(57)【要約】【課題】燃料通路からのエア抜きを容易にした燃料噴射システム及び燃料噴射システムへの燃料の充填方法を提供する。【解決手段】車両に搭載され、内燃機関の排気通路に燃料を噴射する燃料噴射部と、燃料噴射部への燃料の供給量を制御する制御部と、制御部に燃料を供給する燃料圧送部とを備えた燃料噴射システムは、燃料圧送部と制御部とを接続する燃料通路に、制御部を燃料圧送部に連通させる第１の状態と、制御部を燃料通路の外部に連通させる第２の状態と、を切り替える切替部を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、内燃機関の排気通路に燃料を噴射する燃料噴射部と、前記燃料噴射部への前記燃料の供給量を制御する制御部と、前記制御部に前記燃料を供給する燃料圧送部とを備えた燃料噴射システムであって、
前記燃料圧送部と前記制御部とを接続する燃料通路に、前記制御部を前記燃料圧送部に連通させる第１の状態と、前記制御部を前記燃料通路の外部に連通させる第２の状態と、を切り替える切替部を備える、燃料噴射システム。
【請求項２】
前記切替部は、電流の供給により制御される少なくとも一つの制御弁を有し、
前記燃料噴射システムが前記車両に搭載されて使用される状態で、前記少なくとも一つの制御弁への電流の供給は停止される、請求項１に記載の燃料噴射システム。
【請求項３】
前記切替部は、三方切替制御弁である、請求項１又は２に記載の燃料噴射システム。
【請求項４】
前記切替部は、前記燃料通路から分岐する分岐通路に設けられた第１の開閉制御弁と、前記分岐通路が分岐する位置よりも前記燃料圧送部側に設けられた第２の開閉制御弁と、を含む、請求項１又は２に記載の燃料噴射システム。
【請求項５】
車両に搭載され、内燃機関の排気通路に燃料を噴射する燃料噴射部と、前記燃料噴射部への前記燃料の供給量を制御する制御部と、前記制御部に前記燃料を供給する燃料圧送部とを備えた燃料噴射システムへの燃料の充填方法であって、
前記燃料圧送部と前記制御部とを接続する燃料通路に、前記制御部を前記燃料圧送部に連通させる第１の状態と、前記制御部を前記燃料通路の外部に連通させる第２の状態と、を切り替える切替部を備え、
前記切替部を前記第２の状態にして前記切替部から前記燃料噴射部までの領域を真空引きする工程と、
前記切替部を前記第１の状態にして前記燃料圧送部から前記燃料噴射部へと前記燃料を供給する工程と、
を含む、燃料噴射システムへの燃料の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、内燃機関の排気通路に燃料を噴射する燃料噴射システム及びこのような燃料噴射システムへの燃料の充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関の排気ガス中に粒子状物質（以下、「ＰＭ」ともいう。）が含まれる場合がある。このＰＭを捕集するための部材としてパティキュレートフィルタがある。パティキュレートフィルタは、内燃機関の排気通路内に配設され、排気ガスが当該パティキュレートフィルタを通過する際に排気ガス中のＰＭを捕集する。パティキュレートフィルタを備えた排気浄化システムでは、ＰＭの堆積によるパティキュレートフィルタの目詰まりを防止するためにパティキュレートフィルタの温度を３００〜６００℃程度に上昇させてパティキュレートフィルタに堆積したＰＭを強制的に燃焼（酸化）させる再生制御が行われる。
【０００３】
例えば特許文献１には、内燃機関用の未燃の燃料を酸化触媒により酸化させて酸化熱を発生させることで排気ガスを昇温してパティキュレートフィルタに堆積したＰＭを強制的に燃焼させる技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、パティキュレートフィルタの上流側に酸化触媒が配設され、燃料噴射器を用いて酸化触媒の上流側に未燃の燃料を噴射することによって酸化触媒に燃料が供給される。供給された燃料は酸化触媒を通過する際に酸化され、このときに発生する酸化熱によって排気ガスの温度が上昇する。この高温の排気ガスによって、パティキュレートフィルタに堆積したＰＭが燃焼する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５２６９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
排気通路内に燃料を噴射するシステムでは、内燃機関用の燃料を収容する燃料タンク内の燃料が、燃料通路を介して、排気管に固定された噴射弁まで導かれて排気通路内に噴射される。燃料通路内にエアが混入すると、残留したエアが圧力ダンパとなって燃料通路内の圧力が不安定になって燃料噴射特性が低下する。例えば噴射される燃料の霧化が不十分となって液状の噴射となって、酸化触媒に均一に燃料を供給することができなくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、燃料通路からのエア抜きを容易にした燃料噴射システム及び燃料噴射システムへの燃料の充填方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある観点によれば、車両に搭載され、内燃機関の排気通路に燃料を噴射する燃料噴射部と、燃料噴射部への燃料の供給量を制御する制御部と、制御部に燃料を供給する燃料圧送部とを備えた燃料噴射システムであって、燃料圧送部と制御部とを接続する燃料通路に、制御部を燃料圧送部に連通させる第１の状態と、制御部を燃料通路の外部に連通させる第２の状態と、を切り替える切替部を備える、燃料噴射システムが提供される。
【０００８】
また、本発明の別の観点によれば、車両に搭載され、内燃機関の排気通路に燃料を噴射する燃料噴射部と、燃料噴射部への燃料の供給量を制御する制御部と、制御部に燃料を供給する燃料圧送部とを備えた燃料噴射システムへの燃料の充填方法であって、燃料圧送部と制御部とを接続する燃料通路に、制御部を燃料圧送部に連通させる第１の状態と、制御部を燃料通路の外部に連通させる第２の状態と、を切り替える切替部を備え、切替部を第２の状態にして切替部から燃料噴射部までの領域を真空引きする工程と、切替部を第１の状態にして燃料圧送部から燃料噴射部へと燃料を供給する工程と、を含む、燃料噴射システムへの燃料の充填方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料噴射システムの燃料通路からのエア抜きが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料噴射システムを備えた排気浄化システムの構成例を示す模式図である。
【図２】同実施形態に係る燃料噴射システムの使用方法を示す説明図である。
【図３】同実施形態に係る燃料噴射システムの使用方法を示す説明図である。
【図４】同実施形態に係る燃料噴射システムの使用方法を示す説明図である。
【図５】同実施形態に係る燃料噴射システムの使用方法を示す説明図である。
【図６】同実施形態に係る燃料噴射システムの使用方法を示す説明図である。
【図７】同実施形態に係る燃料噴射システムの第１の変形例を示す説明図である。
【図８】同実施形態に係る燃料噴射システムの第２の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
＜１．排気浄化システムの構成例＞
図１を参照して、本実施形態に係る燃料噴射システム９０を備えた排気浄化システム１００の構成例を説明する。排気浄化システム１００は、酸化触媒２１と、パティキュレートフィルタ２２と、燃料噴射システム９０と、制御装置６０とを備える。排気浄化システム１００は、内燃機関５の一態様としてのディーゼルエンジンの排気ガスを浄化するシステムであって、内燃機関５の排気ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）をパティキュレートフィルタ２２によって捕集し、排気ガスを浄化する。
【００１３】
酸化触媒２１及びパティキュレートフィルタ２２はともに排気管１１内に配設される。酸化触媒２１はパティキュレートフィルタ２２の上流側に備えられる。内燃機関５から排出される排気ガスは排気管１１を流れ、酸化触媒２１及びパティキュレートフィルタ２２を通過して下流側に流れる。なお、パティキュレートフィルタ２２の下流に、排気中の窒素酸化物等の他の成分を除去するための装置が備えられていてもよい。
【００１４】
パティキュレートフィルタ２２は、パティキュレートフィルタ２２を通過する排気ガス中のＰＭを捕集する。パティキュレートフィルタ２２としては、例えばセラミック材料から構成されたハニカム構造のフィルタ等の公知のパティキュレートフィルタが用いられる。パティキュレートフィルタ２２に捕集されたＰＭの多くは、パティキュレートフィルタ２２の再生制御が行われるまでの間、パティキュレートフィルタ２２上に堆積する。
【００１５】
酸化触媒２１は、主として燃料噴射システム９０から噴射された未燃の燃料を酸化する。酸化触媒２１は、発生する酸化熱により、酸化触媒２１を通過する排気ガスの温度を上昇させる。酸化触媒２１としては、例えばアルミナに白金を担持させた触媒に所定量のセリウム等の希土類元素を添加した触媒等の公知の酸化触媒が用いられる。
【００１６】
酸化触媒２１よりも上流側及び下流側にはそれぞれ温度センサ５０，５２が備えられている。またパティキュレートフィルタ２２よりも上流側の圧力と下流側の圧力との差圧を検出する差圧センサ５４が備えられている。これらセンサのセンサ信号は制御装置６０に出力されて、それぞれの位置での温度や差圧が検出される。なお、これらの温度や差圧が演算によって推定可能である場合、これらのセンサは省略されていてもよい。
【００１７】
燃料噴射システム９０は、供給される燃料を調量して排気管１１内に噴射する。本実施形態では、内燃機関５の燃料供給システムの燃料供給通路３６から分岐させて燃料噴射システム９０が設けられている。具体的に、内燃機関５の燃料供給システムは燃料を収容する燃料タンク３０と、燃料タンク３０内の燃料を吸い上げて圧送する燃料ポンプ３２と、燃料に混入している異物を除去するための燃料フィルタ３４とを備えている。燃料タンク３０内の燃料は燃料ポンプ３２によって吐出され、燃料供給通路３６を通って燃料フィルタ３４へ送られる。燃料フィルタ３４を通過した燃料の一部は燃料通路３８ａを通って燃料噴射システム９０へ供給される。また燃料フィルタ３４へ送られた燃料の他の一部は燃料通路３７を通って内燃機関５へと供給される。内燃機関５へ供給された燃料のうちの余剰の燃料は燃料還流通路３９を通って燃料タンク３０に戻される。
【００１８】
なお、本実施形態では、内燃機関５に燃料を供給する燃料供給通路３６から分岐して設けられた燃料通路３８ａを介して燃料噴射システム９０に燃料が供給されているが、内燃機関５に燃料を供給する燃料経路とは別の独立した燃料経路を介して燃料噴射システム９０に燃料が供給されてもよい。また、内燃機関５に供給される燃料を収容する燃料タンク３０とは別の燃料タンクを備えるなど、内燃機関５の燃料供給システムとは別の独立した燃料経路が設けられてもよい。
【００１９】
燃料噴射システム９０は、三方切替制御弁９５と、調量ユニット７０と、噴射モジュール８０とを備える。三方切替制御弁９５は、燃料通路３８ａに接続され、調量ユニット７０を燃料供給通路３６側に連通させる第１の状態と、調量ユニット７０を燃料通路３８ａの外部に連通させる第２の状態とを切り替える。つまり、本実施形態において三方切替制御弁９５は、本発明の切替部に相当する。三方切替制御弁９５は、制御装置６０によって駆動が制御される。
【００２０】
調量ユニット７０は、制御装置６０によって駆動が制御される。制御装置６０は調量ユニット７０を制御し、噴射モジュール８０を介して燃料を排気管１１内に噴射する。制御装置６０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等のプロセッサと、プロセッサにより実行されるプログラム制御パラメータ等を記憶した記憶素子等を備えて構成される。
【００２１】
制御装置６０は、パティキュレートフィルタ２２上に堆積したＰＭを強制的に燃焼させる強制再生制御を行う。パティキュレートフィルタ２２に捕集されたＰＭの堆積量が多くなるほど、パティキュレートフィルタ２２よりも上流側の圧力と下流側の圧力との差圧が大きくなる。制御装置６０は、例えば差圧センサ５４により検出される差圧が基準値を超えたときに強制再生制御を行う。強制再生制御では、制御装置６０は、燃料噴射システム９０により酸化触媒２１よりも上流の排気管１１内に燃料を噴射する制御を行う。
【００２２】
例えば制御装置６０は、内燃機関５の吸気絞り又はポスト噴射等の制御を行うことで排気ガスの温度を上昇させて酸化触媒２１の温度を上昇させた後、燃料噴射システム９０からの燃料噴射を行ってもよい。これにより、酸化触媒２１では燃料が効率的に酸化され、排気ガスの温度を効率的に上昇させることができる。このとき、制御装置６０は、パティキュレートフィルタ２２に流入する排気ガスの温度が３００〜６００℃程度となるように、燃料噴射システム９０からの燃料の噴射量を調節する。このようにして高温の排気ガスがパティキュレートフィルタ２２へ流入し、パティキュレートフィルタ２２内のＰＭが燃焼する。
【００２３】
＜２．燃料噴射システムの構成＞
次に、図２を参照して燃料噴射システム９０の構成例を具体的に説明する。図２は、本実施形態に係る燃料噴射システム９０の構成例を示す模式図である。燃料噴射システム９０は、燃料ポンプ３２と、三方切替制御弁９５と、調量ユニット７０と、噴射モジュール８０とを備える。本実施形態において、燃料ポンプ３２は本発明の燃料圧送部に相当し、三方切替制御弁９５は本発明の切替部に相当する。また、調量ユニット７０は本発明の制御部に相当し、噴射モジュール８０は本発明の燃料噴射部に相当する。
【００２４】
調量ユニット７０には三方切替制御弁９５を介して燃料通路３８ａに接続された燃料通路３８ｂが接続され、燃料ポンプ３２により圧送される燃料の一部が燃料通路３８ａ、三方切替制御弁９５及び燃料通路３８ｂを介して調量ユニット７０に供給される。調量ユニット７０と噴射モジュール８０とは燃料通路３８ｃにより接続され、調量ユニット７０に供給される燃料は調量ユニット７０で調量されて噴射モジュール８０に供給される。
【００２５】
噴射モジュール８０は、酸化触媒２１よりも上流側の排気管１１に取り付けられ、排気管１１内に燃料を噴射する。噴射モジュール８０は、例えば調量ユニット７０から供給される燃料の圧力に応じて開弁する機械式の開閉弁として構成されている。噴射モジュール８０は、弁体８２とバルブスプリング８４とバルブシート８６とを備える。バルブスプリング８４は弁体８２をバルブシート８６側に付勢する。調量ユニット７０から供給される燃料の圧力がバルブスプリング８４のバネ力に応じて設定された開弁圧を超えると、弁体８２がバルブシート８６から離間して開弁する。
【００２６】
かかる噴射モジュール８０は、例えばポペット弁型の開閉弁として構成され、適切な圧力の燃料が供給されることによってチャタリングを生じる。これにより、噴射される燃料が適切に霧化される。一方、噴射モジュール８０に供給される燃料にエアが混入している場合、混入したエアが圧力ダンパとなって開閉弁のチャタリングが生じにくくなる。これにより、霧化が不十分な液滴状の燃料が噴射されやすくなる。この場合、排気管１１内に配設された酸化触媒２１に対して均一に燃料が供給されず、排気ガスの温度を効率的に上昇させることができない場合がある。なお、噴射モジュール８０に備えられる弁は、ポペット弁型の開閉弁に限られない。
【００２７】
調量ユニット７０は、噴射モジュール８０への燃料の供給量を調節することで、噴射モジュール８０から噴射する燃料の噴射量を制御する。調量ユニット７０は、燃料が流れる方向に沿って上流側から順に、遮断弁７２と、上流側圧力センサ７４と、制御弁７６と、下流側圧力センサ７８とを備える。
【００２８】
遮断弁７２は、燃料通路３８ｂの途中に設けられ、排気管１１への燃料噴射を行う場合に燃料通路３８ｂを開放し、排気管１１への燃料噴射を行わない場合に燃料通路３８ｂを遮断する。遮断弁７２としては、例えば電磁ソレノイド式のアクチュエータを備えた公知のオンオフ弁が用いられる。本実施形態において、遮断弁７２は、通電時に燃料通路３８ｂを開放し、非通電時に燃料通路３８ｂを遮断する。遮断弁７２は、制御装置６０によって駆動が制御される。例えば制御装置６０は、パティキュレートフィルタ２２の強制再生制御を行う場合に遮断弁７２に通電して燃料通路３８ｂを開放し、強制再生制御を行わない場合に遮断弁７２への通電を停止して燃料通路３８ｂを遮断する。これにより、制御弁７６への燃料の供給及び停止が切り替えられる。
【００２９】
制御弁７６は、噴射モジュール８０への燃料の供給量を調節する。制御弁７６としては、例えば電磁ソレノイド式のアクチュエータを備えた公知のオンオフ弁が用いられる。かかる制御弁７６は、制御装置６０から送信されるＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）信号に基づいて駆動される。例えば制御装置６０は、上流側圧力センサ７４のセンサ信号に基づいて得られる燃料の圧力と、所定の演算により求められる目標噴射量とに基づいて、一定の噴射サイクルごとに、噴射サイクルの全時間に対する制御弁７６への通電時間の比である駆動デューティ比を制御する。これにより、噴射モジュール８０への燃料の供給量が調節される。
【００３０】
上流側圧力センサ７４は、遮断弁７２と制御弁７６との間の燃料通路３８ｂに設けられ、制御弁７６よりも上流側の燃料の圧力（以下、「上流側燃料圧力」ともいう。）に応じたセンサ信号を出力する。下流側圧力センサ７８は、制御弁７６と噴射モジュール８０との間の燃料通路３８ｃに設けられ、制御弁７６よりも下流側の燃料の圧力（以下、「下流側燃料圧力」ともいう。）に応じたセンサ信号を出力する。例えば制御装置６０は、上流側燃料圧力と下流側燃料圧力との差に基づいて、噴射量が目標噴射量となるように制御弁７６の駆動デューティ比を設定する。噴射モジュール８０への燃料供給量が同じ場合、制御装置６０は、上流側及び下流側の圧力の差が大きいほど制御弁７６の駆動デューティ比を小さく設定する一方、上流側及び下流側の圧力の差が小さいほど制御弁７６の駆動デューティ比を大きく設定する。
【００３１】
下流側燃料圧力は、燃料噴射システム９０の異常診断に用いられてもよい。例えば制御装置６０は、制御弁７６を開弁しているにも拘わらず下流側燃料圧力が上昇しない場合に、制御弁７６が開弁しない異常が生じていると判定することができる。なお、燃料噴射システム９０は、燃料噴射システム９０の異常診断に用いられる下流側圧力センサ７８を備えていなくてもよい。燃料噴射システム９０が下流側圧力センサ７８を備えていない場合、上流側燃料圧力に基づいて制御弁７６の駆動デューティ比が設定されてもよい。
【００３２】
なお、遮断弁７２と制御弁７６との間に、オリフィス通路又は一方向弁を有し、燃料タンク３０に通じる燃料還流管が接続されていてもよい。燃料還流管を備えることにより、制御弁７６に供給される燃料の圧力が著しく高くなることが防止され、上流側圧力センサ７４等の部品の破損を防ぐことができる。
【００３３】
三方切替制御弁９５は、調量ユニット７０を燃料供給通路３８ａ側に連通させる第１の状態と、調量ユニット７０を燃料通路３８ａの外部に連通させる第２の状態とを切り替える。第２の状態とは、燃料通路３８ｂに対して外部装置を接続し得る状態であって、燃料ポンプ３２に通じる燃料通路３８ａが遮断されるとともに、外部装置との接続口９５ａが開放される。外部装置は、燃料通路３８ｂ，３８ｃを真空引きするための装置であって、車両に常時搭載されるものではなく、燃料噴射システム９０が通常の燃料噴射制御を実行する際には使用されない装置である。外部装置としては、例えば真空ポンプが用いられるが、これ以外の装置であってもよい。三方切替制御弁９５としては、例えば電磁ソレノイド式のアクチュエータを備えた公知の三方切替電磁弁が用いられる。本実施形態において、三方切替制御弁９５の非通電時には燃料通路３８ａ，３８ｂが連通した第１の状態になり、三方切替制御弁９５の通電時には燃料通路３８ａ，３８ｂが遮断された状態が第２の状態になる。
【００３４】
＜３．燃料噴射システムへの燃料の充填方法＞
次に、図２〜図６を参照して、本実施形態に係る燃料噴射システム９０への燃料の充填方法の例について説明する。なお、以下の説明において、燃料通路３８ｂから、遮断弁７２、制御弁７６及び燃料通路３８ｃを経て噴射モジュール８０に至る燃料の流通空間を燃料供給経路と言う場合がある。
【００３５】
まず、本実施形態に係る燃料噴射システム９０による燃料の充填方法を実施する背景を説明する。すでに述べたとおり、燃料噴射システム９０において、噴射モジュール８０に供給される燃料にエアが混入していると、噴射される燃料の霧化が不十分になったり、エアのみが噴射されたりするおそれがある。燃料供給経路内へのエアの混入は、例えば燃料噴射システム９０の組立時、燃料切れ発生時、燃料噴射システム９０又は排気管１１のメンテナンス時、あるいは噴射モジュール８０に備えられた弁の気密性が低下したときに発生する。特に、大型車両に搭載される燃料噴射システム９０では、燃料通路３８ｂ，３８ｃは複数の連結パイプを連結して構成される場合があり、連結部分においてエアが残留してエア抜きが困難になる場合がある。
【００３６】
これに対して、本実施形態に係る燃料噴射システム９０は、燃料供給経路への燃料の充填時に、あらかじめ燃料供給経路を真空状態又は負圧状態にした上で、負圧による吸引力を利用して燃料供給経路内に燃料を充填する。これにより、燃料供給経路からのエア抜きが容易になるとともに、エア抜きに要する時間を短縮することができる。以下、燃料噴射システム９０への燃料の充填方法の具体例を説明する。
【００３７】
図２は、燃料噴射システム９０の組立終了時又はメンテナンス終了時の燃料噴射システム９０の状態を示している。図２に示した状態では、燃料噴射システム９０の燃料供給経路は、エアで満たされている。三方切替制御弁９５、遮断弁７２及び制御弁７６はすべて非通電状態になっている。つまり、三方切替制御弁９５は、調量ユニット７０を燃料ポンプ３２側に連通する第１の状態に保持されている。また、遮断弁７２及び制御弁７６は閉弁状態に保持され、燃料通路３８ｂ，３８ｃが遮断されている。
【００３８】
図３は、燃料供給経路内のエア抜きを行うための準備段階での燃料噴射システム９０の状態を示している。図３に示した状態では、引き続き三方切替制御弁９５、遮断弁７２及び制御弁７６はすべて非通電状態になっている。三方切替制御弁９５の接続口９５ａに、真空ポンプ９７が接続されている。接続口９５ａに接続される外部装置は、燃料供給経路内を真空引き可能な装置であれば、真空ポンプ９７でなくてもよい。
【００３９】
図４は、燃料供給経路からのエア抜きを実行する工程中の燃料噴射システム９０の状態を示している。本実施形態に係る燃料噴射システム９０では、燃料供給経路のうちの三方切替制御弁９５から噴射モジュール８０までの領域を真空引きすることによりエア抜きを実行する。図４に示した状態では、制御装置６０は調量ユニット７０の遮断弁７２を通電状態で保持し、燃料通路３８ｂを開放する。また、制御装置６０は、調量ユニット７０の制御弁７６を適宜の駆動デューティ比で駆動し、燃料通路３８ｂと燃料通路３８ｃとを連通する。さらに、制御装置６０は、三方切替制御弁９５を通電状態で保持して第２の状態とし、燃料通路３８ｂと真空ポンプ９７とを接続する。この状態で、真空ポンプ９７が作動することにより、燃料供給経路内のエアが真空ポンプ９７によって吸引され、燃料供給経路内が真空状態、あるいは真空に近い状態になる。
【００４０】
図５は、燃料供給経路に燃料を充填する工程中の燃料噴射システム９０の状態を示している。図５に示した状態では、制御装置６０は、引き続き遮断弁７２を通電状態で保持し、制御弁７６を適宜の駆動デューティ比で駆動する。一方、制御装置６０は、三方切替制御弁９５への通電を停止して第１の状態とし、調量ユニット７０を燃料ポンプ３２側に接続する。この状態で真空ポンプ９７の作動が停止されるとともに、燃料ポンプ３２から燃料供給経路へと燃料が供給される。これにより、真空状態又は真空に近い状態の燃料供給経路内へと燃料が効率よく充填される。真空状態又は真空に近い状態から燃料が充填されるために、燃料供給経路内へのエアの混入は抑制される。
【００４１】
図６は、燃料供給経路への燃料の充填完了後の燃料噴射システム９０の状態を示している。図６に示した状態では、制御装置６０は、制御弁７６の駆動を停止するとともに、遮断弁７２への通電を停止して、燃料通路３８ｂと燃料通路３８ｃとの連通を遮断する。燃料供給経路内への燃料の充填の終了の時期は、例えばあらかじめ設定された時間の経過により判断されてもよいし、上流側圧力センサ７４及び下流側圧力センサ７８のうちの少なくとも一つのセンサにより検出される燃料供給経路内の圧力に基づいて判断されてもよい。
【００４２】
また、燃料供給経路への燃料の充填完了後には、三方切替制御弁９５の接続口９５ａに接続されていた真空ポンプ９７が取り外され、接続口９５ａを塞ぐプラグ９９が接続口９５ａに嵌め込まれてもよい。これにより、三方切替制御弁９５の接続口９５ａからの燃料の漏出を抑制することができる。
【００４３】
なお、本実施形態に係る燃料噴射システム９０の三方切替制御弁９５は、燃料供給経路のエア抜きを実行するとき以外に使用されることがないか、あるいは、使用される機会が少ない。このため、燃料噴射システム９０の組立時やメンテナンス時等以外のときにおいて、三方切替制御弁９５の電力消費量はゼロあるいは極めて少なくなっている。
【００４４】
＜４．燃料噴射システムの変形例＞
ここまで、本実施形態に係る燃料噴射システム９０について説明したが、本実施形態に係る燃料噴射システムは種々の変形が可能である。以下、本実施形態に係る燃料噴射システムの変形例の幾つかを説明する。
【００４５】
（４−１．第１の変形例）
図７は、本実施形態に係る燃料噴射システム９０の第１の変形例を示す模式図である。第１の変形例に係る燃料噴射システム９０において、切替部以外の調量ユニット７０及び噴射モジュール８０等は、上記の本実施形態に係る燃料噴射システム９０と同様の構成とすることができる。
【００４６】
第１の変形例において、切替部は、燃料通路３８ｂから分岐する分岐通路３８ｄに設けられた第１の開閉弁９６ａと、分岐通路３８ｄの分岐位置よりも燃料ポンプ３２側に設けられた第２の開閉弁９６ｂとを含む。例えば、第１の開閉弁９６ａは、非通電状態で分岐通路３８ｄを遮断し、通電状態で分岐通路３８ｄを開放する、ノーマルクローズ型の電磁ソレノイド式の開閉弁であってもよい。また、第２の開閉弁９６ｂは、非通電状態で燃料通路３８ａ，３８ｂを開放し、通電状態で燃料通路３８ａ，３８ｂを遮断する、ノーマルオープン型の電磁ソレノイド式の開閉弁であってもよい。
【００４７】
第１の変形例では、燃料供給経路からのエア抜きを行う際に、分岐通路３８ｄに真空ポンプ等の外部装置が接続されて、第１の開閉弁９６ａ及び第２の開閉弁９６ｂが通電状態で保持される。この状態で真空ポンプを作動させることにより、燃料供給経路内のエアが真空ポンプに吸引され、燃料供給経路内が真空状態又は真空に近い状態になる。一方、燃料供給経路からのエア抜きが終了した後には第１の開閉弁９６ａ及び第２の開閉弁９６ｂへの通電が停止され、燃料ポンプ３２から燃料供給経路へと燃料が供給されて燃料供給経路内に燃料が充填される。ここで説明した以外の遮断弁７２及び制御弁７６の駆動制御は、上記の実施形態に係る燃料噴射システム９０と同様の手順で行われる。
【００４８】
第１の変形例の燃料噴射システム９０によっても、燃料供給経路からのエア抜きが短時間で行われるとともに、燃料供給経路への燃料の充填時のエアの混入が抑制される。また、第１の変形例において切替部を構成する第１の開閉弁９６ａ及び第２の開閉弁９６ｂは、燃料供給経路のエア抜きを実行するとき以外に使用されることがないか、あるいは、使用される機会が少ない。このため、燃料噴射システム９０の組立時やメンテナンス時等以外のときにおいて、第１の開閉弁９６ａ及び第２の開閉弁９６ｂの電力消費量はゼロあるいは極めて少なくなっている。
【００４９】
（４−２．第２の変形例）
図８は、本実施形態に係る燃料噴射システム９０の第２の変形例を示す模式図である。第２の変形例に係る燃料噴射システム９０において、切替部以外の調量ユニット７０及び噴射モジュール８０等は、上記の本実施形態に係る燃料噴射システム９０と同様の構成とすることができる。
【００５０】
第２の変形例において、切替部は、開閉弁９６ｃと、シャットオフ機能付きのコネクタ９８とを含む。開閉弁９６ｃは、第１の変形例に係る燃料噴射システム９０の第２の開閉弁９６ｂと同様の構成とすることができる。シャットオフ機能付きのコネクタ９８は、例えば真空ポンプ等の外部装置が接続される接続口９８ａを有し、プラグ９９によって接続口９８ａを塞ぐ（シャットオフ）ことが可能なコネクタ９８である。
【００５１】
第２の変形例では、燃料供給経路からのエア抜きを行う際に、コネクタ９８の接続口９８ａに真空ポンプ等の外部装置が接続されて、開閉弁９６ｃが通電状態で保持される。この状態で真空ポンプを作動させることにより、燃料供給経路内のエアが真空ポンプに吸引され、燃料供給経路内が真空状態又は真空に近い状態になる。一方、燃料供給経路からのエア抜きが終了した後には開閉弁９６ｃへの通電が停止され、燃料ポンプ３２から燃料供給経路へと燃料が供給されて燃料供給経路内に燃料が充填される。ここで説明した以外の遮断弁７２及び制御弁７６の駆動制御は、上記の実施形態に係る燃料噴射システム９０と同様の手順で行われる。
【００５２】
第２の変形例の燃料噴射システム９０によっても、燃料供給経路からのエア抜きが短時間で行われるとともに、燃料供給経路への燃料の充填時のエアの混入が抑制される。また、第２の変形例において切替部を構成する開閉弁９６ｃは、燃料供給経路のエア抜きを実行するとき以外に使用されることがないか、あるいは、使用される機会が少ない。このため、燃料噴射システム９０の組立時やメンテナンス時等以外のときにおいて、開閉弁９６ｃの電力消費量はゼロあるいは極めて少なくなっている。
【００５３】
以上説明したように本実施形態に係る燃料噴射システム９０は、燃料ポンプ３２と調量ユニット７０とを接続する燃料通路３８ａ，３８ｂに、調量ユニット７０を燃料ポンプ３２に連通させる第１の状態と、調量ユニット７０を燃料通路３８ａの外部に連通させる第２の状態とを切り替える切替部を備えている。このため、燃料供給経路からのエア抜きを実行する際には、真空ポンプ９７等の外部装置を燃料通路３８ｂに接続して、短時間でエア抜きを実行することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る燃料噴射システム９０は、燃料供給経路内が真空状態又は真空に近い状態から燃料の充填を開始することができる。このため、エアの混入を抑制しつつ、効率的に燃料を充填することができる。
【００５５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５６】
３０・・・燃料タンク、３２・・・燃料ポンプ（燃料圧送部）、３８ａ，３８ｂ，３８ｃ・・・燃料通路、３８ｄ・・・分岐通路、６０・・・制御装置、７０・・・調量ユニット（制御部）、７２・・・遮断弁、７６・・・制御弁、８０・・・噴射モジュール（燃料噴射部）、９０・・・燃料噴射システム、９５・・・三方切替制御弁（切替部）、９７・・・真空ポンプ
【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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【図８】
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