特許 5989406 燃料圧力制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5989406

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】燃料圧力制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 55/02 20060101AFI20160825BHJP

   F02M 37/08 20060101ALI20160825BHJP

   F02M 51/00 20060101ALI20160825BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20160825BHJP

   F02M 37/00 20060101ALI20160825BHJP

【ＦＩ】

   F02M55/02 350P

   F02M37/08 B

   F02M51/00 F

   F02D41/04 345C

   F02D41/04 345H

   F02M37/00 Q

   F02M37/00 A

【請求項の数】1

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-121176(P2012-121176)

(22)【出願日】2012年5月28日

(65)【公開番号】特開2013-245635(P2013-245635A)

(43)【公開日】2013年12月9日

【審査請求日】2015年4月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100072604

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 軍一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100140501

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 栄一郎

(72)【発明者】

【氏名】須田 享

(72)【発明者】

【氏名】徳田 和行

(72)【発明者】

【氏名】藤岡 和孝

(72)【発明者】

【氏名】吉田 耕史

(72)【発明者】

【氏名】西部 秀明

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 寛史

【審査官】 寺川 ゆりか

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０１５０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０５０９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１３１８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９６３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６３９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９９０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４８５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３０３２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９２７１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３７／００ − ７１／０４

Ｆ０２Ｄ ４１／００ − ４１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンクに貯留されている燃料を、供給通路を介して内燃機関の燃料噴射弁が接続されたデリバリパイプに圧送する電動式の燃料ポンプと、
前記供給通路から分岐して前記供給通路内を流れる燃料の一部を前記燃料タンクに還流させるリターン通路と、
前記リターン通路に設けられ、通電により閉弁し、前記通電が解除されることにより開弁するノーマルオープン型の電磁弁で構成された減量弁と、を備え、
前記リターン通路と前記供給通路の分岐部と、前記デリバリパイプとの間に、前記デリバリパイプ側から前記燃料タンク側への燃料の逆流を阻止する逆止弁を設け、
前記燃料ポンプは、摺動部分に異物の噛み込みが生じても駆動を維持可能な下限電圧以上の印加電圧で駆動されるよう構成され、
前記減量弁は、前記下限電圧で前記燃料ポンプを駆動した際の前記燃料ポンプの燃料吐出量と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関に要求される要求燃料消費量との差分燃料を前記燃料タンクに還流させる制御弁としての機能を有し、
前記リターン通路よりも前記デリバリパイプ側で前記供給通路に接続され、前記供給通路と前記燃料タンクとを連通させるリリーフ通路と、
前記リリーフ通路に設けられ、前記供給通路内を流れる燃料の圧力が予め定められた所定圧力になると開弁するリリーフ弁と、をさらに備え、
前記逆止弁は、前記供給通路と前記リリーフ通路の分岐部と、前記リターン通路と前記供給通路の分岐部との間に設けられることを特徴とする燃料圧力制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料圧力制御装置に関し、特に車両等に搭載される内燃機関の燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を制御する燃料圧力制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の燃料圧力制御装置として、燃料供給通路を介して内燃機関に燃料を供給する電動式の燃料ポンプと、内燃機関に供給される燃料の圧力（以下、単に燃圧という）を所定の圧力に調整する燃圧レギュレータと、内燃機関の運転状態を検出し、検出された運転状態に基づき燃料ポンプの駆動を制御するＥＣＵとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。より具体的には、この燃料圧力制御装置のＥＣＵは、内燃機関の運転状態が低回転低負荷運転状態にあると検出したときに、燃圧が燃圧レギュレータにより調整される所定の圧力より低い圧力となるように燃料ポンプの印加電圧を制御する。これにより、内燃機関の停止時にすでに燃圧を低下させておくことができるため、余分な電力を消費することなく内燃機関停止時のインジェクタからの燃料漏れを抑制することができる。

【0003】

ところで、こうした燃料ポンプの消費電力を低減するにあたっては、燃料ポンプの印加電圧を可能な限り低減することが望ましい。しかし、燃料ポンプの印加電圧を低下させ過ぎると、燃料中に含まれる異物が燃料ポンプの摺動部分に噛み込み、これが原因で電動ポンプに負荷が生ずることがある。このような異物噛み込みによる負荷は、電動ポンプの本来の吐出性能を損なわせる要因となる。

【0004】

このため、このような燃料ポンプには、上述したような異物噛み込みが生じた場合でも本来の吐出性能が発揮できるよう、印加電圧を所定の下限電圧以上としなければならないという制約がある。したがって、この燃料ポンプは、所定の下限電圧を下回る印加電圧で駆動されることがなく、多少の異物噛み込みがあっても本来の吐出性能を発揮することができる。

【0005】

ところが、こうした燃料ポンプでは、駆動領域が所定の下限電圧以上の領域であるため、燃料吐出量が所定の下限電圧に対応した最低の燃料吐出量以上に限定されてしまう。このような燃料ポンプでは、最低燃料吐出量を下回る燃料吐出量を実現することができない。したがって、このような燃料ポンプを備えた燃料圧力制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を下限電圧に対応した最低の燃料吐出量未満とすることができないという課題がある。

【0006】

そこで、こうした課題を解決するために、燃料供給通路から分岐した分岐通路上に燃圧レギュレータとは別に減量弁を設け、内燃機関において消費される燃料消費量が燃料ポンプで吐出可能な最低の燃料吐出量未満とされる場合に、減量弁を開弁させることにより分岐通路を介して燃料供給通路内の燃料を燃料タンクに戻す構成が考えられる。このような減量弁を設ければ、燃料消費量を下限電圧に対応した最低の燃料吐出量未満とすることができる。

【0007】

ここで、上述したような減量弁としては、例えば通常時には開弁し、駆動信号により閉弁する、いわゆるノーマルオープン型の電磁弁が考えられる。特に、このようなノーマルオープン型の減量弁を採用することで、例えば内燃機関の始動時等の必要なときにのみ通電して減量弁を閉弁させればよいので、電力消費量を抑制でき、ひいては燃費改善につながる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００１−２０７９２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上述したような減量弁としてノーマルオープン型の電磁弁を採用すると、次のような問題が生ずる。すなわち、内燃機関の運転停止時に減量弁に対する通電が解除されると、減量弁が開弁状態となり燃料供給通路内の燃圧を保持できない。したがって、このような減量弁では、内燃機関の運転停止時に燃圧を維持するためには減量弁への通電を維持しなければならない。このため、電力消費量を抑えることができず、結果として燃費向上を図ることができないという問題がある。

【0010】

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、燃料消費量を電動式の燃料ポンプの最低の燃料吐出量未満に制御するための減量弁としてノーマルオープン型の電磁弁を採用した場合であっても、電力消費量を抑制しつつ内燃機関停止時の燃圧を保持できる燃料圧力制御装置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】

【0011】

本発明に係る燃料圧力制御装置は、上記目的達成のため、（１）燃料タンクに貯留されている燃料を、供給通路を介して内燃機関の燃料噴射弁が接続されたデリバリパイプに圧送する電動式の燃料ポンプと、前記供給通路から分岐して前記供給通路内を流れる燃料の一部を前記燃料タンクに還流させるリターン通路と、前記リターン通路に設けられ、通電により閉弁し、前記通電が解除されることにより開弁するノーマルオープン型の電磁弁で構成された減量弁と、を備え、前記リターン通路と前記供給通路の分岐部と、前記デリバリパイプとの間に、前記デリバリパイプ側から前記燃料タンク側への燃料の逆流を阻止する逆止弁を設け、前記燃料ポンプは、摺動部分に異物の噛み込みが生じても駆動を維持可能な下限電圧以上の印加電圧で駆動されるよう構成され、前記減量弁は、前記下限電圧で前記燃料ポンプを駆動した際の前記燃料ポンプの燃料吐出量と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関に要求される要求燃料消費量との差分燃料を前記燃料タンクに還流させる制御弁としての機能を有し、前記リターン通路よりも前記デリバリパイプ側で前記供給通路に接続され、前記供給通路と前記燃料タンクとを連通させるリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられ、前記供給通路内を流れる燃料の圧力が予め定められた所定圧力になると開弁するリリーフ弁と、をさらに備え、前記逆止弁は、前記供給通路と前記リリーフ通路の分岐部と、前記リターン通路と前記供給通路の分岐部との間に設けた構成を有する。

【0012】

この構成により、本発明に係る燃料圧力制御装置は、減量弁が設けられたリターン通路と供給通路の分岐部と、デリバリパイプとの間に逆止弁を設けたので、内燃機関の運転停止時に、ノーマルオープン型の電磁弁で構成された減量弁に対する通電が解除されても逆止弁により供給通路内の燃料の圧力（以下、燃圧という）を維持することができる。このため、内燃機関の運転停止時に燃圧を維持するために減量弁に対する通電を維持する必要がなく、例えば内燃機関の始動時等の必要なときのみ通電させればよいので、電力消費量を抑えることができ、燃費向上に寄与することができる。このように、本発明に係る燃料圧力制御装置は、燃料消費量を電動式の燃料ポンプの最低の燃料吐出量未満に制御するための減量弁としてノーマルオープン型の電磁弁を採用した場合であっても、電力消費量を抑制しつつ内燃機関停止時の燃圧を保持できる。

【0014】

この構成により、本発明に係る燃料圧力制御装置は、燃料ポンプが下限電圧以上の印加電圧で駆動されるので、燃料ポンプが異物噛み込みにより駆動停止することを防止することができる。また、減量弁が、燃料ポンプを下限電圧で駆動した際の燃料ポンプの燃料吐出量と要求燃料消費量との差分燃料を燃料タンクに還流させる制御弁として機能を有するので、燃料ポンプの印加電圧を下限電圧以上に維持しつつも、要求燃料消費量を下限電圧に対応した最低の燃料吐出量未満とすることができる。したがって、過剰な燃料消費を抑えることができ、燃費向上を図ることができる。

【0016】

この構成により、本発明に係る燃料圧力制御装置は、供給通路とリリーフ通路の分岐部と、リターン通路と供給通路の分岐部との間に逆止弁を設けたので、リリーフ弁を介して供給通路内の燃圧を所定圧力以下に制御することができる。ここで、リリーフ弁の開弁圧である所定圧力は、供給通路内の燃圧の異常上昇を防止するための圧力に設定されている。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、燃料消費量を電動式の燃料ポンプの最低の燃料吐出量未満に制御するための減量弁としてノーマルオープン型の電磁弁を採用した場合であっても、電力消費量を抑制しつつ内燃機関停止時の燃圧を保持できる燃料圧力制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態に係る燃料圧力制御装置が適用される車両の概略構成図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る減量弁の概略図であって、（ａ）は開弁状態、（ｂ）は閉弁状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

【0020】

図１に示すように、車両１は、エンジン１０と、燃料供給機構２０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを含んで構成されている。

【0021】

エンジン１０は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されている。なお、エンジン１０に用いられる燃料は、エタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。

【0022】

本実施の形態では、エンジン１０は、＃１、＃２、＃３、＃４で示すように直列に４つの気筒１１を配置した、いわゆる直列４気筒のガソリンエンジンによって構成されている。なお、エンジン１０としては、直列４気筒エンジンに限らず、例えば直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジンまたは水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。

【0023】

また、本実施の形態において、エンジン１０は、図示しないピストンが２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、４サイクルのガソリンエンジンによって構成されているものとして説明する。

【0024】

さらに、エンジン１０における＃１、＃２、＃３、＃４で示す４つの各気筒１１には、それぞれ吸気ポート１２が設けられている。また、エンジン１０は、この吸気ポート１２内に燃料を噴射するためのポート噴射インジェクタ１３を備えている。

【0025】

ポート噴射インジェクタ１３は、ＥＣＵ１００からの噴射指令信号Ｉｑによって制御されるソレノイドコイルと、ニードルバルブと、噴口部とを有している。ポート噴射インジェクタ１３には、所定の圧力で燃料が供給されている。ポート噴射インジェクタ１３は、ＥＣＵ１００によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、吸気ポート１２内に燃料を噴射するようになっている。本実施の形態におけるポート噴射インジェクタ１３は、本発明に係る燃料噴射弁を構成する。

【0026】

燃料供給機構２０は、燃料タンク３０から燃料を加圧して汲み上げる燃料ポンプ２１と、燃料ポンプ２１によって汲み上げられた燃料を燃料配管２２を通して導入するデリバリパイプ２３とを備えている。燃料配管２２には、燃料を燃料ポンプ２１からデリバリパイプ２３に供給するための供給通路２２ａが形成されている。

【0027】

この構成により、燃料供給機構２０は、エンジン１０の吸気通路１５のうち複数の気筒１１に対応する複数の吸気ポート１２の内部にそれぞれ燃料を噴射する複数のポート噴射インジェクタ１３に燃料を供給するようになっている。

【0028】

燃料ポンプ２１は、ＥＣＵ１００によって出力される制御信号に応じて駆動される電動式の燃料ポンプであり、燃料タンク３０に貯留されている燃料を汲み上げ、これを燃料配管２２内の供給通路２２ａを介してポート噴射インジェクタ１３が接続されたデリバリパイプ２３に圧送するようになっている。

【0029】

具体的には、燃料ポンプ２１は、ＥＣＵ１００によって出力される制御信号に応じた印加電圧によって回転速度が変化するモータと、このモータの回転力によって回転するインペラとを有している。燃料ポンプ２１は、インペラを回転させることにより、燃料タンク３０から燃料を加圧して汲み上げるようになっている。したがって、燃料ポンプ２１は、モータに印加される印加電圧の大きさに応じてモータの回転力が調整され、吐出する燃料の燃料吐出量が可変とされる。

【0030】

また、燃料ポンプ２１は、燃料中に含まれる比較的大きな異物を除去するサクションフィルタの機能と燃料中に含まれる比較的小さな異物やモータ異物を除去するフューエルフィルタの機能とを兼ね備えた統合フィルタを備えている。

【0031】

デリバリパイプ２３は、複数の気筒１１の直列配置方向の一端側で燃料配管２２に接続され、複数のポート噴射インジェクタ１３に独立して燃料を供給するように形成されている。また、デリバリパイプ２３には、デリバリパイプ２３内の燃料の圧力（以下、燃圧という）を検出する燃料圧力センサ２５が設けられている。

【0032】

また、燃料供給機構２０は、燃料配管２２から分岐して同燃料配管２２内を流れる燃料の一部を燃料タンク３０に還流させるリリーフ用配管２６と、リターン用配管２７とを備えている。

【0033】

リリーフ用配管２６は、リターン用配管２７よりもデリバリパイプ２３側で燃料配管２２に接続され、供給通路２２ａと燃料タンク３０とを連通させるリリーフ通路２６ａが内部に形成されている。

【0034】

リリーフ用配管２６には、燃料配管２２の燃圧が予め設定された所定の燃圧（例えば、数百ｋＰａなど）を超えたときに燃料配管２２から燃料タンク３０に燃料を戻すリリーフ弁２８が設けられている。すなわち、リリーフ弁２８は、供給通路２２ａ内の燃圧が予め定められた所定圧力になると開弁するようになっている。このリリーフ弁２８は、燃料配管２２の燃圧の異常上昇を防止するために設けられたものである。したがって、リリーフ弁２８の開弁圧である上記所定圧力は、供給通路２２ａ内の燃圧の異常上昇を防止するための圧力（例えば、６００ｋＰａ）に設定されている。

【0035】

リターン用配管２７は、供給通路２２ａから分岐して同供給通路２２ａ内を流れる燃料の一部を燃料タンク３０に還流させるリターン通路２７ａが内部に形成されている。

【0036】

リターン用配管２７には、通電により閉弁し、通電が解除されることにより開弁する、いわゆるノーマルオープン型の電磁弁で構成された減量弁２９が設けられている。

【0037】

詳しくは、図２（ａ）に示すように、減量弁２９は、電磁ソレノイド２９ａと、弁体２９ｂと、コイルスプリング２９ｃとを含んで構成されている。減量弁２９は、電磁ソレノイド２９ａが通電されていない状態、すなわち通電が解除された状態ではコイルスプリング２９ｃの付勢力により弁体２９ｂが開弁方向（図中、下方）に付勢され、開弁状態を維持するようになっている。これにより、リターン通路２７ａが連通状態となり、減量弁２９に流入する燃料が弁体２９ｂに形成された連通孔２９ｄを介して燃料タンク３０側に流れる。つまり、減量弁２９が開弁状態とされると、燃料配管２２内を流れる燃料の一部、例えば後述するように余剰分の燃料がリターン通路２７ａを介して燃料タンク３０（図１参照）に戻される。

【0038】

一方、図２（ｂ）に示すように、減量弁２９は、ＥＣＵ１００からの指令信号に応じて電磁ソレノイド２９ａに通電されると、弁体２９ｂがコイルスプリング２９ｃの付勢力に抗して閉弁方向（図中、上方）に移動し、閉弁状態となる。これにより、リターン通路２７ａが非連通状態となる。

【0039】

さらに、図１に示すように、燃料供給機構２０は、供給通路２２ａとリターン通路２７ａの分岐部４２と、デリバリパイプ２３との間の供給通路２２ａ上に、逆止弁４０が設けられている。

【0040】

逆止弁４０は、より詳細には供給通路２２ａとリリーフ通路２６ａの分岐部４１と、分岐部４２との間に設けられている。

【0041】

逆止弁４０は、供給通路２２ａにおいてデリバリパイプ２３側から燃料タンク３０側への燃料の逆流を阻止するようになっている。この逆止弁４０の作用については後述する。

【0042】

ＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。

【0043】

また、ＥＣＵ１００には、前述した燃料圧力センサ２５、回転速度センサ１０１、吸気量センサ１０２およびアクセル開度センサ１０３等の各種センサ類や、ポート噴射インジェクタ１３、燃料ポンプ２１および減量弁２９が接続されている。

【0044】

燃料圧力センサ２５は、デリバリパイプ２３内の燃圧を検出する。回転速度センサ１０１は、エンジン１０のエンジン回転速度Ｎｅを検出する。吸気量センサ１０２は、吸入空気量ＧＡを検出する。アクセル開度センサ１０３は、アクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル操作量ＡＣＣを検出する。これら各センサは、検出結果に応じた信号をＥＣＵ１００に送信するようになっている。

【0045】

ＥＣＵ１００は、これら各種センサから入力される信号に基づき各種演算を実行し、その演算結果に基づき各種制御を実行するようになっている。

【0046】

例えば、ＥＣＵ１００は、吸入空気量ＧＡやエンジン回転速度Ｎｅ、アクセル操作量ＡＣＣ等に基づいて、目標燃料噴射量Ｑを算出する。ＥＣＵ１００は、算出した目標燃料噴射量Ｑを実現することができるように燃圧に基づき、ポート噴射インジェクタ１３の開弁期間、つまり噴射期間を設定する。ＥＣＵ１００は、設定した噴射期間に応じて各ポート噴射インジェクタ１３に個別に開弁指令を出力する。これにより、エンジン１０の運転状態に見合う量の燃料が各ポート噴射インジェクタ１３から噴射されるようになる。このとき、ＥＣＵ１００は、目標燃料噴射量Ｑ分の燃料がポート噴射インジェクタ１３から噴射されるように、燃料ポンプ２１の燃料吐出量を調整すべく燃料ポンプ２１に印加する印加電圧を制御するようになっている。

【0047】

また、ＥＣＵ１００は、目標とする燃圧（以下、目標燃圧という）を確保するために必要な最低限の吐出能力が得られるように、目標燃圧の大きさに応じて燃料ポンプ２１に印加する印加電圧を制御する。ここで、目標燃圧は、例えばエンジン１０の運転状態や燃料噴射量に応じた最適な燃圧である。

【0048】

より詳細には、ＥＣＵ１００は、所定の下限電圧Ｖｍｉｎ以上で上記印加電圧を制御する。所定の下限電圧Ｖｍｉｎは、燃料ポンプ２１の摺動部分、例えばインペラとポンプカバーとの間の隙間部分に異物の噛み込みが生じても燃料ポンプ２１の駆動を維持可能な駆動トルクを発生させることができる電圧とされる。つまり、燃料ポンプ２１は、上述した摺動部分に異物の噛み込みが生じても駆動を維持可能な下限電圧Ｖｍｉｎ以上の印加電圧で駆動されるようになっている。したがって、燃料ポンプ２１が上記のような異物の噛み込みにより駆動停止することを防止することができる。

【0049】

ここで、燃料ポンプ２１は、上述の下限電圧Ｖｍｉｎによって制限されているため、下限電圧Ｖｍｉｎ未満の印加電圧で駆動させることができない。この場合、燃料ポンプ２１の燃料吐出量の最低量は、下限電圧Ｖｍｉｎに応じた燃料吐出量となる。したがって、燃料ポンプ２１は、下限電圧Ｖｍｉｎに応じた最低の燃料吐出量未満の燃料吐出量で燃料を吐出することができない。このため、例えばアイドル運転時等のように要求される燃料消費量（要求燃料消費量）が小さい場合には、要求燃料消費量に対して上述の最低の燃料吐出量が大きくなってしまい、所望の要求燃料消費量を得ることができないという問題がある。ここでいう要求燃料消費量は、例えば目標燃料噴射量Ｑを得るためにエンジン１０で消費される燃料消費量である。

【0050】

また、これに伴い、デリバリパイプ２３内の実際の燃圧（以下、実燃圧という）も目標燃圧を超えて上昇してしまい、実燃圧を目標燃圧に維持できない。

【0051】

そこで、本実施の形態では、このような問題を解決するために、燃料噴射機構２０に上述した減量弁２９を設けた。これにより、下限電圧Ｖｍｉｎで燃料ポンプ２１を駆動した際の最低の燃料吐出量と、エンジン１０の運転状態に応じて要求される要求燃料消費量との差分燃料がある場合には、減量弁２９を開弁状態とすることにより差分燃料を燃料タンク３０に還流させることができる。このように減量弁２９は、制御弁としての機能を有する。

【0052】

次に、図１および図２を参照して、本実施の形態に係る減量弁２９および逆止弁４０の作用について説明する。

【0053】

エンジン１０が運転停止時あるいは始動時等でない通常の運転状態にあるとき、減量弁２９は、電磁ソレノイド２９ａが非通電状態とされているため、コイルスプリング２９ｃの付勢力により開弁状態に維持されている。このとき、燃料ポンプ２１から吐出される燃料吐出量は、減量弁２９を介して燃料タンク３０に戻される燃料量を考慮した吐出量に設定されている。

【0054】

ここで、エンジン１０が例えばアイドル運転状態となると、エンジン１０に供給する燃料を減量するべく、燃料ポンプ２１の印加電圧を下限電圧Ｖｍｉｎまで低下させて燃料吐出量を最低量とする。このとき、アイドル運転状態でエンジン１０に要求される要求燃料消費量が燃料ポンプ２１の下限電圧Ｖｍｉｎに応じた最低の燃料吐出量を下回ることとなる。本実施の形態では、このような場合であっても減量弁２９が開弁状態とされているため、最低の燃料吐出量と要求燃料消費量との差分燃料がリターン通路２７ａおよび減量弁２９を介して燃料タンク３０に戻される。これにより、エンジン１０で消費される燃料消費量を所望の要求燃料消費量とすることができる。

【0055】

次いで、エンジン１０が通常の運転状態から運転停止されると、燃料ポンプ２１の駆動も停止することから供給通路２２ａ内の燃圧が低下することとなる。このとき、本実施の形態では、逆止弁４０が閉弁し、エンジン１０の運転停止後の供給通路２２ａ内の燃圧が維持される。ここで、逆止弁４０が分岐部４２よりもデリバリパイプ２３側、つまり燃料の供給方向下流側に設けられているので、エンジン１０の運転停止時に開弁している減量弁２９による燃圧低下が防止される。これにより、燃圧がエンジン１０の運転停止時の燃圧に維持される。したがって、次回始動時は、燃圧を速やかに目標燃圧まで上昇させることができる。

【0056】

これら運転状態および運転停止状態に対して、エンジン１０の始動時は、減量弁２９が閉弁される。具体的には、ＥＣＵ１００が、例えばイグニッションスイッチやスタータのＯＮ信号に基づきエンジン始動要求を検知し、これに応じて減量弁２９の電磁ソレノイド２９ａに通電を行う。この通電により減量弁２９が開弁状態から閉弁状態に移行する。これにより、エンジン１０の始動時における燃圧を速やかに上昇させることができ、始動性の向上に寄与する。エンジン１０の始動が完了すると、電磁ソレノイド２９ａへの通電が解除され、減量弁２９が開弁する。

【0057】

本実施の形態では、エンジン１０が通常の運転状態にあるときは、減量弁２９を開弁し、始動時にのみ閉弁する例について説明したが、これに限らず、例えばスロットル全開（ＷＯＴ）状態等の高負荷運転時にも減量弁２９を閉弁するようにしてもよい。この場合、減量弁２９を閉弁することによりエンジン１０に供給される燃料量を早期に増大させることができ、運転者の高負荷運転要求にレスポンスよく応えることができる。

【0058】

以上のように、本実施の形態に係る燃料圧力制御装置は、分岐部４２とデリバリパイプ２３との間に逆止弁４０を設けたので、エンジン１０の運転停止時に、ノーマルオープン型の電磁弁で構成された減量弁２９に対する通電が解除されても逆止弁４０により供給通路２２ａ内の燃圧を維持することができる。このため、エンジン１０の運転停止時に燃圧を維持するために減量弁２９に対する通電を維持する必要がなく、例えばエンジン１０の始動時やスロットル全開時等の必要なときのみ通電させればよいので、電力消費量を抑えることができ、燃費向上に寄与することができる。このように、本実施の形態に係る燃料圧力制御装置は、燃料消費量を電動式の燃料ポンプ２１の最低の燃料吐出量未満に制御するための減量弁２９としてノーマルオープン型の電磁弁を採用した場合であっても、電力消費量を抑制しつつエンジン１０の運転停止時の燃圧を保持できる。

【0059】

また、本実施の形態に係る燃料圧力制御装置は、燃料ポンプ２１が下限電圧Ｖｍｉｎ以上の印加電圧で駆動されるので、燃料ポンプ２１が異物噛み込みにより駆動停止することを防止することができる。また、減量弁２９が、燃料ポンプ２１を下限電圧Ｖｍｉｎで駆動した際の燃料ポンプ２１の最低の燃料吐出量と要求燃料消費量との差分燃料を燃料タンク３０に還流させる制御弁として機能を有するので、燃料ポンプ２１の印加電圧を下限電圧Ｖｍｉｎ以上に維持しつつも、要求燃料消費量を下限電圧Ｖｍｉｎに対応した最低の燃料吐出量未満とすることができる。したがって、過剰な燃料消費を抑えることができ、燃費向上を図ることができる。

【0060】

さらに、本実施の形態に係る燃料圧力制御装置は、分岐部４１と分岐部４２との間に逆止弁４０を設けたので、リリーフ弁２８を介して供給通路２２ａ内の燃圧を、燃圧の異常上昇を防止するために規定された所定圧力以下に制御することができる。

【0061】

なお、本実施の形態では、エンジン１０は、吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射のみを行う内燃機関で構成したが、これに限らず、気筒内の燃焼室に直接に燃料を噴射する筒内噴射と、気筒に対応する吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射とを併用するデュアル噴射方式の内燃機関で構成してもよい。

【0062】

以上説明したように、本発明に係る燃料圧力制御装置は、燃料消費量を電動式の燃料ポンプの最低の燃料吐出量未満に制御するための減量弁としてノーマルオープン型の電磁弁を採用した場合であっても、電力消費量を抑制しつつ内燃機関停止時の燃圧を保持でき、車両等に搭載される内燃機関の燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を制御する燃料圧力制御装置に有用である。

【符号の説明】

【0063】

１ 車両
１０ エンジン（内燃機関）
１３ ポート噴射インジェクタ（燃料噴射弁）
２０ 燃料供給機構
２１ 燃料ポンプ
２２ 燃料配管
２２ａ 供給通路
２３ デリバリパイプ
２６ リリーフ用配管
２６ａ リリーフ通路
２７ リターン用配管
２７ａ リターン通路
２８ リリーフ弁
２９ 減量弁
２９ａ 電磁ソレノイド
２９ｂ 弁体
２９ｃ コイルスプリング
３０ 燃料タンク
４０ 逆止弁
４１、４２ 分岐部
１００ ＥＣＵ

【図1】

【図2】