JP2002242780A

JP2002242780A - 内燃機関の燃料供給装置

Info

Publication number: JP2002242780A
Application number: JP2001040545A
Authority: JP
Inventors: Genichi Murakami; 元一村上; Atsushi Tawara; 淳田原; Soichi Matsushita; 宗一松下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関の排気系に設けられた還元触媒に、
還元剤としての燃料を添加供給する機能と、加圧された
燃料を一旦蓄圧して各気筒に噴射供給する機能とを併せ
備えた燃料供給装置において、搭載性や経済性の向上
と、機能上の信頼性確保とを両立して図ることのできる
内燃機関の燃料供給装置を提供する。【解決手段】エンジン１００の各気筒と排気通路１０
１とに、各々燃料を供給する燃料供給装置１０は、フィ
ードポンプ３０に汲み上げられた燃料の通路Ｐ２が、燃
料添加弁４０へ向かう燃料の通路Ｐ３と、高圧ポンプ５
０へ向かう燃料の通路Ｐ４とに分岐する分岐点に、リニ
アソレノイドを内蔵する制御弁構造体（吸入遮断弁）８
０を配設する装置構成を適用する。吸入遮断弁８０は、
電子制御装置（ＥＣＵ）の指令信号に基づき、燃料通路
Ｐ２から燃料通路Ｐ３に向かう燃料の量と、燃料通路Ｐ
２から燃料通路Ｐ４に向かう燃料の量とを併せて制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料供
給装置に関し、特に、還元剤としての特性を併せ備えた
燃料を、ディーゼル機関の各気筒と当該機関の排気系に
設けられた還元触媒とに供給する内燃機関の燃料供給装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばディーゼル機関のように、広い運
転領域において高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を
燃焼に供して機関運転を行う内燃機関では、一般に、酸
素の存在下でＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤（触媒）が
その排気系に備えられる。

【０００３】ＮＯｘ触媒は排気中の酸素濃度が高い状態
ではＮＯｘを吸収し、排気中の酸素濃度が低い状態では
ＮＯｘを放出する特性を有する。ちなみに排気中に放出
されたＮＯｘは、排気中にＨＣやＣＯといった還元成分
が存在していれば、それらと速やかに反応してＮ₂に還
元される。また、ＮＯｘ触媒は、排気中の酸素濃度が高
い状態にあるときでも所定の限界量のＮＯｘを吸収する
と、それ以上ＮＯｘを吸収しなくなる。

【０００４】そこで、このようなＮＯｘ触媒を排気系に
備えた内燃機関では、同ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収量が限
界量に達する前に、同触媒に還元剤を供給することで、
ＮＯｘ触媒に吸収されたＮＯｘを放出および還元浄化
し、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収能力を回復させるといった
制御を所定のインターバルで繰り返すのが一般的であ
る。

【０００５】上記のような態様でＮＯｘ触媒の機能を活
用する排気浄化の制御の実施にあたっては、所定の圧力
が付与された還元剤を噴射弁等を通じて排気系に供給す
る装置構成（以下、燃料添加装置という）が多く採用さ
れる。

【０００６】一方、同じくディーゼルエンジンのよう
に、機関運転を行う過程で、燃焼室内に直接燃料を噴射
供給するのが一般的な内燃機関では、燃料を高圧化して
噴射する装置を備える必要がある。このような機能を有
する装置の一例として、いわゆるコモンレール式の燃料
供給装置がある。コモンレール式の燃料供給装置を採用
する内燃機関では、燃料タンク内の燃料をフィードポン
プによって汲み上げ、高圧ポンプで加圧して蓄圧室（コ
モンレール）内に一旦貯留する。コモンレールに貯留さ
れた高圧燃料は、当該コモンレールに複数取り付けられ
た電子制御式の燃料噴射弁を通じ、各々の燃料噴射弁と
対応する各気筒に適宜噴射供給される。

【０００７】ところで、内燃機関の燃料は還元剤として
機能する。そこで、上記コモンレール式の燃料供給装置
において、燃料タンクから汲み上げられ高圧ポンプに移
送される燃料の一部を流用し、当該内燃機関の排気系に
設けられた還元触媒上流に添加供給することにより、燃
料添加装置の機能を併せ備えた装置構成を構築すること
も可能ではある（例えば、特開平１１−２８０４４９号
公報）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料供給装
置や燃料添加装置は、何れも装置内部に所定の圧力に保
持された燃料を移送する機能を有するため、万一、移送
される燃料の圧力調整に不具合が生じたり、燃料漏れが
発生した場合に備えて各装置への燃料供給を遮断する機
構を具備することが望ましい。こうした遮断機構として
は、燃料供給装置或いは燃料添加装置の包含する燃料の
流路（燃料通路）を、燃料供給装置にあっては高圧ポン
プの上流部位、また燃料添加装置にあっては噴射弁の上
流部位で、必要に応じて遮断することのできる遮断弁を
採用することが考えられる。

【０００９】また、両装置は、機関運転に必要な燃料の
供給、及び還元触媒への還元剤添加という本質的に異な
る機能を担うため、何れか一方の装置に不具合や異常が
生じたとしても、他の一方の装置については通常の作動
状態を維持させる方が好ましい場合も多い。

【００１０】ところが、燃料供給装置及び燃料添加装置
の各々について独立に機能する遮断弁を配設するとなれ
ば、燃料通路（燃料パイプ）の配管構造が複雑化する上
に、部材点数も増加し、搭載性や製造コストの観点から
不利が否めなかった。

【００１１】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、内燃機関の
排気系に設けられた還元触媒に、還元剤としての燃料を
添加供給する機能と、加圧された燃料を一旦蓄圧して各
気筒に噴射供給する機能とを併せ備えた燃料供給装置に
おいて、搭載性や経済性の向上と、機能上の信頼性確保
とを両立して図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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、（１）内燃機関の燃料タンクに蓄えられ
た燃料を汲み上げるフィードポンプと、前記汲み上げら
れた燃料の一部を加圧する加圧ポンプと、前記加圧され
た燃料を蓄圧し、前記内燃機関に噴射供給する蓄圧供給
手段と、前記汲み上げられた燃料の他の一部を前記内燃
機関の排気系に設けられた還元触媒に添加供給する添加
供給手段と、前記フィードポンプによって汲み上げられ
た燃料を移送する第１の燃料通路と、前記第１の燃料通
路から分岐して前記汲み上げられた燃料の一部を前記加
圧ポンプに移送する第２の燃料通路と、同じく前記第１
の燃料通路から分岐して前記汲み上げられた燃料の他の
一部を前記添加供給手段に移送する第３の燃料通路とを
有する内燃機関の燃料供給装置において、前記第１の燃
料通路、前記第２の燃料通路、及び前記第３の燃料通路
の各々を通じて移送される燃料の動態を併せて制御する
制御弁構造体を備えることを要旨とする。

【００１３】ここで、燃料の動態とは、前記第１の燃料
通路、前記第２の燃料通路、及び前記第３の燃料通路内
に存在する燃料の流速や圧力、或いは前記第１の燃料通
路を通じて移送された燃料のうち、どの程度の量（若し
くは圧力）の燃料が前記第２の燃料通路に流入し、どの
程度の量（若しくは圧力）の燃料が前記第３の燃料通路
に流入するといった分配率等をも含め、各燃料通路内に
おける燃料の動的な特性に関連するパラメータを広く意
味する。

【００１４】また、燃料を蓄圧するとは、所定の通路内
又は所定の空間内において、加圧された燃料の圧力を所
定範囲に保持することをいう。

【００１５】また、制御弁構造体とは、燃料の実質的な
流路（通路）面積を変更する制御弁を１つ若しくは複数
備えて構成される機構を意味する。なお、この制御弁構
造体は、必ずしも上記各燃料通路の分岐点に配設される
ものに限られない。

【００１６】同構成によれば、前記燃料タンクから汲み
上げられ前記加圧ポンプを経て前記蓄圧供給手段に向か
う燃料の流れを、必要に応じて前記加圧ポンプの上流で
制御（例えば許容及び遮断）する機能と、同じく前記燃
料タンクから汲み上げられ前記添加供給手段に向かう燃
料の流れを、必要に応じて当該添加供給手段の上流で制
御（例えば許容及び遮断）する機能とを、単一の制御弁
構造体に担わせることができる。従って、当該内燃機関
に燃料を噴射供給するとともに、同内燃機関の排気系に
設けられた還元触媒に燃料を添加供給するために必要な
装置構成が簡略化される。よって、装置の小型化、部材
点数の減少、及び製造コストの低減が容易に図られ、し
かも当該装置内における燃料の動態を制御する上でその
信頼性は十分に確保される。

【００１７】（２）また、前記制御弁構造体は、何れか
の燃料通路から他の燃料通路へ向かう燃料の量を無段階
に制御するのが好ましい。

【００１８】また、とくにこうした制御特性を発揮する
ように、前記制御構造体は、リニアソレノイド弁を備え
るのがよい。

【００１９】ここで、燃料の量とは、例えば燃料の圧力
や流速等、燃料の動態に関連する物理量を広く意味す
る。

【００２０】複数の燃料通路を相互間で連通及び遮断す
るための構成にリニアソレノイド弁を備えた制御弁構造
を採用すれば、各燃料通路を所望の組み合わせで自在に
連通させ、しかも各連通路の通路面積等を無段階に制御
することが容易となる。同構成によれば、こうしたリニ
アソレノイド弁の特性を利用することにより、前記燃料
ポンプから汲み出された燃料を緻密且つ正確に分配し、
当該内燃機関への噴射供給や前記還元触媒への添加供給
に供するといった当該燃料供給装置の機能を、その精度
や信頼性の面で好適に高めることができる。

【００２１】（３）また、前記第３の燃料通路内の圧力
を検出する圧力検出手段と、前記検出される圧力に基づ
いて当該燃料供給装置の異常を検知する異常検出手段と
を備えて、且つ、前記圧力検出手段が前記第３の燃料通
路内の圧力を検出する場合、前記制御弁構造体は、前記
第３の燃料通路に向かう燃料の量を低減するのが好まし
い。

【００２２】ここで、前記圧力検出手段が前記第３の燃
料通路内の圧力を検出する場合、前記制御弁構造体は、
前記第３の燃料通路に向かう燃料の量を「０」としても
よい。好ましくは、当該第３の燃料通路に向かう燃料の
量を、前記燃料添加手段がその機能を保持するために必
要最低限の量（値）まで低減するのがよい。

【００２３】例えば、前記第３の燃料通路や同通路に連
通する空間には、漏れや詰まり、或いは、同通路や空間
に設けられた制御弁の動作不良等といった異常が発生す
る懸念がある。このような異常が発生している場合と、
異常が発生していない場合とでは、外部からの圧力の付
加や、前記蓄圧供給手段による燃料の噴射供給動作（若
しくは噴射供給動作にかかる制御装置等の指令信号）等
に対する当該第３の燃料通路内の圧力応答が相違する。
同構成における異常検出手段は、こうした圧力応答の相
違を含め、前記第３の燃料通路内の圧力に基づいて当該
燃料供給装置の異常を検出する。同構成によれば、この
ような異常検出にあたり、前記第３の燃料通路や、同通
路に連通する空間について、密封性が高まり、外部から
付与される物理的な力（例えば燃料の圧力）が小さくな
ることで、異常検出にかかる感度や精度が高まるように
なる。

【００２４】（４）また、当該内燃機関の燃料供給装置
は、前記加圧ポンプによって加圧された燃料が過圧状態
にある場合にこれを検知する過圧状態検知手段を備え
て、且つ、該燃料の過圧状態が検知された場合、前記制
御弁構造体は前記第２の燃料通路に向かう燃料の量を低
減するのが好ましい。

【００２５】ここで、前記加圧ポンプに加圧された燃料
とは、当該燃料供給装置内において、加圧ポンプの下流
に存在する如何なる燃料をも意味する。すなわち、ここ
でいう燃料の加圧状態とは、加圧ポンプの圧送機能が過
剰である状態と、たとえば蓄圧供給手段の内部に存在す
る燃料の圧力が高すぎる状態との何れをも意味する。

【００２６】また、前記過圧状態検出手段が前記燃料の
過圧状態を検出した場合、前記制御弁構造体は、前記第
２の燃料通路に向かう燃料の量を「０」としてもよい。
好ましくは、前記第３の燃料通路に向かう燃料の量が、
前記燃料添加手段の機能を保持させるために必要最低限
の量（値）となるまで、前記第２の燃料通路に向かう燃
料の量を低減するのがよい。

【００２７】前記加圧ポンプによって加圧された燃料が
過圧状態にある場合、その圧力を速やかに低減すること
が、当該燃料供給装置の機能に関し十分な信頼性を得る
上で要求される。同構成によれば、前記燃料が過圧状態
となった場合、前記加圧ポンプに送り込まれる燃料の圧
力が低減されることで、当該燃料の過圧状態が効率的に
解消されるようになる。よって、当該燃料供給装置の機
能に関して十分な信頼性が確保され、当該装置の耐久性
も向上するにようになる。

【００２８】（５）また、当該内燃機関の燃料供給装置
は、前記第３の燃料通路に連通する第４の燃料通路と、
該第４の燃料通路を開閉する開閉手段とをさらに備える
こととしてもよい。

【００２９】ここで、前記第４の燃料通路は、前記第３
の燃料通路に直接連通していなくてもよく、通路や部屋
等、何らかの閉鎖空間を介して該第３の燃料通路と間接
的に連通していても構わない。また、前記開閉手段とし
ては一般に、前記第４の燃料通路を開閉制御する制御弁
を用いるのが好ましいが、これに限らず該第４の燃料通
路内の燃料の流れを実質的に遮断および開放するもので
あれば、如何なる機構であっても構わない。

【００３０】同構成によれば、前記第１の燃料通路、前
記第２の燃料通路、及び前記第３の燃料通路の各々を通
じて移送される燃料の動態を併せて制御する前記制御弁
構造体の機能、とくに、前記第２の燃料通路若しくは前
記第３の燃料通路に移送される燃料の量を低減する機能
を、前記第４の燃料通路および前記開閉手段が補助し、
高めるようになる。よって、前記燃料ポンプから汲み出
された燃料を緻密且つ正確に分配し、当該内燃機関への
噴射供給や前記還元触媒への添加供給に供するといった
当該燃料供給装置の機能についてより高い精度が確保さ
れるようになる。

【００３１】なお、前記汲み出された燃料を一部回収し
て前記燃料ポンプに戻す機能を有する燃料通路を、前記
第４の燃料通路として適用してもよい。当該内燃機関に
燃料を噴射供給するとともに、同内燃機関の排気系に設
けられた還元触媒に燃料を添加供給するため装置構成に
とっては、前記燃料ポンプによって汲み出された燃料の
うち、所定量の燃料を前記燃料タンクに戻すことで、前
記加圧ポンプや前記燃料添加手段の下流における燃料の
圧力や流量を適宜の値に安定して保持する調整機能を有
する燃料通路を具備することが望ましい。このような構
成によれば、前記第４の燃料通路がそのような調整機能
と前記制御弁構造体の補助機能とを併せ担うようにな
る。従って、前記燃料ポンプから汲み出された燃料を緻
密且つ正確に分配し、当該内燃機関への噴射供給や前記
還元触媒への添加供給に供するといった当該燃料供給装
置の機能についてより高い精度が確保される上、これと
両立して装置の小型化も容易に図られるようになる。

【００３２】さらに、前記汲み出された燃料を一部回収
し、潤滑用油として前記加圧ポンプに供給する燃料通路
を、前記第４の燃料通路として適用してもよい。このよ
うな構成によっても同じく、前記第４の燃料通路が、潤
滑油の供給機能と前記制御弁構造体の補助機能とを併せ
担うことで、当該燃料供給装置の機能についてより高い
精度が確保される上、これと両立して装置の小型化も容
易に図られるようになる。

【００３３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明をディーゼル機関の燃料供給装置に適用した第１の実
施の形態について説明する。

【００３４】図１には、本実施の形態にかかる燃料供給
装置および同装置が搭載される内燃機関の概略構成を示
す。同図に示すように、内燃機関（以下、エンジンとい
う）１００は、その排気通路１０１にＮＯｘ触媒１０２
を備えた４気筒ディーゼル機関である。燃料供給装置１
０は、燃料タンク２０に蓄えられている燃料を、当該エ
ンジン１００の各気筒と、同じく当該エンジン１００の
排気通路１０１（ＮＯｘ触媒１０２上流）とに、適宜の
タイミングで供給する装置である。

【００３５】燃料供給装置１０は、フィードポンプ３
０、燃料添加弁４０、加圧（高圧）ポンプ５０、コモン
レール６０、燃料噴射弁７０、制御弁構造体（吸入遮断
弁）８０、各種燃料通路Ｐ１〜Ｐ６および電子制御装置
（ＥＣＵ）９０等を主要構成要素として備える。

【００３６】先ず、フィードポンプ３０は、燃料タンク
２０から燃料を汲み上げる。燃料添加弁４０は、フィー
ドポンプ３０によって汲み上げられた燃料を排気系のＮ
Ｏｘ触媒１０２上流に添加供給する。高圧ポンプ５０
は、フィードポンプ３０によって汲み上げられた燃料を
燃料添加弁４０とは別の経路を介して導入し、加圧（高
圧化）して送り出す。コモンレール６０は、高圧ポンプ
５０によって送り出された高圧燃料を所定の圧力に保持
（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有する。燃料噴射弁
７０は、コモンレール６０内で蓄圧されている高圧燃料
をエンジン１００の各気筒内に噴射供給する機能を有す
る。吸入遮断弁８０は、フィードポンプ３０から燃料添
加弁４０へ向かう燃料の流れと、同じくフィードポンプ
３０から高圧ポンプ５０へ向かう燃料の流れとを調整す
るとともに、これら燃料の流れを必要に応じて遮断す
る。汲上燃料通路Ｐ１は、燃料タンク２０とフィードポ
ンプ３０とを連絡する。フィード圧燃料通路Ｐ２は、フ
ィードポンプ３０と吸入遮断弁８０とを連絡する。添加
燃料通路Ｐ３は、吸入遮断弁８０と燃料添加弁４０とを
連絡する。加圧用燃料通路Ｐ４は、吸入遮断弁８０と高
圧ポンプ５０とを連絡する。リターン燃料通路Ｐ５は、
フィードポンプ３０の上流側（汲上燃料通路Ｐ１）と下
流側（フィード圧燃料通路Ｐ２）とをバイパスする。潤
滑用燃料通路Ｐ６は、フィード圧燃料通路Ｐ２と燃料タ
ンク２０とを高圧ポンプ５０を介して連絡する。

【００３７】また、添加燃料通路Ｐ３の通路途中には、
燃圧センサ４１が取り付けられている。燃圧センサ４１
は、当該通路Ｐ３内の燃料の圧力（燃圧）に応じた検出
信号を出力する。さらに、コモンレール６０には、レー
ル圧センサ６１が取り付けられている。レール圧センサ
６１は、コモンレール６０内に蓄えられている燃料の圧
力（燃圧）に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ４
１及びレール圧センサ６１は、ＥＣＵ９０と電気的に接
続されている。

【００３８】ＥＣＵ９０は、周知のマイクロコンピュー
タである。ＥＣＵ９０の内部では、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、タイマーカ
ウンタ、Ａ／Ｄ変換器を含む外部入力回路、外部出力回
路等が相互に接続され、論理演算回路を構成している。

【００３９】このように構成されたＥＣＵ９０は、上記
燃圧センサ４１及びレール圧センサ６１の他、エンジン
１００の各部位に取り付けらた各種センサの出力する検
出信号を外部入力回路を介して入力し、添加燃料通路Ｐ
３内の燃圧やコモンレール６０内の燃圧を含め、エンジ
ン１００の運転状態に関連する各種情報を把握する。そ
して、これら各種情報に基づいて、燃料添加弁４０、燃
料噴射弁７０、及び吸入遮断弁８０等、燃料供給装置１
０の各構成部材を駆動することにより、エンジン１００
の各気筒への燃料噴射や、排気通路１０１への燃料添加
についての制御を、エンジン１００の運転に関するその
他の制御と併せて実行する。

【００４０】なお、エンジン１００の排気通路１０１に
設けられたＮＯｘ触媒（吸蔵還元型ＮＯｘ触媒）１０２
は、排気中に多量の酸素が存在している状態においては
ＮＯｘを吸収し、運転空燃比が理論空燃比より小さく、
排気中に酸素が低く、且つ還元成分（例えば燃料の未燃
成分（ＨＣ））が存在している状態においてはＮＯｘを
ＮＯ₂若しくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ₂やＮＯと
して放出されたＮＯｘは排気中のＨＣやＣＯと速やかに
反応することによってさらに還元され、Ｎ₂となる。ち
なみにＨＣやＣＯは、ＮＯ₂やＮＯを還元することで、
自身は酸化されてＨ₂ＯやＣＯ₂となる。すなわち、ＮＯ
ｘ触媒に導入される排気中の酸素濃度やＨＣ成分を適宜
調整すれば、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化するこ
とができることになる。

【００４１】エンジン１００では、排気中の適切な還元
成分量および空燃比を安定して得ることができるよう
に、排気通路１０１（ＮＯｘ触媒１０２上流）への定量
的な燃料添加を、燃料添加弁４０を通じて適宜のタイミ
ングで実施する。

【００４２】次に、ＥＣＵ９０の指令信号に基づく燃料
噴射制御や燃料添加制御の実施に伴い、燃料供給装置１
０を構成する各種部材がどのように動作するのか、その
動作態様について詳しく説明する。

【００４３】フィードポンプ３０は、エンジン１００の
運転中常時駆動し、汲上燃料通路Ｐ１を通じて燃料タン
ク２０内の燃料を汲み上げる。またこのとき、汲上燃料
通路Ｐ１の通路途中に設けられた燃料フィルタ３１が燃
料に含まれる微細粒子等の不純物を濾過（除去）する。
フィードポンプ３０の作用によって汲み上げられた燃料
は、フィード圧燃料通路Ｐ２を通じ吸入遮断弁８０に向
かって移送される。また、フィードポンプ３０の上流側
（汲上燃料通路Ｐ１）と下流側（フィード圧燃料通路Ｐ
２）とをバイパスするリターン燃料通路Ｐ５の通路途中
には調圧弁３２が設けられている。調圧弁３２は、フィ
ード圧燃料通路Ｐ２から流入する燃料の圧力が所定値
（例えば１ＭＰａ）を上回っている場合にのみ開弁し
て、同通路内の燃料の流れを許容する。すなわち、フィ
ードポンプ３０による燃料の汲み出し作用と調圧弁３２
による燃圧の制限作用とが協働することで、フィード圧
燃料通路Ｐ２内の燃圧は一定に保持される。また、吸入
遮断弁８０や調圧弁３２に向かう燃料の他、フィード圧
燃料通路Ｐ２内を移送される燃料の一部は、潤滑用燃料
通路Ｐ６を通じて高圧ポンプ５０に送られ、当該高圧ポ
ンプ５０を構成する各種部材の潤滑油として活用され
る。なお、潤滑用燃料通路Ｐ６内には、当該潤滑用燃料
通路Ｐ６とフィード圧燃料通路Ｐ２との接続部位の近傍
にオリフィス３３が形成されている。このため、フィー
ド圧燃料通路Ｐ２から潤滑用燃料通路Ｐ６への燃料の流
れは、フィード圧燃料通路Ｐ２内の圧力にほとんど影響
を与えない。

【００４４】フィード圧燃料通路Ｐ２を通じて移送され
る燃料のうち、リターン燃料通路Ｐ５や潤滑用燃料通路
Ｐ６へ配されない燃料の流れは、吸入遮断弁８０を分岐
点として、添加燃料通路Ｐ３（燃料添加弁４０）へ向か
う流れと、加圧用燃料通路Ｐ４（高圧ポンプ５０）へ向
かう流れとに分流される。吸入遮断弁８０は、電磁ソレ
ノイド（ソレノイドコイル）によって開閉弁動作を行う
リニアソレノイド弁を内蔵する。吸入遮断弁８０は、Ｅ
ＣＵ９０からの指令信号に基づいて、フィード圧燃料通
路Ｐ２から各通路Ｐ３，Ｐ４へ向かう燃料の流量（流路
の開度）を独立に調整する一方、場合によってはフィー
ド圧燃料通路Ｐ２から各通路Ｐ３，Ｐ４へ向かう燃料の
流れ（流路）を完全に遮断する。

【００４５】吸入遮断弁８０を通過して添加燃料通路Ｐ
３に送り出される燃料は、燃料添加弁４０を介して適宜
排気通路１０１（ＮＯｘ触媒１０２上流）に添加供給さ
れる。燃料添加弁４０は、その内部に電磁ソレノイドを
備えた電磁駆動式の噴射弁であり、ＥＣＵ９０からの指
令信号に基づいて所定時間開弁し、所望量の燃料を排気
通路１０１内に添加する。燃料添加弁４０の開弁動作に
応じて添加される燃料の量に関する時間軸上のパターン
（波形）や総量は、燃料添加弁４０の開弁タイミング及
び開弁時間、並びに添加燃料通路Ｐ３内の燃圧によって
概ね決定づけられる。なお、燃料添加を実施するにあた
って、ＥＣＵ９０は、目標量の燃料を添加するために要
求される燃料添加弁４０の適切な開弁タイミングや開弁
時間を、燃圧センサ４１の出力信号（添加燃料通路Ｐ３
内の燃圧）に基づいて決定する。

【００４６】他方、吸入遮断弁８０を通過して加圧用燃
料通路Ｐ４に送り出された燃料は、高圧ポンプ５０に導
入され、ここで所定の圧力（例えば３０ＭＰａ）まで加
圧されてコモンレール６０に圧送される。高圧ポンプ５
０は、例えばエンジン１００のカムシャフト（図示略）
にギア連結された回転軸５１と、回転軸５１の回転動作
に同期してシリンダ５２Ａ，５２Ｂ内を往復運動するプ
ランジャ５３Ａ，５３Ｂと、シリンダ５２Ａ，５２Ｂの
端部に形成された圧力室５４Ａ，５４Ｂと備え、シリン
ダの往復運動に応じて圧力室への燃料の吸入、加圧、吐
出を繰り返す周知の燃料圧送用ポンプである。なお、高
圧ポンプ５０に吸入される燃料の通路に設けられた吸入
チェック弁５５Ａ，５５Ｂと、同じく高圧ポンプ５０か
ら吐出される燃料の通路に設けられた吐出チェック弁５
６Ａ，５６Ｂとは、上流側の燃圧が下流側の燃圧よりも
所定値以上高くなった場合にのみ開弁する逆止弁であ
る。

【００４７】すなわち、圧力室５４Ａ内の燃圧が所定値
より低くなると、吸入チェック弁５５Ａが開弁して当該
圧力室５４Ａ内に燃料が引き込まれる。また、当該圧力
室５４Ａ内の燃圧が所定値より高くなると、吐出チェッ
ク弁５６Ａが開弁して加圧された高圧燃料を当該圧力室
５４Ａ外に吐出する。同じく、圧力室５４Ｂ内の燃圧が
所定値より低くなると、吸入チェック弁５５Ｂが開弁し
て当該圧力室５４Ｂ内に燃料が引き込まれる。また、当
該圧力室５４Ｂ内の燃圧が所定値より高くなると、吐出
チェック弁５６Ｂが開弁して加圧された高圧燃料を当該
圧力室５４Ｂ外に吐出する。

【００４８】高圧ポンプ５０のこのような作用によって
供給される高圧燃料は、所定の圧力を保持した状態でコ
モンレール６０に蓄えられる。コモンレール６０に蓄え
られた高圧燃料は、当該コモンレール６０に接続された
燃料噴射弁７０を介し、エンジン１００の各気筒内に適
宜のタイミングで直接噴射供給される。燃料噴射弁７０
は、その内部に電磁ソレノイドを備えた電磁駆動式の噴
射弁であり、エンジン１００の各気筒内に燃料の噴射孔
を備える。基本的には、圧縮行程にある気筒内に燃料噴
射弁７０を通じて噴射供給された燃料が、当該気筒内で
自然着火して燃焼することにより、エンジン１００は機
関出力を得る。

【００４９】ここで、吸入遮断弁８０の構造および機能
について詳しく説明する。

【００５０】図２は、吸入遮断弁８０の内部構造を概略
的に示す側断面図である。同図２に示すように、吸入遮
断弁８０は、フィード圧燃料通路Ｐ２、添加燃料通路Ｐ
３および加圧用燃料通路Ｐ４と直接連結され、各燃料通
路を相互に連通および遮断する通路構造Ｐ２，Ｐ３，Ｐ
４を内部に備えた弁構造部８１と、電磁ソレノイド８２
を内蔵する磁力発生部８３とに大別される。円柱形状を
有する弁構造部８１と、弁構造部８１よりもやや大きな
外径の円柱形状を有する磁力発生部８３とは、同一軸心
Ｘに沿って連なるかたちで吸入遮断弁８０の外郭を形成
する。

【００５１】弁構造部８１から磁力発生部８３に亘り、
軸心Ｘに沿って円筒形の内部通路８４が形成されてい
る。内部通路８４内には、弁構造部８１から磁力発生部
８３に向かって、コイルスプリング８５、スプール８
６、及び鉄芯８７が順次配列された状態で収容されてい
る。コイルスプリング８５は、内部通路８４の弁構造部
８１側の底面８４ａと、スプール８６の一方の頂面８６
ａと、内部通路８４の内周面８４ｂとによって囲まれた
空間（以下、コイルスプリング室という）８４ｃに収容
された状態で、弁構造部８１側から磁力発生部８３側に
向かってスプール８６を付勢する。スプール８６は、内
部通路８４内において往復摺動可能に配設され、その内
部には二本の孔８６ｂ，８６ｃが形成されている。孔
（横孔）８６ｂはスプール８６をその径方向に沿って貫
通する。また、孔（縦孔）８６ｃは、スプール８６の頂
面８６ａから軸心Ｘに沿って形成され、横孔８６ｂまで
達する。すなわち、当該横孔８６ｂと縦孔８６ｃとは相
互に連通し、スプール８６内にＴ字型の空間を形成す
る。フィード圧燃料通路Ｐ２に連通する連通孔８０ａ
は、弁構造部８１の側面及び内部通路８４間を貫通する
ように形成されている。また、同じく、添加燃料通路Ｐ
３に連通する連通孔８０ｂも、弁構造部８１の側面及び
内部通路８４間を貫通するように形成されている。一
方、加圧用燃料通路Ｐ４に連通する連通孔８０ｃは、弁
構造部８１の頂面８１ａおよび内部通路８４間を貫通す
るように形成されている。内部通路８４内におけるスプ
ール８６の配置が変更されると、連通孔８０ａ（フィー
ド圧燃料通路Ｐ２）及び横孔８６ｂ相互間の連通量（両
孔８０ａ，８６ｂを連通させる通路の断面積）が変更さ
れる。また、同じく内部通路８４内におけるスプール８
６の配置が変更されると、連通孔８０ｂ（添加燃料通路
Ｐ３）及び横孔８６ｂ間の連通量が変更される。連通孔
８０ｃ（加圧用燃料通路Ｐ４）及び縦孔８６ｃは、コイ
ルスプリング室８４ｃを介して常に連通した状態にあ
る。

【００５２】また、磁力発生部８３内には、内部通路８
４の外周を取り巻くようにソレノイドコイル８２が周設
されている。ソレノイドコイル８２へ電流を印加して鉄
芯８７を弁構造部８１側へ吸引する電磁力を発生させる
と、当該鉄芯８７はコイルスプリング８５の付勢力に抗
して弁構造部８１側にスプール８６を押し返すようにな
る。ＥＣＵ９０は、ソレノイドコイル８２に印加する電
流をデューティ制御することにより鉄芯８７への吸引力
を調整し、連通孔８０ａ及び横孔８６ｂ相互間の連通量
と、連通孔８０ｂ及び横孔８６ｂ間の連通量とを無段階
に変更する。このように、連通孔８０ａ及び横孔８６ｂ
相互間の連通量と、連通孔８０ｂ及び横孔８６ｂ間の連
通量とを無段階に変更することで、フィード圧燃料通路
Ｐ２から添加燃料通路Ｐ３へ向かう燃料の流量と、同じ
くフィード圧燃料通路Ｐ２から加圧用燃料通路Ｐ４へ向
かう燃料の流量とを制御することができる。

【００５３】図３（ａ）〜（ｅ）には、内部通路８４に
おけるスプール８６の配置が相互に異なる吸入遮断弁８
０各々について、弁構造部８１の内部を模式的に示す。

【００５４】先ず、図３（ａ）に示す配置は、ソレノイ
ドコイル８２（図２を参照）に電流が印加されていない
状態に対応する。スプール８６が同図３（ａ）に示す配
置にある場合、フィード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通
路Ｐ３に向かう燃料の流れは遮断され、フィード圧燃料
通路Ｐ２から加圧用燃料通路Ｐ４に向かう燃料の流れの
みが許容されることになる。このようなスプール８６の
配置にあっては、横孔８６ｂの一方の開口端（開口面）
が連通孔８０ａに対し完全に開放された状態となる一
方、横孔８６ｂの他の開口端（開口面）は連通孔８０ｂ
に対して完全に閉塞された状態となる。言い換えると、
吸入遮断弁８０を介してフィード圧燃料通路Ｐ２から加
圧用燃料通路Ｐ４に向かう燃料の流路が全開になる。ス
プール８６がこのような配置にあるときの吸入遮断弁８
０の状態を、以下、モードＡ１という。

【００５５】次に、図３（ｂ）に示す配置は、ソレノイ
ドコイル８２に比較的小さな電流が印加されている状態
に対応する。スプール８６が同図３（ｂ）に示す配置に
ある場合、フィード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ
３に向かう燃料の流れは一部許容され、フィード圧燃料
通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ３に向かう燃料の流れは完
全に許容されることになる。このようなスプール８６の
配置にあっては、横孔８６ｂの開口端が連通孔８０ａに
対して完全に開放された状態となる一方、横孔８６ｂの
他の開口端は連通孔８０ｂに対して部分的に開放された
状態（絞られた状態）となる。言い換えると、吸入遮断
弁８０を介してフィード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通
路Ｐ３に向かう燃料の流路が半開きになる一方、フィー
ド圧燃料通路Ｐ２から加圧用燃料通路Ｐ４に向かう燃料
の流路は全開になる。スプール８６がこのような配置に
あるときの吸入遮断弁８０の状態を、以下、モードＢ１
という。

【００５６】また、図３（ｃ）に示すスプール８６の配
置は、図３（ｂ）の配置に対応する印加電流に比し、よ
り大きな電流がソレノイドコイル８２に印加されている
状態に対応する。スプール８６が同図３（ｃ）に示す配
置にある場合、フィード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通
路Ｐ３に向かう燃料の流れと、フィード圧燃料通路Ｐ２
から添加燃料通路Ｐ３に向かう燃料の流れとが、何れも
完全に許容されることになる。このようなスプール８６
の配置にあっては、横孔８６ｂの各開口端が連通孔８０
ａ，８０ｂに対して完全に開放された状態となる。言い
換えると、吸入遮断弁８０を介してフィード圧燃料通路
Ｐ２から添加燃料通路Ｐ３に向かう燃料の流路と、フィ
ード圧燃料通路Ｐ２から加圧用燃料通路Ｐ４に向かう燃
料の流路とが、何れも全開になる。スプール８６がこの
ような配置にあるときの吸入遮断弁８０の状態を、以
下、モードＣ１という。

【００５７】図３（ｄ）に示すスプール８６の配置は、
図３（ｃ）の配置に対応する印加電流に比し、さらに大
きな電流がソレノイドコイル８２に印加されている状態
に対応する。スプール８６が同図３（ｄ）に示す配置に
ある場合、フィード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ
３に向かう燃料の流れと、フィード圧燃料通路Ｐ２から
添加燃料通路Ｐ３に向かう燃料の流れとが、何れも一部
許容されることになる。このようなスプール８６の配置
にあっては、横孔８６ｂの一方の開口端が連通孔８０ｂ
に対して完全に開放される一方、横孔８６ｂの他方の開
口端が連通孔８０ａに対して部分的に開放された状態
（絞られた状態）となる。言い換えると、吸入遮断弁８
０を介してフィード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ
３に向かう燃料の流路と、フィード圧燃料通路Ｐ２から
加圧用燃料通路Ｐ４に向かう燃料の流路とは、何れも半
開きとなる。また、両燃料流路についての実質的な流路
面積は、横孔８６ｂの開口端と連通孔８０ａとの間の連
通量によって決定づけられる。スプール８６がこのよう
な配置にあるときの吸入遮断弁８０の状態を、以下、モ
ードＤ１という。

【００５８】図３（ｅ）に示す配置は、図３（ｄ）の配
置に対応する印加電流に比し、さらに大きな電流がソレ
ノイドコイル８２に印加されている状態に対応する。ス
プール８６が同図３（ｅ）に示す配置にある場合、フィ
ード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ３に向かう燃料
の流れと、フィード圧燃料通路Ｐ２から加圧用燃料通路
Ｐ４に向かう燃料の流れとが何れも遮断されることにな
る。このようなスプール８６の配置にあっては、横孔８
６ｂの開口端（開口面）が連通孔８０ａ，８０ｂに対し
完全に閉塞された状態となる。言い換えると、吸入遮断
弁８０を介してフィード圧燃料通路Ｐ２から加圧用燃料
通路Ｐ４に向かう燃料の流路が全閉になる。スプール８
６がこのような配置にあるときの吸入遮断弁８０の状態
を、以下、モードＥ１という。

【００５９】ＥＣＵ９０は、吸入遮断弁８０の状態とし
て上記各モードＡ１〜Ｅ１の何れかを適宜選択し、フィ
ード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ３に向かう燃料
の流れと、フィード圧燃料通路Ｐ２から加圧用燃料通路
Ｐ４に向かう燃料の流れとを基本的には独立に制御す
る。

【００６０】以下、ＥＣＵ９０が実施する吸入遮断弁８
０の制御に関し、その具体的な制御手順を説明する。

【００６１】図４に示すフローチャートは、吸入遮断弁
８０の開閉弁動作を制御するための処理手順（ルーチ
ン）に相当する。このルーチンは、ＥＣＵ８０を通じて
エンジン１の始動と同時にその実行が開始され、所定時
間毎に繰り返される。

【００６２】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
８０は先ずステップＳ１０１において、高圧ポンプ５０
下流の燃料が過圧状態にあるか否かを、レール圧センサ
６１の検出信号（コモンレール６０内の燃圧）に基づい
て判断する。そして、その判断が肯定である場合には、
吸入遮断弁８０の状態がモードＤ１（図３を参照）とな
るようにソレノイドコイル８２に印加する電流（印加電
流のデューティ比）を制御する（ステップＳ２０１）。
この結果、フィード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ
３および加圧用燃料通路Ｐ４に向かう燃料の流路が何れ
も絞られることになる。すなわち、高圧ポンプ５０に移
送される燃料の量が低減され、エンジン１００の運転状
態が速やかに退避走行状態に移行する。すなわち、エン
ジン１００は所定期間を経て停止することになる。

【００６３】一方、上記ステップＳ１０１において高圧
ポンプ５０下流の燃料は過圧状態にないと判断した場
合、ＥＣＵ９０はその処理をステップＳ１０２に移行
し、添加燃料通路Ｐ３、燃料添加弁４０および燃圧セン
サ４１等から構成される燃料添加系に燃料漏れが発生し
ているか否かを、燃圧センサ４１の出力信号に基づいて
判断する。そして、その判断が肯定である場合には、吸
入遮断弁８０の状態がモードＡ１（図３を参照）となる
ようにソレノイドコイル８２に印加する電流（印加電流
のデューティ比）を制御する（ステップＳ２０２）。

【００６４】この結果、フィード圧燃料通路Ｐ２から加
圧用燃料通路Ｐ４に向かう燃料の流路は全開に保持さ
れ、フィード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ３に向
かう燃料の流路のみが閉塞されることになる。すなわ
ち、燃料添加系（添加燃料通路Ｐ３）に向かう燃料の流
れのみが遮断され、エンジン１００の機関運転は正常に
維持する一方、燃料添加弁を通じて行う排気通路１０１
（ＮＯｘ触媒１０２上流）への燃料添加の実施を中止す
ることになる。このとき、ＥＣＵ９０は、燃料添加系に
異常（燃料漏れ）が発生した為に燃料添加の実施を停止
する旨を、警告ランプ（図示略）の点灯等を通じてエン
ジン１００の運転者に通知し、エンジン１００をできる
だけ速やかに停止するように促すのが好ましい。

【００６５】一方、上記ステップＳ１０２において燃料
添加系に燃料漏れは発生していないと判断した場合、Ｅ
ＣＵ９０はその処理をステップＳ１０３に移行し、現時
点が燃料添加の実施タイミングに相当するか否かを判断
する。なお、燃料添加の実施にあたり、その実施タイミ
ングを決定するための制御や、燃料添加弁４０を開弁動
作させるための制御等は、ＥＣＵ９０が別途の制御ルー
チンに従って行う。

【００６６】上記ステップＳ１０３での判断が否定であ
る場合、ステップＳ２０２で行う処理と同じく、ＥＣＵ
９０は、吸入遮断弁８０の状態がモードＡ１（図３を参
照）となるようにソレノイドコイル８２に印加する電流
（印加電流のデューティ比）を制御する（ステップＳ２
０３）。吸入遮断弁８０の状態がモードＡ１に設定され
ると、フィード圧燃料通路Ｐ２から加圧用燃料通路Ｐ４
に向かう燃料の流路は全開に保持され、フィード圧燃料
通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ３に向かう燃料の流路のみ
が閉塞されることは、上述した通りである。つまり、本
実施の形態にかかるエンジン１００では、燃料添加が実
施されない期間中、添加燃料通路Ｐ３への燃料供給が遮
断されることになる。

【００６７】燃料添加の実施は、添加燃料通路Ｐ３内に
所定値を上回る燃圧が確保された状態で燃料添加弁４０
を開弁動作させて行うため、添加燃料通路Ｐ３に常時同
等の燃圧が付与されていても差し支えはない。しかしな
がら、同ステップＳ２０３での処理によるように、燃料
添加を実施しない期間中、添加燃料通路Ｐ３への燃料の
供給（燃圧の付与）を遮断しておけば、燃料添加系に燃
料の漏れが発生している場合、この期間中、燃料添加系
の燃圧が顕著に低下することになる。したがって、燃料
添加系に燃料の漏れが発生した場合、そのような漏れの
発生を、例えば燃圧センサ４１の検出信号に基づいて容
易に把握できるようになる。

【００６８】他方、上記ステップＳ１０３での判断が肯
定である場合、すなわち現時点が燃料添加の実施タイミ
ングに相当する場合、ＥＣＵ９０は、燃料添加の実施に
併せて燃料添加系の異常診断を行うか否かを判断する
（ステップＳ１０４）。異常診断は、例えば、「燃圧セ
ンサ４１の出力信号に基づいて検出される燃圧が所定値
を下回っている」等、異常診断の実施に際してある程度
以上の異常検出感度が得られる条件を設定しておき、そ
うした条件が成立した場合に行えばよい。あるいは、単
に、所定回数の燃料添加を実施に対し、異常診断を１回
に行うといったように、定期的に行うようにしてもよ
い。

【００６９】上記ステップＳ１０４での判断が肯定であ
る場合、ＥＣＵ９０はその処理をステップＳ２０４に移
行し、燃料添加系の異常診断を実施する。

【００７０】ここで、燃料添加の実施に併せて行う燃料
添加系の異常診断について、その原理を説明する。燃料
添加を実施すると、燃料添加弁４０を介して所定量の燃
料が排気通路１０１に放出することになるため、燃圧セ
ンサ４１の出力信号に基づいて検出される添加燃料通路
Ｐ３（燃料添加系）内の燃圧が、減圧される。このとき
に観測される燃圧の推移態様は、燃料添加系を構成する
各部位の機能が正常であれば、概ね以下の条件（ｉ）〜
（iii）によって決定づけられる。（ｉ）燃料添加弁４０が開弁動作を開始する前に検出さ
れる添加燃料通路Ｐ３（燃料添加系）内の燃圧、すなわ
ち添加燃料通路Ｐ３内の燃圧の初期値。（ii）フィード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ３へ
向かう燃料の実質的な流路面積、すなわち吸入遮断弁８
０によって制御される燃料流路の絞り。（iii）燃料添加弁４０の開閉弁動作の態様（例えば開
弁時間）。

【００７１】ＥＣＵ９０は、燃料添加の実施期間中に
（或いは実施の前後に亘り）観測される燃圧の推移態様
を、上記条件（１）〜（３）に照らして予測し、これを
基に、燃料添加系の異常診断を行う。例えば、燃料添加
系に燃料の漏れが発生していれば、観測され燃圧の推移
（例えば減圧速度）が、予測される推移に比べて速くな
る傾向を示すようになる。一方、例えば燃料添加弁４０
の噴孔が詰まっている場合や、当該燃料添加弁４０の開
弁動作に不具合が生じている場合、観測され燃圧の推移
が、予測される推移に比べて緩慢になる。

【００７２】なお、この燃料添加系の異常診断の実施に
先立ち、ＥＣＵ９０は、吸入遮断弁８０の状態がモード
Ｂ１（図３を参照）となるようにソレノイドコイル８２
に印加する電流（印加電流のデューティ比）を制御する
（ステップＳ２０３）。吸入遮断弁８０の状態がモード
Ｂ１に設定されると、フィード圧燃料通路Ｐ２から加圧
用燃料通路Ｐ４に向かう燃料の流路は全開に保持され、
フィード圧燃料通路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ３に向かう
燃料の流路は半開き状態（絞られた状態）になること
は、上述した通りである。つまり、本実施の形態にかか
るエンジン１００では、上記燃料添加系の異常診断の実
施に際し、添加燃料通路Ｐ３への燃料の流路を絞り、燃
料添加系内の密閉性を高める。このような操作により、
燃料添加の実施に際して燃料添加系が正常である場合に
観測される燃圧の推移態様と、異常である場合（燃料漏
れや噴孔詰まり等が生じている場合）に観測される燃圧
の推移態様との間にみられる差異を拡大させる。すなわ
ち、異常検出の感度を高める。

【００７３】同ステップＳ２０４において燃料添加系の
異常診断を行った結果、燃料添加系に燃料漏れが発生し
てと判断した場合、ＥＣＵ９０は、先のステップＳ２０
２での処理と同様に吸入遮断弁の状態をモードＡ１（図
３を参照）に設定する。そして、燃料添加系に異常（燃
料漏れ）が発生した為に燃料添加の実施を停止する旨
を、警告ランプ（図示略）の点灯等を通じてエンジン１
００の運転者に通知し、エンジン１００をできるだけ速
やかに停止するように促す。

【００７４】また、燃料添加弁４０の噴孔が詰まってい
ると判断した場合や、当該燃料添加弁４０の開弁動作に
不具合（動作不良）が生じていると判断した場合、その
詰まりや開弁動作の不具合の度合いに応じ、燃料添加の
実施にかかる燃料添加弁４０の開弁時間を長くするとい
った処置を施す。また、そのような噴孔詰まりや動作不
良の度合いが所定の限度を超えていると判断した場合に
は、先のステップＳ２０２での処理と同様に吸入遮断弁
の状態をモードＡ１（図３を参照）に設定する。そし
て、燃料添加系に異常（噴孔詰まり、若しくは燃料添加
弁４０の動作不良）が発生した為に燃料添加の実施を停
止する旨を、警告ランプ（図示略）の点灯等を通じてエ
ンジン１００の運転者に通知し、エンジン１００をでき
るだけ速やかに停止するように促す。ちなみに、同ステ
ップＳ２０４の異常診断では、先のステップＳ１０２で
は検出され得ないわずかな燃料漏れも検出されることに
なる。

【００７５】一方、先のステップＳ１０４における判断
が否定であった場合、ＥＣＵ９０は、吸入遮断弁８０の
状態がモードＣ１（図３を参照）となるようにソレノイ
ドコイル８２に印加する電流（印加電流のデューティ
比）を制御する（ステップＳ２０３）。吸入遮断弁８０
の状態がモードＡ１に設定されると、フィード圧燃料通
路Ｐ２から添加燃料通路Ｐ３に向かう燃料の流路と、フ
ィード圧燃料通路Ｐ２から加圧用燃料通路Ｐ４に向かう
燃料の流路とが、何れも全開になることは上述した通り
である。つまり、燃料添加弁４０の開弁動作を通じて行
う排気通路１０１への燃料の添加にあたり、添加燃料通
路Ｐ３への十分な燃料の流路が開放されるようになる。

【００７６】なお、ステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２
０３、Ｓ２０４又はＳ２０５での処理を終えると、ＥＣ
Ｕ９０は本ルーチンにおけるその後の処理を一旦終了す
る。そして、とくにステップＳ２０１又はＳ２０２での
処理を終えた後、或いはステップＳ２０４における異常
診断で燃料添加系の異常を認識した後は、次回エンジン
１００を始動するまで本ルーチンの処理を行わない。

【００７７】なお、上吸入遮断弁８０の開閉弁動作を制
御するためのルーチンで、高圧ポンプ５０下流の燃料が
過圧状態にあると判断された場合（ステップ１０１）、
ステップＳ２０１においてＥＣＵ９０は、吸入遮断弁８
０の状態がモードＥ１となるように制御を行うことによ
り、高圧ポンプに移送される燃料を完全に遮断し、より
短期間でエンジン１００を停止させてもよい。さらに
は、高圧ポンプ５０下流の燃料が過圧状態にあると判断
したところで、先ず吸入遮断弁８０の状態をモードＤ１
に設定し、徐々にモードＥ１に移行させるといった制御
を行ってもよい。また、高圧ポンプ５０下流の燃圧を、
より急速に（効果的に）低下させる必要がある場合に
は、吸入遮断弁８０の状態をモードＣ１に設定するとと
もに、燃料添加弁４０を開弁させるといった制御を一時
的に行い、高圧ポンプ５０下流の燃圧を、吸入遮断弁８
０を通じて添加燃料通路Ｐ３、さらには排気通路１０１
内へ逃がすこともできる。

【００７８】また、燃料添加系について異常診断を実施
すると判断した場合（ステップＳ１０４）、ステップＳ
２０４においてＥＣＵ９０は、吸入遮断弁８０の状態が
モードＡ１となるように制御を行うことにより、添加燃
料通路Ｐ３に移送される燃料を完全に遮断し、燃料添加
系内の密閉性をより高めた上で、燃料添加および燃料添
加に伴う異常診断を実施することとしてもよい。

【００７９】以上説明したように、本実施の形態にかか
るエンジン１００の燃料供給装置１０では、フィードポ
ンプ３０に汲み上げられた燃料の通路Ｐ２が、燃料添加
弁４０へ向かう燃料の通路Ｐ３と、高圧ポンプ５０へ向
かう燃料の通路Ｐ４とに分岐する分岐点に、制御弁構造
体（吸入遮断弁）８０を配設する構成を適用する。そし
て、燃料通路Ｐ２から燃料通路Ｐ３に向かう燃料の流れ
（圧力）と、燃料通路Ｐ２から燃料通路Ｐ４に向かう燃
料の流れ（圧力）を併せて制御させる（図１を参照）。
また、ソレノイドコイルの発生する電磁力でスプールを
直線的に動作させることにより、燃料通路Ｐ２及び燃料
通路Ｐ３間、また燃料通路Ｐ２及び燃料通路Ｐ４間を連
通する一方、各連通路の実質的な面積を独立して無段階
に変更することができるリニアソレノイド弁を制御弁構
造体（吸入遮断弁）８０に採用する。

【００８０】このような装置構成を適用することで、燃
料タンク２０から汲み上げられ高圧ポンプ５０に向かう
燃料の流量（圧力）を、高圧ポンプ５０の上流で制御
（例えば許容及び遮断）する機能と、同じく燃料タンク
２０から汲み上げられ燃料添加系に向かう燃料の流量
（圧力）を、燃料添加系の上流で制御（例えば許容及び
遮断）する機能とを、単一の制御弁構造体に担わせるこ
とができる。

【００８１】よって、エンジン１００の各気筒に燃料を
噴射供給するとともに、排気通路１０１に設けられたＮ
Ｏｘ触媒１０２に燃料を添加供給するために必要な装置
構成が簡略化される。

【００８２】従って、装置の小型化、部材点数の減少、
及び製造コストの低減が容易に図られ、しかも当該装置
内における燃料の動態を制御する上でその信頼性は十分
に確保される。（第２の実施の形態）次に、本発明をディーゼル機関の
燃料供給装置に適用した第２の実施の形態について、上
記第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。な
お、当該第２の実施の形態において、第１の実施の形態
にかかる燃料供給装置１０やエンジン１００（図１）を
構成する各種部材と同等の機能を有するものには、当該
第１の実施の形態で用いた符号と同一の符号を付し、こ
こでの重複する説明は割愛する。

【００８３】図５には、本実施の形態にかかる燃料供給
装置および同装置が搭載されるエンジンの概略構成を示
す。

【００８４】同図５に示すように、当該第２の実施の形
態にかかるエンジン１００’の燃料供給装置１０’で
は、フィードポンプ３０に汲み上げられた燃料の通路Ｐ
２を、燃料添加弁４０へ向かう燃料の通路（以下、上流
側添加燃料通路という）Ｐ３ａと、高圧ポンプ５０へ向
かう燃料の通路Ｐ４とに分岐させる構成を適用する。た
だし、その分岐点には吸入遮断弁８０（図１）のような
制御弁構造体を配設しない。また、上流側添加燃料通路
Ｐ３ａをさらに分岐させ、一方の分岐通路（以下、下流
側添加燃料通路という）Ｐ３ｂを燃料添加弁に燃料を導
くための通路として機能させ、他方の分岐通路（以下、
インレットという）Ｐ８をリターン燃料通路Ｐ５の調圧
弁３２下流に燃料を戻すための通路として機能させる。
さらに、上流側添加燃料通路Ｐ３ａが、下流側添加燃料
通路Ｐ３ｂと、インレットＰ７とに分岐する分岐点に
は、上流側添加燃料通路Ｐ３ａから下流側添加燃料通路
Ｐ３ｂへ向かう燃料の流量と、上流側添加燃料通路Ｐ３
ａからインレットＰ７へ向かう燃料の流量とを併せ制御
する制御弁構造体（以下、フィード圧減圧弁という）８
０’を配設する。

【００８５】以下、本実施の形態にかかる燃料供給装置
１０’の機能について、フィード圧減圧弁８０’の動作
態様を中心に説明する。なお、当該第２の実施の形態で
適用するフィード圧減圧弁８０’と、先の第１の実施の
形態で適用することとした吸入遮断弁８０とは、内部通
路８４に対する連通孔８０ａ及び連通孔８０ｂの配置、
両連通孔８０ａ，８０ｂの内径、並びに連通孔８０ａ，
８０ｂ，８０ｃと連通する燃料通路が異なるものの、そ
の他の点においては基本的に同等である。このため、フ
ィード圧減圧弁８０’の内部構造の詳細については、図
２を参照することとして、ここでの重複する説明は割愛
する。

【００８６】図６（ａ）〜（ｅ）には、内部通路８４に
おけるスプール８６の配置が相互に異なるフィード圧減
圧弁８０’各々について、弁構造部８１の内部を模式的
に示す。

【００８７】先ず、図６（ａ）に示す配置は、ソレノイ
ドコイル８２（図２を参照）に電流が印加されていない
状態に対応する。スプール８６が同図６（ａ）に示す配
置にある場合、上流側添加燃料通路Ｐ３ａから下流側添
加燃料通路Ｐ３ｂに向かう燃料の流れと、上流側添加燃
料通路Ｐ３ａからインレットＰ７に向かう燃料の流れと
が何れも遮断されることになる。スプール８６がこのよ
うな配置にあるときのフィード圧減圧弁８０’の状態
を、以下、モードＡ２という。

【００８８】フィード圧減圧弁８０’の状態をモードＡ
２に設定すると、下流側添加燃料通路Ｐ３ｂへの燃料の
流れが遮断される。その一方、上流側添加燃料通路Ｐ３
ａからフィード圧減圧弁８０’及びインレットＰ７へ向
かう燃料の流れが完全に遮断され、フィード圧燃料通路
Ｐ２及び加圧用燃料通路Ｐ４が、フィードポンプ３０及
び高圧ポンプ５０の間でほぼ密閉状態となる。従って、
フィードポンプ３０から高圧ポンプ５０へ移送される燃
料に十分な燃圧が確保される。

【００８９】モードＡ２は、エンジン１００’の機関運
転に必要な燃料を供給を継続する一方、排気通路１０１
（ＮＯｘ触媒１０２上流）への燃料添加は停止する場合
等に適用する。

【００９０】次に、図６（ｂ）に示す配置は、ソレノイ
ドコイル８２に比較的小さな電流が印加されている状態
に対応する。スプール８６が同図６（ｂ）に示す配置に
ある場合、上流側添加燃料通路Ｐ３ａから下流側添加燃
料通路Ｐ３ｂに向かう燃料の流れが一部許容され、上流
側添加燃料通路Ｐ３ａからインレットＰ７に向かう燃料
の流れは遮断されることになる。スプール８６がこのよ
うな配置にあるときのフィード圧減圧弁８０’の状態
を、以下、モードＢ２という。

【００９１】フィード圧減圧弁８０’の状態をモードＢ
２に設定すると、フィード圧減圧弁８０’の状態をモー
ドＡ２に設定すると、下流側添加燃料通路Ｐ３ｂへの燃
料の流れが部分的に遮断される。すなわち、燃料の流路
が絞られる。フィード圧減圧弁８０’の状態をモードＢ
２に設定すると当該燃料添加系内の密閉性が高まるた
め、この条件下で異常診断を実施すれば、高い診断精度
が保証される。一方、モードＡ２と同様、上流側添加燃
料通路Ｐ３ａからフィード圧減圧弁８０’及びインレッ
トＰ７へ向かう燃料の流れは完全に遮断され、フィード
ポンプ３０から高圧ポンプ５０へ移送される燃料に十分
な燃圧が確保される。

【００９２】モードＢ２は、エンジン１００’の機関運
転に必要な燃料の供給を継続しており、且つ、燃料添加
系についての異常診断を実施する場合等に適用する。

【００９３】また、図６（ｃ）に示すスプール８６の配
置は、図６（ｂ）の配置に対応する印加電流に比し、よ
り大きな電流がソレノイドコイル８２に印加されている
状態に対応する。スプール８６が同図６（ｃ）に示す配
置にある場合、上流側添加燃料通路Ｐ３ａから下流側添
加燃料通路Ｐ３ｂに向かう燃料の流れは完全に許容され
る一方、上流側添加燃料通路Ｐ３ａからインレットＰ７
に向かう燃料の流れは遮断される。スプール８６がこの
ような配置にあるときのフィード圧減圧弁８０’の状態
を、以下、モードＣ２という。

【００９４】フィード圧減圧弁８０’の状態をモードＣ
２に設定すると、下流側添加燃料通路Ｐ３ｂへの燃料の
流れが完全に許容され、フィードポンプ３０から燃料添
加弁４０に至る燃料の流路が完全に開放される。また、
モードＡ２と同様、上流側添加燃料通路Ｐ３ａからフィ
ード圧減圧弁８０’及びインレットＰ７へ向かう燃料の
流れは完全に遮断され、フィードポンプ３０から高圧ポ
ンプ５０へ移送される燃料に十分な燃圧が確保される。

【００９５】モードＣ２は、エンジン１００’の機関運
転に必要な燃料の供給を継続しており、且つ、排気通路
１０１（ＮＯｘ触媒１０２上流）への燃料添加を実施す
る場合等に適用する。

【００９６】図６（ｄ）に示すスプール８６の配置は、
図６（ｃ）の配置に対応する印加電流に比し、さらに大
きな電流がソレノイドコイル８２に印加されている状態
に対応する。スプール８６が同図６（ｄ）に示す配置に
ある場合、上流側添加燃料通路Ｐ３ａから下流側添加燃
料通路Ｐ３ｂに向かう燃料の流れは完全に許容され、上
流側添加燃料通路Ｐ３ａからインレットＰ７に向かう燃
料の流れは部分的に許容されることになる。スプール８
６がこのような配置にあるときのフィード圧減圧弁８
０’の状態を、以下、モードＤ２という。

【００９７】フィード圧減圧弁８０’の状態をモードＤ
２に設定すると、下流側添加燃料通路Ｐ３ｂへの燃料の
流れが完全に許容され、フィードポンプ３０から燃料添
加弁４０に至る燃料の流路が完全に開放される。また、
上流側添加燃料通路Ｐ３ａからインレットＰ７へ向かう
燃料の流れが部分的に許容され、高圧ポンプ５０に移送
される燃料が低減される。

【００９８】モードＤ２は、例えば高圧ポンプ５０下流
の燃料が過圧状態にあり、エンジン１００’を搭載した
車両を所定時間退避走行させた後、エンジン１００’を
停止させる場合等に適用する。

【００９９】図６（ｅ）に示す配置は、図６（ｄ）の配
置に対応する印加電流に比し、さらに大きな電流がソレ
ノイドコイル８２に印加されている状態に対応する。ス
プール８６が同図６（ｅ）に示す配置にある場合、上流
側添加燃料通路Ｐ３ａから下流側添加燃料通路Ｐ３ｂに
向かう燃料の流れと、上流側添加燃料通路Ｐ３ａからイ
ンレットＰ７に向かう燃料の流れとが、何れも完全に許
容されることになる。スプール８６がこのような配置に
あるときのフィード圧減圧弁８０’の状態を、以下、モ
ードＥ２という。

【０１００】フィード圧減圧弁８０’の状態をモードＤ
２に設定すると、下流側添加燃料通路Ｐ３ｂへの燃料の
流れが完全に許容され、フィードポンプ３０から燃料添
加弁４０に至る燃料の流路が完全に解放される。また、
上流側添加燃料通路Ｐ３ａからインレットＰ７へ向かう
燃料の流れが完全に許容され、高圧ポンプ５０に移送さ
れる燃料が急速に低減される。

【０１０１】モードＥ２は、例えば高圧ポンプ５０下流
の燃料が過圧状態にあり、モードＤ２を適用する場合よ
り、一層速やかにエンジン１００’を停止させる場合等
に適用する。

【０１０２】ＥＣＵ９０は、フィード圧減圧弁８０’の
状態として上記各モードＡ２〜Ｅ２の何れかを適宜選択
し、上流側添加燃料通路Ｐ３ａから下流側添加燃料通路
Ｐ３ｂに向かう燃料の流れと、上流側添加燃料通路Ｐ３
ａからインレットＰ７に向かう燃料の流れとを基本的に
は独立に制御する。

【０１０３】なお、エンジン１００''の運転中、フィー
ド圧減圧弁８０’の状態について各モードＡ２〜Ｅ２を
選択する処理手順としては、第１の実施の形態で説明し
たルーチン（図４を参照）と、ほぼ同等の制御ロジック
を適用すればよい。

【０１０４】以上説明したように、本実施の形態にかか
るエンジン１００'の燃料供給装置１０'によっても、エ
ンジン１００'の各気筒に燃料を噴射供給するととも
に、排気通路１０１に設けられたＮＯｘ触媒１０２に燃
料を添加供給するために必要な装置構成を容易に簡略化
することができるようになる。

【０１０５】従って、装置の小型化、部材点数の減少、
及び製造コストの低減が容易に図られ、しかも当該装置
内における燃料の動態を制御する上でその信頼性は十分
に確保される。（第３の実施の形態）次に、本発明をディーゼル機関の
燃料供給装置に適用した第３の実施の形態について、先
の第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。な
お、当該第３の実施の形態においても、第１の実施の形
態にかかる燃料供給装置１０やエンジン１００（図１）
を構成する各種部材と同等の機能を有するものには、当
該第１の実施の形態で用いた符号と同一の符号を付し、
ここでの重複する説明は割愛する。

【０１０６】図７には、本実施の形態にかかる燃料供給
装置および同装置が搭載されるエンジンの概略構成を示
す。

【０１０７】同図７に示すように、当該第３の実施の形
態にかかるエンジン１００''の燃料供給装置１０''は、
第１の実施の形態にかかる燃料供給装置１０（図１及び
図２を参照）に対し、燃料通路Ｐ８を付加したハードウ
エア構成を適用する。

【０１０８】燃料通路Ｐ８は、一方の開口端をリターン
燃料通路Ｐ５の調圧弁３２上流に接続され、他方の開口
端を汲上燃料通路Ｐ１の通路途中に接続される。また、
当該燃料通路Ｐ８の通路途中には、ＥＣＵ９０の指令信
号に基づいて当該通路Ｐ５を開閉する電磁駆動式の制御
弁３４が設けられている。

【０１０９】本実施の形態にかかる燃料供給装置１０''
では、例えば、高圧ポンプ５０下流の燃料が過圧状態に
なっているにもかかわらず、吸入遮断弁８０に不具合が
生じて、フィード圧燃料通路Ｐ２及び加圧用燃料通路Ｐ
４間の燃料の流路を遮断すること、若しくは絞ることが
できなくなった場合等に制御弁３４を開弁させる。制御
弁３４が開弁すると、フィード圧燃料通路Ｐ２及び加圧
用燃料通路Ｐ４内の燃料が減圧されるため、高圧ポンプ
５０下流の燃料の過圧状態が速やかに解消する。

【０１１０】図８には、燃料供給装置１０''の高圧ポン
プ５０下流に過圧状態が生じているときに、フィード圧
燃料通路Ｐ２及び加圧用燃料通路Ｐ４間の燃料の流路を
開放したままで制御弁３４を開弁した場合、フィード圧
燃料通路Ｐ２内の燃圧がどのように推移するのか、その
推移態様を示す。

【０１１１】同図８に示すように、フィード圧燃料通路
Ｐ２内の燃圧が、調圧弁３２の開弁圧（一点鎖線）より
高い値にある場合、すなわち当該通路Ｐ２内において通
常保持されている燃圧よりも高い値にある場合に制御弁
３４を開弁すると（時刻ｔ１）、リーターン燃料通路Ｐ
５（調圧弁３２下流）の燃料が汲上燃料通路Ｐ１に戻さ
れることとなるため、フィード圧燃料通路Ｐ２内の燃圧
（加圧用燃料通路Ｐ４内の燃圧とほぼ同等）は速やかに
降下して調圧弁３２の開弁圧を下回るようになる（時刻
ｔ２）。ここで、第１の実施の形態において説明したよ
うに、高圧ポンプ５０に吸入される燃料の通路に設けら
れた吸入チェック弁５５Ａ，５５Ｂは、各弁５５Ａ，５
５Ｂの上流側の燃圧がその下流側の燃圧を所定値以上に
なった場合にのみ開弁する。このため、同図８に示すよ
うに、フィード圧燃料通路Ｐ２内の燃圧（加圧用燃料通
路Ｐ４内の燃圧）が降下し、燃料が吸入される圧力室５
４Ａ，５４Ｂ内の燃圧（最小値）との差圧が、所定値を
下回るようになると、吸入チェック弁５５Ａ，５５Ｂが
開弁しなくなる。従って、高圧ポンプ５０による燃料の
圧送機能が実質的に停止されるようになる。

【０１１２】なお、吸入遮断弁８０に不具合が生じてい
る場合に限らず、当該吸入遮断弁８０が正常に機能して
いる場合に、吸入遮断弁８０の機能と制御弁３４の機能
とを併せて採用すれば、添加燃料通路Ｐ３及び加圧用燃
料通路Ｐ４へ向かう燃料の流量調整や遮断操作に関する
制御について、その応答性や緻密性を高めることができ
る。例えば、高圧ポンプ５０下流の燃料が過圧状態にな
ったことを認識したＥＣＵ９０が、吸入遮断弁８０の下
流に移送される燃料の圧力を降下させる制御を実施する
場合、最も短時間で吸入遮断弁８０の下流に移送される
燃料の圧力を降下させるには、吸入遮断弁８０を介しフ
ィード圧燃料通路Ｐ２から加圧用燃料通路Ｐ４へ向かう
燃料の流路を全開にするとともに、制御弁３４も全開に
する。また、吸入遮断弁８０の下流に移送される燃料の
圧力を比較的緩やかに降下させる場合には、吸入遮断弁
８０を介しフィード圧燃料通路Ｐ２から加圧用燃料通路
Ｐ４へ向かう燃料の流路を絞った状態にして、制御弁３
４は全開にするといった制御を行えばよい。

【０１１３】すなわち、本実施の形態にかかる燃料供給
装置１０''によれば、上記第１若しくは第２の実施の形
態によって得ることのできる効果に加え、燃料通路Ｐ８
および当該通路Ｐ８の途中に設けられた制御弁３４の機
能により、フィード圧燃料通路Ｐ２、添加燃料通路Ｐ３
及び加圧用燃料通路Ｐ４の各々を通じて移送される燃料
の動態を併せて制御する吸入遮断弁８０の機能、とく
に、加圧用燃料通路Ｐ４内の燃圧を低減する機能を補助
し、高効率化させるようになる。

【０１１４】よって、燃料ポンプ３０から汲み出された
燃料を緻密且つ正確に分配し、エンジン１００''への噴
射供給やＮＯｘ触媒１０２への添加供給に供するといっ
た燃料供給装置１０''の機能について、より高い性能が
確保されるようになる。

【０１１５】なお、本実施の形態にかかる燃料供給装置
１０''において、燃料通路Ｐ８は、リターン燃料通路Ｐ
５の調圧弁３３上流と調圧弁３３下流とをバイパスする
通路であってもよい。

【０１１６】また、制御弁３４と同様の機能を有する制
御弁を、調圧弁３３に替えてリターン通路Ｐ５に設ける
構成を適用しても、燃料通路Ｐ８及びその通路途中に設
けられる制御３４を付加する本実施の形態の装置構成
と、ほぼ同等の効果を奏することはできる。（第４の実施の形態）次に、本発明をディーゼル機関の
燃料供給装置に適用した第４の実施の形態について、先
の第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。な
お、当該第３の実施の形態においても、第１の実施の形
態にかかる燃料供給装置１０やエンジン１００（図１）
を構成する各種部材と同等の機能を有するものには、当
該第１の実施の形態で用いた符号と同一の符号を付し、
ここでの重複する説明は割愛する。

【０１１７】図９には、本実施の形態にかかる燃料供給
装置および同装置が搭載されるエンジンの概略構成を示
す。

【０１１８】同図９に示すように、当該第４の実施の形
態にかかるエンジン１００'''の燃料供給装置１０'''
は、第１の実施の形態にかかる燃料供給装置１０（図１
及び図２を参照）に対し、燃料通路Ｐ９を付加したハー
ドウエア構成を適用する。

【０１１９】燃料通路Ｐ９は、潤滑用燃料通路Ｐ６にお
いて、オリフィスの上流及び下流をバイパスする燃料通
路である。燃料通路Ｐ９の通路途中には、ＥＣＵ９０の
指令信号に基づいて当該通路Ｐ５を開閉する電磁駆動式
の制御弁３５が設けられている。

【０１２０】本実施の形態にかかる燃料供給装置１
０'''では、例えば、高圧ポンプ５０下流の燃料が過圧
状態になっているにもかかわらず、吸入遮断弁８０に不
具合が生じて、フィード圧燃料通路Ｐ２及び加圧用燃料
通路Ｐ４間の燃料の流路を遮断若しくは絞ることができ
なくなった場合等に制御弁３５を開弁させる。制御弁３
５が開弁すると、オリフィス３３によって通常は絞られ
た状態にある潤滑用燃料通路の通路面積が、実質的に拡
大されることとなる。このため、フィード圧燃料通路Ｐ
２及び加圧用燃料通路Ｐ４内の燃料が潤滑用燃料通路Ｐ
６を通じて放出され、両通路Ｐ２，Ｐ４内の燃圧が急速
に降下して高圧ポンプ５０下流の燃料の過圧状態が速や
かに解消する。

【０１２１】すなわち、本実施の形態にかかる燃料供給
装置１０'''によれば、燃料通路Ｐ９および当該通路Ｐ
９の途中に設けられた制御弁３５の機能により、フィー
ド圧燃料通路Ｐ２、添加燃料通路Ｐ３及び加圧用燃料通
路Ｐ４の各々を通じて移送される燃料の動態を併せて制
御する吸入遮断弁８０の機能、とくに、加圧用燃料通路
Ｐ４内の燃圧を低減する機能を補助し、高効率化させる
ようになる。

【０１２２】よって、上記第３の実施の形態とほぼ同
様、燃料ポンプ３０から汲み出された燃料を緻密且つ正
確に分配し、エンジン１００'''への噴射供給やＮＯｘ
触媒１０２への添加供給に供するといった燃料供給装置
１０'''の機能について、より高い性能が確保されるよ
うになる。

【０１２３】なお、上記各実施の形態において適用する
こととした電磁駆動式の燃料添加弁４０に替えて、添加
燃料通路Ｐ３の燃圧が所定値を上回ると機械的に開弁し
て燃料を噴射する燃料噴射ノズルを適用してもよい。こ
の場合、ＥＣＵ９０の指令信号等に基づいて適宜のタイ
ミングで自在に開閉させることのできる制御弁を添加燃
料通路Ｐ３の途中に設けるとともに、この制御弁を開閉
動作させることにより燃料添加を実施することとすれば
よい。

【０１２４】また、上記各実施の形態では、高圧ポンプ
５０と、コモンレール６０と、電磁駆動式の燃料噴射弁
７０とを組み合わせた装置構成により、高圧ポンプ５０
によって高圧化された燃料をコモンレール６０内で蓄圧
し、燃料噴射弁７０を介してエンジンの各気筒に分配供
給することとした。このような装置構成に替え、所定の
燃圧が付与されることにより機械的に開弁して燃料を噴
射する燃料噴射ノズルと、燃料を高圧化するとともに、
これを蓄圧した状態で適宜各燃料噴射ノズルに分配供給
するいわゆる分配型や列型の高圧ポンプを適用すること
としても、上記各実施の形態に準ずる効果を得ることは
できる。

【０１２５】また、上記各実施の形態において制御弁構
造体に適用するものとしたリニアソレノイド弁に替え、
ロータリソレノイド弁等、複数の燃料通路を相互に連通
及び遮断する他のタイプ制御弁を適用しても、上記各実
施の形態に準ずる効果を奏することはできる。

【０１２６】また、上記各実施の形態においては、本発
明をディーゼルエンジンに適用することとしたが、希薄
燃焼を行うガソリンエンジンに適用することもできる。
要は、機関出力を得るための燃料の供給と、排気系に設
けられた還元触媒を機能させるための燃料（還元剤）の
供給とを併せ行う必要のある如何なる内燃機関に対して
も、本発明を適用して上記各実施の形態と同等若しくは
これに準ずる効果を得ることができる。

【０１２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内燃機関に燃料を噴射供給するとともに、同内燃機関の
排気系に設けられた還元触媒に燃料を添加供給するため
に必要な装置構成が簡略化される。よって、装置の小型
化、部材点数の減少、及び製造コストの低減が容易に図
られ、しかも当該装置内における燃料の動態を制御する
上でその信頼性は十分に確保される。

【０１２８】また、リニアソレノイドの特性を利用する
ことにより、燃料ポンプから汲み出された燃料を緻密且
つ正確に分配し、当該内燃機関への噴射供給や前記還元
触媒への添加供給に供するといった当該燃料供給装置の
機能を、その精度や信頼性の面で好適に高めることがで
きる。

【０１２９】また、還元触媒へ燃料を添加供給する燃料
供給系についての異常検出について、その検出感度や精
度が高まるようになる。

【０１３０】また、加圧ポンプによって加圧された燃料
が過圧状態になった場合、当該加圧ポンプに送り込まれ
る燃料の圧力が低減されることで、当該燃料の過圧状態
が効率的に解消されるようになる。よって、燃料供給装
置の機能に関して十分な信頼性が確保され、当該燃料供
給装置の耐久性も向上するにようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる燃料供給装
置および内燃機関を併せ示す概略構成図。

【図２】同実施の形態にかかる吸入遮断弁の内部構造を
概略的に示す側断面図。

【図３】同実施の形態に関し、内部通路におけるスプー
ルの配置が相互に異なる吸入遮断弁各々について、その
内部を模式的に示す略図。

【図４】同実施の形態において吸入遮断弁の開閉弁動作
を制御するための処理手順。

【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる燃料供給装
置および内燃機関を併せ示す概略構成図。

【図６】同実施の形態に関し、内部通路におけるスプー
ルの配置が相互に異なるフィード圧減圧弁各々につい
て、その内部を模式的に示す略図。

【図７】本発明の第３の実施の形態にかかる燃料供給装
置および内燃機関を併せ示す概略構成図。

【図８】同実施の形態にかかる燃料供給装置の制御弁の
作用に基づくフィード圧燃料通路内の燃圧の推移態様を
示すタイムチャート。

【図９】本発明の第４の実施の形態にかかる燃料供給装
置および内燃機関を併せ示す概略構成図。

【符号の説明】

１０燃料供給装置２０燃料タンク３０フィードポンプ３１燃料フィルタ３２調圧弁３３オリフィス３４，３５制御弁４０燃料添加弁４１燃圧センサ５０高圧ポンプ５１回転軸５２Ａ，５２Ｂシリンダ５３Ａ，５３Ｂプランジャ５４Ａ，５４Ｂ圧力室５５Ａ，５５Ｂ吸入チェック弁５６Ａ，５６Ｂ吐出チェック弁６０コモンレール６１レール圧センサ７０燃料噴射弁８０吸入遮断弁８０’ フィード圧減圧弁８０ａ，８０ｂ，８０ｃ連通孔８１弁構造部８１ａ頂面８２ソレノイドコイル８２電磁ソレノイド８３磁力発生部８４内部通路８４ａ底面８４ｂ内周面８４ｃコイルスプリング室８５コイルスプリング８６スプール８６ａ頂面８６ｂ横孔８６ｃ縦孔８７鉄芯１００エンジン（内燃機関）１０１排気通路１０２ＮＯｘ触媒９０電子制御装置（ＥＣＵ）Ｐ１汲上燃料通路Ｐ２フィード圧燃料通路Ｐ３添加燃料通路Ｐ３ａ上流側添加燃料通路Ｐ３ｂ下流側添加燃料通路Ｐ４加圧用燃料通路Ｐ５リターン燃料通路Ｐ６潤滑用燃料通路Ｐ７インレットＰ８燃料通路Ｐ９燃料通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/22 ３７５Ｆ０２Ｄ 41/22 ３７５ (72)発明者松下宗一愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA17 AA18 AA28 AB06 BA14 BA15 BA19 BA21 BA31 CA18 CB02 CB03 CB08 DA01 DA02 DA08 DB10 DC05 EA30 FA05 FA06 FB10 FC04 3G301 HA02 JA00 JB00 JB10 LB00 LC02 MA00 PB08A

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の燃料タンクに蓄えられた燃料
を汲み上げるフィードポンプと、前記汲み上げられた燃
料の一部を加圧する加圧ポンプと、前記加圧された燃料
を蓄圧し、前記内燃機関に噴射供給する蓄圧供給手段
と、前記汲み上げられた燃料の他の一部を前記内燃機関
の排気系に設けられた還元触媒に添加供給する添加供給
手段と、前記フィードポンプによって汲み上げられた燃
料を移送する第１の燃料通路と、前記第１の燃料通路か
ら分岐して前記汲み上げられた燃料の一部を前記加圧ポ
ンプに移送する第２の燃料通路と、同じく前記第１の燃
料通路から分岐して前記汲み上げられた燃料の他の一部
を前記添加供給手段に移送する第３の燃料通路とを有す
る内燃機関の燃料供給装置において、前記第１の燃料通路、前記第２の燃料通路、及び前記第
３の燃料通路の各々を通じて移送される燃料の動態を併
せて制御する制御弁構造体を備えることを特徴とする内
燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】前記制御弁構造体は、何れかの燃料通路
から他の燃料通路へ向かう燃料の量を無段階に制御する
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給装
置。
【請求項３】前記第３の燃料通路内の圧力を検出する
圧力検出手段と、前記検出される圧力に基づいて当該燃
料供給装置の異常を検知する異常検出手段とを備えて、
且つ、前記圧力検出手段が前記第３の燃料通路内の圧力
を検出する場合、前記制御弁構造体は前記第３の燃料通
路に向かう燃料の量を低減することを特徴とする請求項
１又は２記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】前記加圧ポンプによって加圧された燃料
が過圧状態にある場合にこれを検知する過圧状態検知手
段を備えて、且つ、該燃料の過圧状態が検知された場
合、前記制御弁構造体は前記第２の燃料通路に向かう燃
料の量を低減することを特徴とする請求項１〜３の何れ
かに記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】前記第３の燃料通路に連通する第４の燃
料通路と、該第４の燃料通路を開閉する開閉手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか
に記載の内燃機関の燃料供給装置。