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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffzufuhrsysteme,
die hauptsächlich für Fahrzeugmotoren genutzt
werden.
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Ein
konventionelles Kraftstoffzufuhrsystem ist in der
japanischen offengelegten Patentwegveröffentlichung
Nr. 2001-90624 gezeigt.
6 ist eine schematische
Strukturansicht, die das konventionelle Kraftstoffzufuhrsystem,
das in dieser Veröffentlichung offenbart ist, zeigt. Wie
in
6 gezeigt ist, beinhaltet das Kraftstoffversorgungssystem
200 einen Kraftstofftank
201,
aus dem Kraftstoff durch eine Kraftstoffpumpe
202 gezogen
und druckbeaufschlagt wird und durch einen Kraftstofffilter
204 und
eine Zufuhrleitung
203 hindurchgelangt. Dann wird der Kraftstoff
aus jedem Einspritzventil
205 in eine Verbrennungskammer
eines Verbrennungsmotors (nachstehend „Motor" genannt)
eingespritzt. Eine Kraftstoffdruckregulierungseinrichtung
207 öffnet
und schließt ein Rückflusssteuerventil
224 gemäß Steuersignalen von
einer Steuereinheit
229, und dementsprechend kann der Druck
des Kraftstoffs (nachstehend „Kraftstoffdruck" genannt),
der jedem Einspritzventil
205 zugeführt wird,
zwischen hohem Druck und niedrigem Druck umgeschaltet werden.
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Spezieller, öffnet
die Kraftstoffdruckregulierungseinrichtung 207 das Rückflusssteuerventil 224 beispielsweise,
wenn der Motor beginnt, den Kraftstoff in eine Drucksteuerkammer 208B eines
Druckregulators 208 zum Erhöhen des Drucks innerhalb der
Drucksteuerkammer 208B einzubringen. Dementsprechend erhöht
sich der Kraftstoffdruck innerhalb einer Kraftstoffdruckregulierungskammer 208A des
Druckregulators 208, und der Kraftstoffdruck innerhalb
der Zufuhrleitung 203, die mit der Kraftstoffdruckregulierungskammer 208A in
Verbindung steht, erhöht sich. Infolgedessen wird der Druck
des Kraftstoffs, der jedem Einspritzventil 205 zugeführt
wird, zum Verbessern der Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs
hoch, und dementsprechend verbessert sich die Startleistung des
Motors. Der Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer 208A strömt
dann über einen Abgabeleitungsweg 223 in einen
Kraftstofftank 201 zurück. Das Rückflusssteuerventil 224 wird
nach dem Starten des Motors geschlossen, so dass sich der Druck
innerhalb der Drucksteuerkammer 208B des Druckregulators 208 verringert.
Daher verringert sich der Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer 208A und
der Zufuhrleitung 203. Dementsprechend wird der Druck des
Kraftstoffs, der jedem Einspritzventil 205 zugeführt
wird, gering, und daher reduziert sich die Belastung der Kraftstoffpumpe 202 etc.
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In
dem konventionellen Kraftstoffzufuhrsystem (siehe 6)
strömt der Kraftstoff, der in die Kraftstoffdruckregulierungskammer 208A des
Druckregulators 208 während der Druckbeaufschlagung eingebracht
wird, über den Abgabeleitungsweg 223 in den Kraftstofftank 201.
Demzufolge verringert sich die Effizienz der Pumpe in Folge des
großen Rückgangs des Kraftstoffdurchflussvolumens.
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Daher
bestand ein Bedarf an einem Kraftstoffzufuhrsystem, das den Rückgang
an Kraftstoffdurchflussvolumen während der Druckbeaufschlagung
verhindern kann, was die Effizienz der Pumpe verbessern kann.
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Ein
Aspekt gemäß einem Kraftstoffzufuhrsystem der
vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Druckregulator zum Regulieren
des Drucks des Kraftstoffs, der von einer Kraftstoffpumpe zugeführt wird.
Eine Ventileinrichtung ist mit dem Druckregulator zum Steuern des
Kraftstoffdrucks, der durch den Druckregulator reguliert wird, verbunden.
Die Ventileinrichtung führt einen Teil des Kraftstoffs
als ein Steuerfluid dem Druckregulator zu. Der Teil des Kraftstoffs,
der von der Ventileinrichtung als das Steuerfluid zugeführt
wird, wird nicht in einen Kraftstofftank abgeführt, wenn
der Druckregulator den Druck des Kraftstoffs reguliert, dass er
einen höheren Wert aufweist.
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Zusätzliche
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach
dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den
Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen leicht
verstanden, in denen:
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1 eine
schematische Strukturansicht ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem
gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
Querschnittsansicht ist, die eine Kraftstoffpumpe zeigt;
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3 eine
Querschnittsansicht ist, die den Druckregulator zeigt;
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4 eine
schematische Ansicht ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine
schematische Ansicht ist, die ein Kraftstoffzufuhrsystem einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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6 eine
schematische Ansicht ist, die ein konventionelles Kraftstoffzufuhrsystem
zeigt.
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Jedes
der zusätzlichen Merkmale und jede der Lehren, die oben
und unten offenbart sind, können getrennt oder in Verbindung
mit anderen Merkmalen und Lehren zum Vorsehen verbesserter Kraftstoffzufuhrsysteme
genutzt werden. Repräsentative Beispiele der vorliegenden
Erfindung, welche viele dieser zusätzlichen Merkmale und
Lehren sowohl getrennt als auch in Verbindung miteinander anwenden, werden
nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung beabsichtigt lediglich,
einem Fachmann weitere Details zum Ausüben bevorzugter
Aspekte der vorliegenden Lehren zu lehren, und beabsichtigt nicht,
den Umfang der Erfindung zu beschränken. Nur die Ansprüche
definieren den Umfang der beanspruchten Erfindung. Daher müssen Merkmals-
und Ablaufskombinationen, die in der folgenden detaillierten Beschreibung
offenbart sind, zum Ausführen der Erfindung im breitesten
Sinn nicht notwendig sein und werden stattdessen lediglich zum Beschreiben
repräsentativer Beispiele der Erfindung gelehrt. Darüber
hinaus können verschiedene Merkmale der repräsentativen
Beispiele und der abhängigen Ansprüche zum Vorsehen
zusätzlicher nützlicher Ausführungsformen
der vorliegenden Lehren in Weisen kombiniert werden, die nicht speziell
aufgezählt werden.
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Eine
Ausführungsform eines Kraftstoffzufuhrsystems der vorliegenden
Erfindung beinhaltet einen Kraftstofftank zum Speichern von Kraftstoff, eine
Kraftstoffpumpe zum Zuführen des Kraftstoffs innerhalb
des Kraftstofftanks zur Umgebung des Kraftstofftanks, eine Kraftstoffdruckregulierungskammer
und einen Drucksteuerkammer, die durch eine bewegliche Trennwand
definiert sind und jeweils zum Einbringen eines Teils des Kraftstoffs,
der von der Kraftstoffpumpe abgeführt wird, ausgebildet
sind, einen Druckregulator zum Regulieren des Kraftstoffdrucks innerhalb
der Kraftstoffdruckregulierungskammer und zum Zurückführen
von überschüssigem Kraftstoff zum Kraftstofftank,
und eine Ventileinrichtung, die durch eine Steuereinrichtung zum Ändern des
Drucks des Kraftstoffs, der zur Umgebung des Kraftstofftanks geführt
wird, durch gezieltes Umschalten zwischen der Einbringung des Kraftstoffs und
der Einbringung von Luft in die Druckregulierungskammer des Druckregulators
gesteuert wird.
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Gemäß dem
oben genannten Kraftstoffzufuhrsystem wird der Kraftstoff innerhalb
des Kraftstofftanks durch die Kraftstoffpumpe gesogen und druckbeaufschlagt
(energetisiert), durch den Druckregulator reguliert, dass er einem
vorbestimmten Wert entspricht, und dann zur Umgebung des Kraftstofftanks
geführt. Die Ventileinrichtung wird durch die Steuereinrichtung
gesteuert, und die Einbringung des Kraftstoffs und die Einbringung
von Luft in die Druckregulierungskammer des Druckregulators können
selektiv umgeschaltet werden. Spezieller blockiert die Ventileinrichtung
die Einbringung des Kraftstoffs, wenn sie die Luft in die Drucksteuerkammer des
Druckregulators einbringt. Hingegen blockiert die Ventileinrichtung
die Einbringung der Luft, wenn sie den Kraftstoff in die Drucksteuerkammer
des Druckregulators einbringt. Dementsprechend kann der Kraftstoffdruck
innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer des Druckregulators
(mit anderen Worten der Druck des Kraftstoffs, der zur Umgebung des
Kraftstofftanks geführt wird) geändert werden. Wenn
der Kraftstoff in die Drucksteuerkammer des Druckregulators eingebracht
wird, wird die Einbringung der Luft in die Drucksteuerkammer durch
die Ventileinrichtung blockiert. Wenn der Druck auf eine bewegliche
Trennwand (in der Drucksteuerkammer) in Folge der Kraftstoffeinbringung
in die Druckregulierungskammer des Druckregulators erhöht
ist, wird der Fluss des Kraftstoffs zur Umgebung verhindert. Dementsprechend
wird der Rückgang des Kraftstoffs, der innerhalb der Drucksteuerkammer 45 strömt,
während der Druckbeaufschlagung verhindert, und folglich
erhöht sich die Effizienz der Pumpe.
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Der
Kraftstoff, der in die Druckregulierungskammer des Druckregulators
eingebracht wird, kann ein druckbeaufschlagter Kraftstoff nach der
Druckbeaufschlagung durch die Kraftstoffpumpe und vor dem Abgeführtwerden
aus der Kraftstoffpumpe sein. Entsprechend dieser Konfiguration
kann der druckbeaufschlagte Kraftstoff nach der Druckbeaufschlagung durch
die Kraftstoffpumpe und vor dem Abgeführtwerden aus der
Kraftstoffpumpe in die Drucksteuerkammer des Druckregulators eingeführt
werden.
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Das
Kraftstoffzufuhrsystem kann ein Druckentlastungsventil zum Regulieren
des Kraftstoffdrucks innerhalb der Druckregulierungskammer des Druckregulators
beinhalten, dass er unter einem vorbestimmten Wert ist. Entsprechend
dieser Konfiguration wird der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerdruckregulierungskammer
gesteuert, dass er unter dem durch das Druckentlastungsventil vorbestimmten
Wert ist.
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Die
Ventileinrichtung kann ein Dreiwegeventil sein. Wenn die Ventileinrichtung
das Dreiwegeventil ist, kann die Einbringung des Kraftstoffs und
die Einbringung der Luft in die Drucksteuerkammer des Druckregulators
selektiv umgeschaltet werden. Dementsprechend kann der Aufbau des
Kraftstoffversorgungssystems vereinfacht werden, verglichen mit
der Verwendung einer Vielzahl an Ventileinrichtungen.
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In
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
beinhaltet ein Kraftstoffzufuhrsystem einen Kraftstofftank, der
zum Speichern von Kraftstoff ausgebildet ist; eine Kraftstoffpumpe,
die zum Pumpen des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank und zum Zuführen
des Kraftstoffs zu einem Motor über einen ersten Weg ausgebildet
ist; einen Druckregulator, der zum Abstimmen eines Drucks des Kraftstoffs,
der dem Motor zugeführt wird, basierend auf einem Druck
eines Steuerfluids ausgebildet ist; ein Steuerventil, das dem Druckregulator
zugeordnet ist und zum Steuern der Zuführung des Steuerfluids zum
Druckregulator ausgebildet ist; und einen zweiten Weg, der die Kraftstoffpumpe
und das Steuerventil verbindet, so dass ein Teil des Kraftstoffs,
der von der Kraftstoffpumpe zugeführt wird, als das Steuerfluid
dient. Das Steuerventil ist zwischen einer ersten Position und einer
zweiten Position betreibbar. Wenn das Steuerventil in der ersten
Position ist, wird der Teil des Fluids als Steuerfluid von dem Steuerventil
in den Kraftstofftank abgeführt, ohne dem Druckregulator
zugeführt zu werden, so dass der Druck des Fluids, das
dem Motor zugeführt wird, gesteuert wird, dass er einen
ersten Druckwert aufweist. Wenn das Steuerventil in der zweiten
Position ist, wird der Teil des Kraftstoffs als Steuerfluid von
dem Steuerventil dem Druckregulator zugeführt, ohne in
den Kraftstofftank abgeführt zu werden, so dass der Druck
des Fluids, das dem Motor zugeführt wird, gesteuert wird, dass
er einen zweiten Druckwert, der höher als der erste Wert
ist, aufweist.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine
erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend
erklärt. Diese Ausführungsform kann als ein Kraftstoffzufuhrsystem
für ein Fahrzeug genutzt werden. 1 ist eine
schematische Strukturansicht, die das Kraftstoffzufuhrsystem zeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Kraftstoffzufuhrsystem 10 in
einem Fahrzeug, das in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, installiert
und weist einen Kraftstofftank 12 zum Speichern von Kraftstoff, eine
Kraftstoffpumpe 14, die sich innerhalb des Kraftstofftanks 12 befindet,
einen Druckregulator 16 und eine Ventileinrichtung 18 auf.
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Die
Kraftstoffpumpe 14 ist im Kraftstofftank 12 über
ein Stützelement (nicht dargestellt) gestützt und
führt den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 12 zur Umgebung
des Kraftstofftanks 12 zu. 2 ist eine Querschnittsansicht,
die die Kraftstoffpumpe 14 zeigt. Wie in 2 gezeigt
ist, ist die Kraftstoffpumpe 14 eine motorintegrierte Pumpe
und weist einen Elektromotorbereich 20 und einen Flügelradpumpenbereich 21,
der am unteren Ende des Motorbereichs 20 installiert ist,
auf. Wenn ein Flügelrad 22 sich in Folge des Antriebs
des Motorbereichs 20 dreht, saugt und druckbeaufschlagt
der Pumpenbereich 21 den Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks 12 und führt
dann den Kraftstoff in den Motorbereich 20 ab. Eine Kraftstoffeinlassöffnung 23 zum
Ansaugen des Kraftstoffs befindet sich an der unteren Oberfläche der
Kraftstoffpumpe 14. Ein Einlassfilter 24 zum Filtern
des Kraftstoffs, der aus dem Kraftstofftank 12 in die Kraftstoffpumpe 14 gezogen
wird, ist mit der Kraftstoffeinlassöffnung 23 über
eine Leitung verbunden. Auf der oberen Oberfläche der Kraftstoffpumpe 14 ist
eine Kraftstoffabführöffnung 25 zum Abführen des
Kraftstoffs, der durch den Motorbereich 20 hindurchgelangt,
angeordnet. Auf der unteren Oberfläche der Kraftstoffpumpe 14 ist
eine Dampfdüse 26 zum Ausstoßen (mit
anderen Worten, Abführen) von Dampf (Luftblasen, die in
Folge von Verdampfung des Kraftstoffs entstehen), der in dem Kraftstoff
während der Druckbeaufschlagung innerhalb des Pumpenbereichs 21 enthalten
ist, vorgesehen. Die Dampfdüse 26 kann auch eine „Kraftstoffdampfabführöffnung"
genannt werden.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist die Kraftstoffpumpe 14 (genauer,
die Kraftstoffabführöffnung 25 (siehe 2))
mit einem Ende eines tankinneren Kraftstoffzufuhrwegs 28 verbunden.
Ein tankäußerer Kraftstoffzufuhrweg 29,
der sich außerhalb des Kraftstofftanks 12 befindet,
ist mit dem anderen Ende des tankinneren Kraftstoffzufuhrwegs 28 verbunden.
Das stromabwärtsseitige Ende (d. h. das motorseitige Ende
des Tanks) des äußeren Kraftstoffzufuhrwegs 29 ist
mit einer Zufuhrleitung, die in den Zeichnungen nicht dargestellt
ist, verbunden. Die Zufuhrleitung weist Kraftstoffeinspritzventile
auf, mit anderen Worten Einspritzeinrichtungen, die den Verbrennungskammern
(nicht dargestellt) entsprechen. Dementsprechend wird der Kraftstoff,
der durch die Kraftstoffpumpe 14 druckbeaufschlagt wird,
in den tankinneren Kraftstoffzufuhrweg 28 abgeleitet und
wird dann dem tankäußeren Kraftstoffzufuhrweg 29 zugeführt.
Der Kraftstoff, der dem tankäußeren Kraftstoffzufuhrweg 29 zugeführt
ist, wird aus jeder Einspritzeinrichtung in jede Verbrennungskammer
des Motors über die Zufuhrleitung eingespritzt.
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Ein
erster Verbindungsweg 31 und ein zweiter Verbindungsweg 32 verzweigen
sich von dem tankinneren Kraftstoffzufuhrweg 28. Das stromabwärtsseitige
Ende des ersten Verbindungswegs 31 steht mit einer Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 des Druckregulators 16 (unten
beschrieben) in Verbindung. Das stromabwärtsseitige Ende
des zweiten Verbindungswegs 32 steht mit einem ersten Verbindungsanschluss 51 der
Ventileinrichtung 18 (unten beschrieben) in Verbindung.
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Der
Druckregulator 16 ist innerhalb des Kraftstofftanks 12 mit
einem Stützelement, das in den Zeichnungen nicht dargestellt
ist, gestützt und reguliert den Kraftstoffdruck, mit anderen
Worten den Druck des Kraftstoffs, der dem tankäußeren
Kraftstoffzufuhrweg 29 zugeführt wird. 3 ist
eine Querschnittsansicht, die den Druckregulator zeigt. Wie in 3 gezeigt
ist, weist der Druckregulator 16 ein Gehäuse 34,
eine Membran 35 und ein Ventilelement 36 auf.
Das Gehäuse 34 bildet einen Außenmantel
des Druckregulators 16. Das Gehäuse 34 enthält
einen Behälter 37 und einen Behälter 38,
die miteinander gekoppelt sind. Der Behälter 37 weist
eine Öffnung an der oberen Oberfläche auf, die
sich auf der Seite der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 befindet.
Der Behälter 38 weist eine Öffnung an
der unteren Oberfläche auf, die sich auf der Seite der Drucksteuerkammer 45 befindet.
Auf dem Seitenwandbereich des Behälters 37 auf
der Seite der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 ist
eine Kraftstoffeinbringungsleitung 40 vorgesehen. Auf dem
unteren Wandbereich des Behälters 37 ist eine
Kraftstoffauslassleitung 41 vorgesehen. Am oberen Wandbereich
des Behälters 38 ist eine Verbindungsöffnung 42 vorgesehen.
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Die
Membran 35 ist zwischen dem Behälter 37 der
Kraftstoffdruckregulierungskammerseite und dem Behälter 38 der
Drucksteuerkammerseite befestigt und teilt das Gehäuse 34 in
die Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 und die Drucksteuerkammer 45.
Die Membran 35 ist aus einem gummiartigen elastischen Material
gefertigt und weist folglich Flexibilität auf. Das Ventilelement 36 ist
in der Mitte der Membran 35 angebracht und liegt der oberen
Endoberfläche der Kraftstoffauslassleitung 41 gegenüber. Das
obere offene Ende der Kraftstoffauslassleitung 41 dient
als ein Ventilsitz. Das Ventilelement 36 öffnet oder
schließt das obere offene Ende der Kraftstoffauslassleitung 41 in
Folge von Biegeverformung der Membran 35, dass es eine
Verbindung des Inneren der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 mit
dem Inneren der Kraftstoffauslassleitung 41 zulässt
und unterbricht. Die Membran 35 kann auch als eine „bewegliche
Trennwand" bezeichnet werden.
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Innerhalb
der Drucksteuerkammer 45 befindet sich eine Ventilfeder 47,
die als eine Schraubenfeder ausgebildet ist, zwischen dem oberen
Wandbereich des Behälters 38 auf der Seite der
Drucksteuerkammer 45 und dem Ventilelement 36 der
Membran 35. Die Ventilfeder 47 belastet das Ventilelement 36 immer
in Sitzrichtung auf dem Ventilsitz der Kraftstoffauslassleitung 41,
mit anderen Worten der Ventilschließrichtung, vor. Daher,
wenn der Kraftstoffdruck innerhalb der Druckregulierungskammer 44 zum
Drücken der Membran 35 geringer als die Kraft innerhalb
der Drucksteuerkammer 45 zum Drücken der Membran 35,
mit anderen Worten die Federkraft der Ventilfeder 47, ist,
sitzt das Ventilelement 36 in Folge der Federkraft der
Ventilfeder 47 auf der Kraftstoffauslassleitung 41,
und die Kraftstoffauslassleitung 41 ist verschlossen. Wenn
der Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 (mit
anderen Worten der Kraftstoffdruck), der die Membran 35 drückt,
höher als die Federkraft der Ventilfeder 47 in
Folge von Biegeverformung der Membran 35 ist, bewegt sich
das Ventilelement 36 von der Kraftstoffauslassleitung 41 weg,
und die Kraftstoffauslassleitung 41 wird geöffnet.
Demzufolge wird der Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 über
die Kraftstoffauslassleitung 41 ausgelassen, und der Kraftstoffdruck
in der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 verringert
sich, dass er einem vorbestimmten Wert entspricht. Wenn der Kraftstoffdruck
in der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 den vorbestimmten
Wert erreicht hat, schließt sich das Ventilelement 36 in
Folge der Federkraft der Ventilfeder 47.
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Bezug
nehmend auf 1 ist eine Ventileinrichtung 18 ein
elektromagnetisch umschaltbares Dreiwegeventil und ist innerhalb
des Kraftstofftanks 12 durch das Stützelement,
das in der Zeichnung nicht gezeigt ist, gestützt. Die Ventileinrichtung 18 weist
einen ersten bis einen dritten Verbindungsanschluss, zusammen drei
Verbindungsanschlüsse 51, 52 und 53 auf
und wird basierend auf Steuersignalen, die von der elektronischen
Steuereinheit 50 („ECU") ausgegeben werden, an-
und ausgeschaltet.
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Die
ECU 50 ist eine Steuereinheit, die einen Mikrocomputer
beinhalten kann, und ist mit einer Erfassungseinrichtung, wie beispielsweise
einem Zündschalter oder einem Startschal ter eines Motors, an
der Eingangsseite und einer Einspritzeinrichtung an der Ausgangsseite
verbunden. Die ECU 50 ist auch festgelegt, dass sie eine
An- und Aus-Steuerung abhängig von dem Betriebszustand
des Motors durchführt. Zum Beispiel schaltet die ECU 50 die Ventileinrichtung 18 an
(AN), bis eine vorbestimmte Zeitmenge nach dem Starten des Motors
vergangen ist (vom Anschalten des Zündschalters oder des Startschalters),
und schaltet die Ventileinrichtung 18 aus (AUS), nachdem
die vorbestimmte Zeitmenge vergangen ist. Wenn die Ventileinrichtung 18 angeschaltet
wird, werden der erste Verbindungsanschluss 51 und der
zweite Verbindungsanschluss 52 miteinander verbunden, und
der dritte Verbindungsanschluss 53 wird blockiert. Wenn
die Ventileinrichtung 18 ausgeschaltet wird, wird der erste
Verbindungsanschluss 51 blockiert, und der zweite Verbindungsanschluss
und der dritte Verbindungsanschluss 53 werden miteinander
verbunden. Die ECU 50 kann als eine „Steuereinheit"
bezeichnet werden.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist der erste Verbindungsweg 31 mit
der Kraftstoffeinbringungsleitung 40 (siehe 3)
des Druckregulators 16 verbunden und steht mit der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 des
Druckregulators 16 in Verbindung. Der erste Verbindungsweg 31 kann
als ein „Verbindungsweg auf der Kraftstoffdruckregulierungskammerseite"
bezeichnet werden. Wie in 1 gezeigt
ist, stehen der zweite Verbindungsanschluss 52 der Ventileinrichtung 18 und
der Verbindungsanschluss 42 des Druckregulators 16 (siehe 3) über
einen Weiterleitungsweg 55 in Verbindung.
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Der
zweite Verbindungsweg 32 ist mit dem ersten Verbindungsanschluss 51 der
Ventileinrichtung 18 verbunden. Der zweite Verbindungsweg 32 kann
als ein „Verbindungsweg auf der Drucksteuerkammerseite"
bezeichnet werden. Eine Kraftstoffabführleitung 57 ist
mit dem dritten Verbindungsanschluss 53 der Ventileinrichtung 18 verbunden.
Die Kraftstoffabführleitung 57 und die Kraftstoffauslassleitung 41 des
Druckregulators 16 sind innerhalb des Kraftstofftanks 12 offen.
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Die
Arbeitsweise des Kraftstoffzufuhrsystems 10 wird nun erklärt.
Wenn der Motor startet, wird die Ventileinrichtung 18 gemäß der
Ausgabe an Steuersignalen aus der ECU 50 angeschaltet.
Der erste Verbindungsanschluss 51 und der zweite Verbindungsanschluss 52 stehen
dann miteinander in Verbindung, und der dritte Verbindungsanschluss 53 ist blockiert.
Unter dieser Bedingung strömt ein Teil des Kraftstoffs
(innerhalb des tankinneren Kraftstoffzu fuhrwegs 28) über
den zweiten Verbindungsweg 32 und den Weiterleitungsweg 55 in
die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Kraftstoff innerhalb der Drucksteuerkammer 45 in
Folge der Blockierung des dritten Verbindungsanschluss 53 daran
gehindert, über eine Kraftstoffabführleitung 57 in
den Kraftstofftank 12 zu strömen.
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Wenn
der Teil des Kraftstoffs, der innerhalb des tankinneren Kraftstoffzufuhrwegs 28 strömt,
in die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16 strömt,
erhöht sich der Kraftstoffdruck innerhalb der Drucksteuerkammer 45.
Dementsprechend verformt sich die Membran 35 des Druckregulators 16 (siehe 3)
in einer gebogenen Art und Weise in Richtung der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 und
das Ventilelement 36 sitzt auf dem Ventilsitz der Kraftstoffauslassleitung 41.
Demzufolge wird der Strom des Kraftstoffs innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 in
den Kraftstofftank 12 durch die Kraftstoffauslassleitung 41 verhindert.
Dementsprechend erhöht sich der Kraftstoffdruck innerhalb
der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 weiter. Wenn der
Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 des
Druckregulators 16 höher wird als der Kraftstoffdruck
der Drucksteuerkammer 45, verformt sich die Membran 35 in
einer gebogenen Art und Weise in Richtung der Drucksteuerkammer 45 und
wenn das Ventilelement 36 sich von dem Ventilsitz der Kraftstoffauslassleitung 41 weg
bewegt hat, wird der Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffregulierungskammer 44 in
den Kraftstofftank 12 über die Kraftstoffauslassleitung 41 ausgespritzt.
Wenn der Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 wieder
abfällt, verformt sich die Membran 35 in einer
gebogenen Art und Weise in Richtung der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 und
das Ventilelement 36 sitzt auf dem Ventilsitz der Kraftstoffauslassleitung 41.
Auf diese Art und Weise wird der Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44,
mit anderen Worten der Druck des Kraftstoffs, der zur Umgebung des
Kraftstofftanks 12 (Motor) geführt wird, beispielsweise
auf einen Druck von ungefähr 600 kPa reguliert, welcher höher
als ein normaler Druck ist.
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Wie
oben erklärt ist, wird die Zerstäubung des eingespritzten
Kraftstoffs aus dem Einspritzer verbessert, weil der Druck des Kraftstoffs,
der zur Umgebung des Kraftstofftanks 12 (Motor) geführt wird,
durch den Druckregulator 16 auf einen hohen Kraftstoffdruck
reguliert wird, und dementsprechend verbessert sich die Startleistung
des Motors. Die Ventileinrichtung 18 bleibt vom Start des
Motors angeschaltet (ein Anlassschalter, wie ein Zündschalter oder
ein Startschalter, bleibt angeschaltet (AN)), bis eine vorbestimmte
Menge an Zeit vergangen ist.
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Wenn
die vorbestimmte Zeitmenge nach dem Starten des Motors vergangen
ist, wird die Ventileinrichtung 18 durch die aus der ECU 50 ausgegebenen
Steuersignale ausgeschaltet. Der erste Verbindungsanschluss 51 der
Ventileinrichtung 18 wird dann blockiert, und der zweite
Verbindungsanschluss 52 und der dritte Verbindungsanschluss 53 stehen miteinander
in Verbindung. Unter dieser Bedingung ist ein Teil des Kraftstoffs,
der innerhalb des tankinneren Kraftstoffzufuhrwegs 28 strömt,
nicht im Stande, über den Weiterleitungsweg 55 von
dem zweiten Verbindungsweg 32 zu strömen, und
folglich wird der Kraftstoff daran gehindert, in die Drucksteuerkammer 45 des
Druckregulators 16 zu strömen. In Folge dessen
ist der Druck, der innerhalb der Steuerdruckkammer 45 auf
die Membran 35 wirkt, nur die Federkraft der Ventilfeder 47.
Dementsprechend wird der Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 des
Druckregulators 16 (mit anderen Worten der Druck des Kraftstoffs,
der zur Umgebung des Kraftstofftanks 12 (Motor) geführt
wird) auf einen normalen Druck von beispielsweise ungefähr
400 kPa reguliert.
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Wie
oben erklärt wird, kann die Belastung der Kraftstoffpumpe 14 etc.
reduziert werden, weil der Druck des Kraftstoffs, der zur Umgebung
des Kraftstofftanks 12 (Motor) geführt wird, durch
den Druckregulator 16 auf einen normalen Druck reguliert wird.
Der Zustand, dass die Ventileinrichtung 18 angeschaltet
ist, kann als ein „Hochdruckzustand" bezeichnet werden.
Hingegen kann der Zustand, dass die Ventileinrichtung ausgeschaltet
ist, als ein „Normaldruckzustand" bezeichnet werden.
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Gemäß dem
Kraftstoffzufuhrsystem 10 (siehe 1) kann
die Einbringung an Kraftstoff oder Luft in die Drucksteuerkammer 45 des
Druckregulators 16 selektiv umgeschaltet werden, weil die
ECU 50 die Ventileinrichtung 18 steuert. Spezifischer
blockiert die Ventileinrichtung 18 die Einbringung des Kraftstoffs
zum Einbringen von Luft in die Drucksteuerkammer 45 des
Druckregulators 16 (siehe der oben erklärte Normaldruckzustand).
Hingegen blockiert die Ventileinrichtung 18 die Einbringung
der Luft zum Einbringen von Kraftstoff in die Steuerdruckkammer 45 des
Druckregulators 16 (siehe der oben beschriebene Hochdruckzustand).
Dementsprechend ist die Ventileinrichtung 18 betreibbar,
dass sie den Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffdruckregulierungskammer 44 des
Druckregulators 16, mit anderen Worten den Druck des Kraftstoffs,
der zur Umgebung des Kraftstofftanks 12 geführt
wird, ändert.
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Wenn
der Kraftstoff in die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16 eingeführt
werden soll (der Hochdruckzustand), blockiert die Ventileinrichtung 18 die
Einbringung von Luft in die Drucksteuerkammer 45. Dementsprechend
wird der Strom des Kraftstoffs zur Umgebung verhindert, wenn sich
der Druck gegen die Membran 35 (siehe 3)
innerhalb der Drucksteuerkammer 45 in Folge von Kraftstoffeinbringung
in die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16 erhöht.
Dementsprechend wird der Rückgang des Kraftstoffs, der
innerhalb der Drucksteuerkammer 45 strömt, während
der Druckbeaufschlagung verhindert, und folglich erhöht
sich die Effizienz der Pumpe.
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Der
Kraftstoff, der aus der Kraftstoffabführöffnung 25 (siehe 2)
der Kraftstoffpumpe 14 abgeführt wird (d. h. der
durch die Kraftstoffdruckpumpe 14 druckbeaufschlagte Kraftstoff),
kann in die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16 eingeführt werden.
Alternativ kann der Kraftstoff, der aus einer zweiten Abführöffnung
abgeführt wird (druckbeaufschlagter Kraftstoff mit dem
abgeführten Kraftstoffdruck), die separat von der Kraftstoffabführöffnung 25 der
Kraftstoffpumpe 14 installiert ist, in die Drucksteuerkammer 45 eingebracht
werden.
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Weil
die Ventileinrichtung 18 ein Dreiwegeventil ist, kann eine
einzige Ventileinrichtung 18 selektiv zwischen der Einbringung
des Kraftstoffs und der Einbringung der Luft in die Steuerdruckkammer 45 des
Druckregulators 16 umschalten. Dementsprechend kann der
Aufbau des Kraftstoffzufuhrsystems vereinfacht werden verglichen
mit der Verwendung einer Vielzahl an Ventileinrichtungen, die es
zulassen, zwischen der Einbringung des Kraftstoffs und der Einbringung
an Luft in die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16 selektiv
umzuschalten.
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In
einem Verwendungsbeispiel der Vielzahl an Ventileinrichtungen, werden
die Ventileinrichtung 18 und der Weiterleitungsweg 55 weggelassen,
der zweite Verbindungsweg 32 und eine Kraftstoffabführleitung 57 werden
individuell mit der Steuerdruckkammer 45 des Druckregulators 16 verbunden,
Ventileinrichtungen (d. h. elektromagnetische An-Aus-Ventile) werden
entsprechend in dem zweiten Verbindungsweg 32 und der Kraftstoffabführleitung 57 installiert.
In Folge der Offen-Schließ-Steuerung der Ventileinrichtungen
durch die ECU 50 kann die Einbringung des Kraftstoffs und
die Einbringung der Luft in die Drucksteuerkammer 45 des
Druckregulators selektiv umgeschaltet werden. Daher ist auch selektives
Umschalten der Einbringung des Kraftstoffs und der Einbringung der
Luft in die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16 durch
Verwendung einer Vielzahl an Ventileinrichtungen im Umfang der vorliegenden
Erfindung.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine
zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
nachstehend erklärt. Die zweite Ausführungsform
ist eine Modifikation der ersten Ausführungsform. Daher
ist eine Erklärung nur für die abgeänderten
Teile vorgesehen und eine Erklärung für die Teile,
die dieselben oder ähnlich der ersten Ausführungsform
sind, wird nicht wiederholt. 4 zeigt
eine schematische Strukturansicht des Kraftstoffzufuhrsystems. Wie
in 4 gezeigt ist, steht in dieser Ausführungsform
der zweite Verbindungsweg 32, die sich von dem tankinneren
Kraftstoffzufuhrweg 28 innerhalb des Kraftstoffzufuhrsystems 10 der
ersten Ausführungsform verzweigt, mit der Dampfdüse 26 (siehe 2)
der Kraftstoffpumpe 14 anstatt mit dem tankinneren Kraftstoffzufuhrweg 28 in
Verbindung. Dementsprechend wird der Kraftstoff, der aus der Dampfdüse 26 der
Kraftstoffpumpe 14 ausgelassen wird, in den zweiten Verbindungsweg 32 eingebracht.
Daher strömt der Kraftstoff, der aus der Dampfdüse 26 der
Kraftstoffpumpe 14 ausgelassen wird, über den
zweiten Verbindungsweg 32 und den Weiterleitungsweg 55 in
die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16,
wenn die Ventileinrichtung 18 durch die ECU 50 angeschaltet
wird.
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Derselbe
Effekt wie in der ersten Ausführungsform kann auch basierend
auf dieser Ausführungsform erzielt werden. Der Kraftstoff,
der aus der Dampfdüse 26 (siehe 2)
der Kraftstoffpumpe 14 (der Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffpumpe 14,
der im Druckbeaufschlagungsvorgang ist) ausgeführt wird,
kann in die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16 eingeführt
werden. Weiter kann der Kraftstoff, der aus einer zweiten Dampfdüse,
die separat von der Dampfdüse 26 der Kraftstoffpumpe 14 (dem
druckbeaufschlagten Kraftstoff während des Druckbeaufschlagungsvorgangs)
angeordnet ist, in die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16 eingeführt
werden. Dementsprechend kann der Druck innerhalb der Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16 in
Folge des eingeführten Kraftstoffs auf jeden Druckwert
festgelegt werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Eine
dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
nachstehend erklärt. Die dritte Ausführungsform
ist eine Modifikation der zweiten Ausführungsform. Daher
ist eine Erklärung nur für die abgeänderten
Teile vorgesehen und eine Erklärung für die Teile,
die dieselben oder ähnlich der zweiten Ausführungsform
sind, wird nicht wiederholt. 5 ist eine
schematische Strukturansicht des Kraftstoffzufuhrsystems. Wie in 5 gezeigt
ist, ist in dieser Ausführungsform ein Druckentlastungsventil 60 (auch
als ein „Druckfreigabeventil" bezeichnet) in dem zweiten
Verbindungsweg 32 in dem Kraftstoffzufuhrsystem 10 der
zweiten Ausführungsform (siehe 4) angeordnet.
Das Druckentlastungsventil 60 ist innerhalb des Kraftstofftanks
mit einem Stützelement, das in den Zeichnungen nicht gezeigt
ist, gestützt und steuert den Druck des Kraftstoffs, der
in die Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16 eingebracht
wird, dass er unter dem vorbestimmten Druck ist.
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Das
Entlastungsventil 60 weist ein Gehäuse 61,
einen Entlastungsweg 62, der eine Verbindung zwischen dem
Inneren und dem Äußeren des Gehäuses 61 herstellt
und eine Verbindung mit dem Mittelweg des zweiten Verbindungswegs 32 herstellt, ein
Ventilelement 63, das den Entlastungsweg 62 öffnen
und schließen kann, und eine Feder 64, die das Ventilelement 63 elastisch
in eine Schließrichtung drückt, auf. Wenn der
Kraftstoffdruck innerhalb des zweiten Verbindungswegs 32 höher
als die Federkraft der Feder 64 wird, öffnet sich
das Ventilelement 63 in Folge der Rückfederung
der Feder 64, und der Kraftstoff innerhalb des zweiten
Verbindungswegs 32 wird über den Entlastungsweg 62 freigesetzt,
und dementsprechend verringert sich der Druck in dem zweiten Verbindungsweg 32,
bis er ein vorbestimmter Druck wird. Wenn der Kraftstoffdruck innerhalb der
Drucksteuerkammer 45 ein vorbestimmter Wert wird, schließt
sich das Ventilelement 63 in Folge der Rückfederung
der Feder 64.
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Derselbe
Effekt wie in der ersten Ausführungsform kann basierend
auf dieser Ausführungsform erzielt werden. Der Kraftstoffdruck
innerhalb des zweiten Verbindungswegs 32 (mit anderen Worten der
Kraftstoffdruck innerhalb der Drucksteuerkammer 45 des
Druckregulators 16) kann durch das Druckentlastungsventil 60 gesteuert
werden, dass er unter dem vorbestimmten Druck ist. Weiter kann der Entlastungsweg 62 des
Druckentlastungsventils 60 mit der Drucksteuerkammer 45 in
Verbindung stehen, anstatt mit dem Kraftstoffweg (dem zweiten Verbindungsweg 32),
in dem der Druck derselbe ist wie der Kraftstoffdruck innerhalb
der Drucksteuerkammer 45 des Druckregulators 16,
in Verbindung zu stehen.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen,
die oben erörtert werden, beschränkt und kann
ohne Abweichung vom Umfang der vorliegenden Erfindung abgeändert
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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