。この燃料ポンプ10の吐出側には燃料通路56を介してプレッシャレギュレータ40が接続されている。このプレッシャレギュレータ40は入口室41aとスプリング室41bとにダイヤフラム43によって区切られている。一方のスプリング室41bには圧縮コイルスプリング47が付勢力を付与されて配設され、圧縮コイルスプリング47にて付勢されたダイヤフラム43によって他方の入口室41a内に突出されたパイプ57開口が閉じられている。このプレッシャレギュレータ40の吐出側としてのパイプ57には高圧側燃料フィルタ20が接続され、高圧側燃料フィルタ20の吐出側には燃料配管2を介して燃料レール5が接続されている。この燃料レール5には図示しない内燃機関の各気筒に燃料を噴射供給する気筒数分の燃料噴射弁6が接続されている。また、高圧側燃料フィルタ20の吐出側は燃料通路管58を介してプレッシャレギュレータ40の背圧側であるスプリング室41bと接続されている。そして、燃料ポンプ10に内蔵された電流制御回路9にて、燃料ポンプ10に供給される電流が制御される。また、ECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)8にて燃料噴射弁6や電流制御回路9が制御される。
【0015】
ECU8は、周知の中央処理装置としてのCPU8a、制御プログラムを格納したROM8b、各種データを格納するRAM8c、B/U(バックアップ)RAM8d、入出力回路8e及びそれらを接続するバスライン8f等からなる論理演算回路として構成されている。このECU8には図示しない内燃機関の運転状態を検出するための各種センサが接続されており、それらセンサからの各種センサ信号70がECU8の入出力回路8eを介してCPU8aに入力されている。また、ECU8は燃料噴射弁6及び電流制御回路9と接続され、ECU8からそれらに各制御信号が出力される。
【0016】
上述の構成では、燃料タンク1内に配設された燃料ポンプ10によって燃料が汲上げられるときに、低圧側燃料フィルタ13によって燃料に含まれる大きな異物等が取除かれ、この燃料ポンプ10によって汲上げられた燃料が燃料通路56、プレッシャレギュレータ40、パイプ57を介して高圧側燃料フィルタ20に送出される。この高圧側燃料フィルタ20では、燃料に含まれる微小な異物や水分等が取除かれ、その濾過された燃料が燃料配管2を介して燃料レール5に送出される。そして、燃料レール5に供給された高圧燃料は、燃料噴射弁6から図示しない内燃機関の吸入ポートに対向させて噴射される。
【0017】
なお、本構成は、所謂リターンレス燃料供給システムであるため、燃料が燃料レール5等から燃料タンク1に戻るリターン配管がない。このため、本実施例では、後述するように、燃料レール5からの供給燃料量に対応する燃料レール5内の燃圧が所定圧となるように、電流制御回路9によって燃料ポンプ10内の図示しない電動モータ(ポンプモータ)への電流が制御される。
【0018】
図2は本実施例にかかる内燃機関用燃料フィルタ及び燃料供給装置の要部構成を示す断面図であり、図3は図2のA方向矢視図である。
【0019】
図2及び図3に示すように、燃料ポンプ10、高圧側燃料フィルタ20、電気コネクタ38、プレッシャレギュレータ40、燃料液面計50及びその他の機能部品は、燃料タンク1の上壁に設けられた開口部を通して燃料タンク1の内部に設けられている。
【0020】
これらの燃料供給装置に所属する部品の上方から見た配置構成は、図3に示すように、円柱形のユニットの中心軸部に燃料ポンプ10が配置され、この燃料ポンプ10の外周部のほぼ半周の範囲にC字型の高圧側燃料フィルタ20が設けられている。更に、燃料ポンプ10の周りで高圧側燃料フィルタ20の設けられていない片側の空間部分に電気コネクタ38、プレッシャレギュレータ40、燃料液面計50及び燃料通路56が配置されている。なお、燃料液面計50は図2に示すプレッシャレギュレータ40より下側に設置されている。
【0021】
これにより、ほぼ中実円筒状の燃料ポンプ10の周囲空間を利用して、燃料タンク深さが許容する範囲で、円筒状に高密度に各種機能部品を配置構成できる。このことは、燃料タンク1に燃料供給装置のユニットを装着するときの作業性を良好にする。なお、低圧側燃料フィルタ13と燃料液面計50のフロートとは、円柱状ユニットから延出している。
【0022】
次に、燃料ポンプ10、高圧側燃料フィルタ20及びプレッシャレギュレータ40の配置構成について、図2及び図3を参照して説明する。
【0023】
図2に示すように、フィルタケース21の下部に嵌合されるポンプケース12の内部に燃料ポンプ10が配置され、この燃料ポンプ10の中ほど位置から上方に半割円筒状の高圧側燃料フィルタ20が配置されている。これにより、燃料ポンプ10のポンプ軸方向に直列ではなく、側方から見ると、燃料ポンプ10のポンプ軸方向に燃料ポンプ10と一部重複する方向で燃料ポンプ周囲の一部に高圧側燃料フィルタ20の下端部が配置されていることから、ポンプ軸方向長さ即ち、燃料タンク深さ方向の高さが縮小され、コンパクトな高集積機能部品を備えた燃料供給装置の外形となる。
【0024】
燃料ポンプ10のポンプ本体11を収容するポンプケース12は、爪95がフィルタケース21の穴96にスナップフィット嵌合される。これにより、ポンプ本体11はフィルタケース21からポンプケース12を取外すことでフィルタケース21から容易に脱着できる。このポンプ本体11は、上部のゴム部材122と下部のゴム部材124とによりフローティングされ、ポンプケース12とフィルタケース21とにより支持固定されている。
【0025】
ポンプ本体11により汲上げられた燃料タンク1内の燃料は、まず、低圧側燃料フィルタ13で大きな異物等が除去される。そして、ポンプ本体11からプレッシャレギュレータ40に送出された燃料は、プレッシャレギュレータ40により所定圧に調整されたのち、高圧側燃料フィルタ20に送出され、高圧側燃料フィルタ20により燃料中の微小な異物や水分が更に除去され燃料吐出管24から燃料噴射弁6側に供給される。
【0026】
高圧側燃料フィルタ20は、燃料ポンプ10及びプレッシャレギュレータ40と互いに脱着自在に組付けられている。フィルタケース21は、樹脂材料によって環状に成形されており、その一部角度範囲にのみフィルタエレメント30を収容する容器を形成している。このフィルタケース21は燃料ポンプ10の軸と直交する断面がC字型である。なお、フィルタケース21は上ケース22及び下ケース31からなり、上ケース22と下ケース31とは、境界部29で溶着されている。下ケース31は断面がC字型の容器を形成しており、C字の開口部にも燃料ポンプ10の外周に沿った壁を有し、この壁に孔96が形成され燃料ポンプ10の支持部の一部が構成されている。また、この壁に燃料液面計50も支持されている。
【0027】
フィルタケース21の上ケース22は全体が絶縁性樹脂製であり、下ケース31は樹脂材料に炭素繊維または炭素粉等の導電材料を含有させて成形されているので導電性を有している。本実施例では下ケース31はポンプ本体11の金属ケースと導通され、燃料タンク1及び燃料タンク1が搭載される車両の車体とは接続されていない。なお、下ケース31は、車両と電気的に接続され接地されていてもよい。
【0028】
高圧側燃料フィルタ20は、蓋としての上ケース22の周縁部が燃料タンク1の上壁開口周縁部に形成された溝部1aにガスケット121を介して嵌合することにより燃料タンク1に取付けられている。高圧側燃料フィルタ20のフィルタケース21に設けられ燃料入口を形成する燃料吸入管33は、ポンプ本体11の吐出管14と接続されている。また、高圧側燃料フィルタ20のフィルタケース21に設けられ燃料出口を形成する燃料吐出管24は、フィルタエレメント30で微小な異物等が除去された燃料を燃料噴射弁6側に供給する。更に、フィルタケース21の通路54に穿設された通路孔(図示略)とプレッシャレギュレータ40のスプリング室41bとが燃料通路管58によって接続されている。
【0029】
電気コネクタ38は、図3に示すように、上ケース22の上部にあって上から見ると半円筒状の高圧側燃料フィルタ20とオーバラップしない位置に配置されている。この電気コネクタ38のターミナルは、リード線を介して燃料ポンプ10の電気コネクタ15に電気的に接続され、ポンプ本体11を駆動する電動モータ(図示略)に電力を供給する。
【0030】
図2に示すように、ポンプ本体11の上部に設けられた吐出管14の外周壁と高圧側燃料フィルタ20の燃料吸入管33の内壁とはゴム部材122によりシールされている。このため、吐出管14と燃料吸入管33とをそれほど緊密に嵌合させる必要がなく、吐出管14及び燃料吸入管33の加工が容易であると共に、燃料ポンプ10と高圧側燃料フィルタ20との脱着が容易になる。吐出管14内には、チェックバルブ18が収容されている。このチェックバルブ18にて、吐出管14から吐出された燃料がポンプ本体11に逆流することが防止されると共に、ポンプ本体11の停止時に燃料配管中の燃料残圧が保持される。
【0031】
プレッシャレギュレータ40は、燃料通路管34にOリング123を介して嵌合されるパイプ57のプレッシャレギュレータ取付部61に取付けられている。また、パイプ57の下流側となる下部は、フィルタケース21の下ケース31に穿設されたフィルタ入口室孔53aに通路部材59を介して接続されている。この通路部材59はパイプ57とフィルタ入口室孔53aとを所定位置に配設された複数のOリングを利用して液密に接続するものであり、通路部材59は固定部材59aによってパイプ57に固定されている。
【0032】
これにより、プレッシャレギュレータ40は、パイプ57から固定部材59aを外し通路部材59を抜取ったのち燃料通路管34からパイプ57を取外すとと共に燃料通路管58を取外すことで容易にフィルタケース21から脱着できる。プレッシャレギュレータハウジング41の端部は、ダイヤフラム43の外縁部がプレッシャレギュレータハウジング41端部とプレッシャレギュレータ取付部61とで挟持されるように、プレッシャレギュレータ取付部61にかしめ固定されている。プレッシャレギュレータハウジング41には連通孔41cが形成され、プレッシャレギュレータハウジング41のスプリング室41bは連通孔41cを介してフィルタケース21の通路54に穿設された通路孔(図示略)に燃料通路管58によって接続されている。このため、背圧を付与するスプリング室41b内の燃圧が燃料吐出管24の吐出通路24a内の燃圧即ち、燃料レール5内の燃圧となるように設定される。ダイヤフラム43に一体的に固定されている弁体51は、圧縮コイルスプリング47の付勢力により、パイプ57のシート部45側に付勢されている。
【0033】
次に、燃料の流れについて説明する。
【0034】
燃料ポンプ10の汲上げにより低圧側燃料フィルタ13から燃料ポンプ吸込口を通ってポンプ内部を通り吐出管14から吐出された燃料は、上ケース22内の通路56内を通って図3の矢印方向に進む。この燃料は通路56の下流端で下降しパイプ57の入口通路57aからプレッシャレギュレータ40の入口室41a内に導入される。プレッシャレギュレータ40の入口室41a内に導入された燃料は、プレッシャレギュレータ40により調圧され、出口通路57bを通ってフィルタ入口室53に進む。この燃料はフィルタエレメント30を通って通路54に入り、燃料吐出管24の吐出通路24aから燃料噴射弁6側に供給される。ここで、通路54内の燃圧は燃料通路管58を介してプレッシャレギュレータ40のスプリング室41bに付与される。
【0035】
次に、燃料供給装置の動作について、図2及び図4の燃圧と供給燃料量との関係を示す特性図を参照して説明する。
【0036】
図2において、プレッシャレギュレータ40のダイヤフラム43は、入口室41aの燃圧が所定圧を超えると圧縮コイルスプリング47の付勢力及びスプリング室41b側の燃圧に抗してスプリング室41b側に移動される。このとき、弁体51はダイヤフラム43と共に移動されシート部45から離座されるため、パイプ57の入口通路57aの燃料は、出口通路57bを通って高圧側燃料フィルタ20のフィルタ入口室53に導入される。こののち、高圧側燃料フィルタ20のフィルタエレメント30を通過した燃料は、フィルタエレメント30を通過することによるフィルタ圧損により燃圧が低下する。ここで、高圧側燃料フィルタ20の下流側の通路54の燃圧がプレッシャレギュレータ40のスプリング室41b側にフィードバックされているため、フィルタ圧損による燃圧低下分が補償され、即ち、パイプ57の出口通路57b内の燃圧がフィルタ圧損による燃圧低下分だけ上昇される。
【0037】
このフィルタ圧損による燃圧低下分に見合う燃圧上昇を達成するため、図4に示すように、所望する燃料レール5内の燃圧(例えば、燃料レール圧力170〜250kPa)に対してプレッシャレギュレータ40の開弁圧力が高圧側燃料フィルタ20内のフィルタエレメント30の劣化後におけるフィルタ圧損を上回るような圧力(例えば、プレッシャレギュレータ開弁圧力20〜50kPa)に予め設定される。そして、燃料レール5内の燃圧とプレッシャレギュレータ40の開弁圧力とを加算した燃圧に燃料ポンプ10出口の燃圧(燃料ポンプ出口圧力)が等しくなるように燃料ポンプ10に供給する電流が制御される。
【0038】
なお、燃料レール5内の燃圧(燃料レール圧力)にプレッシャレギュレータ40の開弁圧力を加算した圧力はパイプ57の出口通路57bの圧力(パイプ出口通路圧力)となる。また、高温始動時における燃料レール5内の燃圧は、燃料中におけるベーパ(気体)の発生を抑えるため、例えば、燃料レール圧力300〜500kPaに上昇される。これにより、燃料ポンプ10からプレッシャレギュレータ40を介して高圧側燃料フィルタ20から燃料噴射弁6側に向けて供給される燃料を所定の燃圧に保持することができる。
【0039】
本実施例によれば、燃料ポンプ10の天方向から見て、燃料ポンプ10のポンプ軸の同心上に部分環状の高圧側燃料フィルタ20が配置されている。そして、高圧側燃料フィルタ20の設けられていない残る部分環状の空間部を利用して電気コネクタ38、プレッシャレギュレータ40、燃料液面計50をはじめとする機能部品が配置されている。このため、燃料供給装置のポンプ軸方向の体格長さ即ち、燃料タンク深さ方向の体格長さを短縮できるという効果がある。上述の実施例では、部分環状の高圧側燃料フィルタ20を構成するために、断面C字型の下ケース31を上ケース22に固定し、内部にフィルタエレメント30を収容している。そして、下ケース31の内周側にポンプ本体11を接地すると共に、C字型の下ケース31の開いた空間部にプレッシャレギュレータ40をはじめとする他の部品が配置されている。
【0040】
上述したように、燃料ポンプ10のポンプ軸方向並びにポンプ軸周りの空間内に各種の機能部品を分散配置しユニット化することにより、全体としてほぼ外観円柱状の燃料供給装置を構成できる。これにより、燃料供給装置自体の小型化並びにコンパクト化が図れるという効果がある。
【0041】
また、本実施例では、高圧側燃料フィルタ20やプレッシャレギュレータ40が交換自在である。また、燃料タンク1内にプレッシャレギュレータ40を収容し、燃料タンク1から内燃機関への一方通行の燃料配管2を配設するだけとしていることにより、内燃機関の近傍で加熱された燃料が余剰燃料として再び燃料タンク1内に戻されることがない。このため、燃料タンク1内の燃料温度の上昇が抑えられ、燃料蒸気の発生または燃料中での気泡の発生を抑制できる。
【0042】
そして、本実施例では、燃料ポンプ10の外周に、周方向に関して重複して高圧側燃料フィルタ20とパイプ57及びプレッシャレギュレータ40とが配置される。同様に、燃料ポンプ10の外周に、周方向に関して重複して高圧側燃料フィルタ20と燃料液面計50とが配置される。同様に、燃料ポンプ10の外周に、周方向に関して重複して高圧側燃料フィルタ20と電気コネクタ38とが配置される。
【0043】
このように、本実施例の内燃機関用燃料フィルタは、内燃機関に供給する燃料中の微小な異物や水分を除去するものであって、高圧側燃料フィルタ20の上流側の燃圧と下流側の燃圧との差圧を一定に保持する差圧制御手段を具備するものである。
【0044】
したがって、高圧側燃料フィルタ20の上流側の燃圧と下流側の燃圧との差圧が差圧制御手段によって一定に保持される。このため、高圧側燃料フィルタ20自身の圧損の変動にかかわらず差圧制御手段を備えた高圧側燃料フィルタ20では、その上流側の燃圧と下流側の燃圧との差圧が保証される。
【0045】
また、本実施例の内燃機関用燃料フィルタにおける差圧制御手段は、差圧を高圧側燃料フィルタ20自身の圧損の変動分より大きく設定するものである。
【0046】
したがって、高圧側燃料フィルタ20が異物の付着等による劣化を呈しても下流側の燃圧が保証される。
【0047】
そして、本実施例の内燃機関用燃料フィルタにおける差圧制御手段は、燃料が流入されるダイヤフラム43、弁体51、シート部45からなる弁部の上流側の圧力室としての入口室41aと、前記弁部の下流側と高圧側燃料フィルタ20の入口側とを接続する燃料通路としてのパイプ57と、高圧側燃料フィルタ20の出口側と接続され前記弁部に前記圧力室に対する背圧を付与する背圧室としてのスプリング室41bとを具備するプレッシャレギュレータ40とするものである。
【0048】
したがって、差圧制御手段としてのプレッシャレギュレータ40を高圧側燃料フィルタ20に接続し背圧をフィードバックするという簡単な構成によって差圧が一定に保持される。
【0049】
更に、本実施例の内燃機関用燃料供給装置は、燃料を汲上げる燃料ポンプ10と内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁6との間に差圧制御手段としてのプレッシャレギュレータ40を備えた高圧側燃料フィルタ20を配設するものである。
【0050】
したがって、プレッシャレギュレータ40を有する高圧側燃料フィルタ20を燃料ポンプ10の周囲近傍に配設することで、例えば、燃料タンク1内に配置し易く極めて実用的な燃料供給装置を構築できる。
【0051】
加えて、本実施例の内燃機関用燃料供給装置は、燃料ポンプ10から吐出される燃圧を所定圧に設定する電流制御回路9にて達成される吐出圧制御手段を具備するものである。
【0052】
したがって、差圧制御手段としてのプレッシャレギュレータ40を有し差圧が一定に保持される高圧側燃料フィルタ20を用いて吐出圧制御手段としての電流制御回路9で燃料ポンプ10側の燃圧が所定圧に設定されると燃料噴射弁6側に対する燃圧を所定圧にできる。
【0053】
更にまた、本実施例の内燃機関用燃料供給装置は、燃料ポンプ10は内蔵する電動モータにて駆動され、吐出圧制御手段は電動モータを流れる電流を所定値に制御する電流制御回路9を具備するものである。
【0054】
つまり、燃料ポンプ10に内蔵された電動モータを流れる電流と燃料ポンプ10から吐出される燃圧とは比例関係にあるため、電流制御回路9を用いることで燃圧を容易に所定圧に設定することができる。
【0055】
ところで、上記実施例では、差圧制御手段がプレッシャレギュレータ40であるとしたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、高圧側燃料フィルタ20の上流側の燃圧と下流側の燃圧との差圧を一定に保持できるものであればよい。
【0056】
また、上記実施例では、プレッシャレギュレータ40を備えた高圧側燃料フィルタ20を燃料ポンプ10の周囲近傍に配置して燃料タンク1内に収容する構成としたが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、プレッシャレギュレータ40及び高圧側燃料フィルタ20の配置は適宜設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用燃料フィルタ及び燃料供給装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】 図2は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用燃料フィルタ及び燃料供給装置の要部構成を示す断面図である。
【図3】 図3は図2のA方向矢視図である。
【図4】 図4は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関用燃料フィルタ及び燃料供給装置における燃圧と供給燃料量との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
6 燃料噴射弁
8 ECU(電子制御装置)
9 電流制御回路(吐出圧制御手段)
10 燃料ポンプ
20 高圧側燃料フィルタ
40 プレッシャレギュレータ(差圧制御手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention supplies fuel to an EFI (Electronic Fuel Injection) of an internal combustion engine or the like. Returnless fuel supply system for internal combustion engine It is about.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a system related to a fuel filter for an internal combustion engine and a fuel supply device, a system that controls a voltage of a fuel pump and has a return pipe is known. In such a system, the pressure of fuel in the fuel rail (delivery pipe) to which the fuel injection valve is fixed (hereinafter simply referred to as “fuel pressure”) is made constant by a pressure regulator, and excess fuel is passed through the return pipe. It is controlled to return to the fuel tank. For this reason, it is necessary to keep the fuel pressure in the fuel rail at the maximum pressure that can be used regardless of the operating state of the internal combustion engine, etc., so it is wasteful in terms of energy and requires return piping, which makes it difficult to reduce costs. It was.
[0003]
In contrast to the above-described system, there has been proposed a system that does not require a return pipe without using a sensor that detects a fuel pressure by controlling the current value of an electric motor that drives a fuel pump. In this case, the fuel pressure at the fuel pump outlet can be controlled with high accuracy.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if foreign matter adheres to the high-pressure fuel filter installed on the downstream side of the fuel pump, fuel pressure loss (hereinafter simply referred to as “pressure loss”) increases. Then, the fuel pressure in the fuel rail disposed on the downstream side of the high-pressure side fuel filter decreases, and as a result, an internal combustion engine that requires a large amount of fuel injection from the fuel injection valve fixed to the fuel rail. When the engine is in the high output range, there is a problem that the fuel injection amount decreases and the air-fuel ratio shifts to the lean side.
[0005]
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and in a fuel supply system without a return pipe, there is adhesion of minute foreign matters to the fuel filter disposed in the middle of the fuel pipe, and the pressure loss caused thereby fluctuates. Can maintain the predetermined fuel pressure in the fuel injection valve Returnless fuel supply system for internal combustion engine Is a challenge.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1 Returnless fuel supply system for internal combustion engine Accordingly, the differential pressure control means is arranged, so that the differential pressure between the fuel pressure on the upstream side and the fuel pressure on the downstream side of the fuel filter that is set to a predetermined pressure by the discharge pressure control means and discharged from the fuel pump is constant. And the differential pressure is set to be larger than the fluctuation of the pressure loss of the fuel filter itself. This differential pressure control means is connected to a pressure chamber upstream of the valve portion, a fuel passage connected to the downstream side of the valve portion and the inlet side of the fuel filter, and to the outlet side of the fuel filter. Back Pressure and biasing force of coil spring From the back pressure chamber When the back pressure in the back pressure chamber drops below a predetermined pressure relative to the fuel pressure in the pressure chamber, the valve opens the fuel passage and introduces the pressure of the fuel discharged from the fuel pump to the inlet side of the fuel filter. In addition, when the back pressure of the back pressure chamber becomes equal to or higher than a predetermined pressure with respect to the fuel pressure in the pressure chamber, the valve portion closes the fuel passage so that the differential pressure is kept constant. In addition, the opening and closing of the valve unit is controlled by the pressure of the fuel on the downstream side, and the valve opening pressure is set larger than the fluctuation amount of the pressure loss of the fuel filter itself. Achieved with a pressure regulator Ru . For this reason, the fuel filter has a simple configuration in which a pressure regulator as a differential pressure control means is connected in parallel to the inlet side and the outlet side of the fuel filter, and the upstream side of the fuel filter regardless of the pressure loss fluctuation of the fuel filter itself. The differential pressure between the fuel pressure on the fuel side and the fuel pressure on the downstream side is guaranteed, and the fuel filter has deteriorated due to adhesion of foreign matter. Also, The fuel pressure on the fuel pump side upstream of the fuel filter Control the fuel pressure to be the sum of the fuel pressure in the desired fuel rail and the valve opening pressure of the preset pressure regulator. If it does, the effect that the fuel pressure with respect to the fuel injection valve side which is a downstream can be made into predetermined pressure will be acquired.
[0009]
Also , Fuel pump and fuel injection Fuel rail to which the valve is connected A fuel filter is disposed between the two. For this reason, by arranging the fuel filter having the differential pressure control means in the vicinity of the periphery of the fuel pump, for example, it is possible to construct an extremely practical fuel supply device that is easy to arrange in the fuel tank.
[0011]
Also The discharge pressure control means is achieved by a current control circuit that controls the current flowing through the electric motor built in the fuel pump to a predetermined value. That is, since the current flowing through the electric motor built in the fuel pump and the fuel pressure discharged from the fuel pump are in a proportional relationship, the fuel pressure can be easily set to a predetermined pressure by using the current control circuit. Is obtained.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
[0013]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a fuel filter for an internal combustion engine and a fuel supply device according to an embodiment of the present invention.
[0014]
In FIG. 1, a fuel pump 10 is disposed in the fuel tank 1, and a low-pressure fuel filter 13 is connected to the suction side of the fuel pump 10. A pressure regulator 40 is connected to the discharge side of the fuel pump 10 through a fuel passage 56. The pressure regulator 40 is divided into an inlet chamber 41a and a spring chamber 41b by a diaphragm 43. One spring chamber 41b is provided with a compression coil spring 47 applied with a biasing force, and the opening of the pipe 57 projecting into the other inlet chamber 41a is closed by the diaphragm 43 biased by the compression coil spring 47. It has been. A high-pressure fuel filter 20 is connected to a pipe 57 on the discharge side of the pressure regulator 40, and a fuel rail 5 is connected to the discharge side of the high-pressure fuel filter 20 via a fuel pipe 2. The fuel rail 5 is connected with fuel injection valves 6 corresponding to the number of cylinders for supplying fuel to each cylinder of an internal combustion engine (not shown). The discharge side of the high-pressure fuel filter 20 is connected to a spring chamber 41 b on the back pressure side of the pressure regulator 40 through a fuel passage pipe 58. The current supplied to the fuel pump 10 is controlled by a current control circuit 9 built in the fuel pump 10. In addition, the fuel injection valve 6 and the current control circuit 9 are controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 8.
[0015]
The ECU 8 is a logic including a CPU 8a as a known central processing unit, a ROM 8b storing a control program, a RAM 8c storing various data, a B / U (backup) RAM 8d, an input / output circuit 8e, a bus line 8f connecting them, and the like. It is configured as an arithmetic circuit. Various sensors for detecting the operation state of the internal combustion engine (not shown) are connected to the ECU 8, and various sensor signals 70 from these sensors are input to the CPU 8a via the input / output circuit 8e of the ECU 8. The ECU 8 is connected to the fuel injection valve 6 and the current control circuit 9, and the control signals are output from the ECU 8 to them.
[0016]
In the above configuration, when the fuel is pumped up by the fuel pump 10 disposed in the fuel tank 1, large foreign matters contained in the fuel are removed by the low pressure side fuel filter 13, and the fuel pump 10 pumps up the fuel. The raised fuel is sent to the high-pressure fuel filter 20 via the fuel passage 56, the pressure regulator 40, and the pipe 57. In the high-pressure side fuel filter 20, minute foreign matters and moisture contained in the fuel are removed, and the filtered fuel is sent to the fuel rail 5 through the fuel pipe 2. The high-pressure fuel supplied to the fuel rail 5 is injected from the fuel injection valve 6 so as to face an intake port of an internal combustion engine (not shown).
[0017]
Since this configuration is a so-called returnless fuel supply system, there is no return pipe for returning the fuel from the fuel rail 5 or the like to the fuel tank 1. Therefore, in this embodiment, as will be described later, the current control circuit 9 does not show the fuel pump 10 in the fuel pump 10 so that the fuel pressure in the fuel rail 5 corresponding to the amount of fuel supplied from the fuel rail 5 becomes a predetermined pressure. The current to the electric motor (pump motor) is controlled.
[0018]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main configuration of the internal combustion engine fuel filter and fuel supply device according to the present embodiment, and FIG. 3 is a view in the direction of arrow A in FIG.
[0019]
As shown in FIGS. 2 and 3, the fuel pump 10, the high-pressure fuel filter 20, the electrical connector 38, the pressure regulator 40, the fuel level gauge 50, and other functional parts are provided on the upper wall of the fuel tank 1. It is provided inside the fuel tank 1 through the opening.
[0020]
As shown in FIG. 3, the arrangement of the parts belonging to these fuel supply devices is as follows. As shown in FIG. 3, the fuel pump 10 is arranged at the central shaft portion of the cylindrical unit. A C-shaped high-pressure fuel filter 20 is provided in the range of the half circumference. Further, an electrical connector 38, a pressure regulator 40, a fuel level gauge 50, and a fuel passage 56 are disposed in a space on one side around the fuel pump 10 where the high-pressure side fuel filter 20 is not provided. The fuel level gauge 50 is installed below the pressure regulator 40 shown in FIG.
[0021]
As a result, various functional components can be arranged and configured in a cylindrical shape at a high density within the range allowed by the fuel tank depth using the space around the substantially solid cylindrical fuel pump 10. This improves the workability when the unit of the fuel supply device is attached to the fuel tank 1. Note that the low-pressure fuel filter 13 and the float of the fuel level gauge 50 extend from the cylindrical unit.
[0022]
Next, the arrangement configuration of the fuel pump 10, the high-pressure fuel filter 20, and the pressure regulator 40 will be described with reference to FIGS.
[0023]
As shown in FIG. 2, a fuel pump 10 is disposed inside a pump case 12 that is fitted to the lower part of a filter case 21, and a half-cylindrical high-pressure fuel filter that is a half cylinder upward from the middle of the fuel pump 10. 20 is arranged. As a result, when viewed from the side rather than in series in the pump axial direction of the fuel pump 10, the high-pressure side fuel filter is partially disposed around the fuel pump in a direction partially overlapping with the fuel pump 10 in the pump axial direction of the fuel pump 10. Since the lower end portion of 20 is arranged, the length in the pump axial direction, that is, the height in the depth direction of the fuel tank is reduced, and the outer shape of the fuel supply device having a compact highly integrated functional component is obtained.
[0024]
The pump case 12 that houses the pump body 11 of the fuel pump 10 has a claw 95 snap-fitted into the hole 96 of the filter case 21. Thus, the pump body 11 can be easily detached from the filter case 21 by removing the pump case 12 from the filter case 21. The pump body 11 is floated by an upper rubber member 122 and a lower rubber member 124, and is supported and fixed by the pump case 12 and the filter case 21.
[0025]
From the fuel in the fuel tank 1 pumped up by the pump body 11, first, large foreign matters and the like are removed by the low-pressure side fuel filter 13. The fuel sent from the pump body 11 to the pressure regulator 40 is adjusted to a predetermined pressure by the pressure regulator 40 and then sent to the high-pressure side fuel filter 20. Water is further removed and supplied from the fuel discharge pipe 24 to the fuel injection valve 6 side.
[0026]
The high-pressure fuel filter 20 is assembled to the fuel pump 10 and the pressure regulator 40 so as to be detachable from each other. The filter case 21 is formed in an annular shape from a resin material, and forms a container that accommodates the filter element 30 only in a partial angle range. The filter case 21 has a C-shaped cross section orthogonal to the axis of the fuel pump 10. The filter case 21 includes an upper case 22 and a lower case 31, and the upper case 22 and the lower case 31 are welded at a boundary portion 29. The lower case 31 forms a container having a C-shaped cross section, and the C-shaped opening has a wall along the outer periphery of the fuel pump 10, and a hole 96 is formed in the wall to support the fuel pump 10. Part of the part is configured. A fuel level gauge 50 is also supported on this wall.
[0027]
The upper case 22 of the filter case 21 is entirely made of an insulating resin, and the lower case 31 is conductive because it is formed by containing a conductive material such as carbon fiber or carbon powder in the resin material. In the present embodiment, the lower case 31 is electrically connected to the metal case of the pump body 11 and is not connected to the fuel tank 1 and the vehicle body on which the fuel tank 1 is mounted. The lower case 31 may be electrically connected to the vehicle and grounded.
[0028]
The high pressure side fuel filter 20 is attached to the fuel tank 1 by fitting the peripheral portion of the upper case 22 as a lid into the groove portion 1a formed in the peripheral portion of the upper wall opening of the fuel tank 1 via the gasket 121. Yes. A fuel intake pipe 33 provided in the filter case 21 of the high-pressure fuel filter 20 and forming a fuel inlet is connected to the discharge pipe 14 of the pump body 11. A fuel discharge pipe 24 provided in the filter case 21 of the high-pressure fuel filter 20 and forming a fuel outlet supplies the fuel from which minute foreign matters and the like have been removed by the filter element 30 to the fuel injection valve 6 side. Further, a passage hole (not shown) drilled in the passage 54 of the filter case 21 and the spring chamber 41 b of the pressure regulator 40 are connected by a fuel passage pipe 58.
[0029]
As shown in FIG. 3, the electrical connector 38 is disposed at a position above the upper case 22 so as not to overlap the semi-cylindrical high-pressure fuel filter 20 when viewed from above. The terminal of the electrical connector 38 is electrically connected to the electrical connector 15 of the fuel pump 10 via a lead wire, and supplies power to an electric motor (not shown) that drives the pump body 11.
[0030]
As shown in FIG. 2, the outer peripheral wall of the discharge pipe 14 provided on the upper part of the pump body 11 and the inner wall of the fuel suction pipe 33 of the high-pressure fuel filter 20 are sealed by a rubber member 122. Therefore, it is not necessary to fit the discharge pipe 14 and the fuel suction pipe 33 so tightly that the discharge pipe 14 and the fuel suction pipe 33 are easily processed, and the fuel pump 10 and the high-pressure fuel filter 20 Desorption is facilitated. A check valve 18 is accommodated in the discharge pipe 14. The check valve 18 prevents the fuel discharged from the discharge pipe 14 from flowing back to the pump main body 11 and maintains the fuel residual pressure in the fuel pipe when the pump main body 11 is stopped.
[0031]
The pressure regulator 40 is attached to a pressure regulator attachment portion 61 of a pipe 57 that is fitted to the fuel passage pipe 34 via an O-ring 123. The lower portion of the pipe 57 on the downstream side is connected to a filter inlet chamber hole 53 a formed in the lower case 31 of the filter case 21 via a passage member 59. The passage member 59 is a liquid-tight connection between the pipe 57 and the filter inlet chamber hole 53a using a plurality of O-rings arranged at predetermined positions. The passage member 59 is connected to the pipe 57 by a fixing member 59a. It is fixed.
[0032]
As a result, the pressure regulator 40 can be easily detached from the filter case 21 by removing the fixing member 59a from the pipe 57, removing the passage member 59, removing the pipe 57 from the fuel passage pipe 34, and removing the fuel passage pipe 58. it can. The end portion of the pressure regulator housing 41 is caulked and fixed to the pressure regulator mounting portion 61 such that the outer edge portion of the diaphragm 43 is sandwiched between the end portion of the pressure regulator housing 41 and the pressure regulator mounting portion 61. A communication hole 41c is formed in the pressure regulator housing 41, and the spring chamber 41b of the pressure regulator housing 41 is connected to a fuel passage pipe 58 in a passage hole (not shown) formed in the passage 54 of the filter case 21 through the communication hole 41c. Connected by. For this reason, the fuel pressure in the spring chamber 41b to which the back pressure is applied is set to be the fuel pressure in the discharge passage 24a of the fuel discharge pipe 24, that is, the fuel pressure in the fuel rail 5. The valve body 51 that is integrally fixed to the diaphragm 43 is urged toward the seat portion 45 side of the pipe 57 by the urging force of the compression coil spring 47.
[0033]
Next, the flow of fuel will be described.
[0034]
The fuel discharged from the low pressure side fuel filter 13 through the fuel pump suction port, through the inside of the pump and discharged from the discharge pipe 14 by the pumping up of the fuel pump 10 passes through the passage 56 in the upper case 22 and is shown in the direction of the arrow in FIG. Proceed to This fuel descends at the downstream end of the passage 56 and is introduced into the inlet chamber 41 a of the pressure regulator 40 from the inlet passage 57 a of the pipe 57. The fuel introduced into the inlet chamber 41a of the pressure regulator 40 is regulated by the pressure regulator 40 and proceeds to the filter inlet chamber 53 through the outlet passage 57b. This fuel enters the passage 54 through the filter element 30 and is supplied from the discharge passage 24a of the fuel discharge pipe 24 to the fuel injection valve 6 side. Here, the fuel pressure in the passage 54 is applied to the spring chamber 41 b of the pressure regulator 40 through the fuel passage pipe 58.
[0035]
Next, the operation of the fuel supply device will be described with reference to the characteristic diagrams showing the relationship between the fuel pressure and the amount of supplied fuel in FIGS.
[0036]
In FIG. 2, the diaphragm 43 of the pressure regulator 40 is moved to the spring chamber 41b side against the urging force of the compression coil spring 47 and the fuel pressure on the spring chamber 41b side when the fuel pressure in the inlet chamber 41a exceeds a predetermined pressure. At this time, since the valve body 51 is moved together with the diaphragm 43 and is separated from the seat portion 45, the fuel in the inlet passage 57a of the pipe 57 is introduced into the filter inlet chamber 53 of the high-pressure fuel filter 20 through the outlet passage 57b. Is done. After that, the fuel pressure of the fuel that has passed through the filter element 30 of the high-pressure fuel filter 20 decreases due to the filter pressure loss caused by passing through the filter element 30. Here, since the fuel pressure in the passage 54 on the downstream side of the high-pressure fuel filter 20 is fed back to the spring chamber 41b side of the pressure regulator 40, the fuel pressure drop due to the filter pressure loss is compensated, that is, the outlet passage 57b of the pipe 57. The fuel pressure inside is increased by the fuel pressure drop due to the filter pressure loss.
[0037]
In order to achieve an increase in fuel pressure commensurate with the decrease in fuel pressure due to this filter pressure loss, as shown in FIG. 4, the valve opening of the pressure regulator 40 with respect to the desired fuel pressure in the fuel rail 5 (for example, fuel rail pressure 170-250 kPa). The pressure is preset to a pressure (for example, a pressure regulator valve opening pressure of 20 to 50 kPa) that exceeds the filter pressure loss after deterioration of the filter element 30 in the high-pressure fuel filter 20. Then, the current supplied to the fuel pump 10 is controlled so that the fuel pressure at the outlet of the fuel pump 10 (fuel pump outlet pressure) is equal to the fuel pressure obtained by adding the fuel pressure in the fuel rail 5 and the valve opening pressure of the pressure regulator 40. .
[0038]
Note that the fuel pressure in the fuel rail 5 (fuel rail pressure) Valve opening pressure of pressure regulator 40 Is the pressure of the outlet passage 57b of the pipe 57 (pipe outlet passage pressure). Further, the fuel pressure in the fuel rail 5 at the time of high temperature start is raised to, for example, a fuel rail pressure of 300 to 500 kPa in order to suppress the generation of vapor (gas) in the fuel. Thereby, the fuel supplied from the high pressure side fuel filter 20 to the fuel injection valve 6 side via the pressure regulator 40 from the fuel pump 10 can be held at a predetermined fuel pressure.
[0039]
According to the present embodiment, the partial annular high-pressure fuel filter 20 is disposed concentrically with the pump shaft of the fuel pump 10 when viewed from the top of the fuel pump 10. Then, functional parts such as the electrical connector 38, the pressure regulator 40, and the fuel level gauge 50 are arranged using the remaining partial annular space where the high-pressure fuel filter 20 is not provided. For this reason, there is an effect that the physique length in the pump axial direction of the fuel supply device, that is, the physique length in the fuel tank depth direction can be shortened. In the above-described embodiment, in order to form the partial annular high-pressure fuel filter 20, the lower case 31 having a C-shaped cross section is fixed to the upper case 22, and the filter element 30 is accommodated therein. The pump body 11 is grounded on the inner peripheral side of the lower case 31, and other components such as the pressure regulator 40 are disposed in the open space of the C-shaped lower case 31.
[0040]
As described above, by disposing various functional parts in the direction of the pump axis of the fuel pump 10 and in the space around the pump axis to form a unit, a fuel supply device having a substantially cylindrical shape as a whole can be configured. Thereby, there exists an effect that size reduction and size reduction of fuel supply apparatus itself can be achieved.
[0041]
In the present embodiment, the high-pressure fuel filter 20 and the pressure regulator 40 are replaceable. Further, since the pressure regulator 40 is accommodated in the fuel tank 1 and only the one-way fuel pipe 2 from the fuel tank 1 to the internal combustion engine is provided, the fuel heated in the vicinity of the internal combustion engine can be used as surplus fuel. As a result, it is not returned to the fuel tank 1 again. For this reason, the rise in the fuel temperature in the fuel tank 1 is suppressed, and generation of fuel vapor or bubbles in the fuel can be suppressed.
[0042]
In this embodiment, the high-pressure fuel filter 20, the pipe 57, and the pressure regulator 40 are disposed on the outer periphery of the fuel pump 10 so as to overlap in the circumferential direction. Similarly, the high-pressure fuel filter 20 and the fuel level gauge 50 are disposed on the outer periphery of the fuel pump 10 so as to overlap in the circumferential direction. Similarly, the high-pressure fuel filter 20 and the electrical connector 38 are disposed on the outer periphery of the fuel pump 10 so as to overlap in the circumferential direction.
[0043]
As described above, the fuel filter for an internal combustion engine according to the present embodiment removes minute foreign matters and moisture in the fuel supplied to the internal combustion engine. The fuel filter on the upstream side of the high-pressure side fuel filter 20 and the downstream side A differential pressure control means for maintaining a constant differential pressure with respect to the fuel pressure is provided.
[0044]
Accordingly, the differential pressure between the upstream side fuel pressure and the downstream side fuel pressure of the high pressure side fuel filter 20 is kept constant by the differential pressure control means. For this reason, in the high-pressure side fuel filter 20 provided with the differential pressure control means regardless of the pressure loss fluctuation of the high-pressure side fuel filter 20 itself, the differential pressure between the upstream side fuel pressure and the downstream side fuel pressure is guaranteed.
[0045]
Further, the differential pressure control means in the fuel filter for the internal combustion engine of the present embodiment sets the differential pressure to be larger than the fluctuation amount of the pressure loss of the high pressure side fuel filter 20 itself.
[0046]
Therefore, even if the high-pressure fuel filter 20 is deteriorated due to adhesion of foreign matters, the downstream fuel pressure is guaranteed.
[0047]
And the differential pressure control means in the fuel filter for an internal combustion engine of the present embodiment includes an inlet chamber 41a as a pressure chamber on the upstream side of the valve portion including the diaphragm 43 into which fuel flows, the valve body 51, and the seat portion 45; A pipe 57 serving as a fuel passage connecting the downstream side of the valve portion and the inlet side of the high-pressure side fuel filter 20 and the outlet side of the high-pressure side fuel filter 20 are connected to apply a back pressure on the pressure chamber to the valve portion. The pressure regulator 40 includes a spring chamber 41b as a back pressure chamber.
[0048]
Therefore, the differential pressure is kept constant by a simple configuration in which the pressure regulator 40 as the differential pressure control means is connected to the high-pressure fuel filter 20 and the back pressure is fed back.
[0049]
Further, the fuel supply device for the internal combustion engine of the present embodiment includes a high pressure pressure regulator 40 as a differential pressure control means between the fuel pump 10 for pumping fuel and the fuel injection valve 6 for supplying fuel to the internal combustion engine. A side fuel filter 20 is provided.
[0050]
Therefore, by disposing the high-pressure fuel filter 20 having the pressure regulator 40 in the vicinity of the periphery of the fuel pump 10, for example, an extremely practical fuel supply device that can be easily disposed in the fuel tank 1 can be constructed.
[0051]
In addition, the fuel supply device for the internal combustion engine of the present embodiment includes a discharge pressure control means that is achieved by a current control circuit 9 that sets a fuel pressure discharged from the fuel pump 10 to a predetermined pressure.
[0052]
Therefore, the fuel pressure on the fuel pump 10 side is a predetermined pressure in the current control circuit 9 as the discharge pressure control means using the high pressure side fuel filter 20 having the pressure regulator 40 as the differential pressure control means and maintaining the differential pressure constant. When set to, the fuel pressure for the fuel injection valve 6 side can be set to a predetermined pressure.
[0053]
Furthermore, in the fuel supply device for an internal combustion engine of this embodiment, the fuel pump 10 is driven by a built-in electric motor, and the discharge pressure control means includes a current control circuit 9 that controls the current flowing through the electric motor to a predetermined value. To do.
[0054]
That is, since the current flowing through the electric motor built in the fuel pump 10 and the fuel pressure discharged from the fuel pump 10 are in a proportional relationship, the fuel pressure can be easily set to a predetermined pressure by using the current control circuit 9. it can.
[0055]
In the above embodiment, the differential pressure control means is the pressure regulator 40. However, the present invention is not limited to this, and the upstream side fuel pressure of the high-pressure fuel filter 20 is not limited to this. What is necessary is just to be able to keep the pressure difference with the downstream fuel pressure constant.
[0056]
Further, in the above embodiment, the high-pressure side fuel filter 20 provided with the pressure regulator 40 is arranged in the vicinity of the periphery of the fuel pump 10 and accommodated in the fuel tank 1, but when the present invention is implemented, However, the arrangement of the pressure regulator 40 and the high pressure side fuel filter 20 can be appropriately set.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a fuel filter and a fuel supply device for an internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main configuration of a fuel filter and a fuel supply device for an internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view taken in the direction of the arrow A in FIG.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the fuel pressure and the amount of supplied fuel in the internal combustion engine fuel filter and fuel supply device according to an example of the embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
6 Fuel injection valve
8 ECU (electronic control unit)
9 Current control circuit (Discharge pressure control means)
10 Fuel pump
20 High-pressure side fuel filter
40 Pressure regulator (Differential pressure control means)

Claims (1)

電動モータにて駆動されて燃料タンク内の燃料を汲上げる燃料ポンプと、内燃機関の各気筒に燃料を供給する燃料噴射弁が接続された燃料レールとの間に配設され、前記燃料ポンプから吐出された燃料中の微小な異物や水分を除去する燃料フィルタと、
前記燃料ポンプから吐出される燃料の圧力を所定圧に設定する吐出圧制御手段と、
前記吐出圧制御手段で設定される前記燃料フィルタの上流側の燃料の圧力と下流側の燃料の圧力との差圧を一定に保持すると共に、前記差圧を前記燃料フィルタ自身の圧力損失の変動分より大きく設定する差圧制御手段とを具備し、
前記差圧制御手段は、プレッシャレギュレータであって、燃料が流入される弁部の上流側の圧力室と、前記弁部の下流側と前記燃料フィルタの入口側とを接続する燃料通路と、前記燃料フィルタの出口側と接続され前記弁部に前記圧力室に対する背圧及びコイルスプリングの付勢力を付与する背圧室からなり、前記背圧室の背圧が前記圧力室の燃料の圧力に対して所定圧未満に低下すると前記弁部が前記燃料通路を開け、前記燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を前記燃料フィルタの入口側に導入し、また、前記背圧室の背圧が前記圧力室の燃料の圧力に対して所定圧以上になると前記弁部が前記燃料通路を閉じて、前記差圧が一定に保持されるように、前記燃料フィルタの上流側及び下流側の燃料の圧力により前記弁部の開閉を制御すると共に、前記プレッシャレギュレータの開弁圧力が前記燃料フィルタ自身の圧力損失の変動分より大きく設定されており、
前記吐出圧制御手段は、前記電動モータに供給する電流を所定値に制御する電流制御回路を有し、前記燃料ポンプから吐出される燃料の圧力が、所望する前記燃料レール内の燃圧と予め設定された前記プレッシャレギュレータの開弁圧力とを加算した燃圧となるように前記電流を制御することを特徴とする内燃機関用リターンレス燃料供給装置。
A fuel pump driven by an electric motor to pump up fuel in a fuel tank and a fuel rail connected to a fuel injection valve for supplying fuel to each cylinder of the internal combustion engine are disposed between the fuel pump and the fuel pump. A fuel filter that removes minute foreign matter and moisture in the discharged fuel ;
A discharge pressure control means for setting a predetermined pressure the pressure of the fuel discharged from said fuel pump,
While maintaining the differential pressure between the pressure of the fuel upstream of the fuel filter and the pressure of the fuel downstream of the fuel filter set by the discharge pressure control means, the differential pressure varies with the pressure loss of the fuel filter itself. Differential pressure control means for setting larger than the minute,
The differential pressure control means is a pressure regulator, and includes a pressure chamber on the upstream side of a valve portion into which fuel is introduced, a fuel passage connecting a downstream side of the valve portion and an inlet side of the fuel filter, A back pressure chamber connected to the outlet side of the fuel filter and applying a back pressure against the pressure chamber and a biasing force of a coil spring to the valve portion, and the back pressure in the back pressure chamber against the fuel pressure in the pressure chamber When the pressure drops below a predetermined pressure, the valve portion opens the fuel passage, introduces the pressure of the fuel discharged from the fuel pump to the inlet side of the fuel filter, and the back pressure in the back pressure chamber is the pressure. When the pressure exceeds a predetermined pressure relative to the fuel pressure in the chamber, the valve portion closes the fuel passage, and the pressure of the fuel on the upstream and downstream sides of the fuel filter is maintained so that the differential pressure is kept constant. Control the opening and closing of the valve Both the opening pressure of the pressure regulator is set larger than the variation in the pressure loss of the fuel filter itself,
The discharge pressure control means has a current control circuit for controlling a current supplied to the electric motor to a predetermined value, and the pressure of the fuel discharged from the fuel pump is preset with a desired fuel pressure in the fuel rail. A returnless fuel supply device for an internal combustion engine , wherein the current is controlled so that a fuel pressure is obtained by adding a valve opening pressure of the pressure regulator .
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