JP3178105B2 - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射装置

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JP3178105B2 JP23774092A JP23774092A JP3178105B2 JP 3178105 B2 JP3178105 B2 JP 3178105B2 JP 23774092 A JP23774092 A JP 23774092A JP 23774092 A JP23774092 A JP 23774092A JP 3178105 B2 JP3178105 B2 JP 3178105B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,燃料噴射時における圧
力脈動を抑制することができる,内燃機関用の燃料噴射
装置に関する。
【0002】
【従来技術】コモンレール(蓄圧室)を用いて高圧燃料
を蓄圧し,各噴射弁に外部信号を与えて開弁させ,コモ
ンレール内に蓄圧された燃料を噴射させるコモンレール
式燃料噴射装置においては,1つのコモンレールを複数
の噴射弁が共用している(特開平1−267355号,
特開平3−185261号公報)。そのため,他の気筒
における噴射弁の噴射による圧力脈動が発生し,噴射量
が変化するという問題がある。
【0003】この圧力脈動は,噴射終了後の水撃が加振
源となり,噴射弁,コモンレール,燃料ポンプを含む系
路中で,系路の共振周波数に基づく圧力振動を引き起こ
すことによる。また,上記圧力脈動は,コモンレール中
の高圧燃料の圧力を検出し,その圧力を制御するための
コモンレール圧力センサの検出,該圧力に基づいて上記
燃料ポンプの作動等を制御するコントローラ(ECU)
にも大きな影響を及ぼす。
【0004】上記の圧力脈動について,図5,図6を用
いて説明する。まず,図5の(A)は,コモンレール9
1と噴射弁92との間に系路921を有する燃料噴射装
置を示している。この装置において,噴射弁92が燃料
を噴射し,停止すると,その水撃により,当該噴射弁9
2の系路921内において,コモンレール91との間で
圧力脈動81が生ずる。また図5(B)は,上記系路9
21とコモンレール91の左右両壁911,912との
間において圧力脈動82,83が生ずる状態を示してい
る。
【0005】図6(A)は,隣り合う噴射弁92,93
との間において,その系路921,931間で圧力脈動
84が生ずる状態を示している。図6(B)は,噴射弁
92と燃料ポンプ96との間において,系路921,コ
モンレール91,該コモンレール91と燃料ポンプ96
との間の系路961との間で圧力脈動85が生ずる状態
を示している。これらの圧力脈動81〜85は,上記の
ごとき支障をもたらす。
【0006】
【解決しようとする課題】そこで,上記圧力脈動の影響
を防止するため,上記特開平1−267355号,特開
平3−185261号公報に記載の燃料噴射装置が提案
されている。しかしながら,前者の手段は,内燃機関の
サイクルに応じた単位回転当りの燃料ポンプによる吐出
回数を,内燃機関の気筒数の非整数倍等にコントロール
するものであり,そのための制御系が必要である。
【0007】また後者の手段は,2つのコモンレールを
設け,各コモンレールに燃料ポンプを接続するもので,
両コモンレールの圧力を均一制御する必要があると共
に,燃料噴射装置全体のスペースが大きくなるなどの問
題がある。本発明は,かかる従来の問題点に鑑み,構造
簡単で,圧力脈動を防止することができる内燃機関の燃
料噴射装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題の解決手段】本発明は,内燃機関に燃料を噴射供
給する複数の噴射弁と,各噴射弁に供給する高圧燃料を
蓄圧すると共にその長手方向に沿って上記各噴射弁に燃
料を供給する燃料供給口を有する筒状のコモンレール
と,該コモンレールに高圧燃料を圧送する燃料ポンプと
を有する内燃機関の燃料噴射装置において,上記コモン
レールには,その長手方向の途中に,高圧燃料の圧力脈
動を減衰させるための脈動鎮圧室を設けてなり,かつ上
記コモンレールにおける上記長手方向に直角方向の断面
積Rに比して,上記脈動鎮圧室における同直角方向の断
面積Mは大きく形成してあり, また,上記コモンレール
内には,上記脈動鎮圧室の圧力を検出する圧力センサを
装着したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置にあ
る。本発明において最も注目すべきことは,コモンレー
ルの長手方向の途中に脈動鎮圧室を設け,コモンレール
の上記断面積Rに比して脈動鎮圧室の上記断面積Mを大
きく形成したこと,及びコモンレール内に,上記脈動鎮
圧室の圧力を検出する圧力センサを装着したことにあ
る。
【0009】上記脈動鎮圧室は,コモンレールの長手方
向において,略中央部分に設けることが好ましい。例え
ば6気筒内燃機関の場合には,コモンレールにはその長
手方向に沿って6個の燃料供給口を有する。そして,該
燃料供給口は,図1に示すごとく,燃料噴射順序に応じ
て左右に2系統に分かれている(A,C,EとB,D,
F)。この場合,上記脈動鎮圧室は,この2系統を分け
るようにその中央部分に配設することが好ましい。ま
た,脈動鎮圧室は各燃料供給口の間に設けることもでき
る。
【0010】次に,上記脈動鎮圧室の断面積Mは,コモ
ンレールの断面積Rに比して大きく形成する。この場合
両者の比率(M/R)は,5倍〜20倍とすることが好
ましい。5倍未満では,脈動鎮圧室の設置による効果が
少ない場合がある。一方20倍を越えるとコモンレール
のハウジングが大きくなり,またそれに伴う効果の向上
もない。また,コモンレールには,脈動鎮圧室の圧力を
検出するための圧力センサを装着してある
【0011】
【作用及び効果】まず,噴射弁における燃料の噴射と停
止に伴って,当該噴射弁とコモンレールとの間などの系
路には水撃が生ずる。しかし,本発明においては,コモ
ンレール内にその断面積が大きい脈動鎮圧室を設けてい
る。そのため,上記水撃は脈動鎮圧室に到達したとき,
その伝搬経路が急激に拡大されることとなる。それ故,
上記水撃による圧力脈動は,上記脈動鎮圧室の入口にお
いて反射され,減衰していく。それ故,上記水撃が脈動
鎮圧室を越えて進行し,進行方向にある他の噴射弁に影
響する事は殆どない。
【0012】また,コモンレール内に脈動鎮圧室の圧力
を検出する圧力センサを装着することにより,該センサ
に圧力脈動が影響する事を防ぐ事ができる。また,上記
脈動鎮圧室は従来のコモンレールの途中に大径状に設け
れば良く,構造,加工も簡単である。したがって,本発
明によれば,構造簡単で,圧力脈動を防止することがで
きる内燃機関の燃料噴射装置を提供することができる。
【0013】
【実施例】
実施例1 本発明の実施例にかかる内燃機関の燃料噴射装置につ
き,図1〜図4を用いて説明する。本例の燃料噴射装置
は,図1,図2に示すごとく,内燃機関5に燃料を噴射
供給する複数の噴射弁A〜Fと,各噴射弁に供給する高
圧燃料を蓄圧すると共にその長手方向に沿って上記各噴
射弁A〜Fに燃料を供給する燃料供給口14A〜14F
を有する筒状のコモンレール1と,該コモンレール1に
高圧燃料を圧送する燃料ポンプ4とを有する。
【0014】また,上記コモンレール1には,その長手
方向の途中に高圧燃料の圧力脈動を減衰させるための脈
動鎮圧室2を設けてなる。上記コモンレール1における
上記長手方向に直角方向の断面積R(図3)と,上記脈
動鎮圧室2における同直角方向の断面積MとはR<Mの
関係にある。
【0015】上記コモンレール1は,図1〜図3に示す
ごとく,筒状空洞室であり,該コモンレール1の中央部
分には上記脈動鎮圧室2が設けてある。脈動鎮圧室2の
底部には,該脈動鎮圧室の圧力を検出するための,圧力
センサ16が螺着してある。上記コモンレール1及び脈
動鎮圧室2は,ハウジング10内に設けてある。コモン
レール1は,ハウジング10内に設けられた貫通穴であ
り,開口部分はメクラ栓19によって塞がれている。ま
た,コモンレール1には,燃料送入口11,12を設
け,これらは,燃料ポンプ4の送入パイプ41,42に
接続してある。
【0016】一方,コモンレール1には燃料供給口14
A〜14Fを設け,これらはそれぞれ供給パイプ3A〜
3Fを介して,各噴射弁A〜Fに接続されている。噴射
弁A〜Fは,内燃機関5の6つの気筒へ燃料を噴射する
もので,その噴射順序は噴射弁A→B→C→D→E→F
→Aの順である。そして,例えば噴射弁Aの噴射後にお
ける圧力脈動の影響を少なくするよう,次回噴射用の噴
射弁Bは噴射弁Aから離れた所に設けてある。噴射弁
A,C,Eと噴射弁B,D,Fとは,2群に分けて,そ
の間に脈動鎮圧室2を設けてある。
【0017】また,図3に示すごとく,コモンレール1
における上記断面積Rと脈動鎮圧室における上記断面積
Mとの比率(M/R)は,本例においては,約16倍で
ある。また,本例の燃料噴射装置においては,図1に示
すごとく,内燃機関5の回転数,コモンレール1の圧力
等を検出して,燃料ポンプ4,噴射弁A〜Fをコントロ
ールするためのECU(電子制御装置)50を有する。
上記圧力センサ16は,リード線161を介してECU
50に接続されている。
【0018】次に,本例装置の作用効果につき説明す
る。まず,燃料ポンプ4は上記ECU50からの制御指
令に従って燃料タンク(図示略)内の燃料を吸入すると
共にこれを加圧して高圧燃料となす。そして,該高圧燃
料を送入パイプ41,42を通じてコモンレール1内に
圧送する。上記高圧燃料はコモンレール1内に蓄圧され
る。
【0019】一方,内燃機関5の運転条件に応じて,E
CU50からの指令に基づき噴射弁A〜Fが前記順序で
開閉され,燃料が噴射される。また,上記ECU50
は,内燃機関5に設けた回転数検出センサ,及びエンジ
ン負荷を表すアクセル開度センサからの信号を取り込
み,燃料噴射を最適条件とするよう,コモンレール1内
の高圧燃料の圧力制御を行う。この時,コモンレール圧
力センサ16の出力を検出して,フィードバックしてい
る。そして,上記各噴射弁A〜Fにおいては,燃料の噴
射と停止に伴って,前記のごとく噴射した噴射弁とコモ
ンレール1との間の燃料の系路に,水撃が発生する。
【0020】しかし,本例においては,コモンレール1
内に上記脈動鎮圧室2を設けている。そして,脈動鎮圧
室2の上記断面積Mは,コモンレール1の上記断面積R
よりも充分に大きく形成してある。そのため,上記水撃
は,脈動鎮圧室2に到達したとき,その伝搬経路が急激
に拡大されることとなる。それ故,上記水撃に伴う圧力
脈動は,上記脈動鎮圧室2の入口において反射し,減衰
して行く。したがって,噴射した当該噴射弁の系路に発
生した圧力脈動が,鎮圧室2を越えて進行する事は無く
次回に噴射する噴射弁に影響を与えることがない。ま
た,コモンレール圧力センサ信号に,圧力脈動による信
号変動の発生が生じる事を防ぐ事ができる。
【0021】この点につき,図4を用いて説明すれば,
噴射弁Aを作動させて,燃料を噴射,停止させたとき,
その供給パイプ3A内には水撃に伴う圧力脈動88が発
生する。そして,この圧力脈動88はコモンレール1に
伝搬するが,そこに設けてある脈動鎮圧室2の断面積M
はコモンレール1の断面積Rに比して十分に大きい。そ
のため,上記圧力脈動88は,この脈動鎮圧室2におい
て反射されて減衰し,次回噴射予定の噴射弁Bへ伝搬し
ない。それ故,次回噴射の噴射弁Bの燃料噴射に悪影響
を与えることがない。また,コモンレール圧力センサに
圧力脈動が到達する事が無く安定した信号を得ることが
出来る。
【0022】特に本例においては,上記のごとく,噴射
順序が脈動鎮圧室2を中心にして両側で交互に行なわれ
るように,噴射弁A,C,Eと噴射弁B,D,Fとを2
グループに分けて,コモンレール1に接続している。そ
のため,上記圧力脈動が次回噴射の噴射弁に影響するこ
とを一層抑制できる。また,上記脈動鎮圧室2は,従来
のコモンレール1の途中に大径状に設ければ良く,その
構造,加工は簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における燃料噴射装置の全体説明図。
【図2】実施例におけるコモンレールハウジングの,脈
動鎮圧室部分の断面図。
【図3】実施例におけるコモンレール及び脈動鎮圧室の
説明図。
【図4】実施例におけるコモンレール及び脈動鎮圧室の
作用説明図。
【図5】従来の燃料噴射装置における問題点の説明図。
【図6】従来の燃料噴射装置における問題点の説明図。
【符号の説明】 1...コモンレール, 14A〜14F...燃料供給口, 16...圧力センサ, 2...脈動鎮圧室, 4...燃料ポンプ, 5...内燃機関, A〜F...噴射弁, R...コモンレールの断面積, M...脈動鎮圧室の断面積,

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関に燃料を噴射供給する複数の噴
    射弁と,各噴射弁に供給する高圧燃料を蓄圧すると共に
    その長手方向に沿って上記各噴射弁に燃料を供給する燃
    料供給口を有する筒状のコモンレールと,該コモンレー
    ルに高圧燃料を圧送する燃料ポンプとを有する内燃機関
    の燃料噴射装置において, 上記コモンレールには,その長手方向の途中に,高圧燃
    料の圧力脈動を減衰させるための脈動鎮圧室を設けてな
    り, かつ上記コモンレールにおける上記長手方向に直角方向
    の断面積Rに比して,上記脈動鎮圧室における同直角方
    向の断面積Mは大きく形成してあり, また,上記コモンレール内には,上記脈動鎮圧室の圧力
    を検出する圧力センサを装着した ことを特徴とする内燃
    機関の燃料噴射装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において,コモンレールの上記
    断面積Rに対する脈動鎮圧室の上記断面積Mの比率(M
    /R)は5ないし20倍であることを特徴とする内燃機
    関の燃料噴射装置。
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