JP4396405B2 - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に燃料を供給するための燃料供給装置に関する。

こうした装置としては、例えば特許文献１に示されるものが知られている。この装置は、燃料タンクの燃料を汲み上げるフィードポンプと、同ポンプが汲み上げた燃料を更に加圧して内燃機関に供給する高圧ポンプとを備えている。更に、同装置は、機関始動時においてその始動に必要な燃料噴射圧を早期に確保するために、フィードポンプの汲み上げた燃料を加圧して内燃機関に供給するブースタを備えている。

このブースタは、燃料供給路において高圧ポンプと並列に設けられ、フィードポンプの吐出圧を受けて移動することで燃料を加圧するピストンを備えている。そして、フィードポンプの始動に伴いピストンが上記吐出圧を受けて移動すると、これによりブースタから上記吐出圧よりも高圧な燃料が吐出され、燃料噴射圧が機関始動に適した圧力にまで速やかに昇圧される。

また、特許文献２、及び特許文献３に示される装置では、こうしたブースタを作動させるために、フィードポンプの吐出圧ではなく、電動モータや電磁ソレノイド等の専用駆動源からの動力を利用するようにしている。
特開平１０−９０７５ 特開平８−１３５５３８ 特開２０００−２９７６７４

しかしながら、特許文献１の装置では、フィードポンプの始動に伴うその吐出圧の上昇に基づき上記ピストンが移動される。従って、ピストンの移動、即ち燃料加圧が開始されるまでには、フィードポンプの駆動が開始されてからその吐出圧がピストンを移動し得るだけの大きさにまで上昇する必要があり、これがブースタにおいて燃料加圧の開始を遅らせ、機関の始動性向上を阻む要因となっている。

その点、特許文献２や特許文献３の装置では、こうしたフィードポンプの吐出圧を利用することなく電動モータや電磁ソレノイドの発生する動力によってピストンを直接移動することができるため、上述したようなフィードポンプの吐出圧の上昇を待つことなく燃料噴射圧を速やかに上昇させることができる。しかしながら、これらの装置では、ブースタの駆動専用に設けられた電動モータや電磁ソレノイド等の駆動源を配置するためのスペースを特段に確保することが必要となり、その分、装置の大型化する懸念が生じる。

本発明はこうした問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、装置自体の大型化を招き難く、且つ、機関始動時の燃料噴射圧を速やかに上昇させることのできる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項１に記載の発明は、燃料噴射弁に燃料を供給するための燃料供給路にフィードポンプ及び高圧ポンプを配設し、燃料を前記燃料供給路を介して前記フィードポンプから前記高圧ポンプに供給し同高圧ポンプから前記燃料噴射弁に供給する内燃機関の燃料供給装置において、機関始動時において前記燃料供給路とは別に備える燃料通路を介して前記燃料噴射弁に燃料を加圧して供給するブースタを前記フィードポンプ及び前記高圧ポンプとは別に備え、前記フィードポンプを駆動するための回転軸により前記ブースタを直接駆動するようにしたことをその要旨とする。
請求項４に記載の発明は、燃料をフィードポンプから高圧ポンプに供給し、同高圧ポンプから燃料噴射弁に供給する内燃機関の燃料供給装置において、前記高圧ポンプとは別に機関始動時において燃料噴射弁に燃料を供給するブースタを備え、前記フィードポンプを駆動するための回転軸により前記ブースタを直接駆動するようにしたことをその要旨とする。
請求項５，６に記載の発明は、燃料をフィードポンプから高圧ポンプに供給し、同高圧ポンプから燃料噴射弁に供給する内燃機関の燃料供給装置において、前記フィードポンプを駆動するための回転軸により直接駆動されるブースタを備えることをその要旨とする。

請求項１，４，５，６に記載の発明の構成によれば、ブースタをフィードポンプと同時に駆動開始することが可能となる。従って、例えば、フィードポンプの吐出圧によってブースタを駆動する構成と比較して、機関始動時におけるブースタの始動応答性の向上を図ることができる。また、ブースタをフィードポンプとは別の駆動源により駆動する構成とは異なり装置の大型化を招き難い。

また、請求項２，４，５，６に記載の発明は、前記回転軸から前記ブースタに駆動力が供給される状態と同供給が停止された状態とを切り替え可能な切替機構を備えることをその要旨とする。

同構成によれば、フィードポンプの回転軸からブースタへの駆動力供給が停止された状態とすることにより、例え回転軸の回転駆動中であってもブースタの駆動を停止することが可能となる。従って、ブースタの駆動が不要な際において、上記回転軸の負荷、ひいては内燃機関の燃費の低減を図ることができるようになる。

請求項３，４，５に記載の発明は、前記ブースタは、燃料を加圧するためのピストンと、前記駆動力の供給が停止された状態にあるときに前記ピストンを加圧開始位置に復帰移動可能なスプリングとを有することをその要旨とする。

同構成によれば、スプリングの弾性力によってピストンを加圧開始位置に復帰移動させることができる。
請求項４，６に記載の発明は、前記切替機構は、前記回転軸に形成されたウォームと、同ウォームに螺合され同ウォームの回転運動を前記ブースタに内蔵された燃料加圧用ピストンの直線運動に変換可能なウォームスライダとを備え、前記ウォームスライダの回転を規制又は許容することを通じて前記各状態の切り替えを行うものであることをその要旨とする。

同構成によれば、切替機構においてウォームスライダの回転が規制された状態では、ピストンの直線運動がウォーム即ち回転軸の回転運動に連動したものとなる。従って、ブースタに対し回転軸の回転に応じた駆動力供給がなされることとなる。

一方、ウォームスライダの回転が許容された状態では、ピストン及びウォームの各運動が非連動となり得る。この状態では、例えば、ウォームスライダがウォームと連れ回りしたり、同ウォームよりも高速でこれと同じ方向に回転したりといった状態が生じ得るようになる。上記連れ回りが生じた場合には、回転軸の回転中であれピストンが停止されることとなる。また、ウォームスライダがウォームよりも高速でこれと同じ方向に回転した場合には、ピストンが、上記ウォームスライダの回転が規制されたときと反対の方向に移動（直線運動）されて加圧開始位置に戻り得るようになる。

従って、ウォームスライダの回転が許容されれば、回転軸の回転中であれブースタによる燃料加圧がなされないように、換言すれば、燃料加圧のための回転軸からブースタへの駆動力供給を停止することができるようになる。
請求項７に記載の発明は、前記切替機構は前記ブースタの吐出側の燃料圧力に応じた受圧部材の変位に基づき前記各状態の切り替えを行うものであることをその要旨とする。
同構成によれば、例えば、切替機構において上記各状態の切り替えを行うための駆動源が不要となり、構成の簡素化が可能となる。

以下、本発明を車載用のディーゼル式内燃機関に適用される燃料供給装置として具体化した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、上記燃料供給装置の概要を示す構成図である。そして図２は、同装置において機関始動時にコモンレール内の燃料を加圧可能なブースタ等を示す断面図であり、詳細には図２（ａ）がその縦断面図、図２（ｂ）が図２（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。

本実施形態の燃料供給装置１０は、燃料タンク１１から燃料噴射口１２ａ即ち燃料噴射弁１２に向けて燃料を供給するための燃料供給路１３を備えている。この燃料供給路１３の途中には、燃料タンク１１の燃料を汲み上げるためのフィードポンプ１４、及び同ポンプ１４の汲み上げた燃料を加圧する高圧ポンプ１５が配設されている。両ポンプ１４，１５はそれぞれ共通の回転軸１６を介して、これらの駆動源であるとともに燃料供給先でもある内燃機関１７に駆動連結されている。

内燃機関１７からの駆動力によって両ポンプ１４，１５が駆動されることで、フィードポンプ１４を介して燃料タンク１１の燃料が高圧ポンプ１５側に圧送され、同圧送された燃料が高圧ポンプ１５によって更に加圧されて燃料噴射弁１２側に送られる。なお、燃料噴射弁１２は内燃機関１７内に燃料を噴射するためのものであり、実際には同機関１７内に配設されるものであるが、図１においては便宜上、これらを離間して示している。

燃料供給路１３における燃料噴射弁１２と高圧ポンプ１５との間にはコモンレール１８が配設されている。高圧ポンプ１５から吐出された燃料はコモンレール１８に一旦蓄積された後に燃料噴射弁１２から噴射される。なお、燃料噴射弁１２は内燃機関１７の気筒毎に設けられており、本実施形態ではコモンレール１８に気筒数と同じ数の燃料噴射弁１２が接続されているが、図１においてはそのうち一つのみを代表して示している。また、燃料供給路１３における高圧ポンプ１５とコモンレール１８との間には、同コモンレール１８側から高圧ポンプ１５側への燃料の逆流を阻止する逆止弁１９が配設されている。

ところで、内燃機関１７の始動に際してその自立運転の開始を早期化、即ち始動性を向上させるためには、コモンレール１８の圧力即ち燃料噴射圧を機関始動に適した圧力にまで早期に高めることが有効である。本実施形態のように各ポンプ１４，１５が多段配置される態様においては、フィードポンプ１４の吐出圧はその駆動開始に伴い比較的早期に目標の圧力まで上昇される一方、高圧ポンプ１５の吐出圧はフィードポンプ１４よりも高い圧力を目標とすることもあって、その目標圧力に達するまでの所要時間が比較的長くなる傾向にある。

本実施形態の燃料供給装置１０においては、こうした不都合を解消すべく、機関始動時においてコモンレール１８内を加圧可能なブースタ３０が設けられている。ブースタ３０は、加圧すべき燃料の導入される加圧室３１と、同室３１を区画するとともに同室３１内の燃料を加圧すべくスライド移動可能に配設されたピストン３２とを備えている。加圧室３１内で加圧された燃料は、燃料通路３３を介してコモンレール１８に供給され得るようになっている。なお、加圧室３１は、ブースタ３０内においてピストン３２をスライド移動可能に収容する収容室３４の一部であり、ピストン３２を挟んで同室３４と反対側に区画される低圧室３５には、連通路３６を介して燃料タンク１１が連通されている。

ブースタ３０は、回転軸１６に駆動連結されている、換言すれば、回転軸１６の回転に基づきピストン３２がスライド移動されるようになっている。即ち、回転軸１６の先端（図における右端）にはウォーム４０が形成されており、同ウォーム４０には略有底円筒状のウォームスライダ４１が螺合されている。ウォームスライダ４１の内周面にはウォーム４０に対応した螺旋溝が形成されており、これによりウォームスライダ４１がウォーム４０の回転に伴って回転軸１６の軸線方向にスライド移動され得るようになっている。また、ウォームスライダ４１にはスラストベアリング４２を介して上述のピストン３２が連接されている。

本実施形態では、こうした構造により、回転軸１６の回転運動が燃料加圧のためのピストン３２の直線運動（上記スライド移動に相当）に変換され得るようになっている。なお、ブースタ３０の加圧室３１には、加圧後のピストン３２を加圧開始位置に復帰させるべく（図の左方に向けて）同ピストン３２を押圧するスプリング３７が配設されている。ちなみに、このスプリング３７の押圧力は、上記ピストン３２とウォームスライダ４１との連接状態を保つようにも作用する。

ウォーム４０とウォームスライダ４１とを螺合させるこうした構造においては、ウォームスライダ４１が回転しないように規制されているとき、ピストン３２の直線運動がウォーム４０即ち回転軸１６の回転運動に連動したものとなる。この状態では、ブースタ３０に対し回転軸１６の回転に応じた駆動力供給がなされることとなる。

一方、仮にウォームスライダ４１についてその回転が許容された場合には、ピストン３２の直線運動と回転軸１６の回転運動とが非連動となり得る。この状態では、例えばウォームスライダ４１がウォーム４０と連れ回りしたり、或いはウォーム４０よりも高速でこれと同じ方向に回転したりといった状態が生じ得るようになる。

上記連れ回りが生じた場合には、回転軸１６の回転中であれピストン３２のスライド移動が停止されることとなる。また、ウォームスライダ４１がウォーム４０よりも高速でこれと同じ方向に回転した場合には、ピストン３２が、上記ウォームスライダ４１の回転が規制されたときと反対、即ち図の左方に向けてスライド移動されて上記加圧開始位置に戻り得るようになる。

従って、ウォームスライダ４１の回転が許容されれば、回転軸１６の回転中であれブースタ３０による燃料加圧がなされないように、換言すれば、燃料加圧のための回転軸１６からブースタ３０への駆動力供給を停止することができるようになる。本実施形態においては、こうした回転軸１６からブースタ３０に駆動力が供給される状態と同供給が停止された状態とを切り替えることによりピストン３２の移動態様を変更可能とする切替機構が設けられている。この切替機構は、上述したウォーム４０及びウォームスライダ４１と、同ウォームスライダ４１の回転に関しその規制と許容とを切り替え可能な切替アクチェータ５０とで構成される。

即ち、切替アクチェータ５０の筐体５１内には、受圧部材５２をスライド移動可能に収容する収容室５３が形成されている。受圧部材５２は、この収容室５３を二つの圧力室５３ａ，５３ｂに区画する。受圧部材５２には、先端が筐体５１外に突出されるようにして配置された係合ピン５４が固定されている。係合ピン５４は、受圧部材５２の往復スライド移動に伴ってその先端部がウォームスライダ４１の外周面に近接／離間されるようになっている。

上記二つの圧力室５３ａ，５３ｂのうち、係合ピン５４の一部が収容される圧力室５３ａにはブースタ３０の加圧室３１の圧力（燃料）が導圧路５５を介して導入されるようになっている。そしてもう一方の圧力室５３ｂは連通路５６を介して燃料タンク１１と連通されるとともに、同室５３ｂ内には係合ピン５４をウォームスライダ４１側に近接させるように受圧部材５２を付勢する押圧ばね５７が収容されている。即ち、切替アクチェータ５０においては、ブースタ３０の加圧室３１の圧力を受ける受圧部材５２がその圧力に応じてスライド移動する構成となっており、このスライド移動に伴って係合ピン５４の先端部がウォームスライダ４１に対し近接／離間され得るようになっている。

本実施形態では、圧力室５３ａの圧力（即ち加圧室３１の圧力）が所定圧αより高いとき係合ピン５４がウォームスライダ４１から離間する方向にスライド移動する一方、所定圧αよりも低いときには係合ピン５４が上記と逆、即ちウォームスライダ４１に近接する方向にスライド移動するよう、押圧ばね５７のばね係数等が設定されている。なお、受圧部材５２は、実質的には両圧力室５３ａ，５３ｂの差圧に基づきスライド移動するものであることから、本実施形態では、上記所定圧αを絶対圧ではなく、燃料タンク１１の内圧を基準とした相対圧であるものとする。また、本実施形態においては、この所定圧αを、内燃機関１７の始動に適した燃料噴射圧（以下、この圧力を「機関始動燃圧」と称する）と同一或いはこれよりもやや高い値に設定している。

一方、ウォームスライダ４１の外周面には、回転軸１６の軸線方向に延在する係合溝５８が形成されている。この係合溝５８には、上述の係合ピン５４の先端部が挿入係合され得るようになっており、この係合がなされた状態にあってはウォームスライダ４１の回転が規制され、上述の如く回転軸１６からブースタ３０に対して同回転軸１６の回転に応じた駆動力供給がなされることとなる。逆に、係合ピン５４が係合溝５８から離脱した状態においては、ウォームスライダ４１の回転が許容されることとなるため、上述の如く、回転軸１６からブースタ３０への駆動力供給が停止され得るようになる。

従って、このような構成により本実施形態では、ブースタ３０の加圧室３１の圧力に応じた受圧部材５２の変位に基づき、燃料を加圧すべく回転軸１６からブースタ３０に駆動力が供給される状態と同供給が停止された状態とが切り替えられることとなる。

以下、このように構成された燃料供給装置１０の作用について、図３を参照して説明する。
図３（ａ）は、機関停止状態、即ち回転軸１６の回転が停止された状態を示すものである。また、同図は、ピストン３２が上記加圧開始位置に配置されて加圧室３１の容積が最大とされた状態を示している。同図の状態では、加圧室３１の圧力が上記所定圧αよりも低いことから、係合ピン５４が受圧部材５２によりウォームスライダ４１に当接する位置にまで押し出されて係合溝５８に挿入係合されている。これにより、ウォームスライダ４１の回転が規制される。

そしてこの状態から、内燃機関１７を始動すべくセルモータ（図示なし）の駆動が開始されると、図３（ｂ）に示されるように、これに伴って回転軸１６が回転駆動されることでピストン３２が図面右方に移動されて加圧室３１の燃料が加圧される。加圧された燃料は燃料通路３３を介してコモンレール１８に供給され、燃料噴射圧が上記機関始動燃圧に至ることとなる。本実施形態では、この燃料加圧によって加圧室３１の圧力が少なくとも上記所定圧αを超える程度にまでは上昇され得るよう、燃料加圧のためのピストン３２のスライド移動量等が設定されている。

こうした加圧室３１の圧力上昇に伴って切替アクチェータ５０の圧力室５３ａの圧力が上記所定圧αよりも高くなると、図３（ｃ）に示されるように、受圧部材５２が図面上方に移動し係合ピン５４がウォームスライダ４１の係合溝５８から離脱する。その結果、切替アクチェータ５０によるウォームスライダ４１の回転規制が解除、即ちウォームスライダ４１の回転が許容されることとなる。これにより、ウォームスライダ４１に対してこれを図面右方に移動させるための駆動力がウォーム４０から供給されなくなり、ピストン３２によるそれ以上の燃料加圧がなされなくなる。

こうしたウォームスライダ４１の回転規制の解除に伴いブースタ３０における燃料加圧が終了された後は、コモンレール１８の圧力即ち燃料噴射圧が高圧ポンプ１５によってそれ以上に高められていくこととなる。

ところで、加圧室３１の圧力はピストン３２の加圧面３２ａに作用するものであって、スプリング３７の弾性力と同様、ピストン３２を上記加圧開始位置に向けて押し戻すように、即ち戻り移動を生じさせるように働く。この戻り移動は、ウォームスライダ４１の回転が許容された状態で、同スライダ４１が回転軸１６の回転方向と同じ方向に、同回転軸１６よりも高速で回転することによって実現される。

ウォーム４０とウォームスライダ４１とを螺合させるこうした構成では、ウォーム４０の回転トルクが小さくても比較的容易にピストン３２をスライド移動できる一方、ピストン３２を押圧した際に生じる上記戻り移動に関しては、ウォーム４０とウォームスライダ４１との摩擦の影響等によりその移動速度が上昇し難いものとなる。換言すれば、上記構成によればこうした戻り移動に関してその速度を抑制することができ、その結果、上記加圧開始位置へのピストン３２の復帰に伴う加圧室３１の圧力低下、ひいては燃料噴射圧の低下が抑制されるようになる。

本実施形態では、上述の戻り移動によってピストン３２が上記加圧開始位置に至ると、図示しないストッパによってそれ以上の移動が阻止されてピストン３２が同位置で停止するようになっている。これにより、次回の機関始動時においてブースタ３０の加圧すべき燃料が加圧室３１内に確保されることとなる。

この状態で内燃機関１７の運転が停止されこれに伴って各ポンプ１４，１５の駆動が停止されると、燃料供給装置１０内における高圧側から低圧側への燃料リーク等により、燃料噴射圧即ち加圧室３１の圧力が徐々に低下する。この圧力低下に伴って切替アクチェータ５０の圧力室５３ａの圧力が所定圧αよりも低くなると、受圧部材５２が下方に移動して係合ピン５４がウォームスライダ４１に当接する。

この状態では、回転軸１６の回転が停止していることから、ウォームスライダ４１の回転も生じておらず、係合溝５８が係合ピン５４と対向する位置になければ同ピン５４がウォームスライダ４１に当接されていても係合溝５８には挿入係合されない。仮にこうした場合であっても、次回の機関始動時において回転軸１６の回転とともにウォームスライダ４１が連れ回りすることで係合溝５８が係合ピン５４と係合可能な位置まで回転される結果、これら係合ピン５４と係合溝５８とが再度係合されることとなってウォームスライダ４１はその回転が規制されるようになる。従って、これ以降は回転軸１６の回転運動に応じたピストン３２の直線運動、即ち燃料加圧が可能となる。

図４（ａ）は、こうした燃料供給装置１０の作用に基づくコモンレール１８の圧力推移、及び機関回転速度の推移を示す、本実施形態に関してのタイムチャートである。図４（ｂ）は、その比較例として示すものであり、フィードポンプの吐出圧によってブースタを駆動する従来態様に関する同様のタイムチャートである。

各タイムチャートにおける圧力Ｐ１は上記機関始動燃圧を示し、時点ｔ０は上記セルモータの駆動即ちクランキングの開始時点を示している。また、時点ｔ１，ｔ１１はそれぞれコモンレール１８の圧力が上記圧力Ｐ１に至った時点を示している。即ち、各タイムチャートにおいては、時点ｔ０から時点ｔ１，ｔ１１までの期間が、概ね、内燃機関１７においてクランキングが開始されてから自立運転が開始されるまでの期間に相当する。

これらタイムチャートから読みとれるように、本実施形態の燃料供給装置１０においては、上記クランキングが開始されてから内燃機関１７において自立運転が開始されるまでの期間が従来態様に比較して大幅に短縮されている、即ち機関始動性に関し大幅な改善がなされている。

上述したように、本実施形態では、回転軸１６によりブースタ３０が直接駆動されるため、ブースタ３０をフィードポンプ１４と同時に駆動開始することが可能となる。従って、例えば、フィードポンプの吐出圧によってブースタを駆動する上記従来態様（例えば特許文献１の構成）と比較して、機関始動時におけるブースタ３０の始動応答性の向上を図ることができる。

また、例えば、フィードポンプの駆動源とは別にブースタの専用駆動源を設けた従来態様（例えば上記特許文献２，３の構成）では、同駆動源を配置するためのスペースが必要となり燃料供給装置が大型化する懸念がある。その点、本実施形態では、ブースタ３０の駆動源としてフィードポンプ１４の駆動源を共用しているため、仮にブースタ３０の駆動力確保のために同駆動源を大型化する必要が生じたとしても、上記従来態様のように専用駆動源を別途設けることに比較して、駆動源の配置スペースの増加を容易に抑えることができる。従って、燃料供給装置１０の大型化を容易に回避し得るようになる。

そして本実施形態では、上記切替機構を設け、回転軸１６からブースタ３０への駆動力供給が許容される状態と同供給が停止された状態とを切り替え得るようにしたため、例え回転軸１６の回転駆動中であってもブースタ３０の駆動を停止することが可能となる。従って、ブースタ３０の駆動が不要な際において、回転軸１６の負荷、ひいては内燃機関１７の燃費の低減を図ることができるようになる。

また、上記切替機構においては、加圧室３１の燃料圧力に応じた受圧部材５２の変位に基づき上記各状態の切り替えを行うようにしたため、例えば、切替アクチェータ５０の係合ピン５４をスライド移動させる駆動源を特段に設ける必要がなくなる。更に、例えば、上記切替制御を電子制御装置等を用いて電気的に行う態様と比較して、こうした電気的な構成（回路等）が不要となる分、構成の簡素化が可能となる。

更にブースタ３０においては、ウォームスライダ４１の回転規制が解除された状態にあるときにピストン３２を上記加圧開始位置に復帰移動可能なスプリング３７が設けられている。これによれば、ピストン３２を上記加圧開始位置に復帰移動させる際に、例えば回転軸１６を逆回転させる等の必要がなくなる。

また、ウォームスライダ４１の回転に関しては、これを規制するか否かの基準を、上記機関始動燃圧と同一或いはこれよりやや高い所定圧αに設定し、圧力室５３ａの圧力がこの基準よりも高いときに限って上記回転規制を解除するようにした。従って、ブースタ３０による燃料加圧時には、回転軸１６が回転してさえいればコモンレール１８内圧が上記機関始動燃圧を上回らない限り上記燃料加圧が中断されることがない。また、既にコモンレール１８内圧が所定圧αより高い状態にある際には、機関始動時であれブースタ３０による燃料加圧がキャンセルされることとなるため、こうした燃料加圧の不要な際における無駄なエネルギ消費が回避されるようになる。

なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・上記実施形態では、ウォーム４０、及びウォームスライダ４１を用いて回転軸１６からブースタ３０に駆動力を供給したが、これに限らず、例えば回転軸１６側に設けたピニオンギヤとブースタ３０側に設けたラックとを連結する等、他の構成によって回転軸１６からブースタ３０への駆動力供給を行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、ブースタ３０の吐出側の燃料圧力を受圧部材５２に受圧させ、この燃料圧力に応じた受圧部材５２の変位に基づき上記切替機構における上記各状態の切り替えを行うようにしたが、これに限らず、下記のようにしてもよい。即ち、例えば、切替アクチェータ５０の圧力室５３ａの圧力を変更するための専用の圧力源を設けてもよい。この場合、コモンレール１８の圧力を検出するセンサを設け、その検出値に基づき上記圧力源を駆動制御するようにしてもよい。

また、こうした圧力室５３ａの圧力変更を通じた係合ピン５４の位置変更に限らず、例えば、係合ピン５４を電磁ソレノイドや電動モータ等を用いてスライド移動させるように構成してもよい。同構成を採用した場合、係合ピン５４の移動のために駆動電力が消費されることとなるが、例えばブースタのピストン自体を電磁駆動する態様に比較して、駆動に必要な電力消費量を低減でき、ひいては電力供給に用いられる回路等を電気的に小容量とすることができる。

・上記実施形態では、ピストン３２を上記加圧開始位置に戻すためにスプリング３７を利用したが、これに限らず、例えば、内燃機関１７の自立運転が停止されているときにセルモータを機関始動時と逆の方向に回転させるなど、回転軸１６を逆回転させることでピストン３２を戻すようにしてもよい。この場合、例えば圧力室５３ａの圧力が所定圧αより低いとき即ちウォームスライダ４１の回転が切替アクチェータ５０によって規制された状態でピストン３２を戻すことができる。これに対してスプリング３７を利用した上記実施形態では、切替アクチェータ５０による上記ウォームスライダ４１の回転規制が解除されることでピストン３２が戻され得るようになっている。そのため、例えば、ブースタ３０による燃料加圧がなされても内燃機関１７が自立運転を開始し得なかった場合など、ピストン３２が上記加圧開始位置に復帰完了するまで圧力室５３ａの圧力を所定圧αより高く維持し続けるのが困難な状況では、復帰途中でウォームスライダ４１の回転が規制されてピストン３２の戻りが不完全となる懸念が生じる。その点、セルモータを利用した上記態様によれば、こうした問題を解消できる。

また、こうした内燃機関１７のセルモータによるものに限らず、例えば、ピストン３２を上記加圧開始位置に戻すための駆動源を別途設けるようにしてもよい。ピストン３２を上記加圧開始位置に戻すときに必要とされる駆動力は、ブースタ３０において燃料を加圧するときのそれよりも小さい。そのため、例えば、燃料加圧時に必要とされる駆動力の全てを発生させる駆動源を特段に設けることに比較すれば、上記加圧開始位置にピストン３２を戻すためにのみ用いられる駆動源に関してはこれを小型なものとし易くなる。即ち、燃料供給装置１０の小型化が容易となる。

・上記実施形態においてフィードポンプ１４は、内燃機関１７（又はセルモータ）によって駆動されたが、同内燃機関１７の始動に際して駆動開始され得る構成が採られればよく、必ずしも内燃機関１７と駆動連結されていなくてもよい。例えば、フィードポンプ１４の駆動専用の電動モータ等を設けるようにしてもよい。

・本発明を、上記したようなディーゼル式内燃機関に限らず、例えばガソリン式内燃機関に適用してもよい。

一実施形態の燃料供給装置の概要を示す構成図。 （ａ）は切替機構を示す拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における断面図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は燃料供給装置の作用を説明する図。 コモンレールの圧力及び機関回転速度の推移態様を示すタイムチャートであり、（ａ）は本実施形態に関し、（ｂ）は従来態様に関する。

符号の説明

１０…燃料供給装置、１１…燃料タンク、１２…燃料噴射弁、１２ａ…燃料噴射口、１３…燃料供給路、１４…フィードポンプ、１５…高圧ポンプ、１６…回転軸、１７…内燃機関、１８…コモンレール、３０…ブースタ、３１…加圧室、３２…ピストン、３７…スプリング、４０…ウォーム、４１…ウォームスライダ、５０…切替アクチェータ、５２…受圧部材、５４…係合ピン、５８…係合溝。

Claims (7)

1. 燃料噴射弁に燃料を供給するための燃料供給路にフィードポンプ及び高圧ポンプを配設し、燃料を前記燃料供給路を介して前記フィードポンプから前記高圧ポンプに供給し同高圧ポンプから前記燃料噴射弁に供給する内燃機関の燃料供給装置において、
   機関始動時において前記燃料供給路とは別に備える燃料通路を介して前記燃料噴射弁に燃料を加圧して供給するブースタを前記フィードポンプ及び前記高圧ポンプとは別に備え、前記フィードポンプを駆動するための回転軸により前記ブースタを直接駆動するようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
2. 前記回転軸から前記ブースタに駆動力が供給される状態と同供給が停止された状態とを切り替え可能な切替機構を備える
   請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
3. 前記ブースタは、燃料を加圧するためのピストンと、前記駆動力の供給が停止された状態にあるときに前記ピストンを加圧開始位置に復帰移動可能なスプリングとを有する
   請求項２に記載の内燃機関の燃料供給装置。
4. 燃料をフィードポンプから高圧ポンプに供給し、同高圧ポンプから燃料噴射弁に供給する内燃機関の燃料供給装置において、
   前記高圧ポンプとは別に機関始動時において燃料噴射弁に燃料を供給するブースタを備え、前記フィードポンプを駆動するための回転軸により前記ブースタを直接駆動するようにし、
   前記ブースタは、燃料を加圧するためのピストンと、前記駆動力の供給が停止された状態にあるときに前記ピストンを加圧開始位置に復帰移動可能なスプリングとを有し、
   前記回転軸から前記ブースタに駆動力が供給される状態と同供給が停止された状態とを切り替え可能な切替機構を備え、前記切替機構は、前記回転軸に形成されたウォームと、同ウォームに螺合され同ウォームの回転運動を前記ブースタに内蔵された燃料加圧用ピストンの直線運動に変換可能なウォームスライダとを備え、前記ウォームスライダの回転を規制又は許容することを通じて前記各状態の切り替えを行うものである
   ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
5. 燃料をフィードポンプから高圧ポンプに供給し、同高圧ポンプから燃料噴射弁に供給する内燃機関の燃料供給装置において、
   前記フィードポンプを駆動するための回転軸により直接駆動されるブースタと、
   前記回転軸から前記ブースタに駆動力が供給される状態と同供給が停止された状態とを切り替え可能な切替機構とを備え、
   前記ブースタは、燃料を加圧するためのピストンと、前記駆動力の供給が停止された状態にあるときに前記ピストンを加圧開始位置に復帰移動可能なスプリングとを有する
   ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
6. 燃料をフィードポンプから高圧ポンプに供給し、同高圧ポンプから燃料噴射弁に供給する内燃機関の燃料供給装置において、
   前記フィードポンプを駆動するための回転軸により直接駆動されるブースタと、
   前記回転軸から前記ブースタに駆動力が供給される状態と同供給が停止された状態とを切り替え可能な切替機構とを備え、
   前記切替機構は、前記回転軸に形成されたウォームと、同ウォームに螺合され同ウォームの回転運動を前記ブースタに内蔵された燃料加圧用ピストンの直線運動に変換可能なウォームスライダとを備え、前記ウォームスライダの回転を規制又は許容することを通じて前記各状態の切り替えを行うものである
   ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
7. 前記切替機構は前記ブースタの吐出側の燃料圧力に応じた受圧部材の変位に基づき前記各状態の切り替えを行うものである
   請求項２〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置。

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