(57)【要約】【課題】騒音の発生を抑制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】第１及び第２高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂは、フィードポンプ１１から供給された燃料を更に加圧する。第１高圧燃料ポンプ３０ａは、吐出量の調量可能な調量式高圧燃料ポンプとされ、第２高圧燃料ポンプ３０ｂは非調量式高圧燃料ポンプとされている。【選択図】      図１
2005351135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードポンプから供給された燃料を更に加圧する高圧燃料ポンプを複数備える内燃機関の燃料供給装置において、
前記複数の高圧燃料ポンプのうち一部のポンプを吐出量の調量可能な調量式高圧燃料ポンプとし、他のポンプを非調量式高圧燃料ポンプとした
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記調量式高圧燃料ポンプは電磁弁の開閉制御を通じてその吐出量の調量を行うものである
請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記非調量式高圧燃料ポンプの吐出量を前記調量式高圧燃料ポンプの最大吐出量よりも少量に設定した
請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記非調量式高圧燃料ポンプの吐出量を、前記調量式高圧燃料ポンプの吐出量の調量範囲における最小吐出量よりも少量に設定した
請求項３に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
前記内燃機関における要求燃料量が前記非調量式高圧燃料ポンプの吐出量以下であるとき、前記調量式高圧燃料ポンプの作動が停止されて前記非調量式高圧燃料ポンプのみによる燃料吐出がなされる
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
前記非調量式高圧燃料ポンプの吐出量を前記内燃機関がアイドル運転状態にあるときの要求燃料量に設定した
請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項７】
前記調量式高圧燃料ポンプは、加圧室から溢流する燃料の量及び同加圧室に吸入する燃料の量の少なくとも一方の調量を通じて吐出量の調量を行うものであり、
前記フィードポンプからの燃料は前記各高圧燃料ポンプに接続される複数の分岐路を介してこれら高圧燃料ポンプに各別に供給され、前記分岐路の分岐点から前記調量式高圧燃料ポンプまでの前記分岐路の長さは同分岐点から前記非調量式高圧燃料ポンプまでの前記分岐路の長さよりも長く設定されている
請求項１〜６のいず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、フィードポンプから供給された燃料を更に加圧する高圧燃料ポンプを複数備える内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置としては、例えば特許文献１にみられるようなものが知られている。
即ち、この装置は、シリンダとこのシリンダ内を往復動するプランジャとにより区画される加圧室に吸入された燃料を該加圧室から溢流させる電磁弁を有する調量式高圧燃料ポンプを備えて構成されている。そして、この調量式高圧燃料ポンプでは、その吸入行程において上記プランジャのリフト量に応じた一定量の燃料が上記加圧室内に吸入される。他方、その加圧行程にあっては、内燃機関の要求燃料量に応じた上記電磁弁の開閉制御を通じて上記加圧室から溢流される燃料の量が調量され、これによって燃料の吐出量が調量される。
【０００３】
また、この装置では、例えばＶ型８気筒からなる筒内噴射式内燃機関のような要求燃料量の多い内燃機関に対応して、こうした調量式高圧燃料ポンプを各バンク毎に１つずつ、すなわち合計で２つ備える構成としている。ただしこの場合、ポンプの数が増加した分、電磁弁の開閉動作に伴う騒音が装置全体として増大することにもなる。そこでこの装置では、アイドル時などの内燃機関の要求燃料量が少ないときには、上記２つのポンプの一方のみを用いて燃料を加圧圧送するようにし、これによって電磁弁の開閉動作に伴う騒音を装置全体として低減させるようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２１３３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記装置では、要求燃料量の少ないときには電磁弁の開閉動作に伴う騒音を装置全体として減少できるとしても、当該内燃機関の搭載される車両の走行時など、要求燃料量が多いときには双方の調量式高圧燃料ポンプが作動され、上記電磁弁の開閉動作、換言すれば吐出量の調量操作に伴う騒音は装置全体として増大することとなる。
【０００５】
また、調量式高圧燃料ポンプとしては、上記のように電磁弁を利用して吐出量の調量を行うものに限らず、例えば上記プランジャを往復動させるカムのプロフィールをカムシャフトの軸線に対して傾斜させ、この軸線方向への同シャフトの移動量制御を通じて上記プランジャのストロークひいては吐出量を調量するものが考えられる。しかし、いずれにせよ、要求燃料量が多いときには双方の調量式高圧燃料ポンプが作動されることとなり、上記同様、調量操作に伴う騒音が装置全体として増大するといった問題は依然として残ることとなる。
【０００６】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、騒音の発生を抑制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】
【０００７】
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記載する。
先ず、請求項１に係る発明は、フィードポンプから供給された燃料を更に加圧する高圧燃料ポンプを複数備える内燃機関の燃料供給装置において、前記複数の高圧燃料ポンプのうち一部のポンプを吐出量の調量可能な調量式高圧燃料ポンプとし、他のポンプを非調量式高圧燃料ポンプとしたことをその要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、複数の高圧燃料ポンプの全てを調量式高圧燃料ポンプとした構成と異なり、吐出量の調量操作に伴う騒音の発生を装置全体として抑制することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記調量式高圧燃料ポンプは電磁弁の開閉制御を通じてその吐出量の調量を行うものであることをその要旨とする。
同構成によれば、電磁弁の開閉動作に伴い発生する騒音を装置全体として抑制することができるようになる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記非調量式高圧燃料ポンプの吐出量を前記調量式高圧燃料ポンプの最大吐出量よりも少量に設定したことをその要旨とする。
【００１１】
同構成によれば、例えば、非調量式高圧燃料ポンプの吐出量を調量式高圧燃料ポンプの最大吐出量よりも多量に設定した構成と比較して、装置全体としての最大吐出量が同じ場合において吐出量の調量範囲を広く確保することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記非調量式高圧燃料ポンプの吐出量を、前記調量式高圧燃料ポンプの吐出量の調量範囲における最小吐出量よりも少量に設定したことをその要旨とする。
【００１３】
例えば、全ての高圧燃料ポンプを調量式高圧燃料ポンプとした構成においては、装置全体としての吐出量に関して、全ての高圧燃料ポンプを停止してこれを「０」とすることや、或いは高圧燃料ポンプを１つのみ作動させてこれを同ポンプにおける下限側の調量限界、即ち上記最小吐出量とすることはできても、この最小吐出量より少量とすることはできない。
【００１４】
その点、本発明によれば、調量式高圧燃料ポンプの作動を停止して非調量式高圧燃料ポンプのみによる燃料吐出を行うようにすることで、装置全体としての吐出量を上記最小吐出量よりも少量とすることができるようになる。従って、内燃機関の要求燃料量が上記最小吐出量よりも少ない場合に、装置全体としての吐出量を上記要求燃料量により近い量とすることができ、よりきめ細やかな吐出量の調量が可能となる。
【００１５】
なお、本発明における「最小吐出量」は、調量式高圧燃料ポンプの作動時におけるその吐出量調量範囲でのものを指しており、同ポンプの停止時における吐出量（即ち「０」）とは異なるものとする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記内燃機関における要求燃料量が前記非調量式高圧燃料ポンプの吐出量以下であるとき、前記調量式高圧燃料ポンプの作動が停止されて前記非調量式高圧燃料ポンプのみによる燃料吐出がなされることをその要旨とする。
【００１７】
同構成によれば、内燃機関における要求燃料量が非調量式燃料ポンプの吐出量以下であるときには、調量操作に伴う騒音の発生を完全に防止することができる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記非調量式高圧燃料ポンプの吐出量を前記内燃機関がアイドル運転状態にあるときの要求燃料量に設定したことをその要旨とする。
【００１８】
内燃機関がアイドル運転状態にあるときの要求燃料量を調量式高圧燃料ポンプの吐出量の調量操作を通じて行うようにすると、その調量操作に伴う騒音の発生が避けきれない。一方、こうしたアイドル運転時の要求燃料量を非調量式高圧燃料ポンプによる燃料吐出によって確保する場合、こうした調量操作に伴う騒音の発生は抑えることができるものの、非調量式高圧燃料ポンプの吐出量がアイドル運転時の要求燃料量を上回っている場合には、その分、非調量式高圧燃料ポンプの駆動に伴うエネルギ損失が生じることとなる。
【００１９】
その点、本発明によれば、内燃機関がアイドル運転状態にあるときに調量式高圧燃料ポンプの作動を停止することで装置全体としての最小吐出量をアイドル運転時の要求燃料量と等しい量とすることができるようになるため、上記アイドル運転時において要求燃料量を超えた無駄な燃料吐出を極力回避することができるようになる。その結果、無駄なエネルギ消費を抑え、燃費の向上を図り得るようになる。
【００２０】
また、アイドル運転時には、内燃機関の燃焼騒音が小さくなるなど、運転者においては他の騒音が比較的認識され易い状況となる。その点、本発明によれば、そうした比較的騒音の認識し易い状態において吐出量の調量操作に伴う騒音の発生をなくすことができるため、騒音防止効果がより一層顕著なものとなる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、前記調量式高圧燃料ポンプは、加圧室から溢流する燃料の量及び同加圧室に吸入する燃料の量の少なくとも一方の調量を通じて吐出量の調量を行うものであり、前記フィードポンプからの燃料は前記各高圧燃料ポンプに接続される複数の分岐路を介してこれら高圧燃料ポンプに各別に供給され、前記分岐路の分岐点から前記調量式高圧燃料ポンプまでの前記分岐路の長さは同分岐点から前記非調量式高圧燃料ポンプまでの前記分岐路の長さよりも長く設定されていることをその要旨とする。
【００２２】
加圧室から溢流する燃料の量及び同加圧室に吸入する燃料の量の少なくとも一方の調量を通じて吐出量の調量を行う調量式高圧燃料ポンプにおいては、フィードポンプ側に伝播する圧力脈動が吐出量の調量操作に伴って分岐路内に生じ易くなる。こうした圧力脈動が分岐点に達すると、非調量式高圧燃料ポンプの燃料吸入ひいてはポンプ効率に悪影響を及ぼす懸念が生じる。
【００２３】
その点、本発明では分岐点からの分岐路の長さに関して、調量式高圧燃料ポンプまでの長さが非調量式高圧燃料ポンプまでの長さよりも長く設定されることから、こうした調量式高圧燃料ポンプからの圧力脈動が分岐点に達するまでに好適に減衰される。従って、非調量式高圧燃料ポンプにおけるポンプ効率の低下を抑制することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を車載用の筒内噴射式内燃機関に適用される燃料供給装置として具体化した一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
なお本発明の適用対象となる上記内燃機関のシリンダ配列は、第１及び第２の２つのバンクに各４つの気筒を備えるＶ型８気筒配列となっている。以下の説明において、符号として同一の番号が付された構成要素のうち、各バンクの区別が必要なものに関しては、第１バンクの構成要素についてはその末尾に「ａ」を、第２バンクの構成要素についてはその末尾に「ｂ」を付けて区別する。なお、特に両者の区別の必要のないものに関しては、符号として番号のみを付すこととする。
【００２５】
図１に示すように、この内燃機関の燃料供給装置は、フィードポンプ１１、第１及び第２高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂを備えている。フィードポンプ１１は燃料タンク１０内に貯蔵された燃料を汲み上げ、各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂはその汲み上げられた燃料を更に加圧して送り出す。各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂから送り出された高圧燃料は、各対応する高圧燃料配管（デリバリパイプ）１７ａ，１７ｂに圧送される。高圧燃料配管１７ａ，１７ｂに送られた高圧燃料は、必要な圧力に保持された状態でその内部に蓄えられ、内燃機関の各気筒毎に設けられたインジェクタ２２に分配される。そしてそのインジェクタ２２によって、必要とされる量の燃料が必要なタイミングで内燃機関に噴射供給される。
【００２６】
なお、この内燃機関では、双方のバンクに各々１つずつの高圧燃料配管１７ａ，１７ｂを備える構成となっており、各高圧燃料配管１７ａ、１７ｂには片バンク分の４つのインジェクタ２２がそれぞれ接続されている。そして、各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂは、各対応する高圧燃料配管１７ａ、１７ｂに対して１つが配設されている。ちなみに、この内燃機関では上記２つの高圧燃料配管１７ａ、１７ｂは、接続パイプ１８を通じて連結されており、実質的には一体の高圧燃料配管として機能している。
【００２７】
さて、本燃料供給装置においてフィードポンプ１１によって汲み上げられた燃料は、燃料供給路１２を通じて各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂに向けて送られる。この燃料供給路１２は、燃料タンク１０の燃料を各高圧燃料配管１７ａ，１７ｂに供給するためのものであり、その途中に設定される分岐点１３と各高圧燃料配管１７ａ，１７ｂとを各別に接続する分岐路１４ａ，１４ｂを有して構成されている。各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂは、それぞれ各対応する分岐路１４ａ，１４ｂの途中に設けられている。各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂは、それぞれ加圧した高圧燃料を、各対応する分岐路１４ａ，１４ｂを通じて各高圧燃料配管１７ａ，１７ｂに圧送可能となっている。なお、上記した高圧燃料の圧送がなされる各分岐路１４ａ，１４ｂの途中にはチェック弁１９が設けられ、各高圧燃料配管１７ａ，１７ｂ側から各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂ側への燃料の逆流が防止されるようになっている。
【００２８】
一方の高圧燃料配管である高圧燃料配管１７ｂには、リリーフ弁２０を介してドレイン通路２１が接続されている。リリーフ弁２０は、高圧燃料配管１７ｂひいては高圧燃料配管１７ａ内の燃料圧力が所定圧（例えば１４〜１４．５ＭＰａ）以上となることで開弁し、同配管内に蓄えられた燃料の一部をドレイン通路２１を通じて燃料タンク１０に戻している。これにより、高圧燃料配管１７ａ，１７ｂ内の燃料圧力の過剰な高圧化が防止される。
【００２９】
さて、各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂは、その内部にシリンダ３２及びプランジャ３３を備えている。プランジャ３３は、シリンダ３２内を往復動可能に配設されている。内燃機関の吸気弁用、或いは排気弁用のカムシャフト２３上には、各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂに対応してポンプ用カム２４ａ，２４ｂが各別に設けられており、これらポンプ用カム２４ａ，２４ｂの回転によって、各対応するプランジャ３３が一定のストロークで往復動されるようになっている。
【００３０】
各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂの内部には、シリンダ３２及びプランジャ３３によって区画されて、加圧室３４が形成されている。各加圧室３４は、各対応する高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂに形成された弁室３１ａ，３１ｂと、各分岐路１４ａ，１４ｂの一部とを介して、分岐点１３に接続されるとともに、各チェック弁１９と、各分岐路１４ａ，１４ｂの他部とを介して、各高圧燃料配管１７ａ，１７ｂに接続されている。
【００３１】
加圧室３４の容積は、プランジャ３３の往復動に応じて変化する。そしてこの往復動によって加圧室３４の容積が拡大される各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂの吸入行程においては、各分岐路１４ａ，１４ｂを介して分岐点１３側から加圧室３４内に燃料が吸入される。また、加圧室３４の容積が縮小される各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂの加圧行程においては、吸入行程において加圧室３４内に吸入された燃料がチェック弁１９を介して高圧燃料配管１７ａ，１７ｂに吐出され得るようになっている。各加圧室３４においては、プランジャ３３がそれぞれ一定のストロークで往復動することから、この往復動に伴う容積変化量（最大容積と最小容積との差）がそれぞれ一定となっている。
【００３２】
なお、本実施形態では、両ポンプ用カム２４ａ，２４ｂ間でカム山が異なる高さに設定されており、両高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂ間でプランジャ３３のストロークが異なるようになっている。即ち本実施形態ではこうした構成によって、加圧室３４の上記容積変化量が第１高圧燃料ポンプ３０ａと第２高圧燃料ポンプ３０ｂとで異なるように設定されている。具体的には、第１高圧燃料ポンプ３０ａにおける上記容積変化量が第２高圧燃料ポンプ３０ｂのそれよりも大きく設定されている。
【００３３】
以下、本実施形態の特徴的な構成について説明する。
本燃料供給装置では、２つ設けられた高圧燃料ポンプ、即ち第１及び第２高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂのうち、第１高圧燃料ポンプ３０ａにはその高圧燃料配管１７ａ側への吐出量を調量するための制御手段が設けられる一方、第２高圧燃料ポンプ３０ｂはこうした制御手段を有さない構成とされている。
【００３４】
即ち、第１高圧燃料ポンプ３０ａの内部には、電磁スピル弁３５が設けられている。電磁スピル弁３５は、電磁ソレノイドへの通電制御によって開閉動作し、それにより弁室３１ａと加圧室３４との間の連通遮断を行う電磁弁となっている。ここでは、電磁スピル弁３５は、電磁ソレノイドへの通電停止に応じて開弁して弁室３１ａと加圧室３４とを連通するとともに、電磁ソレノイドへの通電に応じて閉弁してそれらの連通を遮断する構成となっている。
【００３５】
従って、吸入行程において電磁スピル弁３５を開弁した状態としておけば、燃料タンク１０側からの燃料が弁室３１ａを介して加圧室３４内に吸入されるようになる。ここで電磁スピル弁３５が開弁された状態のまま加圧行程を迎えると、吸入行程で加圧室３４内に吸入された燃料は弁室３１ａへと溢流する。このとき、燃料は高圧燃料配管１７ａに圧送されることなく弁室３１ａから燃料供給路１２を介して燃料タンク１０側に戻される。このため、加圧行程の開始から終了まで電磁スピル弁３５を開弁した状態に保持すれば、燃料が高圧燃料配管１７ａに圧送されることはなく、即ち、第１高圧燃料ポンプ３０ａの作動を停止することができる。
【００３６】
これに対して、加圧行程中に電磁スピル弁３５を閉弁して弁室３１ａと加圧室３４とを遮断すると、プランジャ３３による加圧室３４の容積縮小に応じて、加圧室３４内の燃料が高圧化される。そして加圧室３４内の燃料圧力が所定圧以上となるとチェック弁１９が押し開かれて、燃料が高圧燃料配管１７ａに圧送される。
【００３７】
このように第１高圧燃料ポンプ３０ａでは、加圧行程中に電磁スピル弁３５を閉弁することにより高圧燃料配管１７ａに燃料を加圧吐出するようにしている。こうした第１高圧燃料ポンプ３０ａにおいては、その加圧行程中の電磁スピル弁３５の閉弁時期を制御することで、高圧燃料配管１７ａへの燃料の吐出量が調量されるようになる。即ち、この第１高圧燃料ポンプ３０ａでは、加圧行程の電磁スピル弁３５が閉弁されている期間に限って加圧室３４から高圧燃料配管１７ａ側に燃料が吐出されるようになっている。従って、例えば、加圧行程中の電磁スピル弁３５の閉弁タイミングを早めるなどして加圧行程中の閉弁期間を長くすれば、高圧燃料配管１７ａへの燃料の吐出量が増加し、閉弁タイミングを遅らせて閉弁期間を短くすれば、燃料の吐出量が減少するようになる。
【００３８】
一方、こうした吐出量の調量制御のなされない第２高圧燃料ポンプ３０ｂにおいては、上述の電磁スピル弁３５に代えて、分岐路１４ｂにおける加圧室３４と分岐点１３との間の部分に、同加圧室３４側から分岐点１３側への燃料の戻りを防止するチェック弁３６が配設されている。チェック弁３６は、弁室３１ｂ内に配置された弁体、及び弁孔を塞ぐべく同弁体を付勢するスプリングを有して構成されている。
【００３９】
従って、第２高圧燃料ポンプ３０ｂでは、その吸入行程において、プランジャ３３による加圧室３４の容積拡大に応じて燃料タンク１０側からの燃料がチェック弁３６即ち弁室３１ｂを介して加圧室３４内に吸入されるようになる。このチェック弁３６においては、吸入行程における燃料吸入期間を上記プランジャ３３による加圧室３４の容積拡大期間に極力近づけるべく（極力長期化すべく）、上記弁体に対するスプリングの付勢力が極小さく設定されている。
【００４０】
そして加圧行程では、プランジャ３３による加圧室３４の容積縮小に応じて、加圧室３４内の燃料が高圧化され、その燃料圧力が所定圧以上となるとチェック弁１９が押し開かれて、燃料が高圧燃料配管１７ｂに圧送される。
【００４１】
このように本実施形態では、第１高圧燃料ポンプ３０ａには電磁スピル弁３５を設ける一方、第２高圧燃料ポンプ３０ｂにはこうした吐出量を調量するための制御手段を設けないようにしている。これによれば、第１高圧燃料ポンプ３０ａの作動が停止されて第２高圧燃料ポンプ３０ｂのみが作動されるときには電磁スピル弁３５の開閉動作音は全く生じなくなる。また、双方の高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂが作動しているときであっても、例えばこれら双方の高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂに電磁スピル弁３５が設けられる構成と比較して、こうした電磁スピル弁３５の開閉動作に伴い発生する騒音を装置全体として抑制することができるようになる。
【００４２】
ところで、上記のように構成される第２高圧燃料ポンプ３０ｂにおいては、高圧燃料配管１７ｂへの燃料吐出量に関し、これがプランジャ３３の往復動に伴う加圧室３４の容積変化量に応じたものとなっている。即ち、この第２高圧燃料ポンプ３０ｂにおいてはその燃料吐出量（カムシャフト２３の１回転あたりの燃料吐出量）が一定とされている。
【００４３】
従って、内燃機関における要求燃料量（カムシャフト２３の１回転あたりの要求燃料量）が第２高圧燃料ポンプ３０ｂの燃料吐出量よりも少量である場合には、例え第１高圧燃料ポンプ３０ａの作動を停止したとしても、上記燃料吐出量と上記要求燃料量との差分に関して無駄なエネルギが消費されることとなる。
【００４４】
本実施形態では、こうした無駄なエネルギ消費が生じるのを極力抑制すべく、第２高圧燃料ポンプ３０ｂの燃料吐出量が少なめに、即ち、第１高圧燃料ポンプ３０ａの最大吐出量（カムシャフト２３の１回転あたりの最大吐出量）よりも少量に設定されている。こうすることで、例えば、第２高圧燃料ポンプ３０ｂの燃料吐出量を第１高圧燃料ポンプ３０ａの最大吐出量よりも多量に設定した構成と比較して、装置全体としての最大吐出量が同じ場合において吐出量の調量範囲を広く確保することができるようにもなる。
【００４５】
この第２高圧燃料ポンプ３０ｂの燃料吐出量の設定について更に詳細に説明すると、本実施形態では、上記燃料吐出量を内燃機関がアイドル運転状態にあるときの要求燃料量とほぼ等しい量に設定している。具体的には、上記第２高圧燃料ポンプ３０ｂの燃料吐出量を、上記アイドル運転状態にあるときの要求燃料量に所定のマージンα（但しα＞０）を加えた量に設定している。このマージンを設けることで、仮に上記アイドル運転状態にあるときの燃料吐出を第２高圧燃料ポンプ３０ｂのみに担わせたとしても、装置全体としての燃料吐出量が上記要求燃料量に充分に足るようにしている。
【００４６】
仮に、内燃機関がアイドル運転状態にあるときの要求燃料量を第１高圧燃料ポンプ３０ａの吐出量の調量操作を通じて行うようにすると、その調量操作に伴う騒音即ち電磁スピル弁３５の開閉動作に伴う騒音の発生が避けきれない。一方、こうしたアイドル運転時の要求燃料量を第２高圧燃料ポンプ３０ｂによる燃料吐出によって確保する場合、上記調量操作に伴う騒音の発生は抑えることができるものの、同高圧燃料ポンプ３０ｂの吐出量がアイドル運転時の要求燃料量を上回っている場合には、その分、同高圧燃料ポンプ３０ｂの駆動に伴うエネルギ損失が生じることとなる。
【００４７】
その点、本実施形態では、内燃機関がアイドル運転状態にあるときに第１高圧燃料ポンプ３０ａの作動を停止することで装置全体としての最小吐出量をアイドル運転時の要求燃料量とほぼ等しい量とすることができるようになるため、上記アイドル運転時において要求燃料量を超えた無駄な燃料吐出を極力回避することができるようになる。その結果、無駄なエネルギ消費を抑え、燃費の向上を図り得るようになる。
【００４８】
そして本実施形態では、上記マージンαを必要最小限の量に設定し、これにより第２高圧燃料ポンプ３０ｂの燃料吐出量を上記アイドル運転時の要求燃料量に極力近づけるようにすることで、上記要求燃料量を超えた無駄な燃料吐出を極力回避するようにしている。
【００４９】
また、アイドル運転時には、内燃機関の燃焼騒音が小さくなるなど、運転者においては他の騒音が比較的認識され易い状況となる。その点、本実施形態によれば、そうした比較的騒音の認識し易い状態において吐出量の調量操作に伴う騒音の発生をなくすことができるため、騒音防止効果がより一層顕著なものとなる。
【００５０】
ところで、上述のように構成された第１高圧燃料ポンプ３０ａにおいては、同ポンプ３０ａの吐出すべき燃料量がその最大吐出量よりも少量であるとき、その差分の燃料が加圧室３４から弁室３１ａ側に溢流されることとなる。こうした溢流は電磁スピル弁３５の開閉動作に伴って断続的に生じるため、分岐路１４ａにおいてはこれが原因となって、分岐点１３側に伝播する圧力脈動が発生し易くなる。こうした圧力脈動が分岐点１３に達すると、第２高圧燃料ポンプ３０ｂの燃料吸入ひいてはポンプ効率に悪影響を及ぼす懸念が生じる。
【００５１】
本実施形態では、こうした悪影響からの回避を目的として、分岐点１３から第１高圧燃料ポンプ３０ａまでの分岐路１４ａの長さが、同燃料供給路１２から第２高圧燃料ポンプ３０ｂまでの分岐路１４ｂの長さよりも長く設定されている。これによれば、第１高圧燃料ポンプ３０ａからのこうした圧力脈動が分岐点１３に達するまでに好適に減衰される。その結果、第２高圧燃料ポンプ３０ｂにおけるポンプ効率の低下を抑制することができるようになる。
【００５２】
続いて、上述の第１高圧燃料ポンプ３０ａの作動制御即ち吐出量の調量操作を行うための本燃料供給装置の制御系統について説明する。
図１に併せ示すように、本燃料供給装置の制御系統は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０を中心に構成されている。ＥＣＵ４０は、インジェクタ２２の制御による燃料噴射量や燃料噴射時期の制御など、内燃機関の運転状態の制御を司り、その一環として上記電磁スピル弁３５の開閉制御を併せ行っている。
【００５３】
ＥＣＵ４０は、中央演算装置（ＣＰＵ）やメモリ等を備える算術論理演算回路として構成されており、外部の機器との信号の入出力のためのポートを備えている。ＥＣＵ４０の入力ポートには、例えばクランク角センサ４１、吸気圧センサ４２、アクセルセンサ４３を始めとして、内燃機関や車両の運転状態を検出する各種センサ類の検出信号が入力されている。ＥＣＵ４０は、これらセンサ類の検出信号に基づいて内燃機関の負荷や機関回転速度等、機関運転状態を示す各種パラメータを算出するとともに、これらに基づいて内燃機関における上述の要求燃料量を算出する。またＥＣＵ４０の入力ポートには、高圧燃料配管１７ｂに取り付けられた燃圧センサ４４も接続されており、ＥＣＵ４０はその検出信号に基づいて高圧燃料配管１７ａ，１７ｂ内の燃料圧力を求めている。その一方、ＥＣＵ４０の出力ポートには、インジェクタ２２や電磁スピル弁３５等への信号線が接続されて、それらへの指令信号が出力されている。
【００５４】
以上のように構成されたＥＣＵ４０は、電磁スピル弁３５の開閉制御を通じて第１高圧燃料ポンプ３０ａの燃料吐出量の調量操作を行っている。同制御においてＥＣＵ４０は、内燃機関における要求燃料量に応じて第１高圧燃料ポンプ３０ａの燃料吐出量を調量する。特に、上記要求燃料量が第２高圧燃料ポンプ３０ｂの燃料吐出量以下であるときには、電磁スピル弁３５の開閉動作が停止されて第１高圧燃料ポンプ３０ａからの燃料吐出が停止されるようになっている。この状態では、第２高圧燃料ポンプ３０ｂのみによる燃料吐出がなされることとなり、従って、電磁スピル弁３５の開閉動作に伴う騒音の発生は完全に防止される。
【００５５】
図２は、本燃料供給装置におけるこうした燃料吐出に関し、装置全体としてのエネルギ消費量と機関回転速度との関係を示す図である。同図に示す線図１０１は、本実施形態の燃料供給装置、即ち第１高圧燃料ポンプ３０ａと第２高圧燃料ポンプ３０ｂとを１つずつ備えた態様に関するものである。線図２０１は、本実施形態との比較例であり、第１高圧燃料ポンプ３０ａに代えて第２高圧燃料ポンプ３０ｂを設けた態様、即ち双方の高圧燃料配管１７ａ，１７ｂに対して１つずつ第２高圧燃料ポンプ３０ｂを対応させた態様に関するものである。また、線図２０２は、同じく本実施形態との比較例であり、第２高圧燃料ポンプ３０ｂに代えて第１高圧燃料ポンプ３０ａを設けた態様、即ち双方の高圧燃料配管１７ａ，１７ｂに対して１つずつ第１高圧燃料ポンプ３０ａを対応させた態様に関するものである。なお、本図２においては、上記エネルギ消費量と機関回転速度との関係に関し、これを、アイドル運転時の機関回転速度ｖ１から車両走行時における比較的高速な機関回転速度ｖ３までの速度域について示すものとする。
【００５６】
即ち、線図２０１に対応する態様においては、装置全体としての燃料吐出量に関する調量が行われることなくこれが一定となっている。この態様においては、アイドル運転時の機関回転速度ｖ１から高速側の機関回転速度ｖ３に至るまでの全域に亘って他の態様よりも上記エネルギ消費量が多くなっている。
【００５７】
これに対し、線図２０２に対応する態様においては、装置全体としての燃料吐出量が、アイドル運転時の要求燃料量から機関回転速度ｖ３での運転時の要求燃料量に亘って調量され得るようになっている。従って、装置全体としての燃料吐出量を機関回転速度ｖ１から機関回転速度ｖ３に至るまでの全域に亘って内燃機関の要求燃料量に即した量に調量できることから、上記全域に亘って無駄なエネルギ消費が回避され、エネルギ消費量に関しては上記全域に亘って本図２の各態様中最も少ないものとなっている。
【００５８】
線図１０１に対応する本実施形態では、車両走行時における比較的低速な機関回転速度ｖ２から高速側の機関回転速度ｖ３までの回転域におけるエネルギ消費量に関しては上記線図２０２に対応する態様と同様となるものの、機関回転速度ｖ２よりも低速な回転域においてはエネルギ消費量が上記態様よりも多くなる傾向にある。これは、第２高圧燃料ポンプ３０ｂの燃料吐出量がアイドル運転時の要求燃料量よりも上記マージンα分だけ多く設定されており、機関回転速度ｖ２よりも低速な回転域においては第１高圧燃料ポンプ３０ａの作動を停止しても装置全体としての燃料吐出量が内燃機関の要求燃料量を上回ってしまうことに起因している。
【００５９】
しかし、本実施形態においては、線図２０２に対応する上記態様と比較して、機関回転速度ｖ２よりも低速な回転域におけるこうしたエネルギ消費量に関しての差が生じるものの、同回転域においては第１高圧燃料ポンプ３０ａの作動が停止されるため電磁スピル弁３５の開閉動作音は全く生じない。また、本実施形態では、機関回転速度ｖ２よりも高速な回転域において両ポンプ３０ａ，３０ｂが共に作動されることとなるが、同回転域においても電磁スピル弁３５に関してはこれが１つのみ作動されるに過ぎない。即ち、２つの電磁スピル弁３５の作動が必要となる上記線図２０２の態様と比較して、装置全体としての電磁スピル弁３５の開閉動作音の抑制を図り得るようになる。
【００６０】
なお、上述した構成においては、請求項との関係に関し、第１高圧燃料ポンプ３０ａが「調量式高圧燃料ポンプ」に相当し、第２高圧燃料ポンプ３０ｂが「非調量式高圧燃料ポンプ」に相当する。
【００６１】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・上記実施形態では、第１高圧燃料ポンプ３０ａの最大吐出量と第２高圧燃料ポンプ３０ｂの吐出量とを異なるものとすべく、両ポンプ３０ａ，３０ｂ間でプランジャ３３のストロークを異ならせたが、これに限らず、例えば、プランジャ３３の外径を異ならせるようにしてもよい（この場合シリンダ３２の内径も同様に変更する）。
【００６２】
・上記実施形態では、第２高圧燃料ポンプ３０ｂの吐出量を、内燃機関がアイドル運転状態にあるときの要求燃料量にマージンαを加えた量に設定したが、このマージンαを省略し上記アイドル運転状態にあるときの要求燃料量と等しい量としてもよい。
【００６３】
・上記第１高圧燃料ポンプ３０ａにおいては、電磁ソレノイドの電磁力により弁体が駆動される電磁スピル弁３５が用いられている関係上、その弁体の動作に関しては自ずと応答性等に限界が存在する。こうした限界は吐出量の調量範囲に限度を生じさせこれを狭める要因となる。即ち、例えば、電磁スピル弁３５を電磁ソレノイドへの通電開始に伴い閉弁開始させるようにした上記実施形態では、上記の限界が閉弁期間の短期化を阻むように作用し易く、従って上記吐出量の調量範囲における最小吐出量が同ポンプ３０ａ停止時の吐出量（即ち「０」である）から乖離し易くなる。
【００６４】
例えば、全ての高圧燃料ポンプを調量式高圧燃料ポンプとした構成においては、装置全体としての吐出量に関し、全ての調量式高圧燃料ポンプを停止してこれを「０」とすること、或いは調量式高圧燃料ポンプを１つのみ作動させてこれを同ポンプにおける下限側の制御限界、即ち上記最小吐出量とすることはできる。しかしこの場合、装置全体の吐出量をこの最小吐出量より少量とすることはできない。そこで、こうした点の解消を目的として、第２高圧燃料ポンプ３０ｂの吐出量を第１高圧燃料ポンプ３０ａの最小吐出量よりも少量に設定するようにしてもよい。これによれば、第１高圧燃料ポンプ３０ａの作動を停止して第２高圧燃料ポンプ３０ｂのみによる燃料吐出を行うようにすることで、装置全体としての吐出量を、第１高圧燃料ポンプ３０ａの最小吐出量よりも少量とすることができるようになる。従って、全ての高圧燃料ポンプを調量式高圧燃料ポンプとした構成と比較して、内燃機関の要求燃料量が上記最小吐出量より少ない場合に、装置全体としての吐出量を上記要求燃料量により近い量とすることができ、よりきめ細やかな吐出量の調量が可能となる。
【００６５】
なお、上記実施形態では、電磁スピル弁３５が電磁ソレノイドへの通電開始に伴い閉弁開始されるように構成されたが、これに限らず、同通電開始に伴い開弁開始されるように構成されてもよい。
【００６６】
・上記実施形態では、第２高圧燃料ポンプ３０ｂの吐出量を第１高圧燃料ポンプ３０ａの最大吐出量よりも少量に設定したが、これに限らず、第１高圧燃料ポンプ３０ａの最大吐出量と同じ或いはこれより多い量に設定してもよい。
【００６７】
・上記実施形態では、内燃機関の要求燃料量が第２高圧燃料ポンプ３０ｂの吐出量以下であるとき第１高圧燃料ポンプ３０ａの作動を停止するようにしたが、これに限らず、例えば最小吐出量での吐出を行う等、第１高圧燃料ポンプ３０ａを作動させるようにしてもよい。
【００６８】
・上記実施形態では、燃料供給路１２における分岐点１３から第１高圧燃料ポンプ３０ａまでの分岐路１４ａの長さが、同分岐点１３から第２高圧燃料ポンプ３０ｂまでの分岐路１４ｂの長さよりも長く設定されたが、これに限らず、例えば両者が等しい長さに設定されてもよく、前者が後者よりも短く設定されてもよい。
【００６９】
・上記実施形態では、燃料の溢流を生じさせるスピル弁を上記電磁弁として採用したが、これに限らず、例えば、ポンプの吸入行程において、その開閉動作に応じて燃料の吸入を許容／禁止する吸入調量弁を上記電磁弁として採用してもよい。なお、上記吸入調量弁は上記スピル弁に代えて設けられてもよく、また、これら双方が共に設けられてもよい。
【００７０】
・上記実施形態では、電磁弁の開閉動作に基づき高圧燃料ポンプの吐出量を調量するようにしたが、これに限らず、例えば、プランジャ３３のストロークを変更することにより上記吐出量を調量するようにしてもよい。この場合、例えば、プランジャ３３を往復動させるカムのプロフィールをカムシャフト２３の軸線に対して傾斜させ、この軸線方向への同シャフト２３の移動量制御を通じてプランジャ３３のストロークを変更する構成とする。
【００７１】
・上記実施形態では、各高圧燃料ポンプ３０ａ，３０ｂが、分岐路１４ａ，１４ｂの途中に各別に配置された、即ち燃料供給路１２において並列に配置されたが、これに限らず、例えば、両ポンプ３０ａ，３０ｂの一方が燃料供給路１２において他方の上流側に配置されるなど、直列に配置されてもよい。
【００７２】
・本発明を、高圧燃料ポンプを３つ以上備える内燃機関の燃料供給装置に適用してもよい。この場合、調量式高圧燃料ポンプと非調量式高圧燃料ポンプとを各１つ以上備えていれば、両者の数量関係はどのように設定されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】一実施形態の内燃機関の燃料供給装置を概略的に示す構成図。
【図２】装置全体でのエネルギ消費量と機関回転速度との関係を示す図。
【符号の説明】
【００７４】
１１…フィードポンプ、１２…燃料供給路、１３…分岐点、１４ａ，１４ｂ…分岐路、１７ａ，１７ｂ…高圧燃料配管、２３…カムシャフト、２４ａ，２４ｂ…ポンプ用カム、３０ａ…第１高圧燃料ポンプ、３０ｂ…第２高圧燃料ポンプ、３３…プランジャ、３４…加圧室、３５…電磁スピル弁、４０…電子制御ユニット。
【図１】
2005351135.tif 000003
【図２】
2005351135.tif 000004