JPH1089178A - 筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の燃料回路構造を大幅に改造するこ
となく、エンジン停止後において再始動時の燃料圧力上
昇に要する時間を短縮することにより始動性を改善する
ことができる筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料回
路を提供することを課題とする。 【解決手段】 低圧オーバーフロー通路１３および高圧
オーバーフロー通路１９を合流させることにより配管の
本数を減少させるとともに高圧オーバーフロー通路１９
内の燃料圧力を油密に保持することに着目したもので、
低圧ポンプ３および高圧ポンプ５の間から分岐する低圧
オーバーフロー通路１３と、コモンレール７から燃料タ
ンク２に戻るとともにその途中に絞り部２０を有する高
圧オーバーフロー通路１９とを合流させ、かつ合流した
その下流に低圧レギュレーター９を設けて燃料を燃料タ
ンク２に戻すようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は筒内直接噴射式ガソ
リンエンジン用燃料回路にかかるもので、とくにエンジ
ンの再始動性を改善することができる筒内直接噴射式ガ
ソリンエンジン用燃料回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のマニホールド噴射式ガソリンエン
ジンにおいては、燃料噴射圧力として０．２〜０．３Ｍ
Ｐａであるが、シリンダー内に直接燃料（ガソリン）を
噴射する形式の筒内直接噴射式ガソリンエンジンにおい
ては、燃料噴射圧力として４〜１０ＭＰａと２０倍以上
の高い圧力が要求される。筒内直接噴射式ガソリンエン
ジンにおいては、この燃料の高圧化に要する動力消費の
エンジン消費動力に対する割合が大きくなるため、必要
最小限の高圧燃料を供給することができる燃料系システ
ムが必要になる。

【０００３】この解決策として、電動モーター駆動方式
の燃料回路が提案されている。図３は、筒内直接噴射式
ガソリンエンジン用燃料回路１の概略構成図であって、
筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料回路１は、燃料
タンク２と、低圧ポンプ３およびその駆動モーター４
と、高圧ポンプ５およびその駆動モーター６と、加圧燃
料を蓄える蓄圧器としてのコモンレール７と、インジェ
クター８と、低圧レギュレーター９と、を有する。

【０００４】低圧ポンプ３は、燃料フィルター１０を介
して燃料を吸い上げ、低圧配管による低圧燃料供給通路
１１を介し、低圧燃料として高圧ポンプ５に供給する。
この低圧燃料供給通路１１には燃料フィルター１２を設
けているとともに、低圧オーバーフロー通路１３を分岐
させ、上記低圧レギュレーター９を介して燃料タンク２
に還流させる。

【０００５】高圧ポンプ５は、低圧燃料をさらに加圧し
て高圧燃料とし、高圧配管による高圧燃料供給通路１４
を介してコモンレール７に供給する。

【０００６】なお、高圧燃料供給通路１４における圧力
あるいはコモンレール７内の圧力を圧力センサー１５に
より検出して、その検出信号をエンジン制御ユニット１
６に入力し、ポンプ駆動ユニット１７が高圧ポンプ５の
駆動モーター６を制御して高圧ポンプ５の回転数を制御
することにより、コモンレール７内の圧力ないしインジ
ェクター８から噴射する燃料の圧力を所定の目標圧力に
設定可能とする。

【０００７】コモンレール７内の高圧燃料（たとえば高
圧ガソリン）は、エンジンの回転数や負荷に応じてイン
ジェクター８を順次開閉制御することにより、高圧の燃
料噴射管１８を介してインジェクター８からエンジンの
シリンダー（燃焼室、図示せず）内に直接噴射される。

【０００８】コモンレール７から燃料タンク２への、リ
ターン配管による高圧オーバーフロー通路１９には絞り
部２０（オリフィス）を設け、コモンレール７内の過剰
な高圧燃料はこの絞り部２０を経て減圧され、圧力差に
応じた一定量の燃料が燃料タンク２に還流される。な
お、絞り部２０を通過する燃料は、これを必要最小限に
設定してある。

【０００９】こうした構成の筒内直接噴射式ガソリンエ
ンジン用燃料回路１においては、絞り部２０には油密機
能が備わっていないため、エンジン停止後、コモンレー
ル７内の燃料が絞り部２０を経て燃料タンク２に戻り、
つぎにエンジンを始動する際に目標燃料圧力に達するま
でに時間がかかって、始動不良の原因となるという問題
がある。

【００１０】さらに、燃料タンク２への接続配管が、低
圧燃料供給通路１１、低圧オーバーフロー通路１３およ
び高圧オーバーフロー通路１９の３本となり、多くの配
管を取り付けることとなって車両レイアウト上支障をき
たすという問題がある。とくにコモンレール７およびイ
ンジェクター８を車体の前部に、また燃料タンク２を車
体の後部にそれぞれ設けている場合には、配管が長くな
ってこの問題はより顕著になる。

【００１１】なお、筒内直接噴射式ガソリンエンジン用
燃料回路１の公知技術としては、特開平６−２９９８９
３号、特開平６−３３０７８３号、特開平７−７７１２
０号、特開平７−１０３０２９号などがある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、エンジン停止後にお
いて再始動時の燃料圧力上昇に要する時間を短縮するこ
とにより始動性を改善することができる筒内直接噴射式
ガソリンエンジン用燃料回路を提供することを課題とす
る。

【００１３】また本発明は、車両の事故などで起きる燃
料パイプ（とくに低圧オーバーフロー通路）の閉塞時に
おける不具合を解消することができる筒内直接噴射式ガ
ソリンエンジン用燃料回路を提供することを課題とす
る。

【００１４】また本発明は、従来の燃料回路構造を大幅
に改造することなく構成することができる筒内直接噴射
式ガソリンエンジン用燃料回路を提供することを課題と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、低圧
オーバーフロー通路および高圧オーバーフロー通路を合
流させることにより配管の本数を減少させるとともに高
圧オーバーフロー通路内の燃料圧力を油密に保持するこ
とに着目したもので、燃料タンクと、低圧およびおよび
高圧ポンプと、これら低圧ポンプおよび高圧ポンプによ
り上記燃料タンクから供給される燃料を蓄圧するコモン
レールと、このコモンレールに接続したインジェクター
と、を有し、このインジェクターから噴射する燃料の圧
力を上記高圧ポンプの回転数により制御する筒内直接噴
射式ガソリンエンジン用燃料回路であって、上記低圧ポ
ンプおよび上記高圧ポンプの間から分岐する低圧オーバ
ーフロー通路と、上記コモンレールから上記燃料タンク
に戻るとともにその途中に絞り部を有する高圧オーバー
フロー通路とを合流させ、かつ合流したその下流に低圧
レギュレーターを設けて燃料を上記燃料タンクに戻すよ
うにしたことを特徴とする筒内直接噴射式ガソリンエン
ジン用燃料回路である。

【００１６】上記高圧オーバーフロー通路に合流する手
前の位置において上記低圧オーバーフロー通路に逆止弁
を設けておけば、車両の衝突などにより燃料タンク近く
の高圧オーバーフロー通路がつぶれて閉塞しても、コモ
ンレールからの燃料が高圧ポンプに再吸入されて高圧化
され、いわゆるショートサーキット回路を構成してしま
うことがない。

【００１７】本発明による筒内直接噴射式ガソリンエン
ジン用燃料回路においては、低圧オーバーフロー通路と
高圧オーバーフロー通路とを合流させ、その下流側に低
圧レギュレーターを設けたので、エンジン停止後もコモ
ンレール内の燃料圧力を低圧レギュレーターの設定圧に
保持することができ、エンジン停止後に再始動する際に
もスムーズなエンジン始動が可能となる。また、燃料タ
ンクへの接続配管が２本ですむので、車両レイアウト上
有利である。

【００１８】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の第１の実施の形態
による筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料回路３０
を図１にもとづき説明する。ただし、図３と同様の部分
には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。図１
は、筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料回路３０の
概略構成図であって、筒内直接噴射式ガソリンエンジン
用燃料回路３０は、図３の筒内直接噴射式ガソリンエン
ジン用燃料回路１と事実上同様の構成部品を有するが、
前記低圧オーバーフロー通路１３と前記高圧オーバーフ
ロー通路１９とを合流点３１において合流させてあると
ともに、合流点３１の下流側に前記低圧レギュレーター
９を設けてある。

【００１９】こうした構成の筒内直接噴射式ガソリンエ
ンジン用燃料回路３０において、低圧レギュレーター９
には油密性があるとともに、低圧ポンプ３には逆止弁
（図示せず）を装備しているため、エンジン停止後もコ
モンレール７内の燃料圧力を低圧レギュレーター９の設
定圧に保持することができるので、エンジン停止後に再
始動する際にスムーズなエンジン始動が可能となる。ま
た、燃料タンク２への接続配管が、低圧燃料供給通路１
１および高圧オーバーフロー通路１９と２本ですむの
で、車両レイアウト上有利である。

【００２０】なお、高圧ポンプ５はこれをモーター駆動
型としているので、高圧ポンプ５用に高圧オーバーフロ
ー通路１９を圧力一定に保持するためにオリフィスなど
の絞り部２０という簡単な構成で済ませることが可能で
あり、高圧レギュレーターが必要なエンジン駆動型のた
とえばラジアルピストンポンプ（ともに図示せず）など
に比較してコストを低く押さえることができるととも
に、とくに故障時の制御が容易で、モーター駆動の利点
を活かすことができる。

【００２１】図２は、本発明の第２の実施の形態による
筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料回路４０の概略
構成図であって、筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃
料回路４０は、図１の筒内直接噴射式ガソリンエンジン
用燃料回路３０に加えて、低圧オーバーフロー通路１３
部分に逆止弁４１を設けて、さらに安全性を考慮したも
のである。

【００２２】すなわち、仮に車両の衝突などにより、た
とえば合流点３１より下流の燃料タンク２近くの高圧オ
ーバーフロー通路１９Ａがつぶれて閉塞した場合には、
図１の筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料回路３０
では絞り部２０を通過した燃料は低圧オーバーフロー通
路１３を通って高圧ポンプ５の吸込み側に流れ込み、高
圧ポンプ５によって再び高圧化されるという、いわゆる
ショートサーキット回路を構成してしまうことになる。
これが繰り返されることにより、コモンレール７内の燃
料温度は上昇し、燃料のベーパー化現象によるエンジン
燃焼室への噴射量の不安定をもたらす。

【００２３】これに対して図２の筒内直接噴射式ガソリ
ンエンジン用燃料回路４０では、車両の衝突などにより
燃料タンク２近くの高圧オーバーフロー通路１９Ａがつ
ぶれても、高圧オーバーフロー通路１９と合流前の低圧
オーバーフロー通路１３に逆止弁４１を設けてあるの
で、絞り部２０を通過した燃料は、この逆止弁４１で流
れを阻止され、上述のショートサーキット回路が形成さ
れることはない。したがって、高圧ポンプ５は目標圧力
になるように回転制御されるので、エンジンの消費する
燃料分を補給することになり、閉塞状態にある高圧オー
バーフロー通路１９の燃料圧力が増大してエンジンの重
大な事故につながるようなことは回避される。

【００２４】ただし、コモンレール７からのオーバーフ
ローがなくなるので、圧力を一定に保持することが困難
で、圧力変動が起きやすく、多少の噴射量不安定現象は
発生する点は否めない。なお、この噴射量不安定現象が
発生する点は、図１の筒内直接噴射式ガソリンエンジン
用燃料回路３０の場合も同様であるが、一方、還流する
流量が大きく、圧力変動は少ない。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、低圧オー
バーフロー通路と高圧オーバーフロー通路とを合流さ
せ、下流側に低圧レギュレーターを配置するように構成
したので、エンジンの再始動性を改善することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による筒内直接噴射
式ガソリンエンジン用燃料回路３０の概略構成図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施の形態による筒内直接噴射
式ガソリンエンジン用燃料回路４０の概略構成図であ
る。

【図３】従来の筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料
回路１の概略構成図である。

【符号の説明】 １ 筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料回路（図
３） ２ 燃料タンク ３ 低圧ポンプ ４ 低圧ポンプ３の駆動モーター ５ 高圧ポンプ ６ 高圧ポンプ５の駆動モーター ７ コモンレール（蓄圧器） ８ インジェクター ９ 低圧レギュレーター １０ 燃料フィルター １１ 低圧燃料供給通路 １２ 燃料フィルター １３ 低圧オーバーフロー通路 １４ 高圧燃料供給通路 １５ 圧力センサー １６ エンジン制御ユニット １７ ポンプ駆動ユニット １８ 燃料噴射管 １９ 高圧オーバーフロー通路 １９Ａ 合流点３１より下流の燃料タンク２近くの高圧
オーバーフロー通路 ２０ 絞り部（オリフィス） ３０ 筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料回路（第
１の実施の形態、図１） ３１ 低圧オーバーフロー通路１３と高圧オーバーフロ
ー通路１９との合流点 ４０ 筒内直接噴射式ガソリンエンジン用燃料回路（第
２の実施の形態、図２） ４１ 逆止弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクと、 低圧およびおよび高圧ポンプと、 これら低圧ポンプおよび高圧ポンプにより前記燃料タン
   クから供給される燃料を蓄圧するコモンレールと、 このコモンレールに接続したインジェクターと、を有
   し、 このインジェクターから噴射する燃料の圧力を前記高圧
   ポンプの回転数により制御する筒内直接噴射式ガソリン
   エンジン用燃料回路であって、 前記低圧ポンプおよび前記高圧ポンプの間から分岐する
   低圧オーバーフロー通路と、前記コモンレールから前記
   燃料タンクに戻るとともにその途中に絞り部を有する高
   圧オーバーフロー通路とを合流させ、かつ合流したその
   下流に低圧レギュレーターを設けて燃料を前記燃料タン
   クに戻すようにしたことを特徴とする筒内直接噴射式ガ
   ソリンエンジン用燃料回路。
2. 【請求項２】 前記高圧オーバーフロー通路に合流す
   る手前の位置において前記低圧オーバーフロー通路に逆
   止弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の筒内直接
   噴射式ガソリンエンジン用燃料回路。