JP2006200423A - Fuel supply device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィードポンプ等の低圧燃料ポンプにより燃料タンクから汲み上げた燃料を、燃料噴射ポンプ等の高圧燃料ポンプにて更に加圧して高圧化し、内燃機関の燃料噴射弁側に圧送供給するように構成された内燃機関用燃料供給装置に関するもので、特に高圧燃料ポンプの吐出ポートより吐出した高圧燃料をコモンレール内に蓄圧し、このコモンレール内に蓄圧した高圧燃料を燃料噴射弁を介して内燃機関の燃焼室内に噴射供給するように構成された蓄圧式燃料噴射装置に係わる。 In the present invention, fuel pumped up from a fuel tank by a low-pressure fuel pump such as a feed pump is further pressurized by a high-pressure fuel pump such as a fuel injection pump so as to be pressurized and supplied to the fuel injection valve side of the internal combustion engine. In particular, the present invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine, in which high pressure fuel discharged from a discharge port of a high pressure fuel pump is accumulated in a common rail, and the high pressure fuel accumulated in the common rail is stored in the internal combustion engine via a fuel injection valve. The present invention relates to a pressure accumulation type fuel injection device configured to inject and supply into a combustion chamber.
[従来の技術]
従来より、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関用燃料供給装置は、燃料タンクから内燃機関用燃料噴射弁(燃料噴射ノズル)またはコモンレールまでの間の燃料供給経路にフィードポンプと燃料噴射ポンプとが順に設けられており、燃料噴射ノズルまたはコモンレールや燃料噴射ポンプからの余剰燃料は、オーバーフロー配管(燃料還流経路)を経由して燃料タンクへと戻されるように構成されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
[Conventional technology]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a fuel supply device for an internal combustion engine such as a diesel engine has a feed pump and a fuel injection pump sequentially provided in a fuel supply path from a fuel tank to a fuel injection valve (fuel injection nozzle) for an internal combustion engine or a common rail. The surplus fuel from the fuel injection nozzle or common rail or fuel injection pump is returned to the fuel tank via an overflow pipe (fuel recirculation path) (for example, Patent Documents 1 to 3). reference).
[従来の技術の不具合]
ところが、従来の内燃機関用燃料供給装置においては、オーバーフロー配管の出口から燃料タンク内に余剰燃料を落下させると、燃料タンク内の貯留燃料が泡立って気泡が発生する。そして、燃料タンク内でオーバーフロー配管の出口が低圧燃料配管の吸い込み口の近傍に配置されていると、オーバーフロー配管の出口から余剰燃料を落下させることで発生した気泡等のエアーを低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込んでしまい、フィードポンプの内部に吸い込まれてしまう。
[Conventional technical problems]
However, in the conventional fuel supply device for an internal combustion engine, when excess fuel is dropped into the fuel tank from the outlet of the overflow pipe, the stored fuel in the fuel tank is bubbled and bubbles are generated. If the outlet of the overflow pipe is arranged in the fuel tank near the suction port of the low-pressure fuel pipe, air such as bubbles generated by dropping excess fuel from the outlet of the overflow pipe is sucked into the low-pressure fuel pipe. It is sucked from the mouth and sucked into the feed pump.
そして、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中に混入した気泡等のエアーは、フィードポンプの吐出側より吐出されて、燃料噴射ポンプの燃料加圧室内に吸い込まれてしまう。このため、気泡等のエアーの体積分だけ実質的に燃料の吸入量が不足するので、燃料噴射ポンプの吐出口より燃料噴射ノズル側に圧送される燃料の圧送量がエアーの体積分だけ実質的に不足することになる。したがって、燃料の圧送不良が生じるため、燃料噴射量の噴射特性等が変化して、エンジンの始動性が悪化したり、エンジンの出力が低下したり、エンジンストール(エンスト)を誘発したりする可能性があった。 Then, air such as bubbles mixed in the fuel sucked from the suction port of the low-pressure fuel pipe is discharged from the discharge side of the feed pump and sucked into the fuel pressurizing chamber of the fuel injection pump. For this reason, since the amount of fuel sucked is substantially insufficient by the volume of air such as bubbles, the amount of fuel pumped from the discharge port of the fuel injection pump to the fuel injection nozzle is substantially equal to the volume of air. Will be lacking. Therefore, poor fuel pumping occurs, and the injection characteristics of the fuel injection amount change, which can deteriorate engine startability, reduce engine output, and induce engine stall (engine stall). There was sex.
また、従来の内燃機関用燃料供給装置においては、フィードポンプの吸入側よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタが設置されている。すなわち、燃料フィルタよりも燃料流方向の下流側と燃料噴射ポンプよりも燃料流方向の上流側との間にフィードポンプを設置した場合には、燃料フィルタよりも燃料流方向の下流側の低圧燃料配管内の圧力がフィードポンプの吸引によって負圧となり、燃料中に気泡が発生し易い状況となってしまう。このため、フィードポンプの吸引によって負圧となり、燃料中の空気が分離して大きな気泡になり、フィードポンプの内部に吸い込まれてしまうため、上記と同じような課題が生じる。 Further, in the conventional fuel supply device for an internal combustion engine, a fuel filter is installed on the upstream side in the fuel flow direction from the suction side of the feed pump. That is, when a feed pump is installed between the downstream side in the fuel flow direction with respect to the fuel filter and the upstream side in the fuel flow direction with respect to the fuel injection pump, the low pressure fuel on the downstream side in the fuel flow direction with respect to the fuel filter. The pressure in the piping becomes negative due to the suction of the feed pump, and bubbles are likely to be generated in the fuel. For this reason, negative pressure is generated by the suction of the feed pump, air in the fuel is separated into large bubbles, and is sucked into the feed pump, causing the same problem as described above.
なお、上記のような燃料の圧送不良が生じないように、燃料の吸入量または燃料の圧送量を一定量だけ嵩上げすることが考えられるが、気泡等のエアー混入量はエンジンの運転条件によって変化するため場合によっては、必要以上の燃料がフィードポンプの吐出側から燃料噴射ポンプの燃料加圧室内に供給されることになり、過剰圧送による燃費の悪化が発生する可能性があった。
本発明の目的は、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を防止または回避して、内燃機関の始動性の悪化、エンジンの出力の低下、エンスト等の不具合を未然に防止することのできる内燃機関用燃料供給装置を提供することにある。また、燃料の過剰圧送を回避または防止して、燃費の悪化を抑制することのできる内燃機関用燃料供給装置を提供することにある。 The object of the present invention is to prevent or avoid fuel pumping failure due to air mixing such as air bubbles and prevent problems such as deterioration of startability of the internal combustion engine, reduction of engine output, engine stall, etc. An object of the present invention is to provide a fuel supply device for an internal combustion engine. Another object of the present invention is to provide a fuel supply device for an internal combustion engine that can avoid or prevent excessive pumping of fuel and suppress deterioration of fuel consumption.
請求項1に記載の発明によれば、圧力検出手段によって、低圧燃料配管の吸い込み口から吸入した燃料を、低圧燃料ポンプの内部、高圧燃料ポンプの加圧室を経由して高圧燃料ポンプの吐出口に供給するための燃料供給経路内の燃料圧力を検出する。そして、圧力検出手段の圧力検出値に基づいて、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に混入(または発生)した気泡等の空気混入量を推定する(空気混入量推定手段)。したがって、実測することが困難な気泡等の空気混入量を簡単な方法で推定することができる。そして、この推定された空気混入量(空気混入量推定値)に基づいて、例えば空気抜き機構または燃料加圧機構を作動させるようにしても良い。 According to the first aspect of the present invention, the fuel sucked from the suction port of the low-pressure fuel pipe by the pressure detection means is discharged from the high-pressure fuel pump through the inside of the low-pressure fuel pump and the pressurizing chamber of the high-pressure fuel pump. The fuel pressure in the fuel supply path for supplying to the outlet is detected. Then, based on the pressure detection value of the pressure detection means, the low-pressure fuel sucked into the fuel sucked from the suction port of the low-pressure fuel pipe, the fuel sucked into the low-pressure fuel pump, or the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump The amount of air contamination such as bubbles mixed in (or generated) is estimated (air contamination amount estimation means). Therefore, it is possible to estimate the amount of air mixed in such as bubbles that are difficult to measure by a simple method. Then, for example, an air venting mechanism or a fuel pressurizing mechanism may be operated based on the estimated air mixing amount (air mixing amount estimated value).
請求項2に記載の発明によれば、推定された空気混入量(空気混入量推定値)に基づいて空気抜き機構を作動させることにより、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に混入(または発生)した気泡等の空気が、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路から取り除かれる。 According to the invention described in claim 2, by operating the air venting mechanism based on the estimated air mixing amount (the air mixing amount estimated value), the fuel sucked from the suction port of the low pressure fuel pipe or the low pressure fuel Air such as bubbles mixed (or generated) in the fuel sucked into the pump or in the low-pressure fuel sucked into the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump is upstream in the fuel flow direction from the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump. Is removed from the side fuel supply path.
これによって、低圧燃料配管の吸い込み口から低圧燃料ポンプの内部に吸入される燃料中に混入した気泡等の空気を吸い込むことはなく、あるいは低圧燃料ポンプの吐出側から高圧燃料ポンプの加圧室内に吸入される燃料中に混入(または発生)した気泡等の空気を吸い込むことはなく、高圧燃料ポンプの加圧室内で昇圧された、十分な吐出量の高圧燃料を、内燃機関の燃料噴射弁側(またはコモンレール側等)に圧送供給できるようになる。これにより、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を回避または防止できるので、内燃機関の始動性の悪化、エンジンの出力の低下、エンスト等の不具合を未然に防止することができる。また、燃料の圧送不良が生じないように、燃料の吸入量または燃料の圧送量を一定量だけ嵩上げする方法を採用していないので、高圧燃料ポンプの過剰圧送による燃費の悪化を防止することができる。 As a result, air such as bubbles mixed in the fuel sucked into the low pressure fuel pump from the suction port of the low pressure fuel pipe is not sucked, or from the discharge side of the low pressure fuel pump into the pressurizing chamber of the high pressure fuel pump. The high-pressure fuel with a sufficient discharge volume that has been pressurized in the pressurization chamber of the high-pressure fuel pump without sucking air such as bubbles mixed (or generated) into the fuel to be sucked in the fuel injection valve side of the internal combustion engine (Or common rail side, etc.) can be pumped. Thereby, since poor pumping of fuel due to mixing of air such as bubbles can be avoided or prevented, problems such as deterioration of startability of the internal combustion engine, reduction of engine output, engine stall, etc. can be prevented. In addition, since a method of raising the fuel intake amount or the fuel pumping amount by a certain amount is not employed so that fuel pumping failure does not occur, deterioration of fuel consumption due to excessive pumping of the high-pressure fuel pump can be prevented. it can.
請求項3に記載の発明によれば、上記の空気抜き機構に空気抜き配管を設けたことにより、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に混入(または発生)した気泡等の空気を、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路から空気抜き配管を経由して取り除くことができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、上記の空気抜き配管の空気流方向の上流端を、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側に設けた空間に接続している。この場合には、低圧燃料配管等の燃料供給経路の上部(例えば低圧燃料配管等の天地方向の天側)に設けられる、気泡等の空気が溜まり易い空間(空気溜まり室)に空気抜き配管の空気流方向の上流端を接続することが望ましい。 According to the fourth aspect of the present invention, the upstream end of the air vent pipe in the air flow direction is connected to a space provided upstream of the pressurizing chamber of the high pressure fuel pump in the fuel flow direction. In this case, the air in the air vent pipe is placed in a space (air pool chamber) where air such as bubbles is provided in the upper part of the fuel supply path such as the low pressure fuel pipe (for example, the top side in the vertical direction such as the low pressure fuel pipe). It is desirable to connect the upstream ends in the flow direction.
請求項5に記載の発明によれば、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタを設置しても良い。特に、低圧燃料ポンプの吸入側よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタを設置しても良い。そして、上記の空気抜き配管の空気流方向の上流端を、燃料フィルタの上部(燃料フィルタの天地方向の天側)に設けられる、気泡等の空気が溜まり易く、大きな内容積を持つ空間(空気溜まり室)に接続することが望ましい。 According to the fifth aspect of the present invention, the fuel filter may be installed upstream of the pressurizing chamber of the high-pressure fuel pump in the fuel flow direction. In particular, a fuel filter may be installed upstream of the suction side of the low-pressure fuel pump in the fuel flow direction. The upstream end of the air vent pipe in the air flow direction is provided at the upper part of the fuel filter (top side of the fuel filter in the vertical direction), where air such as bubbles easily collects and has a large internal volume (air reservoir). It is desirable to connect to the room.
請求項6に記載の発明によれば、上記の空気抜き機構に、空気抜き配管内の空気抜き経路を開閉する空気抜き制御弁を設けている。そして、空気混入量推定手段の空気混入量推定値が所定値以上の際に、空気抜き制御弁を開弁させることにより、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に混入(または発生)した気泡等の空気を、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路から空気抜き配管内の空気抜き経路を経由して取り除くことができる。
According to the invention described in
請求項7に記載の発明によれば、上記の空気抜き機構に、高圧燃料ポンプの加圧室内に供給される燃料中に混入した空気を、空気抜き配管内の空気抜き経路中に吸引するバキューム装置を設けている。そして、空気混入量推定手段の空気混入量推定値が所定値以上の際に、バキューム装置を作動させることにより、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に混入(または発生)した気泡等の空気を、高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路から空気抜き配管内の空気抜き経路を経由して確実に取り除くことができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the air vent mechanism is provided with a vacuum device that sucks air mixed in the fuel supplied into the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump into the air vent path in the air vent pipe. ing. Then, when the estimated air mixing amount of the air mixing amount estimating means is equal to or larger than a predetermined value, the vacuum device is operated to be sucked into the fuel sucked from the suction port of the low pressure fuel pipe or into the low pressure fuel pump. Air such as bubbles mixed (or generated) in the low-pressure fuel sucked into the fuel or in the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump from the fuel supply path upstream of the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump in the fuel flow direction. It can be reliably removed via the air vent path in the air vent pipe.
請求項8に記載の発明によれば、空気混入量推定手段の空気混入量推定値に基づいて、燃料加圧機構を作動させることにより、低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中、あるいは低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中、あるいは高圧燃料ポンプの加圧室内に吸い込まれる低圧燃料中に気泡等の空気が混入した場合でも、常に適切な吸入量の燃料が高圧燃料ポンプの加圧室内に供給されるようになる。また、低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中に混入した気泡等の空気混入量分だけ、低圧燃料ポンプの吐出側より吐出されて高圧燃料ポンプの加圧室内に吸入される燃料の吸入量の不足分を補うように、燃料加圧機構を作動させることで、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を回避しながら、過剰圧送による燃費の悪化を抑制することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, by operating the fuel pressurizing mechanism based on the estimated air mixing amount of the air mixing amount estimating means, the fuel is sucked from the suction port of the low pressure fuel pipe, or the low pressure Even when air such as bubbles is mixed in the fuel sucked into the fuel pump or the low-pressure fuel sucked into the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump, an appropriate amount of fuel is always inhaled in the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump. Will be supplied to. In addition, the amount of fuel that is discharged from the discharge side of the low-pressure fuel pump and sucked into the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump by the amount of air mixed in the fuel sucked into the low-pressure fuel pump. By operating the fuel pressurizing mechanism so as to compensate for the shortage, it is possible to suppress deterioration in fuel consumption due to excessive pumping while avoiding poor pumping of fuel due to air mixing such as bubbles.
請求項9に記載の発明によれば、燃料加圧機構として、低圧燃料ポンプの吸入側よりも燃料流方向の上流側に設置された電動式ポンプを用いても良い。例えば燃料加圧機構として燃料タンク内に設置されるインタンク型の電動式ポンプを用いても良い。そして、空気混入量推定手段の空気混入量推定値に基づいて、電動式ポンプのポンプ効率を制御している。これにより、低圧燃料ポンプの内部に吸い込まれる燃料中に混入した気泡等の空気混入量分だけ、低圧燃料ポンプの吐出側より吐出されて高圧燃料ポンプの加圧室内に吸入される燃料の吸入量の不足分を補うように、電動式ポンプのポンプ効率を制御できるので、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を回避しながら、過剰圧送による燃費の悪化を抑制することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, an electric pump installed upstream of the suction side of the low-pressure fuel pump in the fuel flow direction may be used as the fuel pressurizing mechanism. For example, an in-tank type electric pump installed in the fuel tank may be used as the fuel pressurizing mechanism. And the pump efficiency of an electric pump is controlled based on the air mixing amount estimated value of an air mixing amount estimation means. As a result, the amount of fuel that is discharged from the discharge side of the low-pressure fuel pump and sucked into the pressurization chamber of the high-pressure fuel pump by the amount of air mixed in the fuel sucked into the low-pressure fuel pump. Since the pump efficiency of the electric pump can be controlled so as to compensate for the shortage of fuel, it is possible to suppress deterioration in fuel consumption due to excessive pumping while avoiding poor pumping of fuel due to air mixing such as bubbles.
請求項10に記載の発明によれば、低圧燃料ポンプに、低圧燃料ポンプの吸入側または吐出側の燃料圧力を検出する燃料圧力センサを設置しても良い。あるいは高圧燃料ポンプに、高圧燃料ポンプの加圧室または吐出口の燃料圧力を検出する燃料圧力センサを設置しても良い。特に低圧燃料ポンプの吸入側よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタが設置されている場合には、圧力脈動が出易く、且つ燃料供給経路内の圧力が負圧から正圧に変動する低圧燃料ポンプの吐出側に燃料圧力センサを設置することが望ましい。
According to the invention described in
請求項11に記載の発明によれば、低圧燃料ポンプとして、インナロータとアウタロータとの歯間容積を変化させることで、燃料タンク内の常圧燃料を汲み上げて低圧燃料を高圧燃料ポンプに吐出するフィードポンプを採用しても良い。また、高圧燃料ポンプとして、シリンダ内でプランジャを往復摺動させることで、フィードポンプの吐出側から吐出された低圧燃料を加圧室内に吸入させて高圧燃料を内燃機関の燃料噴射弁側に吐出するサプライポンプを採用しても良い。特にフィードポンプをサプライポンプに一体的に組み付けることにより、フィードポンプの吐出側とサプライポンプの吸入口とを接続する低圧燃料配管が不要となり、また、1本のポンプ駆動軸でフィードポンプのインナロータおよびアウタロータと、サプライポンプのプランジャとを駆動できるので、部品点数を削減することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the low pressure fuel pump is a feed that pumps up the normal pressure fuel in the fuel tank and discharges the low pressure fuel to the high pressure fuel pump by changing the interdental volume between the inner rotor and the outer rotor. A pump may be employed. As a high-pressure fuel pump, the plunger is slid back and forth in the cylinder, so that the low-pressure fuel discharged from the discharge side of the feed pump is sucked into the pressurized chamber and the high-pressure fuel is discharged to the fuel injection valve side of the internal combustion engine. You may adopt a supply pump. In particular, by assembling the feed pump integrally with the supply pump, there is no need for a low-pressure fuel pipe connecting the discharge side of the feed pump and the suction port of the supply pump. Since the outer rotor and the plunger of the supply pump can be driven, the number of parts can be reduced.
本発明を実施するための最良の形態は、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を防止して、内燃機関の始動性の悪化、エンジンの出力の低下、エンスト等の不具合を未然に防止するという目的を、圧力検出手段の圧力検出値によって燃料中に混入した空気混入量を推定し、この空気混入量推定値に基づいて空気抜き機構を作動させて、燃料中に混入した空気を燃料供給経路から取り除くことで実現した。また、気泡等の空気の混入による燃料の圧送不良を回避しながら、過剰圧送による燃費の悪化を抑制するという目的を、燃料中に混入した空気混入量を考慮して燃料加圧機構を制御することで実現した。 The best mode for carrying out the present invention is to prevent poor pumping of fuel due to air and other air bubbles, and prevent problems such as deterioration in startability of the internal combustion engine, reduction in engine output, engine stall, etc. The purpose is to estimate the amount of air mixed in the fuel by the pressure detection value of the pressure detection means, and operate the air venting mechanism based on this air mixing amount estimated value to supply the air mixed in the fuel. Realized by removing from the path. In addition, the fuel pressurization mechanism is controlled in consideration of the amount of air mixed in the fuel for the purpose of suppressing deterioration in fuel consumption due to excessive pumping while avoiding poor fuel pumping due to air mixing such as bubbles. That was realized.
[実施例1の構成]
図1ないし図7は本発明の実施例1を示したもので、図1はコモンレール式燃料噴射システムの主要構成を示した図で、図2はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した図で、図3および図4はサプライポンプの全体構成を示した図である。
[Configuration of Example 1]
FIGS. 1 to 7 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a common rail fuel injection system, and FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of the common rail fuel injection system. 3 and 4 are diagrams showing the overall configuration of the supply pump.
本実施例の内燃機関用燃料供給装置は、多気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関(以下エンジンと言う)用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム(内燃機関用燃料噴射装置)であり、コモンレール1内に蓄圧された高圧燃料を、エンジンの各気筒毎に対応して搭載されたインジェクタを介してエンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給するように構成されている。 The fuel supply device for an internal combustion engine of the present embodiment is a common rail fuel injection system (fuel injection device for an internal combustion engine) known as a fuel injection system for an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) such as a multi-cylinder diesel engine. The high-pressure fuel accumulated in the common rail 1 is configured to inject and supply high-pressure fuel into the combustion chamber of each cylinder of the engine via an injector mounted corresponding to each cylinder of the engine.
このコモンレール式燃料噴射システムは、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール1と、エンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を所定のタイミングで噴射供給する複数個の内燃機関用燃料噴射弁(例えば電磁式燃料噴射弁:以下インジェクタと呼ぶ)2と、燃料タンク3から供給される燃料を加圧して高圧化するサプライポンプ4と、このサプライポンプ4に供給される燃料中に混入した気泡等の空気(エアー)を燃料タンク3に戻すための空気還流経路を有する空気抜き機構7と、エンジンをはじめ燃料噴射システム全体の制御を行うエンジン制御ユニット(エンジン制御装置:以下ECUと呼ぶ)10とを備えている。
This common rail type fuel injection system includes a common rail 1 for accumulating high pressure fuel corresponding to the fuel injection pressure, and a plurality of internal combustion engine fuel injections that inject high pressure fuel into a combustion chamber of each cylinder of the engine at a predetermined timing. Mixed into the valve (for example, an electromagnetic fuel injection valve: hereinafter referred to as an injector) 2, a
ここで、ECU10には、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置(ROMまたはEEPROM、RAMまたはスタティックRAM(SRAM)等のメモリ)等の機能を含んで構成される周知のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ECU10は、図示しないイグニッションスイッチがオン(IG・ON)されると、燃料圧力センサ11等の各種センサからの検出信号およびメモリ内に格納されたデータを読み込み、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、複数個のインジェクタ2のアクチュエータ(電磁弁12等)、サプライポンプ4の電磁弁13および空気抜き機構7の電磁弁14を電子制御するように構成されている。また、燃料圧力センサ11より出力される検出信号(圧力検出値)や、その他の各種センサからのセンサ信号は、A/D変換器でA/D変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。なお、本実施例では、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、冷却水温センサ、燃料温度センサおよびコモンレール圧センサ等の各種センサがECU10に電気的に接続されている。
Here, the
コモンレール1には、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を常時蓄圧する必要があるため、サプライポンプ4から高圧燃料配管(燃料圧送経路)19を経由して高圧燃料が圧送供給されている。そして、コモンレール1には、コモンレール圧が限界設定圧力を超えた際に開弁してコモンレール圧を限界設定圧力以下に抑えるためのプレッシャリミッタ8が設置されている。インジェクタ2は、ノズルボデー内にノズルニードルを摺動自在に収容した燃料噴射ノズルと、ノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁弁12と、ノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段とによって構成されている。
Since the high pressure fuel corresponding to the fuel injection pressure needs to be constantly stored in the common rail 1, the high pressure fuel is pumped and supplied from the
そして、インジェクタ2からエンジンの各気筒の燃焼室内への燃料の噴射は、ノズルボデー内に摺動自在に支持されたノズルニードルと連動するコマンドピストンの動作制御を行う背圧制御室内の燃料圧力を増減制御する電磁弁12への通電および通電停止によって電子制御されている。すなわち、インジェクタ2の電磁弁12が通電されてノズルニードルが開弁している間、コモンレール1内に蓄圧された高圧燃料がノズルボデーの先端側に形成された噴射孔よりエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される。これにより、エンジンが運転される。ここで、インジェクタ2の各摺動部、サプライポンプ4の各摺動部より溢流したリーク燃料や、コモンレール1、インジェクタ2、サプライポンプ4およびプレッシャリミッタ8より流出した余剰燃料は、オーバーフロー配管(燃料還流経路)20を経由して燃料系の低圧側(燃料タンク3)に戻される。
The fuel injection from the injector 2 into the combustion chamber of each cylinder of the engine increases or decreases the fuel pressure in the back pressure control chamber that controls the operation of the command piston that is linked to the nozzle needle that is slidably supported in the nozzle body. Electronic control is performed by energizing and deenergizing the solenoid valve 12 to be controlled. That is, while the solenoid valve 12 of the injector 2 is energized and the nozzle needle is opened, the high-pressure fuel accumulated in the common rail 1 is injected into the combustion chamber of each cylinder of the engine from the injection hole formed on the tip end side of the nozzle body. Is supplied by injection. As a result, the engine is operated. Here, the leaked fuel overflowing from the sliding portions of the injector 2 and the sliding portions of the
本実施例のサプライポンプ4は、インナロータ21とアウタロータ22との歯間容積を変化させることで燃料タンク3内に貯留された常圧燃料を汲み上げるフィードポンプ(低圧燃料ポンプ)5と、2個のシリンダヘッド(シリンダ)23と2個のプランジャ24とによって構成されるポンプエレメント(高圧燃料ポンプ)とを一体化した燃料噴射ポンプである。また、サプライポンプ4は、吸入ポート25から吸入した燃料を加圧して、吐出ポート26からインジェクタ側に圧送する圧送系統(ポンプエレメント)を2つ備え、1つの電磁弁13で、全ての圧送系統の燃料圧送量または燃料吐出量を、燃料吸入量を調量することで制御するタイプ(吸入調量型)の燃料噴射ポンプである。
The
また、サプライポンプ4には、エンジンによって回転駆動されるポンプ駆動軸(ドライブシャフトまたはカムシャフト)27が設けられている。このポンプ駆動軸27の軸方向の先端部(図2、図3において図示左端部)の外周には、エンジンのクランクシャフトのクランクプーリとベルトを介して駆動連結されるドライブプーリ(図示せず)が取り付けられている。また、ポンプ駆動軸27の軸方向の後端部(図2、図3において図示右端部)には、フィードポンプ5が組み付けられている。また、ポンプ駆動軸27は、ジャーナル軸受28を介してポンプハウジング29に回転自在に支持されている。そのポンプハウジング29の図示上下端面には、2個のシリンダヘッド23がそれぞれボルト等の締結具を用いて締め付け固定されている。
The
2個のシリンダヘッド23の摺動孔内には、2個のプランジャ24が摺動自在にそれぞれ収容されている。そして、2個のシリンダヘッド23の摺動孔の開口端側と2個のプランジャ24の端面と2個の吸入弁30の端面とで形成される内部空間は、シリンダヘッド23の摺動孔内をプランジャ24が往復摺動することによって吸入した燃料を加圧して高圧化するための2個の燃料加圧室31とされている。そして、吸入ポート25から吸入した燃料は、フィードポンプ5→電磁弁13→2個の吸入弁30を経由して2個の燃料加圧室31内に流入する。また、2個の燃料加圧室31内で昇圧された燃料は、2個の吐出弁32を経由して吐出ポート26からコモンレール1に流出する。
Two
2個の吸入弁30は、2個の燃料加圧室31内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると閉弁する弁体、およびこの弁体を閉弁方向に付勢するスプリング等の弁体付勢手段を有し、2個の燃料加圧室側から電磁弁側の燃料吸入経路へ燃料が逆流することを防止する逆止弁である。2個の吐出弁32は、2個の燃料加圧室31内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する弁体、およびこの弁体を閉弁方向に付勢するスプリング等の弁体付勢手段を有し、吐出ポート側から燃料加圧室側へ燃料が逆流することを防止する逆止弁である。
The two
ここで、本実施例のプランジャ駆動手段(動力伝達機構)は、カム33、カムリング34およびブッシュ35等によって構成されている。そして、ポンプ駆動軸27の中間部外周には、カム33が一体的に形成されており、カム33を挟んで図示上下方向に対称的な位置で、且つ吸入工程、圧送工程の位相が互いに逆位相となるように、上記の2個のプランジャ24が配置されている。カム33は、ポンプ駆動軸27の軸心に対して偏心して設けられ、円形状の断面を有している。そのカム33の外周には、外形形状が略四角形状のカムリング34が円環状のブッシュ35を介して摺動自在に保持されている。
Here, the plunger drive means (power transmission mechanism) of the present embodiment is constituted by a
このカムリング34の内部には、円形状の断面を有する中空部が形成されており、カム33およびブッシュ35が収容されている。また、カムリング34の図示上下端面には、2個のプランジャ24が2個のプランジャ24の外周側に配されたコイルスプリング36の付勢力によって押し付けられている。この構成により、ポンプ駆動軸27と一体化されたカム33が回転すると、カムリング34が所定の円形経路に沿って公転する。2個のプランジャ24は、ポンプ駆動軸27の回転に伴いカムリング34を介してカム33により往復駆動され、2個の燃料加圧室31内に吸入した燃料を加圧して高圧化する。
A hollow portion having a circular cross section is formed inside the
フィードポンプ5は、ポンプ駆動軸27が回転することで燃料タンク3内に貯留された常圧の燃料を吸入側より吸入し内部で加圧して吐出するトロコイドポンプ(低圧燃料ポンプ)であって、サプライポンプ4のポンプハウジング29に一体的に組み付けられている。このフィードポンプ5は、図1ないし図3に示したように、サプライポンプ4の電磁弁13よりも燃料流方向の上流側で、且つ燃料フィルタ6よりも燃料流方向の下流側に設置されている。なお、図2においてフィードポンプ5は、90度だけ展開された形で開示されている。また、フィードポンプ5として、トロコイドポンプの代わりにベーンポンプを用いても良い。
The
そして、フィードポンプ5は、ポンプ駆動軸27の軸方向の後端部に取り付けられたインナロータ21、およびこのインナロータ21との間に容積可変空間37を形成するアウタロータ22を有し、ポンプハウジング29とポンプカバー38との間に回転自在に収容されている。なお、容積可変空間37は、フィードポンプ5の内部(歯間空間)を形成する。また、ポンプカバー38は、ポンプハウジング29との間に形成される円形状空間内にインナロータ21とアウタロータ22とを収容保持した状態で、その外周部に設けられたフランジ部がポンプハウジング29の側壁面にポンププレート39を介してボルト等の締結具を用いて締め付け固定されている。なお、ポンププレート39には、略円弧形状の吸入ポート(吸入側)と略円弧形状の吐出ポート(吐出側)とが形成されている。
The
そして、燃料タンク3内の燃料は、ポンプ駆動軸27の回転に伴ってフィードポンプ5のインナロータ21とアウタロータ22とが相対的に回転することで、低圧燃料配管(燃料吸込経路)41の吸い込み口から吸い込まれて燃料フィルタ6、低圧燃料配管(燃料吸込経路)42、インレットパイプ43内に形成された吸入ポート25を経由して燃料導入経路44内に導入されて、フィードポンプ5の吸入側(吸入室)に吸入される。また、フィードポンプ5の吐出側(吐出室)から吐出された燃料は、燃料導出経路45を経由して電磁弁13の入口部(サプライポンプ4の吸入口)に供給される。
The fuel in the
また、フィードポンプ5の吐出側から吐出される燃料は、電磁弁13を迂回して、あるいは電磁弁13、燃料導出経路46、オリフィス47を経由して収容室49内にも供給されている。ここで、収容室49内には、ポンプ駆動軸27、2個のプランジャ24、カム33およびカムリング34が収容されている。なお、収容室49は、カム33およびカムリング34を回転自在に収容するカム室として機能している。そして、収容室49内には、ポンプ駆動軸27とポンプハウジング29との間、2個のプランジャ24とカムリング34との間、カム33とカムリング34との間などの、サプライポンプ4のハウジング内部の各摺動部を潤滑するための燃料がフィードポンプ5から電磁弁13を迂回して、あるいは電磁弁13を経由して供給されている。また、収容室49より流出した余剰燃料は、オーバーフロー配管20を経由して燃料タンク3に戻される。
The fuel discharged from the discharge side of the
なお、フィードポンプ5の近傍には、フィードポンプ5の吐出側から電磁弁13に低圧燃料を供給するための燃料導出経路45内の燃料圧力(つまりフィードポンプ5の吐出圧力)が所定の燃料圧力を超えないようにするための圧力調整弁(レギュレートバルブ)51が設けられている。このレギュレートバルブ51は、燃料導出経路45に連通する燃料還流経路52、53間に設置されて、燃料導出経路45内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると閉弁する弁体、およびこの弁体を閉弁方向に付勢するスプリング等の弁体付勢手段を有し、フィードポンプ5の吸入側から燃料導出経路側へ燃料が逆流することを防止する逆止弁としても機能する。そして、燃料導出経路45内の燃料圧力が所定の燃料圧力よりも高くなると、スプリングの付勢力に抗してレギュレートバルブ51の弁体が開弁して、余剰の燃料がフィードポンプ5の吸入側に還流する。
In the vicinity of the
電磁弁13は、電磁式吸入調量弁に相当するもので、入口ポートまたは出口ポートの開口面積を変化させるスプール弁(弁体)と、このスプール弁を閉弁方向(または開弁方向)に駆動するソレノイドコイルと、このソレノイドコイルの通電時に磁化されるステータコアおよびムービングコアと、スプール弁を開弁方向(または閉弁方向)に付勢するスプリングと、スプール弁を摺動自在に収容するバルブケースとを有している。なお、ステータコアには、ムービングコアを吸引する吸引部が設けられている。また、ソレノイドコイルは、スプール弁を閉弁方向(または開弁方向)に駆動する弁体駆動手段として機能する。また、スプリングは、スプール弁を開弁方向(または閉弁方向)に付勢する弁体付勢手段として機能する。
The
また、電磁弁13の出口部から流出する燃料は、2個の燃料加圧室31に分配供給されるように構成されている。すなわち、電磁弁13の出口部から流出する燃料は、2本の燃料吸入経路54、2個の吸入弁30を経由して2個の燃料加圧室31に吸入される。そして、本実施例のサプライポンプ4は、電磁弁13によってフィードポンプ5から2個の燃料加圧室31に供給される燃料の吸入量を、エンジンの運転状態に対応して調整することで、2個の燃料加圧室31から2本の燃料吐出経路55、2個の吐出弁32、アウトレットパイプ56の吐出ポート(サプライポンプ4の吐出口)26を通って吐出される燃料の吐出量が調整される。これにより、コモンレール1内の燃料圧力が最適値となるように制御される。なお、電磁弁13より溢流した余剰燃料は、燃料還流経路57、燃料導入経路44を経由してフィードポンプ5の吸入側に戻される。
The fuel flowing out from the outlet of the
燃料フィルタ6は、図1および図2に示したように、サプライポンプ4のインレットパイプ43内に形成された吸入ポート25よりも燃料流方向の上流側、すなわち、サプライポンプ4の電磁弁13の入口部(サプライポンプ4の吸入口)およびフィードポンプ5の吸入側よりも燃料流方向の上流側に設置されている。この燃料フィルタ6は、図5に示したように、円筒状のフィルタエレメント61、およびこのフィルタエレメント61を収容するフィルタケース62等を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
フィルタエレメント61は、フィルタケース62の内壁面と円筒管の流路管63との間に形成された円筒状空間64に濾紙等の濾過材やハニカム状の濾過エレメントを設置したもので、燃料タンク3からフィードポンプ5の吸入側に吸入される燃料中に含まれる不純物(有害物:塵芥、錆等の固形物、カーボン、ガム状物質のようなスラッジおよび水分)を濾過または捕捉して除去する。また、フィルタケース62には、燃料タンク3から低圧燃料配管41を経由して円筒状空間64内に燃料を導入するためのインレット(入口側ポート)65と、フィルタエレメント61で濾過されて清浄化された燃料を低圧燃料配管42を経由してサプライポンプ4の吸入ポート25に導出するためのアウトレット(出口側ポート)66とが形成されている。
The
ここで、図1および図2に示したように、インジェクタ2、サプライポンプ4およびプレッシャリミッタ8より流出した余剰燃料を燃料タンク3内に戻すためのオーバーフロー配管20の出口から落下させると、燃料タンク3内の貯留燃料が泡立って気泡が発生する。このとき、燃料タンク3内でオーバーフロー配管20の出口が低圧燃料配管41の吸い込み口の近傍に配置されていると、その気泡等のエアーが低圧燃料配管41の吸い込み口から燃料と共に吸い込まれて、気泡等のエアーが燃料中に混入して燃料フィルタ6内に流入する。また、図1に示したように、燃料フィルタ6のフィルタエレメント61よりも燃料流方向の下流側とサプライポンプ4の燃料加圧室31よりも燃料流方向の上流側との間の燃料供給経路中にフィードポンプ5が配置されていると、燃料フィルタ6のフィルタエレメント61よりも燃料流方向の下流側の燃料供給経路(円筒状空間64、アウトレット66、低圧燃料配管42)内の圧力はフィードポンプ5の吸引によって負圧となり、燃料中に気泡が発生し易い状況、つまり燃料中の空気が分離して大きな気泡になり易い状況となる。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, if the surplus fuel that has flowed out of the injector 2, the
そこで、本実施例では、燃料フィルタ6の図示上部(燃料フィルタ6の天地方向の天側)に、大きな内容積を持つ空間を形成している。この空間は、円筒状空間64の出口部よりも図示上方側に位置しており、しかもアウトレット66の開口部(入口部)よりも図示上方側(つまり気泡等のエアーが溜まり易い場所)に位置しているため、フィルタエレメント61を通過した気泡等のエアーを一時的に貯留するエアー溜まり室67として機能する。このエアー溜まり室67は、円筒状空間64の出口部とアウトレット66の開口部との間に設けられて、フィルタケース62の天井部を図示上方(天地方向の天側)に向けて突出するように凸状とすることで形成されている。
Therefore, in this embodiment, a space having a large internal volume is formed in the upper portion of the
ここで、本実施例の燃料フィルタ6のフィルタエレメント61よりも燃料流方向の下流側(円筒状空間64の出口部)からアウトレットパイプ56の吐出ポート(サプライポンプ4の吐出口)26に至るまでの燃料供給経路は、燃料フィルタ6の円筒状空間64の出口部からフィードポンプ5の吸入側に燃料を吸い込ませるための燃料吸込経路と、フィードポンプ5の吐出側から電磁弁13および吸入弁30を経由して燃料加圧室31に低圧燃料を吸い込ませるための燃料吸入経路と、燃料加圧室31から吐出弁32を経由して吐出ポート26に高圧燃料を圧送するための燃料吐出経路55とから構成されている。なお、燃料吸込経路は、アウトレット66内の燃料吸込経路、低圧燃料配管42内の燃料吸込経路、インレットパイプ43内の吸入ポート25、燃料導入経路44等によって構成されている。また、燃料吸入経路は、燃料導出経路45、燃料吸入経路54等によって構成されている。
Here, from the
空気抜き機構7は、図1および図5に示したように、燃料フィルタ6のエアー溜まり室67内に一時的に貯留された気泡等のエアーをオーバーフロー配管20を経由して燃料タンク3に戻すための空気抜き配管(空気抜き経路、空気還流経路)69、およびこの空気抜き配管69を開閉する電磁弁14を有している。空気抜き配管69の空気流方向の上流端は、燃料フィルタ6の上部(燃料フィルタ6の天地方向の天側)に設けられる、大きな内容積を持つエアー溜まり室67の天井部に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
電磁弁14は、空気抜き制御弁に相当するもので、空気抜き配管69の上流側に設けられた弁孔71を開閉するボール弁(弁体)72と、このボール弁72を開弁方向に駆動するソレノイドコイル73と、このソレノイドコイル73の通電時に磁化されるステータコア(図示せず)およびムービングコア74と、ボール弁72を閉弁方向に付勢するスプリング75と、ボール弁72を収容するバルブケース76とを有している。なお、ステータコアには、ムービングコア74を吸引する吸引部が設けられている。
The
また、ボール弁72は、バルブシャフト77を介してムービングコア74と一体的に軸線方向に動作する。また、ボール弁72およびスプリング75は、弁孔71とエアー溜まり室67とを連通するバルブ作動室78内に収容されている。このバルブ作動室78は、燃料フィルタ6のフィルタケース62の天地方向の天側に取り付けられるフィルタカバーを兼ねるバルブケース76の内部に形成されている。また、ソレノイドコイル73は、ボール弁72およびバルブシャフト77を開弁方向に駆動する弁体駆動手段として機能する。また、スプリング75は、ボール弁72およびバルブシャフト77を閉弁方向に付勢する弁体付勢手段として機能する。
Further, the
ここで、フィードポンプ5の吐出側から電磁弁13の入口部に至る燃料導出経路45には、図1に示したように、燃料導出経路45内の燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ11が設置されている。あるいはサプライポンプ4の燃料加圧室31には、図1に示したように、燃料加圧室31内の燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ11が設置されている。燃料圧力センサ11は、ECU10に電気的に接続されており、検出した検出圧力値に対応した検出信号(電気信号:例えば電圧信号等)をECU10に出力する。
Here, a
一方、ECU10は、クランク角度センサ等の回転速度検出手段によって検出されたエンジン回転速度とアクセル開度センサ等のエンジン負荷検出手段によって検出されたアクセル開度とによって基本噴射量を算出する。次に、基本噴射量に、エンジン冷却水や燃料温度等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量を算出する。次に、エンジン回転速度とアクセル開度とによって指令噴射時期を算出する。あるいはエンジン回転速度と指令噴射量とによって指令噴射時期を算出する。次に、指令噴射量とコモンレール圧とによってインジェクタ2の電磁弁12のソレノイドコイル(図示せず)への通電時間(指令噴射期間)を算出する。そして、指令噴射時期から指令噴射期間が終了するまで、インジェクタ2の電磁弁12のソレノイドコイルにパルス状のインジェクタ駆動電流を印加することで、エンジンの各気筒の燃焼室内への燃料噴射が実施される。
On the other hand, the
また、ECU10は、エンジン回転速度と指令噴射量とによって目標コモンレール圧(目標燃料圧力)を算出する。そして、目標コモンレール圧を達成するために、サプライポンプ4の電磁弁13のソレノイドコイルに印加するポンプ駆動電流を調整して、サプライポンプ4の吐出ポート26よりコモンレール1内に吐出される燃料吐出量を制御するように構成されている。ここで、好ましくは、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、コモンレール圧センサによって検出されたコモンレール圧(実燃料圧力)が目標コモンレール圧と略一致するように、燃料吐出量をフィードバック制御することが望ましい。さらに、より好ましくは、燃料噴射量の制御精度を更に向上させる目的で、コモンレール圧センサによって検出されたコモンレール圧(実燃料圧力)が目標コモンレール圧と略一致するように、PI(比例積分)制御またはPID(比例積分微分)制御によって、燃料吐出量と相関関係を有する電磁弁13のソレノイドコイルに印加するポンプ駆動電流をフィードバック制御することが望ましい。なお、ポンプ駆動電流の制御は、デューティ比(DUTY比)制御により行うことが望ましい。
Further, the
また、ECU10は、燃料圧力センサ11からの検出信号(圧力検出値)に応じて、燃料中に混入した空気混入量(気泡等のエアー混入量)を推定する空気混入量推定手段(エアー量推定手段)と、この空気混入量推定手段によって推定される空気混入量推定値が所定値(判定スレッシュ)以上の際に、空気抜き機構7の電磁弁14のソレノイドコイル73への通電を実施(ON)する電磁弁駆動手段とを有している。そして、空気混入量推定値が所定値(判定スレッシュ)未満の時には、空気抜き機構7の電磁弁14のソレノイドコイル73への通電を停止(OFF)する。なお、電磁弁14のソレノイドコイル73を一旦ONした場合には、ハンチングを防止するためにヒステリシスを設けるようにしても良い。すなわち、ソレノイドコイル73をONする第1所定値(判定スレッシュ)とソレノイドコイル73をOFFする第2所定値(判定スレッシュ)との間に差を設ける。あるいは電磁弁14のソレノイドコイル73をONしてから所定時間が経過したら強制的に電磁弁14のソレノイドコイル73をOFFするようにしても良い。
Further, the
[実施例1の制御方法]
次に、本実施例の空気抜き機構7の電磁弁14の制御方法を図1ないし図7に基づいて簡単に説明する。ここで、図6は空気抜き機構の電磁弁の制御方法を示したフローチャートである。この図6のルーチンは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)された後に、所定のタイミング毎に実行される。また、イグニッションスイッチがオフ(IG・OFF)されると強制的に終了される。
[Control Method of Example 1]
Next, a method for controlling the
先ず、燃料圧力センサ11によって燃料の圧力を検出する(圧力検出手段、圧力脈動検出手段:ステップS1)。次に、燃料圧力センサ11によって測定した燃料の圧力によって、低圧燃料配管41の吸い込み口からフィードポンプ5の吸入側に吸入される燃料、あるいはフィードポンプ5の吐出側からサプライポンプ4の燃料加圧室31内に吸入される低圧燃料中に混入した気泡等のエアー混入量を推定する(空気混入量推定手段:ステップS2)。このとき、低圧燃料配管41の吸い込み口から燃料フィルタ6のフィルタエレメント61を通過して燃料フィルタ6のエアー溜まり室67内に一時的に貯留されるエアー貯留量を推定するようにしても良い。
First, the fuel pressure is detected by the fuel pressure sensor 11 (pressure detection means, pressure pulsation detection means: step S1). Next, depending on the fuel pressure measured by the
ここで、サプライポンプ4の燃料加圧室31内の燃料圧力は、サプライポンプ4のポンプ駆動軸27の回転に伴ってプランジャ24がシリンダヘッド23の摺動孔内を往復摺動することで、吸入弁30から燃料加圧室31内に低圧燃料を吸入する吸入行程と燃料加圧室31内で昇圧した高圧燃料を吐出弁32へ向けて吐出する吐出行程とを繰り返すため、時間経過に伴って燃料の圧力脈動を生じる。
また、フィードポンプ5の吐出側の燃料圧力は、サプライポンプ4のポンプ駆動軸27の回転に伴ってフィードポンプ5のインナロータ21とアウタロータ22とが相対的に回転することで、フィードポンプ5の吸入側から容積可変空間(歯間空間)37内に燃料を吸入する吸入行程と容積可変空間37内で昇圧した低圧燃料を吐出側から電磁弁13へ向けて吐出する吐出行程とを繰り返すため、図7に示したように、時間経過に伴って燃料の圧力脈動を生じる。
なお、燃料フィルタ6内の燃料圧力も、フィードポンプ5の吸引動作によって、時間経過に伴って燃料の圧力脈動を生じる。
Here, the fuel pressure in the
The fuel pressure on the discharge side of the
The fuel pressure in the
また、本実施例では、気泡等のエアー混入量を精度良く推定する目的で、燃料の圧力脈動を燃料圧力センサ11によって測定しているため、上述したように、燃料圧力センサ11をサプライポンプ4の燃料加圧室31近傍、あるいはフィードポンプ5の吐出側に設置している。
しかし、本実施例のように、フィードポンプ5の吸入側よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタ6が設置されている場合には、燃料フィルタ6のフィルタエレメント61を通過する際に気泡が潰れ易いため、燃料フィルタ6のフィルタエレメント61よりも燃料流方向の下流側で、且つサプライポンプ4の燃料加圧室31よりも燃料流方向の上流側に燃料圧力センサ11を設置することが望ましい。特に、気泡が潰れ燃料の圧力脈動が出易く、且つ燃料供給経路内の圧力が負圧から正圧に変動するフィードポンプ5の吐出側に燃料圧力センサ11を設置することが望ましい。
In the present embodiment, the
However, when the
ここで、本実施例の気泡等のエアー混入量の推定方法を説明する。それは、燃料に気泡等のエアーが混入すると、図7のグラフに示したように、フィードポンプ5の吐出側で発生する燃料の圧力脈動の周波数が高くなったり、燃料の圧力脈動の振幅が大きくなったりするので、燃料圧力センサ11によって検出された圧力検出値から時間経過に伴って変化する燃料の圧力脈動を測定することで、気泡等のエアー混入量を推定する。
Here, the estimation method of the air mixing amount of bubbles and the like in this embodiment will be described. When air such as bubbles is mixed into the fuel, as shown in the graph of FIG. 7, the frequency of the fuel pressure pulsation generated on the discharge side of the
そして、図7(a)のグラフは、フィードポンプ5の内部(容積可変空間37)に吸い込まれた気泡等のエアー混入量が少なく、フィードポンプ5の吐出側より吐出される燃料の圧力脈動(変動)が判定値(所定値)よりも小さい状況(正常時の燃料の圧力脈動波形)を表している。なお、燃料圧力の圧力脈動を平均化した圧力が、フィードポンプ5の吐出側の圧力(所定の圧力)に相当する。
また、図7(b)のグラフは、フィードポンプ5の内部(容積可変空間37)に吸い込まれた気泡等のエアー混入量が多く、フィードポンプ5の吐出側より吐出される燃料の圧力脈動(変動)が判定値(所定値)以上に大きい状況(気泡等のエアー混入時(異常時)の燃料の圧力脈動波形)を表している。なお、燃料圧力の圧力脈動を平均化した圧力が、フィードポンプ5の吐出側の圧力(所定の圧力)に相当する。
The graph of FIG. 7A shows the pressure pulsation of the fuel discharged from the discharge side of the
Further, the graph of FIG. 7B shows a large amount of air mixed in such as bubbles sucked into the inside of the feed pump 5 (volume variable space 37), and the pressure pulsation of fuel discharged from the discharge side of the feed pump 5 ( This represents a situation (variation) greater than a judgment value (predetermined value) (pressure pulsation waveform of fuel when air such as bubbles is mixed (abnormal)). The pressure obtained by averaging the pressure pulsation of the fuel pressure corresponds to the pressure (predetermined pressure) on the discharge side of the
ここで、本実施例のように、フィードポンプ5の吸入側よりも燃料流方向の上流側に燃料フィルタ6が設置されていると、フィードポンプ5の吸入側よりも燃料流方向の上流側(燃料フィルタ6のフィルタエレメント61よりも燃料流方向の下流側)で負圧が発生するため、その負圧を検知して気泡等のエアー混入量を推定しても良い。また、燃料の圧力と燃料温度とエンジン回転速度とによって気泡等のエアー混入量を推定しても良い。
Here, as in this embodiment, when the
次に、低圧燃料配管41の吸い込み口からフィードポンプ5の吸入側に吸入される燃料中に混入した気泡等のエアー混入量(フィードポンプ5の吸引によって負圧となり、燃料フィルタ6のフィルタエレメント61よりも燃料流方向の下流側の燃料中で発生した気泡量も含む)が判定値(所定値:判定スレッシュ)以上であるか否かを判定する(ステップS3)。ここで、気泡等のエアー混入量が判定値以上とは、燃料の圧力が高圧側判定値以上に上回るか、あるいは燃料の圧力が低圧側判定値以下に下回る場合を指す。なお、気泡等のエアー混入量が判定値以上となる回数が2回または3回以上の場合に、気泡等のエアー混入量が判定値以上と判定するようにすれば気泡等のエアー混入量の判定精度を向上することができる。
Next, an air mixing amount such as bubbles mixed in fuel sucked into the suction side of the
このステップS3の判定結果がNOの場合、すなわち、気泡等のエアー混入量が判定値(所定値)未満である場合には、空気抜き機構7の電磁弁14のソレノイドコイル73への通電を停止(OFF)して電磁弁14を閉弁する(ステップS4)。このように、ソレノイドコイル73への通電が停止(OFF)されると、スプリング75の付勢力によって電磁弁14のボール弁72が弁座に着座して弁孔71を閉塞する初期位置に位置制御される。この初期位置では、空気抜き配管69とエアー溜まり室67との連通状態が遮断される。
あるいは電磁弁14のソレノイドコイル73への通電が成されていない場合には、電磁弁14のOFF状態を維持する。次に、コモンレール式燃料噴射システムを正常運転する(ステップS6)。その後に、図5のルーチンを抜ける。
If the determination result in step S3 is NO, that is, if the air mixing amount such as bubbles is less than the determination value (predetermined value), energization to the
Alternatively, when the
また、ステップS3の判定結果がYESの場合、すなわち、気泡等のエアー混入量が判定値(所定値)以上である場合には、空気抜き機構7の電磁弁14のソレノイドコイル73への通電を実施(ON)して電磁弁14を開弁する(ステップS7)。このように、ソレノイドコイル73への通電が実施(ON)されると、ムービングコア74がステータコアの吸引部に吸引されるため、スプリング75の付勢力に抗して電磁弁14のボール弁72が弁座より離座して弁孔71を開放するフルリフト位置に位置制御される。このフルリフト位置では、空気抜き配管69とエアー溜まり室67とが連通するため、燃料フィルタ6のエアー溜まり室67内に貯留されている気泡等のエアーが(燃料と共に)、バルブ作動室78→弁孔71→空気抜き配管69→オーバーフロー配管20を経由して燃料タンク3に戻される。
あるいは電磁弁14のソレノイドコイル73への通電が成されている場合には、電磁弁14のON状態を維持する。その後に、ステップS1の処理に進む。
If the determination result in step S3 is YES, that is, if the amount of air mixed in such as bubbles is equal to or greater than a determination value (predetermined value), the
Alternatively, when the
[実施例1の作用]
次に、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムに使用されるサプライポンプ4の作用を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the
サプライポンプ4のポンプ駆動軸27がエンジンのクランクシャフトにベルト駆動されて回転すると、ポンプ駆動軸27の回転に伴って、フィードポンプ5のインナロータ21とアウタロータ22とが相対的に回転する。これにより、燃料タンク3内に貯留されている燃料は、低圧燃料配管41の吸い込み口から吸い込まれて低圧燃料配管41を経由して燃料フィルタ6内に流入する。
そして、フィルタケース62のインレット65から円筒状空間64内に流入した燃料は、円筒状空間64に設置されたフィルタエレメント61を通過する際に、燃料中に含まれる不純物が除去される。そして、フィルタエレメント61で濾過されて清浄化された燃料は、円筒状空間64の出口部より流出してエアー溜まり室67、アウトレット66を経由して、燃料フィルタ6から流出する。
When the
When the fuel flowing into the
そして、燃料フィルタ6から流出した燃料は、低圧燃料配管42、吸入ポート25を経由して燃料導入経路44内に導入されて、フィードポンプ5の吸入側に吸入される。そして、フィードポンプ5の吸入側からインナロータ21とアウタロータ22との間に形成される容積可変空間37内に吸入された燃料は、容積可変空間37の内容積の変化に伴って加圧されて所定の燃料圧力に昇圧し、フィードポンプ5の吐出側から吐出される。
そして、フィードポンプ5の吐出側から吐出された燃料は、燃料導出経路45を経由して電磁弁13の入口部に供給される。また、フィードポンプ5の吐出側から吐出される燃料は、電磁弁13を迂回して、あるいは電磁弁13、燃料導出経路46を経由して収容室49内にも供給される。
そして、フィードポンプ5から電磁弁13を迂回して、あるいは電磁弁13を経由して収容室49内に供給された燃料は、ポンプ駆動軸27とポンプハウジング29との間、2個のプランジャ24とカムリング34との間、カム33とカムリング34との間などの、サプライポンプ4のハウジング内部の各摺動部を潤滑した後、オーバーフロー配管20を経由して燃料タンク3に戻される。
The fuel flowing out from the
The fuel discharged from the discharge side of the
The fuel supplied from the
また、ポンプ駆動軸27の回転に伴ってサプライポンプ4のカム33が回転する。そして、このカム33の回転に伴ってカムリング34が自転することなく、所定の円形経路に沿って公転する。このカムリング34の公転に伴ってカムリング34と2個のプランジャ24とが摺動し、2個のプランジャ24が2個のシリンダヘッド23内の摺動面を図示上下方向に往復摺動する。そして、カムリング34の公転に伴って2個のプランジャ24が交互にリフトし、図2ないし図4の状態では一方側(図示上方側)のプランジャ24は上死点に、他方側(図示下方側)のプランジャ24は下死点に位置している。
Further, the
カムリング34の公転に伴って上死点に位置する一方側のプランジャ24が図示下方へ下降すると、図2ないし図4では一方側(図示上方側)に位置する燃料加圧室31内の燃料圧力が低下し、この燃料圧力で吸入弁30の弁体が開弁する。そして、電磁弁13のスプール弁のリフト位置に応じて入口ポートまたは出口ポートの開口面積を変化させることで、最適値となるように調量された燃料が、燃料吸入経路54から吸入弁30を経由して燃料加圧室31内に吸入される。
そして、一方側のプランジャ24が下死点に達した後に、再び上死点へ向けて上昇を開始すると、燃料加圧室31内の燃料圧力が上昇し、この燃料圧力で吸入弁30の弁体が閉弁する。そして、更に燃料加圧室31内の燃料圧力が上昇すると、吐出弁32の弁体を開弁して、燃料加圧室31内で昇圧した高圧燃料が燃料吐出経路55、吐出ポート26を経由してコモンレール1内に圧送供給される。
As the
When the
一方、他方側のプランジャ24も、一方側のプランジャ24と同様に上死点と下死点との間を往復摺動することにより、図2ないし図4では他方側(図示下方側)に位置する燃料加圧室31内で加圧される。そして、燃料加圧室31内で昇圧した高圧燃料は、燃料吐出経路55、吐出ポート26を経由してコモンレール1内に圧送供給される。
このように、サプライポンプ4は、ポンプ駆動軸27の1回転につき吸入行程、圧送行程が2サイクル行われるように構成されている。そして、コモンレール1内に蓄圧された高圧燃料は、インジェクタ2の電磁弁12を任意の噴射時期に駆動することにより、所定のタイミングで、エンジンの各気筒の燃焼室内へ噴射供給される。
On the other hand, the
Thus, the
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、エンジンを運転することで、フィードポンプ5のインナロータ21とアウタロータ22とが相対的に回転する。これにより、燃料タンク3内に貯留されている燃料は、低圧燃料配管41の吸い込み口から吸い込まれて低圧燃料配管41を経由して燃料フィルタ6内に流入する。
一方、低圧燃料配管41の吸い込み口から吸い込まれた気泡等のエアー、あるいは燃料フィルタ6のフィルタエレメント61を通過する際に発生した気泡等のエアーが燃料フィルタ6内に流入すると、燃料フィルタ6の上部(円筒状空間64の出口部よりも図示上方側に位置するエアー溜まり室67)に徐々に蓄積されて行く。
そして、燃料圧力センサ11より出力される検出信号(圧力検出値)に基づいて燃料中に混入した気泡等のエアー混入量を推定する。そして、推定された気泡等のエアー混入量(空気混入量推定値)が判定値(所定値)以上の場合には、空気抜き機構7の電磁弁14を開弁させる。したがって、電磁弁14が開弁すると、空気抜き配管69とエアー溜まり室67とが連通するため、燃料フィルタ6の上部に設けられたエアー溜まり室67から、バルブ作動室78→弁孔71→空気抜き配管69→オーバーフロー配管20を経由して燃料タンク3内に気泡等のエアーが戻される。
[Effect of Example 1]
As described above, in the common rail fuel injection system of the present embodiment, the
On the other hand, when air such as bubbles sucked from the suction port of the low-
Based on the detection signal (pressure detection value) output from the
これによって、オーバーフロー配管20の出口から燃料タンク3内に余剰燃料を落下させることにより発生する気泡等のエアーを、低圧燃料配管41の吸い込み口から吸い込んだ場合でも、あるいは燃料フィルタ6のフィルタエレメント61よりも燃料流方向の下流側の燃料供給経路(円筒状空間64、アウトレット66、低圧燃料配管42)内の圧力がフィードポンプ5の吸引によって負圧となり、燃料中の空気が分離して気泡等のエアーが発生した場合でも、その気泡等のエアーを燃料フィルタ6の上部(エアー溜まり室67)に一時的に溜めた後に、サプライポンプ4の燃料加圧室31よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路、すなわち、フィードポンプ5の吸入側よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路から取り除くことができる。
Thereby, even when air such as bubbles generated by dropping excess fuel from the outlet of the
これにより、フィードポンプ5の吸入側に吸入される燃料中に混入した気泡等のエアーが、フィードポンプ5の内部(容積可変空間37)に吸い込まれることを防止できるので、フィードポンプ5の吐出側より吐出される低圧燃料中に気泡等のエアーが混入することを防止できる。すなわち、容積可変空間37が拡大する、フィードポンプ5の吸入行程において、燃料フィルタ6から低圧燃料配管42、吸入ポート25、燃料導入経路44を経由してフィードポンプ5の内部(容積可変空間37)に気泡等のエアーが吸い込まれることはなく、また、上死点に位置するプランジャ24が下降する、サプライポンプ4の吸入行程において、フィードポンプ5の吐出側から燃料導出経路45、電磁弁13、燃料吸入経路54、吸入弁30を経由してサプライポンプ4の燃料加圧室31内に気泡等のエアーが吸い込まれることはない。
Accordingly, air such as bubbles mixed in the fuel sucked into the suction side of the
したがって、電磁弁13で調量された、エンジンの運転状態に対応した最適な吸入量の低圧燃料をサプライポンプ4の燃料加圧室31内に吸入することができるので、サプライポンプ4の吐出ポート26より吐出される燃料吐出量が最適値となる。これにより、コモンレール1内に十分な吐出量の高圧燃料を圧送供給することができるので、気泡等のエアー混入による燃料の圧送不良を防止することができる。これにより、エンジンの始動性の悪化、エンジンの出力の低下、エンスト等の不具合を未然に防止することができる。
また、コモンレール1内に蓄圧される燃料圧力(コモンレール圧)を最適化できるので、インジェクタ2からエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される燃料噴射量の噴射特性が予め設定された制御パターンから変化することを防止することができる。また、燃料の圧送不良が生じないように、燃料の吸入量または燃料の圧送量を一定量だけ嵩上げする方法を採用することなく、燃料の圧送不良を防止できるので、サプライポンプ4の過剰圧送による燃費の悪化を防止することができる。
Therefore, the low-pressure fuel with the optimum intake amount that is metered by the
Further, since the fuel pressure accumulated in the common rail 1 (common rail pressure) can be optimized, the injection characteristic of the fuel injection amount injected and supplied from the injector 2 into the combustion chamber of each cylinder of the engine is determined from a preset control pattern. It is possible to prevent the change. Further, in order to prevent fuel pumping failure, it is possible to prevent fuel pumping failure without adopting a method of raising the fuel intake amount or fuel pumping amount by a certain amount. Deterioration of fuel consumption can be prevented.
[実施例2の構成]
図8および図9は本発明の実施例2を示したもので、図8は燃料フィルタと空気抜き機構を示した図である。
[Configuration of Example 2]
8 and 9 show a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows a fuel filter and an air vent mechanism.
本実施例の燃料フィルタ6は、実施例1と同様にして、フィードポンプ5の吸入側よりも燃料流方向の上流側に設置されている。この燃料フィルタ6は、図8に示したように、円管状(または角管状)の多孔質膜チューブ91、およびこの多孔質膜チューブ91を収容するフィルタケース92等を有している。多孔質膜チューブ91は、フィルタケース92内に形成された内部空間93に設置されており、燃料タンク3からフィードポンプ5の吸入側に吸入される燃料中に含まれる不純物(有害物:塵芥、錆等の固形物、カーボン、ガム状物質のようなスラッジおよび水分)を濾過または捕捉して除去すると共に、燃料は透過せず、気泡等のエアーのみを透過することが可能な管状部品である。
The
そして、多孔質膜チューブ91の燃料流方向の上流側には、燃料タンク3から低圧燃料配管41を経由してフィルタケース92の内部空間93内に燃料を導入するためのインレット65が、フィルタケース92の側壁面より突出するように設けられている。また、多孔質膜チューブ91の燃料流方向の下流側には、多孔質膜チューブ91で濾過されて清浄化された燃料を低圧燃料配管42を経由してサプライポンプ4の吸入ポート25に導出するためのアウトレット66が、フィルタケース92の側壁面より突出するように設けられている。なお、燃料フィルタ6の天地方向の天側、つまりフィルタケース92の内部空間93の図示上方側には、気泡等のエアーが溜まり易く、且つ大きな内容積を持つエアー溜まり室67が形成されている。
An
本実施例の空気抜き機構7は、図8に示したように、燃料フィルタ6の内部空間93の上部に設けられるエアー溜まり室67内に貯留された気泡等のエアーをオーバーフロー配管20を経由して燃料タンク3に戻すための空気抜き配管69、およびエアー溜まり室67内に貯留された気泡等のエアーを空気抜き配管69内に吸引するための電動式のバキュームポンプ(バキューム装置)15を有している。なお、実施例1で説明した電磁弁14を空気抜き配管69に設置しても良い。
As shown in FIG. 8, the
[実施例2の制御方法]
次に、本実施例の空気抜き機構7の電磁弁14およびバキュームポンプ15の制御方法を図1、図8および図9に基づいて簡単に説明する。ここで、図9は空気抜き機構のバキュームポンプの制御方法を示したフローチャートである。この図9のルーチンは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)された後に、所定のタイミング毎に実行される。また、イグニッションスイッチがオフ(IG・OFF)されると強制的に終了される。
[Control Method of Example 2]
Next, a method for controlling the
ここで、実施例1と同一の処理は同番号を付し、説明を省略する。すなわち、燃料中に混入した気泡等のエアー混入量が判定値(所定値)未満である場合には、空気抜き機構7の電磁弁14のソレノイドコイル73への通電を停止(OFF)して電磁弁14を閉弁し、更に空気抜き機構7のバキュームポンプ15の作動を停止(OFF)する(ステップS5)。あるいはバキュームポンプ15が作動していない場合には、バキュームポンプ15のOFF状態を維持する。次に、コモンレール式燃料噴射システムを正常運転し、その後に、図9のルーチンを抜ける。
Here, the same processes as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. That is, when the amount of air such as bubbles mixed in the fuel is less than the determination value (predetermined value), energization to the
また、低圧燃料配管41の吸い込み口からフィードポンプ5の吸入側に吸入される燃料中に混入した気泡等のエアー混入量(フィードポンプ5の吸引によって負圧となり、燃料フィルタ6の多孔質膜チューブ91よりも燃料流方向の下流側の燃料中で発生した気泡量も含む)が判定値(所定値)以上である場合には、空気抜き機構7の電磁弁14のソレノイドコイル73への通電を実施(ON)して電磁弁14を開弁し、更に空気抜き機構7のバキュームポンプ15を作動(ON)させる(ステップS8)。このように、バキュームポンプ15が作動を開始すると、燃料フィルタ6のエアー溜まり室67内に貯留されている気泡等のエアーが吸引されて、空気抜き配管69、オーバーフロー配管20を経由して燃料タンク3に戻される。あるいはバキュームポンプ15が作動中である場合には、バキュームポンプ15のON状態を維持する。その後に、ステップS1の処理に進む。
Also, the amount of air mixed in the fuel sucked into the suction side of the
本実施例の場合には、燃料フィルタ6のフィルタエレメントとして、燃料は透過せず、気泡等の空気(エアー)のみを透過することが可能な多孔質膜チューブ91を採用し、更に、燃料フィルタ6のエアー溜まり室67内に貯留されている気泡等のエアーをバキュームポンプ15の作動によって強制的に吸引しているため、燃料中に混入した気泡等のエアーのみを確実に取り除くことができる。これによって、サプライポンプ4の吸入行程において、フィードポンプ5から気泡等のエアーが燃料と共に燃料加圧室31内に吸入されることはなく、コモンレール1内に十分な吐出量の高圧燃料を圧送供給できるので、燃料の圧送不良やエンスト等の不具合を未然に防止することができる。
In the case of the present embodiment, a
また、燃料フィルタ6のフィルタケース92の内部(エアー溜まり室67内)の圧力は、フィードポンプ5の吸引によってオーバーフロー配管20内部の圧力よりも低くなる可能性があるため、エアー溜まり室67内に貯留された気泡等のエアーを排出し難い場合があったが、バキュームポンプ15の作動によって強制的に吸引することで、燃料フィルタ6とサプライポンプ4の燃料加圧室31との間にフィードポンプ5が設置されて、フィードポンプ5の吸引によって燃料フィルタ6のフィルタケース92の内部の圧力が負圧となっても、フィードポンプ5の吸入側よりも燃料流方向の上流側(燃料フィルタ6の上部:エアー溜まり室67)から気泡等のエアーを確実に除去することができる。
Further, since the pressure inside the
図10は本発明の実施例3を示したもので、サプライポンプの全体構成を示した図である。 FIG. 10 shows the third embodiment of the present invention and is a diagram showing the overall configuration of the supply pump.
本実施例のサプライポンプ4には、検出した検出圧力値に対応した検出信号(電気信号:例えば電圧信号等)をECU10に出力する燃料圧力センサ11が設置されている。そして、本実施例では、燃料圧力センサ11を、サプライポンプ4の吸入ポート25または燃料導入経路44に設置して、フィードポンプ5の吸入側よりも燃料流方向の上流側(燃料導入経路44内)の燃料の圧力を検出している。なお、燃料圧力センサ11を、サプライポンプ4の燃料吐出経路55または吐出ポート26に設置して、サプライポンプ4の燃料加圧室31よりも燃料流方向の下流側の燃料の圧力を検出しても良い。
The
図11は本発明の実施例4を示したもので、コモンレール式燃料噴射システムの主要構成を示した図である。
FIG. 11 shows
本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、燃料圧力センサ11によって検出される燃料の圧力に基づいて、低圧燃料配管41の吸い込み口からフィードポンプ5の吸入側に吸入される燃料中に混入した気泡等のエアー混入量(フィードポンプ5の吸引によって負圧となり、燃料フィルタ6のフィルタエレメント61よりも燃料流方向の下流側の燃料中で発生した気泡量も含む)を推定している。そして、推定された気泡等のエアー混入量に基づいて燃料加圧機構9の作動時間等を制御するようにしている。
In the common rail fuel injection system of the present embodiment, the fuel is mixed into the fuel sucked from the suction port of the low-
燃料加圧機構9は、吸い込み口から燃料タンク3内の燃料を吸い込むための低圧燃料配管16、この低圧燃料配管16の吸い込み口から燃料フィルタ6を経由してフィードポンプ5の吸入側に吸入される燃料を加圧するための電動式のアシストポンプ17、および燃料タンク3から燃料フィルタ6に至るまでの燃料吸込経路を切り替える電磁弁(電磁式切替弁)18を有している。アシストポンプ17は、燃料フィルタ6の入口部よりも燃料流方向の上流側、特に燃料タンク3内に設置されたインタンク式の低圧燃料ポンプである。このアシストポンプ17は、ECU10に電気的に接続された電動モータ(アクチュエータ)によって回転駆動されて、燃料タンク3内に貯留された燃料を、低圧燃料配管16の吸い込み口から吸入し内部で加圧してフィードポンプ5の吸入側に吐出する。
The
電磁弁18は、通電されると起磁力を発生するソレノイドコイル、このソレノイドコイルの通電時に磁化されるステータコアおよびムービングコアと、このムービングコアと一体的に動作する弁体と、この弁体を弁座に着座する側(第1位置側)に付勢するスプリングとを有している。なお、ステータコアには、ムービングコアを吸引する吸引部が設けられている。また、ソレノイドコイルは、弁体を弁座より離座する側(第2位置側)に駆動する弁体駆動手段として機能する。また、スプリングは、弁体を弁座に着座する側(第1位置側)に付勢する弁体付勢手段として機能する。そして、電磁弁18は、ソレノイドコイルへの通電が停止(OFF)されると、スプリングの付勢力によって弁体が弁座に着座する第1位置(初期位置)に位置制御される。この第1位置では、低圧燃料配管16の吸い込み口とフィードポンプ5の吸入側(燃料フィルタ6の入口部)との連通状態を遮断し、低圧燃料配管41の吸い込み口と、フィードポンプ5の吸入側(燃料フィルタ6の入口部)とを連通する。
The
また、電磁弁18は、ソレノイドコイルへの通電が実施(ON)されると、ムービングコアがステータコアの吸引部に吸引されるため、スプリングの付勢力に抗して弁体が弁座より離座する第2位置(フルリフト位置)に位置制御される。この第2位置では、低圧燃料配管41の吸い込み口とフィードポンプ5の吸入側(燃料フィルタ6の入口部)との連通状態を遮断し、低圧燃料配管16の吸い込み口と、フィードポンプ5の吸入側(燃料フィルタ6の入口部)とを連通する。これにより、電磁弁18は、ソレノイドコイルへのOFF、ONによって、第1位置と第2位置とを切り替える2位置3方切換弁を構成する。
In addition, when the
本実施例のECU10は、燃料に気泡等のエアーが混入すると、フィードポンプ5の吐出側で発生する燃料の圧力脈動の周波数が高くなったり、燃料の圧力脈動の振幅が大きくなったりするので、燃料圧力センサ11によって検出された圧力検出値から時間経過に伴って変化する燃料の圧力脈動を測定することで、気泡等のエアー混入量を推定する。そして、気泡等のエアー混入量が所定値(判定値)以上の際に、電磁弁18のソレノイドコイルをONして第2位置に切り替え、更に気泡等のエアー混入量に基づいてアシストポンプ17のポンプ効率(電動モータの回転速度、燃料吸入量、燃料吐出量)や作動継続時間を制御する。具体的には、気泡等のエアー混入量が多い程、アシストポンプ17のポンプ効率を上げるか、あるいはアシストポンプ17の作動継続時間を長くする。
In the
ここで、低圧燃料配管41の吸い込み口から気泡等のエアーが吸い込まれると、あるいは燃料フィルタ6よりも燃料流方向の下流側の燃料供給経路(円筒状空間64、アウトレット66、低圧燃料配管42)内の圧力がフィードポンプ5の吸引によって負圧となり、燃料中の空気が分離して大きな気泡が発生すると、フィードポンプ5の内部(容積可変空間37)に気泡等のエアーが吸い込まれ、更にフィードポンプ5の吐出側から流出してサプライポンプ4の燃料加圧室31内に気泡等のエアーが吸い込まれてしまう。すると、サプライポンプ4の燃料加圧室31内に吸入される燃料吸入量が、気泡等のエアーの体積分だけ実質的に不足し、サプライポンプ4の吐出ポート26よりコモンレール側に圧送供給される燃料吐出量がエアーの体積分だけ実質的に不足することになる。
Here, when air such as bubbles is sucked from the suction port of the low-
そこで、エンジンにより回転駆動されるフィードポンプ5に対して電動モータにより回転駆動されるアシストポンプ17を、低圧燃料配管41の吸い込み口から吸い込まれる燃料中に混入した気泡等のエアー混入量分(=サプライポンプ4の燃料加圧室31内に吸入される燃料吸入量の不足分)だけ補うように動作する補助ポンプ、つまりフィードポンプ5を補助する補助ポンプとして使用することで、フィードポンプ5の内部(容積可変空間37)に気泡等のエアーが吸い込まれる場合でも、常に適切な吸入量の燃料をサプライポンプ4の燃料加圧室31内に供給できるようになる。
Therefore, the
これによって、サプライポンプ4の吐出ポート26よりコモンレール側に圧送供給される燃料吐出量も最適な燃料量となり、気泡等のエアーの混入による燃料の圧送不良を回避することができる。また、フィードポンプ5の内部(容積可変空間37)に吸い込まれる燃料中に混入した気泡等のエアー混入量分(フィードポンプ5の吐出側より吐出されてサプライポンプ4の燃料加圧室31内に吸入される燃料吸入量の不足分)だけ補うように、気泡等のエアー混入量が多い程アシストポンプ17のポンプ効率を上げたり、気泡等のエアー混入量が多い程アシストポンプ17の作動継続時間を長くしたりすることで、気泡等のエアーの混入による燃料の圧送不良を回避しながら、アシストポンプ17の過剰圧送による燃費の悪化を抑制することができる。
As a result, the fuel discharge amount that is pressure-fed and supplied from the
[変形例]
本実施例では、本発明の高圧燃料ポンプを、コモンレール式燃料噴射システム(蓄圧式燃料噴射装置)に使用されるサプライポンプ(燃料噴射ポンプ)4に適用した例を説明したが、本発明を、内燃機関用燃料噴射装置に使用される分配型燃料噴射ポンプまたは列型燃料噴射ポンプに適用しても良い。なお、ポンプエレメントの数、つまりプランジャ24の本数は、1つでも、3つ以上でも良く、その数は任意である。
[Modification]
In the present embodiment, the example in which the high-pressure fuel pump of the present invention is applied to a supply pump (fuel injection pump) 4 used in a common rail fuel injection system (accumulation fuel injection device) has been described. The present invention may be applied to a distribution type fuel injection pump or a row type fuel injection pump used in a fuel injection device for an internal combustion engine. The number of pump elements, that is, the number of
本実施例では、本発明の高圧燃料ポンプを、1つの電磁弁13で燃料の吸入量を調量することで、全ての圧送系統(ポンプエレメント)の燃料圧送量または燃料吐出量を制御するタイプ(吸入調量型)のサプライポンプ4に適用した例を説明したが、本発明の高圧燃料ポンプを、複数個の吸入調量弁で燃料の吸入量を調量することで、複数個の圧送系統(ポンプエレメント)の燃料圧送量または燃料吐出量を制御するタイプのサプライポンプに適用しても良い。
In this embodiment, the high-pressure fuel pump of the present invention is a type that controls the fuel pumping amount or the fuel discharging amount of all pumping systems (pump elements) by metering the amount of fuel sucked by one
本実施例では、サプライポンプ(燃料噴射ポンプ)4に、低圧燃料ポンプとしてのフィードポンプ(低圧供給ポンプ部)5と、高圧燃料ポンプとしてのポンプエレンメント(高圧供給ポンプ部)とを一体的に組み付けているが、フィードポンプ(低圧燃料ポンプ、低圧供給ポンプ)と燃料噴射ポンプ(高圧燃料ポンプ、高圧供給ポンプ)とを分離して低圧燃料配管を介して接続するようにしても良い。この場合には、フィードポンプ5の吐出側よりも燃料流方向の下流側の、電磁弁13の入口部または吸入弁30の弁孔が、燃料噴射ポンプの吸入口となる。
In the present embodiment, a feed pump (low pressure supply pump unit) 5 as a low pressure fuel pump and a pump element (high pressure supply pump unit) as a high pressure fuel pump are integrated with a supply pump (fuel injection pump) 4. Although assembled, the feed pump (low pressure fuel pump, low pressure supply pump) and the fuel injection pump (high pressure fuel pump, high pressure supply pump) may be separated and connected via a low pressure fuel pipe. In this case, the inlet portion of the
本実施例では、フィードポンプ5の吸入側よりも燃料流方向の上流側の燃料供給経路に燃料フィルタ6を設置しているが、フィードポンプ5の吐出側よりも燃料流方向の下流側とサプライポンプ4の燃料加圧室31よりも燃料流方向の上流側との間の燃料供給経路に燃料フィルタ6を設置しても良い。また、本実施例では、燃料フィルタ6のフィルタエレメント61の出口部からサプライポンプ4の吐出ポート26に至るまでの燃料圧送経路中に、燃料圧力センサ11を設置しているが、フィードポンプ5の吐出側からサプライポンプ4の電磁弁13の入口部または出口部、あるいは吸入弁30、あるいは燃料加圧室31に至るまでの燃料圧送経路中に、燃料圧力センサ11を設置しても良い。
In the present embodiment, the
本実施例では、空気抜き機構7の空気抜き配管69の空気流方向の上流端を、燃料フィルタ6の上部(燃料フィルタ6の天地方向の天側)に設けられる、大きな内容積を持つエアー溜まり室67の天井部に接続しているが、低圧燃料配管42の上部(低圧燃料配管42の天地方向の天側)にエアー溜まり室を設けて、空気抜き機構7の空気抜き配管(空気抜き経路、空気還流経路)69の空気流方向の上流端を、そのエアー溜まり室の天井部に接続しても良い。また、サプライポンプ4またはフィードポンプ5の上部(サプライポンプ4の天地方向の天側)にエアー溜まり室を設けて、空気抜き機構7の空気抜き配管69の空気流方向の上流端を、そのエアー溜まり室の天井部に接続しても良い。
In the present embodiment, an
本実施例では、フィードポンプ5の吐出側と吸入側との間(フィードポンプ5の燃料導出経路45に連通する燃料還流経路52、53間)に、フィードポンプ5の吐出圧力が所定の燃料圧力を超えないようにするためのレギュレートバルブ(圧力調整弁)51を設置している。そして、レギュレートバルブ51の弁体は、フィードポンプ5の吐出圧力(燃料導出経路45、燃料還流経路52、53内の燃料圧力)によりリフトし燃料がフィードポンプ5の吸入側に還流されると、弁体と弁座との間に形成されるクリアランス(開口部)内の圧力が負圧になるので、燃料中に気泡が発生する可能性がある。このため、フィードポンプ5の吐出側よりも燃料流方向の下流側とサプライポンプ4の燃料加圧室31よりも燃料流方向の上流側との間の燃料供給経路に連通するエアー溜まり室を設けて、空気抜き機構7の空気抜き配管(空気抜き経路、空気還流経路)69の空気流方向の上流端を、そのエアー溜まり室の天井部に接続しても良い。
In this embodiment, the discharge pressure of the
本実施例では、燃料圧力センサ11によって検出された圧力検出値から時間経過に伴って変化する燃料の圧力脈動を測定することで、サプライポンプ4の燃料加圧室31内に吸い込まれる低圧燃料中の気泡等のエアー混入量、あるいはフィードポンプ5の内部に吸い込まれる燃料中の気泡等のエアー混入量を推定しているが、燃料中の気泡等のエアー混入率や燃料吸入量に対する気泡等のエアー混入比を推定しても良い。
In this embodiment, by measuring the pressure pulsation of the fuel that changes with time from the pressure detection value detected by the
1 コモンレール
2 インジェクタ(内燃機関用燃料噴射弁、電磁式燃料噴射弁)
3 燃料タンク
4 サプライポンプ(高圧燃料ポンプ、燃料噴射ポンプ)
5 フィードポンプ(低圧燃料ポンプ)
6 燃料フィルタ
7 空気抜き機構
9 燃料加圧機構
10 ECU(圧力検出手段、圧力脈動検出手段、空気混入量推定手段)
11 燃料圧力センサ(圧力検出手段)
12 インジェクタの電磁弁(アクチュエータ)
13 サプライポンプの電磁弁(電磁式吸入調量弁)
14 空気抜き機構の電磁弁(空気抜き制御弁)
15 空気抜き機構のバキュームポンプ(バキューム装置)
16 燃料加圧機構の低圧燃料配管(燃料供給経路、燃料吸込経路)
17 燃料加圧機構のアシストポンプ(電動式ポンプ)
18 燃料加圧機構の電磁弁(電磁式切替弁)
20 オーバーフロー配管
21 フィードポンプのインナロータ
22 フィードポンプのアウタロータ
23 サプライポンプ(ポンプエレメント)のシリンダヘッド(シリンダ)
24 サプライポンプ(ポンプエレメント)のプランジャ
31 燃料加圧室
41 低圧燃料配管(燃料供給経路、燃料吸込経路)
42 低圧燃料配管(燃料供給経路、燃料吸込経路)
67 燃料フィルタのエアー溜まり室(燃料フィルタの上部)
69 空気抜き機構の空気抜き配管(空気抜き経路、空気還流経路)
1 common rail 2 injector (fuel injection valve for internal combustion engine, electromagnetic fuel injection valve)
3
5 Feed pump (low pressure fuel pump)
6
11 Fuel pressure sensor (pressure detection means)
12 Injector solenoid valve (actuator)
13 Solenoid valve of supply pump (electromagnetic suction metering valve)
14 Solenoid valve for air vent mechanism (air vent control valve)
15 Vacuum pump with air vent mechanism (vacuum device)
16 Low pressure fuel piping of fuel pressurization mechanism (fuel supply path, fuel suction path)
17 Assist pump for fuel pressurization mechanism (electric pump)
18 Solenoid valve of the fuel pressurization mechanism (electromagnetic switching valve)
20 Overflow piping 21 Inner rotor of
24 Plunger of supply pump (pump element) 31
42 Low pressure fuel piping (fuel supply path, fuel suction path)
67 Fuel filter air reservoir (upper part of fuel filter)
69 Air vent piping (air vent path, air recirculation path) of air vent mechanism
Claims (11)
(b)この低圧燃料ポンプの吐出側から供給された低圧燃料を加圧して高圧化する加圧室、およびこの加圧室内で昇圧した高圧燃料を内燃機関の燃料噴射弁側に吐出する吐出口を有する高圧燃料ポンプと、
(c)前記低圧燃料配管の吸い込み口から吸入した燃料を、前記低圧燃料ポンプの内部、前記高圧燃料ポンプの加圧室を経由して前記高圧燃料ポンプの吐出口に供給するための燃料供給経路と、
(d)この燃料供給経路内の燃料圧力を検出する圧力検出手段、およびこの圧力検出手段の圧力検出値によって燃料中に混入した空気混入量を推定する空気混入量推定手段を有する制御装置と
を備えた内燃機関用燃料供給装置。 (A) a low-pressure fuel pump that sucks fuel stored in the fuel tank from a suction port of a low-pressure fuel pipe, pressurizes the fuel, and discharges the fuel;
(B) A pressurizing chamber for pressurizing and increasing the pressure of the low-pressure fuel supplied from the discharge side of the low-pressure fuel pump, and a discharge port for discharging the high-pressure fuel boosted in the pressurizing chamber to the fuel injection valve side of the internal combustion engine A high-pressure fuel pump having
(C) A fuel supply path for supplying the fuel sucked from the suction port of the low-pressure fuel pipe to the discharge port of the high-pressure fuel pump through the inside of the low-pressure fuel pump and the pressurizing chamber of the high-pressure fuel pump When,
(D) a pressure detecting means for detecting the fuel pressure in the fuel supply path, and a control device having an air mixing amount estimating means for estimating the air mixing amount mixed in the fuel by the pressure detection value of the pressure detecting means. A fuel supply device for an internal combustion engine.
前記高圧燃料ポンプの加圧室内に供給される燃料中に混入した空気を、前記高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側において前記燃料供給経路から取り除くための空気抜き機構を備え、
前記制御装置は、前記空気混入量推定手段の空気混入量推定値に基づいて、前記空気抜き機構を作動させることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 1,
An air vent mechanism for removing air mixed in the fuel supplied into the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump from the fuel supply path upstream of the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump in the fuel flow direction;
The fuel supply device for an internal combustion engine, wherein the control device operates the air venting mechanism based on an estimated air mixing amount value of the air mixing amount estimating means.
前記空気抜き機構は、前記高圧燃料ポンプの加圧室内に供給される燃料中に混入した空気を、前記高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側において前記燃料供給経路から取り除くための空気抜き配管を有していることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 2,
The air vent mechanism removes air mixed in the fuel supplied to the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump from the fuel supply path upstream of the pressurized chamber of the high-pressure fuel pump in the fuel flow direction. A fuel supply device for an internal combustion engine, comprising an air vent pipe.
前記空気抜き配管の空気流方向の上流端は、前記高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側に設けられた空間に接続されていることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 3,
An internal combustion engine fuel supply device, wherein an upstream end of the air vent pipe in the air flow direction is connected to a space provided upstream of the pressurizing chamber of the high pressure fuel pump in the fuel flow direction.
前記高圧燃料ポンプの加圧室よりも燃料流方向の上流側に設置されて、前記低圧燃料配管の吸い込み口から吸い込まれる燃料中に含まれる不純物を濾過または捕捉するための燃料フィルタを備え、
前記空気抜き配管の空気流方向の上流端は、前記燃料フィルタの上部に設けられた空間に接続されていることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 3 or 4,
A fuel filter that is installed upstream of the pressurizing chamber of the high-pressure fuel pump in the fuel flow direction and filters or traps impurities contained in the fuel sucked from the suction port of the low-pressure fuel pipe;
The fuel supply device for an internal combustion engine, wherein an upstream end of the air vent pipe in an air flow direction is connected to a space provided in an upper portion of the fuel filter.
前記空気抜き機構は、前記空気抜き配管内の空気抜き経路を開閉する空気抜き制御弁を有し、
前記制御装置は、前記空気混入量推定手段の空気混入量推定値が所定値以上の際に、前記空気抜き制御弁を開弁させることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 5,
The air vent mechanism has an air vent control valve that opens and closes an air vent path in the air vent pipe;
The fuel supply device for an internal combustion engine, wherein the control device opens the air vent control valve when an estimated value of air mixing amount of the air mixing amount estimating means is a predetermined value or more.
前記空気抜き機構は、前記高圧燃料ポンプの加圧室内に供給される燃料中に混入した空気を、前記空気抜き配管内の空気抜き経路中に吸引するバキューム装置を有し、
前記制御装置は、前記空気混入量推定手段の空気混入量推定値が所定値以上の際に、前記バキューム装置を作動させることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 6,
The air vent mechanism has a vacuum device that sucks air mixed in the fuel supplied into the pressurized chamber of the high pressure fuel pump into an air vent path in the air vent pipe,
The said control apparatus operates the said vacuum apparatus, when the estimated air mixing amount value of the said air mixing amount estimation means is more than predetermined value, The fuel supply apparatus for internal combustion engines characterized by the above-mentioned.
前記高圧燃料ポンプの加圧室内に供給される燃料を加圧するための燃料加圧機構を備え、
前記制御装置は、前記空気混入量推定手段の空気混入量推定値に基づいて、前記燃料加圧機構を作動させることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7,
A fuel pressurizing mechanism for pressurizing the fuel supplied into the pressurizing chamber of the high-pressure fuel pump;
The fuel supply device for an internal combustion engine, wherein the control device operates the fuel pressurizing mechanism based on an estimated air mixing amount value of the air mixing amount estimating means.
前記燃料加圧機構は、前記低圧燃料ポンプの吸入側よりも燃料流方向の上流側に設置された電動式ポンプを有し、
前記制御装置は、前記空気混入量推定手段の空気混入量推定値に基づいて、前記電動式ポンプのポンプ効率を制御することを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 8,
The fuel pressurizing mechanism has an electric pump installed on the upstream side in the fuel flow direction from the suction side of the low-pressure fuel pump,
The fuel supply device for an internal combustion engine, wherein the control device controls the pump efficiency of the electric pump based on an estimated amount of air contamination of the air contamination amount estimation means.
前記圧力検出手段は、前記低圧燃料ポンプの吸入側または吐出側、あるいは前記高圧燃料ポンプの加圧室または吐出口の燃料圧力を検出する燃料圧力センサを有し、
前記燃料圧力センサは、前記低圧燃料ポンプまたは前記高圧燃料ポンプに設置されていることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9,
The pressure detecting means includes a fuel pressure sensor for detecting a fuel pressure in a suction side or a discharge side of the low-pressure fuel pump, or a pressurizing chamber or a discharge port of the high-pressure fuel pump;
The fuel supply device for an internal combustion engine, wherein the fuel pressure sensor is installed in the low pressure fuel pump or the high pressure fuel pump.
前記低圧燃料ポンプは、インナロータおよびアウタロータを有し、前記インナロータと前記アウタロータとの歯間容積を変化させることで、前記燃料タンク内の常圧燃料を汲み上げて低圧燃料を前記高圧燃料ポンプに吐出するフィードポンプであって、
前記高圧燃料ポンプは、シリンダおよびプランジャを有し、前記シリンダ内で前記プランジャを往復摺動させることで、前記フィードポンプの吐出側から吐出された低圧燃料を前記加圧室内に吸入させて高圧燃料を前記内燃機関の燃料噴射弁側に吐出するサプライポンプであって、
前記フィードポンプは、前記サプライポンプに一体的に組み付けられていることを特徴とする内燃機関用燃料供給装置。
The fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10,
The low-pressure fuel pump has an inner rotor and an outer rotor, and by changing the interdental volume between the inner rotor and the outer rotor, the normal-pressure fuel in the fuel tank is pumped up and the low-pressure fuel is discharged to the high-pressure fuel pump. A feed pump,
The high-pressure fuel pump has a cylinder and a plunger, and by reciprocatingly sliding the plunger in the cylinder, the low-pressure fuel discharged from the discharge side of the feed pump is sucked into the pressurizing chamber, and the high-pressure fuel pump Is a supply pump that discharges to the fuel injection valve side of the internal combustion engine,
The fuel supply device for an internal combustion engine, wherein the feed pump is integrally assembled with the supply pump.
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009197675A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Denso Corp | Fuel injection device |
DE102009003185A1 (en) | 2008-06-25 | 2009-12-31 | Denso Corporation, Kariya-City | Fuel injection pump |
JP2010169069A (en) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | Fuel supply line air bleeding device of construction machine |
WO2010095567A1 (en) * | 2009-02-19 | 2010-08-26 | ヤンマー株式会社 | Fuel injection device |
JP2011001842A (en) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Denso Corp | Fuel state detection device |
JP2011038470A (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-24 | Fuji Heavy Ind Ltd | Vapor detecting device in low pressure fuel pipe |
JP2011157925A (en) * | 2010-02-03 | 2011-08-18 | Denso Corp | Fuel supply device of internal combustion engine |
JP2011196274A (en) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Fuel supply control device of internal combustion engine |
JP2012122403A (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Toyota Motor Corp | Fuel supply apparatus for internal combustion engine |
US20120180765A1 (en) * | 2011-01-18 | 2012-07-19 | Federal Mogul Corporation | Diesel fuel system with advanced priming |
JP2014066203A (en) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Kubota Corp | Fuel supply system |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1398530B1 (en) * | 2010-02-25 | 2013-03-01 | Bosch Gmbh Robert | FUEL SUPPLY SYSTEM FROM A TANK TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR CHECKING THIS SYSTEM. |
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2006
- 2006-01-19 DE DE102006000016A patent/DE102006000016A1/en not_active Ceased
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009197675A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Denso Corp | Fuel injection device |
DE102009003185A1 (en) | 2008-06-25 | 2009-12-31 | Denso Corporation, Kariya-City | Fuel injection pump |
JP2010169069A (en) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | Fuel supply line air bleeding device of construction machine |
WO2010095567A1 (en) * | 2009-02-19 | 2010-08-26 | ヤンマー株式会社 | Fuel injection device |
JP2010190156A (en) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Yanmar Co Ltd | Fuel injection device |
US8215161B2 (en) | 2009-06-17 | 2012-07-10 | Denso Corporation | Fuel state sensing device |
JP2011001842A (en) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Denso Corp | Fuel state detection device |
JP2011038470A (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-24 | Fuji Heavy Ind Ltd | Vapor detecting device in low pressure fuel pipe |
JP2011157925A (en) * | 2010-02-03 | 2011-08-18 | Denso Corp | Fuel supply device of internal combustion engine |
JP2011196274A (en) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Fuel supply control device of internal combustion engine |
US8762030B2 (en) | 2010-03-19 | 2014-06-24 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Fuel supply control device for internal combustion engine and fuel vapor processing method |
JP2012122403A (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Toyota Motor Corp | Fuel supply apparatus for internal combustion engine |
CN103249936A (en) * | 2010-12-08 | 2013-08-14 | 丰田自动车株式会社 | Fuel supply apparatus for internal combustion engine |
US9617960B2 (en) | 2010-12-08 | 2017-04-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel supply apparatus for internal combustion engine |
US20120180765A1 (en) * | 2011-01-18 | 2012-07-19 | Federal Mogul Corporation | Diesel fuel system with advanced priming |
US9316187B2 (en) * | 2011-01-18 | 2016-04-19 | Carter Fuel Systems, Llc | Diesel fuel system with advanced priming |
JP2014066203A (en) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Kubota Corp | Fuel supply system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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