燃料供給装置
【課題】燃料カット状態からの復帰時に燃料ポンプにより燃料を迅速かつ確実に圧送することのできる燃料供給装置を提供する。
【解決手段】エンジン１０の燃料噴射実行時にインジェクタ３１に供給配管Ｌを通し燃料供給する燃料供給状態とインジェクタ３１への燃料供給を停止する供給停止状態とに切替え可能な燃料供給機構４０と、供給配管Ｌを下流側で開放して燃料の一部を燃料タンク４１内に排出させるリリーフ手段４８と、燃料供給機構４０およびリリーフ手段４８の作動を制御するＥＣＵ７０と、を備えた燃料供給装置であって、ＥＣＵ７０は、エンジン回転中にインジェクタ３１による燃料噴射が一時停止される燃料カット状態となるとき、供給配管Ｌを通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させるよう燃料供給機構４０を制御するとともに、燃料の一部を供給配管Ｌから燃料タンク４１内に排出させるようリリーフ手段４８を制御する。
【解決手段】エンジン１０の燃料噴射実行時にインジェクタ３１に供給配管Ｌを通し燃料供給する燃料供給状態とインジェクタ３１への燃料供給を停止する供給停止状態とに切替え可能な燃料供給機構４０と、供給配管Ｌを下流側で開放して燃料の一部を燃料タンク４１内に排出させるリリーフ手段４８と、燃料供給機構４０およびリリーフ手段４８の作動を制御するＥＣＵ７０と、を備えた燃料供給装置であって、ＥＣＵ７０は、エンジン回転中にインジェクタ３１による燃料噴射が一時停止される燃料カット状態となるとき、供給配管Ｌを通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させるよう燃料供給機構４０を制御するとともに、燃料の一部を供給配管Ｌから燃料タンク４１内に排出させるようリリーフ手段４８を制御する。
【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、特に燃料タンク内に貯留された燃料を燃料ポンプによって燃料噴射弁に供給するとともにその供給経路中における燃料ベーパの発生防止および排出促進を図るように構成された燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関の燃料供給装置においては、一般に、燃料タンク内の燃料を汲み上げる燃料ポンプからインジェクタ（燃料噴射弁）への燃料の供給圧力をプレッシャレギュレータやリリーフ弁によって調整し、燃料供給配管等が高温になってもその内部に燃料ベーパが生じない程度に燃料の圧力（以下、燃圧という）を高める一方で、車両の高温ソーク時等にあってもインジェクタの油密もれが生じない程度にその燃圧を抑えるようになっている。
【０００３】
この種の燃料供給装置としては、例えば燃料ポンプからの燃料を燃料噴射弁に供給する燃料配管内の圧力が目標燃圧に近づくように燃料ポンプを制御する一方、燃料噴射弁による燃料噴射が停止されている燃料カット状態で、燃料配管内の圧力が目標燃圧よりも高くなると、リリーフ弁を開操作して燃料配管内の燃料を燃料タンク内に戻すようにして、エンジンが高温となっている条件下であっても燃圧が目標燃圧よりも上昇することを防止できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、スタートスイッチがＯＮ操作されてから所定期間の間は、燃料供給カットバルブを閉弁させるとともに、高圧側の燃料配管に接続するベーパ処理バルブを開弁させ、燃料圧力が基準圧力以上になるまでその状態を保持して、配管内燃料ベーパ量が十分に減少し燃圧が上昇し始めるまでは配管内の燃料ベーパの排出処理を実行するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、エンジンの始動に際し、高圧燃料ポンプの駆動に先立って低圧燃料ポンプを作動させ、低圧燃料ポンプから吐出される燃料を停止中の高圧燃料ポンプ内を通しコモンレールに供給する一方で、そのコモンレールに接続されたベーパ排出弁を開弁させてコモンレール内を燃料タンク側に開放し、コモンレール内に燃料ベーパが滞留していてもそのベーパを燃料と共に燃料タンク内に排出させるようにして、高圧燃料ポンプ駆動によるコモンレール内の昇圧時間の短縮を図ったものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、ＥＣＵ（電子制御ユニット）からのデューティ制御信号によって燃料ポンプの通電を制御し、エンジンの始動時に燃料ポンプを大電流で駆動するとともに、エンジン冷却水温が高いほどその大電流の保持時間を長くするようにして、燃料供給装置におけるベーパロックの防止を図ったものも知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０７１１３２号公報
【特許文献２】特開平１０−１３１８２０号公報
【特許文献３】特開平１１−２５７１７７号公報
【特許文献４】特開２００７−１２６９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来のいずれの燃料供給装置にあっても、次のような理由により、特に燃料カット状態からの復帰時およびその直後に燃料ポンプからインジェクタ側に燃料を圧送できなくなる場合があった。
【０００９】
すなわち、燃料カット状態が比較的長く続くと、エンジンコンパートメント内に限らず、エンジンや排気装置等の高温部からの熱がデリバリーパイプや燃料配管類、燃料ポンプ等に受熱され、それら内部の燃料、例えばガソリン（特にアルコール含有燃料）の温度が上昇する状態が長くなる。そのため、燃料供給装置内の燃料がその低沸点成分の沸点（低沸点の燃料成分の液体状態での蒸気圧が外圧に等しくなる温度）に達してしまうかそれに近い状態になることがあり、その場合、燃料ベーパが多量に発生してしまうために、燃料を加圧・圧送するポンプが作動してもいわゆる空汲み状態となることがある。
【００１０】
また、電磁リリーフ弁を開弁させて燃料ベーパを排出させる場合でも、そのベーパ発生量が多量であるときには、燃料ベーパを完全に排出しきれない段階で、電磁リリーフ弁がその信頼性の要求（断線の可能性等を抑える必要性）から設定される連続通電の上限時間に達してしまい、電磁リリーフ弁の通電が停止されてしまう。
【００１１】
本発明は、上述のような従来の問題を解消すべくなされたものであり、燃料カット状態からの復帰時に燃料ポンプにより燃料を迅速かつ確実に圧送することのできる燃料供給装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る燃料供給装置は、上記課題の解決のため、（１）内燃機関の燃料噴射弁により燃料噴射が実行されるとき該燃料噴射弁に供給配管を通し燃料を供給する燃料供給状態と前記燃料噴射弁への前記燃料の供給を停止する供給停止状態とに切替え可能な燃料供給手段と、前記供給配管の下流側部分に接続され、前記供給配管を下流側で開放して前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させることができるリリーフ手段と、前記燃料供給手段および前記リリーフ手段の作動を制御する制御手段と、を備えた燃料供給装置であって、前記制御手段は、前記内燃機関の回転中に前記燃料噴射弁による前記燃料噴射が一時停止される状態となるとき、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力および前記供給配管を通した前記燃料の供給流量のうち少なくとも一方を増加させるよう前記燃料供給手段を制御するとともに、前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させるよう前記リリーフ手段を制御することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、燃料カット状態で供給配管等が高温部からの熱を受熱したとしても、その供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方が燃料供給状態より増加するよう制御されるとともに、リリーフ手段が供給配管の下流側部分で燃料を供給配管の外部に排出させるよう制御されることになり、燃料カット状態が長く続いたとしても供給配管内の燃料の温度が上昇し難くなるとともに燃料ベーパが発生し難くなる。したがって、燃料カット状態からの復帰時に燃料ポンプにより燃料を迅速かつ確実に圧送できる燃料供給装置となる。なお、ここにいう内燃機関の回転中に燃料噴射弁による燃料噴射が一時停止される状態とは、多気筒内燃機関の場合には、同一の供給配管に接続する複数の燃料噴射弁のすべてについて燃料噴射が一時停止される燃料カット状態であり、燃料系統が１系統であればすべての燃料噴射弁の燃料噴射が停止される状態であるが、燃料系統が複数系統であれば、１系統（同一系統）中のすべての燃料噴射弁の燃料噴射が停止される状態の意である。
【００１４】
上記（１）に記載の燃料供給装置においては、（２）前記燃料供給手段が、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力および前記供給配管を通した前記燃料の供給流量のうち少なくとも一方を増加させることができる可変燃料ポンプを有していることが望ましい。
【００１５】
この構成により、可変燃料ポンプが供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を容易にかつ迅速に変更できることになり、燃料カット状態における供給配管内の燃料温度の上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制できる。
【００１６】
上記（２）に記載の燃料供給装置においては、（３）前記可変燃料ポンプが、燃料タンク内の燃料を前記供給配管を通して給送するフィードポンプであるのが好ましい。
【００１７】
この場合、供給配管の上流側から燃料噴射弁までの燃料供給経路の全域で燃料温度の上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制できる。
【００１８】
上記（３）に記載の燃料供給装置においては、（４）前記燃料供給手段が、非作動時に前記フィードポンプから給送される燃料を前記燃料噴射弁側に通過させるよう前記供給配管の途中に配置され、作動時には前記フィードポンプから給送される燃料を吸入し前記フィードポンプの吐出圧より高圧に加圧して前記燃料噴射弁側に吐出する高圧燃料ポンプを有し、前記燃料供給手段が前記燃料噴射の一時停止状態に切り替えられるときに前記高圧燃料ポンプが前記非作動の状態となるのが好ましい。
【００１９】
この構成により、高圧燃料ポンプが停止する燃料カット状態において、フィードポンプはその供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させ、リリーフ手段は供給配管の下流側部分で燃料を供給配管の外部に排出させる。したがって、燃料カット状態が長く続いたとしても供給配管内の燃料の温度が上昇し難くなるとともに、燃料ベーパが発生し難くなり、燃料カット状態から通常運転状態に復帰するときに、高圧燃料ポンプによる高圧燃料の圧送を迅速かつ確実に再開することができる。
【００２０】
上記（１）〜（４）のいずれに記載の燃料供給装置においても、（５）前記燃料供給手段が、前記供給配管に接続され、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力を変化させるよう設定圧を切り替えることができる燃料圧力調整手段を有しているものであってもよい。この構成により、供給配管内に燃料ベーパがより発生し難くなるとともに、燃料ベーパが発生しても燃料タンク内に迅速に排出可能となる。
【００２１】
上記（１）〜（５）のいずれに記載の燃料供給装置においても、（６）前記リリーフ手段は、前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させるよう前記供給配管を下流側で開放するときに通電される電磁駆動式のものであり、前記制御手段は、前記燃料供給手段が前記燃料噴射の一時停止状態に切り替えられている時間の長さに応じて、前記リリーフ手段の前記電磁駆動による作動時期を設定するのが好ましい。
【００２２】
この構成により、燃料供給手段が燃料カット状態に切り替えられている時間が長くなると、リリーフ手段を例えば予め設定された連続作動時間以下となるように必要な停止時間を挟んで間欠的にかつ周期的に作動させることができる。したがって、燃料ベーパの発生量が多くなったとしても、電磁駆動式のリリーフ手段を、その信頼性を低下させることなく、供給配管内の燃料ベーパを燃料タンク内に十分に排出できるまで作動させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、内燃機関の回転中に燃料噴射が一時停止されるとき、燃料供給手段によりその供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を燃料供給状態より増加させるとともに、リリーフ手段により供給配管の下流側部分で燃料を供給配管の外部に排出させるようにしているので、供給配管等が高温部からの熱を受熱するような燃料カット状態が長く続いたとしても、供給配管内の燃料の温度上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制することができ、燃料カット状態からの復帰時に燃料ポンプにより燃料を迅速かつ確実に圧送できる燃料供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置を装備した内燃機関とその燃料供給装置の制御系を含む構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置のフィードポンプの概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の高圧燃料ポンプの概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置におけるエンジン始動時の燃料供給制御の内容を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置における燃料カット前後の燃料供給制御の内容を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置において燃料カット状態が長い時間にわたって継続されるときの燃料供給制御の内容を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置における燃料圧力調整手段の他の態様を示すその概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１〜図４は、本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の概略構成を示している。
【００２７】
本実施形態の内燃機関の燃料供給装置は、例えば図１に示す多気筒エンジン１０に装備されており、このエンジン１０は自動車（車両）に搭載されている。
【００２８】
まず、その構成について説明する。
【００２９】
図１に示すエンジン１０は、そのシリンダブロックを含む機関本体１１に複数の気筒１１ａ、例えば＃１，＃２，＃３，＃４で示す４つの気筒１１ａを直列（インライン）に配置した内燃機関であり、図２に示すように、各気筒１１ａにはピストン１２が収納されて燃焼室１３が画成されている。各気筒１１ａ内のピストン１２には、コネクティングロッド１４を介してクランク軸１５が連結されている。また、複数の気筒１１ａの燃焼室１３の上部側には、それぞれ吸気弁１６および排気弁１７が設けられており、これら吸気弁１６および排気弁１７が所定のタイミングで開閉するように図示しない動弁機構が装備されている。さらに、エンジン１０には、燃焼室１３内に露出する点火プラグ１８を有する点火装置（詳細図示せず）と、ピストン１２の変位および吸気弁１６の開弁動作に応じて気筒１１ａ内に空気を吸入させる吸気装置２１と、ピストン１２の変位および排気弁１７の開弁動作に応じて気筒１１ａから排気ガスを排出させる排気装置２６とが装備されるとともに、本実施形態の燃料供給装置３０が装備されている。なお、エンジン１０のピストンクランク機構や動弁機構、点火装置等については、公知のものと同様に構成され得るので、ここでは詳述しない。
【００３０】
吸気装置２１は、エアクリーナ２２が設けられた上流側吸気通路部２１ａと複数の気筒１１ａの吸気口に接続する複数の下流側吸気通路部２１ｂの間にサージタンク２５を形成するとともに、エアクリーナ２２とサージタンク２５の間にエアフローメータ２３およびスロットルバルブ２４を有している。ここで、エアクリーナ２２には図示しないフィルタエレメントが収納されており、このエアクリーナ２２で粉塵等を除去した空気が上流側吸気通路部２１ａに取り込まれるようになっている。また、下流側吸気通路部２１ｂは、機関本体１１の状部を構成するシリンダヘッド１１ｈとこれに締結・固定された吸気マニホールド（詳細図示せず）とにより形成されている。
【００３１】
排気装置２６は、詳細を図示しないが、複数の気筒１１ａの排気口に接続する複数の上流側排気通路部２６ａおよびこれら複数の上流側排気通路部２６ａが合流した下流側排気通路部２６ｂを有している。そして、その下流側排気通路部２６ｂの上流部には排気浄化用の触媒装置２８が、下流側排気通路部２６ｂの下流部には公知の消音構造を有する図示しない消音器が、それぞれ装着されている。
【００３２】
また、シリンダヘッド１１ｈには、複数の気筒１１ａの燃焼室１３内にそれぞれ露出するよう複数のインジェクタ（燃料噴射弁）３１が装着されており、本実施形態の燃料供給装置は、これら複数のインジェクタ３１によって複数の気筒１１ａの燃焼室１３内に燃料噴射を行う筒内噴射用の燃料供給装置３０（燃料供給手段）として構成されている。なお、燃料供給装置３０は、筒内噴射用のインジェクタ３１とは別にポート噴射用インジェクタを併有するデュアル噴射方式のものであってもよい。また、複数の下流側吸気通路部２１ｂ内を通って各気筒１１ａ内に吸入される空気中にインジェクタ（燃料噴射弁）３１により燃料を噴射するポート噴射式のものとして構成することもできる。
【００３３】
燃料供給装置３０は、気筒１１ａ内に噴射させるインジェクタ３１に加えて、複数のインジェクタ３１に同等の圧力に加圧された燃料を分配供給するデリバリーパイプ３２と、このデリバリーパイプ３２に高圧側燃料配管３３およびチェック弁３４を通して加圧した燃料を供給するプランジャ型の高圧燃料ポンプ３５と、鞍型の燃料タンク４１から汲み上げた燃料を低圧側燃料配管３６を通して高圧燃料ポンプ３５に燃料を給送する電動のフィードポンプ３７（燃料ポンプ）と、フィードポンプ３７から高圧燃料ポンプ３５に給送される低圧側燃料配管３６内の燃料の圧力を予め設定されたフィード圧に調圧するプレッシャレギュレータ４３（フィード圧調整手段）と、プレッシャレギュレータ４３により燃料タンク４１内に排出される余剰燃料により鞍型の燃料タンク４１の他方側の燃料貯留部４１ｂから燃料を汲み上げる公知のジェットポンプ４４と、を含んで構成されている。
【００３４】
デリバリーパイプ３２には、複数の気筒１１ａの直列配置方向に等間隔を隔てて複数のインジェクタ３１が接続されており、デリバリーパイプ３２は、複数の気筒１１ａの直列配置方向に延びるその長手方向の一端側で、高圧側燃料配管３３に接続されている。デリバリーパイプ３２には、また、内部の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ４５が装着されている。なお、ここにいう配管とは、燃料通路を形成する任意の部材であって、燃料パイプに限定されるものではなく、燃料通路が貫通形成される部材や、互いの間に燃料通路が形成される複数の部材であってもよい。
【００３５】
フィードポンプ３７、プレッシャレギュレータ４３およびジェットポンプ４４は、それぞれ燃料タンク４１の内部に配置されており、フィードポンプ３７の吸入部には、ストレーナ４２が装着されている。
【００３６】
ここで、フィードポンプ３７は、例えば従来のタービン式燃料ポンプ（例えば特開２００６−３０００３５号公報、特開２００４−５２７４２号公報参照）と同様に、ポンプ作動用の羽根車を有するポンプ作動部分３７ｐと、そのポンプ作動部分３７ｐを駆動する直流の内蔵モータ３７ｍと、アウトレットチェック弁３７ｖとを有している。
【００３７】
このフィードポンプ３７は、鞍型の燃料タンク４１の一方側の燃料貯留部４１ａから燃料を汲み上げるとともに、汲み上げた燃料を第１の圧力レベル（例えば、１ＭＰａ未満の一定可変範囲内の圧力）に加圧して吐出することができ、さらに、その内蔵モータ３７ｍの回転速度［ｒｐｍ］を変化させることで、単位時間当りの吐出量を変化させることができようになっている。すなわち、フィードポンプ３７は、後述するＥＣＵ（電子制御ユニット）７０によりＯＮ／ＯＦＦ駆動および回転数制御されることで、その単位時間当りの吐出量を可変制御することができ、デリバリーパイプ３２等の供給配管を通した前記燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させることができる可変燃料ポンプ、例えば可変燃圧ポンプとなっている。
【００３８】
プランジャ型の高圧燃料ポンプ３５は、低圧側燃料配管３６の下流側の端部に接続された燃料導入ポート３５ｉおよび高圧側燃料配管３３の上流側の端部に接続された燃料吐出ポート３５ｅを有しており、低圧側燃料配管３６、高圧側燃料配管３３およびデリバリーパイプ３２を含む供給配管Ｌ（以下、デリバリーパイプ３２等の燃料配管Ｌという）の途中に配置されている。この高圧燃料ポンプ３５は、作動時には、フィードポンプ３７で加圧された燃料を燃料導入ポート３５ｉから吸入し、その燃料を加圧して燃料吐出ポート３５ｅから吐出するものであり、第２の圧力レベルに加圧された燃料をチェック弁３４および高圧側燃料配管３３を通してデリバリーパイプ３２内に供給するようになっている。また、高圧燃料ポンプ３５は、非作動時にはフィードポンプ３７から給送される燃料をインジェクタ３１側に通過させ得る構成となっている。
【００３９】
具体的には、高圧燃料ポンプ３５は、フィードポンプ３７で加圧されプレッシャレギュレータ４３により調圧されて給送される燃料を低圧側燃料配管３６を通して導入する加圧室３５ａを有し、その加圧室３５ａ内の燃料を第１の圧力レベルより十分に高圧な第２の圧力レベル（例えば、４〜１３ＭＰａ）に加圧して、高圧側燃料配管３３に吐出するようになっている。
【００４０】
図４に示すように、高圧燃料ポンプ３５は、加圧室３５ａの容積を変化させるようポンプハウジング３５ｈ内に往復摺動可能に設けられるプランジャ３５ｐと、このプランジャ３５ｐを駆動するよう例えばエンジン１０の排気カムシャフト（図示していない）の一端に設けられたカムシャフト３５ｓと、カムシャフト３５ｓのカム部分Ｃｐにより図中上下方向に昇降駆動されるフォロワリフタ３５ｆと、このフォロワリフタ３５ｆをカムシャフト３５ｓのカム部分Ｃｐに付勢する圧縮スプリング３５ｇとを有しており、そのポンプハウジング３５ｈとプランジャ３５ｐの間に画成される加圧室３５ａが、プランジャ３５ｐの往復移動によってその容積を変化させて、フィードポンプ３７からの燃料の吸入と加圧および吐出作業とを行うようになっている。
【００４１】
高圧燃料ポンプ３５の加圧室３５ａと高圧側燃料配管３３との間、すなわち、高圧燃料ポンプ３５とインジェクタ３１との間の高圧側燃料配管３３には、高圧燃料ポンプ３５側の燃料圧力がインジェクタ３１側の燃料圧力に対し有意の差圧（例えば、１００ｋＰａ未満）を持って大きくなると開弁し、高圧燃料ポンプ３５側の圧力がインジェクタ３１側の圧力に略等しいか小さくなると閉弁するばね付のチェック弁３４が、高圧側燃料配管３３を上流側部分３３ａと下流側部分３３ｂとに区画するように設けられている。
【００４２】
また、高圧燃料ポンプ３５の加圧室３５ａの燃料導入ポート３５ｉには、入力信号に応じ閉弁するときには高圧の逆流を阻止する逆止弁機能を有する一方、入力信号に応じ開弁するときにはプランジャ３５ｐの変位に応じ加圧室３５ａ内への燃料の吸入または加圧室３５ａ内の燃料の低圧側燃料配管３６への漏出を許容する電磁スピル弁３８が設けられている。
【００４３】
この電磁スピル弁３８は、ポペット状の弁体３８ｖと、ＥＣＵ７０により通電を制御されて弁体３８ｖを電磁駆動する電磁駆動コイル３８ｃと、弁体３８ｖを常時開弁方向に付勢するスプリング３８ｋとを有している。そして、弁体３８ｖは、電磁駆動コイル３８ｃが非励磁状態となる非駆動時にはフィードポンプ３７から給送される燃料圧力を加圧室３５ａ内に導入するよう開弁動作し、電磁駆動コイル３８ｃが励磁状態となる駆動時に高圧燃料ポンプ３５の加圧・吐出動作を可能にするよう閉弁動作するようになっている。
【００４４】
具体的には、弁体３８ｖは、加圧室３５ａ内に位置する一端側で燃料導入ポート３５ｉを開閉可能なポペット弁体形状をなすとともに、他端側では電磁駆動コイル３８ｃの中心部に挿入された鉄心形状を有しており、弁体３８ｖは、電磁駆動コイル３８ｃに励磁電流が供給されない非励磁状態において、加圧室３５ａ内の燃料圧力の変化に応じて開弁し得るようになっている。また、電磁スピル弁３８は、電磁駆動コイル３８ｃが励磁されるときに弁体３８ｖにより加圧室３５ａの燃料導入ポート３５ｉを閉止して、プランジャ３５ｐの往復移動による加圧室３５ａの容積変化とそれに伴う加圧室３５ａ内への燃料の吸入、加圧室３５ａ内での加圧および加圧室３５ａからの吐出作業を可能にする。
【００４５】
上述の燃料タンク４１内のフィードポンプ３７からインジェクタ３１への燃料供給経路を構成するフィードポンプ３７、低圧側燃料配管３６、高圧燃料ポンプ３５、チェック弁３４、高圧側燃料配管３３およびデリバリーパイプ３２は、プレッシャレギュレータ４３およびジェットポンプ４４と共に、燃料供給機構４０（燃料供給手段）を構成している。そして、燃料供給機構４０は、エンジン１０のインジェクタ３１により燃料噴射が実行されるときそれらインジェクタ３１にデリバリーパイプ３２等の供給配管を通して燃料を供給する燃料供給状態と、インジェクタ３１による燃料噴射が停止されるとき（エンジン１０の停止時および後述する燃料カット時）にインジェクタ３１への燃料供給を停止する供給停止状態とに、切替え可能になっている。
【００４６】
プレッシャレギュレータ４３は、その詳細を図示しないが、フィードポンプ３７から吐出される燃料の圧力を開弁方向に受圧する弁体としてのダイヤフラムと、このダイヤフラムを閉弁方向に付勢する圧縮コイルばねとを有している。そして、プレッシャレギュレータ４３は、そのダイヤフラムの受圧する燃料の圧力が設定圧を超えると開弁し、ダイヤフラムの受圧する燃料の圧力が設定圧に満たない間は閉弁状態を維持することで、低圧側燃料配管３６内の燃料圧力（フィード燃圧）を予め設定されたフィード圧に調圧することができる圧力調整手段となっている。
【００４７】
このプレッシャレギュレータ４３は、低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧を設定圧に調圧するための余剰燃料の排出量（単位時間当りの排出量（Ｌ／ｈ））が予め設定された一定排出流量の範囲内であれば、上述のように低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧を略一定の設定圧に維持することができる。しかし、その範囲を超える流量でフィードポンプ３７から燃料が吐出・供給されるときには、低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧を通常の設定圧レベルに保持することはできず、フィード燃圧がフィードポンプ３７の吐出量に応じ第１の圧力レベルの範囲内で通常のフィード圧を超える圧力に上昇することを許容するものとなる。
【００４８】
一方、燃料供給装置３０は、燃料供給機構４０に加えて、デリバリーパイプ３２の長手方向の他端側と燃料タンク４１の間に介装されたリリーフ配管４６と、このリリーフ配管４６上に設けられた電磁リリーフ弁４７とを備えている。
【００４９】
リリーフ配管４６は、電磁リリーフ弁４７よりデリバリーパイプ３２側の高圧側配管部分４６ａと、電磁リリーフ弁４７より燃料タンク４１側の低圧側配管部分４６ｂとによって構成されており、これら全体として供給配管Ｌの下流側部分を構成している。
【００５０】
電磁リリーフ弁４７は、図２中ではデリバリーパイプ３２から離れているが、デリバリーパイプ３２に比較的近接する位置に配置されている。この電磁リリーフ弁４７は、高圧側配管部分４６ａに導入されるデリバリーパイプ３２内の燃料圧力をパイロット圧として受圧する弁体４７ｖと、この弁体４７ｖを常時閉弁方向に付勢するとともに、パイロット圧が予め設定された圧力に達すると弁体４７ｖによりその開弁方向に圧縮されるスプリング４７ｋと、弁体４７ｖをスプリング４７ｋの付勢力に抗してパイロット圧と同様の開弁方向に付勢することができる電磁操作部４７ｎとを含んで構成されている。
【００５１】
そして、電磁リリーフ弁４７は、電磁操作部４７ｎの非通電時においては、弁体４７ｖに作用するパイロット圧とスプリング４７ｋの付勢力とに応じて作動するリリーフ弁となり、デリバリーパイプ３２内の燃料圧力がエンジン１０の通常運転時の筒内噴射圧力に応じて設定された設定圧（例えば、１５ＭＰａ程度）を超えないように調整し、ＥＣＵ７０により通電される電磁操作部４７ｎの通電時においては、デリバリーパイプ３２内の燃料圧力が電磁操作部４７ｎの非通電時における設定圧より十分に小さい圧力（第１の圧力レベルより小さい圧力）であっても開弁するようになっている。なお、図２に示す電磁リリーフ弁４７は、その主要な構成要素を簡略に図示したものであり、特定のバルブ形式を記号で示したものではない。
【００５２】
リリーフ配管４６および電磁リリーフ弁４７は、これら全体として、デリバリーパイプ３２（供給配管）の下流側部分に接続され、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌを下流側で開放してその内部の燃料の一部をその供給配管Ｌの外部に排出させることができる電磁駆動式のリリーフ手段４８を構成している。
【００５３】
燃料供給装置３０は、さらに、燃料供給機構４０およびリリーフ手段４８に加えて、これらの制御手段としてのＥＣＵ７０を備えている。
【００５４】
ＥＣＵ７０は、その詳細なハードウェア構成を図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および不揮発メモリからなるバックアップメモリを備え、さらに、Ａ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路と、ドライバやリレースイッチを含む出力インターフェース回路と、定電圧回路とを含んで構成されている。このＥＣＵ７０は、ＲＯＭ内に予め格納された制御プログラムに従い、センサ情報や予めバックアップメモリに格納されている設定値情報等に基づいて、さらには他の車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）との間で通信を行いながら、例えばエンジン１０の運転状態や加速要求等に応じた噴射時期および時間（燃料噴射量）でインジェクタ３１への噴射指令信号を出力するとともに、各気筒への最適な時期に点火装置への点火信号を出力し、さらに、高圧燃料ポンプ３５の電磁スピル弁３８への閉弁駆動信号やフィードポンプ３７への電源供給制御信号等を適時に出力するようになっている。
【００５５】
ＥＣＵ７０は、さらに、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムに従って、次に述べるような制御手段としての各機能を発揮するようになっている。
【００５６】
まず、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ３５のプランジャ３５ｐの加圧行程中における電磁スピル弁３８の閉弁のタイミングおよび時間を最適に制御することで、高圧燃料ポンプ３５からデリバリーパイプ３２に供給される燃料圧力および供給量をエンジン１０の運転状態およびインジェクタ３１の噴射特性に応じた最適値に制御するようになっている。
【００５７】
また、ＥＣＵ７０は、エンジン１０の始動時に、エンジン１０の冷却水温または／および高圧燃料ポンプ３５の作動開始後の燃料圧力センサ４５の検出情報に基づいて、燃料供給経路中に燃料ベーパ発生しているか否かを判定し、燃料ベーパが発生していると判定した場合には、点火信号出力時点（イグニッションＯＮ）から短い待ち時間の間はエンジン１０のクランキングを禁止するとともに、フィードポンプ３７によるフィード燃圧を通常より大きい値にするようにフィードポンプ３７の回転数を高くし、かつ、電磁リリーフ弁４７を開弁させるという始動時ベーパ排出制御を実行するようになっている。
【００５８】
また、ＥＣＵ７０は、燃料供給機構４０の燃料供給経路中における燃料ベーパの排出に要する待ち時間が経過したと判断したとき、フィードポンプ３７の回転数を通常の回転数に戻してフィード燃圧を通常圧に低下させ、電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎへの通電による開弁操作を停止して電磁リリーフ弁４７を閉弁させてから、エンジン１０のクランキングを許可するようになっている。なお、ここにいう待ち時間は、図５中に示す待ち時間Ｔ１に相当し、予め設定された一定時間でもあってもよいし、エンジン１０の始動時の冷却水温や油温等に応じて設定される可変設定時間であってもよい。また、始動時ベーパ排出制御中、電磁スピル弁３８の電磁駆動コイル３８ｃには通電されず、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ３５を加圧・吐出動作の実行できない非作動状態に維持する。
【００５９】
さらに、ＥＣＵ７０は、燃料圧力センサ４５により検出される高圧側のデリバリーパイプ３２内の燃料圧力が第２圧力レベルに近い予め設定された圧力値を超えたとき、インジェクタ３１による燃料噴射に必要な第２の燃料圧力レベルに達し得る状態になったと判断して、インジェクタ３１への噴射指令信号の出力を開始するようになっている。
【００６０】
ところで、燃料供給装置３０の燃料供給機構４０においては、インジェクタ３１による燃料噴射が実行されるときにはインジェクタ３１に加圧された燃料を供給する燃料供給状態となるが、エンジン１０の停止のためにインジェクタ３１による燃料噴射が停止されるときにはインジェクタ３１への加圧燃料の供給を中断する供給停止状態となる。さらに、エンジン１０の停止時のみならずその回転（機関回転）中にデリバリーパイプ３２に接続する同一燃料系統中のすべてのインジェクタ３１による燃料噴射が一時的に停止される燃料カット状態となるときにも、燃料供給機構４０は、インジェクタ３１への加圧燃料の供給を中断する供給停止状態となる。
【００６１】
そこで、ＥＣＵ７０は、エンジン１０の回転中にインジェクタ３１による燃料噴射が停止される燃料カット状態となるとき、燃料供給機構４０を制御してデリバリーパイプ３２等の供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させるとともに、リリーフ手段４８を制御してデリバリーパイプ３２内の燃料の一部をデリバリーパイプ３２およびリリーフ配管４６の外部である燃料タンク４１内に排出させるようになっている。
【００６２】
具体的には、ＥＣＵ７０は、エンジン１０の負荷状態を示すセンサ情報または／およびインジェクタ３１の制御状態、あるいは、要求噴射量に応じた高圧燃料ポンプ３５の要求圧送量の算出値から、減速時等のエンジン１０の低負荷時であってインジェクタ３１からの燃料噴射を一時的に停止する燃料カット状態（ここでは、エンジン１０の回転中に高圧燃料ポンプ３５の要求圧送量がゼロとなる状態を含む）の開始を検出するとともに、その検出時には、低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧を最大にするようフィードポンプ３７の回転数［ｒｐｍ］を増加させ、かつ、電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎに通電して電磁リリーフ弁４７を開弁させるようになっている。なお、エンジン１０の燃料カット状態で燃料供給機構４０が供給停止状態に切り替えられるときには、電磁スピル弁３８の電磁駆動コイル３８ｃには通電されず、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ３５を加圧・吐出動作の実行できない状態に維持する。
【００６３】
そして、エンジン１０の燃料カット状態から通常運転状態（燃料噴射を実行する状態）に復帰するときには、その復帰の直前に、フィードポンプ３７の回転数を通常値に戻してフィード燃圧を通常に戻し、かつ、電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎによる開弁操作を停止して電磁リリーフ弁４７を閉弁させ、通常運転時のリリーフ弁機能を発揮させるようになっている。
【００６４】
すなわち、ＥＣＵ７０は、燃料供給機構４０を燃料カット状態に切り替えるときには、そのデリバリーパイプ３２等の供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させるように燃料供給機構４０を制御するとともに、その燃料の一部をデリバリーパイプ３２等の供給配管の外部である燃料タンク４１内に排出させるようリリーフ手段４８を制御するようになっている。
【００６５】
さらに、ＥＣＵ７０は、燃料カット状態が予め設定された閾値連続時間より長時間に及ぶときには、電磁リリーフ弁４７をそれ以上連続通電するとコイル温度が上昇して断線発生の可能性が生じ得るので、断線発生の可能性が低い連続動作時間およびそれに対応する通電休止時間を含む繰返し周期で電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎに通電し、電磁リリーフ弁４７を周期的に再起動させて、その間欠動作によりベーパを排出させるようになっている。すなわち、制御手段としてのＥＣＵ７０は、燃料供給機構４０が燃料カット状態に切り替えられている時間の長さに応じて、リリーフ手段４８の電磁駆動によるリリーフ作動の時期（動作開始のタイミングおよび動作継続時間）を設定するようになっている。
【００６６】
次に、その作用について説明する。
【００６７】
上述のように構成された本実施形態の内燃機関の燃料供給装置では、エンジン１０の始動時には、ＥＣＵ７０によって、高圧燃料ポンプ３５を作動させずに所定時間のみ電磁リリーフ弁４７を開弁作動させる始動時ベーパ排出制御が実行される。
【００６８】
すなわち、図５に示すように、まず、イグニッション・オン（点火信号出力；同図中のＩＧＯＮ）になると、そのＩＧＯＮ時点のエンジン１０の冷却水温や油温等のセンサ情報に基づいて、供給配管Ｌ内およびインジェクタ３１内の燃料供給経路中に燃料ベーパ発生しているか否かが判定され、燃料ベーパが発生していると判定された場合には、フィードポンプ３７の回転数を高回転速度に設定することで低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧が第１の圧力レベルの範囲内の最大値に近い値まで高められるとともに、リリーフ手段４８の電磁リリーフ弁４７が通電により開弁操作されて、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌがその下流側で開放させたリリーフ状態となる。また、ＩＧＯＮ時点から待ち時間Ｔ１の間は、エンジン１０のクランキングが禁止されるとともに、電磁スピル弁３８の電磁駆動コイル３８ｃに通電されないことによって、高圧燃料ポンプ３５が加圧・吐出動作の実行できない非作動状態に維持される。
【００６９】
この状態においては、フィードポンプ３７からデリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌ内に通常より高供給流量または／および高供給圧力で燃料が供給されるとともに、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌがその下流側部分に設けられた電磁リリーフ弁４７の開弁作動によって燃料タンク４１内に開放されたリリーフ状態となっているので、高温再始動時等であってデリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌに燃料ベーパが発生したときでも、フィードポンプ３７からのフィード燃圧が第１の圧力レベルの最大値程度まで高められることで、ベーパ排出時間が非常に短縮され、クランキング開始までの待ち時間Ｔ１を短縮できるとともに、燃料ベーパを確実に排出できることになる。
【００７０】
次いで、燃料供給機構４０の燃料供給経路中における燃料ベーパの排出に要する待ち時間Ｔ１が経過すると、フィードポンプ３７の回転数が通常の回転数に戻され、低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧が通常圧に低下するとともに、電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎへの通電が停止されてその強制開弁操作が解除され、さらに、エンジン１０のクランキングが開始される。
【００７１】
エンジン１０の運転中、その運転状態や要求負荷等に応じた噴射時期および燃料噴射量でインジェクタ３１への噴射指令信号が出力され、気筒１１ａ内に燃料が噴射される。
【００７２】
この状態においては、燃料供給機構４０は、複数のインジェクタ３１にデリバリーパイプ３２を通して高圧燃料を分配・供給する燃料供給状態となっており、高圧燃料ポンプ３５のプランジャ３５ｐの加圧行程中における電磁スピル弁３８の閉弁のタイミングおよび時間が最適に制御されることで、高圧燃料ポンプ３５からデリバリーパイプ３２に供給される燃料圧力および供給量がエンジン１０の運転状態およびインジェクタ３１の噴射特性に応じた最適値に制御される。
【００７３】
一方、車両の減速時や降坂時等のようにアクセル開度が低下し、エンジン１０が低負荷の運転状態になるとき、ＥＣＵ７０は、燃費向上や排気エミッション低減等のために、エンジン１０の負荷状態に応じて、エンジン１０をその回転中にインジェクタ３１による燃料噴射を一時的に停止させるいわゆる燃料カット状態に移行させることがある。
【００７４】
このとき、燃料供給機構４０は、燃料カット状態が継続される時間Ｔｆｃの間、インジェクタ３１への加圧燃料の供給を中断する供給停止状態となる。
【００７５】
一方、このとき、エンジン１０の負荷状態を示すセンサ情報または／およびインジェクタ３１の制御状態から燃料カット状態が開始されたことが検出されると、図６に示すように、低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧を最大にするようフィードポンプ３７の回転数が高回転速度に変更され、かつ、電磁操作部４７ｎへの通電により電磁リリーフ弁４７が開弁操作される。また、電磁駆動コイル３８ｃに通電されない電磁スピル弁３８が開弁状態になるとともに、高圧燃料ポンプ３５が加圧・吐出動作の実行できない非作動状態となる。
【００７６】
この状態においては、フィードポンプ３７からデリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌ内に通常より高供給流量または／および高供給圧力で燃料が供給されるとともに、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌがその下流側部分に設けられた電磁リリーフ弁４７の開弁作動によって燃料タンク４１内に開放されたリリーフ状態となるので、エンジン１０や供給配管Ｌが高温となった運転状態で燃料カット状態が長時間続くような場合であっても、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌからの燃料ベーパの排出が確実に実行される。しかも、フィードポンプ３７からのフィード燃圧が第１の圧力レベルの最大値程度まで高められることで、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌからの燃料ベーパの排出時間が非常に短縮されることになる。したがって、燃料カット状態から通常運転状態に復帰したときに高圧燃料ポンプ３５がいわゆる空汲み状態となるようなことが防止され、燃料カット状態から通常運転状態への復帰時に、高圧燃料ポンプ３５による高圧燃料の給送を迅速・確実に再開可能とすることができる。
【００７７】
すなわち、燃料カット状態でデリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌがエンジン１０やその排気装置２６等の高温部からの熱を受熱したとしても、その供給配管Ｌを通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方、例えばフィード燃圧が通常の燃料供給状態におけるフィード燃圧より高圧の高フィード燃圧に増加するように制御されるとともに、リリーフ手段４８が供給配管Ｌの下流側部分で燃料を供給配管Ｌの外部に排出させるように制御されることから、高温環境でエンジン１０の燃料カット状態が長く続いたような場合であったとしても、供給配管Ｌ内の燃料の温度が上昇し難くなるとともに、供給配管Ｌ内で燃料ベーパが発生し難くなる。したがって、燃料供給装置３０においては、エンジン１０の燃料カット状態からの復帰時に高圧燃料ポンプ３５により高圧燃料を迅速かつ確実に圧送できることとなる。
【００７８】
また、本実施形態では、燃料供給機構４０が、供給配管Ｌを通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させることができるフィードポンプ３７を有しているので、フィードポンプ３７によってその供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を容易にかつ迅速に変更でき、燃料カット状態における供給配管Ｌ内の燃料温度の上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制できるものとなる。
【００７９】
さらに、供給配管Ｌの上流端に位置するフィードポンプ３７によって前記燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させるので、供給配管Ｌの上流側からインジェクタ３１までの燃料供給経路の全域で燃料温度の上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制することができる。
【００８０】
加えて、燃料供給機構４０の高圧燃料ポンプ３５が、その非作動時にフィードポンプ３７から給送される燃料をインジェクタ３１側に通過させるよう供給配管Ｌの途中に配置され、その吐出口近傍のチェック弁３４は第１の圧力レベルより小さい前後差圧で開弁するように構成されているので、燃料カット状態が長く続いたとしても、供給配管Ｌ内で燃料の温度が上昇し難くなるとともに燃料ベーパが発生し難くなり、燃料カット状態から通常運転状態に復帰するときに、高圧燃料ポンプ３５による高圧燃料の圧送を迅速かつ確実に再開することができる。
【００８１】
一方、燃料カット状態が継続される時間Ｔｆｃが予め設定された閾値連続時間より長くなるときには、エンジン１０の運転状態が燃料カット状態に切り替えられている時間の長さに応じて、供給配管Ｌの下流側を燃料タンク４１内に開放させるためのリリーフ手段４８の電磁リリーフ弁４７への通電時期が可変設定され、図７に示すように、電磁リリーフ弁４７が周期的に再起動されて、その間欠動作により燃料ベーパが長時間にわたり継続して排出される。したがって、電磁リリーフ弁４７を長時間連続通電すると電磁操作部４７ｎのコイル温度が上昇して断線発生の可能性が生じ得るが、本実施形態では、その断線発生の可能性が低い連続動作時間Ｔ２ａおよびそれに対応する通電休止時間Ｔ２ｂを含む繰返し周期Ｔ２で電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎに断続的な通電がなされるので、電磁リリーフ弁４７の信頼性を低下させずに済む。その結果、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌ内での燃料ベーパの発生量が多くなったとしても、電磁駆動式のリリーフ手段４８を、その信頼性を低下させることなく、供給配管Ｌ内の燃料ベーパを燃料タンク４１内に十分に排出できるまで確実に作動させることができる。
【００８２】
このように、本実施形態の内燃機関の燃料供給装置においては、エンジン１０の燃料カット状態において、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌ等がエンジン１０等の高温部からの熱を受熱したとしても、その供給配管Ｌ等を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方が通常運転状態より増加するように制御されるとともに、リリーフ手段４８が供給配管Ｌの下流側部分で燃料を燃料タンク４１内に排出させるように制御されるので、エンジン１０の燃料カット状態が長く続いたとしても、供給配管Ｌ内の燃料の温度上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制することができ、その燃料カット状態からの復帰時に高圧燃料ポンプ３５による高圧燃料の圧送を迅速かつ確実に再開できるものである。
【００８３】
また、上述の実施形態では、プレッシャレギュレータ４３が余剰燃料の所定の吐出流量範囲内において制御対象の燃料圧力を略設定圧に保持するものとして、燃料カット状態下でデリバリーパイプ３２、配管３３，３６および高圧燃料ポンプ３５中の燃料ベーパを排出させる際にはフィードポンプ３７の単位時間当りの吐出量を増減させることとしていたが、燃料カット時におけるプレッシャレギュレータの設定圧を通常運転時よりも高圧の設定圧に可変設定する燃料圧力調整手段を構成してもよい。また、低圧側燃料配管３６とプレッシャレギュレータ４３の間に遮断弁や絞りを挿入するようなことも考えられる。
【００８４】
例えば、燃圧を高低２段に切り替える従来の燃料供給装置（例えば、特開２００７−３０３３７２号公報参照）のように、フィードポンプの単位時間当りの吐出量の変化に応じて、低吐出量・低燃料圧力段階では低圧プレッシャレギュレータが作動し、高吐出量・高燃料圧力段階では高圧プレッシャレギュレータが作動するように燃料圧力調整手段を構成することができる。
【００８５】
具体的には、図８に示すような燃料圧力調整機構８０（燃料圧力調整手段）を構成することができる。この燃料圧力調整手段８０においては、フィードポンプ３７の吐出側の低圧側燃料通路３６に低圧プレッシャレギュレータ８１と高圧プレッシャレギュレータ８２とが接続されている。低圧プレッシャレギュレータ８１は、フィードポンプ３７の吐出側の低圧側燃料通路３６に接続する調整圧ポート８１ａと、燃料タンク４１側に連通するリターンポート８１ｂとを有しており、大気圧を背圧として第１の設定圧に設定されている。また、高圧プレッシャレギュレータ８２は、低圧側燃料通路３６に接続する調整圧ポート８２ａと、燃料タンク４１側に連通するリターンポート８２ｂを有しており、大気圧を背圧として低圧プレッシャレギュレータ８１の第１の設定圧よりも高い第２の設定圧に設定されている。さらに、戻り側の燃料通路Ｒ１には、低圧プレッシャレギュレータ８１のリターンポート８１ｂから燃料タンク４１内に戻る燃料の流量をその前後差圧（上流側と下流側の間の差圧）に応じて制限するオリフィス８３が設けられており、このオリフィス８３により所定の流量に達するまでは低圧プレッシャレギュレータ８１を作動させるようになっている。加えて、低圧プレッシャレギュレータ８１のリターンポート８１ｂから燃料タンク４１内に戻るリターン燃料通路Ｒ１側には、そのリターン燃料通路Ｒ１中の燃料の流量に応じて燃料タンク４１内で他方側の燃料貯留部４１ｂから一方側の燃料貯留部４１ａに燃料を移送し、あるいは一方側の燃料貯留部４１ａ内で内部タンク４１ｃの外部から内部に燃料を移送することができる公知のジェットポンプ８５，８６（移送ポンプ）が設けられている。勿論、このような構成において、高圧プレッシャレギュレータ８２の設定圧を燃料ベーパの排出に適した設定圧とすることもできる。
【００８６】
あるいは、図８の形態とは異なり、単一のプレッシャレギュレータとしながら、例えばその調圧用のダイヤフラムの背面側の背圧室に導入される背圧流体の供給の有無によってダイヤフラムが弁体を閉弁方向に付勢する付勢力を高・低に変化させることで、調圧値を低圧値と高圧値に切り替える設定圧切替えの可能なものを、低圧側燃料配管３６のフィード圧を異なる複数の設定圧に調圧可能な手段として用いることもできるし、他方式の設定圧可変のプレッシャレギュレータを用いることもできることはいうまでもない。
【００８７】
すなわち、燃料供給機構４０は、供給配管Ｌの一部である低圧側燃料配管３６に接続され、供給配管Ｌを通した燃料の供給圧力を変化させるよう設定圧を切り替えることができる燃料圧力調整手段を有しているものであってもよい。そのようにすると、供給配管Ｌ内に燃料ベーパがより発生し難くなるとともに、燃料ベーパが発生しても、燃料タンク４１内に迅速に排出可能となる。
【００８８】
なお、上述の一実施形態では、エンジン１０が筒内噴射式のものであったが、本発明はエンジン１０にデュアル噴射方式の燃料供給装置を搭載する場合にも適用できることは勿論である。その場合、ＥＣＵ７０は、インジェクタ３１からの筒内噴射を基本としながら、エンジン１０の始動暖気時や低回転高負荷時等のように筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下でポート噴射を併用したり、ポート噴射が有効な高回転高負荷時等にポート噴射用インジェクタからのポート噴射を実行させたりする機能を併有するものとなる。
【００８９】
また、本発明にいう内燃機関の回転中に燃料噴射弁による燃料噴射が一時停止される状態とは、多気筒内燃機関の場合において同一の供給配管に接続する複数の燃料噴射弁のすべてについて燃料噴射が停止される状態の意である。すなわち、燃料系統が１系統であればすべての燃料噴射弁の燃料噴射が停止される状態であるが、上述のように燃料系統が低圧系統と高圧系統の複数系統であったり複数のバンクに対応する複数の燃料系統であったりする場合には、複数のうちいずれか１系統中のすべての燃料噴射弁の燃料噴射が停止される状態の意である。
【００９０】
フィードポンプ３７は、タービン式燃料ポンプでなく他の回転式の燃料ポンプで構成されてもよいし、プランジャ式その他の非回転式の燃料ポンプで構成されてもよい。また、回転式の燃料ポンプの回転速度（単位時間当りの回転数）を変化させるのではなく、１回転当りあるいは１回の吸入・吐出動作の容量（吐出容量）を変化させることで、単位時間当りの燃料吐出量を変化させるものであってもよい。燃料カット状態に移行することの判断が、高圧燃料ポンプの要求圧送量が０になることで判断できることは上述の通りである。
【００９１】
以上説明したように、本発明に係る燃料供給装置は、内燃機関の回転中に燃料噴射が一時停止されるとき、燃料供給手段によりその供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を燃料供給状態より増加させるとともに、リリーフ手段により供給配管の下流側部分で燃料を供給配管の外部に排出させるようにしているので、供給配管等が高温部からの熱を受熱するような燃料カット状態が長く続いたとしても、供給配管内の燃料の温度上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制することができ、燃料カット状態からの復帰時に燃料ポンプにより燃料を迅速かつ確実に圧送できる燃料供給装置を提供することができるという効果を奏するものであり、燃料タンク内に貯留された燃料を燃料ポンプによって燃料噴射弁に供給するとともにその供給経路中における燃料ベーパの発生防止および排出促進を図るように構成された燃料供給装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００９２】
１０ エンジン（内燃機関）
１１ａ 気筒
１１ｈ シリンダヘッド
１２ ピストン
１３ 燃焼室
２２ エアクリーナ
２３ エアフローメータ
２４ スロットルバルブ
２５ サージタンク
３０ 燃料供給装置
３１ インジェクタ（燃料噴射弁）
３２ デリバリーパイプ（供給配管）
３３ 高圧側燃料配管
３４ チェック弁
３５ 高圧燃料ポンプ
３６ 低圧側燃料配管
３７ フィードポンプ（燃料ポンプ）
３８ 電磁スピル弁
４０ 燃料供給機構（燃料供給手段）
４１ 燃料タンク
４３ プレッシャレギュレータ（圧力調整手段）
４５ 燃料圧力センサ
４６ リリーフ配管（供給配管の下流側部分）
４７ 電磁リリーフ弁
４８ リリーフ手段
７０ ＥＣＵ（電子制御ユニット；制御手段）
８０ 燃料圧力調整機構（圧力調整手段）
Ｌ 供給配管
Ｒ１ リターン燃料通路
Ｔ１ 待ち時間
Ｔ２ 繰返し周期
Ｔ２ａ 連続動作時間
Ｔ２ｂ 通電休止時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給装置に関し、特に燃料タンク内に貯留された燃料を燃料ポンプによって燃料噴射弁に供給するとともにその供給経路中における燃料ベーパの発生防止および排出促進を図るように構成された燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関の燃料供給装置においては、一般に、燃料タンク内の燃料を汲み上げる燃料ポンプからインジェクタ（燃料噴射弁）への燃料の供給圧力をプレッシャレギュレータやリリーフ弁によって調整し、燃料供給配管等が高温になってもその内部に燃料ベーパが生じない程度に燃料の圧力（以下、燃圧という）を高める一方で、車両の高温ソーク時等にあってもインジェクタの油密もれが生じない程度にその燃圧を抑えるようになっている。
【０００３】
この種の燃料供給装置としては、例えば燃料ポンプからの燃料を燃料噴射弁に供給する燃料配管内の圧力が目標燃圧に近づくように燃料ポンプを制御する一方、燃料噴射弁による燃料噴射が停止されている燃料カット状態で、燃料配管内の圧力が目標燃圧よりも高くなると、リリーフ弁を開操作して燃料配管内の燃料を燃料タンク内に戻すようにして、エンジンが高温となっている条件下であっても燃圧が目標燃圧よりも上昇することを防止できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、スタートスイッチがＯＮ操作されてから所定期間の間は、燃料供給カットバルブを閉弁させるとともに、高圧側の燃料配管に接続するベーパ処理バルブを開弁させ、燃料圧力が基準圧力以上になるまでその状態を保持して、配管内燃料ベーパ量が十分に減少し燃圧が上昇し始めるまでは配管内の燃料ベーパの排出処理を実行するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、エンジンの始動に際し、高圧燃料ポンプの駆動に先立って低圧燃料ポンプを作動させ、低圧燃料ポンプから吐出される燃料を停止中の高圧燃料ポンプ内を通しコモンレールに供給する一方で、そのコモンレールに接続されたベーパ排出弁を開弁させてコモンレール内を燃料タンク側に開放し、コモンレール内に燃料ベーパが滞留していてもそのベーパを燃料と共に燃料タンク内に排出させるようにして、高圧燃料ポンプ駆動によるコモンレール内の昇圧時間の短縮を図ったものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、ＥＣＵ（電子制御ユニット）からのデューティ制御信号によって燃料ポンプの通電を制御し、エンジンの始動時に燃料ポンプを大電流で駆動するとともに、エンジン冷却水温が高いほどその大電流の保持時間を長くするようにして、燃料供給装置におけるベーパロックの防止を図ったものも知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０７１１３２号公報
【特許文献２】特開平１０−１３１８２０号公報
【特許文献３】特開平１１−２５７１７７号公報
【特許文献４】特開２００７−１２６９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来のいずれの燃料供給装置にあっても、次のような理由により、特に燃料カット状態からの復帰時およびその直後に燃料ポンプからインジェクタ側に燃料を圧送できなくなる場合があった。
【０００９】
すなわち、燃料カット状態が比較的長く続くと、エンジンコンパートメント内に限らず、エンジンや排気装置等の高温部からの熱がデリバリーパイプや燃料配管類、燃料ポンプ等に受熱され、それら内部の燃料、例えばガソリン（特にアルコール含有燃料）の温度が上昇する状態が長くなる。そのため、燃料供給装置内の燃料がその低沸点成分の沸点（低沸点の燃料成分の液体状態での蒸気圧が外圧に等しくなる温度）に達してしまうかそれに近い状態になることがあり、その場合、燃料ベーパが多量に発生してしまうために、燃料を加圧・圧送するポンプが作動してもいわゆる空汲み状態となることがある。
【００１０】
また、電磁リリーフ弁を開弁させて燃料ベーパを排出させる場合でも、そのベーパ発生量が多量であるときには、燃料ベーパを完全に排出しきれない段階で、電磁リリーフ弁がその信頼性の要求（断線の可能性等を抑える必要性）から設定される連続通電の上限時間に達してしまい、電磁リリーフ弁の通電が停止されてしまう。
【００１１】
本発明は、上述のような従来の問題を解消すべくなされたものであり、燃料カット状態からの復帰時に燃料ポンプにより燃料を迅速かつ確実に圧送することのできる燃料供給装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る燃料供給装置は、上記課題の解決のため、（１）内燃機関の燃料噴射弁により燃料噴射が実行されるとき該燃料噴射弁に供給配管を通し燃料を供給する燃料供給状態と前記燃料噴射弁への前記燃料の供給を停止する供給停止状態とに切替え可能な燃料供給手段と、前記供給配管の下流側部分に接続され、前記供給配管を下流側で開放して前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させることができるリリーフ手段と、前記燃料供給手段および前記リリーフ手段の作動を制御する制御手段と、を備えた燃料供給装置であって、前記制御手段は、前記内燃機関の回転中に前記燃料噴射弁による前記燃料噴射が一時停止される状態となるとき、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力および前記供給配管を通した前記燃料の供給流量のうち少なくとも一方を増加させるよう前記燃料供給手段を制御するとともに、前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させるよう前記リリーフ手段を制御することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、燃料カット状態で供給配管等が高温部からの熱を受熱したとしても、その供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方が燃料供給状態より増加するよう制御されるとともに、リリーフ手段が供給配管の下流側部分で燃料を供給配管の外部に排出させるよう制御されることになり、燃料カット状態が長く続いたとしても供給配管内の燃料の温度が上昇し難くなるとともに燃料ベーパが発生し難くなる。したがって、燃料カット状態からの復帰時に燃料ポンプにより燃料を迅速かつ確実に圧送できる燃料供給装置となる。なお、ここにいう内燃機関の回転中に燃料噴射弁による燃料噴射が一時停止される状態とは、多気筒内燃機関の場合には、同一の供給配管に接続する複数の燃料噴射弁のすべてについて燃料噴射が一時停止される燃料カット状態であり、燃料系統が１系統であればすべての燃料噴射弁の燃料噴射が停止される状態であるが、燃料系統が複数系統であれば、１系統（同一系統）中のすべての燃料噴射弁の燃料噴射が停止される状態の意である。
【００１４】
上記（１）に記載の燃料供給装置においては、（２）前記燃料供給手段が、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力および前記供給配管を通した前記燃料の供給流量のうち少なくとも一方を増加させることができる可変燃料ポンプを有していることが望ましい。
【００１５】
この構成により、可変燃料ポンプが供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を容易にかつ迅速に変更できることになり、燃料カット状態における供給配管内の燃料温度の上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制できる。
【００１６】
上記（２）に記載の燃料供給装置においては、（３）前記可変燃料ポンプが、燃料タンク内の燃料を前記供給配管を通して給送するフィードポンプであるのが好ましい。
【００１７】
この場合、供給配管の上流側から燃料噴射弁までの燃料供給経路の全域で燃料温度の上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制できる。
【００１８】
上記（３）に記載の燃料供給装置においては、（４）前記燃料供給手段が、非作動時に前記フィードポンプから給送される燃料を前記燃料噴射弁側に通過させるよう前記供給配管の途中に配置され、作動時には前記フィードポンプから給送される燃料を吸入し前記フィードポンプの吐出圧より高圧に加圧して前記燃料噴射弁側に吐出する高圧燃料ポンプを有し、前記燃料供給手段が前記燃料噴射の一時停止状態に切り替えられるときに前記高圧燃料ポンプが前記非作動の状態となるのが好ましい。
【００１９】
この構成により、高圧燃料ポンプが停止する燃料カット状態において、フィードポンプはその供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させ、リリーフ手段は供給配管の下流側部分で燃料を供給配管の外部に排出させる。したがって、燃料カット状態が長く続いたとしても供給配管内の燃料の温度が上昇し難くなるとともに、燃料ベーパが発生し難くなり、燃料カット状態から通常運転状態に復帰するときに、高圧燃料ポンプによる高圧燃料の圧送を迅速かつ確実に再開することができる。
【００２０】
上記（１）〜（４）のいずれに記載の燃料供給装置においても、（５）前記燃料供給手段が、前記供給配管に接続され、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力を変化させるよう設定圧を切り替えることができる燃料圧力調整手段を有しているものであってもよい。この構成により、供給配管内に燃料ベーパがより発生し難くなるとともに、燃料ベーパが発生しても燃料タンク内に迅速に排出可能となる。
【００２１】
上記（１）〜（５）のいずれに記載の燃料供給装置においても、（６）前記リリーフ手段は、前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させるよう前記供給配管を下流側で開放するときに通電される電磁駆動式のものであり、前記制御手段は、前記燃料供給手段が前記燃料噴射の一時停止状態に切り替えられている時間の長さに応じて、前記リリーフ手段の前記電磁駆動による作動時期を設定するのが好ましい。
【００２２】
この構成により、燃料供給手段が燃料カット状態に切り替えられている時間が長くなると、リリーフ手段を例えば予め設定された連続作動時間以下となるように必要な停止時間を挟んで間欠的にかつ周期的に作動させることができる。したがって、燃料ベーパの発生量が多くなったとしても、電磁駆動式のリリーフ手段を、その信頼性を低下させることなく、供給配管内の燃料ベーパを燃料タンク内に十分に排出できるまで作動させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、内燃機関の回転中に燃料噴射が一時停止されるとき、燃料供給手段によりその供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を燃料供給状態より増加させるとともに、リリーフ手段により供給配管の下流側部分で燃料を供給配管の外部に排出させるようにしているので、供給配管等が高温部からの熱を受熱するような燃料カット状態が長く続いたとしても、供給配管内の燃料の温度上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制することができ、燃料カット状態からの復帰時に燃料ポンプにより燃料を迅速かつ確実に圧送できる燃料供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置を装備した内燃機関とその燃料供給装置の制御系を含む構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置のフィードポンプの概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の高圧燃料ポンプの概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置におけるエンジン始動時の燃料供給制御の内容を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置における燃料カット前後の燃料供給制御の内容を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置において燃料カット状態が長い時間にわたって継続されるときの燃料供給制御の内容を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る燃料供給装置における燃料圧力調整手段の他の態様を示すその概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１〜図４は、本発明の一実施形態に係る燃料供給装置の概略構成を示している。
【００２７】
本実施形態の内燃機関の燃料供給装置は、例えば図１に示す多気筒エンジン１０に装備されており、このエンジン１０は自動車（車両）に搭載されている。
【００２８】
まず、その構成について説明する。
【００２９】
図１に示すエンジン１０は、そのシリンダブロックを含む機関本体１１に複数の気筒１１ａ、例えば＃１，＃２，＃３，＃４で示す４つの気筒１１ａを直列（インライン）に配置した内燃機関であり、図２に示すように、各気筒１１ａにはピストン１２が収納されて燃焼室１３が画成されている。各気筒１１ａ内のピストン１２には、コネクティングロッド１４を介してクランク軸１５が連結されている。また、複数の気筒１１ａの燃焼室１３の上部側には、それぞれ吸気弁１６および排気弁１７が設けられており、これら吸気弁１６および排気弁１７が所定のタイミングで開閉するように図示しない動弁機構が装備されている。さらに、エンジン１０には、燃焼室１３内に露出する点火プラグ１８を有する点火装置（詳細図示せず）と、ピストン１２の変位および吸気弁１６の開弁動作に応じて気筒１１ａ内に空気を吸入させる吸気装置２１と、ピストン１２の変位および排気弁１７の開弁動作に応じて気筒１１ａから排気ガスを排出させる排気装置２６とが装備されるとともに、本実施形態の燃料供給装置３０が装備されている。なお、エンジン１０のピストンクランク機構や動弁機構、点火装置等については、公知のものと同様に構成され得るので、ここでは詳述しない。
【００３０】
吸気装置２１は、エアクリーナ２２が設けられた上流側吸気通路部２１ａと複数の気筒１１ａの吸気口に接続する複数の下流側吸気通路部２１ｂの間にサージタンク２５を形成するとともに、エアクリーナ２２とサージタンク２５の間にエアフローメータ２３およびスロットルバルブ２４を有している。ここで、エアクリーナ２２には図示しないフィルタエレメントが収納されており、このエアクリーナ２２で粉塵等を除去した空気が上流側吸気通路部２１ａに取り込まれるようになっている。また、下流側吸気通路部２１ｂは、機関本体１１の状部を構成するシリンダヘッド１１ｈとこれに締結・固定された吸気マニホールド（詳細図示せず）とにより形成されている。
【００３１】
排気装置２６は、詳細を図示しないが、複数の気筒１１ａの排気口に接続する複数の上流側排気通路部２６ａおよびこれら複数の上流側排気通路部２６ａが合流した下流側排気通路部２６ｂを有している。そして、その下流側排気通路部２６ｂの上流部には排気浄化用の触媒装置２８が、下流側排気通路部２６ｂの下流部には公知の消音構造を有する図示しない消音器が、それぞれ装着されている。
【００３２】
また、シリンダヘッド１１ｈには、複数の気筒１１ａの燃焼室１３内にそれぞれ露出するよう複数のインジェクタ（燃料噴射弁）３１が装着されており、本実施形態の燃料供給装置は、これら複数のインジェクタ３１によって複数の気筒１１ａの燃焼室１３内に燃料噴射を行う筒内噴射用の燃料供給装置３０（燃料供給手段）として構成されている。なお、燃料供給装置３０は、筒内噴射用のインジェクタ３１とは別にポート噴射用インジェクタを併有するデュアル噴射方式のものであってもよい。また、複数の下流側吸気通路部２１ｂ内を通って各気筒１１ａ内に吸入される空気中にインジェクタ（燃料噴射弁）３１により燃料を噴射するポート噴射式のものとして構成することもできる。
【００３３】
燃料供給装置３０は、気筒１１ａ内に噴射させるインジェクタ３１に加えて、複数のインジェクタ３１に同等の圧力に加圧された燃料を分配供給するデリバリーパイプ３２と、このデリバリーパイプ３２に高圧側燃料配管３３およびチェック弁３４を通して加圧した燃料を供給するプランジャ型の高圧燃料ポンプ３５と、鞍型の燃料タンク４１から汲み上げた燃料を低圧側燃料配管３６を通して高圧燃料ポンプ３５に燃料を給送する電動のフィードポンプ３７（燃料ポンプ）と、フィードポンプ３７から高圧燃料ポンプ３５に給送される低圧側燃料配管３６内の燃料の圧力を予め設定されたフィード圧に調圧するプレッシャレギュレータ４３（フィード圧調整手段）と、プレッシャレギュレータ４３により燃料タンク４１内に排出される余剰燃料により鞍型の燃料タンク４１の他方側の燃料貯留部４１ｂから燃料を汲み上げる公知のジェットポンプ４４と、を含んで構成されている。
【００３４】
デリバリーパイプ３２には、複数の気筒１１ａの直列配置方向に等間隔を隔てて複数のインジェクタ３１が接続されており、デリバリーパイプ３２は、複数の気筒１１ａの直列配置方向に延びるその長手方向の一端側で、高圧側燃料配管３３に接続されている。デリバリーパイプ３２には、また、内部の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ４５が装着されている。なお、ここにいう配管とは、燃料通路を形成する任意の部材であって、燃料パイプに限定されるものではなく、燃料通路が貫通形成される部材や、互いの間に燃料通路が形成される複数の部材であってもよい。
【００３５】
フィードポンプ３７、プレッシャレギュレータ４３およびジェットポンプ４４は、それぞれ燃料タンク４１の内部に配置されており、フィードポンプ３７の吸入部には、ストレーナ４２が装着されている。
【００３６】
ここで、フィードポンプ３７は、例えば従来のタービン式燃料ポンプ（例えば特開２００６−３０００３５号公報、特開２００４−５２７４２号公報参照）と同様に、ポンプ作動用の羽根車を有するポンプ作動部分３７ｐと、そのポンプ作動部分３７ｐを駆動する直流の内蔵モータ３７ｍと、アウトレットチェック弁３７ｖとを有している。
【００３７】
このフィードポンプ３７は、鞍型の燃料タンク４１の一方側の燃料貯留部４１ａから燃料を汲み上げるとともに、汲み上げた燃料を第１の圧力レベル（例えば、１ＭＰａ未満の一定可変範囲内の圧力）に加圧して吐出することができ、さらに、その内蔵モータ３７ｍの回転速度［ｒｐｍ］を変化させることで、単位時間当りの吐出量を変化させることができようになっている。すなわち、フィードポンプ３７は、後述するＥＣＵ（電子制御ユニット）７０によりＯＮ／ＯＦＦ駆動および回転数制御されることで、その単位時間当りの吐出量を可変制御することができ、デリバリーパイプ３２等の供給配管を通した前記燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させることができる可変燃料ポンプ、例えば可変燃圧ポンプとなっている。
【００３８】
プランジャ型の高圧燃料ポンプ３５は、低圧側燃料配管３６の下流側の端部に接続された燃料導入ポート３５ｉおよび高圧側燃料配管３３の上流側の端部に接続された燃料吐出ポート３５ｅを有しており、低圧側燃料配管３６、高圧側燃料配管３３およびデリバリーパイプ３２を含む供給配管Ｌ（以下、デリバリーパイプ３２等の燃料配管Ｌという）の途中に配置されている。この高圧燃料ポンプ３５は、作動時には、フィードポンプ３７で加圧された燃料を燃料導入ポート３５ｉから吸入し、その燃料を加圧して燃料吐出ポート３５ｅから吐出するものであり、第２の圧力レベルに加圧された燃料をチェック弁３４および高圧側燃料配管３３を通してデリバリーパイプ３２内に供給するようになっている。また、高圧燃料ポンプ３５は、非作動時にはフィードポンプ３７から給送される燃料をインジェクタ３１側に通過させ得る構成となっている。
【００３９】
具体的には、高圧燃料ポンプ３５は、フィードポンプ３７で加圧されプレッシャレギュレータ４３により調圧されて給送される燃料を低圧側燃料配管３６を通して導入する加圧室３５ａを有し、その加圧室３５ａ内の燃料を第１の圧力レベルより十分に高圧な第２の圧力レベル（例えば、４〜１３ＭＰａ）に加圧して、高圧側燃料配管３３に吐出するようになっている。
【００４０】
図４に示すように、高圧燃料ポンプ３５は、加圧室３５ａの容積を変化させるようポンプハウジング３５ｈ内に往復摺動可能に設けられるプランジャ３５ｐと、このプランジャ３５ｐを駆動するよう例えばエンジン１０の排気カムシャフト（図示していない）の一端に設けられたカムシャフト３５ｓと、カムシャフト３５ｓのカム部分Ｃｐにより図中上下方向に昇降駆動されるフォロワリフタ３５ｆと、このフォロワリフタ３５ｆをカムシャフト３５ｓのカム部分Ｃｐに付勢する圧縮スプリング３５ｇとを有しており、そのポンプハウジング３５ｈとプランジャ３５ｐの間に画成される加圧室３５ａが、プランジャ３５ｐの往復移動によってその容積を変化させて、フィードポンプ３７からの燃料の吸入と加圧および吐出作業とを行うようになっている。
【００４１】
高圧燃料ポンプ３５の加圧室３５ａと高圧側燃料配管３３との間、すなわち、高圧燃料ポンプ３５とインジェクタ３１との間の高圧側燃料配管３３には、高圧燃料ポンプ３５側の燃料圧力がインジェクタ３１側の燃料圧力に対し有意の差圧（例えば、１００ｋＰａ未満）を持って大きくなると開弁し、高圧燃料ポンプ３５側の圧力がインジェクタ３１側の圧力に略等しいか小さくなると閉弁するばね付のチェック弁３４が、高圧側燃料配管３３を上流側部分３３ａと下流側部分３３ｂとに区画するように設けられている。
【００４２】
また、高圧燃料ポンプ３５の加圧室３５ａの燃料導入ポート３５ｉには、入力信号に応じ閉弁するときには高圧の逆流を阻止する逆止弁機能を有する一方、入力信号に応じ開弁するときにはプランジャ３５ｐの変位に応じ加圧室３５ａ内への燃料の吸入または加圧室３５ａ内の燃料の低圧側燃料配管３６への漏出を許容する電磁スピル弁３８が設けられている。
【００４３】
この電磁スピル弁３８は、ポペット状の弁体３８ｖと、ＥＣＵ７０により通電を制御されて弁体３８ｖを電磁駆動する電磁駆動コイル３８ｃと、弁体３８ｖを常時開弁方向に付勢するスプリング３８ｋとを有している。そして、弁体３８ｖは、電磁駆動コイル３８ｃが非励磁状態となる非駆動時にはフィードポンプ３７から給送される燃料圧力を加圧室３５ａ内に導入するよう開弁動作し、電磁駆動コイル３８ｃが励磁状態となる駆動時に高圧燃料ポンプ３５の加圧・吐出動作を可能にするよう閉弁動作するようになっている。
【００４４】
具体的には、弁体３８ｖは、加圧室３５ａ内に位置する一端側で燃料導入ポート３５ｉを開閉可能なポペット弁体形状をなすとともに、他端側では電磁駆動コイル３８ｃの中心部に挿入された鉄心形状を有しており、弁体３８ｖは、電磁駆動コイル３８ｃに励磁電流が供給されない非励磁状態において、加圧室３５ａ内の燃料圧力の変化に応じて開弁し得るようになっている。また、電磁スピル弁３８は、電磁駆動コイル３８ｃが励磁されるときに弁体３８ｖにより加圧室３５ａの燃料導入ポート３５ｉを閉止して、プランジャ３５ｐの往復移動による加圧室３５ａの容積変化とそれに伴う加圧室３５ａ内への燃料の吸入、加圧室３５ａ内での加圧および加圧室３５ａからの吐出作業を可能にする。
【００４５】
上述の燃料タンク４１内のフィードポンプ３７からインジェクタ３１への燃料供給経路を構成するフィードポンプ３７、低圧側燃料配管３６、高圧燃料ポンプ３５、チェック弁３４、高圧側燃料配管３３およびデリバリーパイプ３２は、プレッシャレギュレータ４３およびジェットポンプ４４と共に、燃料供給機構４０（燃料供給手段）を構成している。そして、燃料供給機構４０は、エンジン１０のインジェクタ３１により燃料噴射が実行されるときそれらインジェクタ３１にデリバリーパイプ３２等の供給配管を通して燃料を供給する燃料供給状態と、インジェクタ３１による燃料噴射が停止されるとき（エンジン１０の停止時および後述する燃料カット時）にインジェクタ３１への燃料供給を停止する供給停止状態とに、切替え可能になっている。
【００４６】
プレッシャレギュレータ４３は、その詳細を図示しないが、フィードポンプ３７から吐出される燃料の圧力を開弁方向に受圧する弁体としてのダイヤフラムと、このダイヤフラムを閉弁方向に付勢する圧縮コイルばねとを有している。そして、プレッシャレギュレータ４３は、そのダイヤフラムの受圧する燃料の圧力が設定圧を超えると開弁し、ダイヤフラムの受圧する燃料の圧力が設定圧に満たない間は閉弁状態を維持することで、低圧側燃料配管３６内の燃料圧力（フィード燃圧）を予め設定されたフィード圧に調圧することができる圧力調整手段となっている。
【００４７】
このプレッシャレギュレータ４３は、低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧を設定圧に調圧するための余剰燃料の排出量（単位時間当りの排出量（Ｌ／ｈ））が予め設定された一定排出流量の範囲内であれば、上述のように低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧を略一定の設定圧に維持することができる。しかし、その範囲を超える流量でフィードポンプ３７から燃料が吐出・供給されるときには、低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧を通常の設定圧レベルに保持することはできず、フィード燃圧がフィードポンプ３７の吐出量に応じ第１の圧力レベルの範囲内で通常のフィード圧を超える圧力に上昇することを許容するものとなる。
【００４８】
一方、燃料供給装置３０は、燃料供給機構４０に加えて、デリバリーパイプ３２の長手方向の他端側と燃料タンク４１の間に介装されたリリーフ配管４６と、このリリーフ配管４６上に設けられた電磁リリーフ弁４７とを備えている。
【００４９】
リリーフ配管４６は、電磁リリーフ弁４７よりデリバリーパイプ３２側の高圧側配管部分４６ａと、電磁リリーフ弁４７より燃料タンク４１側の低圧側配管部分４６ｂとによって構成されており、これら全体として供給配管Ｌの下流側部分を構成している。
【００５０】
電磁リリーフ弁４７は、図２中ではデリバリーパイプ３２から離れているが、デリバリーパイプ３２に比較的近接する位置に配置されている。この電磁リリーフ弁４７は、高圧側配管部分４６ａに導入されるデリバリーパイプ３２内の燃料圧力をパイロット圧として受圧する弁体４７ｖと、この弁体４７ｖを常時閉弁方向に付勢するとともに、パイロット圧が予め設定された圧力に達すると弁体４７ｖによりその開弁方向に圧縮されるスプリング４７ｋと、弁体４７ｖをスプリング４７ｋの付勢力に抗してパイロット圧と同様の開弁方向に付勢することができる電磁操作部４７ｎとを含んで構成されている。
【００５１】
そして、電磁リリーフ弁４７は、電磁操作部４７ｎの非通電時においては、弁体４７ｖに作用するパイロット圧とスプリング４７ｋの付勢力とに応じて作動するリリーフ弁となり、デリバリーパイプ３２内の燃料圧力がエンジン１０の通常運転時の筒内噴射圧力に応じて設定された設定圧（例えば、１５ＭＰａ程度）を超えないように調整し、ＥＣＵ７０により通電される電磁操作部４７ｎの通電時においては、デリバリーパイプ３２内の燃料圧力が電磁操作部４７ｎの非通電時における設定圧より十分に小さい圧力（第１の圧力レベルより小さい圧力）であっても開弁するようになっている。なお、図２に示す電磁リリーフ弁４７は、その主要な構成要素を簡略に図示したものであり、特定のバルブ形式を記号で示したものではない。
【００５２】
リリーフ配管４６および電磁リリーフ弁４７は、これら全体として、デリバリーパイプ３２（供給配管）の下流側部分に接続され、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌを下流側で開放してその内部の燃料の一部をその供給配管Ｌの外部に排出させることができる電磁駆動式のリリーフ手段４８を構成している。
【００５３】
燃料供給装置３０は、さらに、燃料供給機構４０およびリリーフ手段４８に加えて、これらの制御手段としてのＥＣＵ７０を備えている。
【００５４】
ＥＣＵ７０は、その詳細なハードウェア構成を図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および不揮発メモリからなるバックアップメモリを備え、さらに、Ａ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路と、ドライバやリレースイッチを含む出力インターフェース回路と、定電圧回路とを含んで構成されている。このＥＣＵ７０は、ＲＯＭ内に予め格納された制御プログラムに従い、センサ情報や予めバックアップメモリに格納されている設定値情報等に基づいて、さらには他の車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）との間で通信を行いながら、例えばエンジン１０の運転状態や加速要求等に応じた噴射時期および時間（燃料噴射量）でインジェクタ３１への噴射指令信号を出力するとともに、各気筒への最適な時期に点火装置への点火信号を出力し、さらに、高圧燃料ポンプ３５の電磁スピル弁３８への閉弁駆動信号やフィードポンプ３７への電源供給制御信号等を適時に出力するようになっている。
【００５５】
ＥＣＵ７０は、さらに、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムに従って、次に述べるような制御手段としての各機能を発揮するようになっている。
【００５６】
まず、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ３５のプランジャ３５ｐの加圧行程中における電磁スピル弁３８の閉弁のタイミングおよび時間を最適に制御することで、高圧燃料ポンプ３５からデリバリーパイプ３２に供給される燃料圧力および供給量をエンジン１０の運転状態およびインジェクタ３１の噴射特性に応じた最適値に制御するようになっている。
【００５７】
また、ＥＣＵ７０は、エンジン１０の始動時に、エンジン１０の冷却水温または／および高圧燃料ポンプ３５の作動開始後の燃料圧力センサ４５の検出情報に基づいて、燃料供給経路中に燃料ベーパ発生しているか否かを判定し、燃料ベーパが発生していると判定した場合には、点火信号出力時点（イグニッションＯＮ）から短い待ち時間の間はエンジン１０のクランキングを禁止するとともに、フィードポンプ３７によるフィード燃圧を通常より大きい値にするようにフィードポンプ３７の回転数を高くし、かつ、電磁リリーフ弁４７を開弁させるという始動時ベーパ排出制御を実行するようになっている。
【００５８】
また、ＥＣＵ７０は、燃料供給機構４０の燃料供給経路中における燃料ベーパの排出に要する待ち時間が経過したと判断したとき、フィードポンプ３７の回転数を通常の回転数に戻してフィード燃圧を通常圧に低下させ、電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎへの通電による開弁操作を停止して電磁リリーフ弁４７を閉弁させてから、エンジン１０のクランキングを許可するようになっている。なお、ここにいう待ち時間は、図５中に示す待ち時間Ｔ１に相当し、予め設定された一定時間でもあってもよいし、エンジン１０の始動時の冷却水温や油温等に応じて設定される可変設定時間であってもよい。また、始動時ベーパ排出制御中、電磁スピル弁３８の電磁駆動コイル３８ｃには通電されず、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ３５を加圧・吐出動作の実行できない非作動状態に維持する。
【００５９】
さらに、ＥＣＵ７０は、燃料圧力センサ４５により検出される高圧側のデリバリーパイプ３２内の燃料圧力が第２圧力レベルに近い予め設定された圧力値を超えたとき、インジェクタ３１による燃料噴射に必要な第２の燃料圧力レベルに達し得る状態になったと判断して、インジェクタ３１への噴射指令信号の出力を開始するようになっている。
【００６０】
ところで、燃料供給装置３０の燃料供給機構４０においては、インジェクタ３１による燃料噴射が実行されるときにはインジェクタ３１に加圧された燃料を供給する燃料供給状態となるが、エンジン１０の停止のためにインジェクタ３１による燃料噴射が停止されるときにはインジェクタ３１への加圧燃料の供給を中断する供給停止状態となる。さらに、エンジン１０の停止時のみならずその回転（機関回転）中にデリバリーパイプ３２に接続する同一燃料系統中のすべてのインジェクタ３１による燃料噴射が一時的に停止される燃料カット状態となるときにも、燃料供給機構４０は、インジェクタ３１への加圧燃料の供給を中断する供給停止状態となる。
【００６１】
そこで、ＥＣＵ７０は、エンジン１０の回転中にインジェクタ３１による燃料噴射が停止される燃料カット状態となるとき、燃料供給機構４０を制御してデリバリーパイプ３２等の供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させるとともに、リリーフ手段４８を制御してデリバリーパイプ３２内の燃料の一部をデリバリーパイプ３２およびリリーフ配管４６の外部である燃料タンク４１内に排出させるようになっている。
【００６２】
具体的には、ＥＣＵ７０は、エンジン１０の負荷状態を示すセンサ情報または／およびインジェクタ３１の制御状態、あるいは、要求噴射量に応じた高圧燃料ポンプ３５の要求圧送量の算出値から、減速時等のエンジン１０の低負荷時であってインジェクタ３１からの燃料噴射を一時的に停止する燃料カット状態（ここでは、エンジン１０の回転中に高圧燃料ポンプ３５の要求圧送量がゼロとなる状態を含む）の開始を検出するとともに、その検出時には、低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧を最大にするようフィードポンプ３７の回転数［ｒｐｍ］を増加させ、かつ、電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎに通電して電磁リリーフ弁４７を開弁させるようになっている。なお、エンジン１０の燃料カット状態で燃料供給機構４０が供給停止状態に切り替えられるときには、電磁スピル弁３８の電磁駆動コイル３８ｃには通電されず、ＥＣＵ７０は、高圧燃料ポンプ３５を加圧・吐出動作の実行できない状態に維持する。
【００６３】
そして、エンジン１０の燃料カット状態から通常運転状態（燃料噴射を実行する状態）に復帰するときには、その復帰の直前に、フィードポンプ３７の回転数を通常値に戻してフィード燃圧を通常に戻し、かつ、電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎによる開弁操作を停止して電磁リリーフ弁４７を閉弁させ、通常運転時のリリーフ弁機能を発揮させるようになっている。
【００６４】
すなわち、ＥＣＵ７０は、燃料供給機構４０を燃料カット状態に切り替えるときには、そのデリバリーパイプ３２等の供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させるように燃料供給機構４０を制御するとともに、その燃料の一部をデリバリーパイプ３２等の供給配管の外部である燃料タンク４１内に排出させるようリリーフ手段４８を制御するようになっている。
【００６５】
さらに、ＥＣＵ７０は、燃料カット状態が予め設定された閾値連続時間より長時間に及ぶときには、電磁リリーフ弁４７をそれ以上連続通電するとコイル温度が上昇して断線発生の可能性が生じ得るので、断線発生の可能性が低い連続動作時間およびそれに対応する通電休止時間を含む繰返し周期で電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎに通電し、電磁リリーフ弁４７を周期的に再起動させて、その間欠動作によりベーパを排出させるようになっている。すなわち、制御手段としてのＥＣＵ７０は、燃料供給機構４０が燃料カット状態に切り替えられている時間の長さに応じて、リリーフ手段４８の電磁駆動によるリリーフ作動の時期（動作開始のタイミングおよび動作継続時間）を設定するようになっている。
【００６６】
次に、その作用について説明する。
【００６７】
上述のように構成された本実施形態の内燃機関の燃料供給装置では、エンジン１０の始動時には、ＥＣＵ７０によって、高圧燃料ポンプ３５を作動させずに所定時間のみ電磁リリーフ弁４７を開弁作動させる始動時ベーパ排出制御が実行される。
【００６８】
すなわち、図５に示すように、まず、イグニッション・オン（点火信号出力；同図中のＩＧＯＮ）になると、そのＩＧＯＮ時点のエンジン１０の冷却水温や油温等のセンサ情報に基づいて、供給配管Ｌ内およびインジェクタ３１内の燃料供給経路中に燃料ベーパ発生しているか否かが判定され、燃料ベーパが発生していると判定された場合には、フィードポンプ３７の回転数を高回転速度に設定することで低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧が第１の圧力レベルの範囲内の最大値に近い値まで高められるとともに、リリーフ手段４８の電磁リリーフ弁４７が通電により開弁操作されて、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌがその下流側で開放させたリリーフ状態となる。また、ＩＧＯＮ時点から待ち時間Ｔ１の間は、エンジン１０のクランキングが禁止されるとともに、電磁スピル弁３８の電磁駆動コイル３８ｃに通電されないことによって、高圧燃料ポンプ３５が加圧・吐出動作の実行できない非作動状態に維持される。
【００６９】
この状態においては、フィードポンプ３７からデリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌ内に通常より高供給流量または／および高供給圧力で燃料が供給されるとともに、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌがその下流側部分に設けられた電磁リリーフ弁４７の開弁作動によって燃料タンク４１内に開放されたリリーフ状態となっているので、高温再始動時等であってデリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌに燃料ベーパが発生したときでも、フィードポンプ３７からのフィード燃圧が第１の圧力レベルの最大値程度まで高められることで、ベーパ排出時間が非常に短縮され、クランキング開始までの待ち時間Ｔ１を短縮できるとともに、燃料ベーパを確実に排出できることになる。
【００７０】
次いで、燃料供給機構４０の燃料供給経路中における燃料ベーパの排出に要する待ち時間Ｔ１が経過すると、フィードポンプ３７の回転数が通常の回転数に戻され、低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧が通常圧に低下するとともに、電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎへの通電が停止されてその強制開弁操作が解除され、さらに、エンジン１０のクランキングが開始される。
【００７１】
エンジン１０の運転中、その運転状態や要求負荷等に応じた噴射時期および燃料噴射量でインジェクタ３１への噴射指令信号が出力され、気筒１１ａ内に燃料が噴射される。
【００７２】
この状態においては、燃料供給機構４０は、複数のインジェクタ３１にデリバリーパイプ３２を通して高圧燃料を分配・供給する燃料供給状態となっており、高圧燃料ポンプ３５のプランジャ３５ｐの加圧行程中における電磁スピル弁３８の閉弁のタイミングおよび時間が最適に制御されることで、高圧燃料ポンプ３５からデリバリーパイプ３２に供給される燃料圧力および供給量がエンジン１０の運転状態およびインジェクタ３１の噴射特性に応じた最適値に制御される。
【００７３】
一方、車両の減速時や降坂時等のようにアクセル開度が低下し、エンジン１０が低負荷の運転状態になるとき、ＥＣＵ７０は、燃費向上や排気エミッション低減等のために、エンジン１０の負荷状態に応じて、エンジン１０をその回転中にインジェクタ３１による燃料噴射を一時的に停止させるいわゆる燃料カット状態に移行させることがある。
【００７４】
このとき、燃料供給機構４０は、燃料カット状態が継続される時間Ｔｆｃの間、インジェクタ３１への加圧燃料の供給を中断する供給停止状態となる。
【００７５】
一方、このとき、エンジン１０の負荷状態を示すセンサ情報または／およびインジェクタ３１の制御状態から燃料カット状態が開始されたことが検出されると、図６に示すように、低圧側燃料配管３６内のフィード燃圧を最大にするようフィードポンプ３７の回転数が高回転速度に変更され、かつ、電磁操作部４７ｎへの通電により電磁リリーフ弁４７が開弁操作される。また、電磁駆動コイル３８ｃに通電されない電磁スピル弁３８が開弁状態になるとともに、高圧燃料ポンプ３５が加圧・吐出動作の実行できない非作動状態となる。
【００７６】
この状態においては、フィードポンプ３７からデリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌ内に通常より高供給流量または／および高供給圧力で燃料が供給されるとともに、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌがその下流側部分に設けられた電磁リリーフ弁４７の開弁作動によって燃料タンク４１内に開放されたリリーフ状態となるので、エンジン１０や供給配管Ｌが高温となった運転状態で燃料カット状態が長時間続くような場合であっても、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌからの燃料ベーパの排出が確実に実行される。しかも、フィードポンプ３７からのフィード燃圧が第１の圧力レベルの最大値程度まで高められることで、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌからの燃料ベーパの排出時間が非常に短縮されることになる。したがって、燃料カット状態から通常運転状態に復帰したときに高圧燃料ポンプ３５がいわゆる空汲み状態となるようなことが防止され、燃料カット状態から通常運転状態への復帰時に、高圧燃料ポンプ３５による高圧燃料の給送を迅速・確実に再開可能とすることができる。
【００７７】
すなわち、燃料カット状態でデリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌがエンジン１０やその排気装置２６等の高温部からの熱を受熱したとしても、その供給配管Ｌを通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方、例えばフィード燃圧が通常の燃料供給状態におけるフィード燃圧より高圧の高フィード燃圧に増加するように制御されるとともに、リリーフ手段４８が供給配管Ｌの下流側部分で燃料を供給配管Ｌの外部に排出させるように制御されることから、高温環境でエンジン１０の燃料カット状態が長く続いたような場合であったとしても、供給配管Ｌ内の燃料の温度が上昇し難くなるとともに、供給配管Ｌ内で燃料ベーパが発生し難くなる。したがって、燃料供給装置３０においては、エンジン１０の燃料カット状態からの復帰時に高圧燃料ポンプ３５により高圧燃料を迅速かつ確実に圧送できることとなる。
【００７８】
また、本実施形態では、燃料供給機構４０が、供給配管Ｌを通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させることができるフィードポンプ３７を有しているので、フィードポンプ３７によってその供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を容易にかつ迅速に変更でき、燃料カット状態における供給配管Ｌ内の燃料温度の上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制できるものとなる。
【００７９】
さらに、供給配管Ｌの上流端に位置するフィードポンプ３７によって前記燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を増加させるので、供給配管Ｌの上流側からインジェクタ３１までの燃料供給経路の全域で燃料温度の上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制することができる。
【００８０】
加えて、燃料供給機構４０の高圧燃料ポンプ３５が、その非作動時にフィードポンプ３７から給送される燃料をインジェクタ３１側に通過させるよう供給配管Ｌの途中に配置され、その吐出口近傍のチェック弁３４は第１の圧力レベルより小さい前後差圧で開弁するように構成されているので、燃料カット状態が長く続いたとしても、供給配管Ｌ内で燃料の温度が上昇し難くなるとともに燃料ベーパが発生し難くなり、燃料カット状態から通常運転状態に復帰するときに、高圧燃料ポンプ３５による高圧燃料の圧送を迅速かつ確実に再開することができる。
【００８１】
一方、燃料カット状態が継続される時間Ｔｆｃが予め設定された閾値連続時間より長くなるときには、エンジン１０の運転状態が燃料カット状態に切り替えられている時間の長さに応じて、供給配管Ｌの下流側を燃料タンク４１内に開放させるためのリリーフ手段４８の電磁リリーフ弁４７への通電時期が可変設定され、図７に示すように、電磁リリーフ弁４７が周期的に再起動されて、その間欠動作により燃料ベーパが長時間にわたり継続して排出される。したがって、電磁リリーフ弁４７を長時間連続通電すると電磁操作部４７ｎのコイル温度が上昇して断線発生の可能性が生じ得るが、本実施形態では、その断線発生の可能性が低い連続動作時間Ｔ２ａおよびそれに対応する通電休止時間Ｔ２ｂを含む繰返し周期Ｔ２で電磁リリーフ弁４７の電磁操作部４７ｎに断続的な通電がなされるので、電磁リリーフ弁４７の信頼性を低下させずに済む。その結果、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌ内での燃料ベーパの発生量が多くなったとしても、電磁駆動式のリリーフ手段４８を、その信頼性を低下させることなく、供給配管Ｌ内の燃料ベーパを燃料タンク４１内に十分に排出できるまで確実に作動させることができる。
【００８２】
このように、本実施形態の内燃機関の燃料供給装置においては、エンジン１０の燃料カット状態において、デリバリーパイプ３２等の供給配管Ｌ等がエンジン１０等の高温部からの熱を受熱したとしても、その供給配管Ｌ等を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方が通常運転状態より増加するように制御されるとともに、リリーフ手段４８が供給配管Ｌの下流側部分で燃料を燃料タンク４１内に排出させるように制御されるので、エンジン１０の燃料カット状態が長く続いたとしても、供給配管Ｌ内の燃料の温度上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制することができ、その燃料カット状態からの復帰時に高圧燃料ポンプ３５による高圧燃料の圧送を迅速かつ確実に再開できるものである。
【００８３】
また、上述の実施形態では、プレッシャレギュレータ４３が余剰燃料の所定の吐出流量範囲内において制御対象の燃料圧力を略設定圧に保持するものとして、燃料カット状態下でデリバリーパイプ３２、配管３３，３６および高圧燃料ポンプ３５中の燃料ベーパを排出させる際にはフィードポンプ３７の単位時間当りの吐出量を増減させることとしていたが、燃料カット時におけるプレッシャレギュレータの設定圧を通常運転時よりも高圧の設定圧に可変設定する燃料圧力調整手段を構成してもよい。また、低圧側燃料配管３６とプレッシャレギュレータ４３の間に遮断弁や絞りを挿入するようなことも考えられる。
【００８４】
例えば、燃圧を高低２段に切り替える従来の燃料供給装置（例えば、特開２００７−３０３３７２号公報参照）のように、フィードポンプの単位時間当りの吐出量の変化に応じて、低吐出量・低燃料圧力段階では低圧プレッシャレギュレータが作動し、高吐出量・高燃料圧力段階では高圧プレッシャレギュレータが作動するように燃料圧力調整手段を構成することができる。
【００８５】
具体的には、図８に示すような燃料圧力調整機構８０（燃料圧力調整手段）を構成することができる。この燃料圧力調整手段８０においては、フィードポンプ３７の吐出側の低圧側燃料通路３６に低圧プレッシャレギュレータ８１と高圧プレッシャレギュレータ８２とが接続されている。低圧プレッシャレギュレータ８１は、フィードポンプ３７の吐出側の低圧側燃料通路３６に接続する調整圧ポート８１ａと、燃料タンク４１側に連通するリターンポート８１ｂとを有しており、大気圧を背圧として第１の設定圧に設定されている。また、高圧プレッシャレギュレータ８２は、低圧側燃料通路３６に接続する調整圧ポート８２ａと、燃料タンク４１側に連通するリターンポート８２ｂを有しており、大気圧を背圧として低圧プレッシャレギュレータ８１の第１の設定圧よりも高い第２の設定圧に設定されている。さらに、戻り側の燃料通路Ｒ１には、低圧プレッシャレギュレータ８１のリターンポート８１ｂから燃料タンク４１内に戻る燃料の流量をその前後差圧（上流側と下流側の間の差圧）に応じて制限するオリフィス８３が設けられており、このオリフィス８３により所定の流量に達するまでは低圧プレッシャレギュレータ８１を作動させるようになっている。加えて、低圧プレッシャレギュレータ８１のリターンポート８１ｂから燃料タンク４１内に戻るリターン燃料通路Ｒ１側には、そのリターン燃料通路Ｒ１中の燃料の流量に応じて燃料タンク４１内で他方側の燃料貯留部４１ｂから一方側の燃料貯留部４１ａに燃料を移送し、あるいは一方側の燃料貯留部４１ａ内で内部タンク４１ｃの外部から内部に燃料を移送することができる公知のジェットポンプ８５，８６（移送ポンプ）が設けられている。勿論、このような構成において、高圧プレッシャレギュレータ８２の設定圧を燃料ベーパの排出に適した設定圧とすることもできる。
【００８６】
あるいは、図８の形態とは異なり、単一のプレッシャレギュレータとしながら、例えばその調圧用のダイヤフラムの背面側の背圧室に導入される背圧流体の供給の有無によってダイヤフラムが弁体を閉弁方向に付勢する付勢力を高・低に変化させることで、調圧値を低圧値と高圧値に切り替える設定圧切替えの可能なものを、低圧側燃料配管３６のフィード圧を異なる複数の設定圧に調圧可能な手段として用いることもできるし、他方式の設定圧可変のプレッシャレギュレータを用いることもできることはいうまでもない。
【００８７】
すなわち、燃料供給機構４０は、供給配管Ｌの一部である低圧側燃料配管３６に接続され、供給配管Ｌを通した燃料の供給圧力を変化させるよう設定圧を切り替えることができる燃料圧力調整手段を有しているものであってもよい。そのようにすると、供給配管Ｌ内に燃料ベーパがより発生し難くなるとともに、燃料ベーパが発生しても、燃料タンク４１内に迅速に排出可能となる。
【００８８】
なお、上述の一実施形態では、エンジン１０が筒内噴射式のものであったが、本発明はエンジン１０にデュアル噴射方式の燃料供給装置を搭載する場合にも適用できることは勿論である。その場合、ＥＣＵ７０は、インジェクタ３１からの筒内噴射を基本としながら、エンジン１０の始動暖気時や低回転高負荷時等のように筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下でポート噴射を併用したり、ポート噴射が有効な高回転高負荷時等にポート噴射用インジェクタからのポート噴射を実行させたりする機能を併有するものとなる。
【００８９】
また、本発明にいう内燃機関の回転中に燃料噴射弁による燃料噴射が一時停止される状態とは、多気筒内燃機関の場合において同一の供給配管に接続する複数の燃料噴射弁のすべてについて燃料噴射が停止される状態の意である。すなわち、燃料系統が１系統であればすべての燃料噴射弁の燃料噴射が停止される状態であるが、上述のように燃料系統が低圧系統と高圧系統の複数系統であったり複数のバンクに対応する複数の燃料系統であったりする場合には、複数のうちいずれか１系統中のすべての燃料噴射弁の燃料噴射が停止される状態の意である。
【００９０】
フィードポンプ３７は、タービン式燃料ポンプでなく他の回転式の燃料ポンプで構成されてもよいし、プランジャ式その他の非回転式の燃料ポンプで構成されてもよい。また、回転式の燃料ポンプの回転速度（単位時間当りの回転数）を変化させるのではなく、１回転当りあるいは１回の吸入・吐出動作の容量（吐出容量）を変化させることで、単位時間当りの燃料吐出量を変化させるものであってもよい。燃料カット状態に移行することの判断が、高圧燃料ポンプの要求圧送量が０になることで判断できることは上述の通りである。
【００９１】
以上説明したように、本発明に係る燃料供給装置は、内燃機関の回転中に燃料噴射が一時停止されるとき、燃料供給手段によりその供給配管を通した燃料の供給圧力および供給流量のうち少なくとも一方を燃料供給状態より増加させるとともに、リリーフ手段により供給配管の下流側部分で燃料を供給配管の外部に排出させるようにしているので、供給配管等が高温部からの熱を受熱するような燃料カット状態が長く続いたとしても、供給配管内の燃料の温度上昇および燃料ベーパの発生を有効に抑制することができ、燃料カット状態からの復帰時に燃料ポンプにより燃料を迅速かつ確実に圧送できる燃料供給装置を提供することができるという効果を奏するものであり、燃料タンク内に貯留された燃料を燃料ポンプによって燃料噴射弁に供給するとともにその供給経路中における燃料ベーパの発生防止および排出促進を図るように構成された燃料供給装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００９２】
１０ エンジン（内燃機関）
１１ａ 気筒
１１ｈ シリンダヘッド
１２ ピストン
１３ 燃焼室
２２ エアクリーナ
２３ エアフローメータ
２４ スロットルバルブ
２５ サージタンク
３０ 燃料供給装置
３１ インジェクタ（燃料噴射弁）
３２ デリバリーパイプ（供給配管）
３３ 高圧側燃料配管
３４ チェック弁
３５ 高圧燃料ポンプ
３６ 低圧側燃料配管
３７ フィードポンプ（燃料ポンプ）
３８ 電磁スピル弁
４０ 燃料供給機構（燃料供給手段）
４１ 燃料タンク
４３ プレッシャレギュレータ（圧力調整手段）
４５ 燃料圧力センサ
４６ リリーフ配管（供給配管の下流側部分）
４７ 電磁リリーフ弁
４８ リリーフ手段
７０ ＥＣＵ（電子制御ユニット；制御手段）
８０ 燃料圧力調整機構（圧力調整手段）
Ｌ 供給配管
Ｒ１ リターン燃料通路
Ｔ１ 待ち時間
Ｔ２ 繰返し周期
Ｔ２ａ 連続動作時間
Ｔ２ｂ 通電休止時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射弁により燃料噴射が実行されるとき該燃料噴射弁に供給配管を通し燃料を供給する燃料供給状態と前記燃料噴射弁への前記燃料の供給を停止する供給停止状態とに切替え可能な燃料供給手段と、前記供給配管の下流側部分に接続され、前記供給配管を下流側で開放して前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させることができるリリーフ手段と、前記燃料供給手段および前記リリーフ手段の作動を制御する制御手段と、を備えた燃料供給装置であって、
前記制御手段は、前記内燃機関の回転中に前記燃料噴射弁による前記燃料噴射が一時停止される状態となるとき、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力および前記供給配管を通した前記燃料の供給流量のうち少なくとも一方を増加させるよう前記燃料供給手段を制御するとともに、前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させるよう前記リリーフ手段を制御することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料供給手段が、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力および前記供給配管を通した前記燃料の供給流量のうち少なくとも一方を増加させることができる可変燃料ポンプを有してい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】
前記可変燃料ポンプが、燃料タンク内の燃料を前記供給配管を通して給送するフィードポンプであ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４】
前記燃料供給手段が、非作動時に前記フィードポンプから給送される燃料を前記燃料噴射弁側に通過させるよう前記供給配管の途中に配置され、作動時には前記フィードポンプから給送される燃料を吸入し前記フィードポンプの吐出圧より高圧に加圧して前記燃料噴射弁側に吐出する高圧燃料ポンプを有し、前記燃料供給手段が前記燃料噴射の一時停止状態に切り替えられるときに前記高圧燃料ポンプが前記非作動の状態となることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記燃料供給手段が、前記供給配管に接続され、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力を変化させるよう設定圧を切り替えることができる燃料圧力調整手段を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記リリーフ手段は、前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させるよう前記供給配管を下流側で開放するときに通電される電磁駆動式のものであり、前記制御手段は、前記燃料供給手段が前記燃料噴射の一時停止状態に切り替えられている時間の長さに応じて、前記リリーフ手段の前記電磁駆動による作動時期を設定することを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１の請求項に記載の燃料供給装置。
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射弁により燃料噴射が実行されるとき該燃料噴射弁に供給配管を通し燃料を供給する燃料供給状態と前記燃料噴射弁への前記燃料の供給を停止する供給停止状態とに切替え可能な燃料供給手段と、前記供給配管の下流側部分に接続され、前記供給配管を下流側で開放して前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させることができるリリーフ手段と、前記燃料供給手段および前記リリーフ手段の作動を制御する制御手段と、を備えた燃料供給装置であって、
前記制御手段は、前記内燃機関の回転中に前記燃料噴射弁による前記燃料噴射が一時停止される状態となるとき、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力および前記供給配管を通した前記燃料の供給流量のうち少なくとも一方を増加させるよう前記燃料供給手段を制御するとともに、前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させるよう前記リリーフ手段を制御することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記燃料供給手段が、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力および前記供給配管を通した前記燃料の供給流量のうち少なくとも一方を増加させることができる可変燃料ポンプを有してい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】
前記可変燃料ポンプが、燃料タンク内の燃料を前記供給配管を通して給送するフィードポンプであ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４】
前記燃料供給手段が、非作動時に前記フィードポンプから給送される燃料を前記燃料噴射弁側に通過させるよう前記供給配管の途中に配置され、作動時には前記フィードポンプから給送される燃料を吸入し前記フィードポンプの吐出圧より高圧に加圧して前記燃料噴射弁側に吐出する高圧燃料ポンプを有し、前記燃料供給手段が前記燃料噴射の一時停止状態に切り替えられるときに前記高圧燃料ポンプが前記非作動の状態となることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
【請求項５】
前記燃料供給手段が、前記供給配管に接続され、前記供給配管を通した前記燃料の供給圧力を変化させるよう設定圧を切り替えることができる燃料圧力調整手段を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の燃料供給装置。
【請求項６】
前記リリーフ手段は、前記燃料の一部を前記供給配管の外部に排出させるよう前記供給配管を下流側で開放するときに通電される電磁駆動式のものであり、前記制御手段は、前記燃料供給手段が前記燃料噴射の一時停止状態に切り替えられている時間の長さに応じて、前記リリーフ手段の前記電磁駆動による作動時期を設定することを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１の請求項に記載の燃料供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−６２８５６（Ｐ２０１２−６２８５６Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０９２８３（Ｐ２０１０−２０９２８３）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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