JP4732425B2

JP4732425B2 - 燃料供給装置

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Publication number: JP4732425B2
Application number: JP2007299161A
Authority: JP
Inventors: 恒明青木
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2027-11-19
Also published as: US7909023B2; US20090126698A1; DE102008057890B4; DE102008057890A1; JP2009121436A

Description

本発明は、主に車両用エンジンに用いられる燃料供給装置に関する。

従来の燃料供給装置には、燃料タンク内の燃料をエンジン側へ供給する燃料ポンプと、その燃料ポンプからエンジン側へ供給される加圧燃料の燃圧を調圧しかつ余剰となった余剰燃料を排出する調圧弁と、その調圧弁から吐出される余剰燃料の流れにより作動されるジェットポンプとを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。また、一般的な燃料ポンプでは、モータによるインペラの回転に伴ってポンプ通路内に発生するベーパを逃がすために、ポンプハウジングにベーパジェット（ベーパ逃がし孔、ベーパ排出孔等とも呼ばれる。）を設け、ポンプ通路内で発生するベーパを含むベーパ燃料を加圧途中でベーパジェットからポンプ外部へ排出している。

特開２００１−２４８５１２号公報

しかしながら、従来の燃料供給装置（特許文献１参照）にあっては、燃料ポンプにおけるベーパジェットからのベーパ燃料の排出に関して何ら制御していない。このため、とくに、システム燃圧に達した昇圧状態において、ベーパがほとんど発生しないにもかかわらず、ベーパジェットから加圧燃料が排出されていることから、加圧燃料の流量損失が大きく、燃料ポンプの負荷の増大を招くことになる。また、ジェットポンプが余剰燃料の流れにより作動されるものであるから、余剰燃料量の変化によりジェットポンプによる燃料汲み上げ量が不安定になるという問題があった。
本発明は、システム燃圧の昇圧状態における燃料ポンプの負荷を低減するとともに、ジェットポンプによる燃料汲み上げ量を安定化することのできる燃料供給装置を提供することを課題とする。

前記課題は、本発明の特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とする燃料供給装置により解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記載された燃料供給装置によると、エンジンの始動直後のように、ベーパの発生しやすいとき、燃料ポンプの低電圧での昇圧時等の運転領域で、余剰燃料通路における絞り部より上流側の通路部内の余剰燃料圧が閾値未満のときは、切替弁によりベーパ燃料通路が開かれてジェットポンプ用燃料通路が閉じられる。したがって、ベーパ燃料通路を通じてベーパ燃料を排出する一方、ジェットポンプ用燃料通路の遮断によりジェットポンプが停止されるため、エンジン側への加圧燃料の供給燃料量を増加することができる。このため、燃料ポンプのポンプサイズを律速すなわち規定する運転領域でジェットポンプを停止することで、ポンプサイズを抑制し、燃料ポンプの消費電流を低減することができる。
また、燃料ポンプが通常に機能し、システム燃圧に達した昇圧状態のように、ベーパがほとんど発生しないとき、余剰燃料量が増えたとき等の運転領域で、前記余剰燃料圧が閾値以上のときは、切替弁によりベーパ燃料通路が閉じられてジェットポンプ用燃料通路が開かれる。したがって、ベーパ燃料通路の遮断によりベーパジェットからの加圧燃料の排出を防止することにより、システム燃圧の昇圧状態における燃料ポンプの負荷を低減することができる。これとともに、ジェットポンプ用燃料通路を介して導入される加圧燃料の流れによりジェットポンプを作動させることができる。このように、ジェットポンプの駆動用燃料として燃料ポンプから吐出される加圧燃料を用いることにより、ジェットポンプを作動する加圧燃料量がほぼ一定となるため、ジェットポンプによる燃料汲み上げ量を安定化することができる。
よって、システム燃圧の昇圧状態における燃料ポンプの負荷を低減するとともに、ジェットポンプによる燃料汲み上げ量を安定化することができる。

また、特許請求の範囲の請求項２に記載された燃料供給装置によると、エンジンの始動直後のように、ベーパの発生しやすいとき、燃料ポンプの低電圧での昇圧時等の運転領域で、余剰燃料通路における絞り部より上流側の通路部内の余剰燃料圧が閾値未満のときは、第１の開閉弁によりベーパ燃料通路が開かれるとともに、第２の開閉弁によりジェットポンプ用燃料通路が閉じられる。したがって、ベーパ燃料通路を通じてベーパ燃料を排出する一方、ジェットポンプ用燃料通路の遮断によりジェットポンプが停止されるため、エンジン側への加圧燃料の供給燃料量を増加することができる。このため、燃料ポンプのポンプサイズを律速すなわち規定する運転領域でジェットポンプを停止することで、ポンプサイズを抑制し、燃料ポンプの消費電流を低減することができる。
また、燃料ポンプが通常に機能し、システム燃圧に達した昇圧状態のように、ベーパがほとんど発生しないとき、余剰燃料量が増えたとき等の運転領域で、前記余剰燃料圧が閾値以上のときは、第１の開閉弁によりベーパ燃料通路が閉じられるとともに、第２の開閉弁によりジェットポンプ用燃料通路が開かれる。したがって、ベーパ燃料通路の遮断によりベーパジェットからの加圧燃料の排出を制限することにより、システム燃圧の昇圧状態における燃料ポンプの負荷を低減することができる。これとともに、ジェットポンプ用燃料通路を介して導入される加圧燃料の流れによりジェットポンプを作動させることができる。このように、ジェットポンプの駆動用燃料として燃料ポンプから吐出される加圧燃料を用いることにより、ジェットポンプを作動する加圧燃料量がほぼ一定となるため、ジェットポンプによる燃料汲み上げ量を安定化することができる。
よって、システム燃圧の昇圧状態における燃料ポンプの負荷を低減するとともに、ジェットポンプによる燃料汲み上げ量を安定化することができる。

また、特許請求の範囲の請求項３に記載された燃料供給装置によると、弁装置により背圧燃料通路を開閉することで、調圧弁の背圧室に作用する加圧燃料の燃圧が変化することにより、調圧弁の調圧室内の燃圧すなわちエンジン側へ供給される燃圧を可変することができる。したがって、エンジンの始動時等に調圧弁の調圧室内の燃圧を高めることにより、エンジン側のインジェクタから噴射される噴射燃料の微粒化が促進されてエンジンの始動性を向上し、又、エミッションを低減することができる。また、エンジン始動後に調圧弁の調圧室内の燃圧を低めることにより、燃料ポンプ等にかかる負荷を低減することができる。

また、特許請求の範囲の請求項４に記載された燃料供給装置によると、背圧燃料通路に設けた上流側の絞り部と下流側の絞り部との間の中間通路部を流れる燃料を調圧弁の背圧室に導入する。このため、背圧燃料通路にエンジン側へ供給される加圧燃料を導入する際における調圧弁の背圧室に加わる燃圧を軽減することができる。

また、請求項３または４の燃料供給装置における燃圧可変システムの構成において、低温始動時等に高燃圧にするために燃料ポンプの負荷は増大するが、弁装置を用いてジェットポンプへの燃料供給を停止することにより、燃料ポンプの負荷を低減し、ポンプサイズを小型することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を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、図示しない車両に搭載されておりかつ燃料を貯蔵する燃料タンク１２内に設けられている。なお、燃料タンク１２は複数のタンク室を備える形式のものであって、本燃料供給装置１０は、メインタンク室内（例えば、メインタンク室内に設けられるリザーバカップ内）に配置されている。

前記燃料供給装置１０は、燃料ポンプ１４、調圧弁１５、ジェットポンプ１６、切替弁１７、弁装置１８等を主要構成部品として構成されている。
燃料ポンプ１４を説明する。なお、図３は燃料ポンプを示す断面図である。
図３に示すように、燃料ポンプ１４は、電動式のモータ部２０と、モータ部２０の下端部に設けられたインペラ式のポンプ部２１とを備えるモータ一体型のインタンク式燃料ポンプであって、前記燃料タンク１２内の燃料をエンジン側へ供給するものである。ポンプ部２１は、モータ部２０の駆動によりポンプハウジング２２内のインペラ２３が回転されることにより、前記燃料タンク１２内の燃料を吸入しかつ昇圧してモータ部２０内に吐出する。また、ポンプハウジング２２内には、インペラ２３の外周部に沿って形成されたＣ字状のポンプ通路２４が形成されている。また、ポンプハウジング２２の下面側には、ポンプ通路２４の始端部に連通しかつ燃料を吸入する燃料吸入口２５が設けられている。燃料吸入口２５には、燃料を濾過する吸入フィルタ２６が管接続されている。また、ポンプハウジング２２の上面側には、ポンプ通路２４の始端部に連通しかつ燃料をモータ部２０のモータハウジング２７内に吐出する流出口２８が設けられている。また、モータハウジング２７の上面側には、モータハウジング２７内を流通した燃料を吐出する燃料吐出口２９が設けられている。

前記ポンプハウジング２２の下面側には、昇圧途中の加圧燃料、すなわちベーパ（燃料が気化することにより生じる気泡）を含むベーパ燃料をポンプ通路２４から外部へ排出するためのベーパジェット３０が設けられている。さらに、ポンプハウジング２２の下面側には、ポンプ通路２４にベーパジェット３０より下流側において連通されかつ昇圧途中の加圧燃料をポンプ通路２４から外部へ排出するための第１の燃料取出口３１と、ポンプ通路２４に第１の燃料取出口３１より下流側において連通されかつ昇圧途中の加圧燃料をポンプ通路２４から外部へ排出するための第２の燃料取出口３２が設けられている。

図１に示すように、前記燃料ポンプ１４の燃料吐出口２９には、燃料供給通路３４が接続されている。燃料供給通路３４は、燃料タンク１２側からエンジン側へ配管されている。なお、図示しないが、燃料供給通路３４の他端部は、エンジンの各燃焼室に対応するインジェクタ（燃料噴射弁）を備えるデリバリパイプに管接続されている。したがって、燃料ポンプ１４から吐出された加圧燃料は、燃料供給通路３４を介してエンジン側のデリバリパイプに供給された後、各インジェクタによりエンジンの各燃焼室内に噴射されるようになっている。

次に、前記調圧弁１５を説明する。調圧弁１５は、前記燃料ポンプ１４により前記燃料供給通路３４に供給される燃料の圧力いわゆる燃圧を調整するものである。なお、図４は調圧弁を示す断面図である。
図４に示すように、調圧弁１５は、ケーシング３６、ダイヤフラム３７、弁体３８、バルブスプリング３９等を主要構成部品として構成されている。ケーシング３６は、下面開口状をなす上側のケース部４１と、その上側のケース部４１の下面側に接合された上面開口状をなす下側のケース部４２とからなる。上側のケース部４１の上壁部には連通口４３が設けられている。また、下側のケース部４２は、その側壁部に設けられた燃料導入管４４と、その底壁部に設けられた燃料排出管４５とを有している。燃料導入管４４には、前記燃料タンク１２内で前記燃料供給通路３４から分岐された加圧燃料導入通路４７が連通されている（図１参照）。このため、下側のケース部４２内には、燃料供給通路３４内を流れる加圧燃料の一部が導入されかつその燃圧が作用する。

図４に示すように、前記ダイヤフラム３７は、前記ケーシング３６の両ケース部４１，４２の相互間に挟持されており、該ケーシング３６内を上側の背圧室４９と下側の調圧室５０とに区画している。ダイヤフラム３７は、ゴム状弾性材により形成されており、可撓性を有している。なお、ダイヤフラム３７は、本明細書でいう「可動隔壁」に相当する。
また、前記弁体３８は、ダイヤフラム３７の中央部に設けられており、該ダイヤフラム３７の撓み変形により前記燃料排出管４５の上端面を弁座として開閉する。
また、前記バルブスプリング３９は、上側のケース部４１と弁体３８との対向面間に介装されており、常に弁体３８を閉じる方向に付勢している。

しかして、前記調圧弁１５の調圧室５０内においてダイヤフラム３７を押圧する力すなわち燃圧が、背圧室４９内においてダイヤフラム３７を押圧する力すなわちバルブスプリング３９の弾性力に比べて低いときは、バルブスプリング３９の弾性力により弁体３８が閉じられる。また、調圧室５０内の燃圧が、バルブスプリング３９の弾性力よりも高くなるときは、バルブスプリング３９の弾性力に抗して弁体３８が開かれる。これにより、調圧室５０内の燃料が燃料排出管４５を通じて排出され、調圧室５０内の燃圧が設定値になるまで低下される。調圧室５０内の燃圧が設定値になると、弁体３８はバルブスプリング３９の弾性力により閉じられる。

前記調圧弁１５の燃料排出管４５には余剰燃料通路５２が連通されており、燃料排出管４５から排出される余剰燃料が余剰燃料通路５２を介して燃料タンク１２内に排出されるようになっている（図１参照）。余剰燃料通路５２の途中には通路面積を減少する絞り部５３が設けられており、絞り部５３より上流側の通路部５２ａ内に燃圧（「余剰燃料圧」という。）が発生されるようになっている。

次に、ジェットポンプ１６を説明する。図１に示すように、ジェットポンプ１６の駆動用燃料導入口５５は、前記燃料ポンプ１４の第１の燃料取出口３１に対してジェットポンプ用燃料通路５６を介して連通されている。このため、ジェットポンプ１６には、燃料ポンプ１４のポンプ通路２４（図３参照）内で昇圧途中の加圧燃料の一部が駆動用燃料として導入される。ジェットポンプ１６は、駆動用燃料の流れを利用して生じる負圧による吸引力により、一方のタンク室（例えば、メインタンク室）内に他方のタンク室（例えば、サブタンク室）内の燃料を移送するようになっている。

次に、切替弁１７を説明する。なお、図２は切替弁を示す断面図である。
図２に示すように、切替弁１７は、ケーシング５８、弁部材５９、ダイヤフラム６０、バルブスプリング６１等を主要構成部品として構成されている。ケーシング５８は、上下に並ぶ第１のケース体６３と第２のケース体６４とを備えている。第１のケース体６３は、下面開口状をなす上側のケース部６６と、その上側のケース部６６の下面側に接合された上面開口状をなす下側のケース部６７とからなる。また、第２のケース体６４は、下面開口状をなす上側のケース部６８と、その上側のケース部６８の下面側に接合された上面開口状をなす下側のケース部６９とからなる。第１のケース体６３において、上側のケース部６６の上壁部に余剰燃料導入口７０が設けられ、また、下側のケース部６７の側壁部にベーパ燃料排出口７１が設けられている。また、第２のケース体６４において、下側のケース部６９の側壁部に加圧燃料導出口７２が設けられている。

前記第１のケース体６３における下側のケース部６７の下壁部と、前記第２のケース体６４における上側のケース部６８の上壁部とは、上下方向に延びる中空円筒状をなす筒状ケース部７４により連結されている。これにより、第１のケース体６３内と第２のケース体６４内とが筒状ケース部７４内を介して連通されている。筒状ケース部７４の上下両端部は、各ケース体６３，６４内にそれぞれ突出されている。また、筒状ケース部７４の側面における上部にはベーパ燃料導入口７５が形成され、その側面における下部には加圧燃料導入口７６が形成されている。

前記弁部材５９は、前記筒状ケース部７４内に遊嵌状に挿入された弁軸７８と、その弁軸７８の上端部に設けられかつ筒状ケース部７４の上端面を弁座として開閉する第１の弁体７９と、前記弁軸７８の下端部に設けられかつ筒状ケース部７４の下端面を弁座として開閉する第２の弁体８０と、弁軸７８の中央部に設けられかつ筒状ケース部７４の内周面に摺動可能に接触するフランジ状の隔壁部８１とを一体的に有している。隔壁部８１は、筒状ケース部７４と弁軸７８との間の環状空間部を、前記ベーパ燃料導入口７５及び第１のケース体６３内に連通する上側の連通路８２と、前記加圧燃料導入口７６及び第２のケース体６４内に連通する下側の連通路８３とに区画している。

前記ダイヤフラム６０は、前記第１のケース体６３の両ケース部６６，６７の相互間に挟持されており、該ケース体６３内を上側の背圧室８４と下側のベーパ燃料室８５とに区画している。ダイヤフラム６０の中央部には、前記弁部材５９の第１の弁体７９が結合されている。ダイヤフラム６０は、ゴム状弾性材により形成されており、可撓性を有している。なお、ダイヤフラム６０は、本明細書でいう「可動隔壁」に相当する。

前記バルブスプリング６１は、前記第２のケース体６４の上側のケース部６８と弁部材５９の第２の弁体８０との対向面間に介装されており、常に弁部材５９を上方へ付勢している。これにより、第１の弁体７９が開くとともに第２の弁体８０が閉じる状態に弾性的に保持されている。

図１に示すように、前記余剰燃料導入口７０には、前記余剰燃料通路５２における絞り部５３より上流側の通路部５２ａから分岐された余剰燃料導入通路８７が連通されている。このため、切替弁１７の背圧室８４内には、余剰燃料通路５２内を流れる余剰燃料の一部が導入されかつ絞り部５３より上流側の通路部５２ａ内に付与される余剰燃料圧が作用することになる。
また、前記ベーパ燃料導入口７５には、前記燃料ポンプ１４のベーパジェット３０がベーパ燃料導入通路８８を介して連通されている。なお、ベーパ燃料導入通路８８、上側の連通路８２（図２参照）、ベーパ燃料室８５、ベーパ燃料排出口７１は、一連のベーパ燃料通路８９を構成している（図１参照）。

図１に示すように、前記燃料ポンプ１４の第１の燃料取出口３１とジェットポンプ１６の駆動用燃料導入口５５とを連通するジェットポンプ用燃料通路５６は、上流側の通路部５６ａと下流側の通路部５６ｂとに分断されている。上流側の通路部５６ａの下流端は加圧燃料導入口７６に連通され、また、下流側の通路部５６ｂの上流端は加圧燃料導出口７２に連通されている。なお、上流側の通路部５６ａ、下側の連通路８３（図２参照）、第２のケース体６４の内部空間６４ａ、下流側の通路部５６ｂは、一連のジェットポンプ用燃料通路５６を構成している（図１参照）。また、高圧となるジェットポンプ１６の圧力の影響を抑えるために、弁軸７８の隔壁部８１の外径よりもダイヤフラム６０の外径を大きく設定する。

前記切替弁１７の背圧室８４内においてダイヤフラム６０を押圧する力すなわち余剰燃料圧が、バルブスプリング６１の弾性力に比べて低いときは、バルブスプリング６１の弾性力により弁部材５９が上昇されるため、第１の弁体７９によりベーパ燃料通路８９が開かれて、第２の弁体８０によりジェットポンプ用燃料通路５６が閉じられる。また、背圧室８４内の余剰燃料圧が、バルブスプリング６１の弾性力に比べて高くなるときは、バルブスプリング６１の弾性力に抗して弁部材５９が下降されるため、第１の弁体７９によりベーパ燃料通路８９が閉じられて、第２の弁体８０によりジェットポンプ用燃料通路５６が開かれる。このように、切替弁１７は、余剰燃料圧に応じてベーパ燃料通路８９とジェットポンプ用燃料通路５６とを背反的に開閉する。

次に、弁装置１８を説明する。図１に示すように、弁装置１８は、電磁式三方切替弁からなるもので、第１〜第３の計３つの接続口９１〜９３を備えている。第１の接続口９１は、前記燃料ポンプ１４の第２の燃料取出口３２に対して背圧燃料通路９５を介して連通されている。また、第２の接続口９２は、前記調圧弁１５の連通口４３すなわち背圧室４９に対して連絡通路９６を介して連通されている。また、第３の接続口９３には、燃料タンク１２内に開放する開放通路９７が連通されている。また、弁装置１８は、電子制御装置（「ＥＣＵ」という。）９８から出力される制御信号に基づいてオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）されるようになっている。この弁装置１８がオンされたときには、第１の接続口９１と第２の接続口９２が連通されて第３の接続口９３が遮断されることにより、背圧燃料通路９５内に付与される加圧燃料圧（背圧）が切替弁１７の背圧室８４内に作用する。また、弁装置１８がオフされたときには、第１の接続口９１が遮断されて第２の接続口９２と第３の接続口９３が連通されることにより、切替弁１７の背圧室８４内が連絡通路９６及び開放通路９７を介して大気すなわち燃料タンク１２内に開放される。

前記ＥＣＵ９８は、マイクロコンピュータ等によって構成されたコントロールユニットで、その入力側には例えばエンジンのイグニッションスイッチ又はスタートスイッチ等の始動スイッチ等の検出装置が接続されており、その出力側にはインジェクタ等が接続されている。また、ＥＣＵ９８は、エンジンの運転状態に応じて、前記弁装置１８のオン・オフ制御を行なうもので、例えばエンジンの始動開始（イグニッションスイッチ又はスタートスイッチ等の始動スイッチのオン）から始動完了後の所定時間経過後までは弁装置１８をオンし、その所定時間経過後以降はその弁装置１８をオフするように設定されている。なお、ＥＣＵ９８は、本明細書でいう「制御装置」に相当する。

前記背圧燃料通路９５の途中には、圧力リリーフ弁（「圧力逃がし弁」とも呼ばれる。）１００が設けられている。圧力リリーフ弁１００は、前記調圧弁１５の背圧室４９に作用する燃圧を設定圧以下に制御するものである。圧力リリーフ弁１００は、ケース１０１と、そのケース１０１内外を貫通しかつ背圧燃料通路９５の途上に連通するリリーフ通路１０２と、そのリリーフ通路１０２を開閉可能な弁体１０３と、弁体１０３を閉方向に弾性的に押圧するスプリング１０４とを備えている。圧力リリーフ弁１００は、背圧燃料通路９５内の燃圧がスプリング１０４の弾性力よりも高くなると、弁体１０３がスプリング１０４の弾性力に抗して開かれる。これにより、背圧燃料通路９５内の加圧燃料がリリーフ通路１０２を通じて燃料タンク１２内に逃がされ、背圧燃料通路９５内の燃圧が設定値になるまで低下される。背圧燃料通路９５内の燃圧が設定値になると、弁体１０３はスプリング１０４の弾性力により閉じられる。
なお、前記した燃料ポンプ１４、調圧弁１５、切替弁１７、弁装置１８、圧力リリーフ弁１００は、前記燃料タンク１２内に固定的に配置されている。

次に、前記燃料供給装置１０の作動について説明する。なお、説明の都合上、弁装置１８による燃圧可変機能を説明した後で、切替弁１７による燃料通路（ジェットポンプ用燃料通路５６、及び、ベーパ燃料通路８９）の切替機能を説明する。
弁装置１８による燃圧可変機能を説明する。エンジンが始動を開始すると、ＥＣＵ９８から出力される制御信号により弁装置１８がオンされる。すると、弁装置１８の第１の接続口９１と第２の接続口９２が連通されるため、背圧燃料通路９５内に付与される加圧燃料圧が調圧弁１５の背圧室４９内に作用する。また、弁装置１８の第３の接続口９３が遮断されるため、背圧室４９内の燃料の流出が制限される。

前記調圧弁１５（図４参照）の背圧室４９内に加圧燃料圧が作用すると、背圧室４９内の燃圧が上昇されることにより、ダイヤフラム３７が調圧室５０側へ撓み変形し、弁体３８が閉じられるにともない、調圧室５０内の燃料の排出が制限されるため、調圧室５０内の燃圧が一層上昇する。そして、調圧室５０内の燃圧が、背圧室４９の燃圧とバルブスプリング３９の弾性力との合計値よりも大きくなると、ダイヤフラム３７が背圧室４９側へ撓み変形し、弁体３８が開かれることにより、調圧室５０内の燃料が余剰燃料として排出される。そして、調圧室５０内の燃圧が再び低下すると、ダイヤフラム３７が調圧室５０側へ撓み変形し、弁体３８が閉じられる。このようにして、調圧室５０内の燃圧すなわちエンジンへ供給される燃圧が、定常圧値よりも高い燃圧、例えば約６００ｋＰａ程度に調整される。これにより、インジェクタの噴射燃料の微粒化を促進し、エンジンの始動性を向上し、又、エミッションを低減することができる。なお、弁装置１８のオン状態は、エンジンの始動開始（イグニッションスイッチ又はスタートスイッチ等の始動スイッチのオンから始動完了後の所定時間経過後までのエンジン始動時の間において継続される。

また、エンジンの始動完了後の所定時間経過後においては、ＥＣＵ９８から出力される制御信号により弁装置１８がオフされる。すると、弁装置１８の第１の接続口９１が遮断されるため、加圧燃料圧が調圧弁１５の背圧室４９内へ作用しない。また、弁装置１８の第２の接続口９２と第３の接続口９３が連通されるため、背圧室４９が連絡通路９６及び開放通路９７を介して大気すなわち燃料タンク１２内に開放される。したがって、背圧室４９内でダイヤフラム３７に作用する力はバルブスプリング３９の弾性力のみとなり、調圧室５０内の燃圧すなわちエンジンへ供給される燃圧が定常圧、例えば約４００ｋＰａ程度に調整される。これにより、燃料ポンプ１４等にかかる負荷を低減することができる。なお、弁装置１８のオン状態は本明細書でいう「高圧状態」に相当し、また、弁装置１８のオフ状態は本明細書でいう「定常圧状態」に相当する。

次に、切替弁１７（図２参照）による燃料通路（ジェットポンプ用燃料通路５６とベーパ燃料通路８９）の切替機能を説明する。
前記調圧弁１５から燃料排出管４５を介して余剰燃料通路５２に排出された余剰燃料は、絞り部５３の絞り作用により、燃料タンク１２内に排出される量が減少されるため、上流側の通路部５２ａ内に余剰燃料圧が発生する。この余剰燃料圧は、余剰燃料導入通路８７を通じて、切替弁１７の背圧室８４に導入される。

ところで、エンジンの始動直後のように、ベーパの発生しやすいとき、燃料ポンプ１４の低電圧での昇圧時等の運転領域で、背圧室８４内の余剰燃料圧が閾値未満のときは、余剰燃料圧よりもバルブスプリング６１の弾性力が大きい。このため、バルブスプリング６１の弾性力により切替弁１７の弁部材５９が上昇されることによって、第１の弁体７９によりベーパ燃料通路８９が開かれるとともに、第２の弁体８０によりジェットポンプ用燃料通路５６が閉じられた状態となる。したがって、燃料ポンプ１４のベーパジェット３０から吐出されるベーパ燃料が、ベーパ燃料通路８９を通じて燃料タンク１２内へ排出される。一方、ジェットポンプ用燃料通路５６が閉じられることによりジェットポンプ１６が停止されるため、エンジン側への加圧燃料の供給燃料量を増加することができる。このため、燃料ポンプ１４のポンプサイズを律速すなわち規定する運転領域でジェットポンプ１６を停止することで、ポンプサイズを抑制し、燃料ポンプ１４の消費電流を低減することができる。

また、燃料ポンプ１４が通常に機能し、システム燃圧（燃料供給通路３４内の燃圧で燃料供給システムの通常燃圧）に達した昇圧状態のように、ベーパがほとんど発生しないときは、余剰燃料量が増え、背圧室８４の余剰燃料圧が閾値以上になると、余剰燃料圧がバルブスプリング６１の弾性力よりも大きくなる。このため、余剰燃料圧によりダイヤフラム６０が下方へ撓み変形することにより、弁部材５９がバルブスプリング６１の弾性力に抗して下降されることによって、第１の弁体７９によりベーパ燃料通路８９が閉じられるとともに、第２の弁体８０によりジェットポンプ用燃料通路５６が開かれた状態となる。したがって、ベーパ燃料通路８９が閉じられることで、燃料ポンプ１４のベーパジェット３０からのベーパ燃料の排出を制限することができる。一方、ジェットポンプ用燃料通路５６が開かれることで、燃料ポンプ１４のポンプ通路２４内で昇圧途中の加圧燃料の一部が駆動用燃料としてジェットポンプ１６に導入されることにより、ジェットポンプ１６が作動される。これにより、一方のタンク室（例えば、メインタンク室）内に他方のタンク室（例えば、サブタンク室）内の燃料が移送される。又は、一方のタンク室（例えば、リザーバカップ）内に他方のタンク室（例えば、メインタンク室）内の燃料が移送される。このように、ジェットポンプ１６の駆動用燃料として燃料ポンプ１４から吐出される吐出燃料すなわち昇圧途中の加圧燃料を用いることにより、ジェットポンプ１６を作動する加圧燃料量がほぼ一定となるため、ジェットポンプ１６による燃料汲み上げ量を安定化することができる。

前記した燃料供給装置１０（図１参照）によると、システム燃圧の昇圧状態における燃料ポンプ１４の負荷を低減するとともに、ジェットポンプ１６による燃料汲み上げ量を安定化することができる。

また、切替弁１７（図２参照）が簡素なメカ式であるため、構造が簡素化されることにより、コストを低減することができる。また、切替弁１７を余剰燃料圧を利用して切替えるものであるから、ＥＣＵ９８に変更を加える必要がない。

また、弁装置１８（図１参照）のオン・オフにより調圧弁１５の背圧室４９に作用する加圧燃料の燃圧が変化することによって、調圧弁１５の調圧室５０内の燃圧すなわちエンジン側へ供給される燃圧を可変することができる。したがって、エンジンの始動時等に調圧弁１５の調圧室５０内の燃圧を高めることにより、エンジン側のインジェクタから噴射される噴射燃料の微粒化が促進されてエンジンの始動性を向上し、又、エミッションを低減することができる。また、エンジン始動後に調圧弁１５の調圧室５０内の燃圧を低めることにより、燃料ポンプ１４等にかかる負荷を低減することができる。

また、弁装置１８が三方切替弁であるので、１つの弁装置１８で調圧弁１５の背圧室４９内への加圧燃料圧の導入と該背圧室４９の大気開放とを選択的に切替えることができる。したがって、複数の弁装置を使用する場合と比べて、装置構成を簡素化することができる。なお、複数の弁装置を使用する場合とは、例えば、前記実施例における弁装置１８及び連絡通路９６を省略し、背圧燃料通路９５及び開放通路９７を調圧弁１５の背圧室４９に個別に連通するとともに、背圧燃料通路９５及び開放通路９７にそれぞれ電磁式開閉弁等からなる弁装置を設け、それらの弁装置をＥＣＵ９８により開閉制御することによって、調圧弁１５の背圧室４９内への燃料の導入と該背圧室４９の大気開放とを選択的に切替えることである。このように、調圧弁１５の背圧室４９内への燃料の導入と該背圧室４９の大気開放とを複数の弁装置で選択的に切替えることも、本発明の技術的範囲に含まれるものとする。

また、圧力リリーフ弁１００（図１参照）により調圧弁１５の背圧室４９内の燃圧を設定圧以下に制御することができる。なお、圧力リリーフ弁１００のリリーフ通路１０２は、背圧燃料通路９５に代えて、調圧弁１５の背圧室４９内に直接的に連通することもできる。

［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の一部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。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の燃料供給装置１０における切替弁１７（図１参照）に代えて、ベーパ燃料通路８９を開閉する第１の開閉弁１１０と背圧燃料通路９５を開閉する第２の開閉弁１２３とを併用するものである。なお、両開閉弁１１０，１２３は、前記燃料タンク１２内に固定的に配置されているものとする。

第１の開閉弁１１０を説明する。なお、図６は第１の開閉弁を示す断面図である。
図６に示すように、第１の開閉弁１１０は、ケーシング１１１、ダイヤフラム１１２、弁体１１３、バルブスプリング１１４等を主要構成部品として構成されている。ケーシング１１１は、下面開口状をなす上側のケース部１１５と、その上側のケース部１１５の下面側に接合された上面開口状をなす下側のケース部１１６とからなる。上側のケース部１１５の上壁部に余剰燃料導入口１１７が設けられている。また、下側のケース部１１６の底壁部にベーパ燃料導入管１１８が設けられている。また、下側のケース部１１６の側壁部にベーパ燃料排出口１１９が設けられている。

前記ダイヤフラム１１２は、前記ケーシング１１１の両ケース部１１５，１１６の相互間に挟持されており、該ケーシング１１１内を上側の背圧室１２０と下側のベーパ燃料室１２１とに区画している。ダイヤフラム１１２は、ゴム状弾性材により形成されており、可撓性を有している。なお、ダイヤフラム１１２は、本明細書でいう「可動隔壁」に相当する。
また、前記弁体１１３は、ダイヤフラム１１２の中央部に設けられており、該ダイヤフラム１１２の撓み変形により前記ベーパ燃料導入管１１８の上端面を弁座として開閉する。
また、前記バルブスプリング１１４は、下側のケース部１１６と弁体１１３との対向面間に介装されており、常に弁体１１３を前記ベーパ燃料導入管１１８の上端面から離れる方向いわゆる開弁方向に付勢している。

前記余剰燃料導入口１１７には、前記余剰燃料通路５２における絞り部５３より上流側の通路部５２ａが前記余剰燃料導入通路８７を介して連通されている。このため、背圧室１２０内には、余剰燃料通路５２内を流れる余剰燃料の一部が導入されかつ絞り部５３より上流側の通路部５２ａ内に付与される余剰燃料圧が作用する。
また、前記ベーパ燃料導入管１１８には、前記燃料ポンプ１４のベーパジェット３０が前記ベーパ燃料導入通路８８を介して連通されている。なお、ベーパ燃料導入通路８８、ベーパ燃料導入管１１８、ベーパ燃料室１２１、ベーパ燃料排出口１１９は、一連のベーパ燃料通路８９を構成している。

しかして、前記第１の開閉弁１１０の背圧室１２０内においてダイヤフラム１１２を押圧する力すなわち余剰燃料圧が、バルブスプリング１１４の弾性力に比べて低いときは、バルブスプリング１１４の弾性力により弁体１１３が上昇されるため、ベーパ燃料通路８９が開かれる。また、背圧室１２０の余剰燃料圧が、バルブスプリング１１４の弾性力に比べて高くなるときは、バルブスプリング１１４の弾性力に抗して弁体１１３が下降されるためベーパ燃料通路８９が閉じられる。

次に、第２の開閉弁１２３を説明する。なお、図７は第２の開閉弁を示す断面図である。
図７に示すように、第２の開閉弁１２３は、ケーシング１２４、弁部材１２５、ダイヤフラム１２６、バルブスプリング１２７等を主要構成部品として構成されている。ケーシング１２４は、上下に並ぶ第１のケース体１２８と第２のケース体１２９とを備えている。第１のケース体１２８は、下面開口状をなす上側のケース部１３１と、その上側のケース部１３１の下面側に接合された上面開口状をなす下側のケース部１３２とからなる。また、第２のケース体１２９は、下面開口状をなす上側のケース部１３３と、その上側のケース部１３３の下面側に接合された上面開口状をなす下側のケース部１３４とからなる。第１のケース体１２８において、上側のケース部１３３の上壁部に余剰燃料導入口１３５が設けられ、また、下側のケース部１３４の側壁部に開口孔１３６が設けられている。また、第２のケース体１２９において、下側のケース部１３４の側壁部に加圧燃料導出口１３７が設けられている。

前記第１のケース体１２８における下側のケース部１３４の下壁部と、前記第２のケース体１２９における上側のケース部１３３の上壁部とは、上下方向に延びる中空円筒状をなす筒状ケース部１３９により連結されている。これにより、第１のケース体１２８内と第２のケース体１２９内とが筒状ケース部１３９内を介して連通されている。筒状ケース部１３９の上下両端部は、各ケース体１２８，１２９内にそれぞれ突出されている。また、筒状ケース部１３９の中央部には加圧燃料導入口１４０が形成されている。

前記弁部材１２５は、前記筒状ケース部１３９内に挿入された弁軸１４２と、その弁軸１４２の上端部に設けられかつ筒状ケース部１３９の上端面を弁座として開閉する第１の弁体１４３と、前記弁軸１４２の下端部に設けられかつ筒状ケース部１３９の下端面を弁座として開閉する第２の弁体１４４とを一体的に有している。弁軸１４２は、筒状ケース部１３９の上部内に摺動可能に嵌合された大径軸部１４２ａと、その大径軸部１４２ａの下端面より同心状に突出されかつ筒状ケース部１３９の下部内に遊嵌状に挿入された小径軸部１４２ｂとを有している。小径軸部１４２ｂと筒状ケース部１３９との間の環状空間部は、前記加圧燃料導入口１４０及び第２のケース体１２９内に連通する連通路１４５となっている。また、大径軸部１４２ａは、第１のケース体１２８内と連通路１４５内とを区画しており、弁部材１２５の昇降動作にかかわらず、常に筒状ケース部１３９の上部を閉鎖している。このため、第１の弁体１４３は、弁部材１２５の昇降動作により筒状ケース部１３９の上端面に対して離間したり、当接したりするものであって、実質的には弁部材１２５の下降時におけるストッパ的な機能を果たすものとなっている。

前記ダイヤフラム１２６は、前記第１のケース体１２８の両ケース部１３１，１３２の相互間に挟持されており、該ケース１０１体内を上側の背圧室１４６と下側の大気室１４７とに区画している。大気室１４７は、前記開口孔１３６を通じて大気に連通している。また、ダイヤフラム１２６の中央部には、前記弁部材１２５の第１の弁体１４３が結合されている。ダイヤフラム１２６は、ゴム状弾性材により形成されており、可撓性を有している。なお、ダイヤフラム１２６は、本明細書でいう「可動隔壁」に相当する。

前記バルブスプリング１２７は、前記第２のケース体１２９の上側のケース部１３３と弁部材１２５の第２の弁体１４４との対向面間に介装されており、常に弁部材１２５を上方へ付勢している。これにより、第１の弁体１４３が開くとともに第２の弁体１４４が閉じる状態に弾性的に保持されている。

図５に示すように、前記第２の開閉弁１２３の余剰燃料導入口１３５には、前記余剰燃料導入通路８７から分岐された余剰燃料分岐通路１４８が連通されている。このため、第２の開閉弁１２３の背圧室１４６内には、余剰燃料通路５２内を流れる余剰燃料の一部が余剰燃料分岐通路１４８を介して導入されかつ絞り部５３より上流側の通路部５２ａ内に付与される余剰燃料圧が作用する。
また、加圧燃料導入口１４０には、ジェットポンプ用燃料通路５６における上流側の通路部５６ａの下流端が連通されている。また、加圧燃料導出口１３７には、ジェットポンプ用燃料通路５６における下流側の通路部５６ｂの上流端が連通されている。なお、上流側の通路部５６ａ、連通路１４５（図７参照）、第２のケース体１２９の内部空間１２９ａ、下流側の通路部５６ｂは、一連のジェットポンプ用燃料通路５６を構成している（図５参照）。

前記第２の開閉弁１２３（図７参照）の背圧室１４６内においてダイヤフラム１２６を押圧する力すなわち余剰燃料圧が、バルブスプリング１２７の弾性力に比べて低いときは、バルブスプリング１２７の弾性力により弁部材１２５が上昇されるため、第１の弁体１４３が筒状ケース部１３９の上端面から離れる一方、第２の弁体１４４によりジェットポンプ用燃料通路５６が閉じられる。また、背圧室１４６の余剰燃料圧が、バルブスプリング１２７の弾性力に比べて高くなるときは、バルブスプリング１２７の弾性力に抗して弁部材１２５が下降されるため、第１の弁体１４３が筒状ケース部１３９の上端面に当接する一方、第２の弁体１４４によりジェットポンプ用燃料通路５６が開かれる。

上記した燃料供給装置１０（図５参照）において、第１の開閉弁１１０の背圧室１２０及び第２の開閉弁１２３の背圧室１４６に作用する余剰燃料圧が閾値未満のときは、第１の開閉弁１１０がベーパ燃料通路８９を開いて第２の開閉弁１２３がジェットポンプ用燃料通路５６を閉じる。また、その余剰燃料圧が閾値以上のときは、第１の開閉弁１１０がベーパ燃料通路８９を閉じて第２の開閉弁１２３がジェットポンプ用燃料通路５６を開く。このように、第１の開閉弁１１０と第２の開閉弁１２３とは、余剰燃料圧に応じてベーパ燃料通路８９とジェットポンプ用燃料通路５６とを背反的に開閉する。したがって、本実施例によっても、前記実施例１と同様の作用・効果を得ることができる。

［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の一部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。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、本実施例は、前記実施例１（図１参照）の燃料供給装置１０における弁装置１８による燃圧可変機能に変更を加えたものである。なお、実施例１における弁装置１８、燃料ポンプ１４の第２の燃料取出口３２、背圧燃料通路９５、圧力リリーフ弁１００が省略されている。

前記燃料供給通路３４における加圧燃料導入通路４７の分岐部よりも下流側からは、背圧燃料通路１５０が連通されている。背圧燃料通路１５０の途中には、電磁式開閉弁からなる弁装置１５２が介在されている。なお、背圧燃料通路１５０は、弁装置１５２の介在により、上流側の通路部１５０ａと下流側の通路部１５０ｂとに分断されている。下流側の通路部１５０ｂの下流端は燃料タンク１２内に開放されている。

前記下流側の通路部１５０ｂの途中には、通路面積を段階的に減少する２つの絞り部すなわち上流側の絞り部１５４と下流側の絞り部１５５とが設けられている。上流側の絞り部１５４と下流側の絞り部１５５との間の中間通路部には、前記調圧弁１５の連通口４３に連通する連絡通路９６が連通されている。これにより、上流側の絞り部１５４と下流側の絞り部１５５との間の中間通路部を流れる中間圧の燃料が、連絡通路９６を介して調圧弁１５の背圧室４９に導入されるようになっている。

前記弁装置１５２は、前記実施例１における弁装置１８（図１参照）と同様、ＥＣＵ９８から出力される制御信号に基づいてオン、オフされる。弁装置１５２がオンされたときには、背圧燃料通路１５０における上流側の通路部１５０ａと下流側の通路部１５０ｂとが連通されることにより、燃料供給通路３４内を流れる加圧燃料の一部が背圧燃料通路１５０に導入される。そして、背圧燃料通路１５０の下流側の通路部１５０ｂに設けた両絞り部１５４，１５５の相互間の中間圧の燃料が、連絡通路９６を介して調圧弁１５の背圧室４９に導入されるため、該調圧弁１５の調圧室５０内の燃圧が定常圧値よりも高い燃圧に調整される。また、弁装置１８がオフされたときには、背圧燃料通路１５０が遮断されるため、中間燃料圧が調圧弁１５の背圧室４９内へ作用しないため、該調圧弁１５の調圧室５０内の燃圧すなわちエンジンへ供給される燃圧が定常圧に調整される。したがって、弁装置１５２のオン・オフにより調圧弁１５の背圧室４９に作用する加圧燃料の燃圧が変化することによって、調圧弁１５の調圧室５０内の燃圧を可変することができる。

また、背圧燃料通路１５０に設けた上流側の絞り部１５４と下流側の絞り部１５５との間の中間通路部を流れる燃料を調圧弁１５の背圧室４９に導入するため、背圧燃料通路１５０にエンジン側へ供給される加圧燃料を導入する際における調圧弁１５の背圧室４９に加わる燃圧を軽減することができる。これにより、燃料供給通路３４の圧力を所定の圧力に調整することができる。

［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１の一部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。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１（図１参照）の燃料供給装置１０における弁装置１８による燃圧可変機能を省略したものである。このため、弁装置１８の他、燃料ポンプ１４の第２の燃料取出口３２、背圧燃料通路９５、連絡通路９６、圧力リリーフ弁１００が省略されている。本実施例によると、燃料供給通路３４内の燃圧を定常値に一定化することができる。

本発明は前記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。

実施例１にかかる燃料供給装置を示す構成図である。切替弁を示す断面図である。燃料ポンプを示す断面図である。調圧弁を示す断面図である。実施例２にかかる燃料供給装置を示す構成図である。第１の開閉弁を示す断面図である。第２の開閉弁を示す断面図である。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。

符号の説明

１０燃料供給装置
１２燃料タンク
１４燃料ポンプ
１５調圧弁
１６ジェットポンプ
１７切替弁
１８弁装置
３０ベーパジェット
４９背圧室
５０調圧室
５２余剰燃料通路
５２ａ上流側の通路部
５３絞り部
５６ジェットポンプ用燃料通路
８９ベーパ燃料通路
９５背圧燃料通路
１１０第１の開閉弁
１２３第２の開閉弁
１５０背圧燃料通路
１５２弁装置
１５４上流側の絞り部
１５５下流側の絞り部

Claims

燃料タンク内の燃料をエンジン側へ供給しかつベーパ燃料を排出するベーパジェットを有する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプのベーパジェットから排出されるベーパ燃料が流れるベーパ燃料通路と、
前記燃料ポンプから吐出される加圧燃料を導入する調圧室内の燃圧を背圧室内の圧力に応じて調整しかつ余剰となった余剰燃料を排出する調圧弁と、
前記調圧弁から排出される余剰燃料が流れる余剰燃料通路と、
前記余剰燃料通路に設けられた絞り部と、
前記燃料ポンプから吐出される加圧燃料がジェットポンプ用燃料通路を介して導入され、前記加圧燃料の流れにより作動されるジェットポンプと、
前記余剰燃料通路における絞り部より上流側の通路部内の余剰燃料圧に応じて前記ベーパ燃料通路と前記ジェットポンプ用燃料通路とを背反的に開閉する切替弁と
を備え、
前記切替弁により、前記余剰燃料圧が閾値未満のときは前記ベーパ燃料通路を開いて前記ジェットポンプ用燃料通路を閉じ、また、前記余剰燃料圧が閾値以上のときは前記ベーパ燃料通路を閉じて前記ジェットポンプ用燃料通路を開く構成とした
ことを特徴とする燃料供給装置。
燃料タンク内の燃料をエンジン側へ供給しかつベーパ燃料を排出するベーパジェットを有する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプのベーパジェットから排出されるベーパ燃料が流れるベーパ燃料通路と、
前記燃料ポンプから吐出される加圧燃料を導入する調圧室内の燃圧を背圧室内の圧力に応じて調整しかつ余剰となった余剰燃料を排出する調圧弁と、
前記調圧弁から排出される余剰燃料が流れる余剰燃料通路と、
前記余剰燃料通路に設けられた絞り部と、
前記ベーパ燃料通路を開閉する第１の開閉弁と、
前記燃料ポンプから吐出される加圧燃料がジェットポンプ用燃料通路を介して導入され、前記加圧燃料の流れにより作動されるジェットポンプと、
前記ジェットポンプ用燃料通路を開閉する第２の開閉弁と
を備え、
前記余剰燃料通路における絞り部より上流側の通路部内の余剰燃料圧に応じて前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とを背反的に開閉作動させ、前記余剰燃料圧が閾値未満のときは前記第１の開閉弁が前記ベーパ燃料通路を開いて前記第２の開閉弁が前記ジェットポンプ用燃料通路を閉じ、また、前記余剰燃料圧が閾値以上のときは前記第１の開閉弁が前記ベーパ燃料通路を閉じて前記第２の開閉弁が前記ジェットポンプ用燃料通路を開く構成とした
ことを特徴とする燃料供給装置。
請求項１又は２に記載の燃料供給装置であって、
前記調圧弁の背圧室に前記加圧燃料を導入する背圧燃料通路、及び、前記背圧燃料通路を開閉する弁装置を設けたことを特徴とする燃料供給装置。
請求項３に記載の燃料供給装置であって、
前記背圧燃料通路に上流側の絞り部と下流側の絞り部とを設け、その上流側の絞り部と下流側の絞り部との間の中間通路部を流れる燃料を前記調圧弁の背圧室に導入する構成としたことを特徴とする燃料供給装置。