JP5779936B2 - 燃料供給システム - Google Patents

Description

本発明は、燃料供給システム、特に燃料ポンプによって内燃機関に供給される燃料の圧力を切換え可能な燃料供給システムに好適な燃料供給システムに関する。

車両等に搭載される内燃機関の燃料供給システムにおいては、燃料ポンプからインジェクタ（燃料噴射弁）に燃料を供給するとともに、その燃料供給通路内の燃料圧力をプレッシャレギュレータによって調整するようになっている。そのようなプレッシャレギュレータは、一般に、調圧室内の燃料圧力による開弁方向の付勢力と背圧室側からの閉弁方向の付勢力とをダイヤフラム等の調圧部材に作用させ、その調圧部材の変位に応じて調圧室内の燃料の一部を燃料タンク内に戻すことで、調圧室内の燃料圧力を背圧室側からの付勢力に基づく所定の設定圧に調圧する構成となっていることが多い。また、近時、ドライバからの要求操作入力に応えつつ排気エミッションを最小限に抑制し、かつ、高度な燃費低減要求にも応え得るよう、燃料噴射量を微小量から大量までの広い噴射量範囲できめ細かく制御することが要求される傾向にある。したがって、インジェクタへの供給燃料圧力を可変制御することが望まれる場合が多くなっている。

この種の燃料供給システムとしては、例えばハウジング内を３つの圧力室に区画する第１および第２のダイヤフラムと、ハウジングと第１のダイヤフラムの間の第１の圧力室内で調圧用の排出口を開閉するよう第１のダイヤフラムに装着された弁体と、第１および第２のダイヤフラムの間の第２の圧力室に配された連結杆を介して弁体に連結されるとともに第２ダイヤフラムに固着された受圧体と、ハウジングと第２のダイヤフラムの間の第３の圧力室内に設けられ受圧体を閉弁方向に付勢するスプリングとを具備するものが知られている。この装置では、第２および第３の圧力室内への供給圧力を制御することで、調圧する燃料圧力を複数段階に切り換えることができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

また、燃料ポンプからインジェクタへの燃料供給路に接続する調圧ポートと絞り要素を介して燃料タンク内に開放されたリターンポートとを有する低圧プレッシャレギュレータと、低圧プレッシャレギュレータより上流側で燃料供給路に接続された高圧プレッシャレギュレータとを備え、燃料ポンプの吐出量を制御して低圧プレッシャレギュレータのリターン側の絞りを効かせることによって、高圧プレッシャレギュレータを設定圧まで燃料供給路における燃料圧力を高めることができるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、余剰燃料通過流量に応じた圧力差を前後に発生する絞り手段の前方圧力をプレッシャレギュレータの背圧に使用して余剰燃料流量に応じ燃圧調整を行うとともに、余剰燃料流量を略一定とするように燃料ポンプをエンジン要求燃料流量に応じて吐出量可変とするものも知られている（例えば、特許文献３参照）。

また、シート部材に対向する板状弁体の片面側にシート部材のリターン口に対し遊挿可能な突起を設けて、シート部材のリターン口の開口面積を不連続に変化させることで、プレッシャレギュレータのリターン流量の変化に対する制御圧力の変化を低圧側と高圧側でそれぞれ平坦化するようにしたものも知られている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００９−１０８６８４号公報 特開２００７−３０３３７２号公報 特開２００４−２３９１３４号公報 特開平０８−１０９８６２号公報

しかしながら、プレッシャレギュレータの背圧室側にプランジャや追加のダイヤフラムを設ける従来の流体圧力調整装置を用いた燃料供給システムにあっては、３段階の燃圧切換えが可能ではあるものの、プレッシャレギュレータのハウジング内をダイヤフラムの変位方向に互いに隣り合う第１〜第３の圧力室に区画する構成するため、装置のコンパクト化が困難になっていた。また、第１〜第３の圧力室のそれぞれについて流体の入口と出口が必要になることから、配管が非常に複雑になってしまうという問題があった。さらに、調圧室以外への流体圧供給のために余計な燃料が必要になったり、シール性能の要求される部位が増えてコスト高を招いたりしてしまうという問題もあった。

一方、低圧および高圧のプレッシャレギュレータを併設するとともに、その低圧プレッシャレギュレータのリターン側に絞り要素を配した従来の燃料供給システムにあっては、２段階の燃圧切換えしかできないため、高燃圧が要求される運転状態のすべてについて同一の高設定圧を用いることになっていた。そのため、例えばプレッシャレギュレータの高圧側の設定圧がエンジン停止中の燃料噴射弁からの燃料洩れ（油密漏れ）を防止する程度に制限されてしまい、高温再始動時等に要求される十分な高燃料圧力を確保することが困難になるという問題があった。

また、単にプレッシャレギュレータのリターン側に絞り要素を設けたり、背圧室側に制御圧を導入したりしてリターン流量に応じた制御燃料圧力を得るようにしたものにあっては、微小量から大量までの広い噴射量範囲で要求燃圧や要求流量に応じて燃料ポンプの吐出量をきめ細かに制御する必要があり、その制御が容易でないばかりか、吐出容量が大きい大型の燃料ポンプが必要になり、コスト高を招いてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、燃料ポンプのサイズを増大させることなく、簡単な制御によって燃料圧力を所要の高・低の圧力に切換え可能に調整しつつ燃料消費部に供給することができる低コストの燃料供給システムを提供するものである。

本発明に係る燃料供給システムは、上記課題を解決するため、（１）燃料タンク内の燃料を圧送して燃料消費部に供給する吐出量可変の燃料ポンプと、前記燃料ポンプから圧送される前記燃料の圧力に応じて該燃料の一部を前記燃料タンクに戻すよう開弁する調圧弁を有し、前記燃料ポンプから前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を該調圧弁によって予め設定された設定圧力レベルに調整する燃料圧力調整装置と、前記燃料ポンプの吐出量を制御し、前記調圧弁から前記燃料タンクに戻される前記燃料の戻り流量を第１の戻り流量の範囲内に制御するポンプコントローラと、を備えた燃料供給システムにおいて、前記調圧弁は、前記燃料の戻り流量が前記第１の戻り流量の範囲内にあるときに比べ、該範囲内の戻り流量より多い第２の戻り流量に達するときには燃料の調整圧力レベルが上昇する調圧特性を有し、前記ポンプコントローラは、他の状態に比べて前記燃料消費部の燃料消費量が相対的に少なく前記戻り流量が相対的に増加する特定の燃料消費状態の下で、前記戻り流量が前記第２の戻り流量になるよう前記燃料ポンプの吐出量を制御し、前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を前記設定圧力レベルを超える特定圧力レベルに制御することを特徴とする。

この構成により、燃料消費部の燃料消費量が他の状態に比べて相対的に少なく調圧弁の戻り流量が相対的に増加する特定の燃料消費状態の下で、戻り流量が第１の戻り流量の範囲を超える第２の戻り流量、すなわち、第１の戻り流量の範囲内のいずれの戻り流量よりも多い戻り流量になるよう燃料ポンプの吐出量が大流量域、例えば通常の吐出量可変範囲のうちの最大流量域に制御されると、燃料消費部に供給される燃料の圧力が通常の設定圧力レベルを超える特定圧力レベルに達し得ることとなる。したがって、燃料圧力調整装置に設定圧切換えの手段を増設したり燃料ポンプを大型化したりすることなく、設定圧を一時的に高くしたい状態であって調圧弁の戻り流量が比較的多くなるときに、燃料の圧力を一時的に特定圧力レベルにまで高めることができる。

上記構成を有する本発明の燃料供給システムにおいては、（２）前記調圧弁は、前記燃料の戻り流量が前記第１の戻り流量の範囲内にあるときには前記戻り流量の増加に対して前記燃料の圧力を低増加率である第１の増加率で漸増させつつ前記設定圧力レベルに保持する一方、前記燃料の戻り流量が前記第１の戻り流量の範囲を超える第２の戻り流量の範囲内に達したときには前記戻り流量の増加に対して前記燃料の圧力を前記第１の増加率より大きい高増加率で増加させる調圧特性を有し、前記ポンプコントローラは、前記特定の燃料消費状態の下で、前記戻り流量が前記第２の戻り流量の範囲内の特定の戻り流量になるよう前記燃料ポンプの吐出量を制御することが好ましい。

この構成により、通常の設定圧力レベルを低く抑えつつ必要時に前記特定圧力レベルとしての高い燃料圧力を得ることが可能となる。

本発明に係る燃料供給システムは、あるいは、（３）燃料タンク内の燃料を圧送して燃料消費部に供給する吐出量可変の燃料ポンプと、前記燃料ポンプから圧送される前記燃料の圧力に応じて該燃料の一部を前記燃料タンクに戻すよう開弁する調圧弁を有し、前記燃料ポンプから前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を該調圧弁によって予め設定された複数の設定圧力レベルのうち任意の圧力レベルに調整する燃料圧力調整装置と、前記燃料ポンプの吐出量を制御し、前記調圧弁から前記燃料タンクに戻される前記燃料の戻り流量を第１の戻り流量の範囲内に制御するポンプコントローラと、を備えた燃料供給システムにおいて、前記調圧弁は、前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を第１の設定圧力レベルに調圧可能な第１設定状態と、前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を前記第１の設定圧力レベルより高い第２の設定圧力レベルに調圧可能な第２設定状態とに切換え可能であるとともに、前記燃料の戻り流量が前記第１の戻り流量の範囲内にあるときに比べ、該範囲内の戻り流量より多い第２の戻り流量に達するときには燃料の調整圧力レベルが上昇する調圧特性を有し、前記ポンプコントローラは、前記戻り流量が前記第１の戻り流量の範囲内になるよう前記燃料ポンプの吐出量を制御する第１のポンプ制御モードと、前記戻り流量が前記第２の戻り流量になるよう前記燃料ポンプの吐出量を制御し、前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を前記第２の設定圧力レベルを超える特定圧力レベルに制御する第２のポンプ制御モードと、を有することを特徴とする。

この構成により、ポンプコントローラが第１のポンプ制御モードで作動するときには、戻り流量が第１の戻り流量の範囲内になるよう燃料ポンプの吐出量が制御され、ポンプコントローラが第２のポンプ制御モードで作動するときには、戻り流量が第２の戻り流量になるよう燃料ポンプの吐出量が制御され、燃料消費部に供給される燃料の圧力が通常の第１または第２の設定圧力レベルを超える特定圧力レベルに制御されることになる。したがって、第１の設定圧力レベルと第２の設定圧力レベルとに切換え可能な調圧弁を用いながら、設定圧切換えの手段を増設したりすることなく、それらと異なる第３の設定圧としての特定圧力レベルに切換え可能となり、簡素な装置構成でありながら燃料圧力の多段切換えが可能になる。

上記（３）の構成を有する本発明の燃料供給システムにおいては、（４）前記調圧弁は、前記第１の設定状態下で前記燃料の戻り流量が前記第１の戻り流量の範囲内にあるときには前記戻り流量の増加に対して前記燃料の圧力を低増加率である第１の増加率で漸増させつつ前記第１の設定圧力レベルに保持する一方、前記燃料の戻り流量が前記第１の戻り流量の範囲を超える第２の戻り流量の範囲内に達したときには前記戻り流量の増加に対して前記燃料の圧力を前記第１の増加率より大きい高増加率で増加させる調圧特性を有し、前記ポンプコントローラは、前記第２のポンプ制御モードにて、前記戻り流量が前記第２の戻り流量の範囲内の特定の戻り流量になるよう前記燃料ポンプの吐出量を制御することが好ましい。

この構成により、通常の設定圧力レベルを低く抑えつつ必要時に前記特定圧力レベルとしての高い燃料圧力を得ることが可能となる。

上記（３）または（４）の構成を有する本発明の燃料供給システムにおいては、（５）前記ポンプコントローラは、他の状態に比べて前記燃料消費部の燃料消費量が相対的に少なく前記戻り流量が相対的に増加する特定の燃料消費状態の下で、前記第２のポンプ制御モードにて作動することが好ましい。この場合、燃料ポンプを大型化することなく、設定圧を一時的に高くしたい状態であって調圧弁の戻り流量が比較的多くなるときに、燃料の圧力を一時的に特定圧力レベルにまで高めることができる。

上記（３）〜（５）のいずれかの構成を有する燃料供給システムにおいては、（６）前記調圧弁は、前記燃料消費部に供給される前記燃料を導入する調圧室を形成するとともに該調圧室内の燃料の圧力を受圧する弁体と、該弁体に係合および離脱する弁座とを有し、前記燃料の圧力を受圧する前記弁体の受圧面積を前記第１設定状態と前記第２設定状態とで変化させることにより、前記第１の設定圧力レベルと前記第２の設定圧力レベルとのうち任意の設定圧力レベルに切換え可能となっていることが望ましい。この構成により、燃料圧力調整装置が、シールが要求される室数を抑えた小形で簡素な調圧弁を有するものとなる。

また、上記（６）の構成を有する燃料供給システムにおいては、（７）前記調圧弁の前記弁座は、前記調圧室内の燃料の圧力を受圧する前記弁体の受圧面に対向配置されるとともに、前記燃料消費部に供給される前記燃料を前記調圧室内に導入可能な第１燃料通路と、前記調圧室から前記燃料タンク内に戻る燃料を通過させる第２燃料通路とを形成しており、前記第１通路に前記燃料ポンプから圧送される前記燃料が導入されるとき、前記調圧弁は、前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を前記第１の設定圧力レベルに調整することが好ましい。この構成により、第１、第２の設定圧力レベルのうち任意の設定圧力レベルに切換え可能な調圧弁を簡素に構成できる。

さらに、上記（７）の構成を有する燃料供給システムにおいては、（８）前記調圧弁の前記第２燃料通路には、該第２燃料通路を通過して前記燃料タンク内に戻る前記調圧室からの燃料の流れを絞るオリフィスが設けられていることが好ましい。この構成により、リターン通路である第２燃料通路上でオリフィスの絞りが効き始めると、そのオリフィスより上流側の第２燃料通路内の燃料の圧力が高まり、第２燃料通路を通る燃料の流量が増えるかその絞りがきつくなるほど第２燃料通路内の燃料の圧力がさらには調圧弁の調圧室内の燃料の圧力が高くなることになる。

上記（８）の構成を有する燃料供給システムにおいては、（９）前記調圧弁には、前記調圧室から前記燃料タンク内に戻る燃料のうち前記オリフィスより上流側の前記第２燃料通路内の燃料の圧力を前記特定圧力レベルに制限するリリーフ弁が付設されていることが好ましい。これにより、第２燃料通路内の燃料の圧力が特定圧力レベルに確実に制限可能となり、燃料圧力の過昇圧が未然に防止される。

第１の発明によれば、戻り流量の大小によって調圧特性が変化する燃料圧力調整装置を用いるとともに、燃料消費部の燃料消費量が他の状態に比べて少なくなる特定の燃料消費状態下で燃料ポンプの吐出量を大流量域側に制御して、燃料消費部への供給燃料圧力を通常の設定圧力レベルを超える特定圧力レベルに調圧するようにしているので、燃料圧力調整装置に設定圧切換えの手段を増設したり燃料ポンプを大型化したりすることなく、燃料の圧力を一時的に特定圧力レベルまで高めることができる。その結果、燃料ポンプのサイズを増大させることなく、簡単な制御によって燃料圧力を所要の高・低の圧力に切換え可能に調整しつつ燃料消費部に供給することができる低コストの燃料供給システムを提供することができる。

また、第２の発明によれば、ポンプコントローラが第１のポンプ制御モードで作動するときには戻り流量が第１の戻り流量の範囲内になるよう燃料ポンプの吐出量が制御され、ポンプコントローラが第２のポンプ制御モードで作動するときには戻り流量が第２の戻り流量の範囲内の特定の戻り流量になるよう燃料ポンプの吐出量が制御されて、燃料消費部に供給される燃料の圧力が通常の第１または第２の設定圧力レベルを超える特定圧力レベルに制御されるようにしているので、第１、第２の設定圧力レベルに切換え可能な調圧弁を用いながら、設定圧切換えの手段を増設したり燃料ポンプのサイズを増大させたりすることなく、燃料圧力の多段切換えが可能になる。その結果、簡単な制御によって燃料圧力を所要の高・低の圧力に多段切換え可能に調整しつつ燃料消費部に供給することができる低コストの燃料供給システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る燃料供給システムの概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る燃料供給システムの概略ブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る燃料供給システムにおける可変燃圧調整弁の調圧特性を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料供給システムの概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る燃料供給システムにおける可変燃圧調整弁の調圧特性を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
図１〜図３は、本発明に係る燃料供給システムの第１実施形態を示している。なお、本実施形態は、本発明を車両用の内燃機関の燃料供給システムに適用したものである。また、この燃料供給システムは、燃料タンク内にサブタンクを設け、そのサブタンク内に燃料ポンプ等を配したものであり、エンジンで遂次消費される燃料消費量分だけサブタンク内に燃料を導入する燃料移送手段として図示しない公知のジェットポンプを有している。

まず、その燃料供給システムの構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態の燃料供給システムは、エンジン１（燃料消費部）で消費される燃料、例えばガソリンを貯留する燃料タンク２と、その燃料タンク２のサブタンク２ａ（以下、単に燃料タンク２という）内に貯留された燃料をエンジン１の複数のインジェクタ３（内燃機関の燃料噴射部、燃料消費部）に圧送・供給する燃料圧送機構１０と、この燃料圧送機構１０からインジェクタ３に供給される燃料を導入して予め設定されたシステム圧Ｐ１に調圧するとともに、そのシステム圧Ｐ１を複数の設定圧のうち任意の１つの設定圧に切り換えることができるプレッシャレギュレータ２０（可変燃圧調整弁）と、プレッシャレギュレータ２０の調圧特性を３方電磁弁４５によって切換え操作することができる設定圧切換操作機構４０（操作手段）と、を備えている。

エンジン１は、自動車に搭載される多気筒の内燃機関、例えば４サイクルガソリンエンジンであり、このエンジン１の複数の気筒１ｃに対応して設けられたインジェクタ３は、例えばその噴孔側の端部３ａを各気筒１ｃに対応する吸気ポート１ａ内に露出している。また、燃料圧送機構１０からの燃料は、デリバリーパイプ４を介して各インジェクタ３に分配されるようになっている。

燃料圧送機構１０は、燃料タンク２内の燃料を汲み上げるとともに加圧して吐出する吐出量可変の燃料ポンプユニット１１と、燃料ポンプユニット１１の吸入口側で異物の吸入を阻止するサクションフィルタ１２と、燃料ポンプユニット１１の吐出口側で吐出燃料中の異物を除去する燃料フィルタ１３と、その燃料フィルタ１３の上流側または下流側に位置するチェック弁１４（逆止弁）と、を含んで構成されている。

燃料ポンプユニット１１は、詳細を図示しないが、例えばポンプ作動用の羽根車を有する燃料ポンプ１１ｐと、その燃料ポンプ１１ｐを回転駆動する内蔵直流モータであるポンプ駆動モータ１１ｍとを有している。この燃料ポンプユニット１１は、そのポンプ駆動モータ１１ｍへの通電を後述するＥＣＵ（電子制御ユニット）５１により制御されることで駆動および停止されるようになっている。

また、燃料ポンプユニット１１は、燃料ポンプ１１ｐの回転により燃料タンク２内から燃料を汲み上げ加圧して吐出することができるとともに、ポンプ駆動モータ１１ｍの供給電圧および負荷トルクに応じて燃料ポンプ１１ｐの回転速度［ｒｐｍ］や回転トルクを変化させることで、その単位時間当りの吐出量や吐出圧を変化させることができるようになっている。

チェック弁１４は、燃料ポンプユニット１１からインジェクタ３側への燃料供給方向に開弁する一方、インジェクタ３側から燃料ポンプユニット１１側への燃料の逆流方向には閉弁し、加圧された供給燃料の逆流を阻止するようになっている。

図２に示すように、プレッシャレギュレータ２０は、燃料が導入される流体導入口２１ａおよびその燃料が排出される流体排出口２１ｂを有するハウジング２１を備えており、このハウジング２１は一対の凹状のハウジング部材１８、１９をそれらの外周部で例えばかしめ結合（詳細図示せず）して形成されている。

ハウジング２１の内部には、ハウジング２１の内部を２室に区画する隔壁状の調圧部材２２が設けられている。この調圧部材２２は、ハウジング２１との間に流体導入口２１ａに連通する調圧室２３を形成する隔壁部２４と、調圧室２３内の燃料圧に応じた開度で調圧室２３を流体排出口２１ｂに連通させる開弁方向に変位する可動弁体部２５とを一体化したものであり、隔壁部２４はその一面側で調圧室２３内の燃料圧を常時受圧するようになっている。調圧部材２２の隔壁部２４は、また、その他面側でハウジング２１との間に調圧室２３側に背圧を付与する背圧室２６を形成しており、その背圧室２６内には、調圧部材２２の可動弁体部２５を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね２７（弾性部材）が設けられている。また、調圧部材２２と共に背圧室２６を形成する他方のハウジング部材１９には、少なくとも１つの大気圧導入穴１９ａが形成されている。

調圧部材２２の隔壁部２４は、具体的には、例えば基布材料層に燃料に対し劣化し難いゴム層を一体的に接着した可撓性のダイヤフラムで構成されており、調圧部材２２の可動弁体部２５は、隔壁部２４の中央部に支持された例えば金属製の円板状の弁体プレートで構成されている。

一方、ハウジング２１の内部には、調圧室２３の内部で調圧部材２２の可動弁体部２５に対向するように第１弁座部３１および第２弁座部３２が同心に配置されており、第１弁座部３１および第２弁座部３２は、互いに径が異なり同軸に配置された外側筒状部材３５および内側筒状部材３６によって構成されている。ここで、第１弁座部３１はその内周側に流体排出口２１ｂに連通する排出通路３１ｈを形成しており、第２弁座部３２は、その内周側で第１弁座部３１との間に、ハウジング２１の操作圧給排口２１ｃに連通する操作圧給排通路３２ｈを形成している。

プレッシャレギュレータ２０のハウジング２１、調圧部材２２および外側筒状部材３５は、燃料ポンプユニット１１から吐出された燃料を径方向外側の流体導入口２１ａから導入して隔壁部２４にその燃料圧を受圧させる環状の導入側通路３７（第１燃料通路）を形成している。また、第１弁座部３１の内側の排出通路３１ｈは、調圧室２３から流体排出口２１ｂを通して燃料タンク２内に戻される燃料を通すリターン通路（第２燃料通路）となっており、操作圧給排通路３２ｈは、燃料圧送機構１０で加圧された燃料を設定圧の切換え操作圧の燃料として操作圧給排口２１ｃを通して調圧室２３側に導入したりその操作圧を操作圧給排口２１ｃを通して燃料タンク２内に解放したりすることができるようになっている。

また、ハウジング２１の流体導入口２１ａは、燃料圧送機構１０のチェック弁１４より下流側の回路部分である燃料通路１５に分岐通路１５ａを介して接続されており、ハウジング２１の操作圧給排口２１ｃは、３方電磁弁４５を介して、燃料圧送機構１０のチェック弁１４より上流側の回路部分である分岐通路１６に接続されている。

３方電磁弁４５は、燃料圧送機構１０の分岐通路１６に接続された第１ポート４５ａと、ハウジング２１の操作圧給排口２１ｃに接続された第２ポート４５ｂと、燃料タンク２内に開放されたドレーンポート相当の第３ポート４５ｃとを有している。この３方電磁弁４５は、燃料圧送機構１０で加圧された燃料を操作圧給排通路３２ｈ内に導入するよう第１ポート４５ａおよび第２ポート４５ｂを連通させるとともに第３ポート４５ｃを閉止する供給状態と、操作圧給排通路３２ｈを燃料タンク２内に開放するよう第２ポート４５ｂおよび第３ポート４５ｃを連通させるとともに第１ポート４５ａを閉止する排出状態とのうち任意の一方に切換え可能な電磁弁である。

また、３方電磁弁４５は、電磁操作部４５ｄの通電・励磁状態をＥＣＵ５１により制御されることで、前述の供給状態と排出状態とに切換え制御されるようになっており、例えば電磁操作部４５ｄが通電・励磁されるとき（以下、ＯＮ状態ともいう）に前記排出状態となり、電磁操作部４５ｄが通電・励磁されないとき（以下、ＯＦＦ状態ともいう）に前記供給状態となるように設定されている。

この３方電磁弁４５およびＥＣＵ５１は、前述の分岐通路１６と共に、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換え制御を実行する設定圧切換操作機構４０を構成している。そして、設定圧切換操作機構４０は、プレッシャレギュレータ２０と後述するポンプコントローラ５２と共に、燃料ポンプユニット１１からインジェクタ３に供給される燃料の圧力をプレッシャレギュレータ２０により予め設定された複数の設定圧力レベルＰＬ，ＰＨのうち任意の圧力レベルに調整可能な燃料圧力調整装置５０を構成している。

設定圧切換操作機構４０の３方電磁弁４５が前記排出状態となるとき、すなわち、操作圧給排通路３２ｈの内部の燃料圧Ｐｗが燃料タンク２内の圧力と同等な低圧になるときには、調圧部材２２の実質的な受圧領域の面積が可動弁体部２５の外周部とその周囲の隔壁部２４の環状受圧面のみとなる。一方、この３方電磁弁４５が供給状態となるとき、すなわち、操作圧給排通路３２ｈに加圧された燃料が供給されることで操作圧給排通路３２ｈの内部の燃料圧Ｐｗが高圧になるときには、調圧部材２２の受圧領域の面積が、隔壁部２４の外側の環状受圧面のみならず、第２弁座部３２および操作圧給排通路３２ｈに対向する内側の環状の受圧面領域（図示せず）を含むものとなる。したがって、操作圧給排通路３２ｈに操作圧（加圧された燃料）が供給されるか否かによって調圧部材２２の受圧領域の面積が変化する。そして、調圧部材２２のこの受圧領域の面積が増大すると、圧縮コイルばね２７の付勢力に対抗して調圧部材２２を開弁させる燃圧が小さくて済むので、環状の導入側通路３７内の燃料の調圧レベルが低下する。逆に、操作圧給排通路３２ｈが燃料タンク２内に開放され、調圧部材２２の受圧領域の面積が縮小されると、圧縮コイルばね２７の付勢力に対抗して調圧部材２２を開弁させるのに大きな燃圧が必要になるので、環状の導入側通路３７内の燃料の調圧レベルが上昇するようになっている。

プレッシャレギュレータ２０は、このように、燃料ポンプユニット１１から圧送されて調圧室２３内の環状の導入側通路３７に導入される燃料の圧力に応じて、その燃料の一部を燃料タンク２に戻すよう開弁することで、環状の導入側通路３７内の燃料を予め設定された設定圧に調整する調圧機能を有するとともに、燃料ポンプユニット１１から吐出されインジェクタ３に供給される燃料を調圧室２３内の操作圧給排通路３２ｈに選択的に導入することで、その設定圧を予め設定された低圧側の設定圧と高圧側の設定圧とのうち任意の一方の設定圧に切換え可能になっている。

なお、プレッシャレギュレータ２０の高圧側の設定圧は、エンジン停止直後等にデリバリーパイプ４内の燃料温度が高温になっても、燃料ベーパが生じ難い燃料圧（例えば、ゲージ圧で３２４ｋＰａ以上）の設定値となっている。また、低圧側の設定圧は、例えばゲージ圧で２００ｋＰａであり、走行中にデリバリーパイプ４内の燃料温度が比較的低温になったとき、燃料ベーパが生じ難い燃料圧設定値となっている。

また、このようなプレッシャレギュレータ２０の調圧機能および設定圧切換え機能は、排出通路３１ｈを通して調圧室２３から燃料タンク２内に排出される余剰燃料の戻り流量（リターン流量）が予め設定された第１の戻り流量（第１戻り流量）の範囲内にあるときであり、第１の戻り流量の範囲を超える流量範囲についてはその調圧特性が変化する。この点については、後述する。

ＥＣＵ５１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発性メモリからなるバックアップメモリに加えて、入力インターフェース回路および出力インターフェース回路等を含んで構成されており、このＥＣＵ５１には車両のイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号が取り込まれるとともに、図２に示すように、バッテリー１００からの電源供給がなされるようになっている。さらに、ＥＣＵ５１の入力インターフェース回路には、各種センサ群が接続されており、これらセンサ群からのセンサ情報がＡ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路を通してＥＣＵ５１に取り込まれるようになっている。ＥＣＵ５１の出力インターフェース回路には、インジェクタ３や燃料ポンプユニット１１、３方電磁弁４５等のアクチュエータ類を制御するためのリレースイッチや、燃料ポンプユニット１１の駆動電流を可変制御するためのスイッチング素子等が接続されている。

このＥＣＵ５１は、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムを実行することで、公知の電子スロットル制御、燃料噴射量制御、点火時期制御、燃料カット制御、可変バルブタイミング制御等を実行することができる。例えば、ＥＣＵ５１は、エアフローメータにより検出される吸入空気量とクランク角センサにより検出されるエンジン回転数とに基づいて燃焼毎に必要な基本噴射量を算出し、さらにエンジン１の運転状態に応じた各種補正や空燃比フィードバック補正等を施した燃料噴射量を算出し、その燃料噴射量に対応する燃料噴射時間だけ対応するインジェクタ３を開弁駆動する。なお、ここでの燃料噴射時間は、インジェクタ３に供給される燃圧の設定値に応じて理論空燃比を保つよう設定される。

また、ＥＣＵ５１は、各種センサ群からのセンサ情報およびＲＯＭに予め格納された設定値やマップ情報に基づいて、エンジン１の運転中にその負荷状態を繰返し判定し、部分負荷の運転領域においては３方電磁弁４５を供給状態に復帰させる非励磁状態（以下、ＯＦＦ状態という）として、燃料ポンプユニット１１からの燃料をプレッシャレギュレータ２０の低圧側の設定圧に調圧させるようになっている。さらに、ＥＣＵ５１は、エンジン１の高負荷時等には、燃料ポンプユニット１１からの燃料を高圧側の設定圧に切り換えるようになっている。そのため、ＥＣＵ５１のＲＯＭおよびバックアップメモリに格納される設定値には高低に異なる複数の燃料圧の設定値が含まれ、ＲＯＭおよびバックアップメモリに格納されるマップ情報には、運転負荷の判定とその判定結果に応じた燃料圧の切換制御のためのマップ等が含まれている。

ＥＣＵ５１は、また、エンジン１の運転中、要求される燃料噴射量に応じて燃料ポンプユニット１１の吐出量を好適な吐出量に制御するよう、例えば予め設定された複数段階の吐出量のうち好適な吐出量を選択し、その吐出量に対応するポンプ駆動モータ１１ｍの駆動電圧をコマンド値としてポンプコントローラ５２に出力するようになっている。

ポンプコントローラ５２は、図１に示すように燃料タンク２の上部に設けられており、図外のバッテリーからの電源供給により作動するようになっている。このポンプコントローラ５２は、ＥＣＵ５１からのポンプ制御信号と、ポンプ駆動モータ１１ｍの端子電圧を検出する前記電圧検出部の検出信号との偏差に応じて、燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍに印加する電圧を制御したり、燃料圧送機構１０の異常診断のためのポンプ駆動モータ１１ｍの作動状態に応じた診断用信号をＥＣＵ５１に供給したりすることができるようになっている。

具体的には、ポンプコントローラ５２には、ＥＣＵ５１からのポンプ制御信号に応じて燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍに対する通電をＯＮ／ＯＦＦ切換えするリレースイッチ回路や、ポンプ駆動モータ１１ｍに印加する電圧またはポンプ駆動モータ１１ｍへの供給エネルギを可変制御するための図示しないスイッチング素子等が内蔵されている。ここにいうスイッチング素子は、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）入力信号に応じて燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍのコイルへの供給エネルギを可変制御するＭＯＳ−ＦＥＴ形のトランジスタで構成されている。なお、ポンプコントローラ５２には、ポンプ駆動モータ１１ｍの端子電圧を検出する図示しない電圧検出部や、ポンプ駆動モータ１１ｍの回転数［ｒｐｍ］を検出する回転速度検出部を有していてもよい。

ＥＣＵ５１は、上述のようなポンプコントローラ５２と協働し、ポンプ駆動モータ１１ｍの駆動電圧を制御することにより、燃料ポンプユニット１１の吐出量（単位時間当りの吐出量）を制御するようになっており、エンジン１の通常の運転中にはプレッシャレギュレータ２０から燃料タンク２に戻される燃料の戻り流量を第１の戻り流量の範囲Ｚ１（図３中に斜線で示す範囲）内に制御するようになっている。

図３に示すように、プレッシャレギュレータ２０は、上述のバルブ構造を有することで、燃料の戻り流量がポンプコントローラ５２による通常の流量制御範囲である第１の戻り流量の範囲Ｚ１内にあるとき、例えばエンジン１の始動時以外のリターン流量の範囲内にあるとき、燃料の圧力を戻り流量の増加に対して低増加率である第１の増加率（図３中のΔＰ１／ΔＲ）で漸増させつつ設定圧力レベルＰＬまたはＰＨに保持することができる。

一方、プレッシャレギュレータ２０の流体排出口２１ｂの近傍には、内側筒状部材３６の一端側内周部（図２中の下端側内週部）に保持されて環状絞り部材３９が設けられており、内側筒状部材３６内の排出通路３１ｈは、この環状絞り部材３９により絞られたオリフィス孔部３１ｈｒ（オリフィス）を有している。そして、プレッシャレギュレータ２０は、排出通路３１ｈを通り燃料タンク２内に戻る燃料の戻り流量が第１の戻り流量の範囲を超える第２の戻り流量の範囲Ｚ２（第２戻り流量の範囲）内に達しているとき、排出通路３１ｈを通して燃料タンク２内に戻る調圧室２３からの燃料の流れがオリフィス孔部３１ｈｒにより絞られることで、戻り流量の増加に対して燃料の圧力を第１の増加率より大きい高増加率である第２の増加率（図３中のΔＰ２／ΔＲ）で増加させる調圧特性を有している。これにより、プレッシャレギュレータ２０は、燃料の戻り流量が第１の戻り流量の範囲Ｚ１より多い第２の戻り流量の範囲Ｚ２内の特定の戻り流量Ｚ３（第２戻り流量）に達するときには、燃料の調整圧力レベルが通常（燃料の戻り流量が第１の戻り流量の範囲Ｚ１内にあるとき）より上昇する調圧特性を有している。

また、ＥＣＵ５１およびポンプコントローラ５２は、エンジン１の運転状態のうち予め設定された特定の運転状態、例えばエンジン始動時には、全気筒分の複数のインジェクタ３における燃料消費量が比較的少量（例えば、１０Ｌ（リットル）／ｈ（時間））であるにもかかわらず、燃料ポンプユニット１１の吐出量をその可変制御範囲内の最大流量域（例えば、２００Ｌ／ｈ）に制御するようポンプ電圧を高い値（例えば１２Ｖ）に高め、プレッシャレギュレータ２０からの燃料の戻り流量を第２の戻り流量の範囲Ｚ２内の特定の戻り流量Ｚ３（例えば、１９０Ｌ／ｈ；第１の戻り流量の範囲のいずれの戻り流量より多い戻り流量）に到達させるようになっている。

すなわち、ＥＣＵ５１およびポンプコントローラ５２は、他の状態に比べてインジェクタ３の燃料消費量が相対的に少なく戻り流量が相対的に増加する特定の燃料消費状態、例えばエンジン１の始動時の状態の下で、プレッシャレギュレータ２０の戻り流量が第２の戻り流量Ｚ２の範囲内の特定の戻り流量である第２の戻り流量Ｚ３になるよう燃料ポンプユニット１１の吐出量を制御し、図３に示すように、インジェクタ３に供給される燃料の圧力を通常の設定圧力レベルＰＬ，ＰＨを超える高圧の特定圧力レベルＰＳに制御することができるようになっている。

このように、本実施形態におけるプレッシャレギュレータ２０は、インジェクタ３に供給される燃料の圧力を第１の設定圧力レベルＰＬに調圧可能な第１設定状態と、インジェクタ３に供給される燃料の圧力を第１の設定圧力レベルＰＬより高い第２の設定圧力レベルＰＨに調圧可能な第２設定状態とに切換え可能であるとともに、第１の設定状態下で燃料の戻り流量が第１の戻り流量の範囲Ｚ１内にあるときには戻り流量の増加に対して燃料の圧力を低増加率である第１の増加率ΔＰ１／ΔＲで漸増させつつ第１の設定圧力レベルＰＬに保持する一方、燃料の戻り流量が第１の戻り流量の範囲Ｚ１を超える第２の戻り流量の範囲Ｚ２内に達したときには戻り流量の増加に対して燃料の圧力を第１の増加率ΔＰ１／ΔＲより大きい高増加率ΔＰ２／ΔＲで増加させる調圧特性を有している。

また、本実施形態におけるポンプコントローラ５２は、ＥＣＵ５１からのポンプ制御信号に従って、エンジン１の始動時以外の運転状態下では、プレッシャレギュレータ２０の戻り流量が第１の戻り流量の範囲Ｚ１内になるよう燃料ポンプユニット１１の吐出量を制御する第１のポンプ制御モードで作動し、一方、エンジン１の始動時の運転状態下では、プレッシャレギュレータ２０の戻り流量が第２の戻り流量の範囲内の特定の戻り流量である第２の戻り流量Ｚ３になるよう燃料ポンプユニット１１の吐出量を制御し、インジェクタ３に供給される燃料の圧力を第２の設定圧力レベルＰＨを超える特定圧力レベルＰＳに制御する第２のポンプ制御モードで作動するようになっている。すなわち、ポンプコントローラ５２は、他の状態に比べてインジェクタ３の燃料消費量が相対的に少なく戻り流量が相対的に増加する特定の燃料消費状態における作動モードとして第２のポンプ制御モードを、特定の燃料消費状態以外の状態における作動モードとして第１のポンプ制御モードを、それぞれ有している。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の燃料供給装置では、エンジン１の停止中、燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍおよび３方電磁弁４５への通電はそれぞれ停止されている状態にある。

このとき、プレッシャレギュレータ２０の操作圧給排通路３２ｈには加圧された燃料が供給されないが、ＥＣＵ５１は、エンジン１の現在の停止状態に入る直前に３方電磁弁４５を一旦ＯＮ状態（排出状態）にしてプレッシャレギュレータ２０を高圧側の設定圧力レベルＰＨに切り換えた後で停止しているので、チェック弁１４からインジェクタ３までの燃圧保持区間における燃圧は、燃料ベーパを生じ難い比較的高い燃圧に維持されている。

エンジン１が始動されるときには、ＥＣＵ５１により燃料ポンプユニット１１が起動されるが、３方電磁弁４５はＯＦＦ状態のままである。このとき、エンジン１のインジェクタ３の燃料消費量は他の状態に比べて相対的に少なく、プレッシャレギュレータ２０からの戻り流量は相対的に増加する状態、すなわち特定の燃料消費状態となる。

このとき、エンジン１の燃料消費量が少量であるにもかかわらず、ＥＣＵ５１およびポンプコントローラ５２が燃料ポンプユニット１１の吐出量をその可変制御範囲内の最大流量域に制御する高い電圧（例えば、１２Ｖ）を供給するので、プレッシャレギュレータ２０からの燃料の戻り流量が特定の戻り流量Ｚ３に到達する。

したがって、排出通路３１ｈを通して燃料タンク２内に戻る調圧室２３からの燃料の流れがオリフィス孔部３１ｈｒにより絞られることで、プレッシャレギュレータ２０が、戻り流量の増加に対して燃料の圧力を第１の増加率より大きい第２の増加率で増加させることになり、エンジン１の特定の燃料消費状態においては、インジェクタ３に供給される燃料の圧力が特定の燃料消費状態以外のプレッシャレギュレータ２０の設定圧力レベルＰＬ，ＰＨを超える特定圧力レベルＰＳに制御される。よって、燃料圧送機構１０による燃料圧送の再開時に、即座に十分な燃料圧での燃料供給を開始することができる。

エンジン１の始動から一定時間が経過した後の通常の運転状態、例えばその部分負荷運転時には燃費や燃料ポンプユニット１１の信頼性の面から低圧側の設定圧が要求される。この部分負荷運転時においては、３方電磁弁４５が操作圧給排通路３２ｈに操作圧を供給するＯＦＦ状態となり、プレッシャレギュレータ２０の設定圧が低圧側の設定圧力レベルＰＬに切り換えられる。また、ポンプコントローラ５２から燃料ポンプユニット１１への供給電圧が比較的低い値（例えば、８Ｖ）に抑えられる。

高負荷要求時には、３方電磁弁４５がＯＮ状態となり、調圧室２３内の燃料が導入側通路３７において高圧側の設定圧力レベルＰＨに調圧される。このとき、ポンプコントローラ５２から燃料ポンプユニット１１への供給電圧は、プレッシャレギュレータ２０の戻り流量が第１の戻り流量の範囲内になるよう制御されるか保持される。

一方、エンジン１が停止される際には、３方電磁弁４５がＯＮ状態となり、エンジン１の停止に先立ってプレッシャレギュレータ２０の設定圧が一旦高圧側の設定圧力レベルＰＨに切り換えられる。したがって、エンジン１の停止直後における燃料ベーパの発生が有効に抑制され、上述のようにエンジン１の始動性が向上することになる。

このように、本実施形態においては、インジェクタ３の燃料消費量が他の状態に比べて相対的に少なくプレッシャレギュレータ２０の戻り流量が相対的に増加する特定の燃料消費状態の下では、戻り流量が第１の戻り流量の範囲Ｚ１内のいずれの戻り流量よりも多量となる特定の戻り流量Ｚ３になるよう燃料ポンプユニット１１の吐出量が大流量域、例えば通常の吐出量可変範囲のうちの最大流量域に制御され、インジェクタ３に供給される燃料の圧力が設定圧力レベルＰＬ，ＰＨを超える特定圧力レベルＰＳに達することとなる。したがって、燃料圧力調整装置５０に設定圧切換えの手段を増設したり燃料ポンプを大型化したりすることなく、設定圧を一時的に高くしたい状態であってプレッシャレギュレータ２０の戻り流量が比較的多くなるときに、燃料の圧力を一時的に特定圧力レベルＰＳにまで高めることができる。

また、本実施形態においては、ポンプコントローラ５２が第１のポンプ制御モードで作動するときには、戻り流量が第１の戻り流量の範囲Ｚ１内になるよう燃料ポンプユニット１１の吐出量が制御され、ポンプコントローラ５２が第２のポンプ制御モードで作動するときには、戻り流量が第２の戻り流量の範囲Ｚ２内の特定の戻り流量Ｚ３になるよう燃料ポンプユニット１１の吐出量が制御されて、インジェクタ３に供給される燃料の圧力が第２の設定圧力レベルＰＨを超える特定圧力レベルＰＳに制御されることになる。したがって、第１の設定圧力レベルＰＬと第２の設定圧力レベルＰＨとの２段階に切換え可能なプレッシャレギュレータ２０を用いながら、その設定圧切換えの手段を増設したりすることなく、それらと異なる第３の設定圧としての特定圧力レベルＰＳに切換え可能な、すなわち燃料圧力の多段切換えが可能な、さらに装置構成の簡素な燃料圧力調整装置５０を実現できる。

さらに、本実施形態の燃料供給システムでは、特定の燃料消費状態の下でポンプコントローラ５２が第２のポンプ制御モードにて作動するので、燃料ポンプユニット１１を大型化することなく、設定圧を一時的に高くしたい状態であってプレッシャレギュレータ２０の戻り流量が比較的多くなるときに、燃料の圧力を一時的に特定圧力レベルＰＳにまで高めることができる。

また、プレッシャレギュレータ２０は、燃料の圧力を受圧する調圧部材２２（弁体）の受圧面積を第１設定状態と第２設定状態とで変化させることにより、第１の設定圧力レベルＰＬと第２の設定圧力レベルＰＨとのうち任意の設定圧力レベルに切換え可能となっているので、燃料圧力調整装置５０は、シールが要求される室数を抑えた小形で簡素なプレッシャレギュレータ２０を有するものとなる。

なお、プレッシャレギュレータ２０の排出通路３１ｈには、調圧室２３から燃料タンク２内に戻る燃料の流れを絞るオリフィス孔部３１ｈｒが設けられているので、オリフィス孔部３１ｈｒの絞り効果によってオリフィス孔部３１ｈｒより上流側の排出通路３１ｈ内の燃料の圧力が高まることになり、さらに、排出通路３１ｈを通る燃料の流量が増えるか排出通路３１ｈにおける絞りがきつくなるほど、排出通路３１ｈ内の燃料の圧力とプレッシャレギュレータ２０の調圧室２３内の燃料の圧力とが高くなる。

上述のように、本実施形態の燃料供給システムにおいては、戻り流量の大小によって調圧特性が変化する燃料圧力調整装置５０を用いるとともに、インジェクタ３の燃料消費量が他の状態に比べて少なくなる特定の燃料消費状態下で燃料ポンプユニット１１の吐出量をその大流量域側に制御することにより、インジェクタ３への供給燃料圧力を通常の設定圧力レベルを超える特定圧力レベルＰＳに調圧するようにしているので、燃料圧力調整装置５０に設定圧切換えの手段を増設したり燃料ポンプユニット１１を大型化したりすることなく、燃料の圧力を一時的に特定圧力レベルＰＳまで高めることができる。

特に、本実施形態では、ポンプコントローラ５２が第１のポンプ制御モードで作動するときに戻り流量が第１の戻り流量の範囲Ｚ１内になるよう燃料ポンプユニット１１の吐出量が制御され、ポンプコントローラ５２が第２のポンプ制御モードで作動するときに戻り流量が第２の戻り流量の範囲Ｚ２内の特定の戻り流量になるよう燃料ポンプユニット１１の吐出量が制御されて、インジェクタ３に供給される燃料の圧力が第２の設定圧力レベルＰＨを超える特定圧力レベルＰＳに制御されるようにしているので、第１、第２の設定圧力レベルＰＬ，ＰＨに切換え可能なプレッシャレギュレータ２０を用いながら、設定圧切換えの手段を増設したり燃料ポンプユニット１１のサイズを増大させたりすることなく、燃料圧力の多段切換えが可能になる。その結果、簡単なポンプ吐出量の制御によって燃料圧力を所要の圧力に多段切換え可能に調整しつつインジェクタ３に供給することができる低コストの燃料供給システムを提供することができる。

（第２実施形態）
図４および図５は、本発明に係る燃料供給システムの第２実施形態を示す図である。

なお、本実施形態は、上述の第１実施形態と略同様の全体構成を有し、プレッシャレギュレータのリターン側の構成のみが第１実施形態とは相違するものである。したがって、第１実施形態と同様の構成については図１〜図３に示した第１実施形態の対応する構成要素の参照符号を用い、第１実施形態との相違点についてのみ以下に説明する。

図４に示すように、本実施形態の燃料調整装置６０においては、プレッシャレギュレータ２０の排出通路３１ｈ（第２燃料通路）の途中に、その調圧室２３から燃料タンク２内に戻る燃料のうちオリフィス孔部３１ｈｒより上流側の排出通路３１ｈ内の燃料の圧力を特定圧力レベルＰＳに制限するリリーフ弁６１が付設されている。

このリリーフ弁６１は、排出通路３１ｈに連通する弁孔６１ａを形成する弁座６２と、この弁座６２に対向しつつ弁孔６１ａ内の排出通路３１ｈからの燃料の圧力を受圧するピストン状の受圧部材６３と、この受圧部材６３を弁座６２に着座する閉弁方向に常時付勢するスプリング６４と、を有している。

図５に示すように、本実施形態においては、プレッシャレギュレータ２０は、上述のようなバルブ構造にリリーフ弁６１を併用することで、燃料の戻り流量が第２の戻り流量Ｚ３の付近に近付くときにリリーフ弁６１を作動させ、オリフィス孔部３１ｈｒより上流側の排出通路３１ｈ内の燃料の圧力を特定圧力レベルＰＳのリリーフ弁６１のリリーフ設定圧までに制限することができる。

本実施形態においても、第１、第２の設定圧力レベルＰＬ，ＰＨに切換え可能なプレッシャレギュレータ２０を用いながら、設定圧切換えの手段を増設したり燃料ポンプユニット１１のサイズを増大させたりすることなく、燃料圧力の多段切換えが可能になり、簡単な制御によって燃料圧力を所要の高・低の圧力に多段切換え可能に調整しつつインジェクタ３に供給することができる低コストの燃料供給システムを提供することができる。

さらに、本実施形態では、プレッシャレギュレータ２０の排出通路３１ｈ上に、調圧室２３から燃料タンク２内に戻る燃料のうちオリフィス孔部３１ｈｒより上流側の排出通路３１ｈ内の燃料の圧力を特定圧力レベルＰＳに制限するリリーフ弁６１が付設されているので、排出通路３１ｈ内の燃料の圧力が特定圧力レベルＰＳに確実に制限可能となり、燃料圧力が過度に昇圧されることを未然に防止できる。

なお、上述の各実施形態においては、他の状態に比べてエンジン１のインジェクタ３における燃料消費量が相対的に少なくプレッシャレギュレータ２０の戻り流量が相対的に増加する特定の燃料消費状態として、高温再始動時等のエンジン始動時を例に挙げたが、ここにいう高温再始動時とは、アイドリングストップを実行する車両でエンジン１を一時停止させた後に再始動させるときに限らず、例えばハイブリッド方式のパワーユニットを搭載する車両でそのパワーユニットの効率を高めるためにエンジン１を一時停止させた後に再始動するためにイグニッションＯＮ要求が発生したとき等であってよい。また、本発明にいう始動時とは、手動操作に応じたイグニッションスイッチのＯＮ要求によりエンジン１が始動される場合であってもよいことはいうまでもない。

また、上述の実施形態においては、プレッシャレギュレータ２０が高設定圧と低設定圧の２段階に切換え可能な調圧弁となっていたが、設定圧が１つのみに固定された１段の調圧弁を有し、そのリターン側に設けたオリフィスと燃料消費量が少なくリターン流量が多くなる特定の燃料消費状態で燃料ポンプユニット１１の吐出量をその大流量域に制御することで、上述したプレッシャレギュレータ２０の第１設定状態における調圧特性と略同様な調圧特性（曲げ点の両側で戻り流量の増加（ΔＲ）に対する調圧レベルの上昇幅（ΔＰ１、ΔＰ２）が相違し、大流量側で大きくなる特性）として、エンジン１の始動時にも一時的に高燃料圧力に調圧可能な可変燃圧調整方式の燃料供給システムとすることも可能である。また、特定圧力レベルＰＳが第１の設定圧レベルＰＬより高圧でかつ第２の設定圧力レベルＰＨより低圧となることも考えられる。

また、上述の各実施形態では、排出通路３１ｈにオリフィス孔部３１ｈｒを設けていたが、排出通路３１ｈの全体が所定の戻り流量を超えるとオリフィス効果を生じる程度の断面積および長さに設定されてもよい。

さらに、燃料消費部は、エンジン１のインジェクタ３に限定されず、燃料を逐次消費する他の燃料消費部への燃料供給システムにも本発明を適用することができることは勿論である。

以上説明したように、本発明の燃料供給システムは、戻り流量の大小によって調圧特性が変化する燃料圧力調整装置を用いるとともに、燃料消費部の燃料消費量が他の状態に比べて少なくなる特定の燃料消費状態下で燃料ポンプの吐出量を大流量域側に制御して、燃料消費部への供給燃料圧力を通常の設定圧力レベルを超える特定圧力レベルに調圧するようにしているので、燃料圧力調整装置に設定圧切換えの手段を増設したり燃料ポンプを大型化したりすることなく、燃料の圧力を一時的に特定圧力レベルまで高めることができ、また、第１、第２の設定圧力レベルに切換え可能な調圧弁を用いながら、設定圧切換えの手段を増設したり燃料ポンプのサイズを増大させたりすることなく、燃料圧力の多段切換えが可能になり、その結果、簡単な制御によって燃料圧力を所要の高・低の圧力に切換え可能に調整しつつ燃料消費部に供給することができる低コストの燃料供給システムを提供することができるという効果を奏するものであり、燃料ポンプによって内燃機関に供給される燃料の圧力を切換え可能な燃料供給システムに好適な燃料供給システム全般に有用である。

１ エンジン（内燃機関）
２ 燃料タンク
３ インジェクタ（燃料消費部）
４ デリバリーパイプ
１０ 燃料圧送機構
１１ 燃料ポンプユニット（燃料ポンプ）
１５ 燃料通路
２０ プレッシャレギュレータ（可変燃圧調整弁）
２２ 調圧部材
２３ 調圧室
３１ 第１弁座部
３１ｈ 排出通路（第２燃料通路）
３１ｈｒ オリフィス孔部（オリフィス）
３２ 第２弁座部
３２ｈ 操作圧給排通路
３７ 導入側通路（第１燃料通路）
３９ 環状絞り部材（絞り要素）
４０ 設定圧切換操作機構
４５ ３方電磁弁
５０ 燃料圧力調整装置
５１ ＥＣＵ（電子制御ユニット、ポンプコントローラ）
５２ ポンプコントローラ
６１ リリーフ弁
６１ａ 弁孔
６２ 弁座
６３ 受圧部材
６４ スプリング
Ｚ１ 第１の戻り流量の範囲
Ｚ２ 第２の戻り流量の範囲
Ｚ３ 特定の戻り流量（第２の戻り流量）

Claims (7)

1. 燃料タンク内の燃料を圧送して燃料消費部に供給する吐出量可変の燃料ポンプと、
   前記燃料ポンプから圧送される前記燃料の圧力に応じて該燃料の一部を前記燃料タンクに戻すよう開弁する調圧弁を有し、前記燃料ポンプから前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を該調圧弁によって予め設定された複数の設定圧力レベルのうち任意の圧力レベルに調整する燃料圧力調整装置と、
   前記燃料ポンプの吐出量を制御し、前記調圧弁から前記燃料タンクに戻される前記燃料の戻り流量を第１戻り流量の範囲内に制御するポンプコントローラと、を備えた燃料供給システムにおいて、
   前記調圧弁は、前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を第１の設定圧力レベルに調圧可能な第１設定状態と、前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を前記第１の設定圧力レベルより高い第２の設定圧力レベルに調圧可能な第２設定状態とに切換え可能であるとともに、前記燃料の戻り流量が前記第１戻り流量の範囲内にあるときに比べ、前記燃料の戻り流量が前記第１戻り流量の範囲を超える第２戻り流量に達するときには燃料の調整圧力レベルが上昇する調圧特性を有し、
   前記ポンプコントローラは、前記燃料の戻り流量が前記第１戻り流量の範囲内になるよう前記燃料ポンプの吐出量を制御する第１のポンプ制御モードと、前記燃料の戻り流量が前記第２戻り流量になるよう前記燃料ポンプの吐出量を制御し、前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を前記第２の設定圧力レベルを超える特定圧力レベルに制御する第２のポンプ制御モードと、を有することを特徴とする燃料供給システム。
2. 前記調圧弁は、前記第１設定状態下で前記燃料の戻り流量が前記第１戻り流量の範囲内にあるときには前記燃料の戻り流量の増加に対して前記燃料の圧力を低増加率である第１の増加率で漸増させつつ前記第１の設定圧力レベルに保持する一方、前記燃料の戻り流量が前記第１戻り流量の範囲を超える前記第２戻り流量の範囲内に達したときには前記燃料の戻り流量の増加に対して前記燃料の圧力を前記第１の増加率より大きい高増加率で増加させる調圧特性を有し、
   前記ポンプコントローラは、前記第２のポンプ制御モードにて、前記燃料の戻り流量が前記第２戻り流量の範囲内の特定の戻り流量になるよう前記燃料ポンプの吐出量を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システム。
3. 前記ポンプコントローラは、他の状態に比べて前記燃料消費部の燃料消費量が相対的に少なく前記燃料の戻り流量が相対的に増加する特定の燃料消費状態の下で、前記第２のポンプ制御モードにて作動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給システム。
4. 前記調圧弁は、前記燃料消費部に供給される前記燃料を導入する調圧室を形成するとともに該調圧室内の燃料の圧力を受圧する弁体と、該弁体に係合および離脱する弁座とを有し、前記燃料の圧力を受圧する前記弁体の受圧面積を前記第１設定状態と前記第２設定状態とで変化させることにより、前記第１の設定圧力レベルと前記第２の設定圧力レベルとのうち任意の設定圧力レベルに切換え可能となっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の燃料供給システム。
5. 前記調圧弁の前記弁座は、前記調圧室内の燃料の圧力を受圧する前記弁体の受圧面に対向配置されるとともに、前記燃料消費部に供給される前記燃料を前記調圧室内に導入可能な第１燃料通路と、前記調圧室から前記燃料タンク内に戻る燃料を通過させる第２燃料通路とを形成しており、
   前記第１燃料通路に前記燃料ポンプから圧送される前記燃料が導入されるとき、前記調圧弁は、前記燃料消費部に供給される前記燃料の圧力を前記第１の設定圧力レベルに調整することを特徴とする請求項４に記載の燃料供給システム。
6. 前記調圧弁の前記第２燃料通路には、該第２燃料通路を通過して前記燃料タンク内に戻る前記調圧室からの燃料の流れを絞るオリフィスが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の燃料供給システム。
7. 前記調圧弁には、前記調圧室から前記燃料タンク内に戻る燃料のうち前記オリフィスより上流側の前記第２燃料通路内の燃料の圧力を前記特定圧力レベルに制限するリリーフ弁が付設されていることを特徴とする請求項６に記載の燃料供給システム。

Images