(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式の低圧ポンプにより燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧して、筒内へ燃料を噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造において、
上記低圧ポンプの上流と下流とをバイパスする燃料バイパス通路を設け、該燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記低圧ポンプの上流側への燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記低圧ポンプの上流側からの燃料流を許容する逆止弁を配設したことを特徴とする筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造。
【請求項２】
電動式の低圧ポンプにより燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧して、筒内へ燃料を噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造において、
上記低圧ポンプから上記高圧ポンプに至る低圧燃料通路と燃料タンクとを連通する燃料バイパス通路を設け、該燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記燃料タンクへの燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記燃料タンクからの燃料流を許容する逆止弁を配設したことを特徴とする筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低圧ポンプにより燃料タンクから燃料を高圧ポンプに送給し、この高圧ポンプによって更に燃料を昇圧して、高圧燃料をインジェクタに供給する筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造に関し、詳しくは、低圧ポンプの小容量化と高圧ポンプの容積効率の向上とを両立し得る筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、燃費、エンジン出力の向上、及び、排気エミッションの改善を目的として、筒内（燃焼室内）に直接燃料を噴射して噴射燃料を点火プラグにより着火して燃焼させる筒内燃料噴射エンジンが知られている。
【０００３】
そして、この筒内燃料噴射エンジンにおいては、特開平２−１６９８３４号公報、特開平８−１７７６９９号公報等に開示されているように、筒内圧力に抗して筒内に燃料を直接噴射するため、インジェクタに供給する燃料圧力を高圧に維持する必要があり、燃料タンクからの燃料を低圧ポンプ（フィードポンプ）により高圧ポンプに送給し、この高圧ポンプによって更に燃料を昇圧して、高圧燃料をインジェクタに供給している。
【０００４】
すなわち、高圧ポンプは自吸能力が不十分なため、高圧ポンプの上流に電動式の低圧ポンプを配設し、この低圧ポンプによって燃料タンクから燃料を高圧ポンプに送給するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料タンクからインジェクタに至る燃料通路に、低圧ポンプと高圧ポンプとを直列に配設し、高圧ポンプへの燃料供給を全て低圧ポンプにより賄うため、この低圧ポンプは、高圧ポンプの最大吐出流量と同等以上の吐出流量の容量のものを採用する必要があり、低圧ポンプによる消費電流の増加を招く。従って、低圧ポンプは、高圧ポンプの最大吐出流量を若干上回る程度の容量のものを通常採用している。
【０００６】
このため、特開平８−１７７６９９号公報に開示されているようなエンジン駆動式の高圧ポンプを用いる場合、エンジン低回転域等、高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、低圧ポンプにより燃料が高圧ポンプに充分供給されるため問題ないが、特に、エンジン高回転域等、高圧ポンプによる燃料吐出流量の多い領域においては、低圧ポンプを介して高圧ポンプに燃料が供給されることによる燃料流路抵抗が増大し、これに伴い高圧ポンプの燃料吸入抵抗が増加して高圧ポンプの容積効率の低下を生じる不都合がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、低圧ポンプの小容量化と高圧ポンプの容積効率の向上とを両立することが可能な筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電動式の低圧ポンプにより燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧して、筒内へ燃料を噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造において、上記低圧ポンプの上流と下流とをバイパスする燃料バイパス通路を設け、該燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記低圧ポンプの上流側への燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記低圧ポンプの上流側からの燃料流を許容する逆止弁を配設したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、電動式の低圧ポンプにより燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧して、筒内へ燃料を噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造において、上記低圧ポンプから上記高圧ポンプに至る低圧燃料通路と燃料タンクとを連通する燃料バイパス通路を設け、該燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記燃料タンクへの燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記燃料タンクからの燃料流を許容する逆止弁を配設したことを特徴とする。
【００１０】
すなわち、請求項１記載の発明では、エンジン低回転時、エンジン駆動式の高圧ポンプの自吸能力が不十分で、高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、電動式の低圧ポンプにより送出された燃料の、燃料バイパス通路を介しての低圧ポンプ上流側への逆流が該燃料バイパス通路に配設された逆止弁によって防止され、低圧ポンプから高圧ポンプに充分な量の燃料が供給されるため、高圧ポンプは抵抗なく燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動する。そして、エンジン高回転時、高圧ポンプによる燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ自体による燃料吸入能力が増加するため、低圧ポンプからの燃料供給と共に、高圧ポンプが自吸作用により燃料バイパス通路を介して低圧ポンプの上流から直接燃料を吸入することが可能となる。従って、エンジン高回転時の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域においても、高圧ポンプの燃料吸入抵抗が増加することなく、且つ、高圧ポンプへの充分な燃料流量が確保されて、小容量の低圧ポンプを採用しつつ、高圧ポンプの容積効率を向上することが可能となる。
【００１１】
請求項２記載の発明では、エンジン低回転時、エンジン駆動式の高圧ポンプの自吸能力が不十分で、高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、電動式の低圧ポンプにより送出された燃料の、燃料バイパス通路を介しての燃料タンクへの逆流が該燃料バイパス通路に配設された逆止弁によって防止され、低圧ポンプから高圧ポンプに充分な量の燃料が供給されるため、高圧ポンプは抵抗なく燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動する。そして、エンジン高回転時の高圧ポンプによる燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ自体による燃料吸入能力が増加するため、低圧ポンプからの燃料供給と共に、高圧ポンプが自吸作用により燃料バイパス通路を介して直接燃料タンクから燃料を吸入することが可能となる。従って、エンジン高回転時の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域において、高圧ポンプの燃料吸入抵抗をより減少することが可能となり、且つ、高圧ポンプへの充分な燃料流量が確保されて、小容量の低圧ポンプを採用しつつ、高圧ポンプの容積効率をより向上することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１及び図２は本発明の実施の第１形態を示す。
【００１３】
先ず、図１に基づいて筒内燃料噴射エンジンの概略構成について説明する。同図において、符号１は筒内燃料噴射エンジンの一例としての自動車等の車輌用の水平対向型４サイクル４気筒筒内直噴ガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」と称する）である。このエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド２に各気筒に対応して吸気ポート２ａと排気ポート２ｂが形成されている。
【００１４】
このエンジン１の吸気系は、各吸気ポート２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテークマニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介してスロットルチャンバ５が連通され、更に、このスロットルチャンバ５の上流側に吸気管６を介してエアクリーナ７が取り付けられ、このエアクリーナ７がエアインテークチャンバ８に連通されている。
【００１５】
また、上記スロットルチャンバ５には、アクセルペダル９に連動するスロットル弁５ａが設けられている。そして、要求負荷を表す上記アクセルペダル９の踏込み量（アクセル開度）を検出するため、該アクセルペダル９の支持部にポテンショメータ等からなるアクセル開度センサ１０が併設されている。
【００１６】
また、上記吸気管６には、スロットル弁５ａをバイパスするバイパス通路１１が接続され、このバイパス通路１１に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路１１を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御弁（ＩＳＣ弁）１２が介装されている。
【００１７】
更に、上記シリンダヘッド２には、燃焼室１３内（筒内）に燃料を直接噴射するインジェクタ１４が各気筒毎に配設されている。そして、上記シリンダヘッド２の各気筒毎に、先端の放電電極を燃焼室１３に露呈する点火プラグ１５が取り付けられ、この点火プラグ１５に、各気筒毎に配設された点火コイル１６を介してイグナイタ１７が接続されている。
【００１８】
また、シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路１８に冷却水温センサ１９が臨まされている。
【００１９】
一方、エンジン１の排気系としては、上記シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通するエキゾーストマニホルド２０の集合部に排気管２１が連通され、この排気管２１に触媒コンバータ２２が介装されてマフラ２３に連通されている。
【００２０】
また、外周に所定クランク角度毎にクランク角検出用の突起が形成されたクランクロータ２４がエンジン１のクランクシャフト１ｂに軸着され、このクランクロータ２４にクランク角センサ２５が対設されている。更に、クランクシャフト１ｂに対して１／２回転するカムシャフト２６に、外周に気筒判別用突起を形成したカムロータ２７が連設され、このカムロータ２７に気筒判別センサ２８が対設されている。
【００２１】
次に、本発明の要旨とするエンジン１の燃料供給系構造について、図１及び図２に基づき説明する。図１及び図２の符号２９は、燃料タンク３０から上記各インジェクタ１４に燃料を供給するための燃料通路で、この燃料通路２９に、上流側から順に、燃料フィルタ３１、低圧ポンプの一例としてアウトタンク式の電動フィードポンプ３２、このフィードポンプ３２からの燃料を所定の高圧力に昇圧するための高圧ポンプ３３、上記各インジェクタ１４に連通接続するコモンレール３４、及び、インジェクタ１４への燃料圧力を所定の高圧力（例えば、７ＭＰａ）に調圧するための高圧用機械式プレッシャレギュレータ等からなる高圧レギュレータ３５が介装されている。
【００２２】
本実施の形態においては、上記高圧ポンプ３３は、エンジン１のクランクシャフト１ｂからプーリ、ベルト等の動力伝達機構を介して動力伝達されて作動するもので、エンジン駆動式プランジャポンプ等からなり、エンジン１の最大燃料噴射量を賄うに充分な燃料吐出容量のものを採用する。
【００２３】
そして、燃料通路２９の高圧ポンプ３３の上流側が、フィードポンプ３２により燃料タンク３０から燃料を送出する低圧燃料通路２９ａを構成し、上記高圧ポンプ３３と高圧レギュレータ３５との間が、低圧燃料通路２９ａからの燃料を昇圧して高圧の燃料を上記各インジェクタ１４に供給する高圧燃料通路２９ｂを構成している。
【００２４】
また、フィードポンプ３２下流の低圧燃料通路２９ａと燃料タンク３０が燃料リターン通路２９ｃを介して連通され、この燃料リターン通路２９ｃに、低圧燃料通路２９ａの燃料圧力を所定圧力（例えば、０．２ＭＰａ）に調圧するためのダイアフラム式プレッシャレギュレータ等からなる低圧レギュレータ３６が介装されている。
【００２５】
更に、高圧レギュレータ３５の下流側が、フィードポンプ３２下流の低圧燃料通路２９ａと低圧レギュレータ３６との間の燃料リターン通路２９ｃに接続されており、高圧レギュレータ３５からの余剰燃料を低圧燃料通路２４ａに戻すことで、これによっても、従来に対し小容量のフィードポンプ３２を採用可能としている。
【００２６】
一方、上記低圧燃料通路２９ａに、フィードポンプ３２の上流と下流とをバイパスする燃料バイパス通路２９ｄが接続されており、この燃料バイパス通路２９ｄにフィードポンプ３２の上流側への燃料の逆流を阻止し高圧ポンプ３３側への燃料流のみを許容する逆止弁３７が配設されている。
【００２７】
また、コモンレール３４と高圧レギュレータ３５との間の高圧燃料通路２９ｂと、低圧レギュレータ３６下流の燃料リターン通路２９ｃとを連通するパージ通路２９ｅに、電磁切換弁からなるベーパ処理弁３８が配設されている。
【００２８】
尚、上記コモンレール３４には、高圧燃料通路２９ｂにおける燃料圧力を検出するための燃料圧力センサ３９が配設されている。
【００２９】
一方、上記インジェクタ１４、点火プラグ１５、ＩＳＣ弁１２に対する制御量の演算、制御信号の出力、すなわち燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、及び、フィードポンプ３２の作動制御、ベーパ処理弁３８の開閉制御等のエンジン制御は、図１に示す電子制御装置（ＥＣＵ）４０によって行われる。
【００３０】
上記ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを中心として構成され、その他、駆動回路やＡ／Ｄ変換器等の周辺回路が内蔵されている。
【００３１】
そして、ＥＣＵ４０は、２回路のリレー接点を有する電源リレー４１の第１のリレー接点を介してバッテリ４２に接続され、バッテリ４２に、上記電源リレー４１のリレーコイルがイグニッションスイッチ４３を介して接続されており、イグニッションスイッチ４３がＯＮされて電源リレー４１の接点が閉となるとＥＣＵ４０に電源が投入される。
【００３２】
更に、上記バッテリ４２には、フィードポンプリレー４４のリレー接点を介して上記フィードポンプ３２が接続されている。尚、上記電源リレー４１の第２のリレー接点には、上記バッテリ４２から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。
【００３３】
上記ＥＣＵ４０の入力ポートには、上記アクセル開度センサ１０、冷却水温センサ１９、クランク角センサ２５、気筒判別センサ２８、燃料圧力センサ３９、及び、エンジン始動状態を検出するためのスタータスイッチ４５等の各種センサ、スイッチ類が接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力ポートには、上記ＩＳＣ弁１２、インジェクタ１４、イグナイタ１７、ベーパ処理弁３８、及び、フィードポンプリレー４４のリレーコイルが接続されている。
【００３４】
上記ＥＣＵ４０では、記憶されている制御プログラムに従って、入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号等を処理し、これら検出信号による各種データに基づき、燃料噴射量、点火時期、ＩＳＣ弁１２に対する駆動信号のデューティ比等を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、及び、フィードポンプ３２の作動制御、ベーパ処理弁３８の開閉制御等のエンジン制御を行う。
【００３５】
次に、本実施の形態による作用について説明する。
【００３６】
先ず、イグニッションスイッチ４３がＯＮされ、ＥＣＵ４０に電源が投入されると、システムがイニシャライズされ、ＥＣＵ４０からの駆動信号によって、ベーパ処理弁３８が開弁し、パージ通路２９ｅを介してコモンレール３４と高圧レギュレータ３５との間の高圧燃料通路２９ｂと、低圧レギュレータ３６下流の燃料リターン通路２９ｃとが連通されると共に、フィードポンプリレー４４がＯＮされてフィードポンプ３２が通電され、該フィードポンプ３２の作動が開始される。
【００３７】
これにより、燃料タンク３０内の燃料が、低圧燃料通路２９ａに介装されたフィルタ３１を経てフィードポンプ３２により送出される。そして、フィードポンプ３２によって送出された燃料が、低圧レギュレータ３６により調圧されて高圧ポンプ３３に供給されると共に、低圧レギュレータ３６から余剰燃料が燃料リターン通路２９ｃを介して燃料タンク３０に戻される。
【００３８】
尚、このとき、エンジン１は未だ起動しておらず、高圧ポンプ３３は停止しているが、この高圧ポンプ３３は上述のようにエンジン駆動式のプランジャポンプ等からなり、吸入口及び吐出口にそれぞれ逆止弁が設けられており（図示せず）、従って、この逆止弁により高圧ポンプ３３を介して高圧燃料通路２９ｂに燃料が流れる。そして、更に、上記ベーパ処理弁３８の開弁によりパージ通路２９ｅを介してコモンレール３４と高圧レギュレータ３５との間の高圧燃料通路２９ｂと、低圧レギュレータ３６下流の燃料リターン通路２９ｃとが連通されていることで、燃料が高圧燃料通路２９ｂからパージ通路２９ｅ、燃料リターン通路２９ｃを介して燃料タンク３０に戻される。
【００３９】
従って、燃料通路２９中にベーパが生じていても、ベーパが燃料タンク３０に排出される。これにより、ベーパによる燃料噴射制御性の悪化が未然に防止されて、エンジン１の始動に備えられる。
【００４０】
そして、スタータスイッチ４５がＯＮされてエンジン１が起動すると、ＥＣＵ４０は、クランク角センサ２５からのクランク角信号入力毎に、クランク角信号の入力間隔時間に基づいてエンジン回転数を算出し、また、気筒判別センサ２８からの気筒判別信号入力により燃料噴射対象気筒や点火対象気筒等の気筒判別を行う。そして、ＥＣＵ４０は、上記エンジン回転数、及び上記各センサにより検出されるエンジン運転状態に基づいて、燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅、点火時期、ＩＳＣ弁１２に対する駆動信号のデューティ比等の各種制御量を演算し、所定タイミングで、燃料噴射対象気筒のインジェクタ１４に上記燃料噴射パルス幅による駆動信号を出力し、また、所定の点火時期においてイグナイタ１７に点火信号を出力して点火対象気筒の点火プラグ１５を点火すると共に、上記デューティ比による駆動信号をＩＳＣ弁１２に出力し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御を行う。
【００４１】
また、上記ＥＣＵ４０は、スタータスイッチ４５のＯＮに同期して、上記ベーパ処理弁３８を閉弁作動し、以後、パージ通路２９ｅを介しての、コモンレール３４と高圧レギュレータ３５との間の高圧燃料通路２９ｂと、低圧レギュレータ３６下流の燃料リターン通路２９ｃとの連通を遮断する。
【００４２】
そして、エンジン１の起動に伴い高圧ポンプ３３が駆動し、フィードポンプ３２からの送出燃料が高圧ポンプ３３によって加圧されると共に、上記ベーパ処理弁３８の閉弁により高圧レギュレータ３５での燃料調圧が可能となり、高圧レギュレータ３５により調圧された所定の高圧燃料が、コモンレール３４を経て各気筒のインジェクタ１４に供給される。
【００４３】
すなわち、エンジン１の起動後は、上記高圧レギュレータ３５により高圧燃料通路２９ｂの燃料圧力が所定の高圧力に維持されることで、燃焼室１３内（筒内）へ噴射する燃料量を、ＥＣＵ４０から出力される燃料噴射パルス幅駆動信号によるインジェクタ１４の開弁時間によって正確に計量することが可能となる。
【００４４】
そして、エンジン始動後において、エンジン低回転時には、高圧ポンプ３３の駆動回転数が低く、高圧ポンプ３３の自吸能力が不十分となるが、このときは、高圧ポンプ３３の低速回転により高圧ポンプ３３による燃料吐出流量が少なく、且つ、フィードポンプ３２により送出された燃料の、燃料バイパス通路２９ｄを介してのフィードポンプ３２上流側への逆流が該燃料バイパス通路２９ｄに配設された逆止弁３７によって防止され、フィードポンプ３２から高圧ポンプ３３に充分な量の燃料が供給される。これにより、エンジン低回転時には、従来と同様に、高圧ポンプ３３は吸入抵抗の少ない状態で燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動する。
【００４５】
また、この時には、要求燃料噴射量が少ないため、高圧ポンプ３３による燃料吐出流量が少なくても、充分な量の高圧燃料を安定して各気筒のインジェクタ１４に供給することができる。
【００４６】
一方、エンジン回転数の上昇に伴い、高圧ポンプ３３の駆動回転数が上昇することで、高圧ポンプ３３の燃料吸い込み能力が増加すると共に、高圧ポンプ３３による燃料吐出流量が増加する。
【００４７】
そして、エンジン高回転域等、高圧ポンプ３３による燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ３３自体による燃料の吸入能力が増加するため、フィードポンプ３２からの燃料供給と共に、高圧ポンプ３３が燃料バイパス通路２９ｄを介してフィードポンプ３２の上流から直接燃料を吸入することが可能となる。また、燃料バイパス通路２９ｄに配設された逆止弁３７は、フィードポンプ３２の上流側への燃料の逆流を阻止し高圧ポンプ３３側への燃料流のみを許容するので、この時、高圧ポンプ３３の燃料吸入作用により逆止弁３７が開弁し、燃料バイパス通路２９ｄを介しての高圧ポンプ３３の燃料自吸が可能となる。
【００４８】
その結果、エンジン高回転時、高圧ポンプ３３の高速回転により高圧ポンプ３３の燃料吐出流量の多い領域では、フィードポンプ３２からの燃料供給と共に、高圧ポンプ３３の自吸作用により燃料バイパス通路２９ｄを介してフィードポンプ３２上流から高圧ポンプ３３に直接燃料を吸入することで、フィードポンプ３２による燃料の直流抵抗を減少して高圧ポンプ３３の吸入側に充分な量の燃料を確保することが可能となり、高圧ポンプ３３の燃料吸入抵抗を減少させることができる。
【００４９】
従って、エンジン高回転域等、高圧ポンプ３３の高速回転により高圧ポンプ３３の燃料吐出流量の多い領域においても、高圧ポンプ３３の燃料吸入抵抗が増加することなく、且つ、高圧ポンプ３３への充分な燃料流量が確保されるため、小容量のフィードポンプ３２を採用することが可能となり、小容量のフィードポンプ３２を採用しつつ、高圧ポンプ３３の容積効率を向上することが可能となる。
【００５０】
また、これにより、エンジン高回転高負荷に対応して要求燃料噴射量の多い時でも、充分な量の安定した高圧燃料を各気筒のインジェクタ１４に供給することが可能となり、燃料噴射制御精度の向上を図ることが可能となる。
【００５１】
次に、図３及び図４に基づいて、本発明の実施の第２形態を説明する。
【００５２】
尚、上記実施の第１形態と同一の構成品については、同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５３】
以下、本実施の形態の燃料供給系構造について説明する。
【００５４】
上記実施の第１形態においては、低圧ポンプとしてアウトタンク式の電動フィードポンプを採用するのに対し、本実施の形態は、燃料タンク３０内に配設されるインタンク式の電動フィードポンプ５０を採用する。このインタンク式の電動フィードポンプ５０は、周知のタービン型電動ポンプで、吸入口にフィルタ５１が装着されている。
【００５５】
そして、前記バッテリ４２に、フィードポンプリレー４４のリレー接点を介してフィードポンプ５０が接続されている。
【００５６】
また、このフィードポンプ５０から高圧ポンプ３３に至る低圧燃料通路５２ａと燃料タンク３０とが、燃料バイパス通路５２ｄを介して連通されており、この燃料バイパス通路５２ｄに燃料タンク３０への燃料の逆流を阻止し高圧ポンプ３３側への燃料流のみを許容する逆止弁５３が配設されている。
【００５７】
そして、燃料タンク３０内において、燃料バイパス通路５２ｄの開口端が底部方向に延出され、その開口端にフィルタ５４が装着されている。尚、燃料バイパス通路５２ｄの開口端にフィルタ５４を装着することなく、逆止弁５３上流の燃料バイパス通路５２ｄ中にフィルタを介装するようにしてもよい。
【００５８】
また、前記燃料リターン通路２９ｃの低圧レギュレータ３６の上流側が、上記低圧燃料通路５２ａに接続されており、これ以外の構成については、上記実施の第１形態と同様である。
【００５９】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００６０】
イグニッションスイッチ４３がＯＮされ、ＥＣＵ４０に電源が投入されると、システムがイニシャライズされ、ＥＣＵ４０からの駆動信号によって、パージ処理弁３８が開弁されると共に、フィードポンプリレー４４がＯＮされてフィードポンプ５０が通電され、該フィードポンプ５０の作動が開始される。
【００６１】
そして、フィードポンプ５０の作動により、燃料タンク３０内の燃料が、フィルタ５１を経て低圧燃料通路５２ａを介して送出される。そして、フィードポンプ５０によって送出された燃料が、低圧レギュレータ３６により調圧されて高圧ポンプ３３に供給され、上記実施の第１形態と同様に、高圧ポンプ３３の吸入口及び吐出口に設けられた逆止弁（図示せず）により、高圧ポンプ３３を介して高圧燃料通路２９ｂに燃料が流れると共に、低圧レギュレータ３６から余剰燃料が燃料リターン通路２９ｃを介して燃料タンク３０に戻される。
【００６２】
そして、更に、上記ベーパ処理弁３８の開弁によりパージ通路２９ｅを介してコモンレール３４と高圧レギュレータ３５との間の高圧燃料通路２９ｂと、低圧レギュレータ３６下流の燃料リターン通路２９ｃとが連通されていることで、燃料が高圧燃料通路２９ｂからパージ通路２９ｅ、燃料リターン通路２９ｃを介して燃料タンク３０に戻されることで、燃料通路中にベーパが生じていても、ベーパが燃料タンク３０に排出されて、エンジン１の始動に備えられる。
【００６３】
そして、スタータスイッチ４５がＯＮされてエンジン１が起動すると、上記ＥＣＵ４０は、スタータスイッチ４５のＯＮに同期して、上記ベーパ処理弁３８を閉弁作動し、以後、パージ通路２９ｅを介しての、コモンレール３４と高圧レギュレータ３５との間の高圧燃料通路２９ｂと、低圧レギュレータ３６下流の燃料リターン通路２９ｃとの連通を遮断する。
【００６４】
また、エンジン１の起動に伴い高圧ポンプ３３が駆動し、フィードポンプ５０からの送出燃料が高圧ポンプ３３によって加圧されると共に、上記ベーパ処理弁３８の閉弁により高圧レギュレータ３５での燃料調圧が可能となり、高圧レギュレータ３５により調圧された所定の高圧燃料が、コモンレール３４を経て各気筒のインジェクタ１４に供給される。
【００６５】
そして、エンジン始動後において、エンジン低回転時には、高圧ポンプ３３の駆動回転数が低く、高圧ポンプ３３の自吸能力が不十分となるが、このときは、高圧ポンプ３３の低速回転により高圧ポンプ３３による燃料吐出流量が少なく、且つ、フィードポンプ５０により送出された燃料の、燃料バイパス通路５２ｄを介しての燃料タンク３０への逆流が該燃料バイパス通路５２ｄに配設された逆止弁５３によって防止され、フィードポンプ５０から高圧ポンプ３３に充分な量の燃料が供給される。
【００６６】
従って、エンジン低回転時には、上記実施の第１形態と同様に、高圧ポンプ３３は吸入抵抗の少ない状態で燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動する。
【００６７】
一方、エンジン回転数の上昇に伴い、高圧ポンプ３３の駆動回転数が上昇することで、高圧ポンプ３３の燃料吸い込み能力が増加すると共に、高圧ポンプ３３による燃料吐出流量が増加する。
【００６８】
そして、エンジン高回転域等、高圧ポンプ３３による燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ３３自体による燃料の吸入能力が増加するため、フィードポンプ５０からの燃料供給と共に、高圧ポンプ３３が燃料バイパス通路５２ｄを介して燃料タンク３０から直接燃料を吸入することが可能となる。
【００６９】
また、燃料バイパス通路５２ｄに配設された逆止弁５３は、燃料タンク３０への燃料の逆流を阻止し高圧ポンプ３３側への燃料流のみを許容するので、この時、高圧ポンプ３３の燃料吸入作用により逆止弁５３が開弁し、燃料バイパス通路５２ｄを介しての高圧ポンプ３３の燃料自吸が可能となる。
【００７０】
その結果、エンジン高回転時、高圧ポンプ３３の高速回転により高圧ポンプ３３の燃料吐出流量の多い領域では、フィードポンプ５０からの燃料供給と共に、高圧ポンプ３３の自吸作用によりフィルタ５４及び燃料バイパス通路５２ｄを介し、燃料タンク３０から高圧ポンプ３３に直接燃料を吸入することで、フィードポンプ５０による燃料の直流抵抗を減少して、高圧ポンプ３３の吸入側に充分な量の燃料を確保することが可能となる。また、燃料バイパス通路５２は、直接燃料タンク３０に連通接続されているため、高圧ポンプ３３の燃料吸入抵抗をより減少させることができる。
【００７１】
従って、エンジン高回転域等、高圧ポンプ３３の高速回転により高圧ポンプ３３の燃料吐出流量の多い領域においても、高圧ポンプ３３の燃料吸入抵抗をより減少し、且つ、高圧ポンプ３３への充分な燃料流量が確保されるため、小容量のフィードポンプ５０を採用することが可能となり、小容量のフィードポンプ５０を採用しつつ、高圧ポンプ３３の容積効率を更に向上することが可能となる。
【００７２】
また、これにより、エンジン高回転高負荷に対応して要求燃料噴射量の多い時でも、充分な量の安定した高圧燃料を確実に各気筒のインジェクタ１４に供給することでき、燃料噴射制御精度を更に向上することが可能となる。
【００７３】
尚、本発明は、上記実施の各形態に限定されず、例えば、アウトタンク式のフィードポンプ３２を採用する上記実施の第１形態の燃料バイパス通路２９ｄを、フィードポンプ３２上流の燃料通路に接続することなく、上記実施の第２形態のように、燃料タンク３０に直接接続するようにしてもよい。この場合は、実施の第２形態と同様に、燃料タンク３０内において、燃料バイパス通路２９ｄの開口端を底部方向に延出する。そして、その開口端にフィルタを装着するか、或いは燃料バイパス通路２９ｄの逆止弁３７上流にフィルタを介装する。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給する電動式の低圧ポンプの上流と下流とをバイパスする燃料バイパス通路を設け、この燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で低圧ポンプの上流側への燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で低圧ポンプの上流側からの燃料流を許容する逆止弁を配設したので、エンジン低回転時、高圧ポンプの自吸能力が不十分で、高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、低圧ポンプにより送出された燃料の、燃料バイパス通路を介しての低圧ポンプ上流側への逆流が該燃料バイパス通路に配設された逆止弁によって防止され、低圧ポンプから高圧ポンプに充分な量の燃料が供給される。従って、エンジン低回転時の高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、従来と同様に、高圧ポンプは吸入抵抗の少ない状態で燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動することができる。
【００７５】
また、エンジン高回転時の高圧ポンプによる燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ自体による燃料吸入能力が増加するため、高圧ポンプによる吸入作用により燃料バイパス通路に配設された逆止弁が開弁し、低圧ポンプからの燃料供給と共に、高圧ポンプが自吸作用により燃料バイパス通路を介して低圧ポンプの上流から直接燃料を吸入することが可能となる。これにより、エンジン高回転の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域では、低圧ポンプによる燃料の直流抵抗を減少して、この場合においても、高圧ポンプの吸入側に充分な量の燃料を確保することができ、高圧ポンプの燃料吸入抵抗を減少させることができる。
【００７６】
従って、エンジン高回転時の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域においても、高圧ポンプの燃料吸入抵抗が増加することなく、且つ、高圧ポンプへの充分な燃料流量が確保されるため、小容量の低圧ポンプを採用することが可能となり、小容量の低圧ポンプを採用しつつ、高圧ポンプの容積効率を向上することができる。
【００７７】
更に、エンジン高回転高負荷に対応して要求燃料噴射量の多い時でも、充分な量の安定した高圧燃料をインジェクタに供給することができ、燃料噴射制御精度を向上することができる効果を有する。
【００７８】
請求項２記載の発明によれば、燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給する電動式の低圧ポンプから高圧燃料ポンプに至る低圧燃料通路と燃料タンクとを連通する燃料バイパス通路を設け、この燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で燃料タンクへの燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で燃料タンクからの燃料流を許容する逆止弁を配設したので、エンジン低回転時、高圧ポンプの自吸能力が不十分で、高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、低圧ポンプにより送出された燃料の、燃料バイパス通路を介しての燃料タンクへの逆流が該燃料バイパス通路に配設された逆止弁によって防止され、低圧ポンプから高圧ポンプに充分な量の燃料が供給される。従って、エンジン低回転時の高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、請求項１記載の発明と同様に、高圧ポンプは吸入抵抗の少ない状態で燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動することができる。
【００７９】
また、エンジン高回転時の高圧ポンプによる燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ自体による燃料吸入能力が増加するため、高圧ポンプによる吸入作用により燃料バイパス通路に配設された逆止弁が開弁し、低圧ポンプからの燃料供給と共に、高圧ポンプが自吸作用により燃料バイパス通路を介して直接燃料タンクから燃料を吸入することが可能となる。これにより、エンジン高回転時の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域では、低圧ポンプによる燃料の直流抵抗を減少して、この場合においても、高圧ポンプの吸入側に充分な量の燃料を確保することができる。また、燃料バイパス通路は、直接燃料タンクに連通接続されているため、請求項１記載の発明に対し、高圧ポンプの燃料吸入抵抗をより減少させることができる。
【００８０】
従って、エンジン高回転時の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域においても、高圧ポンプの燃料吸入抵抗をより減少し、且つ、高圧ポンプへの充分な燃料流量が確保されるため、小容量の低圧ポンプを採用することが可能となり、小容量の低圧ポンプを採用しつつ、高圧ポンプの容積効率を更に向上することができる。
【００８１】
更に、エンジン高回転高負荷に対応して要求燃料噴射量の多い時でも、充分な量の安定した高圧燃料を確実にインジェクタに供給することができ、燃料噴射制御精度を更に向上することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係り、筒内燃料噴射エンジンの全体概略図
【図２】同上、燃料供給系の概略構成図
【図３】本発明の実施の第２形態に係り、筒内燃料噴射エンジンの全体概略図
【図４】同上、燃料供給系の概略構成図
【符号の説明】
１  筒内燃料噴射エンジン
１４  インジェクタ
２９ａ、５２ａ  低圧燃料通路
２９ｄ、５２ｄ  燃料バイパス通路
３０  燃料タンク
３２、５０  フィードポンプ（低圧ポンプ）
３３  高圧ポンプ
３７、５３  逆止弁
【図１】
0004053113.tif 000002
【図２】
0004053113.tif 000003
【図３】
0004053113.tif 000004
【図４】
0004053113.tif 000005