JPH08218984A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ポンプでなすべき仕事量を低減させ、ポンプの
寿命を向上させると共に、内燃機関の燃費の向上を図
る。 【構成】電動式ポンプ２はタンク１から燃料を吸い上げ
吐出する。その吐出燃料はパイプ４及びフィルタ５を介
してデリバリパイプ６へ圧送され、各インジェクタ７へ
分配される。バッテリ１６及びオルタネータ１７を含む
電源装置１８はポンプ２を駆動する。タンク１に設けら
れたプレッシャレギュレータ３は各インジェクタ７へ分
配される燃料の圧力を一定に保つ。このレギュレータ３
をポンプ２よりも下流側であってフィルタ５よりも上流
側に設ける。従って、ポンプ２から吐出される燃料の一
部は、フィルタ５で不必要な圧力損失を受けることなく
レギュレータ３からタンク１へ戻される。更に、各イン
ジェクタ７へ圧送される燃料について、フィルタ５を通
る量及びフィルタ５で受けるべき圧力損失は減る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車等にお
いて内燃機関に燃料を供給するための燃料供給装置に係
る。詳しくは、タンク内の燃料をポンプにより吐出して
パイプ及びフィルタを介してインジェクタへ圧送すると
共に、その燃料圧力をインジェクタよりも上流側に設け
られたプレッシャレギュレータにより調整するように構
成したリターンレスタイプの燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５に示す一般的な燃料供給装置
がある。この装置で、ポンプ２１はタンク２２内の燃料
を吸い上げ吐出する。吐出された燃料は燃料パイプ２３
及びフィルタ２４を経てデリバリパイプ２５に所定の圧
力をもって達する。このデリバリパイプ２５は燃料を各
インジェクタ２６へ分配する。各インジェクタ２６は内
燃機関（エンジン）２７の各気筒に対して燃料を噴射す
る。コンピュータ２８はエンジン２７の運転状態に応じ
て算出される燃料噴射量に基づいて各インジェクタ２６
を制御する。デリバリパイプ２５に設けられたプレッシ
ャレギュレータ２９は、デリバリパイプ２５を含む高圧
側の燃料パイプ２３等における燃料圧力を吸気マニホー
ルド３０内の圧力に対して一定となるように調整し、調
整により余った燃料をリターンパイプ３１を通じてタン
ク２２へ戻す。そのために、プレッシャレギュレータ２
９のセンシングポート２９ａはパイプ３２を介して吸気
マニホールド３０に連通する。このパイプ３２を通じ、
吸気マニホールド３０における吸気圧力が燃料圧力を一
定に調整するための参照圧力としてプレッシャレギュレ
ータ２９に作用する。

【０００３】一般に燃料供給装置にとって重要なこと
は、各インジェクタにおける燃料噴射量の制御精度を確
保するために、各インジェクタに分配される燃料圧力を
常に一定に保つことにある。つまり、コンピュータ２８
は各インジェクタ２６における燃料噴射量を噴射時間と
して算出する。そのため、燃料圧力を一定に調整しない
限り、各インジェクタ２６における噴射時間が一定であ
ったとしても燃料噴射量は変動してしまう。そこで、各
インジェクタ２６における燃料圧力を一定に保つように
プレッシャレギュレータ２９が機能するのである。

【０００４】ところで、近年のエンジンでは、構成の簡
略化等を狙ってリターンパイプを省略したリターンレス
タイプの燃料供給装置を採用するものがある。この種の
装置の一例を図６に示す。この装置では、図５における
リターンパイプ３１を省略する代わりに、ポンプ２１か
ら燃料パイプ２３へ吐出される燃料の圧力を調整して直
接タンク２２へ戻すために、プレッシャレギュレータ２
９がタンク２２の中に配置される。この装置では、フィ
ルタ２４の下流側であって燃料パイプ２３から延びる導
入パイプ３３がプレッシャレギュレータ２９につなが
り、同レギュレータ２９から延びる導出パイプ３４がタ
ンク２２の中に連通する。そして、プレッシャレギュレ
ータ２９は、フィルタ２４を通過した燃料を導入パイプ
３３を通じて導入してその燃料圧力をタンク２２内の圧
力に対して一定に調整し、その調整により余った燃料を
導出パイプ３４を通じてタンク２２に戻す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図６に示す
従来の燃料供給装置では、ポンプ２１によりタンク２２
から吸い上げ吐出される燃料の全てがフィルタ２４を一
旦通る。そのため、ポンプ２１から吐出される燃料の全
てがフィルタ２４で圧力損失を受けてからプレッシャレ
ギュレータ２９で圧力調整され、各インジェクタ２６へ
圧送されることになる。従って、ポンプ２１で吸い上げ
られる燃料量は、エンジン２７で実際に消費される燃料
量よりも相対的に多くなる。しかも、燃料がフィルタ２
４で受ける圧力損失は、フィルタ２４を通る燃料量が増
大するほど大きくなる。従って、燃料がフィルタ２４で
圧力損失を受ける分だけ、常にポンプ２１が不必要な仕
事を強いられることになり、その不必要な仕事の分だけ
ポンプ２１で消費される動力エネルギーが多くなる。そ
の結果、ポンプ２１の寿命が低下するおそれがある。そ
ればかりでなく、この種のポンプ２１が電動式である場
合には、ポンプ２１の消費電力が不必要な仕事の分だけ
多くなる。そのため、自動車を例にとった場合、バッテ
リやオルタネータ等の電源装置に対する負荷が増えるこ
とになり、結果的には、エンジン２７の負荷が増えてエ
ンジン２７の燃費が悪化するおそれがある。

【０００６】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、ポンプによりタンクから吸い上げられて
吐出される燃料の圧力をプレッシャレギュレータにより
調整すると共に、その燃料をフィルタを介してインジェ
クタへ圧送するようにしたリターンレスタイプの燃料供
給装置を前提とする。そして、この発明の目的は、ポン
プでなすべき仕事量を低減させることにより、ポンプの
寿命を向上させ、内燃機関の燃費の向上を図ることを可
能にした内燃機関の燃料供給装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、タンク内の燃料をポンプにより吸
い上げ吐出してパイプ及びフィルタを介してインジェク
タへ圧送すると共に、その燃料圧力をインジェクタより
も上流側に設けられたプレッシャレギュレータにより調
整し、その調整により余った燃料をプレッシャレギュレ
ータからタンクへ戻すように構成した内燃機関の燃料供
給装置において、フィルタをパイプの途中に設け、プレ
ッシャレギュレータをタンクに設けると共にポンプより
も下流側であってフィルタよりも上流側においてパイプ
の途中に設けたことを趣旨とする。

【０００８】

【作用】上記の構成によれば、タンクからポンプにより
吸い上げられ吐出された燃料の全てがプレッシャレギュ
レータにより圧力調整される。そして、圧力調整された
燃料はフィルタを通ってインジェクタへ圧送され、その
調整により余った燃料はプレッシャレギュレータからタ
ンクへ戻される。

【０００９】従って、ポンプから吐出される燃料の一部
は、フィルタで不必要な圧力損失を受けることなくプレ
ッシャレギュレータからタンクへ戻される。そして、イ
ンジェクタへ圧送されるべき燃料について、フィルタを
通る量は減り、フィルタで受けるべき圧力損失は減る。

【００１０】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明における内燃機関の燃料
供給装置を自動車に具体化した第１実施例を図１，２を
参照して詳細に説明する。

【００１１】図１は本実施例の自動車における燃料供給
装置を示す概念構成図である。この装置で、燃料Ｆを溜
めるためのタンク１は電動式のポンプ２及びプレッシャ
レギュレータ３を内蔵する。ポンプ２及びプレッシャレ
ギュレータ３はタンク１に固定されたブラケット（図示
しない）により支持される。ポンプ２の吐出ポート２ａ
から延びる燃料パイプ４は、タンク１の上蓋１ａを貫通
してタンク１の外へ延びる。この燃料パイプ４はフィル
タ５につながり、更にその先はデリバリパイプ６につな
がる。デリバリパイプ６に設けられた複数のインジェク
タ７は、内燃機関（エンジン）８の各気筒に対応して位
置する。この実施例で、バッテリ１６及びオルタネータ
１７を含む電源装置１８はポンプ２に電力を供給する。
ポンプ２及びバッテリ１６はオルタネータ１７に対して
電気的に並列につながる。バッテリ１６とポンプ２との
間に設けられたイグニッションスイッチ１９は運転者に
より操作される。オルタネータ１７はエンジン８を動力
源として駆動される。

【００１２】そして、エンジン８を運転するためにイグ
ニッションスイッチ１９がオンされることにより、バッ
テリ１６からポンプ２に電力が供給されてポンプ２が作
動する。オルタネータ１７がエンジン８により駆動され
ることにより、オルタネータ１７による発電力がバッテ
リ１６及びポンプ２に供給される。更に、ポンプ２が作
動することにより、タンク１の燃料Ｆがポンプ２により
吸い上げられ燃料パイプ４へ吐出される。その吐出され
た燃料Ｆの一部はフィルタ５で異物が除去された後、燃
料パイプ４を介してデリバリパイプ６へ圧送され、更に
デリバリパイプ６を介して各インジェクタ７へ分配され
る。各インジェクタ７は各気筒に対して燃料Ｆを噴射す
る。

【００１３】コンピュータ９はエンジン８の運転状態に
係る各種パラメータに基づいて必要な燃料噴射量を算出
する。そして、コンピュータ９はその算出した燃料噴射
量に基づいて各インジェクタ７を制御することにより、
エンジン８に対する燃料噴射量を制御する。このコンピ
ュータ９は各インジェクタ７の燃料噴射量を噴射時間に
換算して算出する。従って、各インジェクタ７から所要
量の燃料を正確に噴射するには、各インジェクタ７に加
わる燃料圧力を一定に調整する必要がある。

【００１４】この実施例の装置は、構成の簡略化等を狙
ったリターンレスタイプであり、従前の装置においてデ
リバリパイプからタンクへ延びるリターンパイプを省略
している。その代わりに、この実施例の装置では、プレ
ッシャレギュレータ３がタンク１内に位置する。更に、
ポンプ２よりも下流側であってフィルタ５よりも上流側
において、燃料パイプ４から分岐して延びる導入パイプ
１０はプレッシャレギュレータ３の導入ポート３ａにつ
ながる。同レギュレータ３の導出ポート３ｂから延びる
導出パイプ１１は燃料Ｆの中に通じる。プレッシャレギ
ュレータ３はポンプ２から各インジェクタ７へ圧送され
る燃料Ｆを導入パイプ１０を通じて導入し、その燃料圧
力を調整して一定に保つ。そして、プレッシャレギュレ
ータ３はその調整により余った燃料Ｆを導出パイプ１１
を通じてタンク１の中へ直接戻す。ここで、プレッシャ
レギュレータ３はセンシングポート３ｃを有する。この
ポート３ｃは同レギュレータ３に対して圧力調整のため
に必要な参照圧力を導入する。

【００１５】ここで、プレッシャレギュレータ３はダイ
アフラム室３ｄを有する周知のものであり、そのダイア
フラム室３ｄにはセンシングポート３ｃを通じて参照圧
力が作用する。そして、ダイアフラム室３ｄにて設定さ
れた圧力及び参照圧力と、燃料圧力との差が所定値以上
になることにより、ダイアフラム（図示しない）が変位
して導入ポート３ａに入る燃料の一部が導出ポート３ｂ
から流れ出る。この流出量の調整により、燃料パイプ４
における燃料圧力が一定に調整される。

【００１６】この実施例で、各パイプ４，１０，１１は
燃料Ｆにより変質することがなく、外圧により変形する
ことがない材料によって形成されている。例えば、この
材料には鋼材や合成ゴム等を使用することができる。

【００１７】上記の構成によれば、タンク１に配置され
たプレッシャレギュレータ３がポンプ２よりも下流側で
あってフィルタ５よりも上流側において燃料パイプ４の
途中に設けられている。そのため、タンク１からポンプ
２により吸い上げられ吐出された燃料Ｆの全てがプレッ
シャレギュレータ３により一旦圧力調整される。そし
て、圧力調整された燃料Ｆはフィルタ５、燃料パイプ４
及びデリバリパイプ６を介して各インジェクタ７へ圧送
され、調整により余った燃料Ｆはプレッシャレギュレー
タ３からタンク１へ直接戻される。

【００１８】従って、ポンプ２から吐出される燃料Ｆの
一部は、フィルタ５で不必要な圧力損失を受けることな
くプレッシャレギュレータ３からタンク１へ戻される。
そして、各インジェクタ７へ圧送される燃料Ｆについ
て、フィルタ５を通る量が減り、そのフィルタ５で受け
るべき圧力損失が減る。つまり、図６に示す従来の装置
では、ポンプ２１から吐出される燃料の全てがフィルタ
２４で一旦圧力損失を受けた後に、プレッシャレギュレ
ータ２９により圧力調整される。これに対し、本実施例
の装置では、ポンプ２から吐出されてフィルタ５を通る
のに過剰な燃料Ｆは、フィルタ５を通ることなくプレッ
シャレギュレータ３からタンク１へ戻される。そして、
ポンプ２１で吸い上げられ吐出される燃料量は、各イン
ジェクタ７から噴射されて実際にエンジン８で消費され
る量とほぼ同じになる。

【００１９】その結果、フィルタ５で受ける燃料Ｆの圧
力損失が減る分だけ、燃料Ｆを吐出するためにポンプ２
がなすべき単位時間当たりの仕事量を低減させることが
でき、延いてはポンプ２の寿命を向上させることができ
る。更に、ポンプ２でなすべき仕事量が減少した分だ
け、ポンプ２で消費される電力が少なくなる。そのた
め、この実施例では、バッテリ１６及びオルタネータ１
７を含む電源装置１８に対する電気負荷が減り、延いて
はエンジン８に対する負荷が減ってエンジン８の燃費を
向上させることができる。

【００２０】図２のグラフはフィルタ５を通る燃料量に
対するエンジン８における空燃比のリーン度合の関係を
示す。このグラフはインジェクタ７から噴射される燃料
量を一定とした場合の空燃比のリーン度合を示す。この
グラフからも明らかなように、フィルタ５を通る燃料量
が増えるのに伴い、空燃比のリーン度合が増すことが分
かる。これは、燃料Ｆの通過量が増えるのに伴いフィル
タ５での圧力損失が増えることに起因する。この実施例
の装置では、フィルタ５を通る燃料量がエンジン８で消
費されるべき燃料量とほぼ同じになるように必要最小限
に抑えられる。そのため、フィルタ５における燃料Ｆの
圧力損失が、図６の従来の装置のそれに比べて少なくな
り、結果として空燃比のリーン度合が少なくなる。更
に、フィルタ５を通る燃料量が必要最小限に抑えられる
ことから、フィルタ５で単位時間当たりに捕捉される異
物の量が少なくなる。その結果、フィルタ５の有効使用
期間を延ばすことができる。

【００２１】加えて、この実施例の装置では、ポンプ２
と共にプレッシャレギュレータ３をタンク１に内蔵して
いる。そのため、装置全体をコンパクトにまとめること
ができることも利点の一つとなる。

【００２２】（第２実施例）次に、この発明における内
燃機関の燃料供給装置を自動車に具体化した第２実施例
を図３を参照して説明する。この実施例の構成におい
て、前記第１実施例と同一の部材については同一の符号
を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説
明する。

【００２３】この実施例は、プレッシャレギュレータ３
のセンシングポート３ｃにセンシングパイプ１２の基端
を接続し、そのパイプ１２の先端を上蓋１ａからタンク
１の外へ貫通させて大気に連通させた点で第１実施例と
異なる。

【００２４】この実施例の構成によれば、前記第１実施
例と同様の作用及び効果を得ることができる。併せて、
この実施例では、プレッシャレギュレータ３にはセンシ
ングパイプ１２及びセンシングポート３ｃを通じてほぼ
一定の大気圧が参照圧力として作用する。

【００２５】従って、タンク１の中の圧力が変動したと
しても、その圧力変動がプレッシャレギュレータ３によ
る圧力の調整に影響することはなく、各インジェクタ７
に加わる燃料圧力が変動することはない。その結果、こ
の装置において、タンク１の中の圧力が季節や温度状
態、或いは燃料Ｆの種類や新旧の違いによって変動した
としても、プレッシャレギュレータ３により調整される
べき燃料圧力をほぼ一定に保つことができ、延いては各
インジェクタ７に加わる燃料圧力をほぼ一定に保つこと
ができる。

【００２６】この場合、プレッシャレギュレータ３によ
る設定圧力と大気圧との和が各インジェクタ７に作用す
る燃料圧力となる。そして、タンク１の中の圧力変動に
かかわらず、各インジェクタ７より単位時間当たりに噴
射される燃料量をほぼ一定に保つことができる。そのた
め、コンピュータ９による燃料噴射量の制御を正確に行
うことができる。

【００２７】尚、この発明は次のような別の実施例に具
体化することもできる。以下の別の実施例でも前記実施
例と同等の作用及び効果を得ることができる。 （１）前記各実施例では、プレッシャレギュレータ３の
全体をタンク１の中に配置した。これに対し、図４に示
すように、プレッシャレギュレータ３をタンク１の上蓋
１ａに取り付け、そのセンシングポート３ｃを上蓋１ａ
から大気へ直接連通させるようにしてもよい。この場合
には、第２実施例と比較して、センシングパイプ１２を
省略することができ、その分だけ構成を更に簡略化する
ことができる。

【００２８】（２）前記第２実施例では、大気圧がほぼ
一定になるものとしてプレッシャレギュレータ３を機能
させた。これに対し、大気圧の値を正確に検出し、その
検出結果に基づき各インジェクタ７における噴射時間を
コンピュータ９により補正することにより、大気圧の微
妙な変動を補正するようにしてもよい。

【００２９】更に、上記各実施例には、特許請求の範囲
に記載した技術的思想に係る次のような実施態様が含ま
れることを以下にその効果と共に記載する。 （イ）請求項１に記載の発明において、プレッシャレギ
ュレータに参照圧力を導入するためのポートを大気に連
通させた内燃機関の燃料供給装置。

【００３０】この構成によれば、タンクの中の圧力変動
にかかわらず、プレッシャレギュレータにより調整され
てインジェクタに加わる燃料圧力を一定に保つことがで
き、インジェクタから単位時間当たりに噴射される燃料
量をほぼ一定に保つことができる。

【００３１】（ロ）請求項１に記載の発明において、プ
レッシャレギュレータをタンクの中に設けた内燃機関の
燃料供給装置。この構成によれば、装置全体をコンパク
トにまとめることができる。

【００３２】（ハ）請求項１に記載の発明において、プ
レッシャレギュレータをタンクの外壁に取り付け、同レ
ギュレータに参照圧力を導入するためのポートを大気へ
直接連通させた内燃機関の燃料供給装置。

【００３３】この構成によれば、プレッシャレギュレー
タに大気圧を参照圧力として導入するためのパイプを省
略することができ、構成をより簡略化することができ
る。尚、この明細書で発明の構成に係る手段等を以下の
ように定義する。

【００３４】（ａ）プレッシャレギュレータとは、ここ
では、燃料圧力を調整するためのバルブを意味し、イン
ジェクタから噴射れさる燃料の圧力が一定となるように
調整するものを含む。

【００３５】（ｂ）インジェクタとは、燃料を噴射する
ための電磁弁付ノズルを意味し、電磁弁がコンピュータ
からの電気信号に基づいて開弁することにより燃料を噴
射する。この燃料噴射量は電磁弁の開弁時間により決ま
る。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ポンプ
によりタンクから吸い上げられ吐出される燃料の圧力を
プレッシャレギュレータにより調整すると共にその燃料
をフィルタう介してインジェクタへ圧送するようにした
リターンレスタイプの燃料供給装置を前提とする。そし
て、フィルタをパイプの途中に設け、プレッシャレギュ
レータをタンクに設けると共にポンプよりも下流側であ
ってフィルタよりも上流側においてパイプの途中に設け
ている。

【００３７】従って、ポンプから吐出される燃料の一部
は、フィルタで不必要な圧力損失を受けることなくプレ
ッシャレギュレータからタンクへ戻される。そして、イ
ンジェクタへ圧送される燃料について、フィルタを通る
量とフィルタで受けるべき圧力損失とが減る。その結
果、ポンプでなすべき仕事量を低減させることができ、
延いてはポンプの寿命を向上させることができる。更
に、ポンプがバッテリやオルタネータ等を含む電源装置
により駆動される電動式である場合に、ポンプで消費さ
れる電力を低減させることができ、電源装置に対する電
気負荷、延いては内燃機関に対する負荷を低減させるこ
とができ、内燃機関の燃費の向上を図ることができると
いう効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例に係る燃料供給装置の概念構成
図。

【図２】 フィルタの燃料通過量に対する空燃比リーン
度合の関係を示すグラフ。

【図３】 第２実施例に係る燃料供給装置の概念構成
図。

【図４】 別の実施例に係る燃料噴射装置の概念構成
図。

【図５】 従来の燃料噴射装置の概念構成図。

【図６】 従来のリターンレスタイプの燃料噴射装置の
概念構成図。

【符号の説明】

１…タンク、２…ポンプ、３…プレッシャレギュレー
タ、４…燃料パイプ、５…フィルタ、７…インジェク
タ、８…内燃機関としてのエンジン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンク内の燃料をポンプにより吸い上げ
   吐出してパイプ及びフィルタを介してインジェクタへ圧
   送すると共に、その燃料圧力を前記インジェクタよりも
   上流側に設けられたプレッシャレギュレータにより調整
   し、その調整により余った燃料を前記プレッシャレギュ
   レータから前記タンクへ戻すように構成した内燃機関の
   燃料供給装置において、 前記フィルタを前記パイプの途中に設け、前記プレッシ
   ャレギュレータを前記タンクに設けると共に前記ポンプ
   よりも下流側であって前記フィルタよりも上流側におい
   て前記パイプの途中に設けたことを特徴とする内燃機関
   の燃料供給装置。