JP2009103008A - 燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】吐出側にチェック弁を備えた燃料ポンプに対し、エンジン停止後におけるインジェクタから気筒内に向けての燃料の漏れを防止可能としながらも、内燃機関の始動性を良好に確保できる構成を提供する。
【解決手段】燃料ポンプ１のチェック弁４０に対して、バルブ体４２をバイパスするリーク通路４５を備えさせ、このリーク通路４５の開口面積を周辺温度に応じて変化させるリークバルブ機構４６を備えさせる。エンジンの冷間始動時にはリーク通路４５が閉鎖され、このリーク通路４５からの燃料戻りが防止されてエンジンの始動性が良好になる。エンジンが停止する際には、リーク通路４５が開放されており、エンジン停止後に、デリバリパイプ内の燃料が加圧室２２側に向けて戻されていくことで、インジェクタから気筒内への燃料漏れが防止される。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば筒内直噴型エンジン等の内燃機関に適用され、燃料噴射弁（インジェクタ）に向けて高圧燃料を供給するための燃料ポンプに係る。

従来より、例えば筒内直噴型エンジンのようにインジェクタへ供給する燃料に高い圧力が要求されるエンジンにあっては、燃料タンクから送られてきた燃料を高圧燃料ポンプで加圧してインジェクタに向けて供給するようになっている。

具体的に、この種のエンジンにおける燃料供給システムの構成としては、下記の特許文献１や特許文献２にも開示されているように、燃料タンクから燃料を送り出すフィードポンプ、このフィードポンプによって送り出された燃料を加圧する高圧燃料ポンプを備えている。そして、この高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を、複数のインジェクタが接続されたデリバリパイプに貯留するようになっている。これにより、インジェクタの開弁動作に伴って、デリバリパイプに貯留されている高圧燃料が、その開弁されたインジェクタから燃焼室に向けて噴射されることになる。

また、この種のエンジンの燃料供給系に備えられる上記高圧燃料ポンプは、シリンダ内で往復移動するプランジャと、そのプランジャ及びシリンダによって区画形成される加圧室と、この加圧室の吐出側に配設された吐出弁（チェック弁）とを備えている。そして、シリンダ内でのプランジャの往復移動により加圧室の容積が変化し、この容積の拡大時には加圧室に燃料が吸入される一方、この容積の縮小時の所定タイミングで吐出弁が開放してデリバリパイプに向けて高圧燃料が圧送されるようになっている。

より具体的に、この高圧燃料ポンプには、加圧室とその吸入側の低圧燃料配管とを連通・遮断する電磁スピル弁が設けられており、加圧行程では、シリンダ内でのプランジャの移動により加圧室が縮小していく。そして、この加圧行程中において電磁スピル弁が開弁されている間は、加圧室から低圧燃料配管へ燃料が流出（フィードポンプ側へ流出）するため、加圧室内での加圧動作は行われない。これに対し、この加圧行程中に電磁スピル弁が閉弁されると、この加圧室内の圧力（燃料圧力）が上昇していき、この圧力が、吐出弁の弁体（以下、バルブ体という）を閉鎖方向に付勢しているコイルスプリングの付勢力とデリバリパイプ内の燃料圧力とを足し合わせた合力を上回ると吐出弁が開動作を開始し、電磁スピル弁の閉弁期間中にデリバリパイプに向けての燃料圧送が行われる。このように、加圧行程中における電磁スピル弁の閉弁期間を制御することによって、高圧燃料ポンプからデリバリパイプへの燃料圧送量が調整されるようになっている。

ところで、この種の高圧燃料ポンプを備えた燃料供給系にあっては、エンジンが停止された際、それまで上記高圧燃料ポンプによってデリバリパイプ内に向けて高圧燃料が圧送されていたために、このデリバリパイプ内圧が高圧状態となっている可能性が高い。そして、エンジン停止状態で、デリバリパイプ内圧が高圧状態のまま維持される状況では、このデリバリパイプ内圧が作用するインジェクタ内部空間の圧力とインジェクタの噴射口が臨む気筒の内圧との差が大きくなっていることなどが原因で、インジェクタの噴射口から気筒内に向けて燃料が漏れ出してしまう可能性がある。このような状況では、この気筒内に漏れ出した燃料の存在が、次回のエンジン始動に悪影響を及ぼしたり、エンジン始動初期時のＨＣ排出量の増大に繋がってしまうことが懸念される。

この点に鑑み、例えば下記の特許文献３では、上記加圧室の吐出側に配設された上記チェック弁に微小孔を形成しておき、エンジン停止後には、この微小孔から高圧燃料ポンプ側に燃料を徐々に戻していくことによってデリバリパイプ内圧を低下させ、これにより、上記インジェクタからの燃料漏れを防止するようにしている。
特開平８−２８４７８０号公報 特開２００１−３８３６号公報 特開２００６−９０２２２号公報

しかしながら、上述した特許文献３の構成では以下に述べる課題があった。

上述した如く特許文献３の構成では、エンジンの停止時にデリバリパイプ内圧を低下させることによりインジェクタからの燃料漏れを防止できるものの、その後のエンジン始動時にあっては、高圧燃料ポンプの吸入行程時等において、上記チェック弁の微小孔から燃料の逆流が発生する可能性がある。このため、エンジンの始動後、デリバリパイプ内圧を所定の燃料噴射圧力程度まで上昇させるのに要する時間が長くなってしまい、エンジンの始動性を悪化させてしまう可能性があった。

特に、アルコール燃料を使用する場合、アルコールの発熱量はガソリンよりも小さいために、インジェクタの燃料噴射１回当たりの噴射量はガソリンのみを燃料として使用する場合よりも多くなり、デリバリパイプ内圧の降下量も大きくなる。このため、ガソリンのみを燃料として使用する場合に比べて多くの燃料をデリバリパイプに供給する必要があるが、上記特許文献３の構成では、十分な量のアルコール燃料をデリバリパイプに供給するための時間を非常に長く要してしまう可能性があり、エンジンの始動性悪化が顕著に現れてしまうことになる。

加えて、上記特許文献３の構成では、高圧燃料ポンプの吸入行程時に、上記チェック弁の微小孔から比較的大量の燃料が高速度で逆流する可能性があり、この燃料にキャビテーション・エロージョン（高速度で流れる燃料中に生じる気泡の破裂に伴う衝撃力）が発生し、高圧燃料ポンプに悪影響を及ぼしてしまう可能性もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吐出側にチェック弁を備えた燃料ポンプに対し、エンジン停止後におけるインジェクタから気筒内に向けての燃料の漏れを防止可能としながらも、内燃機関の始動性を良好に確保できる構成を提供することにある。

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、燃料ポンプの吐出部に備えられた吐出弁（チェック弁）に対して、それをバイパスするリーク通路を備えさせ、このリーク通路の開口面積を可変とすることで、燃料ポンプを、リーク通路を備えないものとして機能させたり、リーク通路を利用して吐出側空間の燃料圧力を降下させる機能を有するものとして機能させたりすることができるようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、燃料を加圧する加圧室と、この加圧室の吐出側に配設され且つスプリングによって閉弁方向への付勢力が与えられたバルブ体を有する吐出弁とを備え、加圧室内の圧力が所定圧力以上に達した場合に上記スプリングの付勢力に抗してバルブ体が移動して加圧室から高圧燃料通路を介して燃料噴射弁に向けて燃料が圧送される構成とされた燃料ポンプを前提としている。この燃料ポンプに対し、上記吐出弁のバルブ体をバイパスして加圧室側と高圧燃料通路側とを連通可能とするリーク通路を設ける。また、リーク通路に、このリーク通路の開口面積を可変とする開口面積可変機構を設けている。

この特定事項により、開口面積可変機構によってリーク通路の開口面積を変化させ、例えば、リーク通路を閉鎖状態にしたり、開放状態にしたりするといった切り換え動作が可能になる。そして、例えば、内燃機関が駆動状態から停止状態となる際には、開口面積可変機構によってリーク通路を開放する（全開または所定開度で開放）。これにより、高圧燃料通路側（デリバリパイプを含む）の燃料は、リーク通路を経て燃料ポンプの加圧室側に向けて戻されていく。このため、高圧燃料通路側の燃料圧力は低下していき、その結果、燃料噴射弁から気筒内への燃料漏れが防止される。一方、例えば、内燃機関の始動時には、開口面積可変機構によってリーク通路を閉鎖する（全閉または所定の小開度とする）。これにより、燃料ポンプの吸入行程等において、高圧燃料通路側から燃料ポンプの加圧室側へのリーク通路による燃料戻りは殆ど発生することがない。このため、高圧燃料通路側の燃料圧力は急速に上昇していくことになり、この高圧燃料通路側の燃料圧力を所定の燃料噴射圧力まで上昇させるのに要する時間を短縮化できて、エンジンの始動性を良好に確保することが可能になる。特に、燃料噴射弁の燃料噴射１回当たりの噴射量がガソリン燃料の場合よりも多くなるアルコール燃料を使用する場合には、エンジンの始動性を大幅に改善することが可能である。このように、本発明によれば、内燃機関停止後の燃料噴射弁からの燃料漏れの防止と、内燃機関の始動性の改善とを両立することが可能である。

上記開口面積可変機構の具体的な構成としては以下のものが挙げられる。先ず、上記開口面積可変機構を、周辺温度に応じてリーク通路の開口面積を可変とするものとし、周辺温度が低温であるほどリーク通路の開口面積を小さくする構成としている。同様に、上記開口面積可変機構を、周辺温度に応じてリーク通路の開口面積を可変とするものとし、周辺温度が高温であるほどリーク通路の開口面積を大きくする構成としている。

この場合に、リーク通路の開口面積を変化させる機構として具体的には、周辺温度が高いほど体積が大きくなる膨張金属体と、この膨張金属体の膨張による押圧力を受けて移動し、リーク通路の開口面積を変更する弁体とを備えさせ、この弁体が、膨張金属体の膨張量が大きいほどリーク通路の開口面積を大きくする構成としている。

この場合の熱源としては、圧送された燃料が供給される内燃機関からの熱が挙げられる。つまり、開口面積可変機構は、内燃機関の温度を上記周辺温度とし、この温度に応じてリーク通路の開口面積を変化させるものである。

以上のように内燃機関からの熱を利用してリーク通路の開口面積を可変とすることにより、特別な駆動源（例えば電気等を使用する駆動源）を必要とすること無しに開口面積可変機構を作動させることができる。従って、簡素な構成で、エネルギ消費による燃料消費率の悪化を招くこと無しに上述した効果（内燃機関停止後の燃料噴射弁からの燃料漏れの防止と内燃機関の始動性の改善とを両立するといった効果）を奏することができる。

また、上記開口面積可変機構に電気ヒータを備えさせ、この電気ヒータから発せられる熱によって開口面積可変機構を作動させるようにした場合には、内燃機関の駆動状態に関わりなくリーク通路の開口面積を適切に設定することができ、上記効果を確実に得ることが可能になる。

この場合に、上記電気ヒータに加えて冷熱源を備えさせ、この冷熱源によって上記周辺温度を降下させることが可能な構成とすれば、電気ヒータによる加熱動作と冷熱源による冷却動作とを切り換えることで、リーク通路の開口面積の変化速度を高速化でき、応答性の高い開口面積切り換え動作を実現することができる。この冷熱源としては、例えば内燃機関の冷却水等が適用可能である。

また、開口面積可変機構の他の構成として、燃料中のアルコール濃度に応じてリーク通路の開口面積を可変とするものとし、燃料中のアルコール濃度が高いほどリーク通路の開口面積を小さくする構成としたものが挙げられる。

ガソリンのみを燃料として使用する場合に比べて、アルコールを混入した燃料の場合、アルコールの発熱量はガソリンよりも小さいために、燃料噴射弁の燃料噴射１回当たりの噴射量はガソリンのみを燃料として使用する場合よりも多くせねばならず、デリバリパイプ内圧の降下量も大きいため、ガソリンのみを燃料として使用する場合に比べて多くの燃料を燃料ポンプから吐出する必要がある。この点に鑑みて、本解決手段では、燃料中のアルコール濃度が高いほどリーク通路の開口面積を小さくし、高圧燃料通路側から燃料ポンプの加圧室側へのリーク通路による燃料戻りを発生させないようにして、高圧燃料通路側の燃料圧力の急速な上昇を可能にするものとしている。これにより、燃料中のアルコール濃度が比較的高い場合であっても、短時間のうちに高圧燃料通路側の燃料圧力を所定圧力（燃料噴射弁の必要吐出圧力）まで上昇させることができ、エンジンの始動性を大幅に改善することが可能になる。

更に、開口面積可変機構の他の構成として、以下の構成も挙げられる。先ず、開口面積可変機構に、リーク通路を開閉可能とする弁体と、この弁体に対してリーク通路を閉鎖する方向への付勢力を与える付勢手段とを備えさせる。そして、上記弁体の一方の面に、上記高圧燃料通路内の燃料圧力を上記付勢手段の付勢力とは反対方向に作用させ、他方の面に、上記加圧室内の燃料圧力及び上記付勢手段の付勢力を作用させる。そして、上記付勢手段の付勢力を、燃料の飽和蒸気圧よりも高く且つ燃料噴射弁から気筒内への燃料漏れが発生する高圧燃料通路内燃料圧力よりも低い範囲内の値に設定している。

この構成によれば、冷間始動時等の内燃機関の始動時には、弁体に対して開弁方向へ作用する圧力は燃料の飽和蒸気圧未満となっているので、上記付勢手段の付勢力により弁体は閉弁状態を維持することになる。一方、エンジン停止後などにおいて高圧燃料通路側の内圧が燃料噴射弁からの燃料漏れが発生する圧力に達していると、弁体に対して開弁方向へ作用する圧力も、この燃料漏れが発生する圧力を超えることになり、上記付勢手段の付勢力に抗して弁体は開弁状態となる。このようにして弁体の閉弁状態と開弁状態とが切り換えられるため、内燃機関の冷間始動時にはリーク通路が閉鎖状態となり、内燃機関の停止時にはリーク通路が開放状態となることで、内燃機関の始動性を改善することと、内燃機関停止後の燃料噴射弁からの燃料漏れを防止することとを両立できる。

また、この構成によれば、高圧燃料通路側の内圧が、燃料噴射弁からの燃料漏れが発生する圧力からある程度低下した時点で、付勢手段の付勢力によって弁体を閉弁状態にすることができる。つまり、高圧燃料通路側の内圧が必要以上に低下してしまうことがない。このため、高圧燃料通路側の内圧が低下しすぎることに起因する燃料中のベーパ発生を回避することができ、このベーパによって内燃機関の始動性が悪化してしまうといった状況を招くことがなくなる。

また、開口面積可変機構の他の構成として、以下の構成も挙げられる。先ず、開口面積可変機構に、リーク通路を開閉可能とする弁体と、この弁体に対してリーク通路を閉鎖する方向への付勢力を与える付勢手段とを備えさせる。そして、上記弁体がリーク通路を全閉とする位置からリーク通路を開放する方向に移動した際に、上記高圧燃料通路内の燃料圧力を弁体に作用させることで、この弁体を、リーク通路を開放する方向に向けて移動させる背圧通路を設けた構成としている。

この構成によれば、上記高圧燃料通路内の燃料圧力が高い状態では、この燃料圧力を利用してリーク通路の開放状態が維持されることになる。つまり、高圧燃料通路内の燃料圧力を弁体に対する背圧として使用することで、燃料噴射弁からの燃料漏れが発生しない圧力に高圧燃料通路内の燃料圧力が低下するまで、リーク通路の開放状態が維持される。そして、高圧燃料通路内の燃料圧力が低下し、上記付勢手段の付勢力が高圧燃料通路内の燃料圧力を上回った時点でリーク通路は閉鎖される。このため、高圧燃料通路内の燃料圧力が必要以上に低下してしまうことがなく、高圧燃料通路側の内圧が低下しすぎることに起因するベーパ発生を回避することができ、このベーパによって内燃機関の始動性が悪化してしまうといった状況を招くことがなくなる。

また、この場合に、上記開口面積可変機構に、リーク通路を開放する方向へ弁体を移動させるための駆動源を備えさせた場合、この駆動源（例えば電磁ソレノイド）の駆動によって弁体を、リーク通路を開放する方向に僅かに移動させると、上記高圧燃料通路内の燃料圧力が弁体に対する背圧として使用可能な状態となる。このため、駆動源の作動期間は非常に短くて済み、弁体を移動させるためのエネルギも僅かで済むことになる。

本発明では、燃料ポンプの吐出部に備えられた吐出弁に対して、それをバイパスするリーク通路を備えさせ、このリーク通路の開口面積を可変とすることで、燃料ポンプを、リーク通路を備えないものとして機能させたり、リーク通路を利用して吐出側空間の燃料圧力を降下させる機能を有するものとして機能させたりすることができるようにしている。このため、内燃機関停止後にリーク通路を利用して燃料噴射弁からの燃料漏れを防止させることができ、また、内燃機関の始動時にリーク通路を閉鎖することで始動性の改善を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車に搭載された筒内直噴型多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジンにおける燃料供給システムに本発明を適用した場合について説明する。

−燃料供給システム−
図１は本実施形態における燃料供給システム１００の構造を模式的に示す図である。この図１に示すように、燃料供給システム１００は、燃料タンク１０１から燃料を送り出すフィードポンプ１０２と、そのフィードポンプ１０２によって送り出された燃料を加圧して各気筒（４気筒）のインジェクタ（燃料噴射弁）４，４，…に向けて吐出する高圧燃料ポンプ１とを備えている。

上記高圧燃料ポンプ１の概略構成としては（具体構成については、後で図３を用いて説明する）、シリンダ２１、プランジャ２３、加圧室２２及び電磁スピル弁３０を備えている。プランジャ２３は、エンジンの排気カムシャフト１１０に取り付けられた駆動カム１１１の回転によって駆動され、シリンダ２１内を往復移動する。このプランジャ２３の往復移動により加圧室２２の容積が拡大または縮小する。本実施形態では、排気カムシャフト１１０の回転軸回りに１８０°の角度間隔をもって２つのカム山（カムノーズ）１１２，１１２が駆動カム１１１に形成されている。そして、このカムノーズ１１２，１１２によってプランジャ２３が押し上げられて、このプランジャ２３がシリンダ２１内で移動するようになっている。尚、本実施形態に係るエンジンは４気筒型であるため、エンジンの１サイクル中、つまりクランクシャフトが２回転する間に、気筒毎に設けられたインジェクタ４から各１回ずつ、合計４回の燃料噴射が行われることになる。また、このエンジンでは、クランクシャフトが２回転する度に排気カムシャフト１１０は１回転する。よって、インジェクタ４からの燃料噴射は４回ずつ、高圧燃料ポンプ１からの吐出動作は２回ずつ、エンジンの１サイクル毎に行われるようになっている。

上記加圧室２２はプランジャ２３及びシリンダ２１によって区画されている。この加圧室２２は、低圧燃料配管１０４を介してフィードポンプ１０２に連通しており、また、高圧燃料配管１０５を介してデリバリパイプ（蓄圧容器）１０６内に連通している。

このデリバリパイプ１０６には、上記インジェクタ４，４，…が接続されていると共に、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力（実燃圧）を検出する燃圧センサ１６１が配設されている。また、このデリバリパイプ１０６には、リリーフバルブ１７１を介してリターン配管１７２が接続されている。このリリーフバルブ１７１は、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力が所定圧（例えば１３ＭＰａ）を越えたときに開弁する。この開弁により、デリバリパイプ１０６に蓄えられた燃料の一部を、リターン配管１７２を介して燃料タンク１０１に戻すようになっている。これにより、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力の過上昇が防止される。また、上記リターン配管１７２と高圧燃料ポンプ１とは、燃料排出配管１０８（図１では破線で示している）によって接続されており、プランジャ２３とシリンダ２１との間隙から漏出した燃料がシールユニット５の上部の燃料収容室６に蓄積され、その後、この燃料収容室６に接続された上記燃料排出配管１０８に戻されるようになっている。

尚、低圧燃料配管１０４には、フィルタ１４１及びプレッシャレギュレータ１４２が設けられている。このプレッシャレギュレータ１４２は、低圧燃料配管１０４内の燃料圧力が所定圧（例えば０．４ＭＰａ）を越えたときに低圧燃料配管１０４内の燃料を燃料タンク１０１に戻すことによって、この低圧燃料配管１０４内の燃料圧力を所定圧以下に維持している。また、低圧燃料配管１０４には、パルセーションダンパ７が備えられており、このパルセーションダンパ７によって高圧燃料ポンプ１の作動時における低圧燃料配管１０４内の燃圧脈動が抑制されるようになっている。

上記高圧燃料ポンプ１には、低圧燃料配管１０４と加圧室２２との間を連通または遮断するための上記電磁スピル弁３０が設けられている。この電磁スピル弁３０は、電磁ソレノイド３１を備えており、その電磁ソレノイド３１への通電を制御することにより開閉動作する。電磁スピル弁３０は、電磁ソレノイド３１への通電が停止されているときにはコイルスプリング３７の付勢力によって開弁する。以下、この電磁スピル弁３０の開閉動作について図２を参照しながら説明する。

先ず、電磁ソレノイド３１に対する通電が停止された状態のときには、電磁スピル弁３０がコイルスプリング３７の付勢力によって開弁し、低圧燃料配管１０４と加圧室２２とが連通した状態になる。この状態において、加圧室２２の容積が増大する方向にプランジャ２３が移動するとき（吸入行程）には、フィードポンプ１０２から送り出された燃料が低圧燃料配管１０４を経て加圧室２２内に吸入される。

一方、加圧室２２の容積が収縮する方向にプランジャ２３が移動するとき（加圧行程）において、電磁ソレノイド３１への通電により電磁スピル弁３０がコイルスプリング３７の付勢力に抗して閉弁すると、低圧燃料配管１０４と加圧室２２との間が遮断され、加圧室２２内の燃料圧力が所定値に達した時点でチェック弁（吐出弁）４０が開放して、高圧の燃料が、高圧燃料通路を構成する高圧燃料配管１０５を通じてデリバリパイプ１０６に向けて吐出される。

そして、高圧燃料ポンプ１における燃料吐出量の調整は、加圧行程での電磁スピル弁３０の閉弁期間を制御することによって行われる。即ち、電磁スピル弁３０の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加し、電磁スピル弁３０の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少するようになる。このように、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量を調整することにより、デリバリパイプ１０６内の燃料圧力が制御される。

ここで、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量（電磁スピル弁３０の閉弁開始時期）を制御するための制御量であるポンプデューティＤＴについて説明する。

このポンプデューティＤＴは、０〜１００％という値の間で変化するものであって、電磁スピル弁３０の閉弁期間に対応する排気カムシャフト１１０の駆動カム１１１のカム角度に関係した値である。

具体的には、駆動カム１１１のカム角度に関して、図２に示すように、電磁スピル弁３０の最大閉弁期間に対応したカム角度（最大カム角度）をθ₀とし、その最大閉弁期間の目標燃圧に対応するカム角度（目標カム角度）をθとすると、ポンプデューティＤＴは、最大カム角度θ₀に対する目標カム角度θの割合（ＤＴ＝θ／θ₀）で表される。従って、ポンプデューティＤＴは、目標とする電磁スピル弁３０の閉弁期間（閉弁開始時期）が最大閉弁期間に近づくほど１００％に近い値となり、目標とする閉弁期間が「０」に近づくほど０％に近い値となる。

そして、ポンプデューティＤＴが１００％に近づくほど、ポンプデューティＤＴに基づいて調整される電磁スピル弁３０の閉弁開始時期は早められ、電磁スピル弁３０の閉弁期間は長くなる。その結果、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量が増加して実燃圧が上昇するようになる。また、ポンプデューティＤＴが０％に近づくほど、ポンプデューティＤＴに基づいて調整される電磁スピル弁３０の閉弁開始時期は遅らされ、電磁スピル弁３０の閉弁期間は短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ１の燃料吐出量が減少して実燃圧が低下するようになる。尚、上記ポンプデューティＤＴの算出手順の詳細についてはここでは説明を省略する。

−高圧燃料ポンプ１の具体構成−
次に、上記高圧燃料ポンプ１の具体構成について図３を用いて説明する。図３は高圧燃料ポンプ１の縦断面図である。この図３に示すように、本実施形態の高圧燃料ポンプ１は、ハウジング１０内に、ポンプ部２０、上記電磁スピル弁３０及びチェック弁４０を備えた構成となっている。

上記ポンプ部２０は、シリンダ２１、加圧室２２、プランジャ２３、リフタ２４及びリフタガイド２５を備えている。シリンダ２１はハウジング１０の中央部に形成され、その先端側（図３における上端側）に加圧室２２が形成される。プランジャ２３は円柱状であって、シリンダ２１内にその軸線方向の摺動が可能に挿入されている。リフタ２４は有底円筒状に形成されており、その内部に、プランジャ２３の基端部、後述するリテーナ２６及びコイルスプリング２７等が収容される。リフタガイド２５はハウジング１０の下側に取り付けられた円筒状の部材であって、その内部に上記リフタ２４が軸線方向へ摺動可能に収納されている。

上記プランジャ２３の基端部にはリテーナ２６が係合されている。具体的には、プランジャ２３の基端部に小径部２３ａが設けられており、リテーナ２６にはこの小径部２３ａの外径寸法に略一致する幅を有する溝２６ａが形成されていて、この溝２６ａに小径部２３ａが嵌め込まれることによってプランジャ２３の基端部がリテーナ２６に往復移動一体に係合されている。そして、リフタガイド２５の上部にはスプリングシート部材２５ａが嵌め込まれており、このスプリングシート部材２５ａの下面とリテーナ２６との間にコイルスプリング２７が圧縮状態で配置されている。つまり、このコイルスプリング２７により、プランジャ２３に対して下方への付勢力が付与されていると共に、リフタ２４が駆動カム１１１に向けて付勢されている。尚、駆動カム１１１の外周面の中心位置（駆動カム１１１の回転軸方向の中心位置）とリフタ２４の下面の中心点とは駆動カム１１１の回転軸方向に沿ってずらされ（偏心され）ており、これら両者は所謂オフセット配置されている。また、このオフセットの方向としては、駆動カム１１１の外周面とリフタ２４の下面との間の摩擦力を利用してリフタ２４が平面視において時計回り方向に回転するようにされている。

上記電磁スピル弁３０は加圧室２２に対向して配設され、上記電磁ソレノイド３１、ボビン３２、コア３３、アーマチャ３４、ポペット弁３５及びシート体３６を備えている。電磁ソレノイド３１はボビン３２にリング状に巻装されたコイルで成り、コア３３はボビン３２の中心貫通孔に嵌合固定されている。アーマチャ３４はポペット弁３５の一端に固定された状態で、その一部がコア３３と同軸上でボビン３２の中心貫通孔に進入可能に配置されている。コア３３及びアーマチャ３４の各対向面には凹部がそれぞれ形成されており、それら凹部間にはコイルスプリング３７が圧縮状態で収容されている。そして、このコイルスプリング３７により、アーマチャ３４が加圧室２２側に向かって付勢されている。

上記ポペット弁３５はシート体３６内の貫通孔に摺動可能に挿入され、その下端部には円板状の弁体３５ａが形成されている。そして、電磁ソレノイド３１の非通電時には、コイルスプリング３７の付勢力により、弁体３５ａがシート体３６のシート部３６ａから離間されて、電磁スピル弁３０は開弁状態となる。一方、図示しない電子制御装置から端子３８を介して電磁ソレノイド３１に通電されると、コア３３、アーマチャ３４及び電磁スピル弁３０全体を支持する支持部材３９により磁気回路が形成され、コイルスプリング３７の付勢力に抗して、アーマチャ３４がコア３３側に移動する。これにより、ポペット弁３５が加圧室２２と反対側に移動し、その弁体３５ａがシート体３６のシート部３６ａに当接して、電磁スピル弁３０は閉弁状態となる（図３に示す状態）。

一方、電磁スピル弁３０が開弁状態にあるときには、シート体３６に形成された複数の供給通路３６ｂと加圧室２２との間で燃料が流通可能となっている。

上記ハウジング１０には、内部空間が上記供給通路３６ｂに連通する吸入管部材１１が取り付けられている。そして、電磁スピル弁３０の開弁状態で、プランジャ２３が下降するとき、フィードポンプ１０２の作動により燃料タンク１０１から汲み上げられた低圧燃料が、フィルタ１４１、プレッシャレギュレータ１４２、パルセーションダンパ７、吸入管部材１１及び供給通路３６ｂを経て加圧室２２に吸入されるようになっている。

上記シリンダ２１の先端側に形成された加圧室２２は、シリンダ２１の内周面よりも大径に形成されている。そして、プランジャ２３は電磁スピル弁３０の閉タイミング前に加圧室２２に進入し、電磁スピル弁３０が閉弁した後にプランジャ２３が上死点に到達するようになっている。また、プランジャ２３の先端部が加圧室２２内に進入した状態で、加圧室２２の内周面とプランジャ２３の外周面との間に隙間が形成されるようになっている。ハウジング１０には燃料吐出通路１２が形成されており、加圧室２２がこの燃料吐出通路１２を介してチェック弁４０に連通するようになっている。

上記チェック弁４０は、燃料吐出通路１２に接続されたケーシング４１と、バルブ体（弁体）４２と、このバルブ体４２に閉弁方向への付勢力を与えるコイルスプリング４３とを備えている。

上記ケーシング４１の内部に形成されている燃料流路４４の内面形状として、図４にも示すように、上記コイルスプリング４３の取り付け座となるスプリングベース部４４ａと、上記バルブ体４２の閉弁時にバルブ体４２の先端面が当接するバルブシート部４４ｂとを備えている。スプリングベース部４４ａは、バルブ体４２の配設位置よりも高圧燃料配管１０５側（図４における右側）において燃料流路４４の内面からフランジ状に突出されて形成されている。バルブシート部４４ｂは、バルブ体４２の配設位置よりも加圧室２２側（図４における左側）の流路径がバルブ体４２の先端面の外径寸法よりも小さく設定されることで、バルブ体４２の先端面の当接が可能に形成されている。そして、上記コイルスプリング４３は、スプリングベース部４４ａとバルブ体４２との間に圧縮状態で挿入されており、これにより、バルブ体４２に対して閉弁方向（バルブ体４２の先端面がバルブシート部４４ｂに当接する方向）への付勢力を与えている。

そして、加圧室２２内から燃料吐出通路１２を介して圧送される燃料の圧力が所定値を超えたとき、バルブ体４２がコイルスプリング４３の付勢力に抗してバルブシート部４４ｂから離間する位置に移動する。これにより、チェック弁４０が開弁状態になって、燃料吐出通路１２から圧送される高圧燃料が、燃料流路４４及び高圧燃料配管１０５を経てデリバリパイプ１０６に供給されるようになっている。

本実施形態の特徴は、上記チェック弁４０の燃料流路４４に対して並列にリーク通路４５が形成されており、このリーク通路４５の開口面積を変化させるための手段としてリークバルブ機構（開口面積可変機構）４６が備えられている点にある。

以下、上記リーク通路４５及びリークバルブ機構４６についての複数の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
先ず、第１実施形態について説明する。

図４は、本実施形態におけるチェック弁４０及びリーク通路４５の周辺部を模式的に示した断面図である。この図４に示すように、リーク通路４５は、バルブ体４２の下側に形成されており、このバルブ体４２をバイパスするように、上記燃料流路４４におけるバルブ体４２よりも上流側（加圧室２２側）の空間とバルブ体４２よりも下流側（高圧燃料配管１０５側）の空間とを連通させるものである。

このリーク通路４５の具体的な構成としては、上記バルブ体４２の上流側空間の下端部から鉛直下方に延びる第１通路部４５ａと、この第１通路部４５ａの下端から上記燃料流路４４の延長方向に沿って水平方向に延びる第２通路部４５ｂと、この第２通路部４５ｂの先端（高圧燃料配管１０５側の先端）から鉛直上方に延びて上記バルブ体４２の下流側空間に連通する第３通路部４５ｃとを備えている。また、このリーク通路４５の開口面積（リーク通路４５の延長方向に対して直交する方向の断面における開口面積）は、バルブ体４２よりも上流側の燃料流路４４の開口面積の約１／１０程度に設定されている。この値はこれに限定されるものではなく、任意に設定可能である。

また、上記第１通路部４５ａの下側半分は内部空間が拡大されており、この拡大部分は、後述するリークバルブ機構４６の弁体４６ａを収容可能な弁体収容室４５ｄとして形成されている。また、第２通路部４５ｂの底面のうち上記弁体収容室４５ｄに対向する部分には凹陥部４５ｅが形成されている。この凹陥部４５ｅは、後述する膨張金属体４６ｂ及び上記弁体４６ａを収容するための空間として利用される。

上記リークバルブ機構４６は、上記弁体４６ａ、この弁体４６ａを移動させるための膨張金属体４６ｂを備えている。膨張金属体４６ｂは、例えばアルミニウム製であって、上記第２通路部４５ｂの底面に形成されている上記凹陥部４５ｅの底部に収容されている。例えば上記凹陥部４５ｅが直方体形状の凹部で形成されている場合には、膨張金属体４６ｂも、その形状に略合致した直方体形状とされる。また、上記凹陥部４５ｅが円柱形状の凹部で形成されている場合には、膨張金属体４６ｂも、その形状に略合致した円柱形状とされる。

一方、上記弁体４６ａは、例えば偏平な円板形状の金属製板材の中央部に水平方向に延びる貫通孔４６ｃが形成された構成となっており、その下側部分が上記凹陥部４５ｅに収容されている。また、上記貫通孔４６ｃの外周側部分の幅寸法（図４における上下方向の寸法）は、上記第２通路部４５ｂの高さ寸法に略一致またはこの第２通路部４５ｂの高さ寸法よりも僅かに大きく設定されている。そして、この弁体４６ａの下端面は上記膨張金属体４６ｂの上端面に当接している。つまり、凹陥部４５ｅには、その底部に膨張金属体４６ｂが収容されており、その上側に弁体４６ａが配設された構成となっている。上記膨張金属体４６ｂは温度に応じて膨張・収縮する。

尚、上記弁体４６ａに形成されている貫通孔４６ｃの開口形状としては、上記リーク通路４５の第２通路部４５ｂの開口形状（第２通路部４５ｂの延長方向に対して直交する方向の断面における開口形状）に略合致している。例えば、第２通路部４５ｂの開口形状が円形である場合には貫通孔４６ｃの開口形状も同様の円形となっている。

このような構成であるため、膨張金属体４６ｂが比較的低温度（例えば常温）である場合には、図４（ａ）に示すように、この膨張金属体４６ｂの体積は小さく、上記弁体４６ａの大部分が凹陥部４５ｅに収容されている。この状態では、弁体４６ａの外周縁部分、つまり上記貫通孔４６ｃが形成されていない部分が第２通路部４５ｂに対面することになり、この第２通路部４５ｂを閉鎖する。これにより、リーク通路４５が閉鎖状態となる。

一方、膨張金属体４６ｂが比較的高温度（例えば１００℃）となった場合には、図４（ｂ）に示すように、この膨張金属体４６ｂは膨張して体積が大きくなっており、上記弁体４６ａを上方へ押し上げることで弁体４６ａの下端部のみが凹陥部４５ｅに収容されている。この状態では、弁体４６ａに形成されている上記貫通孔４６ｃが第２通路部４５ｂに対面することになり、この第２通路部４５ｂを開放する。これにより、リーク通路４５が開放状態となる。また、この状態では、弁体４６ａの上端部分は上記第１通路部４５ａの下側半分に形成されている上記弁体収容室４５ｄに収容されることになる。

以上のように、膨張金属体４６ｂの温度変化に伴う体積変化により弁体４６ａの位置が変化し、これによって第２通路部４５ｂの通路面積（開口面積）が変化する構成となっている。

次に、エンジンの駆動状態に応じた上記リークバルブ機構４６の動作について説明する。

先ず、エンジンの冷間始動時にあっては、膨張金属体４６ｂの周囲の温度も比較的低く（外気温相当に）なっている。このため、図４（ａ）に示すように、膨張金属体４６ｂの体積は小さくなっており、弁体４６ａの外周縁部分、つまり上記貫通孔４６ｃが形成されていない部分が第２通路部４５ｂに対面することになり、この第２通路部４５ｂを閉鎖する。これにより、リーク通路４５が閉鎖状態となっている。

この状態で、エンジンの始動と共に高圧燃料ポンプ１が起動して加圧室２２内で燃料を加圧し、この加圧室２２内から燃料吐出通路１２を介して圧送される燃料の圧力が所定値を超えたとき、バルブ体４２がコイルスプリング４３の付勢力に抗してバルブシート部４４ｂから離間する位置に移動する。これにより、チェック弁４０が開弁状態になって、燃料吐出通路１２から圧送される高圧燃料が、燃料流路４４及び高圧燃料配管１０５を経てデリバリパイプ１０６に供給される。この際、上述した如く、リーク通路４５は閉鎖状態であるため、例えば高圧燃料ポンプ１の吸入行程において、高圧燃料配管１０５内の燃料がリーク通路４５を経て加圧室２２内に流れ込むといった状況は生じず、加圧室２２で加圧された燃料の略全量がデリバリパイプ１０６に供給されることになり、このデリバリパイプ１０６の内圧は急速に上昇していく。このため、デリバリパイプ１０６の内圧を所定の燃料噴射圧力（例えば上記１３ＭＰａ）程度まで上昇させるのに要する時間を短縮化でき、エンジンの始動性を良好に確保することができる。

特に、インジェクタ４の燃料噴射１回当たりの噴射量がガソリンのみを燃料とする場合よりも多くなるアルコール燃料を使用する場合には、エンジンの始動性を大幅に改善することができる。

一方、エンジンが駆動状態から停止状態となる場合にあっては、エンジンからの発熱量によって、既に膨張金属体４６ｂの周囲の温度は高く（例えば１００℃程度に）なっている。このため、図４（ｂ）に示すように、この膨張金属体４６ｂは膨張して体積が大きくなっており、上記弁体４６ａを上方へ押し上げることで、弁体４６ａに形成されている上記貫通孔４６ｃが第２通路部４５ｂに対面することになり、この第２通路部４５ｂを開放する。これにより、リーク通路４５が開放状態となっている。

この状態でエンジンが停止すると、デリバリパイプ１０６内の燃料は、高圧燃料配管１０５及びリーク通路４５を経て高圧燃料ポンプ１の加圧室２２に向けて徐々に戻されていく。このため、デリバリパイプ１０６の内圧は低下していき、その結果、上記インジェクタ４，４，…から気筒内への燃料漏れが防止される。これにより、気筒内に漏れ出した燃料の存在が、次回のエンジン始動に悪影響を及ぼしたり、エンジン始動初期時におけるＨＣ排出量を増大させてしまうといったことを回避できる。

このようにしてインジェクタ４，４，…から気筒内への燃料漏れを防止している状態から、エンジンの温度が低下していくと、再び、膨張金属体４６ｂの周囲の温度が比較的低くなり、図４（ａ）に示すように、リーク通路４５が閉鎖状態となる。従って、次回の冷間始動時にあっては、上述した冷間始動時の場合と同様に、リーク通路４５が閉鎖された状態で行われるため、高圧燃料ポンプ１の吸入行程において、高圧燃料配管１０５内の燃料がリーク通路４５を経て加圧室２２内に流れ込むといった状況は生じず、デリバリパイプ１０６の内圧は急速に上昇していくことになって、エンジンの始動性を良好に確保することができる。

以上のように、本実施形態によれば、エンジンの冷間始動時にはリーク通路４５が閉鎖状態となり、エンジンの停止時にはリーク通路４５が開放状態となっていることで、エンジンの始動性を改善することと、エンジン停止後のインジェクタ４，４，…からの燃料漏れを防止することとを両立できる。

（第１実施形態の変形例１）
次に、上述した第１実施形態の変形例１について説明する。本変形例は、リークバルブ機構４６の構成が上述した第１実施形態のものと異なっており、その他の構成及び動作は上記第１実施形態のものと同様である。従って、ここでは第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図５は、本変形例におけるチェック弁４０及びリーク通路４５の周辺部を模式的に示した断面図である。この図５に示すように、本変形例のものでは、上記弁体収容室４５ｄの大きさを上記第１実施形態のものよりも大きく設定している。具体的には、弁体収容室４５ｄにおける上記弁体４６ａの移動方向に沿う方向（図中の上下方向）の長さ寸法を長く設定している。

そして、この弁体収容室４５ｄの上面（弁体４６ａに対向する面）と上記弁体４６ａとの間にコイルスプリング４６ｄを圧縮状態で介在させている。つまり、このコイルスプリング４６ｄによって弁体４６ａに対して下向きの付勢力を付与し、膨張金属体４６ｂが膨張していない状態（図５（ａ）に示す状態）では、このコイルスプリング４６ｄの付勢力によって、弁体４６ａを、第２通路部４５ｂを閉鎖する位置まで強制的に移動させることでリーク通路４５の閉鎖状態が確実に得られるようにしている。これにより、弁体４６ａの作動位置を適切に得ることができ、リーク通路４５の開閉動作の信頼を十分に確保することができる構成となっている。尚、図５（ｂ）は膨張金属体４６ｂが膨張し、弁体４６ａがコイルスプリング４６ｄの付勢力に抗して上方へ移動することで第２通路部４５ｂを開放した状態を示している。

（第１実施形態の変形例２）
次に、上述した第１実施形態の変形例２について説明する。本変形例も、リークバルブ機構４６の構成が上述した第１実施形態のものと異なっており、その他の構成及び動作は上記第１実施形態のものと同様である。従って、ここでも第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図６は、本変形例におけるチェック弁４０及びリーク通路４５の周辺部を模式的に示した断面図である。この図６に示すように、本変形例のものにあっても、上述した変形例１の場合と同様に、弁体収容室４５ｄの上面と上記弁体４６ａとの間にコイルスプリング４６ｄを圧縮状態で介在させ、これにより、リーク通路４５の開閉動作の信頼を十分に確保することができる構成となっている。

それに加えて、本変形例では、上記膨張金属体４６ｂに代えて、形状記憶金属で成るコイルスプリング４６ｅを適用し、このコイルスプリング４６ｅを凹陥部４５ｅに収容した構成となっている。この形状記憶金属は、高温度になるほどコイルスプリング４６ｅの軸方向の長さ寸法が長くなるように形状記憶されている。

このため、この形状記憶金属で成るコイルスプリング４６ｅが比較的低温度（例えば常温）である場合には、図６（ａ）に示すように、コイルスプリング４６ｅの軸方向の長さは短くなっており、上記弁体４６ａにより第２通路部４５ｂは閉鎖される。つまり、リーク通路４５は閉鎖状態となる。

一方、コイルスプリング４６ｅが比較的高温度（例えば１００℃）となった場合には、図６（ｂ）に示すように、このコイルスプリング４６ｅの軸方向の長さは長くなり、上記弁体４６ａが上方へ移動して、上記貫通孔４６ｃが第２通路部４５ｂに対面することになり、この第２通路部４５ｂを開放する。つまり、リーク通路４５が開放状態となる。

このようにして本変形例においても、上記第１実施形態の場合と同様に、エンジンの冷間始動時にはリーク通路４５が閉鎖状態となり、エンジンの停止時にはリーク通路４５が開放状態となっていることで、エンジンの始動性を改善することと、エンジン停止後のインジェクタ４，４，…からの燃料漏れを防止することとを両立できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態も、リークバルブ機構４６が上述した第１実施形態のものと異なっており、その他の構成及び動作は上記第１実施形態のものと同様である。従って、ここでも第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図７は、本実施形態におけるチェック弁４０及びリーク通路４５の周辺部を模式的に示した断面図である。この図７に示すように、本実施形態では、リークバルブ機構４６として、上記第１通路部４５ａに収容された弁体４７ａ、この弁体４７ａを第２通路部４５ｂに向けて付勢するコイルスプリング４７ｂを備えている。上記弁体４７ａの形状としては、第２通路部４５ｂの開口形状よりも大きく設定されており、コイルスプリング４７ｂの付勢力によって弁体４７ａが第２通路部４５ｂの開口端面に向けて前進した状態では、この開口端面に当接することで、第２通路部４５ｂを閉鎖状態とする構成となっている（図７（ｂ）参照）。

そして、本実施形態の特徴は、上記コイルスプリング４７ｂのバネ定数が所定の値に設定されている点にある。具体的に、このバネ定数は、燃料の飽和蒸気圧よりも高く且つインジェクタ４の油密要求燃圧よりも低い範囲内のバネ力が得られる値に設定されている。ここでいうインジェクタ４の油密要求燃圧とは、上記インジェクタ４から気筒内への燃料漏れが発生するデリバリパイプ１０６の内部圧力の下限値である。言い換えると、この燃料漏れを生じさせないために許容されるデリバリパイプ１０６内圧の上限値を超えた値である。

このようにコイルスプリングのバネ力が設定されているため、冷間始動時等のエンジン始動時には、弁体４７ａに対して開弁方向へ作用する圧力は燃料の飽和蒸気圧未満であるので、上記コイルスプリング４７ｂの付勢力により弁体４７ａは閉弁状態を維持することになる（図７（ｂ）参照）。

一方、エンジン停止後などにおいてデリバリパイプ１０６の内圧がインジェクタ４の油密要求燃圧に達していると、弁体４７ａに対して開弁方向へ作用する圧力も油密要求燃圧を超えることになり、上記コイルスプリング４７ｂの付勢力に抗して弁体４７ａは開弁状態となる（図７（ａ）参照）。

このようにして弁体４７ａの閉弁状態と開弁状態とが切り換えられるため、本実施形態においても上記第１実施形態の場合と同様に、エンジンの冷間始動時にはリーク通路４５が閉鎖状態となり、エンジンの停止時にはリーク通路４５が開放状態となることで、エンジンの始動性を改善することと、エンジン停止後のインジェクタ４，４，…からの燃料漏れを防止することとを両立できる。

また、本実施形態の場合には、デリバリパイプ１０６の内圧がインジェクタ４の油密要求燃圧からある程度低下した時点で弁体４７ａをコイルスプリング４７ｂの付勢力によって閉弁状態にすることができる。つまり、デリバリパイプ１０６の内圧がコイルスプリング４７ｂの付勢力よりも低くなった時点で弁体４７ａを閉弁状態にすることができるので、デリバリパイプ１０６の内圧が必要以上に低下してしまうことがない。このため、デリバリパイプ１０６の内圧が低下しすぎることに起因するデリバリパイプ１０６内でのベーパ発生を回避することができ、このベーパによってエンジンの始動性が悪化してしまうといった状況を招くことがなくなる。つまり、デリバリパイプ１０６内でベーパが発生すると、高圧燃料ポンプ１から供給されてくる燃料によってベーパが押し潰される状況にならねばデリバリパイプ１０６の内圧を十分に高めることができないので、エンジンの始動性を悪化させてしまうことになるが、本実施形態では、このベーパ発生を回避することができるため、エンジンの始動性を良好に確保できる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態も、リークバルブ機構４６が上述した第１実施形態のものと異なっており、その他の構成及び動作は上記第１実施形態のものと同様である。従って、ここでも第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

図８は、本実施形態におけるチェック弁４０及びリーク通路４５の周辺部を模式的に示した断面図である。上述した第１実施形態のものでは、エンジンからの発熱を利用して膨張金属体４６ｂを膨張させるようにしていた。本実施形態は、それに代えて、図８に示すように、膨張金属体４６ｂの近傍に電気ヒータ４８を配設し、この電気ヒータ４８への通電／非通電を切り換えることによって膨張金属体４６ｂを体積変化させて、リーク通路４５の開口面積を閉鎖状態と開放状態との間で変化させるように構成されている。上記電気ヒータ４８を配設形態としては、チェック弁４０のケーシング４１に埋め込むようにしてもよいし、ケーシング４１の外面に取り付けるようにしてもよい。

そして、エンジンの冷間始動時には、電気ヒータ４８を非通電状態にし、図８（ａ）に示すように膨張金属体４６ｂを膨張させないことで上記弁体４６ａにより第２通路部４５ｂを閉鎖させる。つまり、リーク通路４５を閉鎖状態とする。

一方、エンジン停止時には、電気ヒータ４８を通電状態にし、図８（ｂ）に示すように膨張金属体４６ｂを膨張させて上記弁体４６ａの貫通孔４６ｃにより第２通路部４５ｂを開放させる。つまり、リーク通路４５を開放状態とする。

このようにして電気ヒータ４８への通電／非通電を切り換えることにより、本実施形態においても、上記第１実施形態の場合と同様に、エンジンの冷間始動時にはリーク通路４５が閉鎖状態となり、エンジンの停止時にはリーク通路４５が開放状態となることで、エンジンの始動性を改善することと、エンジン停止後のインジェクタ４，４，…からの燃料漏れを防止することとを両立できる。

尚、本実施形態の場合、上記膨張金属体４６ｂがエンジンからの熱を受けて体積変化してしまいリーク通路４５に適正な開放状態を得ることができなくなることを考慮し、チェック弁４０の外周囲を断熱材で覆うなどの構成を適用することが好ましい。

（第３実施形態の変形例）
次に、上述した第３実施形態の変形例について説明する。本変形例は、リークバルブ機構４６が上述した第３実施形態のものと異なっており、その他の構成及び動作は上記第３実施形態のものと同様である。従って、ここでは第３実施形態との相違点についてのみ説明する。

図９は、本変形例におけるチェック弁４０及びリーク通路４５の周辺部を模式的に示した断面図である。この図９に示すように、本変形例のものでは、上記弁体収容室４５ｄの大きさを上記第３実施形態のものよりも大きく設定している。具体的には、弁体収容室４５ｄにおける上記弁体４６ａの移動方向に沿う方向（図中の上下方向）の長さ寸法を長く設定している。

そして、この弁体収容室４５ｄの上面と上記弁体４６ａとの間にコイルスプリング４６ｄを圧縮状態で介在させている。つまり、このコイルスプリング４６ｄによって弁体４６ａに対して下向きの付勢力を付与し、電気ヒータ４８を非通電状態にすることで膨張金属体４６ｂを膨張させない状態では、このコイルスプリング４６ｄの付勢力によって、弁体４６ａを、第２通路部４５ｂを閉鎖する位置まで強制的に移動させることでリーク通路４５の閉鎖状態が確実に得られるようにしている。このため、弁体４６ａの作動位置を適切に得ることができ、リーク通路４５の開閉動作の信頼を十分に確保することができる構成となっている。

尚、上述した第３実施形態及びその変形例では、膨張金属体４６ｂを加熱するための手段（上記電気ヒータ４８）のみを備えさせていたが、膨張金属体４６ｂを冷却するための手段（冷熱源）も備えさせることが好ましい。具体的には、エンジン冷却水を膨張金属体４６ｂの近傍に流通させるための冷却水路をチェック弁４０のケーシング４１内に形成し、この冷却水路に開閉弁を備えさせる。そして、この開閉弁を開放することでエンジン冷却水によって膨張金属体４６ｂを冷却し、膨張金属体４６ｂの体積を縮小させる構成が挙げられる。また、上記冷却水に代えて、専用の冷媒を膨張金属体４６ｂの近傍に流通させることで膨張金属体４６ｂを冷却するようにしてもよい。

また、ガソリンのみを燃料として使用する場合と、アルコールが混合された燃料を使用する場合とで、上記電気ヒータ４８への通電／非通電を切り換えるタイミング等を異ならせるようにしてもよい。具体的に、燃料中のアルコール濃度が高いほど、電気ヒータ４８への通電期間を短くしたり、通電電圧値を低くすることで、リーク通路４５の開口面積を小さく設定するものである。これにより、デリバリパイプ１０６から加圧室２２側に向けての燃料戻り量を少なくして、デリバリパイプ１０６の内圧を高めに維持し、エンジンの始動性を良好にするものである。尚、上記燃料中のアルコール濃度は、アルコール濃度センサなどによって検知可能である。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態は、リーク通路４５及びリークバルブ機構４６が上述した第１実施形態の変形例１のもの（図５に示したもの）と異なっており、その他の構成及び動作は上記第１実施形態の変形例１と同様である。従って、ここでは第１実施形態の変形例１との相違点についてのみ説明する。

図１０は、本実施形態におけるチェック弁４０及びリーク通路４５の周辺部を模式的に示した断面図である。上述した第１実施形態の変形例１では、エンジンからの発熱を利用して膨張金属体４６ｂを膨張させるようにしていた。本実施形態は、それに代えて、図１０に示すように、弁体４６ａに電磁ソレノイド（駆動源）４９を接続し、この電磁ソレノイド４９への通電／非通電を切り換えることによって弁体４６ａを移動させて、リーク通路４５の開口面積を閉鎖状態と開放状態との間で変化させるように構成されている。

具体的には、上記リーク通路４５から分岐された分岐通路（背圧通路）４５ｆを形成しておき、この分岐通路４５ｆの先端が、下降位置にある弁体４６ａの下部側面に対向するように構成されている（図１０（ａ）参照）。

また、上記弁体収容室４５ｄの上面と上記弁体４６ａとの間に介在されているコイルスプリング４６ｄのバネ定数は、上記第２実施形態におけるコイルスプリング４７ｂと同様に、燃料の飽和蒸気圧よりも高く且つインジェクタ４の油密要求燃圧よりも低い範囲内のバネ力が得られる値に設定されている。

そして、エンジンの冷間始動時には、電磁ソレノイド４９を非通電状態にし、図１０（ａ）に示すように上記弁体４６ａにより第２通路部４５ｂを閉鎖させる。つまり、リーク通路４５を閉鎖状態とする。

一方、エンジン停止時には、電磁ソレノイド４９を通電状態にする。この際、この電磁ソレノイド４９への通電に伴って弁体４６ａが僅かでも上昇すると、この弁体４６ａの下面には、上記分岐通路４５ｆを経て燃料圧力が作用することになり、その後、電磁ソレノイド４９への通電を解除しても、この燃料圧力によって上記弁体４６ａは上方へ移動し、貫通孔４６ｃにより第２通路部４５ｂを開放させることができる。つまり、この燃料圧力によってリーク通路４５の開放状態が維持されることになる（図１０（ｂ）参照）。

このようにして電磁ソレノイド４９への通電／非通電を切り換えることにより、本実施形態においても、上記第１実施形態の場合と同様に、エンジンの冷間始動時にはリーク通路４５が閉鎖状態となり、エンジンの停止時にはリーク通路４５が開放状態となることで、エンジンの始動性を改善することと、エンジン停止後のインジェクタ４，４，…からの燃料漏れを防止することとを両立できる。

また、上述した如く、コイルスプリング４６ｄのバネ定数を、燃料の飽和蒸気圧よりも高く且つインジェクタ４の油密要求燃圧よりも低い範囲内のバネ力が得られる値に設定しているため、弁体４６ａの開弁状態において、デリバリパイプ１０６の内圧がインジェクタ４の油密要求燃圧からある程度低下した時点で、コイルスプリング４６ｄの付勢力によって弁体４６ａを閉弁状態にすることができる。つまり、デリバリパイプ１０６の内圧が必要以上に低下してしまうことがない。このため、デリバリパイプ１０６の内圧が低下しすぎることに起因するデリバリパイプ１０６内でのベーパ発生を回避することができ、このベーパによってエンジンの始動性が悪化してしまうといった状況を招くことがなくなる。

また、本実施形態においても、ガソリンのみを燃料として使用する場合と、アルコールが混合された燃料を使用する場合とで、上記電磁ソレノイド４９への通電／非通電を切り換えるタイミング等を異ならせるようにしてもよい。具体的に、燃料中のアルコール濃度が高いほど、電磁ソレノイド４９の通電開始タイミングを遅らせることで、リーク通路４５が閉鎖されている期間を長く設定するものである。これにより、デリバリパイプ１０６から加圧室２２側に向けての燃料戻り量を少なくして、デリバリパイプ１０６の内圧を高めに維持し、エンジンの始動性を良好にすることができる。

−他の実施形態−
上述した各実施形態及び変形例では、本発明を自動車に搭載された筒内直噴型４気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、例えば筒内直噴型６気筒ガソリンエンジンなど他の任意の気筒数のガソリンエンジンに適用可能である。また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等の他の内燃機関にも本発明は適用可能である。更には、本発明が適用可能なエンジンは、自動車用のエンジンに限るものでもない。

また、上記各実施形態及び変形例における高圧燃料ポンプ１では、排気カムシャフト１１０に取り付けられた駆動カム１１１の回転によってプランジャ２３が駆動される構成としたが、吸気カムシャフトに取り付けられた駆動カムの回転によってプランジャ２３が駆動される構成としてもよい。

更に、本発明は、２つのカムノーズ１１２，１１２を有する駆動カム１１１を備えたものに限らず、その他の個数のカムノーズを有する駆動カムを備えたものにも適用可能である。

また、上記各実施形態及び変形例における高圧燃料ポンプ１はプランジャポンプであったが、その他の容積形ポンプ（例えば、ピストンポンプやベーンポンプ等）に対しても本発明は適用可能である。

また、膨張金属体４６ｂの材料としてはアルミニウムを使用していたが、本発明はこれに限らず熱膨張率の比較的高い金属材料（例えば銅や鉛等）であれば適用が可能である。

実施形態に係る燃料供給システムの構造を模式的に示す図である。 電磁スピル弁の開閉動作を説明するための図である。 高圧燃料ポンプを示す縦断面図である。 第１実施形態におけるチェック弁及びリーク通路の周辺部を模式的に示した断面図であって、図４（ａ）はリーク通路の閉鎖状態を、図４（ｂ）はリーク通路の開放状態をそれぞれ示す図である。 第１実施形態の変形例１における図４相当図である。 第１実施形態の変形例２における図４相当図である。 第２実施形態における図４相当図である。 第３実施形態における図４相当図である。 第３実施形態の変形例における図４相当図である。 第４実施形態における図４相当図である。

符号の説明

１ 高圧燃料ポンプ
４ インジェクタ（燃料噴射弁）
２２ 加圧室
４０ チェック弁（吐出弁）
４２ バルブ体
４３ コイルスプリング
４５ リーク通路
４５ｆ 分岐通路（背圧通路）
４６ リークバルブ機構（開口面積可変機構）
４６ａ 弁体
４６ｂ 膨張金属体
４７ａ 弁体
４７ｂ コイルスプリング（付勢手段）
４８ 電気ヒータ
４９ 電磁ソレノイド（駆動源）

Claims (11)

1. 燃料を加圧する加圧室と、この加圧室の吐出側に配設され且つスプリングによって閉弁方向への付勢力が与えられたバルブ体を有する吐出弁とを備え、加圧室内の圧力が所定圧力以上に達した場合に上記スプリングの付勢力に抗してバルブ体が移動して加圧室から高圧燃料通路を介して燃料噴射弁に向けて燃料が圧送される構成とされた燃料ポンプにおいて、
   上記吐出弁のバルブ体をバイパスして加圧室側と高圧燃料通路側とを連通可能とするリーク通路が設けられており、
   上記リーク通路には、このリーク通路の開口面積を可変とする開口面積可変機構が設けられていることを特徴とする燃料ポンプ。
2. 上記請求項１記載の燃料ポンプにおいて、
   上記開口面積可変機構は、周辺温度に応じてリーク通路の開口面積を可変とするものであって、周辺温度が低温であるほどリーク通路の開口面積を小さくするよう構成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
3. 上記請求項１記載の燃料ポンプにおいて、
   上記開口面積可変機構は、周辺温度に応じてリーク通路の開口面積を可変とするものであって、周辺温度が高温であるほどリーク通路の開口面積を大きくするよう構成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
4. 上記請求項２または３記載の燃料ポンプにおいて、
   上記開口面積可変機構は、周辺温度が高いほど体積が大きくなる膨張金属体と、この膨張金属体の膨張による押圧力を受けて移動し、リーク通路の開口面積を変更する弁体とを備えており、この弁体は、膨張金属体の膨張量が大きいほどリーク通路の開口面積を大きくするよう構成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
5. 上記請求項２、３または４記載の燃料ポンプにおいて、
   上記周辺温度は、圧送された燃料が供給される内燃機関の温度であることを特徴とする燃料ポンプ。
6. 上記請求項２、３または４記載の燃料ポンプにおいて、
   上記開口面積可変機構は、電気ヒータを備えており、上記周辺温度は、この電気ヒータからの発熱量により変化する温度であることを特徴とする燃料ポンプ。
7. 上記請求項６記載の燃料ポンプにおいて、
   上記開口面積可変機構は、上記電気ヒータに加えて冷熱源を備えており、この冷熱源によって上記周辺温度を降下させることが可能に構成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
8. 上記請求項１記載の燃料ポンプにおいて、
   上記開口面積可変機構は、燃料中のアルコール濃度に応じてリーク通路の開口面積を可変とするものであって、燃料中のアルコール濃度が高いほどリーク通路の開口面積を小さくするよう構成されていることを特徴とする燃料ポンプ。
9. 上記請求項１記載の燃料ポンプにおいて、
   上記開口面積可変機構は、リーク通路を開閉可能とする弁体と、この弁体に対してリーク通路を閉鎖する方向への付勢力を与える付勢手段とを備えていると共に、上記弁体の一方の面には上記高圧燃料通路内の燃料圧力が上記付勢手段の付勢力とは反対方向に作用し、他方の面には上記加圧室内の燃料圧力及び上記付勢手段の付勢力が作用しており、
   上記付勢手段の付勢力は、燃料の飽和蒸気圧よりも高く且つ燃料噴射弁から気筒内への燃料漏れが発生する高圧燃料通路内燃料圧力よりも低い範囲内の値に設定されていることを特徴とする燃料ポンプ。
10. 上記請求項１記載の燃料ポンプにおいて、
    上記開口面積可変機構は、リーク通路を開閉可能とする弁体と、この弁体に対してリーク通路を閉鎖する方向への付勢力を与える付勢手段とを備えており、
    上記弁体がリーク通路を全閉とする位置からリーク通路を開放する方向に移動した際に、上記高圧燃料通路内の燃料圧力を弁体に作用させることで、この弁体を、リーク通路を開放する方向に向けて移動させる背圧通路が設けられていることを特徴とする燃料ポンプ。
11. 上記請求項１０記載の燃料ポンプにおいて、
    上記開口面積可変機構は、リーク通路を開放する方向へ弁体を移動させるための駆動源を備えていることを特徴とする燃料ポンプ。

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