JP4672637B2 - エンジンの燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
また、前記特許文献2の技術は前記高圧燃料ポンプの電磁弁の改良に係るもので、電磁弁を開いて燃料が該電磁弁を通して逆流するときに、該電磁弁の弁体に作用する閉弁方向の力を小さくしてスプリング荷重の低減をなして、電磁弁の応答性を向上させている。
等の問題を有している。
(1)前記スプール弁装置は、前記各制御ポートの径を前記各燃料供給通路の径と同径に形成する。
このように構成すれば、スプールを移動させることにより、各プランジャ室への燃料供給通路に対応してスプールに複数設けた同径の制御ポートで、複数の燃料供給通路の開口面積(燃料の通路面積)を同時に同一面積に設定でき、各高圧燃料ポンプの吐出量及び吐出負荷を均一に保持できる。
このように構成すれば、複数の高圧燃料ポンプの各プランジャ室への燃料供給通路を、各燃料供給通路の径の1倍以上の整数倍に形成されたスプールの各制御ポートを、小径(各燃料供給通路の径の1倍)の制御ポートから順に燃料供給通路に連通させ、スプールの移動に従って小径の制御ポートを順に閉鎖して行くという、きわめて簡単な手段で複数の高圧燃料ポンプ一部を不作動として高圧燃料ポンプを選択作動することができる。
このように構成すれば、エンジン負荷の増減に従ってスプール弁装置によって各燃料供給通路の通路面積を増減するという簡単な手段で以って、エンジン負荷の増減に連動して高圧燃料ポンプの吐出容量を増減できる。
また、スプール弁装置という機械的装置と簡単な機能をそなえたコントローラとを組合せた高圧燃料ポンプの燃料吸入、燃料吐出及び吸入制御機構であるので、従来技術に係る電磁弁及び電磁弁のコントローラに比べて故障の可能性が少なく安定した作動が可能となる。
さらに、エンジンの始動時には、始動指令と同時に、時間遅れを生ずることなく、簡単な機能をそなえたコントローラにより、ほぼ比例制御で以ってスプール弁装置を作動させることが可能であるので、従来技術に係る電磁弁及び電磁弁のコントローラ始動時の応答性が高く、エンジンの始動性を良好に保持できる。
図1において、符号20で示される高圧燃料ポンプは複数台(この例では2台)設置されている。各高圧燃料ポンプ20は、ポンプシリンダ20a内に往復摺動可能に嵌合されたプランジャ2をそなえており、該プランジャ2は前記各高圧燃料ポンプ20に対応してカム軸5に固定されたポンプカム4によって、ポンプシリンダ20a内を往復摺動せしめられてプランジャ室3内に供給された燃料を圧縮する。
前記各高圧燃料ポンプ20のプランジャ室3からの吐出管12はコモンレール7に接続されており、また該吐出管12のプランジャ室3出口側には、該プランジャ室3側からコモンレール7側に向かう燃料の流れのみを許容する逆止弁11が設置されている。
また、前記各高圧燃料ポンプ20から前記吐出管12を通して前記コモンレール7に送り込まれて、該コモンレール7に蓄圧された高圧燃料は、噴射管8を通してエンジンのシリンダ10毎に設けられた燃料噴射弁9に送られ、該燃料噴射弁9から各シリンダ10内に噴射される。該燃料噴射弁9の燃料噴射時期及び噴射量は後述するコントローラ100によって燃料制御弁21を制御することにより調整される。
そして、該コントローラ100においては、前記各検出信号に基づき、前記スプール弁装置50を駆動する電磁アクチュエータからなるスプール駆動装置60に、前記スプール弁装置50の開閉時期の制御信号を出力する。尚、前記コントローラ100は前記各検出信号に基づき前記燃料制御弁21を制御することにより、該燃料噴射弁9の燃料噴射時期及び噴射量を調整する機能も有する。
図2において、燃料供給量調整装置を構成するスプール弁装置50は、弁体ケース54内に往復摺動可能に嵌合されたスプール51をそなえており、該スプール51には、前記高圧燃料ポンプ20のプランジャ中心20z間の距離Uと同一ピッチで以って制御ポート52が開設されている。
この第1例では、前記制御ポート52の内径dを、前記給,排油通路10aの内径Dと同一径に形成している。
このように構成すれば、スプール駆動装置60でスプール51を移動させることにより、各プランジャ室3への給,排油通路10aに対応してスプール51に複数設けた同径dの制御ポート52で、複数の給,排油通路10a(燃料供給通路)の開口面積(燃料の通路面積)を同時に同一面積に設定でき、各高圧燃料ポンプ20の吐出量及び吐出負荷を均一に保持できる。
このように構成すれば、エンジン負荷の増減に従って、スプール弁装置50によって各燃料供給通路の通路面積を増減するという簡単な手段で以って、エンジン負荷の増減に連動して高圧燃料ポンプ20の吐出容量を増減できる。
この第2例においては、前記スプール弁装置50は、前記スプール51に前記各プランジャ室3対応して形成される各制御ポート52のそれぞれの径dを、前記各燃料供給通路(給,排油通路10a)の径Dの1倍以上の整数倍に形成する。即ち、この例のようプランジャ室3が3個の場合には、第1の制御ポート52の径が前記各燃料供給通路の径Dと同一のd、第2の制御ポート52の径が前記各燃料供給通路の径Dの2倍の2d、第3の制御ポート52の径が前記各燃料供給通路の径Dの3倍の3dのように、順次大きくなるように構成されている。
このように構成すれば、複数の高圧燃料ポンプ20の各プランジャ室3への燃料供給通路を、各燃料供給通路の径の1倍以上の整数倍に形成されたスプールの各制御ポート52を、小径(各燃料供給通路の径Dの1倍のd)の制御ポート52から順に燃料供給通路に連通させ、スプール51の移動に従って小径の制御ポート52を順に閉鎖して行くという、きわめて簡単な手段で複数の高圧燃料ポンプ20の一部を不作動として該高圧燃料ポンプ20を選択作動することができる。
その他の構成は図2に示される第1例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
さらに、エンジンの始動時には、始動指令と同時に、時間遅れを生ずることなく、簡単な機能をそなえたコントローラ100により、ほぼ比例制御で以ってスプール弁装置50を作動させることが可能であるので、従来技術に係る電磁弁及び電磁弁のコントローラの始動時の応答性が高く、エンジンの始動性を良好に保持できる。
3 プランジャ室
4 ポンプカム
5 カム軸
6 クランク軸
7 コモンレール
8 噴射管
9 燃料噴射弁
10 シリンダ
10a 給,排油通路
11 逆止弁
12 吐出管
14 コモンレール圧力センサ
15 クランク角センサ
16 負荷検出器
18 燃料供給ポンプ
20 高圧燃料ポンプ
50 スプール弁装置
51 スプール
52 制御ポート
60 スプール駆動装置
100 コントローラ
Claims (4)
- 燃料供給ポンプによってプランジャ室内に供給された燃料をポンプカムによって往復駆動されるプランジャで高圧に加圧してコモンレールに圧送する複数の高圧燃料ポンプをそなえ、前記コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を所定の噴射時期に燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するように構成されたエンジンの燃料噴射装置において、
前記各高圧燃料ポンプのプランジャ室に接続される燃料供給通路に、各プランジャ室への供給燃料量を調整する燃料供給量調整装置を設け、該燃料供給量調整装置は、弁体ケース内に往復摺動可能に嵌合された1つのスプールの往復動により前記各プランジャ室への燃料供給通路の通路面積をそれぞれ変化させるスプール弁装置と、前記スプールの端部に連結して該スプールを往復駆動するスプール駆動装置と、前記各プランジャ室への燃料供給通路の通路面積がエンジンの運転条件により設定された目標通路面積になるように前記スプール駆動装置の作動を制御するコントローラとをそなえ、
前記スプール弁装置は、前記1つのスプールに前記各プランジャ室への燃料供給通路に対応した複数の制御ポートを該スプールの往復動方向に沿って各プランジャの並設ピッチ間隔に対応したピッチで開設し、前記スプール駆動装置によって前記スプールを複数のプランジャが並ぶ方向に往復動させて前記各プランジャ室への燃料供給通路に対応した制御ポートと前記各燃料供給通路との重なり面積を変化させることにより前記各燃料供給通路の通路面積をそれぞれ変化させることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 - 前記スプール弁装置は、前記各制御ポートの径を前記各燃料供給通路の径と同径に形成したことを特徴とする請求項1記載のエンジンの燃料噴射装置。
- 前記スプール弁装置は、前記各制御ポートのそれぞれの径を、前記各燃料供給通路の径の1倍以上の整数倍に形成したことを特徴とする請求項1記載のエンジンの燃料噴射装置。
- 前記コントローラは、エンジン負荷の増減に従い前記スプール弁装置により各燃料供給通路の通路面積を増減するように前記スプール駆動装置を作動させる構成としたことを特徴とする請求項1記載のエンジンの燃料噴射装置。
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