JP2025036256A

JP2025036256A - 燃料ポンプおよび燃料噴射システム

Info

Publication number: JP2025036256A
Application number: JP2024144449A
Authority: JP
Inventors: 修一松本; Shuichi Matsumoto; 健治伊達; Kenji Date
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2023-08-30
Filing date: 2024-08-26
Publication date: 2025-03-14

Abstract

【課題】複数種類の燃料を加圧することを簡素な構造で実現可能な燃料ポンプおよび燃料噴射システムを提供すること。
【解決手段】燃料ポンプ１０は、第１ピストン１６、第１昇圧室１１、第２ピストン２１および第２昇圧室１２ａを備える。第１ピストン１６は、カム１３で押し動かされて往復動する。第１昇圧室１１は、第１ピストン１６によって加圧される第１の燃料を収容し、第１の燃料を吐出する第１吐出孔１８を有する。第２ピストン２１は、第１ピストン１６によって加圧された第１の燃料により押圧されて往復動する。第２昇圧室１２ａは、第２ピストンによって加圧される第２の燃料を収容し、第２の燃料を吐出する第２吐出孔２３を有する。
【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、燃料ポンプおよび燃料噴射システムに関する。

特許文献１は、燃料噴射装置を開示している。この燃料噴射装置は、２種類の燃料を１つの噴射弁から噴射するように構成されている。

特開２０２０－１３９４３５号公報

特許文献１に記載の燃料噴射装置では、２種類の燃料を別々の経路で噴射弁へ供給するために、２つの燃料ポンプを必要とする。ここで、２つの燃料ポンプを搭載するために、燃料噴射システム装置の構造が複雑化する可能性がある。

開示されるひとつの目的は、複数種類の燃料を加圧することを簡素な構造で実現可能な燃料ポンプおよび燃料噴射システムを提供することにある。

ここに開示された燃料ポンプは、
カム（１３）で押し動かされて往復動する第１ピストン（１６）と、
第１ピストンによって加圧される第１の燃料を収容し、加圧された第１の燃料を吐出する第１吐出孔（１８）を有する第１昇圧室（１１）と、
第１ピストンによって加圧された第１の燃料により押圧されて往復動する第２ピストン（２１）と、
第２ピストンによって加圧される第２の燃料を収容し、加圧された第２の燃料を吐出する第２吐出孔（２３）を有する第２昇圧室（１２ａ）と、を備える。

開示された燃料ポンプによれば、１つのピストンで燃料を加圧すると、その加圧された燃料によって異なる別の燃料も加圧される。この結果、１種類の燃料を加圧することで２種類の燃料を加圧できるので、簡素な構造の燃料ポンプを提供することができる。

ここに開示された燃料噴射システムは、
カム（１３）で押し動かされて往復動する第１ピストン（１６）と、
第１ピストンによって加圧される第１の燃料を収容し、加圧された第１の燃料を吐出する第１吐出孔（１８）を有する第１昇圧室（１１）を形成する第１本体部（３１）と、
第１ピストンによって加圧された第１の燃料により押圧されて往復動する第２ピストン（２１）と、
第２ピストンによって加圧される第２の燃料を収容し、加圧された第２の燃料を吐出する第２吐出孔（２３）を有する第２昇圧室（１２ａ）を形成する第２本体部（３２）と、を備える燃料ポンプ（１０）と、
第１昇圧室から吐出された第１の燃料を蓄圧する第１蓄圧室（４ａ）を形成する第１レール（４ｂ）と、
第２昇圧室から吐出された第２の燃料を蓄圧する第２蓄圧室（４ｃ）を形成する第２レール（４ｄ）と、
第１蓄圧室から分配される第１の燃料および第２蓄圧室から分配される第２の燃料を噴射する噴射弁（８）と、を備える。

開示された燃料噴射システムによれば、１つのポンプを用いて１つの燃料を加圧すると、その加圧された燃料によって異なる別の燃料も加圧される。この結果、１種類の燃料を加圧することで２種類の燃料を加圧し、噴射できるので、簡素な構造の燃料噴射システムを提供することができる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

第１実施形態に係る燃料ポンプおよび燃料噴射システムを示す図である。第１実施形態における吸入調量弁と各吐出弁の開閉弁のタイミングと、各昇圧室と各蓄圧室における圧力変化との関係を示すタイムチャートである。変形例に係る燃料ポンプを示す図である。第２実施形態に係る燃料ポンプおよび燃料噴射システムを示す図である。第２実施形態における吸入調量弁と各吐出弁の開閉弁のタイミングと、各昇圧室と各蓄圧室における圧力変化との関係を示すタイムチャートである。第２実施形態に係る噴射弁の一部を模式的に示す断面図である。第２実施形態に係る噴射弁が閉弁作動した状態を示す断面図である。第２実施形態に係るコモンレールと噴射弁との接続構造を模式的に示す断面図である。

以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第１実施形態）
本開示の実施形態による燃料ポンプ１０は、図１に示す燃料噴射システム１に用いられている。燃料噴射システム１は、車両のディーゼルエンジンの気筒内にアルコールおよび軽油の２種類の燃料を噴射するシステムである。図１に示すように、燃料噴射システム１は、第１燃料タンク２、第２燃料タンク３、燃料ポンプ１０、コモンレール４、減圧弁７、圧力センサ６、噴射弁８と制御装置５を備えている。

燃料ポンプ１０は、コモンレール４に２種類の燃料を供給する。燃料ポンプ１０から供給された各々の燃料は、コモンレール４で蓄圧された後に噴射弁８へ分配され、噴射弁８から図示しない各気筒の燃焼室へ直接噴射される。図１に示す燃料噴射システム１は、１つの気筒に１つの噴射弁８が設けられた気筒直噴エンジンを想定している。燃焼により得られた内燃機関の出力トルクの一部は、燃料ポンプ１０の駆動に用いられる。

＜第１燃料タンク２と第２燃料タンク３＞
第１燃料タンク２は第１の燃料を収容する。本実施形態では第１の燃料は液体であり、例えばアルコールである。アルコールは、ディーゼルエンジンの主燃料である。第１燃料タンク２は第１フィードポンプ２ａを備える。第１フィードポンプ２ａは電動モータによって駆動される。第１フィードポンプ２ａは、燃料通路Ａ１を介して、第１の燃料を燃料ポンプ１０へ供給する。なお、第１フィードポンプ２ａは、第１燃料タンク２の外部に配置されていてもよい。例えば、燃料ポンプ１０が第１フィードポンプ２ａを内蔵していてもよい。

第２燃料タンク３は第２の燃料を収容する。本実施形態では第２の燃料は液体であり、例えば軽油である。軽油は、着火用の燃料として用いられる。第２燃料タンク３は第２フィードポンプ３ａを備える。第２フィードポンプ３ａは電動モータによって駆動される。第２フィードポンプ３ａは、燃料通路Ｂ１を介して、第２の燃料を燃料ポンプ１０へ供給する。なお、第２フィードポンプ３ａは、第２燃料タンク３の外部に配置されていてもよい。例えば、燃料ポンプ１０が第２フィードポンプ３ａを内蔵していてもよい。

＜コモンレール４＞
コモンレール４は、燃料ポンプ１０から圧送された第１の燃料を蓄圧する第１蓄圧室４ａを形成する第１レール４ｂと、燃料ポンプ１０から圧送された第２の燃料を蓄圧する第２蓄圧室４ｃを形成する第２レール４ｄとを備える。コモンレール４の材質は金属である。また、第１レール４ｂと第２レール４ｄは一体で成形される。コモンレール４は、蓄圧した第１の燃料と第２の燃料を噴射弁８に分配する。噴射弁８は、内燃機関に設けられた複数の気筒毎に一つずつ配置されている。噴射弁８は、各気筒内の燃焼室へ向けて、高圧燃料を噴孔から噴射する。第１レール４ｂと第２レール４ｄの各々の延伸方向は並行である。なお、第１レール４ｂと第２レール４ｄは別体でもよい。

＜燃料ポンプ１０＞
図１に示す燃料ポンプ１０は、車両に搭載されたものであり、２種類の燃料を加圧して吐出する高圧ポンプである。燃料ポンプ１０は、吸入調量弁１５、第１本体部３１、第２本体部３２、カム１３、回転軸１４、第１ピストン１６、第２ピストン２１、連通路２６、第１吐出弁１９、第２吐出弁２５および吸入弁２０等を備える。第１本体部３１は、第１の燃料を収容する第１昇圧室１１を形成する。第２本体部３２は、第２の燃料、第２ピストン２１および第１の燃料を収容する収容空間１２を形成する。収容空間１２は、第２ピストン２１によって、第２の燃料を収容する第２昇圧室１２ａと、第１の燃料を収容する加圧室１２ｂに仕切られる。第１本体部３１と第２本体部３２は一体に形成されている。第１本体部３１と第２本体部３２の材質は金属である。

吸入調量弁１５は、燃料通路Ａ１に設けられ、第１昇圧室１１と第１フィードポンプ２ａとの連通と遮断を切り替えるものである。吸入調量弁１５は、吸入量を調節する電磁弁であって、制御装置５により開閉作動するよう構成されている。吸入調量弁１５は、吸入期間には調量弁を開弁作動させて、燃料通路Ａ１を介して、第１昇圧室１１へ第１の燃料を吸入させる。一方、加圧期間には、所望のタイミングで閉弁作動させることで、実際に第１の燃料が圧縮を開始するタイミングを制御する。吸入調量弁１５は、第１蓄圧室４ａ内の燃料圧力が目標圧となるように、第１蓄圧室４ａ内の燃料圧力の値と噴射弁８で消費される燃料量から必要となる燃料量を推定し、必要量が吸入されるように調整される。

ここで、吸入調量弁１５は、流路を絞ることにより導入量を制御する方式でも良いし、多めに第１の燃料を吸入してから第１ピストン１６上昇時に第１昇圧室１１内の燃料量が適切量になるように吸入調量弁１５上流に吐き戻す方式でも良い。

第１ピストン１６は、第１本体部３１内を往復移動することで、第１昇圧室１１へ第１の燃料を吸入するとともに、吸入した第１の燃料を圧縮して加圧する。具体的には、第１ピストン１６とカム１３の間にはタペット３３が配置されており、カム１３がタペット３３を介して第１ピストン１６を押し動かすことで、第１ピストン１６は、燃料を圧縮する向きに移動（つまりリフトアップ）する。ここで、タペット３３には第１弾性部材１７が接続されている。第１弾性部材１７は、タペット３３に対して、第１ピストン１６の燃料を圧縮する方向とは反対方向に弾性力を与えるように配置されている。第１弾性部材１７から付与される弾性力により、タペット３３を介して、第１ピストン１６は燃料を吸入する向きに移動（つまりリフトダウン）する。

回転軸１４には、カム１３および従動歯車（図示せず）が固定されており、カム１３および従動歯車は回転軸１４と一体となって回転する。従動歯車は、駆動歯車（図示せず）と係合して回転し、回転軸１４を回転させる。つまり、駆動歯車の回転駆動力は、従動歯車および回転軸１４を介してカム１３へ伝達され、第１ピストン１６をリフトアップさせる駆動力となる。

駆動歯車は、内燃機関の出力トルクを駆動源として回転する。したがって、内燃機関の運転期間中には駆動歯車は常時回転する。また、内燃機関の出力軸の回転速度の変動に応じて駆動歯車の回転速度も変動し、ひいてはカム１３の回転速度も変動する。

第１昇圧室１１には第１の燃料が吐出される孔である第１吐出孔１８が設けられる。第１吐出孔１８から吐出された第１の燃料は、燃料通路Ａ２を介して、コモンレール４に設けられる第１蓄圧室４ａへ流入する。ここで、燃料通路Ａ２において、第１吐出孔１８と第１蓄圧室４ａの間に、逆止弁である第１吐出弁１９が設けられる。

以下の説明では、下記のように記載する。燃料通路Ｂ１内の第２の燃料の圧力は、第２ポンプ圧力と記載される。第１昇圧室１１内の第１の燃料の圧力は、第１昇圧圧力と記載される。第２昇圧室１２ａ内の第２の燃料の圧力は、第２昇圧圧力と記載される。第１蓄圧室４ａ内の第１の燃料の圧力は、第１レール圧力と記載される。第２蓄圧室４ｃ内の第２の燃料の圧力は、第２レール圧力と記載される。

第１吐出弁１９は、第１昇圧圧力が所定の開弁圧以上である場合に開弁し、開弁圧未満であれば閉弁する逆止弁である。第１吐出弁１９は、弾性部材が弁体に閉弁側へ弾性力を付与することで弁体を閉弁させる機械式バルブである。第１吐出弁１９の弁体は、第１昇圧圧力と第１レール圧力との差圧が所定の開弁圧以上である場合に弾性力（セット荷重）に抗して開弁し、開弁圧未満であれば弾性力により閉弁する。第１昇圧室１１における第１の燃料が圧縮されて、第１昇圧圧力と第１レール圧力との差圧が設定値を超えて高くなると、逆止弁が開弁し、圧縮された高圧燃料は第１蓄圧室４ａへ供給される。つまり、第１昇圧圧力と第１レール圧力の差圧が第１吐出弁１９の所定の開弁圧以上である場合に、第１吐出弁１９は開弁し、第１の燃料は第１蓄圧室４ａへ供給される。

吸入弁２０は、燃料通路Ｂ１に設けられ、第２昇圧室１２ａと第２フィードポンプ３ａとの連通と遮断を切り替えるものである。吸入弁２０は、第２ポンプ圧力と第２昇圧圧力との差圧が所定の開弁圧以上である場合に開弁し、開弁圧未満であれば閉弁する逆止弁である。吸入弁２０は、一例として、弾性部材が弁体に閉弁側へ弾性力を付与することで弁体を閉弁させる機械式バルブである。第２吐出弁２５の弁体は、第２昇圧圧力と第２レール圧力との差圧が所定の開弁圧以上である場合に弾性力に抗して開弁し、開弁圧未満であれば弾性力により閉弁する。第２ポンプ圧力と第２昇圧圧力の差圧が吸入弁２０の所定の開弁圧以上である場合に、吸入弁２０は開弁し、第２の燃料が第２昇圧室１２ａへ吸入される。

第２昇圧室１２ａには第２弾性部材２２、第２吐出孔２３が設けられる。第２昇圧室１２ａに、第２フィードポンプ３ａにより昇圧された第２の燃料が吸入される。第２昇圧室１２ａは第１昇圧室１１よりも体積が小さい。第２本体部３２により、加圧室１２ｂの底面に底壁としてストッパ２４が設けられる。

燃料ポンプ１０には、第１昇圧室１１内の第１の燃料を加圧室１２ｂへ流入する連通路２６が設けられる。加圧室１２ｂに、連通路２６を通じて第１昇圧室１１から第１の燃料が流入する。

第２ピストン２１は、連通路２６から加圧室１２ｂへ流入する第１の燃料によって押圧され、第２の燃料を圧縮する向きに移動（つまりリフトアップ）する。つまり、第１ピストン１６がリフトアップすることで昇圧された第１の燃料により、第２ピストン２１は収容空間１２内を往復移動する。第２ピストン２１は、収容空間１２内を往復移動することで、第２昇圧室１２ａへ第２の燃料を吸入するとともに、吸入した第２の燃料を圧縮して加圧する。

第２ピストン２１の往復移動方向は、第１ピストン１６の往復移動方向と一致している。また、第２ピストン２１の中心軸線と第１ピストン１６の中心軸線とが重なるように、両ピストンは同軸上に配置されている。さらに、第２ピストン２１の加圧面の面積は、第１ピストン１６の加圧面の面積より小さく設定されている。

連通路２６は、第１ピストン１６と第２ピストン２１の少なくとも一方と同軸上に配置されている。また、連通路２６の通路断面積は、第２ピストン２１の加圧面の面積より小さく設定されている。連通路２６の通路断面積は、第１吐出孔１８の開口面積より小さく設定されている。連通路２６の通路断面積は、第２吐出孔２３の開口面積より小さくてもよいし、大きくてもよい。また、連通路２６の一端は、加圧室１２ｂのうち第２ピストン２１の端面と対向する部分に接続されている。連通路２６の他端は、第１昇圧室１１のうち第１ピストン１６の端面と対向する部分に接続されている。連通路２６は、一直線に延びる形状である。

第２弾性部材２２は、第２ピストン２１に対向する第２本体部３２の内壁に設けられる。第２弾性部材２２は第２昇圧室１２ａに配置される。第２弾性部材２２は、第２ピストン２１の燃料を圧縮する方向とは反対方向に、第２ピストン２１に対して弾性力を与えるように配置される。第２弾性部材２２から付与される弾性力により、第２ピストン２１は燃料を吸入する向きに移動（つまりリフトダウン）する。第２ピストン２１は、ストッパ２４に当接するまでリフトダウンする。ストッパ２４は、第２ピストン２１を所定位置よりリフトダウンさせないために設けられる。

第２昇圧室１２ａには第２の燃料が吐出される孔である第２吐出孔２３が設けられる。第２吐出孔２３から吐出された第２の燃料は、燃料通路Ｂ２を介して、コモンレール４に設けられる第２蓄圧室４ｃへ流入する。ここで、燃料通路Ｂ２において、第２吐出孔２３と第２蓄圧室４ｃの間に、逆止弁である第２吐出弁２５が設けられる。

第２吐出弁２５は、第２昇圧圧力が所定の開弁圧以上である場合に開弁し、開弁圧未満であれば閉弁する逆止弁である。第２吐出弁２５は、弾性部材が弁体に閉弁側へ弾性力を付与することで弁体を閉弁させる機械式バルブである。第２吐出弁２５の弁体は、第２昇圧圧力と第２レール圧力との差圧が所定の開弁圧以上である場合に弾性力（セット荷重）に抗して開弁し、開弁圧未満であれば弾性力により閉弁する。第２昇圧室１２ａにおける第２の燃料が圧縮されて、第２昇圧圧力と第２レール圧力との差圧が設定値を超えて高くなると、逆止弁が開弁し、圧縮された高圧燃料は第２蓄圧室４ｃへ供給される。つまり、第２昇圧圧力と第２レール圧力との差圧が第２吐出弁２５の所定の開弁圧以上である場合に、第２吐出弁２５は開弁し、第２の燃料が第２蓄圧室４ｃへ吸入される。本実施形態では、第１吐出弁１９の開弁圧の値を、第２吐出弁２５のものよりも大きな値となるように設定する。

＜制御装置５＞
制御装置５は、演算処理装置であるＣＰＵ５ｂと、記憶媒体であるメモリ５ａを主体に構成されている。制御装置５は、吸入調量弁１５、圧力センサ６、減圧弁７および各噴射弁８と電気的に接続されている。制御装置５は、圧力センサ６による検出値および目標圧に応じて、吸入調量弁１５および減圧弁７の作動を制御する。

＜圧力センサ６＞
圧力センサ６は、第１蓄圧室４ａに蓄圧された燃料の圧力を検出する。圧力センサ６による検出信号は、制御装置５に取り込まれる。圧力センサ６が検出した値は、吸入調量弁１５の制御に使用される。

＜減圧弁７＞
減圧弁７は、第１レール圧力を調整するように、第１レール４ｂに設けられる電磁弁である。減圧弁７が開弁すると、第１蓄圧室４ａ内の燃料を余剰燃料配管（図示せず）へ排出して第１レール圧力が所定値以上に上昇することを防ぐ。排出された燃料は、余剰燃料配管を介して第１燃料タンク２へ流入する。圧力センサ６で検出した圧力の値が所定以上であると制御装置５が判断した場合、制御装置５が減圧弁７を開弁させる。

第１レール４ｂの方が、第２レール４ｄよりも体積が大きく、その大きい方である第１レール４ｂに減圧弁７が接続される。同様に、圧力センサ６も大きい方である第１レール４ｂに接続される。

＜噴射弁８＞
噴射弁８は、複数の気筒毎に一つずつ配置される。各噴射弁８は、各気筒内の燃焼室へ向けて、第１の燃料と第２の燃料を噴射する。噴射弁８から気筒内に噴射する噴射口は１つであり、噴射弁８の先端に設けられる。第１の燃料と第２の燃料は、噴射口の近傍で混合され、その混合された状態で噴射口から噴射される。

＜第１実施形態の動作＞
以下、本実施形態の第１ピストン１６が上死点から下死点まで下がり、再び上死点へ上るまでの作動について、図２のタイムチャートを用いて詳細に説明する。

図２の各グラフの横軸は、経過時間を表している。（ａ）のグラフは、縦軸はカム１３のリフト量を示す。（ｂ）～（ｅ）のグラフは、第１昇圧圧力、第１レール圧力、第２昇圧圧力、第２レール圧力の値を示しており、縦軸が圧力の値を示す。（ｆ）～（ｉ）のグラフは、吸入調量弁１５、第１吐出弁１９、吸入弁２０、第２吐出弁２５の開閉状態を示す。図２の各グラフの実線は通常動作の場合を、破線は減圧弁７が動作する場合を示す。

＜通常動作の場合＞
まず、通常動作の場合について説明する。時刻ｔ１は第１ピストン１６が上死点に到達した時点である。時刻ｔ１以降、第１ピストン１６は第１弾性部材１７によりリフトダウンする。これに伴い、第１昇圧圧力は低下する。第１昇圧圧力が低下するため、連通路２６から加圧室１２ｂへ流入する第１の燃料が減少し、第２ピストン２１は第２弾性部材２２によりリフトダウンする。第２ピストン２１は、ストッパ２４に当接するまでリフトダウンする。これにより、第２昇圧圧力も低下する。

第１昇圧圧力が低下すると、第１吐出弁１９が閉弁する。これに伴い、第１レール圧力は変化せず、一定に保たれる。同様に、第２昇圧圧力が低下すると、第２吐出弁２５が閉弁する。これに伴い、第２レール圧力は変化せず、一定に保たれる。

第１ピストン１６がリフトダウンしている間に、吸入調量弁１５が開弁する（時刻ｔ２）。これにより、第１燃料タンク２から第１フィードポンプ２ａにより昇圧された第１の燃料が、第１昇圧室１１に吸入される。吸入調量弁１５は、第１レール圧力が目標圧となるように、燃料が必要な量だけ吸入されるように、電磁弁により調整される。必要な量は、圧力センサ６の値と噴射弁８で消費される第１の燃料量に基づいて、制御装置５が推定する。

第２昇圧圧力が低下し、第２フィードポンプ３ａにより昇圧された第２の燃料の圧力が、吸入弁２０の開弁圧と第２昇圧圧力の合計値を上回ると、吸入弁２０が開弁する（時刻ｔ２）。これにより、第２昇圧室１２ａに第２の燃料が吸入され、第２昇圧圧力が上昇する。第２昇圧圧力が上昇し、第２フィードポンプ３ａにより昇圧された第２の燃料の圧力から吸入弁２０の開弁圧を差し引いた値を上回ると、吸入弁２０は閉弁する。これにより、第２昇圧室１２ａへの第２の燃料の吸入は停止する。

インジェクタにより第１の燃料と第２の燃料が噴射されると、第１レール圧力と第２レール圧力は低下する（時刻ｔ３）。

カム１３が回転し、カム１３の作動点が最下点を過ぎると第１ピストン１６がリフトアップする。第１ピストン１６がリフトアップし、余分な第１の燃料量が吸入調量弁１５から逆流して排出され、必要な燃料量が第１昇圧室１１に残ったと判断されたタイミングで吸入調量弁１５が閉弁し、第１昇圧圧力が上昇する（時刻ｔ４）。第１昇圧圧力が上昇するため、連通路２６から流入する第１の燃料が増加し、第２ピストン２１もリフトアップする。これにより、第２昇圧圧力も上昇する。

以下の式は、第１の燃料と第２の燃料が、それぞれ第１吐出弁１９、第２吐出弁２５から吐出している状態での式である。
Ｐａ＝Ｐａｒ＋Ｆｋａｖ／Ｓａｖ＝Ｐｂｒ＋Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ＋Ｆｋｂｐ／Ｓｂｐ＋Ｆｒｂｐ・・・（１）
ここで、Ｐａは第１昇圧圧力、Ｐａｒは第１レール圧力、Ｆｋａｖは第１吐出弁１９のセット荷重、Ｓａｖは第１吐出弁１９の受圧面積、Ｐｂｒは第２レール圧力、Ｆｋｂｖは第２吐出弁２５のセット荷重、Ｆｋｂｐは第２ピストン２１のセット荷重、Ｆｒｂｐは第２ピストン２１の摺動抵抗、Ｓｂｖは第２吐出弁２５の受圧面積、Ｓｂｐは第２ピストン２１の断面積を表す。

第１昇圧圧力Ｐａが、Ｐａｒ＋Ｆｋａｖ／Ｓａｖ（第１吐出弁１９の開弁圧）を超えると、第１吐出弁１９が開弁する（時刻ｔ５）。これにより、第１の燃料が第１蓄圧室４ａに向けて吐出され、Ｐａｒが上昇を始める。

一方、第１昇圧圧力ＰａがＰｂｒ＋Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ（第２吐出弁２５の開弁圧）＋Ｆｋｂｐ／Ｓｂｐ（第２ピストン２１の作動差圧）＋Ｆｒｂｐ（第２ピストン２１の摺動抵抗）を超えると、第２吐出弁２５が開弁する（時刻ｔ５）。これにより、第２の燃料が第２蓄圧室４ｃに向けて吐出され、Ｐｂｒが上昇を始める。

カム１３が回転し、カム１３の作動点が最上点を過ぎると、第１ピストン１６がリフトダウンし、時刻ｔ１の状態となる。

このように、本実施形態では、第１昇圧室内の昇圧された第１の燃料が第２昇圧室内の第２の燃料を昇圧するため、第１昇圧圧力の昇圧に連動して第２昇圧圧力も昇圧する。さらに、第１昇圧圧力の昇圧に連動して第２昇圧圧力も昇圧するため、第１レール圧力の昇圧に連動して第２レール圧力も昇圧する。

＜減圧弁７が動作する場合＞
続いて、減圧弁７が動作する場合について説明する。前述した通常動作と同じ点については記載を省略する。ここで、第１レール圧力が所定値を超えたと制御装置５が判断した場合に減圧弁７を開弁するが、その所定値を図２において減圧弁作動圧として記載している。また、図２における減圧弁作動期間とは、減圧弁７が開弁している期間を示す。

本例では、グラフ（ｆ）の時刻ｔ２以降の破線のように、吸入調量弁１５の閉弁タイミングが通常時よりも早くなってしまった場合を説明する。この場合、通常動作の場合よりも吸入調量弁１５の閉弁タイミングが早いため、第１昇圧圧力が通常動作の場合よりも早く昇圧開始されてしまう（時刻ｔ４ａ）。第１昇圧圧力の昇圧に伴って、第２昇圧圧力、第１レール圧力、第２レール圧力も昇圧する。

第１レール圧力が減圧弁作動圧を超えたとき、減圧弁７が作動し、第１レール圧力が所定値以上昇圧しなくなる（時刻ｔ６）。第１レール圧力の昇圧が停止すると、第１の燃料および第２の燃料の吐出中において、式（１）の関係より、第１昇圧圧力、第２レール圧力も所定値以上昇圧しなくなる。

このように、本実施形態では、第１蓄圧室４ａに減圧弁７が１つ設けられることで、第１レール圧力のみならず、第２レール圧力の過昇圧も抑制することができる。

＜第１実施形態のまとめ＞
本実施形態の燃料ポンプ１０によれば、第１の燃料および第２の燃料の吐出中において、第１レール圧力と第２レール圧力とは、Ｐａｒ＋Ｆｋａｖ／Ｓａｖ＝Ｐｂｒ＋Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ＋Ｆｋｂｐ／Ｓｂｐ＋Ｆｒｂｐの関係となる。ここで、第１吐出弁１９の開弁圧（Ｆｋａｖ／Ｓａｖ）、第２吐出弁２５の開弁圧（Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ）については設計時にメカニカルに調整が可能である。したがって、第１レール圧力と第２レール圧力との圧力差を、メカニカルに容易に調整することが可能となる。

一例として本実施形態では、第１吐出弁１９の開弁圧は第２吐出弁２５の開弁圧よりも大きく設定されている。第１の燃料および第２の燃料の吐出中において、第１レール圧力と第２レール圧力との圧力差は、Ｐａｒ－Ｐｂｒ＝Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ＋Ｆｋｂｐ／Ｓｂｐ＋Ｆｒｂｐ－Ｆｋａｖ／Ｓａｖの関係となる。つまり、第１吐出弁１９の開弁圧（Ｆｋａｖ／Ｓａｖ）を第２吐出弁２５の開弁圧（Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ）よりも大きくすることで、第１レール圧力と第２レール圧力を同等の圧力にすることを容易に実現できる。

一例として本実施形態では、第１レール４ｂに燃料を減圧する減圧弁７が設けられる。これにより、第１レール圧力を減圧弁７により減圧でき、過剰に昇圧されることを抑制できる。ここで、第１の燃料および第２の燃料の吐出中において、Ｐａｒ＋Ｆｋａｖ／Ｓａｖ＝Ｐｂｒ＋Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ＋Ｆｋｂｐ／Ｓｂｐ＋Ｆｒｂｐの関係より、一方の蓄圧室における燃料の圧力を減圧して過昇圧を抑制すると、他方の蓄圧室における燃料の圧力の過昇圧も抑制できる。そのため、他方のレールについては減圧弁７を設けなくても過昇圧を抑制でき、両方のレールに減圧弁７を設ける場合に比べて部品点数を低減できる。

一例として本実施形態では、第１レール４ｂに燃料を減圧する減圧弁７が設けられる。第２レール圧力は、第２ピストン２１の摺動不良により過昇圧しない場合が考えられる。そのため、第２レール４ｄに減圧弁７を設けて第１レール４ｂを減圧弁７レスにすると、第１レール圧力の過昇圧を防止できなくなる懸念が生じる。一方、第１蓄圧室４ａにおける第１の燃料ではそのような場合は生じない。そこで、第１レール４ｂに減圧弁７を設けることで、第１レール圧力の過昇圧を確実に防止することができる。

＜変形例＞
本実施形態では、圧力センサ６は第１レール圧力を検出するが、第２レール圧力を検出するようにしてもよい。また、圧力センサ６は、第１レール圧力と第２レール圧力の両方を検出するように、各々に設けられてもよい。

減圧弁７はメカニカルに所定圧で開弁する弁であってもよい。この場合、第１レール圧力の値が所定以上となった場合、減圧弁７が開弁し、第１レール圧力が所定値以上に昇圧することを防ぐことができる。

本実施形態では、第１吐出弁１９の開弁圧の値を第２吐出弁２５のものよりも大きな値となるように設定したが、第１吐出弁１９の開弁圧の値を第２吐出弁２５のものよりも小さな値に設定してもよいし、等しい値に設定してもよい。

本実施形態では、減圧弁７は第１レール４ｂに設けられるが、第２蓄圧室４ｃの圧力を調整するように、第２レール４ｄに設けてもよい。また、減圧弁７は、第１レール４ｂと第２レール４ｄの各々に、両方に設けられてもよい。

本実施形態では、吸入調量弁１５は、所望のタイミングで閉弁作動させ、第１の燃料が圧縮を開始するタイミングを制御することで、第１ピストン１６で加圧される第１の燃料の量を調整するようにしたが、これに限らない。吸入調量弁１５は、弁の開口面積を調整することで、第１ピストン１６で加圧される第１の燃料の量を調整してもよい。

本実施形態では、第２ピストン２１の往復移動方向は、第１ピストン１６の往復移動方向と一致しているが、一致しなくともよい。また、本実施形態では、第２ピストン２１の中心軸線と第１ピストン１６の中心軸線とが重なるように、両ピストンは同軸上に配置したが、同軸上に設けなくともよい。

図３は、燃料ポンプ１０において、第１ピストン１６と第２ピストン２１が、第１ピストン１６の往復移動方向と第２ピストン２１の往復移動方向とが異なるように配置される変形例である。図３の変形例では、第２ピストン２１の中心軸線と第１ピストン１６の中心軸線とは垂直となる。さらに、連通路２６は、第２ピストン２１と同軸上に配置される。

図３の変形例では、第１ピストン１６の往復移動方向と第２ピストン２１の往復移動方向とは垂直である。そのため、本変形例に反して第２ピストン２１の往復移動方向が第１ピストン１６の往復移動方向と一致している場合よりも、第１ピストン１６の往復移動方向に燃料ポンプ１０を小型化することが可能となる。

（第２実施形態）
本開示の実施形態による燃料ポンプ１０は、図４に示す燃料噴射システム１に用いられている。燃料噴射システム１は、車両のディーゼルエンジンの気筒内にバイオ燃料および軽油の２種類の燃料を噴射するシステムである。以下、本実施形態に係る燃料噴射システム１について、上記第１実施形態との違いを中心に説明する。

＜第１燃料タンク２と第２燃料タンク３＞
第２燃料タンク３に収容される第２の燃料が、先述したバイオ燃料であり、ディーゼルエンジンの主燃料である。バイオ燃料の具体例としては、アルコール等のバイオエタノールが挙げられる。第１燃料タンク２に収容される第１の燃料が、先述した軽油であり、着火用燃料である。エンジンの燃焼室へ供給されるバイオ燃料に軽油を混合させることで、混合気の自着火を可能にさせている。要するに、上記第１実施形態では、第１の燃料をアルコール、第２の燃料を軽油としているのに対し、本実施形態では、第１の燃料を軽油、第２の燃料をアルコールとしている。

＜コモンレール４＞
上記第１実施形態では、第１蓄圧室４ａで蓄圧させる第１の燃料をアルコール、第２蓄圧室４ｃで蓄圧させる第２の燃料を軽油としている。そのため、第１蓄圧室４ａの方が、第２蓄圧室４ｃよりも大きい体積に設定されている。これに対し本実施形態では、第１蓄圧室４ａで蓄圧させる第１の燃料を軽油、第２蓄圧室４ｃで蓄圧させる第２の燃料をアルコールとしている。そのため、第１蓄圧室４ａの方が、第２蓄圧室４ｃよりも小さい体積に設定されている。

＜燃料ポンプ１０＞
上記第１実施形態では、吸入調量弁１５は、第１昇圧室１１と第１フィードポンプ２ａとの連通と遮断を切り替える電磁弁である。そして、その切り替えるタイミングを調整することで、第１昇圧室１１への第１燃料の吸入量が調節される。これに対し本実施形態では、吸入調量弁１５は、第１昇圧室１１と第１フィードポンプ２ａとの連通開度を無段階で連続的に調整可能な電磁弁である。そして、その連通開度を調整することで、第１昇圧室１１への第１燃料の吸入量が調節される。

吸入調量弁１５の連通開度は、制御装置５によって制御される。なお、制御装置５は、第１ピストン１６が１往復する間に連通開度を変更させることはせず、連通開度を固定させる。そして、次回以降に第１ピストン１６が往復動する際の連通開度を、目標圧力と実圧力との差に応じて変更させる。

本実施形態に係る燃料ポンプ１０は、吸入弁２０（第２吸入弁）とは別の吸入弁２０ｘ（第１吸入弁）を追加して備えている。吸入弁２０ｘは、燃料通路Ａ１のうち吸入調量弁１５と第１昇圧室１１との間の部分に設けられている。

吸入弁２０ｘは、第１昇圧室１１と第１フィードポンプ２ａとの連通と遮断を切り替えるものである。吸入弁２０ｘは、吸入調量弁１５の下流側圧力と第１昇圧圧力との差圧が所定の開弁圧以上である場合に開弁し、開弁圧未満であれば閉弁する逆止弁である。吸入弁２０ｘは、一例として、弾性部材が弁体に閉弁側へ弾性力を付与することで弁体を閉弁させる機械式バルブである。吸入弁２０ｘの機能は、第１昇圧室１１の燃料が第１フィードポンプ２ａの側へ逆流することを防止することである。

上記第１実施形態に係る第２弾性部材２２は、本実施形態では廃止されている。第２ピストン２１は、第２昇圧室１２ａのアルコールの圧力と、加圧室１２ｂの軽油の圧力との圧力差によって作動する。

具体的には、第１ピストン１６がリフトダウンして第１昇圧室１１の圧力が低下すると、吸入弁２０が閉弁した状態であれば加圧室１２ｂの圧力も低下して、第２ピストン２１はリフトダウンする。その結果、第２昇圧室１２ａの圧力が低下して、吸入弁２０は開弁することになる。その後、第２ピストン２１がリフトダウンを続けてストッパ２４に当接すると、第２昇圧室１２ａへの燃料流入に伴い第２昇圧室１２ａの圧力が上昇する。その結果、吸入弁２０は閉弁することになる。

第１ピストン１６がリフトアップして第１昇圧室１１の圧力が上昇すると、吸入弁２０が閉弁した状態であれば加圧室１２ｂの圧力も上昇して、第２ピストン２１はリフトアップする。その結果、第２昇圧室１２ａの圧力が上昇して、第２吐出弁２５は開弁することになる。つまり、燃料ポンプ１０で加圧されたアルコールが第２蓄圧室４ｃへ圧送される。

＜リーク部７ｘ＞
図４に示すように、本実施形態に係る燃料ポンプ１０では、第１実施形態に係る減圧弁７が廃止され、リーク部７ｘが新たに備えられている。減圧弁７が第１レール４ｂに設けられていたのに対し、リーク部７ｘは第２レール４ｄに設けられている。減圧弁７が電磁弁であり制御装置５によって駆動制御されるのに対し、リーク部７ｘは、第２蓄圧室４ｃ内の燃料を常時リークさせる絞り弁であり、制御装置５によって駆動制御されるものではない。リーク部７ｘからリークされた燃料は、第２燃料タンク３へ戻される。

リーク部７ｘは、微小量の燃料をリークするように設定されている。よって、エンジンおよび燃料ポンプ１０の通常運転時には、リークによる第２蓄圧室４ｃの圧力低下は無視できる程度である。一方、エンジンおよび燃料ポンプ１０の停止時には、微小量のリークによって時間をかけて第２蓄圧室４ｃの圧力が低下していく。

＜燃料ポンプの動作＞
以下、本実施形態の第１ピストン１６が上死点から下死点まで下がり、再び上死点へ上るまでの作動について、図５のタイムチャートを用いて詳細に説明する。

図５の各グラフの横軸は、経過時間を表している。（ａ）のグラフは、カム１３のリフト量を示す。（ｂ）のグラフは、第２ピストン２１のリフト量を示す。（ｃ）のグラフは、第１昇圧圧力および第２昇圧圧力を示す。（ｄ）のグラフは、第１レール圧力および第２レール圧力を示す。（ｅ）～（ｈ）のグラフは、吸入調量弁１５、第１吸入弁（吸入弁２０ｘ）、第２吸入弁（吸入弁２０）、第１吐出弁１９および第２吐出弁２５の開閉状態を示す。

第１ピストン１６が上死点に到達した時刻ｔ１以降、第１ピストン１６は第１弾性部材１７によりリフトダウンする。これに伴い、第１昇圧圧力は低下する。第１昇圧圧力が低下するため、連通路２６から加圧室１２ｂへ流入する第１の燃料が逆流し、第２ピストン２１はリフトダウンする。第２ピストン２１は、ストッパ２４に当接するまでリフトダウンして、第２昇圧圧力も低下する。

第１昇圧圧力が低下すると第１吐出弁１９が閉弁する。これに伴い、第１レール圧力は変化せず一定に保たれる。同様に、第２昇圧圧力が低下すると第２吐出弁２５が閉弁する。これに伴い、第２レール圧力は変化せず一定に保たれる。

第１ピストン１６がリフトダウンしている間に、第１燃料タンク２から第１フィードポンプ２ａにより昇圧された第１の燃料が、吸入調量弁１５を通じて第１昇圧室１１に吸入される。吸入調量弁１５は、第１レール圧力が目標圧となるように、燃料が必要な量だけ吸入されるように、電磁弁により調整される。必要な量は、圧力センサ６の値と噴射弁８で消費される燃料量に基づいて、制御装置５が推定する。なお、制御装置５は、第１ピストン１６が１往復する間に電磁弁の開度を変更させることはせず、開度を固定させる。

噴射弁８により第１の燃料と第２の燃料が噴射されると、第１レール圧力と第２レール圧力は低下する（時刻ｔ３）。

カム１３が回転し、カム１３の作動点が最下点を過ぎると第１ピストン１６がリフトアップする。第１ピストン１６がリフトアップし、第１昇圧室１１内の負圧によって発生した気泡が潰されると、第１昇圧圧力が上昇する（時刻ｔ４）。第１昇圧圧力が上昇するため、連通路２６から流入する第１の燃料が増加し、第２ピストン２１もリフトアップする。これにより、第２昇圧圧力も上昇する。

以下の式は、第１の燃料と第２の燃料が、それぞれ第１吐出弁１９、第２吐出弁２５から吐出している状態での式である。
Ｐａ＝Ｐａｒ＋Ｆｋａｖ／Ｓａｖ＝Ｐｂｒ＋Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ＋Ｆｒｂｐ・・・（１）
ここで、Ｐａは第１昇圧圧力、Ｐａｒは第１レール圧力、Ｆｋａｖは第１吐出弁１９のセット荷重、Ｓａｖは第１吐出弁１９の受圧面積、Ｐｂｒは第２レール圧力、Ｆｋｂｖは第２吐出弁２５のセット荷重、Ｆｒｂｐは第２ピストン２１の摺動抵抗、Ｓｂｖは第２吐出弁２５の受圧面積を表す。

一方、第１昇圧圧力ＰａがＰｂｒ＋Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ（第２吐出弁２５の開弁圧）＋Ｆｒｂｐ（第２ピストン２１の摺動抵抗）を超えると、第２吐出弁２５が開弁する（時刻ｔ５）。これにより、第２の燃料が第２蓄圧室４ｃに向けて吐出され、Ｐｂｒが上昇を始める。

なお、第２吐出弁２５の開弁圧を第１吐出弁１９の開弁圧より大きくしている場合、時刻ｔ３から時刻ｔ５に期間において、第１レール圧力は第２レール圧力より大きくなる。しかし、この圧力差は無視できるほどに微小なため、図５中の（ｄ）のグラフでは表現されていない。

＜噴射弁８＞
図６に示すように、噴射弁８は、ボデー８１、弁体８２および摺動シール８３を備える。さらに噴射弁８は、図４に示す電磁弁８４等を備える。噴射弁８は、エンジンのシリンダヘッドに取り付けられ、第１の燃料（軽油）および第２の燃料（アルコール）を燃焼室へ噴射する。噴射弁８は、２種類の燃料を混合した状態で燃焼室へ噴射する。

ボデー８１は、内部に燃料通路を形成するとともに、内部に弁体８２を収容する。ボデー８１は、中心軸線Ｃ１を中心とした概略円筒の形状である。弁体８２は、中心軸線Ｃ１に沿う方向に移動可能な状態でボデー８１内部に収容されている。弁体８２のリフトアップ移動が噴射弁８の開弁作動に相当し、リフトダウンが閉弁作動に相当する。摺動シール８３は、ボデー８１に組付けられたリング形状である。摺動シール８３は、弁体８２とボデー８１の間に配置されており、移動する弁体８２に対してボデー８１との間をシールする。

ボデー８１内部に形成される燃料通路には、軽油通路Ｒ１１、アルコール通路Ｒ２１、アルコール環状通路Ｒ２２および混合通路Ｒ３０が含まれる。弁体８２の内部にも燃料通路が形成されており、その燃料通路には、連通路Ｒ１２、メイン通路Ｒ１３および絞りＲ１４が含まれる。なお、アルコール環状通路Ｒ２２および混合通路Ｒ３０は、ボデー８１の内周面と弁体８２の外周面との間で形成される。

第２蓄圧室４ｃから噴射弁８の供給口Ｒ２０（図８参照）へ供給されたアルコールは、アルコール通路Ｒ２１、アルコール環状通路Ｒ２２および混合通路Ｒ３０を順に流れて、噴孔Ｒ３１から噴射される。第１蓄圧室４ａから噴射弁８の供給口Ｒ１０へ供給された軽油は、軽油通路Ｒ１１、連通路Ｒ１２、メイン通路Ｒ１３、絞りＲ１４および混合通路Ｒ３０を順に流れて、噴孔Ｒ３１から噴射される。つまり、アルコールおよび軽油は、混合通路Ｒ３０で混合され、混合された状態で噴孔Ｒ３１から噴射される。なお、摺動シール８３は、アルコール環状通路Ｒ２２と軽油通路Ｒ１１との間を仕切る。

弁体８２の先端にはシート面８２ａが形成され、ボデー８１のうちシート面８２ａに対向する部分には弁座８１ａが形成されている。図７に示すように、弁体８２がリフトダウンしてシート面８２ａが弁座８１ａに着座すると、混合通路Ｒ３０は閉鎖されて燃料の噴射が停止される。一方、図６に示すように弁体８２がリフトアップしてシート面８２ａが弁座８１ａから離座すると、混合通路Ｒ３０は開放されて燃料が噴射される。

図８に示すように、コモンレール４には、第１蓄圧室４ａに連通する凹部４１と、第２蓄圧室４ｃに連通する凹部４２が形成されている。噴射弁８のボデー８１のうち軽油の供給口Ｒ１０が形成される部分は、凹部４１へ挿入される。ボデー８１のうちアルコールの供給口Ｒ２０が形成される部分は、凹部４２へ挿入される。凹部４１および凹部４２の各々にはＯリング４３が配置されている。Ｏリング４３は、ボデー８１とコモンレール４との間をシールする。

さらにボデー８１は、図示しない制御室を内部に形成する。制御室には、軽油通路Ｒ１１から分岐した通路を通じて軽油が流入する。制御室内の軽油の圧力は制御圧と呼ばれる。制御圧は、弁体８２を閉弁させる向きに弁体８２へ付与される。このように閉弁側へ作用する制御圧を生じさせる軽油は、閉弁作動流体に相当する。

一方、アルコール通路Ｒ２１から分岐したアルコールの一部は、弁体８２を開弁させる向きに弁体８２へ付与される。このように開弁側へ作用する圧力（開弁圧）を生じさせるアルコールは、開弁作動流体に相当する。

閉弁作動流体と開弁作動流体との差圧が所定値以上の場合に、制御圧によって弁体８２は閉弁作動する。制御圧が低下して上記差圧が所定値未満になった場合に、開弁圧によって弁体８２は開弁作動する。

図４に示す電磁弁８４は、制御室の軽油の流入または流出を制御することで、制御圧を制御する。例えば、制御室から軽油を流出させる通路を電磁弁８４が開閉する。制御装置５が電磁弁８４を開弁駆動させると、制御室から軽油が流出して制御圧は低下する。これにより、弁体８２は開弁作動する。制御装置５が電磁弁８４を閉弁駆動させると、制御室からの軽油の流出は停止される一方で、軽油通路Ｒ１１から制御室への軽油の流入によって制御圧は上昇する。これにより、弁体８２は閉弁作動する。

＜第２実施形態のまとめ＞
本実施形態の燃料ポンプ１０によれば、第１の燃料および第２の燃料の吐出中において、第１レール圧力と第２レール圧力とは、Ｐａｒ＋Ｆｋａｖ／Ｓａｖ＝Ｐｂｒ＋Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ＋Ｆｒｂｐの関係となる。ここで、第１吐出弁１９の開弁圧（Ｆｋａｖ／Ｓａｖ）、第２吐出弁２５の開弁圧（Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ）については設計時にメカニカルに調整が可能である。したがって、第１レール圧力と第２レール圧力との圧力差を、メカニカルに容易に調整することが可能となる。

一例として本実施形態では、第２吐出弁２５の開弁圧は第１吐出弁１９の開弁圧よりも大きく設定されている。第１の燃料および第２の燃料の吐出中において、第１レール圧力と第２レール圧力との圧力差は、Ｐａｒ－Ｐｂｒ＝Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ＋Ｆｒｂｐ－Ｆｋａｖ／Ｓａｖの関係となる。つまり、第１吐出弁１９の開弁圧（Ｆｋａｖ／Ｓａｖ）を第２吐出弁２５の開弁圧（Ｆｋｂｖ／Ｓｂｖ）よりも小さくすることで、第１レール圧力を第２レール圧力より大きい圧力にすることを容易に実現できる。

さらに本実施形態では、閉弁作動流体と開弁作動流体との差圧が所定値以上の場合に閉弁作動し、上記差圧が所定値未満の場合に開弁作動するように構成されている。ここで、本実施形態に反した以下の比較構造について説明する。比較構造では、電磁アクチュエータの力を弁体８２へ直接作用させて、弁体８２を開閉弁作動させる。この場合、噴射弁８へ供給される燃料の圧力が高い場合には、電磁アクチュエータに要求される力が大きくなる。そのため、電磁アクチュエータの大型化を招き、噴射弁８の大型化を招く。これに対し本実施形態では、作動流体の圧力差で弁体８２を開閉作動させるので、燃料圧力が大きい場合であっても噴射弁８の大型化を抑制できる。

さらに本実施形態では、第１レール４ｂおよび第２レール４ｄのうち開弁作動流体を蓄圧するレールには、開弁作動流体をリークさせるリーク部７ｘが設けられている。そのため、エンジンおよび燃料ポンプ１０の停止時には、微小量のリークによって時間をかけて開弁作動流体の蓄圧室（第２蓄圧室４ｃ）の圧力が低下していく。そのため、エンジン停止時に、作動流体の圧力差が低下して弁体８２が開弁するといった、意図しない燃料噴射の懸念を低減できる。例えば、本実施形態に反してリーク部７ｘが廃止された場合には、エンジン停止直後に、アルコール圧力よりも軽油圧力の方が迅速に低下するおそれがある。その場合には、作動流体の圧力差が低下して弁体８２が開弁し、意図しない燃料噴射が懸念される。この懸念を、リーク部７ｘを備えることで低減させている。

さらに本実施形態では、リーク部７ｘは、燃料ポンプ１０が作動中であるか否かに拘わらず、開弁作動流体を常時リークさせる。そのため、電磁弁を用いることなく簡素な構成で開弁作動流体のリークを実現できる。

さらに本実施形態では、第１レール４ｂおよび第２レール４ｄのうち閉弁作動流体を蓄圧するレール（第１レール４ｂ）に、燃料圧力を検出する圧力センサ６が設けられている。そのため、閉弁作動流体が目標圧力に対して大きく低下する事態を迅速に検知できる。そのため、上記事態に伴い作動流体の圧力差が低下して弁体８２が開弁するといった不具合を、未然に防ぐことができる。

ここで、第１の燃料は第１ピストン１６によって直接加圧されるため、第２の燃料に比べて迅速かつ確実に昇圧される。この点を鑑み、本実施形態では、第１の燃料が閉弁作動流体として機能するように噴射弁８は構成されている。そのため、作動流体の圧力差が低下して弁体８２が開弁するといった意図しない燃料噴射の懸念を、より一層低減できる。

＜変形例＞
リーク部７ｘは、常時リークさせる構造に限定されず、燃料が設定圧力以上になった場合に開弁する逆止弁であってもよいし、電磁弁であってもよい。リーク部７ｘは、コモンレール４に設けられることに限定されず、噴射弁８に設けられてもよいし、燃料ポンプ１０に設けられてもよい。

圧力センサ６は、第１レール４ｂに設けられることに限定されず、第２レール４ｄに設けられていてもよい。上記各実施形態では、１つの噴射弁８から２種類の燃料を噴射させている。これに対し、第１の燃料を噴射する噴射弁と、第２の燃料を噴射する噴射弁とを別々に設けてもよい。

噴射弁８は、第１の燃料が閉弁作動流体として機能する構成に限定されず、第２の燃料が閉弁作動流体として機能する構成であってもよい。また、噴射弁８は、作動流体の差圧で弁体８２を開閉させる構成に限定されず、電磁アクチュエータの力を弁体８２へ直接作用させて開閉させる直動式であってもよい。

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。

１…燃料噴射システム、２…第１燃料タンク、２ａ…第１フィードポンプ、３…第２燃料タンク、３ａ…第２フィードポンプ、４…コモンレール、５…制御装置、６…圧力センサ、７…減圧弁、７ｘ…リーク部、８…噴射弁、１０…燃料ポンプ、１１…第１昇圧室、１２…収容空間

Claims

カム（１３）で押し動かされて往復動する第１ピストン（１６）と、
前記第１ピストンによって加圧される第１の燃料を収容し、加圧された前記第１の燃料を吐出する第１吐出孔（１８）を有する第１昇圧室（１１）と、
前記第１ピストンによって加圧された前記第１の燃料により押圧されて往復動する第２ピストン（２１）と、
前記第２ピストンによって加圧される第２の燃料を収容し、加圧された前記第２の燃料を吐出する第２吐出孔（２３）を有する第２昇圧室（１２ａ）と、
を備える燃料ポンプ。
前記第１吐出孔から吐出された前記第１の燃料を蓄圧する第１蓄圧室（４ａ）と前記第１吐出孔との間に設けられ、逆止弁として機能する第１吐出弁（１９）と、
前記第２吐出孔から吐出された前記第２の燃料を蓄圧する第２蓄圧室（４ｃ）と前記第２吐出孔との間に設けられ、逆止弁として機能する第２吐出弁（２５）と、を備える請求項１に記載の燃料ポンプ。
前記第１吐出弁の開弁圧は前記第２吐出弁の開弁圧よりも大きい、請求項２に記載の燃料ポンプ。
カム（１３）で押し動かされて往復動する第１ピストン（１６）と、
前記第１ピストンによって加圧される第１の燃料を収容し、加圧された前記第１の燃料を吐出する第１吐出孔（１８）を有する第１昇圧室（１１）を形成する第１本体部（３１）と、
前記第１ピストンによって加圧された前記第１の燃料により押圧されて往復動する第２ピストン（２１）と、
前記第２ピストンによって加圧される第２の燃料を収容し、加圧された前記第２の燃料を吐出する第２吐出孔（２３）を有する第２昇圧室（１２ａ）を形成する第２本体部（３２）と、を備える燃料ポンプ（１０）と、
前記第１昇圧室から吐出された前記第１の燃料を蓄圧する第１蓄圧室（４ａ）を形成する第１レール（４ｂ）と、
前記第２昇圧室から吐出された前記第２の燃料を蓄圧する第２蓄圧室（４ｃ）を形成する第２レール（４ｄ）と、
前記第１蓄圧室から分配される前記第１の燃料および前記第２蓄圧室から分配される前記第２の燃料を噴射する噴射弁（８）と、
を備える燃料噴射システム。
前記第１レールと前記第２レールのいずれか一方に、燃料を減圧する減圧弁（７）を設ける、請求項４に記載の燃料噴射システム。
前記減圧弁は、前記第１レールに設けられている、請求項５に記載の燃料噴射システム。
前記第１の燃料および前記第２の燃料のいずれか一方の燃料を開弁作動流体とし、他方の燃料を閉弁作動流体とし、
前記噴射弁は、前記閉弁作動流体と前記開弁作動流体との差圧が所定値以上の場合に閉弁作動し、前記差圧が所定値未満の場合に開弁作動するように構成されている、請求項４に記載の燃料噴射システム。
前記第１レールおよび前記第２レールのうち前記開弁作動流体を蓄圧するレールには、前記開弁作動流体をリークさせるリーク部（７ｘ）が設けられている、請求項７に記載の燃料噴射システム。
前記リーク部は、前記燃料ポンプが作動中であるか否かに拘わらず、前記開弁作動流体を常時リークさせる、請求項８に記載の燃料噴射システム。
前記第１レールおよび前記第２レールのうち前記閉弁作動流体を蓄圧するレールには、燃料圧力を検出する圧力センサ（６）が設けられている、請求項７に記載の燃料噴射システム。
前記噴射弁は、前記第１の燃料が閉弁作動流体として機能するように構成されている、請求項７～１０のいずれか１つに記載の燃料噴射システム。