JPH0777119A

JPH0777119A - 内燃機関用燃料供給装置

Info

Publication number: JPH0777119A
Application number: JP5226100A
Authority: JP
Inventors: Kiyouya Igarashi; 京矢五十嵐; Takeo Kume; 建夫久米; Masato Yoshida; 正人吉田; Nobuaki Murakami; 信明村上; Hideyuki Oda; 英幸織田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-03-20
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JP2845099B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、筒内噴射式内燃機関に用いて好適
の内燃機関用燃料供給装置に関し、機関始動時に燃料噴
射弁の付近の燃料内に含有したベーパを速やかに排出で
きるようにすることを目的とする。【構成】燃料ポンプ５により燃料タンク２から圧送さ
れた燃料を燃圧制御手段１０を経て再び燃料タンク２に
戻す燃料通路３と、燃料ポンプ５と燃圧制御手段１０と
の間の燃料通路３Ｂに設けられた分岐部１３Ａにおいて
燃料通路３Ｂに一端が連通し燃圧制御手段１０をバイパ
スして燃料タンク２へ至る分岐通路１３と、分岐通路１
３に介装された開閉弁１４と、燃料ポンプ５と分岐部１
３Ａとの間の燃料通路、又は、分岐部１３Ａと開閉弁１
４との間の分岐通路１３、に配設された内燃機関用の燃
料噴射弁１と、内燃機関の始動時に開閉弁１４を開放す
る開閉弁制御手段３０とをそなえるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、筒内噴射式内燃
機関に用いて好適の燃料供給装置に関し、比較的高い燃
料圧力で燃料噴射を行なえるようにした、内燃機関用燃
料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆる筒内噴射式内燃機関とか直接噴
射式内燃機関（直噴式内燃機関）とか呼ばれている、燃
料をシリンダ内で噴射する方式の内燃機関としては、デ
ィーゼルエンジンが広く知られているが、近年、火花点
火式エンジン（一般には、ガソリンエンジンが対応する
ので、以下、ガソリンエンジンという）においても、筒
内噴射式のものが提案されている。

【０００３】このような筒内噴射式内燃機関では、機関
の性能向上や排出ガスの低減のために、燃料噴射圧力を
上げて燃料噴霧を微粒化し、燃料噴射期間を短縮化する
傾向にある。また、過給機構をそなえた機関では、過給
時には、過給圧に応じた高い燃料噴射圧力が要求され
る。そこで、筒内噴射式内燃機関における燃料供給装置
は、このように十分に高い（例えば数十気圧程度）燃料
噴射圧力が得られるように構成されている。

【０００４】例えば図６，７は、いずれも、このような
高い燃料噴射圧力が得られるものとして、従来より提案
されている内燃機関用燃料供給装置の構成を模式的に示
すものである。図６，７において、１は燃料噴射弁、２
は燃料タンク、３は燃料噴射弁１と燃料タンク２との間
に設けられた燃料通路であり、燃料噴射弁１へ燃料を送
給する送給路３Ａと、燃料噴射弁１から燃料タンク２に
戻る返送路３Ｂとから構成されている。４は燃料通路３
の燃料タンク２側の上流部に設けられた低圧燃料ポン
プ、５は低圧燃料ポンプと燃料噴射弁１との間に設けら
れた高圧燃料ポンプである。また、６，７は燃料通路の
入口部分に設けられた燃料フィルタ、８は逆止弁、９は
低圧燃圧制御手段（低圧制御手段）としての低圧制御
弁、１０は高圧燃圧制御手段（高圧制御手段）としての
高圧制御弁である。また、２１はシリンダ、２２はピス
トン、２２Ａはピストンロッド、２３はクランクシャフ
ト、２４は燃焼室、２５はシリンダヘッド、２６は吸気
通路、２７は点火プラグ、２８は排気通路である。

【０００５】このような燃料供給装置では、低圧燃料ポ
ンプ４である程度加圧された燃料を、高圧燃料ポンプ５
でさらに加圧することで、燃料の圧力を所定圧まで高め
ている。この際、低圧燃料ポンプ４からの吐出圧は低圧
制御弁９により所定範囲に安定化され、さらに、高圧燃
料ポンプ４からの吐出圧は高圧制御弁１０により所定範
囲に安定化される。

【０００６】このような技術として、例えば特開昭６２
−２３７０５７号公報に開示されたものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば自動
車用内燃機関などでは、エンジンの停止後に、エンジン
冷却系の停止によって生じるエンジンルーム内の温度上
昇や、圧力制御弁９，１０や燃料噴射弁１における燃料
リークによって、燃料通路３内にベーパ（気泡）が発生
し易い。このため、次にエンジンを起動させようとする
時に、燃料通路３内にこのベーパが含有した状態で燃料
供給が開始される。

【０００８】従来のマルチポイントインジェクション
（ＭＰＩ）などの場合には、燃料噴射弁１に供給する燃
料圧力があまり高圧ではなく、燃料噴射弁１の下流の圧
力制御弁（上記燃料供給装置の圧力制御弁１０に相当す
るもの）なども設定圧が低く、燃料圧力はエンジンの始
動後速やかにこの設定圧に達して、燃料噴射弁１側の燃
料通路３内の燃料は短時間で当該圧力制御弁の外部に流
出し、燃料内のベーパもこれとともに排出される。

【０００９】しかしながら、上述のように、燃料噴射弁
１に供給する燃料圧力が、従来のマルチポイントインジ
ェクション（ＭＰＩ）などの場合よりも大幅に高圧であ
ると、圧力制御弁１０の設定圧が高く、燃料圧力がこの
設定圧に達するまでは、燃料噴射弁１側の燃料通路３内
の燃料は短時間で当該圧力制御弁の外部に流出し噴な
い。したがって、燃料内のベーパもこれとともに燃料噴
射弁１側に滞って、なかなか排出されない。

【００１０】ところで、燃料圧力が高圧の設定圧に達す
るまで相応の時間がかかるのはどのようなポンプであっ
ても一般的に言えることであるが、上述のような構成の
燃料供給装置においては、以下のような構成にも起因し
て、燃料圧力が高圧に達するのに時間が掛かる。つま
り、上述のような燃料ポンプ４，５には、エンジン駆動
式ポンプ又は電動式ポンプのいずれかを採用することが
考えられるが、電動式ポンプを高圧ポンプに採用する
と、ポンプ効率が低くなり且つ高コストになるので、高
圧燃料ポンプ５には、エンジン駆動式のものを採用する
のが一般的であると考えられる。一方、電動式ポンプを
低圧ポンプに採用した場合には、上述のポンプ効率やコ
スト面での不具合が低減され、安定した吐出圧が得られ
るという電動式ポンプの利点を生かせるので、低圧燃料
ポンプ４には、電動式のものを採用することが考えられ
る。

【００１１】しかしながら、エンジン駆動式ポンプの吐
出圧はエンジン回転数に応じたものになるので、高圧燃
料ポンプ５をエンジン駆動式のものにすると、エンジン
始動時には、エンジン回転数が低く高圧ポンプの吐出圧
は極めて低い状態になって、燃料圧力はなかなか高くは
ならない。燃料内のベーパが燃料噴射弁１側の外部にな
かなか排出されないのである。このような燃料噴射弁１
の付近に存在するベーパは、噴射する燃料圧力の立ち上
がりの遅れやばらつき、或いは、燃料噴射弁１から空噴
射を招く原因となり、燃料噴射の制御を困難にするので
好ましくない。

【００１２】このような燃料内のベーパを排出するもの
として広くとらえると、関連技術として、例えば実開平
４−１０７４７４号公報では、燃料フィルタの直下流の
燃料通路に空気抜き穴を設ける手段が開示されている。
また、例えば実開平２−１４５６５７号公報では、燃料
噴射用燃料ポンプの他に、これと直列にエア抜き用の燃
料ポンプを設け、さらに、燃料噴射用燃料ポンプを迂回
する燃料パイパス路を設けて、このパイパス路に燃料噴
射弁側からエア抜き用燃料ポンプへの方向へのみ流れを
許容する逆止弁を設ける手段が開示されている。

【００１３】しかしながら、これらの手段は、いずれも
燃料噴射弁の下流側に高圧制御弁をそなえるような燃料
圧力の高い燃料供給装置を対象としているものではな
く、上述の燃料噴射弁１部分の燃料内のベーパを排出す
ることは困難である。本発明は、上述の課題に鑑み創案
されたもので、内燃機関の始動時に燃料噴射弁の付近の
燃料内に含有したベーパを速やかに排出できるようにし
た、内燃機関用燃料供給装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の内燃機関用燃料供給装置は、燃料ポンプによ
り燃料タンクから圧送された燃料を燃圧制御手段を経て
再び該燃料タンクに戻す燃料通路と、該燃料ポンプと該
燃圧制御手段との間の燃料通路に設けられた分岐部にお
いて該燃料通路に一端が連通し該燃圧制御手段をバイパ
スして該燃料タンクへ至る分岐通路と、該分岐通路に介
装された開閉弁と、該燃料ポンプと該分岐部との間の燃
料通路，及び該分岐部と該開閉弁との間の分岐通路，の
いずれかに配設された内燃機関用の燃料噴射弁と、該内
燃機関の始動時に該開閉弁を開放する開閉弁制御手段と
をそなえていることを特徴としている。

【００１５】また、請求項２記載の本発明の内燃機関用
燃料供給装置は、請求項１記載の構成において、該燃料
噴射弁が、該燃料ポンプと該分岐部との間の燃料通路に
設けられ、該分岐通路に該燃圧制御手段よりも低圧に燃
料圧力を制御する第２の燃圧制御手段が設けられている
ことを特徴としている。また、請求項３記載の本発明の
内燃機関用燃料供給装置は、請求項１記載の構成におい
て、該燃料噴射弁が、該分岐部と該開閉弁との間の分岐
通路に設けられ、該分岐通路における該燃料噴射弁の下
流側に、該燃圧制御手段よりも低圧に燃料圧力を制御す
る第２の燃圧制御手段が設けられていることを特徴とし
ている。

【００１６】また、請求項４記載の本発明の内燃機関用
燃料供給装置は、請求項２又は３記載の構成において、
該第２の燃圧制御手段が、該燃圧制御手段よりも低圧
で、且つ、該内燃機関の始動時に該燃料噴射弁が所望す
る圧力に、該燃料圧力を制御するように設定されている
ことを特徴としている。

【００１７】

【作用】上述の請求項１記載の本発明の内燃機関用燃料
供給装置では、開閉弁制御手段によって、分岐通路に介
装された開閉弁が開閉を制御される。この開閉弁が閉鎖
されている場合には、燃料ポンプが作動すると、燃料タ
ンク内の燃料が、燃圧制御手段をバイパスすることなく
燃料通路内を流通しながら再び燃料タンク内に戻るよう
になり、この間に、燃料噴射弁に圧送される。このと
き、燃料噴射弁で噴射される燃料圧力は、この燃圧制御
手段で流れを規制されながら制御される。

【００１８】一方、開閉弁が開放されている場合には、
燃料ポンプが作動すると、燃料タンク内の燃料が、燃圧
制御手段をバイパスして、分岐通路を流通しながら再び
燃料タンク内に戻るようになり、この間に、燃料噴射弁
に圧送される。このときには、燃圧制御手段を通らない
ので、燃料噴射弁の付近の燃料は、燃圧制御手段で流れ
を規制されることなく、下流側へ流出しやすくなる。

【００１９】上述の請求項２記載の本発明の内燃機関用
燃料供給装置では、開閉弁制御手段によって、開閉弁が
開放されると、燃料ポンプにより、燃料タンク内の燃料
が、燃圧制御手段をバイパスして、分岐通路を流通しな
がら再び燃料タンク内に戻るようになり、この間に、燃
料ポンプと分岐部との間の燃料噴射弁に圧送される。こ
のとき、燃料噴射弁で噴射される燃料圧力は、この第２
の燃圧制御手段で該燃圧制御手段よりも低圧に制御され
る。このため、燃料噴射弁の付近の燃料は、燃圧制御手
段で規制される場合よりも下流側へ流出しやすくなる。

【００２０】上述の請求項３記載の本発明の内燃機関用
燃料供給装置では、開閉弁制御手段によって、開閉弁が
開放されると、燃料ポンプより、燃料タンク内の燃料
が、燃圧制御手段をバイパスして、分岐通路を流通しな
がら再び燃料タンク内に戻るようになり、この間に、分
岐部と開閉弁との間の間の燃料噴射弁に圧送される。こ
のとき、燃料噴射弁で噴射される燃料圧力は、この第２
の燃圧制御手段で該燃圧制御手段よりも低圧に制御され
る。このため、燃料噴射弁の付近の燃料は、燃圧制御手
段で規制される場合よりも下流側へ流出しやすくなる。

【００２１】上述の請求項４記載の本発明の内燃機関用
燃料供給装置では、開閉弁が開放されると、燃料ポンプ
により、燃料タンク内の燃料が、燃圧制御手段をバイパ
スして、分岐通路を流通しながら再び燃料タンク内に戻
るようになり、この間に、分岐部と開閉弁との間の間の
燃料噴射弁に圧送される。このとき、燃料噴射弁で噴射
される燃料圧力は、第２の燃圧制御手段により、燃圧制
御手段よりも低圧で、且つ、内燃機関の始動時に燃料噴
射弁が所望する圧力に制御される。

【００２２】

【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明すると、図１，２は本発明の第１実施例としての内
燃機関用燃料供給装置を示すもので、図１はその模式的
な構成図、図２はその燃料ポンプの出力（吐出流量）の
特性を示すグラフであり、図３は本発明の第２実施例と
しての内燃機関用燃料供給装置を示す模式的な構成図で
あり、図４は本発明の第３実施例としての内燃機関用燃
料供給装置を示す模式的な構成図であり、図５は本発明
の第４実施例としての内燃機関用燃料供給装置を示す模
式的な構成図である。

【００２３】まず、第１実施例について説明すると、こ
の内燃機関用燃料供給装置は、内燃機関としてのガソリ
ン４サイクルエンジン、特に、燃料をシリンダ内に直接
噴射する筒内噴射式ガソリンエンジンにそなえられ、図
１に示すように、燃料噴射弁１と燃料タンク２との間を
連絡する燃料通路３には、低圧燃料ポンプ４と、高圧燃
料ポンプ５とがそなえられている。なお、燃料通路３
は、燃料タンク２から燃料噴射弁１へ燃料を送給する送
給路３Ａと、燃料噴射弁１で噴射されなかった燃料を燃
料タンク２に戻す返送路３Ｂとから構成されている。

【００２４】なお、内燃機関用燃料供給装置の要部と機
関との関係は図７と同様であるので、ここでは説明を省
略する。低圧燃料ポンプ４は、燃料通路３の送給路３Ａ
の上流部の燃料タンク２内に設けられたフィードポンプ
であって、電動式ポンプが用いられており、作動時に
は、燃料フィルタ６で濾過しながら燃料タンク２内の燃
料を送給路３Ａの下流側へ駆動するようになっている。
この時の低圧燃料ポンプ４による燃料の加圧は、大気圧
の状態から数気圧程度まで行なわれるようになってい
る。また、この低圧燃料ポンプ４は、エンジンの始動と
ともに起動して、エンジンの停止時には停止するように
なっているが、勿論、エンジンの回転速度に依存するこ
となく所定の吐出圧を発生できるようになっている。

【００２５】高圧燃料ポンプ５は、この低圧燃料ポンプ
４から吐出された燃料を数十気圧程度まで加圧するもの
で、低圧燃料ポンプ４から高圧燃料ポンプ５までの送給
路３Ａの途中には、逆止弁８及び燃料フィルタ７が介装
されており、逆止弁８により低圧燃料ポンプ４からの吐
出圧が維持され、また、燃料フィルタ７により燃料が更
に濾過されるようになっている。この高圧燃料ポンプ５
には、ポンプ効率やコストの面で高圧ポンプとして電動
式ポンプよりも有利な例えば往復動型圧縮ポンプなどの
機関駆動式ポンプ（以下、エンジン駆動ポンプという）
が用いられており、当然ながら、エンジンの作動と直接
連動して作動し、エンジンの回転速度に応じて吐出圧を
発生するようになっている。

【００２６】なお、図２は、吐出圧を一定とする条件下
での燃料ポンプ４，５の出力特性（吐出流量）の一例を
示すものであり、直線Ａ，Ｂは高圧燃料ポンプ５の吐出
流量特性を示し、直線Ｃは低圧燃料ポンプ４の吐出流量
特性を示す。また、直線Ａ，Ｂの各場合では、高圧燃料
ポンプ５の駆動にかかるリフトカム量の設定が異なって
おり、Ｂの場合はＡの場合に比べて、リフトカム量が大
きく、ポンプ出力も大きくなっている。実際の燃料ポン
プ４，５の吐出圧は、このような吐出流量特性と後述す
る低圧燃圧制御手段（低圧制御手段）としての低圧制御
弁９や高圧燃圧制御手段（高圧制御手段）としての高圧
制御弁１０等の流通抵抗とから決まるので、この場合の
吐出流量特性をそのまま吐出圧特性と読み代えるわけに
はいかないが、吐出圧特性は、この吐出流量特性にほぼ
対応するようなものになる。したがって、この図２から
も、電動式の低圧燃料ポンプ４はエンジンの回転速度に
依存することなく所定の吐出圧（吐出流量）を発生で
き、エンジン駆動式の高圧燃料ポンプ５はエンジンの回
転速度に比例するように吐出圧（吐出流量）を発生する
ことがわかる。

【００２７】また、燃料通路３の送給路３Ａと返送路３
Ｂとの間に、即ち、送給路３Ａの燃料フィルタ７の下流
部で高圧燃料ポンプ５よりも上流側の部分と返送路３Ｂ
の最下流部分との間には、低圧燃料ポンプ４からの吐出
圧を設定圧（例えば３気圧）に調整する低圧制御弁（低
圧レギュレータ）９が設けられている。この低圧制御弁
９は、低圧燃料ポンプ４からの吐出圧が設定圧（例えば
３気圧）を越えるまでは閉鎖していて、吐出圧が設定圧
を越えると、この越えた圧力分の燃料については燃料タ
ンク２側へ直接返送することで、高圧燃料ポンプ５へ送
給する燃料圧力を設定圧付近に安定させるようになって
いる。勿論、上記の設定圧が得られるように、低圧燃料
ポンプ４としては、その吐出圧がこの設定圧以上になる
ように設定されている。

【００２８】また、燃料噴射弁１の直下流部分、即ち、
燃料通路３の返送路３Ｂの最上流部分には、高圧燃料ポ
ンプ５からの吐出圧を設定圧（例えば５０気圧）に調整
する高圧制御弁（高圧レギュレータ）１０が設けられて
いる。この高圧制御弁１０は、高圧燃料ポンプ５からの
吐出圧が設定圧（例えば５０気圧）を越えるまでは閉鎖
していて、吐出圧が設定圧を越えると、この越えた圧力
分の燃料については燃料タンク２側へ返送して、燃料噴
射弁１における燃料圧力を所定圧に安定させるようにな
っている。

【００２９】そして、本燃料供給装置には、燃料通路３
の送給路３Ａを通る燃料を、高圧燃料ポンプ５を迂回さ
せて燃料噴射弁１へ送給できるように、高圧燃料ポンプ
５の上流側部分と下流側部分とを接続する分岐通路とし
てのバイパス通路（以下、第１バイパス通路という）１
１が設けられている。また、この第１バイパス通路１１
には、送給路３Ａの上流側から下流側へのみ燃料を通過
させる逆止弁１２が設けられている。この逆止弁１２
は、高圧燃料ポンプ５が十分に作動しないで、高圧燃料
ポンプ５の上流側よりも下流側の方が燃料圧力が低けれ
ば、第１バイパス通路１１を開放し、高圧燃料ポンプ５
が十分に作動して高圧燃料ポンプ５の上流側よりも下流
側の方が燃料圧力が高くなれば、第１バイパス通路１１
を閉鎖するようになっている。

【００３０】さらに、本燃料供給装置には、燃料噴射弁
１部分の燃料を、高圧制御弁１０を迂回させて燃料タン
ク２側へ排出させることができるように、高圧制御弁１
０の上流側部分と下流側部分とを接続する分岐通路とし
てのバイパス通路（以下、第２バイパス通路という）１
３が設けられている。この第２バイパス通路１３は、燃
料通路３内の燃料噴射弁１の近傍に含有したベーパ（気
泡）をエンジン始動初期に排出するためのものである。
そこで、第２バイパス通路１３には、第２バイパス通路
１３を開閉する電磁切換弁１４と、第２バイパス通路１
３の上流側、即ち、燃料噴射弁１部分の燃料圧力を所定
圧に保持しうる第２の燃圧制御手段（以下、燃料圧力保
持機構という）１５とが設けられている。なお、図中、
１３Ａは分岐部である。

【００３１】電磁切換弁１４は、電力を受けた作動時に
は第２バイパス通路１３を開放し、電力を絶たれた停止
時には第２バイパス通路１３を閉鎖するようになってい
る。そして、イグニッションキースイッチ１６がスター
タ位置に操作されるとこれに連動して起動して第２バイ
パス通路１３を開放し、これにより、燃料噴射弁１の近
傍に含有したベーパの排出が完了したら停止して、第２
バイパス通路１３を閉鎖するようになっている。

【００３２】ところで、第２バイパス通路１３を開放さ
せることでベーパ排出操作を一定時間続けると、燃料噴
射弁１の近傍のベーパの排出はほぼ完了するようになる
が、このベーパの排出が完了するまでの時間は、例えば
実験等に基づいて推測することができる。本実施例で
は、予め予測できるベーパの排出完了時間に基づいて、
このベーパ排出操作の終了、即ち、電磁切換弁１４の停
止を行なうようになっている。

【００３３】この為に、電磁切換弁１４の開閉を制御す
る開閉弁制御手段３０が設けられるが、この開閉弁制御
手段３０は、例えば、電磁切換弁１４自体に、電磁切換
弁１４の起動とともに作動するタイマを付設してタイマ
が設定時間経過したら電磁切換弁１４を停止させるよう
な機構で構成することができる。また、例えば電磁切換
弁１４への供給電力をコントローラにより電子制御する
ように構成した場合、このコントローラを開閉弁制御手
段３０とすることができる。つまり、コントローラを通
じて、イグニッションキースイッチ１６からのスタータ
オン信号に基づいて、電磁切換弁１４へ電力を供給する
とともに、付設されたタイマを起動させて、タイマから
設定時間経過の信号を受けると電磁切換弁１４へ電力の
供給を停止するように構成してもよい。

【００３４】なお、上述のベーパ排出操作の時間、即
ち、電磁切換弁１４の開放時間は、一般には、エンジン
始動後の短い機関（数秒程度以内）で十分なものと推測
できる。燃料圧力保持機構１５は、エンジンの始動直
後、第２バイパス通路１３が開放していても、少なくと
も低圧制御弁９で制御される設定圧に近い程度の燃料圧
力が得られるようにするためのもので、この実施例で
は、燃料圧力保持機構１５として、燃料通路３の内径を
絞っただけの、所謂、固定絞りが設けられている。

【００３５】本発明の第１実施例としての内燃機関用燃
料供給装置は、上述のように構成されているので、イグ
ニッションキースイッチ１６をスタータオン位置に入れ
て、エンジンを始動させると、エンジン始動（つまり、
クランキング）とともに、低圧燃料ポンプ４及び高圧燃
料ポンプ５が作動する。低圧燃料ポンプ４は、図２の直
線Ｃに示すように、始動後速やかに所定圧（数気圧）の
出力圧状態になるが、エンジン始動直後は、エンジンの
回転も上がらないので、高圧燃料ポンプ５は、図２に示
すように、十分な吐出圧が発生しない。

【００３６】このため、エンジン始動直後には、高圧燃
料ポンプ５は、寧ろ、低圧燃料ポンプ４からの吐出圧に
よる燃料通路３内の燃料流の流通の抵抗になってしまう
が、本装置では、高圧燃料ポンプ５と並列に設けられた
第１バイパス通路１１を通じて、燃料噴射弁１側へ燃料
が供給されるので、燃料噴射弁１からは、低圧制御弁９
で調整される圧力程度の燃料圧力で燃料噴射を行なえ
る。

【００３７】つまり、第１バイパス通路１１には逆止弁
１２が設けられるが、この逆止弁１２は、高圧燃料ポン
プ５の上流側よりも下流側の方が燃料圧力が低ければ、
第１バイパス通路１１を開放するので、高圧燃料ポンプ
５が十分に吐出圧を発生しなければ燃料噴射弁１側へ低
圧制御弁９の調整レベル程度の圧力で燃料が供給される
ようになる。

【００３８】一般に、エンジンの始動直後は、燃焼に必
要とする燃料量も少なく、従って、燃料噴射のパルス幅
も短く、また燃料噴射のパルスタイミングも、従来のマ
ルチポイントインジェクション（ＭＰＩ）と同様に、吸
気行程中のみに行なうようになるので、この低圧制御弁
９の調整圧レベル程度の燃料圧力であってもこの燃料圧
力が安定していれば、エンジンの回転を滑らかに上昇さ
せることができる。これにより、エンジンの回転上昇と
ともに、図２の直線Ａ，Ｂに示すように、高圧燃料ポン
プ５の吐出流量が増加していき、高圧燃料ポンプ５の吐
出圧も滑らかに上昇する。

【００３９】このように高圧燃料ポンプ５がある程度作
動し始めると、高圧燃料ポンプ５の上流側よりも下流側
の方が燃料圧力が高くなり、逆止弁１２が第１バイパス
通路１１を閉鎖するようになり、高圧燃料ポンプ５の吐
出圧はロスすることなく高圧燃料ポンプ５の下流側の燃
料圧力を高めていき、高圧制御弁１０の調整圧以上に燃
料圧力を高めるようになる。

【００４０】この結果、高圧燃料ポンプ５の吐出圧が十
分なレベルに上昇して、高圧制御弁１０の調整圧程度の
高い燃料圧力で燃料噴射弁１から燃料噴射を行なえるよ
うになる。このようにして、エンジン始動直後から滑ら
かにエンジン回転速度を高めていきながら、例えば筒内
噴射式の内燃機関において、燃料噴射期間（即ち、燃料
噴射のパルス幅）を短縮化するために要求されたり、過
給時に過給圧に応じて要求される高い燃料噴射圧力を得
られるようになる。

【００４１】一方、例えば自動車用内燃機関などでは、
エンジンの停止後に、エンジン冷却系の停止によって生
じるエンジンルーム内の温度上昇や、圧力制御弁９，１
０や燃料噴射弁１における燃料リークによって、燃料通
路３内にベーパ（気泡）が発生し、次回のエンジンの起
動時には、燃料通路３内にこのベーパが含有した状態で
燃料供給が開始される。特に、燃料噴射弁１の付近に存
在するベーパは、噴射する燃料圧力の立ち上がりの遅れ
やばらつき、或いは、燃料噴射弁１から空噴射を招く原
因となり、燃料噴射の制御を困難にする。

【００４２】このような燃料噴射弁１の付近に存在する
ベーパは、燃料供給装置の始動により、燃料通路３内を
燃料が流通するようになったときに、燃料通路３の返送
路３Ｂを流通する燃料とともに排出されればよいが、こ
の返送路３Ｂに設けられた高圧制御弁１０は、燃料圧力
が高くないと閉鎖して、燃料の流れを遮断する。したが
って、ベーパの排出も阻害してしまうが、本装置では、
高圧制御弁１０と並列に第２バイパス通路１３が設けら
れ、この第２バイパス通路１３を開閉する電磁切換弁１
４は、エンジン始動後所定期間は開通するので、この第
２バイパス通路１３を通じて、燃料は、高圧制御弁１０
を迂回しながら返送路３Ｂの下流側へ流通する。

【００４３】この燃料流とともに、燃料通路３内の燃料
噴射弁１の近傍に含有したベーパは燃料通路３の外部に
排出されていく。また、このように、第２バイパス通路
１３が開放していても、燃料圧力保持機構として固定絞
り１５が、燃料噴射弁１の付近の燃料圧力を、少なくと
も低圧制御弁９で制御される設定圧に近い程度に保持す
るので、ベーパを排出しながらも、燃料噴射弁１からの
燃料噴射圧力は、エンジン始動時に十分なだけは確保さ
れる。

【００４４】したがって、エンジンの始動直後にベーパ
により生じる燃料圧力の立ち上がりの遅れやばらつき又
空噴射等の現象を招かないようにしながら、且つ、ある
程度の燃料噴射圧力を得ることができ、エンジン始動直
後から良好なエンジン燃焼を保持しつつ滑らかにエンジ
ン回転速度を高めていくことができ、例えば筒内噴射式
のエンジンの実用性を大幅に向上させることができるよ
うになる。

【００４５】また、第２バイパス通路１３を開閉する電
磁切換弁１４は、エンジン始動後所定期間（比較的短時
間）が経過して、ベーパの排出が十分に行なわれた後に
は、閉鎖するので、この後は、高圧制御弁１０で制御さ
れる圧力まで燃料圧力を高めることができるようにな
り、例えば高速運転時等に十分な燃料噴射圧力を得られ
るようになる。

【００４６】なお、図１中に２点鎖線で示すが、燃料噴
射弁１の直下流に、燃料噴射弁１の分の燃料圧力を検出
する燃圧センサ１８を設けるようにして、この燃圧セン
サ１８の検出情報に基づいて、燃料供給系の故障を検出
し、これをドライバに警告したり、燃料供給制御にフィ
ードバックさせたりすることも考えられる。この場合、
例えば、燃圧センサ１８で検出される燃料圧力が設定圧
範囲よりも低くなると、例えば燃料噴射弁１やポンプ系
のシール部や配管等に破損が生じたりして燃料がリーク
していることが推測できる。また、燃圧センサ１８で検
出される燃料圧力が設定圧範囲よりも高くなると、高圧
制御弁１０や電磁切換弁１４等の返送路３Ｂ上のバルブ
等がロックしていることが推測できる。

【００４７】次に、第２実施例について説明すると、こ
の内燃機関用燃料供給装置は、図３に示すように、第１
実施例のものと、燃料圧力保持機構のみが異なってい
る。つまり、この実施例では、燃料圧力保持機構として
固定絞り１５に代えて低圧制御弁１７が設けられてい
る。この低圧制御弁１７は、低圧制御弁９よりもやや低
い設定圧になっており、燃料圧力が設定圧（例えば３気
圧よりもやや小さい圧力）を越えるまでは閉鎖してい
て、吐出圧がこの設定圧を越えると、この越えた圧力分
の燃料については燃料タンク２側へ返送するようになっ
ている。

【００４８】第１バイパス通路１１とその逆止弁１２及
び第２バイパス通路１３とその電磁切換弁１４について
は第１実施例と同様に構成されている。このような構成
により、第２実施例の内燃機関用燃料供給装置では、エ
ンジン始動とともに、低圧燃料ポンプ４が作動して、速
やかに所定圧（数気圧）の出力圧状態になる。これによ
り、高圧燃料ポンプ５が、十分な吐出圧に達しなくて
も、逆止弁１２が開いて第１バイパス通路１１を通じて
燃料が供給されて、燃料噴射弁１からは、低圧制御弁９
で調整される圧力程度の燃料圧力で燃料噴射が行なわれ
る。

【００４９】そして、この時には、第２バイパス通路１
３の電磁切換弁１４が開放し、また、燃料噴射弁１の部
分は低圧制御弁９の設定圧力程度の燃料圧力になるの
で、燃料噴射弁１の下流に設けられた低圧制御弁１７に
は、その設定圧（３気圧よりもやや小さい圧力）を越え
る燃料圧力が加わる。これにより、燃料通路３内の燃料
噴射弁１側の燃料が第２バイパス通路１３を通じてその
外部に排出され、これとともに、燃料中のベーパも排出
される。

【００５０】勿論、このように、第２バイパス通路１３
が開放していても、燃料圧力保持機構として低圧制御弁
１７が、燃料噴射弁１の付近の燃料圧力を、低圧制御弁
９で制御される設定圧に近い程度に確実に保持するの
で、ベーパを排出しつつ、燃料噴射弁１からの燃料噴射
圧力が、エンジン始動時に十分な程度に確保される。こ
の低圧制御弁９の調整圧レベル程度の燃料圧力であるが
燃料圧力が安定しているので、エンジンの回転を滑らか
に上昇させることができ、エンジンの回転上昇ととも
に、高圧燃料ポンプ５の吐出圧も滑らかに上昇する。

【００５１】このように高圧燃料ポンプ５がある程度作
動し始めると、逆止弁１２が第１バイパス通路１１を閉
鎖するようになり、高圧燃料ポンプ５の吐出圧はロスす
ることなく、高圧制御弁１０の調整圧以上に燃料圧力を
高めるようになる。また、この過程において、第１実施
例と同様に、電磁切換弁１４は、エンジン始動後所定期
間が経過すると（即ち、ベーパの排出が十分に行なわれ
ると）閉鎖するので、この後は、高圧制御弁１０で制御
される圧力まで燃料圧力を高めることができ、高圧燃料
ポンプ５の吐出圧の増加は妨げることなく行なわれ、高
速運転時等に十分な燃料噴射圧力を得られるようにな
る。

【００５２】このようにして、第１バイパス通路１１を
通じた始動初期の燃料圧力の確保、及び、第２バイパス
通路１３を通じたベーパの排出により、良好なエンジン
燃焼を保持しつつ滑らかにエンジン回転速度を高めてい
くことができ、例えば筒内噴射式のエンジンの実用性を
大幅に向上させることができるようになる。次に、第３
実施例について説明すると、この内燃機関用燃料供給装
置は、図４に示すように、第２実施例のものに、アキュ
ムレータ１９と、逆止弁２０を付加したものである。

【００５３】つまり、燃料噴射弁１の部分の燃料通路３
にアキュムレータ１９が設置され、且つ、高圧燃料ポン
プ５に逆止弁２０が付設されている。この逆止弁２０は
図示するように高圧燃料ポンプ５の上流の入口部分に高
圧燃料ポンプ５と直列に設けてもよく、高圧燃料ポンプ
５の下流の出口部分に高圧燃料ポンプ５と直列に設けて
もよい。

【００５４】このようなアキュムレータ１９と逆止弁２
０とは、エンジン停止後に、エンジンが高温から常温へ
と温度低下していくときにも、燃料噴射弁１付近の燃料
通路３内の燃料圧力を一定に保持できるようにするため
のもので、エンジンの冷態時に燃料がリークしても、燃
料噴射弁１の部分の燃料通路３内に外部からベーパ（気
泡）が進入しないようにする為のものである。

【００５５】このような構成により、第３実施例の内燃
機関用燃料供給装置では、第１，２実施例と同様に、エ
ンジン始動とともに、低圧燃料ポンプ４が作動して、速
やかに所定圧（数気圧）の出力圧状態になり、高圧燃料
ポンプ５はほとんど作動していなくても、逆止弁１２が
開いて第１バイパス通路１１を通じて燃料が供給され
て、燃料噴射弁１からは、低圧制御弁９で調整される圧
力程度の燃料圧力で燃料噴射が行なわれる。

【００５６】この低圧制御弁９の調整圧レベル程度の燃
料圧力であるが燃料圧力が安定しているので、エンジン
の回転を滑らかに上昇させることができ、エンジンの回
転上昇とともに、高圧燃料ポンプ５の吐出圧も滑らかに
上昇する。このように高圧燃料ポンプ５がある程度作動
し始めると、逆止弁１２が第１バイパス通路１１を閉鎖
するようになり、高圧燃料ポンプ５の吐出圧はロスする
ことなく、高圧制御弁１０の調整圧以上に燃料圧力を高
めるようになって、第１，２実施例と同様の効果を得る
ことができる。

【００５７】そして、一般に、エンジン停止後に、エン
ジンルーム内の温度上昇や、圧力制御弁９，１０や燃料
噴射弁１における燃料リークによって、燃料圧力が低下
していくが、アキュムレータ１９に十分に蓄積された燃
料が、このリークした分を補充するので、燃料圧力の低
下が抑制される。このとき、燃料噴射弁１の部分の燃料
は、上流側では逆止弁２０で漏出を防止され、下流側で
は高圧制御弁１０で漏出を防止される。勿論、エンジン
停止時には、電磁切換弁１４は閉鎖されここでも漏出を
防止している。

【００５８】この結果、エンジン停止後に、燃料噴射弁
１の部分の燃料通路３内にベーパが侵入しにくくなる。
また、このような作用によっても、燃料噴射弁１の付近
にベーパが発生した場合には、本装置では、高圧制御弁
１０と並列の第２バイパス通路１３が、エンジン始動後
所定期間は開通するので、この第２バイパス通路１３を
通じて、燃料は、高圧制御弁１０を迂回しながら返送路
３Ｂの下流側へ流通し、燃料流とともに、燃料通路３内
の燃料噴射弁１の近傍に含有したベーパは燃料通路３の
外部に排出されていく。

【００５９】この構成では、もともとベーパが発生しに
くいので、例えベーパが発生したとしても僅かなもので
あり、エンジン始動後極めて速やかにベーパが排出され
る。したがって、第２バイパス通路１３の開通時間は極
めて短く設定でき、第２バイパス通路１３の閉鎖によ
り、速やかに燃料圧力を高めることが可能になる。ま
た、このように、第２バイパス通路１３が開放していて
も、燃料圧力保持機構１５が、燃料圧力を保持するの
で、ベーパを排出しながらも、燃料噴射弁１からの燃料
噴射圧力は、エンジン始動時に十分なだけは確保され
る。

【００６０】このように、本実施例では、上述の第１，
２実施例の場合よりも、より速やかに、燃料圧力を高め
られ、例えば筒内噴射式のエンジンの実用性を大幅に向
上させることができる。次に、第４実施例について説明
すると、この内燃機関用燃料供給装置は、図５に示すよ
うに、第１実施例のものと、燃料噴射弁１の配置が異な
っている。つまり、この実施例では、燃料噴射弁１は、
分岐部１３Ａの下流側のバイパス通路１３の途中に設け
られており、これに伴い、燃圧センサ１８も燃料噴射弁
１の直下流に設けられている。

【００６１】このような構成により、第４実施例の内燃
機関用燃料供給装置でも、第１実施例のものとほぼ同様
の作用及び効果を得ることができる。なお、第２，３実
施例においても、燃圧センサ１８を設けて、第１実施例
で説明した場合と同様に、故障検出をしてもよい。ま
た、上述の各実施例では、エンジン始動時に高圧燃料ポ
ンプをバイパスして低圧燃料ポンプにより燃料噴射弁へ
の燃料の圧送を行なうようにしているが、本発明はこれ
に限るものでなく、例えば特開昭６２−２３７０５７号
公報に示すような、エンジン始動時にも高圧燃料ポンプ
をバイパスしないようにした内燃機関用燃料供給装置に
おいても適用できる。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の内燃機関用燃料供給装置によれば、燃料ポンプに
より燃料タンクから圧送された燃料を燃圧制御手段を経
て再び該燃料タンクに戻す燃料通路と、該燃料ポンプと
該燃圧制御手段との間の燃料通路に設けられた分岐部に
おいて該燃料通路に一端が連通し該燃圧制御手段をバイ
パスして該燃料タンクへ至る分岐通路と、該分岐通路に
介装された開閉弁と、該燃料ポンプと該分岐部との間の
燃料通路，及び該分岐部と該開閉弁との間の分岐通路，
のいずれかに配設された内燃機関用の燃料噴射弁と、該
内燃機関の始動時に該開閉弁を開放する開閉弁制御手段
とをそなえるという構成により、燃料ポンプからの燃料
圧力が燃圧制御手段の調整圧まで達しない場合にも、開
閉弁を開放することで、分岐通路を通じて、燃料噴射弁
付近の燃料が下流側へ排出されるようになって、燃料中
のベーパ（気泡）が排出され易くなる。

【００６３】このベーパの排出により、燃料圧力の立ち
上がりの遅れやばらつき、或いは、燃料噴射弁から空噴
射を招くような不具合が解消され、燃料噴射の制御を適
切に行なえるようになる。また、請求項２記載の本発明
の内燃機関用燃料供給装置によれば、請求項１記載の構
成において、該燃料噴射弁が、該燃料ポンプと該分岐部
との間の燃料通路に設けられ、該分岐通路に該燃圧制御
手段よりも低圧に燃料圧力を制御する第２の燃圧制御手
段が設けられるという構成により、燃料ポンプからの燃
料圧力が燃圧制御手段の調整圧まで達しない場合にも、
開閉弁を開放することで、分岐通路を通じて、燃料噴射
弁付近の燃料が下流側へ排出されるようになって、燃料
中のベーパ（気泡）が排出され易くなる。また、分岐通
路を流通する燃料が第２の燃圧制御手段を通じて圧力を
制御されて、燃料噴射弁から安定した圧力で燃料が噴射
されるようになる。

【００６４】これにより、燃料圧力の立ち上がりの遅れ
やばらつき、或いは、燃料噴射弁から空噴射を招くよう
な不具合が解消され、燃料噴射の制御を適切に行なえる
ようになり、且つ、燃焼が安定したものになる。

【００６５】また、請求項３記載の本発明の内燃機関用
燃料供給装置によれば、請求項１記載の構成において、
該燃料噴射弁が、該分岐部と該開閉弁との間の分岐通路
に設けられ、該分岐通路における該燃料噴射弁の下流側
に、該燃圧制御手段よりも低圧に燃料圧力を制御する第
２の燃圧制御手段が設けられるという構成により、燃料
ポンプからの燃料圧力が燃圧制御手段の調整圧まで達し
ない場合にも、開閉弁を開放することで、分岐通路を通
じて、燃料噴射弁付近の燃料が下流側へ排出されるよう
になって、燃料中のベーパ（気泡）が排出され易くな
る。また、分岐通路を流通する燃料が第２の燃圧制御手
段を通じて圧力を制御されて、燃料噴射弁から安定した
圧力で燃料が噴射されるようになる。

【００６６】これにより、燃料圧力の立ち上がりの遅れ
やばらつき、或いは、燃料噴射弁から空噴射を招くよう
な不具合が解消され、燃料噴射の制御を適切に行なえる
ようになり、且つ、燃焼が安定したものになる。また、
請求項４記載の本発明の内燃機関用燃料供給装置によれ
ば、請求項２又は３記載の構成において、該第２の燃圧
制御手段が、該燃圧制御手段よりも低圧で、且つ、該内
燃機関の始動時に該燃料噴射弁が所望する圧力に、該燃
料圧力を制御するように設定されるという構成により、
例えば内燃機関の始動時に、燃料ポンプからの燃料圧力
が燃圧制御手段の調整圧まで達しない場合に、開閉弁を
開放することで、分岐通路を通じて、燃料噴射弁付近の
燃料が下流側へ排出されるようになって、機関の始動後
速やかに燃料中のベーパ（気泡）が排出され流用にな
る。このとき、分岐通路を流通する燃料が第２の燃圧制
御手段を通じて内燃機関の始動時に燃料噴射弁が所望す
る圧力制御されるので、燃料噴射弁からの燃料が適切な
圧力で安定して噴射される。

【００６７】これにより、例えば内燃機関の始動時にお
ける燃料圧力の立ち上がりの遅れやばらつき、或いは、
燃料噴射弁から空噴射を招くような不具合が解消され、
燃料噴射の制御を適切に行なえるようになり、且つ、機
関の始動時から燃焼が安定したものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての内燃機関用燃料供
給装置を示す模式的な構成図である。

【図２】本発明の第１実施例としての内燃機関用燃料供
給装置の燃料ポンプの出力特性を示すグラフである。

【図３】本発明の第２実施例としての内燃機関用燃料供
給装置を示す模式的な構成図である。

【図４】本発明の第３実施例としての内燃機関用燃料供
給装置を示す模式的な構成図である。

【図５】本発明の第４実施例としての内燃機関用燃料供
給装置を示す模式的な構成図である。

【図６】従来例の内燃機関用燃料供給装置を示す模式的
な構成図である。

【図７】従来例の内燃機関用燃料供給装置を要部の機関
との関係で模式的に示す構成図である。

【符号の説明】

１燃料噴射弁２燃料タンク３燃料通路３Ａ送給路３Ｂ返送路４低圧燃料ポンプ５高圧燃料ポンプ６燃料フィルタ７燃料フィルタ８逆止弁９低圧燃圧制御手段（低圧制御手段）としての低圧制
御弁１０高圧燃圧制御手段（高圧制御手段）としての高圧
制御弁１１第１バイパス通路（分岐通路）１２逆止弁１３第２バイパス通路（分岐通路）１３Ａ分岐部１４電磁切換弁１５第２の燃圧制御手段としての固定絞り１６イグニッションキースイッチ１７第２の燃圧制御手段としての低圧制御弁１８燃圧センサ１９アキュムレータ２０逆止弁３０開閉弁制御手段

フロントページの続き (72)発明者村上信明東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者織田英幸東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ポンプにより燃料タンクから圧送さ
れた燃料を燃圧制御手段を経て再び該燃料タンクに戻す
燃料通路と、該燃料ポンプと該燃圧制御手段との間の燃料通路に設け
られた分岐部において該燃料通路に一端が連通し該燃圧
制御手段をバイパスして該燃料タンクへ至る分岐通路
と、該分岐通路に介装された開閉弁と、該燃料ポンプと該分岐部との間の燃料通路、及び、該分
岐部と該開閉弁との間の分岐通路、のいずれかに配設さ
れた内燃機関用の燃料噴射弁と、該内燃機関の始動時に該開閉弁を開放する開閉弁制御手
段とをそなえていることを特徴とする、内燃機関用燃料
供給装置。
【請求項２】該燃料噴射弁が、該燃料ポンプと該分岐
部との間の燃料通路に設けられ、該分岐通路に該燃圧制御手段よりも低圧に燃料圧力を制
御する第２の燃圧制御手段が設けられていることを特徴
とする、請求項１記載の内燃機関用燃料供給装置。
【請求項３】該燃料噴射弁が、該分岐部と該開閉弁と
の間の分岐通路に設けられ、該分岐通路における該燃料噴射弁の下流側に、該燃圧制
御手段よりも低圧に燃料圧力を制御する第２の燃圧制御
手段が設けられていることを特徴とする、請求項１記載
の内燃機関用燃料供給装置。
【請求項４】該第２の燃圧制御手段が、該燃圧制御手
段よりも低圧で、且つ、該内燃機関の始動時に該燃料噴
射弁が所望する圧力に、該燃料圧力を制御するように設
定されていることを特徴とする、請求項２又は３記載の
内燃機関用燃料供給装置。