| 【発明の名称】 |
インタンク式燃料ポンプ |
| 【発明者】 |
【氏名】岡田 謹吾
【氏名】村松 俊彦
【氏名】堀場 啓二
【氏名】加藤 之啓
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| 【要約】 |
【課題】フィルタの目詰まりに影響されることなく、吐出される燃料の圧力を高精度に制御することができる燃料ポンプを提供する。
【解決手段】燃圧測定部６０はフィルタエレメント２１の燃料出口側、すなわち下流側に配置されている。そのため、フィルタエレメント２１を通過した後の燃料の圧力が測定される。フィルタエレメント２１が目詰まりした場合でも、フィルタエレメント２１を通過し燃圧測定部６０で測定された燃料の圧力とエンジンへ供給される燃料の圧力との間で生じる誤差が低減される。燃圧測定部６０を下流側に配置することで、燃圧測定部６０に異物を含んだ燃料が流入するのを防止できる。また、ポンプ本体１２と燃圧測定部６０との間の距離が近いので、燃圧測定部６０で測定した燃料の圧力とポンプ本体１２から吐出される燃料の圧力との間に生じる誤差が低減され、吐出される燃料の圧力を高精度に制御することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 燃料タンクの内部に設けられているポンプ本体と、前記ポンプ本体から吐出される燃料中の異物を除去するフィルタエレメントと、前記燃料タンクに取り付けられているフランジ部材、ならびに前記フランジ部材と脱着可能あるいは一体に結合し前記フィルタエレメントを収容するフィルタ収容部を有するハウジング部材と、前記フィルタエレメントの燃料出口側に配置され、前記ポンプ本体から吐出される燃料の圧力を測定する燃圧測定部と、を備えることを特徴とするインタンク式燃料ポンプ。
【請求項２】 前記燃圧測定部は、前記ハウジング部材に一体に形成されている取り付け部に配置されていることを特徴とする請求項１記載のインタンク式燃料ポンプ。
【請求項３】 前記燃圧測定部は、前記フランジ部材の径方向の外周部よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１または２記載のインタンク式燃料ポンプ。
【請求項４】 前記燃圧測定部の出力値に基づいて前記ポンプ本体へ供給する電流値または電圧値を制御可能な制御部をさらに備え、前記制御部は前記フランジ部材と一体または別体に搭載されていることを特徴とする請求項１、２または３記載のインタンク式燃料ポンプ。
【請求項５】 前記フィルタ収容部は前記ポンプ本体から隔離して配置され、前記燃圧測定部は前記フィルタ収容部の前記ポンプ本体側に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のインタンク式燃料ポンプ。
【請求項６】 前記フィルタ収容部は前記ポンプ本体の径方向外側を包囲するように配置され、前記燃圧測定部は前記フィルタエレメントの外周側に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のインタンク式燃料ポンプ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという。）の燃料タンク内に設置されるインタンク式燃料ポンプ（以下、「インタンク式燃料ポンプ」を燃料ポンプという。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料タンク内に設置される燃料ポンプとして、国際公開番号ＷＯ９８／０４８２４号公報に開示されている燃料ポンプが公知である。この燃料ポンプでは、ポンプ本体から供給される燃料の圧力を測定する燃圧測定部として燃圧センサが内部に設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、国際公開番号ＷＯ９８／０４８２４号公報に開示されている燃料ポンプは、燃料に含まれる異物を除去するためのフィルタエレメントが燃圧センサよりも下流側に配置されている。そのため、フィルタエレメントが目詰まりした場合、フィルタエレメント通過前と通過後とでは燃料の圧力が変化し、燃圧センサが測定した燃料の圧力とエンジンに供給される燃料の圧力とが相違する。その結果、フィルタエレメントが目詰まりした場合、エンジンへ供給する燃料を最適な燃圧に維持することが困難になるおそれがある。
【０００４】また、フィルタエレメントが燃圧センサよりも下流側に配置されることにより、燃料に含まれる異物が除去されないまま燃圧センサへ燃料が流入する。そのため、燃圧センサへ異物が付着あるいは堆積しやすく、測定した燃料の圧力には誤差が生じるおそれがある。
【０００５】一方、燃料ポンプからエンジンへ燃料を供給するデリバリ部に燃圧センサを設けることも可能である。しかし、燃圧センサをデリバリ部に設けると、燃圧センサと燃料ポンプとの距離が離れてしまう。そのため、燃料ポンプが吐出した燃料の圧力と燃圧センサが測定した燃料の圧力とに誤差が生じ、燃料ポンプを高精度に制御することができないという問題がある。また、デリバリ部に燃圧センサを設ける場合、燃圧センサはエンジンルームの内部に配置する必要がある。そのため、燃圧センサおよびその取り付け部に要求される燃料のシール性も高くなり、コストが増大するという問題がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、フィルタの目詰まりに影響されることなく、吐出される燃料の圧力を高精度に制御することができる燃料ポンプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１または２記載の燃料ポンプによると、燃圧測定部はフィルタエレメントの燃料出口側に配置されている。そのため、燃料に含まれる異物はフィルタエレメントで除去され、燃圧測定部ではフィルタエレメントを通過した後の燃料の圧力が測定される。したがって、例えばフィルタエレメントが目詰まりした場合でも、燃圧測定部で測定された燃料の圧力とエンジンへ供給される燃料の圧力との間に生じる誤差が小さくなる。また、燃圧測定部に供給される燃料はフィルタエレメントにより異物が除去されているので、燃圧測定部への異物の付着あるいは堆積を防止することができる。
【０００８】また、ポンプ本体と燃圧測定部とを接近して配置することができるので、測定した燃料の圧力に基づいてポンプ本体ならびに吐出される燃料の圧力を高精度に制御することができる。さらに、燃圧測定部は燃料ポンプ側に配置されているので、例えば燃圧測定部をエンジンルームなどに配置する場合と比較して要求されるシール性を低くすることができ、コストの増大を防止することができる。
【０００９】本発明の請求項３記載の燃料ポンプによると、燃圧測定部はフランジ部材の径方向の外周部よりも内側に位置している。すなわち、燃料測定部はフランジ部材から突出していない。例えば、燃料タンクに燃料ポンプを組み付ける際、燃料ポンプを取り付けるための燃料タンクの開口部と燃料ポンプの燃圧測定部とが干渉することがない。したがって、燃料ポンプを燃料タンクの内部に容易に収容することができ、作業工程を簡略化することができる。
【００１０】本発明の請求項４記載の燃料ポンプによると、制御部はフランジ部材に搭載されている。そのため、制御部と燃圧測定部との間の距離が短縮され、それらを接続する配線などを簡略化することができる。本発明の請求項５または６記載の燃料ポンプによると、燃圧測定部はポンプ本体とフィルタ収容部との配置状態に応じて燃料のフィルエレメント出口側に配置することができる。
【００１１】本発明の請求項５記載の燃料ポンプによると、フィルタ収容部とポンプ本体とを隔離して配置する場合、フィルタ収容部のポンプ本体側に燃圧測定部が配置される。そのため、燃圧測定部を配置するための空間的余裕が大きく、燃圧測定部を容易に搭載することができる。
【００１２】本発明の請求項６記載の燃料ポンプによると、ポンプ本体を包囲するようにフィルタ収容部を配置する場合、フィルタ収容部の外周側に燃圧測定部が配置される。そのため、フィルタ収容部の内周側にポンプ本体が存在する場合でも燃圧測定部を容易に搭載することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）本発明の第１実施例による燃料ポンプ１を図１および図２に示す。燃料ポンプ１は燃料タンク２に設置され、燃料タンク２内の燃料を吸い上げて図示しないエンジンへ送出する。
【００１４】燃料ポンプ１は、主に燃料タンク２の内部に設置されるポンプ部１０と、フィルタ部２０とから構成されている。図１に示すように、ポンプ部１０とフィルタ部２０とは隔離して配置されている。ポンプ部１０はリザーバ１１を有し、リザーバ１１にはポンプ本体１２、ならびにサクションフィルタ１３が収容されている。ポンプ本体１２は燃料タンク２内の燃料をサクションフィルタ１３を経由して吸入する。サクションフィルタ１３は燃料に含まれる異物のうち、比較的大きな異物を除去する。また、リザーバ１１はフュエルセンダ１４を有しており、フュエルセンダ１４は燃料タンク２内の燃料の量を計測し出力する。リザーバ１１には吐出管取り付け部１５が形成されており、この吐出管取り付け部１５にポンプ本体１２で吸入された燃料を吐出する吐出管１６が取り付けられている。
【００１５】フィルタ部２０は、フィルタエレメント２１、収容部材２２、フランジ部材２３および支持部材２４を有している。収容部材２２とフランジ部材２３とは溶着により一体に結合されている。収容部材２２とフランジ部材２３とで形成された空間がフィルタ収容部であり、この空間の内部にフィルタエレメント２１が収容されている。ポンプ部１０のリザーバ１１、ならびにフィルタ部２０の収容部材２２およびフランジ部材２３によりハウジング部材が構成されている。
【００１６】収容部材２２は、底部２２ａを有する円筒形状に形成されている。収容部材２２には支持部材２４が取り付けられている。支持部材２４は、図示しない付勢部材によりリザーバ１１方向へ付勢され、ポンプ部１０を燃料タンク２の底部へ押し付けている。また、底部２２ａには、吐出管１６が取り付けられる吐出管取り付け部２５、アースプラグ取り付け部２６が形成されている。
【００１７】アースプラグ取り付け部２６には、アースプラグ４０が取り付けられている。アースプラグ４０は、燃料がフィルタエレメント２１を通過するときに燃料とフィルタエレメント２１との間の摩擦により発生する静電気を除去するために設けられている。アースプラグ４０は円管状の導電部材であり、アースプラグ取り付け部２６の内部に液密に挿入されている。
【００１８】フィルタエレメント２１は、その中心軸に垂直な断面の形状が円筒形状である。図３および図４に示すように吐出管１６を経由してポンプ本体１２から供給された燃料は、図４に示すようにフィルタエレメント２１の上方から下方へとフィルタエレメント２１を通過する。燃料がフィルタエレメント２１を通過することにより、燃料に含まれる微細な異物が除去される。フィルタエレメント２１を通過した燃料は、メインパイプ取り付け部２７に取り付けられたメインパイプを経由してエンジンへ供給される。
【００１９】図１および図２に示すようにフランジ部材２３は、収容部材２２の反底部側の端部に脱着可能に取り付けられている。フランジ部材２３と燃料タンク２とを結合し固定することにより、燃料ポンプ１が燃料タンク２に取り付けられる。フランジ部材２３にはメインパイプ取り付け部２７およびコネクタ３０が形成されている。メインパイプ取り付け部２７には、フィルタエレメント２１を通過した燃料を図示しないエンジンへ吐出するためのメインパイプが取り付けられている。
【００２０】図２に示すようにコネクタ３０には、制御部としてのフュエルポンプコントローラ（以下、フュエルポンプコントローラを「ＦＰＣ」という。）ユニット５０が接続される。また、コネクタ３０はポンプ本体１２および後述する燃圧測定部６０に接続されている。これによりＦＰＣユニット５０は、コネクタ３０を経由してポンプ本体１２および燃圧センサ６１へ電力を供給し、燃圧測定部６０からの出力がコネクタ３０を経由して入力される。ＦＰＣユニット５０は、燃料ポンプ１と別体またはフランジ部材２３に搭載することにより燃料ポンプ１と一体に配置されている。
【００２１】ＦＰＣユニット５０はエンジンを制御するエンジンコントロールユニット（以下、エンジンコントロールユニットを「ＥＣＵ」という。）３に接続されている。ＦＰＣユニット５０は、エンジンへ供給する燃料の圧力を制御するために、燃圧測定部６０で測定された燃料の圧力ならびにエンジンの運転状態に応じてＥＣＵ３から出力される情報に基づいてポンプ本体１２へ供給する電流値または電圧値を制御しポンプ本体１２の出力を制御する。
【００２２】燃圧測定部６０は収容部材２２の底部２２ａに形成されているアースプラグ取り付け部２６に配置されている。図１および図２に示すように燃圧測定部６０は、その端部がフランジ部材２３の径方向の外周部よりも内側になるように配置されている。すなわち、燃圧測定部６０はフランジ部材２３から径方向に突出していない。
【００２３】図１、図２および図５に示すように燃圧測定部６０は燃圧センサ６１および接続端子部６２を有している。燃圧センサ６１は、センサ部６１１、入力端子６１２および出力端子６１３を有している。センサ部６１１の先端はアースプラグ４０の内周部４０ａに位置するように設置されている。燃圧センサ６１の入力端子６１２および出力端子６１３は、それぞれ接続端子部６２と接続されている。接続端子部６２は図１に示すアースプラグ取り付け部２６と一体に形成されている接続端子支持部２８に設けられており、接続端子部６２は導電部材４２およびコネクタ３０を経由してＦＰＣユニット５０に接続されている。
【００２４】次に、上記の構成の燃料ポンプ１の作動について説明する。本実施例の燃料ポンプ１は、所望の燃料圧力となるようにポンプ本体１２の出力を直接制御するいわゆるリターンレスの燃料ポンプである。そのため、常時ポンプ本体を作動させ燃料を一定の圧力に維持しながら、所望の燃料圧力を確保するためにリターンバルブを作動させて燃料の一部を燃料タンクに還流させる燃料ポンプと比較してポンプ本体で消費される電力が低減される。
【００２５】ポンプ本体１２が作動することによりサクションフィルタ１３を経由して燃料が吸入される。吸入された燃料は、図３に示すようにポンプ本体１２、吐出管１６を経由してフィルタ部２０へ供給される。フィルタ部２０へ供給された燃料は、図４に示すように燃料通路２０１を通って一旦フィルタエレメント２１の上方へ送られ、フィルタエレメント２１の上方から下方へフィルタエレメント２１を通過する。フィルタエレメント２１を通過した燃料は、燃料通路２０２および燃料通路２０３を経由してメインパイプへ送られ、エンジンへと供給される。
【００２６】フィルタエレメント２１の燃料出口側であるアースプラグ取り付け部２６に燃圧センサ６１が配置されているため、フィルタエレメント２１を通過した燃料の圧力と燃圧センサ６１が測定する燃料の圧力とは同一である。
【００２７】燃圧センサ６１が測定した燃料の圧力は燃圧情報としてＦＰＣユニット５０へ出力される。ＦＰＣユニット５０は、燃圧センサ６１から送られてきた燃圧情報、ならびにＥＣＵ３から送られてきたエンジンの運転状態に関する情報からエンジンへ供給すべき燃料の圧力が最適となるようにポンプ本体１２の出力を制御する。ポンプ本体１２の出力の制御は、ＦＰＣユニット５０からポンプ本体１２へ供給される電流値または電圧値を制御することにより行われる。このときのエンジンの運転状態に関する情報には、エンジンの回転数あるいはアクセルの開度などが含まれている。
【００２８】以上説明したように、第１実施例によると、燃圧測定部６０はフィルタエレメント２１の燃料出口側、すなわち下流側に配置されている。そのため、フィルタエレメント２１を通過した後の燃料の圧力が測定される。したがって、フィルタエレメント２１が目詰まりした場合でも、フィルタエレメント２１を通過し燃圧測定部６０で測定された燃料の圧力とエンジンへ供給される燃料の圧力との間で生じる誤差を低減することができる。そのため、エンジンへ供給する燃料の圧力を容易に最適な圧力に維持することができる。また、燃圧測定部６０をフィルタエレメント２１よりも下流側に配置することにより、燃圧測定部６０に異物を含んだ燃料が流入するのを防止できる。したがって、燃圧測定部６０への異物の付着あるいは体積を防止でき、エンジンへ供給される燃料の圧力を正確に測定することができる。
【００２９】また、第１実施例によると、ポンプ本体１２と燃圧測定部６０との間の距離が近いので、燃圧測定部６０で測定した燃料の圧力とポンプ本体１２が吐出する燃料の圧力との誤差を小さくすることができる。したがって、ポンプ本体１２から吐出される燃料の圧力を高精度に制御することができる。また、燃圧測定部６０は燃料タンク２の内部に位置するため、燃圧測定部６０に要求される燃料のシール性を低くすることができ、コストが増大することがない。
【００３０】さらに、第１実施例によると、燃圧測定部６０はフランジ部材２３の外周部からフランジ部材２３の径方向外側へ突出していない。したがって、燃料タンク２の開口部から燃料ポンプ１を容易に挿入することができ、燃料ポンプ１を容易に燃料タンク２の内部に収容することができる。
【００３１】（第２実施例）本発明の第２実施例による燃料ポンプを図６から図８に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。第２実施例では、燃料ポンプ４の形態およびフィルタエレメント８１の形状が第１実施例と異なる。
【００３２】第２実施例による燃料ポンプ４は、ポンプ部７０とフィルタ部８０とが一体に構成されている。ポンプ本体７１およびフィルタエレメント８１は、フランジ部材９１、フィルタ収容部材９２およびポンプ収容部材９３から構成されるハウジング部材に収容されている。
【００３３】フランジ部材９１は、フィルタ収容部材９２およびポンプ収容部材９３と脱着可能に結合している。フィルタ収容部材９２は、ポンプ本体７１の燃料吐出側に配置されている。フィルタ収容部材９２は、内部がフィルタ収容部でありフィルタエレメント８１を収容している。ポンプ収容部材９３は内部にポンプ本体７１を収容している。
【００３４】フィルタエレメント８１はポンプ本体７１の径方向外側にポンプ本体７１を包囲するように配置されている。また、フィルタエレメント８１は図７に示すように中心軸に垂直な断面の形状が略Ｃ字形状である。フィルタエレメント８１はフィルタ収容部材９２と接着部８３で接着され固定されている。この接着部８３よりも図６の下側では、フィルタエレメント８１とフィルタ収容部材９２との間の隙間９４における燃料の圧力と、フィルタエレメント８１を通過した濾過後の燃料が流通する通路１０３における燃料の圧力とは同一である。フィルタエレメント８１の嵌合状態などにより隙間９４と通路１０３とにおける燃料の圧力に差がある場合、燃圧センサ１０１の取り付け部周辺の隙間９４を意図的に大きくし、隙間９４と通路１０３とを連結することにより、燃圧センサ１０１で測定した燃料の圧力とエンジンへ供給される燃料の圧力との差を低減することが可能である。フィルタエレメント８１は、従来使用されている菊花型のフィルタエレメントまたは中心軸に垂直な断面がハニカム形状である室の集合体であるハニカム形状エレメントである。
【００３５】次に、フィルタエレメントとして菊花型のフィルタエレメントを使用する場合の燃圧測定部について説明する。従来は有効な濾過面積を確保するために、菊花型のフィルタエレメントの場合にはフィルタエレメントの外周側から内周側へと燃料を通過させていた。しかし、ポンプ本体７１の周囲にフィルタエレメント８１を配置する場合、フィルタエレメント８１の内径と外径との差が小さくなる。そのため、フィルタエレメント８１の濾過性能の燃料流通方向に対する依存度は小さくなる。
【００３６】そこで、第２実施例では以下のようにフィルタエレメント８１を通過する燃料流通方向が内周側８１ａから外周側８１ｂへとなるように設定し、フィルタエレメント８１の外周側８１ｂに燃圧測定部１００を配置している。
【００３７】図６および図７に示すように燃圧測定部１００は、フィルタ収容部材９２の外周側にフィルタ収容部材９２と一体に形成されている取り付け部９２ａに取り付けられている。燃圧測定部１００は、Ｃ字形状のフィルタエレメント８１の一方の端部８１１近傍に配置されている。燃圧測定部１００には、燃圧センサ１０１ならびに燃圧センサ１０１とＦＰＣユニットとを接続するための端子１０２などが配置されている。燃圧センサ１０１の形状などは第１実施例と同一である。
【００３８】第１実施例と同様に燃圧測定部１００は、フランジ部材９１の外周部９１ａからフランジ部材９１の径方向外側へ突出していない。また、燃料は図７に示すようにフィルタエレメント８１の内周側８１ａから外周側８１ｂへ通過するので、燃圧測定部１００はフィルタエレメント８１の外周側８１ｂ、すなわちフィルタ収容部材９２の径方向外側の側面部９２ｂに搭載することができる。そのため、ポンプ本体７１の外周を包囲するようにフィルタエレメント８１を配置する場合であっても燃圧測定部１００の搭載が容易である。
【００３９】図６に示すように、ポンプ本体７１から吐出された燃料は、フィルタ収容部７２に形成された燃料通路９５を経由してフィルタエレメント８１の上方へ給送される。給送された燃料は図６の上方から下方へとフィルタエレメント８１を通過し、燃料に含まれる異物が除去される。フィルタエレメント８１を通過した燃料は、フィルタ収容部材９２に形成された図示しない燃料吐出路、燃料吐出路に接続された図示しない吐出パイプを経由して、フランジ部材９１に形成されたメインパイプ取り付け部９１１に取り付けられた図示しないメインパイプから図示しないエンジンへと供給される。
【００４０】第２実施例によると、燃圧測定部１００はフィルタエレメント８１を通過した燃料の通路に配置されている。そのため、フィルタエレメント８１の目詰まりによる燃料の圧力の誤差、ならびに燃圧測定部１００への異物の堆積などを防止することができる。また、燃圧測定部１００がフランジ部材９１の外周部９１ａよりも突出してないので、燃料ポンプ４を燃料タンク２へ容易に収容することができる。
【００４１】第２実施例では、中心軸に垂直な断面が略Ｃ字形状のフィルタエレメント８１について説明した。しかし、中心軸に垂直な断面が円筒形状のフィルタエレメントであって、ポンプ本体７１を包囲して配置されている燃料ポンプについても同様の効果を得ることができる。また、フィルタエレメント８１として、菊花型のフィルタエレメントを適用した場合について説明したが、ハニカム形状のフィルタエレメントを適用することもできる。この場合、フィルタエレメント８１を通過する燃料の流通方向は、フィルタエレメント８１の外周側８１ｂから内周側８１ａとしてもよい。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
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| 【出願日】 |
平成１２年２月１日（２０００．２．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９３７７９
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 雅紀
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２１４８２７（Ｐ２００１−２１４８２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年８月１０日（２００１．８．１０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２３７０５（Ｐ２０００−２３７０５） |
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