(57)【要約】【課題】内燃機関の低回転時においても、高圧ポンプの燃料吐出効率を好適に確保することのできる内燃機関の燃料供給装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵは、ステップＳ１０〜Ｓ１３での判定結果のうち少なくとも何れか一つが否定判定である場合、電磁弁４１の電磁ソレノイドへの電流の印加を停止させる。すなわち、ＥＣＵは、レギュレータによる低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧の調整が行われるようにする。一方、ステップＳ１０〜Ｓ１３での判定結果が全て肯定判定である場合に、ＥＣＵは、前記電磁ソレノイドに対して電流を印加することによりレギュレータによる低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧調整を停止させて当該吐出燃圧を上昇させる。従って、高圧ポンプの燃料吸入圧が低いディーゼルエンジンの機関回転速度Ｃが低い場合であっても、高圧ポンプには、通常の吸入量以上の燃料が低圧ポンプから供給されるようになる。【選択図】      図６
2006022783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を高圧に加圧する機関駆動式の高圧ポンプと、
燃料を吐出して当該燃料を前記高圧ポンプに供給する低圧ポンプと、
同低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧が所定圧力を超えないように圧力調整するレギュレータと、
機関回転速度が低いときに前記レギュレータによる圧力調整値が高くなるようにこれを制御する制御手段とを備える内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記制御手段は、機関回転速度が予め定めた閾値以下であるか否かを判定する回転速度判定手段を含み、該回転速度判定手段により機関回転速度が前記閾値以下である旨判定されることを条件に、前記レギュレータの圧力調整値にかかる制御を実行する請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記制御手段は、内燃機関が始動を開始してからの経過時間が予め定めた閾値時間以内であるか否かを判定する時間判定手段を含み、該時間判定手段により経過時間が前記閾値時間以内である旨判定されることを条件に、前記レギュレータの圧力調整値にかかる制御を実行する請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記制御手段は、内燃機関が無負荷状態であるか否かを判定する負荷判定手段を含み、該負荷判定手段により内燃機関が無負荷状態である旨判定されることを条件に、前記レギュレータの圧力調整にかかる制御を実行する請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記レギュレータの圧力調整値にかかる制御として同レギュレータの圧力調整を停止させる請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
前記レギュレータには、前記低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧が前記所定圧力まで昇圧された場合に前記低圧ポンプからの燃料の溢出を許容する位置へ変位する弁体と、前記制御手段の制御に基づき前記弁体に当接して当該弁体が前記燃料の溢出を許容する位置に向けて変位することを制限する電磁弁とが設けられている請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を供給する内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの燃料供給装置として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この装置は、燃料タンクから吸入した燃料を吐出する低圧ポンプと、当該低圧ポンプから吐出された燃料を吸入して昇圧する高圧ポンプとを備えている。また、この装置では、低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧が予め設定された所定圧力を超えないように調整するレギュレータを備えている。低圧ポンプではこうした調圧機能を有するレギュレータを備えることにより、通常の機関運転時に過剰な吐出圧をもって燃料が高圧ポンプに供給されることを抑制し、その消費エネルギを極力抑えるようにしている。
【特許文献１】特開平６−２９４３４７号公報（図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、高圧ポンプは機関出力軸によって駆動される機関駆動式のポンプである関係上、その吐出能力は機関回転速度に依存するところが極めて大きい。このため、機関低回転時、特に機関始動時においては内燃機関の要求噴射量が多いにも関わらず、この高圧ポンプの燃料吐出量が十分に上昇しない状況が発生し得る。このように従来の装置では、低圧ポンプにレギュレータを設けることにより、その消費エネルギの低減を図ることができるものの、機関低回転時にあっては機関要求噴射量に応じた十分な燃料を高圧ポンプから供給できないことがあり、この点において改善の余地を残すものとなっていた。
【０００４】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の低回転時においても、高圧ポンプの燃料吐出効率を好適に確保することのできる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の燃料供給装置において、燃料を高圧に加圧する機関駆動式の高圧ポンプと、燃料を吐出して当該燃料を前記高圧ポンプに供給する低圧ポンプと、同低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧が所定圧力を超えないように圧力調整するレギュレータと、機関回転速度が低いときに前記レギュレータによる圧力調整値が高くなるようにこれを制御する制御手段とを備えることを要旨としている。
【０００６】
上記構成によれば、機関回転速度が低く、したがって高圧ポンプの燃料吐出量が少ない場合に、レギュレータの圧力調整値が高められ、低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧が高く設定される。従って、低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧が上昇し、同低圧ポンプから高圧ポンプに対して燃料が強制的に圧送されるようになり、低圧ポンプ内と高圧ポンプ内との差圧が少なくなって、同高圧ポンプの燃料吐出効率が向上する。その結果、機関回転速度が低いときであっても、高圧ポンプの燃料吐出効率を好適に確保することができ、同高圧ポンプから内燃機関に対して十分な量の燃料を供給することができるようになる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記制御手段は、機関回転速度が予め定めた閾値以下であるか否かを判定する回転速度判定手段を含み、該回転速度判定手段により機関回転速度が前記閾値以下である旨判定されることを条件に、前記レギュレータの圧力調整にかかる制御を実行することを要旨としている。上記構成によれば、機関回転速度が閾値以下である場合に、高圧ポンプの燃料吐出効率を好適に確保して同高圧ポンプから内燃機関に対して十分な量の燃料を供給することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記制御手段は、内燃機関が始動を開始してからの経過時間が予め定めた閾値時間以内であるか否かを判定する時間判定手段を含み、該時間判定手段により経過時間が前記閾値時間以内である旨判定されることを条件に、前記レギュレータの圧力調整値にかかる制御を実行することを要旨としている。
【０００９】
内燃機関の始動が開始されてからの経過時間が短い場合には、同内燃機関が自立運転しておらず、また自立運転していたとしても機関回転速度は通常は低くなり、高圧ポンプの燃料吐出効率が低下するようになる。この点、上記構成によれば、前記経過時間が閾値時間を経過したことにより十分な量の燃料を高圧ポンプが内燃機関に対して供給し得る場合には、上述したようなレギュレータの圧力調整にかかる制御が実行されないため、低圧ポンプの負荷を低減できる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記制御手段は、内燃機関が無負荷状態であるか否かを判定する負荷判定手段を含み、該負荷判定手段により内燃機関が無負荷状態である旨判定されることを条件に、前記レギュレータの圧力調整値にかかる制御を実行することを要旨としている。
【００１１】
内燃機関の機関回転速度が低い場合には、当該機関回転速度に依存する高圧ポンプの燃料吐出効率が低下する。一方、内燃機関の機関回転速度が高い場合には、高圧ポンプの燃料吐出効率が高くなる。この点、上記の構成によれば、内燃機関が有負荷状態となり機関回転速度が十分に上昇したことにより、十分な量の燃料が内燃機関に対して供給し得る場合には、上述したようなレギュレータの圧力調整に係る制御が実施されないため、低圧ポンプの負荷を低減できる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記制御手段は、前記レギュレータの圧力調整値にかかる制御として同レギュレータの圧力調整を停止させることを要旨としている。上記構成によれば、レギュレータによる圧力調整機能を停止させることで、低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧が高く設定されるようにしたため、高圧ポンプの燃料吐出効率を向上できる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記レギュレータには、前記低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧が前記所定圧力まで昇圧された場合に前記低圧ポンプからの燃料の溢出を許容する位置へ変位する弁体と、前記制御手段の制御に基づき前記弁体に当接して当該弁体が前記燃料の溢出を許容する位置に向けて変位することを制限する電磁弁とが設けられていることを要旨としている。
【００１４】
上記構成によれば、電磁弁を弁体に当接させることで、低圧ポンプからの燃料の溢出を許容する位置へ弁体が変位することを制限できる。すなわち、電磁弁を動作させるという非常に簡単な構成で、レギュレータの圧力調整値を高めて、低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧が高く設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を車両用内燃機関の一種であるディーゼルエンジンの燃料供給装置に具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の燃料供給装置１０は、低圧側ハウジング１１と、高圧側ハウジング１２と、当該両ハウジング１１，１２の間に介装される連結ハウジング１３とを備えている。前記低圧側ハウジング１１における連結ハウジング１３との接合面（図１における右端面）には、ポンプ室Ｓ１が凹み形成されており、当該ポンプ室Ｓ１内には、低圧ポンプ１４が設けられている。また、前記高圧側ハウジング１２における連結ハウジング１３との接合面（図１における左端面）には、ポンプ室Ｓ２が凹み形成されており、当該ポンプ室Ｓ２内には、高圧ポンプ１５が設けられている。
【００１６】
前記低圧側ハウジング１１には貫通孔１１ａが形成され、当該貫通孔１１ａにはベアリング１７を介して駆動軸１８が回動可能に支持されている。この駆動軸１８は、前記連結ハウジング１３に形成された貫通孔１３ａを貫通して、当該駆動軸１８の一端部（図１では右端部）が前記高圧側ハウジング１２に形成された凹部１２ａ内まで延びるように設けられている。また、駆動軸１８は、その中間部分が連結ハウジング１３の貫通孔１３ａ内に配設されたベアリング１９に回動可能に挿通支持されており、その他端部（図１では左端部）が図示しないディーゼルエンジンのクランクシャフト（機関出力軸）とベルト等を介して連結されている。そして、前記クランクシャフトの駆動力に基づき駆動軸１８が回転することにより、前記各ポンプ室Ｓ１，Ｓ２内において前記各ポンプ１４，１５が夫々回転するようになっている。すなわち、各ポンプ１４，１５は、クランクシャフトの駆動に基づき回転する機関駆動式のポンプである。
【００１７】
また、前記低圧側ハウジング１１には、燃料タンク（図示略）から管路２０ａを介して低圧ポンプ１４（ポンプ室Ｓ１内）に燃料（本実施形態では、液状の燃料）を吸入させるための吸入通路２０が形成されている。そして、前記駆動軸１８の回転に伴い低圧ポンプ１４が回転した場合には、管路２０ａ及び吸入通路２０を介して燃料タンクから燃料がポンプ室Ｓ１内に吸入されるようになっている。
【００１８】
前記低圧側ハウジング１１には、低圧ポンプ１４がポンプ室Ｓ１内に吸入した燃料の吐出燃圧を圧力調整するためのレギュレータＲが設けられており、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧が所定圧力を超えた場合には、当該レギュレータＲの圧力調整作用により低圧ポンプ１４から燃料の一部がレギュレータＲ内に溢出するようになっている。そのため、前記低圧側ハウジング１１には、レギュレータＲ内に溢出した燃料を駆動軸１８と低圧側ハウジング１１の貫通孔１１ａとの間の隙間ｃに流出させるための流出通路２１、及び当該隙間ｃと前記吸入通路２０とを連通させる連通路２２が形成されている。そして、前記隙間ｃにポンプ室Ｓ１内から直接溢出した燃料やレギュレータＲ及び流出通路２１を介して当該隙間ｃに溢出した燃料は、連通路２２を介して再び吸入通路２０に導かれ、当該吸入通路２０を流動することにより低圧ポンプ１４に再び吸入されるようになっている。
【００１９】
前記連結ハウジング１３には、前記低圧ポンプ１４（ポンプ室Ｓ１内）から吐出された燃料を高圧ポンプ１５（ポンプ室Ｓ２内）に供給するための吐出通路２３が形成されている。また、連結ハウジング１３には、前記吐出通路２３を介してポンプ室Ｓ１からポンプ室Ｓ２内に吐出される燃料の吐出量を調整する調整弁２４ａを備えてなる燃料調整部２４が設けられている。この燃料調整部２４は、制御手段としてのＥＣＵ（電子制御ユニット）２５が指定する燃料の吐出量を前記調整弁２４ａの弁開閉作動により低圧ポンプ１４から高圧ポンプ１５に供給させるようになっている。また、連結ハウジング１３には、低圧ポンプ１４から高圧ポンプ１５に吐出される燃料の吐出燃圧を計測する燃圧センサＳＥ１が設けられている。そして、前記高圧ポンプ１５に吐出された燃料は、前記駆動軸１８の回転に伴い回転する高圧ポンプ１５により高圧（噴射時に液状の燃料が霧状になる燃圧）に加圧されるようになっている。
【００２０】
前記高圧側ハウジング１２には、高圧に加圧された燃料を吐出するための吐出通路２６が形成されており、当該吐出通路２６内に吐出された燃料は、高圧側ハウジング１２の一端側に設けられたコモンレール（高圧燃料配管）２７内に向けて圧送される。また、前記吐出通路２６内には、前記高圧ポンプ１５における燃料の燃圧が高圧になるまでコモンレール２７内に吐出されることを抑制するための燃圧調整弁２８が設けられている。
【００２１】
前記コモンレール２７には、その内部に圧送された前記燃料の燃圧を計測するための燃圧センサＳＥ２が設けられている。また、コモンレール２７には、前記ディーゼルエンジン（図示略）の各気筒毎に対応させて複数（本実施形態では４つ）のインジェクタ２９が設けられている。そして、前記高圧ポンプ１５からコモンレール２７内に吐出された燃料は、前記ディーゼルエンジンの機関回転速度に基づきＥＣＵ２５が算出したタイミングで当該エンジンの燃焼室（図示略）内に各インジェクタ２９を介して噴射供給されるようになっている。
【００２２】
次に、前記ポンプ室Ｓ１内に設けられた低圧ポンプ１４について図２に基づき詳しく説明する。
本実施形態の低圧ポンプ１４は、図２に示すように、所謂トロコイド式のポンプであり、トロコイド歯形を有するインナーロータ３０とアウターロータ３１とを備えている。前記インナーロータ３０は、その略中心部に貫通孔３０ａが形成されており、当該貫通孔３０ａには、前記駆動軸１８が圧入状態で嵌合されている。そのため、インナーロータ３０は、駆動軸１８が回転することにより、当該駆動軸１８の回転方向と同一方向に回転するようになっている。また、インナーロータ３０には、径方向外側に向けて複数（本実施形態では６本）の外歯３２が形成されている。前記アウターロータ３１は、前記ポンプ室Ｓ１の内周面に沿って摺動可能な状態で設けられており、アウターロータ３１の内側面には、前記インナーロータ３０における外歯３２の本数（６本）より１本だけ多い本数（本実施形態では７本）の内歯３３が形成されている。
【００２３】
そのため、アウターロータ３１は、例えばインナーロータ３０が駆動軸１８の回転に伴い１回転したとすると、１本の内歯３３分だけ遅れて回転するようになっている。また、インナーロータ３０とアウターロータ３１との間には、前記各外歯３２と各内歯３３とが接触することにより複数の空隙が形成される。前記各空隙は、その容積がインナーロータ３０とアウターロータ３１の回転に伴い夫々変化するようになっている。すなわち、低圧ポンプ１４は、空隙の容積が広くなることにより当該空隙内の圧力が低下して、ポンプ室Ｓ１（空隙）内に前記燃料タンクから管路２０ａ及び吸入通路２０を介して燃料を吸入するようになっている。一方、低圧ポンプ１４は、空隙の容積が狭くなることにより当該空隙内の圧力が上昇して、吐出通路２３（高圧ポンプ１５）に燃圧が上昇した燃料を吐出するようになっている。
【００２４】
次に、前記ポンプ室Ｓ２内に設けられた高圧ポンプ１５について図３に基づき詳しく説明する。
本実施形態の高圧ポンプ１５は、図３に示すように、所謂ベーン式のポンプであり、略円板形状をなすロータ３４と、複数（本実施形態では１０個）のベーン３５とを備えている。前記ロータ３４は、その略中心部に貫通孔３４ａが形成されており、当該貫通孔３４ａには、前記駆動軸１８が圧入状態で嵌合されている。そのため、ロータ３４は、駆動軸１８が回転することにより、当該駆動軸１８の回転方向と同一方向に回転するようになっている。また、ロータ３４の外周面には、その全周にわたり径方向に延びるベーン溝３６が周方向に等角度間隔を隔てて複数（本実施形態では１０個）形成されている。そして、前記各ベーン溝３６には、各ベーン３５が径方向に摺動可能な状態で夫々収容されている。
【００２５】
また、前記各ベーン溝３６の溝底部には、背圧室３７が夫々形成されており、当該各背圧室３７内には、前記ポンプ室Ｓ１から前記吐出通路２３を介してポンプ室Ｓ２内に吸入された燃料の一部が夫々導入されるようになっている。そして、各背圧室３７内に導入された燃料により各ベーン３５の基端部がロータ３４の径方向外側に向けて押圧されるようになっている。そのため、ロータ３４が回転すると、各ベーン３５の先端部は、ポンプ室Ｓ２の内側面を押圧しながら夫々摺動するようになっている。従って、ポンプ室Ｓ１から吐出通路２３を介してポンプ室Ｓ２内に吸入された燃料は、ロータ３４が回転することにより前記所定の燃圧まで加圧されて、前記吐出通路２６を介してコモンレール２７内に吐出されるようになっている。
【００２６】
次に、本実施形態のレギュレータＲの構成について図４に基づき詳しく説明する。
本実施形態のレギュレータＲは、図４に示すように、レギュレータ本体３８を備えており、当該レギュレータ本体３８が低圧側ハウジング１１内に前記低圧ポンプ１４（ポンプ室Ｓ１）と位置対応するように組み付けられている。前記レギュレータ本体３８内には、前記流出通路２１に連通する弁収容室３８ａが形成されており、当該弁収容室３８ａは弁座３８ｂの形成された側が溢出通路３８ｃを介して低圧ポンプ１４に連通されている。前記弁収容室３８ａ内には、前記弁座３８ｂに当接することで前記溢出通路３８ｃを閉塞可能な球形状をなす弁体３９が収容されている。また、弁収容室３８ａ内には、弁体３９を弁座３８ｂに向けて押圧する調節ばね４０が設けられている。
【００２７】
そのため、前記弁体３９は、調節ばね４０の付勢力に基づき、常には、前記弁座３８ｂに当接した状態に保持され、低圧ポンプ１４から溢出通路３８ｃを介して燃料が弁収容室３８ａ側へ溢出するのを抑制するようになっている。その一方、低圧ポンプ１４の作動により当該ポンプ１４における燃料の吐出燃圧が調節ばね４０の付勢力に相当する圧力（所定圧力）を超えるまで昇圧された場合、前記弁体３９は、低圧ポンプ１４から昇圧された燃料が前記溢出通路３８ｃを介して弁収容室３８ａ側へ溢出するのを許容する位置へ変位するようになっている。すなわち、弁体３９は、弁座３８ｂから離間した位置へ変位するようになっている。
【００２８】
また、前記レギュレータＲには、電磁弁４１が設けられている。この電磁弁４１は、電磁ソレノイド４２と高透磁率材料（例えば、鉄やニッケル等）からなる可動部材４３とを備えている。前記可動部材４３は、前記レギュレータ本体３８に貫通形成された孔部４４に対して先端部を弁収容室３８ａ内に臨ませるようにして摺動可能に挿通支持された棒状をなす摺動部４３ａと、当該摺動部４３ａの基端部に一体形成された板状をなす制止部４３ｂとから構成されている。前記制止部４３ｂの一面とレギュレータ本体３８の外側面との間には、コイルスプリング４５が配設されている。そして、当該コイルスプリング４５が制止部４３ｂを押圧する付勢力により、前記可動部材４３は常には前記摺動部４３ａが弁収容室３８ａ内において弁体３９から離間する方向に向けて付勢されるようになっている。
【００２９】
その一方、前記可動部材４３は、前記電磁ソレノイド４２に電流が印加された場合、その電磁作用に基づき前記制止部４３ｂがコイルスプリング４５の付勢力に抗して移動し、前記摺動部４３ａが弁収容室３８ａ内において弁体３９を弁座３８ｂに押圧するようになっている。そして、前記弁体３９は、可動部材４３（摺動部４３ａ）の先端部により弁座３８ｂに押圧された状態では、前記調節ばね４０の付勢力（＝所定圧力）を超えるまで低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧が上昇したとしても、前記弁座３８ｂから離間することはなく前記溢出通路３８ｃを閉塞した状態に保持されるようになっている。
【００３０】
そのため、電磁ソレノイド４２に電流が印加された場合、レギュレータＲによる低圧ポンプ１４における燃料の圧力調整値が高くなり、たとえ当該燃料の吐出燃圧が所定圧力を越えて更に昇圧されたとしても、当該燃料は前記溢出通路３８ｃを介して弁収容室３８ａ側へ溢出されない。すなわち、レギュレータＲによる低圧ポンプ１４の圧力調整は停止されることになる。そして、電磁ソレノイド４２への電流の印加が停止された場合には、前記可動部材４３の摺動部４３ａによる弁体３９に対する押圧状態が解除されるため、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧が前記調節ばね４０の付勢力（＝所定圧力）を超えるまで昇圧されると、弁体３９が弁座３８ｂから離間する。その結果、低圧ポンプ１４から溢出通路３８ｃを介して弁収容室３８ａ側へ燃料の溢出が許容されるようになり、レギュレータＲによる低圧ポンプ１４の圧力調整が行われるようになっている。
【００３１】
次に、前記ＥＣＵ２５について、その具体的な構成を説明する。
本実施形態のＥＣＵ２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ（図示略）等を備えたデジタルコンピュータと、各装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。前記ＥＣＵ２５には、前記各燃圧センサＳＥ１，ＳＥ２、アクセルペダル（図示略）の踏み込み量を検出するアクセルセンサＳＥ３、及び前記ディーゼルエンジン（クランクシャフト）の機関回転速度を検出するための回転速度センサＳＥ４からの各出力信号が入力されるようになっている。そして、ＥＣＵ２５は、これら各出力信号が入力されたことに基づき各種の演算を行うと共に、当該演算結果に基づいて前記レギュレータＲの電磁弁４１や各インジェクタ２９からの燃料の噴射タイミング等の各種制御を実行するようになっている。
【００３２】
前記ＥＣＵ２５のＲＯＭには、燃料供給装置１０等を制御するための制御プログラム、各種制御情報（閾値時間、閾値回転速度等）及び前記各種演算処理を行うためのマップ（図５（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）等が格納記憶されている。ちなみに、前記閾値時間は、ディーゼルエンジンが始動を開始してからの時間であり、前記閾値回転速度は、ディーゼルエンジンの機関回転速度である。本実施形態では、ディーゼルエンジンが始動を開始してからの経過時間が閾値時間を越えた場合に、ディーゼルエンジンの機関回転速度が閾値回転速度を越えるようになっている。
【００３３】
また、図５（ａ）に示すマップは、前記レギュレータＲによる低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧調整が行われている際の低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅと、低圧ポンプ１４から高圧ポンプ１５に吐出できる吐出可能量Ｄ０との関係を示したものである。すなわち、図５（ａ）に示すマップは、高圧ポンプ１５の燃料吐出量を確保するためのマップである。
【００３４】
また、図５（ｂ）に示すマップは、ディーゼルエンジンの機関回転速度Ｃと、前記高圧ポンプ１５に吸入される燃料の吸入可能量Ｄ１との関係を示したものである。本実施形態の燃料供給装置１０では、前記機関回転速度Ｃの増減に対して、高圧ポンプ１５における燃料の吸入可能量Ｄ１が比例的に増減するものとされている。ちなみに、前記燃料の吸入可能量Ｄ１は、高圧ポンプ１５が１回の吐出に必要とする時間（所謂作動時間）当たりに吐出できる燃料の理論吐出量に対応するものである。
【００３５】
また、図５（ｃ）に示すマップは、ディーゼルエンジンの機関回転速度Ｃと、前記電磁弁４１の電磁ソレノイド４２に電流が印加された場合（レギュレータＲによる低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧調整が停止されている場合）における低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｆとの関係を示したものである。本実施形態の燃料供給装置１０では、前記機関回転速度Ｃが増加するに従い、電磁弁４１の電磁ソレノイド４２に電流が印加された場合における低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｆが増加するものとされている。
【００３６】
ちなみに、前記吐出燃圧Ｆ（実燃圧）は、前記高圧ポンプ１５における吸入可能量Ｄ１＝低圧ポンプ１４による吐出可能量Ｄ０の場合における前記吐出燃圧Ｅ（理論燃圧）に等しくなる関係にある。そして、前記吸入可能量Ｄ１＜前記吐出可能量Ｄ０の場合には前記吐出燃圧Ｆ（実燃圧）＜前記吐出燃圧Ｅ（理論燃圧）となり、前記吸入可能量Ｄ１＞前記吐出可能量Ｄ０の場合には前記吐出燃圧Ｆ（実燃圧）＞前記吐出燃圧Ｅ（理論燃圧）となる関係にある。そのため、ＥＣＵ２５は、低圧ポンプ１４が供給する燃料のすべてを高圧ポンプ１５が吸入できるようにすべく、前記吸入可能量Ｄ１≦前記吐出可能量Ｄ０（すなわち、前記吐出燃圧Ｆ≦前記吐出燃圧Ｅ）となるように制御する。ここで、もし仮に前記吸入可能量Ｄ１＞前記吐出可能量Ｄ０となった場合には、高圧ポンプ１５は、燃料の吸入量不足となって、機関回転速度Ｃに対応した十分な燃料をディーゼルエンジンの燃焼室内に供給できなくなる虞がある。
【００３７】
そこで次に、本実施形態のＥＣＵ２５が実行する制御処理ルーチンについて、図６に示すフローチャートに基づき以下説明する。図６には前記電磁弁４１の電磁ソレノイド４２に電流を印加するか否かを決定するための条件判定処理ルーチンが示されている。
【００３８】
まず、条件判定処理ルーチンにおいてＥＣＵ２５は、ディーゼルエンジンが始動を開始してからの経過時間が閾値時間ＳＴを越えていないか否かを判定する（ステップＳ１０）。この点で、ＥＣＵ２５は、ディーゼルエンジン（内燃機関）が始動を開始してからの経過時間が予め定めた閾値時間ＳＴ以内であるか否かを判定する時間判定手段としての機能を有している。そして、ステップＳ１０の判定結果が否定判定である場合、ＥＣＵ２５は、その処理を後述するステップＳ１４に移行する。
【００３９】
一方、ステップＳ１０の判定結果が肯定判定である場合、ＥＣＵ２５は、ディーゼルエンジンの機関回転速度Ｃが閾値回転速度ＳＣを越えていないか否かを判定する（ステップＳ１１）。すなわち、ＥＣＵ２５は、回転速度センサＳＥ４からの出力信号に基づき機関回転速度Ｃを算出して、当該算出した機関回転速度Ｃと閾値回転速度ＳＣとを比較判定する。この点で、ＥＣＵ２５は、機関回転速度Ｃが予め定めた閾値回転速度（閾値）ＳＣ以下であるか否かを判定する回転速度判定手段としての機能を有している。そして、ステップＳ１１の判定結果が否定判定である場合、ＥＣＵ２５は、その処理を前記ステップＳ１４に移行する。
【００４０】
一方、ステップＳ１１の判定結果が肯定判定である場合、ＥＣＵ２５は、アクセルが操作されていないか否かを判定する（ステップＳ１２）。すなわち、ＥＣＵ２５は、アクセルセンサＳＥ３からの出力信号に基づきアクセルが操作されていないか（アクセルが踏み込まれていないか）否かを判定する。この点で、ＥＣＵ２５は、ディーゼルエンジン（内燃機関）が無負荷状態（アクセルが操作されていない状態）であるか否かを判定する負荷判定手段としての機能を有している。そして、ステップＳ１２の判定結果が否定判定である場合、ＥＣＵ２５は、その処理を前記ステップＳ１４に移行する。
【００４１】
一方、前記ステップＳ１２の判定結果が肯定判定である場合、ＥＣＵ２５は、前記吸入可能量Ｄ１＝前記吐出可能量Ｄ０である場合の低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅ（理論燃圧）がディーゼルエンジンの機関回転速度Ｃに対応する低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｆ（実燃圧）よりも多いか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００４２】
ここで、前述したように、前記吐出燃圧Ｆ（実燃圧）は、前記高圧ポンプ１５における吸入可能量Ｄ１＝低圧ポンプ１４による吐出可能量Ｄ０の場合に、理論燃圧であるところの前記吐出燃圧Ｅに等しくなる関係にある。そして、前記吸入可能量Ｄ１＜前記吐出可能量Ｄ０の場合には前記吐出燃圧Ｆ＜前記吐出燃圧Ｅとなり、前記吸入可能量Ｄ１＞前記吐出可能量Ｄ０の場合には前記吐出燃圧Ｆ＞前記吐出燃圧Ｅとなる関係にある。そのため、前記ステップＳ１３の判定において、前記吐出燃圧Ｆ（実燃圧）が前記吐出燃圧Ｅ（理論燃圧）より小さい場合には、前記吸入可能量Ｄ１＜前記吐出可能量Ｄ０の関係となるため、ＥＣＵ２５は肯定判定をする。その一方、前記ステップＳ１３の判定において、前記吐出燃圧Ｆ（実燃圧）が前記吐出燃圧Ｅ（理論燃圧）以上の場合には、前記吸入可能量Ｄ１≧前記吐出可能量Ｄ０の関係となるため、ＥＣＵ２５は否定判定をする。
【００４３】
そして、前記ステップＳ１３の判定結果が否定判定である場合、ＥＣＵ２５は、その処理をステップＳ１４に移行し、電磁弁４１の電磁ソレノイド４２に対する電流の印加停止処理をした後、条件判定処理ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１３の判定結果が肯定判定である場合、ＥＣＵ２５は、その処理をステップＳ１５に移行し、電磁弁４１の電磁ソレノイド４２に対する電流の印加処理をした後、条件判定処理ルーチンを終了する。
【００４４】
上述したように、前記ＥＣＵ２５は、ステップＳ１０〜Ｓ１３での判定結果のうち少なくとも何れか一つが否定判定である場合、レギュレータＲによる圧力調整値が高くなることを抑制するように、電磁弁４１の電磁ソレノイド４２への電流の印加を停止させる。そして、ＥＣＵ２５は、レギュレータＲによる低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧調整が行われるようにする。一方で、ステップＳ１０〜Ｓ１３での判定結果が全て肯定判定である場合、ＥＣＵ２５は、前記電磁ソレノイド４２に電流を印加することにより、レギュレータＲによる低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧調整を停止させて当該低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅを昇圧させるようになっている。すなわち、ＥＣＵ２５は、レギュレータＲの圧力調整値にかかる制御を停止させて、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅを昇圧させるようになっている。
【００４５】
なお、本実施形態では、ステップＳ１０〜Ｓ１３までの判定結果が全て肯定判定である場合において、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅが前記調節ばね４０の付勢力（＝所定圧力）を超えて昇圧する場合に、次のような昇圧限界を設定している。すなわち、その昇圧により低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅが低圧側ハウジング１１の耐久性に影響する所定の制御燃圧に達した場合には、前記電磁弁４１への電流印加を停止してレギュレータＲによる低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧調整を行わせるようになっている。
【００４６】
次に、上記のように構成された本実施形態の燃料供給装置１０の作用について以下説明する。
さて、ディーゼルエンジンの始動に伴い駆動軸１８が回転すると、低圧ポンプ１４のインナーロータ３０とアウターロータ３１及び高圧ポンプ１５のロータ３４が駆動軸１８の回転方向と同一方向に夫々回転する。そのため、燃料タンクから前記管路２０ａ等を介して低圧ポンプ１４に吸入された燃料は、当該低圧ポンプ１４において昇圧された後、高圧ポンプ１５に吐出され、当該高圧ポンプ１５において更に加圧される。そして、この加圧された燃料が高圧ポンプ１５からコモンレール２７を経由して各インジェクタ２９に供給され、当該各インジェクタ２９から燃焼室へと噴射される。
【００４７】
そして、この場合において、前記ＥＣＵ２５により、ステップＳ１０〜Ｓ１３での判定結果が全て肯定判定とされた場合には、電磁弁４１の電磁ソレノイド４２に電流が印加される。すると、可動部材４３における摺動部４３ａの先端部が弁体３９を弁座３８ｂに対して押圧する状態となり、レギュレータＲによる低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧調整が停止される（図４（ｂ）参照）。
【００４８】
その結果、低圧ポンプ１４の燃料は、その吐出燃圧Ｅが前記調節ばね４０の付勢力（所定圧力）を超えるまで昇圧されても、レギュレータＲによる圧力調整が行われないため、さらに高圧側へと昇圧される。そして、低圧ポンプ１４の燃料は、当該低圧ポンプ１４から高圧ポンプ１５に対して強制的に圧送される。すると、高圧ポンプ１５は、当該高圧ポンプ１５から吐出される燃料の燃料吐出圧が高くなるため、前記機関回転速度Ｃが低いときであっても、燃料吐出効率を好適に確保できるようになる。
【００４９】
その一方、ディーゼルエンジンが始動を開始してからの経過時間が閾値時間ＳＴを経過する等して、前記ＥＣＵ２５により、ステップＳ１０〜Ｓ１３での判定結果のうち何れか一つでも否定判定とされた場合には、前記電磁ソレノイド４２への電流の印加が停止される。すると、可動部材４３における摺動部４３ａの先端部が弁体３９から離間するため、レギュレータＲによる低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧調整が行われるようになる（図４（ａ）参照）。
【００５０】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ディーゼルエンジン（内燃機関）の機関回転速度Ｃが低く、したがって高圧ポンプ１５の燃料吐出効率が低い場合に、レギュレータＲの圧力調整値が高められ、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅが高く設定される。従って、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅが上昇し、同低圧ポンプ１４から高圧ポンプ１５に対して燃料が強制的に圧送される。その結果、機関回転速度Ｃが低いときであっても、高圧ポンプ１５の燃料吐出効率を好適に確保することができ、同高圧ポンプ１５からディーゼルエンジン（内燃機関）に対して十分な量の燃料を供給することができるようなる。
【００５１】
（２）機関回転速度Ｃが閾値回転速度（閾値）ＳＣ以下である場合に、高圧ポンプ１５の燃料吐出効率を好適に確保して同高圧ポンプ１５からディーゼルエンジン（内燃機関）に対して十分な量の燃料を供給することができる。
【００５２】
（３）ディーゼルエンジン（内燃機関）の始動が開始されてからの経過時間が短い場合には、同エンジンが自立運転しておらず、また自立運転していたとしてもディーゼルエンジンの機関回転速度Ｃは通常は低くなり、高圧ポンプ１５の燃料吐出効率が低下するようになる。この点、上記実施形態によれば、前記経過時間が閾値時間ＳＴを経過したことにより十分な量の燃料を高圧ポンプ１５がディーゼルエンジンに対して供給し得る場合には、レギュレータＲの圧力調整値にかかる制御が実行されない。そのため、低圧ポンプ１４の負荷を低減できる。
【００５３】
（４）ディーゼルエンジン（内燃機関）の機関回転速度Ｃが低い場合には、当該機関回転速度Ｃに依存する高圧ポンプ１５の燃料吐出効率が低下する一方、ディーゼルエンジンの機関回転速度Ｃが高い場合には、高圧ポンプ１５の燃料吐出効率が高くなる。この点、上記実施形態によれば、ディーゼルエンジンが有負荷状態となり機関回転速度Ｃが十分に上昇したことにより、十分な量の燃料がディーゼルエンジンに対して供給し得る場合には、レギュレータＲの圧力調整値に係る制御が実施されない。そのため、低圧ポンプ１４の負荷を低減できる。
【００５４】
（５）レギュレータＲによる圧力調整機能を停止させることで、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅが高く設定されるようにした。従って、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅは速やかに上昇するため、高圧ポンプ１５の燃料吐出効率を向上できる。
【００５５】
（６）電磁弁４１を弁体３９に当接させることで、低圧ポンプ１４からの燃料の溢出を許容する位置へ弁体３９が変位することを制限できる。すなわち、電磁弁４１を動作させるという非常に簡単な構成で、レギュレータＲの圧力調整値を高めて、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅが高く設定できる。
【００５６】
（７）レギュレータＲによる低圧ポンプ１４内の圧力調整が行われなくなると、当該低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅが上昇するため、高圧ポンプ１５には、低圧ポンプ１４から高い燃圧の燃料が吐出されるようになる。そのため、ディーゼルエンジンが始動した直後（すなわち、ディーゼルエンジンの機関回転速度Ｃが低い場合）において、高圧ポンプ１５は、当該ポンプ１５内の圧力を速やかに昇圧させることができる。従って、ディーゼルエンジンの低回転時においても、当該高圧ポンプ１５内の燃料を速やかに所定の燃圧（目標燃圧）まで上昇させることができる。
【００５７】
（８）実燃圧である低圧ポンプ１４の吐出燃圧Ｆが前記高圧ポンプ１５における吸入可能量Ｄ１＝低圧ポンプ１４による吐出可能量Ｄ０の場合における前記吐出燃圧Ｅ（理論燃圧）以上である場合には、レギュレータＲによる低圧ポンプ１４内の圧力調整が停止されないようにしている。そのため、前記吸入可能量Ｄ１＞前記吐出可能量Ｄ０となることを回避できる。従って、高圧ポンプ１５は、燃料の吸入量不足となって、機関回転速度Ｃに対応した十分な燃料をディーゼルエンジンの燃焼室内に供給できなくなることを回避できる。
【００５８】
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態（別例）に変更してもよい。
・前記実施形態において、高圧ポンプ１５は、機関駆動式のポンプであれば、例えばトロコイド式のポンプ等の任意のポンプであってもよい。また、低圧ポンプ１４も、例えばベーン式のポンプ等の任意のポンプであってもよい。
【００５９】
・前記実施形態において、電磁弁４１は、電磁ソレノイド４２に電流を印加した場合に可動部材４３による弁体３９の押圧状態を解除する一方で、電流の印加を停止した場合に可動部材４３が弁体３９を押圧する構成の電磁弁であってもよい。
【００６０】
・前記実施形態において、レギュレータＲは、電磁弁４１ではなく直動型のアクチュエータ等を設けて、当該アクチュエータの可動部が移動することで弁体３９を弁座３８ｂ側に押圧するようなレギュレータであってもよい。
【００６１】
・前記実施形態において、ＥＣＵ２５は、ステップＳ１０〜Ｓ１３の判定結果が全て肯定判定である場合に、レギュレータＲによる低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧調整を停止させるのではなく、電磁ソレノイド４２に印加する電流を調整して、当該吐出燃圧調整を制限するようにしてもよい。このように構成しても、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅを上昇させることができる。
【００６２】
・前記実施形態において、ＥＣＵ２５は、ステップＳ１０〜Ｓ１３の判定結果が全て肯定判定でなくても、少なくとも一つの判定結果が肯定判定である場合に、レギュレータＲによる圧力調整値が高められ、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅが高くなるようにしてもよい。
【００６３】
・前記実施形態において、前記ステップＳ１３の判定処理は、次のようにして行うことも可能である。すなわち、燃圧センサＳＥ１により検出された低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅに基づき図５（ａ）に示すマップから当該吐出燃圧Ｅに対応する低圧ポンプ１４における燃料の吐出可能量Ｄ０を算出する。また、回転速度センサＳＥ４により検出されたディーゼルエンジン（クランクシャフト）の機関回転速度Ｃに基づき図５（ｂ）に示すマップから当該機関回転速度Ｃに対応する高圧ポンプ１５における燃料の吸入可能量Ｄ１を算出する。そして、そのようにして算出された吐出可能量Ｄ０と吸入可能量Ｄ１とを対比し、吸入可能量Ｄ１が吐出可能量Ｄ０よりも小さい場合には肯定判定（すなわち、前記吐出燃圧Ｅ（理論燃圧）＜前記吐出燃圧Ｆ（実燃圧））、それ以外の場合には否定判定（すなわち、前記吐出燃圧Ｅ（理論燃圧）≧前記吐出燃圧Ｆ（実燃圧））するようにしてもよい。
【００６４】
・前記実施形態において、条件判定処理ルーチンは、各ステップＳ１０〜Ｓ１３の判定処理のうち少なくとも何れか一つの判定処理のみ実行するようにしてもよい。例えば、ステップＳ１１〜Ｓ１３を省略してステップＳ１０のみであってもよい。
【００６５】
・前記実施形態において、ＥＣＵ２５は、図６に示すとおりの条件判定処理ルーチンを実行しなくてもよい。すなわち、ＥＣＵ２５は、ディーゼルエンジンの機関回転速度Ｃが低いときにレギュレータＲによる圧力調整値が高くなるようにこれを制御するようにしてもよい。
【００６６】
・前記実施形態において、低圧ポンプ１４のインナーロータ３０を回転させるための駆動軸と、高圧ポンプ１５のロータ３４を回転させるための駆動軸とを夫々設けてもよい。ただし、高圧ポンプ１５のロータ３４を回転させるための駆動軸は、ディーゼルエンジン（クランクシャフト）の回転駆動に基づき回転する構成であることが望ましい。
【００６７】
・前記実施形態ではディーゼルエンジンの燃料供給装置に具体化したが、例えば高圧ガソリン噴射式エンジン等の燃焼室内に燃料を噴射供給する燃料供給装置に具体化してもよい。
【００６８】
・前記実施形態の燃料供給装置１０では、図５（ａ）に示すように、低圧ポンプ１４における燃料の吐出燃圧Ｅが上昇するに従い、前記溢出通路３８ｃ等を介して低圧ポンプ１４から外部（例えば弁収容室３８ａ側）に溢出する燃料量が増加するため、前記吐出可能量Ｄ０が次第に減少するものとされている。しかし、図５（ａ）は一例を示すものであり、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施形態における燃料供給装置の断面図。
【図２】図１における２−２線矢視断面図。
【図３】図１における３−３線矢視断面図。
【図４】（ａ）は低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧調整が行われる場合のレギュレータの断面図、（ｂ）は、低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧調整が停止される場合のレギュレータの断面図。
【図５】（ａ）は低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧と吐出可能量との関係を示すマップ、（ｂ）は、高圧ポンプの吸入可能量とディーゼルエンジンの機関回転速度との関係を示すマップ、（ｃ）はディーゼルエンジンの機関回転速度とレギュレータによる低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧調整が停止されている場合の低圧ポンプにおける燃料の燃圧との関係を示すマップ。
【図６】条件判定処理ルーチンを説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００７０】
１０…燃料供給装置、１１…低圧側ハウジング、１２…高圧側ハウジング、１３…連結ハウジング、１４…低圧ポンプ、１５…高圧ポンプ、２５…ＥＣＵ（制御手段、回転速度判定手段、時間判定手段、負荷判定手段）、３９…弁体、４１…電磁弁、Ｃ…ディーゼルエンジンの機関回転速度（内燃機関の機関回転速度）、Ｄ０…低圧ポンプによる燃料の吐出可能量、Ｄ１…高圧ポンプにおける燃料の吸入可能量、Ｅ…低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧、Ｆ…圧力調整が停止された場合の低圧ポンプにおける燃料の吐出燃圧、Ｒ…レギュレータ、ＳＣ…閾値回転速度（閾値）、ＳＴ…閾値時間。
【図１】
2006022783.tif 000003
【図２】
2006022783.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006022783.tif 000006
【図５】
2006022783.tif 000007
【図６】
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