CN1934349B - 蓄压式燃料喷射装置以及具有该蓄压式燃料喷射装置的内燃机 - Google Patents

Abstract

在一个实施方式中，在具有共轨式燃料喷射装置的发动机中的燃料压送用的高压泵(8)中具有两个执行器(88、89)。通过停止这些执行器(88、89)中的一方(88)，仅仅进行来自另一方(89)的燃料压送动作，使作用在发动机的曲轴上的负荷扭矩为极大的时刻与作用在高压泵(8)的驱动轴上的负荷扭矩为极小的时刻一致。

Description

蓄压式燃料喷射装置以及具有该蓄压式燃料喷射装置的内燃机

技术领域

本发明涉及具有应用在内燃机(例如柴油发动机)的燃料供给系统中的蓄压配管(所谓共轨)的蓄压式(共轨式)燃料喷射装置以及具有该蓄压式燃料喷射装置的内燃机。特别是，本发明涉及用于能够一面抑制内燃机的振动，一面将怠速转数设定得较低的措施，以及用于能够高精度地调整共轨内压的措施。

背景技术

以往，作为多汽缸柴油发动机等的燃料供给系统，提出了比机械的燃料喷射泵-喷嘴方式控制性优异的蓄压式燃料喷射装置(例如参照下述的专利文献1以及专利文献2)。

这种燃料喷射装置被构成为，将由高压泵加压到规定压力的燃料预先储存在共轨中，使储存在该共轨中的燃料与燃料喷射时刻相适应，由规定的喷射器向燃烧室内喷射。另外，控制器进行演算处理，进行共轨内燃料压力(下面称为共轨内压)的控制和各喷射器的控制，以便相对于发动机的运转状态，以最合适的喷射条件喷射燃料。

这样，蓄压式燃料喷射装置在能够控制燃料喷射量及其喷射时期的基础上，还能够根据发动机的运转状态，控制由共轨内压所决定的燃料喷射压力，因此，作为控制性优异的喷射装置得到注目。特别是，该蓄压式燃料喷射装置因为在发动机的低转速区域的升压性良好，因此，可从低速区域开始进行高压燃料喷射，能够进行在以往的机械式燃料喷射装置中无法实现的在低转数的怠速运转。具体地说，在以往的机械式燃料喷射装置中，只能实现500r.p.m程度的低旋转，而根据该蓄压式燃料喷射装置，能实现250r.p.m程度的怠速运转。这样，因为能够实现在低转数的怠速运转，所以能够谋求降低在该怠速运转时的噪音以及节省燃料消耗。

另外，作为在这种蓄压式燃料喷射装置中使用的高压泵，例如下述的专利文献3所公开，具有多个燃料压送系统的高压泵已被公知。

专利文献1：特开2000-18052号公报

专利文献2：特开2003-328830号公报

专利文献3：特开2004-84538号公报

但是，通过上述那样的蓄压式燃料喷射装置，虽然能够将怠速转数设定得较低，但仅仅单纯降低怠速转数，会产生发动机的压缩行程和膨胀行程的行动增大，发动机的振动增大的课题。

图9是表示在怠速运转区域的发动机转数和发动机的振动振幅的关系的一个例子的图。例如，图中的发动机转数范围R1是即使为以往的机械式燃料喷射装置也能实现的范围，图中的发动机转数范围R2是在机械式燃料喷射装置中不能实现，通过采用蓄压式燃料喷射装置才能实现的范围。这样，在只有通过蓄压式燃料喷射装置才能实现的发动机转数范围R2中，将发动机转数设定得越低，发动机的振动振幅越是急剧增大。这样，虽然通过采用蓄压式燃料喷射装置，能够使发动机转数降低到上述发动机转数范围R2，但从发动机的振动的观点来看，在该发动机转数范围R2中实行怠速运转是不能实现的。换言之，由于该发动机的振动的原因，没能充分地发挥采用了蓄压式燃料喷射装置的益处，就通过实现在该低转数的怠速运转来谋求降低噪音，削减燃料消耗而言，仍有改进的余地。

另一方面，发动机性能受到共轨内压很大的影响，为了实现发动机的高输出化·低燃料消耗·低排放，就需要根据运转状态，大范围地高精度地将低的共轨内压控制到高的共轨压力。但是，在整个发动机运转区域，为了大范围地控制共轨内压，特别是为了在高速·高喷射量条件下实现高共轨内压，需要增大从泵向轨输送的燃料容量。若象上述那样增大从泵向轨输送的燃料量(下面为泵排出量)，则泵的柱塞直径以及升程量扩大，排出量的控制精度变得粗糙，其结果为，存在共轨内压控制精度恶化的问题。

本发明就是鉴于上述问题而成，第一个目的是提供一种具有能够一面控制内燃机的振动，一面将怠速转数设定得较低的蓄压式燃料喷射装置的内燃机。另外，其他的目的是提供一种能够在发动机整个运转区域中高精度地调整共轨内压的蓄压式燃料喷射装置以及具有该蓄压式燃料喷射装置的内燃机。

发明内容

为了实现上述的目的而采用的本发明的解决手段是通过以作用于发动机的驱动轴(曲轴)的负荷扭矩和作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩相抵的方式，使各驱动轴彼此相连，来抑制总负荷扭矩的变动。即，通过使作用于发动机的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻和作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻一致，来抑制两扭矩重合而成的总负荷扭矩的变动，可实现在低转数的怠速运转。

具体地说，本发明的前提是一种具有蓄压式燃料喷射装置的内燃机，该蓄压式燃料喷射装置具有通过动力传递构件，接收来自内燃机主体的驱动轴的驱动力，并进行燃料压送动作的燃料泵、储存由该燃料泵压送的燃料的共轨、将由该共轨供给的燃料向内燃机主体的燃烧室喷射的燃料喷射阀。针对具有该蓄压式燃料喷射装置的内燃机，上述内燃机主体的驱动轴和燃料泵的驱动轴，通过动力传递构件连接，并将各驱动轴的旋转相位对合成，作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻和作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻大致一致。

更具体地说是，内燃机主体的驱动轴和燃料泵的驱动轴通过动力传递构件，以下述的方式连接，即，内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩变动周期和燃料泵的驱动轴的负荷扭矩变动周期大致一致，并且，作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻和作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻大致一致，再有，作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻和作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻大致一致。

根据该特定事项，在驱动内燃机主体时，以规定时刻向燃料喷射阀供给由燃料泵压送并存储在共轨内的燃料，由该燃料喷射阀向燃烧室喷射燃料。这样，在该内燃机主体内，负荷扭矩作用在驱动轴，该负荷扭矩周期的变动。特别是在压缩行程结束的时点，负荷扭矩为极大。另外，在为多汽缸的内燃机的情况下，在一个汽缸的压缩行程结束的时点和接着进行压缩行程的汽缸的压缩行程结束的时点的中间的时刻，负荷扭矩为极小。另一方面，燃料泵通过动力传递构件，接收上述内燃机主体的驱动力，进行向共轨的燃料压送动作。在该燃料泵中，也是负荷扭矩作用在驱动轴，该负荷扭矩周期的变动。特别是在燃料泵开始压送燃料的时点，负荷扭矩为极大。另外，在为具有多个压送室(泵室)的燃料泵的情况下，在一个压送室的开始压送燃料的时点和接着进行压送行程的压送室的开始压送燃料的时点的中间的时刻，负荷扭矩为极小。

这样，因为在内燃机主体的驱动轴以及燃料泵的驱动轴中是负荷扭矩周期的变动，所以只要通过动力传递构件，将各驱动轴彼此连接，使作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻和作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻大致一致，另外，使作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻和作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻大致一致，即可抑制总负荷扭矩的变动。特别是，在担心内燃机的振动增大的怠速运转中，可以抑制其振动，可以一面抑制内燃机的振动，一面实现由于采用了蓄压式燃料喷射装置而产生的在低转数的怠速运转。其结果为，可以谋求降低怠速运转中的噪音以及削减燃料消耗。

作为通过使燃料泵的燃料压送动作变化来切换成用于抑制总负荷扭矩的变动的动作的构成，记载了下述的构成。即，使燃料泵具有以相互不同的时刻进行燃料压送动作的多个压送室，这些压送室被分为多个组，在各组中分别具有调整从压送室向共轨的燃料压送量的压送量控制机构。另外，通过有选择地仅仅驱动这些多个压送量控制机构中的一部分的压送量控制机构，进行仅仅从特定组的压送室向共轨的燃料压送动作，据此，使燃料泵的负荷扭矩变动周期与内燃机的负荷扭矩变动周期大致一致，使作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻与作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻大致一致，使作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻与作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻大致一致。

更具体地说，内燃机主体是多汽缸4冲程发动机，使燃料泵具有数量与内燃机主体的汽缸数一致的压送室，这些压送室每数量的一半被分组为第一组和第二组，在各组中分别具有压送量控制机构。另外，上述内燃机主体的驱动轴和燃料泵的驱动轴通过动力传递构件，以下述的方式连接，即，在仅仅从上述第二组的压送室进行了燃料压送动作时，作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻与作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻大致一致，并且，作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻和作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻大致一致。这样，通过仅仅驱动上述两个压送量控制机构中的第二组的压送量控制机构，来抑制由上述两负荷扭矩重合而成的总负荷扭矩的变动。

例如，在要求内燃机的高速旋转的情况下(高负荷时)，因为需要将每单位时间向共轨内的燃料压送量确保得很多，所以驱动所有的压送量控制机构，依次进行从所有的压送室向共轨的燃料压送动作。另一方面，在象怠速运转时等那样，在内燃机的低速运转时，因为针对共轨的燃料压送量少也可以，所以仅使一部分的压送量控制机构驱动，仅进行从特定组的压送室向共轨的燃料压送动作。据此，燃料泵的负荷扭矩变动周期与内燃机的负荷扭矩变动周期大致一致，能够抑制总负荷扭矩的变动。即，抑制在担心内燃机的振动增大的怠速运转中的内燃机的振动。

另外，为了实现上述的目的所采用的本发明的其他的解决手段的目的是，针对具有包括多个燃料压送系统的高压泵的蓄压式燃料喷射装置，强制地停止一部分的燃料压送系统，使泵排出容量减少，提高泵排出控制精度，改善轨压力控制精度。

具体地说，本发明的前提是一种蓄压式燃料喷射装置，该装置具有压送燃料的燃料压送构件、储存由该燃料压送构件压送的燃料的共轨、将由该共轨供给的燃料向内燃机主体的燃烧室喷射的燃料喷射阀。针对该蓄压式燃料喷射装置，使上述燃料压送构件具有包括相互独立的压送路径的多个燃料压送单元。另外，具有压送单元控制构件，该控制构件在上述内燃机主体的燃料要求量为规定量以下时，强制停止一部分的燃料压送单元，仅通过其余的燃料压送单元，进行针对共轨的燃料压送动作。

根据该特定事项，例如，在内燃机的高速运转时，在内燃机主体的燃料需求量超过规定量的情况下(例如，在不驱动所有的燃料压送单元就无法得到该燃料需求量的情况下)，驱动所有的燃料压送单元，进行针对共轨的燃料压送动作。与此相对，例如在内燃机的低速运转时，在内燃机主体的燃料需求量为规定量以下的情况下(在通过仅使一部分的燃料压送单元驱动，即可得到该燃料需求量的情况下)，压送单元控制构件强制使一部分的燃料压送单元停止。据此，仅通过剩余的燃料压送单元进行针对共轨的燃料压送动作。这样，在仅通过剩余的燃料压送单元进行针对共轨的燃料压送动作的情况下，与使所有的燃料压送单元驱动的情况相比，来自燃料压送构件(燃料泵)的排出量减少到1/2。其结果为，能够减小在燃料压送构件整体中的调节误差，能够谋求提高调节精度。例如，针对具有存在产生数个百分比的调节误差的可能性的两个燃料压送单元的装置，在强制地使一方的燃料压送单元停止的情况下，与使两个燃料压送单元驱动的情况相比，调节误差为1/2。与此相伴，共轨内压控制误差也为1/2。

作为基于上述压送单元控制构件的燃料压送单元的驱动个数的切换控制，具体地说，根据内燃机主体的运转转数以及燃料喷射阀的燃料喷射量，对驱动所有的燃料压送单元的动作和强制停止一部分的燃料压送单元的动作进行切换。例如，预先准备用于设定与上述运转转数以及燃料喷射量对应的燃料压送单元的驱动个数的图谱，根据检测到的运转转数以及燃料喷射量，从该图谱记载设定燃料压送单元的驱动个数的内容等。另外，检测发动机运转状态，也可以使用发动机输出扭矩替代燃料喷射量。

另外，作为强制解除由上述压送单元控制机构进行的控制动作的情况下的动作，记载了下述的内容。具有判定内燃机主体的运转是否为过渡状态的过渡判定构件。这样，压送单元控制构件接收来自过渡判定构件的信号，在内燃机主体的运转为过渡状态时，对强制停止一部分的燃料压送单元的动作进行解除，驱动所有的燃料压送单元，进行针对共轨的燃料压送动作。例如，在产生了使内燃机主体的转数急剧上升的要求的情况下等的过渡时，应该根据该要求，不受共轨内压等的检测值的限制，驱动所有的燃料压送单元，进行针对共轨的燃料压送动作。

再有，压送单元控制构件被构成为，在切换所驱动的燃料压送单元的个数时，使用于进行该切换判定的判定值具有延迟性。据此，能够避免频繁地产生切换燃料压送单元的驱动个数的动作的不规则振动现象，能够维持燃料压送构件的驱动动作的稳定性。

在此基础上，具有上述各解决手段中的任意一项所记载的蓄压式燃料喷射装置的内燃机也是本发明的技术思想的范畴。

发明效果

在本发明中，因为抑制了重合作用于发动机的驱动轴的负荷扭矩和作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩而成的总负荷扭矩的变动，所以使作用于发动机的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻和作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻大致一致。因此，即使以低转数进行怠速运转，内燃机也不会产生大的振动的情况，能够实现在低转数的怠速运转，据此，能够谋求降低噪音以及削减燃料消耗。即，能够充分地发挥由于采用蓄压式燃料喷射装置而实现的在低转数的怠速运转这样的益处。

另外，相对于具有包含相互独立的多个燃料压送单元的燃料压送构件的蓄压式燃料喷射装置，在强制地停止一部分的燃料压送系统，谋求提高调节精度的情况下，可以以高精度将共轨内压维持在目标压力，其结果为，能够恰当地控制来自燃料喷射阀的燃料喷射量。

附图说明

图1是表示有关本发明的第一实施方式的蓄压式燃料喷射装置的图。

图2是用于决定燃料喷射量的控制框图。

图3是模式地表示高压泵以及连接着该高压泵的低压泵以及共轨的概略构成的图。

图4是用波形W1表示在从高压泵的各泵室组进行燃料压送动作的状态下，作用于泵驱动轴的负荷扭矩的变动，用波形W2表示在仅仅从第二泵室组进行燃料压送动作的状态下，作用于泵驱动轴的负荷扭矩的变动的图。

图5是用波形W3表示作用于发动机主体的曲轴的负荷扭矩变动波形，用波形W2表示在仅仅从第二泵室组进行燃料压送动作的状态下，作用于泵驱动轴的负荷扭矩的变动，用波形W4表示总负荷扭矩的变动的图。

图6是表示有关第二实施方式的蓄压式燃料喷射装置的图。

图7是表示用于对两执行器驱动状态和单侧执行器驱动状态进行切换的图谱的图。

图8是表示切换所驱动的泵室组的个数时的切换判定值的延迟性的图。

图9是表示在怠速运转区域中的发动机转数和发动机的振动振幅的关系的一个例子的图。

符号说明

1喷射器(燃料喷射阀)

2共轨

8高压泵(燃料泵或者燃料压送构件)

8A第一泵室组(第一组或者燃料压送单元)

81第一泵机构

81a第一泵室(压送室)

82第二泵机构

82a第二泵室(压送室)

83第三泵机构

83a第三泵室(压送室)

8B第二泵室组(第二组或者燃料压送单元)

84第四泵机构

84a第四泵室(压送室)

85第五泵机构

85a第五泵室(压送室)

86第六泵机构

86a第六泵室(压送室)

88，89执行器(压送量控制机构)

12控制器

12A指令转数算出构件

12B喷射量演算构件

12C转数算出构件

12D执行器控制构件

112控制器

112D压送单元控制构件

112E过渡判定构件

E发动机主体(内燃机主体)

具体实施方式

下面，根据附图，说明本发明的实施方式。

<第一实施方式>

在第一实施方式中，对将本发明应用在6汽缸船舶用柴油发动机中的情况进行说明。

-燃料喷射装置的构成说明-

首先，对在有关第一实施方式的应用在发动机中的燃料喷射装置的整体构成进行说明。图1是表示6汽缸船舶用柴油发动机所具有的蓄压式燃料喷射装置的图。

该蓄压式燃料喷射装置具有与柴油发动机(下面简称发动机)的各汽缸对应地安装的多个燃料喷射阀(下称喷射器)1，1，…、蓄压比较高的压力(共轨内压：例如100MPa)的高压燃料的共轨2、作为将从燃料箱4经由低压泵(进给泵)6吸入的燃料加压至高压，并向共轨2内排出的燃料泵的高压泵8(本发明中也称为燃料压送构件)、电子控制上述喷射器1，1，…以及高压泵8的控制器(ECU)12。

上述高压泵8例如是所谓的柱塞式的供给用燃料供给泵，该泵由发动机驱动，根据运转状态等，将燃料升压到预定的高压，通过燃料供给配管9，向共轨2供给。例如，该高压泵8通过齿轮20(在本发明中称为动力传递构件)，可传递动力地连接在发动机的曲轴上。另外，作为该动力传递构件的其他的构成，也可以或是在高压泵8的驱动轴以及发动机的曲轴上分别设置皮带轮，将皮带架设在该皮带轮上，能够传递动力，或是在各轴上设置链轮，将链条架设在该链轮上，能够传递动力。

各喷射器1，1，…安装在与共轨2分别连通的燃料配管的下游端。来自该喷射器1的燃料的喷射例如通过对一体地组装到该喷射器的未图示出的喷射控制用电磁阀进行通电以及停止通电(ON/OFF)来控制。即，喷射器1在该喷射控制用电磁阀开阀期间，将由共轨2供给的高压燃料向发动机的燃烧室喷射。

另外，上述控制器12被输入发动机转数或发动机负荷等的各种发动机信息，向上述喷射控制用电磁阀输出控制信号，以便得到根据这些信号所判断的最佳的燃料喷射时期以及燃料喷射量。同时，控制器12对高压泵8输出控制信号，以便相应于发动机转数或发动机负荷，使燃料喷射压力达到最佳值。再有，在共轨2上安装着用于检测共轨内压的压力传感器13，对从高压泵8向共轨2排出的燃料排出量进行控制，以便该压力传感器13的信号相应于发动机转数或发动机负荷，达到预先设定的最佳值。

向各喷射器1的燃料供给动作是从共轨2开始通过构成燃料流路的一部分的分支管3进行的。即，从燃料箱4经由过滤器5，由低压泵6取出并被加压到规定的吸入压力的燃料通过燃料管7被输送到高压泵8。然后，供给到该高压泵8的燃料在被升压到规定压力的状态下，被储存在共轨2，从共轨2向各喷射器1，1，…供给。喷射器1对应发动机的型式(汽缸数，在第一实施方式中为6汽缸)，设置着多个，通过控制器12的控制，以最佳的喷射时期，最佳的燃料喷射量，将由共轨2供给的燃料喷射到对应的燃烧室内。因为从喷射器1喷射的燃料的喷射压与储存在共轨2内的燃料的压力大致相等，所以控制燃料喷射压就是控制共轨2内的压力。

另外，从分支管3供给到喷射器1的燃料中的没有消耗到对燃烧室的喷射中的燃料和共轨内压过度上升情况下的剩余燃料通过返回管11返回到燃料箱4。

汽缸号以及曲轴角度的信息被输入到作为电子控制单元的上述控制器12中。该控制器12根据发动机运转状态，将预先设定的目标燃料喷射条件(例如，目标燃料喷射时期、目标燃料喷射量、目标共轨内压)为函数来存储，以便发动机输出达到与运转状态相适应的最佳输出，并且，对应表示由各种传感器所检测到的当前的发动机运转状态的信号，通过演算求出目标燃料喷射条件(即，喷射器1的燃料喷射时刻以及喷射量)，对喷射器1的动作和共轨内燃料压力进行控制，以该条件进行燃料喷射。

图2是用于决定燃料喷射量的控制器12的控制框图。如该图2所示，燃料喷射量的算出是指令转数算出构件12A接收用户所操作的调节器的开度信号，该指令转数算出构件12A算出与调节器的开度相应的[指令转数]。然后，喷射量演算构件12B演算燃料喷射量，使发动机转数成为该指令转数。在发动机主体E的喷射器1中，以通过该演算求得的燃料喷射量进行燃料喷射动作，在该状态下，转数算出构件12C算出实际的发动机转数，对该实际的发动机转数和上述指令转数进行比较，修正(反馈控制)燃料喷射量，使该实际的发动机转数接近指令转数。

第一实施方式的特征在于发动机的曲轴和高压泵8的驱动轴的连接状态。在说明该连接状态之前，先说明上述高压泵8的概略构成。

-高压泵8的说明-

图3是模式地表示高压泵8的概略构成以及针对该高压泵8的低压泵6和共轨2的连接状态的图。如该图3所示，本高压泵8具有6个泵机构(第一泵机构81-第6泵机构86)。即，由6个缸和在该缸内往复移动的活塞构成泵机构81-86，在各个泵机构81-86上分别形成泵室(在本发明中所述的压送室)(第一泵室81a-第6泵室86a)。

另外，这些泵机构81-86以相互不同的时刻进行燃料压送动作。具体地说，在第一泵机构81进行了燃料压送动作后，第四泵机构84进行燃料压送动作，此后，按照第二泵机构82、第五泵机构85、第三泵机构83、第六泵机构86的顺序进行燃料压送动作。在本高压泵8中，其构成为，驱动轴的转数与发动机的曲轴的转数一致，曲轴旋转一圈(高压泵8的驱动轴旋转一圈：360°)，进行6次燃料压送动作。换言之，其构成为，曲轴每旋转60°，任意一个泵机构81-86进行一次燃料压送动作。

另外，这些六个泵机构81-86被分组为第一泵室组8A以及第二泵室组8B(在本发明中称为燃料压送单元)。具体地说，被分组成泵机构81-83为第一泵室组8A(在本发明中称为第一组)，泵机构84-86为第二泵室组8B(在本发明中称为第二组)。因此，上述低压泵6的排出侧配管61被分支为两系统即第一低压配管62以及第二低压配管63，第一低压配管62被进一步分支成与泵机构81-83对应的三根分支配管62a、62b、62c，分别单独与泵室81a-83a连接。同样，第二低压配管63被分支成与泵机构84-86对应的三根分支配管63a、63b、63c，分别单独与泵室84a-86a连接。另外，在各分支配管62a-62c和63a-63c上，设置着用于防止燃料从泵室81a-86a向低压泵6侧逆流的单向阀。各泵室81a-86a的排出侧与每个组8A、8B所具有的合流空间87、87连接，各合流空间87、87通过上述燃料供给配管9连接在共轨2上。另外，在各泵室81a-86a的排出侧，也设置用于防止燃料从合流空间87、87向泵室81a-86a逆流的单向阀。

另外，在上述第一低压配管62以及第二低压配管63上分别具有第一排出量控制执行器88以及第二排出量控制执行器89(在本发明中所述的压送量控制机构。下面称为第一执行器、第二执行器)。这些执行器88、89具有自由出入低压配管62、63的针阀88a、89a，通过该针阀88a、89a的突出量，可改变低压配管62、63的开口面积，据此，可以调整向泵室81a-86a的燃料供给量，调整共轨内压。即，共轨内压变得越低，越增大低压配管62、63的开口面积，增大向泵室81a-86a的燃料供给量，据此，将共轨内压提高到目标压力。

上述控制器12具有用于控制上述各执行器88、89的针阀突出量的执行器控制构件12D(参照图1)。例如，该执行器控制构件12D接收来自上述压力传感器13的共轨内压信号，在该共轨内压大幅低于目标值的情况下，驱动两执行器88、89，减小针阀突出量，据此，使低压配管62、63的开口面积扩大。另外，象在怠速运转时等那样，在发动机主体E所需求的燃料喷射量少且共轨内压达到目标值的情况下，停止对第一执行器88的驱动，即，使针阀突出量为最大，完全关闭第一低压配管62。在该状态下，仅仅控制第二执行器89的驱动，调整该第二执行器89的针阀突出量。即，成为仅仅进行来自由泵机构84-86构成的第二泵室组8B的燃料压送动作的状态。

-发动机主体E的曲轴和高压泵8的驱动轴的连接状态-

接着，对发动机主体E的曲轴和高压泵8的驱动轴的连接状态进行说明。在第一实施方式中，发动机主体E的曲轴和高压泵8的驱动轴的旋转方向的相位成为可以实现下述状态的连接状态。

即，各轴彼此的旋转相位被对合成在仅进行来自上述第二泵室组8B的燃料压送动作的状态下，作用于高压泵8的驱动轴上的负荷扭矩为极小的时刻和作用于发动机主体E的曲轴上的负荷扭矩为极大的时刻大致一致，并且，作用于高压泵8的驱动轴上的负荷扭矩为极大的时刻和作用于发动机主体的曲轴的负荷扭矩为极小的时刻大致一致，并被连接(如上述的通过齿轮或者皮带进行的连接)。

使用图4以及图5具体说明。这些图的横轴是发动机主体E的曲轴的旋转角度，纵轴表示作用于各轴的负荷扭矩。这样，图4表示在从高压泵8的各泵室组8A、8B进行燃料压送动作的状态下的作用于泵驱动轴的负荷扭矩的变动(图中的波形W1)，以及在仅仅从第二泵室组8B进行燃料压送动作的状态下的作用于泵驱动轴的负荷扭矩的变动(图中的波形W2)。

如上所述，在高压泵8的通常运转时(从两泵室组8A、8B进行燃料压送动作的状态)，因为曲轴旋转一圈(高压泵8的驱动轴旋转一圈360°)，进行6次燃料压送动作，所以如图4中的波形W1所示，作用于高压泵8的驱动轴上的负荷扭矩以每旋转角度60°的周期变动。换言之，在由4冲程发动机构成的发动机主体E的进气、压缩、膨胀、排气一个循环期间(曲轴的旋转角度720°之间)，进行12次燃料压送动作，该负荷扭矩在该1个循环中以12次的周期变动。在这里，负荷扭矩为极大的时刻是从任意一个泵室开始燃料压送的时点(例如在图4中的点H1)。另外，在从一个泵室开始燃料压送的时点和接着从进行压送行程的泵室开始燃料压送的时点的中间的时刻，负荷扭矩为极小(例如在图4中的点L1)。

另一方面，在通过上述执行器控制构件12D的控制，进行仅仅从第二泵室组8B的燃料压送动作的状态下，因为曲轴旋转一圈(高压泵8的驱动轴旋转一圈：360°)，进行三次燃料压送动作，所以如图4中的波形W2所示，作用于高压泵8的驱动轴上的负载扭矩以每旋转角度120°的周期变动。即，该负荷扭矩在发动机主体E的一个循环中以六次的周期变动。在这里，负荷扭矩为极大的时刻是从任意一个泵室(泵室84a-86a中的任意一个)开始燃料压送的时点(例如在图4中的点H2)。另外，在从一个泵室开始燃料压送的时点和接着从进行压送行程的泵室开始燃料压送的时点的中间的时刻，负荷扭矩为极小(例如在图4中的点L2)。

这样，在第一实施方式中，各轴彼此的旋转相位被对合成在仅进行来自该第二泵室组8B的燃料压送动作的状态下的负荷扭矩变动波形W2如图5所示，相对于作用于发动机主体E的曲轴的负荷扭矩变动波形(在图5中的波形W3)在同周期为相反相位，并被连接。换言之，各轴彼此的旋转相位被对合成在仅进行来自该第二泵室组8B的燃料压送动作的状态下，高压泵8的负荷扭矩变动周期与发动机主体E的负荷扭矩变动周期一致，作用于高压泵8的驱动轴上的负荷扭矩为极小的时刻(L2)和作用于发动机主体E的曲轴上的负荷扭矩为极大的时刻(H3)一致，作用于高压泵8的驱动轴上的负荷扭矩为极大(H2)的时刻和作用于发动机主体E的曲轴上的负荷扭矩为极小的时刻(L3)大致一致，并被连接。

具体地说，作用于发动机主体E的曲轴上的负荷扭矩在任意一个汽缸的压缩行程结束的时点为极大。另外，在一个汽缸的压缩行程结束的时点和接着进行压缩行程的汽缸的压缩行程结束的时点的中间的时刻，该负荷扭矩为极小。因此，各轴彼此的旋转相位被对合成在发动机主体E的任意一个汽缸的压缩行程结束的时点和作用于上述高压泵8的驱动轴上的负荷扭矩为极小的时刻(一个泵室的开始燃料压送的时点和接着进行压送行程的泵室的开始燃料压送的时点的中间的时刻)一致，并且，作用于发动机主体E的曲轴上的负荷扭矩为极小的时点(一个汽缸的压缩行程结束的时点和接着进行压缩行程的汽缸的压缩行程结束的时点的中间的时刻)和从任意一个泵室(泵室84a-86a中的任意一个)开始燃料压送的时点一致，并被连接。

因此，作用于发动机的曲轴的负荷扭矩和作用于高压泵8的驱动轴上的负荷扭矩重合而成的总负荷扭矩的变动(在图5中的波形W4)由于上述波形W2、W3相抵而被抑制，其结果为，可以大幅地抑制发动机的振动。

象这样，在第一实施方式中，即使是以低转数进行怠速运转，发动机也不会产生大的振动，通过实现低转数的怠速运转，能够谋求降低噪音和削减燃料消耗。即，能够充分地发挥由于采用蓄压式燃料喷射装置而实现低转数地怠速运转这样的益处。

特别是，在第一实施方式中，因为是停止泵机构81-86中的一半，所以与驱动所有的泵机构81-86的情况相比，可以增大作用于泵驱动轴上的负荷扭矩的变动幅度(波形W2比图4中的波形W1的振幅大)，据此，可以将该负荷扭矩的变动幅度扩大到与作用于发动机主体E的曲轴上的负荷扭矩的变动幅度相同的程度，可以有效地抑制总负荷扭矩的变动。

<第二实施方式>

在第二实施方式中，对将本发明应用在6汽缸船舶用柴油发动机的燃料供给系统中所具有的蓄压式燃料喷射装置中的情况进行说明。另外，因为除下述的点之外，与第一实施方式相同，所以对于相同的构成要素付与相同的参照符号，主要说明不同之处。

图6是表示有关第二实施方式的6汽缸船舶用柴油发动机所具有的蓄压式燃料喷射装置。第二实施方式的特征在于，可根据发动机主体E的运转状态，切换高压泵8的驱动状态。

因此，第二实施方式的控制器112替代第一实施方式的控制器12的执行器控制构件12D，具有用于控制泵室组8A、8B的燃料压送动作的压送单元控制构件112D和过渡判定构件112E。

该压送单元控制构件112D对使第一泵室组8A以及第二泵室组8B这两者驱动的情况，和强制地停止第一泵室组8A，仅使第二泵室组8B驱动的情况进行切换。

具体地说，压送单元控制构件112D控制上述各执行器88、89的针阀突出量。这样，在通过使该针阀突出量减小来扩大低压配管62、63的开口面积的情况下，增大从该泵室组的燃料压送，相反，在通过使针阀突出量增大来缩小低压配管62、63的开口面积的情况下，减少从该泵室组的燃料压送。另外，在使针阀突出量为最大的情况下，低压配管62、63为全关闭状态，为没有从该泵室组压送燃料的状态，即，成为停止该泵室组的驱动的状态。

更具体地说，压送单元控制构件112D接收发动机转数信号和燃料喷射量信号等，例如在发动机的高速运转时，在只有驱动两者的泵室组8A、8B，才能得到发动机主体E的燃料需求量的情况下，驱动两者的泵室组8A、8B，进行针对共轨2的燃料压送动作(下面称为两执行器驱动状态)。对此，例如在发动机的低速运转时，在仅驱动一方的第二泵室组8B即可得到发动机的需要燃料压送量的情况下，强制地停止第一泵室组8A(使第一执行器88的针阀突出量为最大，使第一低压配管62全关闭：下面称为单侧执行器驱动状态)。据此，仅通过第二泵室组8B，进行针对共轨2的燃料压送动作。

象这样在仅通过一方的第二泵室组8B，进行针对共轨2的燃料压送动作的情况下，与使这两者的泵室组8A、8B驱动的情况相比，能够谋求提高调节精度。例如，若使用第一·二泵室组这两者的情况下的泵最大排出量为101/min，为将泵排出量从0控制到最大值，需要将电流从0变更到2A，则泵的控制分解能力为51/min/A。在仅使用第二泵室组的情况下，泵最大排出量虽然为51/min为1/2，但将泵排出量从0控制到最大值的电流没有从0变化到2A，其结果为，泵控制分解能力为2.51/min/A为1/2。即，因为相对于执行器驱动电流的排出量变化为一半，所以能够提高控制分解能力，能够谋求提高调节精度。

图7是表示根据发动机转数以及燃料喷射量，用于对上述两执行器驱动状态和单侧执行器驱动状态进行切换的图谱。在该图谱中的区域A(标注斜虚线的区域)表示成为两执行器驱动状态的区域(2执行器区域)，区域B(标注斜单点划线的区域)表示单侧执行器驱动状态(仅驱动第二执行器89的状态：1执行器区域)。象这样，根据发动机转数以及燃料喷射量，对两执行器驱动状态和单侧执行器驱动状态进行切换。

另外，如图8所示，在压送单元控制构件112D切换所驱动的泵室组8A、8B的个数时，使用于进行该切换判定的判定值具有延迟性。在该图8中，是对两执行器区域标注斜虚线，对1执行器区域标注斜单点划线。

象这样通过使上述判定值具有延迟性，能够避免频繁地产生切换泵室组8A、8B的驱动个数的动作的不规则振动现象，能够维持高压泵8的驱动动作的稳定性。另外，在第二实施方式中，将在单侧执行器驱动状态下的延迟宽度(图8中的宽度B1)设定为在两执行器驱动状态下的延迟宽度(图8中的宽度A1)的大约一半。据此，能够谋求提高控制精度。

另外，如上所述，控制器112具有过渡判定构件112E，能够通过来自该过渡判定构件112E的信号，强制地停止压送单元控制构件112D的控制。具体地说，例如，过渡判定构件112E能够检测调节器开度急剧增大的情况(产生了使发动机转数急剧上述的要求的情况)，从而判定发动机主体E的运转是否处于过渡状态。这样，接收了来自该过渡判定构件112E的过渡判定信号的压送单元控制构件112D解除了强制地使一部分的泵室组停止的上述动作，使两者的泵室组8A、8B一体驱动，进行针对共轨2的燃料压送动作。据此，能够迅速地对应上述要求(使发动机转数急剧上升的要求)。

<其他的实施方式>

在上面说明的实施方式中，对将本发明应用在6汽缸船舶用柴油发动机中的情况进行了说明。本发明并非仅限于此，也可以应用到4汽缸船舶用柴油发动机等各种形式的发动机中。另外，并非仅限于船舶用发动机，也可以应用到车辆用等的用于其他用途的发动机中。

另外，在上述实施方式中，在发动机主体E所要求的燃料喷射量少，且共轨内压达到目标值的情况下，停止第一执行器88的驱动，仅驱动第二执行器89，仅进行来自第二泵室组8B的燃料压送动作，但是，也可以根据其他的条件(例如发动机转数或冷却水温度等)，仅进行来自第二泵室组8B的燃料压送动作。

再有，在上述实施方式中，对将泵机构81-86分成2个组，使其具有两个执行器88、89的泵机构进行了说明，但是，也可以构成为，将泵机构分成3个以上的组，使之具有3个以上的执行器，通过有选择地仅使这些中的一部分的执行器进行驱动，来抑制总负荷扭矩的变动和提高调节精度。

另外，本发明不脱离其精神或者主要的特征，能够以其他的各种形式实施。因此，上述实施例只不过是所有的点上的单纯的举例，而不是限定性的解释。本发明的范围是权利要求所示的范围，对说明书正文没有任何限制。再有，属于与权利要求范围等同范围的变形或变更都在本发明的范围内。

另外，该申请要求以日本2004年7月12日申请的特愿2004-204351号以及特愿2004-204352号为基础的优先权。这些内容由于被提及，所以被纳入本申请。另外，本说明书所引用的文献由于被提及，所以其全部被具体地纳入。

产业上利用的可能性

本发明适合6汽缸船舶用柴油发动机和4汽缸船舶用柴油发动机等各种形式的发动机。另外，并非仅限于船舶用发动机，也可以适合车辆用等的用于其他用途的发动机。

Claims (2)

1.一种具有蓄压式燃料喷射装置的内燃机，该蓄压式燃料喷射装置具有通过动力传递构件，接收来自内燃机主体的驱动轴的驱动力，并进行燃料压送动作的燃料泵、储存由该燃料泵压送的燃料的共轨、将由该共轨供给的燃料向内燃机主体的燃烧室喷射的燃料喷射阀，其特征在于，它的构成是：

燃料泵具有以相互不同的时刻进行燃料压送动作的多个压送室，这些压送室被分为多个组，在各组中分别具有调整从压送室向共轨的燃料压送量的压送量控制机构，

在怠速运转时，通过有选择地仅仅驱动这些多个压送量控制机构中的一部分的压送量控制机构，进行仅仅从特定组的压送室向共轨的燃料压送动作，同时

使在怠速运转时仅仅从特定组的压送室向共轨进行燃料压送动作时的燃料泵的负荷扭矩变动周期与内燃机的负荷扭矩变动周期大致一致，同时，使作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻与作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻大致一致，使作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻与作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻大致一致。

2.如权利要求1所述的具有蓄压式燃料喷射装置的内燃机，其特征在于，它的构成是：

内燃机主体是多汽缸4冲程发动机，燃料泵具有数量与内燃机主体的汽缸数一致的压送室，这些压送室的数量的一半被分组为第一组，数量的另一半被分组为第二组，在上述第一组中具有第一压送量控制机构，在上述第二组中具有第二压送量控制机构，

在怠速运转时，仅仅从上述第二组的压送室进行燃料压送动作，同时

上述内燃机主体的驱动轴和燃料泵的驱动轴通过动力传递构件，以下述的方式连接，即，在仅仅从上述第二组的压送室进行了燃料压送动作时，作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻与作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻大致一致，并且，作用于燃料泵的驱动轴的负荷扭矩为极大的时刻和作用于内燃机主体的驱动轴的负荷扭矩为极小的时刻大致一致，

通过仅仅驱动上述第二压送量控制机构，来抑制由上述两负荷扭矩重合而成的总负荷扭矩的变动。

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