JP2006307684A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 燃料噴射系から燃料タンクに向けて燃料を返送するための燃料返送配管(リターン配管)が異物等によって閉塞して配管内圧が過上昇した場合に、この過上昇を確実に検知することが可能な内燃機関の燃料供給装置を提供する。
【解決手段】 デリバリパイプ106から燃料タンク101に向けて燃料を返送するためのリターン配管172の複数の屈曲部のうち最もデリバリパイプ106側に位置している屈曲部よりもデリバリパイプ106側の位置にリターン配管圧力センサ6を配設する。これにより、リターン配管172の閉塞は、常にリターン配管圧力センサ6よりも燃料タンク101側で生じることになり、管内圧力の過上昇をリターン配管圧力センサ6によって確実に検知できる。
【選択図】 図2
【解決手段】 デリバリパイプ106から燃料タンク101に向けて燃料を返送するためのリターン配管172の複数の屈曲部のうち最もデリバリパイプ106側に位置している屈曲部よりもデリバリパイプ106側の位置にリターン配管圧力センサ6を配設する。これにより、リターン配管172の閉塞は、常にリターン配管圧力センサ6よりも燃料タンク101側で生じることになり、管内圧力の過上昇をリターン配管圧力センサ6によって確実に検知できる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、例えば筒内直噴型エンジン等の内燃機関に備えられる燃料供給装置に係る。特に、本発明は、燃料噴射系から燃料タンクに向けて燃料を返送する燃料返送配管の内部圧力や、加圧手段(燃料ポンプ)から燃料返送配管へ燃料を戻すための戻し配管の内部圧力の過上昇を高い信頼性をもって検出するための対策に関する。
従来より、例えば筒内直噴型エンジンのようにインジェクタへ供給する燃料に高い圧力が要求されるエンジンにあっては、燃料タンクから送られてきた燃料を高圧燃料ポンプで加圧してインジェクタに向けて供給するようになっている。
具体的に、この種のエンジンにおける燃料供給系の構成としては、下記の特許文献1にも開示されているように、燃料タンクから燃料を送り出すフィードポンプ、このフィードポンプによって送り出された燃料を加圧する高圧燃料ポンプを備えている。そして、この高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を、複数のインジェクタが接続されたデリバリパイプに貯留するようになっている。これにより、インジェクタの開弁動作に伴って、デリバリパイプに貯留されている高圧燃料が、その開弁されたインジェクタから燃焼室に向けて噴射されることになる。
また、この種のエンジンにおける燃料供給系として、デリバリパイプから燃料タンクに向けて燃料を返送するためのリターン配管が設けられているものがある。このリターン配管のデリバリパイプ側の端部にはリリーフバルブが設けられており、デリバリパイプ内の燃料圧力が所定値を越えたときには、リリーフバルブが開弁して、デリバリパイプ内の燃料の一部を、リターン配管を介して燃料タンクに戻すことによりデリバリパイプ内の燃料圧力の過上昇を防止するようになっている。
ところで、燃料中に異物が存在している場合、上記リターン配管の内部でこの異物が堆積するなどして配管内部が閉塞してしまう可能性がある。また、リターン配管の内部に水分が存在している場合、外気温度が低い際にこの水分が凍結して配管内部が閉塞してしまうこともある。このような状況では、デリバリパイプ内の燃料圧力が所定値を越えてリリーフバルブが開弁したとしても、燃料を燃料タンクに戻すことができなくなる。その結果、上記閉塞箇所の上流側(デリバリパイプ側)のリターン配管の内圧が過上昇するといった状況を招いてしまう。このようにリターン配管の内圧が過上昇した場合には、例えば、リターン配管の接続箇所(デリバリパイプとの接続箇所等)から燃料が滲み出てしまうなどといった不具合を引き起こす可能性がある。
尚、このような配管内部の閉塞による不具合は、上記リターン配管に限らず、高圧燃料ポンプからリターン配管へ燃料を戻すための戻し配管が閉塞することによっても同様に生じる可能性がある。つまり、燃料中に異物が存在している場合に、この戻し配管の内部でこの異物が堆積したり、戻し配管の内部に水分が存在している場合であって外気温度が低い際にこの水分が凍結したりして、戻し配管の内部が閉塞してしまうといったものである。
上記リターン配管の内圧が過上昇したことを検知する手段として、例えば下記の特許文献2には、リターン配管に圧力センサを取り付け、この圧力センサによって検出したリターン配管内圧が所定値を越えた場合には、何らかの不具合が生じて配管内圧が過上昇していると判断し、それに応じた制御動作を行う(この特許文献2のものでは燃料噴射量を減
少させる)ようにしている。
特開2002−332900号公報
特開2001−207893号公報
少させる)ようにしている。
しかしながら、上記特許文献2に開示されているものは、圧力センサの配設位置に関しては何ら考慮されておらず、仮に圧力センサの配設位置(圧力センサによる圧力検出箇所)よりも上流側で配管内部が閉塞してしまった場合、圧力センサの配設位置にあっては配管内圧が上昇していないため、配管内部の閉塞を検出できないといった事態が生じてしまう。その結果、配管内圧の過上昇に対する対策動作を開始することができず、上述した配管接続箇所からの燃料の滲み出しなどといった不具合を解消することが困難になる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配管内部が異物等によって閉塞して配管内圧が過上昇した場合に、この過上昇を確実に検出することが可能な内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、内燃機関の燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、この燃料返送配管の内部圧力を検出する圧力検出手段とを備えた内燃機関の燃料供給装置を前提とする。この燃料供給装置に対し、上記圧力検出手段が、燃料噴射系から燃料タンクに向かって燃料返送配管を流れる返送燃料の流速が最も低くなる位置よりも燃料噴射系側の位置における配管内部圧力を検出する構成としている。
また、他の解決手段としては、内燃機関の燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、この燃料返送配管の内部圧力を検出する圧力検出手段とを備えた内燃機関の燃料供給装置を前提とする。この燃料供給装置に対し、上記圧力検出手段が、燃料返送配管における複数の屈曲部のうち最も燃料噴射系側に位置している屈曲部よりも更に燃料噴射系側の位置における配管内部圧力を検出する構成としている。
更に、他の解決手段としては、内燃機関の燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、この燃料返送配管の内部圧力を検出する圧力検出手段とを備えた内燃機関の燃料供給装置を前提とする。この燃料供給装置に対し、上記圧力検出手段が、燃料返送配管の全長のうち高さ位置が最も低い箇所よりも燃料噴射系側の位置における配管内部圧力を検出する構成としている。
更なる他の解決手段としては、内燃機関の燃料噴射系へ燃料を圧送するための加圧手段と、燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、この燃料返送配管の内部圧力を検出する圧力検出手段と、上記加圧手段から燃料返送配管へ燃料を戻すための戻し配管とを備えた内燃機関の燃料供給装置を前提とする。この燃料供給装置に対し、上記圧力検出手段が、燃料返送配管に対する戻し配管の接続位置よりも燃料噴射系側の位置における配管内部圧力を検出する構成としている。
以上のように本発明の各解決手段は、燃料返送配管のうち閉塞の発生頻度の高い箇所よりも燃料噴射系側に圧力検出手段を設け、この位置での配管内部圧力を検出するといった技術的特徴を有している。
燃料返送配管によって燃料噴射系から燃料タンクに向けて燃料を返送するに際し、燃料
中に異物が存在している場合などにあっては、燃料返送配管の内部でこの異物が堆積するなどして配管内部が閉塞してその上流側(燃料噴射系側)の燃料返送配管の内圧が過上昇し、燃料返送配管の接続箇所から燃料が滲み出てしまう可能性がある。特に、この配管内部の閉塞は、「返送燃料の流速が最も低くなる位置」、「燃料返送配管における屈曲部付近」、「燃料返送配管の全長のうち高さ位置が最も低い箇所」、「燃料返送配管に対して戻し配管が接続される箇所」において発生する可能性が高い。例えば、燃料返送配管の繋ぎ箇所(配管同士を溶接などによって接続している箇所)や燃料返送配管の屈曲部では部分的に流路面積が小さくなり、この部分で圧力損失が生じることによりその上流側での流速が極端に低くなって異物が堆積する可能性が高い。また、この流路面積が小さくなっている部分に異物が引っ掛かって配管内部が閉塞してしまう可能性もある。また、燃料返送配管が上下方向に屈曲している場合に、下流側(燃料タンク側)に向かって上方に延びている部分(所謂、配管の立ち上がり部分)ではそのヘッド(水頭)差によっても流速が低くなり異物が堆積する可能性が高い。更に、燃料返送配管において高さ位置が最も低い箇所では水分が溜まりやすく、外気温が低い場合にこの水分が凍結して配管内部が閉塞してしまうこともある。加えて、燃料返送配管に対して戻し配管が接続されている箇所では、燃料返送配管内での燃料の流れに乱れが生じそれが原因で異物が堆積する可能性が高い。このように、「返送燃料の流速が最も低くなる位置」、「燃料返送配管における屈曲部付近」、「燃料返送配管の全長のうち高さ位置が最も低い箇所」、「燃料返送配管に対して戻し配管が接続される箇所」では配管内部の閉塞が発生する可能性が高い。
中に異物が存在している場合などにあっては、燃料返送配管の内部でこの異物が堆積するなどして配管内部が閉塞してその上流側(燃料噴射系側)の燃料返送配管の内圧が過上昇し、燃料返送配管の接続箇所から燃料が滲み出てしまう可能性がある。特に、この配管内部の閉塞は、「返送燃料の流速が最も低くなる位置」、「燃料返送配管における屈曲部付近」、「燃料返送配管の全長のうち高さ位置が最も低い箇所」、「燃料返送配管に対して戻し配管が接続される箇所」において発生する可能性が高い。例えば、燃料返送配管の繋ぎ箇所(配管同士を溶接などによって接続している箇所)や燃料返送配管の屈曲部では部分的に流路面積が小さくなり、この部分で圧力損失が生じることによりその上流側での流速が極端に低くなって異物が堆積する可能性が高い。また、この流路面積が小さくなっている部分に異物が引っ掛かって配管内部が閉塞してしまう可能性もある。また、燃料返送配管が上下方向に屈曲している場合に、下流側(燃料タンク側)に向かって上方に延びている部分(所謂、配管の立ち上がり部分)ではそのヘッド(水頭)差によっても流速が低くなり異物が堆積する可能性が高い。更に、燃料返送配管において高さ位置が最も低い箇所では水分が溜まりやすく、外気温が低い場合にこの水分が凍結して配管内部が閉塞してしまうこともある。加えて、燃料返送配管に対して戻し配管が接続されている箇所では、燃料返送配管内での燃料の流れに乱れが生じそれが原因で異物が堆積する可能性が高い。このように、「返送燃料の流速が最も低くなる位置」、「燃料返送配管における屈曲部付近」、「燃料返送配管の全長のうち高さ位置が最も低い箇所」、「燃料返送配管に対して戻し配管が接続される箇所」では配管内部の閉塞が発生する可能性が高い。
このため、本解決手段では、このような閉塞が発生する可能性が高い位置よりも燃料噴射系側(上流側)において燃料返送配管内の圧力を検出するように圧力検出手段を設けている。特に、「燃料返送配管における屈曲部付近」での閉塞に関する対策としては、複数の屈曲部のうち最も燃料噴射系側に位置している屈曲部よりも燃料噴射系側(上流側)において燃料返送配管内の圧力を検出するように圧力検出手段を設けている。これによれば、配管内部の閉塞は、常に圧力検出手段による圧力検出位置よりも燃料タンク側(下流側)で生じることになるので、配管内部の閉塞に伴って管内圧力が過上昇する領域の圧力を圧力検出手段によって確実に検出できることになる。その結果、管内圧力の過上昇を良好に検出することができ、その検出動作の信頼性を高めることができる。
また、上述した技術的思想を、加圧手段(高圧燃料ポンプ)から燃料返送配管(リターン配管)へ燃料を戻すための戻し配管の閉塞に鑑みて適用した構成としては以下のものが挙げられる。
先ず、内燃機関の燃料噴射系へ燃料を圧送するための加圧手段と、燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、上記加圧手段から燃料返送配管へ燃料を戻すための戻し配管とを備えた内燃機関の燃料供給装置を前提とする。この燃料供給装置に対し、上記戻し配管の内部圧力を検出する圧力検出手段を設け、この圧力検出手段が、上記加圧手段から燃料返送配管に向かって戻し配管を流れる戻し燃料の流速が最も低くなる位置よりも加圧手段側の位置における配管内部圧力を検出する構成としている。
また、他の解決手段としては、内燃機関の燃料噴射系へ燃料を圧送するための加圧手段と、燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、上記加圧手段から燃料返送配管へ燃料を戻すための戻し配管とを備えた内燃機関の燃料供給装置を前提とする。この燃料供給装置に対し、上記戻し配管の内部圧力を検出する圧力検出手段を設け、この圧力検出手段が、上記戻し配管における複数の屈曲部のうち最も加圧手段側に位置している屈曲部よりも更に加圧手段側の位置における配管内部圧力を検出する構成としている。
更に、他の解決手段としては、内燃機関の燃料噴射系へ燃料を圧送するための加圧手段と、燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、上記加圧手段から燃料返送配管へ燃料を戻すための戻し配管とを備えた内燃機関の燃料供給装置を前提とする。この燃料供給装置に対し、上記戻し配管の内部圧力を検出する圧力検出手段を設け、この圧力検出手段が、上記戻し配管の全長のうち高さ位置が最も低い箇所よりも加圧手段側の位置における配管内部圧力を検出する構成としている。
このように、戻し配管に本発明の技術的思想を適用した各解決手段は、戻し配管のうち閉塞の発生頻度の高い箇所よりも加圧手段側に圧力検出手段を設け、この位置での配管内部圧力を検出するといった技術的特徴を有している。これら解決手段においても上述した燃料返送配管が閉塞する場合と同様に、戻し配管内部の閉塞は、常に圧力検出手段による圧力検出位置よりも燃料返送配管側(下流側)で生じることになるので、戻し配管内部の閉塞に伴って管内圧力が過上昇する領域の圧力を圧力検出手段によって確実に検出できることになる。その結果、管内圧力の過上昇を良好に検出することができ、その検出動作の信頼性を高めることができる。
配管内部の閉塞に伴う管内圧力の過上昇が生じた場合の動作として具体的には以下のものが掲げられる。先ず、圧力検出手段によって検出される配管内部圧力が所定の過上昇判定圧力よりも高くなったとき、ユーザに対する圧力異常情報の発信動作を実行する構成としたものである。
また、圧力検出手段によって検出される配管内部圧力が所定の過上昇判定圧力よりも高くなったとき、燃料噴射系へ燃料を圧送する加圧手段による燃料の加圧を行うことなしに燃料噴射系へ燃料を供給する構成としている。
上記圧力異常情報の発信動作を実行するようにした場合には、ユーザ(自動車の場合には運転者)が配管内部圧力の過上昇を容易に認知でき、ユーザに対してメンテナンスを促すことができる。一方、加圧手段による燃料の加圧を行うことなしに燃料噴射系へ燃料を供給するようにした場合には、燃料圧力が降下することになり、それに伴って配管内部圧力の上昇も抑えられる。このため、上記燃料の滲み出し等といった現象を迅速に解消できる。
上述した各解決手段が適用可能な内燃機関の燃料噴射系の具体構成としては以下のものが掲げられる。つまり、内燃機関の燃料噴射系に、燃料圧送配管を経て圧送された燃料を貯留するデリバリパイプと、このデリバリパイプに接続された複数の燃料噴射弁とを備えさせ、燃料噴射タイミングに合わせてデリバリパイプ内に貯留されている燃料が所定の燃料噴射弁から内燃機関の燃焼室に向けて噴射される構成としたものである。そして、燃料供給装置は、上記燃料噴射系に対して上記燃料圧送配管により燃料を圧送する構成となっている。
この種の燃料噴射系では、コモンレール式ディーゼルエンジンの燃料噴射系に比べて燃料噴射圧力が比較的低いため、燃料返送配管による燃料返送量や戻し配管による燃料戻し量も少なく、これら配管における燃料の流速が元々低いものとなっている。このため、特に、配管内部で異物が停滞して配管内部が閉塞してしまう可能性が高いものであった。このような内燃機関に本発明を適用することにより、配管内部の閉塞に伴う管内圧力の過上昇を迅速且つ正確に検出することが可能になる。
本発明では、燃料が流れる配管において閉塞の発生頻度の高い箇所よりも上流側位置に
おける配管内部圧力を検出するようにしている。これにより、配管内部に閉塞が生じた場合には、その閉塞箇所よりも上流側で管内圧力を検出することが可能になり、管内圧力過上昇の検知動作の信頼性を高めることができる。
おける配管内部圧力を検出するようにしている。これにより、配管内部に閉塞が生じた場合には、その閉塞箇所よりも上流側で管内圧力を検出することが可能になり、管内圧力過上昇の検知動作の信頼性を高めることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車に搭載された筒内直噴型多気筒(例えば4気筒)ガソリンエンジンに使用される燃料供給装置として本発明を適用した場合について説明する。
(第1実施形態)
−エンジンの概略構成−
図1は、本実施形態に係るエンジン(内燃機関)1の概略構成を示している。この図1に示すように、エンジン1は、燃焼室10を区画形成するピストン11及び出力軸であるクランクシャフト13を備えている。ピストン11はコネクティングロッド12を介してクランクシャフト13に連結されており、ピストン11の往復運動がコネクティングロッド12によってクランクシャフト13の回転運動に変換されるようになっている。
−エンジンの概略構成−
図1は、本実施形態に係るエンジン(内燃機関)1の概略構成を示している。この図1に示すように、エンジン1は、燃焼室10を区画形成するピストン11及び出力軸であるクランクシャフト13を備えている。ピストン11はコネクティングロッド12を介してクランクシャフト13に連結されており、ピストン11の往復運動がコネクティングロッド12によってクランクシャフト13の回転運動に変換されるようになっている。
上記クランクシャフト13には、外周面に複数の突起14a,14a,…を有するシグナルロータ14が取り付けられている。このシグナルロータ14の近傍にはクランクポジションセンサ15が配置されている。このクランクポジションセンサ15は、クランクシャフト13が回転する際にシグナルロータ14の突起14aに対応してパルス状の信号を出力する。
エンジン1の燃焼室10には吸気通路2及び排気通路3が接続されている。吸気通路2と燃焼室10との間には吸気バルブ21が設けられており、この吸気バルブ21を開閉駆動することにより、吸気通路2と燃焼室10とが連通または遮断される。また、排気通路3と燃焼室10との間には排気バルブ31が設けられており、この排気バルブ31を開閉駆動することにより、排気通路3と燃焼室10とが連通または遮断される。これら吸気バルブ21及び排気バルブ31の開閉駆動は、クランクシャフト13の回転が伝達される吸気カムシャフト22及び排気カムシャフト32の各回転によって行われる。
上記吸気カムシャフト22には突起22aが形成されている。また、この吸気カムシャフト22の近傍にはカムポジションセンサ23が配置されている。このカムポジションセンサ23は、吸気カムシャフト22の回転に伴って上記突起22aがカムポジションセンサ23の近傍を通過する毎に検出信号を出力する。
上記吸気通路2の上流部分にはエンジン1の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ24が配置されている。このスロットルバルブ24はスロットルモータ25によって駆動される。スロットルバルブ24の開度は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル26の踏込操作に応じてスロットルモータ25を駆動制御することにより調整される。なお、上記アクセルペダル26の踏み込み量(アクセル踏込量)はアクセルポジションセンサ27によって検出される。更に、吸気通路2には、スロットルバルブ24の下流側に吸気通路2内の圧力(吸気圧)を検出するためのバキュームセンサ28が配置されている。
そして、エンジン1には、燃焼室10内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁(インジェクタ)4が各気筒毎に設けられている。各気筒毎の燃料噴射弁4には、後述する燃料供給装置100によって高圧燃料が供給され、その各燃料噴射弁4から燃料を燃焼室10内に直接噴射することにより、燃焼室10内で空気と燃料とが混合された混合気が形成され、点火プラグ29の点火に伴ってその混合気が燃焼室10内で燃焼される。この混合気の燃焼室10内での燃焼によりピストン11が往復運動してクランクシャフト13が回転するよ
うになっている。
うになっている。
−燃料供給装置100−
次に、燃料噴射弁4に高圧燃料を供給するための燃料供給装置100の構成について説明する。図2は本実施形態における燃料供給装置100の構造を模式的に示す図である。この図2に示すように、燃料供給装置100は、燃料タンク101から燃料を送り出すフィードポンプ102と、そのフィードポンプ102によって送り出された燃料を加圧して各気筒(4気筒)の燃料噴射弁4,4,…に向けて吐出する高圧燃料ポンプ(加圧手段)103とを備えている。
次に、燃料噴射弁4に高圧燃料を供給するための燃料供給装置100の構成について説明する。図2は本実施形態における燃料供給装置100の構造を模式的に示す図である。この図2に示すように、燃料供給装置100は、燃料タンク101から燃料を送り出すフィードポンプ102と、そのフィードポンプ102によって送り出された燃料を加圧して各気筒(4気筒)の燃料噴射弁4,4,…に向けて吐出する高圧燃料ポンプ(加圧手段)103とを備えている。
上記高圧燃料ポンプ103は、シリンダ130、プランジャ131、加圧室132及び電磁スピル弁133を備えている。プランジャ131は、排気カムシャフト32に取り付けられた駆動カム321の回転によって駆動され、シリンダ130内を往復移動する。このプランジャ131の往復移動により加圧室132の容積が拡大または縮小する。本実施形態では、排気カムシャフト32の回転軸回りに180°の角度間隔をもって2つのカム山(カムノーズ)が駆動カム321に形成されている。そして、このカムノーズによってプランジャ131が押し上げられて、このプランジャ131がシリンダ130内で移動するようになっている。尚、本実施形態に係るエンジン1は4気筒型であるため、エンジンの1サイクル中、つまりクランクシャフト13が2回転する間に、気筒毎に設けられた燃料噴射弁4から各1回ずつ、合計4回の燃料噴射が行われることになる。また、このエンジン1では、クランクシャフト13が2回転する度に排気カムシャフト32は1回転する。よって、燃料噴射弁4からの燃料噴射は4回ずつ、高圧燃料ポンプ103からの吐出動作は2回ずつ、エンジン1の1サイクル毎に行われるようになっている。
上記加圧室132はプランジャ131及びシリンダ130によって区画されている。この加圧室132は、低圧燃料配管104を介してフィードポンプ102に連通しており、また、高圧燃料配管(燃料圧送配管)105を介してデリバリパイプ(蓄圧容器)106内に連通している。
このデリバリパイプ106には、上記燃料噴射弁4,4,…が接続されていると共に、デリバリパイプ106内の燃料圧力(実燃圧)を検出する燃圧センサ161が配設されている。また、このデリバリパイプ106には、リリーフバルブ171を介してリターン配管172(燃料返送配管)が接続されている。このリリーフバルブ171は、デリバリパイプ106内の燃料圧力が所定圧(例えば13MPa)を越えたときに開弁する。この開弁により、デリバリパイプ106に蓄えられた燃料の一部を、リターン配管172を介して燃料タンク101に戻すようになっている。これにより、デリバリパイプ106内の燃料圧力の過上昇が防止される。また、上記リターン配管172と高圧燃料ポンプ103とは、燃料戻し配管108(図2では破線で示している)によって接続されており(リターン配管172に対する燃料戻し配管108の接続位置については後述する)、プランジャ131とシリンダ130との間隙から漏出した燃料がオイルシール134の上部の燃料収容室135に蓄積され、その後、この燃料収容室135に接続された上記燃料戻し配管108に排出される。
尚、低圧燃料配管104には、フィルタ141及びプレッシャレギュレータ142が設けられている。このプレッシャレギュレータ142は、低圧燃料配管104内の燃料圧力が所定圧(例えば0.4MPa)を越えたときに低圧燃料配管104内の燃料を燃料タンク101に戻すことによって、この低圧燃料配管104内の燃料圧力を所定圧以下に維持している。また、低圧燃料配管104には、パルセーションダンパ107が備えられており、このパルセーションダンパ107によって高圧燃料ポンプ103の作動時における低圧燃料配管104内の燃圧脈動が抑制されるようになっている。また、高圧燃料配管10
5には、高圧燃料ポンプ103から吐出された燃料が逆流することを阻止するための逆止弁151が設けられている。
5には、高圧燃料ポンプ103から吐出された燃料が逆流することを阻止するための逆止弁151が設けられている。
上記高圧燃料ポンプ103には、低圧燃料配管104と加圧室132との間を連通または遮断するための上記電磁スピル弁133が設けられている。この電磁スピル弁133は、電磁ソレノイド133aを備えており、その電磁ソレノイド133aへの通電を制御することにより開閉動作する。電磁スピル弁133は、電磁ソレノイド133aへの通電が停止されているときにはコイルスプリング133bの弾性力によって開弁する。以下、この電磁スピル弁133の開閉動作について図3を参照しながら説明する。
先ず、電磁ソレノイド133aに対する通電が停止された状態のときには、電磁スピル弁133がコイルスプリング133bの弾性力によって開弁し、低圧燃料配管104と加圧室132とが連通した状態になる。この状態において、加圧室132の容積が増大する方向にプランジャ131が移動するとき(吸入行程)には、フィードポンプ102から送り出された燃料が低圧燃料配管104を経て加圧室132内に吸入される。
一方、加圧室132の容積が収縮する方向にプランジャ131が移動するとき(加圧行程)において、電磁ソレノイド133aへの通電により電磁スピル弁133がコイルスプリング133bの弾性力に抗して閉弁すると、低圧燃料配管104と加圧室132との間が遮断され、加圧室132内の燃料圧力が所定値に達した時点で高圧の燃料が逆止弁151を経て高圧燃料配管105によりデリバリパイプ106に向けて吐出される。
そして、高圧燃料ポンプ103における燃料吐出量の調整は、電磁スピル弁133の閉弁開始時期を制御し、加圧行程での電磁スピル弁133の閉弁期間を調整することによって行われる。即ち、電磁スピル弁133の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加し、電磁スピル弁133の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少するようになる。このように、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量を調整することにより、デリバリパイプ106内の燃料圧力が制御される。
ここで、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量(電磁スピル弁133の閉弁開始時期)を制御するための制御量であるポンプデューティDTについて説明する。
このポンプデューティDTは、0〜100%の範囲で変化する値であって、電磁スピル弁133の閉弁期間に対応する排気カムシャフト32の駆動カム321のカム角度に関係した値である。
具体的には、駆動カム321のカム角度に関して、図3に示すように、電磁スピル弁133の最大閉弁期間に対応したカム角度(最大カム角度)をθ0とし、その最大閉弁期間の目標燃圧に対応するカム角度(目標カム角度)をθとすると、ポンプデューティDTは、最大カム角度θ0に対する目標カム角度θの割合(DT=θ/θ0)で表される。従って、ポンプデューティDTは、目標とする電磁スピル弁133の閉弁期間(閉弁開始時期)が最大閉弁期間に近づくほど100%に近い値となり、目標とする閉弁期間が「0」に近づくほど0%に近い値となる。
そして、ポンプデューティDTが100%に近づくほど、ポンプデューティDTに基づいて調整される電磁スピル弁133の閉弁開始時期は早められ、電磁スピル弁133の閉弁期間は長くなる。その結果、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量が増加して実燃圧が上昇するようになる。また、ポンプデューティDTが0%に近づくほど、ポンプデューティDTに基づいて調整される電磁スピル弁133の閉弁開始時期は遅らされ、電磁スピル弁133の閉弁期間は短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量が減少して
実燃圧が低下するようになる。尚、上記ポンプデューティDTの算出手順の詳細についてはここでは説明を省略する。
実燃圧が低下するようになる。尚、上記ポンプデューティDTの算出手順の詳細についてはここでは説明を省略する。
−リターン配管172の形状及びリターン配管圧力センサの配設位置−
次に、本実施形態の特徴とする構成について説明する。本実施形態の特徴は、上記リターン配管172の内圧を検知するために設けられたリターン配管圧力センサ(圧力検出手段)6の取り付け位置にある。このリターン配管圧力センサ6の取り付け位置について説明する前に、上記リターン配管172の具体的な形状について説明する。
次に、本実施形態の特徴とする構成について説明する。本実施形態の特徴は、上記リターン配管172の内圧を検知するために設けられたリターン配管圧力センサ(圧力検出手段)6の取り付け位置にある。このリターン配管圧力センサ6の取り付け位置について説明する前に、上記リターン配管172の具体的な形状について説明する。
図4は、エンジン1の上部に配置されたデリバリパイプ106(図4では図示省略)から燃料タンク101に向かって延びるリターン配管172の具体的な形状を示す自動車の側面図である(車体の外観形状を仮想線で示している)。この図4に示すように、リターン配管172は、車体の前後方向に延びており、前端側がデリバリパイプ106に、後端側が燃料タンク101の上面にそれぞれ接続されている。以下、このリターン配管172の具体的な形状について述べる。本発明は、以下に説明する形状のリターン配管172に限らず種々の形状のリターン配管172に対して適用が可能である。
本実施形態に係るリターン配管172は、以下の各部を備えている。つまり、デリバリパイプ106の一端から車体後方に向かって所定寸法だけ水平方向に延びる第1水平部71、この第1水平部71の後端(車体後方側の端部)から下方に延びる第1鉛直部72、この第1鉛直部72の下端(例えばフロアパネルの下側に位置している)から車体後方に向かって水平方向に延びる第2水平部73、この第2水平部73の後端から下方に延びる第2鉛直部74、この第2鉛直部74の下端から車体後方に向かって水平方向に延びる第3水平部75、この第3水平部75の後端から上方に延びる第3鉛直部76、この第3鉛直部76の上端から車体後方に向かって水平方向に延びる第4水平部77、この第4水平部77の後端から上方に延びる第4鉛直部78、この第4鉛直部78の上端から車体後方に向かって水平方向に燃料タンク101の上方に延びる第5水平部79、この第5水平部79の後端から下方に延びて燃料タンク101の上面に接続する燃料タンク接続部7Aを備えた構成となっている。
そして、リターン配管172の内部圧力を検知するためのリターン配管圧力センサ6の取り付け位置としては、上記第1水平部71の後端(燃料流れ方向の下流端)位置近傍(第1鉛直部72との境界部分である屈曲部の直上流側)に設定されており、このリターン配管圧力センサ6が、この第1水平部71の後端位置近傍におけるリターン配管172の内圧を検知するようになっている。より詳しくは、図2に示すように上記燃料戻し配管108の下流端は上記第1水平部71の後端位置近傍に接続されており、リターン配管圧力センサ6の取り付け位置は、上述した如く第1水平部71と第1鉛直部72との境界部分である屈曲部の直上流側であり、且つリターン配管172に対する燃料戻し配管108の接続位置の直上流側に設定されている。
このようにリターン配管圧力センサ6の取り付け位置を、第1水平部71と第1鉛直部72との境界部分である屈曲部の直上流側で、且つリターン配管172に対する燃料戻し配管108の接続位置の直上流側に設定した理由について以下に述べる。
燃料中に異物が存在している場合、リターン配管172の内部でこの異物が堆積するなどして配管内部が閉塞してリターン配管172の内圧が過上昇してしまう可能性がある。特に、この配管内部の閉塞は、リターン配管172の曲がり箇所やその直上流側で発生する可能性が高い。つまり、上述したような形状のリターン配管172では、各水平部と鉛直部との境界部分である屈曲部やその直上流側において配管内部が閉塞する可能性が高い。即ち、リターン配管172には、配管内部が閉塞する可能性が高い箇所が複数箇所に存
在している。本実施形態では、そのうちの最も上流側(デリバリパイプ106側)に位置する「第1水平部71と第1鉛直部72との境界部分である屈曲部」の直上流側にリターン配管圧力センサ6を配置している。また、リターン配管172の閉塞は、このリターン配管172に対する燃料戻し配管108の接続箇所で発生する可能性も高い。つまり、この接続箇所では、リターン配管172の内部で燃料の流れに乱れが生じそれが原因で異物が堆積する可能性が高く、この接続箇所の直上流側にリターン配管圧力センサ6を配置している。このような位置にリターン配管圧力センサ6を配置したことにより、リターン配管172の閉塞は、常にリターン配管圧力センサ6による圧力検出位置よりも燃料タンク101側(下流側)で生じることになる。このため、リターン配管172内部の閉塞に伴って管内圧力が過上昇する領域の圧力を常にリターン配管圧力センサ6によって検出できることになる。つまり、リターン配管172に対する燃料戻し配管108の接続箇所でリターン配管172内部が閉塞した場合に、それに伴う圧力上昇をリターン配管圧力センサ6によって検出できるばかりでなく、何れの屈曲部でリターン配管172内部が閉塞した場合であっても、それに伴う圧力上昇をリターン配管圧力センサ6によって検出できるようになっている。
在している。本実施形態では、そのうちの最も上流側(デリバリパイプ106側)に位置する「第1水平部71と第1鉛直部72との境界部分である屈曲部」の直上流側にリターン配管圧力センサ6を配置している。また、リターン配管172の閉塞は、このリターン配管172に対する燃料戻し配管108の接続箇所で発生する可能性も高い。つまり、この接続箇所では、リターン配管172の内部で燃料の流れに乱れが生じそれが原因で異物が堆積する可能性が高く、この接続箇所の直上流側にリターン配管圧力センサ6を配置している。このような位置にリターン配管圧力センサ6を配置したことにより、リターン配管172の閉塞は、常にリターン配管圧力センサ6による圧力検出位置よりも燃料タンク101側(下流側)で生じることになる。このため、リターン配管172内部の閉塞に伴って管内圧力が過上昇する領域の圧力を常にリターン配管圧力センサ6によって検出できることになる。つまり、リターン配管172に対する燃料戻し配管108の接続箇所でリターン配管172内部が閉塞した場合に、それに伴う圧力上昇をリターン配管圧力センサ6によって検出できるばかりでなく、何れの屈曲部でリターン配管172内部が閉塞した場合であっても、それに伴う圧力上昇をリターン配管圧力センサ6によって検出できるようになっている。
尚、リターン配管圧力センサ6の取り付け位置をデリバリパイプ106の直下流位置、つまりリリーフバルブ171に近接した位置に設定した場合には、リリーフバルブ171の開閉に伴う脈動の影響を大きく受けてしまってリターン配管172の内部圧力を正確に検出できない可能性がある。このため、本実施形態では、このリリーフバルブ171からできるだけ離れた位置で且つ複数の屈曲部のうち最もデリバリパイプ106に近い側の位置として、上記第1水平部71の後端位置近傍を設定し、この位置にリターン配管圧力センサ6を取り付けている。
−制御系の説明−
次に、本実施形態に係る燃料供給装置100を制御するための制御系について説明する。図5は、この制御系の概略構成を示すブロック図である。
次に、本実施形態に係る燃料供給装置100を制御するための制御系について説明する。図5は、この制御系の概略構成を示すブロック図である。
この図5に示すように、この制御系は、エンジン1の運転状態を制御するためのECU(電子制御ユニット)5を備えている。このECU5は、CPU51、ROM52、RAM53及びバックアップRAM54等を備えている。
ROM52は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU51は、ROM52に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。
RAM53はCPU51での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM54はエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。そして、CPU51、ROM52、RAM53及びバックアップRAM54は、バス57を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路55及び外部出力回路56と接続されている。
外部入力回路55には、上記クランクポジションセンサ15、カムポジションセンサ23、アクセルポジションセンサ27、バキュームセンサ28、燃圧センサ161、リターン配管圧力センサ6等が接続されている。つまり、リターン配管圧力センサ6によって検出されたリターン配管172の内圧検出信号は、このECU5の外部入力回路55に入力されるようになっている。
具体的に、上記ECU5では、リターン配管172の内圧をP1、リターン配管172の耐圧(燃料の滲み出し等の不具合が生じない限界圧力)をP2、リターン配管172の
内圧が正常範囲を超えた圧力値と上記リターン配管172の耐圧との差圧をΔPとした場合に、以下の式(1)
P1>P2−ΔP …(1)
が成立したとき(本発明でいう過上昇判定圧力よりも高くなったとき)に、リターン配管72の内圧が過上昇したと判定するようになっている。
内圧が正常範囲を超えた圧力値と上記リターン配管172の耐圧との差圧をΔPとした場合に、以下の式(1)
P1>P2−ΔP …(1)
が成立したとき(本発明でいう過上昇判定圧力よりも高くなったとき)に、リターン配管72の内圧が過上昇したと判定するようになっている。
一方、外部出力回路56には、燃料噴射弁4、電磁スピル弁133、車室内のメータパネル表示を制御するためのパネル表示制御ユニット8等が接続されている。
ECU5は、エンジン回転数及び負荷率等に基づき、燃料噴射弁4から噴射される燃料の量を制御するのに用いられる最終燃料噴射量を算出する。ここで、エンジン回転数は、クランクポジションセンサ15の検出信号から求められる。また、負荷率は、エンジン1の最大機関負荷に対する現在の負荷割合を示す値であって、エンジン1の吸入空気量に対応するパラメータとエンジン回転数NEとから算出される。なお、吸入空気量に対応するパラメータとしては、バキュームセンサ28からの検出信号から求められる吸気圧や、アクセルポジションセンサ27の検出信号から求められるアクセル踏込量等が挙げられる。
そして、ECU5は、上記演算にて算出された最終燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁4を駆動制御し、燃料噴射弁4から噴射される燃料の量を制御する。燃料噴射弁4から噴射される燃料の量(燃料噴射量)は、デリバリパイプ106内の燃料圧力(燃圧)と燃料噴射時間によって定まるため、燃料噴射量を適正にするためには上記燃圧を適正な値に維持する必要がある。これを達成するために、ECU5は、燃圧センサ161の検出信号から求められる実燃圧が機関運転状態に応じて設定される目標燃圧に近づくように、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量をフィードバック制御して燃圧を適正値に維持する。なお、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量は、上記ポンプデューティDTに基づき電磁スピル弁133の閉弁期間(閉弁開始時期)を調整することによってフィードバック制御される。
そして、上記リターン配管圧力センサ6によって検出されたリターン配管172の内圧が所定値を越えた場合(上記式(1)を満たす状況となった場合)には、外部出力回路56からの制御信号が電磁スピル弁133及びパネル表示制御ユニット8に出力されるようになっている。この制御信号を受けた電磁スピル弁133にあっては、電磁ソレノイド133aへの通電が常時停止されることになり、これによって電磁スピル弁133が常時開弁状態となる。つまり、高圧燃料ポンプ103での加圧動作が行われることなく、低圧燃料配管104内の燃料圧力が維持されたまま高圧燃料配管105を経てデリバリパイプ106に燃料が供給される状態となる。
一方、上記制御信号を受けたパネル表示制御ユニット8にあっては、メータパネル上のウォーニングランプを点灯し(本発明でいう圧力異常情報の発信動作)、リターン配管172の内圧が所定値を越えている(過上昇している)ことを運転者に報知する。また、このリターン配管172の内圧が所定値を越えたことの情報(ダイアグノーシス)からECU5が自己診断を行って、ECU5の不揮発性メモリ(例えばEEPROM等)に情報記憶するようにしてもよい。
−リターン配管172の内圧過上昇時の動作−
次に、本燃料供給装置において、リターン配管172の内圧が過上昇した際の動作について説明する。
次に、本燃料供給装置において、リターン配管172の内圧が過上昇した際の動作について説明する。
リターン配管172の何れかの箇所(例えば「第1鉛直部72と第2水平部73との境界部分である屈曲部)において異物が堆積するなどして配管内部が閉塞した場合には、その閉塞箇所の上流側においてリターン配管172の内圧が過上昇し、リターン配管圧力セ
ンサ6からの内圧検出信号によってECU5はリターン配管172の内圧が過上昇していることを検知する。これにより、ECU5の外部出力回路56は制御信号を電磁スピル弁133及びパネル表示制御ユニット8に出力する。
ンサ6からの内圧検出信号によってECU5はリターン配管172の内圧が過上昇していることを検知する。これにより、ECU5の外部出力回路56は制御信号を電磁スピル弁133及びパネル表示制御ユニット8に出力する。
電磁スピル弁133では、この制御信号を受けることにより電磁ソレノイド133aへの通電が常時停止されることになる。これにより、電磁スピル弁133が常時開弁状態となって、高圧燃料ポンプ103での加圧動作が行われることなく、低圧燃料配管104内の燃料がそのまま高圧燃料配管105を経てデリバリパイプ106に供給される。これにより、デリバリパイプ106の内部圧力はフィードポンプ102の吐出圧力(フィード圧)程度の低い圧力に維持され、これに伴い、リターン配管172の内部圧力の上昇も抑えられて、リターン配管172とデリバリパイプ106との間の接続箇所等(クランプ等により接続されている)からの燃料の滲み出し等といった現象を解消できる。また、この場合、燃料噴射弁4からの燃料噴射圧力も低くなるため、エンジン1の出力が低く抑えられることになる。例えば、自動車の走行速度が20km/hを越えない程度に抑えられる。
一方、パネル表示制御ユニット8では、上記外部出力回路56からの制御信号を受けることによりメータパネル上のウォーニングランプを点灯し、リターン配管172の内圧が所定値を越えていることを運転者に報知することになる。これにより、運転者はリターン配管172の圧力過上昇を容易に認知でき、メンテナンスが必要であることを知得することになる。
図6は、この場合のリターン配管172の内圧変化の一例を示している。この図6に示すように、エンジン1の運転中にリターン配管172の内部に異物が詰まって配管内が閉塞すると、上記リリーフバルブ171の開放(デリバリパイプ106内の圧力が所定圧よりも高くなった際の開放動作)に伴うデリバリパイプ106からの高圧燃料の流出や、上記高圧燃料ポンプ103から燃料戻し配管108を経た高圧燃料の返送によって、リターン配管172の内圧P1が上昇してくる。そして、この内圧P1が正常圧力範囲(上限値:P2−ΔP)を越えて、上記式(1)を満たす状況になると、リターン配管圧力センサ6による圧力過上昇検知に伴って電磁スピル弁133が常時開弁状態とされる。これにより、リターン配管172の内部圧力の上昇が抑えられる状況となる(図6に実線で示す線図参照)。この動作により、リターン配管172の内圧P1の過上昇に伴ってリターン配管172の接続箇所から燃料が滲み出てしまうといった状況を回避でき、燃料供給系の信頼性を高く確保することができる。尚、図6の破線は従来のリターン配管172の内圧変化(内圧P1がリターン配管172の耐圧P2を越えてしまう状況)を示している。
また、この動作によって仮にリターン配管172の内圧P1が上記式(1)を満たさない状況になったとしても上記電磁スピル弁133の常時開弁状態及びウォーニングランプの点灯状態は維持しておき、運転者に対してメンテナンスが必要であることを報知し続けるようにしている。
以上のように本実施形態では、リターン配管172において閉塞発生頻度の高い箇所よりも上流側位置にリターン配管圧力センサ6を取り付けて、配管内部圧力を検出するようにしている。このため、リターン配管172に閉塞が生じた場合には、その閉塞箇所よりも上流側で管内圧力を検出することが可能になり、管内圧力過上昇の検知動作の信頼性を高めることができ、リターン配管172が閉塞していることを迅速に検出可能となる。
(リターン配管圧力センサ6の配設位置の変形例)
次に、リターン配管圧力センサ6の配設位置の変形例について説明する。上述した第1実施形態では、第1水平部71と第1鉛直部72との境界部分である屈曲部の直上流側で、且つリターン配管172に対する燃料戻し配管108の接続位置の直上流側にリターン
配管圧力センサ6を配設したが、以下に述べる位置に配設してもよい。
次に、リターン配管圧力センサ6の配設位置の変形例について説明する。上述した第1実施形態では、第1水平部71と第1鉛直部72との境界部分である屈曲部の直上流側で、且つリターン配管172に対する燃料戻し配管108の接続位置の直上流側にリターン
配管圧力センサ6を配設したが、以下に述べる位置に配設してもよい。
先ず、リターン配管172を流れる燃料の流速が最も低くなる位置の直上流側にリターン配管圧力センサ6を配設するものである。下流側(燃料タンク101側)に向かって比較的長い距離をもって上方に延びる部分ではそのヘッド(水頭)差によっても流速が低くなるため、この部分で異物が堆積する可能性が高い。例えば、図4に示す形状のリターン配管172の場合、第4鉛直部78に相当する。従って、この燃料の流速のみを考慮する場合には第4鉛直部78の下端の直上流側位置(図4における矢印Aの位置)にリターン配管圧力センサ6の配設位置を設定することになる。
また、リターン配管172の全長のうち高さ位置が最も低い箇所の直上流側にリターン配管圧力センサ6を配設することも考えられる。リターン配管172において高さ位置が最も低い箇所では水分が溜まりやすく、外気温が低い場合にこの水分が凍結して配管内部が閉塞してしまうことがある。例えば、図4に示す形状のリターン配管172の場合、第3水平部75に相当する。従って、この水分の凍結のみを考慮する場合には第3水平部75の直上流側位置(図4における矢印Bの位置)にリターン配管圧力センサ6の配設位置を設定することになる。
また、上述した第1実施形態では、リターン配管172に対する燃料戻し配管108の接続位置と、複数の屈曲部のうち最も上流側の屈曲部の位置とが近接している場合を例に挙げて説明したが、これら各位置が離れている場合には、何れかの位置の直上流側、好ましくは、これら位置のうち上流側に位置するものの更に直上流側にリターン配管圧力センサ6を設けることが好ましい。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、上記第1実施形態の技術的思想を燃料戻し配管108の内部圧力検出に適用したものであって、圧力センサの取り付け位置が上記第1実施形態のものと異なっている。従って、ここでは第1実施形態との相違点についてのみ説明する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、上記第1実施形態の技術的思想を燃料戻し配管108の内部圧力検出に適用したものであって、圧力センサの取り付け位置が上記第1実施形態のものと異なっている。従って、ここでは第1実施形態との相違点についてのみ説明する。
図7は、本実施形態における燃料供給装置100の構造を模式的に示す図であり、上述した第1実施形態のものと同一部材については同一の符号を付している。
この図2に示すように、本実施形態では、燃料戻し配管108の内圧を検出するために圧力センサ(圧力検出手段)6Aが設けられている。この圧力センサ6Aの取り付け位置としては、この燃料戻し配管108における複数の屈曲部のうち最も高圧燃料ポンプ103に近い側(燃料戻し配管108の最も上流側)の屈曲部(図中の点Xで示す屈曲部)の直上流側に設定されている。つまり、燃料戻し配管108において異物の堆積等によって閉塞する可能性の高い複数の屈曲部のうち最も上流側の屈曲部の直上流側に圧力センサ6Aを取り付けた構成となっている。
この構成により、上述した第1実施形態の場合と同様に、何れの屈曲部で燃料戻し配管108内部が閉塞した場合であっても、それに伴う圧力上昇を圧力センサ6Aによって検出でき、燃料戻し配管108内部の閉塞を確実に検知できることになる。
また、本第2実施形態においても、燃料戻し配管108が閉塞した場合には、電磁ソレノイド133aへの通電を常時停止して、高圧燃料ポンプ103での加圧動作を禁止するようにしたり、メータパネル上のウォーニングランプを点灯して燃料戻し配管108の内圧が所定値を越えていることを運転者に報知するようにしている。
尚、このように燃料戻し配管108に圧力センサ6Aを取り付ける場合においても、その取り付け位置としては、上述の位置に限らず、燃料戻し配管108を流れる燃料の流速が最も低くなる位置の直上流側や、燃料戻し配管108の全長のうち高さ位置が最も低い箇所の直上流側とすることも可能である。また、本第2実施形態の構成は、上述した第1実施形態の構成と組み合わせることも可能である。これによれば、リターン配管172の内圧過上昇及び燃料戻し配管108の内圧過上昇を共に検出することが可能になる。
(その他の実施形態)
上述した各実施形態及び変形例では、本発明を自動車に搭載された筒内直噴型4気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、例えば筒内直噴型6気筒ガソリンエンジンなど他の任意の気筒数のガソリンエンジンに適用可能である。また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等の他の内燃機関にも本発明は適用可能である。更には、本発明が適用可能なエンジンは、自動車用のエンジンに限るものでもない。
上述した各実施形態及び変形例では、本発明を自動車に搭載された筒内直噴型4気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、例えば筒内直噴型6気筒ガソリンエンジンなど他の任意の気筒数のガソリンエンジンに適用可能である。また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等の他の内燃機関にも本発明は適用可能である。更には、本発明が適用可能なエンジンは、自動車用のエンジンに限るものでもない。
また、上記各実施形態及び変形例では、リターン配管172または燃料戻し配管108の内圧が過上昇した場合には電磁スピル弁133を常時開弁状態とするようにしたが、本発明はこれに限らず、ポンプデューティDTを極端に小さく設定(例えば20%に固定)するようにしてもよい。
また、リターン配管172または燃料戻し配管108の内圧の過上昇が一旦検知された場合には、この内圧が正常範囲まで低下しても電磁スピル弁133の常時開弁状態及びウォーニングランプの点灯状態は維持するようにしたが、配管内圧の低下に伴って電磁スピル弁133の開閉制御を通常の制御に復帰させたりウォーニングランプの点灯を解除するようにしてもよい。
更に、上記第1実施形態ではリターン配管172が鉛直方向で屈曲している場合に、最もデリバリパイプ106に近い側の屈曲部の直上流側にリターン配管圧力センサ6を配設していたが、リターン配管172が水平方向(車幅方向)にも屈曲している場合には、この水平方向の屈曲部分も含めて最もデリバリパイプ106に近い側の屈曲部の直上流側にリターン配管圧力センサ6を配設することが好ましい。これは燃料戻し配管108に圧力センサ6Aを配設する場合(第2実施形態の場合)も同様である。
加えて、上記各実施形態及び変形例における高圧燃料ポンプ103では、排気カムシャフト32に取り付けられた駆動カム321の回転によってプランジャ131が駆動される構成としたが、吸気カムシャフト22に取り付けられた駆動カムの回転によってプランジャ131が駆動される構成としてもよい。
1 エンジン(内燃機関)
4 燃料噴射弁
6,6A 圧力センサ(圧力検出手段)
10 燃焼室
100 燃料供給装置
101 燃料タンク
103 高圧燃料ポンプ(加圧手段)
105 高圧燃料配管(燃料圧送配管)
106 デリバリパイプ
108 燃料戻し配管(戻し配管)
172 リターン配管(燃料返送配管)
4 燃料噴射弁
6,6A 圧力センサ(圧力検出手段)
10 燃焼室
100 燃料供給装置
101 燃料タンク
103 高圧燃料ポンプ(加圧手段)
105 高圧燃料配管(燃料圧送配管)
106 デリバリパイプ
108 燃料戻し配管(戻し配管)
172 リターン配管(燃料返送配管)
Claims (10)
- 内燃機関の燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、この燃料返送配管の内部圧力を検出する圧力検出手段とを備えた内燃機関の燃料供給装置において、
上記圧力検出手段は、燃料噴射系から燃料タンクに向かって燃料返送配管を流れる返送燃料の流速が最も低くなる位置よりも燃料噴射系側の位置における配管内部圧力を検出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 内燃機関の燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、この燃料返送配管の内部圧力を検出する圧力検出手段とを備えた内燃機関の燃料供給装置において、
上記圧力検出手段は、燃料返送配管における複数の屈曲部のうち最も燃料噴射系側に位置している屈曲部よりも更に燃料噴射系側の位置における配管内部圧力を検出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 内燃機関の燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、この燃料返送配管の内部圧力を検出する圧力検出手段とを備えた内燃機関の燃料供給装置において、
上記圧力検出手段は、燃料返送配管の全長のうち高さ位置が最も低い箇所よりも燃料噴射系側の位置における配管内部圧力を検出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 内燃機関の燃料噴射系へ燃料を圧送するための加圧手段と、燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、この燃料返送配管の内部圧力を検出する圧力検出手段と、上記加圧手段から燃料返送配管へ燃料を戻すための戻し配管とを備えた内燃機関の燃料供給装置において、
上記圧力検出手段は、燃料返送配管に対する戻し配管の接続位置よりも燃料噴射系側の位置における配管内部圧力を検出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 内燃機関の燃料噴射系へ燃料を圧送するための加圧手段と、燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、上記加圧手段から燃料返送配管へ燃料を戻すための戻し配管とを備えた内燃機関の燃料供給装置において、
上記戻し配管の内部圧力を検出する圧力検出手段が設けられており、この圧力検出手段は、上記加圧手段から燃料返送配管に向かって戻し配管を流れる戻し燃料の流速が最も低くなる位置よりも加圧手段側の位置における配管内部圧力を検出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 内燃機関の燃料噴射系へ燃料を圧送するための加圧手段と、燃料噴射系と燃料タンクとを接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、上記加圧手段から燃料返送配管へ燃料を戻すための戻し配管とを備えた内燃機関の燃料供給装置において、
上記戻し配管の内部圧力を検出する圧力検出手段が設けられており、この圧力検出手段は、上記戻し配管における複数の屈曲部のうち最も加圧手段側に位置している屈曲部よりも更に加圧手段側の位置における配管内部圧力を検出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 内燃機関の燃料噴射系へ燃料を圧送するための加圧手段と、燃料噴射系と燃料タンクと
を接続し燃料噴射系の燃料を燃料タンクに返送するための燃料返送配管と、上記加圧手段から燃料返送配管へ燃料を戻すための戻し配管とを備えた内燃機関の燃料供給装置において、
上記戻し配管の内部圧力を検出する圧力検出手段が設けられており、この圧力検出手段は、上記戻し配管の全長のうち高さ位置が最も低い箇所よりも加圧手段側の位置における配管内部圧力を検出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 上記請求項1〜7のうち何れか一つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、
圧力検出手段によって検出される配管内部圧力が所定の過上昇判定圧力よりも高くなったとき、ユーザに対する圧力異常情報の発信動作を実行するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 上記請求項1〜8のうち何れか一つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、
圧力検出手段によって検出される配管内部圧力が所定の過上昇判定圧力よりも高くなったとき、燃料噴射系へ燃料を圧送する加圧手段による燃料の加圧を行うことなしに燃料噴射系へ燃料を供給するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 - 上記請求項1〜9のうち何れか一つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、
内燃機関の燃料噴射系は、燃料圧送配管を経て圧送された燃料を貯留するデリバリパイプと、このデリバリパイプに接続された複数の燃料噴射弁とを備え、燃料噴射タイミングに合わせてデリバリパイプ内に貯留されている燃料が所定の燃料噴射弁から内燃機関の燃焼室に向けて噴射されるようになっており、
この燃料噴射系に対して上記燃料圧送配管により燃料を圧送するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005128668A JP2006307684A (ja) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | 内燃機関の燃料供給装置 |
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JP2005128668A JP2006307684A (ja) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | 内燃機関の燃料供給装置 |
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ID=37474870
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010185308A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料供給装置 |
JP2017531788A (ja) * | 2014-09-18 | 2017-10-26 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | 密度差を判定するための方法及び装置 |
-
2005
- 2005-04-26 JP JP2005128668A patent/JP2006307684A/ja active Pending
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