(57)【要約】【課題】エンジン停止中の燃料噴射弁からの燃料洩れと燃料ベーパの発生とを共に防止できるコンパクトで配管の簡素な、しかも設定圧の多段化に適した低コスト・低消費エネルギの燃料供給装置を提供する。【解決手段】インジェクタ３への供給燃料の圧力を調整可能なプレッシャレギュレータ２０が、複数の燃料導入通路３７、３２ｈおよび燃料排出通路３１ｈが形成されたハウジング２１と、両通路３７、３２ｈの燃料圧力に応じこれらと燃料排出通路３１ｈとを連通および遮断する隔壁状の調圧部材２２と、調圧部材２２を通路３７、３２ｈのそれぞれと燃料排出通路３１ｈとを遮断する方向に付勢する圧縮コイルばね２７とを有し、その設定圧を切り替える設定圧切替機構４０が、特定の通路３７の上流側でこの通路を開閉する三方電磁弁４５を有するとともに、燃料ポンプ１１からの燃料供給が停止されるとき、それに先立って三方電磁弁４５を開弁させるように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプと、前記燃料を導入するとともに該燃料の圧力を複数の設定圧のうちいずれかに調整可能なプレッシャレギュレータと、前記設定圧を切り替える設定圧切替機構と、を備えた燃料供給装置であって、
前記プレッシャレギュレータが、前記燃料を導入する複数の燃料導入通路および前記燃料を排出する燃料排出通路が形成されたハウジングと、前記ハウジングの内部で前記複数の燃料導入通路の燃料圧力に応じて前記複数の燃料導入通路のそれぞれと前記燃料排出通路とを連通および遮断する隔壁状の調圧部材と、前記調圧部材を前記複数の燃料導入通路のそれぞれと前記燃料排出通路とを遮断する方向に付勢する付勢手段と、を有し、
前記設定圧切替機構が、前記複数の燃料導入通路のうち特定の燃料導入通路の上流側で該通路を開閉する通路開閉弁を有するとともに、前記燃料ポンプからの燃料の供給が停止されるとき、該停止に先立って前記通路開閉弁を開弁させることにより前記燃料を前記複数の燃料導入通路のそれぞれに導入させることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記設定圧切替機構は、前記燃料ポンプからの燃料の供給が停止された後に開始されるとき、該供給の開始に先立って前記通路開閉弁を閉弁させることにより前記供給が開始された燃料を前記複数の燃料導入通路のうち前記特定の燃料導入通路以外の燃料導入通路に導入させることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記調圧部材が前記複数の燃料導入通路内の燃料圧力を受ける複数の受圧可能面を有するとともに、該複数の受圧可能面の面積が互いに相違し、
前記複数の受圧可能面のうち相対的に面積の大きい第１受圧可能面に燃料圧力が作用するときと、前記複数の受圧可能面のうち相対的に面積の小さい第２受圧可能面に燃料圧力が作用するときとで、前記設定圧が切り替わることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記通路開閉弁が閉弁するときに前記特定の燃料導入通路内の燃料圧力を解放する圧力解放手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記通路開閉弁および前記圧力解放手段が、三方弁によって一体に構成され、
前記三方弁は、
前記燃料を導入する第１ポート、該第１ポートに連通するとき前記燃料を前記特定の燃料導入通路に導入させる第２ポート、および、該第２ポートに連通するとき前記特定の燃料導入通路内の燃料圧力を解放させる第３ポートを有するバルブハウジングと、
前記第１ポートを通して導入される前記燃料の圧力を受圧するよう前記バルブハウジングの内部に変位可能に設けられ、前記第１ポートおよび前記第２ポートを連通させる燃料導入位置と、前記第２ポートを前記第３ポートに連通させるとともに前記第１ポートからは遮断する燃料導入停止位置とに変位する弁体と、
前記弁体を前記燃料導入停止位置側に常時付勢する第１付勢手段と、
入力信号に応じて前記弁体を前記燃料導入停止位置側に付勢する第２弁体付勢手段と、を含んで構成され、
前記弁体が前記燃料導入停止位置にて前記燃料の圧力を受圧する第１受圧面積が、前記弁体が前記燃料導入位置にて前記燃料の圧力を受圧する第２受圧面積より小さく設定されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記第１弁体付勢手段が、前記弁体を前記燃料導入停止位置側に常時付勢するよう前記バルブハウジングと前記弁体の間に介装された弾性部材によって構成されるとともに、
前記第２弁体付勢手段が、前記入力信号に応じて前記弁体を前記燃料導入停止位置側に付勢する電磁力発生部によって構成されていることを特徴とする請求項５に記載の燃料供給装置。
【請求項７】
前記弁体が前記燃料導入停止位置に位置するとともに前記第２弁体付勢手段が作動する状態で、前記燃料ポンプから前記燃料が吐出されるとき、
前記弁体が前記複数の設定圧のうち最高圧の設定圧に調圧された燃料圧力を受圧しながら閉弁状態を維持し得るように、前記第１受圧面積と前記第２受圧面積との面積比が設定されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の燃料供給装置。
【請求項８】
前記弁体が前記燃料導入停止位置にあって前記最高圧の設定圧に調圧された燃料圧力を受圧する状態で、前記燃料圧力に基づいて前記弁体に作用する前記燃料導入位置側への付勢力は、前記第１弁体付勢手段による前記燃料導入停止位置側への付勢力より大きく、前記第２弁体付勢手段が非作動状態に切り替えられたときには、前記弁体が前記燃料導入位置側に変位することを特徴とする請求項７に記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁への燃料供給を許容する方向に開弁するよう前記燃料ポンプの吐出側に配置された逆止弁をさらに備え、
前記燃料ポンプが停止するとともに前記通路開閉弁が開弁するとき、前記燃料噴射弁の上流側であって前記逆止弁より下流側に前記特定の燃料通路に連通しつつ前記燃料の圧力を保持する残圧保持区間が形成され、
前記プレッシャレギュレータが、前記内燃機関の通常運転時の燃料供給圧に相当する第１設定圧と、該第１設定圧より高圧で、前記内燃機関の停止中に前記残圧保持区間内に保持される燃料圧力に相当する第２設定圧と、該第２設定圧より高圧で、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁への前記燃料の供給開始時に前記残圧保持区間内に前記最高圧を生じさせる第３設定圧と、に切り替わることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の燃料供給装置。
【請求項１０】
前記弁体が前記燃料導入位置にあって前記第１設定圧の燃料圧力を受圧するとき、該燃料圧力に基づいて前記弁体に作用する前記燃料導入位置側への付勢力が前記第１弁体付勢手段による前記燃料導入停止位置側への付勢力より大きくなることを特徴とする請求項９に記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給装置に関し、特に内燃機関の燃料を燃料ポンプから燃料噴射弁に供給するとともにその燃料圧力をプレッシャレギュレータにより調整する燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関の燃料供給装置においては、一般に、燃料ポンプからインジェクタ（燃料噴射弁）に燃料を供給するとともに、その燃料供給通路内の燃料圧力を調圧弁であるプレッシャレギュレータより調整するようになっている。このような燃料供給装置は、プレッシャレギュレータのハウジング内をダイヤフラムによって調圧室と背圧室とに区画するとともに、調圧室内の燃料圧力による開弁方向の付勢力と背圧室側からの閉弁方向の付勢力とをダイヤフラムに作用させ、ダイヤフラムの中央部の変位に応じて調圧室内の燃料圧力の一部を排出させることで、調圧室内の燃料圧力を背圧室側からの付勢力に基づく所定の設定圧に調圧する構成となっている。
【０００３】
この種の燃料供給装置としては、例えばハウジング内を３つの圧力室に区画する第１および第２のダイヤフラムと、ハウジングと第１のダイヤフラムの間の第１の圧力室内で調圧用の排出口を開閉するよう第１のダイヤフラムに装着された弁体と、第１および第２のダイヤフラムの間の第２の圧力室に配された連結杆を介して弁体に連結されるとともに第２ダイヤフラムに固着された受圧体と、ハウジングと第２のダイヤフラムの間の第３の圧力室内に設けられ受圧体を閉弁方向に付勢するスプリングとを具備するものが知られている。この燃料供給装置では、第２および第３の圧力室内への供給圧力を制御することで、調圧する燃料圧力を３段階に切り替えることができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、燃料ギャラリー通過後の余剰燃料をプレッシャレギュレータから燃料タンクに戻すためのリターン配管に電磁バルブを装着し、スタートスイッチがＯＮとなるときにその電磁バルブを閉じることによってプレッシャレギュレータの調圧室側の燃料圧力をエンジン始動時に上昇させ、インジェクタから噴射される燃料を良好に霧化させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、燃料ベーパが発生可能であると判定したとき、燃料ベーパの発生を抑え得る程度までインジェクタへの燃料供給圧力を高めるようにプレッシャレギュレータの背圧室側の圧力を上昇させ、エンジンの高温再始動時に燃料ベーパの発生に起因してアイドリング回転数が不安定になるのを防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１０８６８４号公報
【特許文献２】特開２００１−００３７８６号公報
【特許文献３】特開２００７−２１８２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、背圧室側にプランジャや第２のダイヤフラムを設ける従来の燃料供給装置にあっては、設定圧を３段階に切り替えることできるものの、プレッシャレギュレータのハウジング内をダイヤフラムの変位方向に互いに隣り合う第１〜第３の圧力室に区画する構成となっていたため、装置のコンパクト化が困難になり、その搭載上の困難さが生じていた。また、第１〜第３の圧力室のそれぞれについて流体の入口と出口がそれぞれ必要になることから、配管が非常に複雑になってしまうという問題があった。
【０００８】
また、ハウジング内の背圧室側に流体圧が導入される従来の燃料供給装置では、調圧室以外の室にも流体圧が導入されるため、シール性能の要求される部位が増えてしまうばかりかその流路上に絞り等が必要になり、コスト高を招いてしまうという問題もあった。
【０００９】
さらに、燃料ギャラリー通過後の余剰燃料をプレッシャレギュレータから燃料タンクに戻すためのリターン配管に電磁バルブを装着した従来の燃料供給装置にあっては、電磁バルブの切替えのための消費エネルギを抑えることができるものの、エンジンの始動時に高圧に昇圧される燃料通路区間が広範囲に及んでしまい、その全範囲に高圧に耐え得るシール性が要求されることから、燃料供給装置のコスト高を招いてしまうという問題があった。また、プレッシャレギュレータの調圧部材が同一の受圧面に設定圧の異なる燃料圧力を受けたり方向の異なる燃料圧力を受けたりするため、調圧部材の要求特性と耐久性を両立させることが困難になり、エンジン停止中に燃料噴射弁からの燃料洩れを防止することと燃料ベーパの発生を防止することとを両立することにも困難が生じていた。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、エンジン停止中における燃料噴射弁からの燃料洩れと燃料ベーパの発生を共に確実に防止できるコンパクトで配管の簡素な、しかも設定圧の多段化に適した低コスト・低消費エネルギの燃料供給装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る燃料供給装置は、上記課題を解決するために、（１）内燃機関の燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプと、前記燃料を導入するとともに該燃料の圧力を複数の設定圧のうちいずれかに調整可能なプレッシャレギュレータと、前記設定圧を切り替える設定圧切替機構と、を備えた燃料供給装置であって、前記プレッシャレギュレータが、前記燃料を導入する複数の燃料導入通路および前記燃料を排出する燃料排出通路が形成されたハウジングと、前記ハウジングの内部で前記複数の燃料導入通路の燃料圧力に応じて前記複数の燃料導入通路のそれぞれと前記燃料排出通路とを連通および遮断する隔壁状の調圧部材と、前記調圧部材を前記複数の燃料導入通路のそれぞれと前記燃料排出通路とを遮断する方向に付勢する付勢手段と、を有し、前記設定圧切替機構が、前記複数の燃料導入通路のうち特定の燃料導入通路の上流側で該通路を開閉する通路開閉弁を有するとともに、前記燃料ポンプからの燃料の供給が停止されるとき、該停止に先立って前記通路開閉弁を開弁させることにより前記燃料を前記複数の燃料導入通路のそれぞれに導入させることを特徴とする。
【００１２】
この発明の燃料供給装置では、燃料供給の停止に先立って通路開閉弁を開弁させ、複数の燃料導入通路のそれぞれに燃料の圧力を導入可能な状態としてから、燃料ポンプが停止される。内燃機関の始動時等には燃料霧化を助長すべく高設定圧が要求されることから、この条件と燃料供給の停止に先立って通路開閉弁を開弁させることとを両立させる場合、内燃機関の停止中および通常運転中に共に通路開閉弁を開弁させておくことができ、通路開閉弁の切替え操作を燃料供給の開始時に行うだけで済む。したがって、通路開閉弁の切替えに要する消費エネルギを低減させることができる。また、複数の燃料導入通路に選択的に加圧燃料が供給されることでプレッシャレギュレータの設定圧の切替えがなされ、その切替え操作のための専用配管が不要になるから、コンパクトで配管の簡素な低コストの燃料供給装置となる。しかも、複数の燃料導入通路のうちいずれかに加圧燃料が供給されないときに高圧の調圧が可能になるので、例えば調圧対象の燃料圧送回路の圧送停止時にプレッシャレギュレータの設定圧を燃料噴射弁からの燃料洩れと燃料ベーパの発生を共に防止できる程度の高圧に保持しておき、燃料供給の開始時に即座に十分な燃料圧力での燃料供給を開始するといったことが容易に可能になる。
【００１３】
上記（１）に記載の構成を有する燃料供給装置においては、（２）前記設定圧切替機構は、前記燃料ポンプからの燃料の供給が停止された後に開始されるとき、該供給の開始に先立って前記通路開閉弁を閉弁させることにより前記供給が開始された燃料を前記複数の燃料導入通路のうち前記特定の燃料導入通路以外の燃料導入通路に導入させることが望ましい。
【００１４】
この構成により、燃料供給の開始に先立って特定の燃料導入通路が通路開閉弁により閉止されると、調圧部材が複数の燃料導入通路のすべての燃料から開弁方向の燃料を受けるときに比べて調圧部材の開弁方向の燃料圧力の受圧面積が減少する。したがって、燃料供給の開始時に特定の燃料導入通路以外の燃料導入通路に導入される燃料の圧力が燃料供給の停止中よりもある程度高まるまで、調圧部材が特定の燃料導入通路以外の燃料導入通路と燃料排出通路との連通を制限することになり、燃料供給の開始時に燃料供給の停止中の設定圧よりも高い設定圧に変更することができることになる。
【００１５】
上記（１）、（２）に記載の構成を有する燃料供給装置においては、（３）前記調圧部材が前記複数の燃料導入通路内の燃料圧力を受ける複数の受圧可能面を有するとともに、該複数の受圧可能面の面積が互いに相違し、前記複数の受圧可能面のうち相対的に面積の大きい第１受圧可能面に燃料圧力が作用するときと、前記複数の受圧可能面のうち相対的に面積の小さい第２受圧可能面に燃料圧力が作用するときとで、前記設定圧が切り替わるのが好ましい。
【００１６】
この構成により、通路開閉弁による設定圧切替え以外に、例えば第１、第２受圧可能面を切り替えて使用することでも設定圧を変化させることができ、設定圧の多段化を図ることができる。
【００１７】
上記（１）〜（３）に記載の構成を有する燃料供給装置においては、（４）前記通路開閉弁が閉弁するときに前記特定の燃料導入通路内の燃料圧力を解放する圧力解放手段が設けられていることが望ましい。
【００１８】
この構成により、複数の燃料導入通路のうち特定の燃料導入通路に燃料が供給されないとき、特定の燃料導入通路に不必要な燃料圧力が残ることがなく、設定圧の確実で迅速な切替えが可能になる。
【００１９】
上記（４）に記載の構成を有する燃料供給装置は、より好ましくは、（５）前記通路開閉弁および前記圧力解放手段が、三方弁によって一体に構成され、前記三方弁は、前記燃料を導入する第１ポート、該第１ポートに連通するとき前記燃料を前記特定の燃料導入通路に導入させる第２ポート、および、該第２ポートに連通するとき前記特定の燃料導入通路内の燃料圧力を解放させる第３ポートを有するバルブハウジングと、前記第１ポートを通して導入される前記燃料の圧力を受圧するよう前記バルブハウジングの内部に変位可能に設けられ、前記第１ポートおよび前記第２ポートを連通させる燃料導入位置と、前記第２ポートを前記第３ポートに連通させるとともに前記第１ポートからは遮断する燃料導入停止位置とに変位する弁体と、前記弁体を前記燃料導入停止位置側に常時付勢する第１付勢手段と、入力信号に応じて前記弁体を前記燃料導入停止位置側に付勢する第２弁体付勢手段と、を含んで構成され、前記弁体が前記燃料導入停止位置にて前記燃料の圧力を受圧する第１受圧面積が、前記弁体が前記燃料導入位置にて前記燃料の圧力を受圧する第２受圧面積より小さく設定されているものである。
【００２０】
この構成により、プレッシャレギュレータの設定圧が高くても、そのプレッシャレギュレータにより調圧される燃料圧力は、燃料導入停止位置に位置する弁体の狭い第１受圧面積で受圧されることから、第１弁体付勢手段および第２弁体付勢手段の付勢力を小さく抑えながらも、特定の燃料導入通路に接続する第２ポートを第１ポートから確実に遮断できる。したがって、コンパクトな三方弁を用いながらも高設定圧への切替えが可能になる。しかも、通路開閉弁および圧力解放手段が三方弁によって一体に構成されることで、燃料供給装置の一層のコンパクト化と配管の簡素化が可能になる。
【００２１】
上記（５）に記載の構成を有する燃料供給装置においては、（６）前記第１弁体付勢手段が、前記弁体を前記燃料導入停止位置側に常時付勢するよう前記バルブハウジングと前記弁体の間に介装された弾性部材によって構成されるとともに、前記第２弁体付勢手段が、前記入力信号に応じて前記弁体を前記燃料導入停止位置側に付勢する電磁力発生部によって構成されているのが好ましい。
【００２２】
この構成により、弁体は、弾性部材によって常時燃料導入停止位置側に付勢されるとともに、入力信号に応じた第２弁体付勢手段の作動によっても燃料導入停止位置側への付勢力となる電磁力を受けることになり、入力信号に応じた第２弁体付勢手段の作動・非作動の切替えにより、複数の設定圧の間で設定圧の迅速な切替えが可能になる。
【００２３】
上記（５）、（６）に記載の構成を有する燃料供給装置においては、（７）前記弁体が前記燃料導入停止位置に位置するとともに前記第２弁体付勢手段が作動する状態で、前記燃料ポンプから前記燃料が吐出されるとき、前記弁体が前記複数の設定圧のうち最高圧の設定圧に調圧された燃料圧力を受圧しながら閉弁状態を維持し得るように、前記第１受圧面積と前記第２受圧面積との面積比が設定されているのがよい。
【００２４】
この構成により、燃料供給の停止中のプレッシャレギュレータの設定圧を燃料噴射弁からの燃料洩れを防止しつつ燃料ベーパの発生を防止することのできる高圧側の設定圧に設定し、燃料供給の開始時等におけるプレッシャレギュレータの設定圧を燃料供給停止中よりも更に高圧側に設定した場合であっても、特定の燃料導入通路に接続する第２ポートを第１ポートから確実に遮断でき、内燃機関の良好な始動が可能になる。
【００２５】
上記（７）に記載の構成を有する燃料供給装置においては、（８）前記弁体が前記燃料導入停止位置にあって前記最高圧の設定圧に調圧された燃料圧力を受圧する状態で、前記燃料圧力に基づいて前記弁体に作用する前記燃料導入位置側への付勢力は、前記第１弁体付勢手段による前記燃料導入停止位置側への付勢力より大きく、前記第２弁体付勢手段が非作動状態に切り替えられたときには、前記弁体が前記燃料導入位置側に変位するのが好ましい。
【００２６】
この構成により、入力信号に応じて第２弁体付勢手段が非作動状態への切り替えられると、加圧燃料を導入する第１ポートと特定の燃料導入通路に接続する第２ポートとが連通し、調圧部材が複数の燃料導入通路のすべての燃料から開弁方向の燃料を受けることになって、調圧部材の開弁方向の燃料圧力の受圧面積が増加する。一方、付勢手段による閉弁方向の付勢力は通路開閉弁の閉止によっては変化しないから、両燃料導入通路に導入される燃料の圧力が低圧側の設定圧であっても、調圧部材が両燃料導入通路と燃料排出通路とを連通させることになり、低圧側の設定圧に切り替えられることになる。
【００２７】
上記（７）、（８）に記載の燃料供給装置は、好ましくは、（９）前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁への燃料供給を許容する方向に開弁するよう前記燃料ポンプの吐出側に配置された逆止弁をさらに備え、前記燃料ポンプが停止するとともに前記通路開閉弁が開弁するとき、前記燃料噴射弁の上流側であって前記逆止弁より下流側に前記特定の燃料通路に連通しつつ前記燃料の圧力を保持する残圧保持区間が形成され、前記プレッシャレギュレータが、前記内燃機関の通常運転時の燃料供給圧に相当する第１設定圧と、該第１設定圧より高圧で、前記内燃機関の停止中に前記残圧保持区間内に保持される燃料圧力に相当する第２設定圧と、該第２設定圧より高圧で、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁への前記燃料の供給開始時に前記残圧保持区間内に前記最高圧を生じさせる第３設定圧と、に切り替わるものである。
【００２８】
この構成により、内燃機関の通常運転時には、特定の燃料導入通路およびそれ以外の燃料導入通路に共に燃料が導入されることで、プレッシャレギュレータが低圧側の第１設定圧となる。また、内燃機関の停止中には、特定の燃料導入通路に燃料が導入されることで残圧保持区間の燃料が特定の燃料通路内で調圧部材を介して付勢手段により加圧され、第１設定圧より高圧の第２設定圧にまで昇圧可能な残圧保持状態となる。このとき、プレッシャレギュレータが高圧側の第２設定圧となる。さらに、内燃機関の始動時等における燃料の供給開始時には、特定の燃料導入通路以外の燃料導入通路に燃料が導入されることで、残圧保持区間内に第２設定圧より高圧の最高圧を生じさせ得る状態となる。このとき、プレッシャレギュレータが高圧側の第３設定圧となる。このように、２つの燃料導入通路を有するプレッシャレギュレータとその特定の燃料導入路への燃料の導入を選択的に規制可能な通路開閉弁との併用によって、設定圧が３段階に切替え可能となる。
【００２９】
上記（９）に記載の燃料供給装置においては、（１０）前記弁体が前記燃料導入位置にあって前記第１設定圧の燃料圧力を受圧するとき、該燃料圧力に基づいて前記弁体に作用する前記燃料導入位置側への付勢力が前記第１弁体付勢手段による前記燃料導入停止位置側への付勢力より大きくなることが望ましい。
【００３０】
この構成により、弁体が燃料導入位置にあるとき、プレッシャレギュレータは、特定の燃料導入通路およびそれ以外の燃料導入通路に共に燃料が導入されることで低圧側の第１設定圧となるが、このとき、燃料圧力に基づいて弁体に作用する燃料導入位置側への付勢力が第１弁体付勢手段による燃料導入停止位置側への付勢力より大きくなることから、内燃機関の通常運転中等に第２弁体付勢手段を非作動状態としておくことができ、消費電力を低減させることができる。
なお、本発明にいう複数の燃料導入通路および前記燃料排出通路は、前記隔壁状の調圧部材の一面側にそれぞれ配置されているのがよい。これにより、調圧室側にのみ流体配管がなされることになり、多段の設定圧切替えを行う場合であっても、コンパクトで簡素な配管が可能となる。また、複数の燃料導入通路は２つ以上であってもよく、本発明にいう第１受圧可能面および第２受圧可能面のうち一方または双方が複数設けられてもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、エンジン停止中に燃料噴射弁からの燃料洩れを防止することと燃料ベーパの発生を防止することとを両立させることのできるコンパクトで配管の簡素な、しかも設定圧の多段化に適した低コスト・低消費エネルギの燃料供給装置を提供することができる。
【００３２】
その結果、内燃機関の始動時等に要求される十分に高圧な燃料圧力を調圧でき、通常運転時には燃料圧力制御のための消費電力を確実に低減させることができ、しかも、内燃機関の停止中には燃料噴射弁からの燃料洩れを防止しつつ燃料ベーパの発生を防止することができる低コスト・低消費エネルギのコンパクトな燃料供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置におけるプレッシャレギュレータの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置における調圧部材の受圧領域の説明図で、図３（ａ）はその調圧部材の一面上における２つの受圧領域の配置を示し、図３（ｂ）はその調圧部材の受圧領域付近を拡大して示している。
【図４】図４（ａ）は本発明の一実施形態に係る燃料供給装置における三方電磁弁のＯＦＦ状態を示す概略断面図、図４（ｂ）はその三方電磁弁のＯＮ状態を示す概略断面図であり、図４（ｃ）はその三方電磁弁の弁体の受圧領域の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の通常運転時やエンジン停止直前における作動状態の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の高負荷運転時における作動状態の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置のエンジン停止および燃料供給停止中における作動状態の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置のエンジン始動前かつ燃料供給開始直前における作動状態の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の燃料供給開始直後における作動状態の説明図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の一実施形態に係る燃料供給装置における設定圧切替え制御の運転領域判定マップの説明図であり、図１０（ｂ）はその燃料供給装置を装備するエンジンの停止直後におけるデリバリーパイプ内の燃料温度変化を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の作用説明図で、図１１（ａ）はその燃料供給装置の燃料供給停止時の残圧保持区間を太線で示し、図１１（ｂ）はその残圧保持区間の燃料圧力の変化を一実施例と比較例で比較して示している。
【図１２】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置で実行されるエンジン始動時の燃料圧力制御プログラムの概略処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置で実行されるエンジン運転中の燃料圧力制御プログラムの概略処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置で実行されるエンジン停止時の燃料圧力制御プログラムの概略処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
＜一実施形態＞
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る燃料供給装置を示している。
【００３６】
本実施形態は、本発明を車両用のエンジン（内燃機関）の燃料供給装置に適用したものであり、いわゆるインタンク式の燃料供給システムとして構成されている。すなわち、具体的なタンク構造を図示しないが、本実施形態の燃料供給装置は、燃料タンク内のサブタンクに収納されたプレッシャレギュレータを具備しており、例えばエンジンで遂次消費される燃料消費量分だけサブタンク内に燃料を移送するように、燃料ポンプ側から余計に吐出された燃料のプレッシャレギュレータからの戻り通路を分岐させ、その分岐通路内の戻り流量に応じて燃料ポンプ側のサブタンク内に燃料タンク内の燃料を移送するようになっている。
【００３７】
まず、本実施形態の燃料供給装置の構成について説明する。
【００３８】
図１および図２に示すように、本実施形態の燃料供給装置は、エンジン１で消費される燃料、例えばガソリンを貯留する燃料タンク２と、その燃料タンク２内に貯留された燃料をエンジン１に装備される複数のインジェクタ３（燃料噴射弁；図１中に１つのみ図示している）に圧送・供給する燃料圧送回路１０と、この燃料圧送回路１０からインジェクタ３に供給される燃料を導入して予め設定されたシステム圧Ｐ１に調圧するとともに、そのシステム圧Ｐ１を高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とに切り替える、すなわち可変制御することができるプレッシャレギュレータ２０と、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とのうち任意の設定圧に切替え制御することができる設定圧切替機構４０と、を備えている。
【００３９】
エンジン１は、自動車に搭載される多気筒の内燃機関、例えば４サイクルガソリンエンジンであり、このエンジン１の複数の気筒に対応して設けられたインジェクタ３は、例えばその噴孔側端部３ａを複数の気筒の吸気ポート（図示せず）内に露出している。また、燃料圧送回路１０からの燃料は、デリバリーパイプ４を介して各インジェクタ３に分配されるようになっている。
【００４０】
燃料圧送回路１０は、燃料タンク２内の燃料を汲み上げるとともに加圧して吐出する燃料ポンプ１１と、燃料ポンプ１１の吸入口側で異物の吸入を阻止するサクションフィルタ１２と、燃料ポンプ１１の吐出口側で吐出燃料中の異物を除去する燃料フィルタ１３と、燃料フィルタ１３より下流側に位置するチェック弁１４（逆止弁）と、を含んで構成されている。
【００４１】
燃料ポンプ１１は、詳細を図示しないが、例えばポンプ作動用の羽根車を有するポンプ作動部分１１ｐとそのポンプ作動部分１１ｐを駆動する直流の内蔵モータ１１ｍとを有しており、燃料タンク２内から燃料を図１中に仮想線で示すように汲み上げて加圧し、吐出することができる。この燃料ポンプ１１は、内蔵モータ１１ｍの回転速度［ｒｐｍ］を変化させることで、その単位時間当りの吐出量を可変制御することができるようになっている。また、チェック弁１４は、燃料ポンプ１１からインジェクタ３側への燃料供給方向に開弁する一方、インジェクタ３側から燃料ポンプ１１側への燃料の逆流方向には閉弁し、加圧された供給燃料の逆流を阻止するようになっている。
【００４２】
また、燃料ポンプ１１は、後述する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）４１により内蔵モータ１１ｍへの通電を制御されることで、駆動および停止されるとともに、単位時間当りの燃料吐出量を変化させるようになっている。
【００４３】
プレッシャレギュレータ２０は、燃料が導入される燃料導入口２１ａおよびその燃料が排出される燃料排出口２１ｂを有するハウジング２１を備えており、このハウジング２１は、一対の凹状のハウジング部材１８、１９をそれらの外周フランジ部１８ｊ、１９ｊでかしめ結合したものである。なお、燃料導入口２１ａおよび燃料排出口２１ｂは、それぞれハウジング２１の円周方向に等間隔に離間しているが、それぞれハウジング２１の円周方向のいずれかの位置に少なくとも１つ形成すればよく、それぞれの開口形状は任意である。また、ハウジング部材１８、１９は、例えば鋼板やステンレス鋼板を凹状にプレス加工したものであるが、図示する形状に成型したものであってもよい。
【００４４】
図１および図２に示すように、ハウジング２１の内部には、ハウジング２１の内部を２室に区画する隔壁状の調圧部材２２が設けられている。この調圧部材２２は、ハウジング２１との間に燃料導入口２１ａに連通する調圧室２３を形成する隔壁部２４と、調圧室２３内に導入される燃料圧力に応じた開度で燃料導入口２１ａを燃料排出口２１ｂに連通させる開弁方向に変位する可動弁体部２５とを一体化したものであり、隔壁部２４はその一面側で調圧室２３内の燃料圧力を常時受圧するようになっている（詳細は後述する）。調圧部材２２の隔壁部２４は、また、その他面側でハウジング２１との間に調圧室２３に背圧を付与する背圧室２６を形成しており、その背圧室２６内には、調圧部材２２の可動弁体部２５を閉弁方向に付勢する付勢手段としての圧縮コイルばね２７（弾性部材）が設けられている。また、調圧部材２２と共に背圧室２６を形成する他方のハウジング部材１９には、少なくとも１つの大気圧導入穴１９ａが形成されている。
【００４５】
具体的には、調圧部材２２の隔壁部２４は、例えば基布材料層（例えば、ポリアミド合成繊維等）に燃料に対し劣化し難いゴム層（例えば、水素添加ニトリルゴムやフッ素ゴム等）を一体的に接着した可撓性のダイヤフラムで構成されており、調圧部材２２の可動弁体部２５は、隔壁部２４の中央部に支持された例えば金属（例えば、工具鋼、ステンレス鋼等）製の円板状の弁体プレートで構成されている。図１および図２中では、可動弁体部２５が隔壁部２４の中央部に埋め込まれているが、この場合、可動弁体部２５と隔壁部２４とは例えば前記ゴム層の加硫接着により固着されている。ただし、可動弁体部２５は隔壁部２４の中央部を挟圧するよう隔壁部２４を貫通して相互に連結された２枚のプレート、あるいは、隔壁部２４の中央部に貼り付けられた１枚または２枚のプレートであってもよい。また、調圧部材２２は、別素材からなる可動弁体部２５を持たず、全体が隔壁部２４と同様に構成されたものでもよい。
【００４６】
図２に示すように、ハウジング２１の内部には、調圧室２３の内部で調圧部材２２の可動弁体部２５に対向する環状の第１弁座部３１および第２弁座部３２が同心に配置されており、これら第１弁座部３１および第２弁座部３２と可動弁体部２５との相対変位により開閉する調圧バルブ機構が構成されている。
【００４７】
具体的には、第１弁座部３１および第２弁座部３２は、互いに径が異なりハウジング２１の内部に同軸に配置された外側筒状部材３５および内側筒状部材３６によって構成されており、第１弁座部３１は、その内周側では内側筒状部材３６との間に燃料排出口２１ｂに連通する燃料排出通路３１ｈを形成し、一方、その外周側ではハウジング２１および可動弁体部２５との間に燃料導入口２１ａに連通する環状の外側燃料導入通路３７（特定の燃料導入通路）を形成している。また、第１弁座部３１と可動弁体部２５とが相対変位するとき、その相対変位量に応じて燃料排出通路３１ｈが調圧室２３の内部に開口する内端側で開度を変化させるようになっている。さらに、第２弁座部３２は、その内周側に内側燃料導入通路３２ｈを形成しており、第２弁座部３２と可動弁体部２５とが相対変位するとき、その相対変位量に応じて内側燃料導入通路３２ｈが調圧室２３の内部に開口する内端側で開度を変化させるようになっている。後述するように、内側燃料導入通路３２ｈには、燃料ポンプ１１からの加圧燃料が選択的に導入されるようになっている。
【００４８】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、調圧部材２２は、調圧室２３内のその一面（図３（ａ）に示す範囲の面）上に、環状の外側燃料導入通路３７（第１燃料導入通路）の内部の燃料の圧力を受ける外側の円環帯状の第１受圧可能面２２ａと、内側燃料導入通路３２ｈ（第２燃料導入通路）の内部の燃料の圧力を受ける内側の略円形の第２受圧可能面２２ｂと、燃料排出通路３１ｈの内部のタンク内圧相当の圧力を受け実質的に加圧されない非加圧中間面２２ｃとを有しており、第１受圧可能面２２ａおよび第２受圧可能面２２ｂに対し燃料ポンプ１１からの加圧燃料の圧力が選択的に作用することで、調圧部材２２は、その一面側で、外側燃料導入通路３７および内側燃料導入通路３２ｈのそれぞれと燃料排出通路３１ｈとを連通および遮断するようになっている。ここで、外側の第１受圧可能面２２ａの面積Ａ１と内側の第２受圧可能面２２ｂの面積Ａ２とは、予め設定された面積比Ａ１／Ａ２になるように設定されており、第１受圧可能面２２ａの面積の方が第２受圧可能面２２ｂの面積より大きくなっている（Ａ１＞Ａ２）。
【００４９】
図２中に部分的拡大して示すように、調圧部材２２の可動弁体部２５は、第１弁座部３１および第２弁座部３２に対向する平坦なバルブフェース２５ａを有しており、第１弁座部３１および第２弁座部３２は、それぞれ調圧部材２２の可動弁体部２５に対して同一方向（図１中の上向き）に対向するとともに、実質的に同一平面上に位置するように配置された互いに平行な弁座面３１ｓ、３２ｓを有している。ただし、調圧部材２２の可動弁体部２５が第１弁座部３１に当接するとき、第１弁座部３１の燃料排出通路３１ｈの内端が可動弁体部２５によって液体密に閉止されるが、第２弁座部３２の内側燃料導入通路３２ｈの内端は可動弁体部２５によって開度を絞られるものの、液体密に閉止されない構成にしてもよい。なお、第１弁座部３１および第２弁座部３２の弁座面３１ｓ、３２ｓの内外周縁部には、それぞれ面取りが施されている。
【００５０】
また、ハウジング２１の一方のハウジング部材１８は径方向内方側ほど深くなるよう複数段の段付凹状に形成されており、第１弁座部３１および第２弁座部３２を構成する外側筒状部材３５および内側筒状部材３６は、その一方のハウジング部材１８に異なる半径位置で固定されている。また、ハウジング２１の一方のハウジング部材１８は、外側筒状部材３５に対し径方向の外側に離間する第１環状壁部１８ａと、外側筒状部材３５を支持する第２環状壁部１８ｂと、内側筒状部材３６を支持する第３環状壁部１８ｃとを有し、さらに、第１環状壁部１８ａおよび第２環状壁部１８ｂを連結する第１段付壁部１８ｄと、第２環状壁部１８ｂおよび第３環状壁部１８ｃを連結する第２段付壁部１８ｅと、第３環状壁部１８ｃの外端部に連結された第３段付壁部１８ｆとを有している。
【００５１】
ハウジング２１に形成される燃料導入口２１ａは、外側筒状部材３５の外周面側（径方向外側）に位置し、ハウジング２１に形成される燃料排出口２１ｂは、外側筒状部材３５の内周面側（径方向内側）に位置している。
【００５２】
具体的には、ハウジング２１の燃料導入口２１ａは、外側筒状部材３５と一方のハウジング部材１８の第１環状壁部１８ａとの間に位置する第１段付壁部１８ｄに開口しており、ハウジング２１の一方のハウジング部材１８、調圧部材２２の隔壁部２４および外側筒状部材３５によって、燃料導入口２１ａから燃料を導入するとともに隔壁部２４にその燃料圧力を受圧させる環状の外側燃料導入通路３７が形成されている。また、ハウジング２１の燃料排出口２１ｂは、外側筒状部材３５および一方のハウジング部材１８の第２環状壁部１８ｂと内側筒状部材３６との間に位置する第２段付壁部１８ｅに開口しており、第１弁座部３１の燃料排出通路３１ｈは、外側筒状部材３５と内側筒状部材３６の間に略円筒状に形成されるとともに、一方のハウジング部材１８と外側筒状部材３５および内側筒状部材３６と間の環状排出通路３８を介してハウジング２１の燃料排出口２１ｂに連通している。さらに、第２弁座部３２の内側燃料導入通路３２ｈは、内側筒状部材３６の内方に略円柱状に形成されており、一方のハウジング部材１８の第３段付壁部１８ｆには、第２弁座部３２の内側燃料導入通路３２ｈに連通する中心穴２１ｃが形成されている。
【００５３】
一方、プレッシャレギュレータ２０の燃料導入口２１ａは、燃料圧送回路１０のチェック弁１４より下流側の回路部分である燃料通路１５の分岐通路１５ａ（供給側分岐通路）に接続されており、プレッシャレギュレータ２０の内側燃料導入通路３２ｈは、燃料圧送回路１０のチェック弁１４より上流側の回路部分である分岐通路１６に接続されている。ここで、燃料通路１５に分岐通路１５ａは、デリバリーパイプ４とチェック弁１４の間の燃料配管路部分の他に、例えばサクションフィルタ１２および燃料フィルタ１３のフィルタエレメント（図示せず）を燃料ポンプ１１と共に収納するフィルタケースの一部１７（図１に一部のみ図示）に形成された分岐部分１５ｂと、このフィルタケースの一部１７とハウジング２１との間に形成された環状通路部分１５ｃとを有している。また、分岐通路１６は、燃料ポンプ１１から圧送された燃料をチェック弁１４より上流側の一端側から導入する燃料配管路であり、この分岐通路１６の他端側が内側燃料導入通路３２ｈに連通するハウジング２１の中心穴２１ｃに接続されている。
【００５４】
また、燃料通路１５の分岐通路１５ａには、外側燃料導入通路３７および内側燃料導入通路３２ｈのうち少なくとも一方、例えば外側燃料導入通路３７の上流側に位置する三方電磁弁４５（通路開閉弁、圧力解放手段、三方弁）が設けられている。
【００５５】
この三方電磁弁４５は、外側燃料導入通路３７の上流側で外側燃料導入通路３７への燃料の流入（導入）を規制することができる通路開閉弁としての機能と、この通路開閉弁が外側燃料導入通路３７への燃料の導入を規制するよう閉弁するときに、その通路開閉弁より燃料導入方向下流側の外側燃料導入通路３７内の圧力を燃料排出口２１ｂ側（タンク内圧側）に解放する圧力解放弁（圧力解放手段）の機能と、を併有している。そして、この三方電磁弁４５の開閉状態に応じて外側燃料導入通路３７への燃料の流入が選択的に規制されることで、調圧部材２２に加圧燃料の圧力の作用する領域が、第１受圧可能面２２ａおよび第２受圧可能面２２ｂの双方になるか、あるいは第１受圧可能面２２ａおよび第２受圧可能面２２ｂのうちいずれか一方になるかが切り替えられるようになっている。
【００５６】
三方電磁弁４５は、燃料通路１５の分岐通路１５ａのうち上流側部分に接続されて加圧燃料を導入する第１ポート４５ａと、燃料通路１５の分岐通路１５ａのうち下流部分に接続され、第１ポート４５ａに連通するときに加圧燃料を外側燃料導入通路３７に導入させる第２ポート４５ｂと、燃料タンク２内に開放され、第２ポート４５ｂに連通するときに外側燃料導入通路３７内の燃料圧力を解放させる第３ポート４５ｃと、これら３つのポート４５ａ〜４５ｃの間の連通状態を切替え操作する電磁操作部４５ｄとを有している。
【００５７】
電磁操作部４５ｄは、ＥＣＵ４１側から励磁駆動電流が供給される操作信号ＯＮ状態になるか否かに応じて、そのＯＮ状態（図６、図７および図９中にそれぞれ「信号ＯＮ」で示す）では第２ポート４５ｂを第１ポート４５ａから遮断しつつ第３ポート４５ｃに連通させ、ＥＣＵ４１側から励磁駆動電流が供給されない操作信号ＯＦＦ状態（図５および図８中に「信号ＯＦＦ」で示す）では第２ポート４５ｂを第３ポート４５ｃから遮断しつつ第１ポート４５ａに連通させるようになっている。したがって、三方電磁弁４５の第１ポート４５ａおよび第２ポート４５ｂは、前述の通路開閉弁の入口ポートおよび出口ポートに相当し、三方電磁弁４５の第２ポート４５ｂおよび第３ポート４５ｃは、前述の圧力解放弁の入口ポートおよび出口ポートに相当する。また、三方電磁弁４５の操作信号ＯＮ状態において、前記通路開閉弁としては閉弁状態となり、前記圧力解放弁としては開弁状態となる。
【００５８】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、三方電磁弁４５は、より具体的には、第１ポート４５ａ、第２ポート４５ｂおよび第３ポート４５ｃを有するバルブハウジング４５ｈと、第１ポート４５ａを通して導入される燃料の圧力を一端側で受圧するようバルブハウジング４５ｈの内部に軸方向に変位可能に設けられた弁体４５ｖとを具備しており、弁体４５ｖは、第１ポート４５ａおよび第２ポート４５ｂを連通させる燃料導入位置（図４（ａ）に示す位置）と、第２ポート４５ｂを第３ポート４５ｃに連通させるとともに第１ポート４５ａからは遮断する燃料導入停止位置（図４（ｂ）に示す位置）とに変位するようになっている。なお、これらの図中では、説明の便宜上、弁体４５ｖのストロークを大きくしているが、実際には弁体４５ｖのストロークは外側燃料導入通路３７への燃料圧力の導入および停止と外側燃料導入通路３７の圧力の解放とを可能にするのに必要十分な大きさであり、小さいストロークとなる。
【００５９】
三方電磁弁４５は、また、弁体４５ｖを燃料導入停止位置側に常時付勢するようバルブハウジング４５ｈと弁体４５ｖの間に介装された弾性部材としての圧縮コイルばね４５ｋ（第１付勢手段）と、入力信号に応じて選択的に弁体４５ｖを燃料導入停止位置側に付勢する電磁力発生部としての前述の電磁操作部４５ｄ（第２弁体付勢手段）とを含んで構成されている。さらに、バルブハウジング４５ｈには、弁体４５ｖが燃料導入停止位置にあるときに着座し（図４（ａ）参照）、燃料導入位置にあるときに離間する環状の導入停止位置側弁座４５ｓ１と、弁体４５ｖが燃料導入位置にあるときに着座し（図４（ｂ）参照）、燃料導入停止位置にあるときに離間する環状の導入位置側弁座４５ｓ２と、が設けられている。
【００６０】
図４（ｃ）に示すように、弁体４５ｖが燃料導入停止位置にて加圧燃料の圧力を受圧する第１受圧面積Ｓｖ１（ハッチング部）は、弁体４５ｖが燃料導入位置にて燃料の圧力を受圧する第２受圧面積Ｓｖ２（ハッチング部とその外側の部分）より小さく設定されている。また、弁体４５ｖが図４（ｂ）に示すように燃料導入停止位置に位置するとともに電磁操作部４５ｄが作動する三方電磁弁４５のＯＮ状態で、燃料ポンプ１１から燃料が吐出されるときに、弁体４５ｖが三方電磁弁４５の複数の設定圧のうち最高圧の設定圧に調圧された燃料圧力を受圧しながら閉弁状態を維持し得るように、第１受圧面積Ｓｖ１と第２受圧面Ｓｖ２との面積比Ｓｖ１／Ｓｖ２が設定されている。この面積比Ｓｖ１／Ｓｖ２は、例えば２／３である。
【００６１】
また、第１受圧面積Ｓｖ１の大きさおよび圧縮コイルばね４５ｋの組付け荷重（燃料導入停止位置でのばね荷重）は、弁体４５ｖが燃料導入停止位置にあって最高圧の設定圧に調圧された燃料圧力を受圧するときに、その燃料圧力に基づいて弁体４５ｖに作用する燃料導入位置側への付勢力が圧縮コイルばね４５ｋによる燃料導入停止位置側への付勢力より大きくなるように設定されている。したがって、三方電磁弁４５の電磁操作部４５ｄがＯＦＦ（非励磁）状態に切り替えられたときには、燃料圧力に基づいて弁体４５ｖに作用する燃料導入位置側への付勢力によって、弁体４５ｖが燃料導入位置側に変位するようになっている。さらに、第２受圧面積Ｓｖ２の大きさおよび圧縮コイルばね４５ｋの圧縮時荷重（燃料導入位置でのばね荷重）は、弁体４５ｖが燃料導入位置にあって後述する低圧側の設定圧（第１設定圧）の燃料圧力を受圧するときに、その燃料圧力に基づいて弁体４５ｖに作用する燃料導入位置側への付勢力が圧縮コイルばね４５ｋによる燃料導入停止位置側への付勢力より大きくなるように設定されている。
【００６２】
この三方電磁弁４５は、ＥＣＵ４１と共に、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切替え制御を実行する設定圧切替機構４０を構成している。
【００６３】
三方電磁弁４５が通路開閉として開弁し、外側燃料導入通路３７に燃料ポンプ１１からの加圧燃料が供給されるとともに、内側燃料導入通路３２ｈにも燃料ポンプ１１からの加圧燃料が供給されるときには、調圧部材２２に燃料圧力の作用する領域は、第１受圧可能面２２ａおよび第２受圧可能面２２ｂの双方になる。この状態から、例えば三方電磁弁４５が通路開閉として閉弁し、燃料ポンプ１１からの加圧燃料が外側燃料導入通路３７に導入されることが規制されるときには、内側燃料導入通路３２ｈにのみ燃料ポンプ１１からの加圧燃料が供給されることから、調圧部材２２に燃料圧力の作用する領域は、面積の狭い第２受圧可能面２２ｂのみとなる。このように、調圧部材２２は、第１受圧可能面２２ａおよび第２受圧可能面２２ｂに選択的に液圧付勢力を受け、その付勢力によって開弁方向に付勢される。また、調圧部材２２は、その可動弁体部２５を第１弁座部３１および第２弁座部３２に押し付けるように圧縮コイルばね２７から常に閉弁方向に付勢されているので、それら開弁方向および閉弁方向の付勢力の大小関係により、燃料導入口２１ａを燃料排出口２１ｂに連通させる開弁方向にあるいは燃料導入口２１ａを燃料排出口２１ｂから遮断する閉弁方向に可動弁体部２５を変位させることができる。
【００６４】
プレッシャレギュレータ２０は、このように、燃料ポンプ１１から吐出されインジェクタ３に供給される燃料を調圧室２３内の外側燃料導入通路３７および内側燃料導入通路３２ｈに選択的に導入することで、燃料通路１５から調圧室２３内に導入される燃料を予め設定された高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とのうち任意の設定圧に切り替えながら調圧することができる。
【００６５】
ここにいうプレッシャレギュレータ２０の高圧側の設定圧は、第１受圧可能面２２ａおよび第２受圧可能面２２ｂの面積比に対応する圧力比を持つ第１高圧設定圧Ｈ１と第２高圧設定圧Ｈ２とに設定されており、低圧側の設定圧は、両高圧設定圧Ｈ１、Ｈ２に対し第１受圧可能面２２ａおよび第２受圧可能面２２ｂの各々の面積と両受圧可能面２２ａ、２２ｂの面積和との比に応じた低圧となる低圧側の設定圧Ｌとに設定されている。
【００６６】
すなわち、本実施形態のプレッシャレギュレータ２０は、エンジン１の通常運転時の燃料供給圧に相当する第１設定圧としての低圧側の設定圧Ｌと、この低圧側の設定圧Ｌより高圧で、エンジン１の停止中に後述する残圧保持区間内に保持される燃料圧力に相当する第２設定圧としての第１高圧設定圧Ｈ１と、この第１高圧設定圧Ｈ１より高圧で、燃料ポンプ１１からインジェクタ３への燃料の供給開始時に残圧保持区間内に最高圧を生じさせる第３設定圧としての第２高圧設定圧Ｈ２とに切り替わるように構成されている。
【００６７】
ここにいう残圧保持区間とは、燃料ポンプ１１が停止するとともに通路開閉弁としての三方電磁弁４５が開弁するときに、燃料通路１５のうちインジェクタ３の上流側であってチェック弁１４より下流側に形成され、外側燃料導入通路３７に連通しつつ調圧部材２２を介した圧縮コイルばね２７からの付勢力によって燃料圧力を保持する通路区間である。また、第１高圧設定圧Ｈ１は、調圧部材２２に燃料圧力の作用する領域が面積の広い第１受圧可能面２２ａのみとなるときの設定圧であり、本実施形態ではエンジン１および燃料ポンプ１１の停止中にチェック弁１４からインジェクタ３までの下流側通路区間（以下、残圧保持区間ともいう）内の燃料圧力を第１受圧可能面２２ａに受圧させるときの設定圧（調圧すべき燃料圧力の設定値）である。また、第２高圧設定圧Ｈ２は、内側燃料導入通路３２ｈにのみ燃料ポンプ１１からの加圧燃料が供給され、調圧部材２２に燃料圧力の作用する領域が面積の狭い第２受圧可能面２２ｂのみとなるときの設定圧であり、エンジン１の始動のために燃料ポンプ１１からインジェクタ３への燃料供給が開始されるときや高負荷運転時に残圧保持区間内に最高圧を生じさせる設定圧である。
【００６８】
なお、第１高圧設定圧Ｈ１は、例えば４００［ｋＰａ］（ゲージ圧；以下、同様）であり、エンジン停止直後等にデリバリーパイプ４内の燃料温度が高温になっても、燃料ベーパが生じ難い燃料圧力（通常、３２４ｋＰａ以上）の設定値となっている。第２高圧設定圧Ｈ２は、エンジン１の始動に好適な燃料圧力として要求される値、例えば排気浄化触媒が活性化される前であっても未燃ＨＣ（未燃炭化水素）の排出を抑え得る程度の燃料霧化が期待できる６００［ｋＰａ］である。また、低圧側の設定圧Ｌは、例えば２４０［ｋＰａ］であり、走行中にデリバリーパイプ４内の燃料温度が比較的低温になっても、燃料ベーパが生じ難い燃料圧力設定値となっている。
【００６９】
ＥＣＵ４１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性メモリからなるバックアップメモリに加えて、入力インターフェース回路および出力インターフェース回路等を含んで構成されており、このＥＣＵ４１には車両のイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号が取り込まれるとともに、バッテリからの電源供給がなされるようになっている。さらに、ＥＣＵ４１の入力インターフェース回路には、各種センサ群が接続されており、これらセンサ群からのセンサ情報がＡ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路を通してＥＣＵ４１に取り込まれるようになっている。ＥＣＵ４１の出力インターフェース回路には、インジェクタ３、燃料ポンプ１１および三方電磁弁４５等のアクチュエータ類を制御するため、リレースイッチやスイッチング素子、駆動回路等が設けられている。
【００７０】
また、ＥＣＵ４１は、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムを実行することで、各種センサ群からのセンサ情報およびＲＯＭやバックアップメモリに予め格納された設定値やマップ情報に基づいて、エンジン１の始動のために燃料供給を開始する直前に三方電磁弁４５をＯＮ状態に切り替え、燃料ポンプ１１からの燃料を調圧室２３内で高圧側の設定圧に調圧させるようになっている。また、ＥＣＵ４１は、エンジン１の運転中にその負荷状態を繰返し判定し、始動後の運転状態の大半を占める部分負荷の運転、すなわち始動後であって高負荷運転でない通常運転の領域においては、三方電磁弁４５をＯＦＦ状態に切り替え、燃料ポンプ１１からインジェクタ３への供給燃料圧を調圧室２３内で低圧側の設定圧に調圧させるようになっている。そのため、ＥＣＵ４１のＲＯＭおよびバックアップメモリに格納される設定値には、燃料圧力の高圧側の設定値および低圧側の設定値がそれぞれ含まれ、ＲＯＭやバックアップメモリに格納されるマップ情報には、運転負荷の判定とその判定結果に応じた燃料圧力の切替え制御のための後述する運転領域判定マップ等が含まれている。
【００７１】
ここにいう始動時とは、具体的には、例えばイグニッションキーがスタート位置に操作されてイグニッションＯＮの要求が発生するとき、公知のアイドリングストップを実行する車両でエンジン１を一時停止させた後に再始動させるとき、あるいは、ハイブリッド方式のパワーユニットを搭載する車両でそのパワーユニットの効率を高めるためにエンジン１を一時停止させた後に再始動するとき等に、その始動のためのイグニッションＯＮ要求が発生したときである。
【００７２】
次に、本実施形態の燃料供給装置の複数の動作モードと作用について説明する。
【００７３】
（エンジン停止中：動作モードＡ）
上述のように構成された本実施形態の燃料供給装置では、エンジン１が長時間停止している停止中においては、調圧対象の燃料圧送回路１０の燃料ポンプ１１は燃料供給停止状態で、その吐出側燃料圧力は０［ｋＰａ（gauge）］であり、三方電磁弁４５は電磁操作部４５ｄに通電されないＯＦＦ状態にある。
【００７４】
このとき、三方電磁弁４５の弁体４５ｖは、図４（ａ）に示すように、第１ポート４５ａおよび第２ポート４５ｂを連通させる燃料導入位置にあり、一方、燃料ポンプ１１が燃料供給停止状態であるから、図５に示すように、プレッシャレギュレータ２０の内側燃料導入通路３２ｈには加圧燃料が供給されない。すなわち、内側燃料導入通路３２ｈの内部の燃料圧力Ｐ２が略大気圧（０ｋＰａ）である。したがって、調圧部材２２が開弁方向に燃料圧力を受ける実質的な受圧領域面積は、環状の外側燃料導入通路３７内の燃料圧力を受ける第１受圧可能面２２ａ（弁座部３１に対向する可動弁体部２５の外周部付近の受圧面を含む）のみとなるから、インジェクタ３への燃料供給圧であるチェック弁１４からインジェクタ３までの残圧保持区間の燃料圧力Ｐ１は、外側燃料導入通路３７内の燃料圧力Ｐに等しい。
【００７５】
また、調圧部材２２は圧縮コイルばね２７により可動弁体部２５を第１弁座部３１および第２弁座部３２に着座させているから、外側燃料導入通路３７内の燃料圧力Ｐは、外側燃料導入通路３７側から調圧部材２２に作用する開弁方向の付勢力Ｐ１×第１受圧可能面の面積Ａ１が、圧縮コイルばね２７からの閉弁方向の付勢力である第１高圧設定圧Ｈ１×第１受圧可能面の面積Ａ１に相当する付勢力と釣り合うかそれより小さい付勢力となっている（Ｐ１≦Ｈ１）。ただし、後述するように、エンジン１の運転が停止される直前の燃料圧力Ｐ１は低圧側の設定圧Ｌであり、第１高圧設定圧Ｈ１はそれより十分に高圧であるから、燃料圧力Ｐ１は低圧側の設定圧Ｌより高く、第１高圧設定圧Ｈ１以下の値となる（Ｌ≦Ｐ１≦Ｈ１）。なお、エンジン１の停止直後における燃料供給装置の動作については、後述する。
【００７６】
（エンジン始動時：動作モードＢ１、Ｂ２）
エンジン１が始動されるときには、その始動に先立って、ＥＣＵ４１により、最初に三方電磁弁４５への通電がなされる。すなわち、燃料ポンプ１１による燃料供給が開始されてその吐出圧が立ち上がるより前に、三方電磁弁４５が一旦ＯＮ状態に切り替えられる。
【００７７】
この時点では、三方電磁弁４５の弁体４５ｖは、図４（ｂ）に示すように、第２ポート４５ｂを第１ポート４５ａから遮断しつつ第３ポート４５ｃに連通させる状態に切り替わる。一方、燃料ポンプ１１は未だ燃料供給停止状態であるから、図６に示すように、プレッシャレギュレータ２０の内側燃料導入通路３２ｈには加圧燃料が未だ供給されず、内側燃料導入通路３２ｈの内部の燃料圧力Ｐ２が略大気圧（０ｋＰａ）である。
【００７８】
三方電磁弁４５がＯＮ状態に切り替えられると、三方電磁弁４５の圧力解放弁の機能により環状の外側燃料導入通路３７内の残圧が解放される（Ｐ＝０ｋＰａ）。また同時に、三方電磁弁４５の通路開閉弁の機能により、チェック弁１４からインジェクタ３までの残圧保持区間の燃料圧力Ｐ１がそれまでと同一の圧力、すなわち低圧側の設定圧Ｌ以上で第１高圧設定圧Ｈ１以下となる燃料圧力に保持される（Ｌ≦Ｐ１≦Ｈ１）。
【００７９】
次いで、燃料ポンプ１１が起動されると、図７に示すように、プレッシャレギュレータ２０の内側燃料導入通路３２ｈに加圧燃料が供給される。
【００８０】
このとき、調圧部材２２は、まず圧縮コイルばね２７により可動弁体部２５を第１弁座部３１および第２弁座部３２に着座させる状態にある。そして、内側燃料導入通路３２ｈに加圧燃料が供給され始めると、即座に内側燃料導入通路３２ｈの内部の燃料圧力Ｐ２が大気圧を超えて上昇する。
【００８１】
この状態においては、内側燃料導入通路３２ｈ側から調圧部材２２に作用する開弁方向の付勢力Ｐ２×Ａ２が、圧縮コイルばね２７からの閉弁方向の付勢力である第１高圧設定圧Ｈ１×第１受圧可能面の面積Ａ１（＝第２高圧設定圧Ｈ２×第２受圧可能面の面積Ａ２）に相当する付勢力に達するまで、内側燃料導入通路３２ｈの内部の燃料圧力Ｐ２が上昇する。そして、両付勢力が釣り合うと、内側燃料導入通路３２ｈの内部の燃料圧力Ｐ２が第１受圧可能面の面積Ａ１と第２受圧可能面の面積Ａ２との面積比に応じた設定圧比だけ第１高圧設定圧Ｈ１より高い第２高圧設定圧Ｈ２（＝Ｈ１×Ａ１／Ａ２）に達し、余剰の加圧燃料は燃料排出通路３１ｈに排出される。
【００８２】
次いで、エンジン１が始動される。
【００８３】
このとき、インジェクタ３には、第２高圧設定圧Ｈ２まで昇圧された高圧燃料が供給されることから、インジェクタ３からエンジン１の燃焼室内に噴射される燃料の霧化が助長される。したがって、エンジン１の良好な始動が可能となり、例えば排気浄化触媒が活性化される前のエンジン１の始動直後から未燃ＨＣの排出を抑えるといったことが可能になる。なお、エンジン１の再始動においても上述と同様な始動時の制御（動作モードＢ１、Ｂ２）が実施可能であることはいうまでもない。
【００８４】
より具体的には、ＥＣＵ４１は、例えばイグニッションキーがスタート位置に操作されてイグニッションスイッチからイグニッションＯＮの要求が発生すると、図１２に示すような始動時の燃料圧力制御プログラムを実行する。
【００８５】
まず、エンジン１の始動時に動作モードＢ２とするよう三方電磁弁４５への通電が開始されるとともに、その通電時間を計測するカウンタＣＡがカウントアップされる（ステップＳ１１）。次いで、カウンタＣＡのカウント値が三方電磁弁４５のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切替えに要する時間として予め設定された切替えまでの通電時間ＫＡに達したか否かがチェックされ（ステップＳ１２）、その結果がＮＯ（否定）であれば、三方電磁弁４５への通電状態（ＯＮ状態）が保持される。
【００８６】
次いで、カウンタＣＡのカウント値が通電時間ＫＡに達すると（ステップＳ１２でＹＥＳ（肯定）の場合）、燃料ポンプ１１への通電が開始され（ステップＳ１３）、次いで、エンジン１を始動させるためのクランキングが開始される（ステップＳ１４）。なお、燃料ポンプ１１への通電はエンジン１の運転状態に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されるか、あるいは、燃料ポンプ１１の吐出量を可変するよう制御される。
【００８７】
次いで、例えばエンジン１が完爆状態となる始動完了回転数に達したか否かによってエンジン１の始動完了状態を検出できたか否かが所定時間毎に繰返し判定され（ステップＳ１５）、エンジン１がその始動完了回転数に達すると（ステップＳ１５でＹＥＳの場合）、ＥＣＵ４１は、エンジン１の始動完了状態を検出して、カウンタＣＡをクリアし（ステップＳ１６）、今回の始動時の制御を終了する。
【００８８】
（始動完了後）
ＥＣＵ４１は、エンジン１の始動完了が検知されると、図１３に示すような運転中の燃料圧力制御プログラムを実行する。
【００８９】
この制御プログラムでは、まず、低圧側の設定圧の要求があるか否かが判定され（ステップＳ２１）、その結果がＹＥＳであれば、次いで、三方電磁弁４５への通電が停止され、三方電磁弁４５がＯＦＦ状態となる（ステップＳ２２）。次いで、高圧側の設定圧の要求があるか否かが判定され（ステップＳ２３）、その判定結果がＮＯであれば、直前のステップに戻って、三方電磁弁４５への通電停止状態が保持され、三方電磁弁４５のＯＦＦ状態が継続される（ステップＳ２２）。
【００９０】
一方、高圧側の設定圧の要求があるか否かの判定結果がＹＥＳとなった場合（ステップＳ２３でＹＥＳの場合）には、三方電磁弁４５への通電がなされて、三方電磁弁４５がＯＮ状態となり（ステップＳ２４）、その後、最初のステップに戻って、一連の三方電磁弁４５のＯＮ／ＯＦＦ切替えの制御が再度実行される。なお、この運転中の燃料圧力制御プログラムは、後述するイグニッションＯＦＦの要求が発生しない運転状態下でのみ実行される。また、この運転中の燃料圧力制御プログラムは、始動完了後に燃料圧力の切替え要求が発生したときにのみその切替え後の要求燃料圧力に従って三方電磁弁４５をＯＮ／ＯＦＦ制御する割込み処理としてもよい。
【００９１】
（通常運転時：動作モードＣ）
エンジン１の始動後の運転状態は、高燃料圧力が要求される特定の運転状態、例えば高負荷運転の要求時を除いて、通常は、専ら部分負荷運転状態となり、その通常運転時にはエンジン１の燃費や燃料ポンプ１１の信頼性の面から、低圧側の設定圧が要求される。
【００９２】
この通常運転時においては、図８に示すように、ＥＣＵ４１から三方電磁弁４５への通電が停止（同図中の信号ＯＦＦ）されるとともに、燃料ポンプ１１の運転が継続される。したがって、エンジン１が始動後、通常運転に移行するときには、三方電磁弁４５がＯＦＦ状態に切り替えられる。
【００９３】
エンジン１の運転中、ＥＣＵ４１は、各種センサ情報から得られるエンジン１の回転速度や車両の車速等の運転状態、運転者のアクセルペダル操作量等に基づき、エンジン１に要求される運転状態を特定して、その運転状態が例えば図１０（ａ）に示すような運転領域判定マップ中で高負荷運転領域Ｒ３に含まれるか、通常運転領域Ｒ２に含まれるかを判定する。そして、エンジン１に要求される運転状態が通常運転領域Ｒ２に含まれるときには、三方電磁弁４５への通電を停止するとともに燃料ポンプ１１への通電を継続するように通電制御用のリレースイッチ等が制御される。なお、図１０（ａ）中では、始動時の運転領域をＲ１で示している。
【００９４】
このような状態においては、プレッシャレギュレータ２０の内側燃料導入通路３２ｈおよび環状の外側燃料導入通路３７の双方に燃料ポンプ１１からの加圧燃料が供給される。したがって、調圧部材２２は圧縮コイルばね２７により可動弁体部２５を第１弁座部３１および第２弁座部３２に着座させる閉弁方向の付勢力Ｈ１×Ａ１を受ける一方、外側燃料導入通路３７内の燃料圧力Ｐ（＝Ｐ１）が作用する第１受圧可能面２２ａにおける開弁方向の付勢力Ｐ１×Ａ１と、内側燃料導入通路３２ｈ内の燃料圧力Ｐ２（＝Ｐ１）が作用する第２受圧可能面２２ｂにおける開弁方向の付勢力Ｐ１×Ａ２とを受け、これらの付勢力が釣り合うように調圧がなされる。
【００９５】
よって、このときの燃料供給圧Ｐ１は、Ｐ１＝Ｈ１×Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）を満たす値となる。したがって、第１高圧設定圧Ｈ１が４００［ｋＰａ］、第２高圧設定圧Ｈ２が６００［ｋＰａ］、第１受圧可能面２２ａと第２受圧可能面２２ｂとの面積比Ａ１／Ａ２＝Ｈ２／Ｈ１とすると、このときの燃料供給圧Ｐ１は、２４０［ｋＰａ］の低圧側の設定圧Ｌとなる。
【００９６】
（高負荷運転時：動作モードＢ３）
車両を運転するドライバからの操作入力や車両の走行環境の変化によってエンジン１に要求される運転状態が図１０（ａ）中の高負荷運転領域Ｒ３に入るときには、ＥＣＵ４１により、三方電磁弁４５がＯＮ状態に切り替えられるとともに、燃料ポンプ１１の運転が継続される。
【００９７】
この切替え直後に、上述のエンジン１の始動時と同様に、三方電磁弁４５の圧力解放弁の機能により環状の外側燃料導入通路３７が燃料排出口２１ｂ側に開放され、外側燃料導入通路３７内の燃料圧力Ｐが解放され（Ｐ＝０ｋＰａ）、同時に、三方電磁弁４５の通路開閉弁の機能により、チェック弁１４からインジェクタ３までの残圧保持区間の燃料圧力Ｐ１がそれまでと同一の圧力、すなわち低圧側の設定圧Ｌ以上で第２高圧設定圧Ｈ２以下となる燃料圧力に保持される（Ｌ≦Ｐ１≦Ｈ２）。
【００９８】
一方、燃料ポンプ１１の運転は継続されるので、プレッシャレギュレータ２０の内側燃料導入通路３２ｈに加圧燃料が供給され続ける。したがって、このとき、調圧部材２２は、可動弁体部２５を一旦は第１弁座部３１および第２弁座部３２に着座させる閉弁方向に変位させ、内側燃料導入通路３２ｈの内部の燃料圧力Ｐ２を即座に上昇させる。
【００９９】
すなわち、始動時と同様に、内側燃料導入通路３２ｈ側から調圧部材２２に作用する開弁方向の付勢力Ｐ２×Ａ２が、圧縮コイルばね２７からの閉弁方向の付勢力である第１高圧設定圧Ｈ１×第１受圧可能面の面積Ａ１に相当する付勢力と釣り合うとき、内側燃料導入通路３２ｈの内部の燃料圧力Ｐ２が第２高圧設定圧Ｈ２に達する。
【０１００】
したがって、高負荷要求に応え得る十分な燃料噴射量が確保できることになる。
【０１０１】
（エンジン停止直前：動作モードＣ）
エンジン１を停止させるとき、ＥＣＵ４１は、エンジン１を停止させるのに先立って三方電磁弁４５をＯＦＦ状態にする。エンジン１は停止前に通常運転領域にあるかこの領域を通過するので、ＥＣＵ４１は、三方電磁弁４５のＯＦＦ状態を維持した状態で、エンジン１を停止させることになる。
【０１０２】
具体的には、ＥＣＵ４１は、例えばドライバによりイグニッションキーがイグニッションＯＦＦ側に操作され、エンジン１を停止させるイグニッションＯＦＦの要求が発生すると、図１４に示すようなエンジン停止時の燃料圧力制御プログラムを開始する。
【０１０３】
このエンジン停止時の燃料圧力制御プログラムでは、まず、三方電磁弁４５への通電が停止されて、三方電磁弁４５がＯＦＦ状態になるとともに、エンジン停止前の三方電磁弁４５がＯＦＦ状態の確定時間または最低維持時間を計測するカウンタＣＡがカウントアップされる（ステップＳ３１）。次いで、カウンタＣＡのカウント値が予め設定されたＯＦＦ状態の確定時間または最低維持時間ＫＢに達したか否かがチェックされる（ステップＳ３２）。なお、ここでのＯＦＦ状態の確定時間または最低維持時間ＫＢは、三方電磁弁４５がエンジン停止直前にＯＦＦ状態とされた場合に、プレッシャレギュレータ２０内の調圧部材２２がＯＦＦ状態の姿勢で安定するのに十分な時間である。
【０１０４】
次いで、カウンタＣＡのカウント値が通電時間ＫＢに達すると（ステップＳ３２でＹＥＳの場合）、三方電磁弁４５のＯＦＦ状態のままで、燃料ポンプ１１が停止されるとともに、エンジン１を停止させるのに必要な処理が実行され（ステップＳ３３）、今回のエンジン停止時の燃料圧力制御が終了する。
【０１０５】
（エンジン停止直後：動作モードＡ）
ところで、エンジン１の停止直後には、冷却水や冷却風によるエンジン１の冷却が停止されることで、図１０（ｂ）に示すように、燃料供給経路中のチェック弁１４からインジェクタ３までの残圧保持区間における燃料の温度が高くなる。
【０１０６】
このとき、この残圧保持区間の燃料圧力Ｐ１はプレッシャレギュレータ２０の外側燃料導入通路３７内の燃料圧力Ｐに等しく、その外側燃料導入通路３７内の燃料圧力Ｐは、第１高圧設定圧Ｈ１に到達するまで上昇し得るよう面積の大きい第１受圧面２２ａで調圧部材２２の可撓性の隔壁部２４により弾力的に加圧される状態にある。したがって、チェック弁１４からインジェクタ３までの残圧保持区間Ｃにおける燃料の温度が高くなるとき、その温度上昇に伴って残圧保持区間Ｃ内の燃料の蒸気圧が高くなるとともに、気液平衡を保つように燃料圧力Ｐ１が上昇する。
【０１０７】
いま、例えば図１１（ａ）に示す残圧保持区間Ｃにおける燃料が、エンジン１の停止時点で図１１（ｂ）に示す温度ｔ１であったとする。この場合、エンジン１の冷却が停止されることで残圧保持区間Ｃの燃料の温度が高くなると、同図（ｂ）中に示す気液平衡曲線Ｅに沿ってその燃料の蒸気圧が高くなり、同図中に実線で示す一実施例のように、その蒸気圧の上昇に対応して燃料圧力Ｐ１が徐々に高温・高圧の状態に移行する（同図中の矢印ｑ１の方向）。そして、残圧保持区間Ｃ内の燃料の温度がエンジン１の停止後の最高温度ｔ２に達するときでも、図１１（ｂ）に示す気液平衡曲線Ｅより気相側に変化することはない。すなわち、エンジン停止直後等にデリバリーパイプ４内の燃料温度が高温になっても、燃料ベーパが生じ難い残圧が有効に確保されることになる。そして、エンジン１のソーク時間がさらに経過し、残圧保持区間Ｃ内の燃料の温度がエンジン１の停止後の最高温度ｔ２から徐々に低温・低圧側に移行する（同図中の矢印ｑ２の方向）ときも、調圧部材２２により加圧される残圧保持区間内の燃料の燃料圧力Ｐ１は気液平衡曲線Ｅより気相側に変化することがない。したがって、エンジン１の停止後に残圧保持区間Ｃ内における燃料ベーパの発生が有効に抑制され、エンジン１が高温再始動される場合でも冷間始動される場合でも良好な始動が可能になる。
【０１０８】
なお、図１１（ｂ）中に仮想線で示すのは、プレッシャレギュレータ２０に代えて、エンジン１の停止後に低圧側の設定圧Ｌ程度の設定圧となる比較例のプレッシャレギュレータを用いた場合の燃料圧力Ｐ１の推移を示している。この場合、エンジン１の冷却が停止されることで残圧保持区間Ｃの燃料の温度がエンジン１の停止時点の温度ｔ１から高くなるとき、燃料圧力Ｐ１が設定圧Ｌで制限されることから、圧力一定で温度上昇することになる。このとき、残圧区間の燃料の蒸気圧は設定圧Ｌより大きい圧力値となるから、残圧区間の燃料が気液平衡曲線Ｅより気相側に移行する。したがって、エンジン１の停止後に残圧保持区間内に燃料ベーパが発生し易い状態となってしまうから、エンジン１が高温再始動される場合には良好な始動ができなくなる。
【０１０９】
本実施形態では、燃料ベーパの発生を防止するだけでなく、エンジン１の冷却が停止されることで残圧保持区間Ｃの燃料の温度および蒸気圧が高くなって燃料圧力Ｐ１が高温・高圧側に移行しても、燃料圧力Ｐ１は第１高圧設定圧Ｈ１を超えることがない。したがって、エンジン１の停止中にインジェクタ３からの燃料洩れ（油密洩れ）を確実に防止できる。
【０１１０】
（作用）
上述のように、本実施形態の燃料供給装置では、通路開閉弁として機能する三方電磁弁４５の開閉によって、燃料ポンプ１１から吐出されインジェクタ３に供給される燃料を調圧室２３内の外側燃料導入通路３７および内側燃料導入通路３２ｈに選択的に導入し、調圧部材２２の実際の受圧領域の面積を変更することによって、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の複数段の切替えを行うので、その切替え操作のための専用配管が不要になり、コンパクトで簡素な配管が可能な低コストの燃料供給装置となる。また、通路開閉弁および圧力解放弁が三方電磁弁４５として一体に構成されていることで、一層のコンパクト化と配管の簡素化が可能になる。
【０１１１】
すなわち、本実施形態では、エンジン１を停止させるとき、燃料ポンプ１１からの燃料供給の停止に先立って通路開閉弁としての三方電磁弁４５を開弁させ、外側燃料導入通路３７および内側燃料導入通路３２ｈのそれぞれに燃料の圧力を導入可能な状態としてから、燃料ポンプ１１が停止される。エンジン１の始動時には燃料霧化を助長すべく高設定圧が要求されることから、この条件と燃料供給の停止に先立って通路開閉弁としての三方電磁弁４５を開弁させることとを両立させる場合、エンジン１の停止中および通常運転中には共に三方電磁弁４５を通路開閉弁として開弁したＯＦＦ状態にしておくことができ、三方電磁弁４５の切替え操作を燃料供給の開始時に一時的に行うだけで済む。したがって、三方電磁弁４５を、常開型または常閉型のうちエンジン１の通常運転時やエンジン停止中に非通電状態で済むタイプの通路開閉弁とすることで、その消費電力を抑えることができ、三方電磁弁４５の切替えに要する消費エネルギを低減させることができる。
【０１１２】
さらに、エンジン１の停止中、すなわち燃料ポンプ１１からの燃料供給の停止時には、チェック弁１４から燃料噴射弁までの下流側通路区間内の燃料圧力を第１受圧可能面２２ａに受圧させることでプレッシャレギュレータ２０の設定圧を第１高圧設定圧Ｈ１とし、燃料ポンプの停止中におけるインジェクタ３からの燃料洩れを防止するとともに、燃料ベーパの発生を防止することができる。
【０１１３】
また、燃料ポンプ１１からの燃料供給の開始時には、その開始に先立って通路開閉弁としての三方電磁弁４５が閉弁し、燃料ポンプ１１からインジェクタ３への供給が開始された燃料の圧力が第２受圧可能面２２ｂに対応する内側燃料導入通路３２ｈに導入され、かつ、第１受圧可能面２２ａに対応する外側燃料導入通路３７には導入されないようにして、最高設定圧である第２高圧設定圧Ｈ２に切り替えるので、面積の小さい第２受圧可能面２２ｂにのみ燃料ポンプ１１からの燃料圧力を受圧させることで、エンジン１の始動時等に要求される高い燃料圧力を迅速（すなわち高応答）確保できる。特に、調圧部材２２の可動弁体部２５が隔壁部２４より高剛性のプレートで構成されたバルブフェース２５ａを有し、そのバルブフェース２５ａ内に最高圧を受ける第２受圧可能面２２ｂが形成されるので、調圧部材２２の高応答性と耐久性との両立を図ることもできる。
【０１１４】
しかも、通路開閉弁としての三方電磁弁４５が閉弁するとき、圧力解放弁としての三方電磁弁４５を通して外側燃料導入通路３７内の燃料圧力が燃料タンク２内に解放されるので、燃料供給の停止中に第１受圧可能面２２ａに作用していた比較的高圧の燃料圧力が、燃料ポンプ１１からの燃料供給の開始に先立って確実に解放され、燃料ポンプ１１からインジェクタ３への供給燃料が開始されると即座にその燃料圧力が第２受圧可能面２２ｂのみに受圧されるので、エンジンの始動時等に要求される高い燃料圧力が最も迅速に確保できることになる。
【０１１５】
また、本実施形態では、燃料ポンプ１１からの燃料供給の停止時とその燃料供給の開始時とで第１、第２受圧可能面２２ａ、２２ｂを切り替えて使用することによって設定圧を第１高圧設定圧Ｈ１と第２高圧設定圧Ｈ２とに変化させることができ、設定圧を多段にすることができる。したがって、エンジン１の停止中のインジェクタ３からの燃料洩れを防止する程度に制限されることなく、第２高圧設定圧Ｈ２を設定することができ、インジェクタ３のダイナミックレンジ（最大噴射量と最小噴射量の比）を広くしなくとも、低流量から高流量までその流量に適切な燃料圧力を調圧することでインジェクタ３の燃料噴射能力を高めることができ、インジェクタ３の製造コストを抑えることもできる。
【０１１６】
このように、本実施形態においては、ＥＣＵ４１により三方電磁弁４５を制御することで、エンジン１の停止前に通路開閉弁としての三方電磁弁４５を開弁状態に切り替え、調圧部材２２の受圧面積が大きい外側燃料導入通路３７を利用して燃料ポンプ１１の停止時に所要の残圧を確保できるとともに、燃料ポンプ１１の始動時にはエンジンの始動時等に要求される高燃料圧力が迅速に確保でき、エンジン１の始動時に良好な始動性を得ることができる。その結果、多段の設定圧Ｈ１、Ｈ２、Ｌをエンジンの運転状態に応じて最適な値に切り替えることができる燃料供給装置となる。
【０１１７】
加えて、本実施形態においては、プレッシャレギュレータ２０の設定圧が最高圧になるとき、そのプレッシャレギュレータ２０により調圧される燃料圧力は、燃料導入停止位置に位置する弁体４５ｖの狭い第１受圧面積Ｓｖ１で受圧されることから、三方電磁弁４５の圧縮コイルばね４５ｋおよび電磁操作部４５ｄの付勢力を小さく抑えながらも、外側燃料導入通路３７に接続する第２ポート４５ｂを第１ポート４５ａから確実に遮断できる。したがって、コンパクトな三方電磁弁４５を用いながらも高設定圧への切替えが可能になる。
【０１１８】
また、弁体４５ｖは、圧縮コイルばね４５ｋによって常時燃料導入停止位置側に付勢されるとともに、入力信号に応じた電磁操作部４５ｄの作動によっても燃料導入停止位置側への付勢力となる電磁力を受けるので、入力信号に応じた電磁操作部４５ｄの作動・非作動の切替えにより、最高圧と他の設定圧の間で設定圧の迅速な切替えができる。
【０１１９】
さらに、弁体４５ｖが燃料導入停止位置に位置するとともに電磁操作部４５ｄが作動する状態で、燃料ポンプ１１からの加圧燃料が吐出されるとき、弁体４５ｖが最高圧である第２高圧設定圧Ｈ２に調圧された燃料圧力を受圧しながらその閉弁状態を維持し得るように、第１受圧面積Ｓｖ１と第２受圧面積Ｓｖ２との面積比Ｓｖ１／Ｓｖ２が設定されているので、燃料供給の開始時等におけるプレッシャレギュレータ２０の設定圧を燃料供給停止中の第１高圧設定圧Ｈ１よりも更に高圧側の第２高圧設定圧Ｈ２に設定した場合であっても、外側燃料導入通路３７に接続する第２ポート４５ｂを第１ポート４５ａから確実に遮断でき、エンジン１の良好な始動が可能になる。
【０１２０】
また、弁体４５ｖが燃料導入停止位置にあって最高圧の設定圧Ｈ２に調圧された燃料圧力を受圧するとき、その燃料圧力に基づいて弁体４５ｖに作用する燃料導入位置側への付勢力が、圧縮コイルばね４５ｋによる燃料導入停止位置側への付勢力より大きく、電磁操作部４５ｄが非作動状態に切り替えられたときには、弁体４５ｖが燃料導入位置側に変位するので、プレッシャレギュレータ２０が確実に低圧側の設定圧に切り替えられることになる。
【０１２１】
さらに、弁体４５ｖが燃料導入位置にあるとき、プレッシャレギュレータ２０は、外側燃料導入通路３７および内側燃料導入通路３２ｈのそれぞれに燃料が導入されることで低圧側の設定圧Ｌに切り替えられるが、このとき、燃料圧力に基づいて弁体４５ｖに作用する燃料導入位置側への付勢力が圧縮コイルばね４５ｋによる燃料導入停止位置側への付勢力より大きくなることから、エンジン１の通常運転中等に電磁操作部４５ｄを非作動状態としておくことができ、消費電力を低減させることができる。
【０１２２】
このように、本実施形態によれば、エンジン１の停止中にインジェクタ３からの燃料洩れを防止することと燃料通路１５内における燃料ベーパの発生を防止することとを両立させることのできるコンパクトで配管の簡素な、しかも設定圧の多段化に適した低コスト・低消費エネルギの燃料供給装置を提供することができる。その結果、エンジン１の始動時等に要求される十分に高圧な燃料圧力を調圧でき、通常運転時には燃料圧力制御のための消費電力を確実に低減させることができ、しかも、エンジン１の停止中にはインジェクタ３からの燃料洩れを防止しつつ燃料ベーパの発生を防止することができる低コスト・低消費エネルギのコンパクトな燃料供給装置を提供することができる。
【０１２３】
なお、上述の一実施形態においては、複数の燃料導入通路として外側燃料導入通路３７および内側燃料導入通路３２ｈを設け、これらに対応する面積の異なる第１受圧可能面２２ａおよび第２受圧可能を設けていたが、外側燃料導入通路３７および内側燃料導入通路３２ｈに代えて３つあるいはそれ以上の燃料導入通路を設けるとともに、それらに対応する３つ以上の受圧可能面を調圧部材に設けるようにすることも考えられる。また、各動作モードにおいて調圧部材２２に傾きが生じないようにバランスよく燃料圧を受圧させるようにすれば、複数の弁座部を必ずしも同心に配置する必要はない。第１受圧可能面２２ａおよび第２受圧可能の面積を同じにすることもできる。ただし、その場合には、燃料導入通路の切替えにより設定圧を異なる設定圧に切り替えることにならず、同一の設定圧が維持されることになる。
【０１２４】
上述の一実施形態においては、インタンク式の燃料供給装置としていたが、デリバリーパイプの近傍に配置されるものであってもよいことはいうまでもない。また、外側筒状部材３５および内側筒状部材３６は、ハウジング２１と別体の作製されてハウジング２１に固定されたものとしていたが、これら外側筒状部材３５および内側筒状部材３６をハウジング２１と一体に成型してもよいことはいうまでもない。
【０１２５】
また、上述の一実施形態では、背圧室２６側を燃料タンク２内に開放されたものとしたが、ハウジング２１内の調圧部材２２の他面側に閉じた背圧室を形成し、その閉じた背圧室に他の負圧または正圧の圧縮性流体（例えば空気）を封入したり、専用の背圧供給回路によって背圧付与のための流体をその閉じた背圧室に供給・排出させたりすることも勿論可能である。
【０１２６】
また、上述の一実施形態における調圧部材２２は、可撓性の隔壁部２４とプレート状の可動弁体部２５を有するダイヤフラムによって構成されていたが、隔壁部２４はハウジング２１内に摺動可能に保持されたピストン状のもので、可動弁体部２５の背面を支持するようなものであってもよい。この場合、ピストン状の調圧部材は、背圧室側からスプリング等の付勢手段により閉弁方向に付勢される。
【０１２７】
上述の一実施形態においては、燃料消費部がガソリンを消費する車両用のガソリンエンジンであったが、他の燃料を用いるエンジンにも使用できることは勿論であり、車両用以外のエンジンにも適用可能である。また、燃料を消費して何らかの出力をなす各種の燃料消費部において、燃料圧力の高圧／低圧切替えがなされる場合にも、本発明を適用することができる。
【０１２８】
以上説明したように、本発明は、エンジン停止中に燃料噴射弁からの燃料洩れを防止することと燃料ベーパの発生を防止することとを両立させることのできるコンパクトで配管の簡素な、しかも設定圧の多段化に適した低コスト・低消費エネルギの燃料供給装置を提供することができるという効果を奏するものであり、内燃機関の燃料を燃料ポンプから燃料噴射弁に供給するとともにその燃料圧力をプレッシャレギュレータにより調整する燃料供給装置全般に有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
１  エンジン（内燃機関）
３  インジェクタ（燃料噴射弁）
１０  燃料圧送回路
１１  燃料ポンプ
１４  チェック弁（逆止弁）
１５  燃料通路
１５ａ、１５ｅ  分岐通路（導入通路）
１５ｆ  内側燃料導入通路の接続区間
１６  分岐通路（逆止弁の上流側）
２０  プレッシャレギュレータ（調圧弁）
２１  ハウジング
２２  調圧部材
２２ａ  第１受圧可能面
２２ｂ  第２受圧可能面
２３  調圧室
２４  隔壁部（ダイヤフラム）
２５  可動弁体部（弁体プレート）
２６  背圧室
２７  圧縮コイルばね（弾性部材、付勢手段）
３１  第１弁座部
３１ｈ  燃料排出通路
３２  第２弁座部
３２ｈ  内側燃料導入通路（第２燃料導入通路）
３７  外側燃料導入通路（第１燃料導入通路、特定の燃料導入通路）
４０  設定圧切替機構
４１  ＥＣＵ（電子制御ユニット）
４５  三方電磁弁（通路開閉弁、圧力解放手段、三方弁）
４５ａ  第１ポート
４５ｂ  第２ポート
４５ｃ  第３ポート
４５ｄ  電磁操作部（電磁力発生部）
４５ｈ  バルブハウジング
４５ｋ  圧縮コイルばね（第１付勢手段）
４５ｖ  弁体  
４５ｓ１  導入停止位置側弁座
４５ｓ２  導入位置側弁座
Ａ１、Ａ２  受圧可能面の面積
Ｈ１  第１高圧設定圧（第２設定圧）
Ｈ２  第２高圧設定圧（第３設定圧、最高圧）
Ｌ  低圧側の設定圧（第１設定圧）
Ｐ１  燃料圧力（燃料供給圧、システム圧、残圧保持区間の燃料圧力）
Ｐ２  燃料圧力（燃料供給圧）
Ｓｖ１  第１受圧面積
Ｓｖ２  第２受圧面積
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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