JP4019375B2 - 燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
従来より、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射装置は、燃料を高圧化するとともに噴射弁を介してエンジンに供給する高圧ポンプと、燃料タンクから燃料を汲み上げて高圧ポンプに供給する低圧ポンプとを備えている。高圧ポンプは、エンジンにより回転駆動される回転軸を有し、この回転軸が回転することにより低圧ポンプから供給された燃料を吸入して高圧化するとともに噴射弁へ圧送する。低圧ポンプは、高圧ポンプの回転軸の一端に取り付けられ、回転軸が回転することにより燃料タンクから燃料を汲み上げるとともに高圧ポンプへ供給する。このように、高圧ポンプおよび低圧ポンプは、エンジンにより駆動され、エンジン回転数、すなわちエンジンの燃料要求量に応じた燃料をエンジンに供給している。
第2に、エンジン駆動方式の低圧ポンプは、高圧ポンプの回転軸の一端に取り付けられるので、ガス欠再始動時や出荷時に燃料タンクから低圧ポンプまでの燃料流路を燃料で充填するための別のポンプが必要になる。これに対し、電動方式の低圧ポンプは、取付位置の自由度が大きいため、燃料タンクに近接して取り付けることができる。このため、燃料充填用のポンプが不要である。
加圧部113は、シリンダ122に摺動自在に収容され、カム機構111により反回転軸方向に駆動されるプランジャ123と、プランジャ123を回転軸方向へ付勢するスプリング124とを有する。なお、プランジャ123の回転軸側先端には、プランジャタペット125が設けられ、スプリング124の付勢力によりカムリング119の外周に形成された摺動面に摺接している。加圧室112は、シリンダ122の内周面や、プランジャ123の反回転軸側端面などにより形成されている。また、複数の加圧部113は、回転軸117を中心として等角度間隔ごと(例えば、180°または120°間隔ごと)に配置されている。
例えば、制御手段135は、エンジン回転数検出手段136やアクセル開度検出手段137などのエンジンからの要求を検出する検出信号に応じて、インジェクタ108による各気筒への燃料の噴射量や噴射時期を制御する。また、制御手段135は、コモンレール圧検出手段138からの検出信号に応じて、コモンレール107の燃料圧力がインジェクタ108による噴射圧力に略一致するように、SCV106による吸入量を調節する。
しかし、電動方式の低圧ポンプ100を用いると、電気モータ103の劣化などに伴い低圧ポンプ100の燃料供給量が経時変化する虞がある。低圧ポンプ100による燃料供給量が経時変化すると、高圧ポンプ102の回転軸117の回転数およびSCV106の弁開度が経時変化以前と同じでも高圧ポンプ102の吸入量、すなわちインジェクタ108への圧送量が変動する。このため、エンジンへの燃料供給量とエンジンの燃料要求量との差が大きくなり、排気ガス特性などが悪化する虞がある。
請求項1の手段によると、燃料噴射装置は、電動アクチュエータにより駆動され、燃料タンクから燃料を汲み上げて高圧ポンプに供給する低圧ポンプと、低圧ポンプによる燃料の供給圧力を検出する低圧ポンプ供給圧検出手段と、低圧ポンプ供給圧検出手段からの検出信号に応じて吸入調量弁の弁開度を制御する制御手段とを備える。
低圧ポンプによる燃料の供給圧力は、低圧ポンプによる燃料の供給量に応じて変化する。よって、低圧ポンプ供給圧検出手段からの検出信号を用いれば、低圧ポンプによる燃料の供給量に応じた制御を行うことができる。
以上により、低圧ポンプ供給圧検出手段からの検出信号に応じて吸入調量弁の弁開度を制御すれば、低圧ポンプによる燃料供給量が経時変化しても、高圧ポンプによるエンジンへの燃料供給量をエンジンの燃料要求量に略一致させることができる。
請求項2の手段によると、低圧ポンプ供給圧検出手段は、燃料フィルタと吸入調量弁とを連結する燃料流路の燃料圧力を検出することにより、低圧ポンプの供給圧力を検出する。
これにより、電動アクチュエータの劣化とともに燃料フィルタの目詰まりなどを考慮して、吸入調量弁の弁開度を制御することができる。
実施例1の燃料噴射装置1の構成を図1に基づいて説明する。
燃料噴射装置1は、燃料を高圧化してエンジン(図示せず)に供給する高圧ポンプ2と、電動アクチュエータとしての電気モータ3により駆動され、燃料タンク4から燃料を汲み上げて高圧ポンプ2に供給する低圧ポンプ5と、低圧ポンプ5から供給される燃料のうち高圧ポンプ2に吸入される燃料の吸入量を調節する吸入調量弁6(以下、SCVと呼ぶ)と、低圧ポンプ5から供給される燃料に含まれる異物を除去する燃料フィルタ7と、燃料フィルタ7とSCV6とを連結する燃料流路aの燃料圧力を検出することにより、低圧ポンプ5による燃料の供給圧力を検出する低圧ポンプ供給圧検出手段8と、低圧ポンプ供給圧検出手段8からの検出信号に応じてSCV6の弁開度を制御する制御手段9とを備える。
加圧部16は、シリンダ24に摺動自在に収容され、カム機構14により反回転軸方向に駆動されるプランジャ25と、プランジャ25を回転軸方向へ付勢するスプリング26と、加圧室15とコモンレール12との間の燃料流路bに取り付けられて、コモンレール12から加圧室15への燃料の逆流を防止する圧送側逆止弁27と、加圧室15とSCV6との間の燃料流路cに取り付けられて、加圧室15からSCV6への燃料の逆流を防止する吸入側逆止弁28とを有する。なお、プランジャ25の回転軸側先端には、プランジャタペット31が設けられ、スプリング26の付勢力によりカムリング23の外周に形成された摺動面に摺接している。
コモンレール圧検出手段38は、コモンレール12に取り付けられた周知の圧力センサである。
実施例1の制御手段9は、コモンレール圧検出手段38からの検出信号のみならず、低圧ポンプ供給圧検出手段8からの検出信号に応じて、SCV6の弁開度を制御する。すなわち、制御手段9は、主にコモンレール圧の計測値に応じて算出されたSCV駆動電流を、低圧ポンプ供給圧の計測値で補正することにより、SCV駆動電流指令値を算出する。
実施例1の制御手段9は、主にコモンレール圧の計測値に応じて算出されたSCV駆動電流を、低圧ポンプ供給圧の計測値で補正することにより、SCV駆動電流指令値を算出する。
これにより、電気モータ3の劣化などにより低圧ポンプ5の燃料供給量が経時変化しても、SCV6による吸入量を低圧ポンプ5の燃料供給量に応じて調節することができる。この結果、低圧ポンプ5の燃料供給量が経時変化しても、高圧ポンプ2によるエンジンへの燃料供給量をエンジンの燃料要求量に略一致させることができる。
また、SCV6の弁開度に低圧ポンプ供給圧の影響が反映されるので、従来必要とされていた調圧バルブが不要になる。
これにより、燃料フィルタ7の目詰まりなどを考慮した低圧ポンプ供給圧を計測できるので、さらにSCV6の制御の信頼性を向上させることができる。
2 高圧ポンプ
3 電気モータ(電動アクチュエータ)
4 燃料タンク
5 低圧ポンプ
6 SCV(吸入調量弁)
7 燃料フィルタ
8 低圧ポンプ供給圧検出手段
9 制御手段
a 燃料流路
Claims (2)
- エンジンに燃料を噴射して供給する燃料噴射装置において、
燃料を高圧化して前記エンジンに供給する高圧ポンプと、
電動アクチュエータにより駆動され、燃料タンクから燃料を汲み上げて前記高圧ポンプに供給する低圧ポンプと、
この低圧ポンプから供給される燃料のうち前記高圧ポンプに吸入される燃料の吸入量を調節する吸入調量弁と
前記低圧ポンプによる燃料の供給圧力を検出する低圧ポンプ供給圧検出手段と、
この低圧ポンプ供給圧検出手段からの検出信号に応じて前記吸入調量弁の弁開度を制御する制御手段と
を備える燃料噴射装置。 - 請求項1に記載の燃料噴射装置において、
前記低圧ポンプから供給される燃料に含まれる異物を除去する燃料フィルタを備え、
前記低圧ポンプ供給圧検出手段は、前記燃料フィルタと前記吸入調量弁とを連結する燃料流路の燃料圧力を検出することにより、前記供給圧力を検出することを特徴とする燃料噴射装置。
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