JP4442048B2 - 内燃機関の高圧燃料供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の高圧燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の気筒内へ直接的に燃料を噴射するには、各燃料噴射弁へ高圧燃料を供給することが必要であり、そのための高圧燃料供給装置が公知である。
【０００３】
一般的な高圧燃料供給装置は、各燃料噴射弁へ通じるデリバリパイプと、デリバリパイプへ高圧燃料を圧送するための高圧ポンプと、高圧ポンプの燃料吸入を確実にするために高圧ポンプの吸入側と接続された低圧ポンプとを有している。
【０００４】
高圧ポンプは、機関駆動式であり、例えば、クランクシャフトと連動するカムによってシリンダ内を摺動させられるプランジャと、シリンダの吸入口を開閉する弁体と、弁体を開弁方向に付勢するスプリングと、スプリングによる付勢力に逆らって弁体を閉弁させるソレノイドとを具備している。
【０００５】
ソレノイドはプランジャによる吸入行程中において非励磁状態とされるために、弁体はスプリングにより開弁され、吸入口を介してシリンダ内へ燃料が吸入される。一方、プランジャによる吐出行程中において、ソレノイドは閉弁信号が与えられた時に励磁状態とされて弁体を閉弁させる。弁体が閉弁される前は、燃料はシリンダ内から吸入口を介して低圧ポンプ側へ送り返され、弁体が閉弁された以降において、燃料はシリンダ内からデリバリパイプ内へ圧送される。
【０００６】
こうして、吐出行程において弁体を閉弁する時期を制御することにより、燃料を調量してデリバリパイプへ圧送可能である。それにより、デリバリパイプの燃料消費量に応じた燃料圧送が可能となり、デリバリパイプ内を所望高燃料圧力近傍に維持することが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機関始動時には、デリバリパイプ内の燃料圧力はほぼ大気圧まで低下しており、良好な燃料噴射を可能とするために早急に燃料圧力を昇圧しなければならない。このために、前述の高圧ポンプにおいて、吐出行程開始と同時に弁体を閉弁してシリンダ内の全燃料をデリバリパイプ内へ圧送することが望まれる。
【０００８】
しかしながら、機関始動時において、気筒判別センサ（例えばカムシャフトに取り付けられて、例えば一番気筒の吸気上死点毎にパルスを発生させるものである）によって気筒判別されるまでは、クランクシャフト及びカムシャフトに同期する高圧ポンプが吸入行程であるか吐出行程であるかも判断することができず、吐出行程開始と同時に弁体を閉弁させることは不可能である。それにより、クランキング開始から気筒判別されるまでの間は、ソレノイドは非励磁状態とされて弁体は開弁され続けるために、高圧ポンプによる燃料圧送は行われない。
【０００９】
この間において、低圧ポンプは電気駆動式であり、クランキング開始から定格吐出圧力での燃料圧送が可能であるために、高圧ポンプを介して低圧ポンプの吐出圧力がデリバリパイプに作用し、デリバリパイプ内を低圧ポンプの定格吐出圧力（例えば、０．３ＭＰａ）に昇圧することはできる。しかしながら、この圧力は、通常時におけるデリバリパイプ内の目標高燃料圧力（例えば、１２ＭＰａ）に比較して、非常に低い圧力であり、良好な燃料噴射を実現することは難しい。
【００１０】
従って、本発明の目的は、吐出行程中において弁体閉弁による吸入口の閉鎖期間を制御して燃料の調量圧送を可能とする機関駆動式の高圧ポンプを具備する内燃機関の高圧燃料供給装置において、機関始動時における気筒判別以前から高圧ポンプにより燃料を圧送することによってデリバリパイプ等の高圧部内の燃料圧力を比較的良好に昇圧可能とすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置は、機関駆動式の高圧ポンプを具備し、前記高圧ポンプは、吐出行程中において弁体閉弁による吸入口の閉鎖期間を制御して高圧燃料供給装置の高圧部への燃料の調量圧送を可能とするものであり、前記高圧ポンプは吸入行程と吐出行程とからなる周期を有し、機関始動時における気筒判別以前には機関始動時における前記周期の半分より短い周期で前記高圧ポンプへ前記弁体閉弁のための指令を与え、前記弁体は常に第一付勢力によって開弁方向に付勢され、前記指令により前記弁体は第二付勢力によって閉弁方向に付勢され、前記第二付勢力は、前記高圧ポンプの吐出行程においては前記第一付勢力に逆らって前記弁体を閉弁させることができるが前記高圧ポンプの吸入行程においては前記第一付勢力に加えて前記弁体には開弁方向の圧力差が作用することにより前記弁体を閉弁させることができないように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による請求項２に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置は、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、電気駆動式の低圧ポンプが前記高圧ポンプの前記吸入口側に接続され、前記低圧ポンプを機関始動時に作動させて前記高圧部内を昇圧し、検出又は推定された前記高圧部内の燃料圧力が前記低圧ポンプの定格吐出圧力近傍となってから前記気筒判別以前において前記高圧ポンプへ前記指令を与えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による請求項３に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置は、請求項１又は２に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記高圧部にはアキュームレータが接続され、前記アキュームレータの気体室には、前記高圧部内の燃料圧力が始動時要求圧力近傍となるまで前記気体室が収縮しないように、設定圧力の気体が封入されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による高圧燃料供給装置の実施形態を示す概略図である。同図において、１は燃料噴射弁であり、例えば、内燃機関の各気筒内へ直接的に燃料を噴射するためのものである。２は各燃料噴射弁１へ高圧燃料を供給するためのデリバリパイプである。３は燃料タンクであり、燃料タンク３内には低圧ポンプ４が配置されている。低圧ポンプ４は、バッテリにより駆動される電気式ポンプであり、例えば、０．３ＭＰａの定格吐出圧力を有している。低圧ポンプ４は、スタータスイッチのオン信号と同時に作動される。低圧ポンプ４の吸入側には、燃料タンク３から燃料を吸入する際の異物を除去するためのフィルタ６が設けられている。
【００１６】
７はデリバリパイプ２内の燃料圧力を目標高燃料圧力近傍に維持するための高圧ポンプである。この高圧ポンプ７は、クランクシャフトと連動するカム７ｅによって駆動される機関駆動式である。高圧ポンプ７は、吸入口７ｂを介してシリンダ７ｄ内に吸入された燃料を吐出口７ｃから吐出するものであり、このためにシリンダ７ｄ内を摺動するプランジャ７ａを有している。吸入口７ｂは低圧配管８を介して低圧ポンプ４の吐出側に接続され、吐出口７ｃは高圧配管１１を介してデリバリパイプ２へ接続されている。低圧配管８にも、燃料中の異物を除去するためのフィルタ１０が配置されている。
【００１７】
プランジャ７ａは、吸入行程としてバネ７ｆによりシリンダ７ｄ内の空間を拡大させるように動かされ、吐出行程としてカム７ｅによりシリンダ７ｄ内の空間を縮小させるように動かされる。１６は吸入口７ｂを開閉するための弁体であり、バネ１６ｂによって開弁方向に常に付勢されている。１６ａは弁体１６をバネ１６ｂに逆らって閉弁方向に付勢するためのソレノイドである。ソレノイド１６ａは高圧ポンプ７の吸入行程において非励磁状態とされ、弁体１６がバネ１６ｂによって開弁させられるために、吸入口７ｂを介して低圧配管８からシリンダ７ｄ内に燃料が吸入される。この燃料は低圧ポンプ４によって前述したように０．３ＭＰａに昇圧されているために、吸入行程中において低圧配管８内で負圧に伴う燃料蒸気が発生することはない。
【００１８】
一方、高圧ポンプ７の吐出行程において、ソレノイド１６ａは所望時期に励磁状態とされ、弁体１６を閉弁させる。シリンダ７ｄ内の燃料は、弁体１６の閉弁以前において、高圧のデリバリパイプ２内へ圧送されることなく低圧配管８を介して低圧ポンプ４へ戻されるが、弁体１６の閉弁後においてデリバリパイプ２内へ圧送される。本高圧燃料供給装置においては、二つの気筒の燃料噴射毎に高圧ポンプ７の吐出行程がもたらされるようになっており、弁体１６の閉弁時期を制御して、これら二気筒への燃料噴射に使用された燃料量に調量してデリバリパイプ２内へ燃料を圧送することにより、デリバリパイプ２内を目標高燃料圧力近傍に維持することができる。
【００１９】
高圧配管１１には、高圧ポンプ７により発生する圧力脈動によって燃料が逆流することを防止するために、設定圧力で開弁する逆止弁１２が配置されている。２１はデリバリパイプ２内の燃料圧力を監視するための圧力センサである。
【００２０】
このように、プランジャ７ａによって吐出される全燃料のうちで不必要な分の燃料は低圧配管８を介して燃料タンク３へ戻されるために、この時には高圧の燃料が低圧ポンプ４内を逆流することとなる。この逆流を防止するために、低圧ポンプ４の定格吐出圧力を僅かに越える圧力で開弁する安全弁を介して低圧配管８を燃料タンク３へ連通させるようにしても良い。
【００２１】
機関始動後において高圧ポンプ７が良好に作動すれば、意図する燃料吐出が可能となってデリバリパイプ２内を目標高燃料圧力近傍に維持することができ、燃料噴射弁１を介して良好な燃料噴射が可能となる。これに対して、機関始動時には、ほぼ大気圧力まで低下しているデリバリパイプ２内の燃料圧力を早期に昇圧しなければ良好な燃料噴射は不可能である。このために、高圧ポンプ７において、吐出行程開始と同時に弁体１６を閉弁してシリンダ７ｄ内の全燃料をデリバリパイプ２内へ圧送することが望まれる。
【００２２】
しかしながら、機関始動時において、例えば、一番気筒の吸気上死点毎にパルスを発生させるような気筒判別センサによって、このパルスが検出されて気筒判別されるまでの間は、何番気筒が何の行程にあるかも判断することができず、すなわち、クランク角度を判断することができない。それにより、クランクシャフトに連動する高圧ポンプ７が吸入行程であるか吐出行程であるかも判断することができず、吐出行程開始と同時に弁体を閉弁させることは不可能である。それにより、一般的には、少なくともクランキング開始から気筒判別されるまでの間は、ソレノイド１６ａは非励磁状態とされて弁体１６は開弁され続けるために、高圧ポンプ７による燃料圧送は行われない。
【００２３】
この間において、低圧ポンプ４は電気駆動式であってクランキング開始から定格吐出圧力での燃料圧送が可能であるために、高圧ポンプ７のシリンダ７ｄ内を介して低圧ポンプ４の吐出燃料をデリバリパイプ内に供給し、デリバリパイプ内を低圧ポンプの定格吐出圧力（例えば、０．３ＭＰａ）に昇圧することはできる。しかしながら、この圧力は、通常時におけるデリバリパイプ内の目標高燃料圧力（例えば、１２ＭＰａ）に比較して、非常に低い圧力であり、良好な燃料噴射を実現することは難しい。
【００２４】
本高圧燃料供給装置は、機関始動時における気筒判別以前から高圧ポンプ７により燃料を圧送することによって、デリバリパイプ２内の燃料圧力、すなわち、高圧ポンプ７より下流側（本高圧燃料供給装置のように高圧ポンプ７の下流側に逆止弁１２が設けられている場合には、この逆止弁１２より下流側）の高圧部内の燃料圧力を比較的良好に昇圧するために、制御装置２０によって図２に示すように制御される。
【００２５】
図２において、時期Ａはスタータスイッチのオン信号に伴うクランキング開始時を示している。このクランクシャフトの回転に伴って高圧ポンプ７のプランジャ７ａが変位し、高圧ポンプ７は吸入行程と吐出行程とを繰り返す。図２において、プランジャ７ａは吸入行程の上死点から作動開始するようにしたが、もちろん、これは一例であり、前回の機関停止に伴ってプランジャ７ａは任意の位置から作動開始する可能性がある。
【００２６】
クランキング開始と同時に、電気駆動式の低圧ポンプ４が作動され、定格吐出圧力での燃料吐出を開始する。当初、高圧ポンプ７へは弁体閉弁のための指令は与えられず、ソレノイド１６ａは非励磁状態とされるために、弁体１６はバネ１６ｂによって開弁され続ける。それにより、低圧ポンプ４による吐出燃料は高圧ポンプ７のシリンダ７ｄ内を介して高圧部へ圧送され、ほぼ大気圧まで低下している高圧部内の燃料圧力を昇圧する。デリバリパイプ２内の燃料圧力は圧力センサ２１によって監視されている。時期Ｂは、デリバリパイプ２内の燃料圧力が低圧ポンプ４の定格吐出圧力に達した時期である。この時期Ｂの判断のために、デリバリパイプ２内の燃料圧力を直接的に監視しなくても、高圧部内の燃料圧力を低圧ポンプ４の作動時間等に基づいて推定するようにしても良い。
【００２７】
時期Ｂとなれば、低圧ポンプ４によって高圧部内の燃料圧力をさらに昇圧することは不可能であるために、高圧ポンプ７を作動させるべく、閉弁指令制御１に示すような弁体閉弁のためのパルス状の指令をソレノイド１６ａへ与える。このパルス周期は短時間であるほど好ましい。時期Ｂにおいて、高圧ポンプ７が吸入行程であると、閉弁指令制御１の直下に示すように、弁体１６は、閉弁パルスに応じてソレノイド１６ａが励磁される毎に閉弁され、閉弁パルスと閉弁パルスとの間においてソレノイド１６ａは非励磁とされるために、弁体１６はバネ１６ｂによって開弁される。こうして、この弁体開弁によってシリンダ７ｄ内には十分に燃料が吸入される。
【００２８】
次いで、高圧ポンプ７が吐出行程となると、閉弁パルスによって弁体１６が一旦閉弁されれば、シリンダ７ｄ内の燃料圧力が高まるために、閉弁パスルと閉弁パルスとの間においてソレノイド１６ａが非励磁とされても、バネ１６ｂによって弁体１６が開弁されることはない。こうして、閉弁パルスの周期を短くして吐出行程の開始に合わせて弁体を閉弁させることができれば、高圧ポンプ７による全量圧送が可能となって高圧部内の燃料圧力を良好に昇圧することができる。
【００２９】
次いで、高圧ポンプ７が吸入行程となれば、閉弁パルス毎に弁体１６は閉弁され、弁体１６の開弁中に吸入された燃料を次の吐出行程において高圧部へ圧送することができる。時期Ｃは気筒判別された時期であり、気筒判別されれば、吐出行程の開始に合わせて閉弁パルスを一回与えれば良く、それにより高圧ポンプ７による確実な全量圧送が可能となる。
【００３０】
一回の閉弁パルス時間は、バネ１６ｂの付勢力に逆らって弁体１６を確実に閉弁させることが可能であれば短い方が好ましい。閉弁パルス時間を短くすることにより、閉弁パルスの周期を短くすることができ、吐出行程の開始に合わせて閉弁パルスが与えられる可能性が高くなり、高圧ポンプによって全量圧送をさせ易くなる。これは高圧部内の燃料圧力の昇圧に有利である。また、一回の閉弁パルス時間を長くし過ぎると、吸入行程においては、この閉弁パルス時間に応じて弁体が閉弁されるために、閉弁パルス毎に長時間弁体が閉弁されることとなり、シリンダ７ｄ内へ十分に燃料が吸入することが困難となる。
【００３１】
また、図２において、閉弁指令制御２は、弁体閉弁のためのもう一つのパルス状の指令を示している。開弁指令制御１との違いについてのみ以下に説明する。このパルス周期は、吸入行程と吐出行程とからなる高圧ポンプ７の周期の半分より僅かに短い周期とされている。このような指令によっても吐出行程中において必ず閉弁パルスが与えられるために、吐出行程中で少なくとも閉弁パルスが与えられた以降において弁体は閉弁され続け、高圧ポンプによって高圧部への燃料圧送が可能となる。吸入行程中においては、与えられた閉弁パルス時間だけ弁体１６が閉弁されるが、この短時間を除き弁体が開弁され、シリンダ７ｄ内への十分な燃料供給が可能となる。
【００３２】
ところで、高圧ポンプ７の周期は、クランクシャフトの回転数、すなわち、機関回転数に応じて変化する。従って、ここでパルス周期を設定するために使用する高圧ポンプ７の周期は、機関始動時、すなわち、クランキング中の機関回転数に応じて定めなければならない。クランキング中の機関回転数は、予め定められた値としても良いが、回転センサによって検出しても良い。回転センサは、例えば、３０°のクランク角度毎にパルスを発生するものであり、発せられたパルス間の時間を計測することにより機関回転数を検出するものである。それにより、気筒判別されていなくても機関回転数の検出は可能である。
【００３３】
こうして、気筒判別以前において、高圧ポンプの周期の半分より短い周期で弁体閉弁のための指令を与えれば、高圧ポンプの吐出行程中において弁体１６を閉弁させることができ、弁体１６を開弁させ続ける場合に比較して、少なくとも弁体１６の閉弁以降においてはシリンダ７ｄ内の燃料を高圧部へ圧送することができるために、高圧部を低圧ポンプの定格吐出圧力より高く昇圧することができる。
【００３４】
本高圧燃料供給装置において、高圧部内の燃料圧力が低圧ポンプ４の定格吐出圧力となるまでは、前述したように高圧ポンプへ閉弁指令を与えないようにして弁体１６を開弁させたままとしている。これは、低圧ポンプ４が電気駆動式であって機関始動時にも良好に作動し、通常、クランキング中においては高圧ポンプより単位時間当たりの燃料吐出量が多いためであり、それにより、高圧部内の燃料圧力を低圧ポンプ４の定格吐出圧力まで昇圧する時間を短縮することができる。しかしながら、これは本発明を限定するものではなく、クランキング開始と同時に高圧ポンプへ弁体閉弁のためのパルス状の指令を周期的に与えるようにしても良い。
【００３５】
前述したように、高圧ポンプへ閉弁指令を周期的に与えると、図２に斜線で示すように、吸入行程においても弁体１６を閉弁させることとなる。この閉弁は不必要なものであり、燃料をシリンダ７ｄ内へ吸入させ難くするだけでなく、弁体の寿命を低下させる可能性がある。それにより、吸入行程中には弁体１６を閉弁させないことが好ましい。
【００３６】
弁体１６は、常に、バネ１６ｂの第一付勢力によって開弁方向に付勢されており、この弁体１６を閉弁させるにはソレノイド１６ａによって第一付勢力より大きな第二付勢力を発生させる必要がある。第二付勢力は、第一付勢力よりある程度大きくした方が弁体１６の確実な閉弁に有利であり、ソレノイド１６ａは比較的大きな第二付勢力を発生可能なものとすることが好ましい。こうして、気筒判別後は、ソレノイド１６ａによって比較的大きな第二付勢力を発生させ、全量圧送か調量圧送かによって吐出行程における所望時期に弁体１６を確実に閉弁させる。
【００３７】
しかしながら、気筒判別以前の弁体閉弁指令においては、ソレノイド１６ａへ印加する電圧を下げる等して第二付勢力が第一付勢力を僅かだけ上回るようにする。それにより、吐出行程においては弁体１６を閉弁させることができるが、吸入行程においては、弁体１６に第一付勢力に加えてシリンダ７ｄ内へ燃料を吸入する際の圧力差が開弁方向に作用するために、第一付勢力を僅かに上回る第二付勢力では、この圧力差に打ち勝って弁体１６を閉弁させることができない。こうして、吸入行程中の弁体の閉弁を防止することが可能となる。
【００３８】
本高圧燃料供給装置において、第一付勢力は、圧縮バネ１６ｂによるものであるために、厳密には、弁体１６の開弁から閉弁の間で一定とはならず圧縮量によって変化し、また、吸入行程中において弁体に作用する圧力差もプランジャ７ａの位置によって一定とはならずに変化する。それにより、これらを考慮して第二付勢力を設定し、吐出行程中には弁体を閉弁させることができるが、吸入行程中には弁体を閉弁させることができないようにすることが好ましい。
【００３９】
ところで、本高圧燃料供給装置は、デリバリパイプ２に接続されたアキュームレータ３を有している。このアキュームレータ３は、デリバリパイプ２内に連通する燃料室３ｂとベローズ（又はダイヤフラム又はピストン）によって燃料室３ｂから分離された気体室３ａとを有している。この気体室３ａには窒素等の不活性な気体が設定圧力で封入されている。デリバリパイプ２の容積は、気体室３ａの伸張時におけるアキュームレータ３の燃料室３ｂの容積を加えても、通常のデリバリパイプに比較して小さくされている。
【００４０】
しかしながら、デリバリパイプ２内が通常運転時の目標高燃料圧力近傍となった時点では、アキュームレータ３の気体室３ａは十分に収縮して燃料室３ｂの容積は増大しており、この増大した燃料室３ｂの容積を加えるとデリバリパイプ２内の容積は、通常のデリバリパイプと同程度となる。それにより、通常運転時において、多量の燃料が噴射されてもデリバリパイプ２内の燃料圧力は目標高燃料圧力から大きく低下することはなく、気体の圧縮率は燃料に比較して大きいために、この時の圧力低下は通常のデリバリパイプに比較して却って抑制されることとなる。もちろん、これを考慮して、増大した燃料室３ｂの容積を加えたデリバリパイプ２内の容積を通常のデリバリパイプより小さくしても良い。
【００４１】
機関始動時における燃料噴射も、通常運転時の目標高燃料圧力（例えば、１２ＭＰａ）で実施することが好ましいが、このためには非常に長い昇圧時間が必要となり、実際的ではない。前述したように、低圧ポンプ４の定格吐出圧力（例えば、０．３ＭＰａ）では良好な燃料噴射は困難であるが、例えば、４ＭＰａ程度の燃料圧力であれば比較的良好な燃料噴射が可能であり、通常、低圧ポンプ４の定格吐出圧力より高く目標高燃料圧力よりは低い始動時要求圧力が設定されている。
【００４２】
こうして、デリバリパイプ２内の燃料圧力が始動時要求圧力となった時に燃料噴射が開始可能となる。アキュームレータ３の気体室３ｂにおける封入圧力は、ベローズ自身の収縮力を考慮して、デリバリパイプ２内の燃料圧力が始動時要求圧力近傍となるまでは気体室３ｂが収縮しないように設定されている。それにより、デリバリパイプ２内の燃料圧力が始動時要求圧力へ昇圧されるまでは高圧部の容積は小さいままであり、機関始動時において、低圧ポンプ４による定格吐出圧力への昇圧時間及び高圧ポンプ７による始動時要求圧力への昇圧時間を短縮することができ、早期に燃料噴射を開始することができる。
【００４３】
本実施形態において、高圧ポンプ７の吸入口を開閉するための弁体は、バネによって開弁され、ソレノイドによって閉弁されるようにしたが、これは本発明を限定するものではない。例えば、ステップモータ等によって弁体を開閉させるようにしても良い。この場合においても、気筒判別以前において、始動時における高圧ポンプの周期の半分より短い周期で弁体を閉弁させるように制御することは可能である。もし、開弁力が非常に大きく、吐出行程において弁体が開弁されることとなっても、少なくとも吐出行程における弁体の閉弁時には高圧部へ燃料が圧送され、気筒判別以前において弁体を開弁させ続ける場合に比較して良好に高圧部を昇圧することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による内燃機関の高圧燃料供給装置は、吐出行程中において弁体閉弁による吸入口の閉鎖期間を制御して高圧燃料供給装置の高圧部への燃料の調量圧送を可能とする高圧ポンプを具備し、機関始動時における気筒判別以前には機関始動時における高圧ポンプの周期の半分より短い周期で高圧ポンプへ弁体閉弁のための指令を与えるようになっており、弁体は常に第一付勢力によって開弁方向に付勢され、指令により弁体は第二付勢力によって閉弁方向に付勢され、第二付勢力は、高圧ポンプの吐出行程においては第一付勢力に逆らって弁体を閉弁させることができるが高圧ポンプの吸入行程においては第一付勢力に加えて弁体には開弁方向の圧力差が作用することにより弁体を閉弁させることができないように設定されている。それにより、気筒判別以前において、高圧ポンプの吐出行程中に弁体が閉弁され、弁体閉弁中には高圧ポンプから高圧部へ燃料が圧送されるために、高圧部内の燃料圧力を比較的良好に昇圧させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高圧燃料供給装置の実施形態を示す概略図である。
【図２】高圧燃料供給装置の高圧ポンプの制御を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１…燃料噴射弁
２…デリバリパイプ
３…アキュームレータ
４…低圧ポンプ
７…高圧ポンプ
１６…弁体
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の高圧燃料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の気筒内へ直接的に燃料を噴射するには、各燃料噴射弁へ高圧燃料を供給することが必要であり、そのための高圧燃料供給装置が公知である。
【０００３】
一般的な高圧燃料供給装置は、各燃料噴射弁へ通じるデリバリパイプと、デリバリパイプへ高圧燃料を圧送するための高圧ポンプと、高圧ポンプの燃料吸入を確実にするために高圧ポンプの吸入側と接続された低圧ポンプとを有している。
【０００４】
高圧ポンプは、機関駆動式であり、例えば、クランクシャフトと連動するカムによってシリンダ内を摺動させられるプランジャと、シリンダの吸入口を開閉する弁体と、弁体を開弁方向に付勢するスプリングと、スプリングによる付勢力に逆らって弁体を閉弁させるソレノイドとを具備している。
【０００５】
ソレノイドはプランジャによる吸入行程中において非励磁状態とされるために、弁体はスプリングにより開弁され、吸入口を介してシリンダ内へ燃料が吸入される。一方、プランジャによる吐出行程中において、ソレノイドは閉弁信号が与えられた時に励磁状態とされて弁体を閉弁させる。弁体が閉弁される前は、燃料はシリンダ内から吸入口を介して低圧ポンプ側へ送り返され、弁体が閉弁された以降において、燃料はシリンダ内からデリバリパイプ内へ圧送される。
【０００６】
こうして、吐出行程において弁体を閉弁する時期を制御することにより、燃料を調量してデリバリパイプへ圧送可能である。それにより、デリバリパイプの燃料消費量に応じた燃料圧送が可能となり、デリバリパイプ内を所望高燃料圧力近傍に維持することが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機関始動時には、デリバリパイプ内の燃料圧力はほぼ大気圧まで低下しており、良好な燃料噴射を可能とするために早急に燃料圧力を昇圧しなければならない。このために、前述の高圧ポンプにおいて、吐出行程開始と同時に弁体を閉弁してシリンダ内の全燃料をデリバリパイプ内へ圧送することが望まれる。
【０００８】
しかしながら、機関始動時において、気筒判別センサ（例えばカムシャフトに取り付けられて、例えば一番気筒の吸気上死点毎にパルスを発生させるものである）によって気筒判別されるまでは、クランクシャフト及びカムシャフトに同期する高圧ポンプが吸入行程であるか吐出行程であるかも判断することができず、吐出行程開始と同時に弁体を閉弁させることは不可能である。それにより、クランキング開始から気筒判別されるまでの間は、ソレノイドは非励磁状態とされて弁体は開弁され続けるために、高圧ポンプによる燃料圧送は行われない。
【０００９】
この間において、低圧ポンプは電気駆動式であり、クランキング開始から定格吐出圧力での燃料圧送が可能であるために、高圧ポンプを介して低圧ポンプの吐出圧力がデリバリパイプに作用し、デリバリパイプ内を低圧ポンプの定格吐出圧力（例えば、０．３ＭＰａ）に昇圧することはできる。しかしながら、この圧力は、通常時におけるデリバリパイプ内の目標高燃料圧力（例えば、１２ＭＰａ）に比較して、非常に低い圧力であり、良好な燃料噴射を実現することは難しい。
【００１０】
従って、本発明の目的は、吐出行程中において弁体閉弁による吸入口の閉鎖期間を制御して燃料の調量圧送を可能とする機関駆動式の高圧ポンプを具備する内燃機関の高圧燃料供給装置において、機関始動時における気筒判別以前から高圧ポンプにより燃料を圧送することによってデリバリパイプ等の高圧部内の燃料圧力を比較的良好に昇圧可能とすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置は、機関駆動式の高圧ポンプを具備し、前記高圧ポンプは、吐出行程中において弁体閉弁による吸入口の閉鎖期間を制御して高圧燃料供給装置の高圧部への燃料の調量圧送を可能とするものであり、前記高圧ポンプは吸入行程と吐出行程とからなる周期を有し、機関始動時における気筒判別以前には機関始動時における前記周期の半分より短い周期で前記高圧ポンプへ前記弁体閉弁のための指令を与え、前記弁体は常に第一付勢力によって開弁方向に付勢され、前記指令により前記弁体は第二付勢力によって閉弁方向に付勢され、前記第二付勢力は、前記高圧ポンプの吐出行程においては前記第一付勢力に逆らって前記弁体を閉弁させることができるが前記高圧ポンプの吸入行程においては前記第一付勢力に加えて前記弁体には開弁方向の圧力差が作用することにより前記弁体を閉弁させることができないように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による請求項２に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置は、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、電気駆動式の低圧ポンプが前記高圧ポンプの前記吸入口側に接続され、前記低圧ポンプを機関始動時に作動させて前記高圧部内を昇圧し、検出又は推定された前記高圧部内の燃料圧力が前記低圧ポンプの定格吐出圧力近傍となってから前記気筒判別以前において前記高圧ポンプへ前記指令を与えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による請求項３に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置は、請求項１又は２に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置において、前記高圧部にはアキュームレータが接続され、前記アキュームレータの気体室には、前記高圧部内の燃料圧力が始動時要求圧力近傍となるまで前記気体室が収縮しないように、設定圧力の気体が封入されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による高圧燃料供給装置の実施形態を示す概略図である。同図において、１は燃料噴射弁であり、例えば、内燃機関の各気筒内へ直接的に燃料を噴射するためのものである。２は各燃料噴射弁１へ高圧燃料を供給するためのデリバリパイプである。３は燃料タンクであり、燃料タンク３内には低圧ポンプ４が配置されている。低圧ポンプ４は、バッテリにより駆動される電気式ポンプであり、例えば、０．３ＭＰａの定格吐出圧力を有している。低圧ポンプ４は、スタータスイッチのオン信号と同時に作動される。低圧ポンプ４の吸入側には、燃料タンク３から燃料を吸入する際の異物を除去するためのフィルタ６が設けられている。
【００１６】
７はデリバリパイプ２内の燃料圧力を目標高燃料圧力近傍に維持するための高圧ポンプである。この高圧ポンプ７は、クランクシャフトと連動するカム７ｅによって駆動される機関駆動式である。高圧ポンプ７は、吸入口７ｂを介してシリンダ７ｄ内に吸入された燃料を吐出口７ｃから吐出するものであり、このためにシリンダ７ｄ内を摺動するプランジャ７ａを有している。吸入口７ｂは低圧配管８を介して低圧ポンプ４の吐出側に接続され、吐出口７ｃは高圧配管１１を介してデリバリパイプ２へ接続されている。低圧配管８にも、燃料中の異物を除去するためのフィルタ１０が配置されている。
【００１７】
プランジャ７ａは、吸入行程としてバネ７ｆによりシリンダ７ｄ内の空間を拡大させるように動かされ、吐出行程としてカム７ｅによりシリンダ７ｄ内の空間を縮小させるように動かされる。１６は吸入口７ｂを開閉するための弁体であり、バネ１６ｂによって開弁方向に常に付勢されている。１６ａは弁体１６をバネ１６ｂに逆らって閉弁方向に付勢するためのソレノイドである。ソレノイド１６ａは高圧ポンプ７の吸入行程において非励磁状態とされ、弁体１６がバネ１６ｂによって開弁させられるために、吸入口７ｂを介して低圧配管８からシリンダ７ｄ内に燃料が吸入される。この燃料は低圧ポンプ４によって前述したように０．３ＭＰａに昇圧されているために、吸入行程中において低圧配管８内で負圧に伴う燃料蒸気が発生することはない。
【００１８】
一方、高圧ポンプ７の吐出行程において、ソレノイド１６ａは所望時期に励磁状態とされ、弁体１６を閉弁させる。シリンダ７ｄ内の燃料は、弁体１６の閉弁以前において、高圧のデリバリパイプ２内へ圧送されることなく低圧配管８を介して低圧ポンプ４へ戻されるが、弁体１６の閉弁後においてデリバリパイプ２内へ圧送される。本高圧燃料供給装置においては、二つの気筒の燃料噴射毎に高圧ポンプ７の吐出行程がもたらされるようになっており、弁体１６の閉弁時期を制御して、これら二気筒への燃料噴射に使用された燃料量に調量してデリバリパイプ２内へ燃料を圧送することにより、デリバリパイプ２内を目標高燃料圧力近傍に維持することができる。
【００１９】
高圧配管１１には、高圧ポンプ７により発生する圧力脈動によって燃料が逆流することを防止するために、設定圧力で開弁する逆止弁１２が配置されている。２１はデリバリパイプ２内の燃料圧力を監視するための圧力センサである。
【００２０】
このように、プランジャ７ａによって吐出される全燃料のうちで不必要な分の燃料は低圧配管８を介して燃料タンク３へ戻されるために、この時には高圧の燃料が低圧ポンプ４内を逆流することとなる。この逆流を防止するために、低圧ポンプ４の定格吐出圧力を僅かに越える圧力で開弁する安全弁を介して低圧配管８を燃料タンク３へ連通させるようにしても良い。
【００２１】
機関始動後において高圧ポンプ７が良好に作動すれば、意図する燃料吐出が可能となってデリバリパイプ２内を目標高燃料圧力近傍に維持することができ、燃料噴射弁１を介して良好な燃料噴射が可能となる。これに対して、機関始動時には、ほぼ大気圧力まで低下しているデリバリパイプ２内の燃料圧力を早期に昇圧しなければ良好な燃料噴射は不可能である。このために、高圧ポンプ７において、吐出行程開始と同時に弁体１６を閉弁してシリンダ７ｄ内の全燃料をデリバリパイプ２内へ圧送することが望まれる。
【００２２】
しかしながら、機関始動時において、例えば、一番気筒の吸気上死点毎にパルスを発生させるような気筒判別センサによって、このパルスが検出されて気筒判別されるまでの間は、何番気筒が何の行程にあるかも判断することができず、すなわち、クランク角度を判断することができない。それにより、クランクシャフトに連動する高圧ポンプ７が吸入行程であるか吐出行程であるかも判断することができず、吐出行程開始と同時に弁体を閉弁させることは不可能である。それにより、一般的には、少なくともクランキング開始から気筒判別されるまでの間は、ソレノイド１６ａは非励磁状態とされて弁体１６は開弁され続けるために、高圧ポンプ７による燃料圧送は行われない。
【００２３】
この間において、低圧ポンプ４は電気駆動式であってクランキング開始から定格吐出圧力での燃料圧送が可能であるために、高圧ポンプ７のシリンダ７ｄ内を介して低圧ポンプ４の吐出燃料をデリバリパイプ内に供給し、デリバリパイプ内を低圧ポンプの定格吐出圧力（例えば、０．３ＭＰａ）に昇圧することはできる。しかしながら、この圧力は、通常時におけるデリバリパイプ内の目標高燃料圧力（例えば、１２ＭＰａ）に比較して、非常に低い圧力であり、良好な燃料噴射を実現することは難しい。
【００２４】
本高圧燃料供給装置は、機関始動時における気筒判別以前から高圧ポンプ７により燃料を圧送することによって、デリバリパイプ２内の燃料圧力、すなわち、高圧ポンプ７より下流側（本高圧燃料供給装置のように高圧ポンプ７の下流側に逆止弁１２が設けられている場合には、この逆止弁１２より下流側）の高圧部内の燃料圧力を比較的良好に昇圧するために、制御装置２０によって図２に示すように制御される。
【００２５】
図２において、時期Ａはスタータスイッチのオン信号に伴うクランキング開始時を示している。このクランクシャフトの回転に伴って高圧ポンプ７のプランジャ７ａが変位し、高圧ポンプ７は吸入行程と吐出行程とを繰り返す。図２において、プランジャ７ａは吸入行程の上死点から作動開始するようにしたが、もちろん、これは一例であり、前回の機関停止に伴ってプランジャ７ａは任意の位置から作動開始する可能性がある。
【００２６】
クランキング開始と同時に、電気駆動式の低圧ポンプ４が作動され、定格吐出圧力での燃料吐出を開始する。当初、高圧ポンプ７へは弁体閉弁のための指令は与えられず、ソレノイド１６ａは非励磁状態とされるために、弁体１６はバネ１６ｂによって開弁され続ける。それにより、低圧ポンプ４による吐出燃料は高圧ポンプ７のシリンダ７ｄ内を介して高圧部へ圧送され、ほぼ大気圧まで低下している高圧部内の燃料圧力を昇圧する。デリバリパイプ２内の燃料圧力は圧力センサ２１によって監視されている。時期Ｂは、デリバリパイプ２内の燃料圧力が低圧ポンプ４の定格吐出圧力に達した時期である。この時期Ｂの判断のために、デリバリパイプ２内の燃料圧力を直接的に監視しなくても、高圧部内の燃料圧力を低圧ポンプ４の作動時間等に基づいて推定するようにしても良い。
【００２７】
時期Ｂとなれば、低圧ポンプ４によって高圧部内の燃料圧力をさらに昇圧することは不可能であるために、高圧ポンプ７を作動させるべく、閉弁指令制御１に示すような弁体閉弁のためのパルス状の指令をソレノイド１６ａへ与える。このパルス周期は短時間であるほど好ましい。時期Ｂにおいて、高圧ポンプ７が吸入行程であると、閉弁指令制御１の直下に示すように、弁体１６は、閉弁パルスに応じてソレノイド１６ａが励磁される毎に閉弁され、閉弁パルスと閉弁パルスとの間においてソレノイド１６ａは非励磁とされるために、弁体１６はバネ１６ｂによって開弁される。こうして、この弁体開弁によってシリンダ７ｄ内には十分に燃料が吸入される。
【００２８】
次いで、高圧ポンプ７が吐出行程となると、閉弁パルスによって弁体１６が一旦閉弁されれば、シリンダ７ｄ内の燃料圧力が高まるために、閉弁パスルと閉弁パルスとの間においてソレノイド１６ａが非励磁とされても、バネ１６ｂによって弁体１６が開弁されることはない。こうして、閉弁パルスの周期を短くして吐出行程の開始に合わせて弁体を閉弁させることができれば、高圧ポンプ７による全量圧送が可能となって高圧部内の燃料圧力を良好に昇圧することができる。
【００２９】
次いで、高圧ポンプ７が吸入行程となれば、閉弁パルス毎に弁体１６は閉弁され、弁体１６の開弁中に吸入された燃料を次の吐出行程において高圧部へ圧送することができる。時期Ｃは気筒判別された時期であり、気筒判別されれば、吐出行程の開始に合わせて閉弁パルスを一回与えれば良く、それにより高圧ポンプ７による確実な全量圧送が可能となる。
【００３０】
一回の閉弁パルス時間は、バネ１６ｂの付勢力に逆らって弁体１６を確実に閉弁させることが可能であれば短い方が好ましい。閉弁パルス時間を短くすることにより、閉弁パルスの周期を短くすることができ、吐出行程の開始に合わせて閉弁パルスが与えられる可能性が高くなり、高圧ポンプによって全量圧送をさせ易くなる。これは高圧部内の燃料圧力の昇圧に有利である。また、一回の閉弁パルス時間を長くし過ぎると、吸入行程においては、この閉弁パルス時間に応じて弁体が閉弁されるために、閉弁パルス毎に長時間弁体が閉弁されることとなり、シリンダ７ｄ内へ十分に燃料が吸入することが困難となる。
【００３１】
また、図２において、閉弁指令制御２は、弁体閉弁のためのもう一つのパルス状の指令を示している。開弁指令制御１との違いについてのみ以下に説明する。このパルス周期は、吸入行程と吐出行程とからなる高圧ポンプ７の周期の半分より僅かに短い周期とされている。このような指令によっても吐出行程中において必ず閉弁パルスが与えられるために、吐出行程中で少なくとも閉弁パルスが与えられた以降において弁体は閉弁され続け、高圧ポンプによって高圧部への燃料圧送が可能となる。吸入行程中においては、与えられた閉弁パルス時間だけ弁体１６が閉弁されるが、この短時間を除き弁体が開弁され、シリンダ７ｄ内への十分な燃料供給が可能となる。
【００３２】
ところで、高圧ポンプ７の周期は、クランクシャフトの回転数、すなわち、機関回転数に応じて変化する。従って、ここでパルス周期を設定するために使用する高圧ポンプ７の周期は、機関始動時、すなわち、クランキング中の機関回転数に応じて定めなければならない。クランキング中の機関回転数は、予め定められた値としても良いが、回転センサによって検出しても良い。回転センサは、例えば、３０°のクランク角度毎にパルスを発生するものであり、発せられたパルス間の時間を計測することにより機関回転数を検出するものである。それにより、気筒判別されていなくても機関回転数の検出は可能である。
【００３３】
こうして、気筒判別以前において、高圧ポンプの周期の半分より短い周期で弁体閉弁のための指令を与えれば、高圧ポンプの吐出行程中において弁体１６を閉弁させることができ、弁体１６を開弁させ続ける場合に比較して、少なくとも弁体１６の閉弁以降においてはシリンダ７ｄ内の燃料を高圧部へ圧送することができるために、高圧部を低圧ポンプの定格吐出圧力より高く昇圧することができる。
【００３４】
本高圧燃料供給装置において、高圧部内の燃料圧力が低圧ポンプ４の定格吐出圧力となるまでは、前述したように高圧ポンプへ閉弁指令を与えないようにして弁体１６を開弁させたままとしている。これは、低圧ポンプ４が電気駆動式であって機関始動時にも良好に作動し、通常、クランキング中においては高圧ポンプより単位時間当たりの燃料吐出量が多いためであり、それにより、高圧部内の燃料圧力を低圧ポンプ４の定格吐出圧力まで昇圧する時間を短縮することができる。しかしながら、これは本発明を限定するものではなく、クランキング開始と同時に高圧ポンプへ弁体閉弁のためのパルス状の指令を周期的に与えるようにしても良い。
【００３５】
前述したように、高圧ポンプへ閉弁指令を周期的に与えると、図２に斜線で示すように、吸入行程においても弁体１６を閉弁させることとなる。この閉弁は不必要なものであり、燃料をシリンダ７ｄ内へ吸入させ難くするだけでなく、弁体の寿命を低下させる可能性がある。それにより、吸入行程中には弁体１６を閉弁させないことが好ましい。
【００３６】
弁体１６は、常に、バネ１６ｂの第一付勢力によって開弁方向に付勢されており、この弁体１６を閉弁させるにはソレノイド１６ａによって第一付勢力より大きな第二付勢力を発生させる必要がある。第二付勢力は、第一付勢力よりある程度大きくした方が弁体１６の確実な閉弁に有利であり、ソレノイド１６ａは比較的大きな第二付勢力を発生可能なものとすることが好ましい。こうして、気筒判別後は、ソレノイド１６ａによって比較的大きな第二付勢力を発生させ、全量圧送か調量圧送かによって吐出行程における所望時期に弁体１６を確実に閉弁させる。
【００３７】
しかしながら、気筒判別以前の弁体閉弁指令においては、ソレノイド１６ａへ印加する電圧を下げる等して第二付勢力が第一付勢力を僅かだけ上回るようにする。それにより、吐出行程においては弁体１６を閉弁させることができるが、吸入行程においては、弁体１６に第一付勢力に加えてシリンダ７ｄ内へ燃料を吸入する際の圧力差が開弁方向に作用するために、第一付勢力を僅かに上回る第二付勢力では、この圧力差に打ち勝って弁体１６を閉弁させることができない。こうして、吸入行程中の弁体の閉弁を防止することが可能となる。
【００３８】
本高圧燃料供給装置において、第一付勢力は、圧縮バネ１６ｂによるものであるために、厳密には、弁体１６の開弁から閉弁の間で一定とはならず圧縮量によって変化し、また、吸入行程中において弁体に作用する圧力差もプランジャ７ａの位置によって一定とはならずに変化する。それにより、これらを考慮して第二付勢力を設定し、吐出行程中には弁体を閉弁させることができるが、吸入行程中には弁体を閉弁させることができないようにすることが好ましい。
【００３９】
ところで、本高圧燃料供給装置は、デリバリパイプ２に接続されたアキュームレータ３を有している。このアキュームレータ３は、デリバリパイプ２内に連通する燃料室３ｂとベローズ（又はダイヤフラム又はピストン）によって燃料室３ｂから分離された気体室３ａとを有している。この気体室３ａには窒素等の不活性な気体が設定圧力で封入されている。デリバリパイプ２の容積は、気体室３ａの伸張時におけるアキュームレータ３の燃料室３ｂの容積を加えても、通常のデリバリパイプに比較して小さくされている。
【００４０】
しかしながら、デリバリパイプ２内が通常運転時の目標高燃料圧力近傍となった時点では、アキュームレータ３の気体室３ａは十分に収縮して燃料室３ｂの容積は増大しており、この増大した燃料室３ｂの容積を加えるとデリバリパイプ２内の容積は、通常のデリバリパイプと同程度となる。それにより、通常運転時において、多量の燃料が噴射されてもデリバリパイプ２内の燃料圧力は目標高燃料圧力から大きく低下することはなく、気体の圧縮率は燃料に比較して大きいために、この時の圧力低下は通常のデリバリパイプに比較して却って抑制されることとなる。もちろん、これを考慮して、増大した燃料室３ｂの容積を加えたデリバリパイプ２内の容積を通常のデリバリパイプより小さくしても良い。
【００４１】
機関始動時における燃料噴射も、通常運転時の目標高燃料圧力（例えば、１２ＭＰａ）で実施することが好ましいが、このためには非常に長い昇圧時間が必要となり、実際的ではない。前述したように、低圧ポンプ４の定格吐出圧力（例えば、０．３ＭＰａ）では良好な燃料噴射は困難であるが、例えば、４ＭＰａ程度の燃料圧力であれば比較的良好な燃料噴射が可能であり、通常、低圧ポンプ４の定格吐出圧力より高く目標高燃料圧力よりは低い始動時要求圧力が設定されている。
【００４２】
こうして、デリバリパイプ２内の燃料圧力が始動時要求圧力となった時に燃料噴射が開始可能となる。アキュームレータ３の気体室３ｂにおける封入圧力は、ベローズ自身の収縮力を考慮して、デリバリパイプ２内の燃料圧力が始動時要求圧力近傍となるまでは気体室３ｂが収縮しないように設定されている。それにより、デリバリパイプ２内の燃料圧力が始動時要求圧力へ昇圧されるまでは高圧部の容積は小さいままであり、機関始動時において、低圧ポンプ４による定格吐出圧力への昇圧時間及び高圧ポンプ７による始動時要求圧力への昇圧時間を短縮することができ、早期に燃料噴射を開始することができる。
【００４３】
本実施形態において、高圧ポンプ７の吸入口を開閉するための弁体は、バネによって開弁され、ソレノイドによって閉弁されるようにしたが、これは本発明を限定するものではない。例えば、ステップモータ等によって弁体を開閉させるようにしても良い。この場合においても、気筒判別以前において、始動時における高圧ポンプの周期の半分より短い周期で弁体を閉弁させるように制御することは可能である。もし、開弁力が非常に大きく、吐出行程において弁体が開弁されることとなっても、少なくとも吐出行程における弁体の閉弁時には高圧部へ燃料が圧送され、気筒判別以前において弁体を開弁させ続ける場合に比較して良好に高圧部を昇圧することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による内燃機関の高圧燃料供給装置は、吐出行程中において弁体閉弁による吸入口の閉鎖期間を制御して高圧燃料供給装置の高圧部への燃料の調量圧送を可能とする高圧ポンプを具備し、機関始動時における気筒判別以前には機関始動時における高圧ポンプの周期の半分より短い周期で高圧ポンプへ弁体閉弁のための指令を与えるようになっており、弁体は常に第一付勢力によって開弁方向に付勢され、指令により弁体は第二付勢力によって閉弁方向に付勢され、第二付勢力は、高圧ポンプの吐出行程においては第一付勢力に逆らって弁体を閉弁させることができるが高圧ポンプの吸入行程においては第一付勢力に加えて弁体には開弁方向の圧力差が作用することにより弁体を閉弁させることができないように設定されている。それにより、気筒判別以前において、高圧ポンプの吐出行程中に弁体が閉弁され、弁体閉弁中には高圧ポンプから高圧部へ燃料が圧送されるために、高圧部内の燃料圧力を比較的良好に昇圧させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高圧燃料供給装置の実施形態を示す概略図である。
【図２】高圧燃料供給装置の高圧ポンプの制御を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１…燃料噴射弁
２…デリバリパイプ
３…アキュームレータ
４…低圧ポンプ
７…高圧ポンプ
１６…弁体
Claims (3)
- 機関駆動式の高圧ポンプを具備し、前記高圧ポンプは、吐出行程中において弁体閉弁による吸入口の閉鎖期間を制御して高圧燃料供給装置の高圧部への燃料の調量圧送を可能とするものであり、前記高圧ポンプは吸入行程と吐出行程とからなる周期を有し、機関始動時における気筒判別以前には機関始動時における前記周期の半分より短い周期で前記高圧ポンプへ前記弁体閉弁のための指令を与え、前記弁体は常に第一付勢力によって開弁方向に付勢され、前記指令により前記弁体は第二付勢力によって閉弁方向に付勢され、前記第二付勢力は、前記高圧ポンプの吐出行程においては前記第一付勢力に逆らって前記弁体を閉弁させることができるが前記高圧ポンプの吸入行程においては前記第一付勢力に加えて前記弁体には開弁方向の圧力差が作用することにより前記弁体を閉弁させることができないように設定されていることを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給装置。
- 電気駆動式の低圧ポンプが前記高圧ポンプの前記吸入口側に接続され、前記低圧ポンプを機関始動時に作動させて前記高圧部内を昇圧し、検出又は推定された前記高圧部内の燃料圧力が前記低圧ポンプの定格吐出圧力近傍となってから前記気筒判別以前において前記高圧ポンプへ前記指令を与えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置。
- 前記高圧部にはアキュームレータが接続され、前記アキュームレータの気体室には、前記高圧部内の燃料圧力が始動時要求圧力近傍となるまで前記気体室が収縮しないように、設定圧力の気体が封入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の高圧燃料供給装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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