JP2003139009A - コモンレール式燃料噴射制御装置 - Google Patents

コモンレール式燃料噴射制御装置

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JP2003139009A JP2001335030A JP2001335030A JP2003139009A JP 2003139009 A JP2003139009 A JP 2003139009A JP 2001335030 A JP2001335030 A JP 2001335030A JP 2001335030 A JP2001335030 A JP 2001335030A JP 2003139009 A JP2003139009 A JP 2003139009A
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁弁の電気系失陥時において、通常の運転
をある程度可能にしつつ、極低速域での高圧ポンプの焼
き付き破損を防止する。 【解決手段】 フィードポンプ6から供給された燃料を
高圧ポンプ3により加圧してコモンレール2に圧送する
と共に、高圧ポンプ3に供給される燃料量を常開式電磁
弁7により調節するものコモンレール式燃料噴射制御装
置において、電磁弁非通電時にフィードポンプ6のフィ
ード圧が所定値以上に達するまで高圧ポンプ3への燃料
供給を機械的に遮断する燃料供給遮断手段60を設け
る。電磁弁7の電気系失陥等による非通電時に、エンジ
ン回転が極低速域まで低下しフィードポンプ6のフィー
ド圧が所定値未満になったとき、高圧ポンプ3への燃料
供給が機械的に遮断されるので高圧ポンプ3が非圧送状
態となり、その圧力発生部に高圧が作用することがな
い。これにより高圧ポンプ3の焼き付きが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主にディーゼルエ
ンジンに適用されるコモンレール式燃料噴射制御装置に
係り、特に、電気系失陥時における高圧ポンプの焼き付
き防止技術に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジン、特にディーゼルエンジンのコ
モンレール式燃料噴射システムにおいては、コモンレー
ルに噴射圧力(数10〜数100MPa程度)まで高められた高
圧燃料を蓄圧し、この燃料をインジェクタの開弁により
シリンダ内に噴射するようになっている。そしてコモン
レールへの燃料供給については、燃料タンクに貯留され
た常圧程度の燃料をフィードポンプにより吸引吐出し、
さらにこの吐出された燃料を高圧ポンプにより加圧して
コモンレールに圧送供給するようになっている。
【0003】フィードポンプと高圧ポンプとの間に電磁
弁が設けられ、この電磁弁により高圧ポンプへの燃料供
給量が制御される。即ち、コモンレール圧を比較的急激
に立ち上げたいときは電磁弁の開度が大きくされ、高圧
ポンプに比較的大量の燃料が供給される。これにより高
圧ポンプは比較的大量の燃料をコモンレールに圧送し、
コモンレール圧が比較的急激に立ち上げられる。逆に、
コモンレール圧を比較的緩慢に立ち上げたいときは電磁
弁の開度が小さくされ、高圧ポンプに比較的少量の燃料
が供給される。これにより高圧ポンプは比較的少量の燃
料をコモンレールに圧送し、コモンレール圧が比較的緩
慢に立ち上げられる。
【0004】電磁弁は一般に面積型調量弁であり、リニ
アソレノイド、DCリニアモータ等からなる電気アクチ
ュエータを備え、電気アクチュエータに対する制御電流
とスプリング力との釣り合いにより、弁体を所定位置に
位置させて所定の開口面積を得るようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁弁に
は、電気アクチュエータがOFFのときに全開となる常
開式(ノーマルオープンタイプ)と、電気アクチュエー
タがOFFのときに全閉となる常閉式(ノーマルクロー
ズタイプ)とがある。これらの利害得失を比較すると次
のようになる。
【0006】まず、電磁弁の電気アクチュエータ及び配
線類等が故障、断線したときなどのように、電磁弁にお
ける電気系失陥時には、電気アクチュエータが常時OF
Fとなる。この場合、高圧ポンプの圧送量は常開式では
常に最大、常閉式では常にゼロとなる。次に、このよう
な電気系失陥時において、常開式では機械式圧力レギュ
レータ等である程度の圧力を確保すればシステムを停止
する必要が無く、工場等までの退避走行が可能であるの
に対し、常閉式ではシステムを停止せざるを得ず退避走
行ができない。一方、電気系失陥時において、エンジン
停止と同時にフィードポンプを停止する際、常開式では
全開となり最大圧送が行われるので、高圧ポンプの摺動
部である圧力発生部が極低速で高圧を受けて焼き付く虞
がある。他方常閉式では全閉となり圧送が行われないの
で焼き付く虞はない。
【0007】そこで、本発明は特に常開式における上記
問題を解決することを目的としており、電磁弁の電気系
失陥時において、通常の運転をある程度可能にしつつ、
極低速域での高圧ポンプの焼き付き破損を防止すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンに同
期駆動されるフィードポンプ及び高圧ポンプを備え、上
記フィードポンプから供給された燃料を上記高圧ポンプ
により加圧してコモンレールに圧送すると共に、上記フ
ィードポンプから上記高圧ポンプに供給される燃料量を
常開式の電磁弁により調節するコモンレール式燃料噴射
制御装置において、上記電磁弁の非通電時に、上記フィ
ードポンプのフィード圧が所定値以上に達するまで、上
記フィードポンプから上記高圧ポンプへの燃料供給を機
械的に遮断する燃料供給遮断手段を設けたものである。
【0009】これによれば、電磁弁の電気系失陥等によ
る非通電(OFF)時において、エンジン回転の低下に
よりフィードポンプのフィード圧が所定値未満になった
とき、高圧ポンプへの圧送用燃料の供給が機械的に遮断
されるので、高圧ポンプが非圧送状態となり、その圧力
発生部に高圧が作用することがない。これにより高圧ポ
ンプの焼き付きが防止される。
【0010】ここで、上記フィード圧の所定値が、上記
エンジンがアイドル回転数未満の所定回転数となってい
るときのフィード圧であってもよい。
【0011】上記燃料供給遮断手段が、上記フィードポ
ンプと上記電磁弁との間に直列に設けられ上記フィード
ポンプのフィード圧に基づき開弁する開閉弁からなって
もよい。
【0012】上記燃料供給遮断手段が上記電磁弁に設け
られてもよい。この場合、上記電磁弁が、電磁ソレノイ
ドと、この電磁ソレノイドの通電時に閉弁側に駆動され
るアーマチュアと、このアーマチュアを開弁側に付勢す
るリターンスプリングと、上記電磁ソレノイドの通電時
に上記アーマチュアにより閉弁側に駆動され、上記フィ
ードポンプのフィード圧により開弁側に駆動されると共
に、上記アーマチュアから分割されて上記アーマチュア
に対し相対移動可能な弁体と、この弁体を上記アーマチ
ュアに対し閉弁側に付勢する弾性部材とを備えてもよ
い。この場合、上記電磁ソレノイドの非通電時におい
て、上記フィード圧が上記所定値未満のとき、上記弁体
が上記弾性部材により押圧されて閉弁位置に位置され、
上記フィード圧が上記所定値以上のとき、上記弁体が上
記フィード圧により押圧され、上記弾性部材に抗じて開
弁位置に位置されるのが好ましい。
【0013】上記フィード圧の燃料を上記高圧ポンプに
潤滑用として供給する潤滑ラインが設けられるのが好ま
しい。
【0014】また本発明は、作動流体を被供給先へと加
圧圧送するポンプ手段と、このポンプ手段に供給される
作動流体量を調節する常開式の電磁弁と、この電磁弁の
非通電時に、上記ポンプ手段に供給する流体圧が所定値
以上に達するまで、上記ポンプ手段への流体供給を機械
的に遮断する流体供給遮断手段とを備えたことを特徴と
する圧力流体供給装置。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
【0016】〔ベースシステム〕まず、本発明の具体的
内容を説明する前に、本発明が適用されるベースとなる
燃料噴射制御システムについて説明する。
【0017】図6にかかるべースとなるシステム全体を
示す。当該システムはコモンレール式燃料噴射制御装置
であり、車両用エンジン(図示せず)、本実施形態では
ディーゼルエンジンにおける燃料噴射制御を実行するた
めのものである。
【0018】エンジンの各気筒にインジェクタ1が設け
られ、各インジェクタ1にはコモンレール2に貯留され
たコモンレール圧(数10〜数100MPa)の高圧燃料が常時
供給されている。コモンレール2への燃料圧送は高圧ポ
ンプ(サプライポンプ)3によって行われる。即ち、燃
料タンク4の常圧程度の燃料(軽油)が燃料フィルタ5
を通じてフィードポンプ6により吸引され、さらにフィ
ードポンプ6から高圧ポンプ3へと送られ、高圧ポンプ
3により加圧された後、コモンレール2へと圧送供給さ
れる。
【0019】フィードポンプ6と高圧ポンプ3との間
に、高圧ポンプ3への燃料供給量を調節するための電磁
弁が介設される。この電磁弁は具体的には面積型調量弁
(メータリングバルブ、以下単に「調量弁」という)7
である。一方フィードポンプ6と並列して、フィードポ
ンプ6のフィード圧(出口圧)を調節するためのリリー
フ弁8が設けられる。
【0020】図7にも示されるように、高圧ポンプ3
は、ポンプボディ50と、エンジンに同期駆動されるポ
ンプシャフト9と、ポンプシャフト9に設けられた偏心
シャフト部51と、偏心シャフト部51の外周に回転自
在に嵌装され平面部52を有するカムリング10と、カ
ムリング10の平面部52に面接触されるタペット11
と、タペット11を平面部52に押し付けるポンプスプ
リング12と、タペット11がカムリング10によって
リフトされたときに同時にリフトしてプランジャ室13
の燃料を加圧するプランジャ14と、プランジャ室13
の入口部及び出口部に設けられたチェック弁15,16
とから主に構成される。ポンプシャフト9はポンプボデ
ィ50に固定されたベアリング53によって両端部が回
転自在に支持される。
【0021】カムリング10の平面部52、タペット1
1、ポンプスプリング12、プランジャ室13、プラン
ジャ14及びチェック弁15,16は圧送部を構成し、
この圧送部はポンプシャフト9の回転方向に120°間
隔で三つ設けられる。これにより高圧ポンプ3はポンプ
1回転当たりに3回の燃料圧送を行う。
【0022】詳しくは、図7に示されるように、ポンプ
シャフト9の回転により偏心シャフト部51が偏心回転
し、これによりカムリング10が同一位相を保ったま
ま、偏心シャフト部51の中心の描く円軌道に沿って移
動する。これにより平面部52が同一位相位置で上下左
右に往復運動することになり、平面部52の上下運動に
追従してタペット11及びプランジャ14が上下し、プ
ランジャ室13における燃料の吸入・圧送が行われると
共に、平面部52の左右運動により平面部52がタペッ
ト11に対し摺動することとなる。
【0023】高圧ポンプ3のポンプシャフト9とフィー
ドポンプ6のポンプシャフト(図示せず)とがチェーン
機構、ベルト機構又はギヤ機構等からなる機械的連結手
段17によりエンジンに連結され、高圧ポンプ3とフィ
ードポンプ6とがエンジンに同期駆動される。
【0024】本装置における燃料の流れは図6に矢示す
る通りである。即ち、燃料タンク4の燃料は燃料フィル
タ5を通じた後フィードポンプ6に送られ、さらに調量
弁7へと送られる。フィードポンプ6のフィード圧はリ
リーフ弁8により調節され、リリーフ弁8を通過した余
剰の燃料はフィードポンプ6の入口側に戻される。調量
弁7は、電子制御ユニット(以下ECUという)18に
より開度が制御され、この開度に見合った燃料量が調量
弁7から排出される。
【0025】さらにこの排出された燃料は入口側チェッ
ク弁15を押し開けてプランジャ室13に導入される。
そしてプランジャ14のリフトにより高圧に加圧され、
出口側チェック弁16の開弁圧を越える程度まで圧力上
昇したとき出口側チェック弁16を押し開け、コモンレ
ール2に導入される。これによりコモンレール圧が調量
弁7からの排出燃料量に見合った分だけ上昇する。コモ
ンレール2の燃料はインジェクタ1に常時供給されてお
り、インジェクタ1が開弁したときコモンレール2の燃
料がシリンダ内に噴射される。
【0026】インジェクタ1の開閉制御に伴いインジェ
クタ1から排出されるリーク燃料は直接燃料タンク4に
戻される。また、フィード圧の燃料が潤滑ライン20を
通じて高圧ポンプ3のポンプボディ50内に導入され、
高圧ポンプ3における各摺動部の潤滑用として用いられ
る。潤滑後の燃料はチェック弁54を通過した後燃料タ
ンク4に戻される。
【0027】ECU18は本装置を総括的に電子制御す
るもので、主としてインジェクタ1の開閉制御をエンジ
ン及び車両の運転状態(例えばエンジン回転速度、エン
ジン負荷等であり、以下「エンジン等の運転状態」とい
う)に基づき実行する。インジェクタ1の電磁ソレノイ
ドのON/OFFに応じて燃料噴射が実行・停止され
る。
【0028】またECU18は、エンジン等の運転状態
に応じてコモンレール圧及び調量弁7の開度を制御す
る。コモンレール圧については、実際のコモンレール圧
がコモンレール圧センサ21により検出されると共に、
エンジン等の運転状態から最適値としての目標コモンレ
ール圧が設定され、実際のコモンレール圧が目標コモン
レール圧に常に近づくよう、フィードバック制御を行っ
ている。
【0029】調量弁7の開度については、目標コモンレ
ール圧と実際のコモンレール圧との差に応じて制御さ
れ、例えば目標コモンレール圧より実際のコモンレール
圧が比較的大きく下回るようなら高圧ポンプからの圧送
量を多くするため、大開度に制御される。調量弁7の開
度はECU18から送られてくるデューティ信号に基づ
いて制御される。
【0030】エンジン等の運転状態を検出するため各種
センサ類が設けられる。これにはエンジン回転速度(回
転数)を検出するためのエンジン回転センサ22、アク
セル開度(アクセルペダルの踏み込み量)を検出するた
めのアクセル開度センサ23、アクセル開度が0か否か
(アクセルペダルの踏み込みがあるか否か)を検出する
ためのアクセルスイッチ24、及び変速機のギヤポジシ
ョン(ニュートラルを含む)を検出するためのギヤポジ
ションセンサ25が含まれる。これらセンサ類はECU
18に電気的に接続される。
【0031】次に、調量弁7の構成を図8を用いて説明
する。調量弁7は、図中下側に示される調量部7aと、
図中上側に示されるアクチュエータ部7bとから主とし
て構成される常開スプール式の電磁弁である。調量部7
aは、バルブケーシング31の円筒部32内に、弁体と
してのスプール弁体33と、リターンスプリング34と
を収容してなり、円筒部32内をスプール弁体33が同
軸に摺動昇降移動することで、円筒部32の側壁に設け
られた第一孔35と、スプール弁体33に設けられた弁
孔36との連通部における通路開口面積が変化し、フィ
ードポンプ6から第一孔35に送られてくる燃料の導入
量を変化させるようになっている。これにより調量弁7
の開度が変化される。スプール弁体33は上端が閉塞さ
れた円筒状の部材で、弁孔36から導入した燃料を中心
孔55を通じて下方に導く。リターンスプリング34は
スプール弁体33の下端面と円筒部32の底壁との間に
圧縮状態で装入され、スプール弁体33を上方即ち開弁
側に付勢する。中心孔55から排出された燃料は、円筒
部32の底壁に設けられた第二孔37から高圧ポンプ3
に向けて排出される。つまりここでは第一孔35が燃料
入口、第二孔37が燃料出口となる。
【0032】アクチュエータ部7bは電気アクチュエー
タとしてのリニアソレノイドとして構成され、バルブケ
ーシング31の上部に固定された円筒状のヨーク38に
電磁ソレノイド39を埋設し、ヨーク38の中心側の空
洞部に軸状のアーマチュア40を摺動昇降移動自在に配
設してなる。アーマチュア40を外周側から電磁ソレノ
イド39が囲繞し、電磁ソレノイド39の通電量に応じ
てアーマチュア40が下方即ち閉弁側に駆動ないしスト
ロークされる。アーマチュア40は、スプール弁体33
と同軸に且つその上部に隣接して位置される。そしてア
ーマチュア40の電磁力作用部40aが大径とされてヨ
ーク38の内周面に摺接し、アーマチュア40の弁体駆
動部40bは電磁力作用部40a及びスプール弁体33
よりも小径とされ、その下端面がスプール弁体33の上
端面中心部に面接触される。
【0033】スプール弁体33は、構造的には、アーマ
チュア40から分割されてアーマチュア40に対し軸方
向に相対移動可能、近接離反移動可能であるが、通常、
電磁ソレノイド39の電磁力とリターンスプリング34
の付勢力とにより、アーマチュア40の下端面とスプー
ル弁体33の上端面とは密着しており、アーマチュア4
0とスプール弁体33とは一体とみなせる。そこでこれ
らを合わせて弁体部材41と称する。弁体部材41はバ
ルブケーシング31及びヨーク38内に満たされた燃料
中に浸漬されながら摺動する。
【0034】ECU18から電磁ソレノイド39にデュ
ーティ信号(デューティパルス)が送られ、そのデュー
ティ比(ONデューティ比)に応じた量だけ弁体部材4
1がリターンスプリング34に抗じて閉弁側に移動し、
調量弁7の開度が制御される。
【0035】図9は調量弁7の調量部7aの各状態を示
している。(a)は電磁ソレノイド非通電時で、このと
き第一孔35と弁孔36とは完全に連通しており、弁開
度としては最大即ち全開である。なおこのときアーマチ
ュア40は図8に示す上方のストッパ56に当接され
る。この状態では高圧ポンプ3に最大流量が与えられ、
高圧ポンプ3からは最大量の燃料圧送が行われる。
(b)は小電流時で、このとき第一孔35と弁孔36と
は一部同士が連通し、弁開度としては中間開度となる。
このとき高圧ポンプ3からは中間量の燃料圧送が行われ
る。この中間開度はデューティ比の変更により無段階に
変化させることができる。(c)は大電流時で、このと
き第一孔35と弁孔36とは非連通となり、弁開度とし
ては最小即ち全閉となる。このとき高圧ポンプ3には燃
料が与えられず、高圧ポンプ3からの燃料圧送もなされ
ない。高圧ポンプ3は単なる空回り状態となる。このよ
うに、デューティ比を変化させて電磁ソレノイド39に
流れる平均電流値を制御することで調量弁7の開度を全
開から全閉まで連続的に変化させることができる。
【0036】図11は調量弁7の開度制御の内容を示し
た線図である。横軸は調量弁7の電磁ソレノイド39に
流れる通電電流I、縦軸は調量弁7から排出される排出
流量Qである。排出流量Qが多いほどコモンレール圧の
上昇率が高くなる。図示されるように、エンジン回転数
が高速になるほど通電電流Iが大きくなり、弁開度が小
さくされる。これはエンジン回転数が高速になるほどフ
ィードポンプ回転数が高速になり、フィード流量自体が
大きくなるからである。また、エンジン負荷が高負荷ほ
ど通電電流Iが小さくなり、弁開度が大きくされる。こ
れはエンジン負荷が高負荷ほど燃料噴射量が多くなり、
コモンレール圧の減少度合いが大きくなるので、素早く
コモンレール圧を補充する必要があるからである。
【0037】ところで、このベースシステムには次のよ
うな問題がある。即ち、調量弁7は常開式であり、電磁
ソレノイド39が非通電即ちOFFのとき全開となる。
そしてこのとき高圧ポンプ3は最大圧送を行う。しか
し、このOFF状態がエンジンの極低回転域において行
われると、高圧ポンプ3の圧力発生部が高圧を受けて焼
き付く可能性がある。
【0038】これを詳述すると以下の通りである。エン
ジン、フィードポンプ6及び高圧ポンプ3は全て連動し
ており、エンジンが停止するとフィードポンプ6及び高
圧ポンプ3も停止する。そしてフィードポンプ6のフィ
ード圧特性は図10に示す通りである。ここではフィー
ドポンプ6がエンジンに1:1の減速比で駆動され、ポ
ンプ回転数はエンジン回転数に等しい。もっとも1:1
以外の減速比でフィードポンプ6を駆動することは可能
である。なお図にはリリーフ弁8を通過するオーバーフ
ロー流量も併記してある。図示されるように、フィード
圧Pfは、ポンプ回転数の上昇とともに上昇し、ポンプ
回転数0からアイドル回転数(約500rpm)手前ま
では比較的急速に立ち上がり、それ以上の回転域では比
較的緩やかに上昇する。
【0039】しかし、ポンプ回転数が、アイドル回転数
よりも顕著に低い停止直前の回転数、即ち焼付限界回転
数NB未満の極低速域になると、高圧ポンプ3の圧力発
生部が高圧を受けて焼き付く可能性がある。即ち、例え
ば電磁ソレノイド39の故障、配線類の断線等により、
調量弁7が電気的に失陥し、常時OFF即ち全開になっ
たとする。この状態でエンジンを停止しようとするとエ
ンジン回転数(=フィードポンプ回転数)が惰性でアイ
ドル回転数以下に落ち込み、焼付限界回転数NB未満の
極低速域に突入する。このとき、フィードポンプ6のフ
ィード圧自体は低いものの、調量弁7が全開なので、高
圧ポンプ3のプランジャ室13には多量の燃料が流れ込
み、プランジャ14のリフト時にプランジャ室13が高
圧となる。すると、この高圧反力により、カムリング1
0の平面部52とタペット11間の摺動部、及びポンプ
シャフト9とベアリング53間等の摺動部に、高面圧が
発生し、なおかつ極低速で摺動部の油膜生成力が弱いた
め、金属接触が発生し、焼き付きに至ってしまう。な
お、このような焼き付きは、エンジンキーOFFと同時
に調量弁7もOFFとなるので、調量弁7の正常時にも
起こる可能性がある。
【0040】さらに、潤滑ライン20により潤滑用燃料
が高圧ポンプ3の上記各摺動部(圧力発生部)に供給さ
れてはいるものの、極低速域ではフィード圧及びフィー
ド流量自体が小さいため、十分な量の燃料が潤滑ライン
20に分岐せず、これも焼き付き発生の一因となってい
る。
【0041】そこで、本実施形態はこのような焼き付き
を防止するため、調量弁OFF時に、フィードポンプの
フィード圧が所定値以上に達するまで、フィードポンプ
から高圧ポンプへの燃料供給を機械的に遮断する燃料供
給遮断手段を設けている。以下これについて説明する。
【0042】〔第一実施形態〕図1に本発明の第一実施
形態に係るコモンレール式燃料噴射制御装置を示す。こ
の装置は前述のベースの装置と大略同様であり、同一部
分には同一符号を付し説明を省略する。
【0043】この第一実施形態において、主にベースと
異なるのは、フィードポンプ6と調量弁7との間に、燃
料供給遮断手段をなす開閉弁60を直列に設けた点であ
る。開閉弁60は、フィードポンプ6のフィード圧Pf
が、図10に示される焼付限界回転数NB相当の圧力P
B以上になったとき、そのフィード圧Pfに基づいて開
弁し、その圧力PB未満では閉弁するようになってい
る。
【0044】図2にも示すように、開閉弁60は、フィ
ードポンプ6から調量弁7に至る主ライン61の途中に
設けられる。そして開閉弁60は、バルブボディ62内
の弁室63に、スプール状の弁体64を摺動自在に設け
ると共に、弁体64を閉弁側に付勢するバルブスプリン
グ65を設けてなる。弁体64には主ライン61に対す
る入口及び出口を連通可能な貫通孔としての弁孔66が
設けられる。フィードポンプ6からリリーフ弁8に至る
リリーフライン67から、バルブスプリング65の反対
側に位置する弁室63内に、フィード圧の燃料を導入す
るための導入ライン68が設けられ、さらに、バルブス
プリング65側に位置する弁室63から、余剰の燃料を
オーバーフローさせて燃料タンク4に戻すためのオーバ
ーフローライン69が設けられる。
【0045】この開閉弁60の作動は図2に示す通りで
ある。まず(a)に示すように、フィード圧Pfが焼付
限界圧力PB以上のとき(通常運転時)には、導入ライ
ン68から導入されたフィード圧の燃料によって弁体6
4がバルブスプリング65に抗じて開弁側(右側)に移
動し、弁孔66が主ライン61に対する入口及び出口を
完全に連通する。これにより主ライン61は全開となっ
て通常通りフィードポンプ6から調量弁7への燃料供給
が行われる。
【0046】一方(b)に示すように、フィード圧Pf
が焼付限界圧力PB未満のとき(極低速運転時)には、
導入ライン68から導入されたフィード圧が低いため、
弁体64がバルブスプリング65に押されて閉弁側(左
側)に移動する。これにより主ライン61が全閉とな
り、フィードポンプ6から調量弁7ひいては高圧ポンプ
3への燃料供給が遮断される。
【0047】このように、フィード圧Pfが焼付限界圧
力PB未満となる極低速域において、高圧ポンプ3への
燃料供給が遮断されるので、高圧ポンプ3のプランジャ
室13が高圧になることが無く、高圧ポンプ3における
摺動部ないし圧力発生部での焼き付きを未然に防止でき
る。そして主ライン61が閉じる結果、潤滑ライン20
により多くの燃料を分岐供給できるようになり、潤滑の
積極化による焼き付き防止を図れる。
【0048】一方、通常運転時には主ライン61が通常
通り開かれるので、たとえ電気系失陥により調量弁7が
OFFにスタックしても、システムを停止することなく
退避走行が可能である。この点、常開式のメリットはそ
のまま活かされることになる。
【0049】〔第二実施形態〕次に、本発明の第二実施
形態を説明する。この第二実施形態の装置の全体構成は
図6に示したベースの装置と同様であり、異なるのは調
量弁の構成だけである。以下、同一部分には同一符号を
付し説明を省略する。
【0050】図3に第二実施形態に係る調量弁を示す。
この調量弁90は、基本的構成は図8に示したベースの
調量弁7と同様であるが、以下の点でベースの調量弁7
と相違している。
【0051】まず、アクチュエータ部7bにおいて、ア
ーマチュア40を直接上方即ち開弁側に付勢するリター
ンスプリング71が設けられる。このリターンスプリン
グ71はベースのリターンスプリング34に換わるもの
で、本実施形態の調量部7aではベースのリターンスプ
リング34が省略される。
【0052】本実施形態のリターンスプリング71は、
略円錐状のコイルスプリングからなり、アーマチュア4
0の弁体駆動部40bを外周側から囲繞して上下圧縮状
態で配置されると共に、その上端がアーマチュア40の
電磁力作用部40aと弁体駆動部40bとによるコーナ
ー部に係合され、その下端は、ヨーク38に対するバル
ブケーシング31の段差72に係合される。
【0053】また調量部7aにおいては、スプール弁体
33の形状が異なっており、スプール弁体33の上端部
に、アーマチュア40の弁体駆動部40bより小径の突
出軸73が一体に設けられる。そして突出軸73の上端
面と、アーマチュア40の弁体駆動部40bの下端面と
が通常面接触するようになっている。アーマチュア40
とスプール弁体33との間に、これらを互いに離間方向
に付勢する弾性部材としての作動スプリング74が設け
られる。作動スプリング74はコイルスプリングからな
り、突出軸71の外周側に嵌合して配設されると共に、
アーマチュア40の弁体駆動部40bの下端面と、スプ
ール弁体33の上端面との間に上下圧縮状態で配置され
る。これによりスプール弁体33はアーマチュア40に
対し下方即ち閉弁側に付勢される。作動スプリング74
はリターンスプリング71に比べサイズが小さく、小さ
なバネ力を有するものとなっている。
【0054】この実施形態では第二孔37が燃料入口、
第一孔35が燃料出口となっている。また、突出軸73
の長さ分第一孔35が下方に移動され、ベースと同様の
作動が得られるようになっている。ベース同様、スプー
ル弁体33は構造的にはアーマチュア40から分割され
てアーマチュア40に対し軸方向に相対移動可能、近接
離反移動可能である。
【0055】図4に示すように、この調量弁70の基本
的作動は図9に示したベースと同様である。(a)は電
磁ソレノイド非通電時で、このときアーマチュア40は
最も上方に位置され、スプール弁体33は下方からフィ
ード圧Pfで押されることにより、作動スプリング74
に抗じて上昇しアーマチュア40に密着する。この結
果、スプール弁体33とアーマチュア40とは一体とみ
なすことができ、ベースと同様弁開度は全開となる。
(b)の小電流時、(c)の大電流時も、十分なフィー
ド圧Pfがあることから、スプール弁体33がアーマチ
ュア40に密着しこれらが一体となってベースと同様の
作動を行う。
【0056】ところで、図5(a)に示すように、電気
系失陥等により調量弁70がOFF(非通電)となり、
エンジン回転数(=フィードポンプ回転数)が極低速域
となってフィード圧Pfが焼付限界圧力PB未満となっ
たとき(非通電・極低速運転時)は、フィード圧Pfが
作動スプリング74に対抗できず、スプール弁体33が
作動スプリング74によりアーマチュア40から離間さ
れ、下降されて、調量弁70が全閉となる。これにより
高圧ポンプ3への燃料供給が遮断され、高圧ポンプ3の
焼き付きを未然に防止できる。
【0057】一方、図5(b)に示すように、電気系失
陥等により調量弁70がOFF(非通電)でありなが
ら、エンジン回転数(=フィードポンプ回転数)が極低
速域を越え、フィード圧Pfが焼付限界圧力PB以上に
なる(非通電・通常運転時)と、十分なフィード圧Pf
が発生するのでこれによりスプール弁体33が作動スプ
リング74に抗じて上昇され、調量弁70をフィード圧
に応じた中間開度又は全開にすることができる。これに
より退避走行が可能となる。
【0058】このように、この第二実施形態では燃料供
給遮断手段が調量弁70に設けられる。
【0059】この第二実施形態では次の特徴もある。即
ち、調量弁の構成を一部変更するだけでよいので、シス
テム全体を変える必要はなく、調量弁の交換のみで済
み、しかも調量弁自体についても既存(ベース)のもの
を利用できる。これにより低コストで効果を得ることが
でき、高い汎用性も具備される。
【0060】本発明の実施の形態は他にも様々なものが
考えられる。例えば上記実施形態では高圧ポンプの圧送
部について摺動タペットを用いたが、特開平11−13
601号公報に示されるようなローラタペットを用いて
も構わない。ただし、摺動タペットはローラタペットよ
り潤滑上不利である。これは、ローラタペットでは高圧
ポンプが回転している限り摺動部の速度がゼロになるこ
とはなく、油膜切れが生じないが、摺動タペットではタ
ペットの左右運動が逆転するときに速度ゼロとなり、油
膜切れが生じる可能性があるからである。従って本発明
は摺動タペットタイプに特に効果的である。
【0061】また、弾性部材は上記作動スプリングに限
らず、他の形態のバネ、ゴム等であってもよい。
【0062】さらに、本発明は、コモンレール式燃料噴
射制御装置の電磁弁に限らず、あらゆる圧力流体発生装
置の電磁弁に対して適用可能であり、燃料以外の作動流
体を用いるものでも構わない。電磁弁のアクチュエータ
部についても、リニアソレノイドの他、DCリニアモー
タ等あらゆる電気アクチュエータが使用可能である。ま
た電磁弁はスプール式に限らず回動式等であってもよ
い。
【0063】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、電磁弁の
電気系失陥時において、通常の運転をある程度可能にし
つつ、極低速域での高圧ポンプの焼き付き破損を防止す
ることができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施形態に係るコモンレール式燃
料噴射制御装置のシステム図である。
【図2】開閉弁の作動状態を示す縦断面図である。
【図3】本発明の第二実施形態に係る調量弁を示す縦断
面図である。
【図4】第二実施形態に係る調量弁の作動状態を示す縦
断面図である。
【図5】第二実施形態に係る調量弁の非通電時における
作動状態を示す縦断面図である。
【図6】ベースとなるコモンレール式燃料噴射制御装置
のシステム図である。
【図7】ベースにおける高圧ポンプの軸方向に垂直な断
面図である。
【図8】ベースの調量弁を示す縦断面図である。
【図9】ベースの調量弁の作動状態を示す縦断面図であ
る。
【図10】フィードポンプのフィード圧特性を示すグラ
フである。
【図11】調量弁の排出流量特性を示すグラフである。
【符号の説明】
3 高圧ポンプ(ポンプ手段) 6 フィードポンプ 7,90 調量弁(電磁弁) 10 電子制御ユニット 20 潤滑ライン 33 スプール弁体 39 電磁ソレノイド 40 アーマチュア 60 開閉弁(燃料供給遮断手段) 71 リターンスプリング 74 作動スプリング(弾性部材) Pf フィード圧 PB 焼付限界圧力 NB 焼付限界回転数
───────────────────────────────────────────────────── 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) F02M 59/44 F02M 59/44 J 59/46 59/46 Y 63/00 63/00 C F16K 31/06 305 F16K 31/06 305V Fターム(参考) 3G066 AA07 AB02 AC09 AD12 BA29 CA01S CA04T CA04U CA08 CA09 CD02 CD07 CD29 CE22 CE34 DA02 DB12 DC04 DC08 DC26 3H106 DA07 DA23 DB02 DB12 DB22 DB32 DC09 DC17 DD07 EE01 EE48 GA23 KK18

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンに同期駆動されるフィードポン
    プ及び高圧ポンプを備え、上記フィードポンプから供給
    された燃料を上記高圧ポンプにより加圧してコモンレー
    ルに圧送すると共に、上記フィードポンプから上記高圧
    ポンプに供給される燃料量を常開式の電磁弁により調節
    するコモンレール式燃料噴射制御装置において、上記電
    磁弁の非通電時に、上記フィードポンプのフィード圧が
    所定値以上に達するまで、上記フィードポンプから上記
    高圧ポンプへの燃料供給を機械的に遮断する燃料供給遮
    断手段を設けたことを特徴とするコモンレール式燃料噴
    射制御装置。
  2. 【請求項2】 上記フィード圧の所定値が、上記エンジ
    ンがアイドル回転数未満の所定回転数となっているとき
    のフィード圧である請求項1記載のコモンレール式燃料
    噴射制御装置。
  3. 【請求項3】 上記燃料供給遮断手段が、上記フィード
    ポンプと上記電磁弁との間に直列に設けられ上記フィー
    ドポンプのフィード圧に基づき開弁する開閉弁からなる
    請求項1又は2記載のコモンレール式燃料噴射制御装
    置。
  4. 【請求項4】 上記燃料供給遮断手段が上記電磁弁に設
    けられる請求項1又は2記載のコモンレール式燃料噴射
    制御装置。
  5. 【請求項5】 上記電磁弁が、電磁ソレノイドと、該電
    磁ソレノイドの通電時に閉弁側に駆動されるアーマチュ
    アと、該アーマチュアを開弁側に付勢するリターンスプ
    リングと、上記電磁ソレノイドの通電時に上記アーマチ
    ュアにより閉弁側に駆動され、上記フィードポンプのフ
    ィード圧により開弁側に駆動されると共に、上記アーマ
    チュアから分割されて上記アーマチュアに対し相対移動
    可能な弁体と、該弁体を上記アーマチュアに対し閉弁側
    に付勢する弾性部材とを備える請求項4記載のコモンレ
    ール式燃料噴射制御装置。
  6. 【請求項6】 上記電磁ソレノイドの非通電時におい
    て、上記フィード圧が上記所定値未満のとき、上記弁体
    が上記弾性部材により押圧されて閉弁位置に位置され、
    上記フィード圧が上記所定値以上のとき、上記弁体が上
    記フィード圧により押圧され、上記弾性部材に抗じて開
    弁位置に位置される請求項5記載のコモンレール式燃料
    噴射制御装置。
  7. 【請求項7】 上記フィード圧の燃料を上記高圧ポンプ
    に潤滑用として供給する潤滑ラインが設けられる請求項
    1乃至6いずれかに記載のコモンレール式燃料噴射制御
    装置。
  8. 【請求項8】 作動流体を被供給先へと加圧圧送するポ
    ンプ手段と、該ポンプ手段に供給される作動流体量を調
    節する常開式の電磁弁と、該電磁弁の非通電時に、上記
    ポンプ手段に供給する流体圧が所定値以上に達するま
    で、上記ポンプ手段への流体供給を機械的に遮断する流
    体供給遮断手段とを備えたことを特徴とする圧力流体供
    給装置。
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