(57)【要約】【課題】ジメチルエーテル（ＤＭＥ）を燃料とするディーゼルエンジンの始動性を向上させる。【解決手段】燃料タンク１のＤＭＥからなる燃料を、圧送ポンプＰ１を作動した状態で、第１、第２、第３電磁弁ＭＶ１〜ＭＶ３を開き、供給配管２ａ、サプライポンプＰ２、第２戻り配管２ｇおよび主戻り配管２ｅを経て燃料タンク１に戻し、サプライポンプＰ２に残される気体状態の燃料を押し流すように循環させる。予め設定された時間の経過後、圧送ポンプＰ１を作動したまま、第３電磁弁ＭＶ３を閉じ、サプライポンプＰ２の出口側の調圧弁の作用により燃料に圧力を加える。センサＳ１で検出された燃料圧が予め設定された圧力以上と判定すると、ディーゼルエンジンＥのスタータモータの回転を許可し、スタータモータを回転してエンジンを始動するようにした。【選択図】図１
2010203286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクに貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を第１ポンプにより第２ポンプへ供給し、さらに第２ポンプからコモンレールを介してディーゼルエンジンに供給するコモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料供給システムにおいて、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとを接続する供給配管に設けられた第１開閉手段と、
前記第２ポンプの入口の圧力および温度を検出する第１検出手段と、
前記第２ポンプおよび前記コモンレールと前記燃料タンクとを接続する第１戻り配管に設けられた第２開閉手段と、
前記第１戻り配管の内部の圧力を検出する第２検出手段と、
前記第２ポンプおよび前記コモンレールを接続する配管の途中に接続され、前記第１戻り配管に接続される第２戻り配管と、
前記第２戻り配管に設けられた第３開閉手段と、
前記第１、第２ポンプおよび前記第１、第２、第３開閉手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１ポンプを作動した状態で、前記第１、第２、第３開閉手段を開いて、前記燃料タンクの燃料を、前記供給配管、前記第２ポンプ、前記第２戻り配管および前記第１戻り配管を経て、前記燃料タンクに戻して前記第２ポンプに残される気体状態の燃料を押し流すように循環させて、予め設定された時間が経過したら、前記第１ポンプを作動したまま、前記第３開閉手段を閉じることにより、前記第２ポンプの出口側の調圧弁の作用により前記燃料に圧力を加え、前記第１検出手段により前記燃料の圧力を検出し、予め設定された圧力以上であると判定すると、前記ディーゼルエンジンのスタータモータの回転を許可し、前記スタータモータを回転してエンジンを始動する構成を有する燃料供給システム。
【請求項２】
請求項１記載の燃料供給システムを用いるディーゼルエンジン。
【請求項３】
燃料タンクに貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を第１ポンプにより第２ポンプへ供給し、さらに第２ポンプからコモンレールを介してディーゼルエンジンに供給するコモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料供給方法において、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとを接続する供給配管に設けられた第１開閉手段と、
前記第２ポンプの入口の圧力および温度を検出する第１検出手段と、
前記第２ポンプおよび前記コモンレールと前記燃料タンクとを接続する第１戻り配管に設けられた第２開閉手段と、
前記第１戻り配管の内部の圧力を検出する第２検出手段と、
前記第２ポンプおよび前記コモンレールを接続する配管の途中に接続され、前記第１戻り配管に接続される第２戻り配管と、
前記第２戻り配管に設けられた第３開閉手段と、
前記第１、第２ポンプおよび前記第１、第２、第３開閉手段を制御する制御手段とを備え、
前記第１ポンプを作動した状態で、前記第１、第２、第３開閉手段を開いて、前記燃料タンクの燃料を、前記供給配管、前記第２ポンプ、前記第２戻り配管および前記第１戻り配管を経て、前記燃料タンクに戻して前記第２ポンプに残される気体状態の燃料を押し流すように循環させる燃料循環工程と、
前記燃料循環工程を予め設定された時間行った後、前記第１ポンプを作動したまま、前記第３開閉手段を閉じることにより、前記第２ポンプの出口側の調圧弁の作用により前記燃料に圧力を加える燃料加圧工程と、
前記燃料加圧工程により加圧された前記燃料の圧力を前記第１検出手段により検出し、予め設定された圧力以上であると判定すると、前記ディーゼルエンジンのスタータモータの回転を許可し、前記スタータモータを回転してエンジンを始動する工程とを有する燃料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法に関し、更に詳しくは、ジメチルエーテル（以下、ＤＭＥと略す）を燃料とするディーゼルエンジン（以下、エンジンともいう）の始動性を向上させることが可能な燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＭＥを使用したディーゼルエンジンは煤の排出が無く、クリーンなエンジンとして注目されている。ＤＭＥをディーゼルエンジンに適用する場合、ＤＭＥをエンジンの燃焼室へ直接噴射し、圧縮着火させるのが熱効率的にみて望ましい。ＤＭＥの供給方法としては軽油を燃料とするディーゼルエンジンと同様に燃料噴射装置としてコモンレール式が用いられる。この方法はエンジンに取り付けられた燃料加圧ポンプ（以下、サプライポンプ）にて燃料を加圧し、コモンレール内に加圧された燃料を保持し、インジェクタによってエンジン燃焼室に燃料を噴射する方法である。
【０００３】
この方法では、燃料タンクからサプライポンプまでの間は、軽油の場合には、常温で液体のため、特に加圧する必要は無いが、ＤＭＥの場合には、常温では気体であるため、液体状態でサプライポンプに送る必要がある。そのため、燃料タンク側に加圧ポンプを設け、その時の燃料温度による蒸気圧よりやや高い圧力まで加圧する必要がある。この時、燃料タンク内の燃料は５気圧程度に加圧されているので液体状態で充填されている。エンジンの運転時は、運転状況に応じて、必要な燃料流量、燃料温度などを監視しＤＭＥが気化しない適当な供給圧に制御する場合がある。
【０００４】
しかし、エンジン停止状態で長時間放置したときなどでは、燃料配管中の燃料の圧力が下がってしまいＤＭＥが気体状態になっている場合があり、その場合には、エンジン側のサプライポンプの周辺でＤＭＥが液化していない状態になっている場合がある。その状態では、ＤＭＥがコモンレールへ圧送されないので、インジェクタから噴射されず、スタータでエンジンを始動しようとしても、エンジンが始動しないという不具合が発生する。
【０００５】
そこで、エンジンの始動に先立って、エンジンの前段の供給ポンプ内で燃料に圧力を加え、燃料圧が目標圧力値であると検出されたらスタータを駆動する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、ＤＭＥを燃料とするエンジンにおいて、漏れ燃料を燃料容器に戻す戻り配管にカット弁を設けて始動時にそれを閉じることで燃料を加圧する技術が開示されている（特許文献２参照）。
【０００７】
また、スタータモータが回転する前に燃料タンク側の燃料ポンプを作動させ、ある程度、燃料を循環させ、配管中の燃料を液体状態にし、その後、スタータモータを回転させてエンジンを始動する方法が考えられる。
【０００８】
しかし、いずれの方法の場合も、サプライポンプ側にてＤＭＥが完全に液体状態に置き換わらない場合がある。図７は従来のサプライポンプ５０の断面図を示している。この場合、ＤＭＥからなる燃料ｆは燃料入口５１からプランジャ周りの燃料ギャラリを通じて燃料出口５２に流れ、戻り配管５３を通じて燃料タンクに戻る。このため、サプライポンプ５０の上部に配置された電磁弁５４のポペットバルブ５４ａの周辺部に気体状態の燃料が残る場合がある。
【０００９】
このようにサプライポンプ５０側のＤＭＥが完全に液体状態に置き換わっていないと、スタータモータでのエンジンの始動ができなくなる。その結果、クランキングする時間が長くなるため、バッテリーの消耗を招いたり、スタータモータの故障を招いたり、エンジン始動操作が煩雑になったりするなど、エンジンの始動性の上で問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−９８２６０号公報
【特許文献２】特開２００６−２５０１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、ＤＭＥを燃料とするディーゼルエンジンの始動性を向上させることが可能な燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の燃料供給システムは、燃料タンクに貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を第１ポンプにより第２ポンプへ供給し、さらに第２ポンプからコモンレールを介してディーゼルエンジンに供給するコモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料供給システムにおいて、前記第１ポンプと前記第２ポンプとを接続する供給配管に設けられた第１開閉手段と、前記第２ポンプの入口の圧力および温度を検出する第１検出手段と、前記第２ポンプおよび前記コモンレールと前記燃料タンクとを接続する第１戻り配管に設けられた第２開閉手段と、前記第１戻り配管の内部の圧力を検出する第２検出手段と、前記第２ポンプおよび前記コモンレールを接続する配管途中に接続され、前記第１戻り配管に接続される第２戻り配管と、前記第２戻り配管に設けられた第３開閉手段と、前記第１、第２ポンプおよび前記第１、第２、第３開閉手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第１ポンプを作動した状態で、前記第１、第２、第３開閉手段を開いて、前記燃料タンクの燃料を、前記供給配管、前記第２ポンプ、前記第２戻り配管および前記第１戻り配管を経て、前記燃料タンクに戻して前記第２ポンプに残される気体状態の燃料を押し流すように循環させて、予め設定された時間が経過したら、前記第１ポンプを作動したまま、前記第３開閉手段を閉じることにより、前記第２ポンプの出口側の調圧弁の作用により前記燃料に圧力を加え、前記第１検出手段により前記燃料の圧力を検出し、予め設定された圧力以上であると判定すると、前記ディーゼルエンジンのスタータモータの回転を許可し、前記スタータモータを回転してエンジンを始動する構成を有するものである。
【００１３】
また、上記の目的を達成するための本発明のディーゼルエンジンは、上記の燃料供給システムを用いて構成されるものである。
【００１４】
また、上記の目的を達成するための本発明の燃料供給方法は、燃料タンクに貯留されたジメチルエーテルからなる燃料を第１ポンプにより第２ポンプへ供給し、さらに第２ポンプからコモンレールを介してディーゼルエンジンに供給するコモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料供給方法において、前記第１ポンプと前記第２ポンプとを接続する供給配管に設けられた第１開閉手段と、記第２ポンプの入口の圧力および温度を検出する第１検出手段と、前記第２ポンプおよび前記コモンレールと前記燃料タンクとを接続する第１戻り配管に設けられた第２開閉手段と、前記第１戻り配管の内部の圧力を検出する第２検出手段と、前記第２ポンプおよび前記コモンレールを接続する配管途中に接続され、前記第１戻り配管に接続される第２戻り配管と、前記第２戻り配管に設けられた第３開閉手段と、前記第１、第２ポンプおよび前記第１、第２、第３開閉手段を制御する制御手段とを備え、前記第１ポンプを作動した状態で、前記第１、第２、第３開閉手段を開いて、前記燃料タンクの燃料を、前記供給配管、前記第２ポンプ、前記第２戻り配管および前記第１戻り配管を経て、前記燃料タンクに戻して前記第２ポンプに残される気体状態の燃料を押し流すように循環させる燃料循環工程と、前記燃料循環工程を予め設定された時間行った後、前記第１ポンプを作動したまま、前記第３開閉手段を閉じることにより、前記第２ポンプの出口側の調圧弁の作用により前記燃料に圧力を加える燃料加圧工程と、前記燃料加圧工程により加圧された前記燃料の圧力を前記第１検出手段により検出し、予め設定された圧力以上であると判定すると、前記ディーゼルエンジンのスタータモータの回転を許可し、前記スタータモータを回転してエンジンを始動する工程とを有するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法によれば、第２ポンプとコモンレールとを接続する配管途中に第２戻り配管を設けて、この第２戻り配管に設けた第３開閉手段により、従来技術の第２ポンプではエンジン始動前に燃料を循環しきれない部分に対しても、燃料を循環することができるので、エンジン始動前にエンジン作動中の燃料供給系の全通路に対して燃料を循環させることができ、気体状態の燃料が充分に無くなった状態にしてからエンジンを始動することができる。
【００１６】
このため、ＤＭＥを燃料とするディーゼルエンジの始動操作を容易にすることができ、また、エンジン始動不良を軽減できるので、エンジンをスムーズに始動できる。また、ＤＭＥを燃料とするディーゼルエンジンのスタータモータでのクランキングする時間を短縮することができるので、スタータモータの故障とエンジン始動時のバッテリーの消耗を低減または防止することができる。したがって、エンジンの始動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態である燃料供給システムの構成を示した図である。
【図２】図１の燃料供給システムのサプライポンンプおよび第３電磁弁の要部拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の燃料供給方法のフローを示した図である。
【図４】燃料循環工程時における燃料供給システムの状態を示した図である。
【図５】燃料加圧工程時における燃料供給システムの状態を示した図である。
【図６】ＤＭＥの蒸気圧線と目標燃料圧線とを併せて示したグラフ図である。
【図７】従来の燃料供給システムのサプライポンプの部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態の燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１に例示する本実施の形態の燃料供給システムは、燃料タンク１内の燃料を、燃料タンク１内の燃料圧送ポンプ（第１ポンプ：以下、単に圧送ポンプという）Ｐ１により燃料加圧ポンプ（第２ポンプ：以下、サプライポンプという）Ｐ２へ供給し、さらにサプライポンプＰ２からコモンレールＣＲを介してディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）Ｅの各気筒の燃焼室に供給するコモンレール方式のディーゼルエンジンの燃料供給システムである。この燃料供給システムおよびエンジンＥはトラック等のような車両に搭載されるが、これに限定されるものではなく、例えば船舶等に搭載しても良い。
【００２０】
燃料タンク１には、ジメチルエーテル（ＤＭＥ：Ｃ２Ｈ６Ｏ）からなる燃料が貯留されている。ＤＭＥは、融点−１３８．５℃、沸点−２３．７℃（１気圧）で、軽油と同程度のセタン価を有し、空気より比重が大きく、一般に空気中で分解し易いという性質を有している。燃料タンク１内のＤＭＥは、燃料タンク１内が高圧状態（５気圧程度加圧）に維持されることにより液体の状態となっている。図１では、燃料タンク１が１つの場合を例示しているが、これに限定されるものではなく燃料タンク１を複数設けても良い。
【００２１】
燃料タンク１内の圧送ポンプＰ１は、出口バルブＶ１および第１電磁弁（第１開閉手段）ＭＶ１を順に介して供給配管２ａに接続され、さらにこの供給配管２ａを通じて上記サプライポンプＰ２に接続されている。圧送ポンプＰ１には、燃料供給圧（フィード圧）を調節する調圧装置が備えられており、燃料タンク１内の燃料は、燃料供給圧が圧送ポンプＰ１の調圧装置により調節された状態でサプライプンプＰ２に圧送される。
【００２２】
また、この圧送ポンプＰ１は、制御装置（制御手段）Ｃに電気的に接続されており、圧送ポンプＰ１の動作は制御装置Ｃによって制御される。すなわち、制御装置Ｃは、圧送ポンプＰ１の動作を制御することにより、燃料タンク１からサプライポンプＰ２への燃料の供給、燃料供給圧、単位時間当たりの燃料供給量および供給停止等を制御する。
【００２３】
上記第１電磁弁ＭＶ１は、圧送ポンプＰ１の出口バルブＶ１の直後に設けられている。この第１電磁弁ＭＶ１は、上記制御装置Ｃに電気的に接続されており、電磁弁の開閉動作が制御装置Ｃにより制御される。すなわち、制御装置Ｃは、第１電磁弁ＭＶ１の開閉動作を制御することにより、燃料タンク１からサプライポンプＰ２への燃料の供給および遮断を制御する。
【００２４】
また、上記供給配管２ａにおいてサプライポンプＰ２の入口には、センサ（第１検出手段）Ｓ１が設けられている。このセンサＳ１は、サプライポンプＰ２の入口の燃料圧および燃料温度を検出するセンサである。センサＳ１は、制御装置Ｃに電気的に接続されており、センサＳ１で検出された信号は制御装置Ｃに伝送される。
【００２５】
上記サプライポンプＰ２は、燃料をエンジンＥの各気筒の燃焼室内に噴射するのに適した圧力（数１０〜数１００ＭＰａ）にまで高めてコモンレールＣＲに送る調圧ポンプであり、高圧ポンプと、燃料の吐出圧力を調整可能な圧力調整弁とを有している。
【００２６】
このサプライポンプＰ２は、複数の配管２ｂを通じてコモンレールＣＲに接続されている。このコモンレールＣＲには、複数の配管２ｃを通じて複数のインジェクタ（燃料噴射弁）Ｊが接続されている。コモンレールＣＲは、インジェクタＪに供給すべき燃料を畜圧するための構成部である。
【００２７】
インジェクタクＪは、エンジンＥの各気筒の燃料室内に燃料を噴射するための構成部であり、噴射ノズルと、電磁弁とを有している。インジェクタＪの噴射ノズルは、燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する構成部である。インジェクタＪの電磁弁は噴射ノズル内のニードルのリフト制御を行う構成部であり、上記制御装置Ｃに電気的に接続され、その動作が制御されるようになっている。
【００２８】
エンジンＥは、車両走行時の動力源であり、エンジン始動時にクランク軸を強制的に回転させるためのスタータモータを備えている。このスタータモータは、上記制御装置Ｃに電気的に接続され、その動作が制御されるようになっている。また、エンジンＥにはエンジンＥの回転を検出する回転センサ（図しない）が設けられている。この回転センサは制御装置Ｃに電気的に接続されており、回転センサで検出された回転検出信号は制御信号Ｃに伝送される。制御装置Ｃは、この回転センサからの回転検出信号によりエンジンＥの始動を検出する。
【００２９】
上記サプライポンプＰ２には、燃料入口に繋がる戻り配管２ｄを通じて、燃料タンク１への主戻り配管２ｅが接続されている。戻り配管２ｄの途中位置にはサプライポンプＰ２の出口側の調圧弁として逆止弁３ａが介在され、サプライポンプＰ２から主戻り配管２ｅに流れた燃料が再びサプライポンプＰ２に逆流しないようにしている。
【００３０】
また、上記コモンレールＣＲには、プレッシャーコントロールバルブ３ｂおよび電磁弁Ｖ２を介して戻り配管２ｆが接続されている。この戻り配管２ｆは、上記戻り配管２ｄおよび主戻り配管２ｅに接続されている。このプレッシャーコントロールバルブ３ｂは、コモンレールＣＲ内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレールＣＲ内の圧力を限界設定圧以下に抑える圧力安全弁である。また、電磁弁Ｖ２は、エンジンＥの運転状態によりコモンレールＣＲ内の燃料圧力を下げる場合に、開放できるように設置したものである。
【００３１】
上記燃料タンク１への主戻り配管２ｅにおいて、燃料タンク１の戻りバルブＶ３の直前には第２電磁弁（第２開閉手段）ＭＶ２が設けられている。第２電磁弁ＭＶ２は、上記制御装置Ｃに電気的に接続されており、電磁弁の開閉動作が制御装置Ｃにより制御される。すなわち、制御装置Ｃは、第２電磁弁ＭＶ２の開閉動作を制御することにより、エンジンＥ側の燃料が燃料タンク１へ戻るのを許可したり遮断したりする。
【００３２】
また、主戻り配管２ｅには、圧力センサ（第２検出手段）Ｓ２が設けられている。圧力センサＳ２は、戻り配管２ｅ内の燃料圧を検出するセンサである。圧力センサＳ２は、制御装置Ｃに電気的に接続されており、圧力センサＳ２で検出された信号は制御装置Ｃに伝送される。なお、符号のＦはフィルターを示している。
【００３３】
また、本実施の形態においては、サプライポンプＰ２の出口とコモンレールＣＲとを接続する配管の途中に、第３電磁弁（第３開閉手段）ＭＶ３を介して戻り配管２ｇが接続されている。
【００３４】
この戻り配管２ｇは、さらに上記主戻り配管２ｅに接続されており、後述の燃料循環工程における燃料の流路となっている。第３電磁弁ＭＶ３は、その流路の開閉手段である。第３電磁弁ＭＶ３は、上記制御装置Ｃに電気的に接続されており、電磁弁の開閉動作が制御装置Ｃにより制御される。すなわち、制御装置Ｃは、第３電磁弁ＭＶ３の開閉動作を制御することにより、サプライポンプＰ２に供給された燃料が戻り配管２ｇを通じて燃料タンク１へ戻るのを許可したり遮断したりする。なお、サプライポンプＰ２、戻り配管２ｇおよび第３電磁弁ＭＶ３については後述する。
【００３５】
上記制御装置Ｃは、例えばＥＣＵ（Engine Control Unit）のような電子制御ユニットである。制御装置Ｃは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびタイマー等を有しており、ＲＯＭに記録されたプログラムや後述のＤＭＥ蒸気圧線図情報と、ＲＡＭに読み込まれた各種センサ（検出）情報等とに基づいて各種の演算処理を行い、燃料供給システムおよびエンジンＥ等の動作を制御することが可能になっている。
【００３６】
また、上記制御装置Ｃは、圧送ポンプＰ１を作動した状態で、第１、第２、第３電磁弁ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３を開いて、燃料タンク１の燃料を、供給配管２ａ、サプライポンプＰ２、戻り配管２ｇおよび主戻り配管２ｅを経て、燃料タンク１に戻してサプライポンプＰ２に残される気体状態の燃料を押し流すように循環させる（燃料循環動作）。
【００３７】
また、上記制御装置Ｃは、上記燃料循環動作を開始してから上記制御装置Ｃのタイマーにより時間を計測し、予め設定された時間が経過したら、圧送ポンプＰ１を作動したまま、第３電磁弁ＭＶ３を閉じることにより、サプライポンプＰ２の出口側の逆止弁３ａの調圧作用により燃料に圧力を加える（燃料加圧動作）。
【００３８】
また、上記制御装置Ｃは、上記燃料加圧動作中に、センサＳ１により燃料の圧力を検出し、予め設定された圧力以上であると判定すると、エンジンＥのスタータモータの回転を許可し、スタータモータを回転してエンジンを始動する。
【００３９】
次に、本実施の形態の燃料供給システムのサプライポンンプＰ２、戻り配管２ｇおよび第３電磁弁ＭＶ３の構成を図２により説明する。図２はサプライポンンプＰ２、戻り配管２ｇおよび第３電磁弁ＭＶ３の要部拡大断面図を示している。
【００４０】
サプライポンプＰ２は、ポンプ本体５と、その上方に設置された電磁弁６とを有しており、カップリング（図示せず）を介してエンジンＥによって駆動される。ポンプ本体５は、燃料入口５ａ、燃料出口５ｂ、燃料通路５ｃ、燃料貯留室５ｄ、カム５ｅ、プランジャ５ｆおよびプランジャ摺動室５ｇを有している。
【００４１】
ポンプ本体５は、第１、第２燃料流路を有している。第１燃料流路は、燃料入口５ａ、燃料通路５ｃ、燃料貯留室５ｄおよびプランジャ摺動室５ｇを順に経て配管２ｂに接続される流路であり、コモンレールＣＲに接続される。一方、第２燃料流路は、燃料入口５ａから燃料出口５ｂを経て戻り配管２ｄに接続される流路であり、主戻り配管２ｅを通じて燃料タンク１に接続される。
【００４２】
このポンプ本体５では、カム５ｅの回転によりプランジャ５ｆをプランジャ摺動室５ｇの内周壁に沿って図２の上下方向に往復動作させる。これにより、サプライポンプＰ２への燃料吸入と、コモンレールＣＲへの燃料圧送とを交互に繰り返す。コモンレールＣＲ内の燃料圧力は、サプライポンプＰ２の燃料吐出量によって制御されている。
【００４３】
上記電磁弁６は、サプライポンプＰ２の燃料吐出量を制御する制御手段であり、ポペットバルブ６ａと電磁コイル部６ｂとを有している。ポペットバルブ６ａは、燃料貯留室５ｃとプランジャ摺動室５ｄとの間の流路を開閉する手段である。電磁コイル部６ｂは、制御装置Ｃからの通電タイミングによってポペットバルブ６ａの上下動を制御する手段である。
【００４４】
サプライポンプＰ２の燃料吸入工程においては、電磁弁６のポペットバルブ６ａが開状態で、プランジャ５ｆが図２の下方に移動することにより、燃料入口５ａに供給された燃料が燃料通路５ｃおよび燃料貯留室５ｄを通じてプランジャ摺動室５ｇに吸入される。一方、サプライポンプＰ２の燃料圧送工程においては、電磁弁６のポペットバルブ６ａが閉状態で、プランジャ５ｆが図２の上方に移動することにより、プランジャ摺動室５ｇ内の燃料がプランジャ５ｆによって押し出され配管２ｂを通じてコモンレールＣＲに圧送される。
【００４５】
また、本実施の形態においては、配管２ｂの途中に戻り配管２ｇが接続されている。この戻り配管２ｇの途中位置には、上記第３電磁弁ＭＶ３が設置されている。この第３電磁弁ＭＶ３は、サプライポンプＰ２の燃料ギャラリに形成されている。第３電磁弁ＭＶ３は、ポペットバルブＭＶ３ａと電磁コイル部ＭＶ３ｂとを有しており、上記燃料循環動作を制御装置Ｃからの通電タイミングによって制御する制御手段である。ポペットバルブＭＶ３ａは、配管２ｂ（プランジャ摺動室５ｇ）と戻り配管２ｇとの間の流路を開閉する手段である。電磁コイル部ＭＶ３ｂは、制御装置Ｃからの通電タイミングによってポペットバルブＭＶ３ａの上下動を制御する手段である。すなわち、制御装置Ｃから電磁コイル部ＭＶ３ｂへの通電によりポペットバルブＭＶ３ａを図２の上下方向に移動することで配管２ｂ（プランジャ摺動室５ｇ）と戻り配管２ｇとを接続したり遮断したりする。
【００４６】
ところで、上記図７に示した従来のサプライポンプ５０においては、ＤＭＥからなる燃料を燃料タンクに戻す場合、燃料ｆが燃料入口５１からプランジャ周りの燃料ギャラリ（プランジャ周り部分の外周に沿って形成された溝状の通路）を通じて燃料出口５２に流れ、戻り配管５３を通じて燃料タンクに戻る。すなわち、この戻り流路では、燃料ｆが、電磁弁５４のポペットバルブ周辺部の燃料配管（燃料通路５５、燃料貯留室５６およびポペットバルブ５４ａ、プランジャ摺動室５７など）を介さないで、戻り配管５３に流れる。このため、例えば車両がエンジン停止状態で長時間放置され、上記ポペットバルブ周辺部の燃料配管中の燃料圧力が下がりその部分でＤＭＥが気体状態になってしまっている場合に、この戻り流路を通じて燃料循環動作を行っても、上記ポペットバルブ周辺部の燃料配管には燃料ｆが流れないので、その燃料配管に気体状態の燃料が残ってしまう場合がある。このようにサプライポンプ５０側のＤＭＥが完全に液体状態に置き換わっていないと、スタータモータでのエンジンの始動ができなくなる。その結果、クランキングする時間が長くなるため、バッテリーの消耗を招いたり、スタータモータの故障を招いたり、エンジン始動操作が煩雑になったりするなど、エンジンの始動性の上で問題がある。なお、図７の配管５９はプランジャ摺動室５７とコモンレールとを繋ぐ配管である。
【００４７】
これに対して、本実施の形態では、上記燃料循環動作において、燃料ｆが、図２の燃料入口５ａ、燃料通路５ｃ、燃料貯留室５ｄ、プランジャ摺動室５ｇ、配管２ｂ、戻り配管２ｇおよび主戻り配管２ｅを通じて燃料タンク１に戻る。このため、例えば車両のエンジン停止状態が長時間続き、電磁弁６のポペットバルブ周辺部の燃料配管（燃料通路５ｃ、燃料貯留室５ｄ、ポペットバルブ６ａおよびプランジャ摺動室５ｇ等）の燃料圧力が下がりその部分に気体状態のＤＭＥが残されていたとしても、上記燃料循環動作を行うことにより、上記電磁弁６のポペットバルブ周辺部の燃料配管に残された気体状態のＤＭＥを燃料タンク１に押し流してしまうことができる。これにより、液化状態の燃料を、コモンレールＣＲに圧送することができ、エンジンＥのインジェクタＪから噴射することができる。すなわち、燃料循環動作を行った後にエンジンＥを始動することにより、エンジン始動操作を容易にすることができ、また、エンジン始動不良を軽減できるので、エンジンをスムーズに始動できる。また、クランキング時間を短くできるので、スタータモータの故障とエンジン始動時のバッテリーの消耗を低減または防止することができる。したがって、ＤＭＥを燃料とするエンジンＥの始動性を向上させることができる。
【００４８】
次に、本実施の形態の燃料供給方法を図３のフローに沿って、図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、それぞれ燃料循環工程時および燃料加圧工程時の燃料供給システムの状態を示しており、矢印Ａは燃料の流れを示している。
【００４９】
まず、運転者がエンジンキーをオンにすると燃料タンク１の圧送ポンプＰ１が作動する（図３の工程１０１）。この状態で、図４に示すように、第１、第２、第３電磁弁ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３を開状態とする。すると、燃料タンク１内の燃料が供給配管２ａを通じてサプライポンプＰ２に流れる。この燃料がサプライポンプＰ２の燃料入口５ａ、燃料通路５ｃ、燃料貯留室５ｄ、プランジャ摺動室５ｇ、配管２ｂおよび戻り配管２ｇを流れ、主戻り配管２ｅを通じて燃料タンク１に戻る。このようにしてサプライポンプＰ２に残される気体状態の燃料を押し流すように燃料を循環させる（図３の工程１０２：燃料循環工程）。これにより、サプライポンプＰ２の電磁弁６のポペットバルブ６ａの周辺部の燃料配管内での燃料の液化が進む。
【００５０】
続いて、燃料循環工程の経過時間を制御装置Ｃのタイマーにより計測し、その経過時間が予め設定された時間（例えば５〜１０秒程度）を越えたか否かを判定する（図３の工程１０３）。燃料循環工程の経過時間が予め設定された時間を越えていない場合は、工程１０２の燃料循環工程を引き続き行う。
【００５１】
一方、燃料循環工程の経過時間が予め設定された時間を越えた場合は、圧送ポンプＰ１を作動したまま、図５に示すように、第１、第２電磁弁ＭＶ１，ＭＶ２は開いたまま、第３電磁弁ＭＶ３を閉じる。これにより、サプライポンプＰ２の出口側の逆止弁３ａの調圧作用により燃料に圧力を加え、燃料供給圧力を上昇させる（図３の工程１０４：燃料加圧工程）。
【００５２】
続いて、サプライポンプＰ２の入口での燃料圧（すなわち、センサＳ１により検出される燃料圧）が、上記燃料加圧工程により予め設定された第１燃料圧以上か否かを判定する（図３の工程１０５）。この第１燃料圧は、エンジン始動時の燃料温度とＤＭＥ燃料蒸気圧線図とに基づいてＤＭＥが液体状態になる圧力を制御装置Ｃが算出したものであり、この工程１０５では、センサＳ１により検出された圧力が、その液体状態になる圧力以上に上がっているか否かを確認する。
【００５３】
センサＳ１により検出される燃料圧が、第１燃料圧にならなかった場合は、燃料加圧工程を続ける。一方、センサＳ１により検出された燃料圧が第１燃料圧以上になった場合は、スタータモータの回転を許可する。この状態にならないとエンジンキーをスタータ位置にしてもスタータモータは作動しない（図３の工程１０６）。この段階では、サプライポンプＰ２（電磁弁６のポペットバルブ６ａの周辺部の燃料配管内）で燃料が完全に液化している。
【００５４】
このような状態で、スタートスイッチをオンにすると（エンジンキーを代用し、スタータの位置にしてもよい）、スタータモータが回転しクランキングを開始する。エンジン噴射装置は制御装置Ｃにより制御し、通常のようにエンジンＥを始動する（図３の工程１０７）。このようにしてエンジンＥが始動した場合は、そのまま燃料系の始動モードを解除しリターンする（図３の工程１０８）。リターン後は通常運転モードに移行する。
【００５５】
次に、図６は上記ＤＭＥ蒸気圧線図情報と目標燃料圧マップとを併せて示したグラフ図の一例である。蒸気圧線図でみた場合、横軸は燃料の温度（℃）、縦軸はＤＭＥの蒸気圧（ａｔｍ）を示す。また、目標燃料圧マップでみた場合、横軸は燃料の温度（℃）、縦軸はＤＭＥの目標燃料圧（ａｔｍ）を示す。
【００５６】
ＶＰ０（実線）はＤＭＥの蒸気圧線、ＶＰ１（破線）は始動モード時の目標燃料圧線を示している。この目標燃料圧は、サプライポンプＰ２の入口のセンサＳ１で検出される燃料圧の目標値である。目標燃料圧線ＶＰ１の圧力値は、上記予め設定された第１燃料圧に相当する。
【００５７】
本実施の形態では、始動モード時におけるサプライポンプＰ２の入口の燃料圧（目標燃料圧線ＶＰ１）を、ＤＭＥが気化しないように蒸気圧（蒸気圧線ＶＰ０）よりも高くなるように設定している。なお、制御装置ＣのＲＯＭには、この図６に例示したような情報が予め記録されており、制御装置Ｃは、これに基づいて上記制御動作を行う。
【００５８】
このような本実施の形態の燃料供給システム、ディーゼルエンジンおよび燃料供給方法によれば、エンジン実始動に先立つエンジン始動モードにおいて燃料循環動作および燃料加圧動作を順に行うことにより、サプライポンプＰ２側でＤＭＥが完全に液体状態に置き換わってからスタータモータを作動しクランキングを開始することができる。このため、エンジン始動操作を容易にすることができ、また、エンジン始動不良を軽減できるので、スムーズにエンジンＥを始動することができる。
【００５９】
また、サプライポンプＰ２側でＤＭＥが完全に液体状態に置き換わってからスタータモータを作動しクランキングを開始するので、クランキング時間を短くすることができ、スタータモータの故障とエンジン始動時のバッテリーの消耗を低減または防止することができる。したがって、ＤＭＥを燃料とするエンジンＥの始動性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  燃料タンク
２ａ  供給配管
２ｂ，２ｃ  配管
２ｄ  戻り配管
２ｅ  主戻り配管（第１戻り配管）
２ｆ  戻り配管
２ｇ  戻り配管（第２戻り配管）
３ａ  逆止弁（調圧弁）
３ｂ  プレッシャーコントロールバルブ
５  ポンプ本体
５ａ  燃料入口
５ｂ  燃料出口
５ｃ  燃料通路
５ｄ  燃料貯留室
５ｅ  カム
５ｆ  プランジャ
５ｇ  プランジャ摺動室
６  電磁弁
６ａ  ポペットバルブ
６ｂ  電磁コイル部
Ｐ１  燃料圧送ポンプ（第１ポンプ）
Ｐ２  燃料加圧ポンプ（第２ポンプ）
ＣＲ  コモンレール
Ｅ  ディーゼルエンジン
Ｖ１  出口バルブ
Ｖ２  電磁弁
Ｖ３  戻りバルブ
ＭＶ１  第１電磁弁（第１開閉手段）
ＭＶ２  第２電磁弁（第２開閉手段）
ＭＶ３  第３電磁弁（第３開閉手段）
ＭＶ３ａ  ポペットバルブ
ＭＶ３ｂ  電磁コイル部
Ｃ  制御装置（制御手段）
Ｓ１  センサ（第１検出手段）
Ｓ２  圧力センサ（第２検出手段）
Ｊ  インジェクタ
Ｆ  フィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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