JPH09310661A - 直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装置 - Google Patents
直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装置Info
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- JPH09310661A JPH09310661A JP8123850A JP12385096A JPH09310661A JP H09310661 A JPH09310661 A JP H09310661A JP 8123850 A JP8123850 A JP 8123850A JP 12385096 A JP12385096 A JP 12385096A JP H09310661 A JPH09310661 A JP H09310661A
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- fuel pressure
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
- F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
- F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
- F02M55/025—Common rails
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
- F02M55/04—Means for damping vibrations or pressure fluctuations in injection pump inlets or outlets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/3809—Common rail control systems
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直噴式ガソリンエンジンの始動時の燃圧上昇
性能とその後の燃圧変動抑制性能とを確保しながら、燃
料供給系の構成を簡素化する。 【解決手段】 直噴式ガソリンエンジンの各気筒２３の
燃料噴射弁２４に高圧燃料を分配供給するコモンレール
２２には、気体封入式のダンパ手段２９を内蔵するアキ
ュームレータ２８が連結されている。ダンパ手段２９の
胴部は、金属ベローズ３０によって伸縮可能に構成さ
れ、その内部には気体が封入されている。このダンパ手
段２９内の気体初期封入圧は、始動時に速やかに燃料噴
射弁２４の噴射燃料を微粒化するために４ＭＰａ以上、
より好ましくは８ＭＰａ以上に設定され、更に、常用燃
圧（例えば１０〜１２ＭＰａ程度）での燃圧変動抑制効
果を確保するために、該気体初期封入圧は常用燃圧より
低い圧力、より好ましくは常用燃圧より１ＭＰａ以上低
く設定されている。
性能とその後の燃圧変動抑制性能とを確保しながら、燃
料供給系の構成を簡素化する。 【解決手段】 直噴式ガソリンエンジンの各気筒２３の
燃料噴射弁２４に高圧燃料を分配供給するコモンレール
２２には、気体封入式のダンパ手段２９を内蔵するアキ
ュームレータ２８が連結されている。ダンパ手段２９の
胴部は、金属ベローズ３０によって伸縮可能に構成さ
れ、その内部には気体が封入されている。このダンパ手
段２９内の気体初期封入圧は、始動時に速やかに燃料噴
射弁２４の噴射燃料を微粒化するために４ＭＰａ以上、
より好ましくは８ＭＰａ以上に設定され、更に、常用燃
圧（例えば１０〜１２ＭＰａ程度）での燃圧変動抑制効
果を確保するために、該気体初期封入圧は常用燃圧より
低い圧力、より好ましくは常用燃圧より１ＭＰａ以上低
く設定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧燃料をエンジ
ン筒内に直接噴射する直噴式ガソリンエンジンの燃料供
給装置に関するものである。
ン筒内に直接噴射する直噴式ガソリンエンジンの燃料供
給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃費向上、出力向上等を狙って、
燃料をエンジン筒内に直接噴射する直噴式ガソリンエン
ジンの研究が行われている。この直噴式ガソリンエンジ
ンでは、筒内に直接噴射する燃料（ガソリン）の微粒化
を促進するために、燃料噴射弁に供給する燃料圧力（燃
圧）を高圧にするようにしている。従って、エンジン始
動時には燃圧を速やかに高圧にする必要がある。また、
エンジン運転中に燃圧が変動すると、燃料噴射量が変動
して、エミッションやドライバビリティが悪化するた
め、エンジン運転中は燃圧変動を抑制して燃圧をほぼ一
定に保つことが望ましい。
燃料をエンジン筒内に直接噴射する直噴式ガソリンエン
ジンの研究が行われている。この直噴式ガソリンエンジ
ンでは、筒内に直接噴射する燃料（ガソリン）の微粒化
を促進するために、燃料噴射弁に供給する燃料圧力（燃
圧）を高圧にするようにしている。従って、エンジン始
動時には燃圧を速やかに高圧にする必要がある。また、
エンジン運転中に燃圧が変動すると、燃料噴射量が変動
して、エミッションやドライバビリティが悪化するた
め、エンジン運転中は燃圧変動を抑制して燃圧をほぼ一
定に保つことが望ましい。
【０００３】そこで、始動時の燃圧上昇性能とその後の
燃圧変動抑制性能とを確保するために、実開平５−１８
５４号公報に示すように、各気筒の燃料噴射弁に高圧燃
料を分配供給するコモンレール（デリバリパイプ）に制
御弁を介してアキュームレータを連結すると共に、該コ
モンレールに燃圧を調整する高圧レギュレータを連結
し、エンジン運転中の燃圧変動を高圧レギュレータによ
って抑制するようにしている。また、エンジン運転中
は、制御弁を開放してコモンレールから高圧燃料の一部
をアキュームレータ内に流入させ、エンジン停止と同時
に制御弁を閉鎖してアキュームレータ内に高圧燃料を密
閉し、その後、始動時に制御弁を開放してアキュームレ
ータ内の高圧燃料をコモンレールに流入させることで、
始動時の燃圧上昇を速めて始動性を向上させるようにな
っている。
燃圧変動抑制性能とを確保するために、実開平５−１８
５４号公報に示すように、各気筒の燃料噴射弁に高圧燃
料を分配供給するコモンレール（デリバリパイプ）に制
御弁を介してアキュームレータを連結すると共に、該コ
モンレールに燃圧を調整する高圧レギュレータを連結
し、エンジン運転中の燃圧変動を高圧レギュレータによ
って抑制するようにしている。また、エンジン運転中
は、制御弁を開放してコモンレールから高圧燃料の一部
をアキュームレータ内に流入させ、エンジン停止と同時
に制御弁を閉鎖してアキュームレータ内に高圧燃料を密
閉し、その後、始動時に制御弁を開放してアキュームレ
ータ内の高圧燃料をコモンレールに流入させることで、
始動時の燃圧上昇を速めて始動性を向上させるようにな
っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成では、始動時の燃圧上昇性能とその後の燃圧変動
抑制性能とを確保するために、制御弁とアキュームレー
タと高圧レギュレータとを必要とするため、燃料供給系
の構成が複雑化してコスト高になると共に、小型化の要
求も満たすことができない。また、アキュームレータの
気体封入圧をどの程度にすれば良いかの記載がなく、こ
の点について不明確であった。
来構成では、始動時の燃圧上昇性能とその後の燃圧変動
抑制性能とを確保するために、制御弁とアキュームレー
タと高圧レギュレータとを必要とするため、燃料供給系
の構成が複雑化してコスト高になると共に、小型化の要
求も満たすことができない。また、アキュームレータの
気体封入圧をどの程度にすれば良いかの記載がなく、こ
の点について不明確であった。
【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、始動時の燃圧上昇性
能とその後の燃圧変動抑制性能とを確保しながら、燃料
供給系の構成を簡素化して低コスト化と小型化を実現で
きる直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装置を提供する
ことにある。
たものであり、従ってその目的は、始動時の燃圧上昇性
能とその後の燃圧変動抑制性能とを確保しながら、燃料
供給系の構成を簡素化して低コスト化と小型化を実現で
きる直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の直噴式ガソリンエンジンの燃料
供給装置は、コモンレール内の燃圧変動に応じてそれを
抑制する方向に伸縮する気体封入式のダンパ手段を有
し、このダンパ手段の気体初期封入圧を、燃料噴射弁の
噴射燃料を微粒化するために必要な所定燃圧以上に設定
したものである。
に、本発明の請求項１の直噴式ガソリンエンジンの燃料
供給装置は、コモンレール内の燃圧変動に応じてそれを
抑制する方向に伸縮する気体封入式のダンパ手段を有
し、このダンパ手段の気体初期封入圧を、燃料噴射弁の
噴射燃料を微粒化するために必要な所定燃圧以上に設定
したものである。
【０００７】コモンレール内の燃圧変動を少なくするに
は、コモンレールの容積を大きくする方が有利である
が、コモンレールの容積を大きくすると、始動時にコモ
ンレール内の燃圧上昇が遅くなり、始動性が低下する。
は、コモンレールの容積を大きくする方が有利である
が、コモンレールの容積を大きくすると、始動時にコモ
ンレール内の燃圧上昇が遅くなり、始動性が低下する。
【０００８】これに対し、本発明では、エンジン停止中
にコモンレール内の燃圧が低下すると、それに応じてダ
ンパ手段がコモンレール内の燃圧低下を抑える方向、つ
まり燃料充填容積を減少させる方向に変位する。このた
め、始動時の状態は、コモンレールの容積を縮小したの
と実質的に同じ状態となり、始動時の燃圧上昇が速くな
る。更に、上述したダンパ手段の伸縮動作により燃圧変
動を抑制できるので、コモンレールの容積を小さくする
ことができる。しかも、ダンパ手段の気体初期封入圧
を、燃料噴射弁の噴射燃料を微粒化するために必要な所
定燃圧以上に設定しているので、始動時には、燃圧が所
定燃圧以上に上昇するまで、ダンパ手段が動かず、燃料
充填容積が最小に保持される。これにより、始動時に燃
圧を燃料の微粒化に必要な所定燃圧以上に速やかに上昇
させることができて、良好な燃焼を早期に確保でき、良
好な始動性を確保できる。そして、エンジン運転中は、
ダンパ手段内の封入気体の圧力が燃圧と釣り合うまでダ
ンパ手段が縮小した状態となり、この状態で、燃圧変動
に応じてダンパ手段が伸縮することで、燃圧変動を抑制
できる。
にコモンレール内の燃圧が低下すると、それに応じてダ
ンパ手段がコモンレール内の燃圧低下を抑える方向、つ
まり燃料充填容積を減少させる方向に変位する。このた
め、始動時の状態は、コモンレールの容積を縮小したの
と実質的に同じ状態となり、始動時の燃圧上昇が速くな
る。更に、上述したダンパ手段の伸縮動作により燃圧変
動を抑制できるので、コモンレールの容積を小さくする
ことができる。しかも、ダンパ手段の気体初期封入圧
を、燃料噴射弁の噴射燃料を微粒化するために必要な所
定燃圧以上に設定しているので、始動時には、燃圧が所
定燃圧以上に上昇するまで、ダンパ手段が動かず、燃料
充填容積が最小に保持される。これにより、始動時に燃
圧を燃料の微粒化に必要な所定燃圧以上に速やかに上昇
させることができて、良好な燃焼を早期に確保でき、良
好な始動性を確保できる。そして、エンジン運転中は、
ダンパ手段内の封入気体の圧力が燃圧と釣り合うまでダ
ンパ手段が縮小した状態となり、この状態で、燃圧変動
に応じてダンパ手段が伸縮することで、燃圧変動を抑制
できる。
【０００９】このように、本発明では、気体封入式のダ
ンパ手段によって始動時の燃圧上昇性能とその後の燃圧
変動抑制性能とを両立させることができるので、従来の
ようにコモンレールに制御弁とアキュームレータと高圧
レギュレータとを組み付けた構成と比較して、構成を簡
素化できて、低コスト化と小型化を実現できる。
ンパ手段によって始動時の燃圧上昇性能とその後の燃圧
変動抑制性能とを両立させることができるので、従来の
ようにコモンレールに制御弁とアキュームレータと高圧
レギュレータとを組み付けた構成と比較して、構成を簡
素化できて、低コスト化と小型化を実現できる。
【００１０】この場合、請求項２のように、前記ダンパ
手段の気体初期封入圧を４ＭＰａ以上に設定すると、始
動時には燃圧が４ＭＰａ以上に上昇するまで、ダンパ手
段が動かず、燃料充填容積が最小に保持されるため、始
動時に燃圧を４ＭＰａ以上に速やかに上昇させることが
できる。４ＭＰａ以上の燃圧では、後述する図４に示す
ように、燃料の噴霧粒径が良好な燃焼を実現するのに必
要とされる３０μｍ以下となる。
手段の気体初期封入圧を４ＭＰａ以上に設定すると、始
動時には燃圧が４ＭＰａ以上に上昇するまで、ダンパ手
段が動かず、燃料充填容積が最小に保持されるため、始
動時に燃圧を４ＭＰａ以上に速やかに上昇させることが
できる。４ＭＰａ以上の燃圧では、後述する図４に示す
ように、燃料の噴霧粒径が良好な燃焼を実現するのに必
要とされる３０μｍ以下となる。
【００１１】更に、請求項３のように、前記ダンパ手段
の気体初期封入圧を８ＭＰａ以上に設定すると、始動時
に燃圧を８ＭＰａ以上に速やかに上昇させることができ
る。８ＭＰａ以上の燃圧では、後述する図４に示すよう
に、燃料の噴霧粒径がより望ましい燃焼を実現するのに
必要とされる２５μｍ以下となる。
の気体初期封入圧を８ＭＰａ以上に設定すると、始動時
に燃圧を８ＭＰａ以上に速やかに上昇させることができ
る。８ＭＰａ以上の燃圧では、後述する図４に示すよう
に、燃料の噴霧粒径がより望ましい燃焼を実現するのに
必要とされる２５μｍ以下となる。
【００１２】ところで、ダンパ手段の気体初期封入圧が
常用燃圧（目標燃圧）より高いと、常用燃圧の通常の変
動幅内でもダンパ手段が伸びきった状態になるおそれが
あり、燃圧変動抑制効果が不完全になるおそれがある。
常用燃圧（目標燃圧）より高いと、常用燃圧の通常の変
動幅内でもダンパ手段が伸びきった状態になるおそれが
あり、燃圧変動抑制効果が不完全になるおそれがある。
【００１３】この点、請求項４のように、ダンパ手段の
気体初期封入圧をコモンレール内の常用燃圧より低く設
定すれば、常用燃圧時にダンパ手段内の封入気体の圧力
が燃圧と釣り合うまでダンパ手段が縮小した状態とな
り、この状態で、燃圧変動に応じてダンパ手段が伸縮し
て燃圧変動が確実に抑制される。
気体初期封入圧をコモンレール内の常用燃圧より低く設
定すれば、常用燃圧時にダンパ手段内の封入気体の圧力
が燃圧と釣り合うまでダンパ手段が縮小した状態とな
り、この状態で、燃圧変動に応じてダンパ手段が伸縮し
て燃圧変動が確実に抑制される。
【００１４】更に、通常の運転状態では、常用燃圧に対
して±１ＭＰａ程度の燃圧変動が生じるため、請求項５
のように、ダンパ手段の気体初期封入圧をコモンレール
内の常用燃圧より１ＭＰａ以上低く設定すれば、常用燃
圧の通常の変動幅内でダンパ手段が伸びきった状態とな
ることを防止できて、通常の燃圧変動に伴うダンパ手段
の伸縮量を確保でき、安定した燃圧変動抑制性能を発揮
させることができる。
して±１ＭＰａ程度の燃圧変動が生じるため、請求項５
のように、ダンパ手段の気体初期封入圧をコモンレール
内の常用燃圧より１ＭＰａ以上低く設定すれば、常用燃
圧の通常の変動幅内でダンパ手段が伸びきった状態とな
ることを防止できて、通常の燃圧変動に伴うダンパ手段
の伸縮量を確保でき、安定した燃圧変動抑制性能を発揮
させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。まず、図１に基づいて直噴式ガソ
リンエンジンの燃料供給装置全体の構成を説明する。燃
料タンク１１内には、燃圧（ガソリン）を汲み上げるフ
ィードポンプ１２が設置されている。このフィードポン
プ１２は車載バッテリ（図示せず）から供給される電力
によって駆動される。このフィードポンプ１２の吐出口
側には、燃料配管１３を介して高圧燃料ポンプ１４が連
結されている。この高圧燃料ポンプ１４は、エンジンの
カム軸１５によって駆動されるプランジャ１６を内蔵
し、このプランジャ１６の往復運動によって吐出口１８
から高圧燃料を圧送する。また、高圧燃料ポンプ１４の
吸込口１７側には、該吸込口１７を開閉する電磁弁１９
が設けられている。
に基づいて説明する。まず、図１に基づいて直噴式ガソ
リンエンジンの燃料供給装置全体の構成を説明する。燃
料タンク１１内には、燃圧（ガソリン）を汲み上げるフ
ィードポンプ１２が設置されている。このフィードポン
プ１２は車載バッテリ（図示せず）から供給される電力
によって駆動される。このフィードポンプ１２の吐出口
側には、燃料配管１３を介して高圧燃料ポンプ１４が連
結されている。この高圧燃料ポンプ１４は、エンジンの
カム軸１５によって駆動されるプランジャ１６を内蔵
し、このプランジャ１６の往復運動によって吐出口１８
から高圧燃料を圧送する。また、高圧燃料ポンプ１４の
吸込口１７側には、該吸込口１７を開閉する電磁弁１９
が設けられている。
【００１６】高圧燃料ポンプ１４の吐出口１８には、逆
止弁２０と燃料配管２１を介してコモンレール２２が連
結されている。このコモンレール２２内に貯留された高
圧燃料は、エンジンの各気筒２３に取り付けられた燃料
噴射弁２４に分岐供給管２５を介して供給される。ま
た、コモンレール２２には、燃圧を検出する燃圧センサ
２６が取り付けられ、この燃圧センサ２６の出力信号が
電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と略称する）２７に
入力される。
止弁２０と燃料配管２１を介してコモンレール２２が連
結されている。このコモンレール２２内に貯留された高
圧燃料は、エンジンの各気筒２３に取り付けられた燃料
噴射弁２４に分岐供給管２５を介して供給される。ま
た、コモンレール２２には、燃圧を検出する燃圧センサ
２６が取り付けられ、この燃圧センサ２６の出力信号が
電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と略称する）２７に
入力される。
【００１７】このＥＣＵ２７は、燃料噴射弁２４の噴射
動作を制御すると共に、燃圧センサ２６により検出した
実燃圧と目標燃圧との偏差に応じて電磁弁１９をフィー
ドバック制御し、燃料吐出量を最適な量に調節すること
により、燃圧を目標値に近付ける。
動作を制御すると共に、燃圧センサ２６により検出した
実燃圧と目標燃圧との偏差に応じて電磁弁１９をフィー
ドバック制御し、燃料吐出量を最適な量に調節すること
により、燃圧を目標値に近付ける。
【００１８】一方、コモンレール２２にはアキュームレ
ータ２８が連結され、コモンレール２２内に圧送されて
くる高圧燃料の一部がアキュームレータ２８内にも流入
するようになっている。このアキュームレータ２８内に
は気体封入式のダンパ手段２９が設けられている。この
ダンパ手段２９は、図２に示すように、胴部を金属ベロ
ーズ３０で構成し、該金属ベローズ３０の一端開口を端
板３１で閉鎖すると共に、他端周縁部をアキュームレー
タ２８の端面に溶接等により接合して、金属ベローズ３
０内に密閉空間を作り、その密閉空間内に窒素やアルゴ
ン等の気体を封入したものである。
ータ２８が連結され、コモンレール２２内に圧送されて
くる高圧燃料の一部がアキュームレータ２８内にも流入
するようになっている。このアキュームレータ２８内に
は気体封入式のダンパ手段２９が設けられている。この
ダンパ手段２９は、図２に示すように、胴部を金属ベロ
ーズ３０で構成し、該金属ベローズ３０の一端開口を端
板３１で閉鎖すると共に、他端周縁部をアキュームレー
タ２８の端面に溶接等により接合して、金属ベローズ３
０内に密閉空間を作り、その密閉空間内に窒素やアルゴ
ン等の気体を封入したものである。
【００１９】この場合、ダンパ手段２９内の気体初期封
入圧は、燃料噴射弁２４の噴射燃料を微粒化するために
必要な所定燃圧以上、好ましくは４ＭＰａ以上、より好
ましくは８ＭＰａ以上に設定されている。更に、このダ
ンパ手段２９内の気体初期封入圧は、常用燃圧（例えば
１０〜１２ＭＰａ程度）での燃圧変動抑制効果を確保す
るために、常用燃圧より低い圧力、より好ましくは常用
燃圧より１ＭＰａ以上低く設定されている。ここで、ダ
ンパ手段２９内の気体初期封入圧は、ダンパ手段２９内
に気体を封入するときの圧力であり、ダンパ手段２９が
最大に伸びた状態（つまりダンパ手段２９の端板３１が
アキュームレータ２８の入り口側端面に突き当った状
態）での封入気体の圧力と等しい。
入圧は、燃料噴射弁２４の噴射燃料を微粒化するために
必要な所定燃圧以上、好ましくは４ＭＰａ以上、より好
ましくは８ＭＰａ以上に設定されている。更に、このダ
ンパ手段２９内の気体初期封入圧は、常用燃圧（例えば
１０〜１２ＭＰａ程度）での燃圧変動抑制効果を確保す
るために、常用燃圧より低い圧力、より好ましくは常用
燃圧より１ＭＰａ以上低く設定されている。ここで、ダ
ンパ手段２９内の気体初期封入圧は、ダンパ手段２９内
に気体を封入するときの圧力であり、ダンパ手段２９が
最大に伸びた状態（つまりダンパ手段２９の端板３１が
アキュームレータ２８の入り口側端面に突き当った状
態）での封入気体の圧力と等しい。
【００２０】また、コモンレール２２内の燃圧がダンパ
手段２９の気体初期封入圧より低いときには、ダンパ手
段２９の端板３１がアキュームレータ２８の入り口側端
面に突き当った状態で動かず、従って、アキュームレー
タ２８の入り口側端面がダンパ手段２９の金属ベローズ
３０の伸び方向の限界位置（初期位置）となる。そし
て、コモンレール２２内の燃圧がダンパ手段２９の気体
初期封入圧を越えて上昇するに従って、ダンパ手段２９
の金属ベローズ３０が図２の矢印Ｂ方向に縮み、その状
態で燃圧変動に応じてダンパ手段２９の金属ベローズ３
０が伸縮して、燃圧変動を抑制する。従来のコモンレー
ル容積は所定の燃圧変動まで小さくできるような大きさ
に決定されているが、本実施形態では、上述したように
ダンパ手段２９により燃圧変動を抑制できるので、コモ
ンレール２２の容積を小さくすることが可能である。
手段２９の気体初期封入圧より低いときには、ダンパ手
段２９の端板３１がアキュームレータ２８の入り口側端
面に突き当った状態で動かず、従って、アキュームレー
タ２８の入り口側端面がダンパ手段２９の金属ベローズ
３０の伸び方向の限界位置（初期位置）となる。そし
て、コモンレール２２内の燃圧がダンパ手段２９の気体
初期封入圧を越えて上昇するに従って、ダンパ手段２９
の金属ベローズ３０が図２の矢印Ｂ方向に縮み、その状
態で燃圧変動に応じてダンパ手段２９の金属ベローズ３
０が伸縮して、燃圧変動を抑制する。従来のコモンレー
ル容積は所定の燃圧変動まで小さくできるような大きさ
に決定されているが、本実施形態では、上述したように
ダンパ手段２９により燃圧変動を抑制できるので、コモ
ンレール２２の容積を小さくすることが可能である。
【００２１】尚、図３（ａ）に実線で示す始動時の燃圧
上昇特性は、ダンパ手段２９内の気体初期封入圧を許容
燃圧下限値（４ＭＰａ）に設定した場合の始動時の燃圧
上昇特性である。この場合、始動時の燃圧上昇率が許容
燃圧下限値の前後で変化するが、これは、始動時に燃圧
が許容燃圧下限値を越えるまでは、ダンパ手段２９の端
板３１がアキュームレータ２８の入り口側端面に突き当
った状態で動かないが、燃圧が許容燃圧下限値を越えて
上昇すると、その燃圧上昇に応じてダンパ手段２９の金
属ベローズ３０が縮んで、アキュームレータ２８内の燃
料充填容積が増加し、それによって燃圧上昇が緩やかに
なるものである。
上昇特性は、ダンパ手段２９内の気体初期封入圧を許容
燃圧下限値（４ＭＰａ）に設定した場合の始動時の燃圧
上昇特性である。この場合、始動時の燃圧上昇率が許容
燃圧下限値の前後で変化するが、これは、始動時に燃圧
が許容燃圧下限値を越えるまでは、ダンパ手段２９の端
板３１がアキュームレータ２８の入り口側端面に突き当
った状態で動かないが、燃圧が許容燃圧下限値を越えて
上昇すると、その燃圧上昇に応じてダンパ手段２９の金
属ベローズ３０が縮んで、アキュームレータ２８内の燃
料充填容積が増加し、それによって燃圧上昇が緩やかに
なるものである。
【００２２】ところで、エンジン停止中は、逆止弁２０
が閉鎖して高圧燃料をコモンレール２２内に封じ込め、
燃圧を保持するようにしているが、エンジン停止中は、
コモンレール２２内の燃料温度の低下や逆止弁２０の漏
れ等によってコモンレール２２内の燃圧が低下する。こ
のように、エンジン停止中にコモンレール２２内の燃圧
が低下すると、ダンパ手段２９内の封入気体の圧力がコ
モンレール２２側の燃圧と釣り合う状態になるまでダン
パ手段２９の金属ベローズ３０が図２の矢印Ａ方向（左
方向）に伸びて、アキュームレータ２８内の燃料をコモ
ンレール２２内へ押し出し、コモンレール２２内の燃圧
低下を少なくする。
が閉鎖して高圧燃料をコモンレール２２内に封じ込め、
燃圧を保持するようにしているが、エンジン停止中は、
コモンレール２２内の燃料温度の低下や逆止弁２０の漏
れ等によってコモンレール２２内の燃圧が低下する。こ
のように、エンジン停止中にコモンレール２２内の燃圧
が低下すると、ダンパ手段２９内の封入気体の圧力がコ
モンレール２２側の燃圧と釣り合う状態になるまでダン
パ手段２９の金属ベローズ３０が図２の矢印Ａ方向（左
方向）に伸びて、アキュームレータ２８内の燃料をコモ
ンレール２２内へ押し出し、コモンレール２２内の燃圧
低下を少なくする。
【００２３】このため、ダンパ手段２９があれば、コモ
ンレール２２の容積を小さくすることができ、図３
（ａ）に実線で示すように、始動時にコモンレール２２
内の燃圧を速やかに上昇させて、始動性を向上させるこ
とができる。ちなみに、ダンパ手段２９が無いと、燃圧
変動を抑制するためにコモンレール２２の容積を十分に
大きく確保する必要があり、ダンパ手段２９がある場合
と比較して、始動時の燃料充填容積が多く、その分、始
動時の燃圧上昇に多くの燃料吐出量を必要とし、図３
（ａ）に点線で示すように、燃圧上昇が遅れて始動性が
低下する。
ンレール２２の容積を小さくすることができ、図３
（ａ）に実線で示すように、始動時にコモンレール２２
内の燃圧を速やかに上昇させて、始動性を向上させるこ
とができる。ちなみに、ダンパ手段２９が無いと、燃圧
変動を抑制するためにコモンレール２２の容積を十分に
大きく確保する必要があり、ダンパ手段２９がある場合
と比較して、始動時の燃料充填容積が多く、その分、始
動時の燃圧上昇に多くの燃料吐出量を必要とし、図３
（ａ）に点線で示すように、燃圧上昇が遅れて始動性が
低下する。
【００２４】また、エンジン運転中は、図３（ｂ）に示
すように、燃料噴射弁２４から燃料を噴射する毎に燃圧
が変動するが、本実施形態では、コモンレール２２内の
燃圧が低下する方向に変動すると、ダンパ手段２９の金
属ベローズ３０が図２の矢印Ａ方向（左方向）に伸び
て、アキュームレータ２８内の燃料をコモンレール２２
内へ押し出し、コモンレール２２内の燃圧低下を少なく
する。また、コモンレール２２内の燃圧が上昇する方向
に変動すると、ダンパ手段２９の金属ベローズ３０が図
２の矢印Ｂ方向（右方向）に縮んで、コモンレール２２
内の高圧燃料の一部をアキュームレータ２８内に流入さ
せ、コモンレール２２内の燃圧上昇を少なくする。
すように、燃料噴射弁２４から燃料を噴射する毎に燃圧
が変動するが、本実施形態では、コモンレール２２内の
燃圧が低下する方向に変動すると、ダンパ手段２９の金
属ベローズ３０が図２の矢印Ａ方向（左方向）に伸び
て、アキュームレータ２８内の燃料をコモンレール２２
内へ押し出し、コモンレール２２内の燃圧低下を少なく
する。また、コモンレール２２内の燃圧が上昇する方向
に変動すると、ダンパ手段２９の金属ベローズ３０が図
２の矢印Ｂ方向（右方向）に縮んで、コモンレール２２
内の高圧燃料の一部をアキュームレータ２８内に流入さ
せ、コモンレール２２内の燃圧上昇を少なくする。
【００２５】このように、燃料変動に応じてダンパ手段
２９が伸縮することで、図３（ｂ）に実線で示すよう
に、燃圧変動を少なくすることができて、エミッション
やドライバビリティを向上できる。ちなみに、ダンパ手
段２９による燃圧変動抑制効果が無いと、図３（ｂ）に
点線で示すように、燃圧変動が大きくなり、エミッショ
ンやドライバビリティに悪影響を与える。
２９が伸縮することで、図３（ｂ）に実線で示すよう
に、燃圧変動を少なくすることができて、エミッション
やドライバビリティを向上できる。ちなみに、ダンパ手
段２９による燃圧変動抑制効果が無いと、図３（ｂ）に
点線で示すように、燃圧変動が大きくなり、エミッショ
ンやドライバビリティに悪影響を与える。
【００２６】次に、ダンパ手段２９の気体初期封入圧と
噴射特性、燃圧変動抑制効果との関係について考察す
る。直噴式ガソリンエンジンでは、筒内に直接噴射する
燃料と筒内空気との混合を促進するために燃料の噴霧粒
径を微粒化する必要がある。図４に示すように、噴霧粒
径は燃圧に依存するため、噴霧粒径の許容値により燃圧
の許容値が決定される。
噴射特性、燃圧変動抑制効果との関係について考察す
る。直噴式ガソリンエンジンでは、筒内に直接噴射する
燃料と筒内空気との混合を促進するために燃料の噴霧粒
径を微粒化する必要がある。図４に示すように、噴霧粒
径は燃圧に依存するため、噴霧粒径の許容値により燃圧
の許容値が決定される。
【００２７】一般に、噴霧燃料と筒内空気との混合を促
進して良好な燃焼性を確保するには、噴霧粒径を３０μ
ｍ以下にする必要があり、そのためには図４に示す特性
から、燃圧を４ＭＰａ以上に保持する必要がある。従っ
て、許容燃圧下限値は４ＭＰａとなる。更に、より望ま
しい燃焼性を確保するには、噴霧粒径を２５μｍ以下に
する必要があり、そのためには図４に示す特性から、燃
圧を８ＭＰａ以上に保持する必要がある。
進して良好な燃焼性を確保するには、噴霧粒径を３０μ
ｍ以下にする必要があり、そのためには図４に示す特性
から、燃圧を４ＭＰａ以上に保持する必要がある。従っ
て、許容燃圧下限値は４ＭＰａとなる。更に、より望ま
しい燃焼性を確保するには、噴霧粒径を２５μｍ以下に
する必要があり、そのためには図４に示す特性から、燃
圧を８ＭＰａ以上に保持する必要がある。
【００２８】このような事情を考慮し、ダンパ手段２９
の気体初期封入圧は、少なくとも許容燃圧下限値（４Ｍ
Ｐａ）以上に設定することが好ましい。この場合には、
始動時に燃圧が許容燃圧下限値以上になるまで、ダンパ
手段２９が縮小せず、アキュームレータ２８内の燃料充
填容積が最小に保持されるため、始動時に燃圧を許容燃
圧下限値以上に速やかに上昇させることができ、速やか
に良好な燃焼を確保できて、良好な始動性を確保でき
る。
の気体初期封入圧は、少なくとも許容燃圧下限値（４Ｍ
Ｐａ）以上に設定することが好ましい。この場合には、
始動時に燃圧が許容燃圧下限値以上になるまで、ダンパ
手段２９が縮小せず、アキュームレータ２８内の燃料充
填容積が最小に保持されるため、始動時に燃圧を許容燃
圧下限値以上に速やかに上昇させることができ、速やか
に良好な燃焼を確保できて、良好な始動性を確保でき
る。
【００２９】更に、ダンパ手段２９の気体初期封入圧を
８ＭＰａ以上に設定すれば、始動時に燃圧が８ＭＰａ以
上になるまで、ダンパ手段２９が縮まないため、始動時
に燃圧を８ＭＰａ以上に速やかに上昇させることができ
て、一層良好な始動性を確保できる。
８ＭＰａ以上に設定すれば、始動時に燃圧が８ＭＰａ以
上になるまで、ダンパ手段２９が縮まないため、始動時
に燃圧を８ＭＰａ以上に速やかに上昇させることができ
て、一層良好な始動性を確保できる。
【００３０】しかし、ダンパ手段２９の気体初期封入圧
が常用燃圧（例えば１０〜１２ＭＰａ程度）以上になる
と、その気体初期封入圧以下の燃圧変動に対しては、ダ
ンパ手段２９が動かず、燃圧変動の抑制が不完全とな
る。従って、ダンパ手段２９の気体初期封入圧を少なく
とも常用燃圧よりも低く設定することが好ましい。
が常用燃圧（例えば１０〜１２ＭＰａ程度）以上になる
と、その気体初期封入圧以下の燃圧変動に対しては、ダ
ンパ手段２９が動かず、燃圧変動の抑制が不完全とな
る。従って、ダンパ手段２９の気体初期封入圧を少なく
とも常用燃圧よりも低く設定することが好ましい。
【００３１】また、通常のエンジン運転中は、常用燃圧
に対して±１ＭＰａ程度の燃圧変動が生じる。従って、
ダンパ手段２９の気体初期封入圧を常用燃圧の通常の変
動幅内に設定すると、通常の燃圧変動でも気体初期封入
圧以下の領域で、ダンパ手段２９が動かず、燃圧変動の
抑制が不完全となる。従って、ダンパ手段２９の気体初
期封入圧を常用燃圧より１ＭＰａ以上低い圧力、つまり
常用燃圧の通常の変動幅より低い圧力に設定すれば、常
用燃圧の通常の変動幅内でダンパ手段２９を確実に作動
させることができ、安定した燃圧変動抑制性能を発揮さ
せることができる。
に対して±１ＭＰａ程度の燃圧変動が生じる。従って、
ダンパ手段２９の気体初期封入圧を常用燃圧の通常の変
動幅内に設定すると、通常の燃圧変動でも気体初期封入
圧以下の領域で、ダンパ手段２９が動かず、燃圧変動の
抑制が不完全となる。従って、ダンパ手段２９の気体初
期封入圧を常用燃圧より１ＭＰａ以上低い圧力、つまり
常用燃圧の通常の変動幅より低い圧力に設定すれば、常
用燃圧の通常の変動幅内でダンパ手段２９を確実に作動
させることができ、安定した燃圧変動抑制性能を発揮さ
せることができる。
【００３２】以上説明した実施形態では、コモンレール
２２に連結したアキュームレータ２８内にダンパ手段２
９を設けたが、ダンパ手段をコモンレール２２内に設け
て、アキュームレータ２８を省略するようにしても良
い。また、上記実施形態では、燃料タンク１１から燃料
を汲み上げるフィードポンプ１２を燃料タンク１１内に
設置したが、フィードポンプを燃料タンク１１の外部に
設置して、フィードポンプの吸込みパイプを燃料タンク
１１内に導入するようにしても良い。
２２に連結したアキュームレータ２８内にダンパ手段２
９を設けたが、ダンパ手段をコモンレール２２内に設け
て、アキュームレータ２８を省略するようにしても良
い。また、上記実施形態では、燃料タンク１１から燃料
を汲み上げるフィードポンプ１２を燃料タンク１１内に
設置したが、フィードポンプを燃料タンク１１の外部に
設置して、フィードポンプの吸込みパイプを燃料タンク
１１内に導入するようにしても良い。
【図１】本発明の一実施形態における直噴式ガソリンエ
ンジンの燃料供給装置全体の概略構成を示す図
ンジンの燃料供給装置全体の概略構成を示す図
【図２】アキュームレータの縦断面図
【図３】（ａ）は始動時の燃圧上昇特性を示す図、
（ｂ）はエンジン運転中の燃圧変動を示す図
（ｂ）はエンジン運転中の燃圧変動を示す図
【図４】燃圧と燃料の噴霧形状との関係を示す図
１１…燃料タンク、１２…フィードポンプ、１４…高圧
燃料ポンプ、１５…カム軸、１９…電磁弁、２０…逆止
弁、２２…コモンレール、２４…燃料噴射弁、２６…燃
圧センサ、２７…ＥＣＵ（電子制御ユニット）、２８…
アキュームレータ、２９…ダンパ手段、３０…金属ベロ
ーズ、３１…端板。
燃料ポンプ、１５…カム軸、１９…電磁弁、２０…逆止
弁、２２…コモンレール、２４…燃料噴射弁、２６…燃
圧センサ、２７…ＥＣＵ（電子制御ユニット）、２８…
アキュームレータ、２９…ダンパ手段、３０…金属ベロ
ーズ、３１…端板。
Claims (5)
- 【請求項１】 高圧燃料ポンプから圧送されてくる高圧
の燃料を蓄えるコモンレールと、このコモンレールから
分配供給される高圧燃料をエンジン筒内に直接噴射する
燃料噴射弁とを備えた直噴式ガソリンエンジンの燃料供
給装置において、 前記コモンレール内の燃圧変動に応じてそれを抑制する
方向に伸縮する気体封入式のダンパ手段を有し、このダ
ンパ手段の気体初期封入圧を、前記燃料噴射弁の噴射燃
料を微粒化するために必要な所定燃圧以上に設定したこ
とを特徴とする直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装
置。 - 【請求項２】 前記ダンパ手段の気体初期封入圧を４Ｍ
Ｐａ以上に設定したことを特徴とする請求項１に記載の
直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装置。 - 【請求項３】 前記ダンパ手段の気体初期封入圧を８Ｍ
Ｐａ以上に設定したことを特徴とする請求項１に記載の
直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装置。 - 【請求項４】 前記ダンパ手段の気体初期封入圧をコモ
ンレール内の常用燃圧より低く設定したことを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載の直噴式ガソリンエ
ンジンの燃料供給装置。 - 【請求項５】 前記ダンパ手段の気体初期封入圧をコモ
ンレール内の常用燃圧より１ＭＰａ以上低く設定したこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の直噴
式ガソリンエンジンの燃料供給装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8123850A JPH09310661A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装置 |
| US08/841,581 US6230684B1 (en) | 1996-05-20 | 1997-04-30 | Fuel supply apparatus for direct injection type gasoline engine |
| DE19720731A DE19720731A1 (de) | 1996-05-20 | 1997-05-16 | Kraftstoffversorgungsgerät für einen Benzinmotor der direkteinspritzenden Art |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8123850A JPH09310661A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09310661A true JPH09310661A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=14870951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8123850A Pending JPH09310661A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 直噴式ガソリンエンジンの燃料供給装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6230684B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09310661A (ja) |
| DE (1) | DE19720731A1 (ja) |
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| JP2017210964A (ja) * | 2017-09-01 | 2017-11-30 | 株式会社デンソー | 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム |
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