JPH0953534A

JPH0953534A - 内燃機関用燃料供給装置

Info

Publication number: JPH0953534A
Application number: JP7203225A
Authority: JP
Inventors: Kazuji Minagawa; 一二皆川; Kiyotoshi Oi; 清利大井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 1997-02-25
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: US5797374A; JP3575124B2

Abstract

(57)【要約】【課題】始動性を低下させることなく、燃料噴射弁か
らの燃料の漏れを低減することができる内燃機関用燃料
供給装置を提供すること。【解決手段】圧力制御弁１３は、燃料配管１１と燃料
レール１５との間に設けられた下流圧制御弁３５と、下
流圧制御弁３５に一体に設けられた開閉弁３６と、下流
圧制御弁３５をバイパスするリリーフ弁３７とから構成
されている。下流圧制御弁３５は、燃料レール１５に至
る通路を開閉制御して、燃料レール１５内の燃料圧力を
所定値に設定する。開閉弁３５は、内燃機関が停止した
場合に、燃料噴射弁１７からの漏れに起因する燃料圧力
の低下に応じて、流路を閉鎖する。リリーフ弁３７は、
燃料ポンプ３を作動させた場合に、燃料配管１１側の燃
料圧力によって開弁するものであり、この開弁によっ
て、上流側から下流側に燃料を供給して燃料レール１５
内の燃料圧力を上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用燃料供
給装置に関し、詳しくは燃料ポンプにより燃料レール等
に燃料を供給する内燃機関用燃料供給装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の吸気ポート内に燃
料を噴射する燃料供給システムは、燃料タンクから燃料
ポンプにより汲上げられた燃料を燃料配管を介して燃料
レールに導入し、この燃料レールに取り付けられた各気
筒に対応する燃料噴射弁から吸気ポートに向けて噴射供
給するようになっている。そして、燃料噴射弁に供給す
る燃料圧力を所定圧に保つために燃料レールにプレッシ
ャレギュレータを設けるとともに、余剰燃料を燃料タン
クに戻すリターン管を設けている。

【０００３】このリターン管を備える燃料供給システム
によると、内燃機関の近傍に燃料レールが位置すること
から、燃料レールが高温に加熱されて燃料温度が上昇す
るので、リターン管から燃料タンクにリターンされる余
剰燃料によって、燃料タンク内の燃料が加熱されてその
温度が上昇し、エバポエミッションが多量に発生する。
更に、リターンするための配管を必要とし、コストが高
くなるという不具合を生じている。

【０００４】そこで、燃料レール等の余剰燃料を燃料タ
ンクに戻すリターン管を有しない燃料供給システム（リ
ターンレス燃料供給システム）として、例えば特開平７
−２７０２９号公報に記載のエンジンの燃料供給装置が
提案されている。この装置は、燃料ポンプをインタンク
式として、燃料ポンプと燃料レールとの間の燃料供給通
路に、所定圧力に達すると通路を閉鎖する圧力制御弁
（下流圧制御弁）を設け、かつ燃料ポンプ本体に下流圧
制御弁で調圧される圧力よりも僅かに高い圧力で作動す
る調圧装置を設け、この調圧装置により、余剰燃料が直
接燃料タンク内に循環するようにしたものであり、これ
により、リターン管を不要にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】また、近年では、有害
排気ガスの低減が強く望まれているが、このうちＨＣガ
スの低減のためには、燃料噴射弁からの吸気ポートへの
燃料の漏れを低減することは大きな効果があるので、こ
の漏れの対策が検討されている。

【０００６】しかしながら、上述した各種の装置におい
て、燃料噴射弁からの漏れを防止するために、燃料噴射
弁自身の弁密度を向上することは、加工精度を極めて高
くしなければならず、作業工程の手間やコスト等の点か
ら必ずしも容易ではない。また、この漏れの対策とし
て、燃料圧力を低減することも考えられるが、この場合
は、ベーパが発生し易くなって、始動性等の悪化を招く
ので好ましくない。

【０００７】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたものであり、始動性を低下させることなく、燃料噴
射弁からの燃料の漏れを低減することができる内燃機関
用燃料供給装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、内燃機関の燃料を噴射する燃料
噴射弁と、該燃料噴射弁に燃料を供給する燃料レール
と、該燃料レールに燃料を供給する燃料供給通路と、該
燃料供給通路に燃料を圧送する燃料ポンプと、該燃料ポ
ンプを駆動する直流電動モータの電流値を所定値に制御
する電流制御部と、を備えた内燃機関用燃料供給装置で
あって、前記燃料レールを含む下流側の燃料圧力に応じ
て前記燃料供給通路を開閉制御して、下流側の燃料圧力
を所定値に保つ下流圧制御弁と、前記内燃機関が停止し
た場合には、前記下流側の燃料圧力の低下に応じて前記
燃料供給通路を閉じて、前記燃料レールを含む下流側と
それより上流側の部分とを分離する開閉弁と、を備えた
ことを特徴とする内燃機関用燃料供給装置を要旨とす
る。

【０００９】請求項２の発明は、前記開閉弁が、前記燃
料供給通路を開閉する前記下流圧制御弁の弁部材に一体
に設けられたことを特徴とする前記請求項１記載の内燃
機関用燃料供給装置を要旨とする。

【００１０】請求項３の発明は、更に、前記下流圧制御
弁をバイパスする通路に、前記上流側の燃料の圧力を前
記下流側に逃がすリリーフ弁を設けたことを特徴とする
前記請求項１又は２記載の内燃機関用燃料供給装置を要
旨とする。

【００１１】請求項４の発明は、前記開閉弁は、前記リ
リーフ弁を介して前記下流側に導入された燃料の圧力が
所定の圧力に達した場合に開弁することを特徴とする前
記請求項３記載の内燃機関用燃料供給装置を要旨とす
る。

【００１２】請求項５の発明は、図１に例示する様に、
内燃機関の燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁
に燃料を供給する燃料レールと、該燃料レールに燃料を
供給する燃料供給通路と、該燃料供給通路に燃料を圧送
する燃料ポンプと、該燃料ポンプを駆動する直流電動モ
ータの電流値を所定値に制御する電流制御部と、を備え
た内燃機関用燃料供給装置であって、前記燃料レールを
含む下流側の燃料圧力に応じて前記燃料供給通路を開閉
制御して、下流側の燃料圧力を所定値に保つ下流圧制御
弁と、前記燃料供給通路を開閉して、前記燃料レール側
を含む下流側とそれより上流側の部分とを分離可能な開
閉弁と、前記内燃機関の停止時を検出する停止検出手段
と、該停止検出手段によって前記内燃機関の停止時を検
出した場合には、前記開閉弁を駆動して前記燃料供給通
路を閉じる弁制御手段と、を備えたことを特徴とする内
燃機関用燃料供給装置を要旨とする。

【００１３】請求項６の発明は、前記開閉弁が、制御装
置からの信号によって駆動される電磁弁であることを特
徴とする前記請求項５記載の内燃機関用燃料供給装置を
要旨とする。請求項７の発明は、前記内燃機関の動作と
連動する燃料ポンプに、前記内燃機関が停止した場合に
は前記燃料ポンプの吐出側の流路を閉ざすチェック弁を
備えたことを特徴とする前記請求項１〜６のいずれか記
載の内燃機関用燃料供給装置を要旨とする。

【００１４】

【発明の実施の形態及び発明の効果】請求項１の発明で
は、燃料ポンプによって燃料を圧送して燃料供給通路に
供給し、燃料供給通路から燃料レールに燃料を供給し、
燃料レールから供給された燃料を燃料噴射弁にて噴射す
る。そして、内燃機関の運転時は、下流圧制御弁によっ
て、下流側の圧力である燃料レール内の燃料圧力を所定
値に保つ制御を行なう。また、内燃機関の停止時には、
燃料噴射弁からの燃料の漏れによって、燃料レール内の
燃料圧力が徐々に低下してゆくので、この燃料レール内
の燃料圧力の低下に応じて、開閉弁が閉じることによっ
て、燃料レール側を含む下流部分とそれより上流側の部
分とを分離する。

【００１５】つまり、開閉弁は、内燃機関の停止時に
は、燃料レール内の燃料圧力の低下に応じて、燃料の流
路を閉鎖して、開閉弁より下流側（燃料レール側）とそ
れより上流側とを分離するので、流路の閉鎖後に、燃料
噴射弁から燃料が漏れた場合でも、その漏れ量は、開閉
弁の下流側、即ちほぼ燃料レール内の燃料量に限定され
る。よって、吸気ポートに漏れ出る燃料量が少ないの
で、再始動時におけるＨＣの発生が少なく、排気ガス中
のエミッションを大きく低減できるという顕著な効果を
奏する。

【００１６】尚、開閉弁の配置位置としては、燃料レー
ルと燃料供給通路との間や、燃料レール近傍の燃料供給
通路を採用できるが、より燃料レールに近い方が、内燃
機関停止時に燃料噴射弁から漏れる燃料量が少ないので
好適である。請求項２の発明では、開閉弁として、燃料
供給通路を開閉する下流圧制御弁の弁部材に一体に設け
られた構成を採用できる。この場合は、下流圧制御弁及
び開閉弁からなる弁の構造が簡易化されるので好適であ
る。

【００１７】請求項３の発明では、更に、下流圧制御弁
をバイパスする通路に、上流側の燃料の圧力を下流側
（燃料レール側）に逃がすリリーフ弁を設けたので、再
始動時に燃料ポンプによって高圧の燃料が燃料供給通路
に圧送されると、このリリーフ弁を介して迅速に燃料が
燃料レール側に供給される。そのため、速やかに良好な
燃料噴射を開始することができる。

【００１８】請求項４の発明では、開閉弁は、リリーフ
弁を介して下流側に導入された燃料の圧力が所定の圧力
に達した場合に開弁する。従って、一旦開閉弁が開いた
後は、下流圧制御弁によって燃料レール内の燃料圧力が
調節されることになる。請求項５の発明では、内燃機関
の運転時は、下流圧制御弁によって、下流側の圧力であ
る燃料レール内の燃料圧力を所定値に保つ制御を行な
う。そして、停止検出手段によって、内燃機関の停止時
を検出した場合には、弁制御手段によって開閉弁を駆動
することによって、燃料供給通路を遮断して、下流側
（燃料レール側）とそれより上流側の部分と分離する。

【００１９】つまり、内燃機関の停止時には、燃料噴射
弁からの燃料の漏れによって、燃料レール内の燃料圧力
が徐々に低下してゆくが、その際に、開閉弁を閉じる制
御を行なうことによって、開閉弁より下流側と上流側と
が分離される。そのため、流路の閉鎖後に、燃料噴射弁
から燃料が漏れた場合でも、その漏れ量は、ほぼ燃料レ
ール内の圧力低減相当の燃料量に限定される。よって、
吸気ポートに漏れ出る燃料量が少ないので、再始動時に
おけるＨＣの発生が少なく、排気ガス中のエミッション
を大きく低減できるという顕著な効果を奏する。

【００２０】尚、前記内燃機関の停止時検出手段として
は、イグニッションキーの停止位置等の（内燃機関の停
止を示す）状態を電気的に検出してもよいが、それ以外
にも、内燃機関の停止に伴う吸気圧の上昇の検出など各
種の手段を採用できる。従って、開閉弁を駆動する弁制
御手段としても、電気的に開閉弁を駆動する手段や、吸
気圧の変化を利用する手段等各種の方法を採用できる。

【００２１】請求項６の発明では、開閉弁として、コン
ピュータ等の制御装置からの信号によって駆動される電
磁弁を採用できる。請求項７の発明では、内燃機関の動
作と連動する燃料ポンプに、内燃機関が停止した場合に
は、燃料ポンプの吐出側の流路を閉ざすチェック弁を備
えている。

【００２２】そのため、内燃機関の停止時に、燃料噴射
弁から燃料が漏れて、開閉弁の上流側（即ち燃料レール
内）の燃料が無くなった場合でも、チェック弁から開閉
弁までの燃料供給通路には燃料が保持されている。従っ
て、再始動時には、再度燃料供給通路に燃料を充填する
必要がなく、燃料レール内に速やかに燃料を供給できる
という利点がある。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の内燃機関用燃料供給装置の実
施例を図面に基づいて説明する。（実施例１）ａ）図２に、本実施例の内燃機関用燃料供給装置（以下
単に燃料供給装置と記す）のシステム構成図を示す。

【００２４】図２に示すように、燃料供給装置は、燃料
タンク１内に配設される燃料ポンプ３と、燃料ポンプ３
の吸入側に接続される低圧燃料フィルタ５と、燃料ポン
プ３の吐出側に燃料配管７を介して接続される高圧燃料
フィルタ９と、高圧燃料フィルタ９の出口側に燃料配管
１１を介して接続される圧力制御弁１３と、圧力制御弁
１３の下流側に配置される燃料レール１５と、燃料レー
ル１５に気筒数分配設され図示しない内燃機関の吸気ポ
ートに向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁１７と、バ
ッテリ２１から燃料ポンプ３に供給される電力を電流制
御によって制御する定電流型制御回路２３と、燃料噴射
弁１７や定電流制御回路２３等を制御する電子制御装置
（ＥＣＵ）２５とから構成されている。

【００２５】このＥＣＵ２５には、図示しない周知のＲ
ＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ、ＣＰＵ、入出力
部、及びそれらを接続するバスラインが設けられてい
る。そして、入出力部には、例えば、内燃機関の停止時
を検出するために、イグニッションキーの操作状態を示
すイグニッションスイッチ３３からの信号が入力され
る。更に、入出力部には、定電流制御回路２３、燃料噴
射弁１７が接続され、それらに制御信号が出力される。

【００２６】上述した燃料供給システムは、リターンレ
ス供給燃料システムであるため、燃料レール１５等から
燃料タンク１に戻るリターン管を有しない。そのため、
本実施例では、燃料レール１５からの燃料噴射量に対し
て燃料レール１５内の燃料圧力が一定となるように、定
電流型制御回路２３によって燃料ポンプ３のポンプモー
タ（直流電動モータ）への供給電流を制御している。

【００２７】尚、燃料ポンプ３は内燃機関に連動して作
動するものであり、内燃機関の停止時には停止するが、
その停止時には、燃料ポンプ３の吐出側に設けられたチ
ェック弁（図示せず）が燃料の流路を閉鎖するように働
く。ｂ）次に、前記システムのうち本実施例の要部である圧
力制御弁１３の構成について説明する。

【００２８】圧力制御弁１３は、大きく分けて、燃料配
管１１と燃料レール１５との間に設けられた下流圧制御
弁３５と、下流圧制御弁３５に一体に設けられた開閉弁
３６と、下流圧制御弁３５をバイパスする通路に設けら
れたリリーフ弁３７とから構成されている。

【００２９】前記下流圧制御弁３５は、後述する様に、
インテークマニホールドから導入する負圧とスプリング
の圧力と燃料圧力とに応じて作動するものであり、燃料
配管１１から燃料レール１５に至る通路を開閉制御する
ことによって、燃料レール１５内の燃料圧力（下流圧）
を所定値に設定する。

【００３０】また、開閉弁３５は、後述する様に、内燃
機関が停止した場合に、燃料噴射弁１７から燃料が漏れ
て、燃料レール１５内の燃料圧力が低下したときに、そ
の圧力低下に応じて燃料配管１１の流路を閉鎖するもの
であり、下流圧制御弁３５の内部に一体に形成されてい
る。

【００３１】更に、リリーフ弁３７は、後述する様に、
燃料ポンプ３を作動させた場合に、上流の燃料配管１１
側の燃料圧力によって開弁するものであり、この開弁に
よって、上流側から下流側に燃料を供給するとともに、
燃料レール１５内の燃料圧力を上昇させる。

【００３２】以下、下流圧制御弁３５と開閉弁３６とリ
リーフ弁３７の構成を、圧力制御弁１３の全体構成とと
もに詳細に説明する。図３に示す様に、圧力制御弁１３
は、ボデイ５７とカバー６３との境界でダイアフラム６
０を巻締め固定している。ダイアフラム６０はその中央
部をバルブ押え５８とロアシート５９とにより挟持され
ており、ダイヤフラム６０、バルブ押え５８及びロアシ
ート５９が一体に往復動する。ロアシート５９は、カバ
ー６３の内壁とロアシート５９との間に位置する圧縮コ
イルスプリング５４により、ダイアフラム下部室６８方
向（図の下方）に付勢されている。

【００３３】圧縮コイルスプリング５４が収容されるダ
イアフラム上部室６９は、パイプ６４によってインテー
クマニホールドと接続されており、このダイアフラム上
部室６９の内圧はインテークマニホールド内の負圧に設
定されている。一方、ボデイ５７には、燃料配管１１と
接続されるパイプ５５が筒状のコネクタ５６を介して接
続されている。また、ボデイ５７には、燃料レール１５
に取付可能なコネクタ６６がフランジ６５により取り付
けられている。ボデイ５７内に形成されるダイアフラム
下部室６８には、一端側にパイプ５５を有する前記コネ
クタ５６が収容されており、このコネクタ５６内には、
円筒状の弁本体５２とこの弁本体５２内を摺動可能な内
ガイド５１ｂを有する弁部材５１が収容されている。こ
の弁部材５１は、コネクタ５６内に収容される圧縮コイ
ルスプリング５３により、閉弁方向（図の上方）に付勢
されている。

【００３４】前記弁部材５１は、図４に示す様に、内ガ
イド５１ｂ側に向かって先細りに形成されるテーパ状の
当接部５１ｃを有しており、当接部５１ｃと内ガイド５
１ｂとの間には円柱形状のスプール５１ａを有してい
る。このスプール５１ａの外径は弁本体５２の内径より
も僅かに小径にされている。また、内ガイド５１ｂは、
十字状の径方向断面形状を有しており、スプール５１ａ
との接続部付近においては、切欠部５１ｄが形成されて
いる。

【００３５】以上が、主として下流圧制御弁３５を構成
する部分であるが、特に、本実施例では、下流圧制御弁
３５と一体に開閉弁３６が設けられている。つまり、前
記弁部材５１の先端部（図４の下側）には、先端側に向
かって先細りに形成される円錐状の（開閉弁３６の）弁
部材３６ａが一体に形成されており、コネクタ５６内に
は、弁部材３６ａが当接する弁座５６ａが設けられてい
る。即ち、この弁部材３６ａと弁座５６ａとから開閉弁
３６が構成されている。従って、開閉弁３６による流路
の開閉は、下流圧制御弁３５の弁部材５１の動作ととも
に行われることになる。

【００３６】この開閉弁３６は、図５に示す様に、その
リフト量（図４の下方への移動量）が増加するほど、燃
料噴射流量が増加するものであるが、最大噴射流量とな
る前に着座すると、内燃機関の制御に必要な燃料を噴射
できなくなることがあるので、最大噴射流量となる前に
着座しない様に、その最大のリフト量（着座リフト量）
が多めに設定されている。

【００３７】また、図３に示す様に、下流圧制御弁３５
をバイパスする部分に、前記リリーフ弁３７が設けられ
ている。つまり、開閉弁３６より上流側のパイプ５５と
下流側のコネクタ６６を連通する様に、コネクタ５６の
壁面に連通路（バイパス通路７１）が設けられ、このバ
イパス通路７１をコネクタ６６側（燃料レール１５側）
から開閉制御する様にリリーフ弁３７が配置されてい
る。具体的には、リリーフ弁３７は、バイパス通路７１
の開口部に着座又は離座してバイパス通路７１を開閉す
る弁本体３７ａと、弁本体３７ａを閉弁方向（図３の左
方向）に付勢する圧縮コイルスプリング３７ｂと、圧縮
コイルスプリング３７ｂを係止する係止部材３７ｃとか
ら構成されている。

【００３８】ｃ）次に、前記システムの動作を、図２、
図３、図６に基づいて、圧力制御弁１３の動作とともに
説明する。図２に示す様に、上述したシステムでは、基本的動作
として、燃料タンク１内に配設された燃料ポンプ３によ
って燃料を汲上げるときに、低圧燃料フィルタ５によっ
て異物等が取り除かれ、この燃料ポンプ３によって汲上
げられた燃料が燃料配管７を介して高圧燃料フィルタ９
に送られる。次に、高圧燃料フィルタ９では、燃料に含
まれる微小な異物、水分等が取り除かれ、この濾過され
た燃料が燃料配管１１を通り、圧力制御弁１３を介して
燃料レール１５に送られる。そして、燃料レール１５に
供給される高圧燃料は、燃料噴射弁１７から内燃機関の
吸入ポートに向けて噴射される。

【００３９】ここで、前記圧力制御弁１３は、図３に
示す様に、ダイアフラム上部室６９とダイヤフラム下部
室６８との差圧が所定値より大きくなると、弁部材５１
の当接部５１ｃが（図の上方に移動して）弁本体５２の
弁座５２ｂに着座して閉弁する。一方、燃料噴射等によ
って燃料圧力が目標燃料圧力値まで低下すると、弁部材
５１の当接部５１ｃが弁本体５２の弁座５２ｂから離座
して開弁する。これにより、圧力制御弁１３の下流側に
位置する燃料レール１５内の燃料圧を一定値となるよう
に制御している。

【００４０】つまり、ダイアフラム上部室６９内の圧力
（即ちインテークマニホールド圧）と、ダイアフラム下
部室６８内に導入される燃料圧力（即ち燃料レール１５
内の燃料圧力）と、ダイアフラム６９内に収容される圧
縮コイルスプリング５４の開弁方向の付勢力と、圧縮コ
イルスプリング５３の閉弁方向の付勢力との均衡によ
り、バルブ押え５８の位置が変位し、この変位によって
バルブ押え５８に当接する弁部材５１が、閉弁方向又は
開弁方向に移動する。

【００４１】具体的には、燃料噴射等によって、ダイヤ
フラム下部室６８内の高圧燃料が燃料レール１５を介し
て排出され、ダイアフラム下部室６８内の燃料圧力が低
下することによって、ダイアフラム上部室６９の内圧と
圧縮コイルスプリング５４の付勢力との和が、ダイアフ
ラム下部室６８内の燃料圧力と圧縮コイルスプリング５
３の付勢力との和より大きくなると、バルブ押え５８が
開弁方向に変位し、バルブ押え５８に押されて弁部材５
１が（図の下方に）移動して開弁する。そして、この開
弁により、ダイアフラム下部室６８内の燃料圧力は次第
に増加するため、ダイアフラム上部室６９の内圧と圧縮
コイルスプリング５４の開弁方向の付勢力との和より、
ダイアフラム下部室６８内の燃料圧力と圧縮コイルスプ
リング５３の閉弁方向の付勢力との和の方が大きくなる
ので、バルブ押え５８が閉弁方向に変位し、圧縮コイル
スプリング５３の付勢力によって弁部材５１が（図の上
方に）移動して閉弁する従って、上述したシステムの動作において、燃料配管
１１から圧力制御弁１３に供給された燃料が、パイプ５
５を介してコネクタ５６内に流入するとき、前記開弁と
なる圧力状態である場合には、弁部材５１の当接部５１
ｃが弁本体５２の弁座５２ｂより離座して開弁している
ので、燃料は当接部５１ｃと弁座５２ｂとの間に形成さ
れる流路を通って弁部材５１の切欠部５１ｄに流入す
る。そして、この切欠部５１ｄに流入した燃料は、弁部
材５１の内ガイド５１ｂを通り抜けダイアフラム下部室
６８内に流入し、コネクタ６６を介して燃料レール１５
に供給される。

【００４２】その後、この供給される燃料によって、燃
料レール１５内の圧力が増加し、前記閉弁となる圧力状
態となると、弁部材５１の当接部５１ｃが弁本体５２の
弁座５２ｂに着離して閉弁する。よって、この開弁及び
閉弁の動作によって、通常の燃料噴射の場合には、燃料
レール１５内の燃料圧力が所定値に保たれることにな
る。

【００４３】そして、この様な通常の動作の際に、内
燃機関が停止されたときには、燃料ポンプ３が停止して
燃料供給が行なわれなくなるとともに、燃料ポンプ３の
チェック弁が流路を閉鎖するので、燃料は燃料ポンプ３
側に逆流することなく、燃料配管７、１１や燃料レール
１５内にて、（内燃機関の停止直後には）燃料ポンプ３
の停止時の燃料圧力を保った状態にて滞留する。

【００４４】ところが、この燃料圧力は高い状態である
ので、図６の燃料噴射弁の漏れ量の積算値のグラフに示
す様に、燃料は燃料噴射弁１７から吸気ポート側に徐々
に漏れ出し、それによって燃料レール１５内の燃料圧力
は徐々に低下してゆく。そして、燃料レール１５内の燃
料圧力が低下すると（即ちダイアフラム下部室６８の燃
料圧力が低下すると）、ダイヤフラム上部室６９の圧力
の方が比較して大きくなるのて、ダイヤフラム６０及び
バルブ押え５８が徐々に下降し、それによって、図６の
弁リフトのグラフに示す様に、弁部材５１、３６ａも下
降する。そして、この下降動作によって、（開閉弁３６
の）弁部材３６ａが開閉弁着座位置に達すると、燃料の
流路が閉ざされて、開閉弁３６より下流側の燃料レール
１５側は、開閉弁３６より上流側の燃料配管１１側と分
離されることになる。

【００４５】従って、その後は、図６の燃料圧力のグラ
フに示す様に、燃料レール１５内の燃料が燃料噴射弁１
７から漏れることによって、燃料レール１５内の燃料圧
力は急速に低下する。一方、燃料配管７、１１内の燃料
は、燃料ポンプ３のチェック弁と開閉弁３６とに挟まれ
て密閉された状態となるので、閉鎖後の燃料圧力（配管
内圧力）は一定に保持されることになる。

【００４６】尚、前記図６において、一点鎖線に示すグ
ラフは、燃料ポンプ３のチェック弁による流路の遮断は
行なうが、開閉弁３６による流路の遮断を行わない比較
例である。次に、内燃機関の運転が再開される場合は、
燃料ポンプ３が駆動されるとともに、そのチェック弁も
開弁されるので、燃料配管７、１１に高圧燃料が供給さ
れる。それによって、リリーフ弁３７が開かれ、燃料が
燃料レール１５に供給されて、燃料噴射が実行できる状
態となる。

【００４７】尚、リリーフ弁３７の開弁圧は、燃料ポン
プ３の停止時に燃料配管７、１１に閉じ込められた燃料
圧力によっては開弁せず、燃料ポンプ３からの燃料が圧
送された場合に開弁する開弁圧に設定されている。そし
て、リリーフ弁３７から燃料が供給されると、その燃料
圧力によってダイアフラム下部室６８の圧力が増大し
て、ダイヤフラム６０が押し上げられ、弁部材５１、３
６ａが上昇して下流圧制御弁３５内にて燃料の流路が開
けられる。よって、それ以後は、下流圧制御弁３５によ
る燃料圧力の制御が再開されることになる。

【００４８】ｄ）次に、本実施例の効果を確認するため
に行なった実験例について説明する。排出ガス中のＨＣ量の低減効果の実験例この実験は、本実施例の燃料供給装置と、燃料ポンプ３
のチェック弁は備えているが開閉弁３６を備えていない
比較例とを用い、燃料噴射弁１７からの燃料の漏れ量と
排出ガス中のＨＣ量との関係を求めたものである。その
結果を図７に示す。

【００４９】図７から明らかな様に、本実施例のもの
は、燃料噴射弁１７からの漏れ量が少なく、よって排出
されるＨＣ量も少ない（ｑ2）ので好適である。それに
対して、比較例のものは、燃料噴射弁１７からの漏れ量
が多く、よって排出されるＨＣ量も多い（ｑ1）ので好
ましくない。

【００５０】始動時間の低減効果の実験例この実験は、本実施例の燃料供給装置と、燃料ポンプ３
のチェック弁は備えているが開閉弁３６を備えていない
比較例とを用い、内燃機関のスタータに通電（ＯＮ）後
の経過時間における、燃料レール１５内の燃料圧力と完
爆時間（通常の燃焼までの時間）との状態を調べたもの
である。その結果を図８に示す。

【００５１】図８から明らかな様に、本実施例のもの
（実線）は、開閉弁３６があるので、燃料噴射弁１７か
ら燃料が漏れてもその漏出量は少なく（燃料レール１５
分）、よって、スタータＯＮ後の僅かの時間で、燃料レ
ール１５内に燃料が充填されて所定の燃料圧力に達し、
それとともに迅速に完爆となるので好適である。それに
対して、比較例のもの（点線）は、開閉弁３６がないの
で、燃料噴射弁１７からの漏れ量が多く（燃料レール１
５内及び燃料配管７、１１内分）、よって、スタータＯ
Ｎ後かなり時間が経過してから、燃料レール１５内の燃
料が所定の燃料圧力に達し、それとともに完爆となるの
で始動性に問題がる。

【００５２】この様に、本実施例では、内燃機関の運転
が停止した場合には、開閉弁３６にて、燃料レール１５
側と燃料配管７、１１側とを分離するので、燃料噴射弁
１７から燃料が漏れた場合でも、その漏れ量は（燃料レ
ール１５を含む）開閉弁３６の下流側の燃料量であり、
従来と比較して極めて少ない。よって、再始動時におけ
るＨＣの排出量が減少するので、排気ガスのエミッショ
ンの低減に寄与するという顕著な効果を奏する。

【００５３】また、内燃機関の停止時には、燃料ポンプ
３の停止とともに、そのチェック弁にて流路を閉鎖する
ので、燃料は、このチェック弁と開閉弁３６との間の燃
料配管７、１１内に保持されることになる。従って、再
始動時には、燃料が迅速に燃料レール１５に供給される
ので、始動性が向上するという利点がある。（実施例２）次に、実施例２について説明する。

【００５４】本実施例は、前記実施例１とは、圧力制御
弁の構造が異なり、開閉弁として電磁弁が採用されてい
る点に特徴がある。尚、本実施例の説明では、前記実施
例１と同様なハード構成などは省略又は簡略化するが、
図番は同様なものを用いる。ａ）図９に示す様に、本実施例の圧力制御弁８１は、前
記実施例１の圧力制御弁１３の構造とは、開閉弁３６及
びリリーフ弁３７がない点と、下流圧制御弁８２の上流
側に電磁弁８３が配置されている点が異なる。

【００５５】本実施例の圧力制御弁８１は、そのボデイ
８４内に形成されるダイアフラム下部室８５には、筒状
のコネクタ８６が収容されており、このコネクタ８６内
には、円筒状の弁本体８７とこの弁本体８７内を摺動可
能な内ガイド８８ａを有する弁部材８８が収容されてい
る。

【００５６】この弁部材８８は、コネクタ８６の下部内
に収容される圧縮コイルスプリング８９により、閉弁方
向（図の上方）に付勢されており、そのテーパ状の当接
部８８ｂが弁本体８７の弁座８７ａと当接する。また、
内ガイド８８ａは、十字状の径方向断面形状を有してお
り、その下部にて切欠部８７ｃが形成されている。

【００５７】以上が、主として下流圧制御弁８２を構成
する部分であるが、特に、本実施例では、下流圧制御弁
８２の上流側のパイプ９０に、電子制御装置２５からの
制御信号によって駆動されて流路を開閉する電磁弁８３
が設けられている。この電磁弁８３は、内燃機関の停止
時には通電されないので、圧縮コイルスプリング９１の
付勢力によって流路を閉じているが、内燃機関の始動時
に通電されると、その弁部材９２がソレノイドの付勢力
によって（図の右方向）に移動して流路を開くものであ
る。

【００５８】ｂ）次に、この圧力制御弁８１の動作を説
明する。まず、燃料レール１５側の燃料圧力が、下流圧
制御弁８２の設定圧力より低い場合は、前記実施例１で
述べたと同様な圧力バランスにより、弁部材８８が図の
下方に移動するので、下流圧制御弁８２は開弁してい
る。

【００５９】また、燃料レール１５側の燃料圧力が、下
流圧制御弁８２の設定圧力まで上昇した場合は、前記実
施例１と同様に、弁部材８８が図の上方に移動するの
で、下流圧制御弁８２は閉弁している。次に、この状態
から、内燃機関が停止した場合には、燃料ポンプ３が停
止するとともにそのチェック弁が流路を閉じるが、本実
施例では、この電磁弁８３への通電を停止することによ
り、パイプ９０内にても流路を閉鎖する。それによっ
て、電磁弁８３より下流側の燃料レール１５側は、電磁
弁８３より上流の燃料配管１１側と分離されることにな
る。

【００６０】従って、その後は、上述した図６と同様
に、燃料レール１５内の燃料が燃料噴射弁１７から漏れ
ることによって、燃料レール１５内の燃料圧力は急速に
低下する。すると、この燃料圧力の低下にともなって、
下流圧制御弁８２の弁部材８８が（図９の下方に）移動
し、開弁した状態となる。尚、燃料配管７、１１内の燃
料は、燃料ポンプ３のチェック弁と開閉弁３６とに挟ま
れて密閉され、閉鎖後の燃料圧力は一定に保持される。

【００６１】そして、内燃機関の運転が再開される場合
は、燃料ポンプ３が駆動されるとともに、そのチェック
弁も開弁され、それによって燃料配管７、１１に高圧燃
料が供給される。同時に、電磁弁８３への通電も再開さ
れて、燃料の流路が開かれ、それによって、燃料が下流
圧制御弁８２を介して燃料レール１５に供給されて、燃
料噴射が実行できる状態となる。

【００６２】ｃ）次に、本実施例における制御処理を、
図１０、図１１のフローチャートに基づいて説明する。
まず、内燃機関の停止時の処理について説明する。図１
０に示す様に、ステップ１００にて、イグニッションス
イッチ３３からの信号を読み込む。

【００６３】続くステップ１１０では、イグニッション
スイッチ３３からの信号に基づいて、イグニッションキ
ーが停止位置であるか否かを判定する。ここで肯定判断
されるとステップ１２０に進み、一方否定判断されると
ステップ１４０に進む。ステップ１２０では、内燃機関
の停止時であると判断されたので、電磁弁８３への通電
を停止する制御信号を（図示しない電磁弁制御回路に）
出力し、燃料の流路を閉鎖し、燃料レール１５側と燃料
配管７、１１側とを分離する。

【００６４】続くステップ１３０では、定電流制御回路
２３に制御信号を出力して、燃料ポンプ３の直流電動モ
ータへの電流の供給を停止し、一旦本処理を終了する。
次に、内燃機関の始動時の処理について説明する。前記
ステップ１１０にて、内燃機関の停止時ではないと判断
されて進むステップ１４０では、イグニッションスイッ
チ３３からの信号に基づいて、イグニッションキーがス
タート位置であるか否かを判定する。ここで肯定判断さ
れるとステップ１５０に進み、一方否定判断されると一
旦本処理を終了する。

【００６５】ステップ１５０では、内燃機関の始動時で
あると判断されたので、電磁弁８３への通電を行なう制
御信号を出力し、燃料レール１５に至る燃料の流路を開
く。続くステップ１６０では、定電流制御回路２３に制
御信号を出力して、燃料ポンプ３の直流電動モータへの
電流の供給を開始して一旦本処理を終了する。

【００６６】この様に、本実施例では、内燃機関の運転
が停止した場合には、電磁弁８３にて、燃料レール１５
側と燃料配管７、１１側とを分離するので、燃料噴射弁
１７からの燃料の漏れ量を低減できる。よって、再始動
時における、ＨＣの排出量が減少するので、排気ガスの
エミッションが低減する。

【００６７】また、内燃機関の停止時には、燃料ポンプ
３の停止とともに、そのチェック弁にて流路を閉鎖する
ので、燃料はチェック弁と電磁弁８３との間に保持さ
れ、それによって、再始動時の始動性が向上する。尚、
本実施例では、リリーフ弁を使用しなくてもよいので、
その構造が簡易化されるという利点があるが、確実な動
作を行なうために、前記実施例１と同様な箇所にリリー
フ弁を設けてもよい。

【００６８】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、本実施例の要旨を逸脱しない範囲内で各種の
態様で実施できることは勿論である。例えば、前記実施
例では、燃料ポンプを直流電動モータとし、その電流値
を制御する方法を示したが、これに限るものではなく、
例えば所定の電圧値に制御する方法、又は交流モータ、
ステップモータ等により回転数を制御する方法、更には
一定値で燃料ポンプを駆動し配管途中から燃料をリリー
フさせる方法等数多くの方法が考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項５の発明を例示する概略構成図であ
る。

【図２】実施例１の内燃機関用燃料供給装置が適用さ
れるシステム構成図である。

【図３】実施例１の圧力制御弁を示す断面図である。

【図４】実施例１の圧力制御弁の要部を示し、（ａ）
は（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は弁本体等の要
部を示す断面図である。

【図５】開閉弁リフト量と燃料噴射流量との関係を示
すグラフである。

【図６】実施例１の内燃機関の停止後における燃料圧
力等の変化を示すグラフである。

【図７】実施例１のＨＣ排出ガス量の低減効果を示す
実験例のグラフである。

【図８】実施例１の始動時間の低減効果を示す実験例
のグラフである。

【図９】実施例２の圧力制御弁を示す断面図である。

【図１０】実施例２の制御処理を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１…燃料タンク３…燃料ポンプ７、１１…燃料配管１３、８１…圧力制御弁１５…燃料レール１７…燃料噴射弁２３…定電流型制御回路２５…電子制御装置（ＥＣＵ）３５、８２…下流圧制御弁３６…開閉弁３７…リリーフ弁７１…バイパス通路８３…電磁弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の燃料を噴射する燃料噴射弁
と、該燃料噴射弁に燃料を供給する燃料レールと、該燃料レールに燃料を供給する燃料供給通路と、該燃料供給通路に燃料を圧送する燃料ポンプと、を備えた内燃機関用燃料供給装置であって、前記燃料レールを含む下流側の燃料圧力に応じて前記燃
料供給通路を開閉制御して、下流側の燃料圧力を所定値
に保つ下流圧制御弁と、前記内燃機関が停止した場合には、前記下流側の燃料圧
力の低下に応じて前記燃料供給通路を閉じて、前記燃料
レールを含む下流側とそれより上流側の部分とを分離す
る開閉弁と、を備えたことを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項２】前記開閉弁が、前記燃料供給通路を開閉
する前記下流圧制御弁の弁部材に一体に設けられたこと
を特徴とする前記請求項１記載の内燃機関用燃料供給装
置。
【請求項３】更に、前記下流圧制御弁をバイパスする
通路に、前記上流側の燃料の圧力を前記下流側に逃がす
リリーフ弁を設けたことを特徴とする前記請求項１又は
２記載の内燃機関用燃料供給装置。
【請求項４】前記開閉弁は、前記リリーフ弁を介して
前記下流側に導入された燃料の圧力が所定の圧力に達し
た場合に開弁することを特徴とする前記請求項３記載の
内燃機関用燃料供給装置。
【請求項５】内燃機関の燃料を噴射する燃料噴射弁
と、該燃料噴射弁に燃料を供給する燃料レールと、該燃料レールに燃料を供給する燃料供給通路と、該燃料供給通路に燃料を圧送する燃料ポンプと、を備えた内燃機関用燃料供給装置であって、前記燃料レールを含む下流側の燃料圧力に応じて前記燃
料供給通路を開閉制御して、下流側の燃料圧力を所定値
に保つ下流圧制御弁と、前記燃料供給通路を開閉して、前記燃料レール側を含む
下流側とそれより上流側の部分とを分離可能な開閉弁
と、前記内燃機関の停止時を検出する停止検出手段と、該停止検出手段によって前記内燃機関の停止時を検出し
た場合には、前記開閉弁を駆動して前記燃料供給通路を
閉じる弁制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
【請求項６】前記開閉弁が、制御装置からの信号によ
って駆動される電磁弁であることを特徴とする前記請求
項５記載の内燃機関用燃料供給装置。
【請求項７】前記内燃機関の動作と連動する燃料ポン
プに、前記内燃機関が停止した場合には前記燃料ポンプ
の吐出側の流路を閉ざすチェック弁を備えたことを特徴
とする前記請求項１〜６のいずれか記載の内燃機関用燃
料供給装置。