JP5485929B2 - Fuel supply device - Google Patents
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Description
本発明は、蒸発燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply device that supplies evaporated fuel to an internal combustion engine.
従来、排気中における粒子状物質(以下、「PM」という。)や未燃の炭化水素(以下、「HC」という。)等のエミッションを低減すべく、蒸発燃料をエンジンに供給することが公知である。例えば特許文献1では、活性炭などの多孔質体を用い、液体燃料をトラップし、蒸発燃料をエンジンに供給している。 Conventionally, evaporative fuel is supplied to an engine in order to reduce emissions such as particulate matter (hereinafter referred to as “PM”) and unburned hydrocarbons (hereinafter referred to as “HC”) in exhaust. It is. For example, in Patent Document 1, a porous body such as activated carbon is used, liquid fuel is trapped, and evaporated fuel is supplied to the engine.
しかしながら、特許文献1では、多孔質体の下側に噴射された燃料は、多孔質体を経由して上側空間部からエンジンの吸気側へ供給されるように構成されているため、凝集した燃料が下方に落ちにくい。また、特に燃料流れが速いとき、気化していない状態の高沸点成分がエンジン側へ供給され、エミッションが増加する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気中のエミッションを低減可能な燃料供給装置を提供することにある。
However, in Patent Document 1, the fuel injected to the lower side of the porous body is configured to be supplied from the upper space portion to the intake side of the engine via the porous body. Is hard to fall down. In particular, when the fuel flow is fast, high-boiling components that are not vaporized are supplied to the engine side, which may increase emissions.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel supply device capable of reducing emissions in exhaust gas.
請求項1に記載の燃料供給装置は、燃料タンクと、ポンプ部と、第1の噴射弁と、蒸発燃料貯留タンクと、第2の噴射弁と、蒸発燃料通路部材と、を備える。燃料タンクは、燃料を貯留する。ポンプ部は、燃料タンクに貯留された燃料を圧送する。第1の噴射弁は、ポンプ部により圧送された燃料を内燃機関の燃焼室または吸気通路に噴射する。蒸発燃料貯留タンクは、フィルタ部材、蒸発燃料供給部、および、凝集燃料排出部を有する。フィルタ部材は、鉛直方向上側に形成される第1室と第1室の鉛直方向下側に形成される第2室とに内部空間を仕切る。蒸発燃料供給部は、蒸発燃料を第2室から内燃機関側へ供給する。凝集燃料排出部は、凝集した液体燃料である凝集燃料を第2室の鉛直方向下側から排出する。第2の噴射弁は、ポンプ部により圧送された燃料を第1室に噴射する。蒸発燃料通路部材は、蒸発燃料供給部と連通し、蒸発燃料を第2室から内燃機関に供給する蒸発燃料通路を有する。 According to a first aspect of the present invention, a fuel supply device includes a fuel tank, a pump unit, a first injection valve, an evaporative fuel storage tank, a second injection valve, and an evaporative fuel passage member. The fuel tank stores fuel. The pump unit pumps fuel stored in the fuel tank. The first injection valve injects the fuel pumped by the pump unit into the combustion chamber or the intake passage of the internal combustion engine. The evaporative fuel storage tank includes a filter member, an evaporative fuel supply unit, and an agglomerated fuel discharge unit. The filter member partitions the internal space into a first chamber formed on the upper side in the vertical direction and a second chamber formed on the lower side in the vertical direction of the first chamber. The evaporative fuel supply unit supplies evaporative fuel from the second chamber to the internal combustion engine side. The agglomerated fuel discharge unit discharges agglomerated fuel that is agglomerated liquid fuel from the lower side in the vertical direction of the second chamber. The second injection valve injects the fuel pumped by the pump unit into the first chamber. The evaporative fuel passage member communicates with the evaporative fuel supply unit and has an evaporative fuel passage that supplies the evaporative fuel from the second chamber to the internal combustion engine.
本発明では、鉛直方向上側に形成される第1室に第2の噴射弁から燃料が噴射されると、燃料中の低沸点成分は気化して蒸発燃料となり、高沸点成分は液体の状態のまま微粒化されたミストとなる。低沸点成分からなる蒸発燃料は、フィルタ部材を通過して第2室へ移動し、蒸発燃料供給部から蒸発燃料通路を経由して内燃機関に供給される。一方、高沸点成分からなるミストは、フィルタ部材を鉛直方向上側から下側へ流れながら凝集し、フィルタ部材の下面にて液滴となって第2室内に滴下され、鉛直方向下側に形成される凝集燃料排出部から排出される。すなわち本発明では、第2の噴射弁から噴射された燃料がフィルタ部材を鉛直方向上側から下側へ流れるように構成し、フィルタ部材にて高沸点成分からなるミストを凝集させることにより、低沸点成分と高沸点成分とを分離することができる。これにより、内燃機関側へ供給される蒸発燃料中へのミストの混入が抑制されるので、低沸点成分からなる蒸発燃料を内燃機関側に効率よく供給することができ、PM等のエミッションを低減することができる。なお、以下、高沸点成分からなるミスト、および、ミストが凝集した状態の液滴である凝集燃料を、適宜、単に「ミスト」という。 In the present invention, when fuel is injected from the second injection valve into the first chamber formed on the upper side in the vertical direction, the low boiling point component in the fuel is vaporized to become evaporated fuel, and the high boiling point component is in a liquid state. The mist is atomized as it is. The evaporated fuel composed of the low boiling point component passes through the filter member, moves to the second chamber, and is supplied from the evaporated fuel supply unit to the internal combustion engine via the evaporated fuel passage. On the other hand, the mist composed of the high boiling point component aggregates while flowing through the filter member from the upper side to the lower side in the vertical direction. Discharged from the agglomerated fuel discharge section. That is, in the present invention, the fuel injected from the second injection valve is configured to flow through the filter member from the upper side to the lower side in the vertical direction. The component and the high boiling point component can be separated. As a result, mist mixing into the evaporated fuel supplied to the internal combustion engine is suppressed, so that the evaporated fuel composed of low-boiling components can be efficiently supplied to the internal combustion engine, reducing emissions of PM and the like. can do. Hereinafter, the mist composed of a high-boiling component and the agglomerated fuel that is a droplet in which the mist is agglomerated are simply referred to as “mist” as appropriate.
請求項2に記載の発明では、蒸発燃料貯留タンクは、第2室内であって、蒸発燃料供給部の鉛直方向上側に形成される壁部を有する。これにより、フィルタ部材から滴下されたミストが蒸発燃料供給部側に流入するのを防ぐことができる。
請求項3に記載の発明では、壁部は、凝集燃料排出部側が下になるように傾斜して設けられる。これにより、壁部に滴下されたミストを凝集燃料排出部から容易に排出することができる。
In the invention described in
In the invention according to claim 3, the wall portion is provided so as to be inclined so that the agglomerated fuel discharge portion side is downward. Thereby, the mist dripped at the wall portion can be easily discharged from the aggregated fuel discharge portion.
請求項4に記載の発明では、蒸発燃料供給部は、蒸発燃料貯留タンクの側壁に形成される。これにより、フィルタ部材から滴下されたミストが蒸発燃料供給部側に流入するのを防ぐことができる。
請求項5に記載の発明では、蒸発燃料貯留タンクは、フィルタ部材よりも水平方向の一側に突出し、第2室の一部をなす突出室を有する。蒸発燃料供給部は、突出室の鉛直方向上側に形成される。これにより、フィルタ部材から滴下されたミストが蒸発燃料供給部側に流入するのを防ぐことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the evaporated fuel supply section is formed on the side wall of the evaporated fuel storage tank. Thereby, it can prevent that the mist dripped from the filter member flows into the evaporative fuel supply part side.
In the invention described in claim 5, the fuel vapor storage tank has a protruding chamber that protrudes to one side in the horizontal direction from the filter member and forms a part of the second chamber. The evaporative fuel supply unit is formed above the protruding chamber in the vertical direction. Thereby, it can prevent that the mist dripped from the filter member flows into the evaporative fuel supply part side.
請求項6に記載の発明では、フィルタ部材は、水平に設けられる。これにより、フィルタ部材を鉛直方向上側から下側に燃料が流れるので、フィルタ部材にてミストを効率よく凝集させることができる。
請求項7に記載の発明では、フィルタ部材は、水平方向に対して傾斜して設けられる。これにより、これにより、フィルタ部材を鉛直方向上側から下側に燃料が流れることにより、フィルタ部材にてミストを効率よく凝集させ、傾斜したフィルタ部材の下側の面であって鉛直方向下側の箇所からミストを滴下させることができる。
In the invention according to claim 6, the filter member is provided horizontally. Thereby, since fuel flows through the filter member from the upper side to the lower side in the vertical direction, the mist can be efficiently aggregated by the filter member.
In the invention according to claim 7, the filter member is provided to be inclined with respect to the horizontal direction. Thereby, fuel flows through the filter member from the upper side in the vertical direction to cause the mist to efficiently agglomerate in the filter member. Mist can be dripped from a location.
また、請求項8に記載の発明では、凝集燃料排出部は、蒸発燃料貯留タンクの底壁の中心からずれて形成される。フィルタ部材は、凝集燃料排出部側が下となるように傾斜して設けられる。これにより、傾斜したフィルタ部材の下側の面であって鉛直方向下側の箇所から滴下されたミストを凝集燃料排出部から排出させやすくなるので、フィルタ部材から滴下されたミストが蒸発燃料供給部側に流入するのを防ぐことができる。 In the invention according to claim 8, the agglomerated fuel discharge part is formed offset from the center of the bottom wall of the evaporated fuel storage tank. The filter member is provided so as to be inclined so that the agglomerated fuel discharge portion side is downward. As a result, the mist dropped from the lower surface of the inclined filter member and from the lower portion in the vertical direction can be easily discharged from the agglomerated fuel discharge part. Can be prevented from flowing into the side.
請求項9に記載の発明では、フィルタ部材は、親油性のある材料で形成される。これにより、フィルタ部材にてミストを選択的にトラップして凝集、滴下させることができるので、例えば活性炭等の多孔質体を用いた場合のように細孔が詰まることによるトラップ能力の低下が起きず、高い分離能を維持することができる。 In the invention according to claim 9, the filter member is formed of a lipophilic material. As a result, the mist can be selectively trapped and aggregated and dropped by the filter member, so that the trapping ability is reduced due to clogging of the pores as in the case of using a porous material such as activated carbon. Therefore, a high resolution can be maintained.
請求項10に記載の発明では、第2室と連通し、蒸発燃料を貯留可能なキャニスタをさらに備える。これにより、余剰の蒸発燃料を貯留することができる。また、キャニスタに貯留された蒸発燃料を第2室に供給することにより、第2室の蒸発燃料濃度を高めることができる。 In a tenth aspect of the present invention, the vehicle further includes a canister that communicates with the second chamber and can store the evaporated fuel. Thereby, surplus evaporative fuel can be stored. Further, by supplying the evaporated fuel stored in the canister to the second chamber, the evaporated fuel concentration in the second chamber can be increased.
請求項11に記載の発明では、蒸発燃料貯留タンクは、内燃機関のエンジンブロックに接触して設けられる。これにより、エンジンブロックの熱により蒸発燃料貯留タンクが加熱されるので、蒸発燃料貯留タンク内における蒸発燃料の生成が促進される。
請求項12に記載の発明では、蒸発燃料貯留タンクの温度を検出する温度センサをさらに備える。これにより、蒸発燃料貯留タンク内の蒸発燃料の濃度を推定することができ、パージバルブ等を適切に制御することができる。
In the invention described in
The invention according to
以下、本発明による燃料供給装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による燃料供給装置を図1に示す。燃料供給装置1は、車両に搭載された筒内直噴式の4気筒のガソリンエンジンに適用される。なお図1においては、1つの気筒についてのみ示し、他の気筒については省略した。また、気筒数は4気筒に限らない。
Hereinafter, a fuel supply device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, in a plurality of embodiments, substantially the same configuration is denoted by the same reference numeral, and description thereof is omitted.
(First embodiment)
A fuel supply apparatus according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG. The fuel supply device 1 is applied to an in-cylinder direct injection four-cylinder gasoline engine mounted on a vehicle. In FIG. 1, only one cylinder is shown, and the other cylinders are omitted. The number of cylinders is not limited to four.
燃料供給装置1は、内燃機関としてのエンジン10に燃料を供給するものである。
エンジン10は、シリンダブロック11、シリンダヘッド12、ピストン13、点火プラグ14等を備える。なお本実施形態では、シリンダブロック11およびシリンダヘッド12が「エンジンブロック」に対応している。
シリンダブロック11は、筒状に形成されたシリンダ18を有し、シリンダ18の内部にて往復運動可能にピストン13を収容する。ピストン13は、図示しないコンロッドを介してクランクシャフトと連結される。
The fuel supply device 1 supplies fuel to an
The
The
シリンダヘッド12には、吸気が流れる吸気ポート22および燃焼により生じた排気が流れる排気ポート27が形成される。吸気ポート22は、吸気管28の吸気通路29と連通し、排気ポート27は図示しない排気管の排気通路と連通している。なお、吸気ポート22と吸気通路29とが「吸気通路」に対応している。吸気管28には、エアクリーナ23およびスロットル24が設けられる。エアクリーナ23は、燃焼室19に吸入される空気中の異物を除去する。スロットル24は、吸気通路29を開閉することにより燃焼室19に吸入される吸気の流量を調整する。
The
シリンダヘッド12には、吸気ポート22と燃焼室19との間を開閉する吸気弁21、および、排気ポート27と燃焼室19との間を開閉する排気弁26が設けられる。燃焼室19は、シリンダブロック11のシリンダ18、シリンダヘッド12、ピストン13の頂面、吸気弁21、および、排気弁26によって区画され、吸気弁21が開弁することにより吸気ポート22と連通し、排気弁26が開弁することにより排気ポート27と連通する。
点火プラグ14は、後述する電子制御装置(以下、「ECU」という。)100からの指令により火花放電用の高電圧が印加されることにより、燃焼室19内に導入された燃料混合気に火花着火する。
The
The
エンジン10の燃焼室19に燃料を供給する燃料供給装置1は、燃料タンク30、低圧ポンプ33、高圧ポンプ34、第1の噴射弁としてのメインインジェクタ40、第2の噴射弁としてのサブインジェクタ42、蒸発燃料貯留タンク50、蒸発燃料通路部材70、パージバルブ75、リターン通路部材80、キャニスタ94、および、ECU100等を備えている。
The fuel supply device 1 that supplies fuel to the combustion chamber 19 of the
燃料タンク30には、燃料が貯留されている。本実施形態における燃料は、ガソリンである。低圧ポンプ33は、燃料タンク30に貯留された燃料を汲み上げ、燃料通路部材36に形成された燃料通路37を経由して高圧ポンプ34に供給する。高圧ポンプ34は、低圧ポンプ33により供給された燃料を加圧してメインインジェクタ40に供給する。メインインジェクタ40は、高圧ポンプ34により供給された燃料を燃焼室19に噴射する。
Fuel is stored in the
低圧ポンプ33と高圧ポンプ34との間において、燃料通路部材36から分岐する分岐通路部材38が設けられる。分岐通路部材38には分岐通路39が形成され、分岐通路39は燃料通路37と連通している。低圧ポンプ33により燃料タンク30から汲み上げられた燃料の一部は、分岐通路39を経由してサブインジェクタ42に供給される。すなわち、サブインジェクタ42には、メインインジェクタ40よりも低圧の燃料が供給される。なお本実施形態では、低圧ポンプ33および高圧ポンプ34が「ポンプ部」に対応している。
A
耐圧容器である蒸発燃料貯留タンク50は、略筒状に形成され、頂壁51、底壁52、および、側壁53から構成される。また、蒸発燃料貯留タンク50は、蒸発燃料貯留タンク50の内部空間を水平方向に亘って形成されるフィルタ部材55を有する。フィルタ部材55は、例えば合成樹脂(プラスチック)等の親油性のある材料で形成され、蒸発燃料貯留タンク50の内部空間を鉛直方向上側の第1室61と鉛直方向下側の第2室62とに仕切る。すなわち、フィルタ部材55の頂壁51側に第1室61が形成され、底壁52側に第2室62が形成される。
The evaporated
蒸発燃料貯留タンク50は、側壁53の一側がシリンダブロック11に接触して設けられ、シリンダブロック11に接触する側と対向する側には、サブインジェクタ42が設けられる。サブインジェクタ42は、第1室61に燃料を噴射可能となるように、フィルタ部材55よりも鉛直方向上側に設けられる。
The evaporative
底壁52には、サブインジェクタ42から噴射された燃料のうち気化した低沸点成分である蒸発燃料をエンジン10側へ供給する蒸発燃料供給部57、および、サブインジェクタ42から噴射された燃料のうちの気化せずに凝集した液体燃料である凝集燃料(ミスト)を蒸発燃料貯留タンク50の外部へ排出する凝集燃料排出部59が形成される。蒸発燃料供給部57および凝集燃料排出部59は、底壁52の中心からずれて形成されている。また、第2室62内であって、蒸発燃料供給部57の鉛直方向上側には、蒸発燃料供給部57側へのミストの流入を防ぐために、蒸発燃料供給部57の開口部を覆う壁部58が設けられる。壁部58は、凝集燃料排出部59側が下となるように傾斜して設けられている。
また、蒸発燃料貯留タンク50には、内部の温度を検出するための温度センサ101および内部の圧力を検出するための図示しない圧力センサが設けられる。本実施形態では、温度センサ101および圧力センサは、第2室62側に設けられる。
The
Further, the evaporated
蒸発燃料通路部材70には、蒸発燃料通路71が形成される。蒸発燃料通路71は、蒸発燃料供給部57を経由して第2室62と連通する。また蒸発燃料通路71は、吸気ポート22と連通する。これにより、蒸発燃料貯留タンク50内の第2室61内の蒸発燃料は、蒸発燃料供給部57、蒸発燃料通路71、吸気ポート22、および、吸気弁21を経由し、エンジン10の燃焼室19へ供給される。また、蒸発燃料通路部材70には、蒸発燃料通路71を開閉するパージバルブ75が設けられる。パージバルブ75は、ECU100により開閉が制御され、エンジン始動のタイミングで開となるように制御される。なお、パージバルブ75は、気筒毎に設けてもよいし、各気筒と連通する箇所に1つ設けるようにしてもよい。
なお、蒸発燃料通路71の距離が長いと、蒸発燃料貯留タンク50から吸気ポート22へ蒸発燃料を供給するのに時間的な遅れが生じるため、蒸発燃料通路71は、できるだけ短くなるように形成することが好ましい。
An evaporated
If the distance of the evaporated
リターン通路部材80には、リターン通路81が形成される。リターン通路81は、凝集燃料排出部59を経由して第2室62と連通する。また、リターン通路81は、燃料タンク30と連通する。これにより、蒸発燃料貯留タンク50にてフィルタ部材55から第2室62に滴下されたミストは、凝集燃料排出部59、および、リターン通路81を経由し、燃料タンク30に戻される。また、リターン通路部材80には、リターン通路81を開閉するリリーフバルブ85が設けられる。リリーフバルブ85は、ECU100により開閉が制御される。
A
キャニスタ通路部材90には、キャニスタ通路91が形成される。キャニスタ通路91は、蒸発燃料貯留タンク50の第2室62とキャニスタ94とを連通する。また、キャニスタ通路部材90には、キャニスタ通路91を開閉するキャニスタバルブ92が設けられる。キャニスタバルブ92は、ECU100により開閉が制御される。
通路部材96には、通路97が形成される。通路97は、燃料タンク30の上部空間とキャニスタ94とを連通する。
A
A
キャニスタ94は、活性炭等の吸着部材を有する。キャニスタ94は、通路97を経由して燃料タンク30の上部空間と連通しているので、燃料タンク30内の燃料が蒸発することにより生成された蒸発燃料が貯留される。またキャニスタ94は、キャニスタ通路91を経由して蒸発燃料貯留タンク50の第2室62と連通しているので、第2室62内の余剰となった蒸発燃料が貯留される。キャニスタ94内に貯留された蒸発燃料は、必要に応じてキャニスタ通路91を経由して蒸発燃料貯留タンク50の第2室62に供給される。キャニスタ94から第2室62に蒸発燃料を供給することにより、第2室62内の蒸発燃料の濃度が高まる。
The
ECU100は、通常のマイクロコンピュータにより構成され、各種制御処理や演算処理を行うCPU、各種プログラムやデータを保存するためのメモリ、入力回路、出力回路、電源回路、および、それらを接続するバスライン等を有している。ECU100には、図示しない各種センサからアクセル開度、エンジン回転数等の検出信号が入力される。また、ECU100には、蒸発燃料貯留タンク50に設けられる温度センサ101および圧力センサからの信号が入力され、蒸発燃料貯留タンク50内、特に第2室61の温度および圧力を取得する。ECU100では、これらの各種入力情報を用いて、メインインジェクタ40およびサブインジェクタ42からの燃料噴射、パージバルブ75、リリーフバルブ85、および、キャニスタバルブ92の開閉等を制御している。なお、図1において、煩雑になることを避けるため、サブインジェクタ42への制御線以外は省略した。
The
ここで、蒸発燃料貯留タンク50内における燃料の挙動について説明する。
サブインジェクタ42から蒸発燃料貯留タンク50の第1室61に噴射された燃料は、主に低沸点成分は気化して蒸発燃料となり、主に高沸点成分は気化せずに微粒化された液滴(ミスト)となる。
Here, the behavior of the fuel in the evaporated
The fuel injected from the sub-injector 42 into the
蒸発燃料は、フィルタ部材55を通過して第2室62へ移動し、蒸発燃料供給部57、蒸発燃料通路71、吸気ポート22、および、吸気弁21を経由してエンジン10の燃焼室19へ供給される。一方、図2(a)に矢印Y1で示すように、ミスト(図2中にて記号Mで示す。)は、フィルタ部材55の内部を鉛直方向上側から下側へ通過する過程にて凝集し、フィルタ部材55の鉛直方向下側の面から第2室62内へ滴下される。フィルタ部材55から第2室62へ滴下されたミストは、底壁52に形成される凝集燃料排出部59から蒸発燃料貯留タンク50の外部へ排出される。本実施形態では、蒸発燃料貯留タンク50から排出されたミストは、リターン通路81およびリリーフバルブ85を経由して燃料タンク30に戻される。これにより、サブインジェクタ42から噴射された燃料中の高沸点成分であるミストを蒸発燃料から分離することができる。
The evaporated fuel passes through the
また、本実施形態では、蒸発燃料供給部57の鉛直方向上側には、開口部を覆う壁部58が設けられているので、フィルタ部材55から滴下されたミストが蒸発燃料供給部57側へ流入しない。これにより、蒸発燃料供給部57からはミストが分離された蒸発燃料のみがエンジン10側へ供給される。
In the present embodiment, since the
なお、図2(b)に示す参考例では、フィルタ部材155の鉛直方向下側に供給された燃料が鉛直方向上側からエンジンに供給されるように構成されているものとする。この場合、矢印Y2で示すように、ミストMがフィルタ部材155の鉛直方向下側から上側へ移動する。参考例では、鉛直方向下側から上側への燃料流れが遅い場合、ミストMがフィルタ部材155の内部に滞留してしまい、燃料流れが速い場合、ミストMがフィルタ部材155の上部に滞留してしまう。そのため、ミストMを効率よく滴下させることができず、捕集能力が低減する。また、フィルタ部材155の上部に滞留したミストMが、再分裂して蒸発燃料とともにエンジン側へ供給されると、エミッションが悪化してしまう。
In the reference example shown in FIG. 2B, it is assumed that the fuel supplied to the lower side in the vertical direction of the
以上詳述したように、燃料供給装置1は、燃料タンク30と、低圧ポンプ33と、高圧ポンプ34と、メインインジェクタ40と、蒸発燃料貯留タンク50と、サブインジェクタ42と、蒸発燃料通路部材70と、を備える。燃料タンク30は、燃料を貯留する。低圧ポンプ33および高圧ポンプ34は、燃料タンク30に貯留された燃料を圧送する。メインインジェクタ40は、低圧ポンプ33および高圧ポンプ34により圧送された燃料をエンジン10の燃焼室19に噴射する。蒸発燃料貯留タンク50は、フィルタ部材55、蒸発燃料供給部57、および、凝集燃料排出部59を有する。フィルタ部材55は、鉛直方向上側に形成される第1室61と、第1室61の鉛直方向下側に形成される第2室62と、に蒸発燃料貯留タンク50の内部空間を仕切る。蒸発燃料供給部57は、蒸発燃料を第2室62からエンジン10側へ供給する。凝集燃料排出部59は、凝集した液体燃料である凝集燃料(ミスト)を第2室62の鉛直方向下側から排出する。サブインジェクタ42は、低圧ポンプ33により圧送された燃料を第1室61に噴射する。蒸発燃料通路部材70は、蒸発燃料供給部57と連通し、蒸発燃料を第2室62からエンジン10へ供給する蒸発燃料通路71を有する。
As described above in detail, the fuel supply device 1 includes the
これにより、以下のような効果を奏する。
(1)本実施形態では、鉛直方向上側に形成される第1室61にサブインジェクタ42から燃料が噴射されると、燃料中の低沸点成分は気化して蒸発燃料となり、高沸点成分は液体の状態のまま微粒化されたミストとなる。低沸点成分からなる蒸発燃料は、フィルタ部材55を通過して第2室62へ移動し、蒸発燃料供給部57から蒸発燃料通路71、吸気ポート22および吸気弁21を経由してエンジン10の燃焼室19へ供給される。
Thereby, there exist the following effects.
(1) In this embodiment, when the fuel is injected from the sub-injector 42 into the
一方、高沸点成分からなるミストは、フィルタ部材55を鉛直方向上側から下側へ流れながら凝集し、フィルタ部材55の下面にて液滴となって第2室62内に滴下され、鉛直方向下側に形成される凝集燃料排出部59からリターン通路81を経由して燃料タンク30に排出される。すなわち本実施形態では、サブインジェクタ42から噴射された燃料がフィルタ部材55を鉛直方向上側から下側へ流れるように構成し、フィルタ部材55にて高沸点成分からなるミストを凝集させることにより、低沸点成分と高沸点成分とを分離することができる。これにより、エンジン10側へ供給される蒸発燃料中へのミストの混入が抑制されるので、低沸点成分からなる蒸発燃料をエンジン10側へ効率よく供給でき、PM等のエミッションを低減することができる。
On the other hand, the mist composed of the high boiling point component aggregates while flowing through the
(2)蒸発燃料貯留タンク50は、第2室62内であって、蒸発燃料供給部57の鉛直方向上側に形成される壁部58を有する。これにより、フィルタ部材55から滴下されたミストが蒸発燃料供給部57側に流入するのを防ぐことができる。
(3)また、壁部58は、凝集燃料排出部59側が下になるように傾斜して設けられる。これにより、壁部58に滴下されたミストを凝集燃料排出部59から容易に排出することができる。
(2) The evaporated
(3) Moreover, the
(4)本実施形態では、フィルタ部材55は水平に設けられる。これにより、フィルタ部材55を鉛直方向上側から下側にミストが流れるので、フィルタ部材55にてミストを効率よく凝集させることができる。
(4) In this embodiment, the
(5)フィルタ部材55は、親油性のある材料で形成される。これにより、ミストを選択的にトラップして凝集、滴下することができるので、例えば活性炭等の多孔質体を用いた場合のように細孔が詰まることによるトラップ能の低下が起きず、高い分離能を維持することができる。
(5) The
(6)本実施形態では、第2室62と連通し、蒸発燃料を貯留可能なキャニスタ94を備える。これにより、第2室62にて余剰となった蒸発燃料をキャニスタ94に貯留することができる。また、キャニスタ94に貯留された蒸発燃料を第2室62に供給することにより、第2室62の蒸発燃料濃度を高めることができる。
(6) In this embodiment, the
(7)蒸発燃料貯留タンク50は、エンジン10のシリンダブロック11に接触して設けられる。これにより、シリンダブロック11の熱により蒸発燃料貯留タンク50が加熱されるので、蒸発燃料貯留タンク50内における蒸発燃料の生成が促進される。
(8)また、蒸発燃料貯留タンク50には、蒸発燃料貯留タンク50の温度を検出する温度センサ101が設けられる。これにより、蒸発燃料貯留タンク50内の蒸発燃料の濃度を推定することができ、パージバルブ75等を適切に制御することができる。
(7) The evaporated
(8) Further, the evaporated
以下、本発明の第2実施形態〜第4実施形態を図3〜図5に基づいて説明する。第2実施形態〜第4実施形態は、主に蒸発燃料貯留タンクの構成が異なっているので、蒸発燃料貯留タンクの構成を中心に説明し、他の構成の説明は省略する。なお、図3〜図5は、蒸発燃料貯留タンクの模式的な断面図であって、温度センサ等の記載を省略した。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態による蒸発燃料貯留タンクを図3に示す。蒸発燃料貯留タンク250では、蒸発燃料供給部257が蒸発燃料貯留タンク250の側壁53に形成される。これにより、フィルタ部材55から滴下されたミストが蒸発燃料供給部257側に流入するのを防ぐことができる。
また、上記(1)、(4)〜(8)と同様の効果を奏する。
Hereinafter, 2nd Embodiment-4th Embodiment of this invention is described based on FIGS. In the second to fourth embodiments, the configuration of the evaporative fuel storage tank is mainly different. Therefore, the configuration of the evaporative fuel storage tank will be mainly described, and the description of other configurations will be omitted. 3 to 5 are schematic cross-sectional views of the evaporative fuel storage tank, and a description of a temperature sensor and the like is omitted.
(Second Embodiment)
An evaporative fuel storage tank according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the evaporated
In addition, the same effects as the above (1) and (4) to (8) are obtained.
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態による蒸発燃料貯留タンクを図4に示す。蒸発燃料貯留タンク350は、フィルタ部材55よりも水平方向の一側に突出し、第2室362の一部をなす突出室363を有している。また、本実施形態の蒸発燃料供給部357は、突出室363の鉛直方向上側に形成される上壁364に設けられる。これにより、フィルタ部材55から滴下されたミストが蒸発燃料供給部357側に流入するのを防ぐことができる。
また、上記(1)、(4)〜(8)と同様の効果を奏する。
(Third embodiment)
An evaporative fuel storage tank according to a third embodiment of the present invention is shown in FIG. The evaporative
In addition, the same effects as the above (1) and (4) to (8) are obtained.
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態による蒸発燃料貯留タンクを図5に示す。蒸発燃料貯留タンク450では、凝集燃料排出部59は、上記実施形態と同様、底壁52の中心からずれて形成されている。また、フィルタ部材455は、水平方向に対して傾斜して設けられる。本実施形態では、フィルタ部材455は、凝集燃料排出部59側が下となるように傾斜して設けられる。これにより、傾斜したフィルタ部材455の下側の面であって鉛直方向下側の箇所(図5中ではフィルタ部材455の紙面左下側)の箇所から滴下されたミストを凝集燃料排出部59から排出させやすくなるので、フィルタ部材455から滴下されたミストが蒸発燃料供給部57側に流入するのを防ぐことができる。
また、上記(1)、(4)〜(8)と同様の効果を奏する。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 shows an evaporative fuel storage tank according to a fourth embodiment of the present invention. In the evaporated
In addition, the same effects as the above (1) and (4) to (8) are obtained.
(他の実施形態)
上記実施形態の燃料供給装置は、筒内直噴式のエンジンに適用されていたが、ポート噴射式のエンジンに適用してもよい。また、ポート噴射式のエンジンに適用した場合、高圧ポンプは省略してもよい。
上記実施形態では、1つの低圧ポンプにより燃料タンクから汲み上げられた燃料がメインインジェクタおよびサブインジェクタに供給されていた。他の実施形態では、インジェクタごとにポンプを設けるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The fuel supply device of the above embodiment is applied to an in-cylinder direct injection engine, but may be applied to a port injection engine. Further, when applied to a port injection type engine, the high pressure pump may be omitted.
In the above embodiment, the fuel pumped up from the fuel tank by one low-pressure pump is supplied to the main injector and the sub-injector. In other embodiments, a pump may be provided for each injector.
上記実施形態では、蒸発燃料貯留タンクには、温度センサが設けられていた。他の実施形態では、温度センサを省略してもよい。この場合、例えば上記実施形態のように蒸発燃料貯留タンクがエンジンブロックに接触するように設けられていれば、エンジンの温度から蒸発燃料貯留タンクの温度を推定するようにしてもよい。 In the said embodiment, the temperature sensor was provided in the evaporative fuel storage tank. In other embodiments, the temperature sensor may be omitted. In this case, for example, if the evaporated fuel storage tank is provided so as to contact the engine block as in the above-described embodiment, the temperature of the evaporated fuel storage tank may be estimated from the temperature of the engine.
上記実施形態では、蒸発燃料貯留タンクは、シリンダブロックに接触するように設けられていた。他の実施形態では、蒸発燃料貯留タンクは、シリンダブロックに接触しなくてもよく、どのような箇所に設けてもよい。蒸発燃料貯留タンクを、例えば、シリンダヘッド、EGR配管、EGRクーラー、排気管などに隣接するように設け、これらの熱を利用して蒸発燃料貯留タンクを加熱するように構成してもよい。また、エンジン冷却水を用いて蒸発燃料貯留タンクを加熱するように構成してもよい。これにより、蒸発燃料貯留タンク内における蒸発燃料の生成が促進される。また、蒸発燃料貯留タンク内における蒸発燃料の生成を促進すべく、蒸発燃料貯留タンクに、例えばヒータ等の加熱手段を設けてもよい。 In the above embodiment, the evaporated fuel storage tank is provided so as to contact the cylinder block. In other embodiments, the evaporative fuel storage tank may not be in contact with the cylinder block, and may be provided at any location. For example, the evaporative fuel storage tank may be provided adjacent to a cylinder head, an EGR pipe, an EGR cooler, an exhaust pipe, and the like, and the evaporative fuel storage tank may be heated using these heats. Moreover, you may comprise so that an evaporative fuel storage tank may be heated using engine cooling water. Thereby, the production | generation of the evaporative fuel in an evaporative fuel storage tank is accelerated | stimulated. Further, in order to promote the generation of the evaporated fuel in the evaporated fuel storage tank, the evaporated fuel storage tank may be provided with heating means such as a heater.
上記実施形態では、凝集燃料排出部から排出された凝集燃料は、リターン通路を経由して燃料タンクに戻された。他の実施形態では、凝集燃料排出部から排出された凝集燃料は、燃料タンク以外の箇所に排出するようにしてもよい。
他の実施形態では、例えば第1実施形態におけるフィルタ部材を傾斜させる等、上記複数の実施形態における構成要素は、組み合わせて用いることももちろん可能である。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
In the above embodiment, the aggregated fuel discharged from the aggregated fuel discharge part is returned to the fuel tank via the return passage. In another embodiment, the agglomerated fuel discharged from the agglomerated fuel discharge unit may be discharged to a location other than the fuel tank.
In other embodiments, for example, the components in the plurality of embodiments described above may be used in combination, such as inclining the filter member in the first embodiment.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
1・・・燃料供給装置
10・・・エンジン(内燃機関)
11・・・シリンダブロック(エンジンブロック)
12・・・シリンダヘッド(エンジンブロック)
19・・・燃焼室
22・・・吸気ポート(吸気通路)
27・・・排気ポート
29・・・吸気通路(吸気通路)
30・・・燃料タンク
33・・・低圧ポンプ(ポンプ部)
34・・・高圧ポンプ(ポンプ部)
40・・・メインインジェクタ(第1の噴射弁)
42・・・サブインジェクタ(第2の噴射部)
50・・・蒸発燃料貯留タンク
51・・・頂壁
52・・・底壁
53・・・側壁
55・・・フィルタ部材
57・・・蒸発燃料供給部
58・・・壁部
59・・・凝集燃料排出部
61・・・第1室
62・・・第2室
70・・・蒸発燃料通路部材
71・・・蒸発燃料通路
94・・・キャニスタ
100・・・ECU
101・・・温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
11 ... Cylinder block (engine block)
12 ... Cylinder head (engine block)
19 ...
27 ...
30 ...
34 ... High pressure pump (pump part)
40: Main injector (first injection valve)
42... Sub-injector (second injection part)
DESCRIPTION OF
101 ... Temperature sensor
Claims (12)
前記燃料タンクに貯留された燃料を圧送するポンプ部と、
前記ポンプ部により圧送された燃料を内燃機関の燃焼室または吸気通路に噴射する第1の噴射弁と、
鉛直方向上側に形成される第1室と前記第1室の鉛直方向下側に形成される第2室とに内部空間を仕切るフィルタ部材、蒸発燃料を前記第2室から前記内燃機関側へ供給する蒸発燃料供給部、および、凝集した液体燃料である凝集燃料を前記第2室の鉛直方向下側から排出する凝集燃料排出部を有する蒸発燃料貯留タンクと、
前記ポンプ部により圧送された燃料を前記第1室に噴射する第2の噴射弁と、
前記蒸発燃料供給部と連通し、蒸発燃料を前記第2室から前記内燃機関に供給する蒸発燃料通路を有する蒸発燃料通路部材と、
を備えることを特徴とする燃料供給装置。 A fuel tank for storing fuel;
A pump unit for pumping the fuel stored in the fuel tank;
A first injection valve that injects fuel pumped by the pump unit into a combustion chamber or an intake passage of an internal combustion engine;
A filter member that partitions the internal space into a first chamber formed on the upper side in the vertical direction and a second chamber formed on the lower side in the vertical direction of the first chamber, and evaporative fuel is supplied from the second chamber to the internal combustion engine side. An evaporative fuel supply tank, and an evaporative fuel storage tank having an agglomerated fuel discharge part for discharging the agglomerated fuel that is agglomerated liquid fuel from the lower side in the vertical direction of the second chamber;
A second injection valve that injects fuel pumped by the pump unit into the first chamber;
An evaporative fuel passage member that communicates with the evaporative fuel supply section and has an evaporative fuel passage that supplies evaporative fuel from the second chamber to the internal combustion engine;
A fuel supply device comprising:
前記蒸発燃料供給部は、前記突出室の鉛直方向上側に形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料供給装置。 The evaporative fuel storage tank has a protruding chamber that protrudes to one side in the horizontal direction from the filter member and forms a part of the second chamber,
The fuel supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the evaporative fuel supply unit is formed vertically above the protruding chamber.
前記フィルタ部材は、前記凝集燃料排出部側が下になるように傾斜して設けられることを特徴とする請求項7に記載の燃料供給装置。 The agglomerated fuel discharge part is formed offset from the center of the bottom wall of the evaporated fuel storage tank,
The fuel supply device according to claim 7, wherein the filter member is provided so as to be inclined so that the agglomerated fuel discharge portion side is downward.
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