JP4775488B2 - 内燃機関の高圧燃料供給装置 - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関の高圧燃料供給装置に関する。
例えば筒内噴射式内燃機関の燃料系では、気筒内に燃料を直接噴射するために燃料を高圧化する高圧燃料ポンプが採用されている。こうした燃料系では、低圧燃料ポンプにより燃料タンクから供給された燃料が、高圧燃料ポンプにより加圧されて高圧燃料通路及びデリバリパイプを通じて燃料噴射弁に圧送される。また、デリバリパイプ内の燃料圧力は、高圧プレッシャレギュレータ等により調圧されて所定の高圧状態に保持されるようになっている。
こうしたデリバリパイプ内を高圧に保持する構成では、エンジン停止後であっても同デリバリパイプ内が減圧されずに高圧に保持されて、燃料噴射弁から燃料漏れを生じるおそれがある。このように漏れた燃料は、筒内に溜まって次の始動時に未燃焼のまま排出されるため、始動時の排気エミッションが悪化するという問題がある。従来、かかる燃料漏れを抑制できる構成として、高圧燃料ポンプとデリバリパイプとの間にリーク機能付き吐出弁を設ける構成が知られている(例えば特許文献1参照)。このリーク機能付き吐出弁は上記高圧燃料通路に設けられ、高圧燃料ポンプ側からデリバリパイプ側へのみ燃料を通過させる吐出弁と常時開放された細孔とが設けられたものである。同構成では、デリバリパイプ側の圧力が高圧燃料ポンプ側の圧力よりも高い状態でエンジンが停止した場合には、同細孔を通じてデリバリパイプ側の高圧燃料を高圧燃料ポンプ側に戻してデリバリパイプ内の燃料圧力を低下させることができるため、上記燃料漏れを抑制できるようになる。
特開2006−90222号公報
ところで、特許文献1に記載のリーク機能付き吐出弁は、デリバリパイプ側の圧力と燃料ポンプ側の圧力とが等しくなるまで燃料が戻るようになるため、同デリバリパイプ側の圧力を適宜調整することは困難である。
ここで、エンジン停止後にデリバリパイプ内の圧力が低下すると、燃料が気化する温度(気化温度)も低下する。さらに、エンジン冷却系の停止等に伴うエンジンルーム内の温度上昇によってデリバリパイプ内の燃料の温度は上昇する。これらにより、同パイプ内の燃料の温度が上記燃料の気化温度を上回り、同パイプ内にベーパ(気泡)が発生するおそれがある。すなわち、特許文献1に記載の構成であっては、燃料噴射弁からの燃料漏れを抑制することはできるものの、デリバリパイプ内にベーパが発生するおそれがある。そして、このようにベーパが発生した場合には、同ベーパがデリバリパイプ内に滞留したり燃料噴射弁から燃料と共に噴射されたりすることにより、内燃機関の始動性が悪化するおそれがある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料噴射弁からの燃料漏れ及びベーパの発生をともに抑制することのできる内燃機関の高圧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。
請求項1に記載の発明は、燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、この高圧燃料ポンプから吐出された燃料を貯留するデリバリパイプと、このデリバリパイプに設けられて燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記高圧燃料ポンプと前記デリバリパイプとを接続する高圧燃料通路とを含む内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記デリバリパイプと前記高圧燃料ポンプよりも上流側の部位とを接続するリリーフ通路と、前記リリーフ通路に設けられて前記デリバリパイプから前記高圧燃料ポンプよりも上流側の部位に向かう燃料の流れのみを許容し、前記デリバリパイプの燃料圧力がリリーフ圧力よりも大きいときに開弁するリリーフ弁と、このリリーフ弁内に設けられて前記デリバリパイプの燃料圧力を目標圧力に向けて上昇させることに対して支障のない量の燃料が流通する連通路と、機関停止後に前記デリバリパイプ内に発生するベーパの量を許容量よりも少なくし、且つ機関停止後に前記燃料噴射弁から漏れる燃料の量を許容量よりも少なくすることのできる圧力を所定圧力として、前記連通路に設けられて前記デリバリパイプから前記高圧燃料ポンプよりも上流側の部位に向かう燃料の流れのみを許容し、前記デリバリパイプの燃料圧力が前記所定圧力よりも大きいときに開弁する逆止弁とを備えることを要旨とする。
上記構成によれば、リリーフ弁内に設けられて高圧燃料ポンプによってデリバリパイプ内の燃料圧力を目標圧力に上昇させる際に支障のない量の燃料が流通可能な連通路を備えているため、デリバリパイプ内の燃料圧力を目標圧力に上昇させることができる。また、高圧燃料ポンプの非作動時にはデリバリパイプ側に燃料が圧送されないため、連通路を通じてデリバリパイプ側から高圧燃料ポンプ側に燃料を戻すことにより、デリバリパイプ内の燃料圧力を低下させることができる。
また、上記構成によれば、連通路に設けられてデリバリパイプ内の燃料圧力が所定圧力以上であることを条件に開弁するとともにデリバリパイプ側から高圧燃料ポンプ側にのみ燃料を通過させる逆止弁を備えているため、デリバリパイプ内の燃料圧力を所定圧力以上に保持することができる。この所定圧力は、内燃機関の停止後にデリバリパイプ内に発生するベーパを許容値以下とし且つ燃料噴射弁からの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力に設定されている。したがって、燃料噴射弁からの燃料漏れ及びベーパの発生をともに抑制することができ、ひいては燃料漏れによる始動時の排気エミッションの悪化を抑制するとともに、ベーパの発生による始動性の悪化を抑制することができるようになる。
なお、連通路を通じて高圧燃料ポンプ側に戻される燃料の量は、同連通路の断面積に依存する。したがって、高圧燃料ポンプの吐出能力等に応じて連通路の断面積あるいは同連通路に設けられるオリフィスの断面積を設定することが望ましい。また、例えばデリバリパイプ内の燃料圧力が同パイプ内の温度における燃料の飽和蒸気圧を下回らないようにすることにより、ベーパが発生することを抑制することができる。ただし、デリバリパイプ内の燃料圧力が高くなるほど燃料漏れの量が増大するといった関係があるため、上記所定圧力はベーパの発生と燃料漏れとの双方を考慮して実験等に基づき決定することが望ましい。
また、上記構成によれば、デリバリパイプにリリーフ弁が設けられる場合において、同リリーフ弁と連通路とは一体に形成されているため、これらの設置スペースを節約することができるようになる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記リリーフ弁の弁体内に前記逆止弁が設けられることを要旨とする。
上記構成によれば、リリーフ弁の弁体内に逆止弁が設けられるため、これらの設置スペースを節約することができるようになる。
また、上記構成によれば、リリーフ弁内に設けられてデリバリパイプ内の燃料圧力が所定圧力以上であることを条件に開弁するとともにデリバリパイプ側から流出する燃料のみを通過させる逆止弁を備えているため、デリバリパイプ内の燃料圧力を所定圧力以上に保持することができる。この所定圧力は、内燃機関の停止後にデリバリパイプ内に発生するベーパを許容値以下とし且つ燃料噴射弁からの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力に設定されている。したがって、燃料噴射弁からの燃料漏れ及びベーパの発生をともに抑制することができ、ひいては燃料漏れによる始動時の排気エミッションの悪化を抑制するとともに、ベーパの発生による始動性の悪化を抑制することができるようになる。
具体的には、請求項3に記載されるように、請求項1または2に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記連通路にオリフィスが形成されるといった態様により、連通路を流通可能な燃料の量を容易に調整することができる。
第1の実施形態にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置をその周辺構成とともに示す概略構成図。 図1の一点鎖線内の構造を示す部分拡大断面図。 第2の実施形態にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置をその周辺構成とともに示す概略構成図。 図3の一点鎖線内の構造を示す部分拡大断面図。 本発明にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置の変形例を示す部分拡大断面図。
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置を具体化した第1の実施形態を図1および図2に基づいて説明する。
燃料タンク10内には、低圧燃料ポンプ11が配置されるとともに、低圧燃料ポンプ11はフューエルフィルター15を介して低圧燃料通路12に接続されている。低圧燃料通路12は高圧燃料ポンプ20及びリターン通路14にそれぞれ接続されている。このリターン通路14は、燃料タンク10内にその端部が開放されるとともに、低圧燃料通路12内の燃料の圧力を設定圧Plに維持する低圧プレッシャレギュレータ13が設けられている。低圧プレッシャレギュレータ13は、予め設定された設定圧Plを超えたときに開弁する圧力作動弁であって、同作動弁が開弁された際にリターン通路14を通じて燃料が燃料タンク10に戻される。上記設定圧Plは、低圧燃料ポンプ11の吐出能力等に基づいて設定される。
高圧燃料ポンプ20のシリンダ24内には、プランジャ25が往復移動可能に収納されるとともに、これらシリンダ24とプランジャ25とによって加圧室26が区画形成されている。プランジャ25の加圧室と反対側の端部はリフタ22aに連結されるとともに、リフタ22aはコイルスプリング23によって内燃機関のカムシャフト21に取り付けられたカム22の方向へ付勢されている。また、加圧室26は高圧燃料通路31に接続されている。そして、カム22の回転に伴ってプランジャ25がシリンダ24内で往復移動し、プランジャ25が加圧室26を拡大する方向に移動する膨張行程と、同プランジャ25が加圧室26を縮小する方向に移動する圧縮行程とが、交互に繰り返される。
低圧燃料通路12と加圧室26との接続ポート27aには、電磁スピル弁27が設けられている。電磁スピル弁27は、コイルスプリング29により接続ポート27aを開く方向へ付勢されるとともに、電磁ソレノイド28への電圧印加により閉じる方向へ駆動される。そして、電磁スピル弁27が接続ポート27aを開いた状態において、上記プランジャ25が加圧室26を拡大する方向に移動する膨張行程になると、低圧燃料ポンプ11からの燃料が低圧燃料通路12を通じて加圧室26に吸入される。一方、電磁スピル弁27が接続ポート27aを閉じた状態において、プランジャ25が加圧室26を縮小する方向に移動する圧縮行程になると、加圧室26内の燃料が加圧されて高圧燃料通路31に吐出される。
高圧燃料通路31は、その途中部分に吐出弁30が設けられるとともに、デリバリパイプ50に接続されている。デリバリパイプ50には、内燃機関の各気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁80が接続されている。高圧燃料通路31に吐出された燃料は、吐出弁30を介してデリバリパイプ50に供給される。そして、供給された燃料は同パイプ50内で貯留されるとともに、燃料噴射弁80により内燃機関の各気筒内に供給される。なお、吐出弁30は、所定圧力P0以上であることを条件に開弁するとともに高圧燃料ポンプ20側からデリバリパイプ50側にのみ(矢印Aで示す方向にのみ)燃料を通過させる。上記所定圧力P0は比較的低い圧力に設定される。
デリバリパイプ50には、同パイプ50内の圧力を予め設定された設定圧Ph以下に維持するためのリリーフ弁60が設けられている。このリリーフ弁60は、同パイプ50内の圧力が設定圧Phを超えると開弁する圧力作動弁であって、同作動弁が開弁された際にリリーフ通路61を通じて燃料が燃料タンク10に戻される。上記設定圧Phは、デリバリパイプ50内の燃料圧力が過度に高くなることを抑制することのできる圧力に設定される。また、デリバリパイプ50には、同パイプ50内の燃料圧力を検知する燃圧センサ50aが取り付けるとともに電子制御装置90に信号が出力される。
また、内燃機関には各種センサが設けられており、機関回転速度センサ91は機関回転速度を検出し、カムポジションセンサ92はカム22の位置を検出し、アクセル踏み込み量センサ93は、アクセルペダルの踏み込み量を検出し、スロットルバルブ開度センサ94は吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度を検出して電子制御装置90に出力する。
電子制御装置90は、演算ユニット(CPU)をはじめ、各種制御プログラムや演算マップ、制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持するメモリを備えている。そして、各種センサからの信号に基づき、燃料噴射弁80による燃料噴射制御や点火弁による点火時期制御、スロットルバルブによる吸入空気量の制御等を行う。
また、電子制御装置90は、上記燃圧センサ50aからの信号、各種センサからの信号に基づき、高圧燃料ポンプ20による燃料の圧送量を制御する。具体的には、機関回転速度センサ91,アクセル踏み込み量センサ93,スロットルバルブ開度センサ94等からの信号に基づき検知した車両の運転状態に応じてデリバリパイプ50内の目標圧力を設定する。そして、デリバリパイプ50内の燃料圧力を目標圧力に上昇させるために必要な燃料量を燃圧センサ50aからの信号に基づき算出するとともに、カムポジションセンサ92からの出力に基づきプランジャ25の位置を検知する。さらに、プランジャ25の圧送行程において電磁ソレノイド28に対して所定期間通電して電磁スピル弁27を閉弁することにより、必要量の燃料をデリバリパイプ50に圧送する。
ここで、上記吐出弁30には、同吐出弁30の上流部分と下流部分とを連通する連通路41が一体に形成されている。そして、この連通路41には、デリバリパイプ50側の圧力が所定圧力Pa以上であることを条件に開弁するとともにデリバリパイプ50側から高圧燃料ポンプ20側にのみ(矢印Bに示す方向にのみ)燃料を通過させる逆止弁40が設けられている。
次に、吐出弁30,逆止弁40,連通路41の各構造について図2を参照して説明する。
吐出弁30は、上記高圧燃料通路31内の燃料流れを遮断する円柱状の弁体32と、同弁体32をその軸方向に押圧するスプリング33と、これら弁体32とスプリング33とを固定するスプリング支持部34を備えて構成されている。スプリング33は、弁体32のデリバリパイプ50側の壁面32cと高圧燃料通路31の内周面に対して垂直な突出面31cとの間に設けられて、高圧燃料通路31の内周面に対して若干傾斜する当接面31aに同スプリング33の付勢力で弁体32を押圧している。これにより弁体32の高圧燃料ポンプ20側の端部において傾斜するシート面32aが高圧燃料通路31の当接面31aに当接するため、弁体32によって高圧燃料通路31内の燃料流れが遮断される。
そして、スプリング33の付勢力を上回る圧力で高圧燃料ポンプ20側から矢印Aに示す方向に燃料が圧送されると、この圧力によって弁体32が押圧されてスプリング33が収縮するとともに、弁体32が矢印Aに示す方向に移動して吐出弁30が開弁する。このように吐出弁30が開弁すると、弁体32のシート面32aと高圧燃料通路31の当接面31aとの間に隙間が生じるため、同隙間、および高圧燃料通路31の内周面31bと弁体32の外周面32bとの間の燃料通路31Aを通じてデリバリパイプ50側に燃料が圧送される。なお、スプリング33は、高圧燃料ポンプ20側の圧力が所定圧力P0以上であることを条件に収縮するようにその付勢力が設定される。
また、弁体32の内部には、以下のような態様で上記連通路41が形成されている。
弁体32のデリバリパイプ50側の壁32Aには、同壁32Aの両側から円錐状に凹んだ円錐面32d,32eがそれぞれ形成されるとともに、これら円錐面32d,32eの頂点には、壁32Aを貫通するオリフィス42が形成されている。
弁体32の内部には、円柱状の空洞41aが形成されるとともに空洞41aの内部に逆止弁40が設けられている。空洞41aは上記オリフィス42と連通している。逆止弁40は、オリフィス42の空洞41a側の開口を塞ぐ球体43と、同球体43を支持する支持部44と、同支持部44を介して球体43をオリフィス42側に押圧するスプリング45とを備えている。具体的には、弁体32の高圧燃料ポンプ20側の端部に圧入された端壁部32Bと支持部44との間にスプリング45が設けられて、同スプリング45の付勢力で球体43をオリフィス42側に押圧することにより、同オリフィス42を通じた燃料流れが遮断される。また、支持部44には、同支持部44を貫通する通路46が形成されているとともに、弁体32の端壁部32Bには、同端壁部32Bを貫通する通路47が形成されている。これらオリフィス42、空洞41a、通路46、通路47を含む燃料通路が、吐出弁30の上流部分と下流部分とを連通する連通路41に相当する。このように、吐出弁30の弁体32を貫通するように形成されることにより、連通路41は吐出弁30と並列で且つ一体に形成されている。
ここで、スプリング45は、デリバリパイプ50側の圧力が所定圧力Pa以上であることを条件として収縮するようにその付勢力が設定される。なお、逆止弁40の球体43からデリバリパイプ50側の燃料通路内の圧力は同一であるため、デリバリパイプ50側の圧力が所定圧力Pa以上である場合には、オリフィス42を通じて球体43に作用する圧力が所定圧力Pa以上になる。
そのため、デリバリパイプ50側の圧力がスプリング45の付勢力を上回ると、この圧力によって球体43および支持部44が押圧されてスプリング45が収縮するとともに球体43および支持部44が矢印Bに示す方向に移動して逆止弁40が開弁する。そして、オリフィス42、空洞41a、通路46、通路47を通じて、すなわち連通路41を通じてデリバリパイプ50側から高圧燃料ポンプ20側に(矢印Bに示す方向に)燃料が戻されるようになる。
連通路41は、高圧燃料ポンプ20によってデリバリパイプ50内の燃料圧力を目標圧力に上昇させる際に支障のない量の燃料が流通可能であるように形成される。ここで、連通路41を通じて高圧燃料ポンプ20側に戻される燃料の量は、連通路41の断面積に依存する。この連通路41にはオリフィス42が形成されているため、連通路41を通じて戻される燃料の量は、オリフィス42の断面積に依存する。したがって、高圧燃料ポンプ20の吐出能力等に応じて連通路41に設けられるオリフィス42の断面積を設定することが望ましい。
なお、所定圧力Paは、内燃機関の停止後にデリバリパイプ50内に発生するベーパを許容値以下とし且つ燃料噴射弁80からの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力に設定される。例えば、デリバリパイプ50内の圧力が同パイプ50内の温度における燃料の飽和蒸気圧を下回らないようにすることにより、ベーパが発生することを抑制することができる。ただし、デリバリパイプ50内の燃料圧力が高くなるほど燃料噴射弁80からの燃料漏れの量が増大するといった関係があるため、所定圧力Paは、ベーパの発生と燃料漏れとの双方を考慮して実験等に基づき決定することが望ましい。
以上説明した第1の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(1)吐出弁30と並列に設けられて吐出弁30の上流部分と下流部分とを連通するとともに高圧燃料ポンプ20によってデリバリパイプ50内の燃料圧力を目標圧力に上昇させる際に支障のない量の燃料が流通可能な連通路41を備えているため、デリバリパイプ50内の燃料圧力を目標圧力に上昇させることができる。
また、高圧燃料ポンプ20の非作動時にはデリバリパイプ50側に燃料が圧送されないため、連通路41を通じてデリバリパイプ50側から高圧燃料ポンプ20側に矢印Bに示す方向に燃料を戻すことにより、デリバリパイプ50内の燃料圧力を低下させることができる。
(2)連通路41に設けられてデリバリパイプ50内の燃料圧力が所定圧力Pa以上であることを条件に開弁するとともにデリバリパイプ50側から高圧燃料ポンプ20側にのみ矢印Bに示す方向に燃料を通過させる逆止弁40を備えているため、デリバリパイプ50内の燃料圧力を所定圧力Pa以上に保持することができる。この所定圧力Paは、前記内燃機関の停止後にデリバリパイプ50内に発生するベーパを許容値以下とし且つ燃料噴射弁80からの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力に設定されている。したがって、燃料噴射弁80からの燃料漏れ及びベーパの発生をともに抑制することができ、ひいては燃料漏れによる始動時の排気エミッションの悪化を抑制するとともに、ベーパの発生による始動性の悪化を抑制することができるようになる。
(3)吐出弁30と連通路41とは一体に形成されているため、これらの設置スペースを節約することができるようになる。
(4)連通路41にはオリフィス42が形成されているため、連通路41を流通可能な燃料の量を容易に調整することができる。
(第2の実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置を具体化した第2の実施形態について、図3および図4を参照して説明する。本実施形態にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置と第1の実施形態にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置とは、次の点において異なる。すなわち、第1の実施形態においては、連通路41は吐出弁30と一体に形成されていたが、本実施形態においては、連通路はリリーフ弁と一体に形成されている。なお、第1の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略する。
同図3に示すように、高圧燃料通路31には、吐出弁300の上流部分と下流部分とを連通するリリーフ通路610が接続されている。このリリーフ通路610に設けられるリリーフ弁600は、デリバリパイプ50側の圧力が第2の所定圧力Pb以上であることを条件に開弁するとともに、デリバリパイプ50側から高圧燃料ポンプ20側にのみ(矢印Bに示す方向にのみ)燃料を通過させる。このリリーフ弁600は、第1の実施形態のリリーフ弁60に相当するとともに、第2の所定圧力Pbはリリーフ弁60の設定圧Phに相当する。すなわち、リリーフ弁600は、デリバリパイプ50内の燃料圧力が第2の所定圧力Pb以下になるように維持するとともに、同圧力Pbを超える場合にはリリーフ通路610を通じて燃料をパイプ50内から流出させるものである。
図4に示すように、リリーフ弁600は、リリーフ通路610内の燃料流れを遮断する円柱状の弁体62と、同弁体62をその軸方向に押圧するスプリング63と、これら弁体62とスプリング63とを固定するスプリング支持部64を備えて構成されている。スプリング63は、弁体62の高圧燃料ポンプ20側の壁面62cと、リリーフ通路610の内周面に対して垂直な突出面61cとの間に設けられて、同スプリング63の付勢力で弁体62をデリバリパイプ50側に押圧している。この弁体62により、リリーフ通路610内の燃料流れが遮断される。
そして、デリバリパイプ50側の圧力がスプリング63の付勢力を上回ると、この圧力によって弁体62が押圧されてスプリング63が収縮するとともに、弁体62が矢印Bに示す方向に移動してリリーフ弁600が開弁する。このようにリリーフ弁600が開弁すると、デリバリパイプ50側から高圧燃料ポンプ20側に(矢印Bに示す方向に)燃料が流れるようになる。スプリング63の付勢力は、デリバリパイプ50側の圧力が第2の所定圧力Pb以上であることを条件にスプリング63が収縮してリリーフ弁600が開弁するように設定されている。
弁体62のデリバリパイプ50側の壁62Aには、同壁62Aを貫通するオリフィス72が形成されている。弁体62の内部には、円柱状の空洞71aが形成されるとともに空洞71aの内部に逆止弁70が設けられている。空洞71aは上記オリフィス72と連通している。この逆止弁70は、第1の実施形態における逆止弁40と同様の機能および構造を有している。すなわち、球体73と、支持部74と、スプリング75とを備えるとともに、スプリング75が球体73をオリフィス72側に付勢力によって押圧することにより、同オリフィス72を通じた燃料流れが遮断されている。また、支持部74には、同支持部74を貫通する通路76が形成されているとともに、弁体62の高圧燃料ポンプ20側の壁62Bには、同壁62Bを貫通する通路77が形成されている。これらオリフィス72、空洞71a、通路76、通路77を含む燃料通路が、連通路71に相当する。すなわち、この連通路71は、吐出弁300と並列に設けられるとともに、同吐出弁300の上流部分と下流部分とを連通している。なお、連通路71に設けられるオリフィス72は、高圧燃料ポンプ20によってデリバリパイプ50内の燃料圧力を目標圧力に上昇させる際に支障のない量の燃料が流通可能であるようにその断面積が設定される。
そして、逆止弁70は、デリバリパイプ50側の圧力が所定圧力Pa以上であることを条件に開弁するとともにデリバリパイプ50側から高圧燃料ポンプ20側にのみ(矢印Bに示す方向に)燃料を通過させる。具体的には、デリバリパイプ50側の圧力がスプリング75の付勢力を上回ると、この圧力によって球体73および支持部74が押圧されてスプリング75が収縮するとともに球体73および支持部74が矢印Bに示す方向に移動して逆止弁70が開弁する。そして、オリフィス72、空洞71a、通路76、通路77を通じて、すなわち連通路71を通じてデリバリパイプ50側から高圧燃料ポンプ20側に(矢印Bに示す方向に)燃料が戻されるようになる。
以上説明した第2の実施形態によれば、上記(1)(2)(4)に準ずる作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
(5)デリバリパイプ50にリリーフ弁600が設けられる場合において、リリーフ弁600と連通路71とは一体に形成されているため、これらの設置スペースを節約することができるようになる。
(その他の実施形態)
なお、この発明にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・上記第1の実施形態では吐出弁30と一体に連通路41を形成する例を示した。しかし、吐出弁と並列に設けられて同吐出弁の上流部分と下流部分とを連通する構成として、連通路と吐出弁とを別体に形成してもよい。
例えば、図5に示される態様を採用することもできる。すなわち、高圧燃料通路131には、吐出弁130の上流部分と下流部分とを連通する連通路141が接続されている。この連通路141には、オリフィス142が形成されるとともに、逆止弁140が設けられる。オリフィス142は、高圧燃料ポンプによってデリバリパイプ内の燃料圧力を目標圧力に上昇させる際に支障のない量の燃料が流通可能であるようにその断面積が設定される。また、逆止弁140は、デリバリパイプ内の燃料圧力が所定圧力Pa以上であることを条件に開弁するとともに、デリバリパイプ側から高圧燃料ポンプ側にのみ燃料を通過させる。なお、この逆止弁140の構造は、第1の実施形態における逆止弁40と同様であって、球体143,支持部144,スプリング145を備えて構成されている。この態様であっても、上記(1)(2)(4)に準ずる作用効果を奏することができる。
・また、図5に示される連通路141においてオリフィス142を形成せずに、同連通路141の断面積を小さくすることにより、高圧燃料ポンプによってデリバリパイプ内の燃料圧力を目標圧力に上昇させる際に支障のない量の燃料が連通路を通じて流通可能であるようにしてもよい。
・上記実施の形態では、逆止弁40(70)は、球体43(73),支持部44(74),スプリング45(75)を備えている例を示したが、デリバリパイプ内の圧力を条件として開弁することのできる構造であれば、これらに限られない。例えば、吐出弁30またはリリーフ弁60の構成と同様の構成により、連通路を通じた燃料流れを遮断するようにする態様を採用することもできる。
・また、吐出弁、リリーフ弁の構造についても上記実施の形態の構造に限られず、適宜変更することができる。例えば、逆止弁と同様に、球体を備えるとともに、同球体がそれぞれの燃料通路の内壁に設けられた当接部に当接することにより燃料流れを遮断するようにする態様を採用することもできる。
・上記第2の実施形態では、リリーフ弁600は、スプリング63を備えるとともに同スプリング63が収縮されることにより開弁される例を示した。しかし、リリーフ弁はこの例に限られず、デリバリパイプ内の圧力を検知する燃圧センサから出力される信号に基づき、同デリバリパイプ内の圧力が第2の所定圧力以上であることを条件として開弁制御される電磁制御弁であってもよい。これであっても、同リリーフ弁に連通路と逆止弁を設けることにより、上記作用効果に準ずる効果を奏することができる。
・上記第1の実施形態では連通路41が、上記第2の実施形態では連通路71が、吐出弁30の上流部分と下流部分とを連通するようにそれぞれ設けられるとともに、これら連通路41,71を通じてデリバリパイプ50側から高圧燃料ポンプ20側に燃料が戻される例を示した。
しかし、デリバリパイプに連通されて高圧燃料ポンプによって前記デリバリパイプ内の燃料圧力を目標圧力に上昇させる際に支障のない量の燃料が流通可能な連通路を、この連通路に設けられてデリバリパイプ50内の燃料圧力が所定圧力Pa以上であることを条件に開弁するとともにデリバリパイプ50側から流出する燃料のみを通過させる逆止弁と共に、他の箇所に設けてもよい。
例えば、図1に示される第1の実施形態の構成であって、リリーフ弁60と一体に連通路を設けてもよいし、リリーフ弁60と別体でデリバリパイプ50に連通する連通路を設けてもよい。これであっても、逆止弁を連通路に設けることにより、以下の作用効果を奏することができる。
(6)デリバリパイプ50に連通されて高圧燃料ポンプ20によってデリバリパイプ50内の燃料圧力を目標圧力に上昇させる際に支障のない量の燃料が流通可能な連通路を備えているため、デリバリパイプ50内の燃料圧力を目標圧力に上昇させることができる。また、高圧燃料ポンプ20の非作動時にはデリバリパイプ50側に燃料が圧送されないため、連通路を通じてデリバリパイプ50から燃料を流出させることにより、デリバリパイプ50内の燃料圧力を低下させることができる。
また、前記連通路に設けられてデリバリパイプ50内の燃料圧力が所定圧力Pa以上であることを条件に開弁するとともにデリバリパイプ50側から流出する燃料のみを通過させる逆止弁を備えているため、デリバリパイプ50内の燃料圧力を所定圧力Pa以上に保持することができる。この所定圧力Paは、内燃機関の停止後にデリバリパイプ50内に発生するベーパを許容値以下とし且つ燃料噴射弁80からの燃料漏れを許容値以下とすることのできる圧力に設定されている。したがって、燃料噴射弁80からの燃料漏れ及びベーパの発生をともに抑制することができ、ひいては燃料漏れによる始動時の排気エミッションの悪化を抑制するとともに、ベーパの発生による始動性の悪化を抑制することができるようになる。
・上記各実施形態では、本発明を筒内噴射式のガソリンエンジンに適用したが、ディーゼルエンジンに本発明を適用することもできる。
10…燃料タンク、11…低圧燃料ポンプ、12…低圧燃料通路、13…低圧プレッシャレギュレータ、14…リターン通路、15…フューエルフィルター、20…高圧燃料ポンプ、21…カムシャフト、22…カム、22a…リフタ、23…コイルスプリング、24…シリンダ、25…プランジャ、26…加圧室、27…電磁スピル弁、27a…接続ポート、28…電磁ソレノイド、29…コイルスプリング、30,130,300…吐出弁、31,131…高圧燃料通路、32,62…弁体、33,63…スプリング、34,64…スプリング支持部、40,70,140…逆止弁、41,71,141…連通路、41a,71a…空洞、42,72,142…オリフィス、43,73,143…球体、44,74,144…支持部、45,75,145…スプリング、46,47,76,77…通路、50…デリバリパイプ、50a…燃圧センサ、60,600…リリーフ弁、61,610…リリーフ通路、80…燃料噴射弁、90…電子制御装置、91…機関回転速度センサ、92…カムポジションセンサ、93…アクセル踏込み量センサ、スロットルバルブ開度センサ。

Claims (3)

  1. 燃料を加圧して吐出する高圧燃料ポンプと、この高圧燃料ポンプから吐出された燃料を貯留するデリバリパイプと、このデリバリパイプに設けられて燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記高圧燃料ポンプと前記デリバリパイプとを接続する高圧燃料通路とを含む内燃機関の高圧燃料供給装置において、
    前記デリバリパイプと前記高圧燃料ポンプよりも上流側の部位とを接続するリリーフ通路と、
    前記リリーフ通路に設けられて前記デリバリパイプから前記高圧燃料ポンプよりも上流側の部位に向かう燃料の流れのみを許容し、前記デリバリパイプの燃料圧力がリリーフ圧力よりも大きいときに開弁するリリーフ弁と、
    このリリーフ弁内に設けられて前記デリバリパイプの燃料圧力を目標圧力に向けて上昇させることに対して支障のない量の燃料が流通する連通路と、
    機関停止後に前記デリバリパイプ内に発生するベーパの量を許容量よりも少なくし、且つ機関停止後に前記燃料噴射弁から漏れる燃料の量を許容量よりも少なくすることのできる圧力を所定圧力として、前記連通路に設けられて前記デリバリパイプから前記高圧燃料ポンプよりも上流側の部位に向かう燃料の流れのみを許容し、前記デリバリパイプの燃料圧力が前記所定圧力よりも大きいときに開弁する逆止弁とを備える
    ことを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
  2. 請求項1に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、
    前記リリーフ弁の弁体内に前記逆止弁が設けられる
    ことを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
  3. 請求項1または2に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、
    前記連通路にオリフィスが形成される
    ことを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
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