JPH08109862A - 燃料供給装置 - Google Patents

燃料供給装置

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JPH08109862A
JPH08109862A JP6245530A JP24553094A JPH08109862A JP H08109862 A JPH08109862 A JP H08109862A JP 6245530 A JP6245530 A JP 6245530A JP 24553094 A JP24553094 A JP 24553094A JP H08109862 A JPH08109862 A JP H08109862A
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JP
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pressure
fuel
fuel supply
amount
valve
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JP6245530A
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Takashi Akiba
貴 秋葉
Kiyotoshi Oi
清利 大井
Kazuji Minagawa
一二 皆川
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの高温再始動性がよく制御の容易な
燃料供給装置を提供する。 【構成】 プレッシャレギュレータの弁体60は、円形
状に形成された平板部61とこの平板部61のシート部
材63に対向する側に突出するように設けられた突部6
2とからなる。突部62は、円柱部62aと円錐部62
bとからなる。弁体60のリフト量に従い弁体60とシ
ート部材63とで形成する弁開口面積が不連続に変化す
る。このため、燃料ポンプの吐出量によりプレッシャレ
ギュレータの制御圧力が低圧側と高圧側とで平坦にな
る。エンジンの高温再始動時、プレッシャレギュレータ
の制御圧力を高圧側の平坦領域で制御することにより、
燃料中のベーパ発生を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関(以下、「内
燃機関」をエンジンという)用燃料供給装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来より、燃料ポンプからインジェクタ
への燃料供給通路中にプレッシャレギュレータを設ける
ことにより燃料ポンプからインジェクタに供給する燃料
を所定圧に保持する燃料供給装置が知られている。この
ような燃料供給装置のプレッシャレギュレータとして図
8に示すものが知られている。プレッシャレギュレータ
110は、第1ケース111と第2ケース112との境
界でダイアフラム113を巻締めにより固定している。
ダイアフラム113は弁部120とスプリング受け11
4とにより中心部を挟持され、ダイアフラム113、弁
部120、スプリング受け114は一体に往復動する。
弁部120は、圧縮コイルスプリング115により閉弁
方向に付勢されている。
【0003】第1ケース111内のスプリング室111
aは接続管116により図示しない吸気管と接続されて
おり、スプリング室111aは吸気管負圧に設定されて
いる。第2ケース112には、図示しない燃料タンクか
ら燃料室112aに燃料を導入する吸入管131、余剰
燃料を図示しない燃料タンクにリターンするリターン管
132が取付けられている。
【0004】弁部120は、スプリング室111aの吸
気管負圧、燃料室112aの燃料圧力、圧縮コイルスプ
リング115の閉弁方向への付勢力が均衡する位置に変
位する。燃料ポンプから燃料が導入されると、燃料ポン
プからの燃料吐出量に応じて弁部120がリフトして弁
体121とシート部材122とで形成する弁開口面積が
増減することによりリターン管132から燃料タンクに
リターンされる余剰燃料量が調整されるので、燃料室1
12aの燃料圧力は一定に保持される。
【0005】しかし、図8に示すプレッシャレギュレー
タを用いた燃料供給装置では、エンジン停止後エンジン
が高温の状態で再始動すると、燃料ポンプからインジェ
クタへの燃料供給通路中の燃料にベーパが発生する。こ
のベーパを含んだ燃料がインジェクタに供給されると燃
料噴射量が低下するので、エンジンの始動が良好に行わ
れなくなったりエンジンが始動できなくなったりするこ
とがある。
【0006】このような問題を解決するため、特表平5
−500099号公報に開示されている燃料供給装置で
は、エンジンからの燃料要求量に応じて燃料ポンプから
の燃料吐出量を調節可能にし、図9に示すように、プレ
ッシャレギュレータからの燃料のリターン流量がQmin
からQmax の間は制御圧力、つまりインジェクタへの燃
料供給圧を一定に保持している。そして、リターン流量
がQmax を越えるように燃料ポンプからの燃料吐出量を
増加させることにより制御圧力を上昇可能にしている。
これにより、エンジンの高温再始動時、リターン流量が
Qmax を越えるように燃料ポンプからの燃料吐出量を増
加させて制御圧力を上昇させることが可能になるので、
高温によるベーパ発生を供給燃料の高圧化により抑制す
ることができる。
【0007】この他にも、エンジン停止時または燃料
ポンプ停止時にプレッシャレギュレータの開弁圧を上げ
てベーパの発生を抑制するもの、燃料供給配管の出口
に通路遮断弁を設け、エンジン停止時にこの通路遮断弁
を閉弁することにより燃料通路を密閉状態にしてベーパ
の発生を抑制するもの、低圧用と高圧用の2台のプレ
ッシャレギュレータを設けてベーパの発生を抑制するも
の、2台の燃料ポンプを作動させてベーパをリターン
管に強制排出するものが知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の燃料供給装置において、特表平5−5000
99号公報に開示されているものでは、ベーパの発生を
抑制可能な制御圧力の範囲では、燃料のリターン流量、
つまり燃料ポンプからの燃料吐出量により制御圧力が高
低に大きく変化する。このため、制御圧力の制御が困難
であり、インジェクタへの燃料供給量がばらつくと空燃
比(A/F)が変動するという問題がある。さらに、制
御圧力が上昇し過ぎることにより燃料配管から燃料漏れ
の生じる恐れがある。
【0009】また、前述した〜の燃料供給装置にお
いて、余剰燃料をリターン管により燃料タンクに戻すも
のでは、構造が複雑になるとともに高温の燃料を燃料タ
ンクに戻すことになるので、燃料タンク内の燃料温度が
上昇してエバポが発生しやすくなるという問題がある。
この改良として、余剰燃料のリターン管をなくし、燃料
供給管から各気筒のインジェクタに燃料を分配する各コ
ネクタを全て燃料供給管内上部に延長し、この燃料供給
管内上部に各インジェクタの燃料吸入口を開口し、分岐
した燃料パイプを燃料供給管の上流側から燃料供給管の
上部に配置し、燃料ポンプと燃料供給管とを連通絞りに
よって連通することにより、発生したベーパがエンジン
始動時に直接燃料噴射量に影響を及ぼさない燃料供給装
置が考えられている。ところが、この装置では、燃料供
給管が複雑かつ大型化するという問題がある。
【0010】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、エンジンの高温再始動性がよく制
御の容易な燃料供給装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の請求項1記載の燃料供給装置は、エンジンの
インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプと、前記燃料
ポンプの燃料吐出量を調節可能であり、エンジンの高温
再始動時に前記燃料ポンプからの燃料吐出量を増大させ
るポンプコントローラと、前記燃料ポンプと前記インジ
ェクタとの間の燃料供給通路中に設けられ、前記インジ
ェクタへの燃料供給圧を調節可能なプレッシャレギュレ
ータとを備え、前記プレッシャレギュレータは、余剰燃
料のリターン流量に応じ燃料供給圧を調節可能であり、
低圧側および高圧側の制御圧力領域に0.1kgf/cm2/10
リットル/Hr 以下で変化する平坦な制御圧力領域を有するこ
とを特徴とする。
【0012】本発明の請求項2記載の燃料供給装置は、
請求項1記載の燃料供給装置において、前記プレッシャ
レギュレータから前記インジェクタまでの燃料供給通路
は閉じていることを特徴とする。本発明の請求項3記載
の燃料供給装置は、請求項1または2記載の燃料供給装
置において、前記プレッシャレギュレータは燃料タンク
内に設置されることを特徴とする。
【0013】本発明の請求項4記載の燃料供給装置は、
請求項1、2または3記載の燃料供給装置において、低
圧側の平坦な前記制御圧力領域と高圧側の平坦な前記制
御圧力領域との圧力差は少なくとも0.5kgf/cm2 であ
ることを特徴とする。本発明の請求項5記載の燃料供給
装置は、請求項1から4のいずれか1項記載の燃料供給
装置において、高圧側の平坦な前記制御圧力領域の圧力
は少なくとも3kgf/cm2 以上であることを特徴とする。
【0014】本発明の請求項6記載の燃料供給装置は、
請求項1から5のいずれか1項記載の燃料供給装置にお
いて、前記プレッシャレギュレータの弁開口面積を不連
続に変化させることを特徴とする。本発明の請求項7記
載の燃料供給装置は、請求項1から5のいずれか1項記
載の燃料供給装置において、前記プレッシャレギュレー
タの弁リフト量を不連続に変化させることを特徴とす
る。
【0015】本発明の請求項8記載の燃料供給装置は、
請求項1から5のいずれか1項記載の燃料供給装置にお
いて、前記プレッシャレギュレータの弁体を付勢するバ
ネ定数を変化させることを特徴とする。本発明の請求項
9記載のプレッシャレギュレータは、燃料ポンプと燃料
消費装置との間の燃料供給通路中に設けられ、前記燃料
供給通路中の燃料圧力を調整する燃料供給装置のプレッ
シャレギュレータにおいて、前記燃料供給通路中の燃料
圧力を受け、前記燃料ポンプから供給される供給燃料量
と、前記燃料消費装置で消費される消費燃料量との差に
相当する余剰燃料量に応じて変位する受圧部材と、前記
受圧部材の変位に応じて駆動され、開弁量が変化する弁
であって、前記受圧部材の変位量が第1変位領域内で変
化するとき前記燃料供給通路から流出する余剰燃料量を
調節して前記燃料供給通路中の燃料圧力をほぼ一定の第
1圧力に調整し、前記受圧部材の変位量が前記第1変位
領域より高い第2変位領域内で変化するとき前記燃料供
給通路から流出する余剰燃料量を調節して前記燃料供給
通路中の燃料圧力を前記第1圧力より高いほぼ一定の第
2圧力に調整する弁とを備えることを特徴とする。
【0016】本発明の請求項10記載のプレッシャレギ
ュレータは、請求項9記載のプレッシャレギュレータに
おいて、前記弁は、前記受圧部材の前記第1変位領域と
前記第2変位領域との間の第3変位領域において、前記
受圧部材の変位量に応じて前記燃料供給通路中の燃料圧
力を前記第1圧力と前記第2圧力とのあいだで連続的に
変化させることを特徴とする。
【0017】本発明の請求項11記載のプレッシャレギ
ュレータは、請求項10記載のプレッシャレギュレータ
において、前記弁は、前記受圧部材の前記第3変位領域
において前記余剰燃料の流出通路内に位置して開弁量を
一定に維持する絞り部位(62a)を有し、前記受圧部
材の変位に応じて開口面積を階段状に変化させる可動弁
(61、62)を備えることを特徴とする。
【0018】本発明の請求項12記載のプレッシャレギ
ュレータは、請求項9記載のプレッシャレギュレータに
おいて、前記弁は、前記受圧部材が前記第1変位領域に
あるときより、前記受圧部材が前記第2変位領域にある
ときに可動弁(81)を強い力で閉弁方向に付勢する付
勢手段(84、77)を備えることを特徴とする。本発
明の請求項13記載のプレッシャレギュレータは、請求
項12記載のプレッシャレギュレータにおいて、前記付
勢手段は、前記受圧部材の前記第1変位領域と前記第2
変位領域との両方において前記可動弁(81)を付勢す
る第1付勢手段(84、92)と、前記受圧部材の前記
第1変位領域と前記第2変位領域とのいずれかにおいて
前記可動弁(81)を付勢する第2付勢手段(77)と
を備えることを特徴とする。
【0019】本発明の請求項14記載のプレッシャレギ
ュレータは、請求項9から13のいずれかに記載のプレ
ッシャレギュレータにおいて、前記弁は、前記燃料供給
通路中の燃料圧力を前記第1圧力または前記第2圧力に
調整するとき、余剰燃料量の変化量10リットル/Hr に対す
る前記燃料供給通路中の燃料圧力の変化量を0.1kgf
/cm2以下とすることを特徴とする。
【0020】
【作用および発明の効果】本発明の請求項1、6、7ま
たは8のいずれか1項記載の燃料供給装置によると、プ
レッシャレギュレータの低圧側および高圧側の制御圧力
領域に0.1kgf/cm2/10リットル/Hr 以下で変化する平坦な
制御圧力領域を有することにより、例えば高温再始動時
または高負荷時、燃料供給圧を平坦で高温の一定圧にす
ることによりエンジン等の温度上昇によるベーパ発生を
簡単な構成で容易に抑制できる。
【0021】本発明の請求項2記載の燃料供給装置は、
プレッシャレギュレータからインジェクタまでの燃料供
給通路を閉じる、すなわちプレッシャレギュレータから
インジェクタまでの燃料供給通路から燃料タンクに余剰
燃料をリターンしない構成にすることにより、高温燃料
を燃料タンクに戻さない。このため、燃料タンク内の燃
料温度の上昇を抑制できるので、吐出燃料の温度上昇に
よるエバポ発生を抑制することができる。
【0022】本発明の請求項3記載の燃料供給装置によ
ると、プレッシャレギュレータを燃料タンク内に設置す
ることにより温度上昇する前に余剰燃料を燃料タンクに
リターンできる。このため、燃料タンク内の燃料温度の
上昇を抑制できるので、吐出燃料の温度上昇によるエバ
ポ発生をさらに良好に抑制することができる。本発明の
請求項4記載の燃料供給装置によると、低圧側と高圧側
の平坦な制御圧力領域の圧力差を少なくとも0.5kgf/
cm2 以上にすることにより、低圧側で燃料供給圧を制御
する通常運転時に燃料ポンプに過剰な負荷をかけること
を防止できるので、燃費が向上するとともに燃料配管の
信頼性を向上することができる。
【0023】本発明の請求項5記載の燃料供給装置によ
ると、高圧側の平坦制御圧力領域の圧力を少なくとも3
kgf/cm2 以上にすることにより、ベーパ発生を良好に防
止できる。本発明の請求項9記載のプレッシャレギュレ
ータによると、余剰燃料量に応じて2つの燃料圧力を供
給することができる。しかも、第1圧力、第2圧力とも
に受圧部材の所定の変位領域にわたって供給されること
により、余剰燃料量がその領域内で変動しても安定的に
第1圧力または第2圧力が供給される。このため、例え
ばエンジンの高温始動時等に燃料圧力を第2圧力とする
場合でも、プレッシャレギュレータにより与えられる燃
料圧力が安定的に第2圧力に調整されるため、始動時で
もエンジンへの燃料供給量を所望の値に正確に調整する
ことが可能となる。
【0024】なお、請求項10に記載の構成とすること
で、第1圧力から第2圧力への移行を滑らかに行うこと
ができる。また、請求項11に記載の構成とすること
で、簡単で信頼性の高い構成により第1圧力から第2圧
力への移行を滑らかに行うことができる。なお、請求項
12に記載の構成では、可動弁の付勢力を変化させるだ
けの簡単で信頼性の高い構成により第1圧力と第2圧力
とを安定的に供給することができる。
【0025】また、請求項13に記載の構成では、可動
弁の付勢力を少なくとも2つの付勢手段をもって変化さ
せることができ、簡単で信頼性の高い構成により第1圧
力と第2圧力とを安定的に供給することができる。な
お、請求項14に記載の構成とすることで、第1圧力と
して燃料を利用するときも第2圧力として燃料を利用す
るときも、どちらにあっても優れた燃料供給量の制御性
を発揮させることができる。
【0026】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説
明する。 (第1実施例)本発明の第1実施例による燃料供給装置
を内燃機関の燃料噴射装置に適用した一実施例を図2に
示す。
【0027】多気筒エンジンのエンジン本体10のシリ
ンダヘッド11に、各気筒毎に点火プラグ12が配設さ
れている。シリンダブロック13のシリンダ内には往復
動可能にピストン14が収容され、エンジン本体10内
を循環する冷却水の温度を検出する水温センサ101が
設けられている。図示しないクランクシャフトには一定
のクランク角毎の検出信号を出力する回転角センサ10
2が設けられている。
【0028】エンジン本体10に接続される吸気管20
の上流側に、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に
応じて開閉するスロットル弁21を収容するスロットル
ボディ22が配設されている。スロットルボディ22の
下流側にはサージタンク23が配設され、サージタンク
23内に吸入空気の温度を検出する吸気温センサ103
が設置されている。アイドル時、スロットル弁21をバ
イパスする吸気量を調節するアイドルスピードコントロ
ールバルブ24(ISC弁)と、吸入空気の圧力を検出
する吸気圧センサ104とがスロットルボディ22に設
けられている。吸気管20の下流側に燃料を燃焼室に噴
射するインジェクタ14が設置され、各インジェクタの
燃料上流側には燃料供給管15が接続している。
【0029】各インジェクタに供給される燃料は、燃料
タンク30から燃料ポンプ31により吸い上げられる。
燃料ポンプ31は燃料タンク30内に収容され、燃料タ
ンク30内のプレッシャレギュレータ33から燃料フィ
ルタ34、燃料配管35を経て燃料供給管15に供給さ
れる。ポンプコントローラ32は、エンジン本体10の
燃料要求量に応じ、燃料ポンプ31の駆動力を調節する
ことにより燃料吐出量を増減することができる。燃料供
給管15内の圧力はプレッシャレギュレータ33により
所定の圧力に設定されている。燃料ポンプ31で吸い上
げた燃料の内、余剰燃料はプレッシャレギュレータ33
から燃料タンク30内にリターンされる。
【0030】エンジン本体10の始動時においてクラン
クシャフトに初期回転を付与するスタータモータ40
は、キースイッチ41によりバッテリ42との通電をオ
ン、オフされる。キースイッチ41は、OFF、AC
C、ON、STARTの4段切換えであり、図示しない
キーによりキースイッチ41がOFFからACCに切換
わるとヘッドライトやラジオ等にバッテリ42から電力
が供給される。さらにONに切換わると電子制御装置
(ECU)50にバッテリ42から電力が供給される。
さらにSTARTに切換わるとスタータモータ40にバ
ッテリ42から電力が供給される。
【0031】ECU50は、バッテリ42から電力を供
給されて起動し、水温センサ101、回転角センサ10
2、吸気温センサ103、吸気圧センサ104からそれ
ぞれ水温TW、エンジン回転数Ne、吸気温TA、吸気
圧Pmの各検知信号を入力する。ECU50はこのよう
な入力信号に応じ、インジェクタ14およびポンプコン
トローラ32に駆動信号を出力している。またECU5
0は、各センサによる検出値や演算結果を記憶するメモ
リ51を備えている。
【0032】プレッシャレギュレータ33の内部構成
は、弁体の形状以外は、図8に示した従来例と実質的に
同一の構成である。図1に示す弁体60は、円形状に形
成された平板部61とこの平板部61のシート部材63
に対向する側に突出するように設けられた突部62とか
らなる。突部62は、円柱部62aと円錐部62bとか
らなる。弁体60が燃料ポンプ31から吐出される燃料
の圧力によりリフトして余剰燃料を燃料タンク30にリ
ターンすることにより、プレッシャレギュレータ33は
制御圧力、つまりインジェクタ14への燃料供給圧を一
定圧に調整する。
【0033】次に、プレッシャレギュレータ33の作動
を図3、図4および図5に基づいて説明する。エンジン
が始動され、燃料ポンプ30から燃料が吐出されると、
図3(A)に示すように弁体60がリフトする。弁体6
0の弁開口面積Sは、最小流路面積により規定されるの
で、図3(A)に示す弁体60のリフト初期の段階で
は、平板部61とシート部材63との間に形成される直
径Dの円柱の側面積は、シート部材63の開口部63a
の周縁部と突部62との間に形成される円環状の開口面
積よりも小さい。つまり、この時の弁開口面積Sは次式
(1) で表され、図4のo−a間に示すように、弁体60
のリフト量に比例して弁開口面積Sが増加する。
【0034】 S=πDh ・・・(1) このときプレッシャレギュレータ33の制御圧力は、図
5に示すように、Q=0近傍の不安定領域を越えると、
プレッシャレギュレータ33からのリターン流量Qmin
からQmax において低圧側でほぼ一定の第1圧力P1に
なる。この第1圧力P1を実現するQmin からQmax の
リターン流量範囲内において、図5に示されるような圧
力平坦部の圧力の傾きは、リターン流量の差10リットル/Hr
に対して、0.1kgf/cm2/10リットル/Hr 以下であれば、イ
ンジェクタの燃料噴射量の制御精度を良好に保つことが
できる。
【0035】図3(B)に示すように、弁体60がさら
にリフトすると、円錐部62bがシート部材63内に収
容されている状態で、前記円柱の側面積よりも円環状の
開口面積の方が大きくなる。前記円環状の開口面積は次
式(2) で表される。 S=π(D2 −d2 )/4 ・・・(2) つまり、図4のa−b間で示すように弁開口面積Sは一
定である。そのため、リターン流量がQmax よりも増加
するように燃料ポンプ30からの燃料吐出量が増加する
と、図5に示すように制御圧力が増加する。
【0036】図3(C)に示すように、弁体60がさら
にリフトし、円柱部62aと円錐部62bとの境界が開
口部63aよりも上方に出た状態では、弁体60のリフ
トに伴い、前記円環状の開口面積は増加し、次式(3) で
表される。 S=π{D2 −d2 (1−(h−l1)/(l2−l1))2 }/4 ・・・(3) つまり、図4のb−c間で示すように弁開口面積Sも増
加し、制御圧力は、図5のQ1 からQ2 の間のQs で示
すリターン流量範囲内において制御圧力の高圧側でほぼ
一定の第2圧力P2になる。高圧側の定圧値の変化量
は、低圧側と同様に0.1kgf/cm2/10リットル/Hr 以下であ
れば、インジェクタの燃料噴射量の制御精度を良好に保
つことができ、高温再始動時にも燃料噴射量を高精度に
所望の量とすることができる。また、高圧側の定圧値
は、3kgf/cm2 以上でかつ低圧側の定圧値から0.5kg
f/cm2 以上変化している。
【0037】通常運転時、弁体60は図3(A)に示す
位置にあり、プレッシャレギュレータ33の制御圧力
は、図5に示すように、リターン流量が増加しても一定
に保持される。しかしながら、エンジンの運転を停止
し、エンジンがまだ高温の状態で再始動する場合、リタ
ーン流量Qmin からQmax の間で示される低い制御圧力
では、再始動時、燃料にベーパが発生することがある。
燃料中にベーパが発生するとインジェクタ14からの燃
料噴射量が低下することにより始動性が悪化する。その
ため第1実施例では、エンジンの高温再始動時、水温セ
ンサ101等からの温度情報をECU50が入力し、E
CU50からポンプコントローラ31に制御信号が出力
され、燃料ポンプ31の燃料吐出量が増加される。燃料
吐出量の増加に伴い、プレッシャレギュレータ33の弁
体60は図3(C)に示す位置にリフトされるので、プ
レッシャレギュレータ33の制御圧力は、図5に示すよ
うに高圧側に移行し一定圧に保持される。高圧側の定圧
値は低圧側の定圧値よりも0.5kgf/cm2 以上変化する
とともに3kgf/cm2 以上に設定されているため、高い燃
料供給圧によりベーパの発生が抑制されるので、エンジ
ンの高温再始動が良好に行われる。さらに高圧側の定圧
値を5kgf/cm2 以上に設定すると、高温再始動時のベー
パ発生をより良好に抑制することができる。
【0038】第1実施例では、エンジンの高温再始動時
にプレッシャレギュレータの制御圧力を一定の高圧状態
にしたが、本発明では、例えばエンジン温度が上昇する
高負荷状態を検出し、高負荷運転時においてプレッシャ
レギュレータの制御圧力を一定の高圧状態にすることに
より、ベーパ発生を抑制することも可能である。 (第2実施例)本発明の第2実施例を図6に示す。
【0039】プレッシャレギュレータ70は、第1ケー
ス71と第2ケース72との間にダイアフラム73の外
縁部を巻締めにより固定している。第1ケース71に
は、通気孔71aが形成され、第1ケース71内のスプ
リング室71bを大気圧またはタンク内圧に設定してい
る。第2ケース72に円筒状の支持部材74が固定さ
れ、この支持部材74の上方に突出するように円筒状の
シート部材75が支持部材74の内壁に固定されてい
る。第2ケース72の側壁には、図示しない燃料の吸入
管とリターン管が設けられている ロッド76は、両端に軸部76aよりも径の大きな円形
状の係止部76b、76cを有し、軸部76aが第1ケ
ース71の上壁に設けられた窪み部を貫通している。圧
縮コイルスプリング77は第1ケース71の上方内壁と
ロッド76の弁部80側の係止部76cに当接し、ロッ
ド76を弁部80側に付勢している。
【0040】弁部80の弁体81は公知の構成により弁
ガイド82に保持されており、シート部材75の弁座7
5aに当接可能である。弁部80は圧縮コイルスプリン
グ84によりシート部材75側に付勢されている。図示
しない燃料ポンプから吐出される燃料が図示しない吸入
管から燃料室72aに導入されると、圧縮コイルスプリ
ング84の付勢力に抗してダイアフラム73がスプリン
グ室91b側に押されて弁部80がリフトし、弁体81
が弁座75aから離座する。弁体81が弁ガイド82と
ともにリフトすると、弁体81とシート部材75とで形
成される弁開口面積は増加し、余剰燃料のリターン流量
が増加するので、プレッシャレギュレータ70の制御圧
力は一定に保持される。
【0041】燃料ポンプからの燃料吐出量がさらに増加
し、弁体81がリフトすると、弁ガイド82の上端面が
ロッド76の係止部76cに当接する。すると圧縮コイ
ルスプリング84および圧縮コイルスプリング77の付
勢力により弁部80が付勢されるので、弁体81は殆ど
リフトしない。このとき、燃料ポンプからの燃料吐出量
が増加するとプレッシャレギュレータ70の制御圧力は
上昇する。
【0042】さらに燃料ポンプからの燃料吐出量が増加
すると、弁体81は再びリフト量を増加し、プレッシャ
レギュレータ70の制御圧力は高圧側で一定に保持され
る。このように第2実施例でも、圧縮コイルスプリング
84および77を設け、弁部80を閉方向に付勢する付
勢力を2段階にして弁体81のリフト量を不連続にする
ことにより、プレッシャレギュレータ70において低圧
側と高圧側とに平坦な制御圧力領域を設けている。この
ため、第1実施例と同様に高温再始動時または高負荷時
のベーパ発生を抑制することができる。
【0043】(第3実施例)本発明の第3実施例を図7
に示す。第1ケース91には通気孔91aが設けられ、
スプリング室91b内は大気圧またはタンク内圧に設定
されている。圧縮コイルスプリング92は円錐状に巻回
されており、変化量が増加するに従いばね定数も増加す
る構成である。
【0044】図示しない燃料ポンプから吐出される燃料
が図示しない吸入管から導入されると、圧縮コイルスプ
リング92の付勢力に抗してダイアフラム73がスプリ
ング室91b側に押される。弁部80はダイアフラム7
3とともにリフトし、弁体81がシート部材75の弁座
75aから離座する。弁体81が弁ガイド82とともに
リフトすると、弁体81とシート部材75とで形成され
る弁開口面積は増加し、余剰燃料のリターン流量が増加
するので、プレッシャレギュレータ90の制御圧力は一
定に保持される。
【0045】燃料ポンプからの燃料吐出量がさらに増加
して弁体81がリフトすると、圧縮コイルスプリング9
2のばね定数が増加し、燃料ポンプからの燃料吐出量に
対して弁体81のリフト量が減少する。このため、弁ガ
イド82がロッド76に当接する前にプレッシャレギュ
レータ90の制御圧力が増加し始め、弁ガイド82がロ
ッド76に当接する。すると、圧縮コイルスプリング9
2のばね定数と圧縮コイルスプリング77のばね定数と
が加算され、加算されたばね定数に応じた付勢力が弁部
80に働くので弁体81は殆どリフトしなくなりさらに
制御圧力が上昇する。
【0046】燃料ポンプからの燃料吐出量がさらに増加
し燃料室72a内の圧力が増加すると、弁体81のリフ
ト量は再び増加し始めるのでプレッシャレギュレータ9
0の制御圧力は高圧側で一定圧力となる。第3実施例で
は、弁部80を閉弁方向に付勢する圧縮コイルスプリン
グ92を円錐状に巻回することにより、弁体81のリフ
ト量に応じて弁部80を付勢する圧縮コイルスプリング
92のばね定数を変化させ、第1変位領域から第2変位
領域へ切り換わるときの燃料圧力の変化を滑らかにした
が、本発明では、円錐状の圧縮コイルスプリングに代え
て、不等ピッチスプリング、テーパコイルスプリング等
の非線形のばね定数を有するスプリングを用いることも
可能である。また本発明では、第1実施例、第2実施
例、第3実施例で示した構成を組み合わせた構成によ
り、ベーパ発生を抑制することも可能である。
【0047】以上説明した本発明の実施例では、第1ケ
ースに通気孔を設けることによりスプリング室を大気圧
またはタンク内圧に設定したが、本発明では、吸気管内
とスプリング室とを配管で連通することによりスプリン
グ室を吸気管負圧に設定することも可能である。なお、
燃料ポンプからの吐出量は、通常のエンジンの使用状態
での燃料消費量Qm をまかなうことのできる第1吐出量
と、高温再始動時のエンジンへの燃料供給量Qs に加え
てさらにプレッシャレギュレータが第2圧力となる余剰
燃料量Q1 を生じさせるに十分な第2吐出量とに切り換
え可能であることが重要であって、少なくとも2段階、
望ましくは連続的に吐出量が調節できる燃料ポンプとそ
の制御装置を用いる。
【0048】なお、以上に述べた実施例では受圧部材と
してダイアフラムを用いたが、これを蛇腹筒状のベロー
ズとしてもよい。また、以上に述べた実施例ではプレッ
シャレギュレータは、唯一の受圧部材と唯一の弁とを備
えるという簡単で信頼性の高い構成で、低圧側の第1領
域において流出する余剰燃料量を増減させて燃料圧力を
第1圧力とほぼ一定に調整するとともに、高圧側の第2
領域においても流出する余剰燃料量を増減させて燃料圧
力を第2圧力とほぼ一定に調整するよう可動弁の形状、
あるいは付勢手段としての圧縮コイルスプリングの付勢
力の切換えを行っているが、受圧部材と弁とを複数設け
て2段階の階段状の圧力制御特性を実現してもよい。
【0049】また、上記第1実施例では、低圧側の第1
変位領域において開度調節機能を発揮する第1弁として
の平板部61と、高圧側の第2変位領域において開度調
節機能を発揮する第2弁としての円錐部62bとに加え
て、低圧側の第1変位領域と高圧側の第2変位領域との
間の第3変位領域において余剰燃料の流出通路であるシ
ート部材63内の通路に位置して通路断面積を絞る円柱
部62aを弁体60に形成して絞りを構成しているが、
絞りは可動弁側に限らず、固定弁側としてのシート部材
の形状を加工することで構成してもよい。
【0050】また、上記第2実施例、第3実施例では、
受圧部材の変位量が所定量を越えると第2の付勢手段と
しての圧縮コイルスプリングが加算的に作用して付勢力
が増加し、燃料圧力が高められる構成とされているが、
複数の付勢手段の組み合わせはこれに限るものではな
い。例えば、受圧部材の変位量が所定量を越えるまで第
2の付勢手段が可動弁を開弁方向に付勢するよう構成す
ることで、受圧部材の変位量が所定量を越えるまでは可
動弁が小さい力で閉弁方向に付勢され、受圧部材の変位
量が所定量を越えると第1付勢手段だけによる強い力で
可動弁が閉弁方向に付勢されるように構成してもよい。
【0051】また、第3実施例で述べたような非線形特
性のばねを一本だけ用いて、受圧部材の第1変位領域で
は小さい付勢力、第2変位領域では大きい付勢力を発揮
させるようにしてもよい。また、上記実施例では、プレ
ッシャレギュレータを燃料タンク内、あるいは燃料タン
クの壁面といった位置に燃料タンクとともに設ける構成
とし、燃料タンクからエンジンへ送られるだけの一方通
行の燃料配管を配設するだけとしている。このような構
成では、電気的な操作で比較的簡単に燃料吐出量を変
化させることのできる燃料ポンプを制御するだけで、プ
レッシャレギュレータから供給される圧力を第1圧力か
ら第2圧力へ高めることができるので、構成を簡単にで
きる。エンジンの近傍で加熱された燃料が再び燃料タ
ンク内に戻されないので燃料蒸気(エバポ)の発生を抑
制できる。プレッシャレギュレータが第2圧力を供給
することで燃料配管中の燃料蒸気の気泡(ベーパ)を減
少させることができ、特に高温再始動時などに有効であ
る。本実施例では、このような、、等の効果が得
られるが、本発明によるプレッシャレギュレータは、エ
ンジンの近傍に配設されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による燃料供給装置のプレ
ッシャレギュレータの主要部を示す断面図である。
【図2】本発明の第1実施例による燃料供給装置を燃料
噴射装置に適用した一実施例を示す構成図である。
【図3】第1実施例の弁体のリフト位置を示す模式的断
面図である。
【図4】第1実施例のプレッシャレギュレータの弁リフ
ト量と弁開口面積との関係を示す特性図である。
【図5】第1実施例のプレッシャレギュレータのリター
ン流量と制御圧力との関係を示す特性図である。
【図6】本発明の第2実施例による燃料供給装置のプレ
ッシャレギュレータを示す断面図である。
【図7】本発明の第3実施例による燃料供給装置のプレ
ッシャレギュレータを示す断面図である。
【図8】従来の燃料供給装置のプレッシャレギュレータ
を示す断面図である。
【図9】従来のプレッシャレギュレータのリターン流量
と制御圧力との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
14 インジェクタ 30 燃料タンク 31 燃料ポンプ 32 ポンプコントローラ 33 プレッシャレギュレータ 60 弁体(弁) 61 平板部(可動弁) 62 突部(可動弁) 62a 円柱部(絞り部位) 70 プレッシャレギュレータ 73 ダイアフラム(受圧部材) 77 圧縮コイルスプリング(付勢手段) 81 弁体(可動弁) 84 圧縮コイルスプリング(付勢手段) 90 プレッシャレギュレータ 92 圧縮コイルスプリング(付勢手段)

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関のインジェクタに燃料を供給す
    る燃料ポンプと、 前記燃料ポンプの燃料吐出量を調節可能であり、内燃機
    関の高温再始動時に前記燃料ポンプからの燃料吐出量を
    増大させるポンプコントローラと、 前記燃料ポンプと前記インジェクタとの間の燃料供給通
    路中に設けられ、前記インジェクタへの燃料供給圧を調
    節可能なプレッシャレギュレータとを備え、 前記プレッシャレギュレータは、余剰燃料のリターン流
    量に応じ燃料供給圧を調節可能であり、低圧側および高
    圧側の制御圧力領域に0.1kgf/cm2/10リットル/Hr 以下で
    変化する平坦な制御圧力領域を有することを特徴とする
    燃料供給装置。
  2. 【請求項2】 前記プレッシャレギュレータから前記イ
    ンジェクタまでの燃料供給通路は閉じていることを特徴
    とする請求項1記載の燃料供給装置。
  3. 【請求項3】 前記プレッシャレギュレータは燃料タン
    ク内に設置されることを特徴とする請求項1または2記
    載の燃料供給装置。
  4. 【請求項4】 低圧側の平坦な前記制御圧力領域と高圧
    側の平坦な前記制御圧力領域との圧力差は少なくとも
    0.5kgf/cm2 であることを特徴とする請求項1、2ま
    たは3記載の燃料供給装置。
  5. 【請求項5】 高圧側の平坦な前記制御圧力領域の圧力
    は少なくとも3kgf/cm2 以上であることを特徴とする請
    求項1から4のいずれか1項記載の燃料供給装置。
  6. 【請求項6】 前記プレッシャレギュレータの弁開口面
    積を不連続に変化させることを特徴とする請求項1から
    5のいずれか1項記載の燃料供給装置。
  7. 【請求項7】 前記プレッシャレギュレータの弁リフト
    量を不連続に変化させることを特徴とする請求項1から
    5のいずれか1項記載の燃料供給装置。
  8. 【請求項8】 前記プレッシャレギュレータの弁体を付
    勢するバネ定数を変化させることを特徴とする請求項1
    から5のいずれか1項記載の燃料供給装置。
  9. 【請求項9】 燃料ポンプと燃料消費装置との間の燃料
    供給通路中に設けられ、前記燃料供給通路中の燃料圧力
    を調整する燃料供給装置のプレッシャレギュレータにお
    いて、 前記燃料供給通路中の燃料圧力を受け、前記燃料ポンプ
    から供給される供給燃料量と、前記燃料消費装置で消費
    される消費燃料量との差に相当する余剰燃料量に応じて
    変位する受圧部材と、 前記受圧部材の変位に応じて駆動され、開弁量が変化す
    る弁であって、前記受圧部材の変位量が第1変位領域内
    で変化するとき前記燃料供給通路から流出する余剰燃料
    量を調節して前記燃料供給通路中の燃料圧力をほぼ一定
    の第1圧力に調整し、前記受圧部材の変位量が前記第1
    変位領域より高い第2変位領域内で変化するとき前記燃
    料供給通路から流出する余剰燃料量を調節して前記燃料
    供給通路中の燃料圧力を前記第1圧力より高いほぼ一定
    の第2圧力に調整する弁とを備えることを特徴とするプ
    レッシャレギュレータ。
  10. 【請求項10】 前記弁は、前記受圧部材の前記第1変
    位領域と前記第2変位領域との間の第3変位領域におい
    て、前記受圧部材の変位量に応じて前記燃料供給通路中
    の燃料圧力を前記第1圧力と前記第2圧力との間で連続
    的に変化させることを特徴とする請求項9記載のプレッ
    シャレギュレータ。
  11. 【請求項11】 前記弁は、前記受圧部材の前記第3変
    位領域において前記余剰燃料の流出通路内に位置して開
    弁量を一定に維持する絞り部位(62a)を有し、前記
    受圧部材の変位に応じて開口面積を階段状に変化させる
    可動弁(61、62)を備えることを特徴とする請求項
    10記載のプレッシャレギュレータ。
  12. 【請求項12】 前記弁は、前記受圧部材が前記第1変
    位領域にあるときより、前記受圧部材が前記第2変位領
    域にあるときに可動弁(81)を強い力で閉弁方向に付
    勢する付勢手段(84、77)を備えることを特徴とす
    る請求項9記載のプレッシャレギュレータ。
  13. 【請求項13】 前記付勢手段は、前記受圧部材の前記
    第1変位領域と前記第2変位領域との両方において前記
    可動弁(81)を付勢する第1付勢手段(84、92)
    と、前記受圧部材の前記第1変位領域と前記第2変位領
    域とのいずれかにおいて前記可動弁(81)を付勢する
    第2付勢手段(77)とを備えることを特徴とする請求
    項12記載のプレッシャレギュレータ。
  14. 【請求項14】 前記弁は、前記燃料供給通路中の燃料
    圧力を前記第1圧力または前記第2圧力に調整すると
    き、余剰燃料量の変化量10リットル/Hr に対する前記燃料
    供給通路中の燃料圧力の変化量を0.1kgf/cm2 以下と
    することを特徴とする請求項9から13のいずれかに記
    載のプレッシャレギュレータ。
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