JP2020045811A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine.
特許文献1に開示された内燃機関において、シリンダブロックの上端には、吸気バルブや排気バルブが搭載されたシリンダヘッドが配置されている。シリンダヘッドの内部には、吸気バルブや排気バルブを駆動するカムシャフトが配置されている。これらカムシャフトには、クランクシャフトの回転動力(回転トルク)がタイミングチェーン等を介して伝達される。 In the internal combustion engine disclosed in Patent Document 1, a cylinder head on which an intake valve and an exhaust valve are mounted is disposed at an upper end of a cylinder block. A camshaft that drives an intake valve and an exhaust valve is disposed inside the cylinder head. The rotation power (rotation torque) of the crankshaft is transmitted to these camshafts via a timing chain or the like.
また、上記カムシャフトの一つは、筒形状になっており、当該カムシャフトの内部には、ポンプ駆動シャフトが貫通されている。ポンプ駆動シャフトは、カムシャフトに対して相対回転可能になっている。ポンプ駆動シャフトには、クランクシャフトの駆動力がポンプ駆動用のチェーンを介して伝達される。ポンプ駆動シャフトの一端は、カム機構を介して、燃料噴射弁に燃料を供給するための燃料ポンプに接続されている。 One of the camshafts has a cylindrical shape, and a pump drive shaft is penetrated inside the camshaft. The pump drive shaft is rotatable relative to the camshaft. The driving force of the crankshaft is transmitted to the pump driving shaft via a pump driving chain. One end of the pump drive shaft is connected via a cam mechanism to a fuel pump for supplying fuel to the fuel injection valve.
一般に、燃料ポンプが過度に高温になると、燃料ポンプ内の燃料が気化して燃料ポンプ内に気泡が溜まり、燃料ポンプにおいて吐出不良が生じるおそれがある。そのため、燃料ポンプの温度は、適正なものになっている必要がある。特許文献1の内燃機関においては、燃料ポンプの温度管理に関して何ら考慮されてなく、さらなる改善の余地がある。 In general, when the temperature of the fuel pump becomes excessively high, the fuel in the fuel pump is vaporized, bubbles are accumulated in the fuel pump, and a discharge failure may occur in the fuel pump. Therefore, the temperature of the fuel pump needs to be appropriate. In the internal combustion engine of Patent Literature 1, no consideration is given to the temperature management of the fuel pump, and there is room for further improvement.
上記課題を解決するための内燃機関は、シリンダブロック、前記シリンダブロックの上端に固定されるシリンダヘッド、及び前記シリンダブロックの下端に固定されるオイルパンを含んで構成される内燃機関本体と、クランクシャフトの回転動力により駆動されて燃料を吐出する燃料ポンプと、前記内燃機関本体を冷却するための冷却水を圧送するウォーターポンプとを備えている内燃機関であって、前記ウォーターポンプは、ラジエータから流出する冷却水を前記内燃機関本体の内部に圧送するものであり、前記燃料ポンプと前記ウォーターポンプとは互いに隣り合って配置されていて前記燃料ポンプと前記ウォーターポンプとの間は空隙になっている。 An internal combustion engine for solving the above problems includes a cylinder block, a cylinder head fixed to an upper end of the cylinder block, an oil pan fixed to a lower end of the cylinder block, and a crank. An internal combustion engine including a fuel pump driven by the rotational power of a shaft to discharge fuel, and a water pump for pumping cooling water for cooling the internal combustion engine main body, wherein the water pump is provided by a radiator. The cooling water flowing out is pressure-fed into the internal combustion engine main body, and the fuel pump and the water pump are arranged adjacent to each other, and a gap is provided between the fuel pump and the water pump. I have.
上記構成においては、ウォーターポンプにはラジエータからの冷却水が供給されるため、ウォーターポンプの温度は比較的に低温になっている。そして、この比較的に低温なウォーターポンプに対して、他の部材が介在することなく燃料ポンプが隣り合っている。このことから、燃料ポンプは、ウォーターポンプによって冷却されやすく、燃料ポンプの温度が過度に上昇することを抑制できる。 In the above configuration, since the cooling water from the radiator is supplied to the water pump, the temperature of the water pump is relatively low. The fuel pump is adjacent to the relatively low-temperature water pump without any intervening other members. For this reason, the fuel pump is easily cooled by the water pump, and the temperature of the fuel pump can be prevented from rising excessively.
内燃機関においては、前記ウォーターポンプから圧送する冷却水の流量を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記燃料ポンプが吐出する燃料の温度が高いときには、そうでないときよりも、前記ウォーターポンプから圧送する冷却水の流量を多くしてもよい。 The internal combustion engine includes a control unit that controls a flow rate of the cooling water pumped from the water pump, and the control unit is configured to control the water pump when the temperature of the fuel discharged from the fuel pump is higher than when the temperature is not so. The flow rate of the cooling water pumped from above may be increased.
上記構成によれば、燃料ポンプから吐出される燃料の温度が高いときには、ウォーターポンプには、ラジエータから冷えた冷却水が多く供給され、ウォーターポンプの温度が比較的に低温のまま維持されやすい。そのため、燃料ポンプの温度が高くなり得る状況下であっても、当該燃料ポンプをウォーターポンプで冷却して、燃料ポンプの温度を適正な範囲内に維持しやすい。 According to the above configuration, when the temperature of the fuel discharged from the fuel pump is high, a large amount of cooled water is supplied from the radiator to the water pump, and the temperature of the water pump is easily maintained at a relatively low temperature. Therefore, even in a situation where the temperature of the fuel pump can be high, the fuel pump can be cooled by the water pump and the temperature of the fuel pump can be easily maintained in an appropriate range.
以下、内燃機関の一実施形態を、図面を参照して説明する。
先ず、内燃機関の概略構成について説明する。図1に示すように、内燃機関10の内燃機関本体20は、全体として略直方体状のシリンダブロック22を備えている。シリンダブロック22の内部には、図示しない複数(この実施形態では4つ)の気筒が区画されていて、これら気筒の内部において燃料が燃焼される。
Hereinafter, an embodiment of an internal combustion engine will be described with reference to the drawings.
First, a schematic configuration of the internal combustion engine will be described. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine
シリンダブロック22の下端面には、全体として略四角形箱状のオイルパン24が固定されている。オイルパン24は上側に開放されている。オイルパン24の底部には、内燃機関本体20の各種部位を潤滑するためのオイルが貯留されている。なお、オイルパン24は、当該オイルパン24における上側の部位を構成するケースと、当該オイルパン24における下側の部位を構成するケースとに分割されていることもある。
A substantially rectangular box-
図2に示すように、シリンダブロック22の下端面と、オイルパン24の上端面との間には、全体として一方向に延びているクランクシャフト100が配置されている。クランクシャフト100におけるシャフト本体100aは、当該シャフト本体100aの軸を構成するクランクジャーナル、ピストン(コネクティングロッド)と連結されるクランクピン、これらを連結するクランクアームを備えて構成され、屈曲を繰り返しながら全体として上記一方向に延びている。なお、図2では、シャフト本体100aの軸線方向一方側の一部のみを図示し、軸線方向他方側の大部分の図示を省略している。シャフト本体100aは、シリンダブロック22の下端面とシリンダブロック22に取り付けられるクランクキャップとの間で回転可能に支持されている。シャフト本体100aは、シリンダブロック22及びオイルパン24を貫通している。そのため、シャフト本体100aにおける軸線方向一方側の一部は、シリンダブロック22及びオイルパン24よりも外側に突出している。
As shown in FIG. 2, a
図1に示すように、シリンダブロック22の上端面には、全体として略直方体状のシリンダヘッド26が固定されている。図2に示すように、シリンダヘッド26の内部には、吸気を各気筒に導入するための吸気ポート26aが気筒毎に区画されている。そして、内燃機関10の上下方向及びクランクシャフト100の軸線方向の双方に直交する方向を幅方向としたとき、各吸気ポート26aは、シリンダヘッド26の幅方向一方側の側面に開口している。また、シリンダヘッド26の内部には、排気を各気筒から外部に排出するための排気ポートが気筒毎に区画されている。また、図示は省略するが、シリンダヘッド26には、各吸気ポート26aを開閉するための吸気バルブや各排気ポートを開閉するための排気バルブが気筒毎に取り付けられている。
As shown in FIG. 1, a substantially rectangular
シリンダヘッド26の幅方向一方側の側面においては、気筒毎の第1取付孔26bが開口している。各第1取付孔26bは、各吸気ポート26aの上側において開口している。各第1取付孔26bは、シリンダヘッド26の内部において各吸気ポート26aと連通している。各第1取付孔26bには、各吸気ポート26a内に燃料を噴射する気筒毎の図示しないポート噴射弁が挿入されている。また、シリンダヘッド26の幅方向一方側の側面においては、気筒毎の第2取付孔26cが開口している。各第2取付孔26cは、各吸気ポート26aの下側において開口している。各第2取付孔26cは、シリンダヘッド26の内部において、シリンダブロック22の各気筒と連通している。各第2取付孔26cには、各気筒内に燃料を噴射する気筒毎の図示しない筒内噴射弁が挿入されている。
On the side surface on one side in the width direction of the
詳しい図示は省略するが、気筒毎のポート噴射弁は、燃料を一定量貯めておく低圧デリバリパイプに接続されている。また、図1に示すように、気筒毎の筒内噴射弁は、燃料を一定量貯めておく高圧デリバリパイプ33に接続されている。高圧デリバリパイプ33には、高圧デリバリパイプ33内の燃料の温度を検出する温度センサ34が取り付けられている。なお、図2では、高圧デリバリパイプ33及び温度センサ34の図示を省略している。
Although not shown in detail, the port injection valve for each cylinder is connected to a low-pressure delivery pipe that stores a fixed amount of fuel. Further, as shown in FIG. 1, the in-cylinder injection valve for each cylinder is connected to a high
図1に示すように、シリンダヘッド26の上端面には、全体として略四角形箱状のシリンダヘッドカバー28が固定されている。シリンダヘッドカバー28は下側に開放されていて、シリンダヘッド26を上側から覆っている。
As shown in FIG. 1, a substantially rectangular box-shaped
オイルパン24、シリンダブロック22、シリンダヘッド26、及びシリンダヘッドカバー28における、クランクシャフト100の軸線方向一方側の側面は、上下方向に長尺のチェーンケース29で覆われている。チェーンケース29は、オイルパン24、シリンダブロック22、シリンダヘッド26、及びシリンダヘッドカバー28の上記側面の大部分を覆っている。チェーンケース29と、オイルパン24、シリンダブロック22、シリンダヘッド26、及びシリンダヘッドカバー28との間には、後述するカムシャフト駆動チェーン81や燃料ポンプ駆動チェーン83を収容するためのチェーン室Rが区画されている。
A side surface of the
このように、本実施形態において、オイルパン24、シリンダブロック22、シリンダヘッド26、シリンダヘッドカバー28、及びチェーンケース29は、内燃機関本体20を構成している。なお、オイルパン24、シリンダブロック22、シリンダヘッド26、及びシリンダヘッドカバー28が重ねられている方向が内燃機関10の上下方向に相当する。
As described above, in the present embodiment, the
シリンダヘッド26とシリンダヘッドカバー28とで区画される空間内には、吸気バルブを駆動するための吸気カムシャフト30が配置されている。図2に示すように、吸気カムシャフト30は、クランクシャフト100の軸線方向に延びたシャフト本体30aを備えている。シャフト本体30aは、シリンダヘッド26と当該シリンダヘッド26に取り付けられる図示しないカムキャップとの間で回転可能に支持されている。シャフト本体30aにおけるその延設方向の途中には、吸気バルブを駆動するための図示しないカム機構が取り付けられている。シャフト本体30aは、シリンダヘッド26を貫通している。そのため、シャフト本体30aにおけるクランクシャフト100の軸線方向一方側の一部は、シリンダヘッド26よりも外側に突出している。なお、図2では、シャフト本体30aの軸線方向一方側の一部のみを図示し、軸線方向他方側の大部分の図示を省略している。
In a space defined by the
図1に示すように、シリンダヘッド26とシリンダヘッドカバー28とで区画される空間内において吸気カムシャフト30と隣り合う位置には、排気バルブを駆動するための排気カムシャフト31が配置されている。排気カムシャフト31は、クランクシャフト100の軸線方向に延びたシャフト本体31aを備えている。シャフト本体31aは、シリンダヘッド26と当該シリンダヘッド26に取り付けられる図示しないカムキャップとの間で回転可能に支持されている。シャフト本体31aにおけるその延設方向の途中には、排気バルブを駆動するための図示しないカム機構が取り付けられている。シャフト本体31aは、シリンダヘッド26を貫通している。そのため、シャフト本体31aにおけるクランクシャフト100の軸線方向一方側の一部は、シリンダヘッド26よりも外側に突出している。
As shown in FIG. 1, an
図2に示すように、内燃機関10において、クランクシャフト100のシャフト本体100aにおける、シリンダブロック22及びオイルパン24よりも外側に突出している部位には、歯車である第1クランクスプロケット100bが取り付けられている。また、シャフト本体100aにおける、第1クランクスプロケット100bよりもクランクシャフト100の軸線方向他方側の部位には、歯車である第2クランクスプロケット100cが取り付けられている。第1クランクスプロケット100b及び第2クランクスプロケット100cは、チェーン室Rに位置している。第1クランクスプロケット100bの径及び第2クランクスプロケット100cの径は同一になっている。第1クランクスプロケット100b及び第2クランクスプロケット100cは、シャフト本体100aと一体回転する。なお、本実施形態において、第1クランクスプロケット100b及び第2クランクスプロケット100cは、クランクシャフト100の一部を構成している。また、図1及び図2において、第1クランクスプロケット100b及び第2クランクスプロケット100cの歯を省略し、これらを円盤状に図示している。
As shown in FIG. 2, in the
図2に示すように、内燃機関10において、吸気カムシャフト30のシャフト本体30aにおけるクランクシャフト100の軸線方向一方側の端部、すなわち、シャフト本体30aにおけるシリンダヘッド26から突出している部位には、歯車である吸気カムスプロケット30bが取り付けられている。吸気カムスプロケット30bは、チェーン室Rに位置している。吸気カムスプロケット30bの径は、クランクシャフト100の第2クランクスプロケット100cの径よりも大きくなっている。吸気カムスプロケット30bは、シャフト本体30aと一体回転する。
As shown in FIG. 2, in the
内燃機関10において、排気カムシャフト31のシャフト本体31aにおけるクランクシャフト100の軸線方向一方側の端部、すなわち、シャフト本体31aにおけるシリンダヘッド26から突出している部位には、歯車である排気カムスプロケット31bが取り付けられている。排気カムスプロケット31bは、チェーン室Rに位置している。排気カムスプロケット31bの径は、吸気カムスプロケット30bの径と同一になっている。排気カムスプロケット31bは、シャフト本体31aと一体回転する。なお、図1及び図2において、吸気カムスプロケット30b及び排気カムスプロケット31bの歯を省略し、これらを円盤状に図示している。
In the
図1に示すように、クランクシャフト100の第2クランクスプロケット100cと、吸気カムシャフト30の吸気カムスプロケット30bと、排気カムシャフト31の排気カムスプロケット31bとには、カムシャフト駆動チェーン81が巻き掛けられている。カムシャフト駆動チェーン81は、クランクシャフト100の回転動力(回転トルク)を、吸気カムシャフト30及び排気カムシャフト31に伝達する。つまり、クランクシャフト100が回転すると、吸気カムスプロケット30b及び排気カムスプロケット31bを介して、吸気カムシャフト30及び排気カムシャフト31が回転する。第2クランクスプロケット100c、吸気カムスプロケット30b、及び排気カムスプロケット31bがチェーン室Rに位置していることから、カムシャフト駆動チェーン81はチェーン室Rに位置している。なお、図2では、カムシャフト駆動チェーン81の図示を省略している。
As shown in FIG. 1, a
図1に示すように、内燃機関本体20における幅方向一方側の側面には、シリンダブロック22やシリンダヘッド26内に区画されたウォータージャケットに冷却水を圧送するウォーターポンプ50が固定されている。ウォーターポンプ50は、電動式のポンプである。図2に示すように、ウォーターポンプ50は、全体としては、シリンダブロック22における上下方向の中央よりも下寄りの部位に位置している。また、ウォーターポンプ50は、シリンダブロック22におけるクランクシャフト100の軸線方向中央よりも一方側に位置している。
As shown in FIG. 1, a
ウォーターポンプ50は、全体として略直方体状の本体部51を備えている。本体部51は、その軸線方向がクランクシャフト100の軸線方向と略一致するように配置されている。本体部51におけるクランクシャフト100の軸線方向一方側の一部は、シリンダブロック22におけるクランクシャフト100の軸線方向一方側の側面よりも当該軸線方向一方側に突出している。本体部51の内部には、電動モータが収容されている。
The
本体部51におけるクランクシャフト100の軸線方向他方側の部位からは、流路形成部52が上側へ延びている。流路形成部52の内部には、冷却水の流路が区画されている。流路形成部52における下寄りの部位には、本体部51と跨って、電動モータと一体に回転するインペラが収容されている。ウォーターポンプ50においては、電動モータが回転することにより、インペラが回転して流路形成部52内を冷却水が上側へと流れる。
A flow
ウォーターポンプ50の流路形成部52には、当該流路形成部52の内部の流路に冷却水を供給するための冷却水通路55が接続されている。冷却水通路55における、ウォーターポンプ50とは反対側の端部は、ラジエータ58に接続されている。ラジエータ58には、シリンダブロック22やシリンダヘッド26のウォータージャケットで温められた冷却水が供給される。そして、ラジエータ58は、外気との熱交換によって冷却水を冷却する。なお、ラジエータ58は、内燃機関10が搭載されている車両のエンジンルーム内に位置している。図1では、ラジエータ58の図示を省略している。
A cooling
図1に示すように、シリンダブロック22には、筒内噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプ40が取り付けられている。燃料ポンプ40は、クランクシャフト100よりも上側に位置している。燃料ポンプ40のハウジング41は、全体としては円柱状になっている。ハウジング41は、シリンダブロック22におけるクランクシャフト100の軸線方向一方側の側面のうち、チェーンケース29から露出している部分に、図示しないブラケットを介して固定されている。ハウジング41は、その中心軸線が上下方向及び幅方向の双方と交差するように斜めに配置されている。また、ハウジング41は、下端がクランクシャフト100側を向くように配置されている。ハウジング41の大部分は、シリンダブロック22における幅方向一方側の側面よりも幅方向一方側に突出している。
As shown in FIG. 1, a
ハウジング41の外周面からは、筒状の流入用ポート41aが突出している。流入用ポート41aの内部は、ハウジング41の内部と連通している。詳しい図示は省略するが、流入用ポート41aには、燃料タンク内から延びる燃料供給通路が接続されている。また、ハウジング41の外周面からは、筒状の流出用ポート41bが突出している。流出用ポート41bの内部は、ハウジング41の内部と連通している。詳しい図示は省略するが、流出用ポート41bには、高圧デリバリパイプ33に繋がる燃料供給通路が接続されている。
A
ハウジング41内においては、円筒状のリフタ42が収容されている。リフタ42は、ハウジング41における下側の端面から突出している。リフタ42は、ハウジング41内をその中心軸線方向に往復移動可能になっている。リフタ42におけるハウジング41とは反対側の部位は、チェーンケース29を貫通している。そして、リフタ42におけるハウジング41とは反対側の部位の一部は、チェーン室Rに位置している。
In the
リフタ42におけるハウジング41とは反対側の端縁には、平面視で楕円状のカム43が接触している。カム43においては、クランクシャフト100の軸線方向に駆動軸44が貫通している。カム43は、駆動軸44と一体回転する。
An
図2に示すように、駆動軸44におけるクランクシャフト100の軸線方向一方側の端部には、歯車である燃料ポンプスプロケット45が取り付けられている。燃料ポンプスプロケット45の径は、クランクシャフト100の第1クランクスプロケット100bの径よりも小さくなっている。燃料ポンプスプロケット45は、クランクシャフト100の軸線方向に関して、第1クランクスプロケット100bと同位置に位置している。燃料ポンプスプロケット45は、駆動軸44と一体回転する。また、図1及び図2において、燃料ポンプスプロケット45の歯を省略し、当該燃料ポンプスプロケット45を円盤状に図示している。
As shown in FIG. 2, a
図1に示すように、クランクシャフト100の第1クランクスプロケット100bと、燃料ポンプ40の燃料ポンプスプロケット45とには、燃料ポンプ駆動チェーン83が巻き掛けられている。そして、燃料ポンプ駆動チェーン83は、クランクシャフト100の回転動力を、燃料ポンプ40に伝達する。つまり、クランクシャフト100が回転すると、燃料ポンプスプロケット45を介して、燃料ポンプ40の駆動軸44が回転する。駆動軸44が回転すると、当該駆動軸44とともにカム43が回転する。この結果、リフタ42がハウジング41を往復動作する。そして、ハウジング41から高圧デリバリパイプ33へと燃料が供給される。このように、燃料ポンプ40は、クランクシャフト100に駆動連結されていて、クランクシャフト100の回転動力により駆動される。なお、第1クランクスプロケット100b及び燃料ポンプスプロケット45がチェーン室Rに位置していることから、燃料ポンプ駆動チェーン83は、チェーン室Rに位置している。なお、図2では、燃料ポンプ駆動チェーン83の図示を省略している。
As shown in FIG. 1, a fuel
次に、燃料ポンプ40の取り付け位置について詳しく説明する。
図2に示すように、燃料ポンプ40のハウジング41は、クランクシャフト100の軸線方向に関して、ウォーターポンプ50の本体部51と重複する位置に位置している。この実施形態では、燃料ポンプ40のハウジング41は、ウォーターポンプ50の本体部51のうち、シリンダブロック22の軸線方向一方側の面から突出している部位と重複する位置に位置している。また、図1に示すように、燃料ポンプ40のハウジング41は、ウォーターポンプ50の本体部51に対して、内燃機関10の幅方向他方側且つ上側に、隣り合って配置されている。そして、燃料ポンプ40のハウジング41とウォーターポンプ50の本体部51との間は空隙になっている。換言すると、燃料ポンプ40のハウジング41とウォーターポンプ50の本体部51との間には他の部材が介在してなく、両者が直接的に隣り合っている。なお、燃料ポンプ40のハウジング41から突出する流入用ポート41aは、当該ハウジング41から、ウォーターポンプ50の本体部51に向けて突出している。
Next, the mounting position of the
As shown in FIG. 2, the
燃料ポンプ40のハウジング41の上側の一部は、内燃機関10の上下方向及び幅方向に関して、ウォーターポンプ50の流路形成部52と重なる位置に位置している。すなわち、燃料ポンプ40のハウジング41の上側の一部は、ウォーターポンプ50の流路形成部52に対して、クランクシャフト100の軸線方向に隣り合っている。また、燃料ポンプ40のハウジング41の上側の一部と、ウォーターポンプ50の流路形成部52との間は、空隙になっている。換言すると、燃料ポンプ40のハウジング41の上側の一部とウォーターポンプ50の流路形成部52との間には他の部材が介在してなく、両者が直接的に隣り合っている。
A part of the upper side of the
ウォーターポンプ50における電動モータの動作は、内燃機関10に搭載されている電子制御ユニット12で制御される。電子制御ユニット12は、各種のプログラム(ソフトウェア)が格納された不揮発性のROM、プログラムの実行に際してデータが一時的に記憶される揮発性のRAM等を備えたコンピュータである。電子制御ユニット12には、高圧デリバリパイプ33内の燃料の温度FTを検出する温度センサ34からの信号が入力される。また、電子制御ユニット12には、ウォータージャケットの出口(内燃機関本体20からの冷却水の流出口)近傍の水温WTを検出する水温センサ36からの信号が入力される。また、電子制御ユニット12には、機関回転速度NEを検出するクランク角センサ35からの信号が入力される。電子制御ユニット12には、内燃機関10の各種部位に取り付けられている他のセンサからの信号も入力される。
The operation of the electric motor in the
電子制御ユニット12は、電動モータに印加する電圧を制御することにより、電動モータの回転速度を制御する。そして、電動モータの回転速度が変化することに応じて、ウォーターポンプ50から圧送される冷却水の流量が変化する。具体的には、電動モータの回転速度が高いほど、ウォーターポンプ50から圧送する冷却水の流量が多くなる。このように、電子制御ユニット12は、ウォーターポンプから圧送する冷却水の流量を制御する制御部として機能する。
The
電子制御ユニット12は、所定の周期毎に、電動モータの目標回転速度を算出する。そして、電子制御ユニット12は、電動モータの回転速度の実測値が、算出した目標回転速度となるように、電動モータを制御する。電子制御ユニット12は、電動モータの目標回転速度を算出する際、先ず、ウォータージャケットの出口近傍の水温WTや機関回転速度NE等の機関運転状態に基づいて、電動モータの目標回転速度の基本値を算出する。そして、電子制御ユニット12は、この基本値に、燃料ポンプ40が吐出する燃料の温度に応じた補正値を加算する。電子制御ユニット12には、燃料の温度と補正値との関係を示すマップが予め格納されていて、このマップ上では、補正値は、燃料の温度が高いほど、大きな値となっている。したがって、電子制御ユニット12は、燃料の温度が高いほど、電動モータの回転速度が高くなるように、上記基本値を補正することになる。つまり、電子制御ユニット12は、同一の上記基本値に対して、燃料の温度が高いときには、そうでないときよりも、ウォーターポンプ50から圧送する冷却水の流量が多くなるようにウォーターポンプ50を制御する。なお、この実施形態では、電子制御ユニット12は、温度センサ34が検出する燃料の温度FTを、燃料ポンプ40が吐出する燃料の温度として扱う。
The
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
図2に示すように、冷却水は、内燃機関本体20の内外を循環する。すなわち、ラジエータ58で冷却された冷却水は、ラジエータ58からウォーターポンプ50に流入し、ウォーターポンプ50からシリンダブロック22等のウォータージャケットへと圧送される。そして、冷却水は、シリンダブロック22等のウォータージャケットから流出してラジエータ58へと戻される。
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the cooling water circulates inside and outside the internal
上記のとおり、ウォーターポンプ50にはラジエータ58からの冷却水が供給されるため、ウォーターポンプ50の温度は比較的に低温になっている。そして、この比較的に低温なウォーターポンプ50に対して、他の部材が介在することなく燃料ポンプ40のハウジング41が隣り合っている。詳細には、燃料ポンプ40のハウジング41とウォーターポンプ50の本体部51との間には他の部材が介在してなく、両者が直接的に隣り合っている。また、燃料ポンプ40のハウジング41の上側の一部とウォーターポンプ50の流路形成部52との間には他の部材が介在してなく、両者が直接的に隣り合っている。このように、燃料ポンプ40のハウジング41が、ウォーターポンプ50近傍に配置されていて、かつ、燃料ポンプ40のハウジング41とウォーターポンプ50との間に他の部材が介在していないことから、燃料ポンプ40のハウジング41は、ウォーターポンプ50によって冷却されやすい。そのため、燃料ポンプ40のハウジング41の温度が過度に上昇することを抑制できる。
As described above, since the cooling water from the
また、上記のとおり、燃料ポンプ40のハウジング41がウォーターポンプ50で冷却されやすい位置にあることから、ハウジング41の周囲に位置する流入用ポート41aや、流入用ポート41aに接続される燃料供給通路の端部もウォーターポンプ50で冷却されやすい。そのため、これら流入用ポート41aや燃料供給通路の端部の温度が過度に上昇することも抑制できる。同様に、ハウジング41の周囲に位置する流出用ポート41bや、流出用ポート41bに接続される燃料供給通路の端部もウォーターポンプ50で冷却されやすい。そのため、これら流出用ポート41bや燃料供給通路の端部の温度が過度に上昇することも抑制できる。
Further, as described above, since the
なお、上記のとおり、流入用ポート41aは、ウォーターポンプ50に向けて突出している。つまり、流入用ポート41aは、ウォーターポンプ50の側を向いている。そのため、仮に流入用ポート41aがウォーターポンプ50とは反対側を向いている場合に比べて、当該流入用ポート41aはウォーターポンプ50で冷却されやすい。流入用ポート41aがウォーターポンプ50で冷却されやすいことから、燃料ポンプ40のハウジング41内に流入する前の段階の燃料、つまり、燃料ポンプ40のハウジング41内で圧縮される前の燃料を冷却できる。したがって、燃料ポンプ40のハウジング41内でのベーパの発生を抑制できる。
In addition, as described above, the
さらに、上記構成では、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度が高いときには、ウォーターポンプ50から圧送する冷却水の流量が多くなるようにウォーターポンプ50を制御している。そのため、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度が高いときには、ウォーターポンプ50には、ラジエータ58から冷えた冷却水が多く供給される。したがって、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度が高いときでも、ウォーターポンプ50の温度が比較的に低温のまま維持されやすい。そのため、燃料ポンプ40のハウジング41の温度が高くなり得る状況下であっても、当該燃料ポンプ40のハウジング41をウォーターポンプ50で冷却して、燃料ポンプ40のハウジング41の温度を適正な範囲内に維持できる。
Further, in the above configuration, when the temperature of the fuel discharged from the
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・電動モータの目標回転速度の基本値を補正する補正値は、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度に応じて段階的に大きくなっていてもよい。電動モータの目標回転速度の基本値を補正する補正値は、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度が所定の基準値よりも低い場合の第1補正値と、燃料の温度が所定の基準値よりも高い場合の第2補正値であって第1補正値よりも小さい第2補正値との二つの値(補正値が二段階)であってもよい。
The present embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
The correction value for correcting the basic value of the target rotation speed of the electric motor may be increased stepwise according to the temperature of the fuel discharged from the
・電子制御ユニット12による、電動モータの目標回転速度の基本値の補正方法は、上記実施形態の例に限らない。例えば、電子制御ユニット12は、電動モータの目標回転速度の基本値に係数を乗算することにより、最終的な目標回転速度を算出してもよい。この場合でも、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度が高いほど係数を大きな値にすれば、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度が高いときには、そうでないときよりも、ウォーターポンプ50から圧送する冷却水の流量を多くできる。
The method of correcting the basic value of the target rotation speed of the electric motor by the
・電子制御ユニット12による、電動モータの回転速度の制御方法は、基本値を補正する方法に限らない。例えば、電動モータの回転速度の制御方法として、マップを利用した方法を採用してもよい。具体的には、例えば、ウォータージャケットの出口近傍の水温WTと、ウォーターポンプ50から圧送する冷却水の流量と、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度との関係性を表したマップを利用し、上記水温WTと燃料の温度とに応じた冷却水の水量(電動モータの目標回転速度)を算出してもよい。この場合でも、上記マップにおいて、燃料の温度が高いほど冷却水の流量が多くなる関係となっていれば、同一の上記水温WTに対して、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度が高いときには、そうでないときよりも、ウォーターポンプ50から圧送する冷却水の流量を多くできる。
The method of controlling the rotation speed of the electric motor by the
・電動モータ以外の部品を制御することによって、ウォーターポンプ50から圧送する冷却水の流量を制御してもよい。例えば、冷却水通路55の途中に、当該冷却水通路55の流路を開閉可能なバルブを設け、このバルブの開度を、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度に応じて調整してもよい。
The flow rate of the cooling water pumped from the
・ウォーターポンプは、クランクシャフト100に駆動連結されるタイプを採用してもよい。この場合でも、例えば、上述した変更例のように、冷却水通路55の流路を開閉可能なバルブを設けて、当該バルブの開度を調整すれば、冷却水の流量を制御できる。
The water pump may be of a type that is drivingly connected to the
・燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度は、高圧デリバリパイプ33内の燃料の温度で代用されたものに限定されない。燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度は、例えば、燃料ポンプ40のハウジング41内の温度を温度センサによって直接検出したものでもよい。また、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度は、内燃機関10の発熱量や、ハウジング41の周囲の外気温から推定してもよい。つまり、燃料ポンプ40から吐出される燃料の温度を相応に反映した値であればよい。
The temperature of the fuel discharged from the
・ウォーターポンプ50から圧送する冷却水の流量を制御することは必須ではない。ウォーターポンプ50から圧送する冷却水の流量を制御しなくても、燃料ポンプ40のハウジング41とウォーターポンプ50とが、互いの間に他の部材が介在することなく隣り合っていれば、ウォーターポンプ50によって燃料ポンプ40のハウジング41を冷却することができる。
It is not essential to control the flow rate of the cooling water pumped from the
・燃料ポンプ40の取り付け位置は、上記実施形態の例に限らない。燃料ポンプ40のハウジング41とウォーターポンプ50とが、互いの間に他の部材が介在することなく隣り合っていれば、燃料ポンプ40の取り付け位置は変更可能である。
-The mounting position of the
・燃料ポンプ40における流入用ポート41aのウォーターポンプ50に対する位置は、上記実施形態の例に限らない。流入用ポート41aは、ウォーターポンプ50とは反対側を向いていてもよい。
-The position of the
・燃料ポンプ40の構造は、上記実施形態のように、カム43でリフタ42を往復動作させる構造に限らない。クランクシャフト100の回転動力を駆動源として、必要な燃料圧力を得られるポンプであるならば、どのような燃料ポンプであってもよい。燃料ポンプ40の構造を変更した場合、燃料ポンプ40における燃料を貯留する部位の少なくとも一部とウォーターポンプ50とが、互いの間に他の部材が介在することなく隣り合っていればよい。
The structure of the
・ウォーターポンプ50の形状等は、上記実施形態の例に限らない。内燃機関10におけるウォーターポンプ50の取り付けスペースや、ウォーターポンプ50に求められる性能等を勘案して、適切なウォーターポンプ50を採用すればよい。
-The shape of the
・ウォーターポンプ50が内燃機関本体20に直接的に固定されていなくてもよい。例えば、ウォーターポンプ50は、車両の骨格等に固定されていてもよい。
・クランクシャフト100と吸気カムシャフト30及び排気カムシャフト31との駆動連結の態様や、クランクシャフト100と燃料ポンプ40との駆動連結の態様は、問わない。例えば、燃料ポンプスプロケット45及び第1クランクスプロケット100bを共にプーリに変更するとともに、燃料ポンプ駆動チェーン83をベルトに変更してもよい。
The
The manner of driving connection between the
・同様に、吸気カムスプロケット30b、排気カムスプロケット31b、及び第2クランクスプロケット100cをプーリに変更するとともに、カムシャフト駆動チェーン81をベルトに変更してもよい。
Similarly, the
・上記実施形態の内燃機関本体20の構成は、あくまでも概略的に例示したものであり、当該内燃機関本体20の構成は適宜変更可能である。
The configuration of the internal combustion engine
10…内燃機関、12…電子制御ユニット、20…内燃機関本体、22…シリンダブロック、24…オイルパン、26…シリンダヘッド、40…燃料ポンプ、50…ウォーターポンプ、58…ラジエータ、100…クランクシャフト。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
クランクシャフトの回転動力により駆動されて燃料を吐出する燃料ポンプと、
前記内燃機関本体を冷却するための冷却水を圧送するウォーターポンプとを備えている内燃機関であって、
前記ウォーターポンプは、ラジエータから流出する冷却水を前記内燃機関本体の内部に圧送するものであり、
前記燃料ポンプと前記ウォーターポンプとは互いに隣り合って配置されていて前記燃料ポンプと前記ウォーターポンプとの間は空隙になっている
内燃機関。 A cylinder block, a cylinder head fixed to an upper end of the cylinder block, and an internal combustion engine main body including an oil pan fixed to a lower end of the cylinder block;
A fuel pump driven by the rotational power of the crankshaft to discharge fuel,
An internal combustion engine including a water pump for pumping cooling water for cooling the internal combustion engine body,
The water pump is for pumping cooling water flowing out of a radiator into the internal combustion engine body,
The internal combustion engine, wherein the fuel pump and the water pump are disposed adjacent to each other, and a gap is provided between the fuel pump and the water pump.
前記制御部は、前記燃料ポンプが吐出する燃料の温度が高いときには、そうでないときよりも、前記ウォーターポンプから圧送する冷却水の流量を多くする
請求項1に記載の内燃機関。
A control unit that controls a flow rate of cooling water to be pumped from the water pump,
The internal combustion engine according to claim 1, wherein the control unit increases the flow rate of the cooling water pumped from the water pump when the temperature of the fuel discharged from the fuel pump is higher than when the temperature is not high.
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2018
- 2018-09-19 JP JP2018174630A patent/JP2020045811A/en active Pending
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