JP2002235569A - 内燃機関の高圧燃料供給装置 - Google Patents

内燃機関の高圧燃料供給装置

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JP2002235569A
JP2002235569A JP2001032494A JP2001032494A JP2002235569A JP 2002235569 A JP2002235569 A JP 2002235569A JP 2001032494 A JP2001032494 A JP 2001032494A JP 2001032494 A JP2001032494 A JP 2001032494A JP 2002235569 A JP2002235569 A JP 2002235569A
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accumulator
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Susumu Kojima
進 小島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アキュームレータ式昇圧機構を備える内燃機
関の高圧燃料供給装置において、機関始動時におけるア
キュームレータの気体室の温度が機関停止時に比較して
大幅に低下しても、高圧燃料供給装置の高圧部を十分に
昇圧可能とすることである。 【解決手段】 機関始動時に高圧燃料供給装置の高圧部
を昇圧するためのアキュームレータ式昇圧機構を具備
し、機関停止時において、アキュームレータ式昇圧機構
の気体室をさらに圧縮させる圧縮制御を実施する(ステ
ップ105)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の高圧燃
料供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の気筒内へ直接的に燃料を噴射
するには、各燃料噴射弁へ高圧燃料を供給することが必
要であり、そのための高圧燃料供給装置が公知である。
【0003】一般的な高圧燃料供給装置は、各燃料噴射
弁へ通じるデリバリパイプと、デリバリパイプへ高圧燃
料を圧送するための高圧ポンプと、高圧ポンプの燃料吸
入を確実にするために高圧ポンプの吸入側と接続された
低圧ポンプとを有している。一般的に、低圧ポンプは電
気駆動式であり、機関始動時から定格吐出圧力での燃料
圧送が可能であるが、高圧ポンプは機関駆動式であり、
機関始動時には十分に駆動されずに良好に燃料を圧送す
ることができない。
【0004】こうして、機関始動時には、デリバリパイ
プ内を低圧ポンプの定格吐出圧力(例えば、0.3MP
a)に昇圧して、燃料噴射を開始することも種々提案さ
れているが、この圧力は、通常時におけるデリバリパイ
プ内の目標高燃料圧力(例えば、12MPa)に比較し
て、非常に低い圧力であり、良好な燃料噴射を実現する
ことは難しい。
【0005】この問題を解決するために、特開平9−1
84464号公報には、アキュームレータによって運転
中のデリバリパイプ内の燃料圧力を蓄え、このアキュー
ムレータを使用して機関始動時に高圧配管内を始動設定
圧に昇圧することが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなアキューム
レータ式昇圧機構は、一般的に、燃料室と、燃料室にダ
イヤフラム又はピストンを介して隣接する気体室とを有
し、デリバリパイプ又は高圧配管等の高圧部から燃料室
内へ作用する燃料圧力を気体室内の気体が圧縮して蓄圧
するようになっている。しかしながら、気体は温度に対
して圧力変化するために、機関停止時においてアキュー
ムレータの気体室に蓄圧された圧力、すなわち、蓄圧力
は、気体室の温度低下に伴って低下する。
【0007】通常、機関運転中の気体室の温度は、機関
本体からの受熱によって比較的高温度となっている。機
関停止直後の始動では特に問題とならないが、機関停止
から始動までの時間が長い場合において、この間にアキ
ュームレータの気体室が大幅に温度低下すると、機関始
動時においてアキュームレータの蓄圧力も大幅に低下
し、デリバリパイプ又は高圧配管等の高圧部を十分に昇
圧することができなくなる。
【0008】従って、本発明の目的は、アキュームレー
タ式昇圧機構を備える内燃機関の高圧燃料供給装置にお
いて、機関始動時におけるアキュームレータの気体室の
温度が機関停止時に比較して大幅に低下しても、高圧燃
料供給装置の高圧部を十分に昇圧可能とすることであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項1に
記載の内燃機関の高圧燃料供給装置は、機関始動時に高
圧燃料供給装置の高圧部を昇圧するためのアキュームレ
ータ式昇圧機構を具備し、機関停止時において、前記ア
キュームレータ式昇圧機構の気体室をさらに圧縮させる
圧縮制御を実施することを特徴とする。
【0010】また、本発明による請求項2に記載の内燃
機関の高圧燃料供給装置は、請求項1に記載の内燃機関
の高圧燃料供給装置において、機関停止時における前記
アキュームレータ式昇圧機構の蓄圧力が目標蓄圧力より
低い時だけ前記圧縮制御を実施することを特徴とする。
【0011】また、本発明による請求項3に記載の内燃
機関の高圧燃料供給装置は、請求項2に記載の内燃機関
の高圧燃料供給装置において、前記目標蓄圧力は、前記
アキュームレータ式昇圧機構の温度が高いほど大きく設
定されることを特徴とする。
【0012】また、本発明による請求項4に記載の内燃
機関の高圧燃料供給装置は、請求項1から3のいずれか
に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記圧
縮制御は機関出力を使用するものであり、前記圧縮制御
を実施するために機関停止を遅延することを特徴とす
る。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明による高圧燃料供給
装置が取り付けられた内燃機関の気筒内概略縦断面図で
あり、図2は図1のピストン平面図である。本内燃機関
は、気筒毎に燃料噴射弁を備える筒内噴射式火花点火内
燃機関である。図1及び2において、1は気筒上部略中
心に配置された点火プラグであり、2は気筒上部周囲か
ら気筒内へ直接的に燃料を噴射するための燃料噴射弁で
ある。また、3はピストンであり、その頂面には凹状の
キャビティ4が形成されている。燃料噴射弁2は、燃料
のベーパを防止するために、気筒内において吸気流によ
り比較的低温度となる吸気ポート側に配置されている。
【0014】また、燃料噴射弁2は、スリット状の噴孔
を有し、燃料を厚さの薄い扇状に噴射するものである。
成層燃焼を実施するためには、図1に示すように、圧縮
行程後半において燃料をピストン3の頂面に形成された
キャビティ4内へ噴射する。噴射直後の燃料は液状であ
るが、キャビティ4の底壁4aに沿って進行して幅方向
に拡がる際に底壁4aの広範囲部分から熱吸収するため
に気化し易い。こうして気化しつつある燃料は、対向側
壁4bによって上方向に偏向させられる。
【0015】図2に示すように、対向側壁4bは、平面
視において円弧形状を有している。それにより、キャビ
ティ4の底壁4a上を進行して気化しつつある燃料は、
対向側壁4bの円弧形状によって中央部へ集合し、点火
プラグ1近傍において一塊の可燃混合気となる。こうし
て、この可燃混合気を着火燃焼させることにより成層燃
焼が実現可能である。
【0016】成層燃焼には前述したように圧縮行程後半
の高圧の気筒内へ燃料を噴射することが必要であり、そ
のために、燃料噴射弁2は高圧燃料を噴射するようにな
っている。10は各燃料噴射弁2へ高圧燃料を供給する
ためのデリバリパイプである。デリバリパイプ10には
それ内の燃料圧力を検出するための圧力センサ11が設
けられている。
【0017】本筒内噴射式火花点火内燃機関は、このよ
うな成層燃焼だけでなく、吸気行程で燃料を噴射するこ
とにより、点火時点において気筒内に均質混合気を形成
し、この均質混合気を着火燃焼させる均質燃焼も実現可
能である。このような均質燃焼は、燃料噴射期間が圧縮
行程後半に限られる成層燃焼とは異なり、多量の燃料噴
射が可能となるために、主には高回転高負荷時に実施さ
れる。
【0018】図3は、前述したデリバリパイプ10含む
本発明による高圧燃料供給装置を示す概略図である。同
図において、12は燃料タンクであり、燃料タンク12
内には低圧ポンプ13が配置されている。低圧ポンプ1
3は、バッテリにより駆動される電気式ポンプであり、
例えば、0.3MPaの定格吐出圧力を有している。低
圧ポンプ13は、スタータスイッチのオン信号と同時に
作動される。低圧ポンプ13の吸入側には、燃料タンク
12から燃料を吸入する際の異物を除去するためのフィ
ルタ(図示せず)が設けられている。
【0019】また、7はデリバリパイプ10内の燃料圧
力を、目標高燃料圧力近傍に維持するための高圧ポンプ
である。この高圧ポンプ7は、クランクシャフトに連結
されたカムによって駆動されるプランジャを有して燃料
を圧送する機関駆動式である。本高圧燃料供給装置にお
いては、二つの気筒の燃料噴射毎に高圧ポンプ7の吐出
行程がもたらされるようになっている。
【0020】高圧ポンプ7の吐出側は高圧配管8によっ
てデリバリパイプ10へ接続され、高圧ポンプ7の吸入
側は低圧配管9によって低圧ポンプ13の吐出側へ接続
されている。こうして、高圧ポンプ7の吸入行程におい
て低圧配管9から吸入される燃料は、低圧ポンプ13に
よって前述したように0.3MPaに昇圧されているた
めに、低圧配管9内において負圧に伴う燃料蒸気が発生
することはない。高圧配管8には、高圧ポンプ7によっ
て発生する圧力脈動によって燃料が逆流することを防止
するために、設定圧力で開弁する逆止弁8aが配置され
ている。
【0021】高圧ポンプ7は、デリバリパイプ10内の
燃料圧力が目標高燃料圧力となるように必要な燃料を調
量して圧送するものであり、プランジャによって吐出さ
れる全燃料のうちで不必要な分の燃料は低圧配管9を介
して燃料タンク12へ戻される。この時、高圧の燃料が
低圧ポンプ13内を逆流することは、あまり好ましくな
く、低圧ポンプ13の定格吐出圧力を僅かに越える圧力
で開弁する安全弁を介して低圧配管9を燃料タンク12
へ連通させるようにしても良い。また、何らかの要因に
よってデリバリパイプ10内の燃料圧力が異常に高まる
ことを防止するために、異常高燃料圧力を僅かに下回る
圧力で開弁する安全弁14aを有する戻し配管14によ
って、デリバリパイプ10と燃料タンク12とが連通さ
れている。
【0022】こうして、機関始動後において高圧ポンプ
7が良好に作動すれば、意図する燃料吐出が可能となっ
てデリバリパイプ10内を目標高燃料圧力近傍に維持す
ることができ、燃料噴射弁2を介して良好な燃料噴射が
可能となる。しかしながら、機関始動時には、ほぼ大気
圧力まで低下しているデリバリパイプ10内の燃料圧力
を早期に昇圧しなければならないのに、高圧ポンプ7
は、機関駆動式であるために、スタータモータによる機
関低回転では多量の燃料を早期に圧送することができな
い。
【0023】一方、低圧ポンプ13は電気駆動式であ
り、機関始動時にも良好に作動可能であり、定格吐出圧
力で燃料を圧送することができる。それにより、デリバ
リパイプ10内を早期に低圧ポンプ13の定格吐出圧力
とすることは可能であるが、前述したように、低圧ポン
プ13の定格吐出圧力は、目標高燃料圧力に比較して非
常に低く、成層燃焼のための圧縮行程噴射は不可能であ
る。また、機関始動時の燃焼方式を吸気行程噴射による
均質燃焼としても、このように低い燃料圧力では、燃料
と吸気との十分な混合が不可能であり、良好な均質燃焼
を実現することは難しい。
【0024】本高圧燃料供給装置は、このような機関始
動時において、デリバリパイプ10内の燃料圧力、すな
わち、高圧ポンプ7より下流側(本高圧燃料供給装置の
ように高圧ポンプ7の下流側に逆止弁8aが設けられて
いる場合には、この逆止弁8aより下流側)の高圧部を
低圧ポンプ13の定格吐出圧力より高く昇圧するため
に、アキュームレータ式昇圧機構20を有している。こ
のアキュームレータ式昇圧機構20は、高圧部のいずれ
の位置に接続されても良いが、本高圧燃料供給装置で
は、デリバリパイプ10に設けられた開口10aに接続
されている。
【0025】アキュームレータ式昇圧機構20は、この
開口10aに通じる燃料室としての制御室20aと、制
御室20aに通じるアキュームレータ20bとを具備し
ている。制御室20a内には、開口10aを閉鎖するこ
とを可能とする弁体20cと、弁体20cを閉弁方向に
付勢するスプリング20dとが配置されている。弁体2
0cは、制御室20aの外側へ油密で延在するロッドを
有し、このロッドの回りにはソレノイド20eが配置さ
れている。アキュームレータ20bはピストン20fを
有し、ピストン20fによって密閉された気体室として
の圧力室20g内には窒素等の気体が、例えば、大気圧
より高い設定圧力で封入されている。本高圧燃料供給装
置のアキュームレータは、このように、ピストン20f
を有するものとしたが、もちろん、ピストンの代わりに
弾性変形可能なダイヤフラムを有するものでも良い。
【0026】このように構成されたアキュームレータ式
昇圧機構20は、機関運転中において、ソレノイド20
eを励磁したままとし、弁体20cを開弁させて開口1
0aを解放し続ける。それにより、高圧燃料供給装置に
おけるデリバリパイプ内の燃料圧力、すなわち、高圧部
の燃料圧力と圧力室20g内とは同じ圧力となる。高圧
部内の燃料圧力は、各燃料噴射弁2による燃料噴射毎に
減少し、高圧ポンプ7による燃料圧送毎に増加する。本
高圧燃料供給装置では、このような高圧部の圧力変動を
アキュームレータ20bにおける圧力室20gの容積変
化によって低減することができ、同量の燃料を噴射する
ための各燃料噴射弁の開弁期間が略等しくなり、各気筒
へ同様な燃料噴射が可能となる。
【0027】通常、機関停止時、すなわち、イグニッシ
ョンスイッチIGのオフ信号と同時に、ソレノイド20
eへの励磁が解除され、弁体20cによってデリバリパ
イプの開口10aが閉鎖される。それにより、アキュー
ムレータ20bの圧力室20gには機関停止時の高圧部
の燃料圧力が蓄圧される。一方、機関始動時、すなわ
ち、イグニッションスイッチIGのオン信号と同時に、
ソレノイド20eは励磁され、弁体20cによって開口
10aが解放される。それにより、高圧部の燃料圧力を
アキュームレータ20bの蓄圧力によって低圧ポンプ1
3の定格吐出圧力より高く昇圧して、機関始動時から良
好な燃料噴射を実現可能とすることが意図されている。
【0028】アキュームレータの圧力室20gは、機関
停止時において、機関運転中の機関本体からの熱伝導に
よって比較的高温度となっている。機関停止直後の始動
では特に問題とならないが、機関停止から始動までの時
間が長い場合において、この間にアキュームレータの気
体室が大幅に温度低下すると、機関始動時においてアキ
ュームレータの圧力室20gに蓄えられた圧力、すなわ
ち、蓄圧力は大幅に低下し、デリバリパイプ又は高圧配
管等の高圧部を十分に昇圧することができなくなる。こ
うして、高圧燃料供給装置の高圧部に単にアキュームレ
ータ式昇圧機構を接続しただけでは、機関始動時の良好
な燃料噴射を保証することができない。
【0029】本高圧燃料供給装置は、この問題を解決す
るために、図4に示す第一フローチャートに従って、車
両に搭載された制御装置(図示せず)によって制御され
るようになっている。先ず、ステップ101において、
運転者が機関停止を意図してイグニッションスイッチI
Gを切ることによりオフ信号が発せられたか否かが判断
される。この判断が否定される時にはそのまま終了する
が、肯定される時には機関停止時であり、ステップ10
2に進んで燃料噴射が停止される。次いで、ステップ1
03では、アキュームレータ20に蓄えられている蓄圧
力として圧力センサ11によって検出される現在のデリ
バリパイプ10内の燃料圧力Pが目標蓄圧力P1以上で
あるか否かが判断される。
【0030】この判断が肯定される時には、次回の機関
始動時においてアキュームレータの圧力室の温度が機関
停止時に比較して大幅に低下することによりアキューム
レータの蓄圧力が大きく低下しても、高圧燃料供給装置
の高圧部を低圧ポンプの定格吐出圧力より十分に高く昇
圧することができる。それにより、ステップ106にお
いて、以下に説明する圧縮制御は実施されず、ステップ
107においてソレノイド20eを非励磁状態として弁
体20cを閉弁し、アキュームレータ20に目標蓄圧力
P1以上の圧力を蓄えて終了する。
【0031】このように、目標蓄圧力P1は、アキュー
ムレータの圧力室20gが蓄圧時と放圧時とで最大に温
度低下しても、放圧時に高圧部を低圧ポンプの定格吐出
圧力より十分に高く昇圧することを可能とするように設
定される。しかしながら、機関温度が十分に高まる以前
に機関停止される時には、アキュームレータの圧力室2
0gの温度はそれほど高くなっておらず、すなわち、蓄
圧時と放圧時とで大きな温度低下は発生することはない
ために、目標蓄圧力P1を小さくすることが可能であ
る。
【0032】こうして、目標蓄圧力P1は、図6に示す
ように、例えば、機関冷却水温度等で代表される機関停
止時の圧力室20gの温度Tに応じて変化させ、以下に
説明する圧縮制御を不必要に実施しないようにすること
が好ましい。アキュームレータ式昇圧機構の温度低下に
伴う蓄圧力の低下は、実際的には、圧力室20g内の気
体の熱収縮だけでなく、制御室20a内の燃料の熱収縮
も関係するために、図6に示すように、蓄圧時のアキュ
ームレータの温度Tと目標蓄圧力P1との関係は線形で
なく非線形となる。
【0033】本高圧燃料供給装置は、前述したように、
機関運転中においてデリバリパイプ10内の燃料圧力を
目標高燃料圧力に維持するようになっている。この目標
高燃料圧力は、通常、高負荷側の成層燃焼を意図して圧
縮行程後半の限られた時間で比較的多量の燃料を噴射可
能とするために、例えば、12MPaとされる。こうし
て、機関運転中及び機関停止直前に常にこのような高圧
にデリバリパイプ10内が維持されるならば、ステップ
103における判断は否定されることはない。
【0034】しかしながら、アイドル時のように極低負
荷時の成層燃焼において、このように高い燃料圧力で
は、燃料噴射弁の最小開弁時間でも、必要以上の燃料が
噴射されて燃料消費率が悪化するために、アイドル時の
ように機関負荷が低い時には、目標高燃料圧力を、例え
ば、8MPaとするようになっている。それにより、高
負荷運転からの機関停止ではなく、アイドル運転を介し
ての機関停止では、ステップ103における判断が否定
されることがある。
【0035】ステップ103における判断が否定される
と、ステップ104において、回転センサ(図示せず)
により検出される機関回転数Nがほぼ0であるか否かが
判断される。燃料噴射を停止しても0.5秒程度は慣性
により機関回転数が0となることなく、当初、この判断
は否定され、ステップ105において圧縮制御が実施さ
れる。この圧縮制御は、アキュームレータの圧力室20
gをさらに圧縮するための制御であり、例えば、機関停
止時におけるデリバリパイプ10内の燃料圧力を高める
ことで良い。
【0036】高圧ポンプ7は、前述したように、デリバ
リパイプ10内の燃料圧力を所望高燃料圧力に維持する
ために必要な燃料を調量して圧送するものである。例え
ば、高圧ポンプ7は、吸入行程でシリンダ内へ燃料を吸
入させるために開弁される弁体を具備し、この弁体を吐
出行程全体に渡って閉弁すれば、シリンダ内の燃料の全
てをデリバリパイプ10へ圧送することとなるが、吐出
行程の一部において開弁すれば、その間ではシリンダ内
の燃料がデリバリパイプ10内より低圧の低圧ポンプ1
3側へ戻されて、デリバリパイプ10へは圧送されない
こととなり、こうして、吐出行程における弁体の開弁時
間を制御することにより、燃料の調量圧送が可能とな
る。
【0037】ステップ103における判断が否定される
時には、機関低負荷運転によってデリバリパイプ10の
目標高燃料圧力が前述したように下げられており、この
時には、高圧ポンプ7は、少なくとも弁体を吐出行程全
体に渡って閉弁する最大量の燃料を吐出していない。そ
れにより、燃料噴射停止から機関回転数がほぼ0となる
間において、高圧ポンプ7は、少なくともに二三回の吐
出行程を迎え、これらの吐出行程において高圧ポンプ7
の燃料吐出量を最大とすることで、デリバリパイプ10
内の燃料圧力を効果的に高めることができる。
【0038】こうして、デリバリパイプ10内の燃料圧
力が高まれば、アキュームレータの圧力室20gがさら
に圧縮されて蓄圧力を高めることができる。ステップ1
03から105の処理は繰り返され、デリバリパイプ1
0内の燃料圧力P1が目標蓄圧力P1以上となれば、ス
テップ103における判断は肯定され、ステップ106
において、このような圧縮制御は不実施とされ、ステッ
プ107において制御室20a内の弁体20cを閉弁し
て、アキュームレータに目標蓄圧力P1を蓄圧する。
【0039】また、機関回転数Nがほぼ0となれば、こ
のような圧縮制御はこれ以上不可能であるために、ステ
ップ104における判断が肯定され、やはり、ステップ
106において圧縮制御を不実施として、ステップ10
7において、現在のデリバリパイプ10内の燃料圧力を
アキュームレータに蓄圧するために、制御室20a内の
弁体20cを閉弁する。アキュームレータの圧力室20
gの温度がそれほど高くなければ、目標蓄圧力P1もそ
れほど高くはなく、高圧ポンプ7における二三回の最大
量の燃料吐出によって十分に目標蓄圧力P1を実現可能
である。こうして、機関停止時において、アキュームレ
ータには目標蓄圧力P1が蓄圧されるために、温度低下
しても機関始動時に高圧部を低圧ポンプの定格吐出圧力
より十分に高く昇圧することが可能となる。
【0040】第一フローチャートにおいて、機関停止時
にアキュームレータの蓄圧力が目標蓄圧力P1以上であ
るか否かを判断して、この判断が否定される時にだけ前
述した圧縮制御を実施するようにしたが、もちろん、こ
のような判断をすることなく、機関停止時には常に圧縮
制御を実施するようにしても良い。デリバリパイプ10
と燃料タンク12とは前述したように安全弁14aを備
える戻し配管14によって連通されているために、機関
停止時のこのような圧縮制御によってデリバリパイプ1
0内の燃料圧力が異常に高まることはない。
【0041】図5は、図4の第一フローチャートに代え
て実施可能な第二フローチャートである。先ず、ステッ
プ201において、イグニッションスイッチIGのオフ
信号が発生されたか否かが判断され、この判断が否定さ
れる時にはそのまま終了するが、肯定される時には、ス
テップ202において、アキュームレータ20に蓄えら
れている蓄圧力として圧力センサ11によって検出され
る現在のデリバリパイプ10内の燃料圧力Pが目標蓄圧
力P1以上であるか否かが判断される。この判断が肯定
される時には、ステップ210において燃料噴射を停止
し、ステップ211において圧縮制御を不実施とする。
次いで、ステップ212において制御室20aの弁体2
0cを閉弁し、アキュームレータには目標蓄圧力P1以
上の圧力を蓄圧して終了する。
【0042】一方、ステップ202における判断が否定
される時には、ステップ203において、現在のデリバ
リパイプ10内の燃料圧力Pが目標蓄圧力P1より低い
圧力P2以上であるか否かが判断される。この判断が肯
定される時には、現在のデリバリパイプ10内の燃料圧
力Pは目標蓄圧力P1を大幅に下回っておらず、前述し
た第一フローチャートのように燃料噴射を停止してから
の慣性による機関回転中に高圧ポンプ7の燃料吐出量を
最大に制御すれば十分にデリバリパイプ10内を十分に
目標蓄圧力P1に昇圧することが可能である。それによ
り、ステップ204において直ちに燃料噴射を停止し、
ステップ205において、このような圧縮制御を実施す
る。もちろん、第一フローチャートと同様に、圧縮制御
中にデリバリパイプ10内の燃料圧力Pが目標蓄圧力P
1以上となれば、又は、機関回転数Nがほぼ0となれ
ば、ステップ205又は206における判断が肯定さ
れ、ステップ211において圧縮制御は不実施とされ、
ステップ212において制御室20aの弁体20cは閉
弁されて終了する。
【0043】また、ステップ203における判断が否定
される時、すなわち、現在のデリバリパイプ10内の燃
料圧力Pが目標蓄圧力P1を大幅に下回っている時に
は、高圧ポンプ7によって慣性による機関回転で圧縮制
御を実施しても、吐出回数の不足によりデリバリパイプ
10内を十分に目標蓄圧力P1に昇圧することができな
いことがある。それにより、ステップ208において、
燃料噴射を停止することなく、高圧ポンプ7の燃料吐出
量を最大に制御して圧縮制御を実施する。ステップ20
9では、この圧縮制御によってデリバリパイプ10内の
燃料圧力Pが目標蓄圧力P1以上となったか否かが判断
され、この判断が肯定されるまで燃料噴射を実施して機
関運転停止を遅延すると共に圧縮制御を実施する。
【0044】ステップ209における判断が肯定される
と、ステップ210において燃料噴射は停止され、ステ
ップ211において圧縮制御を不実施とし、ステップ2
12において制御室20a内の弁体20cを閉弁して終
了する。こうして、第二フローチャートによれば、圧縮
制御を不必要に実施することなく、機関停止時にアキュ
ームレータに目標蓄圧力P1以上での圧力を確実に蓄圧
することが可能となる。
【0045】前述した第一及び第二フローチャートにお
いて、機関停止時のアキュームレータの蓄圧力として、
デリバリパイプ10内の燃料圧力を検出するようにした
が、もちろん、アキュームレータ式昇圧機構の制御室2
0a内の燃料圧力を検出しても良く、また、アキューム
レータの圧力室20g内のガス圧力を検出するようにし
ても良い。
【0046】また、アキュームレータの圧力室20gを
圧縮するための圧縮制御は、例えば、送風機等を使用し
て圧力室20の温度を低下させて圧力室20内の気体を
熱収縮させることでも良い。この場合においても、高圧
ポンプの燃料吐出量を最大に制御することは好ましい
が、圧力室20の自身圧縮によってデリバリパイプ10
内の燃料圧力はそれほど高められることはなく、高圧ポ
ンプの負荷を軽減することができる。これは、慣性によ
る機関回転を使用する場合においては機関停止まで高圧
ポンプの吐出回数を増大させることができ、機関停止の
遅延による機関回転を使用する場合においては機関回転
を維持するために必要な燃料量を少なくすることがで
き、いずれにも有利である。
【0047】このような圧力室を温度低下させる圧縮制
御は、本高圧燃料供給装置のように高圧ポンプ7が燃料
を調量してデリバリパイプへ圧送するものではなく、高
圧ポンプは常に最大量の燃料を吐出するようになってい
て、デリバリパイプ内の目標高燃料圧力の維持には、安
全弁14aを備えた戻し配管14が利用される場合にお
いても利用可能である。
【0048】本高圧燃料供給装置におけるアキュームレ
ータ式昇圧機構は、機関運転中は常にアキュームレータ
をデリバリパイプに連通させるようにして、アキューム
レータをデリバリパイプの燃料圧力変動に対するダンパ
として使用しており、それにより、アキュームレータへ
の蓄圧は機関停止時のデリバリパイプ内の燃料圧力とな
る。しかしながら、本発明は、このようなアキュームレ
ータ式昇圧機構を具備する高圧燃料供給装置に限定され
ることはない。例えば、アキュームレータをダンパとし
て使用することなく、機関運転中にソレノイド20eを
非励磁状態とする場合にも、本発明は適用可能である。
【0049】この場合には、機関運転中において弁体2
0cはスプリング20dによって閉弁されて開口10a
を閉鎖するようになり、デリバリパイプ10内の燃料圧
力が制御室20a内の燃料圧力を上回る時にだけ弁体2
0cはスプリング20dによる付勢力に逆らって開弁さ
れる。こうして、アキュームレータの圧力室20gに
は、デリバリパイプ10内の最大圧力が蓄圧されるよう
になる。しかしながら、始動直後の機関停止のように、
デリバリパイプ10内の燃料圧力が十分に昇圧される前
に機関停止した時には、アキュームレータの蓄圧力が目
標蓄圧力以上となっていないこともあり、機関停止時に
おいて、アキュームレータの圧力室をさらに圧縮させる
圧縮制御を実施することは効果的である。
【0050】また、本高圧燃料供給装置は、機関負荷に
応じてデリバリパイプ10内の目標高燃料圧力を切り換
えるようにしたが、これも本発明を限定するものではな
い。例えば、デリバリパイプ内の燃料圧力を機関負荷に
係わらずに、例えば、12MPaのような高圧としてい
ても、前述同様に、始動直後の機関停止の場合には、ア
キュームレータの蓄圧力が目標蓄圧力以上とならないこ
とがある。それにより、機関停止時において、アキュー
ムレータの圧力室をさらに圧縮させる圧縮制御を実施す
ることは効果的である。
【0051】
【発明の効果】本発明による内燃機関の高圧燃料供給装
置は、機関始動時に高圧燃料供給装置の高圧部を昇圧す
るためのアキュームレータ式昇圧機構を具備し、機関停
止時において、アキュームレータ式昇圧機構の気体室を
さらに圧縮させる圧縮制御を実施するようになってい
る。それにより、機関始動時におけるアキュームレータ
の気体室の温度が機関停止時に比較して大幅に低下して
アキュームレータの蓄圧力が大きく低下しても、機関停
止時における気体室のさらなる圧縮によって、実質的に
蓄圧力が増大されているために、機関始動時において高
圧燃料供給装置の高圧部を十分に昇圧することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による高圧燃料供給装置が取り付けられ
た内燃機関の概略気筒縦断面図である。
【図2】図1の内燃機関のピストン平面図である。
【図3】高圧燃料供給装置に取り付けられたアキューム
レータ式昇圧機構を示す概略断面図である。
【図4】高圧燃料供給装置を制御するための第一フロー
チャートである。
【図5】高圧燃料供給装置を制御するための第二フロー
チャートである。
【図6】高圧燃料供給装置の制御に使用する目標蓄圧力
の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
2…燃料噴射弁 7…高圧ポンプ 10…デリバリパイプ 20…アキュームレータ 20a…制御室 20g…圧力室
フロントページの続き Fターム(参考) 3G066 AA02 AA05 AB02 AD04 BA19 BA44 CB13T CC34 CD03 CE15 CE16 CE22 CE35 DB02 DB19 DC14 DC18 3G092 AA01 AA06 AA09 BB08 CA01 DE03S DE09S DF03 DF07 DF10 DG06 EA01 EA16 FA32 GA10 HB03X HB03Z HB04Z HE08Z HF19Z HF20Z 3G301 HA01 HA04 HA16 JA12 KA28 LC01 LC07 NE21 PB08Z PE01Z PE08Z PF16Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機関始動時に高圧燃料供給装置の高圧部
    を昇圧するためのアキュームレータ式昇圧機構を具備
    し、機関停止時において、前記アキュームレータ式昇圧
    機構の気体室をさらに圧縮させる圧縮制御を実施するこ
    とを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
  2. 【請求項2】 機関停止時における前記アキュームレー
    タ式昇圧機構の蓄圧力が目標蓄圧力より低い時だけ前記
    圧縮制御を実施することを特徴とする請求項1に記載の
    内燃機関の高圧燃料供給装置。
  3. 【請求項3】 前記目標蓄圧力は、前記アキュームレー
    タ式昇圧機構の温度が高いほど大きく設定されることを
    特徴とする請求項2に記載の内燃機関の高圧燃料供給装
    置。
  4. 【請求項4】 前記圧縮制御は機関出力を使用するもの
    であり、前記圧縮制御を実施するために機関停止を遅延
    することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載
    の内燃機関の高圧燃料供給装置。
JP2001032494A 2001-02-08 2001-02-08 内燃機関の高圧燃料供給装置 Pending JP2002235569A (ja)

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