(57)【要約】【課題】  気泡等のエアー混入による燃料の圧送不良を防止して、エンジンの始動性の悪化、エンジンの出力の低下、エンスト等の不具合を未然に防止することを課題とする。【解決手段】  燃料圧力センサ１１の圧力検出値に基づいて燃料中に混入した気泡等のエアー混入量を推定する。そして、推定されたエアー混入量が判定値以上の場合に、空気抜き機構７の電磁弁１４を開弁させることで、燃料フィルタ６の上部に設けられたエアー溜まり室から空気抜き配管６９、オーバーフロー配管２０を経て燃料タンク３内に気泡等のエアーを戻す。これにより、低圧燃料配管４１の吸い込み口から吸い込まれる気泡等のエアーが、サプライポンプ４の燃料加圧室３１内に低圧燃料を供給するための燃料供給経路から取り除かれるため、サプライポンプ４の燃料加圧室３１内に気泡等のエアーが吸い込まれることはなく、気泡等のエアー混入による燃料の圧送不良を防止できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）燃料タンク内に貯留された燃料を、低圧燃料配管の吸い込み口から吸入し内部で加圧して吐出する低圧燃料ポンプと、
（ｂ）この低圧燃料ポンプの吐出側から供給された低圧燃料を加圧して高圧化する加圧室、およびこの加圧室内で昇圧した高圧燃料を内燃機関の燃料噴射弁側に吐出する吐出口を有する高圧燃料ポンプと、
（ｃ）前記低圧燃料配管の吸い込み口から吸入した燃料を、前記低圧燃料ポンプの内部、前記高圧燃料ポンプの加圧室を経由して前記高圧燃料ポンプの吐出口に供給するための燃料供給経路と、
（ｄ）この燃料供給経路内の燃料圧力を検出する圧力検出手段、およびこの圧力検出手段の圧力検出値によって燃料中に混入した空気混入量を推定する空気混入量推定手段を有する制御装置と
を備えた内燃機関用燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関用燃料供給装置において、
前記高圧燃料ポンプの加圧室内に供給される燃料中に混入した空気を、前記高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側において前記燃料供給経路から取り除くための空気抜き機構を備え、
前記制御装置は、前記空気混入量推定手段の空気混入量推定値に基づいて、前記空気抜き機構を作動させることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関用燃料供給装置において、
前記空気抜き機構は、前記高圧燃料ポンプの加圧室内に供給される燃料中に混入した空気を、前記高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側において前記燃料供給経路から取り除くための空気抜き配管を有していることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関用燃料供給装置において、
前記空気抜き配管の空気流方向の上流端は、前記高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側に設けられた空間に接続されていることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の内燃機関用燃料供給装置において、
前記高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側に設置されて、前記低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中に含まれる不純物を濾過または捕捉するための燃料フィルタを備え、
前記空気抜き配管の空気流方向の上流端は、前記燃料フィルタの上部に設けられた空間に接続されていることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項６】
請求項３ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用燃料供給装置において、
前記空気抜き機構は、前記空気抜き配管内の空気抜き経路を開閉する空気抜き制御弁を有し、
前記制御装置は、前記空気混入量推定手段の空気混入量推定値が所定値以上の際に、前記空気抜き制御弁を開弁させることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項７】
請求項３ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用燃料供給装置において、
前記空気抜き機構は、前記高圧燃料ポンプの加圧室内に供給される燃料中に混入した空気を、前記空気抜き配管内の空気抜き経路中に吸引するバキューム装置を有し、
前記制御装置は、前記空気混入量推定手段の空気混入量推定値が所定値以上の際に、前記バキューム装置を作動させることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用燃料供給装置において、
前記高圧燃料ポンプの加圧室内に供給される燃料を加圧するための燃料加圧機構を備え、
前記制御装置は、前記空気混入量推定手段の空気混入量推定値に基づいて、前記燃料加圧機構を作動させることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関用燃料供給装置において、
前記燃料加圧機構は、前記低圧燃料ポンプの吸入側よりも燃料流方向の上流側に設置された電動式ポンプを有し、
前記制御装置は、前記空気混入量推定手段の空気混入量推定値に基づいて、前記電動式ポンプのポンプ効率を制御することを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用燃料供給装置において、
前記圧力検出手段は、前記低圧燃料ポンプの吸入側または吐出側、あるいは前記高圧燃料ポンプの加圧室または吐出口の燃料圧力を検出する燃料圧力センサを有し、
前記燃料圧力センサは、前記低圧燃料ポンプまたは前記高圧燃料ポンプに設置されていることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の内燃機関用燃料供給装置において、
前記低圧燃料ポンプは、インナロータおよびアウタロータを有し、前記インナロータと前記アウタロータとの歯間容積を変化させることで、前記燃料タンク内の常圧燃料を汲み上げて低圧燃料を前記高圧燃料ポンプに吐出するフィードポンプであって、
前記高圧燃料ポンプは、シリンダおよびプランジャを有し、前記シリンダ内で前記プランジャを往復摺動させることで、前記フィードポンプの吐出側から吐出された低圧燃料を前記加圧室内に吸入させて高圧燃料を前記内燃機関の燃料噴射弁側に吐出するサプライポンプであって、
前記フィードポンプは、前記サプライポンプに一体的に組み付けられていることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードポンプ等の低圧燃料ポンプにより燃料タンクから汲み上げた燃料を、燃料噴射ポンプ等の高圧燃料ポンプにて更に加圧して高圧化し、内燃機関の燃料噴射弁側に圧送供給するように構成された内燃機関用燃料供給装置に関するもので、特に高圧燃料ポンプの吐出ポートより吐出した高圧燃料をコモンレール内に蓄圧し、このコモンレール内に蓄圧した高圧燃料を燃料噴射弁を介して内燃機関の燃焼室内に噴射供給するように構成された蓄圧式燃料噴射装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関用燃料供給装置は、燃料タンクから内燃機関用燃料噴射弁（燃料噴射ノズル）またはコモンレールまでの間の燃料供給経路にフィードポンプと燃料噴射ポンプとが順に設けられており、燃料噴射ノズルまたはコモンレールや燃料噴射ポンプからの余剰燃料は、オーバーフロー配管（燃料還流経路）を経由して燃料タンクへと戻されるように構成されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
［従来の技術の不具合］
ところが、従来の内燃機関用燃料供給装置においては、オーバーフロー配管の出口から燃料タンク内に余剰燃料を落下させると、燃料タンク内の貯留燃料が泡立って気泡が発生する。そして、燃料タンク内でオーバーフロー配管の出口が低圧燃料配管の吸い込み口の近傍に配置されていると、オーバーフロー配管の出口から余剰燃料を落下させることで発生した気泡等のエアーを低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込んでしまい、フィードポンプの内部に吸い込まれてしまう。
【０００４】
そして、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中に混入した気泡等のエアーは、フィードポンプの吐出側より吐出されて、燃料噴射ポンプの燃料加圧室内に吸い込まれてしまう。このため、気泡等のエアーの体積分だけ実質的に燃料の吸入量が不足するので、燃料噴射ポンプの吐出口より燃料噴射ノズル側に圧送される燃料の圧送量がエアーの体積分だけ実質的に不足することになる。したがって、燃料の圧送不良が生じるため、燃料噴射量の噴射特性等が変化して、エンジンの始動性が悪化したり、エンジンの出力が低下したり、エンジンストール（エンスト）を誘発したりする可能性があった。
【０００５】
また、従来の内燃機関用燃料供給装置においては、フィードポンプの吸入側よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタが設置されている。すなわち、燃料フィルタよりも燃料流方向の下流側と燃料噴射ポンプよりも燃料流方向の上流側との間にフィードポンプを設置した場合には、燃料フィルタよりも燃料流方向の下流側の低圧燃料配管内の圧力がフィードポンプの吸引によって負圧となり、燃料中に気泡が発生し易い状況となってしまう。このため、フィードポンプの吸引によって負圧となり、燃料中の空気が分離して大きな気泡になり、フィードポンプの内部に吸い込まれてしまうため、上記と同じような課題が生じる。
【０００６】
なお、上記のような燃料の圧送不良が生じないように、燃料の吸入量または燃料の圧送量を一定量だけ嵩上げすることが考えられるが、気泡等のエアー混入量はエンジンの運転条件によって変化するため場合によっては、必要以上の燃料がフィードポンプの吐出側から燃料噴射ポンプの燃料加圧室内に供給されることになり、過剰圧送による燃費の悪化が発生する可能性があった。
【特許文献１】特開２０００−１４５５７４号公報（第１−６頁、図１−図４）
【特許文献２】特開２０００−０６４９２４号公報（第１−６頁、図１−図４）
【特許文献３】特開２００３−１８４７０４号公報（第１−６頁、図１−図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を防止または回避して、内燃機関の始動性の悪化、エンジンの出力の低下、エンスト等の不具合を未然に防止することのできる内燃機関用燃料供給装置を提供することにある。また、燃料の過剰圧送を回避または防止して、燃費の悪化を抑制することのできる内燃機関用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】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、圧力検出手段によって、低圧燃料配管の吸い込み口から吸入した燃料を、低圧燃料ポンプの内部、高圧燃料ポンプの加圧室を経由して高圧燃料ポンプの吐出口に供給するための燃料供給経路内の燃料圧力を検出する。そして、圧力検出手段の圧力検出値に基づいて、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に混入（または発生）した気泡等の空気混入量を推定する（空気混入量推定手段）。したがって、実測することが困難な気泡等の空気混入量を簡単な方法で推定することができる。そして、この推定された空気混入量（空気混入量推定値）に基づいて、例えば空気抜き機構または燃料加圧機構を作動させるようにしても良い。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、推定された空気混入量（空気混入量推定値）に基づいて空気抜き機構を作動させることにより、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に混入（または発生）した気泡等の空気が、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路から取り除かれる。
【００１０】
これによって、低圧燃料配管の吸い込み口から低圧燃料ポンプの内部に吸入される燃料中に混入した気泡等の空気を吸い込むことはなく、あるいは低圧燃料ポンプの吐出側から高圧燃料ポンプの加圧室内に吸入される燃料中に混入（または発生）した気泡等の空気を吸い込むことはなく、高圧燃料ポンプの加圧室内で昇圧された、十分な吐出量の高圧燃料を、内燃機関の燃料噴射弁側（またはコモンレール側等）に圧送供給できるようになる。これにより、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を回避または防止できるので、内燃機関の始動性の悪化、エンジンの出力の低下、エンスト等の不具合を未然に防止することができる。また、燃料の圧送不良が生じないように、燃料の吸入量または燃料の圧送量を一定量だけ嵩上げする方法を採用していないので、高圧燃料ポンプの過剰圧送による燃費の悪化を防止することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、上記の空気抜き機構に空気抜き配管を設けたことにより、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に混入（または発生）した気泡等の空気を、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路から空気抜き配管を経由して取り除くことができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、上記の空気抜き配管の空気流方向の上流端を、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側に設けた空間に接続している。この場合には、低圧燃料配管等の燃料供給経路の上部（例えば低圧燃料配管等の天地方向の天側）に設けられる、気泡等の空気が溜まり易い空間（空気溜まり室）に空気抜き配管の空気流方向の上流端を接続することが望ましい。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタを設置しても良い。特に、低圧燃料ポンプの吸入側よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタを設置しても良い。そして、上記の空気抜き配管の空気流方向の上流端を、燃料フィルタの上部（燃料フィルタの天地方向の天側）に設けられる、気泡等の空気が溜まり易く、大きな内容積を持つ空間（空気溜まり室）に接続することが望ましい。
【００１４】
請求項６に記載の発明によれば、上記の空気抜き機構に、空気抜き配管内の空気抜き経路を開閉する空気抜き制御弁を設けている。そして、空気混入量推定手段の空気混入量推定値が所定値以上の際に、空気抜き制御弁を開弁させることにより、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に混入（または発生）した気泡等の空気を、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路から空気抜き配管内の空気抜き経路を経由して取り除くことができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明によれば、上記の空気抜き機構に、高圧燃料ポンプの加圧室内に供給される燃料中に混入した空気を、空気抜き配管内の空気抜き経路中に吸引するバキューム装置を設けている。そして、空気混入量推定手段の空気混入量推定値が所定値以上の際に、バキューム装置を作動させることにより、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に混入（または発生）した気泡等の空気を、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路から空気抜き配管内の空気抜き経路を経由して確実に取り除くことができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明によれば、空気混入量推定手段の空気混入量推定値に基づいて、燃料加圧機構を作動させることにより、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に気泡等の空気が混入した場合でも、常に適切な吸入量の燃料が高圧燃料ポンプの加圧室内に供給されるようになる。また、低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中に混入した気泡等の空気混入量分だけ、低圧燃料ポンプの吐出側より吐出されて高圧燃料ポンプの加圧室内に吸入される燃料の吸入量の不足分を補うように、燃料加圧機構を作動させることで、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を回避しながら、過剰圧送による燃費の悪化を抑制することができる。
【００１７】
請求項９に記載の発明によれば、燃料加圧機構として、低圧燃料ポンプの吸入側よりも燃料流方向の上流側に設置された電動式ポンプを用いても良い。例えば燃料加圧機構として燃料タンク内に設置されるインタンク型の電動式ポンプを用いても良い。そして、空気混入量推定手段の空気混入量推定値に基づいて、電動式ポンプのポンプ効率を制御している。これにより、低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中に混入した気泡等の空気混入量分だけ、低圧燃料ポンプの吐出側より吐出されて高圧燃料ポンプの加圧室内に吸入される燃料の吸入量の不足分を補うように、電動式ポンプのポンプ効率を制御できるので、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を回避しながら、過剰圧送による燃費の悪化を抑制することができる。
【００１８】
請求項１０に記載の発明によれば、低圧燃料ポンプに、低圧燃料ポンプの吸入側または吐出側の燃料圧力を検出する燃料圧力センサを設置しても良い。あるいは高圧燃料ポンプに、高圧燃料ポンプの加圧室または吐出口の燃料圧力を検出する燃料圧力センサを設置しても良い。特に低圧燃料ポンプの吸入側よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタが設置されている場合には、圧力脈動が出易く、且つ燃料供給経路内の圧力が負圧から正圧に変動する低圧燃料ポンプの吐出側に燃料圧力センサを設置することが望ましい。
【００１９】
請求項１１に記載の発明によれば、低圧燃料ポンプとして、インナロータとアウタロータとの歯間容積を変化させることで、燃料タンク内の常圧燃料を汲み上げて低圧燃料を高圧燃料ポンプに吐出するフィードポンプを採用しても良い。また、高圧燃料ポンプとして、シリンダ内でプランジャを往復摺動させることで、フィードポンプの吐出側から吐出された低圧燃料を加圧室内に吸入させて高圧燃料を内燃機関の燃料噴射弁側に吐出するサプライポンプを採用しても良い。特にフィードポンプをサプライポンプに一体的に組み付けることにより、フィードポンプの吐出側とサプライポンプの吸入口とを接続する低圧燃料配管が不要となり、また、１本のポンプ駆動軸でフィードポンプのインナロータおよびアウタロータと、サプライポンプのプランジャとを駆動できるので、部品点数を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態は、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を防止して、内燃機関の始動性の悪化、エンジンの出力の低下、エンスト等の不具合を未然に防止するという目的を、圧力検出手段の圧力検出値によって燃料中に混入した空気混入量を推定し、この空気混入量推定値に基づいて空気抜き機構を作動させて、燃料中に混入した空気を燃料供給経路から取り除くことで実現した。また、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を回避しながら、過剰圧送による燃費の悪化を抑制するという目的を、燃料中に混入した空気混入量を考慮して燃料加圧機構を制御することで実現した。
【実施例１】
【００２１】
［実施例１の構成］
図１ないし図７は本発明の実施例１を示したもので、図１はコモンレール式燃料噴射システムの主要構成を示した図で、図２はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した図で、図３および図４はサプライポンプの全体構成を示した図である。
【００２２】
本実施例の内燃機関用燃料供給装置は、多気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと言う）用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム（内燃機関用燃料噴射装置）であり、コモンレール１内に蓄圧された高圧燃料を、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されたインジェクタを介してエンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給するように構成されている。
【００２３】
このコモンレール式燃料噴射システムは、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール１と、エンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を所定のタイミングで噴射供給する複数個の内燃機関用燃料噴射弁（例えば電磁式燃料噴射弁：以下インジェクタと呼ぶ）２と、燃料タンク３から供給される燃料を加圧して高圧化するサプライポンプ４と、このサプライポンプ４に供給される燃料中に混入した気泡等の空気（エアー）を燃料タンク３に戻すための空気還流経路を有する空気抜き機構７と、エンジンをはじめ燃料噴射システム全体の制御を行うエンジン制御ユニット（エンジン制御装置：以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。
【００２４】
ここで、ＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭまたはスタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）等のメモリ）等の機能を含んで構成される周知のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ＥＣＵ１０は、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、燃料圧力センサ１１等の各種センサからの検出信号およびメモリ内に格納されたデータを読み込み、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、複数個のインジェクタ２のアクチュエータ（電磁弁１２等）、サプライポンプ４の電磁弁１３および空気抜き機構７の電磁弁１４を電子制御するように構成されている。また、燃料圧力センサ１１より出力される検出信号（圧力検出値）や、その他の各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。なお、本実施例では、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、冷却水温センサ、燃料温度センサおよびコモンレール圧センサ等の各種センサがＥＣＵ１０に電気的に接続されている。
【００２５】
コモンレール１には、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を常時蓄圧する必要があるため、サプライポンプ４から高圧燃料配管（燃料圧送経路）１９を経由して高圧燃料が圧送供給されている。そして、コモンレール１には、コモンレール圧が限界設定圧力を超えた際に開弁してコモンレール圧を限界設定圧力以下に抑えるためのプレッシャリミッタ８が設置されている。インジェクタ２は、ノズルボデー内にノズルニードルを摺動自在に収容した燃料噴射ノズルと、ノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁弁１２と、ノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段とによって構成されている。  
【００２６】
そして、インジェクタ２からエンジンの各気筒の燃焼室内への燃料の噴射は、ノズルボデー内に摺動自在に支持されたノズルニードルと連動するコマンドピストンの動作制御を行う背圧制御室内の燃料圧力を増減制御する電磁弁１２への通電および通電停止によって電子制御されている。すなわち、インジェクタ２の電磁弁１２が通電されてノズルニードルが開弁している間、コモンレール１内に蓄圧された高圧燃料がノズルボデーの先端側に形成された噴射孔よりエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される。これにより、エンジンが運転される。ここで、インジェクタ２の各摺動部、サプライポンプ４の各摺動部より溢流したリーク燃料や、コモンレール１、インジェクタ２、サプライポンプ４およびプレッシャリミッタ８より流出した余剰燃料は、オーバーフロー配管（燃料還流経路）２０を経由して燃料系の低圧側（燃料タンク３）に戻される。
【００２７】
本実施例のサプライポンプ４は、インナロータ２１とアウタロータ２２との歯間容積を変化させることで燃料タンク３内に貯留された常圧燃料を汲み上げるフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）５と、２個のシリンダヘッド（シリンダ）２３と２個のプランジャ２４とによって構成されるポンプエレメント（高圧燃料ポンプ）とを一体化した燃料噴射ポンプである。また、サプライポンプ４は、吸入ポート２５から吸入した燃料を加圧して、吐出ポート２６からインジェクタ側に圧送する圧送系統（ポンプエレメント）を２つ備え、１つの電磁弁１３で、全ての圧送系統の燃料圧送量または燃料吐出量を、燃料吸入量を調量することで制御するタイプ（吸入調量型）の燃料噴射ポンプである。
【００２８】
また、サプライポンプ４には、エンジンによって回転駆動されるポンプ駆動軸（ドライブシャフトまたはカムシャフト）２７が設けられている。このポンプ駆動軸２７の軸方向の先端部（図２、図３において図示左端部）の外周には、エンジンのクランクシャフトのクランクプーリとベルトを介して駆動連結されるドライブプーリ（図示せず）が取り付けられている。また、ポンプ駆動軸２７の軸方向の後端部（図２、図３において図示右端部）には、フィードポンプ５が組み付けられている。また、ポンプ駆動軸２７は、ジャーナル軸受２８を介してポンプハウジング２９に回転自在に支持されている。そのポンプハウジング２９の図示上下端面には、２個のシリンダヘッド２３がそれぞれボルト等の締結具を用いて締め付け固定されている。
【００２９】
２個のシリンダヘッド２３の摺動孔内には、２個のプランジャ２４が摺動自在にそれぞれ収容されている。そして、２個のシリンダヘッド２３の摺動孔の開口端側と２個のプランジャ２４の端面と２個の吸入弁３０の端面とで形成される内部空間は、シリンダヘッド２３の摺動孔内をプランジャ２４が往復摺動することによって吸入した燃料を加圧して高圧化するための２個の燃料加圧室３１とされている。そして、吸入ポート２５から吸入した燃料は、フィードポンプ５→電磁弁１３→２個の吸入弁３０を経由して２個の燃料加圧室３１内に流入する。また、２個の燃料加圧室３１内で昇圧された燃料は、２個の吐出弁３２を経由して吐出ポート２６からコモンレール１に流出する。
【００３０】
２個の吸入弁３０は、２個の燃料加圧室３１内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると閉弁する弁体、およびこの弁体を閉弁方向に付勢するスプリング等の弁体付勢手段を有し、２個の燃料加圧室側から電磁弁側の燃料吸入経路へ燃料が逆流することを防止する逆止弁である。２個の吐出弁３２は、２個の燃料加圧室３１内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する弁体、およびこの弁体を閉弁方向に付勢するスプリング等の弁体付勢手段を有し、吐出ポート側から燃料加圧室側へ燃料が逆流することを防止する逆止弁である。
【００３１】
ここで、本実施例のプランジャ駆動手段（動力伝達機構）は、カム３３、カムリング３４およびブッシュ３５等によって構成されている。そして、ポンプ駆動軸２７の中間部外周には、カム３３が一体的に形成されており、カム３３を挟んで図示上下方向に対称的な位置で、且つ吸入工程、圧送工程の位相が互いに逆位相となるように、上記の２個のプランジャ２４が配置されている。カム３３は、ポンプ駆動軸２７の軸心に対して偏心して設けられ、円形状の断面を有している。そのカム３３の外周には、外形形状が略四角形状のカムリング３４が円環状のブッシュ３５を介して摺動自在に保持されている。
【００３２】
このカムリング３４の内部には、円形状の断面を有する中空部が形成されており、カム３３およびブッシュ３５が収容されている。また、カムリング３４の図示上下端面には、２個のプランジャ２４が２個のプランジャ２４の外周側に配されたコイルスプリング３６の付勢力によって押し付けられている。この構成により、ポンプ駆動軸２７と一体化されたカム３３が回転すると、カムリング３４が所定の円形経路に沿って公転する。２個のプランジャ２４は、ポンプ駆動軸２７の回転に伴いカムリング３４を介してカム３３により往復駆動され、２個の燃料加圧室３１内に吸入した燃料を加圧して高圧化する。
【００３３】
フィードポンプ５は、ポンプ駆動軸２７が回転することで燃料タンク３内に貯留された常圧の燃料を吸入側より吸入し内部で加圧して吐出するトロコイドポンプ（低圧燃料ポンプ）であって、サプライポンプ４のポンプハウジング２９に一体的に組み付けられている。このフィードポンプ５は、図１ないし図３に示したように、サプライポンプ４の電磁弁１３よりも燃料流方向の上流側で、且つ燃料フィルタ６よりも燃料流方向の下流側に設置されている。なお、図２においてフィードポンプ５は、９０度だけ展開された形で開示されている。また、フィードポンプ５として、トロコイドポンプの代わりにベーンポンプを用いても良い。
【００３４】
そして、フィードポンプ５は、ポンプ駆動軸２７の軸方向の後端部に取り付けられたインナロータ２１、およびこのインナロータ２１との間に容積可変空間３７を形成するアウタロータ２２を有し、ポンプハウジング２９とポンプカバー３８との間に回転自在に収容されている。なお、容積可変空間３７は、フィードポンプ５の内部（歯間空間）を形成する。また、ポンプカバー３８は、ポンプハウジング２９との間に形成される円形状空間内にインナロータ２１とアウタロータ２２とを収容保持した状態で、その外周部に設けられたフランジ部がポンプハウジング２９の側壁面にポンププレート３９を介してボルト等の締結具を用いて締め付け固定されている。なお、ポンププレート３９には、略円弧形状の吸入ポート（吸入側）と略円弧形状の吐出ポート（吐出側）とが形成されている。
【００３５】
そして、燃料タンク３内の燃料は、ポンプ駆動軸２７の回転に伴ってフィードポンプ５のインナロータ２１とアウタロータ２２とが相対的に回転することで、低圧燃料配管（燃料吸込経路）４１の吸い込み口から吸い込まれて燃料フィルタ６、低圧燃料配管（燃料吸込経路）４２、インレットパイプ４３内に形成された吸入ポート２５を経由して燃料導入経路４４内に導入されて、フィードポンプ５の吸入側（吸入室）に吸入される。また、フィードポンプ５の吐出側（吐出室）から吐出された燃料は、燃料導出経路４５を経由して電磁弁１３の入口部（サプライポンプ４の吸入口）に供給される。
【００３６】
また、フィードポンプ５の吐出側から吐出される燃料は、電磁弁１３を迂回して、あるいは電磁弁１３、燃料導出経路４６、オリフィス４７を経由して収容室４９内にも供給されている。ここで、収容室４９内には、ポンプ駆動軸２７、２個のプランジャ２４、カム３３およびカムリング３４が収容されている。なお、収容室４９は、カム３３およびカムリング３４を回転自在に収容するカム室として機能している。そして、収容室４９内には、ポンプ駆動軸２７とポンプハウジング２９との間、２個のプランジャ２４とカムリング３４との間、カム３３とカムリング３４との間などの、サプライポンプ４のハウジング内部の各摺動部を潤滑するための燃料がフィードポンプ５から電磁弁１３を迂回して、あるいは電磁弁１３を経由して供給されている。また、収容室４９より流出した余剰燃料は、オーバーフロー配管２０を経由して燃料タンク３に戻される。
【００３７】
なお、フィードポンプ５の近傍には、フィードポンプ５の吐出側から電磁弁１３に低圧燃料を供給するための燃料導出経路４５内の燃料圧力（つまりフィードポンプ５の吐出圧力）が所定の燃料圧力を超えないようにするための圧力調整弁（レギュレートバルブ）５１が設けられている。このレギュレートバルブ５１は、燃料導出経路４５に連通する燃料還流経路５２、５３間に設置されて、燃料導出経路４５内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると閉弁する弁体、およびこの弁体を閉弁方向に付勢するスプリング等の弁体付勢手段を有し、フィードポンプ５の吸入側から燃料導出経路側へ燃料が逆流することを防止する逆止弁としても機能する。そして、燃料導出経路４５内の燃料圧力が所定の燃料圧力よりも高くなると、スプリングの付勢力に抗してレギュレートバルブ５１の弁体が開弁して、余剰の燃料がフィードポンプ５の吸入側に還流する。
【００３８】
電磁弁１３は、電磁式吸入調量弁に相当するもので、入口ポートまたは出口ポートの開口面積を変化させるスプール弁（弁体）と、このスプール弁を閉弁方向（または開弁方向）に駆動するソレノイドコイルと、このソレノイドコイルの通電時に磁化されるステータコアおよびムービングコアと、スプール弁を開弁方向（または閉弁方向）に付勢するスプリングと、スプール弁を摺動自在に収容するバルブケースとを有している。なお、ステータコアには、ムービングコアを吸引する吸引部が設けられている。また、ソレノイドコイルは、スプール弁を閉弁方向（または開弁方向）に駆動する弁体駆動手段として機能する。また、スプリングは、スプール弁を開弁方向（または閉弁方向）に付勢する弁体付勢手段として機能する。
【００３９】
また、電磁弁１３の出口部から流出する燃料は、２個の燃料加圧室３１に分配供給されるように構成されている。すなわち、電磁弁１３の出口部から流出する燃料は、２本の燃料吸入経路５４、２個の吸入弁３０を経由して２個の燃料加圧室３１に吸入される。そして、本実施例のサプライポンプ４は、電磁弁１３によってフィードポンプ５から２個の燃料加圧室３１に供給される燃料の吸入量を、エンジンの運転状態に対応して調整することで、２個の燃料加圧室３１から２本の燃料吐出経路５５、２個の吐出弁３２、アウトレットパイプ５６の吐出ポート（サプライポンプ４の吐出口）２６を通って吐出される燃料の吐出量が調整される。これにより、コモンレール１内の燃料圧力が最適値となるように制御される。なお、電磁弁１３より溢流した余剰燃料は、燃料還流経路５７、燃料導入経路４４を経由してフィードポンプ５の吸入側に戻される。
【００４０】
燃料フィルタ６は、図１および図２に示したように、サプライポンプ４のインレットパイプ４３内に形成された吸入ポート２５よりも燃料流方向の上流側、すなわち、サプライポンプ４の電磁弁１３の入口部（サプライポンプ４の吸入口）およびフィードポンプ５の吸入側よりも燃料流方向の上流側に設置されている。この燃料フィルタ６は、図５に示したように、円筒状のフィルタエレメント６１、およびこのフィルタエレメント６１を収容するフィルタケース６２等を有している。
【００４１】
フィルタエレメント６１は、フィルタケース６２の内壁面と円筒管の流路管６３との間に形成された円筒状空間６４に濾紙等の濾過材やハニカム状の濾過エレメントを設置したもので、燃料タンク３からフィードポンプ５の吸入側に吸入される燃料中に含まれる不純物（有害物：塵芥、錆等の固形物、カーボン、ガム状物質のようなスラッジおよび水分）を濾過または捕捉して除去する。また、フィルタケース６２には、燃料タンク３から低圧燃料配管４１を経由して円筒状空間６４内に燃料を導入するためのインレット（入口側ポート）６５と、フィルタエレメント６１で濾過されて清浄化された燃料を低圧燃料配管４２を経由してサプライポンプ４の吸入ポート２５に導出するためのアウトレット（出口側ポート）６６とが形成されている。
【００４２】
ここで、図１および図２に示したように、インジェクタ２、サプライポンプ４およびプレッシャリミッタ８より流出した余剰燃料を燃料タンク３内に戻すためのオーバーフロー配管２０の出口から落下させると、燃料タンク３内の貯留燃料が泡立って気泡が発生する。このとき、燃料タンク３内でオーバーフロー配管２０の出口が低圧燃料配管４１の吸い込み口の近傍に配置されていると、その気泡等のエアーが低圧燃料配管４１の吸い込み口から燃料と共に吸い込まれて、気泡等のエアーが燃料中に混入して燃料フィルタ６内に流入する。また、図１に示したように、燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１よりも燃料流方向の下流側とサプライポンプ４の燃料加圧室３１よりも燃料流方向の上流側との間の燃料供給経路中にフィードポンプ５が配置されていると、燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１よりも燃料流方向の下流側の燃料供給経路（円筒状空間６４、アウトレット６６、低圧燃料配管４２）内の圧力はフィードポンプ５の吸引によって負圧となり、燃料中に気泡が発生し易い状況、つまり燃料中の空気が分離して大きな気泡になり易い状況となる。
【００４３】
そこで、本実施例では、燃料フィルタ６の図示上部（燃料フィルタ６の天地方向の天側）に、大きな内容積を持つ空間を形成している。この空間は、円筒状空間６４の出口部よりも図示上方側に位置しており、しかもアウトレット６６の開口部（入口部）よりも図示上方側（つまり気泡等のエアーが溜まり易い場所）に位置しているため、フィルタエレメント６１を通過した気泡等のエアーを一時的に貯留するエアー溜まり室６７として機能する。このエアー溜まり室６７は、円筒状空間６４の出口部とアウトレット６６の開口部との間に設けられて、フィルタケース６２の天井部を図示上方（天地方向の天側）に向けて突出するように凸状とすることで形成されている。
【００４４】
ここで、本実施例の燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１よりも燃料流方向の下流側（円筒状空間６４の出口部）からアウトレットパイプ５６の吐出ポート（サプライポンプ４の吐出口）２６に至るまでの燃料供給経路は、燃料フィルタ６の円筒状空間６４の出口部からフィードポンプ５の吸入側に燃料を吸い込ませるための燃料吸込経路と、フィードポンプ５の吐出側から電磁弁１３および吸入弁３０を経由して燃料加圧室３１に低圧燃料を吸い込ませるための燃料吸入経路と、燃料加圧室３１から吐出弁３２を経由して吐出ポート２６に高圧燃料を圧送するための燃料吐出経路５５とから構成されている。なお、燃料吸込経路は、アウトレット６６内の燃料吸込経路、低圧燃料配管４２内の燃料吸込経路、インレットパイプ４３内の吸入ポート２５、燃料導入経路４４等によって構成されている。また、燃料吸入経路は、燃料導出経路４５、燃料吸入経路５４等によって構成されている。
【００４５】
空気抜き機構７は、図１および図５に示したように、燃料フィルタ６のエアー溜まり室６７内に一時的に貯留された気泡等のエアーをオーバーフロー配管２０を経由して燃料タンク３に戻すための空気抜き配管（空気抜き経路、空気還流経路）６９、およびこの空気抜き配管６９を開閉する電磁弁１４を有している。空気抜き配管６９の空気流方向の上流端は、燃料フィルタ６の上部（燃料フィルタ６の天地方向の天側）に設けられる、大きな内容積を持つエアー溜まり室６７の天井部に接続されている。
【００４６】
電磁弁１４は、空気抜き制御弁に相当するもので、空気抜き配管６９の上流側に設けられた弁孔７１を開閉するボール弁（弁体）７２と、このボール弁７２を開弁方向に駆動するソレノイドコイル７３と、このソレノイドコイル７３の通電時に磁化されるステータコア（図示せず）およびムービングコア７４と、ボール弁７２を閉弁方向に付勢するスプリング７５と、ボール弁７２を収容するバルブケース７６とを有している。なお、ステータコアには、ムービングコア７４を吸引する吸引部が設けられている。
【００４７】
また、ボール弁７２は、バルブシャフト７７を介してムービングコア７４と一体的に軸線方向に動作する。また、ボール弁７２およびスプリング７５は、弁孔７１とエアー溜まり室６７とを連通するバルブ作動室７８内に収容されている。このバルブ作動室７８は、燃料フィルタ６のフィルタケース６２の天地方向の天側に取り付けられるフィルタカバーを兼ねるバルブケース７６の内部に形成されている。また、ソレノイドコイル７３は、ボール弁７２およびバルブシャフト７７を開弁方向に駆動する弁体駆動手段として機能する。また、スプリング７５は、ボール弁７２およびバルブシャフト７７を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段として機能する。
【００４８】
ここで、フィードポンプ５の吐出側から電磁弁１３の入口部に至る燃料導出経路４５には、図１に示したように、燃料導出経路４５内の燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ１１が設置されている。あるいはサプライポンプ４の燃料加圧室３１には、図１に示したように、燃料加圧室３１内の燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ１１が設置されている。燃料圧力センサ１１は、ＥＣＵ１０に電気的に接続されており、検出した検出圧力値に対応した検出信号（電気信号：例えば電圧信号等）をＥＣＵ１０に出力する。
【００４９】
一方、ＥＣＵ１０は、クランク角度センサ等の回転速度検出手段によって検出されたエンジン回転速度とアクセル開度センサ等のエンジン負荷検出手段によって検出されたアクセル開度とによって基本噴射量を算出する。次に、基本噴射量に、エンジン冷却水や燃料温度等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量を算出する。次に、エンジン回転速度とアクセル開度とによって指令噴射時期を算出する。あるいはエンジン回転速度と指令噴射量とによって指令噴射時期を算出する。次に、指令噴射量とコモンレール圧とによってインジェクタ２の電磁弁１２のソレノイドコイル（図示せず）への通電時間（指令噴射期間）を算出する。そして、指令噴射時期から指令噴射期間が終了するまで、インジェクタ２の電磁弁１２のソレノイドコイルにパルス状のインジェクタ駆動電流を印加することで、エンジンの各気筒の燃焼室内への燃料噴射が実施される。
【００５０】
また、ＥＣＵ１０は、エンジン回転速度と指令噴射量とによって目標コモンレール圧（目標燃料圧力）を算出する。そして、目標コモンレール圧を達成するために、サプライポンプ４の電磁弁１３のソレノイドコイルに印加するポンプ駆動電流を調整して、サプライポンプ４の吐出ポート２６よりコモンレール１内に吐出される燃料吐出量を制御するように構成されている。ここで、好ましくは、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、コモンレール圧センサによって検出されたコモンレール圧（実燃料圧力）が目標コモンレール圧と略一致するように、燃料吐出量をフィードバック制御することが望ましい。さらに、より好ましくは、燃料噴射量の制御精度を更に向上させる目的で、コモンレール圧センサによって検出されたコモンレール圧（実燃料圧力）が目標コモンレール圧と略一致するように、ＰＩ（比例積分）制御またはＰＩＤ（比例積分微分）制御によって、燃料吐出量と相関関係を有する電磁弁１３のソレノイドコイルに印加するポンプ駆動電流をフィードバック制御することが望ましい。なお、ポンプ駆動電流の制御は、デューティ比（ＤＵＴＹ比）制御により行うことが望ましい。
【００５１】
また、ＥＣＵ１０は、燃料圧力センサ１１からの検出信号（圧力検出値）に応じて、燃料中に混入した空気混入量（気泡等のエアー混入量）を推定する空気混入量推定手段（エアー量推定手段）と、この空気混入量推定手段によって推定される空気混入量推定値が所定値（判定スレッシュ）以上の際に、空気抜き機構７の電磁弁１４のソレノイドコイル７３への通電を実施（ＯＮ）する電磁弁駆動手段とを有している。そして、空気混入量推定値が所定値（判定スレッシュ）未満の時には、空気抜き機構７の電磁弁１４のソレノイドコイル７３への通電を停止（ＯＦＦ）する。なお、電磁弁１４のソレノイドコイル７３を一旦ＯＮした場合には、ハンチングを防止するためにヒステリシスを設けるようにしても良い。すなわち、ソレノイドコイル７３をＯＮする第１所定値（判定スレッシュ）とソレノイドコイル７３をＯＦＦする第２所定値（判定スレッシュ）との間に差を設ける。あるいは電磁弁１４のソレノイドコイル７３をＯＮしてから所定時間が経過したら強制的に電磁弁１４のソレノイドコイル７３をＯＦＦするようにしても良い。
【００５２】
［実施例１の制御方法］
次に、本実施例の空気抜き機構７の電磁弁１４の制御方法を図１ないし図７に基づいて簡単に説明する。ここで、図６は空気抜き機構の電磁弁の制御方法を示したフローチャートである。この図６のルーチンは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）された後に、所定のタイミング毎に実行される。また、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると強制的に終了される。
【００５３】
先ず、燃料圧力センサ１１によって燃料の圧力を検出する（圧力検出手段、圧力脈動検出手段：ステップＳ１）。次に、燃料圧力センサ１１によって測定した燃料の圧力によって、低圧燃料配管４１の吸い込み口からフィードポンプ５の吸入側に吸入される燃料、あるいはフィードポンプ５の吐出側からサプライポンプ４の燃料加圧室３１内に吸入される低圧燃料中に混入した気泡等のエアー混入量を推定する（空気混入量推定手段：ステップＳ２）。このとき、低圧燃料配管４１の吸い込み口から燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１を通過して燃料フィルタ６のエアー溜まり室６７内に一時的に貯留されるエアー貯留量を推定するようにしても良い。
【００５４】
ここで、サプライポンプ４の燃料加圧室３１内の燃料圧力は、サプライポンプ４のポンプ駆動軸２７の回転に伴ってプランジャ２４がシリンダヘッド２３の摺動孔内を往復摺動することで、吸入弁３０から燃料加圧室３１内に低圧燃料を吸入する吸入行程と燃料加圧室３１内で昇圧した高圧燃料を吐出弁３２へ向けて吐出する吐出行程とを繰り返すため、時間経過に伴って燃料の圧力脈動を生じる。
また、フィードポンプ５の吐出側の燃料圧力は、サプライポンプ４のポンプ駆動軸２７の回転に伴ってフィードポンプ５のインナロータ２１とアウタロータ２２とが相対的に回転することで、フィードポンプ５の吸入側から容積可変空間（歯間空間）３７内に燃料を吸入する吸入行程と容積可変空間３７内で昇圧した低圧燃料を吐出側から電磁弁１３へ向けて吐出する吐出行程とを繰り返すため、図７に示したように、時間経過に伴って燃料の圧力脈動を生じる。
なお、燃料フィルタ６内の燃料圧力も、フィードポンプ５の吸引動作によって、時間経過に伴って燃料の圧力脈動を生じる。
【００５５】
また、本実施例では、気泡等のエアー混入量を精度良く推定する目的で、燃料の圧力脈動を燃料圧力センサ１１によって測定しているため、上述したように、燃料圧力センサ１１をサプライポンプ４の燃料加圧室３１近傍、あるいはフィードポンプ５の吐出側に設置している。
しかし、本実施例のように、フィードポンプ５の吸入側よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタ６が設置されている場合には、燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１を通過する際に気泡が潰れ易いため、燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１よりも燃料流方向の下流側で、且つサプライポンプ４の燃料加圧室３１よりも燃料流方向の上流側に燃料圧力センサ１１を設置することが望ましい。特に、気泡が潰れ燃料の圧力脈動が出易く、且つ燃料供給経路内の圧力が負圧から正圧に変動するフィードポンプ５の吐出側に燃料圧力センサ１１を設置することが望ましい。
【００５６】
ここで、本実施例の気泡等のエアー混入量の推定方法を説明する。それは、燃料に気泡等のエアーが混入すると、図７のグラフに示したように、フィードポンプ５の吐出側で発生する燃料の圧力脈動の周波数が高くなったり、燃料の圧力脈動の振幅が大きくなったりするので、燃料圧力センサ１１によって検出された圧力検出値から時間経過に伴って変化する燃料の圧力脈動を測定することで、気泡等のエアー混入量を推定する。
【００５７】
そして、図７（ａ）のグラフは、フィードポンプ５の内部（容積可変空間３７）に吸い込まれた気泡等のエアー混入量が少なく、フィードポンプ５の吐出側より吐出される燃料の圧力脈動（変動）が判定値（所定値）よりも小さい状況（正常時の燃料の圧力脈動波形）を表している。なお、燃料圧力の圧力脈動を平均化した圧力が、フィードポンプ５の吐出側の圧力（所定の圧力）に相当する。
また、図７（ｂ）のグラフは、フィードポンプ５の内部（容積可変空間３７）に吸い込まれた気泡等のエアー混入量が多く、フィードポンプ５の吐出側より吐出される燃料の圧力脈動（変動）が判定値（所定値）以上に大きい状況（気泡等のエアー混入時（異常時）の燃料の圧力脈動波形）を表している。なお、燃料圧力の圧力脈動を平均化した圧力が、フィードポンプ５の吐出側の圧力（所定の圧力）に相当する。
【００５８】
ここで、本実施例のように、フィードポンプ５の吸入側よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタ６が設置されていると、フィードポンプ５の吸入側よりも燃料流方向の上流側（燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１よりも燃料流方向の下流側）で負圧が発生するため、その負圧を検知して気泡等のエアー混入量を推定しても良い。また、燃料の圧力と燃料温度とエンジン回転速度とによって気泡等のエアー混入量を推定しても良い。
【００５９】
次に、低圧燃料配管４１の吸い込み口からフィードポンプ５の吸入側に吸入される燃料中に混入した気泡等のエアー混入量（フィードポンプ５の吸引によって負圧となり、燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１よりも燃料流方向の下流側の燃料中で発生した気泡量も含む）が判定値（所定値：判定スレッシュ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ここで、気泡等のエアー混入量が判定値以上とは、燃料の圧力が高圧側判定値以上に上回るか、あるいは燃料の圧力が低圧側判定値以下に下回る場合を指す。なお、気泡等のエアー混入量が判定値以上となる回数が２回または３回以上の場合に、気泡等のエアー混入量が判定値以上と判定するようにすれば気泡等のエアー混入量の判定精度を向上することができる。
【００６０】
このステップＳ３の判定結果がＮＯの場合、すなわち、気泡等のエアー混入量が判定値（所定値）未満である場合には、空気抜き機構７の電磁弁１４のソレノイドコイル７３への通電を停止（ＯＦＦ）して電磁弁１４を閉弁する（ステップＳ４）。このように、ソレノイドコイル７３への通電が停止（ＯＦＦ）されると、スプリング７５の付勢力によって電磁弁１４のボール弁７２が弁座に着座して弁孔７１を閉塞する初期位置に位置制御される。この初期位置では、空気抜き配管６９とエアー溜まり室６７との連通状態が遮断される。
あるいは電磁弁１４のソレノイドコイル７３への通電が成されていない場合には、電磁弁１４のＯＦＦ状態を維持する。次に、コモンレール式燃料噴射システムを正常運転する（ステップＳ６）。その後に、図５のルーチンを抜ける。
【００６１】
また、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、気泡等のエアー混入量が判定値（所定値）以上である場合には、空気抜き機構７の電磁弁１４のソレノイドコイル７３への通電を実施（ＯＮ）して電磁弁１４を開弁する（ステップＳ７）。このように、ソレノイドコイル７３への通電が実施（ＯＮ）されると、ムービングコア７４がステータコアの吸引部に吸引されるため、スプリング７５の付勢力に抗して電磁弁１４のボール弁７２が弁座より離座して弁孔７１を開放するフルリフト位置に位置制御される。このフルリフト位置では、空気抜き配管６９とエアー溜まり室６７とが連通するため、燃料フィルタ６のエアー溜まり室６７内に貯留されている気泡等のエアーが（燃料と共に）、バルブ作動室７８→弁孔７１→空気抜き配管６９→オーバーフロー配管２０を経由して燃料タンク３に戻される。
あるいは電磁弁１４のソレノイドコイル７３への通電が成されている場合には、電磁弁１４のＯＮ状態を維持する。その後に、ステップＳ１の処理に進む。
【００６２】
［実施例１の作用］
次に、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムに使用されるサプライポンプ４の作用を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００６３】
サプライポンプ４のポンプ駆動軸２７がエンジンのクランクシャフトにベルト駆動されて回転すると、ポンプ駆動軸２７の回転に伴って、フィードポンプ５のインナロータ２１とアウタロータ２２とが相対的に回転する。これにより、燃料タンク３内に貯留されている燃料は、低圧燃料配管４１の吸い込み口から吸い込まれて低圧燃料配管４１を経由して燃料フィルタ６内に流入する。
そして、フィルタケース６２のインレット６５から円筒状空間６４内に流入した燃料は、円筒状空間６４に設置されたフィルタエレメント６１を通過する際に、燃料中に含まれる不純物が除去される。そして、フィルタエレメント６１で濾過されて清浄化された燃料は、円筒状空間６４の出口部より流出してエアー溜まり室６７、アウトレット６６を経由して、燃料フィルタ６から流出する。
【００６４】
そして、燃料フィルタ６から流出した燃料は、低圧燃料配管４２、吸入ポート２５を経由して燃料導入経路４４内に導入されて、フィードポンプ５の吸入側に吸入される。そして、フィードポンプ５の吸入側からインナロータ２１とアウタロータ２２との間に形成される容積可変空間３７内に吸入された燃料は、容積可変空間３７の内容積の変化に伴って加圧されて所定の燃料圧力に昇圧し、フィードポンプ５の吐出側から吐出される。
そして、フィードポンプ５の吐出側から吐出された燃料は、燃料導出経路４５を経由して電磁弁１３の入口部に供給される。また、フィードポンプ５の吐出側から吐出される燃料は、電磁弁１３を迂回して、あるいは電磁弁１３、燃料導出経路４６を経由して収容室４９内にも供給される。
そして、フィードポンプ５から電磁弁１３を迂回して、あるいは電磁弁１３を経由して収容室４９内に供給された燃料は、ポンプ駆動軸２７とポンプハウジング２９との間、２個のプランジャ２４とカムリング３４との間、カム３３とカムリング３４との間などの、サプライポンプ４のハウジング内部の各摺動部を潤滑した後、オーバーフロー配管２０を経由して燃料タンク３に戻される。
【００６５】
また、ポンプ駆動軸２７の回転に伴ってサプライポンプ４のカム３３が回転する。そして、このカム３３の回転に伴ってカムリング３４が自転することなく、所定の円形経路に沿って公転する。このカムリング３４の公転に伴ってカムリング３４と２個のプランジャ２４とが摺動し、２個のプランジャ２４が２個のシリンダヘッド２３内の摺動面を図示上下方向に往復摺動する。そして、カムリング３４の公転に伴って２個のプランジャ２４が交互にリフトし、図２ないし図４の状態では一方側（図示上方側）のプランジャ２４は上死点に、他方側（図示下方側）のプランジャ２４は下死点に位置している。
【００６６】
カムリング３４の公転に伴って上死点に位置する一方側のプランジャ２４が図示下方へ下降すると、図２ないし図４では一方側（図示上方側）に位置する燃料加圧室３１内の燃料圧力が低下し、この燃料圧力で吸入弁３０の弁体が開弁する。そして、電磁弁１３のスプール弁のリフト位置に応じて入口ポートまたは出口ポートの開口面積を変化させることで、最適値となるように調量された燃料が、燃料吸入経路５４から吸入弁３０を経由して燃料加圧室３１内に吸入される。
そして、一方側のプランジャ２４が下死点に達した後に、再び上死点へ向けて上昇を開始すると、燃料加圧室３１内の燃料圧力が上昇し、この燃料圧力で吸入弁３０の弁体が閉弁する。そして、更に燃料加圧室３１内の燃料圧力が上昇すると、吐出弁３２の弁体を開弁して、燃料加圧室３１内で昇圧した高圧燃料が燃料吐出経路５５、吐出ポート２６を経由してコモンレール１内に圧送供給される。
【００６７】
一方、他方側のプランジャ２４も、一方側のプランジャ２４と同様に上死点と下死点との間を往復摺動することにより、図２ないし図４では他方側（図示下方側）に位置する燃料加圧室３１内で加圧される。そして、燃料加圧室３１内で昇圧した高圧燃料は、燃料吐出経路５５、吐出ポート２６を経由してコモンレール１内に圧送供給される。
このように、サプライポンプ４は、ポンプ駆動軸２７の１回転につき吸入行程、圧送行程が２サイクル行われるように構成されている。そして、コモンレール１内に蓄圧された高圧燃料は、インジェクタ２の電磁弁１２を任意の噴射時期に駆動することにより、所定のタイミングで、エンジンの各気筒の燃焼室内へ噴射供給される。
【００６８】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、エンジンを運転することで、フィードポンプ５のインナロータ２１とアウタロータ２２とが相対的に回転する。これにより、燃料タンク３内に貯留されている燃料は、低圧燃料配管４１の吸い込み口から吸い込まれて低圧燃料配管４１を経由して燃料フィルタ６内に流入する。
一方、低圧燃料配管４１の吸い込み口から吸い込まれた気泡等のエアー、あるいは燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１を通過する際に発生した気泡等のエアーが燃料フィルタ６内に流入すると、燃料フィルタ６の上部（円筒状空間６４の出口部よりも図示上方側に位置するエアー溜まり室６７）に徐々に蓄積されて行く。
そして、燃料圧力センサ１１より出力される検出信号（圧力検出値）に基づいて燃料中に混入した気泡等のエアー混入量を推定する。そして、推定された気泡等のエアー混入量（空気混入量推定値）が判定値（所定値）以上の場合には、空気抜き機構７の電磁弁１４を開弁させる。したがって、電磁弁１４が開弁すると、空気抜き配管６９とエアー溜まり室６７とが連通するため、燃料フィルタ６の上部に設けられたエアー溜まり室６７から、バルブ作動室７８→弁孔７１→空気抜き配管６９→オーバーフロー配管２０を経由して燃料タンク３内に気泡等のエアーが戻される。
【００６９】
これによって、オーバーフロー配管２０の出口から燃料タンク３内に余剰燃料を落下させることにより発生する気泡等のエアーを、低圧燃料配管４１の吸い込み口から吸い込んだ場合でも、あるいは燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１よりも燃料流方向の下流側の燃料供給経路（円筒状空間６４、アウトレット６６、低圧燃料配管４２）内の圧力がフィードポンプ５の吸引によって負圧となり、燃料中の空気が分離して気泡等のエアーが発生した場合でも、その気泡等のエアーを燃料フィルタ６の上部（エアー溜まり室６７）に一時的に溜めた後に、サプライポンプ４の燃料加圧室３１よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路、すなわち、フィードポンプ５の吸入側よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路から取り除くことができる。
【００７０】
これにより、フィードポンプ５の吸入側に吸入される燃料中に混入した気泡等のエアーが、フィードポンプ５の内部（容積可変空間３７）に吸い込まれることを防止できるので、フィードポンプ５の吐出側より吐出される低圧燃料中に気泡等のエアーが混入することを防止できる。すなわち、容積可変空間３７が拡大する、フィードポンプ５の吸入行程において、燃料フィルタ６から低圧燃料配管４２、吸入ポート２５、燃料導入経路４４を経由してフィードポンプ５の内部（容積可変空間３７）に気泡等のエアーが吸い込まれることはなく、また、上死点に位置するプランジャ２４が下降する、サプライポンプ４の吸入行程において、フィードポンプ５の吐出側から燃料導出経路４５、電磁弁１３、燃料吸入経路５４、吸入弁３０を経由してサプライポンプ４の燃料加圧室３１内に気泡等のエアーが吸い込まれることはない。
【００７１】
したがって、電磁弁１３で調量された、エンジンの運転状態に対応した最適な吸入量の低圧燃料をサプライポンプ４の燃料加圧室３１内に吸入することができるので、サプライポンプ４の吐出ポート２６より吐出される燃料吐出量が最適値となる。これにより、コモンレール１内に十分な吐出量の高圧燃料を圧送供給することができるので、気泡等のエアー混入による燃料の圧送不良を防止することができる。これにより、エンジンの始動性の悪化、エンジンの出力の低下、エンスト等の不具合を未然に防止することができる。
また、コモンレール１内に蓄圧される燃料圧力（コモンレール圧）を最適化できるので、インジェクタ２からエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される燃料噴射量の噴射特性が予め設定された制御パターンから変化することを防止することができる。また、燃料の圧送不良が生じないように、燃料の吸入量または燃料の圧送量を一定量だけ嵩上げする方法を採用することなく、燃料の圧送不良を防止できるので、サプライポンプ４の過剰圧送による燃費の悪化を防止することができる。
【実施例２】
【００７２】
［実施例２の構成］
図８および図９は本発明の実施例２を示したもので、図８は燃料フィルタと空気抜き機構を示した図である。
【００７３】
本実施例の燃料フィルタ６は、実施例１と同様にして、フィードポンプ５の吸入側よりも燃料流方向の上流側に設置されている。この燃料フィルタ６は、図８に示したように、円管状（または角管状）の多孔質膜チューブ９１、およびこの多孔質膜チューブ９１を収容するフィルタケース９２等を有している。多孔質膜チューブ９１は、フィルタケース９２内に形成された内部空間９３に設置されており、燃料タンク３からフィードポンプ５の吸入側に吸入される燃料中に含まれる不純物（有害物：塵芥、錆等の固形物、カーボン、ガム状物質のようなスラッジおよび水分）を濾過または捕捉して除去すると共に、燃料は透過せず、気泡等のエアーのみを透過することが可能な管状部品である。
【００７４】
そして、多孔質膜チューブ９１の燃料流方向の上流側には、燃料タンク３から低圧燃料配管４１を経由してフィルタケース９２の内部空間９３内に燃料を導入するためのインレット６５が、フィルタケース９２の側壁面より突出するように設けられている。また、多孔質膜チューブ９１の燃料流方向の下流側には、多孔質膜チューブ９１で濾過されて清浄化された燃料を低圧燃料配管４２を経由してサプライポンプ４の吸入ポート２５に導出するためのアウトレット６６が、フィルタケース９２の側壁面より突出するように設けられている。なお、燃料フィルタ６の天地方向の天側、つまりフィルタケース９２の内部空間９３の図示上方側には、気泡等のエアーが溜まり易く、且つ大きな内容積を持つエアー溜まり室６７が形成されている。
【００７５】
本実施例の空気抜き機構７は、図８に示したように、燃料フィルタ６の内部空間９３の上部に設けられるエアー溜まり室６７内に貯留された気泡等のエアーをオーバーフロー配管２０を経由して燃料タンク３に戻すための空気抜き配管６９、およびエアー溜まり室６７内に貯留された気泡等のエアーを空気抜き配管６９内に吸引するための電動式のバキュームポンプ（バキューム装置）１５を有している。なお、実施例１で説明した電磁弁１４を空気抜き配管６９に設置しても良い。
【００７６】
［実施例２の制御方法］
次に、本実施例の空気抜き機構７の電磁弁１４およびバキュームポンプ１５の制御方法を図１、図８および図９に基づいて簡単に説明する。ここで、図９は空気抜き機構のバキュームポンプの制御方法を示したフローチャートである。この図９のルーチンは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）された後に、所定のタイミング毎に実行される。また、イグニッションスイッチがオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）されると強制的に終了される。
【００７７】
ここで、実施例１と同一の処理は同番号を付し、説明を省略する。すなわち、燃料中に混入した気泡等のエアー混入量が判定値（所定値）未満である場合には、空気抜き機構７の電磁弁１４のソレノイドコイル７３への通電を停止（ＯＦＦ）して電磁弁１４を閉弁し、更に空気抜き機構７のバキュームポンプ１５の作動を停止（ＯＦＦ）する（ステップＳ５）。あるいはバキュームポンプ１５が作動していない場合には、バキュームポンプ１５のＯＦＦ状態を維持する。次に、コモンレール式燃料噴射システムを正常運転し、その後に、図９のルーチンを抜ける。
【００７８】
また、低圧燃料配管４１の吸い込み口からフィードポンプ５の吸入側に吸入される燃料中に混入した気泡等のエアー混入量（フィードポンプ５の吸引によって負圧となり、燃料フィルタ６の多孔質膜チューブ９１よりも燃料流方向の下流側の燃料中で発生した気泡量も含む）が判定値（所定値）以上である場合には、空気抜き機構７の電磁弁１４のソレノイドコイル７３への通電を実施（ＯＮ）して電磁弁１４を開弁し、更に空気抜き機構７のバキュームポンプ１５を作動（ＯＮ）させる（ステップＳ８）。このように、バキュームポンプ１５が作動を開始すると、燃料フィルタ６のエアー溜まり室６７内に貯留されている気泡等のエアーが吸引されて、空気抜き配管６９、オーバーフロー配管２０を経由して燃料タンク３に戻される。あるいはバキュームポンプ１５が作動中である場合には、バキュームポンプ１５のＯＮ状態を維持する。その後に、ステップＳ１の処理に進む。
【００７９】
本実施例の場合には、燃料フィルタ６のフィルタエレメントとして、燃料は透過せず、気泡等の空気（エアー）のみを透過することが可能な多孔質膜チューブ９１を採用し、更に、燃料フィルタ６のエアー溜まり室６７内に貯留されている気泡等のエアーをバキュームポンプ１５の作動によって強制的に吸引しているため、燃料中に混入した気泡等のエアーのみを確実に取り除くことができる。これによって、サプライポンプ４の吸入行程において、フィードポンプ５から気泡等のエアーが燃料と共に燃料加圧室３１内に吸入されることはなく、コモンレール１内に十分な吐出量の高圧燃料を圧送供給できるので、燃料の圧送不良やエンスト等の不具合を未然に防止することができる。
【００８０】
また、燃料フィルタ６のフィルタケース９２の内部（エアー溜まり室６７内）の圧力は、フィードポンプ５の吸引によってオーバーフロー配管２０内部の圧力よりも低くなる可能性があるため、エアー溜まり室６７内に貯留された気泡等のエアーを排出し難い場合があったが、バキュームポンプ１５の作動によって強制的に吸引することで、燃料フィルタ６とサプライポンプ４の燃料加圧室３１との間にフィードポンプ５が設置されて、フィードポンプ５の吸引によって燃料フィルタ６のフィルタケース９２の内部の圧力が負圧となっても、フィードポンプ５の吸入側よりも燃料流方向の上流側（燃料フィルタ６の上部：エアー溜まり室６７）から気泡等のエアーを確実に除去することができる。
【実施例３】
【００８１】
図１０は本発明の実施例３を示したもので、サプライポンプの全体構成を示した図である。
【００８２】
本実施例のサプライポンプ４には、検出した検出圧力値に対応した検出信号（電気信号：例えば電圧信号等）をＥＣＵ１０に出力する燃料圧力センサ１１が設置されている。そして、本実施例では、燃料圧力センサ１１を、サプライポンプ４の吸入ポート２５または燃料導入経路４４に設置して、フィードポンプ５の吸入側よりも燃料流方向の上流側（燃料導入経路４４内）の燃料の圧力を検出している。なお、燃料圧力センサ１１を、サプライポンプ４の燃料吐出経路５５または吐出ポート２６に設置して、サプライポンプ４の燃料加圧室３１よりも燃料流方向の下流側の燃料の圧力を検出しても良い。
【実施例４】
【００８３】
図１１は本発明の実施例４を示したもので、コモンレール式燃料噴射システムの主要構成を示した図である。
【００８４】
本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、燃料圧力センサ１１によって検出される燃料の圧力に基づいて、低圧燃料配管４１の吸い込み口からフィードポンプ５の吸入側に吸入される燃料中に混入した気泡等のエアー混入量（フィードポンプ５の吸引によって負圧となり、燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１よりも燃料流方向の下流側の燃料中で発生した気泡量も含む）を推定している。そして、推定された気泡等のエアー混入量に基づいて燃料加圧機構９の作動時間等を制御するようにしている。
【００８５】
燃料加圧機構９は、吸い込み口から燃料タンク３内の燃料を吸い込むための低圧燃料配管１６、この低圧燃料配管１６の吸い込み口から燃料フィルタ６を経由してフィードポンプ５の吸入側に吸入される燃料を加圧するための電動式のアシストポンプ１７、および燃料タンク３から燃料フィルタ６に至るまでの燃料吸込経路を切り替える電磁弁（電磁式切替弁）１８を有している。アシストポンプ１７は、燃料フィルタ６の入口部よりも燃料流方向の上流側、特に燃料タンク３内に設置されたインタンク式の低圧燃料ポンプである。このアシストポンプ１７は、ＥＣＵ１０に電気的に接続された電動モータ（アクチュエータ）によって回転駆動されて、燃料タンク３内に貯留された燃料を、低圧燃料配管１６の吸い込み口から吸入し内部で加圧してフィードポンプ５の吸入側に吐出する。
【００８６】
電磁弁１８は、通電されると起磁力を発生するソレノイドコイル、このソレノイドコイルの通電時に磁化されるステータコアおよびムービングコアと、このムービングコアと一体的に動作する弁体と、この弁体を弁座に着座する側（第１位置側）に付勢するスプリングとを有している。なお、ステータコアには、ムービングコアを吸引する吸引部が設けられている。また、ソレノイドコイルは、弁体を弁座より離座する側（第２位置側）に駆動する弁体駆動手段として機能する。また、スプリングは、弁体を弁座に着座する側（第１位置側）に付勢する弁体付勢手段として機能する。そして、電磁弁１８は、ソレノイドコイルへの通電が停止（ＯＦＦ）されると、スプリングの付勢力によって弁体が弁座に着座する第１位置（初期位置）に位置制御される。この第１位置では、低圧燃料配管１６の吸い込み口とフィードポンプ５の吸入側（燃料フィルタ６の入口部）との連通状態を遮断し、低圧燃料配管４１の吸い込み口と、フィードポンプ５の吸入側（燃料フィルタ６の入口部）とを連通する。
【００８７】
また、電磁弁１８は、ソレノイドコイルへの通電が実施（ＯＮ）されると、ムービングコアがステータコアの吸引部に吸引されるため、スプリングの付勢力に抗して弁体が弁座より離座する第２位置（フルリフト位置）に位置制御される。この第２位置では、低圧燃料配管４１の吸い込み口とフィードポンプ５の吸入側（燃料フィルタ６の入口部）との連通状態を遮断し、低圧燃料配管１６の吸い込み口と、フィードポンプ５の吸入側（燃料フィルタ６の入口部）とを連通する。これにより、電磁弁１８は、ソレノイドコイルへのＯＦＦ、ＯＮによって、第１位置と第２位置とを切り替える２位置３方切換弁を構成する。  
【００８８】
本実施例のＥＣＵ１０は、燃料に気泡等のエアーが混入すると、フィードポンプ５の吐出側で発生する燃料の圧力脈動の周波数が高くなったり、燃料の圧力脈動の振幅が大きくなったりするので、燃料圧力センサ１１によって検出された圧力検出値から時間経過に伴って変化する燃料の圧力脈動を測定することで、気泡等のエアー混入量を推定する。そして、気泡等のエアー混入量が所定値（判定値）以上の際に、電磁弁１８のソレノイドコイルをＯＮして第２位置に切り替え、更に気泡等のエアー混入量に基づいてアシストポンプ１７のポンプ効率（電動モータの回転速度、燃料吸入量、燃料吐出量）や作動継続時間を制御する。具体的には、気泡等のエアー混入量が多い程、アシストポンプ１７のポンプ効率を上げるか、あるいはアシストポンプ１７の作動継続時間を長くする。
【００８９】
ここで、低圧燃料配管４１の吸い込み口から気泡等のエアーが吸い込まれると、あるいは燃料フィルタ６よりも燃料流方向の下流側の燃料供給経路（円筒状空間６４、アウトレット６６、低圧燃料配管４２）内の圧力がフィードポンプ５の吸引によって負圧となり、燃料中の空気が分離して大きな気泡が発生すると、フィードポンプ５の内部（容積可変空間３７）に気泡等のエアーが吸い込まれ、更にフィードポンプ５の吐出側から流出してサプライポンプ４の燃料加圧室３１内に気泡等のエアーが吸い込まれてしまう。すると、サプライポンプ４の燃料加圧室３１内に吸入される燃料吸入量が、気泡等のエアーの体積分だけ実質的に不足し、サプライポンプ４の吐出ポート２６よりコモンレール側に圧送供給される燃料吐出量がエアーの体積分だけ実質的に不足することになる。
【００９０】
そこで、エンジンにより回転駆動されるフィードポンプ５に対して電動モータにより回転駆動されるアシストポンプ１７を、低圧燃料配管４１の吸い込み口から吸い込まれる燃料中に混入した気泡等のエアー混入量分（＝サプライポンプ４の燃料加圧室３１内に吸入される燃料吸入量の不足分）だけ補うように動作する補助ポンプ、つまりフィードポンプ５を補助する補助ポンプとして使用することで、フィードポンプ５の内部（容積可変空間３７）に気泡等のエアーが吸い込まれる場合でも、常に適切な吸入量の燃料をサプライポンプ４の燃料加圧室３１内に供給できるようになる。
【００９１】
これによって、サプライポンプ４の吐出ポート２６よりコモンレール側に圧送供給される燃料吐出量も最適な燃料量となり、気泡等のエアーの混入による燃料の圧送不良を回避することができる。また、フィードポンプ５の内部（容積可変空間３７）に吸い込まれる燃料中に混入した気泡等のエアー混入量分（フィードポンプ５の吐出側より吐出されてサプライポンプ４の燃料加圧室３１内に吸入される燃料吸入量の不足分）だけ補うように、気泡等のエアー混入量が多い程アシストポンプ１７のポンプ効率を上げたり、気泡等のエアー混入量が多い程アシストポンプ１７の作動継続時間を長くしたりすることで、気泡等のエアーの混入による燃料の圧送不良を回避しながら、アシストポンプ１７の過剰圧送による燃費の悪化を抑制することができる。
【００９２】
［変形例］
本実施例では、本発明の高圧燃料ポンプを、コモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）に使用されるサプライポンプ（燃料噴射ポンプ）４に適用した例を説明したが、本発明を、内燃機関用燃料噴射装置に使用される分配型燃料噴射ポンプまたは列型燃料噴射ポンプに適用しても良い。なお、ポンプエレメントの数、つまりプランジャ２４の本数は、１つでも、３つ以上でも良く、その数は任意である。
【００９３】
本実施例では、本発明の高圧燃料ポンプを、１つの電磁弁１３で燃料の吸入量を調量することで、全ての圧送系統（ポンプエレメント）の燃料圧送量または燃料吐出量を制御するタイプ（吸入調量型）のサプライポンプ４に適用した例を説明したが、本発明の高圧燃料ポンプを、複数個の吸入調量弁で燃料の吸入量を調量することで、複数個の圧送系統（ポンプエレメント）の燃料圧送量または燃料吐出量を制御するタイプのサプライポンプに適用しても良い。
【００９４】
本実施例では、サプライポンプ（燃料噴射ポンプ）４に、低圧燃料ポンプとしてのフィードポンプ（低圧供給ポンプ部）５と、高圧燃料ポンプとしてのポンプエレンメント（高圧供給ポンプ部）とを一体的に組み付けているが、フィードポンプ（低圧燃料ポンプ、低圧供給ポンプ）と燃料噴射ポンプ（高圧燃料ポンプ、高圧供給ポンプ）とを分離して低圧燃料配管を介して接続するようにしても良い。この場合には、フィードポンプ５の吐出側よりも燃料流方向の下流側の、電磁弁１３の入口部または吸入弁３０の弁孔が、燃料噴射ポンプの吸入口となる。
【００９５】
本実施例では、フィードポンプ５の吸入側よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路に燃料フィルタ６を設置しているが、フィードポンプ５の吐出側よりも燃料流方向の下流側とサプライポンプ４の燃料加圧室３１よりも燃料流方向の上流側との間の燃料供給経路に燃料フィルタ６を設置しても良い。また、本実施例では、燃料フィルタ６のフィルタエレメント６１の出口部からサプライポンプ４の吐出ポート２６に至るまでの燃料圧送経路中に、燃料圧力センサ１１を設置しているが、フィードポンプ５の吐出側からサプライポンプ４の電磁弁１３の入口部または出口部、あるいは吸入弁３０、あるいは燃料加圧室３１に至るまでの燃料圧送経路中に、燃料圧力センサ１１を設置しても良い。
【００９６】
本実施例では、空気抜き機構７の空気抜き配管６９の空気流方向の上流端を、燃料フィルタ６の上部（燃料フィルタ６の天地方向の天側）に設けられる、大きな内容積を持つエアー溜まり室６７の天井部に接続しているが、低圧燃料配管４２の上部（低圧燃料配管４２の天地方向の天側）にエアー溜まり室を設けて、空気抜き機構７の空気抜き配管（空気抜き経路、空気還流経路）６９の空気流方向の上流端を、そのエアー溜まり室の天井部に接続しても良い。また、サプライポンプ４またはフィードポンプ５の上部（サプライポンプ４の天地方向の天側）にエアー溜まり室を設けて、空気抜き機構７の空気抜き配管６９の空気流方向の上流端を、そのエアー溜まり室の天井部に接続しても良い。
【００９７】
本実施例では、フィードポンプ５の吐出側と吸入側との間（フィードポンプ５の燃料導出経路４５に連通する燃料還流経路５２、５３間）に、フィードポンプ５の吐出圧力が所定の燃料圧力を超えないようにするためのレギュレートバルブ（圧力調整弁）５１を設置している。そして、レギュレートバルブ５１の弁体は、フィードポンプ５の吐出圧力（燃料導出経路４５、燃料還流経路５２、５３内の燃料圧力）によりリフトし燃料がフィードポンプ５の吸入側に還流されると、弁体と弁座との間に形成されるクリアランス（開口部）内の圧力が負圧になるので、燃料中に気泡が発生する可能性がある。このため、フィードポンプ５の吐出側よりも燃料流方向の下流側とサプライポンプ４の燃料加圧室３１よりも燃料流方向の上流側との間の燃料供給経路に連通するエアー溜まり室を設けて、空気抜き機構７の空気抜き配管（空気抜き経路、空気還流経路）６９の空気流方向の上流端を、そのエアー溜まり室の天井部に接続しても良い。
【００９８】
本実施例では、燃料圧力センサ１１によって検出された圧力検出値から時間経過に伴って変化する燃料の圧力脈動を測定することで、サプライポンプ４の燃料加圧室３１内に吸い込まれる低圧燃料中の気泡等のエアー混入量、あるいはフィードポンプ５の内部に吸い込まれる燃料中の気泡等のエアー混入量を推定しているが、燃料中の気泡等のエアー混入率や燃料吸入量に対する気泡等のエアー混入比を推定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】コモンレール式燃料噴射システムの主要構成を示した模式図である（実施例１）。
【図２】コモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した断面図である（実施例１）。
【図３】サプライポンプの全体構成を示した断面図である（実施例１）。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。
【図５】燃料フィルタと空気抜き機構を示した概略図である（実施例１）。
【図６】空気抜き機構の電磁弁の制御方法を示したフローチャートである（実施例１）。
【図７】（ａ）は正常時の燃料の圧力脈動波形を示したグラフで、（ｂ）は気泡等のエアー混入時の燃料の圧力脈動波形を示したグラフである（実施例１）。
【図８】燃料フィルタと空気抜き機構を示した概略図である（実施例２）。
【図９】空気抜き機構のバキュームポンプの制御方法を示したフローチャートである（実施例２）。
【図１０】サプライポンプの全体構成を示した断面図である（実施例３）。
【図１１】コモンレール式燃料噴射システムの主要構成を示した模式図である（実施例４）。
【符号の説明】
【０１００】
１  コモンレール
２  インジェクタ（内燃機関用燃料噴射弁、電磁式燃料噴射弁）
３  燃料タンク
４  サプライポンプ（高圧燃料ポンプ、燃料噴射ポンプ）
５  フィードポンプ（低圧燃料ポンプ）
６  燃料フィルタ
７  空気抜き機構
９  燃料加圧機構
１０  ＥＣＵ（圧力検出手段、圧力脈動検出手段、空気混入量推定手段）
１１  燃料圧力センサ（圧力検出手段）
１２  インジェクタの電磁弁（アクチュエータ）
１３  サプライポンプの電磁弁（電磁式吸入調量弁）
１４  空気抜き機構の電磁弁（空気抜き制御弁）
１５  空気抜き機構のバキュームポンプ（バキューム装置）
１６  燃料加圧機構の低圧燃料配管（燃料供給経路、燃料吸込経路）
１７  燃料加圧機構のアシストポンプ（電動式ポンプ）
１８  燃料加圧機構の電磁弁（電磁式切替弁）
２０  オーバーフロー配管
２１  フィードポンプのインナロータ
２２  フィードポンプのアウタロータ
２３  サプライポンプ（ポンプエレメント）のシリンダヘッド（シリンダ）
２４  サプライポンプ（ポンプエレメント）のプランジャ
３１  燃料加圧室
４１  低圧燃料配管（燃料供給経路、燃料吸込経路）
４２  低圧燃料配管（燃料供給経路、燃料吸込経路）
６７  燃料フィルタのエアー溜まり室（燃料フィルタの上部）
６９  空気抜き機構の空気抜き配管（空気抜き経路、空気還流経路）
【図１】
2006200423.tif 000003
【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】
2006200423.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006200423.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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