JP4269897B2 - 内燃機関の高圧燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ加圧室に吸入された燃料をプランジャにて加圧して高圧燃料配管などの高圧燃料系に供給（加圧圧送）する内燃機関の高圧燃料供給装置に関する。

従来、この種の装置としては、例えば特許文献１に見られるような内燃機関の高圧燃料供給装置が知られている。
すなわち、この内燃機関の高圧燃料供給装置は、シリンダとこのシリンダ内を往復動するプランジャとにより区画される加圧室に吸入された燃料を該加圧室から溢流させるスピル弁を有する１プランジャタイプの高圧燃料ポンプを備えて構成されている。そして、このスピル弁方式の高圧燃料ポンプでは、その吸入行程においては、上記プランジャのリフト量に応じた一定量の燃料を上記加圧室内に吸入する。他方、その加圧行程にあっては、内燃機関の要求燃料量に応じた上記スピル弁の開閉制御を通じて上記加圧室から溢流させる燃料量を調量し、これによって上記高圧燃料系への燃料の供給（圧送）量を調量する。

また、この高圧燃料供給装置では、例えばＶ型８気筒からなる筒内噴射式内燃機関のような要求燃料量の多い内燃機関に対応して、こうした高圧燃料ポンプを各バンク毎に１つずつ、すなわち合計で２つ備える構成としている。ただしこの場合、ポンプの数が増加した分、高圧燃料供給装置全体としてのポンプ作動回数も増加するため、上記スピル弁の開閉動作に伴うポンプ作動音が増大することともなる。そこでこの装置では、アイドル時などの内燃機関の要求燃料量が少ないときには、上記２つの高圧燃料ポンプの一方のみを用いて燃料を加圧圧送するようにし、これによって上記高圧燃料供給装置全体としてのポンプ作動回数を減少させ、ひいては上記ポンプ作動音の低減を図っている。
特開２００２−２１３３２６号公報

ところで、このように高圧燃料ポンプを２つ設ける場合、一般には、同一の仕様を持つ高圧燃料ポンプを２つ設けることとなるが、これら高圧燃料ポンプにて内燃機関の運転領域全域の要求燃料量（必要圧送量）をまかなうためには、それぞれ十分なプランジャのリフト量を確保する必要がある。このため、たとえ上述の如く、アイドル時などの要求燃料量が少ないときに高圧燃料ポンプの一方のみから燃料を加圧圧送するようにしたとしても、同ポンプによる昇圧速度自体が大きいことから、大きな水撃が発生することに変わりはなく、結局のところ、上記スピル弁の開閉動作に伴う脈動騒音の実質的な低減は図られていないのが実情である。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の運転領域全域にわたって燃料の必要圧送量をまかないつつ、アイドル時など、内燃機関の要求燃料量が少ないときの振動騒音についてもその好適な低減を図ることのできる内燃機関の高圧燃料供給装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、シリンダとこのシリンダ内を往復動するプランジャとにより区画される加圧室に吸入された燃料を該加圧室から溢流させるスピル弁を有し、前記加圧室内の燃料を高圧燃料系に加圧圧送するに際し、前記スピル弁の開閉制御を通じてその圧送量の調量を行う１プランジャタイプの高圧燃料ポンプを２つ備え、これら２つの高圧燃料ポンプで前記高圧燃料系を共有する内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記２つの高圧燃料ポンプとして、前記プランジャのリフト量が小さい第１の高圧燃料ポンプと、前記プランジャのリフト量が大きい第２の高圧燃料ポンプとを備えるとともに、前記内燃機関の要求燃料量に応じて、要求燃料量が少ないときには前記第１の高圧燃料ポンプのみを用いて燃料を加圧圧送し、要求燃料量が多いときには少なくとも前記第２の高圧燃料ポンプを用いて燃料を加圧圧送するように前記各高圧燃料ポンプのスピル弁を制御する制御手段を備えることを要旨とする。

上記構成によれば、２つの高圧燃料ポンプのうち、第１の高圧燃料ポンプはプランジャのリフト量が小さいために、その昇圧速度は小さくなり、前述した大きな水撃の発生も自ずと抑制されるようになる。すなわち、当該高圧燃料供給装置として、アイドル時などの内燃機関の要求燃料量が少ないときには、この第１の高圧燃料ポンプのみを用いるように上記各高圧燃料ポンプのスピル弁を制御することで、該要求燃料量が少ないときの振動騒音を好適に低減することができるようになる。

他方、第２の高圧燃料ポンプはプランジャのリフト量が大きいために、内燃機関の要求燃料量が増加して、上記第１の高圧燃料ポンプのみでは内燃機関の要求燃料量をまかなうことができなくなったような場合であれ、少なくともこの第２の高圧燃料ポンプを用いて燃料を加圧圧送することで、当該要求燃料量をまかなうことも可能となる。すなわち、このようにプランジャのリフト量が異なる２つの高圧燃料ポンプを備えることにより、要求燃料が少ないときの振動騒音の低減を図りつつ、内燃機関の運転領域全域にわたって要求燃料量（必要圧送量）をまかなうことができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記第１および第２の高圧燃料ポンプは、互いにカムリフト量の異なるカムを備え、これらカムリフト量の大小に応じて前記プランジャのリフト量の大小が設定されてなることを要旨とする。

上記構成によれば、第１および第２の高圧燃料ポンプの上述したプランジャのリフト量の大小設定を、それらプランジャを駆動する各カムのカムリフト量の設定を通じて容易に実現することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記制御手段は、前記第１および第２の高圧燃料ポンプによる燃料吐出量が前記各カムのカムアングルに対応して関連付けされたマップを備え、該マップに基づいて内燃機関の要求燃料量に応じた前記スピル弁の開閉制御を行うことを要旨とする。

このような制御手段を備える同構成によれば、上記マップに基づいて内燃機関の要求燃料量をカムアングルに変換し、この変換したカムアングルから求まるタイミングにて上記スピル弁の開閉制御を行うことで、内燃機関の要求燃料量に対応する所望の燃料量を吐出することができるようになる。すなわち、内燃機関の高圧燃料供給装置として、内燃機関の要求燃料量に対する上記スピル弁の開閉制御に際し、そのタイミング管理が容易かつ的確なものとなる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の要求燃料量と前記第１の高圧燃料ポンプによる最大吐出量とを比較し、前記内燃機関の要求燃料量が前記第１の高圧燃料ポンプによる最大吐出量未満であると判断されるとき、前記第１の高圧燃料ポンプのみを用いて燃料を加圧圧送するように前記各高圧燃料ポンプのスピル弁を制御することを要旨とする。

上記構成によれば、当該高圧燃料供給装置として、上記第１の高圧燃料ポンプのみが使用される機会が最大限に確保されるようになり、内燃機関の運転領域全域に対し、幅広い領域で振動騒音の低減を図ることができるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記第２の高圧燃料ポンプは、前記内燃機関の運転領域全域にわたってその要求される燃料量をまかない得る燃料吐出量特性をもつものであることを要旨とする。

上記構成によれば、基本的に上記第２の高圧燃料ポンプのみを用いて、内燃機関の運転領域全域の要求燃料量（必要圧送量）をまかなうことができるようになる。これによって、上述したスピル弁の開閉制御がいずれか一方のみの高圧燃料ポンプを対象とする容易なものになるとともに、上記第１の高圧燃料ポンプについてはこれを、アイドル時などの要求燃料量が少ないときの振動騒音の低減を実現する上で最も望ましい仕様のポンプとして設計することが可能となる。

以下、この発明にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置の一実施の形態について、図１〜図５を参照して詳細に説明する。
この実施の形態の高圧燃料供給装置は、第１および第２の２つのバンクに各４つの気筒を備えるＶ型のシリンダ配列を有してなるＶ型８気筒の筒内噴射式内燃機関に適用される高圧燃料供給装置を想定しており、図１に同装置の全体構成を燃料の循環系統を中心に模式的に示す。なお、以下の説明において、第１バンクおよび第２バンクに共通する構成要素については、符号として同一の番号を付し、第１バンクの構成要素についてはその末尾に「Ａ」を、第２バンクの構成要素についてはその末尾に「Ｂ」を付けて区別する。また、特に両者の区別を必要としない場合には、符号として番号のみを表記する。

同図１に示されるように、この高圧燃料供給装置は、燃料源として燃料タンク１０およびフィードポンプ１１を備えている。
ここで、上記燃料タンク１０の内部には燃料が貯蔵されており、同燃料は上記フィードポンプ１１によって汲み上げられる。そして、この汲み上げられた燃料は、低圧燃料通路１２を通じて、詳しくは同通路１２の途中に設けられた燃料を濾過するためのフィルタ１２ａ、およびプレッシャレギュレータ１２ｂを通じて、高圧燃料ポンプ１３に送られる。ちなみに、このプレッシャレギュレータ１２ｂは、上記低圧燃料通路１２内の燃料圧力を一定に管理するためのものであり、具体的には同燃料圧力が所定圧（例えば０．４ＭＰａ）以上となったときに低圧燃料通路１２内の燃料を燃料タンク１０に戻すことで、該通路１２内の燃料圧力を所定圧未満に保持する。

また、この実施の形態では、内燃機関の高圧燃料供給装置として、上記高圧燃料ポンプ１３を上記各バンクごとにそれぞれ設けることとし、これら高圧燃料ポンプ１３（１３Ａ、１３Ｂ）の各ギャラリー１４に、上記低圧燃料通路１２の分岐した各先端がそれぞれ接続される。ちなみに、この低圧燃料通路１２の上記分岐部分から上記ギャラリー１４との接続部分までの途中には、それぞれパルセーションダンパ１２ｃが設けられており、該パルセーションダンパ１２ｃによって、上記高圧燃料ポンプ１３の作動時における低圧燃料通路１２内の燃料圧力脈動が抑制される。

一方、上記高圧燃料ポンプ１３は、上記低圧燃料通路１２を通じて供給される燃料を加圧するとともに、該加圧燃料を、高圧燃料通路１５を通じて各バンクの高圧燃料配管１６（１６Ａ、１６Ｂ）にそれぞれ圧送するように機能する。なお、上記高圧燃料通路１５は、該通路１５の途中に設けられるチェック弁１５ａによって、高圧燃料配管１６側から高圧燃料ポンプ１３側への燃料の逆流が防止されている。また、この内燃機関では、上記２つの高圧燃料配管１６Ａ、１６Ｂについては、接続パイプ１６ａを通じて連結することにより共有することとし、実質的には一体の高圧燃料配管として機能するようにしている。

また、上記各高圧燃料配管１６の一方（図１では第１バンクの高圧燃料配管１６Ａ）には、リリーフ弁１７を介してドレイン通路１８が接続されている。このリリーフ弁１７は、高圧燃料配管１６内の燃料圧力が所定圧（例えば１４〜１４．５ＭＰａ）以上となった場合に開弁し、同配管１６内に蓄えられた燃料の一部を上記ドレイン通路１８を通じて燃料タンク１０に戻すものである。これにより、高圧燃料配管１６内における燃料圧力の過剰な高圧化が防止されるようになる。すなわち、高圧燃料配管１６内の高圧燃料は、必要な圧力に保持された状態で蓄えられることとなり、内燃機関の各気筒ごとに設けられるインジェクタ１９によって、必要とされる量の燃料が必要なタイミングで内燃機関に噴射供給されるようになる。

次に、こうした内燃機関の高圧燃料供給装置に設けられる上記高圧燃料ポンプ１３（１３Ａ、１３Ｂ）の具体的な構成について、同図１を参照しつつ説明する。
この高圧燃料ポンプ１３は、シリンダ２０とこのシリンダ２０内に往復動するプランジャ２１とにより区画される加圧室２２、および該加圧室２２に上記低圧燃料通路１２側から上記ギャラリー１４を通じて吸入した燃料を溢流させるスピル弁２３を有する１プランジャタイプのポンプとして構成されている。

ここで、上記プランジャ２１は、内燃機関の吸気弁用、あるいは排気弁用のカムシャフト２４上に高圧燃料ポンプ用として設けられたカム２５（２５Ａ、２５Ｂ）が、該カムシャフト２４とともに回転することに追従して往復動する構成となっている。なお、この実施の形態では、上記ポンプ用のカム２５は、カムシャフト２４の回転軸を中心に１２０°をおいて３つのカム山を有して形成されている。したがって、内燃機関として、そのクランクシャフト（図示略）が例えば２回転する毎に上記カムシャフト２４が１回転するとした場合には、上記プランジャ２１は、同内燃機関の１サイクル（クランクシャフトの２回転）に対して上記往復動を３回行うこととなる。

そして、こうしたプランジャ２１の往復動を通じて上記加圧室２２の容積が拡大するようになる上記高圧燃料ポンプ１３の吸入行程においては、該高圧燃料ポンプ１３は、その加圧室２２内に上記低圧燃料通路１２側から燃料を吸入する。なおこのとき、上記スピル弁２３は開弁状態となっている。

他方、同プランジャ２１の往復動を通じて上記加圧室２２の容積が縮小するようになる上記高圧燃料ポンプ１３の加圧行程においては、該高圧燃料ポンプ１３は、上記吸入行程において吸入した燃料を、上記加圧室２２から上記高圧燃料通路１５を通じて高圧燃料配管１６に吐出するように機能する。ただしこのとき、上記スピル弁２３は内燃機関の要求燃料量に応じた制御を受けて適宜開閉される。すなわち、このような高圧燃料ポンプ１３の加圧行程であれ、上記スピル弁２３が開弁状態にある場合には、上記吸入行程で加圧室２２内に吸入された燃料は上記ギャラリー１４へと溢流することとなり、上記加圧室２２内の燃料は高圧燃料配管１６に圧送されることなく上記低圧燃料通路１２側に戻されることとなる。

これに対して、同高圧燃料ポンプ１３の加圧行程において、上記スピル弁２３が閉弁状態にあれば、上記プランジャ２１による加圧室２２の容積の縮小を通じて、同加圧室２２内の燃料が高圧化されることとなる。この結果、加圧室２２内の燃料圧力が所定圧以上となると上記チェック弁１５ａが押し開かれて、上記高圧燃料配管１６などの高圧燃料系に燃料が圧送される。このように上記高圧燃料ポンプ１３の加圧行程にあっては、こうしたスピル弁２３の開閉動作（閉弁タイミング）の制御によって、上記高圧燃料配管１６に吐出する燃料量の調量を行っている。この結果、例えば、加圧行程中のスピル弁２３の閉弁タイミングを早めて加圧行程中の閉弁期間を長くすれば、高圧燃料配管１６への燃料の吐出量が増加するようになり、一方同スピル弁２３の閉弁タイミングを遅らせてその閉弁期間を短くすれば、燃料の吐出量が減少するようになる。またさらに、加圧行程の開始から終了までスピル弁２３を開弁した状態とすれば、加圧室２２内の燃料は高圧燃料配管１６に圧送されることはない。すなわち、高圧燃料ポンプ１３としての機能を停止することもできる。ちなみに、上記スピル弁２３の開閉動作（閉弁タイミング）の制御としては、例えば上記スピル弁２３を電磁スピル弁としたとき、その電磁ソレノイドへの通電を制御すること等によって行うことができる。

そして、この実施の形態では、このような２つの高圧燃料ポンプ１３のうち、一方をプランジャ２１のリフト量が小さい高圧燃料ポンプ（第１の高圧燃料ポンプ）１３Ａとし、他方を同リフト量が大きい高圧燃料ポンプ（第２の高圧燃料ポンプ）１３Ｂとしている。これにより、上記高圧燃料ポンプ１３Ａの昇圧速度が小さくなり、ひいては上記加圧室２２内の燃料が上記高圧燃料配管１６などの高圧燃料系に加圧圧送されるに際して生ずるとされる、前述した大きな水撃の発生も抑制されるようになる。このため、内燃機関の高圧燃料供給装置として、アイドル時などの内燃機関の要求燃料量が少ないときには、上記高圧燃料ポンプ１３Ａのみを用いるようにすることで、該要求燃料量が少ないときの振動騒音を低減することができるようになる。

一方、上記構成によれば、上記２つの高圧燃料ポンプ１３のうち他方をプランジャ２１のリフト量が大きい高圧燃料ポンプ１３Ｂとしている。このため、内燃機関の要求燃料量が増加して、上記高圧燃料ポンプ１３Ａのみでは内燃機関の要求燃料量をまかなうことができなくなったような場合であれ、少なくとも上記高圧燃料ポンプ１３Ｂから燃料を加圧圧送させるとすることで、当該要求燃料量をまかなうことも可能となる。

特に、この実施の形態では、上記高圧燃料ポンプ１３Ｂのプランジャ２１については、そのリフト量を、内燃機関の運転領域全域の必要圧送量をまかない得る大きさに設定することとしている。このため、上記高圧燃料供給装置は基本的に、上記高圧燃料ポンプ１３Ｂのみを用いるだけで、内燃機関の運転領域全域の要求燃料量（必要圧送量）をまかなうことができるようになっている。これによって、上述したスピル弁２３の制御が簡素化されるとともに、上記高圧燃料ポンプ１３Ａについてはこれを、アイドル時などの要求燃料量が少ないときの振動騒音の低減を実現する上で最も望ましい仕様のポンプとして設計することが可能となる。

また、この実施の形態では、図２（ａ）および（ｂ）に上記カム２５を拡大して示すように、それらカム２５Ａ、２５Ｂのカムリフト量ＣＬ１、ＣＬ２を互いに異ならしめることによって、上記プランジャ２１のリフト量が小さい高圧燃料ポンプ１３Ａ、および上記プランジャ２１のリフト量が大きい高圧燃料ポンプ１３Ｂを実現している。高圧燃料ポンプ１３Ａおよび１３Ｂとしてのこのような構成によれば、図３に示すように、高圧燃料ポンプ１３Ｂに対して、高圧燃料ポンプ１３Ａのほうが、カムアングル全域に亘ってプランジャ２１の往復動の速度（昇圧速度）が低下するようになる。なお、この図３において、特性線Ｖ１は上記高圧燃料ポンプ１３Ａのプランジャ２１の往復動の速度を、特性線Ｖ２は上記高圧燃料ポンプ１３Ｂの往復動の速度をそれぞれ示している。

続いて、この実施の形態にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置において、こうした高圧燃料ポンプ１３（１３Ａ、１３Ｂ）を作動制御するための制御系（制御手段）について説明する。

先の図１に示されるように、この高圧燃料供給装置の制御系は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２６を中心に構成されている。電子制御ユニット２６は、インジェクタ１９による燃料噴射量や燃料噴射時期の制御など、内燃機関の運転状態の制御を司り、その一環として、上記スピル弁２３の開閉制御を併せ行っている。

電子制御ユニット２６は、中央演算装置（ＣＰＵ）やメモリ等を備える算術論理演算回路として構成されており、外部の機器との信号の入出力のためのポートを備えている。電子制御ユニット２６の入力ポートには、例えばクランク角センサ２７、吸気圧センサ２８、アクセルセンサ２９を始めとして、内燃機関や車両の運転状態を検出する各種センサ類の検出信号が取り込まれる。そして、電子制御ユニット２６は、これらセンサ類の検出信号に基づいて、例えばカムシャフト２４の角速度、カム２５のカムアングル等、機関運転状態を示す各種パラメータを求めている。また、この電子制御ユニット２６の入力ポートには、高圧燃料配管１６に取り付けられた燃圧センサ３０が接続されており、電子制御ユニット２６はその検出信号に基づいて同配管１６内の燃料圧力を得ている。

他方、電子制御ユニット２６の出力ポートには、インジェクタ１９やスピル弁２３等への信号線が接続されており、該電子制御ユニット２６では、この信号線に出力する指令信号を通じてそれらインジェクタ１９やスピル弁２３等への駆動を制御する。すなわち、この電子制御ユニット２６は、上記検出した高圧燃料配管１６内の燃料圧力や機関負荷等に基づいて演算される内燃機関の要求燃料量に応じて、該要求燃料量が少ないときには、上記高圧燃料ポンプ１３Ａのみを用いて燃料を加圧圧送するように上記スピル弁２３を制御する。また、同電子制御ユニット２６は、上記要求燃料量が多いときには、上記高圧燃料ポンプ１３Ｂのみを用いて燃料を加圧圧送するように上記スピル弁２３を制御する。

以下、図４および図５を併せ参照して、上記電子制御ユニット２６によるこれらスピル弁２３の制御態様についてさらに詳述する。
上記電子制御ユニット２６は、図４に示すように、上記各高圧燃料ポンプ１３（１３Ａ、１３Ｂ）による燃料の吐出量（Ｑ１、Ｑ２）が上記各カム２５（２５Ａ、２５Ｂ）のカムアングルに対応して関連付けされたマップ、正確にはこれを線形的に補正したマップＭ（Ｍ１、Ｍ２）を備えている。そして、同電子制御ユニット２６は、このマップＭ（Ｍ１、Ｍ２）に基づいて、内燃機関の要求燃料量に応じたスピル弁２３の開閉制御を行う。すなわち、電子制御ユニット２６では、内燃機関の要求燃料量を演算した後、該演算した要求燃料量を上記マップＭに基づいてカムアングルに変換し、この変換したカムアングルに対応するタイミングにて上記スピル弁２３の閉弁を行うこととなる。ただしこの際、この実施の形態では、上記マップＭに基づいて上記内燃機関の要求燃料量と上記高圧燃料ポンプ１３Ａの最大吐出量Ｑ１ｍａｘとを比較する。そして内燃機関の要求燃料量が高圧燃料ポンプ１３Ａの最大吐出量Ｑ１ｍａｘ未満である期間は、積極的にこの高圧燃料ポンプ１３Ａのみを用いて高圧燃料配管１６に対する燃料の圧送を行うこととしている。これにより、当該高圧燃料供給装置として、上記高圧燃料ポンプ１３Ａのみが使用される機会が最大限に確保されるようになり、内燃機関の運転領域全域に対し、幅広い領域で振動騒音の低減を図ることができるようになる。なお、同図４において、燃料吐出量Ｑ２ｍａｘは、上記高圧燃料ポンプ１３Ｂの最大吐出量を示している。

図５は、この実施の形態の高圧燃料供給装置のこのような態様でのスピル弁２３の制御について、上記電子制御ユニット２６が実行する制御手順をフローチャートとして示したものであり、次に、この図５に基づいて、同制御手順を説明する。なお、この処理は、所定の時間ごとに繰り返し実行される。

同制御において、電子制御ユニット２６はまず、ステップＳ０の処理として、上述した如く内燃機関の要求燃料量Ｑｉｎｊを演算する。その後、ステップＳ１の処理として、上記高圧燃料ポンプ１３Ａの最大吐出量Ｑ１ｍａｘとこの演算した内燃機関の要求燃料量Ｑｉｎｊとを比較する。この結果、上記要求燃料量Ｑｉｎｊが上記高圧燃料ポンプ１３Ａの最大吐出量Ｑ１ｍａｘ未満であると判断された場合には、電子制御ユニット２６は次に、ステップＳ２の処理として、上記高圧燃料ポンプ１３Ｂ側のスピル弁２３についてはこれを開弁状態に保つ。そして、上記高圧燃料ポンプ１３Ａのスピル弁２３のみを制御の対象として、次のステップＳ３の処理を実行する。このステップＳ３においては、上記マップＭ１（図４）に基づいて、上記演算した要求燃料量Ｑｉｎｊを上記カム２５Ａの上記カム２５Ａのカムアングルに変換し、この変換したカムアングルに対応するタイミングにて上記高圧燃料ポンプ１３Ａのスピル弁２３を閉弁する。

他方、上記ステップＳ１の処理において、上記求められた要求燃料量Ｑｉｎｊが上記高圧燃料ポンプ１３Ａの最大吐出量Ｑ１ｍａｘ以上であると判断された場合には、電子制御ユニット２６は次に、ステップＳ４の処理として、上記高圧燃料ポンプ１３Ａ側のスピル弁２３についてはこれを開弁状態に保つ。そして、上記高圧燃料ポンプ１３Ｂのスピル弁２３のみを制御の対象として次のステップＳ５の処理を実行する。このステップＳ５においては、上記マップＭ２（図４）に基づいて、上記演算した要求燃料量Ｑｉｎｊを上記カム２５Ｂのカムアングルに変換し、この変換したカムアングルに対応するタイミングにて、上記高圧燃料ポンプ１３Ｂのスピル弁２３を閉弁する。

以上説明したように、この実施の形態にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置によれば、以下に記載するような優れた効果が得られるようになる。
（１）２つの高圧燃料ポンプ１３（１３Ａ、１３Ｂ）のうち、一方をプランジャ２１のリフト量が小さい高圧燃料ポンプ１３Ａとし、他方をプランジャ２１のリフト量が大きい高圧燃料ポンプ１３Ｂとした。このため、当該高圧燃料供給装置として、アイドル時などの内燃機関の要求燃料量が少ないときには、上記高圧燃料ポンプ１３Ａのみを用いて燃料を加圧圧送することで、該要求燃料量が少ないときの振動騒音を好適に低減することができるようになる。また逆に、内燃機関の要求燃料量が増加して、当該高圧燃料供給装置として、上記高圧燃料ポンプ１３Ａのみでは内燃機関の要求燃料量をまかなうことができなくなったような場合には、上記高圧燃料ポンプ１３Ｂを用いて燃料を加圧圧送することで、当該要求燃料量をまかなうことができるようになる。

（２）２つの高圧燃料ポンプ１３（１３Ａ、１３Ｂ）のプランジャ２１を駆動するカム２５Ａ、２５Ｂとして、それらのカムリフト量ＣＬ１、ＣＬ２が互いに異なるものを用い、これらカムリフト量の大小に応じて上記プランジャ２１のリフト量の大小を設定することとした。これにより、高圧燃料ポンプ１３Ａ、および高圧燃料ポンプ１３Ｂとしてのプランジャ２１のリフト量の設定を容易に行うことができる。

（３）電子制御ユニット２６として、各高圧燃料ポンプ１３（１３Ａ、１３Ｂ）による燃料の吐出量（Ｑ１、Ｑ２）が上記各カム２５（２５Ａ、２５Ｂ）のカムアングルに対応して関連付けされたマップＭ（Ｍ１、Ｍ２）を備え、このマップＭ（Ｍ１、Ｍ２）に基づいて、内燃機関の要求燃料量に応じたスピル弁２３の開閉制御を行うこととした。したがって、上記要求燃料量に対するスピル弁２３の開閉制御を行うに際し、そのタイミング管理が容易かつ的確なものとなる。

（４）内燃機関の要求燃料量が高圧燃料ポンプ１３Ａの最大吐出量Ｑ１ｍａｘ未満である期間は、積極的に高圧燃料ポンプ１３Ａのみを用いて高圧燃料配管１６に対する燃料の圧送を行うこととした。これにより、上記高圧燃料供給装置として、内燃機関の運転領域全域に対し、幅広い領域で振動騒音の低減を図ることができるようになる。

（５）上記高圧燃料ポンプ１３Ｂのプランジャ２１については、そのリフト量を、内燃機関の運転領域全域の必要圧送量をまかない得る大きさに設定することとした。これによって、スピル弁２３の制御が簡素化されるとともに、上記高圧燃料ポンプ１３Ａについてはこれを、アイドル時などの要求燃料量が少ないときの振動騒音の低減を実現する上で最も望ましい仕様のポンプとして設計することが可能となる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、内燃機関の要求燃料量Ｑｉｎｊが高圧燃料ポンプ１３Ａの最大吐出量Ｑ１ｍａｘ以上となるとき、上記高圧燃料ポンプ１３Ｂのみを用いて燃料を加圧圧送することとしたが、この際、上記高圧燃料ポンプ１３Ａを併用して燃料の加圧圧送を行うようにしてもよい。

・電子制御ユニット２６では、内燃機関の要求燃料量Ｑｉｎｊと上記高圧燃料ポンプ１３Ａの最大吐出量Ｑ１ｍａｘとを比較することによって、高圧燃料ポンプ１３Ａの使用域を判断、決定することとしたが、上記内燃機関の要求燃料量Ｑｉｎｊの比較対象としては上記高圧燃料ポンプ１３Ａの最大吐出量Ｑ１ｍａｘに限られない。要は、上記高圧燃料ポンプ１３Ａのみによりまかなうことのできる燃料量、すなわち同高圧燃料ポンプ１３Ａの最大吐出量Ｑ１ｍａｘ以下の量との比較のもとに高圧燃料ポンプ１３Ａの使用域を判断、決定するようにしても、最低限の振動騒音抑制効果を得ることはできる。

この発明にかかる内燃機関の高圧燃料供給装置の一実施の形態についてその全体構成を模式的に示すブロック図および燃料系統図。 （ａ）は、プランジャのリフト量が小さい高圧燃料ポンプに用いられるカムの正面構造を示す正面図。（ｂ）は、プランジャのリフト量が大きい高圧燃料ポンプに用いられるカムの正面構造を示す正面図。 同実施の形態の高圧燃料供給装置に用いられる２つの高圧燃料ポンプについて、それぞれカムのカムアングルに対するカムリフト量、およびプランジャの往復動の速度を示すグラフ。 上記２つの高圧燃料ポンプの燃料吐出量とそれぞれ対応するカムのカムアングルとの関係を示すグラフ（マップ）。 同実施の形態の高圧燃料供給装置による上記２つの高圧燃料ポンプに対する制御手順を示すフローチャート。

符号の説明

１１…フィードポンプ、１２…低圧燃料通路、１２ａ…フィルタ、１２ｂ…プレッシャレギュレータ、１２ｃ…パルセーションダンパ、１３、１３Ａ、１３Ｂ…高圧燃料ポンプ、１４…ギャラリー、１５…高圧燃料通路、１５ａ…チェック弁、１６、１６Ａ、１６Ｂ…高圧燃料配管、１６ａ…接続パイプ、１７…リリーフ弁、１８…ドレイン通路、１９…インジェクタ、２０…シリンダ、２１…プランジャ、２２…加圧室、２３…スピル弁、２４…カムシャフト、２５、２５Ａ、２５Ｂ…カム、２６…電子制御ユニット、２７…クランク角センサ、２８…吸気圧センサ、２９…アクセルセンサ、３０…燃圧センサ。

Claims (5)

1. シリンダとこのシリンダ内を往復動するプランジャとにより区画される加圧室に吸入された燃料を該加圧室から溢流させるスピル弁を有し、前記加圧室内の燃料を高圧燃料系に加圧圧送するに際し、前記スピル弁の開閉制御を通じてその圧送量の調量を行う１プランジャタイプの高圧燃料ポンプを２つ備え、これら２つの高圧燃料ポンプで前記高圧燃料系を共有する内燃機関の高圧燃料供給装置において、
   前記２つの高圧燃料ポンプとして、前記プランジャのリフト量が小さい第１の高圧燃料ポンプと、前記プランジャのリフト量が大きい第２の高圧燃料ポンプとを備えるとともに、前記内燃機関の要求燃料量に応じて、要求燃料量が少ないときには前記第１の高圧燃料ポンプのみを用いて燃料を加圧圧送し、要求燃料量が多いときには少なくとも前記第２の高圧燃料ポンプを用いて燃料を加圧圧送するように前記各高圧燃料ポンプのスピル弁を制御する制御手段を備える
   ことを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
2. 前記第１および第２の高圧燃料ポンプは、互いにカムリフト量の異なるカムを備え、これらカムリフト量の大小に応じて前記プランジャのリフト量の大小が設定されてなる
   請求項１に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置。
3. 前記制御手段は、前記第１および第２の高圧燃料ポンプによる燃料吐出量が前記各カムのカムアングルに対応して関連付けされたマップを備え、該マップに基づいて内燃機関の要求燃料量に応じた前記スピル弁の開閉制御を行う
   請求項２に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置。
4. 前記制御手段は、前記内燃機関の要求燃料量と前記第１の高圧燃料ポンプによる最大吐出量とを比較し、前記内燃機関の要求燃料量が前記第１の高圧燃料ポンプによる最大吐出量未満であると判断されるとき、前記第１の高圧燃料ポンプのみを用いて燃料を加圧圧送するように前記各高圧燃料ポンプのスピル弁を制御する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置。
5. 前記第２の高圧燃料ポンプは、前記内燃機関の運転領域全域にわたってその要求される燃料量をまかない得る燃料吐出量特性をもつものである
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置。

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