JPH05113161A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】運転状態にかかわらず最適の液化状態を保ち、
エバポガスを低減し、大気汚染を防止する。 【構成】燃圧調整弁の弁直下における急激な燃圧の低下
により余剰燃料中に発生したエバポガスは、液体ガソリ
ンと混在して気液混相状態で一時滞留容器７に燃料流入
口１０より入る。このうち液体ガソリンはリターン配管
を通り燃料タンクに送られ、エバポガスは一時滞留容器
７に溜められ液化される。前記余剰燃料の液位は液位検
出手段１２で検知し、制御装置１３がフューエルポンプ
２の吐出流量をフィードバック制御する。したがって常
に一時滞留容器７内の液位は最適に保たれ、気液分離状
態が安定維持されることにより、エバポガスが滞りな
く、しかも常時液化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車、産業用機器等
の内燃機関の燃料供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般
に、内燃機関から発生する大気汚染物質の１つにエバポ
レーティブエミッション（エバポガス）がある。これ
は、燃料タンク等の燃料給送系から大気中へ放出される
ＨＣエミッションを指す。特に燃圧調整弁における急激
な燃圧の低下による減圧沸騰に基づき、同燃圧調整弁の
部分で前記エバポガスが大量に発生する。これはリター
ン配管中で消滅することなく燃料タンク内に送られ、同
タンクから大気中に放出されることが多い。このエバポ
ガスを低減する対策として、燃料噴射装置に圧送された
燃料のうち使いきれずに余った燃料（余剰燃料）を冷却
して液化する方法が考えられるが、減圧沸騰に起因する
エバポガスは低温下でも生じている。従って、余剰燃料
を冷却するのみではエバポガスを液化することはほとん
どできない。

【０００３】また、仮に余剰燃料のエバポガスを低減し
得る構成を採用したとしても、燃料の消費量に応じて余
剰燃料の量は一定しないので、その構成は特定の条件下
でしか有効に機能しないおそれがある。

【０００４】そこで本発明の目的は運転状態にかかわら
ずエバポガスを確実に液化低減する燃料供給装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、燃料タンクと、該燃料タンクに付設し
たフューエルポンプと、燃料配管を介して前記フューエ
ルポンプと連結された燃料噴射装置と、該燃料噴射装置
と該燃料タンクとの間のリターン配管中に連結した燃圧
調整弁とを備えた内燃機関の燃料供給装置において、該
燃圧調整弁と燃料タンクとの間に位置するように、リタ
ーン配管中に設けられ余剰燃料を一時滞留させて気液分
離を行うようにした一時滞留容器と、該一時滞留容器の
内部に付設された、燃料の液位を検出するための検出手
段と、前記液位検出手段により検出された液位に応じ
て、フューエルポンプを駆動し、液位を最適に制御する
制御装置とを設けたことをその要旨としている。

【０００６】

【作用】従って、本発明によれば、余剰燃料が一時滞留
容器内で一時的に滞留されて、気液分離が行われる。こ
のとき、液位検出手段は一時滞留容器内の余剰燃料の液
位を検出する。制御装置は、この液位検出手段からの余
剰燃料液位情報と、記憶している最適余剰燃料液位とを
比較判断し、フューエルポンプを駆動し圧送する燃料の
量を制御し、余剰燃料の液位を一定に保つ。

【０００７】

【実施例】以下に本発明を具体化した実施例について図
１〜２に従って説明する。図２に燃料供給装置の全体構
成を示す。燃料タンク１は燃料を貯蔵する。フューエル
ポンプ２は燃料タンク１の内部（もしくは燃料配管３の
途中）に設置され、燃料を燃料タンク１から燃料配管３
に対して圧送する。燃料配管３はその出口端が燃料タン
ク１に接続されている。燃料噴射装置５は燃料配管３の
途中に設置されその噴射口８はエンジン９に接続されて
いる。燃圧調整弁４は燃料噴射装置５と燃料タンク１と
の間において燃料配管３に接続されており、同装置５に
よる噴射圧を一定に保つように機能する。この明細書に
おいては、余剰燃料がリターンされる燃料噴射装置５と
燃料タンク１との間の燃料配管をリターン配管６とす
る。従って、リターン配管６は、燃料噴射装置５及び燃
圧調整弁４を通る余剰燃料を燃料タンク１へ戻すための
通路を形成している。円筒状の一時滞留容器７（以下、
容器７と略記する）はリターン配管６の一部に一体化し
て接続設置されており、図１に示すように、その上面に
余剰燃料の流入口１０、下面に流出口１１が形成されて
いる。

【０００８】そして、リターンしてきた余剰燃料がこの
容器７内で一時滞留されて燃料タンク１に戻される。前
記容器７には液位検出手段１２が付設されている。本実
施例では液位検出手段として、サーミスタ方式のセンサ
ー１２を使用しているが、他にもフロートタイプ、静電
容量タイプのものなど各種センサーが利用できる。また
それらセンサー１２の中でもＯＮ／ＯＦＦ出力タイプの
もの、あるいはリニア出力タイプの２種類のセンサーが
あるが、より良い精度を求めるとするならリニアタイプ
のセンサーが望ましい。

【０００９】制御装置１３はセンサー１２及びフューエ
ルポンプ２と結線されている。そして、図３に示すよう
に、前記制御装置１３はセンサー１２からの出力に基づ
いて液位情報と、記憶している最適液位とを比較判断
し、前記フューエルポンプ２の回転速度をフィードバッ
ク制御し、これによって、燃料の圧送量が調整される。
すなわち、図１に示すように容器７内における余剰燃料
の液位が適当位置に保持されることにより、余剰燃料が
容器７内で所定時間滞留してエバポガスが分離されると
ともに、容器７内上部にエバポガスによる空間が形成さ
れるように燃料圧送量が調節される。

【００１０】次に、前記のように構成された本実施例の
作用を説明する。第２図において、フューエルポンプ２
によって燃料噴射装置５に圧送された燃料のうち使いき
れなかった余剰燃料は燃圧調整弁４を通りリターン配管
６に入る。この時、燃圧調整弁４の弁部直下における急
激な燃圧の低下により、余剰燃料中にエバポガスが発生
する。したがって、余剰燃料は、液体ガソリン１４とエ
バポガスの気泡１５が混在したいわゆる気液混相状態に
なる。その後余剰燃料は容器７に入り余剰燃料内のエバ
ポガスと液体ガソリン１４とが分離（以後気液分離と記
す）される。このうち液体ガソリン１４はリターン配管
６を通り燃料タンク１に送られ、エバポガスは容器７内
に溜められ液化される。

【００１１】すなわち、図１に示すように容器７の流入
口１０は、容器７の上面に、流出口１１は下面に形成さ
れているため、液体ガソリン１４の流れの方向とエバポ
ガスの気泡１５の浮力の方向とは逆向きになる。そし
て、液体ガソリン１４が流入口１０から容器７内に至
り、同容器７内で若干の時間滞留して流出口１１から流
出し燃料タンク１に送られる。この滞留中、エバポガス
の気泡１５は浮力により液体ガソリン１４の流れに逆ら
って容器７の上方に進み、容器７内の上部に溜まり気液
分離が確実に起こる。このエバポガスは燃圧調整弁４の
弁部直下の急激な燃圧低下で発生したものであり、弁部
直下の燃圧よりも高い燃圧下では時間の経過と共に液化
する性質を持つ。ここで、容器７内においては、燃圧は
燃圧調整弁４直下の燃圧よりも高く、しかもエバポガス
は容器７内に滞留していることから液化するための時間
が充分確保できる。したがって、気液混相状態の燃料が
容器７内に一定時間滞留するとともに、その容器７内に
燃料と接触する一定範囲の空間が存在することにより、
気液を分離して、分離ガスを液化しそれを燃料タンク１
内に戻す。このため、燃料タンク１内におけるエバポガ
スを大幅に減少できる。しかも、そのための構成は冷却
装置などを設けることなく単に円筒状の容器７を設けた
だけであるから、きわめて簡単である。なお、前記のよ
うに、容器７内に燃料が一定時間滞留するように、かつ
一定以上の空間が確保できるように燃料の流量に対して
容器７の大きさ及び形状が定められている。

【００１２】ただし、実運転状態では、余剰燃料流量が
燃料噴射量及び燃圧によって変化してしまう。すなわ
ち、余剰燃料流量が多いときは、容器７内は余剰燃料で
一杯になり気液分離されたエバポガスを収容するための
空間容積が少なくなる。また、余剰燃料流量が少ないと
きは、容器７を余剰燃料が滞留することなく素通りして
気液分離が可能な時間的余裕がなくなり、エバポガスの
液化効率が悪くなる。これに対し、センサー１２は余剰
燃料の容器７内での液位を検知し、制御装置１３でフュ
ーエルポンプの吐出量を制御し、常に容器７内の液位を
最適に保つ。このため、余剰燃料が必要時間容器７内で
滞留するとともに、所定の空間が形成される。従って、
燃料消費量の多寡に係わらず気液分離状態が安定維持さ
れ、エバポガスを滞りなくしかも常時液化することがで
き、エバポガスを大きく低減できる。なお、フューエル
ポンプ２の吐出流量は最大燃料噴射に必要な流量より多
く設定されており、液位保持のために燃料圧送量が変更
されても、燃料噴射に何ら支障はない。

【００１３】ちなみに、図４は内燃機関の運転時間とエ
バポガスの発生量との関係を示したものであり、このグ
ラフから明らかなように液位制御機構を有するものはエ
バポガス発生量が最も少ない。

【００１４】この発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、以下のような態様で具体化してもよい。 （イ）燃温検出センサーを設けて、燃温に応じてフュー
エルポンプ２の作動を制御するように構成すること。す
なわち、余剰燃温が高いときもエバポガスは多く発生す
る。発生量が多いと容器７に流入するエバポガスも多
く、液位が低下して気液分離が十分に起きない可能性が
ある。そこで燃温をモニターして、燃温が一定以上に上
昇したらエバポガスが発生している状態であると判断し
て、最適液位を保持する範囲内でフューエルポンプ２の
吐出量を低下させる。流量が低下すると、単位時間当た
りの容器７へのエバポガス流入量が単位時間当たりの液
化可能な量より小さくなり液化に余裕ができ、液化が十
分にできる。

【００１５】（ロ）容器７を燃料タンク１内に設けるこ
と。このように構成すれば、容器７のための専用スペー
スが不要になり、容器７の搭載上好ましい。 （ハ）容器７の流入口１０及び流出口１１の位置を変更
すること。例えばそれらの口１０、１１の少なくとも一
方を容器７の側面に設けたり、上面または下面に集中配
置したりすること。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、運転状態にかかわら
ず、つまり燃料の消費量に関係なくいかなる条件下にお
いても、余剰燃料を最適の液化状態に保ちエバポガスを
低減できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一時滞留容器の断面図であ
る。

【図２】本発明を具体化した燃料供給装置の全体構成図
である。

【図３】制御装置関連のフィードバック制御を示すブロ
ック図である。

【図４】本発明を具体化した装置と従来装置との特性を
示す図である。

【符号の説明】

１ 燃料タンク、２ フューエルポンプ、３ 燃料配
管、４ 燃圧調整弁、５燃料噴射装置、６ リターン配
管、７ 一時滞留容器、１２ 液位検出手段、１３ 制
御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクと、該燃料タンクに付設され
   たフューエルポンプと、燃料配管を介して前記フューエ
   ルポンプと連結された燃料噴射装置と、該燃料噴射装置
   と該燃料タンクとの間のリターン配管中に連結した燃圧
   調整弁とを備えた内燃機関の燃料供給装置において、 該燃圧調整弁と燃料タンクとの間に位置するように、リ
   ターン配管中に設けられ余剰燃料を一時滞留させて気液
   分離を行うようにした一時滞留容器と、該一時滞留容器
   の内部に付設され、燃料の液位を検出するための検出手
   段と、前記液位検出手段により検出された液位に応じ
   て、フューエルポンプを駆動し、液位を最適に制御する
   制御装置とを設けたことを特徴とする燃料供給装置。