JP3870550B2

JP3870550B2 - コモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ

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Publication number: JP3870550B2
Application number: JP13539698A
Authority: JP
Inventors: 猪頭　　敏彦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2018-05-18
Also published as: JPH11324856A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コモンレール内の高圧燃料をエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射するコモンレール式燃料噴射装置に用いられる燃料ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コモンレール内の高圧燃料をエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射するコモンレール式燃料噴射装置に用いられる燃料ポンプとしては、例えば特開平８−２１０２２３号公報に開示されたジャーク式の燃料ポンプ（図４参照）が知られている。
【０００３】
この燃料ポンプ１００では、ポンププランジャ１０１は、戻しバネ１０２により常にポンプ室１０３が広がる方向すなわち図４にて下向きに付勢され、また、ポンププランジャ１０１の下部１０１ａはカム１０４と常に接触している。このポンププランジャ１０１の下部１０１ａがカム１０４の凸部１０４ａから凹部１０４ｂに至るまでの区間においては、ポンププランジャ１０１は戻しバネ１０２のバネ力によって下降して下死点位置に至る。このとき、ポンプ室１０３が広がるため、ポンプ室１０３には低圧室から低圧燃料が供給される。その後、ポンププランジャ１０１の下部１０１ａがカム１０４の凹部１０４ｂから凸部１０４ａに至るまでの区間においては、ポンププランジャ１０１は戻しバネ１０２のバネ力に抗して凸部１０４ａによって押し上げられる。このとき、ポンプ室１０３はその容積が減じられると共に低圧室と遮断されるので、ポンプ室１０３内の燃料は高圧化される。そして、所定の圧力に達すると、吐出弁１０５が開かれ、ポンプ室１０３内の高圧燃料はコモンレール１０６に流入する。一方、エンジンの各気筒に設けられたインジェクタ１０７は、このコモンレール１０６に接続されており、図示しないエンジン・コントロール・ユニット（以下ＥＣＵという）によってその開閉が制御されている。そして、各インジェクタ１０７が開放されると、コモンレール１０６内の高圧燃料がエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記燃料ポンプ１００では、カム１０４からポンププランジャ１０１に動力が伝達される際に、カム１０４の凸面１０４ａとポンププランジャ１０１の下部１０１ａとの接触面に生じるヘルツ応力が高圧能力の限界を決定し、１００ＭＰａを越える高圧ポンプは容易に実現できなかった。このことは、ディーゼル機関の燃料ポンプの高圧化を阻む最大の要因となっていた。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、従来実現が困難であった高圧燃料の供給を簡単な構造で実現するコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するため、本発明は、コモンレール内の高圧燃料をエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射するコモンレール式燃料噴射装置に用いられる燃料ポンプにおいて、増圧ピストンポンプと、前記エンジンの回転に伴って回転するドライブシャフトの延長上に形成された分配ロータとを備え、前記増圧ピストンポンプは、増圧ピストンと、前記増圧ピストンを摺動可能に収納したシリンダと、前記増圧ピストンによって仕切られた前記シリンダの内部のうち、燃料の吸入が可能な状態で燃料タンクに接続されると共に前記コモンレールに高圧燃料を供給可能な状態で該コモンレールに接続されたポンプ室と、前記増圧ピストンによって仕切られた前記シリンダの内部のうち前記ポンプ室と反対側の駆動室とを有し、前記分配ロータは、一端が高圧側に接続された供給通路と、一端が低圧側に接続された排出通路とを有し、前記分配ロータが前記エンジンの回転に伴い軸回転するのにしたがって前記供給通路の他端及び前記排出通路の他端が交互に前記駆動室に連通し、前記供給通路の他端が前記駆動室に連通したときには、前記増圧ピストンは前記ポンプ室が狭くなる方向に移動し、前記ポンプ室内の燃料は高圧化されて前記コモンレールに供給され、一方、前記排出通路の他端が前記駆動室に連通したときには、前記増圧ピストンは前記ポンプ室が広がる方向に移動し、前記ポンプ室内に前記燃料タンクから燃料が吸入される。
【０００７】
本発明の燃料ポンプでは、分配ロータが軸回転して供給通路の他端が増圧ピストンポンプの駆動室に連通したとき、駆動室は供給通路を介して高圧側例えば加圧された作動流体に接続されるため、駆動室内の圧力が上昇し、増圧ピストンはポンプ室が狭くなる方向に移動する。すると、ポンプ室内の燃料は高圧化されてコモンレールに供給される（吐出行程）。一方、分配ロータが軸回転して排出通路の他端が増圧ピストンポンプの駆動室に連通したとき、駆動室は排出通路を介して低圧側例えば低圧の作動流体に接続されるため、駆動室内の圧力が下降し、増圧ピストンはポンプ室が広くなる方向に移動する。すると、ポンプ室内には燃料タンクから燃料が吸入される（吸入行程）。
【０００８】
本発明の燃料ポンプによれば、増圧ピストンは従来のようにカムで駆動されるのではなく圧力によって駆動されるため、従来のようにピストンとカムとの接触面における焼き付けを考慮する必要がなく、カムでは達成できなかった高圧を達成できるという効果が得られる。また、エンジンの回転に伴い軸回転する分配ロータを利用して増圧ピストンポンプの駆動室の圧力を調整するため、電磁弁などにより駆動室の圧力を調整する場合に比べて、簡素な構造になり、信頼性が高くなる。
【０００９】
本発明の燃料ポンプにおいて、前記増圧ピストンは、一対の大面積ピストンと小面積ピストンから構成され、前記シリンダの内部のうち前記ポンプ室は前記小面積ピストン側に形成され、前記駆動室は前記大面積ピストン側に形成されていてもよい。この場合、ポンプ室内の燃料の圧力は、小面積ピストンに対する大面積ピストンの比（＞１）に応じた大きさとなるため、駆動室内の圧力よりも大きくすることができる。このため、例えば１００ＭＰａを越えるような高圧燃料をコモンレールに供給することが可能になる。
【００１０】
本発明の燃料ポンプにおいて、前記増圧ピストンポンプは複数形成されていてもよい。この場合、増圧ピストンポンプが複数存在するため、コモンレール内の圧力は燃料噴射されるごとに下がるものの、分配ロータが１回転する間に複数回コモンレールに高圧燃料を供給する。このため、コモンレール内の圧力を予め定めた設定圧に維持しやすい。
【００１１】
本発明の燃料ポンプにおいて、前記供給通路の一端に接続されている高圧側はアキュムレータとしてもよい。この場合、例えばフィードポンプからアキュムレータに加圧流体を与える構成を採用するとすれば、フィードポンプのフィードタイミングをどのように設定してもよいため、設計の自由度が高くなる。これに対してアキュムレータを介さず直接フィードポンプから分配ロータの供給通路に加圧流体を与える構成とした場合には、フィードタイミングを供給通路と駆動室とが重なったときに合わせる必要がある。
【００１２】
本発明の燃料ポンプにおいて、前記アキュムレータは、フィードポンプの吐出側に接続され、前記排出通路の一端に接続されている低圧側は、前記フィードポンプの吸入側に接続されていてもよい。この場合、増圧ピストンポンプを駆動するための作動流体を循環させることができ、構造が簡素化される。
【００１３】
本発明の燃料ポンプにおいて、前記アキュムレータは、フィードポンプの吐出側から高圧燃料が供給され、前記ポンプ室と弁を介して接続されていてもよい。この場合、増圧ピストンポンプの作動流体として燃料を利用するためフィードポンプは１つでよく構成が簡素となる。これに対して作動流体と燃料を別々にした場合には作動流体のフィードポンプと燃料のフィードポンプがそれぞれ必要になる。
【００１４】
このとき、前記増圧ピストンポンプが前記分配ロータの回転軸を中心として複数形成され、前記アキュムレータは前記分配ロータの回転軸を中心として環状に形成されていてもよい。この場合、アキュムレータが分配ロータの回転軸を中心として環状に形成されているため、複数の増圧ピストンポンプのポンプ室に燃料を供給するための流路を確保しやすく、レイアウトがシンプルになる。
【００１５】
また、前記フィードポンプの吸入側と吐出側とは開閉弁を介して接続され、前記開閉弁は前記コモンレール又は前記アキュムレータの圧力に応じて開閉されるように構成してもよい。この場合、例えば制御装置がコモンレール又はアキュムレータの圧力センサからその内部圧力を検出し、その値が予め定めた設定圧となるように、フィードポンプの吸入側と吐出側とを接続する開閉弁を開閉制御する。具体的には、設定圧未満ならば開閉弁を閉じ、設定圧を越えていれば開閉弁を開く。この結果、余分な燃料をほとんどエネルギー損失なくリリーフすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は本発明の燃料ポンプを適用した燃料噴射システムの概略構成図である。本実施形態の燃料噴射システム１は、主として、燃料ポンプ１０、コモンレール式燃料噴射装置４０、ＥＣＵ４５から構成されている。
【００１７】
燃料ポンプ１０は、フィードポンプ１１、アキュムレータ１２、増圧ピストンポンプ１３を備えている。フィードポンプ１１は、周知のベーンポンプやギヤポンプであり、燃料タンク２内の燃料すなわち軽油を吸入し、２〜１０ＭＰａに加圧して、フィードポンプ１１からアキュムレータ１２への流れのみを許容する弁（一方向弁）としての逆止弁１４を介して、この加圧燃料をアキュムレータ１２へ供給する。アキュムレータ１２は、アキュムレータ１２から増圧ピストンポンプ１３への流れのみを許容する弁（一方向弁）としての逆止弁１５を介して、増圧ピストンポンプ１３に接続されている。増圧ピストンポンプ１３は、アキュムレータ１２から供給された燃料を３０〜１６０ＭＰａに高圧化して、増圧ピストンポンプ１３からコモンレール式燃料噴射装置４０のコモンレール（以下リザーバともいう）４１への流れのみを許容する弁（一方向弁）としての逆止弁１７を介して、高圧燃料をリザーバ４１へ供給する。なお、フィードポンプ１１の吸入側と吐出側とは、ＥＣＵ４５により開閉を制御される電磁弁１６を介して接続されている。
【００１８】
コモンレール式燃料噴射装置４０は、リザーバ４１と複数のインジェクタ４３、４３、４３、４３を備えている。リザーバ４１は、燃料ポンプ１０から供給された高圧燃料を蓄えるものであり、リザーバ４１の内部圧力を検出する圧力センサ４２を備えている。インジェクタ４３はＥＣＵ４５からの制御信号に基づいて電磁力によってノズルを開閉する方式のものであり、ディーゼル機関（以下エンジンという）の気筒ごとに設けられている。
【００１９】
ＥＣＵ４５は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されており、圧力センサ４２からの検出信号のほかエンジン回転数や負荷などを入力し、電磁弁１６や各インジェクタ４３へ制御信号を出力する。具体的には、ＥＣＵ４５は、エンジンの要求する時期に要求する期間だけ各インジェクタ４３を開弁してリザーバ４１内の高圧燃料をエンジン各気筒の燃焼室内に噴射供給する。ところで、増圧ピストンポンプ１３はリザーバ４１が所定の内部圧力を維持すべく高圧燃料を供給せねばならないが、そのために、ＥＣＵ４５は、圧力センサ４２からの検出信号に基づいて電磁弁１６を開閉することにより、フィードポンプ１１からの供給燃料のうちの過剰分をフィードポンプ１１の吸入側に戻している。
【００２０】
次に、本発明の燃料ポンプ１０について図２に基づいて詳細に説明する。図２はコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプの概略断面図である。
燃料ポンプ１０は、ハウジング３の中にフィードポンプ１１、アキュムレータ１２、増圧ピストンポンプ１３、分配ロータ３０などを収納して構成されている。
【００２１】
フィードポンプ１１は、図示しないフィードポンプロータがドライブシャフト４に設けられている。ドライブシャフト４は、ハウジング３内に設けられ、図示しないエンジンの回転に伴って回転する。従って、フィードポンプ１１は、エンジンの回転に伴って駆動され、燃料タンク２の燃料を燃料ポンプ１０の入口１０ａから吸入口１１ａを経由して吸入し、２〜１０ＭＰａに加圧した燃料を吐出口１１ｂからアキュムレータ１２へ供給する。なお、吐出口１１ｂとアキュムレータ１２の間には、前述の逆止弁１４が配置されている。
【００２２】
アキュムレータ１２は、ドライブシャフト４の回転軸（＝分配ロータ３０の回転軸）を中心とする環状すなわちドーナツ状の容積として形成されている。アキュムレータ１２は分配ロータ３０の周りに設けられた環状溝１８に連通されている。また、アキュムレータ１２と後述の増圧ピストンポンプ１３のポンプ室２７とは、前述の逆止弁１５を介して連通されている。
【００２３】
増圧ピストンポンプ１３は、増圧ピストンとしてのステップピストン２１と、このステップピストン２１を摺動可能に収納するシリンダ２４とを備えている。ステップピストン２１は大面積ピストンとしての大径ピストン２２と小面積ピストンとしての小径ピストン２３から構成され、大径ピストン２２はシリンダ２４のうち大径シリンダ２５内に摺動可能に収納され、小径ピストン２３は小径シリンダ２６内に摺動可能に収納されている。
【００２４】
小径シリンダ２６の内部のうち小径ピストン２３の上端面によって仕切られた空間は、前述の逆止弁１７を介してリザーバ４１に接続されており、燃料ポンプ１０の出口１０ｂからリザーバ４１に高圧燃料を供給するためのポンプ室２７を形成している。一方、大径シリンダ２５の内部のうち大径ピストン２２の下端面によって仕切られた空間は、駆動室２８を形成している。また、大径シリンダ２５の内部のうち大径ピストン２２の上端面（ステップピストン２１の肩の部分）によって仕切られた空間は、スプリング室２９を形成している。このスプリング室２９には、ポンプ室２７が広くなる方向にステップピストン２１を付勢する付勢体としてのスプリング２０が配置されている。また、スプリング室２９は燃料ポンプ１０の入口１０ａつまり低圧燃料の側に接続されている。
【００２５】
分配ロータ３０はドライブシャフト４の延長上に形成されており、供給通路３１と排出通路３２を有する。分配ロータ３０の端面とハウジング３との間には入口１０ａに連通する隙間が設けられている。
供給通路３１は、分配ロータ３０の周面に入口ポート３１ａと供給ポート３１ｂの２個の開口を有する。このうち入口ポート３１ａは、分配ロータ３０の周りに設けられた環状溝１８を介してアキュムレータ１２と常に連通している。つまり、供給通路３１の一端である入口ポート３１ａは、高圧燃料の側に接続されている。一方、供給ポート３１ｂは、開口形状が円周方向に長く延びる長円状であり、分配ロータ３０が特定の位相のときのみ駆動室２８の開口２８ａと重なって駆動室２８とアキュムレータ１２とを供給通路３１を介して連通させる。
【００２６】
排出通路３２は、分配ロータ３０の周面に排出ポート３２ａ、分配ロータ３０の端面に出口ポート３２ｂの２個の開口を有する。このうち出口ポート３２ｂは、分配ロータ３０の端面とハウジング３との間の隙間を介して燃料ポンプ１０の入口１０ａに接続されている。つまり、排出通路３２の一端である出口ポート３２ｂは、低圧燃料の側に接続されている。一方、排出ポート３２ａは、開口形状が円周方向に長く延びる長円状であり、分配ロータ３０が特定の位相のときのみ駆動室２８の開口２８ａと重なって駆動室２８と燃料ポンプ１０の入口１０ａとを連通させる。
【００２７】
なお、増圧ピストンポンプ１３は、本実施形態のように複数個（２個）設けることが好ましい。ここでは、図２に示すように、２個の増圧ピストンポンプ１３、１３’は分配ロータ３０の回転軸を中心とした直径方向に配列されている。そして、分配ロータ３０の供給通路３１の供給ポート３１ｂが一方の増圧ピストンポンプ１３の駆動室２８の開口２８ａと重なったとき、分配ロータ３０の排出通路３２の排出ポート３２ａは他方の増圧ピストンポンプ１３’の駆動室２８’の開口２８ａ’と重なるように構成されている。
【００２８】
次に、本実施形態の燃料ポンプ１０の作用につき、図２及び図３に基づいて説明する。図３は分配ロータの位相に対する各部の物理量の変化を表すチャート図である。なお、ここでは燃料ポンプ１０の２つの増圧ピストンポンプ１３、１３’のうち、一方の増圧ピストンポンプ１３を中心に説明する。
【００２９】
エンジンの回転に伴いドライブシャフト４が回転すると、これに伴ってフィードポンプ１１が駆動され、燃料タンク２内の燃料を燃料ポンプ１０の入口１０ａから吸入口１１ａ経由で吸入し、２〜１０ＭＰａに加圧した燃料を吐出口１１ｂからアキュムレータ１２へ供給する。すると、アキュムレータ１２にはこのように加圧された燃料が蓄えられる。また、分配ロータ３０の供給通路３１の入口ポート３１ａは環状溝１８を介して常にアキュムレータ１２と連通している。このため、供給通路３１内はこの加圧された燃料で充填されている。
【００３０】
一方、ドライブシャフト４が回転して分配ロータ３０の供給通路３１の供給ポート３１ｂと駆動室２８の開口２８ａとが重なると（図３（ａ）の矢印ア参照）、駆動室２８にはアキュムレータ１２内の加圧燃料が導入されるため、駆動室２８内の圧力は上昇していく（図３（ｃ）参照）。なお、駆動室２８内の圧力は最大でアキュムレータ１２内の圧力と同じになり暫く保持されるが、これは供給ポート３１ｂの開口形状が長円状だからである。
【００３１】
駆動室２８内の圧力が上昇していき、駆動室２８内の圧力が大径ピストン２２に及ぼす作用力Ｆ１が、スプリング２０の付勢力ＦＳとポンプ室２７内の圧力（＝アキュムレータ１２の圧力）が小径ピストン２３に及ぼす作用力Ｆ２との和に打ち勝ったとき、つまり、Ｆ１＞ＦＳ＋Ｆ２になったとき、ステップピストン２１はポンプ室２７を狭くする方向に移動し始める（図３（ｄ）の矢印イ参照）。この結果、ポンプ室２７内の燃料は高圧化される（図３（ｅ）参照）。ポンプ室２７の圧力は最大でおよそアキュムレータ１２内の圧力の１６倍（大径ピストン２２と小径ピストン２３の面積比）に達する。そして、ポンプ室２７内の圧力がコモンレール式燃料噴射装置４０のリザーバ４１内の圧力を越えたとき、逆止弁１７が開いてポンプ室２７内から出口１０ｂを経てリザーバ４１に対して高圧燃料が吐出される（吐出行程、図３（ｆ）参照）。この結果、リザーバ４１内の圧力は上昇し、設定圧Ｐａに達する（図３（ｇ）参照）。
【００３２】
リザーバ４１内の圧力は、その後インジェクタ４３から燃料が噴射されるごとに、図３（ｇ）に示すように圧力Ｐｂ、更には圧力Ｐｃへ低下し、その後もう一つの増圧ピストンポンプ１３’から高圧燃料が圧送されることにより（図３（ｆ）のかっこ内のピーク）、再び設定圧Ｐａまで戻る。なお、ＥＣＵ４５は圧力センサ４２からリザーバ４１内の圧力つまり噴射圧を検出し、それに合わせて一定の噴射量となるようにインジェクタ４３の電磁弁を制御するため、リザーバ４１内の圧力が設定圧ＰａからＰｂ、Ｐｃに下がっても、噴射量は一定に保たれる。
【００３３】
ドライブシャフト４が回転して分配ロータ３０の排出通路３２の排出ポート３２ａと駆動室２８の開口２８ａとが重なると（図３（ｂ）の矢印ウ参照）、駆動室２８は入口１０ａつまり低圧燃料の側に連通される。このため、駆動室２８内の圧力は低下していくが（図３（ｃ）参照）、Ｆ１＜ＦＳ＋Ｆ２になったとき、ステップピストン２１はポンプ室２７を広くする方向に移動する（図３（ｄ）の矢印エ参照）。この結果、逆止弁１７は閉じ、逆止弁１５が開いてポンプ室２７内にアキュムレータ１２の燃料が流入する（吸入行程）。
【００３４】
なお、この増圧ピストンポンプ１３の駆動室２８には、分配ロータ３０が１８０°回転するごとに、供給通路３１の供給ポート３１ｂと排出通路３２の排出ポート３２ａが交互に連通する。
以上詳述した本実施形態の燃料ポンプ１０によれば、以下の効果が得られる。
【００３５】
▲１▼増圧ピストンであるステップピストン２１は従来のようにカムで駆動されるのではなく油圧によって駆動されるため、従来のようにピストンとカムとの接触面における焼き付けを考慮する必要がなく、カムでは達成できなかった高圧を達成できる。また、分配ロータ３０を利用して増圧ピストンポンプ１３の駆動室２８の圧力を調整するため、電磁弁などにより駆動室の圧力を調整する場合に比べて、簡素な構造になり、また信頼性が高く、多気筒化（複数ポンプ化）にも有利である。
【００３６】
▲２▼ステップピストン２１は、一対の大径ピストン２２と小径ピストン２３から構成され、ポンプ室２７は小径ピストン２３側、駆動室２８は大径ピストン２２側に形成されている。このため、ポンプ室２７内の燃料の圧力は、小径ピストン２３の面積に対する大径ピストン２２の面積の比（＞１）に応じた大きさとなり、駆動室２８内の圧力よりも十分大きくすることができる。このため、例えば１００ＭＰａを越えるような高圧燃料をリザーバ４１に供給することが可能になる。
【００３７】
▲３▼リザーバ４１内の圧力は各インジェクタ４３から燃料噴射されるごとに下がるものの、複数（ここでは２個）の増圧ピストンポンプ１３、１３’が形成されているため、分配ロータ３０が１回転する間に複数回リザーバ４１に高圧燃料が供給される。このため、リザーバ４１内の圧力を予め定めた設定圧に維持しやすい。なお、増圧ピストンポンプを複数個設ける場合には分配ロータ３０の回転軸を中心として放射状に（半径方向に）設けることが製造を容易にするため好ましい。
【００３８】
▲４▼供給通路３１の入口ポート３１ａはアキュムレータ１２に接続されているため、フィードポンプ１１のフィードタイミングを供給通路３１の供給ポート３１ｂと駆動室２８の開口２８ａとが重なったときに合わせる必要がなく、フィードタイミングをどのように設定してもよい。このため、フィードポンプ１１として周知のベーンポンプやギヤポンプを使用でき、設計の自由度が高くなる。
【００３９】
▲５▼アキュムレータ１２はフィードポンプ１１の吐出側に接続され、排出通路３２の出口ポート３２ｂはフィードポンプ１１の吸入側に接続されているため、増圧ピストンポンプ１３を駆動するための燃料を循環させることができ、構造が簡素化される。
【００４０】
▲６▼アキュムレータ１２はフィードポンプ１１の吐出側から高圧燃料（２〜１０Ｐａ）が供給され、ポンプ室２７は逆止弁１５を介してアキュムレータ１２に接続されているため、増圧ピストンポンプ１３の作動流体として燃料を利用でき、作動流体と燃料を別々にした場合に比べて構成が簡素化される。
【００４１】
▲７▼アキュムレータ１２は分配ロータ３０の回転軸を中心として環状の容積として形成されているため、複数の増圧ピストンポンプ１３のポンプ室２７に燃料を供給するための流路を確保しやすく、レイアウトがシンプルになる。
▲８▼フィードポンプ１１の吸入側と吐出側とは電磁弁１６を介して接続し、ＥＣＵ４５は圧力センサ４２からリザーバ４１の内部圧力を検出し、その値が予め定めた設定圧となるように電磁弁１６の開閉を制御するため、余分な燃料をほとんどエネルギー損失なくリリーフすることができる。
【００４２】
尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、ＥＣＵ４５はリザーバ４１の圧力に応じて電磁弁１６の開閉を制御したが、アキュムレータ１２に圧力センサを設け、アキュムレータ１２の圧力が設定圧Ｐａとなるように電磁弁１６の開閉を制御してもよい。ただし、リザーバ４１の圧力に基づいて制御する方が直接的であるため好ましい。
【００４３】
また、駆動室２８の開口２８ａ、供給通路３１の供給ポート３１ｂ、排出通路３２の排出ポート３２ａの形状は、円形であってもよいが、上記実施形態のように円周方向に長い長円状や楕円状であってもよい。後者の場合、開口２８ａと供給ポート３１ｂ（あるいは排出ポート３２ａ）とが重なり合う時間を長くすることができるし、高い設計精度が要求されないので好ましい。
【００４４】
更に、ステップピストン２１は大径ピストン２２と小径ピストン２３とが分離していてもよい。この場合、駆動室２８が供給通路３１を介してアキュムレータ１２に接続されたときには、大径ピストン２２は小径ピストン２３を押し上げるため、両ピストン２２、２３は一体化される。また、駆動室２８が排出通路３２を介して入口１０ａに接続されたときには、逆止弁１５が開いてアキュムレータ１２からポンプ室２７へ加圧燃料が流入し、小径ピストン２３が大径ピストン２２を押し下げるため、両ピストン２２、２３は一体化される。このように両ピストン２２、２３を分離して構成した場合には、ステップピストン２１の製造が容易になる。
【００４５】
更にまた、増圧ピストンポンプ１３の数を増やしてインジェクタ４３が噴射するごとに毎回リザーバ４１の内部圧力が設定圧Ｐａに戻るように構成してもよい。例えばエンジンが４気筒なら４つの増圧ピストンポンプ１３を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の燃料ポンプを適用した燃料噴射システムの概略構成図である。
【図２】本実施形態の燃料ポンプの概略断面図である。
【図３】分配ロータの位相に対する各部の物理量の変化を表すチャート図である。
【図４】従来のコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプの概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・燃料噴射システム、２・・・燃料タンク、４・・・ドライブシャフト、１０・・・燃料ポンプ、１０ａ・・・燃料ポンプの入口、１０ｂ・・・燃料ポンプの出口、１１・・・フィードポンプ、１２・・・アキュムレータ、１３・・・増圧ピストンポンプ、２０・・・スプリング、２１・・・ステップピストン、２２・・・大径ピストン、２３・・・小径ピストン、２４・・・シリンダ、２５・・・大径シリンダ、２６・・・小径シリンダ、２７・・・ポンプ室、２８・・・駆動室、２８ａ・・・駆動室の開口、２９・・・スプリング室、３０・・・分配ロータ、３１・・・供給通路、３１ａ・・・入口ポート、３１ｂ・・・供給ポート、３２・・・排出通路、３２ａ・・・排出ポート、３２ｂ・・・出口ポート、４０・・・コモンレール式燃料噴射装置、４１・・・リザーバ、４２・・・圧力センサ、４３・・・インジェクタ。

Claims

コモンレール内の高圧燃料をエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射するコモンレール式燃料噴射装置に用いられる燃料ポンプにおいて、
増圧ピストンポンプと、前記エンジンの回転に伴って回転するドライブシャフトの延長上に形成された分配ロータとを備え、
前記増圧ピストンポンプは、
増圧ピストンと、
前記増圧ピストンを摺動可能に収納したシリンダと、
前記増圧ピストンによって仕切られた前記シリンダの内部のうち、燃料の吸入が可能な状態で燃料タンクに接続されると共に前記コモンレールに高圧燃料を供給可能な状態で該コモンレールに接続されたポンプ室と、
前記増圧ピストンによって仕切られた前記シリンダの内部のうち前記ポンプ室と反対側の駆動室とを有し、
前記分配ロータは、
一端が高圧側に接続された供給通路と、
一端が低圧側に接続された排出通路とを有し、
前記分配ロータが前記エンジンの回転に伴い軸回転するのにしたがって前記供給通路の他端及び前記排出通路の他端が交互に前記駆動室に連通し、前記供給通路の他端が前記駆動室に連通したときには、前記増圧ピストンは前記ポンプ室が狭くなる方向に移動し、前記ポンプ室内の燃料は高圧化されて前記コモンレールに供給され、一方、前記排出通路の他端が前記駆動室に連通したときには、前記増圧ピストンは前記ポンプ室が広がる方向に移動し、前記ポンプ室内に前記燃料タンクから燃料が吸入されるコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ。
前記増圧ピストンは、一対の大面積ピストンと小面積ピストンから構成され、前記シリンダの内部のうち前記ポンプ室は前記小面積ピストン側に形成され、前記駆動室は前記大面積ピストン側に形成されていることを特徴とする請求項１記載のコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ。
前記増圧ピストンポンプは複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ。
前記供給通路の一端に接続されている高圧側はアキュムレータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ。
前記アキュムレータは、フィードポンプの吐出側に接続され、前記排出通路の一端に接続されている低圧側は、前記フィードポンプの吸入側に接続されていることを特徴とする請求項４記載のコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ。
前記アキュムレータは、フィードポンプの吐出側から高圧燃料が供給され、前記ポンプ室と弁を介して接続されていることを特徴とする請求項４又は５記載のコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ。
前記増圧ピストンポンプは前記分配ロータの回転軸を中心として複数形成され、前記アキュムレータは前記分配ロータの回転軸を中心として環状に形成されていることを特徴とする請求項６記載のコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ。
前記フィードポンプの吸入側と吐出側とは開閉弁を介して接続され、前記開閉弁は前記コモンレール又は前記アキュムレータの圧力に応じて開閉されることを特徴とする請求項６又は７記載のコモンレール式燃料噴射装置用燃料ポンプ。