JP3018842B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】低圧ポンプの吐出側と燃料噴射弁とを連
結する燃料通路内に吐出量を制御可能な高圧ポンプを配
置した燃料噴射装置が本出願人によりすでに提案されて
いる（特願平４−１２２２３５号参照）。この燃料噴射
装置では、高圧ポンプの吐出量を増大するように制御し
ても高圧ポンプの吐出量が増大しないときには高圧ポン
プが破損する恐れがあると判断して高圧ポンプの作動を
停止することにより高圧ポンプが破損するのを阻止する
ようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の燃
料噴射装置におけるように高圧ポンプの吐出量を増大す
るように制御しても高圧ポンプの吐出量が増大しない場
合高圧ポンプの作動を停止するようにするとこのとき燃
料噴射弁に燃料が供給されなくなり、その結果内燃機関
が停止してしまうという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、低圧ポンプの吐出側と燃料噴射弁
とを連結する燃料通路内に吐出量を制御可能な高圧ポン
プを配置した燃料噴射装置において、上記高圧ポンプを
迂回して低圧ポンプの吐出側と燃料噴射弁とを連結する
バイパス通路を形成すると共に該バイパス通路内にバイ
パス制御弁を配置し、上記高圧ポンプの吐出量を増大す
るように制御しても高圧ポンプの吐出量が増大しないと
きには上記バイパス制御弁を開弁するようにしている。
また上記問題点を解決するために本発明によれば、低圧
ポンプの吐出側と燃料噴射弁とを連結する燃料通路内に
高圧ポンプを配置し、該高圧ポンプがダイアフラムによ
って互いに隔離されたポンプ室とオイル室とを具備し、
該ポンプ室の流入側が低圧ポンプに連結されると共に該
ポンプ室の吐出側が燃料噴射弁に連結され、上記高圧ポ
ンプから燃料を吐出すべきときには作動油で満たされた
上記オイル室内の圧力を増大させることにより上記ダイ
アフラムを変位させて上記ポンプ室内に導かれた燃料を
吐出するようにした燃料噴射装置において、上記高圧ポ
ンプを迂回して低圧ポンプの吐出側と燃料噴射弁とを連
結するバイパス通路を形成すると共に該バイパス通路内
にバイパス制御弁を配置し、上記オイル室内の作動油の
粘度を検出する手段を具備して該手段により検出された
作動油の粘度が予め定められた設定粘度よりも高いとき
には上記バイパス制御弁を開弁するようにしている。さ
らに本発明によれば、上記高圧ポンプと上記燃料噴射弁
間の上記燃料通路内に燃料噴射弁に向けて流通可能な逆
止弁を設け、低圧ポンプから吐出された燃料の圧力が予
め該逆止弁の開弁圧よりも低く定められた設定圧力より
も低くなったときには上記バイパス制御弁を閉弁するよ
うにしている。また本発明によれば上記問題点を解決す
るために、高圧ポンプ内に形成される燃料流通路の一側
を低圧ポンプの吐出側に接続すると共に該燃料流通路の
他側を燃料噴射弁に接続し、該燃料流通路を開放又は遮
断可能な開閉制御弁を設け、高圧ポンプと燃料噴射弁間
に燃料噴射弁に向けて流通可能な逆止弁を設けた燃料噴
射装置において、上記逆止弁の開弁圧を上記高圧ポンプ
に供給される燃料の圧力よりも低く設定し、高圧ポンプ
の作動油の粘度を検出する手段を具備し、該手段により
検出された作動油の粘度が予め定められた設定粘度より
も高いときには開閉制御弁を制御して燃料流通路を開放
状態に維持するようにしている。

【０００５】

【作用】請求項１および請求項２に記載の発明では、高
圧ポンプが破損する恐れがあるときには高圧ポンプを迂
回するバイパス通路を介して燃料噴射弁に燃料が供給さ
れる。さらに請求項３に記載の発明では、低圧ポンプの
吐出圧が低下したときに燃料通路およびバイパス通路内
に空気を含んだ燃料が吐出されるのが阻止される。また
請求項４に記載の発明では、高圧ポンプの作動を停止し
ても低圧ポンプの吐出圧でもって燃料噴射弁に燃料が供
給される。

【０００６】

【実施例】図１を参照すると、１はシリンダブロック、
２はピストン、３はシリンダヘッド、４は燃焼室、５は
吸気弁、６は排気弁、７は吸気ポート、８は排気ポー
ト、９は燃焼室４内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁
をそれぞれ示す。燃料噴射弁９は燃料通路を構成する燃
料分配管１０を介して高圧ポンプ１１に連結され、高圧
ポンプ１１は燃料通路を構成する燃料供給管１２を介し
て燃料タンク１３内に配置された低圧ポンプ１４に連結
される。また、燃料分配管１０内には高圧ポンプ１１か
ら燃料噴射弁９に向けて流通可能な逆止弁１５が配置さ
れる。この逆止弁１５は逆止弁１５上流に位置する燃料
分配管１０内の燃料圧が逆止弁１５下流に位置する燃料
分配管１０内の燃料圧よりも予め定められた設定圧力だ
け高くなると開弁する。一方燃料供給管１２内には圧力
レギュレータ１６および燃料フィルタ１７が配置され
る。圧力レギュレータ１６は燃料供給管１２内の燃料圧
が予め定められた一定圧力よりも高いときに開弁する弁
体１６ａを備え、この一定圧力は低圧ポンプ１４の吐出
圧よりも低く設定される。この弁体１６ａが開弁すると
燃料供給管１２内の燃料の一部が燃料逃がし通路１６ｂ
を介し燃料タンク１３内に逃げるので燃料供給管１２内
の燃料圧をこの一定圧力に維持することができる。した
がって高圧ポンプ１１には一定圧力の燃料が供給され
る。なお、図１に示した実施例において燃料分配管１０
内の逆止弁１５の開弁圧は圧力レギュレータ１６により
維持される燃料供給管１２内の燃料圧よりも高く設定さ
れる。

【０００７】図１に示した実施例において高圧ポンプ１
１はダイアフラム式ポンプから構成される。高圧ポンプ
１１の断面図が示された図２を参照すると、１８はハウ
ジング、１９はハウジング１８内に形成されたカム室、
２０はカム室１９内に配置されたカム、２１はクランク
シャフト（図示しない）に連結されたカム回転軸、２２
はプランジャ挿入孔２３内に摺動可能に挿入されカム２
０により駆動されるプランジャ、２４はプランジャ挿入
孔２３を介してカム室１９に連通されたオイル室、２５
は燃料分配管１０に連通されたポンプ室、２６はオイル
室２４とポンプ室２５とを隔離するダイアフラム、２７
はポンプ室２５と燃料供給管１２とを連結する燃料ポー
ト、２８は燃料ポート２７内に配置された開閉制御弁、
２９は開閉制御弁２８駆動用のソレノイドコイル、３０
は圧縮ばね、３１は磁性材料からなるステータをそれぞ
れ示す。またハウジング１８内には一対のポート３２が
形成され、各ポート３２の一端はプランジャ挿入孔２３
周面に開口し、各ポート３２の他端はカム室１９内に開
口する。なお、カム室１９、各ポート３２、プランジャ
挿入孔２３、およびオイル室２４内はほぼ大気圧の作動
油によって満たされている。一方燃料ポート２７および
ポンプ室２５内は燃料で満たされている。

【０００８】また図２に示すようにハウジング１８内に
はプランジャ挿入孔２３を迂回してカム室１９とオイル
室２４とを連通可能にする溢流通路３３が形成され、こ
の溢流通路３３内には溢流制御弁３４が配置される。溢
流制御弁３４駆動用のソレノイド３５が付勢されるとソ
レノイド３５の電磁吸引力により溢流制御弁３４が開弁
して溢流通路３３が開放され、その結果カム室１９とオ
イル室２４とが連通される。一方ソレノイド３５が消勢
されると圧縮ばね３６のばね力によって溢流制御弁３４
が閉弁されて溢流通路３３が遮断され、その結果カム室
１９とオイル室２４との連通が阻止される。なお、高圧
ポンプ１１の定常作動時溢流通路３３は溢流制御弁３４
によって遮断されており、したがってカム室１９とオイ
ル室２４との連通が阻止されている。

【０００９】次に高圧ポンプ１１の作動について説明す
る。なお、このとき溢流通路３３は溢流制御弁３４によ
って遮断されており、したがってカム室１９とオイル室
２４との連通が阻止されている。プランジャ２２が上死
点に位置しているとき開閉制御弁用ソレノイド２９はす
でに消勢されているが開閉制御弁２８にはポンプ室２５
内の燃料圧によって上向きの力が作用しており、その結
果開閉制御弁２８は閉弁されている。また、このときダ
イアフラム２６は上方に、すなわちポンプ室２５に向け
て変位している。プランジャ２２がプランジャ上死点か
ら下降し始めるとオイル室２４内の圧力が低下し始め、
その結果ダイアフラム２６が下方に変位し始める。ダイ
アフラム２６が下方に変位し始めるとポンプ室２５の容
積が増大されるのでポンプ室２５内の燃料圧が低下す
る。開閉制御弁２８に作用する上向きの力、すなわちポ
ンプ室２５内の燃料圧による力、が開閉制御弁２８に作
用する下向きの力、すなわち圧縮ばね３０のばね力およ
び燃料ポート３６内の燃料圧による力、よりも小さくな
ると開閉制御弁２８が下方に変位して開弁し、その結果
燃料ポート２７内の燃料がポンプ室２５内に流入し始め
る。次いでプランジャ２２が下死点近傍まで下降すると
オイル室２４内の圧力とポンプ室２５内の圧力とはほぼ
等しくなり、このためダイアフラム２６の変位量はほぼ
零となる。一方、プランジャ２２上死点近傍においてプ
ランジャ２２周面によって閉鎖されていたポート３２の
プランジャ挿入孔２３側各開口はプランジャ２２が下降
するのにつれて開口し、その結果ポート３２を介してプ
ランジャ挿入孔２３とカム室１９とが連通される。次い
で各ポート３２はプランジャ２２の下死点直前において
全開する。

【００１０】次いでプランジャ２２が下死点から上昇し
てプランジャ２２周面によってポート３２が閉鎖される
とオイル室２４内の圧力が上昇し始める。オイル室２４
内の圧力が上昇し始めるとダイアフラム２６が上方に向
けて変位し始めるのでポンプ室２５の容積が減少し始め
る。このとき開閉制御弁２８は開弁されているのでポン
プ室２５内の燃料が燃料ポート２７を介して燃料供給管
１２内に逆流する。次いでソレノイド２９が付勢される
と開閉制御弁２８が上方に変位して閉弁し、その結果プ
ランジャ２２の上昇に伴いポンプ室２５内の燃料が加圧
され始める。次いでポンプ室２５内の燃料圧が逆止弁１
５（図１）の開弁圧に達すると逆止弁１５が開弁し、ポ
ンプ室２５内の燃料が燃料噴射弁９に向けて吐出され
る。なお、開閉制御弁２８が一旦閉弁されると開閉制御
弁２８はポンプ室２５内の燃料圧によって閉弁状態に維
持されるので開閉制御弁２８を閉弁位置まで上昇させる
のに必要な短時間だけソレノイド２９を付勢すればよ
い。

【００１１】図１に示した実施例では高圧ポンプ１１の
燃料吐出量を制御することによって燃料噴射弁９に供給
される燃料の圧力を予め定められた一定の目標燃料圧に
一致させるようにしており、また開閉制御弁２８の閉弁
時間を制御することによって高圧ポンプ１１の燃料吐出
量を制御している。開閉制御弁２８の閉弁時間を長くす
ると開閉制御弁２８開弁時間が短くなり、その結果ポン
プ室２５から燃料ポート２７を介して燃料供給管１２内
に逆流する燃料量が減少するので高圧ポンプ１１の燃料
吐出量が増大される。これに対し開閉制御弁２８の閉弁
時間を短くすると開閉制御弁２８開弁時間が長くなり、
その結果ポンプ室２５から燃料供給管１２内に逆流する
燃料量が増大するので高圧ポンプ１１の燃料吐出量が減
少される。なお、開閉制御弁２７駆動用ソレノイド２９
および溢流制御弁３４駆動用のソレノイド３５は電子制
御ユニット５０（図１）の出力信号に基づいてそれぞれ
制御される。

【００１２】開閉制御弁２８の開弁時期および閉弁時期
が示された図３を参照すると、開閉制御弁２８の開弁時
期からカム２９の回転角ＴＣだけ遡った時期においてソ
レノイド２９をオンにし開閉制御弁２８を閉弁するよう
にしている。ところが開閉制御弁２８の開弁時期は図３
に示すようにプランジャ２２上死点からカム回転角αだ
け進んだ時期において一定とみなすことができるので本
発明による実施例ではカム回転角ＴＣ、すなわち開閉制
御弁２８の閉弁時期を制御することによって開閉制御弁
２８の閉弁時間を制御し、高圧ポンプ１１の燃料吐出量
を制御している。すなわちカム回転角ＴＣを大きくする
と開閉制御弁２８閉弁時期が早くされ開閉制御弁２８閉
弁時間が長くなるので高圧ポンプ１１の燃料吐出量が増
大され、一方回転角ＴＣを小さくすると開閉制御弁２８
閉弁時期が遅くされ開閉制御弁２８閉弁時間が短くなる
ので高圧ポンプ１１の燃料吐出量が減少される。なお、
閉弁時期ＴＣは燃料噴射弁９における要求燃料量に依存
して求められる基本閉弁時期ＴＣＢとフィードバック補
正係数Ｔｆとの和として求められる（後述する）。また
ソレノイド２９は機関運転状態に応じた短時間だけオン
にされる。

【００１３】これに対し、溢流制御弁３４が開弁されて
カム室１９とオイル室２４とが連通された場合プランジ
ャ２２が上昇するとオイル室２４内の作動油が溢流通路
３３を介してカム室１９内に流出し、プランジャ２２が
下降するとカム室１９内の作動油が溢流通路３３を介し
てオイル室２４内に流入し、その結果プランジャ２２が
上昇してもオイル室２４内の圧力が上昇しないのでこの
ときポンプ室２５内の燃料は加圧されないこととなる。
なお、溢流制御弁３４駆動用のソレノイド３５は溢流制
御弁３４の開弁期間中継続してオンにされる。

【００１４】再び図１を参照すると図１に示した実施例
ではバイパス通路３７が設けられ、このバイパス通路３
７の一端は圧力レギュレータ１６と高圧ポンプ１１間に
位置する燃料供給管１２に連結され、バイパス通路３７
の他端は逆止弁１５と燃料噴射弁９間に位置する燃料分
配管１０に連結される。また、バイパス通路３７にはバ
イパス通路３７の連通を制御するバイパス制御弁３８が
配置される。バイパス制御弁３８の拡大断面図が示され
た図４を参照するとバイパス制御弁３８はソレノイド３
９により駆動される弁体４０を備える。高圧ポンプ１１
の定常運転時ソレノイド３９は消勢されており、その結
果圧縮ばね４１のばね力と弁体４０先端部の環状頂面４
０ａ上に作用する燃料圧とによってバイパス制御弁３８
が閉弁されている。したがってバイパス通路３７が遮断
される。一方バイパス通路３７を連通すべくソレノイド
３９が付勢されるとソレノイド３９の電磁吸引力により
弁体４０が上昇されるのでバイパス制御弁３８が開弁さ
れ、その結果バイパス通路３７が連通される。なお、バ
イパス制御弁３８駆動用のソレノイド３９はバイパス制
御弁３８の開弁期間中継続してオンにされ、またソレノ
イド３９は電子制御ユニット５０の出力信号に基づいて
制御される。

【００１５】さらに図１を参照すると電子制御ユニット
５０はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス
５１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメ
モリ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３、
ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート５５お
よび出力ポート５６を具備する。逆止弁１５と燃料噴射
弁９間に位置する燃料分配管１０には燃料分配管１０内
の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ５
７が取付けられ、燃料圧センサ５７の出力電圧はＡＤ変
換器５８を介して入力ポート５５に入力される。負荷セ
ンサ５９は例えばアクセルペダル（図示しない）の踏込
み量に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧はＡＤ
変換器６０を介して入力ポート５５に入力される。ま
た、クランク角センサ６１は例えばクランクシャフトが
３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パル
スは入力ポート５５に入力される。上死点センサ６２は
例えば１番気筒が吸気上死点に達したときに出力パルス
を発生し、この出力パルスは入力ポート５５に入力され
る。ＣＰＵ５４ではクランク角センサ６１の出力パルス
と上死点センサ６２の出力パルスとから現在のクランク
角が計算され、また高圧ポンプ１１のカム２０における
現在のカム回転角が計算される。さらにクランク角セン
サ６１の出力パルスから機関回転数が計算される。一
方、出力ポート５６は対応する駆動回路６３を介して燃
料噴射弁９駆動用のソレノイド２３、開閉制御弁２８駆
動用のソレノイド２９、溢流制御弁３４駆動用のソレノ
イド３５、およびバイパス制御弁３８駆動用のソレノイ
ド３９にそれぞれ接続される。

【００１６】ところで上述したように高圧ポンプ１１
（図２）においてプランジャ２２がプランジャ上死点に
位置したときにはダイアフラム２６は上方に、すなわち
ポンプ室２５に向けて変位している。次いでプランジャ
２２が下降を開始するとオイル室２４内の作動油がプラ
ンジャ挿入孔２３内に流出してオイル室２４内の圧力が
低下するのでダイアフラム２６が下方に向けて変位する
ようになり、プランジャ２２がプランジャ下死点近傍に
位置したときにはダイアフラム２６の変位量が零にな
る。ところが、例えばオイル室２４内の作動油の粘度が
高い場合にはプランジャ２２がプランジャ上死点から下
降を開始してもオイル室２４内の作動油はプランジャ挿
入孔２３内に直ちに流出せず、その結果プランジャ２２
が下降してもオイル室２４内の圧力が低下しないのでダ
イアフラム２６が下方に向けて変位しなくなり、プラン
ジャ２２がプランジャ下死点に達してもダイアフラム２
６の変位量が零になっていない。したがって、このとき
にはポンプ室２５の容積が減少しているので次いで開閉
制御弁２８が開弁したときにポンプ室２５内に導かれる
燃料量が減少するようになり、その結果高圧ポンプ１１
の燃料吐出量が目標の燃料吐出量よりも少なくなってし
まう。また、プランジャ２２がプランジャ下死点に達し
てもダイアフラム２６の変位量が零に戻らないときにプ
ランジャ２２が上昇を開始してオイル室２４内の圧力を
増大するようにするとダイアフラム２６が過剰に変位す
る恐れが生じる。ダイアフラム２６が過剰に変位すると
ダイアフラム２６が破損する恐れがある。

【００１７】一方、図１に示した実施例では開閉制御弁
２８の閉弁時期を制御することにより高圧ポンプ１１の
燃料吐出量を制御して燃料噴射弁９に供給される燃料の
圧力が目標燃料圧に一致するようにしている。したがっ
て、上述のようにプランジャ２２下死点においてダイア
フラム２６の変位量が零に戻らず高圧ポンプ１１の燃料
吐出量が目標吐出量よりも減少しているときには高圧ポ
ンプ１１の燃料吐出量が増大されるように開閉制御弁２
８の閉弁時期が早く設定される。そこで本発明による実
施例では開閉制御弁２８の基本閉弁時期ＴＣＢよりも早
く定められた限界閉弁時期ＴＣＧを導入し、図５に示す
ように燃料噴射弁９における要求燃料量および燃料分配
管１０内の燃料圧に基づいて計算された開閉制御弁２８
の閉弁時期ＴＣが限界閉弁時期ＴＣＧよりも早いときに
はプランジャ２２下死点におけるダイアフラム２６の変
位量が零に戻っていないと判断して溢流制御弁３４を開
弁するようにしている。溢流制御弁３４が開弁されると
溢流通路３３が開放されるのでオイル室２４とカム室１
９とが連通され、その結果プランジャ２２が上昇しても
オイル室２４内の圧力が上昇しないのでダイアフラム２
６が過剰に変位するのが阻止される。したがってダイア
フラム２６が破損するのが阻止される。

【００１８】また、本実施例において計算された開閉制
御弁２８の閉弁時期ＴＣが限界閉弁時期ＴＣＧよりも早
いときには開閉制御弁２８の駆動が停止される。このた
め開閉制御弁２８が継続して開弁しているので低圧ポン
プ１４から吐出された燃料はポンプ室２５内に継続して
導かれるが、このとき上述のように溢流制御弁３４が開
弁されているのでポンプ室２５内の燃料は加圧されな
い。したがってポンプ室２５内は圧力レギュレータ１６
（図１）によって調節された一定圧力の燃料で満たされ
るようになるが、このときの燃料圧では逆止弁１５は開
弁しないのでその結果燃料噴射弁９に燃料が供給されな
くなってしまう。そこで図１に示した実施例では計算さ
れた開閉制御弁２８の閉弁時期ＴＣが限界閉弁時期ＴＣ
Ｇよりも早いときにはバイパス制御弁３８を開弁してバ
イパス通路３７を介し燃料噴射弁９に燃料を継続して供
給するようにしている。その結果ダイアフラム２６が破
損するのを阻止しつつ燃料噴射弁９に継続して燃料を供
給でき、したがって機関停止を阻止できる。

【００１９】次に、図６および図７を参照して上述の実
施例を実行するためのルーチンを説明する。図６および
図７を参照すると、まずステップ７０では溢流制御弁３
４およびバイパス制御弁３８を閉弁すべきときにセット
されるフラグがセットされているか否かが判別される。
通常このフラグはセットされていないのでステップ７１
に進む。ステップ７１ではすでに求められている機関回
転数Ｎおよび機関負荷Ｌから図８に示したマップに基づ
いて燃料噴射弁９から噴射すべき要求燃料量ＱＦが計算
される。ステップ７２ではステップ７１において求めら
れた要求燃料量ＱＦから図９に示したマップに基づいて
開閉制御弁２８の基本閉弁時期に相当するカム回転角Ｔ
ＣＢ（図５）が求められる。図９からわかるように要求
燃料量ＱＦが多いときほど基本閉弁時期に相当するカム
回転角ＴＣＢは大きくされる。次いでステップ７３では
燃料圧センサ５７の出力電圧に基づいて燃料分配管１０
内の現在の燃料圧ＰＨが計算され、ステップ７４では燃
料分配管１０内の目標燃料圧および現在の燃料圧ＰＨな
どに基づいて燃料分配管１０内の燃料圧ＰＨを目標燃料
圧に一致させるフィードバック補正係数Ｔｆが求められ
る。次いでステップ７５ではカム回転角ＴＣＢにフィー
ドバック補正係数Ｔｆを加算することによって開閉制御
弁２８の閉弁時期に相当するカム回転角ＴＣが求められ
る。

【００２０】次いでステップ７６では図１０に示したマ
ップから基本閉弁時期に相当するカム回転角ＴＣＢに基
づいて開閉制御弁２８の限界閉弁時期に相当するカム回
転角ＴＣＧが計算される。図１０に示すように限界閉弁
時期に相当するカム回転角ＴＣＧは基本閉弁時期に相当
するカム回転角ＴＣＢよりも大きくされる。なお図８、
図９および図１０に示したマップは予めＲＯＭ５２内に
それぞれ記憶されている。次いでステップ７７では開閉
制御弁２８の閉弁時期に相当するカム回転角ＴＣが開閉
制御弁２８の限界閉弁時期に相当するカム回転角ＴＣＧ
よりも大きいか否か、すなわち計算された開閉制御弁２
８の閉弁時期が限界閉弁時期よりも早いか否かが判別さ
れる。ステップ７７においてＴＣ＜ＴＣＧが成立すると
きにはステップ７８に進んで開閉制御弁２８の駆動を継
続して行う。次いで処理サイクルを終了する。これに対
しステップ７７においてＴＣ≧ＴＣＧが成立するときに
はステップ７９に進んでフラグをセットし、次いでステ
ップ８０およびステップ８１に進んで溢流制御弁３４を
開弁すると共にバイパス制御弁３８を開弁する。次いで
処理サイクルを終了する。

【００２１】一旦フラグがセットされるとステップ７０
から次いでステップ８０およびステップ８１に進み、溢
流制御弁３４およびバイパス制御弁３８が開弁状態に維
持される。

【００２２】ところで上述の実施例では燃料噴射弁９に
おける基本燃料噴射時間ＴＡＵＢは要求燃料量ＱＦから
計算される。この基本燃料噴射時間ＴＡＵＢと要求燃料
量ＱＦとの関係は図１１に示すようなマップの形で予め
ＲＯＭ５２内に記憶されている。図１１からわかるよう
に要求燃料量ＱＦが多いときほど基本燃料噴射時間ＴＡ
ＵＢは大きくされる。図１１に示した基本燃料噴射時間
ＴＡＵＢは高圧ポンプ１１が駆動されて燃料分配管１０
内の燃料圧ＰＨが一定値ＰＨ０であるときに要求燃料量
ＱＦだけ燃料噴射するための最適な燃料噴射時間であ
る。ところが開閉制御弁２８の閉弁時期ＴＣが限界閉弁
時期ＴＣＧよりも早いときには高圧ポンプ１１の駆動が
停止されるので燃料分配管１０内の燃料圧ＰＨは一定値
ＰＨ０よりも低くなっており、このときに燃料噴射弁９
から基本燃料噴射時間ＴＡＵＢだけ燃料噴射を行うと燃
料噴射弁９から噴射される燃料量が要求燃料量ＱＦより
も少なくなってしまう。そこで本発明による実施例では
次式で定義される補正係数Ｋを基本燃料噴射時間ＴＡＵ
Ｂに乗算することによって燃料噴射時間ＴＡＵを求め、
高圧ポンプ１１の停止時における燃料噴射量が要求燃料
量ＱＦに一致するようにしている。 Ｋ＝（ＰＨ０／ＰＨ）^1/2

【００２３】図１２には燃料噴射時間を計算するための
ルーチンが示される。図１２を参照すると、まずステッ
プ８２では図１１のマップに基づいて基本燃料噴射時間
ＴＡＵＢが計算される。次いでステップ８３ではすでに
求められている燃料分配管１０内の燃料圧ＰＨから補正
係数Ｋが計算される。次いでステップ８４では補正係数
Ｋを基本燃料噴射時間Ｔに乗算することによって燃料噴
射時間ＴＡＵが計算される。

【００２４】上述の第１実施例において高圧ポンプ１１
はダイアフラム式ポンプから構成されている。しかしな
がら高圧ポンプ１１を燃料吐出量が制御可能な、例えば
容量式ポンプから構成することもできる。

【００２５】図１３には本発明による第２の実施例が示
される。図１３に示した実施例において図１に示した実
施例と同様の構成要素は同一の番号で示し、また図１３
では図１に示される電子制御ユニット５０が省略されて
いる。図１３を参照するとこの実施例でもバイパス通路
３７が設けられ、このバイパス通路３７の一端は圧力レ
ギュレータ１６と高圧ポンプ１１間に位置する燃料供給
管１２に連結され、バイパス通路３７の他端は逆止弁１
５と燃料噴射弁９間に位置する燃料分配管１０に連結さ
れる。また、バイパス通路３７にはバイパス通路３７の
連通を制御するバイパス制御弁３８が配置される。さら
に、図１３に示した実施例において高圧ポンプ１１は図
２に示したようなダイアフラム式ポンプから構成され
る。

【００２６】ところで高圧ポンプ１１内に設けられたオ
イル室２４内の作動油の粘度は作動油の温度に依存し、
作動油の温度が低いときほど作動油の粘度は高くなって
いる。作動油の粘度が高いと上述したようにプランジャ
２２下死点においてダイアフラム２６の変位量が零に戻
らなくなるために高圧ポンプ１１の燃料吐出量が減少
し、またダイアフラム２６が破損する恐れが生じる。そ
こで本発明による第２の実施例ではオイル室２４内の作
動油の粘度を代表するハウジング１８表面温度ｔｐを検
出するための温度センサ９０をオイル室２４を画定する
高圧ポンプ１１のハウジング１８の表面に取付け、温度
センサ９０により検出されたハウジング１８表面温度ｔ
ｐが予め定められた設定温度ｔ０よりも低いときには作
動油粘度が高いためにプランジャ２２下死点においてダ
イアフラム２６の変位量が零に戻らないと判断して溢流
制御弁３４およびバイパス制御弁３８を開弁するように
している。その結果、例えば内燃機関の冷間始動時にお
けるように作動油の粘度が高いときにダイアフラム２６
が破損するのを阻止しつつ燃料噴射弁９に継続して燃料
を供給でき、したがって機関停止を阻止できる。一方、
ハウジング１８表面温度ｔｐが設定温度ｔ０よりも高い
ときには作動油粘度が低いためにプランジャ２２下死点
においてダイアフラム２６の変位量が零に戻ると判断し
て溢流制御弁３４およびバイパス制御弁３８を閉弁する
ようにしている。その結果燃料噴射弁９に高圧の燃料を
供給できる。なお、温度センサ９０はハウジング１８表
面温度ｔｐに比例した出力電圧を発生し、この出力電圧
は図示しないＡ／Ｄ変換器を介して電子制御ユニット５
０の入力ポート５５に入力される。

【００２７】上述のように図１３に示した実施例では、
例えば内燃機関の冷間始動時にオイル室２４内の作動油
の温度が設定温度よりも低いときにはバイパス制御弁３
８が開弁されるので燃料噴射弁９に燃料が供給され続け
る。このため溢流制御弁３４が開弁されたことにより高
圧ポンプ１１の作動が停止されても内燃機関が作動し続
けるのでシリンダブロック１およびシリンダヘッド３が
加熱されるようになり、その結果例えばエンジンルーム
内に配置された高圧ポンプ１１も加熱されるようにな
る。高圧ポンプ１１が加熱されるとオイル室２４内の作
動油も加熱されるようになり、したがってオイル室２４
内の作動油の粘度が低くなってくる。ところがこの第２
実施例ではオイル室２４内の作動油の粘度を代表するハ
ウジング１８表面温度ｔｐが設定温度ｔ０よりも高いと
きには溢流制御弁３４を閉弁することにより高圧ポンプ
１１を作動させるようにしているので燃料噴射弁９に高
圧の燃料を供給することができるようになる。なお、ハ
ウジング１８表面温度ｔｐが設定温度ｔ０よりも高いと
きにはバイパス制御弁３８は閉弁され、その結果バイパ
ス通路３７は遮断される。

【００２８】ところで燃料タンク１３内の燃料が少なく
なってくると低圧ポンプ１４からは燃料と共に燃料タン
ク１３内の空気が吐出されるようになる。低圧ポンプ１
４から吐出された燃料に空気が含まれていると燃料噴射
弁９から燃料と共に空気が噴射され、その結果燃料噴射
弁９から噴射される燃料量が正規の燃料噴射量よりも少
なくなってしまう。また、低圧ポンプ１４から吐出され
た燃料に空気が含まれていると燃料供給管１２、燃料分
配管１０、あるいはバイパス通路３７内に空気が存在す
るようになり、燃料タンク１３内に新たに燃料が補給さ
れてもしばらくの間は燃料噴射弁９から空気を含んだ燃
料が噴射されることとなる。そこで本発明による第２実
施例では燃料供給管１２内に燃料供給管１２内の燃料圧
ＰＬを検出する燃料圧センサ９１を取付け、この燃料圧
センサ９１によって検出された燃料圧ＰＬが予め定めら
れた設定圧力ＰＬ０よりも低くなったときには燃料タン
ク１３内の残存燃料量が少なくなっていると判断して溢
流制御弁３４を開弁することにより高圧ポンプ１１の作
動を停止すると共にバイパス制御弁３８を閉弁すること
によりバイパス通路３７を遮断するようにしている。こ
の設定圧力ＰＬ０は燃料分配管１０内に配置された逆止
弁１５の開弁圧よりも低く定められており、したがって
燃料供給管１２内の燃料圧ＰＬが設定圧力ＰＬ０よりも
低くなったときには逆止弁１５は開弁せず、またバイパ
ス制御弁３８は閉弁されているので燃料噴射弁９に空気
を含んだ燃料が供給されず、また燃料供給管１２、燃料
分配管１０、あるいはバイパス通路３７内に空気が存在
するのが阻止される。なお、燃料圧センサ９１は燃料供
給管１２内の燃料圧ＰＬに比例した出力電圧を発生し、
この出力電圧は図示しないＡ／Ｄ変換器を介して電子制
御ユニット５０の入力ポート５５に入力される。

【００２９】図１４および図１５には上述の第２実施例
を実行するためのルーチンが示される。図１４および図
１５を参照するとまずステップ１００では燃料供給管１
２内の燃料圧ＰＬが設定圧力ＰＬ０よりも低いか否かが
判別される。ステップ１００においてＰＬ＞ＰＬ０が成
立するときにはステップ１０１に進む。これに対しステ
ップ１００においてＰＬ≦ＰＬ０が成立するときにはス
テップ１０２およびステップ１０３に進み、ステップ１
０２では溢流制御弁３４を開弁し、ステップ１０３では
バイパス制御弁３８を閉弁する。次いで処理サイクルを
終了する。

【００３０】ステップ１０１では高圧ポンプ１１のハウ
ジング１８表面温度ｔｐが設定温度ｔ０よりも低いか否
かが判別される。ステップ１０１においてｔｐ≦ｔ０が
成立するときにはステップ１０４およびステップ１０５
に進み、ステップ１０４では溢流制御弁３４を開弁し、
ステップ１０５ではバイパス制御弁３８を開弁する。次
いで処理サイクルを終了する。

【００３１】一方ステップ１０１においてｔｐ＞ｔ０が
成立するときにはステップ１０６およびステップ１０７
に進み、ステップ１０６では溢流制御弁３４を閉弁し、
ステップ１０７ではバイパス制御弁３８を閉弁する。次
いでステップ１０８ではすでに求められている機関回転
数Ｎおよび機関負荷Ｌから図８に示したマップに基づい
て燃料噴射弁９から噴射すべき要求燃料量ＱＦが計算さ
れる。ステップ１０９ではステップ１０８において求め
られた要求燃料量ＱＦから図９に示したマップに基づい
て開閉制御弁２８の基本閉弁時期に相当するカム回転角
ＴＣＢが求められる。次いでステップ１１０では燃料圧
センサ５７の出力電圧に基づいて燃料分配管１０内の現
在の燃料圧ＰＨが計算され、ステップ１１１では燃料分
配管１０内の目標燃料圧および現在の燃料圧ＰＨなどに
基づいて燃料分配管１０内の燃料圧ＰＨを目標燃料圧に
一致させるフィードバック補正係数Ｔｆが求められる。
ステップ１１２ではカム回転角ＴＣＢにフィードバック
補正係数Ｔｆを加算することによって開閉制御弁２８の
閉弁時期に相当するカム回転角ＴＣが求められる。次い
でステップ１１３ではステップ１１２において計算され
たカム回転角ＴＣに基づいて開閉制御弁２８が駆動され
る。次いで処理サイクルを終了する。なお、その他の燃
料噴射装置の作動については第１実施例と同様であるの
で説明を省略する。

【００３２】図１６には本発明による第３の実施例が示
される。図１６に示した実施例において図１に示した実
施例と同様の構成要素は同一の番号で示し、また図１６
においても図１に示される電子制御ユニット５０が省略
されている。図１６を参照するとこの実施例ではバイパ
ス通路およびバイパス制御弁が設けられず、したがって
燃料供給管１２と燃料分配管１０とは高圧ポンプ１１の
みを介して連結される。一方、燃料分配管１０内には燃
料噴射弁９に向けて流通可能な逆止弁１５が配置される
が、この逆止弁１５の開弁圧は高圧ポンプ１１に供給さ
れる燃料の圧力、すなわち圧力レギュレータ１６によっ
て調節された燃料供給管１２内の燃料圧よりも低く設定
されている。また、図１６に示した実施例において高圧
ポンプ１１は図２に示したようなダイアフラム式ポンプ
から構成され、この高圧ポンプ１１はポンプ室２５を備
えている。

【００３３】ところでこの実施例においても高圧ポンプ
１１のハウジング１８表面には第２実施例と同様に温度
センサ９０が取付けられている。この温度センサ９０に
より検出されたハウジング１８の表面温度ｔｐが予め定
められた設定温度ｔ０よりも高いときには作動油粘度が
低いためにプランジャ２２下死点においてダイアフラム
２６の変位量が零に戻ると判断して溢流制御弁３４を閉
弁するようにしている。その結果燃料噴射弁９に高圧の
燃料を供給できる。これに対し、ハウジング１８表面温
度ｔｐが設定温度ｔ０よりも低いときには作動油粘度が
高いためにプランジャ２２下死点においてダイアフラム
２６の変位量が零に戻らないと判断して溢流制御弁３４
を開弁するようにしている。その結果、例えば内燃機関
の冷間始動時におけるように作動油の粘度が高いときに
ダイアフラム２６が破損するのを阻止することができ
る。

【００３４】また、ハウジング１８表面温度ｔｐが設定
温度ｔ０よりも低いときには開閉制御弁２８の駆動が停
止され、このため開閉制御弁２８は開弁状態に維持され
ているので低圧ポンプ１４から吐出された燃料はポンプ
室２５内に継続して導かれる。ところがこのとき上述の
ように溢流制御弁３４が開弁されているのでポンプ室２
５内に導かれた燃料は加圧されない。したがってポンプ
室２５内は圧力レギュレータ１６（図１）によって調節
された一定圧力の燃料で満たされるようになるが、図１
６に示した実施例ではこのときの燃料圧によって逆止弁
１５が開弁するので高圧ポンプ１１の作動が停止されて
も燃料噴射弁９に継続して燃料を供給でき、したがって
機関停止を阻止できる。

【００３５】図１７および図１８には上述の第３実施例
を実行するためのルーチンが示される。図１７および図
１８を参照するとまずステップ１２０では高圧ポンプ１
１のハウジング１８表面温度ｔｐが設定温度ｔ０よりも
低いか否かが判別される。ステップ１２０においてｔｐ
≦ｔ０が成立するときにはステップ１２１に進んで溢流
制御弁３４を開弁し、次いで処理サイクルを終了する。

【００３６】一方ステップ１２０においてｔｐ＞ｔ０が
成立するときにはステップ１２２に進んで溢流制御弁３
４を閉弁する。次いでステップ１２３ではすでに求めら
れている機関回転数Ｎおよび機関負荷Ｌから図８に示し
たマップに基づいて燃料噴射弁９から噴射すべき要求燃
料量ＱＦが計算される。ステップ１２４ではステップ１
２３において求められた要求燃料量ＱＦから図９に示し
たマップに基づいて開閉制御弁２８の基本閉弁時期に相
当するカム回転角ＴＣＢが求められる。次いでステップ
１２５では燃料圧センサ５７の出力電圧に基づいて燃料
分配管１０内の現在の燃料圧ＰＨが計算され、ステップ
１２６では燃料分配管１０内の目標燃料圧および現在の
燃料圧ＰＨなどに基づいて燃料分配管１０内の燃料圧Ｐ
Ｈを目標燃料圧に一致させるフィードバック補正係数Ｔ
ｆが求められる。ステップ１２７ではカム回転角ＴＣＢ
にフィードバック補正係数Ｔｆを加算することによって
開閉制御弁２８の閉弁時期に相当するカム回転角ＴＣが
求められる。次いでステップ１２８ではステップ１２７
において計算されたカム回転角ＴＣに基づいて開閉制御
弁２８が駆動される。次いで処理サイクルを終了する。
なお、その他の燃料噴射装置の作動については第２実施
例と同様であるので説明を省略する。

【００３７】上述の第３実施例において高圧ポンプ１１
はダイアフラム式ポンプから構成されている。しかしな
がら高圧ポンプ１１をポンプ室を備えた、例えば容量式
ポンプから構成することもできる。

【００３８】また、これまで述べてきた３つの実施例に
おいて燃料噴射弁９は燃焼室４内に向けて燃料を噴射す
るようにしている。しかしながら燃料噴射弁９は機関吸
気通路内に向けて燃料を噴射するようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】高圧ポンプの作動が停止されたときにも
燃料噴射弁に燃料を継続して供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例を適用した内燃機関の
全体図である。

【図２】高圧ポンプの拡大断面図である。

【図３】高圧ポンプの開閉制御弁の開弁時期および閉弁
時期を示す線図である。

【図４】バイパス制御弁の拡大断面図である。

【図５】高圧ポンプの開閉制御弁の計算された閉弁時期
と限界閉弁時期との関係を示す図３と同様な線図であ
る。

【図６】開閉制御弁、溢流制御弁およびバイパス制御弁
を制御するためのフローチャートである。

【図７】開閉制御弁、溢流制御弁およびバイパス制御弁
を制御するためのフローチャートである。

【図８】要求燃料量と機関回転数および機関負荷との関
係を示す線図である。

【図９】要求燃料量と基本閉弁時期との関係を示す線図
である。

【図１０】基本閉弁時期と限界閉弁時期との関係を示す
線図である。

【図１１】要求燃料量と基本燃料噴射時間との関係を示
す線図である。

【図１２】燃料噴射時間を計算するためのフローチャー
トである。

【図１３】本発明による第２実施例を適用した内燃機関
の全体図である。

【図１４】開閉制御弁、溢流制御弁およびバイパス制御
弁を制御するためのフローチャートである。

【図１５】開閉制御弁、溢流制御弁およびバイパス制御
弁を制御するためのフローチャートである。

【図１６】本発明による第３実施例を適用した内燃機関
の全体図である。

【図１７】開閉制御弁および溢流制御弁を制御するため
のフローチャートである。

【図１８】開閉制御弁および溢流制御弁を制御するため
のフローチャートである。

【符号の説明】

９…燃料噴射弁 １０…燃料分配管 １１…高圧ポンプ １２…燃料供給管 １４…低圧ポンプ ３７…バイパス通路 ３８…バイパス制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｍ 59/46 Ｆ０２Ｍ 59/46 Ｑ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 39/00 - 71/04 F02D 41/00 - 41/40

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低圧ポンプの吐出側と燃料噴射弁とを連
   結する燃料通路内に吐出量を制御可能な高圧ポンプを配
   置した燃料噴射装置において、上記高圧ポンプを迂回し
   て低圧ポンプの吐出側と燃料噴射弁とを連結するバイパ
   ス通路を形成すると共に該バイパス通路内にバイパス制
   御弁を配置し、上記高圧ポンプの吐出量を増大するよう
   に制御しても高圧ポンプの吐出量が増大しないときには
   上記バイパス制御弁を開弁するようにした燃料噴射装
   置。
2. 【請求項２】 低圧ポンプの吐出側と燃料噴射弁とを連
   結する燃料通路内に高圧ポンプを配置し、該高圧ポンプ
   がダイアフラムによって互いに隔離されたポンプ室とオ
   イル室とを具備し、該ポンプ室の流入側が低圧ポンプに
   連結されると共に該ポンプ室の吐出側が燃料噴射弁に連
   結され、上記高圧ポンプから燃料を吐出すべきときには
   作動油で満たされた上記オイル室内の圧力を増大させる
   ことにより上記ダイアフラムを変位させて上記ポンプ室
   内に導かれた燃料を吐出するようにした燃料噴射装置に
   おいて、上記高圧ポンプを迂回して低圧ポンプの吐出側
   と燃料噴射弁とを連結するバイパス通路を形成すると共
   に該バイパス通路内にバイパス制御弁を配置し、上記オ
   イル室内の作動油の粘度を検出する手段を具備して該手
   段により検出された作動油の粘度が予め定められた設定
   粘度よりも高いときには上記バイパス制御弁を開弁する
   ようにした燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 上記高圧ポンプと上記燃料噴射弁間の上
   記燃料通路内に燃料噴射弁に向けて流通可能な逆止弁を
   設け、低圧ポンプから吐出された燃料の圧力が予め該逆
   止弁の開弁圧よりも低く定められた設定圧力よりも低く
   なったときには上記バイパス制御弁を閉弁するようにし
   た請求項１あるいは請求項２に記載の燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 高圧ポンプ内に形成される燃料流通路の
   一側を低圧ポンプの吐出側に接続すると共に該燃料流通
   路の他側を燃料噴射弁に接続し、該燃料流通路を開放又
   は遮断可能な開閉制御弁を設け、高圧ポンプと燃料噴射
   弁間に燃料噴射弁に向けて流通可能な逆止弁を設けた燃
   料噴射装置において、上記逆止弁の開弁圧を上記高圧ポ
   ンプに供給される燃料の圧力よりも低く設定し、高圧ポ
   ンプの作動油の粘度を検出する手段を具備し、該手段に
   より検出された作動油の粘度が予め定められた設定粘度
   よりも高いときには開閉制御弁を制御して燃料流通路を
   開放状態に維持するようにした燃料噴射装置。