(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから燃料ポンプにより吐出される燃料を内燃機関へ供給すると共に、その燃料ポンプの駆動力を制御することにより内燃機関に供給される燃料圧力を調整するようにした燃料供給装置であって、
前記燃料ポンプから吐出される燃料の一部を前記燃料タンクへ戻すための戻し通路と、
前記戻し通路を流れる燃料を所定の流量に制限するための絞り手段と、
前記絞り手段より上流の前記戻し通路に設けられ、前記内燃機関に供給される燃料圧力が所定の保持圧力以上となるときに応答して前記戻し通路を開く圧力応答弁と、
前記絞り手段より下流の前記戻し通路に設けられ、前記戻し通路を開閉するために制御される制御弁と、
前記内燃機関の定常運転時又は加速運転時には前記制御弁を閉じ、前記内燃機関の停止時又は減速運転時には前記制御弁を開くように前記制御弁を制御するための弁制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
燃料タンクから燃料ポンプにより吐出される燃料を内燃機関へ供給すると共に、その燃料ポンプの駆動力を制御することにより内燃機関に供給される燃料圧力を調整するようにした燃料供給装置であって、
前記燃料ポンプから吐出される燃料の一部を前記燃料タンクへ戻すための戻し通路と、
前記戻し通路に設けられ、前記内燃機関に供給される燃料圧力が所定の保持圧力以上となるときに応答して前記戻し通路を開く圧力応答弁と、
前記圧力応答弁より下流の前記戻し通路に設けられ、前記戻し通路を開度可変に開閉するために制御される可変制御弁と、
前記内燃機関の定常運転時又は加速運転時には前記可変制御弁を閉じ、前記内燃機関の停止時又は減速運転時には前記可変制御弁を所定の開度で開くように制御するための弁制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
燃料タンクから燃料ポンプにより吐出される燃料を内燃機関へ供給すると共に、その燃料ポンプの駆動力を制御することにより内燃機関に供給される燃料圧力を調整するようにした燃料供給装置であって、
前記燃料ポンプから吐出される燃料の一部を前記燃料タンクへ戻すための戻し通路と、
前記戻し通路を流れる燃料を所定の流量に制限するための絞り手段と、
前記絞り手段より下流の前記戻し通路に設けられ、前記戻し通路を開閉するために制御される制御弁と、
前記内燃機関に供給される燃料圧力を検出するための燃料圧力検出手段と、
前記内燃機関の定常運転時又は加速運転時には前記制御弁を閉じ、前記内燃機関の減速運転時には前記制御弁を開き、前記内燃機関の停止時には前記検出される燃料圧力が所定の残留圧力となるまで前記制御弁を開くように前記制御弁を制御するための弁制御手段と
を備えた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】
この発明は、燃料タンクから燃料ポンプにより吐出される燃料を内燃機関へ供給すると共に、その燃料圧力を調整するようにした内燃機関の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として、例えば、特開平１０−８９１８３号公報に開示されたものがある。
この公報の燃料供給装置は、燃料タンクから燃料ポンプにより吐出される燃料を内燃機関へ供給すると共に、その燃料ポンプの駆動力を制御することにより内燃機関に供給される燃料圧力を調整する。この装置は、燃料ポンプにより吐出される燃料の一部を燃料タンクへ還流するためのリリーフ通路を備え、その通路には、還流量を制限するための固定絞りが設けられる。又、固定絞りより上流のリリーフ通路には、内燃機関に供給される燃料圧力に応じてリリーフ通路を開閉するリリーフバルブが設けられる。これらリリーフ通路、リリーフバルブ及び固定絞りは、燃料ポンプ等と共に燃料タンクの中に設けられる。
【０００３】
上記燃料供給装置によれば、燃料圧力が低下するとリリーフバルブが閉じ、燃料ポンプにより吐出される燃料が全て内燃機関へ供給されることになる。このため、リリーフバルブが閉じている間は、燃料ポンプにより必要最小限の駆動力で所要量の燃料を内燃機関へ供給することができる。
又、燃料圧力が高くなるとリリーフバルブが開き、燃料ポンプにより吐出される燃料の一部がリリーフ通路へ流れ、固定絞りを介して燃料タンクへ戻される。このため、燃料圧力の過剰な上昇が抑えられる。ここで、リリーフ通路を流れる燃料は固定絞りにより制限されるため、内燃機関へ供給される燃料圧力の急激な変動が抑えられる。
更に、内燃機関の停止時には燃料ポンプも停止することから、燃料圧力も低下することになるが、所定の圧力まで低下したときにリリーフバルブが閉じて燃料圧力のそれ以上の低下が抑えられる。このため、停止後に内燃機関の輻射熱で燃料が加熱されても、燃料圧力の低下が抑えられて燃料が気化し難い状態となることから、燃料気化が抑えられる。輻射熱の加熱に伴い燃料圧力が高くなっても、リリーフバルブが開いて燃料圧力の過剰な上昇が抑えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の燃料供給装置では、内燃機関の減速運転時又は停止時には、リリーフ通路、リリーフバルブ及び固定絞りにより燃料圧力が目的通りに調整されるものの、その調整の分だけ、内燃機関の定常運転時又は加速運転時には、燃料ポンプの駆動力の変化に対する燃料圧力の変化について直線性が失われてしまう。そして、リターン分だけ燃料消費が多くなる。
【０００５】
即ち、図１２に示すように、燃料圧力が、零からリリーフバルブを閉じる保持圧力ＰＦ１までの範囲であれば、燃料圧力は燃料ポンプの印加電圧が所定値ＶＦＰ１まで増大するのに応じて直線的に上昇する。しかし、印加電圧が所定値ＶＦＰ１から所定値ＶＦＰ２まで増大する間で燃料圧力が保持圧力ＰＦ１を越えようとすると、リリーフバルブが開いて燃料圧力の上昇が一旦抑えられる。印加電圧が所定値ＶＦＰ２から更に増大すると、燃料圧力は再び直線的に変化するが、固定絞りで制限される分だけ燃料圧力の上昇率が低下することになる。従って、従来の燃料供給装置では、このように燃料ポンプの印加電圧、即ち駆動力の可変範囲の全域を通じて、燃料圧力を直線的な特性をもって調整することができず、その意味で、燃料圧力の制御性は良くはなかった。又、リターン流量分だけ燃料消費が悪化していた。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の減速運転時には燃料圧力の過剰な上昇を抑え、内燃機関の停止時には配管中の燃料気化を抑えると共に、内燃機関の定常運転時又は加速運転時には燃料ポンプの駆動力の可変範囲の全域にわたって燃料圧力を直線的に調整することを可能とした内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、燃料タンクから燃料ポンプにより吐出される燃料を内燃機関へ供給すると共に、その燃料ポンプの駆動力を制御することにより内燃機関に供給される燃料圧力を調整するようにした燃料供給装置であって、燃料ポンプから吐出される燃料の一部を燃料タンクへ戻すための戻し通路と、戻し通路を流れる燃料を所定の流量に制限するための絞り手段と、絞り手段より上流の戻し通路に設けられ、内燃機関に供給される燃料圧力が所定の保持圧力以上となるときに応答して戻し通路を開く圧力応答弁と、絞り手段より下流の戻し通路に設けられ、戻し通路を開閉するために制御される制御弁と、内燃機関の定常運転時又は加速運転時には制御弁を閉じ、内燃機関の停止時又は減速運転時には制御弁を開くように制御弁を制御するための弁制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、内燃機関の停止時又は減速運転時には、弁制御手段の制御により制御弁が開かれる。このとき、残留する燃料圧力が所定の保持圧力より低い場合には、圧力応答弁が閉じて燃料圧力のそれ以上の低下が抑えられる。一方、燃料圧力が所定の保持圧力以上となる場合には、圧力応答弁が開いて、燃料の一部が戻し通路へ流れ、絞り手段を介して燃料タンクへ戻される。このとき、戻し通路を流れる燃料が絞り手段により制限され、燃料圧力の急激な低下が抑えられる。又、停止後の内燃機関の輻射熱の加熱により燃料圧力が上昇しようとしても、その圧力が保持圧力を越えると圧力応答弁が開くことから、燃料圧力のそれ以上の上昇が抑えられる。
内燃機関の定常運転時又は加速運転時には、弁制御手段の制御により制御弁が閉じられ、戻し通路における燃料の流通が遮断される。従って、圧力応答弁が開弁又は閉弁されることに拘わらず、燃料の一部が戻し通路を通じて燃料タンクへ戻されなくなり、全ての燃料が内燃機関に供給される。このとき、燃料ポンプにより必要最小限の駆動力で燃料を吐出させて、所要量の燃料が内燃機関に供給されるようになる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、燃料タンクから燃料ポンプにより吐出される燃料を内燃機関へ供給すると共に、その燃料ポンプの駆動力を制御することにより内燃機関に供給される燃料圧力を調整するようにした燃料供給装置であって、燃料ポンプから吐出される燃料の一部を燃料タンクへ戻すための戻し通路と、戻し通路に設けられ、内燃機関に供給される燃料圧力が所定の保持圧力以上となるときに応答して戻し通路を開く圧力応答弁と、圧力応答弁より下流の戻し通路に設けられ、戻し通路を開度可変に開閉するために制御される可変制御弁と、内燃機関の定常運転時又は加速運転時には可変制御弁を閉じ、内燃機関の停止時又は減速運転時には可変制御弁を所定の開度で開くように制御するための弁制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、内燃機関の停止時又は減速運転時には、弁制御手段の制御により可変制御弁が所定の開度で開かれる。このとき、残留する燃料圧力が所定の保持圧力より低い場合には、圧力応答弁が閉じて燃料圧力のそれ以上の低下が抑えられる。一方、燃料圧力が所定の保持圧力以上となる場合には、圧力応答弁が開いて燃料の一部が戻し通路へ流れ、可変制御弁を介して燃料タンクへ戻される。このとき、可変制御弁が絞りとして機能することにより、戻し通路における燃料流量が制限され、燃料圧力の急激な低下が抑えられる。又、停止後の内燃機関の輻射熱の加熱により燃料圧力が保持圧力を越えると圧力応答弁が開くことから、燃料圧力のそれ以上の上昇が抑えられる。
内燃機関の定常運転時又は加速運転時には、弁制御手段の制御により可変制御弁が閉じられ、戻し通路における燃料の流通が遮断される。従って、燃料ポンプにより吐出される全ての燃料が内燃機関に供給されるようになる。このとき、燃料ポンプにより必要最小限の駆動力で燃料を吐出させて、所要量の燃料が内燃機関に供給されるようになる。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、燃料タンクから燃料ポンプにより吐出される燃料を内燃機関へ供給すると共に、その燃料ポンプの駆動力を制御することにより内燃機関に供給される燃料圧力を調整するようにした燃料供給装置であって、燃料ポンプから吐出される燃料の一部を燃料タンクへ戻すための戻し通路と、戻し通路を流れる燃料を所定の流量に制限するための絞り手段と、絞り手段より下流の戻し通路に設けられ、戻し通路を開閉するために制御される制御弁と、内燃機関に供給される燃料圧力を検出するための燃料圧力検出手段と、内燃機関の定常運転時又は加速運転時には制御弁を閉じ、内燃機関の減速運転時には制御弁を開き、内燃機関の停止時には検出される燃料圧力が所定の残留圧力となるまで制御弁を開くように制御弁を制御するための弁制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、内燃機関の減速運転時には、弁制御手段の制御により制御弁が開かれることにより、残留する燃料の一部が戻し通路へ流れ、絞り手段を介して燃料タンクへ戻される。このとき、戻し通路を流れる燃料が絞り手段により制限されるため、燃料圧力の急激な低下が抑えられる。一方、内燃機関の停止時には、検出される燃料圧力が所定の残留圧力となるまで弁制御手段の制御により制御弁が開かれる。これにより、燃料圧力が所定の残留圧力より低下することがなく、燃料圧力の急激な低下が抑えられる。又、停止後の内燃機関の輻射熱の加熱に対して燃料圧力が所定の残留圧力に調整され、燃料圧力の過剰な上昇が抑えられる。
内燃機関の定常運転時又は加速運転時には、弁制御手段の制御により制御弁が閉じられることにより、戻し通路における燃料の流通が遮断される。従って、燃料ポンプにより吐出される全ての燃料が内燃機関に供給されるようになる。このとき、燃料ポンプにより必要最小限の駆動力で燃料を吐出させて、所要量の燃料が内燃機関に供給されるようになる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明（請求項１に記載の発明）の内燃機関の燃料供給装置を具体化した第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１に、本実施の形態の燃料供給装置の概念構成図を示す。この燃料供給装置は、燃料を貯留する燃料タンク１と、その燃料タンク１の中に収容された電動式の燃料ポンプ２と、燃料ポンプ２の吸入側に設けられた高圧フィルタ３と、燃料ポンプ２の吐出側から燃料タンク１を貫通して外部へ延びる燃料ライン４と、燃料タンク１の中で燃料ライン４から分岐する戻し通路５と、その戻し通路５にそれぞれ設けられたバイパスバルブ６、リークジェット７及び電磁式の制御弁８とを備える。
【００１７】
燃料ライン４の先端は、内燃機関（エンジン）９に設けられたデリバリパイプ１０に接続される。デリバリパイプ１０に設けられた複数のインジェクタ１１は、エンジン９の各気筒に対応して配置される。
【００１８】
燃料ポンプ２は、直流モータにより羽根車を回転駆動させることにより、燃料タンク１の中の燃料を吸引・吐出するものである。燃料ポンプ２から吐出される燃料量は、モータに供給される印加電圧、延いては、モータにより駆動される羽車の回転速度により決定される。燃料タンク１の外壁上には、燃料ポンプ２を制御するためのポンプコントローラ１２が設けられる。高圧フィルタ３は、燃料ポンプ２に吸引される燃料中の異物を除去するためのものである。
【００１９】
戻し通路５は、燃料ポンプ２により吐出される燃料の一部を燃料タンク１へ直接戻すためのものである。リークジェット７は、戻し通路５を流れる燃料を所定流量に制限するためのものであり、本発明の絞り手段に相当する。バイパスバルブ６は、リークジェット７より上流の戻し通路５に設けられ、燃料ポンプ２により吐出されて各インジェクタ１１に供給される燃料圧力が所定の保持圧力以上となるときに応答して戻し通路５を開くものであり、本発明の圧力応答弁に相当する。
【００２０】
図２に示すように、この実施の形態では、リークジェット７がバイパスバルブ６に一体的に設けられる。バイパスバルブ６は、ケーシング２１と、ケーシング２１の中に設けられた流路ブロック２２と、ケーシング２１に固定されたダイアフラム２３と、ダイアフラム２３の中心に設けられた弁体２４と、ダイアフラム２３及び弁体２４を付勢するスプリング２５とを備える。リークジェット７は、流路ブロック２２の通路に組み付けられる。リークジェット７は、絞り通路７ａと吐出口７ｂとを含む。スプリング２５は、リークジェット７の絞り通路７ａが弁体２４により閉じられる方向へダイアフラム２３及び弁体２４を付勢するようになっている。バイパスバルブ６は、燃料ライン４及びデリバリパイプ１０を含む配管中における燃料圧力に応じて作動する。即ち、燃料圧力がスプリング２５の付勢力により決定される所定の保持圧力より低い場合には、弁体２４がリークジェット７に当接して絞り通路７ａが閉じられ、戻し通路５が閉じられる。これに対して、燃料圧力が上記保持圧力より高い場合には、スプリング２５の付勢力に抗して弁体２４がリークジェット７から離れて絞り通路７ａが開けられ、戻し通路５が開かれる。リークジェット７の絞り通路７ａは、流路面積が他の部位より小さいく、リークジェット７を流れる燃料の抵抗となることから、戻し通路５における燃料流量が制限される。
【００２１】
電磁式の制御弁８は、戻し通路５を開閉するために制御されるものであり、リークジェット７より下流の戻し通路５の出口側に設けられる。図３に実線で示すように、制御弁８は、印加電圧の変化に対して選択的に開弁又は閉弁されるようになっている。
【００２２】
燃料ポンプ２が作動することにより、高圧フィルタ３で異物が除去された燃料が燃料タンク１により燃料ライン４へ吐出され、デリバリパイプ１０を介して各インジェクタ１１へ分配される。このとき、燃料ポンプ２により吐出される燃料量に応じて燃料ライン４及びデリバリパイプ１０を含む配管中の燃料圧力が決定される。各インジェクタ１１へ分配された燃料は、各インジェクタ１１が開弁されるときに噴射され、吸気通路（図示略）を流れる空気と共に各気筒へ供給され、燃焼に供される。
【００２３】
エンジン９に設けられた回転速度センサ３１は、エンジン９のクランクシャフト（図示略）の回転速度を検出し、その検出値に応じた信号を出力する。エンジン９に設けられた水温センサ３２は、エンジン９の内部を流れる冷却水温を検出し、その検出値に応じた信号を出力する。エンジン９の吸気通路に設けられた吸気圧センサ３３は、同通路における吸気圧力を検出し、その検出値に応じた信号を出力する。
【００２４】
電子制御装置（ＥＣＵ）３４は、入出力回路、メモリ及び演算処理回路等により構成される。ＥＣＵ３４は、前述した各種センサ３１〜３３、インジェクタ１１、制御弁８及びポンプコントローラ１２に接続される。又、ＥＣＵ３４には、イグニションスイッチ３５を介してバッテリ３６が接続される。ＥＣＵ３４は、各種センサ３１〜３３からの信号に基づき燃料噴射制御を実行する。ポンプコントローラ１２は、ＥＣＵ３４から送られてくる各種センサ３１〜３３の信号を受けて燃料ポンプ２を制御することにより、燃料供給制御を実行する。又、ＥＣＵ３４は、制御弁８を制御することにより燃料供給制御を実行する。
【００２５】
ここで、燃料噴射制御とは、エンジン９の運転状態に応じて各インジェクタ１１の開弁時間を制御することにより、各インジェクタ１１から噴射される燃料量を制御することである。燃料噴射制御に当たって、ＥＣＵ３４は、各種センサ３１〜３３により検出されるエンジン運転状態に関する各種パラメータの値に基づいてエンジン９の運転に必要な燃料噴射量を算出する。そして、ＥＣＵ３４は、算出された燃料噴射量の値に基づいて各インジェクタ１１の開弁時間を制御することにより、エンジン９の各気筒へ供給されるべき燃料量を制御する。
【００２６】
燃料供給制御とは、エンジン９の運転状態に応じて燃料ポンプ２及び制御弁８を制御することにより、燃料ポンプ２により吐出されて各インジェクタ１１へ供給される燃料圧力を制御することである。燃料供給制御に当たり、ポンプコントローラ１２は、各種センサ３１〜３３により検出される各種パラメータの値に基づき、各インジェクタ１１へ供給されるべき燃料圧力を算出する。そして、ポンプコントローラ１２は、算出された燃料圧力の値に基づいて燃料ポンプ２のモータに対する印可電圧を調整することにより、同ポンプ２により吐出される燃料量を制御する。ポンプコントローラ１２は、エンジン９の減速運転時及び停止時には、燃料ポンプ２を停止させるようになっている。又、ＥＣＵ３４は、エンジン運転状態に関する各種パラメータの値に基づき制御弁８を適宜に選択的に開弁又は閉弁させる。
【００２７】
このように、各インジェクタ１１から各気筒へ供給される燃料量は、各インジェクタ１１へ供給される燃料圧力の調整と、各インジェクタ１１の開弁時間の調整との協働により決定され、エンジン９の運転状態に応じて調整されるようになっている。
【００２８】
ここで、燃料供給制御においてＥＣＵ３４が実行する制御弁８の制御内容について説明する。図４にその制御ルーチンをフローチャートに示す。ＥＣＵ３４は、このルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。
【００２９】
初期状態では、制御弁８は、非通電により開いた状態となっており、後述する流量調整フラグＸＦＬは「０」になっている。
【００３０】
先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ３４は、流量調整フラグＸＦＬが「１」か否かを判断する。このフラグＸＦＬは、制御弁８が閉じているときに「１」にセットされるものであることから、ここでは、制御弁８が閉じているか否かが判断されることになる。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、処理をステップ１１０へ移行する。
【００３１】
ステップ１１０で、ＥＣＵ３４は、イグニションスイッチ（ＩＧＳＷ）３５がＯＦＦからＯＮへ切り替わったか否か、即ち、エンジン９の運転が開始されたか否かを判断する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、その後の処理を一旦終了する。この判断結果が肯定の場合、ステップ１２０で、ＥＣＵ３４は、制御弁８に対する通電を制御して制御弁８を閉じる。次に、ステップ１３０で、ＥＣＵ３４は、流量調整フラグＸＦＬを「１」にセットし、その後の処理を一旦終了する。
【００３２】
一方、ステップ１００での判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ３４は、処理をステップ１４０へ移行し、エンストが発生したか否かを判断する。ＥＣＵ３４は、例えば、検出されるエンジン回転速度が「１０ｒｐｍ未満」となる場合に、エンストが発生したものと判断する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、処理をステップ１５０へ移行する。
【００３３】
ステップ１５０で、ＥＣＵ３４は、エンジン９が減速状態であるか否かを判断する。ＥＣＵ３４は、例えば、検出される吸気圧等の値に基づいて減速状態であることを判断する。この判断結果が否定である場合、ステップ１６０で、ＥＣＵ３４は、制御弁８に対する通電を制御して制御弁８を閉じる。
【００３４】
一方、ステップ１４０又はステップ１５０の判断結果が肯定である場合、ステップ１６５で、ＥＣＵ３４は制御弁８に対する通電を停止して制御弁８を開く。
【００３５】
ステップ１６０又はステップ１６５から移行してステップ１７０では、ＥＣＵ３４は、イグニションスイッチ（ＩＧＳＷ）３５がＯＮからＯＦＦへ切り替わったか否か、即ち、エンジン９の運転が停止されたか否かを判断する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、その後の処理を一旦終了する。この判断結果が肯定の場合、ステップ１８０で、ＥＣＵ３４は、制御弁８に対する通電を停止させて制御弁８を開く。そして、ステップ１９０で、ＥＣＵ３４は、流量調整フラグＸＦＬを「０」にクリアし、その後の処理を一旦終了する。
【００３６】
従って、上記ルーチンによれば、ＥＣＵ３４は、エンジン９の定常運転時又は加速運転時には制御弁８を閉じ、エンジン９の停止時、エンスト発生時又は減速運転時には、制御弁８を開くように制御弁８に対する通電を制御することになる。この制御ルーチンを実行するＥＣＵ３４は、本発明の弁制御手段に相当する。
【００３７】
以上説明したように本実施の形態の燃料供給装置によれば、エンジン９の停止時又は減速運転時には、燃料ポンプ２も停止されるが、ＥＣＵ３４の制御により制御弁８が開かれる。このとき、燃料ライン４に残留する燃料圧力が、バイパスバルブ６の持つ保持圧力より低い場合には、バイパスバルブ６が閉じて燃料圧力のそれ以上の上昇が抑えられる。
【００３８】
図５（ａ），（ｂ）には、本実施の形態の燃料供給装置につき、燃料ポンプ２により吐出される燃料量（ポンプ流量）に対する戻し通路５を流れる燃料量（リターン流量）と、配管中の燃料圧力との関係をグラフに示す。図５に実線で示すように、ポンプ流量が０から所定値Ｑ１までの範囲では、戻し通路５におけるリターン流量は無く、燃料圧力は０から保持圧力までの範囲で直線的に上昇することになる。
【００３９】
残留する燃料圧力が上記保持圧力以上となる場合には、バイパスバルブ６が開いて燃料の一部が戻し通路５へ流れ、リークジェット７を介して燃料タンク１へ戻される。しかし、このとき戻し通路５を流れる燃料はリークジェット７の絞り通路７ａにより制限されることから、燃料圧力の急激な低下が抑えられる。このため、停止後（高温ソーク時）にエンジン９の輻射熱で燃料が加熱されても、燃料圧力の低下が抑えられて燃料が気化し難い状態にあることから、配管中の燃料気化を抑えることができる。このことにより、エンジン９の再始動時には、各気筒へ燃料を確実に供給することができ、エンジン９の再始動性を向上させることができ、エバポエミッションを低減させることができる。又、減速運転時や停止時にエンジン９の輻射熱の加熱により配管中の燃料圧力が上昇しようとしても、その圧力が上記保持圧力を越えるとバイパスバルブ６が開き、燃料圧力のそれ以上の上昇が抑えられる。このため、減速運転時や停止時に燃料圧力が過剰に上昇することを抑えることができる。
【００４０】
即ち、図５のグラフに実線、破線及び１点鎖線で示すように、ポンプ流量が所定値Ｑ１からそれよりも多い所定値Ｑ２までの範囲では、戻し通路５におけるリターン流量が曲線的に増え、燃料圧力は保持圧力から曲線的に上昇するようになる。又、ポンプ流量が所定値Ｑ２以上となる範囲では、戻し通路５におけるリターン流量の増加が止まり、燃料圧力はポンプ流量の増加に伴い直線的に上昇するようになる。そして、ポンプ流量が所定値Ｑ１以上の範囲では、リークジェット径の大きさ、即ち絞り通路７ａの径の大きさが増すに連れて燃料圧力の低下が多くなる。
【００４１】
一方、エンジン９の定常運転時又は加速運転時には、ＥＣＵ３４の制御により制御弁８が閉じられ、戻し通路５における燃料の流通が遮断される。従って、バイパスバルブ６が開弁又は閉弁することに拘わらず、燃料ポンプ２により吐出される燃料は、戻し通路５を通じて燃料タンク１へ戻されることなく、全ての燃料がエンジン９のデリバリパイプ１０へ供給されるようになる。このため、従来の燃料供給装置とは異なり、エンジン９の定常運転時又は加速運転時には、燃料ポンプ２の駆動力の可変範囲の全域にわたって燃料圧力を直線的に調整することができる。このことは、各インジェクタ１１を通じて各気筒へ供給される燃料量を高精度に制御することに貢献し、エンジン９の空燃比をより高精度に制御することができるようになる。このときの燃料ポンプは、必要最小限の駆動力で燃料を吐出させて、所要量の燃料をエンジン９に供給させることになる。このため、燃料ポンプ２の騒音を低減させることができ、燃料ポンプ２の負担を軽減させることができ、燃料ポンプ２の耐久性を向上させることができる。
【００４２】
即ち、図５のグラフからも分かるように、制御弁８が閉じられると、同図に実線及び２点鎖線で示すように、ポンプ流量の全変化範囲にわたって戻し通路５におけるリターン流量が無くなり、燃料圧力が直線的に上昇することになる。
【００４３】
このように本実施の形態の燃料供給装置によれば、エンジン９の減速運転時には、燃料圧力の過剰な上昇を抑えることができ、エンジン９の停止時には、燃料ライン４等の配管中における燃料気化を抑えることができ、加えて、エンジン９の定常運転時又は加速運転時には、燃料ポンプ２の駆動力の可変範囲の全域にわたって燃料圧力を直線的に調整することができるようになる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明（請求項２に記載の発明）の内燃機関の燃料供給装置を具体化した第２の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、本実施の形態を含む以下の各実施の形態において、前記第１の実施の形態と同一構成要素については、同一の符合を付して説明を省略するものとし、以下には異なった点を中心に説明するものとする。
【００４５】
図６に、本実施の形態の燃料供給装置の概念構成図を示す。この実施の形態では、第１の実施の形態で設けられたリークジェット７が省略され、制御弁８に代わって、戻し通路５を開度可変に開閉するために制御される可変制御弁１８が設けらる。図３に破線で示すように、可変制御弁１８は、印加電圧の変化に対して開度を直線的に変化させるようになっている。
【００４６】
加えて、本実施の形態では、燃料供給制御においてＥＣＵ３４が実行する可変制御弁１８の制御内容の点で第１の実施の形態と異なる。図７にその可変制御弁１８に関する制御ルーチンをフローチャートに示す。ＥＣＵ３４は、このルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。
【００４７】
初期状態では、可変制御弁１８は、非通電により開いた状態となっており、流量調整フラグＸＦＬは「０」になっている。
【００４８】
先ず、ステップ２００で、ＥＣＵ３４は、流量調整フラグＸＦＬが「１」か否か、即ち、可変制御弁１８が閉じているか否かを判断する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、処理をステップ２１０へ移行する。
【００４９】
ステップ２１０で、ＥＣＵ３４は、イグニションスイッチ（ＩＧＳＷ）３５がＯＦＦからＯＮへ切り替わったか否か、即ち、エンジン９の運転が開始されたか否かを判断する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、その後の処理を一旦終了する。この判断結果が肯定の場合、ステップ２２０で、ＥＣＵ３４は、可変制御弁１８に対する通電を制御して可変制御弁１８を全閉とする。次に、ステップ２３０で、ＥＣＵ３４は、流量調整フラグＸＦＬを「１」にセットし、その後の処理を一旦終了する。
【００５０】
一方、ステップ２００での判断結果が肯定である場合、ＥＣＵ３４は、処理をステップ２４０へ移行し、エンストが発生したか否かを判断する。ＥＣＵ３４は、例えば、検出されるエンジン回転速度が「１０ｒｐｍ未満」となる場合に、エンストが発生したものと判断する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、処理をステップ２５０へ移行する。
【００５１】
ステップ２５０で、ＥＣＵ３４は、エンジン９が減速状態であるか否かを判断する。ＥＣＵ３４は、例えば、検出される吸気圧等の値に基づいて減速状態であることを判断する。この判断結果が否定である場合、ステップ２６０で、ＥＣＵ３４は、可変制御弁１８に対する通電を制御して可変制御弁１８を全閉とする。
【００５２】
一方、ステップ２４０の判断結果が肯定である場合、ステップ２７０で、ＥＣＵ３４は可変制御弁１８に対する通電を停止して可変制御弁１８を全開とする。
【００５３】
ステップ２６０又はステップ２７０から移行してステップ２８０では、ＥＣＵ３４は、イグニションスイッチ（ＩＧＳＷ）３５がＯＮからＯＦＦへ切り替わったか否か、即ち、エンジン９の運転が停止されたか否かを判断する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、その後の処理を一旦終了する。この判断結果が肯定の場合、ステップ２９０で、ＥＣＵ３４は、可変制御弁１８に対する通電を停止させて可変制御弁１８を全開とする。そして、ステップ２９５で、ＥＣＵ３４は、流量調整フラグＸＦＬを「０」にクリアし、その後の処理を一旦終了する。
【００５４】
一方、ステップ２５０での判断結果が肯定の場合、ステップ３００で、ＥＣＵ３４は、燃料カット状態であるか否かを判断する。この判断結果が肯定の場合、ＥＣＵ３４は、ステップ３１０で、可変制御弁１８に対する通電を制御して、可変制御弁１８を中開から全開までの間の所定の開度で開き、その後の処理を一旦終了する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、ステップ３２０で、可変制御弁１８に対する通電を制御して可変制御弁１８を少開から中開までの間の所定の開度で開き、その後の処理を一旦終了する。各ステップ３１０，３２０で行われる処理は、エンジン９の減速運転時に燃料カットの有無に応じて燃料圧力の急変を好適に抑えるためのものである。ここでの可変制御弁１８の設定開度は、個々の装置に適合させて予め定められたものである。
【００５５】
従って、上記ルーチンによれば、ＥＣＵ３４は、エンジン９の定常運転時又は加速運転時には可変制御弁１８を閉じ、エンジン９の停止時、エンスト発生時又は減速運転時には、可変制御弁１８を所定の開度で開くように可変制御弁１８に対する通電を制御することになる。この制御ルーチンを実行するＥＣＵ３４は、本発明の弁制御手段に相当する。
【００５６】
以上説明したように本実施の形態の燃料供給装置によれば、エンジン９の停止時又は減速運転時には、ＥＣＵ３４の制御により可変制御弁１８が所定の開度で開かれる。このとき、燃料ライン４に残留する燃料圧力がバイパスバルブ６の持つ保持圧力より低い場合には、バイパスバルブ６が閉じて燃料圧力のそれ以上の低下が抑えられる。残留する燃料圧力が上記保持圧力以上となる場合には、バイパスバルブ６が開いて、燃料ポンプ２により吐出される燃料の一部が戻し通路５へ流れ、可変制御弁１８を介して燃料タンク２へ戻されることになる。このとき、可変制御弁１８が絞りとして機能することにより、戻し通路５における燃料流量が制限され、燃料圧力の急激な低下が抑えられる。この結果、高温ソーク時には、第１の実施の形態と同様、配管中の燃料気化を抑えることができる。これにより、エンジン９の再始動性を向上させることができ、エバポエミッションを低減させることができる。又、減速運転時や停止時にエンジン９の輻射熱により燃料圧力が上昇しようとするときに、燃料圧力がバイパスバルブ６の保持圧力以上に上昇することを抑えることができる。
【００５７】
エンジン９の定常運転時又は加速運転時には、ＥＣＵ３４の制御により可変制御弁１８が閉じられ、戻し通路５における燃料の流通が遮断される。従って、前記第１の実施の形態の場合と同様の定常運転時又は加速運転時における作用・効果を得ることができる。
【００５８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明（請求項３に記載の発明）の内燃機関の燃料供給装置を具体化した第３の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００５９】
図８に、本実施の形態の燃料供給装置の概念構成図を示す。この実施の形態では、第１の実施の形態で設けられたバイパスバルブ６が省略される。又、ＥＣＵ３４には、吸気温センサ３７及び燃圧センサ３８が接続される。吸気温センサ３７は、吸気通路に吸入される空気の温度（吸気温）を検出し、その検出値に応じた信号を出力するものである。デリバリパイプ１０に設けられる燃圧センサ３８は、燃料圧力を検出するためのものであり、本発明の燃料圧力検出手段に相当する。この燃圧センサ３８は、デリバリパイプ１０に供給される燃料圧力を検出し、その検出値に応じた信号を出力するものである。
【００６０】
加えて、本実施の形態では、燃料供給制御においてＥＣＵ３４が実行する制御弁８の制御内容の点で第１の実施の形態と異なる。図９にその制御弁８に関する制御ルーチンをフローチャートに示す。ＥＣＵ３４は、このルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。
【００６１】
初期状態では、制御弁８は、非通電により開いた状態となっている。
先ず、ステップ４００で、ＥＣＵ３４は、エンジン９が減速状態であるか否かを判断する。ＥＣＵ３４は、例えば、検出される吸気圧等の値に基づいて減速状態であることを判断する。この判断結果が否定である場合、ステップ４１０で、ＥＣＵ３４は、制御弁８に対する通電を制御して制御弁８を閉じる。
【００６２】
次いで、ステップ４２０では、ＥＣＵ３４は、イグニションスイッチ（ＩＧＳＷ）３５がＯＮからＯＦＦへ切り替わったか否か、即ち、エンジン９の運転が停止されたか否かを判断する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、その後の処理を一旦終了する。
【００６３】
一方、ステップ４２０の判断結果が肯定の場合、ステップ４３０で、ＥＣＵ３４は、現在検出される冷却水温及び吸気温の値に応じた所定の残留圧力を算出する。ＥＣＵ３４は、この残留圧力の値を、予め実験によって設定された関数データ（マップデータ）を参照することにより算出する。ここでの残留圧力は、特に、エンジン９の高温再始動性に対応させたものであり、高温ソーク時の燃料圧力の上昇を見込んで低めに設定されたものである。
【００６４】
次に、ステップ４４０で、ＥＣＵ３４は、検出される燃料圧力が上記算出された所定の残留圧力の値となるまで制御弁８を開くように制御弁８を制御し、その後の処理を一旦終了する。
【００６５】
一方、ステップ４００の判断結果が肯定である場合、ステップ４５０で、ＥＣＵ３４は制御弁８に対する通電を停止して制御弁８を開いて、その後の処理を一旦終了する。
【００６６】
従って、上記ルーチンによれば、ＥＣＵ３４は、エンジン９の定常運転時又は加速運転時には制御弁８を閉じ、エンジン９の減速運転時には制御弁８を開き、エンジン９の停止時には、検出される燃料圧力が所定の残留圧力となるまで制御弁を開くように制御弁８を制御することになる。この制御ルーチンを実行するＥＣＵ３４は、本発明の弁制御手段に相当する。
【００６７】
以上説明したように本実施の形態の燃料供給装置によれば、エンジン９の減速運転時には、ＥＣＵ３４の制御により制御弁８が開かれることにより、燃料ライン４に残留する燃料の一部が戻し通路５へ流れ、リークジェット７を介して燃料タンク１へ戻される。このとき、戻し通路５を流れる燃料がリークジェット７により制限されることから、燃料圧力の急激な低下が抑えられる。
一方、エンジン９の停止時には、検出される燃料圧力が所定の残留圧力となるまでＥＣＵ３４の制御により制御弁８が開かれる。これにより、燃料圧力が所定の残留圧力より低下することがなく、燃料圧力の急激な低下が抑えられる。この結果、第１の実施の形態と同様、高温ソーク時に配管中の燃料気化を抑えることができる。その他、これに付随する効果として、前記各実施の形態と同じ効果が得られる。
【００６８】
エンジン９の定常運転時又は加速運転時には、ＥＣＵ３４の制御により制御弁８が閉じられ、戻し通路５における燃料の流通が遮断される。従って、前記各実施の形態の場合と同様の定常運転時又は加速運転時における作用・効果を得ることができる。
【００６９】
［第４の実施の形態］
次に、本発明（請求項４に記載の発明）の内燃機関の燃料供給装置を具体化した第４の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００７０】
図１０に、本実施の形態の燃料供給装置の概念構成図を示す。この実施の形態では、第３の実施の形態で設けられたリークジェット７が省略され、制御弁８に代わって可変制御弁１８が設けらる。
【００７１】
加えて、本実施の形態では、燃料供給制御においてＥＣＵ３４が実行する可変制御弁１８の制御内容の点で第３の実施の形態と異なる。図１１にその可変制御弁１８に関する制御ルーチンをフローチャートに示す。ＥＣＵ３４は、このルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。
【００７２】
初期状態では、可変制御弁１８は、非通電により開いた状態となっている。
先ず、ステップ５００で、ＥＣＵ３４は、エンジン９が減速状態であるか否かを判断する。ＥＣＵ３４は、例えば、検出される吸気圧等の値に基づいて減速状態であることを判断する。この判断結果が否定である場合、ステップ５１０で、ＥＣＵ３４は、可変制御弁１８に対する通電を制御して制御弁８を全閉とする。
【００７３】
次いで、ステップ５２０では、ＥＣＵ３４は、イグニションスイッチ（ＩＧＳＷ）３５がＯＮからＯＦＦへ切り替わったか否か、即ち、エンジン９の運転が停止されたか否かを判断する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、その後の処理を一旦終了する。
【００７４】
一方、ステップ５２０の判断結果が肯定の場合、ステップ５３０で、ＥＣＵ３４は、現在検出される冷却水温及び吸気温の値に応じた所定の残留圧力を算出する。ＥＣＵ３４は、この残留圧力の値を、上記と同様にマップデータを参照することにより算出する。ここでの残留圧力は、上記と同様、高温ソーク時の燃料圧力の上昇を見込んで低めに設定されたものである。
【００７５】
次に、ステップ５４０で、ＥＣＵ３４は、検出される燃料圧力が上記算出された残留圧力となるように可変制御弁１８の開度を調整するように可変制御弁１８をフィードバック制御し、その後の処理を一旦終了する。
【００７６】
一方、ステップ５００の判断結果が肯定である場合、ステップ５５０で、ＥＣＵ３４は、燃料カット状態であるか否かを判断する。この判断結果が肯定の場合、ＥＣＵ３４は、ステップ５６０で、可変制御弁１８に対する通電を制御して、可変制御弁１８を中開から全開までの間の所定の開度で開き、その後の処理を一旦終了する。この判断結果が否定の場合、ＥＣＵ３４は、ステップ５７０で、可変制御弁１８に対する通電を制御して可変制御弁１８を少開から中開までの間の所定の開度で開き、その後の処理を一旦終了する。ここでの設定開度も、上記と同様に個々の装置に適合させて予め定められたものである。
【００７７】
従って、上記ルーチンによれば、ＥＣＵ３４は、エンジン９の定常運転時又は加速運転時には制御弁８を閉じ、エンジン９の減速運転時には可変制御弁１９を所定の開度で開き、エンジン９の停止時には、検出される燃料圧力が上記算出される所定の残留圧力となるように可変制御弁１８の開度を調整するように可変制御弁１８をフィードバック制御することになる。この制御ルーチンを実行するＥＣＵ３４は、本発明の弁制御手段に相当する。
【００７８】
以上説明したように本実施の形態の燃料供給装置によれば、エンジン９の減速運転時には、ＥＣＵ３４の制御により可変制御弁１８が所定の開度で開かれることにより、燃料ライン４に残留する燃料の一部が戻し通路５へ流れ、可変制御弁１８を介して燃料タンク１へ戻される。このとき、可変制御弁１８が絞りとして機能することにより、戻し通路５における燃料流量が制限され、燃料圧力の急激な低下が抑えられる。
一方、エンジン９の停止時には、検出される燃料圧力が所定の残留圧力となるようにＥＣＵ３４の制御により可変制御弁１８の秋土が調整される。これにより、燃料圧力が上記所定の残留圧力より低下することがなく、燃料圧力の急激な低下が抑えられる。この結果、高温ソーク時には、第３の実施の形態と同様、配管中の燃料気化を抑えることができる。その他、これに付随する効果として、前記各実施の形態と同じ効果が得られる。
【００７９】
エンジン９の定常運転時又は加速運転時には、ＥＣＵ３４の制御により制御弁８が閉じられ、戻し通路５における燃料の流通が遮断される。従って、前記各実施の形態の場合と同様の定常運転時又は加速運転時における作用・効果を得ることができる。
【００８０】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項３に記載の各発明の構成によれば、内燃機関の減速運転時には、燃料圧力の過剰な上昇を抑えることができ、内燃機関の停止時には、配管中の燃料気化を抑えることができる。併せて、内燃機関の定常運転時又は加速運転時には、燃料ポンプの駆動力の可変範囲の全域にわたって燃料圧力を直線的に調整することができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態に係り、燃料供給装置を示す概念構成図である。
【図２】  同じく、バイパスバルブを示す断面図である。
【図３】  同じく、制御弁等の開度特性を示すグラフである。
【図４】  同じく、制御弁の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】  同じく、ポンプ流量、リターン流量及び燃料圧力の関係を示すグラフである。
【図６】  第２の実施の形態に係り、燃料供給装置を示す概念構成図である。
【図７】  同じく、制御弁の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】  第３の実施の形態に係り、燃料供給装置を示す概念構成図である。
【図９】  同じく、制御弁の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】  第４の実施の形態に係り、燃料供給装置を示す概念構成図である。
【図１１】  同じく、制御弁の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】  従来の装置の燃料圧力の制御特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１    燃料タンク
２    燃料ポンプ
４    燃料ライン
５    戻し通路
６    バイパスバルブ（圧力応答弁）
７    リークジェット（絞り手段）
８    制御弁
９    エンジン（内燃機関）
１０  デリバリパイプ
１１  インジェクタ
１８  可変制御弁
３４  ＥＣＵ（弁制御手段）
３８  燃圧センサ（燃料圧力検出手段）
【図１】
0003835989.tif 000002
【図２】
0003835989.tif 000003
【図３】
0003835989.tif 000004
【図４】
0003835989.tif 000005
【図５】
0003835989.tif 000006
【図６】
0003835989.tif 000007
【図７】
0003835989.tif 000008
【図８】
0003835989.tif 000009
【図９】
0003835989.tif 000010
【図１０】
0003835989.tif 000011
【図１１】
0003835989.tif 000012
【図１２】
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