(57)【要約】【課題】エミッションの悪化の抑制あるいは燃費の向上の少なくともいずれか一方を図ることができる燃料供給装置を提供すること。【解決手段】燃料供給装置は、低圧ポンプにより加圧された燃料が供給される低圧燃料系と高圧ポンプによりさらに加圧された燃料が高圧燃料系との間に設けられ、かつ開弁燃圧以上の高圧燃料系の燃料の燃圧による開弁方向の開弁力で開弁し、高圧燃料系の燃料を低圧燃料系に戻すリリーフ弁７を備える。リリーフ弁７は、閉弁方向に閉弁力を発生させるリターンスプリング７３と、開弁燃圧よりも低い閉弁燃圧以下で、機械的にリターンスプリング７３により閉弁させるヒス機構７４を有する。ヒス機構７４は、開弁時に押圧スプリング７４ｃにより爪部材７４ｂと凹部７４ａとが嵌合し、閉弁燃圧以下となると爪部材７４ｂと凹部７４ａとの嵌合が閉弁力により外れる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料貯留室内の燃料を加圧する低圧ポンプと、
前記低圧ポンプで加圧された燃料をさらに加圧する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプでさらに加圧された燃料を内燃機関に噴射するインジェクタと、
前記高圧ポンプよりも前記低圧ポンプ側の低圧燃料系と、
前記高圧ポンプよりも前記インジェクタ側の高圧燃料系と、
前記高圧燃料系と前記低圧燃料系との間に設けられ、かつ開弁燃圧以上の当該高圧燃料系の燃料の燃圧による開弁方向の開弁力で開弁し、前記高圧燃料系の燃料を前記低圧燃料系に戻すリリーフ弁と、
を備える燃料供給装置において、
前記リリーフ弁は、
前記開弁方向と反対方向である閉弁方向に閉弁力を発生させる閉弁手段と、
前記開弁燃圧よりも低い閉弁燃圧以下で、機械的に前記閉弁手段により閉弁させるヒス機構を有することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記リリーフ弁は、弁本体に弁体が着座することで閉弁するものであり、
前記ヒス機構は、前記開弁時に前記弁体の前記閉弁方向への移動を規制するものであ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】
前記ヒス機構は、
前記弁体に形成される凹部と、
前記開弁時に前記凹部と嵌合可能に支持される爪部材と、
前記爪部材を凹部側に押圧する押圧手段と、
からなり、
前記開弁時に前記押圧手段により前記爪部材と前記凹部とが嵌合し、前記閉弁燃圧以下となると当該爪部材と当該凹部との嵌合が前記閉弁力により外れること特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項４】
前記ヒス機構は、
前記弁体に設けられた第１磁石部材と、
前記弁本体に設けられた第２磁石部材と、
からなり、
前記第１磁石部材および前記第２磁石部材は、前記閉弁時よりも開弁時に相対距離が減少し、互いの吸引力が増加することを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記ヒス機構は、少なくとも閉弁速度を前記閉弁燃圧で前記閉弁手段により閉弁させる速度に調整するものであ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６】
前記リリーフ弁は、弁本体に弁体が着座することで閉弁するものであり、
前記ヒス機構は、前記弁本体と前記弁体とに連結され、前記燃料が流入することで、前記弁体の閉弁方向への移動速度を減少するシリンダ機構であ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】
前記内燃機関の停止時に、前記高圧燃料系の燃料の燃圧を開弁燃圧まで昇圧させてから、前記高圧ポンプを停止することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の燃料供給装置。
【請求項８】
前記リリーフ弁は、強制的に開弁させるアクチュエータをさらに備え、
前記内燃機関の停止時に強制開弁条件を満たす場合は、前記アクチュエータを作動し、強制的に開弁させ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】
前記強制開弁条件は、前記高圧燃料系における燃圧を開弁燃圧まで上昇させることができない場合、あるいは高圧燃料系における燃圧を閉弁燃圧よりも低くする場合の少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項８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、さらに詳しくは高圧燃料系の燃料を低圧燃料系に戻すリリーフ弁を備える燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置には、内燃機関の気筒内の燃焼室に直接燃料を噴射する筒内噴射を行うものがある。
【０００３】
筒内噴射を行う燃料供給装置では、燃料の燃圧を高圧する必要がある。従って、筒内噴射を行う燃料供給装置には、低圧ポンプにより加圧された低圧燃料系の燃料をさらに加圧する高圧ポンプが備えられている。高圧ポンプにより加圧された高圧燃料系の燃料は、インジェクタにより気筒内の燃焼室に直接噴射される。ここで、高圧燃料系と低圧燃料系との間には、リリーフ弁が設けられている。リリーフ弁では、高圧燃料系の燃料の燃圧により発生する開弁方向の開弁力と、スプリングにより開弁方向と反対方向である閉弁方向の閉弁力とが弁体に作用する。開弁力は、高圧燃料系の燃料の燃圧が開弁燃圧以上となることで、閉弁力に対抗して弁体を開弁方向に移動させる。これにより、弁本体から弁体が離間し、リリーフ弁が開弁し、高圧燃料系の燃料が低圧燃料系に戻される。
【０００４】
筒内噴射を行う燃料供給装置では、特許文献１に示すように、再始動時における高圧燃料系の燃料の燃圧の低下を抑制するために、内燃機関の停止時に高圧ポンプを作動させて高圧燃料系の燃料を昇圧する技術が提案されている。また、特許文献２に示すように、リリーフ弁を構成する部材どうしの固着を抑制するために、内燃機関の停止時に高圧ポンプを作動させて高圧燃料系の燃料を開弁燃圧以上に昇圧し、リリーフ弁を開弁する技術が提案されている。
【０００５】
上記特許文献１，２に示す従来技術では、内燃機関の停止時に、高圧燃料系の燃料をリリーフ弁が開弁する開弁燃圧程度まで昇圧する。ここで、開弁燃圧は、筒内噴射を行うことができる燃圧よりも高く設定されている。従って、上記特許文献１，２に示す従来技術では、内燃機関の停止時に、高圧燃料系の燃料の燃圧が高くなる。ここで、内燃機関の停止時に高圧燃料系の燃料の燃圧が高いと、インジェクタのシール性を向上しても、インジェクタからの燃料漏れの虞がある。つまり、内燃機関の停止時に高圧燃料系の燃料の燃圧が高いと、インジェクタからの燃料漏れを抑制することができず、エミッションが悪化するという問題がある。
【０００６】
従って、エミッションの悪化を抑制するためには、内燃機関の停止時に、高圧燃料系の燃料の燃圧を低くすることが重要となる。特許文献３に示す筒内噴射を行う燃料供給装置では、電磁力で強制的に開弁させるアクチュエータを有するリリーフ弁を備え、内燃機関の停止時に、アクチュエータによりリリーフ弁を強制的に開弁することで、高圧燃料系の燃料の燃圧を低くするものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１７３８９号公報
【特許文献２】特開平６−２４９１０１号公報
【特許文献３】特開平９−４２１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、アクチュエータによりリリーフ弁を強制的に開弁するためには、閉弁力に対抗する必要がある。ここで、高圧燃料系の燃料の燃圧による開弁力が弁体に作用しているので、アクチュエータによりリリーフ弁を強制的に開弁するための電磁力は、高圧燃料系の燃料の燃圧の減少に伴い増加する。一般に、内燃機関の停止直前は、アイドリング状態であるため、機関回転数が低い。ここで、高圧ポンプは、内燃機関に機関回転数に基づいて吐出能力が変化する。従って、内燃機関の停止直前は、高圧燃料系の燃料の燃圧が低いことが多いため、停止時にアクチュエータによりリリーフ弁を強制的に開弁するための電磁力が増加する虞がある。これにより、停止時にアクチュエータによりリリーフ弁を強制的に開弁する際に、アクチュエータにより多くの電力を消費され、燃費が悪化するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エミッションの悪化の抑制あるいは燃費の向上の少なくともいずれか一方を図ることができる内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、燃料貯留室内の燃料を加圧する低圧ポンプと、前記低圧ポンプで加圧された燃料をさらに加圧する高圧ポンプと、前記高圧ポンプでさらに加圧された燃料を内燃機関に噴射するインジェクタと、前記高圧ポンプよりも前記低圧ポンプ側の低圧燃料系と、前記高圧ポンプよりも前記インジェクタ側の高圧燃料系と、前記高圧燃料系と前記低圧燃料系との間に設けられ、かつ開弁燃圧以上の当該高圧燃料系の燃料の燃圧による開弁方向の開弁力で開弁し、前記高圧燃料系の燃料を前記低圧燃料系に戻すリリーフ弁と、を備える燃料供給装置において、前記リリーフ弁は、前記開弁方向と反対方向である閉弁方向に閉弁力を発生させる閉弁手段と、前記開弁燃圧よりも低い閉弁燃圧以下で、機械的に前記閉弁手段により閉弁させるヒス機構を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、上記燃料供給装置において、前記リリーフ弁は、弁本体に弁体が着座することで閉弁するものであり、前記ヒス機構は、前記開弁時に前記弁体の前記閉弁方向への移動を規制するものであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、上記燃料供給装置において、前記ヒス機構は、前記弁体に形成される凹部と、前記開弁時に前記凹部と嵌合可能に支持される爪部材と、前記爪部材を凹部側に押圧する押圧手段と、からなり、前記開弁時に前記押圧手段により前記爪部材と前記凹部とが嵌合し、前記閉弁燃圧以下となると当該爪部材と当該凹部との嵌合が前記閉弁力により外れること特徴とする。
【００１３】
また、本発明では、上記燃料供給装置において、前記ヒス機構は、前記弁体に設けられた第１磁石部材および前記弁本体に設けられた第２磁石部材と、からなり、前記第１磁石部材および前記第２磁石部材は、前記閉弁時よりも開弁時に相対距離が減少し、互いの吸引力が増加することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明では、上記燃料供給装置において、前記ヒス機構は、少なくとも閉弁速度を前記閉弁燃圧で前記閉弁手段により閉弁させる速度に調整するものであることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明では、上記燃料供給装置において、前記リリーフ弁は、弁本体に弁体が着座することで閉弁するものであり、前記ヒス機構は、前記弁本体と前記弁体とに連結され、前記燃料が流入することで、前記弁体の閉弁方向への移動速度を減少するシリンダ機構であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明では、上記燃料供給装置において、前記内燃機関の停止時に、前記高圧燃料系の燃料の燃圧を開弁燃圧まで昇圧させてから、前記高圧ポンプを停止することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明では、上記燃料供給装置において、前記リリーフ弁は、強制的に開弁させるアクチュエータをさらに備え、前記内燃機関の停止時に強制開弁条件を満たす場合は、前記アクチュエータを作動し、強制的に開弁させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明では、上記燃料供給装置において、前記強制開弁条件は、前記高圧燃料系における燃圧を開弁燃圧まで上昇させることができない場合、あるいは高圧燃料系における燃圧を閉弁燃圧よりも低くする場合の少なくともいずれか一方であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、リリーフ弁は、高圧燃料系の燃料の燃圧が開弁燃圧以上で開弁され、高圧燃料系の燃料を低圧燃料系に戻すことで、高圧燃料系の燃料の燃圧が低下し、閉弁燃圧となるとヒス機構により維持されていた開弁状態から閉弁手段によって閉弁状態に移行する。従って、内燃機関の停止時に、高圧燃料系の燃料の燃圧を低くすることができ、インジェクタからの燃料漏れを抑制することができる。これにより、エミッションの悪化を抑制することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明では、開弁時における弁体の閉弁方向への移動を規制、あるいは閉弁速度を閉弁燃圧で閉弁手段により閉弁させる速度に調整などを機械的に行うヒス機構を用いて、高圧燃料系の燃料の燃圧が閉弁燃圧となると、リリーフ弁を閉弁手段により閉弁させる。従って、内燃機関の停止時に、アクチュエータにより強制的にリリーフ弁を開弁する場合と比較して、電力の消費を抑制することができる。これにより、燃費を向上することができるという効果を奏する。
【００２１】
また、本発明では、高圧燃料系における燃圧を開弁燃圧まで上昇させることができない場合や、高圧燃料系における燃圧を閉弁燃圧よりも低くする場合に、リリーフ弁を強制的に開弁するアクチュエータを備える。従って、高圧ポンプの異常、ヒス機構の異常、内燃機関の突然の機関停止などの場合においても、リリーフ弁を確実に開弁することができ、高圧燃料系の燃料の燃圧を低くすることができる。また、内燃機関の温度や高圧燃料系の燃料の温度が高く、内燃機関の停止後に高圧燃料系の燃料が異常昇圧する場合においても、リリーフ弁を確実に開弁することができる。これにより、エミッションの悪化を確実に抑制することができるとともに、燃費を確実に向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。ここで、以下に説明する燃料供給装置は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関に燃料を供給する装置である。また、下記の実施の形態では、３つの気筒を１つの気筒群とするＶ型６気筒内燃機関における燃料供給装置について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、４つの気筒を１つの気筒群とするＶ型８気筒内燃機関、４つの気筒を直列に備える直列４気筒内燃機関、直列６気筒内燃機関などに用いることもできる。
【００２３】
〔実施の形態１〕
図１は、本発明にかかる燃料供給装置の構成例を示す図である。図２は、実施の形態１にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(閉弁時)を示す図である。図３は、実施の形態１にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(開弁時)を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる燃料供給装置１は、低圧ポンプ２と、低圧燃料系３と、高圧ポンプ４と、高圧燃料系５と、インジェクタ６と、リリーフ弁７とにより構成されている。なお、８は、内燃機関１００に供給する燃料を貯留する燃料貯留室である燃料タンクである。また、９は、内燃機関１００の運転状態を制御するＥＣＵである。また、１０は、高圧燃料系５における燃料の燃圧を検出し、ＥＣＵ９に出力する燃圧センサである。また、１１は、低圧燃料系３と高圧燃料系５とを接続するリリーフ配管である。
【００２４】
低圧ポンプ２は、燃料タンク８内の燃料をストレーナ２１および図示しないフィルタを介して吸引し、吸引した燃料を加圧し、低圧燃料として吐出するものである。吐出された低圧燃料は、低圧燃料系３に供給される。低圧ポンプ２は、図示しないモータを備える電動式であり、ＥＣＵ９によりモータの駆動制御が行われることで、作動が制御されるものである。
【００２５】
低圧燃料系３は、高圧ポンプ４よりも低圧ポンプ２側、すなわち高圧ポンプ４と低圧ポンプ２との間を構成するものである。実施の形態１では、低圧燃料配管３１と、プレッシャーレギュレータ３２とにより構成されている。低圧燃料配管３１は、低圧ポンプ２と高圧ポンプ４とを接続するものである。従って、低圧ポンプ２から吐出された低圧燃料は、低圧燃料配管３１を介して高圧ポンプ４に供給される。プレッシャーレギュレータ３２は、開弁することで低圧燃料系３の低圧燃料を燃料タンク８に戻す逆止弁である。プレッシャーレギュレータ３２は、低圧燃料系３の低圧燃料の燃圧が所定低圧以上となった際に開弁する。従って、低圧燃料系３の低圧燃料は、所定低圧近傍に維持される。
【００２６】
高圧ポンプ４は、低圧ポンプ２で加圧された燃料である低圧燃料をさらに加圧するものである。高圧ポンプ４は、内燃機関１００の吸気側あるいは排気側のカムシャフト１０１に連結されたポンプ用カム１０２が内燃機関１００の図示しないクランクシャフトの回転に連動して回転することで、プランジャ４２が往復運動する。高圧ポンプ４は、加圧室４１内におけるプランジャ４２の往復運動により、低圧燃料配管３１を介して低圧燃料系３の低圧燃料を加圧室４１に吸引する。高圧ポンプ４は、吸引した低圧燃料を加圧室４１内でさらに加圧し、高圧燃料として吐出するものである。吐出された高圧燃料は、高圧燃料系５に供給される。つまり、高圧ポンプ４は、内燃機関１００の機関回転数に基づいて吐出能力が変化するものである。また、高圧ポンプ４は、調量弁４３を有している。調量弁４３は、電磁力により弁体４３ａを移動させるアクチュエータ４３ｂを備えるものであり、ＥＣＵ９によりアクチュエータ４３ｂの駆動制御が行われることで、加圧室４１に流入する低圧燃料が調量される。なお、ＥＣＵ９は、上記燃圧センサ１０により検出された高圧燃料系５における燃料である高圧燃料の燃圧に基づいて、アクチュエータ４３ｂの駆動制御し、高圧燃料が第１所定高圧となるように、調量弁４３により加圧室４１に流入する低圧燃料を調量する。
【００２７】
高圧燃料系５は、高圧ポンプ４よりもインジェクタ６側、すなわちインジェクタ６と高圧ポンプ４との間を構成するものである。実施の形態１では、高圧燃料配管５１と、逆止弁５２と、第１デリバリ配管５３と、連通配管５４と、第２デリバリ配管５５とにより構成されている。高圧燃料配管５１は、高圧ポンプ４と第１デリバリ配管５３とを接続するものである。従って、高圧ポンプ４から吐出された高圧燃料は、高圧燃料配管５１を介して第１デリバリ配管５３に供給される。逆止弁５２は、高圧燃料配管５１の途中に設けられており、開弁することで高圧ポンプ４から吐出された高圧燃料を高圧燃料系５に供給するものである。逆止弁５２は、高圧ポンプ４から吐出される高圧燃料の燃圧が第２所定高圧（第１所定高圧よりも低い値）以上となった際に開弁し、高圧燃料系５における高圧燃料が高圧ポンプ４に戻ることを禁止するものである。第１デリバリ配管５３は、高圧燃料配管５１とインジェクタ６とを接続するものである。従って、高圧ポンプ４から吐出された高圧燃料は、高圧燃料配管５１および第１デリバリ配管５３を介してインジェクタ６に供給される。ここで、第１デリバリ配管５３には、３つの気筒にそれぞれ対応するインジェクタ６が接続されている。連通配管５４は、第１デリバリ配管５３と第２デリバリ配管５５とを接続するものである。従って、高圧ポンプ４から吐出された高圧燃料は、高圧燃料配管５１および第１デリバリ配管５３を介して連通配管５４に供給される。第２デリバリ配管５５は、連通配管５４とインジェクタ６とを接続するものである。従って、高圧ポンプ４から吐出された高圧燃料は、第２デリバリ配管５５を介してインジェクタ６に供給される。ここで、第２デリバリ配管５５には、３つの気筒にそれぞれ対応するインジェクタ６が接続されている。
【００２８】
インジェクタ６は、高圧ポンプ４でさらに加圧された燃料である高圧燃料を内燃機関１００に噴射するものである。実施の形態１では、インジェクタ６は、内燃機関１００の図示しない各気筒の燃料室内に燃料を直接噴射するものである。インジェクタ６は、ＥＣＵ９により燃料の噴射量や燃料の噴射タイミングなどの噴射制御が行われる。
【００２９】
リリーフ弁７は、高圧燃料系５の高圧燃料を低圧燃料系３に戻すものである。リリーフ弁７は、リリーフ配管１１の途中に設けられており、高圧燃料系５と低圧燃料系３との間に設けられている。リリーフ弁７は、図２および図３に示すように、弁本体７１と、弁体７２と、リターンスプリング７３と、ヒス機構７４とにより構成されている。
【００３０】
弁本体７１は、弁体用中空部７１ａ、弁体用中空部７１ａと連通するヒス機構用中空部７１ｂが形成されている。弁体用中空部７１ａは、円柱形状であり、軸方向の両端部が開口して形成されている。弁体用中空部７１ａは、リリーフ配管１１と連通しており、軸方向の両端部のうち、一方の端部（図２および図３の右側端部）が高圧燃料系５と接続され、他方の端部（図２および図３の左側端部）が低圧燃料系３と接続されている。また、弁体用中空部７１ａの一方の端部には、弁座部７１ｃが形成されている。ヒス機構用中空部７１ｂは、弁体用中空部７１ａに対して例えば周方向に等間隔に複数箇所形成されている。各ヒス機構用中空部７１ｂは、径方向に延在して形成されている。弁座部７１ｃは、弁体７２の後述する接触部７２ａと軸方向において対向して、かつリング状に形成されている。
【００３１】
弁体７２は、弁本体７１に着座あるいは弁本体７１から離間するものである。弁体７２は、弁体用中空部７１ａに軸方向において移動自在に支持されて挿入されている。弁体７２は、接触部７２ａ、連通中空部７２ｂ、切欠部７２ｃ、連通孔７２ｄが形成されている。
【００３２】
接触部７２ａは、弁本体７１の弁座部７１ｃと接触するものであり、弁体７２の軸方向の両端部のうち、一方の端部（図２および図３の左側）に形成されている。接触部７２ａは、曲面、例えば半球面で構成されている。接触部７２ａと弁座部７１ｃとが接触した際の接触部分は、リング状にシールされ、弁体用中空部７１ａが遮断されることで、リリーフ配管１１を遮断される。つまり、弁体７２が弁本体７１に着座し、リリーフ弁が閉弁する（図２参照）。また、弁座部７１ｃと接触した接触部７２ａが弁体７２が開弁方向に移動することで弁座部７１ｃから離れると、弁体用中空部７１ａの遮断が解除され、リリーフ配管１１の遮断が解除される。つまり、弁体７２が弁本体７１から離間し、リリーフ弁が開弁する（図３参照）。なお、弁体７２には、弁本体７１の弁体用中空部７１ａに流入した高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧により軸方向のうち他方向、すなわち開弁方向の開弁力Ｆ１が作用する。開弁力Ｆ１は、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧の増加に応じて増加するものである。
【００３３】
連通中空部７２ｂは、軸方向のうち一方の端部（図２および図３の右側）が接触部７２ａにより閉塞され、他方の端部（図２および図３の左側）が弁体用中空部７１ａの低圧燃料系３側に開口した円筒形状である。切欠部７２ｃは、弁体用中空部７１ａの高圧燃料系５側と連通孔７２ｄとを連通するものである。切欠部７２ｃは、実施の形態１では、弁体７２に対して例えば周方向に等間隔に複数箇所形成されている。各切欠部７２ｃは、軸方向のうち一方の端部（図２および図３の右側）が弁体用中空部７１ａの高圧燃料系５側に開口し、他方の端部（図２および図３の左側）が各連通孔７２ｄにそれぞれ開口して形成されている。連通孔７２ｄは、切欠部７２ｃと連通中空部７２ｂとを連通するものである。連通孔７２ｄは、実施の形態１では、弁体７２に対して各切欠部７２ｃにそれぞれ対応して複数箇所形成されている。各連通孔７２ｄは、径方向外側が各切欠部７２ｃにそれぞれ開口し、径方向内側が連通中空部７２ｂに開口して形成されている。従って、リリーフ弁７が開弁されると、弁体７２により遮断されていた弁体用中空部７１ａは、切欠部７２ｃ、連通孔７２ｄおよび連通中空部７２ｂにより連通し、高圧燃料系５の高圧燃料が低圧燃料系３に戻される。
【００３４】
リターンスプリング７３は、閉弁手段であり、軸方向のうち一方向、すなわち開弁方向と反対方向である閉弁方向に閉弁力Ｆ２を発生させるものである。リターンスプリング７３は、弁本体７１と弁体７２との間に付勢された状態で配置され、不勢力を閉弁力Ｆ２として発生するものである。発生した閉弁力Ｆ２は、弁体７２に作用する。つまり、弁体７２には、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧による開弁方向の開弁力Ｆ１と、リターンスプリング７３による閉弁方向の閉弁力Ｆ２とが作用する。ここで、リターンスプリング７３は、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧未満の場合に弁体７２に作用する開弁力Ｆ１では弁体７２を開弁方向に移動させることができない閉弁力Ｆ２を弁体７２に作用させるように設定されている。従って、弁体７２は、開弁燃圧以上の高圧燃料系５の燃料の燃圧により発生する開弁方向の開弁力Ｆ１が作用することで、リリーフ弁７が開弁する。
【００３５】
ヒス機構７４は、開弁燃圧よりも低い閉弁燃圧で、機械的にリターンスプリング７３により閉弁させるものである。ヒス機構７４は、実施の形態１では、リリーフ弁７の開弁時に弁体７２の閉弁方向への移動を機械的に規制するものである。ヒス機構７４は、各ヒス機構用中空部７１ｂにそれぞれ対応して複数箇所設けられている。ヒス機構７４は、凹部７４ａと、爪部材７４ｂと、押圧スプリング７４ｃとにより構成されている。
【００３６】
凹部７４ａは、弁体７２に形成されるものである。凹部７４ａは、弁体７２の外周面のうち、リリーフ弁７の開弁時に各ヒス機構用中空部７１ｂと径方向において対向する位置にそれぞれ形成されている。爪部材７４ｂは、開弁時に凹部７４ａと嵌合可能に支持されるものである。爪部材７４ｂは、各ヒス機構用中空部７１ｂにそれぞれ挿入され、径方向に移動自在に支持されている。押圧スプリング７４ｃは、押圧手段であり、爪部材７４ｂを凹部７４ａ側に押圧するものである。押圧スプリング７４ｃは、各ヒス機構用中空部７１ｂにそれぞれ挿入され、弁本体７１と爪部材７４ｂとの間に付勢されて配置され、不勢力が爪部材７４ｂに作用し、爪部材７４ｂを凹部７４ａ側に押圧する。リリーフ弁７が開弁され、弁体７２が開弁方向に移動することで、凹部７４ａと爪部材７４ｂとが径方向において対向すると、爪部材７４ｂが押圧スプリング７４ｃにより凹部７４ａ側に押圧されている。従って、リリーフ弁の開弁時に、爪部材７４ｂと凹部７４ａとが嵌合する（図３参照）。これにより、ヒス機構７４は、リリーフ弁７の開弁時に弁体７２の閉弁方向への移動を機械的に規制することができる。ここで、押圧スプリング７４ｃは、開弁燃圧よりも低い閉弁燃圧以下である高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧による開弁力Ｆ１が弁体７２に作用している場合に、リターンスプリング７３によって弁体７２に作用している閉弁力Ｆ２により爪部材７４ｂと凹部７４ａとの嵌合が外れるように設定されている。従って、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧以下となると、閉弁力Ｆ２と開弁力Ｆ１との差により、弁体７２が閉弁方向に移動しようとすることで、爪部材７４ｂと凹部７４ａとの嵌合が外れる。つまり、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧以下となると爪部材７４ｂと凹部７４ａとの嵌合が閉弁力により外れ、弁体７２が閉弁方向に移動し、リリーフ弁７が閉弁される（図２参照）。
【００３７】
次に、内燃機関１００の停止時における実施の形態１にかかるリリーフ弁７の動作について説明する。まず、ＥＣＵ９は、内燃機関１００の停止時であるか否かを判定し、内燃機関１００の停止時であると判定すると、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧を開弁燃圧まで昇圧する。ここでは、ＥＣＵ９は、アクチュエータ４３ｂの駆動制御し、調量弁４３により加圧室４１に流入する低圧燃料を調量し、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧を開弁燃圧まで昇圧する。そして、ＥＣＵ９は、上記燃圧センサ１０により検出された高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧以上であるか否かを判定し、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧以上であると判定すると、高圧ポンプ４を停止する。ここでは、ＥＣＵ９は、内燃機関１００の図示しない点火プラグの点火を停止し、インジェクタ６からの燃料噴射を停止することで、機関回転数を０まで減少させ高圧ポンプ４を停止する。
【００３８】
高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧以上となると、図３に示すように、弁体７２が弁本体７１から離間し、リリーフ弁７が開弁する。リリーフ弁７が開弁すると、ヒス機構７４の凹部７４ａと爪部材７４ｂとが嵌合し、ヒス機構７４により弁体７２が閉弁方向に移動することが規制される。リリーフ弁７が開弁すると、弁体用中空部７１ａの遮断が解除され、高圧燃料系５の高圧燃料が弁体７２を介して低圧燃料系３に戻される。これにより、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が低下し始める。
【００３９】
高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧（例えば、プレッシャーレギュレータ３２が開弁する所定低圧）以下となると、図２に示すように、ヒス機構７４の凹部７４ａと爪部材７４ｂとの嵌合が弁体７２に作用する閉弁力により外れ、弁体７２が閉弁方向に移動し、弁体７２が弁本体７１に着座し、リリーフ弁７が閉弁する。
【００４０】
以上のように、リリーフ弁７は、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧以上で開弁され、高圧燃料系５の燃料を低圧燃料系に戻すことで、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が低下し、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧となるとヒス機構７４により維持されていた開弁状態からリターンスプリング７３によって閉弁状態に移行する。従って、内燃機関１００の停止時に、高圧燃料系５の燃料の燃圧を低くすることができ、インジェクタからの燃料漏れを抑制することができる。これにより、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００４１】
また、リリーフ弁７の開弁時における弁体７２の閉弁方向への移動の規制を凹部７４ａと爪部材７４ｂとの嵌合により機械的に行うヒス機構７４を用いて、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧となると、リリーフ弁７をリターンスプリング７３により閉弁させる。従って、内燃機関１００の停止時に、アクチュエータにより強制的にリリーフ弁７を開弁する場合と比較して、電力の消費を抑制することができる。これにより、燃費を向上することができる。
【００４２】
〔実施の形態２〕
図４は、実施の形態２にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(閉弁時)を示す図である。図５は、実施の形態２にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(開弁時)を示す図である。実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、リリーフ弁７の開弁時における弁体７２の閉弁方向への移動の規制を凹部７４ａと爪部材７４ｂとの嵌合により機械的に行うヒス機構７４ではなく、磁石が発生する吸引力により機械的に行うヒス機構７５である点である。なお、実施の形態２にかかる燃料供給装置の基本的構成は、実施の形態１にかかる燃料供給装置１の基本的構成と同様であるため、その説明は省略する。
【００４３】
ヒス機構７５は、開弁燃圧よりも低い閉弁燃圧で、機械的にリターンスプリング７３により閉弁させるものである。ヒス機構７５は、実施の形態２では、リリーフ弁７の開弁時に弁体７２の閉弁方向への移動を機械的に規制するものである。ヒス機構７５は、第１磁石部材７５ａと、第２磁石部材７５ｂとにより構成されている。
【００４４】
第１磁石部材７５ａは、弁体７２に設けられている。第１磁石部材７５ａは、実施の形態２では、リング状であり、軸方向のうち一方の端部（図４および図５では右側）が弁体７２の軸方向のうち他方の端部（図４および図５では左側）と対向するように弁体７２と一体に形成されている。ここで、第１磁石部材７５ａは、軸方向のうち一方の端部（図４および図５では右側）がＮ極、他方の端部（図４および図５では左側）がＳ極となるように構成されている。第２磁石部材７５ｂは、弁本体７１に設けられている。第２磁石部材７５ｂは、実施の形態２では、リング状であり、弁本体７１の弁体用中空部７１ａ内に挿入されている。第２磁石部材７５ｂは、軸方向のうち他方の端部（図４および図５では左側）が弁体用中空部７１ａの軸方向のうち他方の端部（図４および図５では左側）と対向して弁本体７１に固定されている。従って、第１磁石部材７５ａおよび第２磁石部材７５ｂは、リリーフ弁７の閉弁時（図４参照）よりも開弁時（図５参照）に相対距離が減少する。ここで、第２磁石部材７５ｂは、軸方向のうち一方の端部（図４および図５では右側）がＮ極、他方の端部（図４および図５では左側）がＳ極となるように構成されている。つまり、第１磁石部材７５ａと第２磁石部材７５ｂとは、軸方向においてＳ極とＮ極とが対向するように配置されている。従って、第１磁石部材７５ａおよび第２磁石部材７５ｂは、互いを引き寄せる吸引力が発生し、互いの吸引力が弁体７２を開弁方向に移動させる力である弁体吸引力Ｆ３として弁体７２に作用する。これにより、ヒス機構７５は、リリーフ弁７の開弁時に弁体７２の閉弁方向への移動を機械的に規制することができる。なお、第１磁石部材７５ａおよび第２磁石部材７５ｂは、相対距離の減少より互いの吸引力が増加する。ここで、第１磁石部材７５ａおよび第２磁石部材７５ｂは、開弁時において開弁燃圧よりも低い閉弁燃圧以下である高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧による開弁力Ｆ１が弁体７２に作用している場合に、リターンスプリング７３によって弁体７２に作用している閉弁力Ｆ２により開弁力Ｆ１および弁体吸引力Ｆ３に対抗して弁体７２を閉弁方向に移動させるように、吸引力が設定されている。従って、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧以下となると、閉弁力Ｆ２と、開弁力Ｆ１および弁体吸引力Ｆ３との差により、弁体７２が閉弁方向に移動し、リリーフ弁７が閉弁される（図４参照）。
【００４５】
ここで、実施の形態２にかかるリターンスプリング７３は、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧未満の場合に弁体７２に作用する開弁力Ｆ１およびリリーフ弁の閉弁時における弁体吸引力Ｆ３では弁体７２を開弁方向に移動させることができない閉弁力Ｆ２を弁体７２に作用させるように設定されている。従って、弁体７２は、開弁燃圧以上の高圧燃料系５の燃料の燃圧により発生する開弁方向の開弁力Ｆ１が作用することで、リリーフ弁７が開弁する。
【００４６】
次に、内燃機関１００の停止時における実施の形態２にかかるリリーフ弁７の動作について説明する。実施の形態２にかかるリリーフ弁７の動作は、実施の形態１にかかるリリーフ弁７の動作とほぼ同一であるので、同一箇所について省略あるいは簡略化して説明する。ＥＣＵ９が高圧ポンプ４により、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧を開弁燃圧以上とする。
【００４７】
高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧以上となると、図５に示すように、弁体７２が弁本体７１から離間し、リリーフ弁７が開弁する。リリーフ弁７が開弁すると、第１磁石部材７５ａと第２磁石部材７５ｂとの相対距離が減少することで、互いの吸引力が増加するため、閉弁時よりも増加した弁体吸引力Ｆ３が弁体７２に作用し、ヒス機構７５により弁体７２が閉弁方向に移動することが規制される。リリーフ弁７が開弁すると、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が低下し始める。
【００４８】
高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧（例えば、プレッシャーレギュレータ３２が開弁する所定低圧）以下となると、図４に示すように、リターンスプリング７３により弁体７２に作用する閉弁力Ｆ２がヒス機構７５により弁体７２に作用する弁体吸引力Ｆ３と高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧により弁体７２に作用する開弁力Ｆ１との合計よりも大きくなり、弁体７２が閉弁方向に移動し、弁体７２が弁本体７１に着座し、リリーフ弁７が閉弁する。
【００４９】
以上のように、リリーフ弁７は、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧以上で開弁され、高圧燃料系５の燃料を低圧燃料系に戻すことで、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が低下し、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧となるとヒス機構７５により維持されていた開弁状態からリターンスプリング７３によって閉弁状態に移行する。従って、内燃機関１００の停止時に、高圧燃料系５の燃料の燃圧を低くすることができ、インジェクタからの燃料漏れを抑制することができる。これにより、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００５０】
また、リリーフ弁７の開弁時における弁体７２の閉弁方向への移動の規制を第１磁石部材７５ａおよび第２磁石部材７５ｂが互いに発生する吸引力により機械的に行うヒス機構７５を用いて、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧となると、リリーフ弁７をリターンスプリング７３により閉弁させる。従って、内燃機関１００の停止時に、アクチュエータにより強制的にリリーフ弁７を開弁する場合と比較して、電力の消費を抑制することができる。これにより、燃費を向上することができる。
【００５１】
〔実施の形態３〕
図６は、実施の形態３にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(閉弁時)を示す図である。図７は、実施の形態３にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(開弁時)を示す図である。実施の形態３が実施の形態１と異なる点は、リリーフ弁７の開弁時における弁体７２の閉弁方向への移動の規制を行うヒス機構７４ではなく、リリーフ弁７の閉弁速度を閉弁燃圧でリターンスプリング７３により閉弁させる速度に調整するヒス機構７６である点である。なお、実施の形態３にかかる燃料供給装置の基本的構成は、実施の形態１にかかる燃料供給装置１の基本的構成と同様であるため、その説明は省略する。
【００５２】
ヒス機構７６は、開弁燃圧よりも低い閉弁燃圧で、機械的にリターンスプリング７３により閉弁させるものである。ヒス機構７６は、実施の形態３では、リリーフ弁７の閉弁速度を閉弁燃圧でリターンスプリング７３により閉弁させる速度に機械的に調整するものである。ヒス機構７６は、シリンダ７６ａと、ピストン７６ｂとにより構成されるシリンダ機構である。
【００５３】
シリンダ７６ａは、弁体７２に設けられている。シリンダ７６ａは、実施の形態３では、弁体７２の連通中空部７２ｂに配置されている。シリンダ７６ａは、軸方向のうち他方の端部（図６および図７の左側端部）が開口して形成されている。ピストン７６ｂは、弁本体７１に設けられている。ピストン７６ｂは、実施の形態３では、シリンダ７６ａに対して軸方向において対向し、リリーフ弁７の閉弁時および開弁時に拘わらずピストン７６ｂ内に位置するように配置されている。ここで、シリンダ７６ａとピストン７６ｂとの間には、隙間７６ｃが形成されている。シリンダ７６ａとピストン７６ｂとの間には、抵抗油室７６ｄが形成される。抵抗油室７６ｄには、上記隙間７６ｃを介して、弁本体７１の弁体用中空部７１ａ内の燃料が流出入することができる。リリーフ弁７が開弁する場合は、弁体７２が開弁方向に移動することで、抵抗油室７６ｄ内の燃料が隙間７６ｃから弁体用中空部７１ａに流出する。従って、リリーフ弁７が閉弁状態から開弁状態に移行する際には、抵抗油室７６ｄ内の燃料が隙間７６ｃから弁体用中空部７１ａに流出することが、弁体７２の開弁方向への移動に対して抵抗となり、ヒス機構７６を備えないリリーフ弁７に対して弁体７２の開弁方向への移動速度を減少することで調整することができる。開弁されたリリーフ弁が閉弁する場合は、弁体７２が開弁方向に移動することで、弁体用中空部７１ａの燃料が隙間７６ｃから抵抗油室７６ｄ内に流入する。従って、リリーフ弁７が開弁状態から閉弁状態に移行する際には、弁体用中空部７１ａの燃料が隙間７６ｃから抵抗油室７６ｄ内に流入することが、弁体７２の閉弁方向への移動に対して抵抗となり、ヒス機構７６を備えないリリーフ弁７に対して弁体７２の閉弁方向への移動速度を減少することで調整することができる。ここで、隙間７６ｃは、リリーフ弁の閉弁速度、すなわち弁体７２の閉弁方向への移動速度が閉弁燃圧でリターンスプリング７３により閉弁させる速度となるように設定されている。
【００５４】
次に、内燃機関１００の停止時における実施の形態３にかかるリリーフ弁７の動作について説明する。実施の形態３にかかるリリーフ弁７の動作は、実施の形態１にかかるリリーフ弁７の動作とほぼ同一であるので、同一箇所について省略あるいは簡略化して説明する。ＥＣＵ９が高圧ポンプ４により、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧を開弁燃圧以上とする。
【００５５】
高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧以上となると、図７に示すように、弁体７２が弁本体７１から離間し、弁体７２が開弁力Ｆ１により開弁方向に移動することで、抵抗油室７６ｄ内の燃料が隙間７６ｃから弁体用中空部７１ａに流出し、リリーフ弁７が開弁する。リリーフ弁７が開弁すると、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が低下し始める。
【００５６】
高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧未満となると、弁体７２が閉弁力Ｆ２により閉弁方向に移動することで、弁体用中空部７１ａ内の燃料が隙間７６ｃから抵抗油室７６ｄに流入し、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧となると、図６に示すように、弁体７２が弁本体７１に着座し、リリーフ弁７が閉弁する。
【００５７】
以上のように、リリーフ弁７は、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が開弁燃圧以上で開弁され、高圧燃料系５の燃料を低圧燃料系に戻すことで、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が低下し、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧となるとヒス機構７６により維持されていた開弁状態からリターンスプリング７３によって閉弁状態に移行する。従って、内燃機関１００の停止時に、高圧燃料系５の燃料の燃圧を低くすることができ、インジェクタからの燃料漏れを抑制することができる。これにより、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００５８】
また、リリーフ弁７の閉弁速度の閉弁燃圧でリターンスプリング７３により閉弁させる速度への調整をシリンダ７６ａとピストン７６ｂとにより構成され、抵抗油室７６ｄに隙間７６ｃから弁体中空部７１ａの燃料が流入する際の抵抗により機械的に行うヒス機構７６を用いて、高圧燃料系５の高圧燃料の燃圧が閉弁燃圧となると、リリーフ弁７をリターンスプリング７３により閉弁させる。従って、内燃機関１００の停止時に、アクチュエータにより強制的にリリーフ弁７を開弁する場合と比較して、電力の消費を抑制することができる。これにより、燃費を向上することができる。
【００５９】
上記実施の形態１〜３において、リリーフ弁７に強制的に開弁させる図示しないアクチュエータを備えていても良い。アクチュエータは、例えば電磁力により、弁体７２を開弁方向に移動させるものであり、ＥＣＵ９と接続されており、ＥＣＵ９により作動が制御されるものである。ＥＣＵ９は、内燃機関１００の停止時に、強制開弁条件を満たすか否かを判定し、強制開弁条件を満たす場合はアクチュエータの駆動制御を行うことで、リリーフ弁７を強制的に開弁しても良い。ここで、強制開弁条件とは、高圧燃料系５における燃圧を開弁燃圧まで上昇させることができない場合、あるいは高圧燃料系５における燃圧を閉弁燃圧よりも低くする場合の少なくともいずれか一方である。
【００６０】
以上のように、高圧燃料系における燃圧を開弁燃圧まで上昇させることができない場合や、高圧燃料系における燃圧を閉弁燃圧よりも低くする場合に、リリーフ弁を強制的に開弁するアクチュエータを備える。従って、高圧ポンプの異常、ヒス機構の異常、内燃機関の突然の機関停止などの場合においても、リリーフ弁を確実に開弁することができ、高圧燃料系の燃料の燃圧を低くすることができる。また、内燃機関の温度や高圧燃料系の燃料の温度が高く、内燃機関の停止後に高圧燃料系の燃料が異常昇圧する場合においても、リリーフ弁を確実に開弁することができる。これにより、エミッションの悪化を確実に抑制することができるとともに、燃費を確実に向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明にかかる燃料供給装置は、高圧燃料系の燃料を低圧燃料系に戻すリリーフ弁を備える燃料供給装置に有用であり、特に、エミッションの悪化の抑制および燃費の向上を図るのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明にかかる燃料供給装置の構成例を示す図である。
【図２】実施の形態１にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(閉弁時)を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(開弁時)を示す図である。
【図４】実施の形態２にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(閉弁時)を示す図である。
【図５】実施の形態２にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(開弁時)を示す図である。
【図６】実施の形態３にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(閉弁時)を示す図である。
【図７】実施の形態３にかかる燃料供給装置のリリーフ弁(開弁時)を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  燃料供給装置
２  低圧ポンプ
３  低圧燃料系
３１  低圧燃料配管
３２  プレッシャーレギュレータ
４  高圧ポンプ
４１  加圧室
４２  プランジャ
４３  調量弁
５  高圧燃料系
５１  高圧燃料配管
５２  逆止弁
５３  第１デリバリ配管
５４  連通配管
５５  第２デリバリ配管
６  インジェクタ
７  リリーフ弁
７１  弁本体
７２  弁体
７３  リターンスプリング（閉弁手段）
７４  ヒス機構
７４ａ  凹部
７４ｂ  爪部材
７４ｃ  押圧スプリング（押圧手段）
７５  ヒス機構
７５ａ  第１磁石部材
７５ｂ  第２磁石部材
７６  ヒス機構
７６ａ  シリンダ
７６ｂ  ピストン
７６ｃ  隙間
７６ｄ  抵抗油室
８  燃料タンク
９  ＥＣＵ
１０  燃圧センサ
１１  リリーフ配管
１００  内燃機関
【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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