(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において燃料タンク内の燃料を高圧燃料系の構成部材に供給すると共に、前記高圧燃料系の構成部材において高圧化された燃料の一部を余剰燃料として前記燃料タンクへ還流する燃料供給装置であって、
前記燃料タンク内の燃料を吸い上げ、前記高圧燃料系の構成部材に吐出する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプから吐出された燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有するフィルタ部と、
前記燃料ポンプと前記フィルタエレメントとの間の燃料供給通路に設けられ、燃料を噴射するノズル部を有し、前記燃料ポンプから吐出された燃料を前記ノズル部から前記燃料供給通路内に噴射することで、前記燃料供給通路のうちの前記ノズル部より下流側部分に吸引力を発生するジェットポンプと、
前記高圧燃料系の構成部材からの前記余剰燃料を、前記ノズル部の前記下流部分に導く導入通路と、
を備えていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料ポンプは、前記燃料タンク内に設けられてい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】
燃料を吸入し、予備加圧する予備圧送部と、
前記予備圧送部より吐出される燃料を更に高圧に圧送する圧送部と、
を有する燃料噴射ポンプを備え、
前記燃料ポンプは、前記燃料噴射ポンプの前記予備圧送部であ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】
前記燃料噴射ポンプは、前記予備圧送部及び前記圧送部が共通の駆動軸を有し、前記駆動軸より前記内燃機関の回転力を得て駆動され、
前記ジェットポンプ及び前記導入通路は、前記予備圧送部及び前記圧送部の間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記導入通路は、前記高圧燃料系の構成部材と、前記ノズル部より前記下流側部分との間を流れる前記余剰燃料の流通及び遮断をするための開閉をする開閉手段を備え、
前記開閉手段は、燃料温度が所定の温度以下の低温時に前記導入通路を開くことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記燃料温度を検出する燃料温度検出手段を備え、前記燃料温度手段は、前記燃料温度として前記余剰燃料の温度を検出す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】
前記開閉手段は、
前記所定の温度としての第１温度より高い第２温度が設定されており、
前記燃料温度が前記第２温度を超える高温時に前記導入通路を閉じ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】
前記燃料供給通路において前記ジェットポンプと前記フィルタエレメントとの間には、前記ジェットポンプにより移送され、前記フィルタエレメントに供給される燃料の流量を調整する燃料流量調整装置が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項９】
前記燃料流量調整装置は、
前記ジェットポンプと前記フィルタエレメントとの間から分岐し、前記燃料タンク側に燃料を還流する開放通路と、
前記開放通路を開閉するリリーフ弁と、
を備え、
リリーフ弁は、前記開放通路内の圧力に応じて前記開放通路を開放することを特徴とする請求項８に記載の燃料供給装置。
【請求項１０】
前記開放通路と前記フィルタエレメントとは、前記フィルタ部内に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の燃料供給装置。
【請求項１１】
前記ジェットポンプと前記フィルタエレメントとは、前記フィルタ部内に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１２】
前記フィルタ部は、前記フィルタエレメントなどの内蔵部材を内部に収容するフィルタハウジングを備え、
前記ジェットポンプは、前記フィルタハウジング内に介在していることを特徴とする請求項１１に記載の燃料供給装置。
【請求項１３】
前記高圧燃料系の構成部材は、
前記内燃機関の気筒に設けられ、前記気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料ポンプと前記燃料噴射弁の間に配置され、前記高圧化された燃料を蓄圧すると共に前記燃料噴射弁に分配するコモンレールと、
を備え、
前記余剰燃料は、前記燃料噴射弁及び前記コモンレールのうちの少なくともいずれかの特定構成部材からの余剰燃料であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１４】
前記コモンレールは、前記コモンレール内の燃料圧力を減圧する減圧弁であって、前記コモンレール内の前記高圧化された燃料において前記余剰燃料を増やすことで減圧する減圧弁を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の燃料供給装置。
【請求項１５】
前記内燃機関の排気通路に設けられ、排気を浄化する浄化装置に用いられる添加弁であって、前記高圧化された燃料の一部を、前記浄化装置の上流側の前記排気通路内に噴射する添加弁を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
【請求項１６】
前記燃料の一部の流量を制御する制御手段であって、低温時に前記余剰燃料を増加する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれか一項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、例えば内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料供給装置としては、例えばディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）において、燃料タンクとエンジンの間に配置され、燃料タンクから燃料フィルタを介してコモンレールや燃料噴射弁などの高圧燃料系の構成要素へ供給すると共に、これら構成要素において余剰となった燃料（以下、リータン燃料という）を燃料タンクに還流するものが知られている（特許文献１等参照）。この種の燃料供給装置は、燃料タンクの燃料を汲み上げ、予備加圧する低圧燃料供給ポンプ（以下、フィードポンプという）と、予備加圧された燃料を更に加圧する高圧燃料供給ポンプとを備えている。また、上記リターン燃料は比較的高温であるため、当該リターン燃料を、燃料タンクに還流することにより燃料タンク内の燃料で冷却している。
【０００３】
このような燃料供給装置の一種として特許文献１に開示の装置では、フィードポンプの上流側に燃料フィルタを設ける燃料回路（以下、単に「燃料フィルタ負圧燃料回路」という）において、上記高圧燃料系構成要素からのリターン燃料を、燃料フィルタの入口側へ導入する導入通路を設けるようにしている。この技術によれば、燃料フィルタがフィードポンプの上流側に設置されているので、燃料フィルタの入口側の概ね負圧である入口圧と、概ね大気圧相当の正圧であるリターン燃料の燃料圧力との圧力差を利用して、比較的高温なリターン燃料を燃料フィルタに確実に導入することが可能となる。
【０００４】
また、燃料供給装置の別の一種として特許文献２に開示の装置では、燃料フィルタの入口側、つまり燃料フィルタと燃料タンクの間の燃料通路に電気ヒータを設置している。
【０００５】
さらにまた、燃料供給装置の別の一種として特許文献３に開示の装置では、フィードポンプの下流側に燃料フィルタを設ける燃料回路（以下、単に「燃料フィルタ正圧燃料回路」という）において、リターン燃料を、燃料フィルタの入口側へ導入する導入通路が設けられている。この技術による装置では、燃料フィルタの人ロ側の入口圧は概ね正圧であり、そのような正圧の入口側へ、リターン燃料を導入することを狙っている。
【特許文献１】特開２００３−１７６７６１号公報
【特許文献２】実開昭５７−１５６０６８号公報
【特許文献３】欧州特許出願公開第０８１９８４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、発明者は、フィードポンプの下流側に燃料フィルタを配置することにより燃料フィルタに作用する燃料圧力を高めることを検討している。このような装置では、低温状態でエンジン始動する場合において燃料の粘性が高くなりひいては燃料がワックス化した時、燃料フィルタのワックスによる目詰まり（以下、単に「ワックス目詰まり」という）は、当該高められた燃料圧力によって燃料フィルタ内の燃料が圧送されるため、ワックス目詰まりを遅らせることは可能であるが、いずれはワックス目詰まりに至るという懸念がある。
【０００７】
そこで、このようなフィルタ正圧燃料回路を有する装置に、特許文献１による技術を適用することが考えられるが、燃料フィルタの入口側の入口圧が、上記リターン燃料の圧力より低い圧力とはならないため、上記特許文献１による技術が成立しないのである。
【０００８】
また、上記フィルタ正圧燃料回路を有する装置に、特許文献２による技術を適用しようとすると、燃料フィルタの目詰まりを回避することは可能となるが、電気ヒータによる手法では、燃料フィルタの入口側に熱源を設置するための熱源構成部材や電源並びに電気配線などを必要とするので、システムコストが相当に高くなるという問題がある。
【０００９】
さらにまた、上記フィルタ正圧燃料回路を有する装置に、特許文献３による技術を適用しようとする場合には、リターン燃料の圧力を、燃料フィルタの入口圧より高める必要がある。このようなリターン燃料の圧力は、フィードポンプの吐出側に背圧として作用することになるになるので、フィードポンプの吐出効率を低下させてしまう懸念があり、場合によってはフィードポンプの大型化を招くとの懸念があるのである。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、燃料フィルタの入口側を正圧に維持すると共に、燃料フィルタのワックス目詰まりを回避する優れた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】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。
【００１２】
即ち、請求項１乃至１６に記載の発明では、内燃機関において燃料タンク内の燃料を高圧燃料系の構成部材に供給すると共に、高圧燃料系の構成部材において高圧化された燃料の一部を余剰燃料として燃料タンクへ還流する燃料供給装置であって、
燃料タンク内の燃料を吸い上げ、高圧燃料系の構成部材に吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出された燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメントを有するフィルタ部と、燃料ポンプとフィルタエレメントとの間の燃料供給通路に設けられ、燃料を噴射するノズル部を有し、燃料ポンプから吐出された燃料をノズル部から燃料供給通路内に噴射することで、燃料供給通路のうちのノズル部より下流側部分に吸引力を発生するジェットポンプと、高圧燃料系の構成部材からの余剰燃料を、ノズル部の下流部分に導く導入通路と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
これによると、燃料ポンプと、燃料ポンプの下流側に配置されたフィルタエレメントとの間の燃料供給通路に設けられるノズル部を有し、ノズル部から燃料供給通路内に燃料を噴射することでノズル部より下流側で吸引力を発生するジェットポンプを設ける構成としている。更に上記構成に加えて、燃料ポンプから吐出された燃料をノズル部から燃料供給通路内に噴射し、上記吸引力が発生するノズル部より下流側部分に、高圧燃料系の構成部材からの余剰燃料を導く導入通路を設ける構成としている。
【００１４】
このような構成にすることにより、ジェットポンプによってフィルタエレメントの上流部で吸引力即ち負圧を発生させ、当該発生した吸引力により、燃料タンク内の燃料に比べて比較的温度の高い余剰燃料を、導入通路を通じてフィルタエレメントの入口側へ導入させることができる。このような余剰燃料がフィルタエレメントの入口側に接すると共に、フィルタエレメントを通過する燃料の温度を高めることができる。したがって、燃料のワックス化によるフィルタエレメントの目詰まりを回避することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明では、燃料ポンプは、燃料タンク内に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
ここで、燃料タンク内に配置される燃料ポンプは、燃料タンク内に貯留される燃料の液面レベルによって燃料中に浸漬されて、冷却されるため、燃料ポンプから吐出される燃料は、通常、燃料ポンプ動作による発熱の影響を受け難く、昇温されにくくなる。しかしながら、上述したようにジェットポンプによってフィルタエレメントの上流部で吸引力を発生させ、当該吸引力により導入通路を通じて余剰燃料をフィルタエレメントの入口側へ導入させることになるので、燃料タンク内の燃料より温度の高い余剰燃料を、フィルタエレメントの入口側の濾過エリアに確実に導入させて、フィルタエレメントの目詰まりを抑制することができるのである。
【００１７】
また、請求項３、４に記載の発明の如く、燃料を吸入し、予備加圧する予備圧送部と、予備圧送部より吐出される燃料を更に高圧に圧送する圧送部と、を有する燃料噴射ポンプを備えており、燃料ポンプは、燃料噴射ポンプの予備圧送部であるという構成とすることができる。かかる発明では、構成要素として予備圧送部及び圧送部を有する燃料噴射ポンプは、圧送部で燃料が高温、高圧化されるため、通常、燃料タンク内に設置しにくく、燃料タンク外の例えば内燃機関側に搭載されることになる。こうした構成の燃料噴射ポンプは、それ自身の動作中の発熱によって予備圧送部から吐出される燃料、即ち燃料ポンプからの吐出燃料を昇温させることが可能となる。
【００１８】
特に、請求項４に記載の発明によれば、予備圧送部及び圧送部を共通の駆動軸を介して内燃機関によって駆動する構成とするので、このような燃料噴射ポンプでは、予備圧送部及び圧送部を駆動軸に一体的に組付け、燃料噴射ポンプ内に内蔵することになる。例えば始動時において燃料噴射ポンプが動作開始すると、圧送部の発熱に伴なって予備圧送部及びその予備加圧された燃料を、即ち燃料ポンプ及びその吐出燃料を昇温することができる。このような装置に、本発明のジェットポンプにより比較的高温な余剰燃料をフィルタエレメントの入口側に導入する技術を適用すると、フィルタエレメントを通過する燃料の温度を速やかに高めることができるので、燃料のワックス化によるフィルタエレメントの目詰まりを効果的に防止することができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明では、導入通路は、高圧燃料系の構成部材と、ノズル部より下流側部分との間を流れる余剰燃料の流通及び遮断をするための開閉をする開閉手段を備え、開閉手段は、燃料温度が所定の温度以下の低温時に導入通路を開くことを特徴とする。
【００２０】
ここで、燃料のワックス化する温度に関係なく、余剰燃料を導入通路を通じてフィルタエレメントの入口側に常に導入するという構成とすると、余剰燃料の一部または全部が常時燃料タンクに還流されなくなるおそれがある。この場合、高圧燃料系の構成部材内を流通する燃料が過昇温となる可能性がある。しかしながら、請求項５に記載の発明によれば、導入通路は、燃料温度が所定の温度以下の低温時に限定してノズル部より前記下流側部分への余剰燃料の流通を許容する開閉手段を備えるので、上記余剰燃料が燃料タンクに常時還流されないという状態を回避でき、ひいては高圧燃料系の構成部材内を流通する燃料の過昇温防止が図れる。
【００２１】
なお、上記燃料温度は、燃料タンク内の燃料、燃料ポンプから吐出される燃料、フィルタエンレメントの上流部の燃料、あるいは高圧燃料系の構成部材からの余剰燃料などのいずれの燃料温度であってもよい。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明の如く、燃料温度を検出する燃料温度検出手段を備え、燃料温度手段は、燃料温度として余剰燃料の温度を検出することが好ましい。
【００２３】
これにより、一つの燃料温度検出手段で余剰燃料の温度を検出することにより、燃料ポンプが燃料タンク内から吸入する燃料がワックス化する温度状態か否かを検出するのに利用すると共に、高圧燃料系の構成部材内を流通する燃料が過昇温状態か否かを検出するのに利用するので、燃料供給装置を簡素化することができる。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明では、開閉手段は、所定の温度としての第１温度より高い第２温度が設定されており、燃料温度が第２温度を超える高温時に導入通路を閉じることを特徴とする。
【００２５】
ここで、燃料温度によって、燃料のワックス化によりフィルタエレメントが目詰まりを生じるおそれがある所定温度か否かを判定する場合において、燃料が所定温度を超える状態に昇温されさえすれば、燃料のワックス化によるフィルタエレメントの目詰まりが必ず抑制できるとは限らないという万が一の状態に陥る懸念がある。フィルタエレメント目詰まりが万が一生じる場合があると、内燃機関へ供給する燃料の流量が少なくなるため、内燃機関の正常な運転状態が維持できない［エンストともいう］という懸念がある。
【００２６】
しかしながら、請求項７に記載の発明によれば、余剰燃料をフィルタエレメントの上流部に導入開始する設定温度としての第１温度と、フィルタエレメントの上流部への余剰燃料導入を止める設定温度としての第２温度との間に温度幅を置いて、第１温度及び第２温度を設定する構成としている。故に、燃料のワックス化によるフィルタエレメントの目詰まりを必ず抑制でき、ひいては内燃機関の正常な運転状態を保証することができる。
【００２７】
また、請求項８乃至１０に記載の発明の如く、上記燃料供給通路においてジェットポンプとフィルタエレメントとの間には、ジェットポンプにより移送され、フィルタエレメントに供給される燃料の流量を調整する燃料流量調整装置が設けられていることが好ましい。
【００２８】
ここで、燃料の温度がワックス化する温度領域にある場合、燃料のワックス化によりフィルタエレメントの入口側の濾過エリアからフィルタエレメントの下流側へ流通する流量が低下し、フィルタエレメントの目詰まりが進行していくことになるのであるが、フィルタエレメントを通過する燃料流量が、高圧燃料系の構成部材内で流通するのに必要な燃料の流量以下になると、上述したように内燃機関の正常な運転状態の維持が困難にあるおそれがある。
【００２９】
しかしながら、請求項８に記載の発明によれば、ジェットポンプとフィルタエレメントとの間に設けられ、ジェットポンプにより移送され、フィルタエレメントに供給される燃料の流量を調整する燃料流量調整装置を備えているので、フィルタエレメントを通過する燃料流量を、必要な燃料の流量を超える所定の流量に制限することが可能である。これにより、フィルタエレメントを通過する燃料流量が必要な燃料の流量以下になるまでの時間を長くすることができる。言い換えると、このように必要な燃料の流量を供給できなくなる時間を先延ばしするので、その間を有効に利用し、ジェットポンプにより移送される燃料タンクの燃料及び余剰燃料のうち、余剰燃料によって燃料がワックス化しない温度領域まで燃料を昇温させることができる。
【００３０】
特に、請求項９に記載の発明によれば、上記燃料流量調整装置を、ジェットポンプとフィルタエレメントとの間から分岐し、燃料タンク側に燃料を還流する開放通路と、開放通路内の圧力に応じて開放通路を開放するリリーフ弁とで構成するので、燃料流量調整装置を簡素化な構成とすることができる。このようなリリーフ弁を有する燃料流量調整装置は、フィルタエレメントの目詰まりが進行し、必要な燃料の流量を供給できなくなる状態を、フィルタエレメントの圧損による圧力変化状態で検出でき、ひいてはそのような圧力変化状態において許容できる圧力で開放するように設定するだけでよいからである。
【００３１】
特に、請求項１０に記載の発明によれば、開放通路とフィルタエレメントとを、フィルタ部内に配置する構成とするので、ジェットポンプにより移送される上記燃料のうち、リリーフ弁による開放により開放通路を流通する余剰燃料は、その余剰燃料による熱が、フィルタ部内に熱伝導されて、間接的にフィルタエレメントを昇温させることができる。
【００３２】
上記ジェットポンプとフィルタエレメントとを、請求項１１、１２に記載の発明の如く、フィルタ部内に配置するという構成とすることができる。かかる発明では、ジェットポンプによる余剰燃料を導入する導入通路の少なくとも一部が、フィルタ部内に配置することになる。それ故に、ジェットポンプによりフィルタエレメントの上流部に余剰燃料を導いて直接的にフィルタエレメントを昇温させるというだけでなく、フィルタ部内に配置にされた導入通路を流通する余剰燃料は、フィルタ部内に熱伝導されて、間接的にフィルタエレメントを昇温させるということができるのである。
【００３３】
特に、請求項１２に記載の発明によれば、ジェットポンプがフィルタハウジング内に介在する構成とするので、フィルタエレメントを、余剰燃料による直接的、及びフィルタハウジングを介した間接的な昇温方法によって、効果的に昇温させることができる。
【００３４】
また、請求項１３、１４、１６に記載の如き、高圧燃料系の構成部材として、内燃機関の気筒に設けられ、気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料ポンプと燃料噴射弁の間に配置され、高圧化された燃料を蓄圧すると共に燃料噴射弁に分配するコモンレールと、
を備えるものに適用し、これらのうちの少なくとも特定構成部材からの余剰燃料を、請求項１乃至１２に記載の本発明のジェットポンプに発生する吸入力でフィルタエレメントに導入する余剰燃料として利用することができる。言い換えると、上記高圧燃料系の各構成部材から流出する余剰燃料の総量は、特定構成部材からの余剰燃料の量よりも常に上回るので、そのような余剰燃料は、途切れることはなく、ジェットポンプの吸引力でフィルタエレメントの上流側に効果的に導くことができ、ひいてはフィルタエレメントを通過する燃料の温度を効果的に高めることができる。
【００３５】
特に、請求項１４に記載の発明の如く、コモンレールは、コモンレール内の燃料圧力を減圧する減圧弁であって、コモンレール内の高圧化された燃料において余剰燃料を増やすことで減圧する減圧弁を備えていることが好ましい。かかる発明では、コモンレール内の燃料圧力を、内燃機関の通常の運転状態より低く設定することで、フィルタエレメントを通過する余剰燃料の流量、即ち比較的高温な燃料の流量を増やすことが容易となる。しかも、始動低温時においては上記燃料圧力つまり燃料噴射弁から噴射する燃料の燃料噴射圧力は、例えば通常運転時に比べて高圧化する必要はない。それ故に、始動低温時においてフィルタエレメントの入口側の燃料温度を急速に昇温させることが可能となり、ひいては燃料のワックス化によるフィルタエレメントの目詰まりを効果的に防止することができる。
【００３６】
さらに上記構成に加えて、請求項１６に記載の発明の如き、燃料の一部の流量を制御する制御手段であって、低温時に前記余剰燃料を増加する制御手段を備えるという構成とする。これにより、フィルタエレメントを昇温させる余剰燃料の流量を、コモンレール内の余剰燃料を利用して低温時に優先的に増加させることができる。
【００３７】
また、請求項１５、１６に記載の発明の如き、内燃機関の排気通路に設けられ、排気を浄化する浄化装置に用いられる添加弁であって、高圧化された燃料の一部を、浄化装置の上流側の排気通路内に噴射する添加弁を備えるものに適用し、そのような高圧化された燃料の一部を、請求項１乃至１２に記載の本発明のジェットポンプに発生する吸入力でフィルタエレメントに導入する余剰燃料として利用することが可能である。
【００３８】
さらに上記構成に加えて、請求項１６に記載の発明の如き、燃料の一部の流量を制御する制御手段であって、低温時に前記余剰燃料を増加する制御手段を備えるという構成とする。これにより、制御手段は、低温時に減圧弁からの燃料添加を抑制することで、余剰燃料の流量を増加させることができる。したがって、フィルタエレメントを昇温させる余剰燃料の流量を、添加弁からの燃料添加を抑制することにより低温時に優先的に増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００４０】
（第１実施形態）
図１〜図８は、本実施形態による燃料供給装置を示している。図１は当該燃料供給装置を適用したディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）の蓄圧式燃料噴射装置の全体構成を示し、図２〜図８は本発明の特徴的構成を示し、図３〜図７はフィルタ部内のジェットポンプ、開閉手段、及び燃料流量調整装置を示している。図８は開閉手段の開閉特性を模式的に示すものである。
【００４１】
図１に示すように、エンジンの蓄圧式燃料噴射装置１は、エンジン２の各気筒（本実施例では、例えば４気筒）に燃料噴射を行なうシステムであり、高圧燃料を蓄えるコモンレール４０と、コモンレール４０より供給される高圧燃料をエンジン２の気筒内に噴射する燃料噴射弁５０と、コモンレール４０に燃料を供給する燃料供給装置１０等の構成要素を備えていると共に、高圧燃料供給装置１０及び燃料噴射弁５０を駆動制御することより、エンジン２の運転状態に応じて高圧燃料の吐出量及び噴射量を制御する制御装置としての制御回路２００を備えている。
【００４２】
コモンレール４０は、高圧燃料供給ポンプ６０より供給された高圧燃料を貯留して目標とする燃料噴射圧力相当の燃料圧力（以下、単に「目標コモンレール圧」という）まで蓄圧する。目標コモンレール圧は、エンジン２の運転状態（例えば、アクセル開度とエンジン回転速度）に基づいて、制御回路２００により設定される。このコモンレール４０には、コモンレール４０内の燃料の一部を逃がす減圧弁４１が設けられており、当該減圧弁４１は、高圧燃料供給ポンプ６０の吸入調量弁７４による吐出量調整とは別に、制御回路２００からの信号により駆動制御され、コモンレール圧を所定圧力に調節することが可能である。減圧弁４１には燃料タンク３０に通じる燃料配管４３が接続されている。減圧弁４１が開弁すると、燃料配管４３が開放され、コモンレール４０に蓄えられた燃料は、燃料配管４３を通って燃料タンク３０に戻る。
【００４３】
燃料噴射弁５０は、エンジン２の各燃焼室にコモンレール４０の燃料を供給可能に各気筒にそれぞれ取り付けられている。燃料噴射弁５０は、高圧配管５１を介してコモンレール４０に接続されている。燃料噴射弁５０は、燃料の噴射時期および噴射量が制御回路２００によって制御される。燃料噴射弁５０には、燃料タンク３０に通じる燃料配管５２が接続されている。コモンレール４０から供給された燃料のうち、噴射に寄与しない余剰燃料は、燃料配管５２を通って燃料タンク３０に戻る。
【００４４】
燃料供給装置１０は、燃料タンク３０内の燃料を汲み上げ、加圧し、加圧した燃料をコモンレール４０と接続する燃料配管４２を通じてコモンレール４０に供給する。燃料供給装置１０は、燃料タンク３０内の燃料を汲み上げ、予備加圧する燃料ポンプ２０と、燃料ポンプ２０から吐出された燃料中に含まれる異物を除去するフィルタ部８０と、燃料ポンプ２０より予備加圧された燃料が供給され、当該燃料を更に加圧してコモンレール４０に圧送する高圧燃料供給ポンプ６０と、燃料ポンプ２０から高圧燃料供給ポンプ６０へ供給される燃料量としての吐出量を調整する吸入調量弁７４とを備えている。なお、本実施例では、燃料ポンプ２０の吐出圧を調整する圧力調整装置（図示せず）が燃料ポンプ２０側に取り付けられている。
【００４５】
高圧燃料供給ポンプ６０は、エンジン２の図示しないクランクシャフトの駆動力を受けて回転する「ポンプ駆動軸」としてのカム軸６０１、およびカム軸６０１に駆動されてシリンダ６０７の内部を往復移動するプランジャ６０４を備え、プランジャ６０４の往復移動に応じて燃料の吸入および加圧し、加圧した燃料をコモンレール４０に供給する。なお、プランジャ６０４は、カム軸６０１の径方向に対向して複数個（本実施例では２個）設けられており、交互に燃料の吸入および加圧を行う。
【００４６】
カム軸６０１およびプランジャ６０４は、図示しないポンプハウジングに収容されている。カム軸６０１は、カム軸６０１と共に回転するカム６０２を有している。カム６０２は、ポンプハウジングに形成されているカム室６０８に収容されている。カム６０２の外周には、メタルブッシュを介して相対回転自在に嵌合するカムリング６０３が設けられている。
【００４７】
プランジャ６０４は、ポンプハウジングに形成されているシリンダ６０７に往復移動可能に支持されている。プランジャ６０４には、カム軸６０１側の端部にタペット６０５が一体に設けられており、このタペット６０５がスプリング６０６に付勢されてカムリング６０３の外周面に押圧されている。これにより、プランジャ６０４は、カム軸６０１が回転すると、カム６０２の偏心回転がカムリング６０３を介して直線運動に変換され、その直線運動がタペット６０５に伝達されることで、シリンダ６０７の内部を往復移動する。
【００４８】
シリンダ６０７の内部には、プランジャ６０４の往復移動に応じて容積変化する加圧室６０９が形成されている。加圧室６０９には、吸入通路６２と吐出通路６３とが接続されている。
【００４９】
吸入通路６２には、加圧室６０９に燃料が吸入されるときに開弁する吸入弁６２１が設けられ、吐出通路６３には、加圧室６０９より燃料が吐出されるときに開弁する吐出弁６３１が設けられている。また、吐出通路６３は、コモンレール４０に接続されている燃料配管４２が接続されている。
【００５０】
プランジャ６０４がシリンダ６０７の内部をカム軸６０１側へ移動すると、加圧室６０９の容積が拡大して加圧室６０９の圧力が低下する。これにより、燃料ポンプ２０より吸入通路６２に供給される燃料は、吸入弁６２１を押し開いて加圧室６０９に吸入される。
【００５１】
また、プランジャ６０４がシリンダ６０７の内部を反カム軸側へ移動すると、加圧室６０９の容積が縮小し、加圧室６０９に吸入されている燃料が加圧される。そして、その燃料圧力が吐出弁６３１の開弁圧を超えると、加圧室６０９の燃料が吐出弁６３１を押し開いて、吐出通路６３よりコモンレール４０に向けて吐出される。
【００５２】
燃料ポンプ２０は、燃料タンク３０内に収容されており、例えば通電により駆動する周知の電動式ポンプである。燃料ポンプ２０と高圧燃料供給ポンプ６０は、請求範囲に記載の燃料噴射ポンプに相当する。本実施形態では、燃料ポンプ２０と高圧燃料供給ポンプ６０とは別体に構成され、燃料ポンプ２０はエンジン２によって駆動されないため、エンジン２の運転状態に関係なく、燃料ポンプ２０を駆動制御でき、ひいては燃料ポンプ２０よりの吐出量を調整することも可能である。なお、上記燃料ポンプ２０及び高圧燃料供給ポンプ６０は、これに限らず、例えば共通のポンプ駆動軸を介してエンジン２によって駆動される周知構造を有するいわゆるサプライポンプであってもよい。
【００５３】
上記燃料ポンプの入口側（吸入側）は、燃料タンク３０内の燃料中に含まれる異物を除去するプレフィルタ（図示せず）を設ける構成に限らず、プレフィルタを設けない構成であってもよい。
【００５４】
燃料ポンプ２０は通電により駆動されることで、燃料タンク３０より汲み上げた燃料を燃料配管２１を介して高圧燃料供給ポンプ６０に向けて吐出する。燃料配管２１には、燃料中に含まれる異物を除去するフィルタ部８０が設けられている。
【００５５】
吸入調量弁７４は、エンジン２の運転状態を基に、制御回路２００により弁開度が制御される電磁弁であり、吸入通路６２に設けられている。制御回路２００は、吸入調量弁７４の弁開度を制御することにより高圧燃料供給ポンプ６０の加圧室６０９に吸入される燃料量（吐出量）を調整する。吸入調量弁７４の下流側には、吸入調量弁７４の閉弁時に洩れ出た燃料をカム室６０８の下流側に戻す燃料通路７５が接続されている。
【００５６】
吸入通路６２には、吸入調量弁７４の上流側からカム室６０８に通じる燃料通路７８が接続されており、燃料ポンプ２０より吐出された燃料の一部が、燃料通路７８を通ってカム室６０８に潤滑剤として供給される。カム室６０８に供給された燃料は、カム６０２及びプランジャ６０４などを潤滑したのち、燃料通路６４および燃料配管６５を通って燃料タンク３０に戻る。なお、燃料通路７８、カム室６０８、燃料通路６４、および燃料配管６５の途中には、弁などの燃料の流通を阻止するものは設けられておらず、燃料供給装置１０が駆動しているときは常に燃料が流れるようになっている。
【００５７】
なお、ここで、減圧弁４１、燃料噴射弁５０、高圧燃料供給ポンプ６０にそれぞれ設けられた燃料配管４３、燃料配管５２、及び燃料配管６５は、高圧系の構成部材からの余剰燃料が流通する燃料通路（以下、余剰燃料通路）９９に相当する。
【００５８】
フィルタ部８０は、図１、２、４、５、６に示すように、燃料ポンプ２０と高圧燃料供給ポンプ６０との間に設けられており、燃料ポンプ２０より吐出された燃料中に含まれる異物を除去し、高圧燃料供給ポンプ６０に供給する。フィルタ部８０は、フィルタエレメント８１、ジェットポンプ９０、「開閉手段」としての開閉バルブ９３、リリーフ弁９５、及びフィルタハウジング８９などから構成されている。
【００５９】
フィルタエレメント８１は、例えば不織布などから構成されており、上記プレフィルタに比べ異物の除去能力に優れるフィルタである。言い換えると、フィルタエレメント８１は、燃料供給装置１０において異物などの微細な物質粒子の通過を許容する孔径（以下、単に「メッシュ」）の大きさが、他のプレフィルタのメッシュよりも小さく形成されている。
【００６０】
フィルタエレメント８１の入口側（上流側）には、図１に示すように、燃料ポンプ２０の燃料配管２１に通じている「燃料供給通路」としての燃料通路８２が接続されている。フィルタエレメント８１の出口側（下流側）には、高圧燃料供給ポンプ６０の吸入通路６２に向けて燃料を供給する燃料通路８３が接続されている。燃料通路８３の下流端には、高圧燃料供給ポンプ６０の吸入通路６２と接続する燃料配管８４が接続されている。
【００６１】
燃料通路８２には、図１、４に示すように、ノズル部９１を有するジェットポンプ９０が設けられており、ジェットポンプ９０は、燃料ポンプ２０から吐出した燃料（以下、吐出燃料という）をノズル部９１から燃料通路８２内に噴射することで、ノズル部９１の下流側部分に吸引力を発生し、当該吸引力を利用してノズル部９１の下流側部分に、吐出燃料以外の燃料を導くものである。
【００６２】
上記ジェットポンプ９０は、図４及び図５に示すように、燃料通路８２においてノズル部９１が円錐状通路を呈しており、円錐先端部に「絞り部」としての噴射口９１ａが形成されている。さらに、燃料通路８２においてジェットポンプ９０は、ノズル部９１の下流側に、ノズル部９１を収容する収容室８２ａと、収容室の下流端からスロート状を呈するスロート通路８２ｂを有している。収容室８２ａはノズル部９１の周囲を取り囲む円筒形状であり、スロート通路８２ｂはノズル部９１の軸方向に沿って前方に延びる円筒状に形成され、ノズル部９１の中心軸と、収容室８２ａ及びスロート通路８２ｂの中心軸とがほぼ一致するように配置されている。
【００６３】
収容室８２ａは、吸引力源となる負圧を発生し、スロート通路８２ｂは、噴射口９１ａから噴射された吐出燃料と、吸引力により導入通路９２を通して流入した余剰燃料とを、燃料通路８２の下流側に配置のフィルタエレメント８１に向けて供給する。なお、ここで、収容室８２ａは請求範囲に記載のノズル部より下流側部分に相当する。
図１、５に示すように、燃料通路８２においてノズル部９１の下流側部分と、余剰燃料通路９９との間には、導入通路９２が接続されており、導入通路９２の途中には、導入通路９２内を流れる燃料の流通及び遮断をする「開閉手段」としての開閉バルブ９３が設けられている。開閉バルブ９３が開弁すると、導入通路９２を介して上記ノズル部９１の下流側部分と余剰燃料通路９９とが連通する。これにより、燃料ポンプ２０からの吐出燃料がジェットポンプ９０へ供給されると、ノズル部９１の下流側部分に吸引力を発生し、当該吸引力を利用してノズル部９１の下流側部分に、比較的高温な余剰燃料を導くことになる。なお、ここで、開閉バルブ９３は請求範囲に記載の開閉手段に相当する。
【００６４】
図５及び図７に示すように、開閉バルブ９３は、燃料温度に応じて導入通路９２を開閉するものであり、導入通路９２内に設けられ、バイメタル等の感温部材からなる弁体９３１と、弁体９３１に着座及び離座する弁座部９３２と、弁座部９３２の下流側に設けられた逆止弁９３２とを備えている。
【００６５】
弁体９３１は、図７（ｂ）に示すように、所定の温度帯（以下、第１温度帯という）で温度変形し、弁座部９３２から離座する。また、図７（ａ）に示すように、他の所定の温度帯（以下、第２温度帯という）で復原し、弁体９３１が弁座部９３２に着座する。第１温度帯及び第２温度帯は、図８に示すように、第１温度帯は、温度Ｔ１（例えば、余剰燃料の温度が２２℃）以下の低温状態であり、第２温度帯は、温度Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１であり、例えば、余剰燃料の温度が３５℃）以上の高温状態である。言い換えると、余剰燃料の温度がＴ１を超える高温状態では開閉バルブ９３は閉弁状態であり、温度が更に低下し、Ｔ１に達すると、開弁する。一方、開閉バルブ９３が開弁すると、余剰燃料の温度がＴ１未満の低温状態では開閉バルブ９３は開弁状態であり、温度が更に上昇し、Ｔ２に達すると、閉弁する。
【００６６】
上記温度Ｔ１は、この温度Ｔ１未満であると、燃料タンク３０内より吸い上げる燃料がワックス化するおそれのある温度であって、燃料ポンプ２０作動時においてフィルタエレメントへ余剰燃料の供給開始を許容する余剰燃料温度である。上記温度Ｔ２は、この温度Ｔ２を超えると、燃料タンク３０内より吸い上げる燃料がワックス化する可能性がない温度であって、燃料ポンプ２０作動時においてフィルタエレメントへ余剰燃料の供給停止を許容する余剰燃料温度である。温度Ｔ１及び温度Ｔ２は、請求範囲に記載の第１温度及び第２温度に相当する。
【００６７】
逆止弁９３３は、弁体９３１が弁座部９３２から離座し、開閉バルブ９３側より上流側の余剰燃料通路９９内の余剰燃料が、図７（ｂ）の矢印で示す流れのように、弁座部９３２の下流側に供給されると、供給された余剰燃料によって逆止弁９３３を押し開いて、上記ノズル部９１の下流側部分の燃料通路８２に向けて余剰燃料が流出する。
【００６８】
図１、４、６に示すように、燃料通路８２においてジェットポンプ９０の下流側には、「開放通路」としてのリリーフ通路９４の一方端が接続しており、リリーフ通路９４の他方端が、余剰燃料通路９９において導入通路９２との接続部より下流側部（図１中の燃料タンク３０側）に接続する。このリリーフ通路９４の途中には、フィルタエレメント８１の上流部の燃料圧力が所定値を超えたとき開弁するリリーフ弁９５が設けられている。リリーフ弁９５が開弁すると、フィルタエレメント８１の上流部の燃料圧力を所定値以下に維持しつつ、ジェットポンプ９０によりフィルタエレメント８１へ移送される燃料の一部を、導入通路９２との接続部より下流側の余剰燃料通路９９に戻す。なお、ここで、リリーフ通路９４及びリリーフ弁９５は請求範囲に記載の燃料流量調整装置に相当する。
【００６９】
図２、４、５に示すように、フィルタハウジング８９は、有底筒状の第１ハウジング８９ａと、第１ハウジング８９ａの上部開口を塞ぐ第２ハウジング８９ｂとから構成されている。第１ハウジング８９ａは、図２に示すように、内部にフィルタエレメント８１を収容し、保持すると共に、フィルタエレメント８１を貫通する内部通路８９ａ１を有している。フィルタ８０内部に燃料が流入すると、内部通路８９ａ１を図２中の下方向に流通し、第１ハウジング８９ａの底部側で反転し、フィルタエレメント８１のろ過面８１ａに向かって図２中の上方向に流通する。
【００７０】
第２ハウジング８９ｂの内部には、図４、５、６に示すように、燃料通路８２、導入通路９２、及びリリーフ通路９４が形成されている。
【００７１】
図４、６に示すように、リリーフ通路９４は、スロート通路８２ｂのフィルタエレメント８１側に向かう下流部と、余剰燃料通路９９とに接続され、リリーフ弁９５を介して燃料通路８２と余剰燃料通路９９とが連通している。
【００７２】
図４、５に示すように、導入通路９２は、収容室８２ａと、余剰燃料通路９９のうちのリリーフ通路９４が接続する部位より上流側部とに接続され、開閉バルブ９３を介して燃料通路８２と余剰燃料通路９９とが連通している。この導入通路９２の収容室８２ａ側の開口部９２ａは、ノズル部９１の噴射口９１ａの部位に開口する。
【００７３】
以上、本実施形態の燃料供給装置１０の構成について説明した。以下、燃料供給装置１０の作動について説明する。エンジン２の停止時、エンジン２の始動時、及びエンジン２の通常運転時とに分けて説明する。
【００７４】
（エンジン２の停止時）
エンジン２の停止前の運転中は、燃料タンク３０内の燃料へ余剰燃料が還流していることにより、燃料タンク３０内において貯留されている燃料（以下、貯留燃料）により余剰燃料が冷却されると共に、当該余剰燃料によって貯留燃料が暖められることになるので、燃料ポンプ２０からの吐出燃料がワックス化するということはない。
【００７５】
次に、エンジン２を停止するとき、制御回路２００により高圧燃料供給ポンプ６０、コモンレール４０、及び燃料噴射弁５０の各駆動制御が停止される。これにより、燃料タンク３０への余剰燃料の還流が停止されるので、燃料タンク３０内の貯留燃料の温度は低下する。
【００７６】
余剰燃料通路９９は常に燃料タンク３０と連通しているので、エンジンの停止後、余剰燃料通路９９内の燃料は燃料タンク３０へ流出する。フィルタ部８０の導入通路９２に配置の開閉バルブ９３は、弁体９３１が余剰燃料に浸漬されなくなるため、弁体９３１の自身の温度が低下する。
【００７７】
弁体９３１を取り囲む雰囲気温度等により弁体９３１の温度が温度Ｔ１以下に低下すると、感温機能により弁体９３１が変形し、弁座部９３２より弁体９３１が離座する（以下、単に「開閉バルブの開弁」という）。このとき、逆止弁９３３は閉弁しているので、余剰燃料通路９９内の雰囲気（エア）が、フィルタエレメント８１に向かう燃料通路８２に流入することはない。このような逆止弁９３３により、エンジン２の停止時に開閉バルブ９３が開弁した場合であっても、フィルタエレメント８１に向かう燃料通路８２にエア混入するのが防止される。
【００７８】
また、上記雰囲気温度が上昇し、温度Ｔ１を超える場合について以下説明する。温度Ｔ１を超えた時点で開閉バルブ９３が閉弁するのではなく、温度Ｔ２に達すると、開閉バルブ９３が閉弁する。このようなエンジン２の停止状態では、始動時において燃料がワックス化することはないためである。
【００７９】
以下の停止時、及び始動時等の説明では開閉バルブ９３が開弁するような温度Ｔ２未満の状態とし、温度Ｔ２以上の場合の停止時からの始動等の説明は省略する。
【００８０】
（エンジン２の始動時）
エンジン２の始動時には、制御回路２００により燃料ポンプ２０、高圧燃料供給ポンプ６０、コモンレール４０、及び燃料噴射弁５０が駆動制御され、燃料ポンプ２０及び高圧燃料供給ポンプ６０が作動し、それぞれ、燃料を予備圧送、及び圧送する。
【００８１】
燃料ポンプ２０からの吐出燃料は、燃料配管２１を通じてフィルタ部８０内の燃料通路８２へ流入する。燃料通路８２に流入した燃料は、ジェットポンプ９０のノズル部９１へ導かれ、ノズル部９１の噴射口９１ａから噴射される。噴射口９１ａから噴射された燃料は、収容室８２ａを通じてスロート室８２ｂへ流出する。このとき、収容室８２ａ内には、噴射口９１ａよりの噴射により吸引力源となる負圧が発生する。噴射された燃料は、スロート通路を流通するに従って燃料流路断面が拡大され、スロート通路の通路全断面を流れる状態に復元され、復元された燃料の圧力は、ノスル部９１の上流部での吐出燃料の圧力に戻る。
【００８２】
言い換えると、燃料ポンプ２０からの吐出燃料は、燃料通路８２のうち、特定区分、即ちノズル部９１より下流側部分（収容室８２ａ）に限定して、負圧発生による吸引力を生じる。収容室８２ａに吸引力が発生すると、余剰燃料通路９９を流通する正圧である余剰燃料が、逆止弁９３３を押し開いて、導入通路９２を通じて収容室８２ａに流入する。
【００８３】
収容室８２ａでは、燃料ポンプ２０からの吐出燃料と、導入通路９２を介して流入した余剰燃料とが合流し、下流側のスロート通路８２ｂに向けて供給される。
【００８４】
なお、ここで、収容室８２ａで吸引力により合流する上記吐出燃料及び余剰燃料を、ノズル部９１により移送される移送燃料と呼ぶ。
【００８５】
移送燃料は、燃料ポンプ２０からの吐出燃料に、比較的高温な余剰燃料が合流して形成されるものであるので、スロート通路８２ｂを通じてフィルタエレメント８１に供給される移送燃料は、フィルタエレメント８１の入口側のろ過エリアに、余剰燃料を確実に導入することができる。これにより、フィルタエレメント８１の入口側のろ過エリアの燃料温度を上昇させることになるので、低温時に燃料のワックス化のよるフィルタエレメント８１の目詰まりが回避される。
【００８６】
上記フィルタエレメント８１の入口側の燃料温度を上昇させる方法として、ノズル部９１の吸引力により移送される余剰燃料を、フィルタエレメント８１の入口側に導くようにしているので、例えばフィルタエレメント８１を有するフィルタ部に熱源を設置するための電気ヒータ等の熱源構成部材等の特別な外部装置を設ける必要はない。
【００８７】
また、余剰燃料は上記移送燃料としてフィルタエレメント８１の入口側に導入できるので、余剰燃料をフィルタエレメント８１に直接的に接することができ、ろ過エリアに接するフィルタエレメント８１のろ過面８１ａを直接加熱することができる。しかも、フィルタエレメント８１が移送燃料をろ過する際に、余剰燃料によってフィルタエレメント８１を通過する燃料の温度を上昇させることができる。故に、フィルタエレメント８１の入口側のろ過エリアの燃料温度を上昇させると共に、フィルタエレメント８１自体の温度を上昇させることができる。
【００８８】
（エンジン２の通常運転時）
通常運転時、言い換えるとエンストしないエンジン２の運転状態では、コモンレール４０に蓄えられ、燃料噴射弁５０に供給される高圧燃料は、その運転状態に適した目標燃料噴射圧（目標レール圧）に設定され、高圧燃料供給ポンプ６０で高温、圧送される。そのような通常運転時では、余剰燃料が始動後、更に上昇する。余剰燃料の温度が上昇し、温度Ｔ２に達すると、開閉バルブ９３が閉弁する。その結果、導入通路９２を通じて、温度Ｔ２を超える余剰燃料が、フィルタエレメント８１及び高圧燃料供給ポンプ６０に向けて供給されることはない。
【００８９】
以上説明した本実施形態では、燃料ポンプ２０と、燃料ポンプ２０の下流側に配置されたフィルタエレメント８１との間の燃料通路８２に設けられたノズル部９１を有し、ノズル部９１の噴射口９１ａから燃料通路８２内に燃料を噴射することでノズル部９１より下流側で吸引力を発生するジェットポンプ９０を設ける構成としている。更に上記構成に加えて、上記吸引力が発生するノズル部９１より下流側部分（収容室８２ａ）に、余剰燃料通路９９内を流通する余剰燃料を導く導入通路９２を設ける構成としている。
【００９０】
このような構成にすることにより、ジェットポンプ９０によってフィルタエレメント８１の上流部で吸引力即ち負圧を発生させ、当該発生した吸引力により、燃料タンク３０内の燃料つまり上記吐出燃料に比べて比較的温度の高い余剰燃料を、導入通路９２を通じてフィルタエレメント８１の入口側へ導入させることができる。これにより、このような余剰燃料がフィルタエレメント８１の入口側に接すると共に、フィルタエレメント８１を通過する燃料の温度を高めることができる。したがって、燃料のワックス化によるフィルタエレメント８１の目詰まりを回避することができる。
【００９１】
さらに、燃料ポンプ２０からの吐出燃料において例え低温により析出したワックス分が含まれている場合であっても、フィルタエレメント８１の入口側の燃料温度が余剰燃料によって上昇するので、上記低温により析出したワックス分を減小させることができる。したがって燃料のワックス化によるフィルタエレメント８１の目詰まりを解消するということができる。
【００９２】
しかも、フィルタエレメント８１の入口側の燃料温度を上昇させる方法として、ノズル部９１の吸引力により移送される余剰燃料を、フィルタエレメント８１の入口側に導くようにしているので、例えばフィルタエレメント８１を有するフィルタ部に熱源を設置するための電気ヒータ等の熱源構成部材等の特別な外部装置を設ける必要はない。
【００９３】
また、以上説明した本実施形態では、上記燃料ポンプ２０を、燃料タンク３０内に設けられている構成としている。
【００９４】
ここで、このような構成の燃料ポンプ２０は、燃料タンク３０内に貯留される燃料の液面レベルによって燃料中に浸漬されて、冷却されるため、燃料ポンプ２０から吐出される燃料は、通常、燃料ポンプ２０の動作による発熱の影響を受け難く、昇温されにくくなる。しかしながら、上述したようにジェットポンプ９０によってフィルタエレメント８１の上流部で吸引力を発生させ、当該吸引力により導入通路９２を通じて余剰燃料をフィルタエレメント８１の入口側へ導入させることになるので、燃料タンク３０内の燃料より温度の高い余剰燃料を、フィルタエレメント８１の入口側の濾過エリアに確実に導入させることができる。したがって、上記フィルタエレメント８１の目詰まりが抑制されるのである。
【００９５】
また、以上説明した本実施形態では、余剰燃料が流通する余剰燃料通路９９と、燃料通路８２のうちの収容室８２ａ（ノズル部９１より下流側部分）との間を流れる余剰燃料の流通及び遮断をする開閉バルブ９３を、上記導入通路９２に設ける構成している。しかも、開閉バルブ９３は、燃料温度が第１温度Ｔ１以下の低温時に導入通路９２を開くように設定されている。
【００９６】
ここで、燃料のワックス化する温度に関係なく、余剰燃料を導入通路を通じてフィルタエレメント８１の入口側に常に導入するという構成とすると、余剰燃料の一部または全部が常時燃料タンク３０に還流されなくなるおそれがある。この場合、高圧燃料供給ポンプ６０、及び燃料噴射弁５０などの高圧燃料系の構成部材内を流通する燃料が、過昇温となる可能性がある。
【００９７】
しかしながら、上記構成による本実施形態では、導入通路９２は、燃料温度が第１温度Ｔ１以下の低温時に限定して収容室８２側への余剰燃料の流通を許容する開閉バルブ９３を備えるので、上記余剰燃料が燃料タンク３０に常時還流されない状態を回避でき、ひいては上記高圧燃料系の構成部材内を流通する燃料の過昇温防止が図れる。
【００９８】
また、以上説明した本実施形態では、上記燃料温度を検出する手段として、開閉バルブ９３の弁体９３１は、バイメタルなどの感温部材で構成され、感温機能を有している。しかも、弁体９３１は燃料温度として余剰燃料を感知し、弁座部９３２に着座及び離座する感温機能を有している。
【００９９】
これにより、一つの燃料温度検出手段即ち弁体９３１で余剰燃料の温度を検出することにより、燃料ポンプ３０からの吐出燃料がワックス化する温度状態か否かを検出するのに利用すると共に、上記高圧燃料系の構成部材内を流通する燃料が過昇温状態か否かを検出するのに利用するので、燃料供給装置１０を簡素化することができる。
【０１００】
こうした構成の燃料供給装置１０が使用されるエンジン２では、燃料ポンプ２０吐出燃料の温度と、上記高圧燃料系の構成部材から流出する余剰燃料の温度とは、上記燃料供給装置１０及び高圧燃料系の構成部材４０、５０、６０の仕様により、ある程度の相関関係が成立する。そして、高圧燃料系の構成部材内を流通する燃料が過昇温状態か否かは余剰燃料の温度で判断することができるからである。
【０１０１】
ここで、上記余剰燃料の温度のようにその燃料温度によって、燃料のワックス化によりフィルタエレメント８１が目詰まりを生じるおそれがある所定温度か否かを判定する場合において、燃料が所定温度を超える状態に昇温されさえすれば、燃料のワックス化によるフィルタエレメント８１の目詰まりが必ず抑制できるとは限らないという万が一の状態に陥る懸念がある。フィルタエレメント８１の目詰まりが万が一生じる場合があると、内燃機関へ供給する燃料の流量が少なくなるため、エンスト等に陥りエンジン２の正常な運転状態が維持できないという懸念がある。
【０１０２】
しかしながら、本実施形態では、余剰燃料をフィルタエレメント８１の上流部に導入開始する設定温度としての第１温度Ｔ１と、フィルタエレメント８１の上流部への余剰燃料導入を止める設定温度としての第２温度Ｔ２との間に温度幅（Ｔ２―Ｔ１）を置いて、第１温度Ｔ１及び第２温度Ｔ２を設定する構成としている。故に、燃料のワックス化によるフィルタエレメント８１の目詰まりを必ず抑制でき、ひいてはエンジン２の正常な運転状態を保証することができる。
【０１０３】
また、以上説明した本実施形態において、ジェットポンプ９０とフィルタエレメント８１との間に設けられ、ジェットポンプ９０により移送され、フィルタエレメントに供給される移送燃料の流量を調整するリリーフ弁９５を有する燃料流量調整装置を備えていることが好ましい。
【０１０４】
ここで、燃料の温度がワックス化する温度領域にある場合、燃料のワックス化によりフィルタエレメント８１の入口側の濾過エリアからフィルタエレメント８１の下流側へ流通する流量が低下し、フィルタエレメント８１の目詰まりが進行していくことになるのであるが、フィルタエレメント８１を通過する燃料流量が、上記高圧燃料系の構成部材内で流通するのに必要な燃料の流量以下になると、上述したようにエンジン２の正常な運転状態の維持が困難にあるおそれがある。
【０１０５】
これに対して、上記構成による本実施形態によれば、フィルタエレメント８１を通過する燃料流量を、必要な燃料の流量を超える所定の流量に制限することが可能であるので、フィルタエレメント８１を通過する燃料流量が必要な燃料の流量以下になるまでの時間を長くすることができる。言い換えると、このように必要な燃料の流量を供給できなくなる時間を先延ばしするので、その間を有効に利用し、ジェットポンプ９０により移送される燃料ポンプ２０からの吐出燃料及び余剰燃料のうち、余剰燃料によって、低温により析出したワックス分を減小させることができ、ひいては燃料がワックス化しない温度領域まで燃料を昇温させることができる。したがって、エンジン２の正常な運転状態の維持が困難な状態を、効果的に回避することができる。
【０１０６】
さらに、上記燃料流量調整装置としては、ジェットポンプ９０のノズル部９１とフィルタエレメント８１との間から分岐し、燃料タンク３０側に燃料を還流する余剰燃料通路９９に接続するリリーフ通路９４と、リリーフ通路９４内の圧力に応じてリリーフ通路９４を開放するリリーフ弁９５とで構成されていることが好ましい。
【０１０７】
このように構成すると、燃料流量調整装置を簡素化な構成とすることができる。このようなリリーフ弁９５を有する燃料流量調整装置は、フィルタエレメント８１の目詰まりが進行し、必要な燃料の流量を供給できなくなる状態を、フィルタエレメント８１の圧損という圧力変化状態で検出することができるので、そのような圧力変化状態において許容できる圧力で開放するように設定するだけでよいからである。
【０１０８】
上記燃料流量調整装置とフィルタエレメント８１との関係において、リリーフ通路９４とフィルタエレメント８１とを、フィルタ部８０内に配置する構成とすることが好ましい。こうした構成によると、ジェットポンプ９０による移送燃料のうち、リリーフ弁９５による開放によりリリーフ通路９４を流通する余剰燃料は、その余剰燃料による熱が、フィルタ部８０内の第２ハウジング８９ｂに熱伝導されて、間接的にフィルタエレメント８１を昇温させることができる。
【０１０９】
また、以上説明した本実施形態では、ジェットポンプ９０とフィルタエレメント８１とを、フィルタ部８０内に配置するという構成としている。こうした構成の燃料供給装置１０では、ジェットポンプ９０による余剰燃料を導入する導入通路９２の少なくとも一部が、フィルタ部８０内に配置することになる。それ故に、ジェットポンプ９０によりフィルタエレメント８１の上流部に余剰燃料を導いて直接的にフィルタエレメント８１を昇温させるというだけでなく、フィルタ部８０内に配置にされた導入通路９２を流通する余剰燃料は、その余剰燃料による熱がフィルタ部８０内の第２ハウジング８９ｂに熱伝導されて、間接的にフィルタエレメント８１を昇温させるということができる。
【０１１０】
さらにまた、以上説明した本実施形態では、ジェットポンプ９０がフィルタハウジング８９内に介在する構成としている。それ故に、ジェットポンプ９０により導かれる余剰燃料を、移送燃料としてフィルタエレメント８１の入口側に直接的に導入できると共に、フィルタハウジング８９の第２ハウジング８９ｂを介した間接的な昇温方法によって、効果的に昇温させることができる。
【０１１１】
また、以上説明した本実施形態においては、上記高圧燃料系の構成部材として、エンジン２の気筒に設けられ、気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁５０と、燃料ポンプ２０と燃料噴射弁５０の間に配置され、高圧化された燃料を蓄圧すると共に燃料噴射弁５０に分配するコモンレール４０とを備えるものに適用し、これらのうちの少なくとも特定構成部材４０、５０からの余剰燃料を、ジェットポンプ９０に発生する吸入力でフィルタエレメント８１に導入する余剰燃料として利用することができる。言い換えると、上記高圧燃料系の各構成部材から流出する余剰燃料の総量は、特定構成部材からの余剰燃料の量よりも常に上回るので、そのような余剰燃料は、途切れることはなく、ジェットポンプ９０の吸引力でフィルタエレメント８１の上流側に効果的に導くことができ、ひいてはフィルタエレメント８１を通過する燃料の温度を効果的に高めることができるのである。
【０１１２】
（第２実施形態）
第２実施形態を図９に示す。第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態では、燃料ポンプ２０を燃料タンク３０内に配置する構成とするのではなく、燃料ポンプ２０と高圧燃料供給ポンプ６０を共通のポンプ駆動軸６０１を介してエンジン２によって駆動される構成とする一例を示すものである。
【０１１３】
燃料ポンプ１２０及び高圧燃料供給ポンプ６０は一体的に組付けられた「燃料噴射ポンプ」としてのサプライポンプであって、エンジン２のクランクシャフトによる回転力を得て駆動され、エンジン２が停止すると、燃料ポンプ１２０及び高圧燃料供給ポンプ６０は作動を停止する。
【０１１４】
燃料ポンプ１２０は、例えば、周知のトロコイドポンプであり、高圧燃料供給ポンプ６０とともにポンプハウジングに収容されている。燃料ポンプ１２０は、ポンプ駆動軸（カム軸）６０１によって駆動されることで、燃料配管１２１を介して燃料タンク３０より汲み上げた燃料を高圧燃料供給ポンプ６０に向けて吐出する。燃料配管１２１には、燃料中に含まれる異物を除去するプレフィルタ１２９が設けられている。
【０１１５】
また、燃料ポンプ１２０の入口側（吸入側）には、燃料配管１２１と接続する吸入通路１２２が接続されている。吸入通路１２２には、プレフィルタ１２９よりも下流側の燃料中に含まれる異物を除去するためのゴーズフィルタ（図示せず）が設けられている。
【０１１６】
燃料ポンプ１２０の出口側（吐出側）には、燃料ポンプ１２０より吐出される燃料をフィルタ部８０に供給する吐出通路１２３が接続されている。吐出通路１２３の下流端には、フィルタ部８０の燃料通路８２と接続する燃料配管８２１が接続されている。
【０１１７】
燃料ポンプ１２０の吸入通路１２２と吐出通路１２３には、燃料ポンプ１２０の入口側と出口側を連通する燃料通路１２４が接続している。この燃料通路１２４には、燃料ポンプ２０の吐出圧を調整する圧力調整装置１２５が設けられている。
【０１１８】
フィルタエレメント８１は、上記プレフィルタ１２９やゴーズフィルタに比べ異物の除去能力に優れるフィルタである。言い換えると、フィルタエレメント８１は、燃料供給装置１０において異物などの微細な物質粒子の通過を許容するメッシュの大きさが、他のプレフィルタやゴーズフィルタのメッシュよりも小さく形成されている。
【０１１９】
また、燃料通路７５は、燃料ポンプ１２０の吸入通路１２２に接続しており、吸入調量弁７４の閉弁時に洩れ出た燃料を、燃料ポンプ１２０の入口側に戻す。これにより、燃料ポンプ１２０の吐出効率の向上が図れる。
【０１２０】
このような構成であっても、第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１２１】
さらに、上記構成の本実施形態では、一体的に組付けらえる構成要素として燃料ポンプ１２０及び高圧燃料供給ポンプ６０を有するサプライポンプは、高圧燃料供給ポンプ６０で燃料が高温、高圧化されるため、通常、燃料タンク３０内に設置しにくく、燃料タンク３０外のエンジン２側に搭載されることになる。こうした構成の上記サプライポンプは、それ自身の動作中の発熱によって燃料ポンプ１２０からの吐出燃料を昇温させることが可能となる。したがって、例えば始動低温時であっても、エンジン２を始動し、上記サプライポンプが作動することで、燃料ポンプ１２０からの吐出燃料が上記サプライポンプの作動開始時より昇温し易くなるのである。
【０１２２】
しかも、上述のように燃料ポンプ１２０及び高圧燃料供給ポンプ６０を共通のポンプ駆動軸６０１を介してエンジン２によって駆動する構成とするので、このようなサプライポンプでは、燃料ポンプ１２０及び高圧燃料供給ポンプ６０をポンプ駆動軸６０１に一体的に組付け、サプライポンプ内に内蔵することになる。
【０１２３】
こうした構成の装置では、サプライポンプが動作開始すると、高圧燃料供給ポンプ６０の発熱に伴なって燃料ポンプ１２０及び燃料ポンプ１２０からの吐出燃料の両者を昇温することができる。このような装置に、本発明のジェットポンプ９０により比較的高温な余剰燃料をフィルタエレメント８１の入口側に導入する技術を適用すると、フィルタエレメント８１を通過する燃料の温度を速やかに高めることができるので、燃料のワックス化によるフィルタエレメント８１の目詰まりを効果的に防止することができる。
【０１２４】
（第３実施形態）
第３実施形態を図１０に示す。第３実施形態は第２実施形態の変形例である。第３実施形態では、エンジン２の排気通路３００に設けられ、排気を浄化する「浄化装置」としての排気フィルタ（以下、ＤＰＦと呼ぶ）３１０に用いられる添加弁３２０であって、サプライポンプからの燃料を、ＤＰＦ３１０の上流側の排気通路３００に噴射する添加弁３２０を備えた一例を示すものである。
【０１２５】
エンジン２の排気通路３００には、排気中の排気微粒子を捕集するＤＰＦ３１０が設けられている。排気通路３００のうちのＤＰＦ３１０よりも下流側には、排気中のＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ触媒装置３３０が設けられている。
【０１２６】
排気通路３００のうちのＤＰＦ３１０よりも上流側には、添加弁３２０が設けられている。この添加弁３２０は、噴孔を開閉するニードルを、電磁ソレノイドによって駆動する周知の構造の噴射弁である。添加弁３２０の燃料入口部は、サプライポンプの燃料通路７８から分岐した添加燃料供給通路７９及び燃料配管３７９の一端が接続しており、添加弁３２０において供給された燃料を排出する排出部は、燃料配管３７９の他端を通じて余剰燃料通路９９に連通している。
【０１２７】
制御回路２００は、燃料温度が低温時に、添加弁３２０からの燃料の噴射を抑制し、添加弁３２０の排出部からの余剰燃料を増加するようにしている。
【０１２８】
これによると、エンジン２の排気通路３００に設けられ、高圧化された燃料の一部を、ＤＰＦ３１０の上流側の排気通路３００内に噴射する添加弁３２０を備えるものに適用し、そのような高圧化された燃料の一部を、ジェットポンプ９０に発生する吸入力でフィルタエレメント８１に導入する余剰燃料として利用することが可能である。
【０１２９】
さらに上記構成に加えて、制御回路２００は、低温時に添加弁３２０の排出部からの余剰燃料を増加する機能を有するので、低温時に添加弁３２０からの燃料添加を抑制することで、余剰燃料の流量を増加させることができる。したがって、フィルタエレメント８１を昇温させる余剰燃料の流量を、添加弁３２０からの燃料添加を一時的に抑制することにより、低温時に優先的に増加させることができる。
【０１３０】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【０１３１】
（１）例えば以上説明した本実施形態では、燃料ポンプ２０、１２０は電動式ポンプまたはエンジン２で駆動されるメカ式ポンプとしたが、いずれであってもよい。
【０１３２】
（２）以上説明した本実施形態では、導入通路９２を開閉する開閉バルブ９３を、感温機能を有するバイメタル等で形成された弁体９３１を有するものとしたが、制御回路２００により駆動制御される電磁ソレノイド式の弁装置であってもよい。
【０１３３】
（３）以上説明した本実施形態において、余剰燃料の流出源としての高圧燃料系の構成部材としては、高圧燃料供給ポンプ６０、コモンレール４０、及び燃料噴射弁５０の構成要素を有するものとした。余剰燃料通路９９を流通する余剰燃料は、高圧燃料供給ポンプ６０、コモンレール４０、及び燃料噴射弁５０の構成要素の全てから供給されるものであっても、特定構成要素から供給される特定余剰燃料とする構成であってもよく、上記構成要素の少なくともいずれかからの余剰燃料とする構成であればよい。
【０１３４】
（４）また、制御回路２００は、上記コモンレールにおいて、コモンレール４０の減圧弁４３を駆動制御し、低温時に余剰燃料を増加するようにしてもよい。
【０１３５】
かかる構成によると、目標レール圧を低く設定し、コモンレール４０内の燃料圧力を、エンジン２の通常の運転状態より低くすることで、フィルタエレメント８１を通過する余剰燃料の流量を増やすことが容易となる。しかも、始動低温時においては上記燃料圧力つまり燃料噴射弁５０から噴射する燃料の燃料噴射圧力は、通常運転時に比べて高圧化する必要はない。それ故に、始動低温時においてフィルタエレメント８１の入口側の燃料温度を急速に昇温させることが可能となり、ひいては燃料のワックス化によるフィルタエレメント８１の目詰まりを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料供給装置を適用した蓄圧式燃料噴射装置の構成を示す構成図である。
【図２】図１中のフィルタエレメント及びジェットポンプを有するフィルタ部を示す部分断面図である。
【図３】図２のフィルタ部を上方からみた平面図である。
【図４】図２中のIV−IV線断面図である。
【図５】図３中のV−V線断面図である。
【図６】図３中のVI−VI線断面図である。
【図７】図５中の開閉手段を示す図であって、図７（ａ）は開閉手段の閉状態、図７（ｂ）は開閉手段の開状態を示す断面図である。
【図８】図５中の開閉手段の開閉特性を示す模式図である。
【図９】第２実施形態による燃料供給装置を示す構成図である。
【図１０】第３実施形態による燃料供給装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１        蓄圧式燃料噴射装置
２        エンジン（内燃機関）
１０      燃料供給装置
２０      燃料ポンプ（予備圧送部）
２１      燃料配管
３０      燃料タンク
４０      コモンレール
５０      燃料噴射弁
６０      高圧燃料供給ポンプ（圧送部）
６０１    カム軸（駆動軸）
６０４    プランジャ
６０８    カム室
６０９    加圧室
６２      吸入通路
６３      吐出通路
７４      吸入調量弁
８０        フィルタ部
８１        フィルタエレメント
８２        燃料通路（燃料供給通路）
８２ａ      収容室（ノズル部より下流側部分）
８２ｂ      スロート通路（ノズル部より下流側部分）
８３        燃料通路
８４        燃料配管
９０        ジェットポンプ
９１        ノズル部（絞り部）
９１ａ      噴射口
９２        導入通路
９３        開閉バルブ（開閉手段）
９３１      弁体
９３２      弁座部
９３３      逆止弁
９４        リリーフ通路（開放通路）
９５      リリーフ弁
２００      ＥＣＵ（制御装置）
【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】
0004483974.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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