(57)【要約】【課題】本発明は、燃料切れ後にエンジンを始動させる際に、エンジン始動のために要する時間を短縮することが可能な燃料供給システムを提供することを目的とする。【解決手段】燃料供給システムは、多気筒エンジンに用いられ、燃料タンク１から取り出されて高圧ポンプ５Ｂにより高圧にされた燃料をエンジンの燃焼室内に噴射する複数のインジェクタ２ａ〜２ｈと、インジェクタ２ａ〜２ｈ内の余剰な燃料を燃料タンク１に戻すための複数の燃料リターン通路９１，９２と、を備える。そして、インジェクタ２ａ〜２ｈは、燃料リターン通路９１，９２から燃料を取り込むことができるように構成され、燃料リターン通路９１に優先的に燃料を供給する優先供給手段としてフィードポンプ５Ａ、連結通路９３，９４、逆止弁９５，９６を備える。【選択図】図１
2009102990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンに用いられ、燃料タンクから取り出されて高圧ポンプにより高圧にされた燃料をエンジンの燃焼室内に噴射する複数のインジェクタと、当該複数のインジェクタ内の余剰な燃料を燃料タンクに戻すための複数の燃料リターン通路と、を備える燃料供給システムであって、
前記インジェクタは、前記燃料リターン通路から燃料を取り込むことができるように構成され、
前記複数の燃料リターン通路のうちの少なくとも一つの燃料リターン通路に優先的に燃料を供給する優先供給手段を備えることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項２】
前記インジェクタは、ボディ先端に設けた噴孔を開閉するノズルニードルと、動力発生源としてのアクチュエータと、当該アクチュエータで発生する動力を利用して前記ノズルニードルを進退変位させるニードル駆動装置と、前記噴孔に高圧燃料を導く高圧通路と、前記燃料リターン通路に当該インジェクタ内の余剰な燃料を導くドレン通路とを有し、
前記ニードル駆動装置は、前記アクチュエータによって進退変位される大径ピストンと、当該大径ピストンと並べて配置される小径ピストンと、当該小径ピストンと前記大径ピストンとの対向間に設けられかつ燃料が充填されるとともに前記大径ピストンの変位を拡大して前記小径ピストンに伝達する変位拡大室と、前記小径ピストンの進退変位に伴い前記ノズルニードルの背圧を制御して当該ノズルニードルを進退変位させる背圧制御手段と、前記変位拡大室の圧縮時に前記大径ピストンの摺動面から前記変位拡大室内の燃料がリークすることを考慮して前記変位拡大室の膨張時に前記ドレン通路側の燃料を前記変位拡大室に補填する燃料補填手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システム。
【請求項３】
前記優先供給手段は、
前記複数の燃料リターン通路にそれぞれ連結する複数の連結通路を介して、当該複数の燃料リターン通路に燃料タンクの燃料を供給するための供給ポンプと、
前記複数の連結通路にそれぞれ設けられた複数の逆止弁と、を備え、
前記逆止弁は、前記供給ポンプの側の通路の圧力から前記燃料リターン通路の側の通路の圧力を差し引いた差圧が、当該逆止弁が備えるバネのバネ力により定まる所定の圧力よりも大きくなったときに開弁するように構成されており、
前記複数の逆止弁のうち少なくとも一つの逆止弁のバネ力が他の逆止弁のバネ力よりも小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料供給システム。
【請求項４】
前記複数の燃料リターン通路は、
前記複数のインジェクタにおける一部のインジェクタに連結される第１燃料リターン通路と、前記複数のインジェクタのうち当該第１燃料リターン通路に連結されない他の全てのインジェクタに連結される第２燃料リターン通路と、からなり、
前記複数の逆止弁は、
前記供給ポンプと前記第１燃料リターン通路との間の連結通路に設けられた第１逆止弁と、
前記供給ポンプと前記第２燃料リターン通路との間の連結通路に設けられた第２逆止弁と、からなり、
前記第１逆止弁のバネ力が、前記第２逆止弁のバネ力と異なることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給システム。
【請求項５】
前記優先供給手段は、
前記複数の燃料リターン通路にそれぞれ連結する複数の連結通路を介して、当該複数の燃料リターン通路に燃料タンクの燃料を供給するための供給ポンプと、
前記複数の連結通路のうちの少なくとも一つの連結通路に設けられ、当該連結通路を開閉可能な電磁切替弁と、
を備え、
前記電磁切替弁は、前記複数の燃料リターン通路のうち少なくとも一の燃料リターン通路に燃料が充填されるまでは、閉弁状態に制御されることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システム。
【請求項６】
前記供給ポンプは、前記高圧ポンプよりも作動圧の低いフィードポンプであって、燃料タンクの燃料を前記高圧ポンプに供給できるように構成されていることを特徴とする請求項３〜５の少なくとも何れか１項に記載の燃料供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばディーゼルエンジン等の多気筒エンジンに用いられる燃料供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多気筒エンジンに用いられる燃料供給システムとして、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の燃料供給システムは、燃料タンクから燃料を取り出して高圧にしてインジェクタからエンジンの燃焼室内に噴射するとともに、前記インジェクタ内の余剰な燃料を燃料リターン通路から燃料タンク側へ戻すように構成されたものである。
【０００３】
この燃料供給システムで使用されるインジェクタは、ノズルニードルをアクチュエータ（動力源）で昇降駆動することにより高圧燃料の噴射を開始または停止するものであり、当該アクチュエータの伸縮変位量を拡大してノズルニードルに伝達するニードル駆動装置を備えている。
【０００４】
このニードル駆動装置は、前記アクチュエータによって進退変位される大径ピストンと、大径ピストンと並べて配置される小径ピストンと、小径ピストンと大径ピストンとの対向間に設けられかつ燃料が充填されるとともに前記大径ピストンの変位を拡大して小径ピストンに伝達する変位拡大室と、前記小径ピストンの進退変位に伴い前記ノズルニードルの背圧を制御して当該ノズルニードルを進退変位させる背圧制御手段と、前記変位拡大室の圧縮時に前記大径ピストンの摺動面から前記変位拡大室内の燃料がリークすることを考慮して前記変位拡大室の膨張時に前記ドレン通路側の燃料を前記変位拡大室に補填する燃料補填手段とを有している。
【０００５】
このインジェクタの動作としては、まず、アクチュエータを伸長させると、大径ピストンおよび変位拡大室を介して小径ピストンが下降し、背圧制御手段によりノズルニードルが上昇移動され、噴孔から燃料が噴射される。その後、アクチュエータを収縮させると、大径ピストンが上昇するのに伴い、小径ピストンが上昇し、背圧制御手段によりノズルニードルが下降移動され、噴孔が閉塞されて燃料噴射が停止される。
【０００６】
また、この燃料供給システムにおいては、少なくとも燃料切れ後に燃料補填してからエンジンを再始動させる際に、前記燃料タンクからインジェクタに至る燃料導入路の高圧燃料を、前記ドレン通路を経て前記変位拡大室に供給する始動補助手段が設けられている。
【０００７】
このような従来の燃料供給システムの構成によれば、例えば燃料切れ後に燃料を補填してからエンジンを再始動させるとき、燃料導入路に供給される高圧燃料が燃料リターン通路およびインジェクタのドレン通路を経てインジェクタの変位拡大室に流入されることになり、この高圧燃料が変位拡大室内の気泡を潰し、さらに短時間のうちに高圧燃料が流入して気泡を追い出すよう置換されることになる。これにより、燃料切れ後に燃料を補填さえすれば、変位拡大室の内圧を即座に高めることが可能になるので、大径ピストンの変位を拡大して小径ピストンに伝達することが可能になる。そのため、ノズルニードルによる噴孔の開閉動作が可能になるので、噴孔からの燃料の噴射が可能になって、エンジンの再始動が可能になる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２４２１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された燃料供給システムにおいては、燃料切れ後、燃料リターン通路に燃料が補填され、燃料供給システムが備える全てのインジェクタの変位拡大室の気泡が燃料と置換されなければ燃料を噴射することができない。そのため、燃料切れ後にエンジンを再始動するまでに要する時間が長くなってしまう。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、燃料切れ後にエンジンを始動させる際に、エンジン始動のために要する時間を短縮することが可能な燃料供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１１】
本発明に係る燃料供給システムは、例えばディーゼルエンジン等の多気筒エンジンに用いられる燃料供給システムに関する。そして、本発明に係る燃料供給システムは、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の燃料供給システムは、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る燃料供給システムにおける第１の特徴は、多気筒エンジンに用いられ、燃料タンクから取り出されて高圧ポンプにより高圧にされた燃料をエンジンの燃焼室内に噴射する複数のインジェクタと、当該複数のインジェクタ内の余剰な燃料を燃料タンクに戻すための複数の燃料リターン通路と、を備える燃料供給システムであって、前記インジェクタは、前記燃料リターン通路から燃料を取り込むことができるように構成され、前記複数の燃料リターン通路のうちの少なくとも一つの燃料リターン通路に優先的に燃料を供給する優先供給手段を備えることである。
【００１３】
この構成によると、燃料切れ後にエンジンを始動させる際に、複数の燃料リターン通路のうちの少なくとも一つの燃料リターン通路に優先的に燃料が供給されるため、燃料供給システムが有する複数のインジェクタのうち、当該燃料リターン通路に連結された特定のインジェクタに対して優先的に燃料を供給することができる。これにより、当該特定のインジェクタは、速やかに燃料リターン通路から燃料を取り込むことが可能となる。したがって、当該特定のインジェクタを他のインジェクタよりも先に駆動させることで、より早くエンジンを始動することができる。
【００１４】
また、本発明に係る燃料供給システムにおける第２の特徴は、前記インジェクタは、ボディ先端に設けた噴孔を開閉するノズルニードルと、動力発生源としてのアクチュエータと、当該アクチュエータで発生する動力を利用して前記ノズルニードルを進退変位させるニードル駆動装置と、前記噴孔に高圧燃料を導く高圧通路と、前記燃料リターン通路に当該インジェクタ内の余剰な燃料を導くドレン通路とを有し、前記ニードル駆動装置は、前記アクチュエータによって進退変位される大径ピストンと、当該大径ピストンと並べて配置される小径ピストンと、当該小径ピストンと前記大径ピストンとの対向間に設けられかつ燃料が充填されるとともに前記大径ピストンの変位を拡大して前記小径ピストンに伝達する変位拡大室と、前記小径ピストンの進退変位に伴い前記ノズルニードルの背圧を制御して当該ノズルニードルを進退変位させる背圧制御手段と、前記変位拡大室の圧縮時に前記大径ピストンの摺動面から前記変位拡大室内の燃料がリークすることを考慮して前記変位拡大室の膨張時に前記ドレン通路側の燃料を前記変位拡大室に補填する燃料補填手段とを有することである。
【００１５】
この構成によると、アクチュエータを伸長させると、大径ピストンおよび変位拡大室を介して小径ピストンが下降し、背圧制御手段によりノズルニードルが上昇移動され、噴孔から燃料が噴射される。その後、アクチュエータを収縮させると、大径ピストンが上昇するのに伴い、小径ピストンが上昇し、背圧制御手段によりノズルニードルが下降移動され、噴孔が閉塞されて燃料噴射が停止される。また、前記ドレン通路側の燃料を前記変位拡大室に補填する燃料補填手段により、当該ドレン通路に連通する燃料リターン通路に燃料が補填されることで、当該変位拡大室内に燃料を供給することが可能である。
また、優先供給手段の作用により、複数の燃料リターン通路のうちの少なくとも一つの燃料リターン通路に優先的に燃料が供給されるため、燃料供給システムが有する複数のインジェクタのうち、当該燃料リターン通路に連結されたインジェクタの変位拡大室に優先的に燃料を供給することができる。これにより、燃料切れ後にエンジンを始動させる際、全てのインジェクタの変位拡大室に燃料が供給されるのを待つことなく、優先的に燃料が供給されたインジェクタから先に燃料を噴射することができ、より早くエンジンを始動することができる。
【００１６】
また、本発明に係る燃料供給システムにおける第３の特徴は、前記優先供給手段は、前記複数の燃料リターン通路にそれぞれ連結する複数の連結通路を介して、当該複数の燃料リターン通路に燃料タンクの燃料を供給するための供給ポンプと、前記複数の連結通路にそれぞれ設けられた複数の逆止弁と、を備え、前記逆止弁は、前記供給ポンプの側の通路の圧力から前記燃料リターン通路の側の通路の圧力を差し引いた差圧が、当該逆止弁が備えるバネのバネ力により定まる所定の圧力よりも大きくなったときに開弁するように構成されており、前記複数の逆止弁のうち少なくとも一つの逆止弁のバネ力が他の逆止弁のバネ力よりも小さいことである。
【００１７】
この構成によると、複数の逆止弁のうち最もバネ力が小さい逆止弁が設けられた連結通路を介して、供給ポンプから当該連結通路が連結する燃料リターン通路に優先的に燃料が供給されることになる。これにより、複数の燃料リターン通路のうちの少なくとも一つの燃料リターン通路に優先的に燃料を供給する構成を、逆止弁を用いた簡易な構成で実現できる。
【００１８】
また、本発明に係る燃料供給システムにおける第４の特徴は、前記複数の燃料リターン通路は、前記複数のインジェクタにおける一部のインジェクタに連結される第１燃料リターン通路と、前記複数のインジェクタのうち当該第１燃料リターン通路に連結されない他の全てのインジェクタに連結される第２燃料リターン通路と、からなり、前記複数の逆止弁は、前記供給ポンプと前記第１燃料リターン通路との間の連結通路に設けられた第１逆止弁と、前記供給ポンプと前記第２燃料リターン通路との間の連結通路に設けられた第２逆止弁と、からなり、前記第１逆止弁のバネ力が、前記第２逆止弁のバネ力と異なることである。
【００１９】
この構成によると、ポンプからの燃料は、第２燃料リターン通路よりも優先して第１燃料リターン通路に供給されることになる。したがって、第１燃料リターン通路に連結されたインジェクタに優先的に燃料を供給することができる。その後、第１燃料リターン通路の圧力が所定量上昇すると、第２逆止弁が開いて第２燃料リターン通路にポンプから燃料が供給され、残りのインジェクタに燃料が供給されることになる。この場合、燃料リターン通路の数を過度に増加させることなく、２つのリターン通路による簡易な構成とすることができる。特に、Ｖ型エンジンにおいては、複数のインジェクタの配置が略二つに分かれているため、２つのリターン通路により容易に複数のインジェクタと燃料タンクとを接続可能である
【００２０】
また、本発明に係る燃料供給システムにおける第５の特徴は、前記優先供給手段は、前記複数の燃料リターン通路にそれぞれ連結する複数の連結通路を介して、当該複数の燃料リターン通路に燃料タンクの燃料を供給するための供給ポンプと、前記複数の連結通路のうちの少なくとも一つの連結通路に設けられ、当該連結通路を開閉可能な電磁切替弁と、を備え、前記電磁切替弁は、前記複数の燃料リターン通路のうち少なくとも一の燃料リターン通路に燃料が充填されるまでは、閉弁状態に制御されることである。
【００２１】
この構成によると、電磁切替弁により、少なくとも一の燃料リターン通路に燃料が充填されるまでの間は、当該電磁切替弁が設けられた連結通路に連結する燃料リターン通路への燃料の供給は遮断される。これにより、電磁切替弁が設けられた連結通路に連結する燃料リターン通路以外の少なくともいずれか一つの燃料リターン通路に優先的に燃料を供給することができる。
【００２２】
また、本発明に係る燃料供給システムにおける第６の特徴は、前記供給ポンプは、前記高圧ポンプよりも作動圧の低いフィードポンプであって、燃料タンクの燃料を前記高圧ポンプに供給できるように構成されていることである。
【００２３】
この構成によると、高圧ポンプよりも作動圧の低いフィードポンプにより、燃料リターン通路に燃料が供給されるため、燃料リターン通路における燃料の圧力が過度に高くなることはない。これにより、燃料リターン通路を構成する配管等の強度を低く抑えることができ、燃料リターン通路の構成を小型化できるとともに、より安価な構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係る燃料供給システムを模式的に示す構成図である。また、図２は、図１に示す燃料供給システムにおけるインジェクタを拡大して示す断面図である。本実施形態においては、本発明に係る燃料供給システムを、ディーゼルエンジンのコモンレールを使用した蓄圧式燃料噴射システムとした例を挙げている。
【００２６】
図１において、燃料タンク１からインジェクタ２ａ〜２ｈまでの燃料導入路３には、フィルタ４、フィードポンプ５Ａ（供給ポンプ）、高圧ポンプ５Ｂ、コモンレール６が設けられている。
【００２７】
この燃料供給システムは、フィードポンプ５Ａにより燃料タンク１から燃料を取り出し高圧ポンプ５Ｂに供給し、当該高圧ポンプ５Ｂにより高圧にしてコモンレール６内に蓄積させておき、このコモンレール６内の高圧燃料を各インジェクタ２ａ〜２ｈからエンジンの燃焼室（図示省略）内に噴射させるような構成になっている。
【００２８】
この一連の動作は、制御ユニット７（ＥＣＵ）および駆動ユニット８（ＥＤＵ）により制御される。制御ユニット７は、少なくともインジェクタ２ａ〜２ｈによる燃料噴射の開始、停止のタイミング信号を駆動ユニット８に与え、駆動ユニット８は、前記タイミング信号に基づいて少なくともインジェクタ２ａ〜２ｈのアクチュエータ１７（図２参照）に駆動電圧を印加する。
【００２９】
インジェクタ２ａ〜２ｈの数は、燃焼室の数と同数、つまり、本実施形態は８気筒エンジンであるので、８つとなる。尚、４気筒エンジンの場合には４つ、６気筒エンジンの場合には６つとなる。
【００３０】
なお、全インジェクタ２ａ〜２ｈの半数にあたるインジェクタ２ａ〜２ｄに圧送されながら燃焼室へ噴射されずに余った燃料は、第１燃料リターン通路９１を介して燃料タンク１へ戻されるようになっている。また、その他のインジェクタ２ｅ〜２ｈに圧送されながら燃焼室へ噴射されずに余った燃料は、第２燃料リターン通路９２を介して燃料タンク１へ戻されるようになっている。尚、参考のため、図１において、高圧ポンプ３からコモンレール６に向かう流れを実線の矢印で、インジェクタ２ａ〜２ｈから燃料リターン通路９１，９２に向かう流れを二点鎖線の矢印で示している。
【００３１】
フィードポンプ５Ａに送られながら高圧ポンプ５ｂによりコモンレール６に圧送されなかった燃料は、フィードポンプ５Ａの後の通路から分岐する燃料通路１００を通って、フィードポンプ５Ａの手前に戻される。この燃料通路１００の間には、逆止弁９９が設けられている。逆止弁９９は高圧ポンプ５Ｂへ送る燃料圧力を一定に保つために設けられている。尚、当該逆止弁９９は、後述する第１逆止弁９５、第２逆止弁９６の開弁圧（Ｐ１、Ｐ２）よりも大きい開弁圧Ｐ４となるように構成されている。また逆止弁９７、９８の開弁圧（Ｐ３）よりも小さい開弁圧となるように構成されている。
【００３２】
このインジェクタ２ａ〜２ｄから延びる第１燃料リターン通路９１は、逆止弁９７を介して燃料タンク１に繋がっている。また、インジェクタ２ｅ〜２ｈから延びる第２燃料リターン通路９２は、逆止弁９８を介して燃料タンク１に繋がっている。逆止弁９７は、圧力の低い第１燃料リターン通路９１に所定の圧力を付与することによって気泡発生を防止するために設けられている。また、逆止弁９８は、圧力の低い第２燃料リターン通路９２に所定の圧力を付与することによって気泡発生を防止するために設けられている。尚、当該逆止弁９７、９８は、後述する第１逆止弁９５、第２逆止弁９６の開弁圧（Ｐ１、Ｐ２）よりも大きい開弁圧Ｐ３となるように構成されている。
【００３３】
次に、インジェクタ２ａ〜２ｈの構成を図２を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、インジェクタ２ａ〜２ｈは同じ構造のインジェクタであり、インジェクタ２ａを例に挙げてその構造を説明する。図３は、図２における変位拡大手段３０、燃料補填手段５０の近傍部分を拡大して示す断面図である。
【００３４】
図２に示すように、インジェクタ２ａは、ボディ１５内に、ノズルニードル１６と、アクチュエータ１７と、ニードル駆動装置１８とを設けた構成であるので、これらを具体的に説明する。
【００３５】
このインジェクタ２ａは、要するに、アクチュエータ１７およびニードル駆動装置１８でもってノズルニードル１６を上昇させると、ボディ１５の先端に設けた噴孔２１が開放されて高圧燃料を外部に噴射する一方、ノズルニードル１６を下降させると、噴孔２１が閉塞されて高圧燃料の噴射を停止するようになっている。
【００３６】
まず、ボディ１５には、燃料導入用の高圧通路２２と、燃料戻し用のドレン通路２３とが設けられている。高圧通路２２は、コモンレール６からの高圧燃料を噴孔２１に導くものであり、ドレン通路２３は、インジェクタ２ａ内部の余剰な燃料を第１燃料リターン通路９１に導くものである。
【００３７】
ノズルニードル１６は、ボディ１５のニードルシリンダ２４内に上下昇降可能に収納されている。
【００３８】
このノズルニードル１６は、ニードルシリンダ２４上方の制御室４１内の圧力が高い場合にコイルスプリング２６の伸張復元力も加味されて下降されることによってボディ１５の先端座面２４ａに押し付けられて噴孔２１を閉塞するが、制御室４１内の圧力が低い場合にコイルスプリング２６の弾発付勢力に抗して上昇されることによってニードルシリンダ２４の上端座面２４ｂに押し付けられて噴孔２１を開放する。ニードルシリンダ２４の上下方向途中には、高圧通路２２と連通連結されて高圧燃料を貯留する下部燃料溜まり２７が設けられている。
【００３９】
アクチュエータ１７は、ノズルニードル１６を昇降駆動するための動力を発生する動力源であり、ボディ１５の上部に配置されている。この実施形態では、アクチュエータ１７として、電荷の注入によって伸長する一方で電荷の放出によって収縮する圧電体（または電歪素子）を積層した構成のピエゾアクチュエータを用いている。
【００４０】
ニードル駆動装置１８は、ボディ１５の長手方向中間に配置されて、アクチュエータ１７で発生する動力をノズルニードル１６に伝達してノズルニードル１６を昇降駆動させるものである。
【００４１】
このニードル駆動装置１８は、変位拡大手段３０と、背圧制御手段４０と、燃料補填手段５０とを有しているので、これらを具体的に説明する。
【００４２】
変位拡大手段３０は、ボディ１５の大小二段の段付きシリンダ３１内に大径ピストン３２と小径ピストン３３とを上下に並べて配置した状態で摺動可能に収納して、両ピストン３２，３３の対向間に所定容量の燃料を貯留する変位拡大室３４を設けた構成になっている。
【００４３】
段付きシリンダ３１の上側大径部および下側小径部は、それぞれドレン通路２３を介して第１燃料リターン通路９１に連通連結されている。
【００４４】
大径ピストン３２は、アクチュエータ１７の下端部１７ａに連結されている。この下端部１７ａは、コイルスプリング３５により常時上向きに弾発付勢されており、これにより、アクチュエータ１７の下端部１７ａと大径ピストン３２とがアクチュエータ１７の伸縮に応じて一体に上下昇降するようになる。
【００４５】
小径ピストン３３の下端部は、下記する制御弁４２の弁体４４の上面に当接されている。なお、小径ピストン３３の上方への移動を規制するために、段付きシリンダ３１における小径部側に鍔状のストッパ（図示省略）を設けてもよい。
【００４６】
変位拡大室３４は、アクチュエータ１７の伸縮変位を液圧変換し、大径ピストン３２と小径ピストン３３との外径差に応じて拡大して小径ピストン３３に伝達する。この変位拡大室３４には、コイルスプリング３６が配置されており、このコイルスプリング３６の伸張復元力によって小径ピストン３３と大径ピストン３２との間のがたを吸収するようになっている。
【００４７】
背圧制御手段４０は、ニードルシリンダ２４上方に設けられる制御室４１と、小径ピストン３３の下方に設けられる制御弁４２とを有している。
【００４８】
制御弁４２は、制御室４１内の圧力を高低制御する三方弁とされており、弁室４３と、弁体４４とを有している。
【００４９】
弁室４３は、ボディ１５の段付きシリンダ３１の下端に連通連結される低圧ポート４５と、制御室４１に連通連結されるドレンポート４６と、高圧通路２２に連通連結される高圧ポート４７とを有している。この弁室４３には、小径ピストン３３と段付きシリンダ３１との摺動面における僅かなクリアランスＢおよび低圧ポート４５を介して変位拡大室３４が連通している。
【００５０】
なお、弁室４３における低圧ポート４５の開口側にはフラット形状の座面が設けられ、弁室４３における高圧ポート４７の開口側には円錐形状の座面が設けられている。
【００５１】
弁体４４は、弁室４３内で昇降可能となっており、下降させられて高圧ポート４７を閉塞した場合にドレンポート４６を低圧ポート４５を介してドレン通路２３に連通する第１
状態となる一方、上昇させられて低圧ポート４５を閉塞した場合にドレンポート４６を高圧ポート４７を介して高圧通路２２に連通する第２状態となる。
【００５２】
通常、弁室４３の圧力は低圧ポート４５の圧力より高くなっているので、通常は前記第２状態が成立している。前記第１状態が成立するのは、弁体４４を下降させたときのみである。また、弁体４４の下端には、弁体４４の動きを円滑にするとともに振動を吸収するダンパ室４８、コイルスプリング４９が設けられている。
【００５３】
前記第１状態では、制御室４１内の燃料がドレンポート４６を介してドレン通路２３に流出されるので、制御室４１内の圧力が低くなる。
【００５４】
前記第２状態では、高圧通路２２から弁室４３およびドレンポート４６に高圧燃料が充填されるので、制御室４１からの燃料流出が停止され、しかも、この状態では高圧通路２２から制御室４１に高圧燃料が導入されるので、制御室４１内の圧力が高くなる。
【００５５】
そして、ドレンポート４６において制御室４１への連通部分は、前記第１状態において制御室４１からの燃料流出量を適量に管理するためのオリフィス４６ａとなっている。このオリフィス４６ａをアウト側のオリフィスという。
【００５６】
また、高圧通路２２において制御室４１への連通部分についても、前記第２状態において制御室４１への燃料導入量を適量に管理するためのオリフィス２２ａとなっている。このオリフィス２２ａをイン側のオリフィスという。
【００５７】
このイン側のオリフィス２２ａは、燃料噴射開始時には制御室４１の圧力低下を緩和してノズルニードル１６を緩やかに開弁させる一方で、噴射終了時には制御室４１の圧力上昇を促進してノズルニードル１６を速やかに閉弁させる作用がある。
【００５８】
図３に示すように、燃料補填手段５０は、大径ピストン３２の下降に伴う変位拡大室３４の圧縮時に大径ピストン３２の摺動面におけるクリアランスＡから変位拡大室３４内の燃料がリークすることを考慮して、大径ピストン３２の上昇に伴う変位拡大室３４の膨張時に上部燃料溜まり５１側の燃料を変位拡大室３４に補填するものである。
【００５９】
この燃料補填手段５０は、具体的に、アクチュエータ１７の外周に設けられてドレン通路２３と連通する上部燃料溜まり５１と、大径ピストン３２に変位拡大室３４から上部燃料溜まり５１へ連なるよう設けられる燃料補填通路５２と、燃料補填通路５２に設けられて上部燃料溜まり５１から変位拡大室３４への燃料流通のみを許容する逆止弁５３とで構成されている。
【００６０】
上部燃料溜まり５１は、変位拡大手段３０の段付きシリンダ３１と連通連結された空間であり、ドレン通路２３を通じて第１燃料リターン通路９１に連通連結されている。この上部燃料溜まり５１には、大径ピストン３２と段付きシリンダ３１との摺動面の僅かなクリアランスＡを介して変位拡大室３４が連通している。
【００６１】
燃料補填通路５２は、大径ピストン３２の中心に軸方向に沿って設けられている。この燃料補填通路５２の下部は大径とされて、その下端が大径ピストン３２の下端面に開口して変位拡大室３４に連通されている。
【００６２】
逆止弁５３は、変位拡大室３４側から燃料補填通路５２の上端開口への燃料流出を阻止する一方で、上部燃料溜まり５１側から変位拡大室３４側への燃料流入を許容するものであり、燃料補填通路５２の大径部５２ａ内に配置されるボール弁５４と、燃料補填通路５
２の大径部開口に装着されてボール弁５４を軸方向に僅かな遊びを持つ状態に抜け止めする蓋５５とを有している。蓋５５には、その厚み方向に貫通して燃料補填通路５２と変位拡大室３４とを連通する通孔５６が複数設けられている。
【００６３】
この逆止弁５３の動作としては、変位拡大室３４内の圧力が低下すると、ボール弁５４が僅かに下がって円錐形座面５７との間に隙間が生じるので、上部燃料溜まり５１内の燃料が蓋５５の通孔５６を通じて変位拡大室３４内へ流入する。
【００６４】
次に、上述した構成のインジェクタ２ａの動作を説明する。
【００６５】
まず、燃料噴射の開始に当たっては、アクチュエータ１７に駆動ユニット８から駆動電圧（例えば１００〜１５０Ｖ）が印加される。アクチュエータ１７は、電圧に比例した変位（例えば４０μｍ）を生じて、下端部１７ａおよびそれと一体の大径ピストン３２を同じ変位量だけ下方に移動させ、変位拡大室３４を圧縮させる。
【００６６】
この変位拡大室３４の圧縮に伴う内圧上昇によって小径ピストン３３が下降し、制御弁４２の弁体４４を押し下げて高圧ポート４７を閉塞することにより制御弁４２が第１状態となる。このとき、弁体４４のリフト量は、アクチュエータ１７の変位に対して大径ピストン３２と小径ピストン３３との面積比に応じて拡大される。
【００６７】
これにより弁室４３の内圧が低下するので、制御室４１内の燃料がアウト側オリフィス４６ａを通じて弁室４３側へ流出し、制御室４１の内圧が低下する。この燃料流入量は、アウト側オリフィス４６ａによって適宜管理される。この制御室４１の内圧低下に伴い、下部燃料溜まり２７内の高圧燃料によりノズルニードル１６を押し上げようとする力が、制御室４１の内圧およびコイルスプリング２６によりノズルニードル１６を押し下げようとする力より強くなると、ノズルニードル１６が上昇して噴孔２１が開放されるので、燃料の噴射が開始されることになる。
【００６８】
そして、燃料噴射を停止させるには、アクチュエータ１７への電圧印加を停止して電荷を放出させるようにすればよい。つまり、この電化が放出される間に、アクチュエータ１７は、電圧印加時の変位量だけ収縮して元の長さに戻り、下端部１７ａがコイルスプリング３５の伸張復元に伴う弾発付勢力によって上昇する。
【００６９】
この下端部１７ａの上昇と共に大径ピストン３２も上昇するので、変位拡大室３４の内圧が低下する。この変位拡大室３４の内圧が制御弁４２の弁体４４に作用する高圧ポート４７からの高圧燃料の圧力より低くなると、弁体４４および小径ピストン３３が上昇されることになり、弁体４４が低圧ポート４５を閉塞することにより制御弁４２が第２状態となる。
【００７０】
これにより、弁室４３からドレンポート４６までが高圧となる一方で、高圧通路２２内の高圧燃料がイン側オリフィス２２ａを通じて制御室４１へ流入される。この燃料流入量は、イン側オリフィス２２ａによって適宜管理される。
【００７１】
このようにして制御室４１の内圧が回復し、制御室４１の内圧が下部燃料溜まり２７内の高圧燃料の圧力より高くなると、ノズルニードル１６が下降して噴孔２１を閉塞し、燃料噴射を停止する。このとき、変位拡大室３４内の燃料は、燃料噴射の開始動作に伴いクリアランスＡからの微小リークによって減少するが、逆止弁５３により上部燃料溜まり５１内の燃料が変位拡大室３４に吸入補填されるので、変位拡大室３４の内圧は略一定に保たれる。
【００７２】
次に、エンジン稼動中に燃料タンク１内の燃料が空、つまり燃料切れになった後、エンジンを再始動させる場合について図１を用いて説明する。
【００７３】
エンジン稼動中に燃料タンク１内の燃料が空（燃料切れ）になると、インジェクタ２ａにおける変位拡大室３４内に燃料補填が行われなくなるので、変位拡大室３４内に気泡が混入することになる。その他のインジェクタ２ｂ〜２ｈについても同様に、変位拡大室に気泡が混入することになる。そのため、燃料を燃料タンク１に補填してからでも直ぐにエンジンを再始動することができない。
【００７４】
そこで、本実施形態では、上述したような燃料切れが発生した場合でも、燃料補填後にエンジンの再始動を迅速かつ確実に行えるように、第１連結通路９３及び第２連結通路９４が設けられ、フィードポンプ５Ａにより当該第１連結通路９３及び第２連結通路９４を介して第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２に燃料を供給できるように構成されている。
【００７５】
第１連結通路９３は、第１燃料リターン通路９１においてインジェクタ２ａ〜２ｄから逆止弁９７に至るまでの通路と、燃料導入路３においてフィードポンプ５Ａから高圧ポンプ５Ｂに至る通路と、を連結する通路である。当該第１連結通路９３には、第１逆止弁９５が介設されている。
【００７６】
また、第２連結通路９４は、第２燃料リターン通路９２においてインジェクタ２ｅ〜２ｈから逆止弁９８に至るまでの通路と、燃料導入路３においてフィードポンプ５Ａから高圧ポンプ５Ｂに至る通路と、を連結する通路である。当該第２連結通路９４には、第２逆止弁９６が介設されている。
【００７７】
第１逆止弁９５は、第１連結通路９３の途中に設けられ、第１燃料リターン通路９１の側からフィードポンプ５Ａの側への燃料の流れを遮断するとともに、バネの弾性力により、フィードポンプ５Ａの側から第１燃料リターン通路９１の側への流れを遮断するように構成される。即ち、第１逆止弁９５は、第１連結通路９３におけるフィードポンプ５Ａの側の通路９３ｂの燃料の圧力から第１燃料リターン通路９１の側の通路９３ａの燃料の圧力を差し引いた差圧が、当該第１逆止弁９５が備えるバネのバネ力により定まる所定の圧力（以下、開弁圧Ｐ１と称する）よりも大きくなったときに開弁するように構成されている。
【００７８】
この第１逆止弁９５は、例えば、図４に示すように、大径通路９５ｂと小径通路９５ｃとの間にボール弁９５ｄを設け、当該ボール弁９５ｄをバネ９５ａにより小径通路９５ｃ側へ付勢した構造とすることができる。この場合、このボール弁９５ｄよりも大径通路９５ｂ側に設けられる通路９５ｅに第１燃料リターン通路９１側の通路９３ａを接続し、ボール弁９５ｄより小径通路９５ｃ側にフィードポンプ５Ａ側の通路９３ｂを接続する。
【００７９】
第２逆止弁９６は、第２連結通路９４の途中に設けられ、第２燃料リターン通路９２の側からフィードポンプ５Ａの側への燃料の流れを遮断するとともに、バネの弾性力により、フィードポンプ５Ａの側から第２燃料リターン通路９２の側への流れを遮断するように構成される。即ち、第２逆止弁９６は、第２連結通路９４におけるフィードポンプ５Ａの側の通路９４ｂの燃料の圧力から第１燃料リターン通路９２の側の通路９４ａの燃料の圧力を差し引いた差圧が、当該第２逆止弁９６が備えるバネのバネ力により定まる所定の圧力（以下、開弁圧Ｐ２と称する）よりも大きくなったときに開弁するように構成されている。この第２逆止弁９６のバネ力は、第１逆止弁９５のバネ力よりも大きくなるように構成される。具体的には、第２逆止弁９６の開弁圧Ｐ２が、第１逆止弁９５の開弁圧Ｐ１よりも０．１ＭＰａ程度高くなるように構成される。また、第２逆止弁９６は、図４に示す第１逆止弁９５と同様の構成の逆止弁とすることができる。
【００８０】
このような構成によれば、燃料切れ後エンジン始動のためのクランキング動作が始まると、フィードポンプ５Ａの駆動により第１逆止弁９５又は第２逆止弁９６に連通する通路９３ｂ，９４ｂに燃料が供給され、第２逆止弁９６に比べて開弁圧が低い第１逆止弁９５が開弁して、第１連結通路９３を介して第１燃料リターン通路９１に燃料が供給される。このとき、第２逆止弁９６は閉弁状態に維持されるため、第２連結通路９４を介して第２リターン通路９２へ燃料が供給されることはない。これにより、フィードポンプ５Ａから第１燃料リターン通路９１へ供給される燃料の流量をより大きく確保することができる。したがって、第１燃料リターン通路９１と第２燃料リターン通路９２の双方の通路に燃料が供給される場合に比べ、より短時間で第１燃料リターン通路９１に燃料を充填することができる。
【００８１】
第１燃料リターン通路９１に燃料が充填されると、インジェクタ２ａ〜２ｄのドレン通路２３、上部燃料溜まり５１から逆止弁５３を通じて変位拡大室３４内に流入される（図２参照）。つまり、燃料切れが発生し、変位拡大室３４内に気泡が混入した場合でも、燃料補填後のエンジン再始動によって、速やかに、インジェクタ２ａ〜２ｄにおける変位拡大室３４内の気泡が潰されるか、あるいは変位拡大室３４内の空気が燃料と置換されることになる。
【００８２】
ちなみに、コモンレール６及びインジェクタ２ａ〜２ｈの高圧通路２２は、燃料切れ後に燃料補填してからの再始動時に、フィードポンプ５Ａから燃料を供給される高圧ポンプ５Ｂにより、例えば１秒以内に燃料で充填されるとともに４０ＭＰａ程度に昇圧されることになる。そのため、燃料リターン通路９１、９２よりも先にコモンレール６及びインジェクタ２ａ〜２ｈの高圧通路２２への燃料の充填が完了することになる。したがって、第１燃料リターン通路９１を介して変位拡大室３４内に燃料が充填されるとインジェクタ２ａ〜２ｄからの燃料噴射が可能になる。また、第２燃料リターン通路９２を介して変位拡大室３４内に燃料が充填されるとインジェクタ２ｅ〜２ｈからの燃料噴射が可能になる。
【００８３】
第１燃料リターン通路９１に優先的に燃料が供給され、インジェクタ２ａ〜２ｄの変位拡大室３４が燃料で満たされると、制御ユニット７から駆動ユニット８に燃料噴射の開始の信号が送信され、当該信号に基づいて駆動ユニット８はインジェクタ２ａ〜２ｄのアクチュエータ１７に駆動電圧を印加する。これにより、インジェクタ２ａ〜２ｄにより燃料の噴射が開始されエンジンが駆動される。具体的には、例えば、第１燃料リターン通路９１の燃料の圧力を測定する第１の圧力測定手段を設け、制御ユニット７は、当該第１の圧力測定手段の測定結果に基づいて、測定された圧力が所定の圧力を超えると、駆動ユニット８に燃料噴射の開始の信号を送信するように設定される。
【００８４】
ここで、フィードポンプ５Ａ及び高圧ポンプ５Ｂを駆動するためのカムシャフト（図示せず）は、エンジンのクランク軸等によって回転駆動可能に構成される。したがって、インジェクタ２ａ〜２ｄの燃料噴射によりエンジンの駆動が開始されると、フィードポンプ５Ａによる単位時間当たりの燃料供給量が自動的に増加する。そのため、後述するフィードポンプ５Ａから第２燃料リターン通路９２への燃料供給のスピードは、上述した第１燃料リターン通路９１への燃料供給のスピードに比べて増加することになる。
【００８５】
第１燃料リターン通路９１に燃料が充填されると、第２連絡通路９４におけるフィードポンプ５Ａ側の通路９４ｂの圧力が増加し、所定の開弁圧Ｐ２に達すると第２逆止弁９６が開弁し、フィードポンプ５Ａから第２燃料リターン通路９２に燃料が供給される。このとき、インジェクタ２ａ〜２ｄの燃料噴射によりエンジンが駆動しているため、より早く第２燃料リターン通路９２に燃料を充填させることができる。そして、第２燃料リターン通路９２に燃料が充填されると、インジェクタ２ｅ〜２ｈのドレン通路２３、上部燃料溜まり５１から逆止弁５３を通じて変位拡大室３４内に流入される。
【００８６】
インジェクタ２ｅ〜２ｈの変位拡大室３４が燃料で満たされると、制御ユニット７から駆動ユニット８に燃料噴射の開始の信号が送信され、当該信号に基づいて駆動ユニット８はインジェクタ２ｅ〜２ｈのアクチュエータ１７に駆動電圧を印加する。これにより、インジェクタ２ｅ〜２ｈにより燃料の噴射が開始され、８つ全てのインジェクタ２ａ〜２ｈでエンジンが駆動されることになる。具体的には、例えば、第２燃料リターン通路９２の燃料の圧力を測定する第２の圧力測定手段を設け、制御ユニット７は、当該第２の圧力測定手段の測定結果に基づいて、測定された圧力が所定の圧力を超えると、駆動ユニット８に燃料噴射の開始の信号を送信するように設定される。
【００８７】
このように、本実施形態に係る燃料供給システムは、第１燃料リターン通路９１と第２燃料リターン通路９２とに燃料を供給可能であるとともに、第１燃料リターン通路９１に優先的に燃料を供給する優先供給手段として、フィードポンプ５Ａと、第１連結通路９３と、第２連結通路９４と、第１逆止弁９５と、第２逆止弁９６と、を備えている。
【００８８】
図５は、第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２における燃料の圧力Ｐと、燃料切れ後のフィードポンプ５Ａの始動開始時間からの経過時間Ｔと、の関係を模式的に示すグラフである。尚、図５において、第１燃料リターン通路９１における燃料の圧力を実線Ｘ１、第２燃料リターン通路９２における燃料の圧力を実線Ｘ２で示す。また、比較例として、第１逆止弁９５と第２逆止弁９６との開弁圧を同じとした構成の燃料供給システムにおける第１燃料リターン通路９１の燃料の圧力を破線Ｙで示す。
【００８９】
まず、燃料切れ後、フィードポンプ５Ａを始動すると、燃料タンク１からフィードポンプ５Ａまで燃料が吸い上げられ、フィードポンプ５Ａから、高圧ポンプ５Ｂ、第１連結通路９３におけるフィードポンプ５Ａ側の通路９３ｂ、及び、第２連結通路９４におけるフィードポンプ５Ａ側の通路９４ｂに、燃料が供給される。経過時間ｔ１において、第１逆止弁９５が開弁し、第１燃料リターン通路９１及びインジェクタ２ａ〜２ｄの変位拡大室３４への燃料供給が開始され、経過時間ｔ２において、第１燃料リターン通路９１及びインジェクタ２ａ〜２ｄの変位拡大室３４への燃料の充填が完了する。その後、第１燃料リターン通路９１の燃料の圧力が顕著に増加し、開弁圧Ｐ２に達すると第２逆止弁９６が開弁し、第２燃料リターン通路９２及びインジェクタ２ｅ〜２ｈの変位拡大室３４への燃料の供給が開始される。そして、経過時間ｔ３において、第２燃料リターン通路９２及びインジェクタ２ｅ〜２ｈの変位拡大室３４への燃料の充填が完了する。
【００９０】
ここで、経過時間ｔ２においてインジェクタ２ａ〜２ｄの変位拡大室３４への燃料の充填が完了した後、これらのインジェクタ２ａ〜２ｄにより速やかに、エンジンが駆動され、フィードポンプ５Ａの単位時間当たりの供給流量が増加するため、第２燃料リターン通路９２及びインジェクタ２ｅ〜２ｈへの燃料充填に係る時間（ｔ２からｔ３までの時間）は、第１燃料リターン通路９１及びインジェクタ２ａ〜２ｄへの燃料充填に係る時間（ｔ１〜ｔ２までの時間）よりも短くなる。
【００９１】
尚、経過時間ｔ３において、第２燃料リターン通路９２及びインジェクタ２ｅ〜２ｈの変位拡大室３４への燃料の充填が完了すると、第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２に充填された燃料の圧力が更に上昇する。そして、当該第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２の燃料タンク１側に設けられた逆止弁９７，９８の開弁圧Ｐ３に達すると、当該逆止弁９７，９８は開弁して、余分な燃料が燃料タンク１に戻されることになる。
【００９２】
一方、比較例においては、第１燃料リターン通路９１と第２燃料リターン通路９２とに同時に燃料が供給される構成であるために、当該通路９１、９２への燃料供給中（経過時間ｔ４まで）は、エンジンは完全に停止した状態であり、フィードポンプ５Ａの供給流量を増加させることはできず、実施形態にかかる燃料供給システムに比べて、フィードポンプ５Ａの始動から、８つのインジェクタ２ａ〜２ｈにより燃料を噴射可能な状態にするまでの時間が長時間となってしまう。
【００９３】
以上、説明したように、本実施形態に係る燃料供給システムは、８気筒エンジンに用いられるものであって、燃料タンク１から取り出されて高圧ポンプ５Ｂにより高圧にされた燃料をエンジンの燃焼室内に噴射する８つのインジェクタ２ａ〜２ｈと、当該インジェクタ２ａ〜２ｈ内の余剰な燃料を燃料タンク１に戻すための第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２と、を備えている。
【００９４】
そして、インジェクタ２ａ〜２ｈはそれぞれ、第１燃料リターン通路９１又は第２燃料リターン通路９２から燃料を取り込むことができるように構成されている。尚、本実施形態においては、変位拡大室３４に取り込む構成としているが、インジェクタとしての他の機能を発揮するために当該燃料を取り込む構成であってもよい。
【００９５】
そして、第１燃料リターン通路９１にフィードポンプ５Ａから優先的に燃料を供給することができる構成である。
【００９６】
この構成によると、燃料切れ後にエンジンを始動させる際に、第１燃料リターン通路９１にフィードポンプ５Ａから優先的に燃料が供給されるため、燃料供給システムが有するインジェクタ２ａ〜２ｈのうち、当該燃料リターン通路に連結されたインジェクタ２ａ〜２ｈに対して優先的に燃料を供給することができる。これにより、全てのインジェクタ２ａ〜２ｈに燃料が供給されるのを待つことなく、優先的に燃料が供給されたインジェクタ２ａ〜２ｄから先に燃料を噴射することができ、より早くエンジンを始動することができる。
【００９７】
また、インジェクタ２ａ〜２ｈは、ボディ先端に設けた噴孔２１を開閉するノズルニードル１６と、動力発生源としてのアクチュエータ１７と、アクチュエータ１７で発生する動力を利用してノズルニードル１６を進退変位させるニードル駆動装置１８と、噴孔２１に高圧燃料を導く高圧通路２２と、第１燃料リターン通路９１又は第２燃料リターン通路９２に当該インジェクタ２ａ〜２ｈ内の余剰な燃料を導くドレン通路２３とを有している。
【００９８】
ニードル駆動装置は、アクチュエータ１７によって進退変位される大径ピストン３２と、大径ピストン３２と並べて配置される小径ピストン３３と、小径ピストン３３と大径ピストン３２との対向間に設けられかつ燃料が充填されるとともに大径ピストン３２の変位を拡大して小径ピストン３３に伝達する変位拡大室３４と、小径ピストン３３の進退変位に伴いノズルニードル１６の背圧を制御してノズルニードル１６を進退変位させる背圧制御手段４０と、変位拡大室３４の圧縮時に大径ピストン３２の摺動面から変位拡大室３４内の燃料がリークすることを考慮して変位拡大室３４の膨張時にドレン通路２３側の燃料を変位拡大室３４に補填する燃料補填手段５０とを有する。
【００９９】
この構成によると、アクチュエータ１７を伸長させると、大径ピストン３２および変位拡大室３４を介して小径ピストン３３が下降し、背圧制御手段４０によりノズルニードル１６が上昇移動され、噴孔２１から燃料が噴射される。その後、アクチュエータ１７を収縮させると、大径ピストン３２が上昇するのに伴い、小径ピストン３３が上昇し、背圧制御手段４０によりノズルニードル１６が下降移動され、噴孔２１が閉塞されて燃料噴射が停止される。また、ドレン通路２３側の燃料を変位拡大室３４に補填する燃料補填手段５０により、ドレン通路２３に連通する第１燃料リターン通路９１又は第２燃料リターン通路９２に燃料が補填されることで、変位拡大室３４内に燃料を供給することが可能である。
【０１００】
また、第１燃料リターン通路９１に優先的に燃料が供給されるため、燃料供給システムが有する８つのインジェクタ２ａ〜２ｈのうち、当該第１燃料リターン通路９１に連結されたインジェクタ２ａ〜２ｄの変位拡大室３４に優先的に燃料を供給することができる。これにより、燃料切れ後にエンジンを始動させる際、８つのインジェクタ２ａ〜２ｈの全ての変位拡大室３４に燃料が供給されるのを待つことなく、優先的に燃料が供給されたインジェクタ２ａ〜２ｄから先に燃料を噴射することができ、より早くエンジンを始動することができる。
【０１０１】
また、第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２にそれぞれ連結する第１連結通路９３及び第２連結通路９４を介して、第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２に燃料タンク１の燃料を供給するためのフィードポンプ５Ａと、第１連結通路９３及び第２連結通路９４にそれぞれ設けられた第１逆止弁９５及び第２逆止弁９６と、を備えている。
【０１０２】
逆止弁９５，９６は、連結通路９３，９４におけるフィードポンプ５Ａ側の通路９３ｂ，９４ｂの圧力から、燃料リターン通路９１，９２側の通路９３ａ，９４ａの圧力を差し引いた差圧が、逆止弁９５，９６が備えるバネのバネ力により定まる所定の圧力よりも大きくなったときに開弁するように構成されている。そして、第１逆止弁９５のバネ力は、第２逆止弁９６のバネ力よりも小さい。
【０１０３】
この構成によると、まず、第２逆止弁９６よりもバネ力の小さい第１逆止弁９５が設けられた第１連結通路９３を介して、フィードポンプ５Ａから第１連結通路が連結する第１燃料リターン通路９１に優先的に燃料が供給される。これにより、第２燃料リターン通路９２よりも第１燃料リターン通路９１に優先的に燃料を供給する構成を、逆止弁を用いた簡易な構成で実現できる。
【０１０４】
また、本実施形態にかかる燃料供給システムは、高圧ポンプ５Ｂよりも作動圧の低いフィードポンプ５Ａを備えて構成され、燃料タンク１の燃料を当該フィードポンプ５Ａにより第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２に燃料を供給することができるとともに、高圧ポンプ５Ｂにも同時に供給できるように構成されている。
【０１０５】
この構成によると、高圧ポンプ５Ｂよりも作動圧の低いフィードポンプ５Ａにより、第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２に燃料が供給されるため、第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２における燃料の圧力が過度に高くなることはない。これにより、燃料リターン通路９１，９２や連結通路９３，９４を構成する配管等の強度を低く抑えることができ、燃料を供給するための通路の構成を小型化できるとともに、より安価な構成とすることができる。
【０１０６】
また、本実施形態に係る燃料供給システムの変形例として、第２連結通路９４に設けられた第２逆止弁９６を電磁切替弁に置き換えた構成とし、当該電磁切替弁を、制御ユニット７により、第１燃料リターン通路９１に燃料が充填されるまでの間、閉弁状態となるように制御し、第１燃料リターン通路９１に燃料が充填されると開弁状態となるように制御してもよい。第１燃料リターン通路９１に燃料が充填されたか否かの判断は、例えば、第１燃料リターン通路９１の燃料の圧力を測定する圧力測定手段を設け、当該圧力測定手段の測定結果に基づいて行うことができる。即ち、図５で示すように、経過時間ｔ２において第１燃料リターン通路９１の圧力が所定量増加したときに、第１燃料リターン通路９１に燃料が充填されたと判断することができる。
【０１０７】
この構成によると、電磁切替弁により、第１燃料リターン通路９１に燃料が充填されるまでの間は、当該電磁切替弁が設けられた第２連結通路９４に連結する第２燃料リターン通路９２への燃料の供給は遮断される。これにより、第１燃料リターン通路９１に連結するインジェクタ２ａ〜２ｄに優先的に燃料を供給することができる。
【０１０８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、以下のように変形して実施することができる。
【０１０９】
（１）本実施形態においては、８つのインジェクタ２ａ〜２ｈのうちの半分（４つ）のインジェクタに連結する燃料リターン通路を２つ備えて構成されているが、この場合に限定されない。例えば、２つのインジェクタに連結する燃料リターン通路を４つ設けて、８つのインジェクタを燃料タンク１に連結することもできるし、１つのインジェクタに対して１つの燃料リターン通路（即ち、計８つの燃料リターン通路）を設けた構成としてもよい。この場合、複数の燃料リターン通路にそれぞれ連結する複数の連結通路を設置して、当該複数の連結通路にそれぞれ逆止弁を設け、当該複数の逆止弁のうち少なくとも一つの開弁圧を低く設定することで、複数の逆止弁のなかで最も開弁圧が低い逆止弁から優先的に燃料を供給することができる。
【０１１０】
（２）フィードポンプ５Ａを用いずに、高圧ポンプから燃料リターン通路に高圧の燃料を供給できるように構成することもできる。この構成では、第1連結通路９３及び第２連結通路９４、第１逆止弁９５及び第２逆止弁９６は、高圧ポンプ５Ｂの下流側にあたる燃料導入路３と、第１燃料リターン通路９１及び第２燃料リターン通路９２との間に配置する。この場合、燃料リターン通路に高圧の燃料が供給されるため、インジェクタ２ａ〜２ｈにおける変位拡大室３４内の空気をより確実に置換することができる。
【０１１１】
（３）上記インジェクタ２ａにおいて、アクチュエータ１７はピエゾアクチュエータの他に、通電により変位を発生するものであればよく、例えば、ソレノイドや、磁歪効果を利用したアクチュエータでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料供給システムを模式的に示す構成図である。
【図２】図１に示す燃料供給システムにおけるインジェクタを拡大して示す断面図である。
【図３】図２における変位拡大手段、燃料補填手段の近傍部分を拡大して示す断面図である。
【図４】図１に示す燃料供給システムにおける第１逆止弁９５を拡大して示す断面図である。
【図５】リターン通路における燃料の圧力Ｐとフィードポンプの始動開始時間からの経過時間Ｔとの関係を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１３】
１    燃料タンク
２ａ〜２ｈ  インジェクタ
３  燃料導入路
５Ａ  フィードポンプ５Ａ（供給ポンプ）
５Ｂ  高圧ポンプ
１５  ボディ
１６  ノズルニードル
１７  アクチュエータ
１８  ニードル駆動装置
２１  噴孔
２２  高圧通路
２３  ドレン通路
３０  変位拡大手段
３２  大径ピストン
３３  小径ピストン
３４  変位拡大室
４０  背圧制御手段
５０  燃料補填手段
９１  第１燃料リターン通路（燃料リターン通路）
９２  第２燃料リターン通路（燃料リターン通路）
９３  第１連結通路（連結通路）
９４  第２連結通路（連結通路）
９５  第１逆止弁（逆止弁）
９６  第２逆止弁（逆止弁）
【図１】
2009102990.tif 000003
【図２】
2009102990.tif 000004
【図３】
2009102990.tif 000005
【図４】
2009102990.tif 000006
【図５】
2009102990.tif 000007