JP5211397B2 - エンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの燃料供給装置に関し、特に、シリンダ内燃料供給路のエア抜きと排気管内への燃料供給とを行うエンジンの燃料供給装置に関するものである。

（従来の実施技術）
図１０（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、従来のエンジンの燃料供給装置１００の構成を例示している。

図１０（ａ）は、フィードポンプ１を介してエンジン２のシリンダ内に燃料を供給するシリンダ内燃料供給装置１１０を示す。一方、図１０（ｂ）は、燃料をエンジン２の排気管４に供給するＨＣ（ハイドロカーボン）ドージング装置１２０を示す。

図１０（ａ）に示すシリンダ内燃料供給装置１１０では、燃料タンク５内の燃料が、供給路１０ａ、プレフィルタ６、供給路１０ｂを介して、フィードポンプ１によって吸い込まれる。フィードポンプ１は、燃料を所定燃圧、たとえば３〜５ｋｇｆ/cm2程度まで昇圧して供給路１０ｃに吐出する。フィードポンプ１によって昇圧された燃料は、供給路１０ｃ、メインフィルタ７、供給路１０ｄを介してサプライポンプ８に吸い込まれる。サプライポンプ８は、燃料を更に所定燃圧、たとえば１０００〜１６００ｋｇｆ/cm2程度まで昇圧して供給路１０ｅに吐出する。サプライポンプ８によって昇圧された燃料は、供給路１０ｅを経由して図示しないコモンレール、インジェクタを介してエンジン２のシリンダ内に供給される。エンジン２のシリンダには、高圧の燃料が噴射されて、エンジン２が稼動する。なお、サプライポンプ８で燃料がオーバーフローした場合には、オーバーフローした燃料がオーバーフロー用燃料排出路１１を介して燃料タンク５に排出される。

いわゆる「ガス欠」時、つまりエンジン２の稼動中に、燃料タンク５内の燃料が不足して、エンジン２に燃料が供給されない状態となったとき、あるいはプレフィルタ６またはメインフィルタ７を交換したときなどのときには、シリンダ内燃料供給路１０にエア（空気）が混入することがある。シリンダ内燃料供給路１０にエアが混入すると、シリンダ内燃料供給路１０からエアが抜け切るまでの長時間、シリンダ内燃料供給路１０を流れる燃料の燃圧が、適切な値まで上昇せず、エンジン２が不調になったり、エンジン始動そのものが困難となる。このために、燃料フィルタ交換の度に定期的に、たとえばエンジン２が５００時間稼動する毎に、あるいはガス欠時に、プライミングポンプ９を作動させて、エア抜きを行ない、しかる後にエンジン２を稼動させる必要がある。

スイッチ１２がオンされると、リレー１３が付勢されて、プライミングポンプ９が作動する。エア抜きは、エンジン２が稼働しない状態で行う必要があるため、エンジン２が非稼働中に、プライミングポンプ９が作動する。

プライミングポンプ９が作動すると、燃料タンク５内の燃料が、供給路１０ａ、プレフィルタ６、供給路１０ｂ、吸込み用燃料供給路３０を介して、プライミングポンプ９の吸い込み口９ｂに吸込まれる。プライミングポンプ９は、燃料をエア抜き用に適した所定燃圧、たとえば３〜５ｋｇｆ/cm2程度まで昇圧して吐出口９ａからエア抜き用燃料供給路３１に吐出する。プライミングポンプ９によって昇圧された燃料は、エア抜き用燃料供給路３１を介してメインフィルタ７に圧送され、サプライポンプ８を通過しオーバーフロー用燃料排出路１１を介して燃料タンク５に排出される。またプライミングポンプ９によって昇圧された燃料は、エア抜き用燃料供給路３１を介してメインフィルタ７に圧送され、エア抜き用燃料排出路３２を介して燃料タンク５に排出される。これによりシリンダ内燃料供給路１０内からエアが抜かれる。

つぎに図１０（ｂ）に示すＨＣドージング装置１２０について説明する。

近年のエンジン２の排気ガス規制の強化に伴い、排気管４内には、排気ガス後処理装置としてのディーゼル パティキュレート フィルタ１４が設けられている。ディーゼルパティキュレートフィルタ１４では、エンジン２の排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：パーティキュレートマター）が捕集され、大気へのＰＭの拡散が抑制される。

しかしながら、粒子状物質ＰＭを長期にわたりディーゼルパティキュレートフィルタ１４によって捕集していくと、排気管４内で圧力損失が増加して、排気ガスの排出が困難になったり、フィルタの目詰まりが生じ、ディーゼルパティキュレートフィルタ１４の機能が低下していく。このため定期的に、たとえばエンジン２が数十時間稼動する毎に、ディーゼルパティキュレートフィルタ１４に堆積した粒子状物質ＰＭを除去してディーゼルパティキュレートフィルタ１４の機能を再生させる必要がある。かかるディーゼルパティキュレートフィルタ１４の再生方式には、種々の方式があるが、その１つの方式に、「ＨＣドージング」方式がある。

すなわち、ディーゼルパティキュレートフィルタ１４に堆積されている粒子状物質ＰＭを除去するには、排気ガスの温度を高くして、フィルタに詰まった粒子状物質ＰＭ中のすすを燃焼させればよいことがわかっている。そのために、排気管４のうちディーゼルパティキュレートフィルタ１４の前段に、酸化触媒１５を配置して、酸化触媒１５に燃料を噴射して、燃料中のＨＣ（ハイドロ カーボン）と酸化触媒１５を酸化反応させて熱を発生させ排気ガスの温度を上昇させるものである。

ＨＣドージング装置１２０は、ディーゼルパティキュレートフィルタ１４の再生のために、排気管４内に燃料を供給するために設けられている。

コントローラ５０は、センサ５１の検出信号に基づいて、排気ガス後処理装置を再生する時期（以下、単に再生時期という）になったことを判断し、その判断時点で、排気管４内への燃料供給を指令する信号を、ＨＣドージング用ポンプ１６、各弁１７、１９に加える。これによりＨＣドージング用ポンプ１６が作動するとともに、各弁１７、１９が開弁する。排気管４への燃料の供給は、エンジン２が稼働して排気ガスが排出されている状態で行う必要があるため、エンジン２が稼働中に、ＨＣドージング用ポンプ１６が作動する。

ＨＣドージング用ポンプ１６が作動すると、燃料タンク５内の燃料が吸込み用燃料供給路４１を介してＨＣドージング用ポンプ１６の吸込み口１６ｂに吸い込まれる。

ＨＣドージング用ポンプ１６は、燃料を排気管内への供給に適した所定燃圧、たとえば７〜１０ｋｇｆ/cm2程度まで昇圧して吐出口１６ａから供給路２０ａに吐出する。ＨＣドージング用ポンプ１６により昇圧された燃料は、供給路２０ａ、第１の開閉弁１７、流量制御弁１９、供給路２０ｂ、ノズル２１を介して排気管４内に噴射、供給される。

（特許文献にみられる従来技術）
フィードポンプとは別に、エア抜き専用のポンプを設けて、このポンプを作動させて、ディーゼルエンジンの燃料系統のエア抜きを行うという発明は、下記特許文献１に記載されている。

また、上述のＨＣドージング装置に関する発明は、下記特許文献２、３に記載されている。

また、上述のＨＣドージング装置と同じく、燃料を排気管に供給する技術として、下記特許文献４にみられるものがある。この特許文献４には、排気管に、排気ガス中のＮＯxを除去する触媒を設け、この触媒によるＮＯxの除去率を高めるために、触媒の還元剤としての軽油燃料を高圧の状態で排気管内に噴射して供給するという発明が記載されている。

特開平２−２５６８６９号公報 特公平５−３４４８６号公報 特開２０００−１９３８２４号公報 特開平８−６８３１５号公報

上述したようにＨＣドージング装置１２０は、シリンダ内燃料供給装置１１０と独立して設けられており、ＨＣドージング用ポンプ１６は、シリンダ内燃料供給装置１１０に用いられる各種ポンプ１、８、９とは別に専用のものを用意する必要がある。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、ＨＣドージングポンプ等の排気管内燃料供給用のポンプを、シリンダ内燃料供給装置１１０に用いられるポンプと兼用することで、装置コストを低減することを解決課題とするものである。

さらに本発明は、ポンプを兼用するシステムを構築するにあたり、極力簡易な構成として、装置コストを一層低減させることを解決課題とするものである。

第１発明は、
燃料ポンプを介してエンジンのシリンダ内に燃料を供給するシリンダ内燃料供給路と、燃料をエンジンの排気管内に供給する排気管内燃料供給路とが備えられたエンジンの燃料供給装置であって、
前記燃料ポンプとは別に設けられ、シリンダ内燃料供給路のエア抜きと排気管内への燃料供給とを兼用する兼用ポンプと、
兼用ポンプの吐出口とシリンダ内燃料供給路とを連通するエア抜き用燃料供給路と、
兼用ポンプの吐出口と排気管とを連通する排気管内燃料供給路と、
エア抜き用燃料供給路上に設けられた絞りと、
排気管内燃料供給路上に設けられ、排気管内燃料供給路を開閉する第１の開閉弁と、
シリンダ内燃料供給路のエア抜きを指令する信号が発生した場合に、兼用ポンプを作動させ、第１の開閉弁を閉状態にして、兼用ポンプから燃料を、エア抜き用燃料供給路上の絞りを介してシリンダ内燃料供給路に供給するとともに、
排気管内への燃料供給を指令する信号が発生した場合に、兼用ポンプを作動させ、第１の開閉弁を開状態にして、兼用ポンプから燃料を、排気管内燃料供給路を介して、排気管へ供給する制御手段と
が備えられたことを特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
兼用ポンプの吸込み口に連通する吸込み用燃料供給路が設けられ、
エア抜き用燃料供給路または兼用ポンプまたは吸込み用燃料供給路のいずれかに、エア抜き用燃料供給路から兼用ポンプを介して吸込み用燃料供給路に向う燃料の流れを阻止するチェック弁または開閉弁が設けられていることを特徴とする。

第３発明は、第１発明または第２発明において、
絞りは、可変絞りであること
を特徴とする。

第４発明は、第１発明において、
シリンダ内燃料供給路のうち燃料ポンプの吸込み口側の供給路と、兼用ポンプの吸込み口とを連通する第１の吸込み用燃料供給路と、
シリンダ内燃料供給路のうち燃料ポンプの吐出口側の供給路と、兼用ポンプの吸込み口とを連通する第２の吸込み用燃料供給路と、
第１の吸込み用燃料供給路上に設けられ、第１の吸込み用燃料供給路を開閉する第１の吸込み用開閉弁と、
第２の吸込み用燃料供給路上に設けられ、第２の吸込み用燃料供給路を開閉する第２の吸込み用開閉弁と、
シリンダ内燃料供給路のエア抜きを指令する信号が発生した場合に、第１の吸込み用開閉弁を開状態にし、第２の吸込み用開閉弁を閉状態にして、前記燃料ポンプの吸込み口側から第１の吸い込み用燃料供給路を介して燃料を、兼用ポンプの吸込み口に吸込ませるとともに、
排気管内への燃料供給を指令する信号が発生した場合に、第２の吸込み用開閉弁を開状態にし、第１の吸込み用開閉弁を閉状態にして、前記燃料ポンプの吐出口側から第２の吸い込み用燃料供給路を介して燃料を兼用ポンプの吸込み口に吸込ませる制御手段と
が備えられたことを特徴とする。

第５発明は、第１発明において、
シリンダ内燃料供給路のうち燃料ポンプの吸込み口側の供給路と、兼用ポンプの吸込み口とを連通する第１の吸込み用燃料供給路と、
シリンダ内燃料供給路のうち燃料ポンプの吐出口側の供給路と、兼用ポンプの吸込み口とを連通する第２の吸込み用燃料供給路と、
第１の吸込み用燃料供給路上に設けられ、燃料ポンプの吸込み口側から兼用ポンプの吸込み口への流れのみを許容する第１のチェック弁と、
第２の吸込み用燃料供給路上に設けられ、燃料ポンプの吐出口側から兼用ポンプの吸込み口への流れのみを許容する第２のチェック弁と
が備えられたことを特徴とする。

第６発明は、第４発明において、
第１の吸込み開閉弁、第２の吸込み開閉弁は、電気信号によって開閉されること
を特徴とする。
第７発明は、
シリンダ内燃料供給路のエア抜きと排気管内への燃料供給とを兼用する兼用ポンプと、
エア抜き時には、燃料を燃料ポンプの吸込み口側から第１の吸込み用燃料供給路を介して兼用ポンプに吸い込ませるようにし、
排気管への燃料供給時には、燃料を燃料ポンプの吐出口側から第２の吸込み用燃料供給路を介して兼用ポンプに吸い込ませるようにする手段と
が備えられたエンジンの燃料供給装置であることを特徴とする。

第８発明は、
シリンダ内燃料供給路のエア抜きと排気管内への燃料供給とを兼用する兼用ポンプと、
エア抜き時には、兼用ポンプから排気管内への燃料供給を阻止しつつ、兼用ポンプからシリンダ内燃料供給路への燃料の供給を行わせ、
排気管への燃料供給時には、兼用ポンプからシリンダ内燃料供給路への燃料の供給を抑制しつつ、兼用ポンプから排気管内への燃料供給を行わせる手段と
が備えられたエンジンの燃料供給装置であることを特徴とする。

第１発明では、エンジンの燃料供給装置１００には、燃料ポンプ（フィードポンプ）１を介してエンジン２のシリンダ内に燃料を供給するシリンダ内燃料供給路１０と、燃料をエンジン２の排気管４内に供給する排気管内燃料供給路２０とが備えられている。

兼用ポンプ６０は、燃料ポンプ１とは別に設けられ、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きと排気管４内への燃料供給とを兼用している。

兼用ポンプ６０の吐出口６０ａとシリンダ内燃料供給路１０は、エア抜き用燃料供給路７０によって連通されている。

兼用ポンプ６０の吐出口６０ａと排気管４は、排気管内燃料供給路２０によって連通されている。

エア抜き用燃料供給路７０上には、絞り１７１が設けられている。

排気管内燃料供給路２０上には、第１の開閉弁１７が設けられており、第１の開閉弁１７は、排気管内燃料供給路２０を開閉する。

制御手段５０は、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号が発生すると、兼用ポンプ６０を作動させ、第１の開閉弁１７を閉状態にして、兼用ポンプ６０から燃料を、エア抜き用燃料供給路７０上の絞り１７１を介してシリンダ内燃料供給路１０に供給する。また、制御手段５０は、排気管４内への燃料供給を指令する信号が発生すると、兼用ポンプ６０を作動させ、第１の開閉弁１７を開状態にして、兼用ポンプ６０から燃料を、排気管内燃料供給路２０を介して、排気管４へ供給する。

第１発明によれば、兼用ポンプ６０を用いて、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きと、排気管４内への燃料供給とを行うことができるので、装置コストを低減することができる。

また、絞り１７１を介してシリンダ内燃料供給路１０に燃料を供給するようにしたので、ポンプを兼用するシステムを簡易な構成とすることができ、装置コストを一層低減することができる。

また、排気管４内への燃料供給開始時などのときに、排気管内燃料供給路２０のうち兼用ポンプ６０の吐出口６０ａと第１の開閉弁１７とを連通する供給路２０ａ内の燃圧が高まるような場合であっても、供給路２０ａ内の燃料が絞り１７１を経由してシリンダ内燃料供給路１０に流れ込むため、供給路２０ａ内の燃圧の高まりを抑制できる。これにより兼用ポンプ６０の耐久性を向上させることができる。

第２発明では、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂに連通する吸込み用燃料供給路３０が設けられる。そして、エア抜き用燃料供給路７０または兼用ポンプ６０または吸込み用燃料供給路３０のいずれかに、チェック弁１７２（または開閉弁）が設けられる。チェック弁１７２（または開閉弁）によりエア抜き用燃料供給路７０から兼用ポンプ６０を介して吸込み用燃料供給路３０に向う燃料の流れが阻止される。これにより、エンジン２が稼動中に、燃料がエア抜き用燃料供給路７０上の絞り１７１を通過して、兼用ポンプ６０、吸込み用燃料供給路３０を経由して、シリンダ内燃料供給路１０に還流することを防止することができる。

第３発明では、絞り１７１は、可変絞りであることを特徴とする。

第４発明では、シリンダ内燃料供給路１０のうち燃料ポンプ（フィードポンプ）１の吸込み口１ｂ側の供給路１０ｂと、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂは、第１の吸込み用燃料供給路８０によって連通されている。

シリンダ内燃料供給路１０のうち燃料ポンプ１の吐出口１ａ側の供給路１０ｃと、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂは、第２の吸込み用燃料供給路８１によって連通されている。

第１の吸込み用燃料供給路８０上には、第１の吸込み用燃料供給路８０を開閉する第１の吸込み用開閉弁８２が設けられている。

第２の吸込み用燃料供給路８１上には、第２の吸込み用燃料供給路８１を開閉する第２の吸込み用開閉弁８３が設けられている。

制御手段５０は、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号が発生すると、第１の吸込み用開閉弁８２を開状態にし、第２の吸込み用開閉弁８３を閉状態にして、燃料ポンプ１の吸込み口１ｂ側から第１の吸い込み用燃料供給路８０を介して燃料を、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂに吸込ませる。また、制御手段５０は、排気管４内への燃料供給を指令する信号が発生した場合に、第２の吸込み用開閉弁８３を開状態にし、第１の吸込み用開閉弁８２を閉状態にして、燃料ポンプ１の吐出口１ａ側から第２の吸い込み用燃料供給路８１を介して燃料を兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂに吸込ませる。

第４発明によれば、排気管４内への燃料供給を行うときには、燃料ポンプ１の吐出口１ａ側から燃料が兼用ポンプ６０に吸込まれて、燃料が排気管４内への燃料供給に適した燃圧まで昇圧する。

排気管４内への燃料供給時は、エンジン２が稼動しており燃料ポンプ（フィードポンプ）１が作動している。兼用ポンプ６０は、燃料ポンプ１によって既に所定圧（３〜５ｋｇｆ/cm2程度）まで昇圧された燃料を更に、排気管４内への燃料供給に適した燃圧（７〜１０ｋｇｆ/cm2程度）まで昇圧すればよいので、燃圧が上がっていない燃料を昇圧する場合と比べて、兼用ポンプ６０の昇圧能力は低くて済む。

一方、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きは、主としてエンジン２の非稼動時に行われる。第２発明によれば、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを行うときには、燃料ポンプ１の吸込み口１ｂ側から燃料タンク５内の燃料を兼用ポンプ６０に吸込むようにしているため、エンジン２が非稼動で燃料ポンプ１が作動していないときでも、燃料ポンプ１の吸込み１ｂ側の燃料タンク５から燃料を良好に吸込むことができる。ただし、燃料タンク５内の燃料（大気圧）を、兼用ポンプ６０で昇圧したときの燃圧（４ｋｇｆ/cm2程度）は、燃料ポンプ１の作動により既に所定圧（３〜５ｋｇｆ/cm2程度）まで昇圧された燃料を更に昇圧させたときの燃圧（７〜９ｋｇｆ/cm2程度）よりも低くなるが、元々、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きは、排気管４内への燃料供給時よりも低い燃圧でよいため、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを、十分に行うことができる。

第４発明によれば、兼用ポンプ６０の昇圧能力を低く抑えることができ、兼用ポンプ６０を小型化することができる。

第４発明における第１の吸込み開閉弁８２、第２の吸込み開閉弁８３を第１のチェック弁、第２のチェック弁で構成して同様の作用効果を奏効させることができる。チェック弁で構成した場合には、弁に作用する燃圧によって弁が自動的に開閉作動するため、第４発明における弁の開閉制御は不要となる（第５発明）。

第６発明では、第４発明における第１の吸込み開閉弁８２、第２の吸込み開閉弁８３は、電気信号によって開閉される。

第７発明は、第４発明、第５発明の上位概念の発明である。

第８発明は、第１発明の上位概念の発明である。

図１（ａ）は、実施例のエンジンの燃料供給装置の構成図で、エンジンが非稼動の場合にエア抜きが行なわれるときの動作を説明する図であり、図１（ｂ）は、流量制御弁の機能をノズルの組み込んだ場合の構成図である。 図２は、図１の装置において、エンジンが稼動中にエア抜きもＨＣドージングも行われないときの動作を説明する図である。 図３は、図１の装置において、エンジンが稼動中にＨＣドージングが行われるときの動作を説明する図である。 図４は、図１に示す絞りを可変絞りで構成したときの構成図である。 図５は、図１とは異なる実施例のエンジンの燃料供給装置の構成図で、エンジンが非稼動の場合にエア抜きが行なわれるときの動作を説明する図である。 図６は、図５の装置において、エンジンが稼動中にエア抜きもＨＣドージングも行われないときの動作を説明する図である。 図７は、図５の装置において、エンジンが稼動中にＨＣドージングが行われるときの動作を説明する図である。 図８は、図５に示す第１の吸込み用開閉弁、第２の吸込み用開閉弁を電気指令信号が与えられることで動作する弁で構成したときの構成図である。 図９（ａ）は、コントローラの機能ブロック図である。また、図９（ｂ）、（ｃ）は、図１、図２、図３に示す実施例の動作を説明するフローチャートであり、図９（ｂ）は、スイッチの操作に伴う処理を、また図９（ｃ）は、コントローラで行われる処理を示した図である。 図１０（ａ）、（ｂ）は、従来技術の構成図である。

以下、図面を参照して本発明に係るエンジンの燃料供給装置の実施の形態について説明する。

図１（ａ）は、実施例のエンジンの燃料供給装置１００の構成図を示している。

同図１（ａ）に示すように、実施例のエンジンの燃料供給装置１００は、フィードポンプ１を介してエンジン２のシリンダ内に燃料を供給するシリンダ内燃料供給路１０と、燃料をエンジン２の排気管４に供給する排気管内燃料供給路２０を含んで構成されている。なお、フィードポンプ１は、たとえばトロコイドポンプが用いられる。

シリンダ内燃料供給路１０は、燃料タンク５とエンジン２のシリンダ内とを連通している。シリンダ内燃料供給路１０には、燃料タンク５、プレフィルタ６、フィードポンプ１、メインフィルタ７、サプライポンプ８、エンジン２が配置されている。エンジン２は、ディーゼルエンジンである。

フィードポンプ１、サプライポンプ８は、燃料ポンプを構成する。プレフィルタ６は、水セパレータを含む燃料フィルタであり、燃料に混入した水を分離して捕集するとともに、燃料に混入したゴミを捕集するために設けられている。メインフィルタ７は、燃料フィルタであり、燃料に混入したゴミを捕集するために設けられている。

シリンダ内燃料供給路１０は、各供給路１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅからなる。燃料タンク５とプレフィルタ６は、供給路１０ａによって連通され、プレフィルタ６とフィードポンプ１は、供給路１０ｂによって連通され、フィードポンプ１とメインフィルタ７は、供給路１０ｃによって連通され、メインフィルタ７とサプライポンプ８は、供給路１０ｄによって連通され、サプライポンプ８とエンジン２は、供給路１０ｅによって連通されている。サプライポンプ８と燃料タンク５は、オーバーフロー用燃料排出路１１によって連通されている。オーバーフロー用燃料排出路１１には、サプライポンプ８から燃料タンク５への燃料の流れのみを許容するチェック弁２８が設けられている。

兼用ポンプ６０は、フィードポンプ１とは別に設けられている。兼用ポンプ６０は、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きと排気管４内への燃料供給、つまりＨＣドージングとを兼用している。

兼用ポンプ６０は、電動ポンプで構成されている。スイッチ１２とリレー１３と兼用ポンプ６０は、電気的に接続されている。兼用ポンプ６０は、リレー１３が付勢されることにより作動する。シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令するために、スイッチ１２がオン操作されると、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号が発生する。この信号は、リレー１３に印加されてリレー１３が付勢される。リレー１３が付勢されることで兼用ポンプ６０が作動する。

エア抜きは、吸込み用燃料供給路３０と、エア抜き用燃料供給路７０と、エア抜き用燃料排出路３２と、オーバーフロー用燃料排出路１１とを用いて行われる。

供給路１０ｂと兼用ポンプ６０の吸い込み口６０ｂは、吸込み用燃料供給路３０によって連通されている。ここで、プレフィルタ６の出口側の供給路１０ｂから兼用ポンプ６０に燃料を吸い込ませるようにしているのは、プレフィルタ６を通過した清浄度の高い燃料を兼用ポンプ６０から吐出させるためである。

兼用ポンプ６０の吐出口６０ａとシリンダ内燃料供給路１０のメインフィルタ７は、エア抜き用燃料供給路７０によって連通されている。エア抜き用燃料供給路７０上には、絞り１７１が設けられている。図１では、絞り１７１は、固定絞りを用いている。

絞り１７１は、開口面積は、つぎの点を考慮して定められのが好ましい。

ａ）兼用ポンプ６０からシリンダ内燃料供給路１０側に向けてシリンダ内燃料供給路１０内のエア抜きを行うに必要十分な量の燃料が供給されること
ｂ）兼用ポンプ６０の耐久性を考慮すること。すなわち、排気管４内への燃料供給開始時などのときに、排気管内燃料供給路２０のうち兼用ポンプ６０の吐出口６０ａと第１の開閉弁１７とを連通する供給路２０ａ内の燃圧が高まるような場合であっても、供給路２０ａ内の燃料が絞り１７１を経由してシリンダ内燃料供給路１０に流れ込むことで、供給路２０ａ内の燃圧の高まりを抑制すること。

ｃ）ノズル２１の性能を考慮して、ノズル２１に必要十分な圧の燃料を圧送できるようにすること。すなわち、排気管４内への燃料供給時に、絞り１７１を介してシリンダ内燃料供給路１０側に多少の燃料が流れこみ、排気管内燃料供給路２０内の燃圧が多少低くなるようなことがあったとしても、ノズル２１に必要十分な圧を圧送して、燃料を良好に噴霧させて、霧化状態の燃料を排気管４に供給できるようにすること。

なお、実施例では、エア抜き用燃料供給路７０は、兼用ポンプ６０の吐出口６０ａとシリンダ内燃料供給路１０のメインフィルタ７とを連通するものとしているが、エア抜き用燃料供給路７０は、兼用ポンプ６０の吐出口６０ａとシリンダ内燃料供給路１０の供給路１０ｃとを連通するものであってもよく、また、エア抜き用燃料供給路７０は、兼用ポンプ６０の吐出口６０ａとシリンダ内燃料供給路１０の供給路１０ｄとを連通するものであってもよい。

メインフィルタ７と燃料タンク５は、エア抜き用燃料排出路３２によって連通されている。エア抜き用燃料排出路３２には、絞り２９が設けられている。

燃料タンク５内の燃料は、供給路１０ａ、プレフィルタ６、供給路１０ｂを介して、フィードポンプ１に吸い込まれる。フィードポンプ１は、燃料を所定燃圧、たとえば３〜５ｋｇｆ/cm2程度まで昇圧して供給路１０ｃに吐出する。フィードポンプ１によって昇圧された燃料は、供給路１０ｃ、メインフィルタ７、供給路１０ｄを介してサプライポンプ８に吸い込まれる。サプライポンプ８は、燃料を更に所定燃圧、たとえば１０００〜１６００ｋｇｆ/cm2程度まで昇圧して供給路１０ｅに吐出する。サプライポンプ８によって昇圧された燃料は、供給路１０ｅを経由して図示しないコモンレール、インジェクタを介してエンジン２のシリンダ内に供給される。エンジン２のシリンダには、高圧の燃料が噴射されて、エンジン２が稼動する。なお、サプライポンプ８で燃料がオーバーフローした場合には、オーバーフローした燃料がオーバーフロー用燃料排出路１１を介して燃料タンク５に排出される。

兼用ポンプ６０の吐出口６０ａには、チェック弁１７２が設けられている。このチェック弁１７２は、エア抜き用燃料供給路７０から兼用ポンプ６０を介して吸込み用燃料供給路３０に向う燃料の流れを阻止するように配置されている。

なお、チェック弁１７２は、兼用ポンプ６０の吐出口６０ａに限られず、エア抜き用燃料供給路７０または兼用ポンプ６０または吸込み用燃料供給路３０のいずれか任意の場所に配置することができる。

エンジン２の排気管４内には、排気ガス後処理装置としてのディーゼルパティキュレートフィルタ１４が設けられている。ディーゼルパティキュレートフィルタ１４では、エンジン２の排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：パーティキュレートマター）が捕集され、大気へのＰＭの拡散が抑制される。

排気管４のうちディーゼルパティキュレートフィルタ１４の前段には、酸化触媒１５が配置されている。酸化触媒１５に燃料が噴射されると（ＨＣドージング）、燃料中のＨＣ（ハイドロ カーボン）と酸化触媒１５が酸化反応して熱が発生し排気ガスの温度が上昇する。排気ガスの温度が高くなると、ディーゼルパティキュレートフィルタ１４のフィルタに詰まった粒子状物質ＰＭ中のすすが燃焼され、ディーゼルパティキュレートフィルタ１４の機能が再生される。

排気管内燃料供給路２０は、排気管４内に燃料を供給すること（ＨＣドージング）によりディーゼルパティキュレートフィルタ１４の再生を行うために設けられている。

排気管内燃料供給路２０は、兼用ポンプ６０と、排気管４とを連通している。

兼用ポンプ６０、第１の開閉弁１７、第２の開閉弁１８、流量制御弁１９、ノズル２１は、排気管内燃料供給路２０に配置されている。

排気管内燃料供給路２０は、供給路２０ａ、２０ｂ、２０ｃからなる。

兼用ポンプ６０の吐出口６０ａと第１の開閉弁１７は、供給路２０ａによって連通されている。第１の開閉弁１７は、コントローラ５０から与えられる電気指令信号に応じて、排気管内燃料供給路２０を開閉する。

第１の開閉弁１７の出口１７ａと、第２の開閉弁１８と、流量制御弁１９の入口１９ｂとは、供給路２０ｂによって連通されている。流量制御弁１９とノズル２１は、供給路２０ｃによって連通されている。ノズル２１は、排気管４に取り付けられており、排気管４内に燃料を噴射する。ノズル２１は、酸化触媒１５と図示しない排気マニホールドとの間に設けられている。なお、ノズル２１を排気マニホールドに設けてもよい。

第２の開閉弁１８と燃料タンク５は、燃料排出路４０によって連通されている。第２の開閉弁１８で燃料がオーバーフローした場合には、オーバーフローした燃料が燃料排出路４０を介して燃料タンク５に排出される。

高圧の燃料を酸化触媒１５に噴射して燃料の霧化を促進してＨＣと酸化触媒１５との酸化反応を起こさせるには、ＨＣドージング時に、兼用ポンプ６０から、エア抜き時に要求される燃圧（３〜５ｋｇｆ/cm2程度）よりも高い燃圧、たとえば７〜１０ｋｇｆ/cm2程度の燃圧の燃料を吐出する必要がある。

各弁１７、１８、１９は、電気信号を与えることで作動する電磁弁で構成されている。なお、各弁１７、１８、１９を油圧信号を与えることで作動する油圧パイロット方式の弁で構成してもよい。

兼用ポンプ６０と、各弁１７、１８、１９と、コントローラ５０とは、電気的に接続されている。コントローラ５０は、リレー１３に電気的に接続されている。エンジン２の非稼動時には、コントローラ５０から各弁１７、１８、１９に対する電気指令信号はオフされており、各弁１７、１８、１９は閉じられているとともに、コントローラ５０からリレー１３に対して与えられる、リレー１３を付勢させるための電気指令信号はオフされている。

ノズル２１から噴射される燃料の噴射量（単位時間当たりの燃料流量）は、供給路２０ｂ内の燃圧とノズル２１から燃料を噴射している時間との積算値によって定まる。たとえば流量制御弁１９は、所定のデューティ比でオン（開）、オフ（閉）を繰り返し、流量制御弁１９がオン（開）されている間、ノズル２１に燃料を供給し、ノズル２１から燃料を噴射させる。流量制御弁１９がオン（開）されている時間とそのときの燃圧との積を累算することで、ノズル２１から噴射される燃料の噴射量が定まる。センサ１７３は、供給路２０ｂ内の燃圧を検出する。センサ１７３の検出信号はコントローラ５０に入力される。コントローラ５０は、センサ１７３の検出信号に基づいて、ノズル２１から噴射される燃料の噴射量が所望の値になるように、流量制御弁１９に制御信号を出力して流量制御弁１９の開口のオン／オフを制御する。

図１（ｂ）は、流量制御弁１９の機能をノズル２１内に組み込んだ場合の構成図を部分的に示している。この場合、センサ１７３は、第２の開閉弁１８と、ノズル２１とを連通する供給路２０ｂ´に設けられる。コントローラ５０は、センサ１７３の検出信号に基づいて、ノズル２１から噴射される燃料の噴射量が所望の値になるように、ノズル２１に制御信号を出力してノズル２１を制御する。

排気管４には、排気管４内のエンジン２の排気ガスの圧力、あるいはディーゼルパティキュレートフィルタ１４の前後の圧力の差圧を検出するセンサ５１が設けられている。センサ５１の検出信号は、コントローラ５０に入力される。コントローラ５０は、センサ５１の検出信号に基づいて、再生時期になったことを判断する。

以下では、圧力をゲージ圧で表し、絞り１７１のクラッキング圧が２ｋｇｆ/cm2に設定され、フィードポンプ１の吐出圧が３ｋｇｆ/cm2であり、兼用ポンプ６０の吐出圧が７ｋｇｆ/cm2であるとして説明する。なお、これら圧力の数値は、説明をわかりやすくするために例示したものであって、本発明はこれら数値に限定されるものでない。

図９（ａ）は、コントローラ５０の機能ブロック図である。また、図９（ｂ）、（ｃ）は、図１、図２、図３に示す実施例の動作を説明するフローチャートであり、図９（ｂ）は、スイッチ１２の操作に伴う処理を、また図９（ｃ）は、コントローラ５０で行われる処理を示している。

以下、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を併せ参照して、図１、図２、図３に示す実施例の動作について説明する。なお、図１、図２、図３における黒矢印は燃料の流れを示す。これは図４、図５、図６、図７、図８における実施例でも同様である。

（エア抜き時の動作；図１）
いわゆる「ガス欠」時、つまりエンジン２の稼動中に、燃料タンク５内の燃料が不足して、エンジン２に燃料が供給されない状態となったとき、あるいはプレフィルタ６またはメインフィルタ７を交換したときなどのときには、シリンダ内燃料供給路１０にエア（空気）が混入することがある。シリンダ内燃料供給路１０にエアが混入すると、シリンダ内燃料供給路１０からエアが抜け切るまでの長時間、シリンダ内燃料供給路１０を流れる燃料の燃圧が、適切な値まで上昇せず、エンジン２が不調になったり、エンジン始動そのものが困難となる。このために、燃料フィルタ交換の度に定期的に、たとえばエンジン２が５００時間稼動する毎に、あるいはガス欠時にエア抜きを行ない、しかる後にエンジン２を稼動させる必要がある。

オペレータは、エンジン２の始動前、エンジン２の非稼動時に、エア抜きを行うため、スイッチ１２をオンにする（図９（ｂ）のステップの１０１の判断ＹＥＳ）。

スイッチ１２がオンされると、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号が発生してリレー１３が付勢される。リレー１３が付勢されることで兼用ポンプ６０が作動する。 兼用ポンプ６０が作動すると、燃料タンク５内の燃料が、供給路１０ａ、プレフィルタ６、供給路１０ｂ、吸込み用燃料供給路３０を介して、兼用ポンプ６０の吸い込み口６０ｂに吸込まれる。兼用ポンプ６０は、燃料を７ｋｇｆ/cm2まで昇圧して吐出口６０ａからエア抜き用燃料供給路７０に吐出する。こうしてエンジン２が非稼働中に、兼用ポンプ６０が作動する。兼用ポンプ６０から吐出された燃圧７ｋｇｆ/cm2の燃料は、エア抜き用燃料供給路７０上の絞り１７１を通過する（図９（ｂ）のステップ１０２）。

一方、エンジン２が非稼動中であるため（図９（ｃ）のステップ２０１の判断NO）、コントローラ５０の出力部５０ｃから各弁１７、１８、１９に対する電気指令信号はオフされており、各弁１７、１８、１９は閉じられているとともに、コントローラ５０の出力部５０ｃからリレー１３に対して与えられる、リレー１３を付勢させるための電気指令信号はオフされ、リレー１３は消勢されている（図９（ｃ）のステップ２０２）。ただし、上述したようにオペレータによるスイッチ１２のオン操作によってリレー１３が付勢されていることになる（図９（ｂ）のステップ１０２）。

第１の開閉弁１７が閉じられ、それにより排気管内燃料供給路２０は閉じられているため、兼用ポンプ６０から吐出された燃料が、排気管内燃料供給路２０を通って排気管４内に供給されることが阻止される。

第１の開閉弁１７が閉じられているため、第１の開閉弁１７の出口１７ａの供給路２０ｂは、大気圧となっている。これは、後述するように、供給路２０ｂを介して燃料が排気管４に供給された後で、供給路２０ｂ内の圧力を大気圧まで低下させる動作が行なわれるためである。

兼用ポンプ６０によって昇圧された燃料は、エア抜き用燃料供給路７０の絞り１７１を介してメインフィルタ７に圧送され、サプライポンプ８を通過しオーバーフロー用燃料排出路１１を介して燃料タンク５に排出される。また兼用ポンプ６０によって昇圧された燃料は、エア抜き用燃料供給路７０の絞り１７１を介してメインフィルタ７に圧送され、エア抜き用燃料排出路３２を介して燃料タンク５に排出される。ここで絞り１７１の開口面積は、上記ａ）の点を考慮して定められているため、兼用ポンプ６０からシリンダ内燃料供給路１０側に向けてシリンダ内燃料供給路１０内のエア抜きを行うに必要十分な量の燃料が供給されることになる。これによりシリンダ内燃料供給路１０内からエアが抜かれる（図９（ｂ）のステップ１０３）。

以上のように、エンジン２の非稼動時にシリンダ内燃供給路１０のエア抜きが行われる。しかも本実施例によれば、エア抜き時に要求される燃圧（３〜５ｋｇｆ/cm2程度）よりも高い、ＨＣドージングに適した高圧の燃圧（７ｋｇｆ/cm2）でエア抜きが行われるため、エア抜きを短時間で行うことができる。

（エア抜きもＨＣドージングも行われていないエンジン稼動時の動作；図２）
オペレータが図示しないエンジン始動用キースイッチをオンすると、エンジン２が始動して、エンジン２が稼動する（図９（ｃ）のステップ２０１の判断YES）。これにより図２に示すように、エンジン２の図示しないクランクシャフトに連結されたフィードポンプ１、サプライポンプ８が作動する。

フィードポンプ１が作動すると、燃料タンク５内の燃料は、供給路１０ａ、プレフィルタ６、供給路１０ｂを介して、フィードポンプ１の吸い込み口１ｂに吸い込まれる。フィードポンプ１は、燃料を燃圧３ｋｇｆ/cm2まで昇圧して吐出口１ａから供給路１０ｃに吐出する。フィードポンプ１によって昇圧された燃料は、供給路１０ｃ、メインフィルタ７、供給路１０ｄを介してサプライポンプ８に吸い込まれる。

コントローラ５０では、センサ５１の検出信号を入力部５０ａを介して入力し、演算処理部５０ｂでセンサ５１の検出信号に基づき再生時期になっているか否かが判断される。その結果、再生時期になっていないと判断された場合には（図９（ｃ）のステップ２０３の判断ＮＯ）、コントローラ５０の出力部５０ｃを介して、排気管４内への燃料供給を指令する信号は生成されない。このためコントローラ５０の出力部５０ｃから各弁１７、１８、１９に対する電気指令信号はオフされており、各弁１７、１８、１９は閉じられているとともに、コントローラ５０の出力部５０ｃからリレー１３に対して与えられる、リレー１３を付勢させるための電気指令信号はオフされており、リレー１３は消勢されている（図９（ｃ）のステップ２０４）。

第１の開閉弁１７が閉じられているため、第１の開閉弁１７の出口１７ａの供給路２０ｂは、大気圧となっている。これは、後述するように、供給路２０ｂを介して燃料が排気管４に供給された後で、供給路２０ｂ内の圧力を大気圧まで低下させる動作が行なわれるためである。

シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きをしないときには、スイッチ１２はオフされている（図９（ｂ）のステップ１０１の判断ＮＯ）。スイッチ１２がオフのときには、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号は発生せず、リレー１３を付勢させるための電気指令信号はオフされている。

以上のように、リレー１３には、リレー１３を付勢させるための電気指令信号は加えられておらず、リレー１３は消勢している。これにより兼用ポンプ６０は作動しない。

このため兼用ポンプ６０の吐出口６０ａからエア抜き用燃料供給路７０を介して絞り１７１に燃料が供給されることはない。

よって兼用ポンプ６０からエア抜き用燃料供給路７０、排気管内燃料供給路２０のいずれにも燃料が吐出されることなくエンジン２が稼動する。

しかし、シリンダ内燃料供給路１０側から絞り１７１を介して燃料がエア抜き用燃料供給路７０に流れ込むことがある。これに対しては、チェック弁１７２が設けられているため、
チェック弁１７２によりエア抜き用燃料供給路７０から兼用ポンプ６０を介して吸込み用燃料供給路３０に向う燃料の流れが阻止される。これにより、エンジン２が稼動中に、燃料がエア抜き用燃料供給路７０上の絞り１７１を通過して、兼用ポンプ６０、吸込み用燃料供給路３０を経由して、シリンダ内燃料供給路１０に還流することを防止することができる。なお、チェック弁１７２の代わりに開閉弁を設けて、必要時に開閉弁を閉動作して、エア抜き用燃料供給路７０から兼用ポンプ６０を介して吸込み用燃料供給路３０に向う燃料の流れを阻止するようにしてもよい。

（ＨＣドージング時の動作；図３）
オペレータが図示しないエンジン始動用キースイッチをオンすると、エンジン２が始動して、エンジン２が稼動する（図９（ｃ）のステップ２０１の判断ＹＥＳ）。これにより図３に示すように、エンジン２の図示しないクランクシャフトに連結されたフィードポンプ１、サプライポンプ８が作動する。

フィードポンプ１が作動すると、燃料タンク５内の燃料は、供給路１０ａ、プレフィルタ６、供給路１０ｂを介して、フィードポンプ１の吸い込み口１ｂに吸い込まれる。フィードポンプ１は、燃料を燃圧３ｋｇｆ/cm2まで昇圧して吐出口１ａから供給路１０ｃに吐出する。フィードポンプ１によって昇圧された燃料は、供給路１０ｃ、メインフィルタ７、供給路１０ｄを介してサプライポンプ８に吸い込まれる。

コントローラ５０で、センサ５１の検出信号に基づき再生時期になっていると判断された場合には（図９（ｃ）のステップ２０３の判断ＹＥＳ）、コントローラ５０の出力部５０ｃを介して、排気管４内への燃料供給を指令する信号が生成される。これによりコントローラ５０の出力部５０ｃから各弁１７、１９に対して電気指令信号が出力され、各弁１７、１９が開かれ、弁１８が閉じられるとともに、コントローラ５０の出力部５０ｃからリレー１３に対して、リレー１３を付勢させるための電気指令信号が出力される。これによりリレー１３が付勢される（図９（ｃ）のステップ２０５）。リレー１３が付勢されることで兼用ポンプ６０が作動する。こうしてエンジン２が稼働中に、兼用ポンプ６０が作動する。兼用ポンプ６０が作動すると、燃料タンク５内の燃料が、供給路１０ａ、プレフィルタ６、供給路１０ｂ、吸込み用燃料供給路３０を介して、兼用ポンプ６０の吸い込み口６０ｂに吸込まれる。

兼用ポンプ６０は、燃料を排気管４内への供給に適した燃圧７ｋｇｆ/cm2まで昇圧して吐出口６０ａから供給路２０ａに吐出する。兼用ポンプ６０により昇圧された燃料は、供給路２０ａ、第１の開閉弁１７、流量制御弁１９、供給路２０ｂ、ノズル２１を介して排気管４内に噴射、供給される。流量制御弁１９の開口は、ＨＣドージングに必要な流量が得られるようにオン／オフ制御されて、必要な流量の燃料をノズル２１に供給する。これにより再生が行われる（図９（ｃ）のステップ２０６）。第２の開閉弁１８は、ＨＣドージングの終了時に閉状態から開状態に変化され、第２の開閉弁１８と流量制御弁１９の間の燃料供給路２０ｂ内の圧力を大気圧まで低下させるように動作する。

兼用ポンプ６０の吐出圧７ｋｇｆ/cm2の燃料は、エア抜き用燃料供給路７０上の絞り１７１にも供給される。

ここで、絞り１７１の開口面積は、上記ｂ）の点を考慮して定められている。すなわち、排気管４内への燃料供給開始時などのときに、供給路２０ａ内の燃圧が７ｋｇｆ/cm2を大きく超えて高まることがある。たとえば流量制御弁１９の開口が開く前に第１の開閉弁１７が開くことがある。このとき兼用ポンプ６０の吐出口６０ａ側の供給路２０ａ内の燃圧が非常に高圧となる。このように排気管４内への燃料供給開始時などのときに、供給路２０ａ内の燃圧が７ｋｇｆ/cm2を大きく超えて高まるような場合であっても、本実施例では供給路２０ａ内の燃料が絞り１７１を経由してシリンダ内燃料供給路１０に流れ込むため、供給路２０ａ内の燃圧の高まりを抑制することができる。これにより兼用ポンプ６０の耐久性が向上する。

しかも、絞り１７１の開口面積は、上記ｃ）の点を考慮して定められているため、排気管４内への燃料供給時に、絞り１７１を介してシリンダ内燃料供給路１０側に多少の燃料が流れこみ、排気管内燃料供給路２０内の燃圧が多少低くなるようなことがあったとしても、ノズル２１に必要十分な圧を圧送して、燃料を良好に噴霧させて、霧化状態の燃料を排気管４に供給できる。

以上のようにして、エンジン２の稼動時に、ＨＣドージングが行われ、再生が行われる。

以上のように本実施例では、シリンダ内燃料供給路のエア抜きと排気管内への燃料供給とを兼用する兼用ポンプと、エア抜き時には、兼用ポンプから排気管内への燃料供給を阻止しつつ、兼用ポンプからシリンダ内燃料供給路への燃料の供給を行わせ、排気管への燃料供給時には、兼用ポンプからシリンダ内燃料供給路への燃料の供給を抑制しつつ、兼用ポンプから排気管内への燃料供給を行わせる手段とを備えるようにした。よって兼用ポンプ６０を用いて、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きと、排気管４内への燃料供給とを行うことができるので、装置コストを低減することができる。

また、絞り１７１を介してシリンダ内燃料供給路１０に燃料を供給するようにしたので、ポンプを兼用するシステムを簡易な構成とすることができ、装置コストを一層低減することができる。

また、排気管４内への燃料供給開始時などのときに、排気管内燃料供給路２０のうち供給路２０ａ内の燃圧が高まるような場合であっても、供給路２０ａ内の燃料が絞り１７１を経由してシリンダ内燃料供給路１０に流れ込むため、供給路２０ａ内の燃圧の高まりを抑制できる。これにより兼用ポンプ６０の耐久性を向上させることができる。

図１、図２、図３に示す実施例では、絞り１７１が、固定絞りで構成される場合を想定して説明したが、絞り１７１を、可変絞りで構成する実施も可能である。

図４は、図１（ａ）〜図３に対応する図で、絞り１７１を、可変絞りで構成した実施例を示している。なお、図４では、ＨＣドージング時の燃料の流れを黒矢印で図示している。

「エア抜き時の動作」、「エア抜きもＨＣドージングも行われていないときの動作」、「ＨＣドージング時の動作」は、図１〜図３で説明したのと同様であるので説明は省略する。ただし、固定絞りと異なり、可変絞り１７１の開口面積を各動作に応じて最適に調整する実施が可能となる。たとえばエア抜きを迅速に行いたい場合には、エア抜き時に限り、可変絞り１７１の開口面積が大きくなるように調整することができる。

図１に示す装置では、一律に、フィードポンプ１の吸込み口１ｂ側の供給路１０ｂから燃料を兼用ポンプ６０に吸込ませるように構成しているが、エンジン２が稼動しておりＨＣドージングを行うときには、フィードポンプ１の吐出口１ａ側の供給路１０ｃから燃料を兼用ポンプ６０に吸込ませるように構成して、兼用ポンプ６０を、昇圧能力の小さい小型のポンプとする実施も可能である。

図５は、エンジン２が稼動しておらずエア抜きを行うときには、兼用ポンプ６０が燃料をフィードポンプ１の吸込み口１ｂ側の供給路１０ｂを吸込むようにし、エンジン２が稼動しておりＨＣドージングを行うときには、兼用ポンプ６０が燃料をフィードポンプ１の吐出口１ａ側の供給路１０ｃを吸込むように構成した実施例を示している。

以下では、図１と同一の構成要素には、同一の符号を付けて、それら構成要素についての説明は適宜省略する。

図５に示す実施例装置では、シリンダ内燃料供給路１０のうちフィードポンプ１の吸込み口１ｂ側の供給路１０ｂと、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂは、第１の吸込み用燃料供給路８０によって連通されている。

また、シリンダ内燃料供給路１０のうちフィードポンプ１の吐出口１ａ側の供給路１０ｃと、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂは、第２の吸込み用燃料供給路８１によって連通されている。

第１の吸込み用燃料供給路８０上には、第１の吸込み用燃料供給路８０を開閉する第１の吸込み用開閉弁８２が設けられている。第１の吸込み用開閉弁８２は、チェック弁で構成され、フィードポンプ１の吸込み口１ｂ側の供給路１０ｂから、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂへの方向の流れのみを許容する。

第２の吸込み用燃料供給路８１上には、第２の吸込み用燃料供給路８１を開閉する第２の吸込み用開閉弁８３が設けられている。第２の吸込み用開閉弁８３は、パイロットチェック弁で構成され、フィードポンプ１の吐出口１ａ側の供給路１０ｃから、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂへの方向の流れのみを許容する。

（エア抜き時の動作；図５）
オペレータは、エンジン２の始動前、エンジン２の非稼動時に、エア抜きを行うため、スイッチ１２をオンにする。

スイッチ１２がオンされると、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号が発生してリレー１３が付勢される。リレー１３が付勢されることで兼用ポンプ６０が作動する。

一方、エンジン２が非稼動中であるため、フィードポンプ１は作動しておらず、フィードポンプ１の吐出口１ａからは燃料は吐出されず吐出口１ａ側の供給路１０ｃの圧力は、大気圧となっており、第２の吸込み用開閉弁８３の入口８３ｂは大気圧となっている。一方、フィードポンプ１の吸込み口１ｂ側の供給路１０ｂの圧力は、大気圧となっており、第１の吸込み用開閉弁８２の入口８２ｂが同様に大気圧となっている。

兼用ポンプ６０の作動により、燃料タンク５内の燃料が、フィードポンプ１の吸込み口１ｂ側の供給路１０ｂから、第１の吸込み用燃料供給路８０を介して、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂに吸込まれる。兼用ポンプ６０は、大気圧の燃料を４ｋｇｆ/cm2まで昇圧して、エア抜き用燃料供給路７０に吐出する。なお、第１の吸込み用開閉弁８２の出口８２ａを通過した燃料は、第２の吸込み用開閉弁８３に阻止されて、フィードポンプ１の吐出口１ａ側の供給路１０ｃに流れ込むことが阻止される。

このように、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号が発生すると、第１の吸込み用開閉弁８２が開状態になり、第２の吸込み用開閉弁８３が閉状態になって、フィードポンプ１の吸込み口１ｂ側から第１の吸い込み用燃料供給路８０を介して燃料が、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂに吸込まれる。その他の動作は図１と同様であり、エア抜きが行われる。

（エア抜きもＨＣドージングも行われていないエンジン稼動時の動作；図６）
オペレータが図示しないエンジン始動用キースイッチをオンすると、エンジン２が始動して、エンジン２が稼動する。これにより図６に示すように、エンジン２の図示しないクランクシャフトに連結されたフィードポンプ１、サプライポンプ８が作動する。

フィードポンプ１が作動すると、燃料タンク５内の燃料は、供給路１０ａ、プレフィルタ６、供給路１０ｂを介して、フィードポンプ１の吸い込み口１ｂに吸い込まれる。フィードポンプ１は、燃料を燃圧３ｋｇｆ/cm2まで昇圧して吐出口１ａから供給路１０ｃに吐出する。フィードポンプ１によって昇圧された燃料は、供給路１０ｃ、メインフィルタ７、供給路１０ｄを介してサプライポンプ８に吸い込まれる。

コントローラ５０で、センサ５１の検出信号に基づき再生時期になっていないと判断された場合には、コントローラ５０では、排気管４内への燃料供給を指令する信号は生成されない。このためコントローラ５０から各弁１７、１８、１９に対する電気指令信号はオフされており、各弁１７、１８、１９は閉じられているとともに、コントローラ５０からリレー１３に対して与えられる、リレー１３を付勢させるための電気指令信号はオフされている。

シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きをしないときには、スイッチ１２はオフされている。スイッチ１２がオフのときには、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号は発生せず、リレー１３を付勢させるための電気指令信号はオフされている。

以上のように、リレー１３には、リレー１３を付勢させるための電気指令信号は加えられておらず、リレー１３は消勢している。これにより兼用ポンプ６０は作動しない。

フィードポンプ１が作動すると、フィードポンプ１の吐出口１ａから燃料が吐出され吐出口１ａ側の供給路１０ｃの燃圧は、３ｋｇｆ/cm2となり、この燃圧が第２の吸込み用開閉弁８３の入口８３ｂ側に加えられる。一方、フィードポンプ１の吸込み口１ｂ側の供給路１０ｂの圧力は、負圧となっており、第１の吸込み用開閉弁８２の入口８２ｂが同様に負圧となる。

このため第１の吸込み用開閉弁８２が閉じられるとともに、第２の吸込み用開閉弁８３が開かれる。ただし兼用ポンプ６０は作動していないため、第２の吸込み用開閉弁８３を通過して兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂに向かう流れは生じない。

（ＨＣドージング時の動作；図７）
オペレータが図示しないエンジン始動用キースイッチをオンすると、エンジン２が始動して、エンジン２が稼動する。これにより図７に示すように、エンジン２の図示しないクランクシャフトに連結されたフィードポンプ１、サプライポンプ８が作動する。

コントローラ５０で、センサ５１の検出信号に基づき再生時期になっていると判断された場合には、コントローラ５０では、排気管４内への燃料供給を指令する信号が生成される。これによりコントローラ５０から各弁１７、１９に対して電気指令信号が出力され、各弁１７、１９が開かれ、弁１８が閉じられるとともに、コントローラ５０からリレー１３に対して、リレー１３を付勢させるための電気指令信号が出力される。これによりリレー１３が付勢される。リレー１３が付勢されることで兼用ポンプ６０が作動する。こうしてエンジン２が稼働中に、兼用ポンプ６０が作動する。

フィードポンプ１が作動すると、フィードポンプ１の吐出口１ａから燃料が吐出され吐出口１ａ側の供給路１０ｃの燃圧は、３ｋｇｆ/cm2となり、この燃圧が第２の吸込み用開閉弁８３の入口８３ｂ側に加えられる。一方、フィードポンプ１の吸込み口１ｂ側の供給路１０ｂの圧力は、負圧となっており、第１の吸込み用開閉弁８２の入口８２ｂが同様に負圧となる。このため第１の吸込み用開閉弁８２が閉じられるとともに、第２の吸込み用開閉弁８３が開かれ、フィードポンプ１の吐出口１ａ側の供給路１０ｃから、３ｋｇｆ/cm2まで昇圧された燃料が、第２の吸込み用燃料供給路８１を介して、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂに吸込まれる。兼用ポンプ６０は、既に３ｋｇｆ/cm2まで昇圧された燃料を更に７ｋｇｆ/cm2まで昇圧して、排気管内燃料供給路２０に吐出する。なお、第１の吸込み用開閉弁８２の入口８２ｂは負圧になっており第１の吸込み用開閉弁８２の出口８２ａには、高圧（３ｋｇｆ/cm2）が作用して、第１の吸込み用開閉弁８２は閉じられているため、燃料が第１の吸込み用開閉弁８２を通過して兼用ポンプ６０に吸い込まれたり、第２の吸込み用開閉弁８３を通過した燃料が第１の吸込み用開閉弁８２を通ってフィードポンプ１の吸込み口１ｂ側の供給路１０ｂに流れ込むことはない。

このように、排気管４内への燃料供給を指令する信号が発生した場合に、第２の吸込み用開閉弁８３が開状態になり、第１の吸込み用開閉弁８２が閉状態になって、フィードポンプ１の吐出口１ａ側から第２の吸い込み用燃料供給路８１を介して燃料が兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂに吸込まれる。その他の動作は図３と同様であり、ＨＣドージングが行われる。

以上のように、図５、図６、図７に示す実施例によれば、排気管４内への燃料供給を行うときには、フィードポンプ１の吐出口１ａ側から燃料が兼用ポンプ６０に吸込まれて、燃料が排気管４内への燃料供給に適した燃圧７ｋｇｆ/cm2まで昇圧する。

排気管４内への燃料供給時は、エンジン２が稼動しておりフィードポンプ１が作動している。兼用ポンプ６０は、フィードポンプ１によって既に所定圧３ｋｇｆ/cm2程度まで昇圧された燃料を更に、排気管４内への燃料供給に適した燃圧７ｋｇｆ/cm2程度まで昇圧すればよいので、燃圧が上がっていない燃料を昇圧する場合と比べて、兼用ポンプ６０の昇圧能力は低くて済む。

一方、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きは、主としてエンジン２の非稼動時に行われる。本実施例によれば、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを行うときには、フィードポンプ１の吸込み口１ｂ側から燃料タンク５内の燃料を兼用ポンプ６０に吸込むようにしているため、エンジン２が非稼動でフィードポンプ１が作動していないときでも、フィードポンプ１の吸込み１ｂ側の燃料タンク５から燃料を良好に吸込むことができる。ただし、燃料タンク５内の燃料（大気圧）を、兼用ポンプ６０で昇圧したときの燃圧４ｋｇｆ/cm2は、フィードポンプ１の作動により既に所定圧３ｋｇｆ/cm2まで昇圧された燃料を更に昇圧させたときの燃圧７ｋｇｆ/cm2よりも低くなるが、元々、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きは、排気管４内への燃料供給時よりも低い燃圧でよいため、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを、十分に行うことができる。

本実施例によれば、兼用ポンプ６０の昇圧能力を低く抑えることができ、兼用ポンプ６０を小型化することができる。

図５、図６、図７に示す実施例では、第１の吸込み開閉弁８２、第２の吸込み開閉弁８３をチェック弁で構成した場合を想定して説明したが、第１の吸込み開閉弁８２、第２の吸込み開閉弁８３を、電気信号によって開閉する弁で構成する実施も可能である。

図８は、図１〜図３に対応する図で、第１の吸込み開閉弁８２、第２の吸込み開閉弁８３を、電気指令信号が加えられることで開閉動作する電磁弁で構成した実施例を示している。

なお、図８では、ＨＣドージング時の燃料の流れを黒矢印で図示している。

（図８のエア抜き時の動作）
すなわち、「エア抜き時」には、スイッチ１２がオンされて、スイッチ１２でシリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号が発生すると、スイッチ１２から、この指令信号が電気指令信号として、第１の吸込み用開閉弁８２に与えられて第１の吸込み用開閉弁８２が開状態になる。また、コントローラ５０で排気管４内への燃料供給を指令する信号が発生しないため、第２の吸込み用開閉弁８３に対する電気指令信号がオフとなって第２の吸込み用開閉弁８３が閉状態になる。これによりフィードポンプ１の吸込み口１ｂ側から第１の吸い込み用燃料供給路８０を介して燃料が、兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂに吸込まれる。

また、コントローラ５０で排気管４内への燃料供給を指令する信号が発生しないため、第１の開閉弁１７が閉じられる。このため図５と同様にして、ＨＣドージングは行わず、シリンダ内燃料供給路１０のエア抜きが行われる。

（図８のエア抜きもＨＣドージングも行われていないときの動作）
また、「エア抜きもＨＣドージングも行われていないエンジン稼動時」には、スイッチ１２がオフされるためシリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号が発生せず、排気管４内への燃料供給を指令する信号がコントローラ５０で生成されないため、コントローラ５０によって第１の吸込み用開閉弁８２が閉じられるとともに、第２の吸込み用開閉弁８３が閉じられる。

また、コントローラ５０で排気管４内への燃料供給を指令する信号が生成されないため、第１の開閉弁１７は閉じられる。このため図６と同様にエア抜きもＨＣドージングも行われない。

（図８のＨＣドージング時の動作）
「ＨＣドージング時」には、スイッチ１２がオフされているためシリンダ内燃料供給路１０のエア抜きを指令する信号が発生せず、第１の吸込み用開閉弁８２に対する電気指令信号がオフとなるため、第１の吸込み用開閉弁８２が閉状態になる。また、コントローラ５０で排気管４内への燃料供給を指令する信号が生成されるため、第２の吸込み用開閉弁８３に対して電気指令信号が与えられて第２の吸込み用開閉弁８３が開状態になる。これによりフィードポンプ１の吐出口１ａ側から高い燃圧の燃料が第２の吸い込み用燃料供給路８１を介して兼用ポンプ６０の吸込み口６０ｂに吸込まれる。

また、コントローラ５０で排気管４内への燃料供給を指令する信号が生成され、この信号が電気指令信号として第１の開閉弁１７に加えられて、第１の開閉弁１７が開かれる。このため図７と同様にして、ＨＣドージングが行われ排気管４内へ燃料が供給される。

以上のように図５、図６、図７、図８に示す実施例では、シリンダ内燃料供給路のエア抜きと排気管内への燃料供給とを兼用する兼用ポンプと、エア抜き時には、燃料を燃料ポンプの吸込み口側から第１の吸込み用燃料供給路を介して兼用ポンプに吸い込ませるようにし、排気管への燃料供給時には、燃料を燃料ポンプの吐出口側から第２の吸込み用燃料供給路を介して兼用ポンプに吸い込ませるようにする手段とを備えるようにした。このため兼用ポンプ６０の昇圧能力を低く抑えることができ、兼用ポンプ６０を小型化することができる。

なお、実施例では、ディーゼルパティキュレートフィルタ１４などの排気ガス後処理装置の再生を行うために排気管４に燃料を供給する場合を想定して説明したが、本発明は、このような目的に限定されるわけでなく、任意の目的のために排気管４内に設けられた排ガス後処理装置に対して燃料を供給する場合に、適用することができる。たとえば、排気管４に、排気ガス中のＮＯxを除去する触媒を設け、この触媒によるＮＯxの除去率を高めるために、触媒の還元剤としての軽油燃料を高圧の状態で排気管に噴射、供給する場合に本発明を適用してもよい。

また図示はしていないが、第１の開閉弁１７の入口に高い燃圧がかかることを抑制して第１の開閉弁１７を保護するために、供給路２０ａのうち第１の開閉弁１７の入口付近に、絞りを配置するように構成してもよい。

１００ エンジンの燃料供給装置１００、１ 燃料ポンプ（フィードポンプ）、２ エンジン、１０ シリンダ内燃料供給路１０と、４ 排気管、２０ 排気管内燃料供給路、６０ 兼用ポンプ、７０ エア抜き用燃料供給路、１７１ 絞り、１７２ チェック弁、１７ 第１の開閉弁、５０ コントローラ、５１ センサ

Claims (8)

1. 燃料ポンプを介してエンジンのシリンダ内に燃料を供給するシリンダ内燃料供給路と、燃料をエンジンの排気管内に供給する排気管内燃料供給路とが備えられたエンジンの燃料供給装置であって、
   前記燃料ポンプとは別に設けられ、シリンダ内燃料供給路のエア抜きと排気管内への燃料供給とを兼用する兼用ポンプと、
   兼用ポンプの吐出口とシリンダ内燃料供給路とを連通するエア抜き用燃料供給路と、
   兼用ポンプの吐出口と排気管とを連通する排気管内燃料供給路と、
   エア抜き用燃料供給路上に設けられた絞りと、
   排気管内燃料供給路上に設けられ、排気管内燃料供給路を開閉する第１の開閉弁と、
   シリンダ内燃料供給路のエア抜きを指令する信号が発生した場合に、兼用ポンプを作動させ、第１の開閉弁を閉状態にして、兼用ポンプから燃料を、エア抜き用燃料供給路上の絞りを介してシリンダ内燃料供給路に供給するとともに、
   排気管内への燃料供給を指令する信号が発生した場合に、兼用ポンプを作動させ、第１の開閉弁を開状態にして、兼用ポンプから燃料を、排気管内燃料供給路を介して、排気管へ供給する制御手段と
   が備えられたことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
2. 兼用ポンプの吸込み口に連通する吸込み用燃料供給路が設けられ、
   エア抜き用燃料供給路または兼用ポンプまたは吸込み用燃料供給路のいずれかに、エア抜き用燃料供給路から兼用ポンプを介して吸込み用燃料供給路に向う燃料の流れを阻止するチェック弁または開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料供給装置。
3. 絞りは、可変絞りであること
   を特徴とする請求項１または２記載のエンジンの燃料供給装置。
4. シリンダ内燃料供給路のうち燃料ポンプの吸込み口側の供給路と、兼用ポンプの吸込み口とを連通する第１の吸込み用燃料供給路と、
   シリンダ内燃料供給路のうち燃料ポンプの吐出口側の供給路と、兼用ポンプの吸込み口とを連通する第２の吸込み用燃料供給路と、
   第１の吸込み用燃料供給路上に設けられ、第１の吸込み用燃料供給路を開閉する第１の吸込み用開閉弁と、
   第２の吸込み用燃料供給路上に設けられ、第２の吸込み用燃料供給路を開閉する第２の吸込み用開閉弁と、
   シリンダ内燃料供給路のエア抜きを指令する信号が発生した場合に、第１の吸込み用開閉弁を開状態にし、第２の吸込み用開閉弁を閉状態にして、前記燃料ポンプの吸込み口側から第１の吸い込み用燃料供給路を介して燃料を、兼用ポンプの吸込み口に吸込ませるとともに、
   排気管内への燃料供給を指令する信号が発生した場合に、第２の吸込み用開閉弁を開状態にし、第１の吸込み用開閉弁を閉状態にして、前記燃料ポンプの吐出口側から第２の吸い込み用燃料供給路を介して燃料を兼用ポンプの吸込み口に吸込ませる制御手段と
   が備えられたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料供給装置。
5. シリンダ内燃料供給路のうち燃料ポンプの吸込み口側の供給路と、兼用ポンプの吸込み口とを連通する第１の吸込み用燃料供給路と、
   シリンダ内燃料供給路のうち燃料ポンプの吐出口側の供給路と、兼用ポンプの吸込み口とを連通する第２の吸込み用燃料供給路と、
   第１の吸込み用燃料供給路上に設けられ、燃料ポンプの吸込み口側から兼用ポンプの吸込み口への流れのみを許容する第１のチェック弁と、
   第２の吸込み用燃料供給路上に設けられ、燃料ポンプの吐出口側から兼用ポンプの吸込み口への流れのみを許容する第２のチェック弁と
   が備えられたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料供給装置。
6. 第１の吸込み開閉弁、第２の吸込み開閉弁は、電気信号によって開閉されること
   を特徴とする請求項４記載のエンジンの燃料供給装置。
7. シリンダ内燃料供給路のエア抜きと排気管内への燃料供給とを兼用する兼用ポンプと、
   エア抜き時には、燃料を燃料ポンプの吸込み口側から第１の吸込み用燃料供給路を介して兼用ポンプに吸い込ませるようにし、
   排気管への燃料供給時には、燃料を燃料ポンプの吐出口側から第２の吸込み用燃料供給路を介して兼用ポンプに吸い込ませるようにする手段と
   が備えられたことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。
8. シリンダ内燃料供給路のエア抜きと排気管内への燃料供給とを兼用する兼用ポンプと、
   エア抜き時には、兼用ポンプから排気管内への燃料供給を阻止しつつ、兼用ポンプからシリンダ内燃料供給路への燃料の供給を行わせ、
   排気管への燃料供給時には、兼用ポンプからシリンダ内燃料供給路への燃料の供給を抑制しつつ、兼用ポンプから排気管内への燃料供給を行わせる手段と
   が備えられたことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。

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