(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定圧力の燃料を蓄える蓄圧室に連通する第１の通路と、
内燃機関に噴射供給する燃料噴射弁に連通する第２の通路と
を備え、
前記蓄圧室に蓄えられた高圧燃料を前記第１の通路及び前記第２の通路を通じて燃料噴射弁に圧送し、内燃機関の燃焼室に噴射供給する燃料供給装置であって、
前記第１の通路及び第２の通路の間に介在し、前記第１の通路内の圧力と前記第２の通路内の圧力との差異に応じ、該第１の通路と該第２の通路との間を流れる燃料の実効流路面積を可変にする流路調整機構を備え、
前記流路調整機構は、前記第１の通路内の圧力が前記第２の通路内の圧力を上回っている場合に該第１の通路から該第２の通路に流れる燃料の実効流路面積を、前記第２の通路内の圧力が前記第１の通路内の圧力を上回っている場合に該第２の通路から該第１の通路に流れる燃料の実効流路面積に比して大きくするものであって、
前記流路調整機構は、前記第１の通路及び前記第２の通路の間に介在し両通路の開口端に連通する圧力室と、
該圧力室内に設けられ、前記第１の通路内の圧力と前記第２の通路内圧力との差異に応じて前記両開口端の間を移動する弁体と、
前記弁体に貫通形成されて前記両開口端を相互に連通させる第３の通路と、
前記圧力室内壁の一部を含んで形成され、前記弁体の移動に伴い前記両開口端を相互に連通及び閉塞させる第４の通路と、
前記圧力室内に設けられ、前記弁体を前記第１の通路側から前記第２の通路側に向かって付勢するバネ部材と、
を有し、
前記第１の通路内における燃料圧力が前記第２の通路内における燃料圧力と同等である場合、若しくは前記第１の通路内における燃料圧力が前記第２の通路内における燃料圧力を上回っている場合には、前記バネ部材の付勢力によって前記弁体は前記第２の通路の開口端に押しつけられ、前記第１の通路から前記第２の通路に向かう燃料は前記第３の通路と前記第４の通路との双方を通過し、
前記第２の通路における燃料圧力が前記第１の通路における燃料圧力及び前記バネ部材の付勢力の和を上回った場合には、前記弁体が前記第１の通路側に向かって移動し、前記第２の通路から前記第１の通路に向かう燃料は前記第３の通路のみを通過する
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧に保持された燃料を内燃機関の燃焼室に噴射供給する機能を備えた燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の燃料供給装置は、所定量の燃料を高圧の状態で蓄える蓄圧室と、蓄圧室に所定の燃料通路を通じて連結される複数の燃料噴射弁とを備えて構成される。そして、高圧ポンプにより蓄圧室に圧送した燃料を、個々の燃料噴射弁を通じ、多気筒内燃機関の各燃焼室に定量的に噴射供給する機能を有する。
【０００３】
このような装置構成においては、コモンレールや、コモンレールと個々の燃料噴射弁とを連結する燃料通路内に保持される燃料の圧力が極めて高いため、燃料噴射弁の開閉弁動作に伴って発生する圧力波（反射波）が燃料通路内の燃料に脈動を発生させやすい。こうして燃料通路内に発生する燃料の脈動は、同通路に連結された燃料噴射弁ばかりでなく、コモンレールを通じて他の燃料通路にも伝播し、各燃料噴射弁を通じて実行される燃料噴射の定量性を低下させることになる。
【０００４】
このような問題に対し、例えば特開平０９−１１２３８０号公報に記載された燃料供給装置では、コモンレールと各燃料噴射弁とを連結する燃料通路にオリフィスを設け、燃料噴射弁の開閉弁動作に伴って発生する燃料脈動の発生を抑制するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の出力を発生させるための主たる燃料噴射（以下、主噴射という）の他、当該主噴射に先立ち、或いは後続して、少量の燃料噴射を副噴射として行うマルチ燃料噴射制御が知られている。マルチ燃料噴射制御は、機関出力の安定化や排気特性の向上等といった種々の効果をもたらす。しかし、１回の機関燃焼行程について複数回の燃料噴射を実行しなければならないため、各燃料噴射にかかる燃料噴射量やその噴射タイミングの調整には高い精度が要求される。
【０００６】
ところが、例えば上記公報に記載された装置では、オリフィスによる圧力脈動の減衰作用により、各燃料噴射を通じて実行される燃料噴射の定量性をある程度は向上させることはできるものの、燃料噴射量やその噴射タイミングの制御に関し、マルチ燃料噴射制御において求められる精度を十分に確保することが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高圧の状態で蓄えられた燃料を燃料噴射弁を通じて内燃機関の燃焼室に噴射供給する機能を備えた燃料供給装置にあって、燃料噴射弁の開閉動作に伴って発生する反射波を十分に減衰し、燃料噴射の制御に高い精度を確保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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、
所定圧力の燃料を蓄える蓄圧室に連通する第１の通路と、
内燃機関に噴射供給する燃料噴射弁に連通する第２の通路と
を備え、
前記蓄圧室に蓄えられた高圧燃料を前記第１の通路及び前記第２の通路を通じて燃料噴射弁に圧送し、内燃機関の燃焼室に噴射供給する燃料供給装置であって、
前記第１の通路及び第２の通路の間に介在し、前記第１の通路内の圧力と前記第２の通路内の圧力との差異に応じ、該第１の通路と該第２の通路との間を流れる燃料の実効流路面積を可変にする流路調整機構を備え、
前記流路調整機構は、前記第１の通路内の圧力が前記第２の通路内の圧力を上回っている場合に該第１の通路から該第２の通路に流れる燃料の実効流路面積を、前記第２の通路内の圧力が前記第１の通路内の圧力を上回っている場合に該第２の通路から該第１の通路に流れる燃料の実効流路面積に比して大きくするものであって、
前記流路調整機構は、前記第１の通路及び前記第２の通路の間に介在し両通路の開口端に連通する圧力室と、
該圧力室内に設けられ、前記第１の通路内の圧力と前記第２の通路内圧力との差異に応じて前記両開口端の間を移動する弁体と、
前記弁体に貫通形成されて前記両開口端を相互に連通させる第３の通路と、
前記圧力室内壁の一部を含んで形成され、前記弁体の移動に伴い前記両開口端を相互に連通及び閉塞させる第４の通路と、
前記圧力室内に設けられ、前記弁体を前記第１の通路側から前記第２の通路側に向かって付勢するバネ部材と、
を有し、
前記第１の通路内における燃料圧力が前記第２の通路内における燃料圧力と同等である場合、若しくは前記第１の通路内における燃料圧力が前記第２の通路内における燃料圧力を上回っている場合には、前記バネ部材の付勢力によって前記弁体は前記第２の通路の開口端に押しつけられ、前記第１の通路から前記第２の通路に向かう燃料は前記第３の通路と前記第４の通路との双方を通過し、
前記第２の通路における燃料圧力が前記第１の通路における燃料圧力及び前記バネ部材の付勢力の和を上回った場合には、前記弁体が前記第１の通路側に向かって移動し、前記第２の通路から前記第１の通路に向かう燃料は前記第３の通路のみを通過することを要旨とする。
【０００９】
なお、通路の実効流路面積とは、当該通路を流れる流体にとっての実質的な流路の総断面積を意味する。
【００１０】
同構成によれば、第１の通路内の圧力と第２の通路内の圧力との差異に応じて両通路間を流れる燃料の実効流路面積が可変になることで、蓄圧室から燃料噴射弁に向かう燃料の圧力波の伝播と、逆に燃料噴射弁から蓄圧室に向かう燃料の圧力波の伝播とを容易に制御することができるようになる。
【００１１】
また、前記流路調整機構は、前記第１の通路内の圧力が前記第２の通路内の圧力を上回っている場合に該第１の通路から該第２の通路に流れる燃料の実効流路面積を、前記第２の通路内の圧力が前記第１の通路内の圧力を上回っている場合に該第２の通路から該第１の通路に流れる燃料の実効流路面積に比して大きくするのがよい。
【００１２】
同構成によれば、第１通路内の圧力が第２の通路内の圧力を上回っている場合には、燃料の圧送方向の流路は十分に確保され、両通路内の圧力は速やかに同等となる。よって、前記蓄圧室から燃料噴射弁に向けて高圧の燃料を供給（圧送）するにあたり、高い供給効率が保証されるようになる。一方、第２通路内の圧力が第１の通路内の圧力を上回っている場合には、圧送方向に逆行する反射波の影響が好適に抑制される。従って、燃料噴射弁を通じた燃料噴射の実施に際し、その噴射量や噴射タイミングにかかる定量性を高精度に保持することができるようになる。
【００１３】
また、前記流路調整機構は、前記第１の通路と前記第２の通路との間を常時連通する第３の通路と、前記第１の通路内の圧力と前記第２の通路内の圧力との差異に応じて、前記第１の通路と前記第２の通路との間を連通及び閉塞する第４の通路と、を備えるのがよい。
【００１４】
同構成によれば、第４の通路が連通しているか閉塞しているかの違いにより、第１の通路及び第２の通路間を流れる燃料の実効流路面積を段階的に変更することができる。
【００１５】
また、前記流路調整機構は、前記第１の通路及び前記第２の通路の間に介在し両通路の開口端に連通する圧力室と、該圧力室内に設けられ、前記第１の通路内の圧力と前記第２の通路内圧力との差異に応じて前記両開口端の間を移動する弁体と、を備え、前記第３の通路は、前記弁体に貫通形成されて前記両開口端を相互に連通させる通路であり、前記第４の通路は、前記圧力室内壁の一部を含んで形成され、前記弁体の移動に伴い前記両開口端を相互に連通及び閉塞させる通路であるのがよい。
【００１６】
同構成によれば、第４の通路が連通しているか閉塞しているかの違いにより、第１の通路及び第２の通路間を流れる燃料の実効流路面積を段階的に変更するといった作用を簡易な構成で実現することができるようになる。よって、燃料の圧送方向に逆行する反射波の影響を抑制しつつ、蓄圧室から燃料噴射弁に効率的に燃料を圧送することができるようになる。このため、例えば内燃機関に対し高圧燃料の噴射供給を、複数回に亘り近接したタイミングで行うような場合であれ、その噴射量や噴射タイミングを高精度で制御できるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムに適用した一実施の形態について説明する。
【００１８】
〔エンジンシステムの基本構成及び機能〕
図１において、内燃機関（以下、エンジンという）１は、燃料供給系１０、燃焼室２０、吸気系３０及び排気系４０等を主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。
【００１９】
先ず、燃料供給系１０は、サプライポンプ１１、コモンレール１２、燃料噴射弁１３、遮断弁１４、調量弁１６、還元剤添加弁１７、機関燃料通路Ｐ１及び添加燃料通路Ｐ２等を備えて構成される。
【００２０】
サプライポンプ１１は、燃料タンク（図示略）から汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路Ｐ１を介してコモンレール１２に供給する。コモンレール１２は、サプライポンプ１１から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を燃料通路ユニット８０を通じて各燃料噴射弁１３に分配する。燃料噴射弁１３は、その内部に電磁ソレノイド（図示略）を備えた電磁弁であり、適宜開弁して燃焼室２０内に燃料を噴射供給する。
【００２１】
他方、サプライポンプ１１は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を添加燃料通路Ｐ２を介して還元剤添加弁１７に供給する。添加燃料通路Ｐ２には、サプライポンプ１１から還元剤添加弁１７に向かって遮断弁１４及び調量弁１６が順次配設されている。遮断弁１４は、緊急時において添加燃料通路Ｐ２を遮断し、燃料供給を停止する。調量弁１６は、還元剤添加弁１７に供給する燃料の圧力（燃圧）ＰＧを制御する。還元剤添加弁１７は、燃料噴射弁１３と同じくその内部に電磁ソレノイド（図示略）を備えた電磁弁であり、還元剤として機能する燃料を、適宜の量、適宜のタイミングで排気系４０の触媒ケーシング４２上流に添加供給する。
【００２２】
吸気系３０は、各燃焼室２０内に供給される吸入空気の通路（吸気通路）を形成する。一方、排気系４０は、各燃焼室２０から排出される排気ガスの通路（排気通路）を形成する。
【００２３】
また、このエンジン１には、周知の過給機（ターボチャージャ）５０が設けられている。ターボチャージャ５０は、シャフト５１を介して連結された回転体５２，５３を備える。一方の回転体（タービンホイール）５２は排気系４０内の排気に晒され、他方の回転体（コンプレッサホイール）５３は、吸気系３０内の吸気に晒される。このような構成を有するターボチャージャ５０は、タービンホイール５２が受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサホイール５３を回転させ、吸気圧を高めるといったいわゆる過給を行う。
【００２４】
吸気系３０において、ターボチャージャ５０に設けられたインタークーラ３１は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１よりもさらに下流に設けられたスロットル弁３２は、その開度を無段階に調節することのできる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を変更し、同吸入空気の供給量（流量）を調整する機能を有する。
【００２５】
また、エンジン１には、燃焼室２０の上流（吸気系３０）及び下流（排気系４０）をバイパスする排気還流通路（ＥＧＲ通路）６０が形成されている。このＥＧＲ通路６０は、排気の一部を適宜吸気系３０に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路６０には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気（ＥＧＲガス）の流量を自在に調整することができるＥＧＲ弁６１と、ＥＧＲ通路６０を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ６２が設けられている。
【００２６】
また、排気系４０において、同排気系４０及びＥＧＲ通路６０の連絡部位の下流には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯｘ触媒という）を収容した触媒ケーシング４２が設けられている。
【００２７】
また、エンジン１の各部位には、各種センサが取り付けられており、当該部位の環境条件や、エンジン１の運転状態に関する信号を出力する。
【００２８】
すなわち、レール圧センサ７０は、コモンレール１２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ７１は、添加燃料通路Ｐ２内を流通する燃料のうち、調量弁１６を介して還元剤添加弁１７に導入される燃料の圧力（燃圧）ＰＧに応じた検出信号を出力する。エアフロメータ７２は、吸気系３０内に導入される空気（吸入空気）の流量（吸気量）ＧＮに応じた検出信号を出力する。空燃比（Ａ／Ｆ）センサ７３は、排気系４０の触媒ケーシング４２上流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ７４は、排気系４０において触媒ケーシング４２の排気流入部位に取り付けられ、当該部位における排気の温度（排気温度）ＴＥＸに応じた検出信号を出力する。ＮＯｘセンサ７５は、同じく排気系４０の触媒ケーシング４２下流において排気中のＮＯｘ濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。
【００２９】
また、アクセルポジションセンサ７６はエンジン１のアクセルペダル（図示略）に取り付けられ、同ペダルの踏み込み量ＡＣＣに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ７７は、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。これら各センサ７０〜７７は、電子制御装置（ＥＣＵ）９０と電気的に接続されている。
【００３０】
ＥＣＵ９０は、中央処理装置（ＣＰＵ）９１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）９２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３及びバックアップＲＡＭ９４、タイマーカウンタ９５等を備え、これら各部９１〜９５と、Ａ／Ｄ変換器を含む外部入力回路９６と、外部出力回路９７とが双方向性バス９８により接続されて構成される論理演算回路を備える。
【００３１】
このように構成されたＥＣＵ９０は、上記各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、これら信号に基づき燃料噴射弁１３の開閉弁動作に関する制御や、ＥＧＲ弁６１の開度調整、或いはスロットル弁３２の開度調整等、エンジン１の運転状態に関する各種制御を実施する。
【００３２】
なお、コモンレール１２、燃料噴射弁１３、及び燃料通路ユニット８０等は、併せて本実施の形態にかかるエンジン１の燃料供給装置を構成する。
【００３３】
〔触媒ケーシングの構造及び機能〕
次に、以上説明したエンジン１の構成要素のうち、排気系４０に設けられた触媒ケーシング４２について、その構造及び機能を詳しく説明する。
【００３４】
触媒ケーシング４２は、その内部に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒という）を収容する。
【００３５】
ＮＯｘ触媒は、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を主材料とするハニカム形状の構造体（パティキュレートフィルタ）を担体とし、このパティキュレートフィルタ（担体）の表面にＮＯｘ吸蔵剤として機能する例えばカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタン（Ｌａ）、或いはイットリウム（Ｙ）のような希土類と、酸化触媒（貴金属触媒）として機能する例えば白金Ｐｔのような貴金属とが担持されることによって構成される。
【００３６】
ＮＯｘ吸蔵剤は、排気中の酸素濃度（排気の空燃比）が高い状態（リーンな状態）ではＮＯｘを吸蔵し、排気中の酸素濃度が低い状態ではＮＯｘを放出する特性を有する。また、排気中にＮＯｘが放出されたとき、排気中にＨＣやＣＯ等が存在していれば、貴金属触媒がこれらＨＣやＣＯの酸化反応を促すことで、ＮＯｘを酸化成分、ＨＣやＣＯを還元成分とする酸化還元反応が両者間で起こる。すなわち、ＨＣやＣＯはＣＯ2やＨ2Ｏに酸化され、ＮＯｘはＮ2に還元される。
【００３７】
一方、ＮＯｘ吸蔵剤は排気中の酸素濃度が高い状態にあるときでも所定の限界量のＮＯｘを吸収すると、それ以上ＮＯｘを吸収しなくなる。エンジン１では、触媒ケーシング４２内に収容されたＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収量が限界量に達する前に、還元剤添加弁１７を通じて排気通路の触媒ケーシング４２上流に還元剤（本実施の形態では燃料）を添加供給することで、ＮＯｘ触媒に吸収されたＮＯｘを放出および還元浄化し、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復させるといった制御を所定のインターバルで繰り返す。
【００３８】
さらに、ＮＯｘ吸蔵剤や貴金属触媒の担体をなすパティキュレートフィルタは、排気中に含まれる煤等の微粒子やＮＯｘ等の有害成分を、以下のメカニズムに基づいて浄化する。
【００３９】
ＮＯｘ触媒が、その構成要素であるＮＯｘ吸蔵剤及び貴金属触媒の協働により、排気中の酸素濃度や還元成分量に応じてＮＯｘの吸蔵、放出及び浄化を繰り返し行うことは上述した通りである。その一方、ＮＯｘ触媒は、このようなＮＯｘの浄化を行う過程で副次的に活性酸素を生成する特性を有する。パティキュレートフィルタを排気が通過する際、その排気中に含まれる煤等の微粒子は構造体（多孔質材料）に捕捉される。ここで、ＮＯｘ触媒の生成する活性酸素は、酸化剤として極めて高い反応性（活性）を有しているため、捕捉された微粒子のうちＮＯｘ触媒の表面や近傍に堆積した微粒子は、この活性酸素と（輝炎を発することなく）速やかに反応し、浄化されることになる。
【００４０】
〔燃料噴射制御の概要〕
ＥＣＵ９０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１の運転状態に基づき燃料噴射制御を実施する。本実施の形態において燃料噴射制御とは、各燃料噴射弁１３を通じた各燃焼室２０内への燃料噴射の実施に関し、燃料の噴射量Ｑ、噴射タイミング、噴射パターンといったパラメータを設定し、これら設定されたパラメータに基づいて個々の燃料噴射弁１３の開閉弁操作を実行する一連の処理をいう。
【００４１】
ＥＣＵ９０は、このような一連の処理を、エンジン１の運転中所定時間毎に繰り返し行う。燃料の噴射量Ｑ及び噴射タイミングは、基本的にはアクセルペダルへの踏み込み量ＡＣＣおよびエンジン回転数ＮＥ（クランク角センサのパルス信号に基づいて演算することができるパラメータ）に基づき、予め設定されたマップ（図示略）を参照して決定する。
【００４２】
また、燃料の噴射パターンの設定に関し、ＥＣＵ９０は、圧縮上死点近傍での燃料噴射を主噴射として各気筒について行うことで機関出力を得る他、主噴射に先立つ燃料噴射（以下、パイロット噴射という）や、主噴射に後続する燃料噴射（以下、ポスト噴射という）を、副噴射として適宜選択された時期、選択された気筒について行う。
【００４３】
〔パイロット噴射〕
ディーゼルエンジンでは一般に、圧縮行程終期において、燃焼室内が燃料の自己着火を誘発する温度に達する。とくにエンジンの運転状態が中高負荷領域にある場合、燃焼に供される燃料が燃焼室内に一括して噴射供給されると、この燃料は騒音を伴い爆発的に燃焼する。パイロット噴射を実行することにより、主噴射に先立って供給された燃料が熱源（或いは火種）となり、その熱源が燃焼室内で徐々に拡大して燃焼に至るようになるため、燃焼室内における燃料の燃焼状態が比較的緩慢となり、しかも着火遅れ時間が短縮されるようになる。このため、機関運転に伴う騒音が軽減され、さらには排気中のＮＯｘ量も低減される。
【００４４】
〔ポスト噴射〕
ポスト噴射によって燃焼室２０内に供給される燃料は、燃焼ガス中で軽質なＨＣに改質され、排気系４０に排出される。すなわち、還元剤として機能する軽質なＨＣが、ポスト噴射を通じて排気系４０に添加され、排気中の還元成分濃度を高めることとなる。排気系４０に添加された還元成分は、触媒ケーシング４２内のＮＯｘ触媒を介し、同ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘや、排気中に含まれるその他の酸化成分と反応する。このとき発生する反応熱は、ＮＯｘ触媒の床温を上昇させる効果を有する。
【００４５】
〔燃料通路ユニットの構造及び機能〕
図２（ａ）は、コモンレール１２内において高圧に保持された燃料を各燃料噴射弁１３に供給するための燃料通路ユニット８０について、その内部構造を概略的に示す側断面図である。
【００４６】
燃料通路ユニット８０の内部構造は、第１の通路Ｐ１０内の燃料圧力と第２の通路Ｐ２０内の燃料圧力との差異に応じ、第１の通路Ｐ１０と第２の通路Ｐ２０との間を流れる燃料の実効流路面積を可変にする流路調整機構としての機能を有する。
【００４７】
すなわち同図２（ａ）に示すように、燃料通路ユニット８０は、コモンレール１２に接続される第１の通路部材８１と、燃料噴射弁１３に接続される第２の通路部材８２とが、ガスケットＧを介して組み付けられることにより構成される。両通路部材８１，８２の組み付け部位には略円筒形状の内部空間（圧力室）Ｓ１が形成される。内部空間Ｓ１は、第１の通路部材８１に形成された貫通孔（第１の通路）Ｐ１０の両開口端のうち、一方の開口端は内部空間Ｓ１に、他方の開口端はコモンレール１２内に連通する。また、第２の通路部材８２に形成された貫通孔（第２の通路）Ｐ２０の両開口端のうち、一方の開口端は内部空間Ｓ１に連通し、他方の開口端は燃料噴射弁１３の内部通路（図示略）に連通する。なお、内部空間Ｓ１に連通する各通路Ｐ１０，Ｐ２０の開口端は相互に対峙する配置関係になっている。また、内部空間Ｓ１に連通する第１の通路Ｐ１０の開口端は、当該内部空間Ｓ１に突出し円筒形状の凸部８１ａを形成する。さらに内部空間Ｓ１には、弁体８３と、この弁体８３に常時一定の付勢力を与えるコイルバネ８４とが収容されている。コイルバネ８４は、弁体８３を第１の通路Ｐ１０側から第２の通路Ｐ２０側に向かって付勢するよう凸部８１ａの外周に装着される。内部空間Ｓ１における弁体８３の配置は、第１の通路Ｐ１０から受ける燃料の圧力と、第２の通路Ｐ２０から受ける燃料の圧力と、コイルバネ８４の付勢力との力学的な関係によって決定づけられる。
【００４８】
図２（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、内部空間Ｓ１に収容された状態にある弁体８３について、第１の通路Ｐ１０側（正面）からみた場合（図２（ｂ））、側面からみた場合（図２（ｃ））、第２の通路Ｐ２０側（背面）からみた場合（図２（ｄ））の外観を各々示す平面図である。
【００４９】
各図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、弁体８３は有底の円筒形状を呈するとともに、第１の通路Ｐ１０側（コモンレール１２側）に向かって開口する凹部８３ａを有している。この円筒形状をなす弁体８３には、凹部８３ａの奥部から反対側の底面に亘り、第３の通路としてのオリフィスＰ３０が貫通形成されている。また、このオリフィスＰ３０の中心線は、第１の通路Ｐ１０及び第２の通路Ｐ２０の中心線と略共通する。すなわち、第１の通路Ｐ１０と、オリフィスＰ３０と、第２の通路とは、連続して一本の通路空間を形成することになる。さらに、弁体８３において第２の通路Ｐ１０に対峙する底面８３ｂ上には、４本の溝８３ｄがオリフィスＰ３０の開口部８３ｃを起点とし、弁体８３の外周に向かって放射状に形成されている。
【００５０】
次に、このような構成を備えた燃料通路ユニット８０の作用について説明する。
【００５１】
第１の通路Ｐ１０内における燃料圧力Ｐｆ１が第２の通路Ｐ２０内における燃料圧力Ｐｆ２と同等である場合、若しくは燃料圧力Ｐｆ１が燃料圧力Ｐｆ２を上回っている場合には、図３（ａ）に示すように、コイルバネ８４の付勢力によって、弁体８３は第２の通路Ｐ２０の開口端に押しつけられることになる。このような条件下においては、コモンレール１２から燃料噴射弁１３に向かう燃料（若しくは圧力波）は、オリフィス（第３の通路）Ｐ３０と、弁体８３の外周面及び溝８３ｄに沿って形成される通路（第４の通路）との双方を通過することができる（図３（ａ）中に矢指）。
【００５２】
一方、第２の通路Ｐ２０における燃料圧力Ｐｆ２が、第１の通路Ｐ１０における燃料圧力Ｐｆ１及びコイルバネ８４の付勢力の和を上回った場合、図３（ｂ）に示すように、弁体８３が第２の通路Ｐ２０側に向かって移動し、凸部８１ａに嵌着する。すると、図３（ａ）の状態において形成される燃料の流路は閉塞されることになるため、燃料噴射弁１３からコモンレール１２に向かう燃料（若しくは圧力波）は、オリフィスＰ３０内のみを通過することができる。
【００５３】
すなわち燃料通路ユニット８０では、コモンレール１２側（第１の通路Ｐ１０）の燃料圧力Ｐｆ１が燃料噴射弁１３側（第２の通路Ｐ２０）の燃料圧力Ｐｆ２を上回っている場合には、コモンレール１２から燃料噴射弁１３に向かう燃料の流路面積が実質的に拡大するようになる。そして一方、燃料噴射弁１３側の燃料圧力Ｐｆ２がコモンレール１２側の燃料圧力Ｐｆ１を上回っている場合には、燃料噴射弁１３からコモンレール１２に向かう燃料の流路面積が実質的に縮小するようになっている。
【００５４】
図４は、パイロット噴射及びこれに後続する主噴射を実行する際（燃料噴射弁の開閉弁動作を２回連続して行う際）、ＥＣＵが出力する指令信号の推移（図４（ａ））と、コモンレール内における燃料の圧力の推移（図４（ｂ））とを同一時間軸上に示すタイムチャートの一例である。なお、図４（ｂ）中において一点鎖線で示す推移曲線は、コモンレールと燃料噴射弁との間に従来の燃料通路の構造を適用した場合のものであり、実線で示す推移曲線は、本実施の形態にかかる燃料通路ユニット８０を適用した場合のものである。
【００５５】
両図４（ａ）に示すように、燃料噴射弁を開弁させるための指令信号（以下、単に指令信号という）が所定期間（Δｔ１，Δｔ２）に亘って出力されることにより、燃料噴射弁が開弁してコモンレール内の圧力が一時的に低下するため、図４（ｂ）中の時間軸上に負のピークが出現する。この点においては従来の燃料通路の構造を適用した場合も、本実施の形態にかかる燃料通路ユニット８０を適用した場合も同様である。
【００５６】
しかしながら、従来の燃料通路の構造を適用した場合、１回目の指令信号が出力された後（期間Δｔ１以降）、２回目の指令信号が出力される前（期間Δｔ２以前）に、図４（ｂ）中の時間軸上に正のピークが出現する。１回目の指令信号に従い燃料噴射弁が開閉動作を行うことによりコモンレールから燃料噴射弁に向かって伝播する圧力波が発生し、その圧力波が燃料噴射弁で反射し、やや遅れてコモンレールへ戻ってくるためにこのようなピークが出現するものと考えられる。燃料噴射弁からコモンレールに戻ってくるこのような圧力波（反射波）の影響で、コモンレールや燃料通路内の圧力が変動をきたすと、２回目以降の燃料噴射について、その定量性を低下させてしまうことになる。
【００５７】
この点、本実施の形態にかかる燃料通路ユニット８０では、コモンレール１２から燃料噴射弁１３へ燃料（圧力波）が移動（伝播）する際には、コモンレール１２側の圧力が燃料噴射弁１３側の圧力を上回ることによって燃料の流路が拡大し（図３（ａ）参照）、コモンレール１２側の圧力と燃料噴射弁１３側の圧力とは速やかに同等となるようコモンレール１２から燃料噴射弁１３に向かって燃料が移動する。従って、燃料噴射弁１３への効率的な燃料供給が行われるようになる。その一方、燃料噴射弁１３側からコモンレール１２側へ反射波が伝播する際には、燃料噴射弁１３側の圧力がコモンレール１２側の圧力を上回ることによって燃料の流路が縮小し（図３（ｂ）参照）、当該反射波の伝播が抑制されるようになる。このため、図４（ｂ）中において実線で示すように、先行する燃料噴射の実施期間Δｔ１後に発生する燃料圧力の変動を有意に低減することができる。従って、後続する燃料噴射の実施にあたり、噴射量や噴射タイミングの制御精度を高めることができるようになる。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態における燃料供給装置によれば、１回の機関燃焼行程について複数回の燃料噴射を実行する上で、各回の燃料噴射にかかる噴射量や噴射タイミングの制御精度や信頼性を高めることができるようになる。
【００５９】
さらには、１回の機関燃焼行程について複数回の燃料噴射を実行する上で、各回の噴射時間を短縮化して燃料噴射回数を増加させたり、より近接したタイミングで各回の燃料噴射を実行する等、ハードウエアの動作性能に一層高い精度が要求されるような緻密な制御構造を構築することも容易になる。
【００６０】
また、このような反射波の減衰効果を、簡易な構成で確実に得ることができる。
【００６１】
なお、反射波に起因する燃料噴射の制御精度の低下は、連続して行う燃料噴射の回数が多くなるほど、また各燃料噴射の実行タイミングが近接するほど顕著なものとなる。例えば、指令信号に対する燃料噴射弁の応答性や動作性能が高まるほど、連続して行う燃料噴射の回数を増やすこと、各燃料噴射の実行タイミングを近接させること、或いは燃料噴射量の制御精度を高めること等により、より緻密な燃料噴射制御を実施することが可能になるが、その一方で、上記反射波に起因する燃料圧力の変動が制御系に及ぼす影響も大きくなる。
【００６２】
すなわち、燃料通路ユニット８０による上記反射波の抑制機能は、その適用対象となる装置構成において、指令信号に対する燃料噴射弁の応答性や動作性能が高まるほど有用に作用することとなる。
【００６３】
〔他の実施の形態〕
なお、燃料通路ユニットの内部構造は、図２或いは図３に示したものに限らず種々の構造を適用して上記実施の形態に準ずる効果を得ることができる。例えば図５に示すように、凸部８１ａ（図２，図３参照）を有しない内部空間Ｓ１′において、コモンレール接続側の燃料通路Ｐ１０′内の燃料圧力と、燃料噴射弁側の燃料通路Ｐ２０′内の燃料圧力との関係に依存してその配置が決定づけられる弁体８３′を備え、弁体８３′の動作に応じて内部空間Ｓ１′を通過する燃料の流路面積が変化する構造を備えた燃料通路ユニット８０′を適用することもできる。
【００６４】
要は、コモンレールと燃料噴射弁との間に介在する通路構造であって、コモンレール側の通路内における燃料圧力と燃料噴射弁側の通路内における圧力との差異に応じ、当該通路構造内を流れる燃料にとってその実質的な流路面積（実効流路面積）を可変にする流路調整機構としての機能を備えたものであれば、少なくとも上記実施の形態に準ずる効果を奏することはできる。
【００６５】
なお、上記実施の形態では、燃料通路ユニット８０（８０′）を備えた燃料供給装置について説明する上で、１回の機関燃焼行程についてパイロット噴射と主噴射とを各１回ずつ実施する場合の作用や効果を例示した。しかしこれに限らず、例えば複数回のパイロット噴射を主噴射に先行して行う場合や、主噴射に後続してポスト噴射を実行する場合等、１回の機関燃焼行程について複数回の燃料噴射を実行するどのような制御方式を採用した場合であれ、後続する燃料噴射にかかる噴射量や噴射タイミングの制御精度を高めるといった点では、燃料通路ユニット８０（８０′）と同様の機能を有する燃料供給装置を用いて上記実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、燃料噴射弁１３としてその内部に電磁ソレノイド（図示略）を備えた電磁弁を採用することとしたが、印加電圧等の大きさに応答して伸縮するピエゾ素子の特性を利用したいわゆるピエゾ駆動式の燃料噴射弁を適用しても、本実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、いわゆるコモンレール式のディーゼルエンジンに本発明の燃料供給装置を適用することとしたが、所定の通路構造を介して高圧の燃料を供給（圧送）するにあたり、圧送方向に逆行する反射波の影響が圧送燃料の定量性を高精度に保持する上で問題となる他のシステムに本発明を適用することもできる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蓄圧室に連通する第１の通路内の圧力と燃料噴射弁に連通する第２の通路内の圧力との差異に応じて両通路間を流れる燃料の実効流路面積が可変になるため、蓄圧室から燃料噴射弁に向かう圧力波の伝播と、逆に燃料噴射弁から蓄圧室に向かう圧力波の伝播とを容易に制御することができるようになる。
【００６９】
また、そのような構成に基づけば、蓄圧室から燃料噴射弁に向けて高圧の燃料を供給（圧送）するにあたり、高い供給効率を保証する一方、第２通路内の圧力が第１の通路内の圧力を上回っている場合には、圧送方向に逆行する反射波の影響を好適に抑制することが可能となる。
【００７０】
従って、燃料噴射弁を通じた燃料噴射の実施に際し、その噴射量や噴射タイミングにかかる定量性を高精度に保持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態にかかるディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】  同実施の形態にかかる燃料通路ユニットの構造を示す略図。
【図３】  同実施の形態にかかる燃料通路ユニットの構造及び作用を説明する略図。
【図４】  同実施の形態における電子制御装置の指令信号と燃料通路ユニット内の燃料圧力との対応関係を示すタイムチャート。
【図５】  本発明の他の実施の形態にかかる燃料通路ユニットの構造及び作用を説明する略図。
【符号の説明】
１  エンジン（内燃機関）
１０  燃料供給系
１１  サプライポンプ
１２  コモンレール
１３  燃料噴射弁
１６  調量弁
１７  還元剤添加弁
２０  燃焼室
３０  吸気系
３１  インタークーラ
３２  スロットル弁
４０  排気系
４２  触媒ケーシング
５０  ターボチャージャ
５１  シャフト
５２  タービンホイール
５３  コンプレッサホイール
６０  ＥＧＲ通路
６１  ＥＧＲ弁
６２  ＥＧＲクーラ
７０  レール圧センサ
７１  燃圧センサ
７２  エアフロメータ
７３  空燃比（Ａ／Ｆ）センサ
７４  排気温センサ
７５  ＮＯｘセンサ
７６  アクセルポジションセンサ
７７  クランク角センサ
８０  燃料通路ユニット
８１，８２  通路部材
８１ａ  凸部
８３  弁体
８３ａ  凹部
８３ｂ  底面
８３ｃ  開口部
８３ｄ  溝
８４  コイルバネ
８４  弁体
９０  電子制御装置（ＥＣＵ）
９１  中央処理装置（ＣＰＵ）
９２  読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
９３  ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
９４  バックアップＲＡＭ
９５  タイマーカウンタ
９６  外部入力回路
９７  外部出力回路
９８  双方向性バス
Ｐ１  機関燃料通路
Ｐ２  添加燃料通路
Ｐ１０  第１の通路
Ｐ２０  第２の通路
Ｐ３０  オリフィス（第３の通路）
Ｓ１  内部空間（圧力室）
【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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