JPH1162682A - Fuel injection device of pressure accumulating type - Google Patents

Fuel injection device of pressure accumulating type

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Publication number
JPH1162682A
JPH1162682A JP9225133A JP22513397A JPH1162682A JP H1162682 A JPH1162682 A JP H1162682A JP 9225133 A JP9225133 A JP 9225133A JP 22513397 A JP22513397 A JP 22513397A JP H1162682 A JPH1162682 A JP H1162682A
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JP
Japan
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pressure
fuel
sub
chamber
main
Prior art date
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Application number
JP9225133A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisanobu Suzuki
久信 鈴木
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH1162682A publication Critical patent/JPH1162682A/en
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the fuel injecting pressure accurately with good responsiveness. SOLUTION: From a high pressure fuel supply pump 5, fuel is supplied to an aux. pressure accumulation chamber 33 inside a common rail 3, and high pressure fuel is stored in the aux. pressure accumulation chamber. A control circuit (ECU) 20 detects the intra-aux. chamber fuel pressure using a sensor 23 and controls the intra-aux. chamber fuel pressure to the predetermined value by controlling the pressure feed amount of fuel of the fuel supply pump 5. The aux. chamber is connected with the main pressure accumulating chamber 31 through a solenoid valve 25, and the solenoid valve 25 is opened each time a fuel injection valve 10 connected with the main chamber injects the fuel into the main chamber, and the fuel is supplied from the aux. to the main chamber. The ECU detects the fuel pressure in the main chamber using a sensor 21 and controls the opening time of the solenoid valve 25 so that the internal pressure of the main chamber becomes the set pressure in accordance with the engine load conditions. Because the internal pressure of the aux. chamber is controlled to constant value, the controllability for the internal pressure of the main chamber (fuel injection pressure) is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧燃料を蓄圧室
に貯留し、蓄圧室内の燃料を燃料噴射弁を介して内燃機
関に噴射する蓄圧式燃料噴射装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an accumulator type fuel injection device for storing pressurized fuel in an accumulator and injecting the fuel in the accumulator into an internal combustion engine via a fuel injection valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】高圧燃料ポンプから燃料を共通の蓄圧室
(コモンレール)に供給し、この蓄圧室に各気筒毎の燃
料噴射弁を接続して蓄圧室内に貯留した高圧燃料を内燃
機関の各気筒に噴射する、いわゆる蓄圧式(コモンレー
ル式)の燃料噴射装置が知られている。
2. Description of the Related Art Fuel is supplied from a high-pressure fuel pump to a common accumulator (common rail), and a fuel injection valve for each cylinder is connected to the accumulator to supply high-pressure fuel stored in the accumulator to each cylinder of the internal combustion engine. 2. Description of the Related Art There is known a so-called pressure accumulation type (common rail type) fuel injection device that injects fuel into a fuel cell.

【0003】蓄圧式燃料噴射装置では、コモンレール内
燃料圧力により燃料噴射弁の噴射率が制御され、コモン
レール内燃料圧力と燃料噴射弁の開弁(燃料噴射)時間
との両方により燃料噴射量が制御される。従って、蓄圧
式燃料噴射装置では機関負荷条件に応じて噴射率(コモ
ンレール内圧力)を制御する必要があり、機関負荷状態
の変化に応じてコモンレール内燃料圧力を応答性良く制
御することが必要となる。
In an accumulator type fuel injection device, the injection rate of a fuel injection valve is controlled by the fuel pressure in a common rail, and the fuel injection amount is controlled by both the fuel pressure in the common rail and the valve opening (fuel injection) time of the fuel injection valve. Is done. Therefore, in the accumulator type fuel injection device, it is necessary to control the injection rate (pressure in the common rail) according to the engine load condition, and it is necessary to control the fuel pressure in the common rail with good responsiveness according to the change in the engine load condition. Become.

【0004】このようにコモンレール内燃料圧力を応答
性良く制御するようにした蓄圧式燃料噴射装置の例とし
ては、例えば特開平8−68368号公報に記載された
ものがある。同公報の装置は、燃料噴射弁が接続される
圧力制御用コモンレールと、この圧力制御用コモンレー
ルとソレノイド弁などの連通状態切り換え手段を介して
接続された圧力保持用コモンレールと、該圧力保持用コ
モンレールに高圧燃料を圧送する燃料供給ポンプとを備
えている。
[0004] An example of a pressure-accumulation type fuel injection device which controls the fuel pressure in the common rail with good responsiveness is disclosed in, for example, JP-A-8-68368. The device disclosed in the publication includes a pressure control common rail to which a fuel injection valve is connected, a pressure holding common rail connected to the pressure control common rail and a communication state switching means such as a solenoid valve, and a pressure holding common rail. And a fuel supply pump for pumping high pressure fuel.

【0005】同公報の装置では、上記ソレノイド弁を閉
弁したままで圧力制御用コモンレール内の燃料を燃料噴
射弁により噴射することにより圧力制御用コモンレール
内燃料圧力を急速に低下させることができ、さらに上記
ソレノイド弁を開弁し圧力保持用コモンレール内の燃料
を圧力制御用コモンレール内に導くとともに、燃料供給
ポンプから燃料を圧送することにより圧力制御用コモン
レール内燃料圧力を急速に上昇させることが可能となっ
ている。
In the device disclosed in the publication, the fuel in the pressure control common rail can be rapidly reduced by injecting the fuel in the pressure control common rail with the fuel injection valve while the solenoid valve is closed. In addition, by opening the solenoid valve to guide the fuel in the pressure holding common rail into the pressure control common rail, and by pumping the fuel from the fuel supply pump, the fuel pressure in the pressure control common rail can be rapidly increased. It has become.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平8−
68368号公報に記載の蓄圧式燃料噴射装置では圧力
保持用コモンレールと圧力制御用コモンレールとを接続
するソレノイド弁の開閉のみによって圧力制御用コモン
レール内の燃料圧力を制御する構成となっているため、
噴射圧力の制御が複雑になり圧力制御の安定性が低下す
る問題がある。
SUMMARY OF THE INVENTION However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-
In the pressure accumulating fuel injection device described in Japanese Patent No. 68368, the fuel pressure in the pressure control common rail is controlled only by opening and closing a solenoid valve that connects the pressure holding common rail and the pressure control common rail.
There is a problem that the control of the injection pressure is complicated and the stability of the pressure control is reduced.

【0007】すなわち、同公報の装置では圧力保持用コ
モンレール内の燃料圧力は燃料供給ポンプから圧送され
る燃料の量と燃料噴射量(圧力保持用コモンレールから
圧力制御用コモンレールに供給される燃料量)とのバラ
ンスにより決まるため一定には保持されない。一般に、
コモンレールに燃料を供給する高圧燃料供給ポンプとし
てはプランジャポンプなどの容積型ポンプが使用される
が、容積型ポンプでは燃料を連続的に供給することはで
きず例えばプランジャポンプの場合にはプランジャの数
とポンプ回転数とに応じた周期で間欠的にコモンレール
への燃料圧送が行われる。このため、上記公報の装置で
はポンプから燃料が圧送される毎に圧力保持用コモンレ
ール内の燃料圧力は大きく上昇する。また、逆にソレノ
イド弁が開弁され圧力保持用コモンレールから圧力制御
用コモンレールに燃料が供給されると圧力保持用コモン
レールの燃料圧力は低下することになる。このため、圧
力保持用コモンレール内の燃料圧力は燃料圧送時に上昇
し、ソレノイド弁開弁時に低下する変動を繰り返し、変
動幅が大きくなる。このため、ソレノイド弁開弁時の圧
力保持用コモンレール内圧力は、燃料噴射量が同一であ
っても燃料圧送時の最高圧力と前回のソレノイド弁開弁
時の最低圧力との間で大きく変動し、圧力制御用コモン
レール内の燃料圧力を設定圧力に制御するために必要と
されるソレノイド弁開弁時間が大きく変化することにな
る。このため、上記公報の装置では圧力制御用コモンレ
ール内の燃料圧力を正確かつ応答性良く制御することが
困難になる場合が生じる。
That is, in the apparatus disclosed in the publication, the fuel pressure in the pressure holding common rail is determined by the amount of fuel pumped from the fuel supply pump and the fuel injection amount (the amount of fuel supplied from the pressure holding common rail to the pressure control common rail). Is not kept constant because it is determined by the balance with In general,
As a high-pressure fuel supply pump that supplies fuel to the common rail, a positive displacement pump such as a plunger pump is used. However, a positive displacement pump cannot supply fuel continuously. And the pumping of the fuel to the common rail is performed intermittently at a cycle corresponding to the pump rotation speed. For this reason, in the device of the above publication, the fuel pressure in the pressure holding common rail greatly increases each time fuel is pumped from the pump. Conversely, when the solenoid valve is opened and fuel is supplied from the pressure holding common rail to the pressure control common rail, the fuel pressure of the pressure holding common rail decreases. For this reason, the fuel pressure in the pressure holding common rail repeatedly increases and decreases when the fuel is pumped, and decreases when the solenoid valve is opened. For this reason, the pressure in the common rail for maintaining pressure when the solenoid valve is opened greatly fluctuates between the maximum pressure at the time of fuel pumping and the minimum pressure at the time of the previous solenoid valve opening even if the fuel injection amount is the same. In addition, the solenoid valve opening time required to control the fuel pressure in the pressure control common rail to the set pressure greatly changes. For this reason, in the device disclosed in the above publication, it may be difficult to control the fuel pressure in the pressure control common rail accurately and with good responsiveness.

【0008】この問題は、圧力保持用コモンレール容積
を十分に大きくして燃料圧送やソレノイド弁開弁による
圧力変動が比較的小さくなるようにすることによっても
理論的には解決可能である。しかし、上記圧力変動を許
容範囲内に抑制するためには、燃料圧送量や燃料噴射量
に比較して圧力保持用コモンレールの容積を極めて大き
く設定する必要があり、機関への搭載が困難になる場合
がある。
This problem can also be solved theoretically by making the volume of the pressure holding common rail sufficiently large so that the pressure fluctuations caused by fuel pumping and solenoid valve opening become relatively small. However, in order to suppress the above-mentioned pressure fluctuation within an allowable range, it is necessary to set the volume of the pressure holding common rail to be extremely large as compared with the fuel pumping amount and the fuel injection amount, which makes mounting on an engine difficult. There are cases.

【0009】また、たとえコモンレール容積を十分に大
きくした場合であっても、燃料噴射量、すなわち圧力保
持用コモンレールから圧力制御用コモンレールに供給す
る燃料の量は機関負荷条件に応じて大きく変動するた
め、ポンプからの燃料圧送量と燃料噴射量とが常時バラ
ンスしていない限り圧力保持用コモンレール内の燃料圧
力は徐々に上昇または下降するようになり、圧力保持用
コモンレール内圧力は一定しない。このため、上記公報
の装置では圧力保持用コモンレール内圧力が高い場合と
低い場合とでは必要とされるソレノイド弁の開弁時間が
大きく異なってしまい、ソレノイド弁の開閉制御が複雑
になるとともに、圧力制御用コモンレール内の燃料圧
(燃料噴射圧力)を正確かつ応答性良く制御することが
困難な場合が生じる。
Further, even when the common rail volume is made sufficiently large, the fuel injection amount, that is, the amount of fuel supplied from the pressure holding common rail to the pressure control common rail greatly varies depending on the engine load condition. Unless the amount of fuel pumped from the pump and the amount of fuel injected are constantly balanced, the fuel pressure in the pressure holding common rail gradually increases or decreases, and the pressure in the pressure holding common rail is not constant. For this reason, in the device of the above publication, the required valve opening time of the solenoid valve is greatly different between the case where the pressure in the pressure holding common rail is high and the case where the pressure is low, and the opening and closing control of the solenoid valve becomes complicated, and the pressure is increased. In some cases, it is difficult to accurately and responsively control the fuel pressure (fuel injection pressure) in the control common rail.

【0010】本発明は上記問題に鑑み、コモンレール容
積を大幅に増大することなく機関負荷条件に応じて燃料
噴射圧力を正確かつ応答性良く制御可能な蓄圧式燃料噴
射装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a pressure-accumulation type fuel injection device capable of controlling the fuel injection pressure accurately and responsively according to engine load conditions without greatly increasing the common rail volume. I have.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、内燃機関に所定のタイミングで燃料を噴射する
燃料噴射弁と、該燃料噴射弁が接続された、加圧燃料を
貯留する主蓄圧室と、該主蓄圧室に燃料制御弁を介して
接続された、前記主蓄圧室の燃料より高圧の燃料を貯留
する副蓄圧室と、該副蓄圧室に燃料を圧送する燃料供給
ポンプと、前記制御弁の開弁状態を制御することによ
り、前記主蓄圧室内の燃料圧力を予め定めた値に制御す
る噴射圧力制御手段と、前記副蓄圧室内の燃料圧力を予
め定めた設定値に制御する燃料圧力制御手段と、を備え
た蓄圧式燃料噴射装置が提供される。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine at a predetermined timing, and a pressurized fuel connected to the fuel injection valve. A main accumulator, a sub-accumulator connected to the main accumulator via a fuel control valve for storing fuel higher in pressure than the fuel in the main accumulator, and a fuel supply for pumping fuel to the sub-accumulator. A pump, injection pressure control means for controlling the fuel pressure in the main accumulator to a predetermined value by controlling the valve opening state of the control valve, and a preset value for controlling the fuel pressure in the sub-accumulator. And a fuel pressure control means for controlling the pressure.

【0012】すなわち,請求項1の発明では燃料圧力制
御手段により副蓄圧室内の燃料圧力が予め定めた設定圧
力に制御される。この設定圧力とは、機関負荷状態に応
じて設定される圧力としても良いし、主蓄圧室内の燃料
より高圧の一定値としてもよい。このように、副蓄圧室
内圧力を制御することにより副蓄圧室内圧力が安定した
値に保持されるようになるため、制御弁により主蓄圧室
内の燃料圧力を正確かつ応答性良く制御することが可能
となる。
That is, in the first aspect of the invention, the fuel pressure in the sub-accumulation chamber is controlled to a predetermined set pressure by the fuel pressure control means. The set pressure may be a pressure set according to the engine load state, or may be a constant value higher than the fuel in the main accumulator. As described above, since the sub-accumulation chamber pressure is maintained at a stable value by controlling the sub-accumulation chamber pressure, the control valve can accurately and responsively control the fuel pressure in the main accumulation chamber. Becomes

【0013】請求項2に記載の発明によれば、前記燃料
圧力制御手段は、前記副蓄圧室内の燃料圧力を検出する
燃料圧力センサと、該センサの出力に基づいて前記燃料
供給ポンプから副蓄圧室に圧送される燃料量を制御する
圧送量制御手段と、を備えた請求項1に記載の蓄圧式燃
料噴射装置が提供される。すなわち、請求項2の発明で
は、請求項1の燃料圧力制御手段は副蓄圧室内の実際の
燃料圧力に基づいて、副蓄圧室内の圧力が設定値になる
ように燃料供給ポンプからの燃料圧送量を制御する圧送
制御手段を有している。このため、副蓄圧室内の燃料圧
力は所望の値、例えば機関負荷状態に応じて設定される
値または一定値に安定保持されるようになる。
According to the second aspect of the present invention, the fuel pressure control means includes a fuel pressure sensor for detecting a fuel pressure in the sub-accumulation chamber, and a sub-accumulation pressure from the fuel supply pump based on an output of the sensor. A pressure-accumulation fuel injection device according to claim 1, further comprising: a pumping amount control unit that controls an amount of fuel pumped into the chamber. That is, in the second aspect of the present invention, the fuel pressure control means of the first aspect controls the fuel pumping amount from the fuel supply pump based on the actual fuel pressure in the sub-accumulation chamber so that the pressure in the sub-accumulation chamber becomes a set value. Is provided. Therefore, the fuel pressure in the sub-accumulation chamber is stably maintained at a desired value, for example, a value set according to the engine load state or a constant value.

【0014】請求項3に記載の発明によれば、前記燃料
圧力制御手段は、前記副蓄圧室内の燃料圧力が前記設定
値を越えたときに副蓄圧室から燃料を排出し副蓄圧室内
の燃料圧力を前記設定値に保持する調圧弁を備えた請求
項1に記載の蓄圧式燃料噴射装置が提供される。すなわ
ち、請求項3の発明では請求項1の燃料圧力制御手段に
おいては副蓄圧室内の燃料圧力が設定値を越えたときに
調圧弁により副蓄圧室内の燃料が排出されるため副蓄圧
室内の燃料圧力は常に設定値に保持されるようになる。
なお、調圧弁としては副蓄圧室内燃料圧力が設定値を越
えた場合に自動的に開弁する圧力制御弁を使用すること
ができるが、調圧弁として外部から開閉駆動する電磁弁
など用い、副蓄圧室内圧力を圧力センサを用いて検出し
て副蓄圧室内圧力が設定値を越えたときに電磁弁を開弁
するようにしてもよい。
According to a third aspect of the present invention, the fuel pressure control means discharges fuel from the sub-accumulation chamber when the fuel pressure in the sub-accumulation chamber exceeds the set value, and controls the fuel pressure in the sub-accumulation chamber. The pressure accumulating fuel injection device according to claim 1, further comprising a pressure regulating valve that maintains a pressure at the set value. That is, according to the third aspect of the present invention, in the fuel pressure control means of the first aspect, when the fuel pressure in the sub-accumulation chamber exceeds a set value, the fuel in the sub-accumulation chamber is discharged by the pressure regulating valve. The pressure will always be kept at the set value.
Note that a pressure control valve that automatically opens when the fuel pressure in the sub-accumulation chamber exceeds a set value can be used as the pressure control valve. The pressure in the accumulator may be detected using a pressure sensor, and the solenoid valve may be opened when the pressure in the sub-accumulator exceeds a set value.

【0015】請求項4に記載の発明によれば、前記噴射
圧力制御手段は、前記制御弁を各燃料噴射弁の燃料噴射
動作実行毎に開閉制御する請求項1から3のいずれか1
項に記載の蓄圧式燃料噴射装置が提供される。すなわ
ち、請求項4の発明では制御弁が各燃料噴射弁の燃料噴
射動作実行毎に開閉制御されるため、燃料噴射動作実行
毎に副蓄圧室から主蓄圧室に高圧の燃料が供給される。
このため、各燃料噴射弁からの燃料噴射により主蓄圧室
内の燃料圧力が変動することが防止される。また、主蓄
圧室には一旦副蓄圧室に貯留した燃料を供給するためポ
ンプから副蓄圧室への燃料圧送時期とは無関係に主蓄圧
室への燃料供給を行うことができる。例えば、プランジ
ャ型高圧ポンプを使用する場合には、ポンプからの燃料
圧送時期はプランジャの数により決定されてしまい、任
意に選ぶことはできない。このため、主蓄圧室に直接燃
料供給ポンプから燃料圧送を行う場合には、各燃料噴射
動作毎に燃料圧送が行われるようにプランジャの数を設
定する必要が生じ、機関の気筒数とポンプのプランジャ
数とを対応させる必要が生じる。しかし、本発明によれ
ば、副蓄圧室に高圧燃料を一旦貯留してから主蓄圧室に
供給しているため、副蓄圧室を高圧に維持するだけの容
量を持つポンプであれば気筒数とポンププランジャ数と
は必ずしも対応している必要がない。すなわち、ポンプ
からの圧送燃料を副蓄圧室に貯留し、副蓄圧室から主蓄
圧室に燃料噴射毎に燃料を供給するようにしたことによ
り、同じプランジャ数のポンプを異なる気筒数の機関に
使用することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, the injection pressure control means controls the opening and closing of the control valve each time the fuel injection operation of each fuel injection valve is performed.
A pressure accumulating fuel injection device according to the item is provided. That is, in the invention of claim 4, since the control valve is opened and closed each time the fuel injection operation of each fuel injection valve is executed, high-pressure fuel is supplied from the sub-accumulator to the main accumulator each time the fuel injection operation is executed.
This prevents the fuel pressure in the main accumulator from fluctuating due to fuel injection from each fuel injection valve. Further, since the fuel once stored in the sub-accumulation chamber is supplied to the main pressure-accumulation chamber, the fuel can be supplied to the main pressure accumulation chamber regardless of the timing of pumping the fuel from the pump to the sub-accumulation chamber. For example, when a plunger-type high-pressure pump is used, the fuel pumping time from the pump is determined by the number of plungers and cannot be arbitrarily selected. For this reason, when performing fuel pumping from the fuel supply pump directly to the main accumulator, it is necessary to set the number of plungers so that fuel pumping is performed for each fuel injection operation. It is necessary to correspond to the number of plungers. However, according to the present invention, since the high-pressure fuel is temporarily stored in the sub-accumulation chamber and then supplied to the main pressure-accumulation chamber, a pump having a capacity sufficient to maintain the sub-accumulation chamber at a high pressure has a number of cylinders. It is not always necessary to correspond to the number of pump plungers. In other words, pumping fuel from the pump is stored in the sub-accumulation chamber, and fuel is supplied from the sub-accumulation chamber to the main accumulator for each fuel injection, so that pumps having the same number of plungers are used for engines having different numbers of cylinders. It is possible to do.

【0016】請求項5に記載の発明によれば、さらに、
前記噴射圧力制御手段により開閉駆動される噴射圧力制
御弁を介して前記主蓄圧室に接続された、前記主蓄圧室
より低圧の燃料を貯留する低圧室を備えた請求項1から
3のいずれか1項に記載の蓄圧式燃料噴射装置が提供さ
れる。すなわち、請求項5の発明では噴射圧力制御弁を
開弁することにより主蓄圧室内の燃料を低圧室に排出す
ることができるため、主蓄圧室の圧力を急速に低下させ
ることが可能となる。このため、噴射圧力を急激に低下
させる必要がある場合の制御応答性が向上する。また、
ある程度の容量を有する低圧室に主蓄圧室内の燃料を排
出するため、主蓄圧室の燃料を小容量の配管などを用い
て燃料タンクに戻す場合に比べて一度に大量の燃料を排
出することができるため、圧力制御の応答性が極めて良
好になる。
According to the fifth aspect of the present invention, further,
4. A low-pressure chamber for storing fuel at a lower pressure than the main accumulator, connected to the main accumulator through an injection pressure control valve that is opened and closed by the injection pressure controller. The pressure accumulating fuel injection device according to claim 1 is provided. That is, in the invention of claim 5, since the fuel in the main pressure accumulating chamber can be discharged to the low pressure chamber by opening the injection pressure control valve, the pressure in the main pressure accumulating chamber can be rapidly reduced. Therefore, control responsiveness when the injection pressure needs to be rapidly reduced is improved. Also,
In order to discharge the fuel in the main accumulator into the low-pressure chamber with a certain capacity, it is possible to discharge a large amount of fuel at a time compared to returning the fuel in the main accumulator to the fuel tank using a small-capacity pipe. Therefore, the response of the pressure control becomes extremely good.

【0017】請求項6に記載の発明によれば、さらに、
前記調圧弁を介して前記副蓄圧室に接続された、前記主
蓄圧室より低圧の燃料を貯留する低圧室を備えた請求項
3に記載の蓄圧式燃料噴射装置が提供される。すなわ
ち、請求項6の発明では、副蓄圧室内の燃料は調圧弁を
介して低圧室に排出される。このため、小容量の配管な
どを用いて副蓄圧室内の燃料を燃料タンクに戻す場合に
比べて一度に大量の燃料を副蓄圧室から排出することが
できる。従って、調圧弁を用いて副蓄圧室内圧力を制御
する際の制御応答性が極めて良好になる。
According to the sixth aspect of the present invention, further,
The pressure accumulating fuel injection device according to claim 3, further comprising a low-pressure chamber connected to the sub-accumulation chamber via the pressure regulating valve and configured to store fuel at a lower pressure than the main accumulator. That is, in the invention of claim 6, fuel in the sub-accumulation chamber is discharged to the low-pressure chamber via the pressure regulating valve. For this reason, a large amount of fuel can be discharged from the sub-accumulation chamber at a time as compared with the case where the fuel in the sub-accumulation chamber is returned to the fuel tank using a small capacity pipe or the like. Accordingly, control responsiveness when controlling the pressure in the sub-accumulation chamber using the pressure regulating valve is extremely improved.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施形態について説明する。図1は、本発明の蓄圧式燃料
噴射装置の一実施形態の概略構成を示す図である。図1
において、10は内燃機関1(本実施形態では4気筒デ
ィーゼル機関)の各気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴
射弁、3でその全体を示すのは各燃料噴射弁1が接続さ
れる共通の蓄圧室(コモンレール)を示す。コモンレー
ル3は、後述する高圧燃料供給ポンプ5から供給される
加圧燃料を貯留し、各燃料噴射弁1に分配する機能を有
する。また、後述するように本実施形態ではコモンレー
ル3内には主蓄圧室(主コモンレール)31、副蓄圧室
(副コモンレール)33、低圧室35の3つの互いに独
立した区画が形成されている。コモンレール3内の各区
画については後に詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the accumulator type fuel injection device of the present invention. FIG.
Numeral 10 denotes a fuel injection valve for directly injecting fuel into each cylinder of the internal combustion engine 1 (a four-cylinder diesel engine in this embodiment), and 3 denotes a common fuel injection valve to which each fuel injection valve 1 is connected. Shows the accumulator (common rail). The common rail 3 has a function of storing pressurized fuel supplied from a high-pressure fuel supply pump 5 described later and distributing the pressurized fuel to each fuel injection valve 1. Further, as described later, in the present embodiment, three independent sections of a main pressure accumulation chamber (main common rail) 31, a sub-accumulation chamber (sub-common rail) 33, and a low-pressure chamber 35 are formed in the common rail 3. Each section in the common rail 3 will be described later in detail.

【0019】図1において7は機関1の燃料(本実施形
態では軽油)を貯留する燃料タンクを示している。機関
運転中、タンク7内の燃料は、高圧燃料供給ポンプ5に
より加圧され、コモンレール3内の副蓄圧室33に供給
され、主蓄圧室31から各燃料噴射弁1を介して内燃機
関の各気筒内に噴射される。前述のように、本実施形態
ではコモンレール3内には、主蓄圧室31、副蓄圧室3
3、低圧室35の3つの独立した区画が形成されてい
る。また、主蓄圧室31は電磁弁25により副蓄圧室3
3と、電磁弁27により低圧室35と、それぞれ接続さ
れており、電磁弁25、27を開弁することにより副蓄
圧室33および低圧室35と連通可能となっている。
In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a fuel tank for storing fuel (light oil in this embodiment) of the engine 1. During operation of the engine, the fuel in the tank 7 is pressurized by the high-pressure fuel supply pump 5, supplied to the sub-accumulator chamber 33 in the common rail 3, and from the main accumulator chamber 31 via each fuel injection valve 1 to the internal combustion engine. It is injected into the cylinder. As described above, in the present embodiment, the main accumulator chamber 31 and the sub-accumulator chamber 3 are provided in the common rail 3.
3. Three independent sections of the low-pressure chamber 35 are formed. In addition, the main pressure accumulating chamber 31 is controlled by the solenoid valve 25 to the auxiliary pressure accumulating chamber 3.
3 and the low pressure chamber 35 are connected to each other by the solenoid valve 27, and can be communicated with the sub-accumulation chamber 33 and the low pressure chamber 35 by opening the solenoid valves 25 and 27.

【0020】また、主蓄圧室31は機関1の各気筒の燃
料噴射弁1と接続され、燃料噴射弁1を通じて各気筒内
に主蓄圧室31内の高圧燃料が直接噴射される。また、
副蓄圧室33は高圧燃料供給ポンプ5に接続されてい
る。すなわち、本実施形態では高圧燃料供給ポンプ5か
ら圧送された燃料はまず副蓄圧室33内に流入し、副蓄
圧室33内に貯留される。また、電磁弁25が開弁する
と、副蓄圧室33内に貯留されたの燃料が主蓄圧室31
内に流入し、燃料噴射弁10から各気筒に噴射される。
The main accumulator 31 is connected to the fuel injectors 1 of each cylinder of the engine 1, and the high-pressure fuel in the main accumulator 31 is directly injected into each cylinder through the fuel injectors 1. Also,
The sub-accumulation chamber 33 is connected to the high-pressure fuel supply pump 5. That is, in the present embodiment, the fuel pressure-fed from the high-pressure fuel supply pump 5 first flows into the sub-accumulation chamber 33 and is stored in the sub-accumulation chamber 33. When the solenoid valve 25 is opened, the fuel stored in the sub-accumulation chamber 33 is released from the main accumulation chamber 31.
And is injected from the fuel injection valve 10 into each cylinder.

【0021】本実施形態では、主蓄圧室31及び副蓄圧
室33には、それぞれ燃料圧力を検出する圧力センサ2
1、23が設けられている。図1に20で示すのは、機
関の制御を行うエンジン制御回路(ECU)である。E
CU20は、リードオンリメモリ(ROM)、ランダム
アクセスメモリ(RAM)、マイクロプロセッサ(CP
U)、入出力ポートを双方向バスで接続した公知の構成
のマイクロコンピュータとして構成されている。
In the present embodiment, the main pressure accumulating chamber 31 and the auxiliary pressure accumulating chamber 33 each have a pressure sensor 2 for detecting a fuel pressure.
1 and 23 are provided. In FIG. 1, reference numeral 20 denotes an engine control circuit (ECU) for controlling the engine. E
The CU 20 includes a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and a microprocessor (CP
U), it is configured as a microcomputer having a known configuration in which input / output ports are connected by a bidirectional bus.

【0022】本実施形態では、ECU20は高圧燃料供
給ポンプ5の吐出量を制御して後述するように副蓄圧室
33内の燃料圧力を予め定めた設定値に制御する操作を
行う。また、ECU20は電磁弁25及び27を制御し
て主蓄圧室31内の燃料圧力(燃料噴射圧力)を機関負
荷、回転数等に応じて制御する噴射圧力制御を行い燃料
噴射弁の噴射率を機関負荷、回転数等に応じて調節する
とともに、燃料噴射弁1の開弁時間を制御して気筒内に
噴射される燃料量を制御する燃料噴射制御を行う。
In the present embodiment, the ECU 20 controls the discharge amount of the high-pressure fuel supply pump 5 to control the fuel pressure in the sub-accumulation chamber 33 to a predetermined value as described later. Further, the ECU 20 controls the solenoid valves 25 and 27 to perform injection pressure control for controlling the fuel pressure (fuel injection pressure) in the main pressure accumulating chamber 31 in accordance with the engine load, the number of revolutions, and the like, and adjusts the injection rate of the fuel injection valve. The fuel injection control is performed in accordance with the engine load, the number of revolutions, and the like, while controlling the valve opening time of the fuel injection valve 1 to control the amount of fuel injected into the cylinder.

【0023】上記制御のため、ECU20の入力ポート
には、主蓄圧室31に設けた燃料圧力センサ21と副蓄
圧室33に設けた燃料圧力センサ23とからそれぞれ主
蓄圧室31と副蓄圧室33内の燃料圧力に対応する電圧
信号が図示しないAD変換器を介して入力されている。
また、ECU20の出力ポートは、図示しない駆動回路
を介して各燃料噴射弁1に接続され、各燃料噴射弁1の
作動を制御している他、駆動回路を介して高圧燃料供給
ポンプ5に接続され、ポンプ5の吐出量を制御してい
る。また、本実施形態ではECU20の出力ポートは図
示しない駆動回路を介して電磁弁25及び27に接続さ
れ、これらの電磁弁の開閉制御を行う。
For the above control, an input port of the ECU 20 is connected to the main pressure accumulation chamber 31 and the sub pressure accumulation chamber 33 by the fuel pressure sensor 21 provided in the main pressure accumulation chamber 31 and the fuel pressure sensor 23 provided in the sub pressure accumulation chamber 33, respectively. A voltage signal corresponding to the internal fuel pressure is input via an AD converter (not shown).
An output port of the ECU 20 is connected to each fuel injection valve 1 via a drive circuit (not shown), controls the operation of each fuel injection valve 1, and is connected to the high-pressure fuel supply pump 5 via a drive circuit. Thus, the discharge amount of the pump 5 is controlled. In the present embodiment, the output port of the ECU 20 is connected to solenoid valves 25 and 27 via a drive circuit (not shown), and controls the opening and closing of these solenoid valves.

【0024】本実施形態では、高圧燃料供給ポンプ5
は、例えば複数のプランジャを有するプランジャポンプ
の形式とされている。ポンプ5の各シリンダ内のプラン
ジャは、ポンプ内のプランジャ駆動軸に形成されたカム
に押圧されてシリンダ内を往復運動する。また、各シリ
ンダの吸入ポートには、ソレノイドアクチュエータによ
り開閉駆動される吸入弁が設けられている。プランジャ
駆動軸は機関1のクランク軸により駆動され、クランク
軸と同期して回転する。このため、ポンプ5からは、機
関1の1行程サイクル(クランク軸720度回転)毎に
ポンプのプランジャ数に比例する回数だけ副蓄圧室33
に燃料が圧送される。
In this embodiment, the high-pressure fuel supply pump 5
Is in the form of a plunger pump having a plurality of plungers, for example. The plunger in each cylinder of the pump 5 is reciprocated in the cylinder by being pressed by a cam formed on a plunger drive shaft in the pump. In addition, a suction valve that is opened and closed by a solenoid actuator is provided at a suction port of each cylinder. The plunger drive shaft is driven by the crankshaft of the engine 1 and rotates in synchronization with the crankshaft. For this reason, the sub-accumulation chamber 33 is output from the pump 5 a number of times that is proportional to the number of plungers of the pump in each stroke cycle (720 ° rotation of the crankshaft) of the engine 1.
The fuel is pumped to.

【0025】また、ECU20はポンプの各シリンダの
プランジャの上昇(圧送)行程における前述の吸入弁の
閉弁時期を変化させることによりポンプからの燃料油の
吐出流量を制御する。すなわち、ECU20は、各シリ
ンダのプランジャ下降行程(吸入行程)の間、及びプラ
ンジャ上昇行程(吐出行程)開始後所定の期間ソレノイ
ドアクチュエータへの通電を停止して吸入弁を開弁状態
に維持する。これにより、各シリンダでプランジャが吐
出行程に入ってもシリンダ内の燃料は吸入弁からタンク
に逆流しシリンダ内の燃料圧力は上昇しない。そして、
上記期間経過後ECU20は吸入弁のソレノイドアクチ
ュエータに通電して吸入弁を閉弁する。これによりポン
ププランジャの上昇に伴いシリンダ内の圧力が上昇し、
シリンダから副蓄圧室33に燃料が圧送される。すなわ
ち、ECU20はポンプ5の各シリンダの吸入弁の閉弁
時間(ソレノイドアクチュエータへの通電時間)を調節
することにより、ポンプ5のプランジャ有効ストローク
を変化させコモンレール3に圧送する燃料量を制御して
いる。
The ECU 20 controls the discharge flow rate of the fuel oil from the pump by changing the closing timing of the above-mentioned suction valve in the ascent (pressure feed) stroke of the plunger of each cylinder of the pump. That is, the ECU 20 stops energizing the solenoid actuator during the plunger descending stroke (suction stroke) of each cylinder and for a predetermined period after the start of the plunger ascent stroke (discharge stroke), and maintains the suction valve in the open state. Thus, even if the plunger enters the discharge stroke in each cylinder, the fuel in the cylinder flows back from the suction valve to the tank, and the fuel pressure in the cylinder does not increase. And
After the elapse of the period, the ECU 20 energizes the solenoid actuator of the suction valve to close the suction valve. As a result, the pressure in the cylinder increases with the rise of the pump plunger,
Fuel is pumped from the cylinder to the sub-accumulation chamber 33. That is, the ECU 20 changes the effective stroke of the plunger of the pump 5 to control the amount of fuel to be pumped to the common rail 3 by adjusting the closing time of the suction valve of each cylinder of the pump 5 (the energizing time to the solenoid actuator). I have.

【0026】次に、本実施形態の主蓄圧室31と副蓄圧
室33の燃料圧力制御について説明する。本実施形態で
は、ECU20は機関負荷、回転数に応じて予めROM
に格納した関係に基づいて主蓄圧室31内の圧力(噴射
圧)と燃料噴射量(燃料噴射弁1の開弁時間)とを設定
する。また、ECU20は燃料圧力センサ21で検出し
た主蓄圧室31内圧力が上記により設定した噴射圧より
低い場合には、センサ21で検出した圧力が設定した噴
射圧になるように電磁弁25の開弁時間を制御して副蓄
圧室33から高圧の燃料を主蓄圧室31内に流入させ、
主蓄圧室内圧力を設定噴射圧まで上昇させる。また、運
転状態の急変などにより設定噴射圧がセンサ21で検出
した主蓄圧室31内圧力より低くなった場合には、EC
U20は電磁弁27を開弁し、センサ21で検出した主
蓄圧室内圧力が設定した噴射圧に等しくなるまで主蓄圧
室内の燃料を電磁弁27を通じて低圧室35に排出す
る。これにより、主蓄圧室31内の燃料圧力は機関負荷
条件に応じて設定された噴射圧力に制御される。
Next, the fuel pressure control of the main pressure accumulating chamber 31 and the sub pressure accumulating chamber 33 according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the ECU 20 stores the ROM in advance according to the engine load and the number of revolutions.
Then, the pressure (injection pressure) in the main pressure accumulating chamber 31 and the fuel injection amount (opening time of the fuel injection valve 1) are set based on the relationship stored in. When the pressure in the main accumulator chamber 31 detected by the fuel pressure sensor 21 is lower than the injection pressure set as described above, the ECU 20 opens the solenoid valve 25 so that the pressure detected by the sensor 21 becomes the set injection pressure. By controlling the valve time, high-pressure fuel flows from the sub-accumulator 33 into the main accumulator 31,
The pressure in the main accumulator is increased to the set injection pressure. If the set injection pressure becomes lower than the internal pressure of the main pressure accumulating chamber 31 detected by the sensor 21 due to a sudden change in the operating state, etc.
U20 opens the solenoid valve 27 and discharges the fuel in the main storage chamber to the low-pressure chamber 35 through the solenoid valve 27 until the pressure in the main storage chamber detected by the sensor 21 becomes equal to the set injection pressure. Thereby, the fuel pressure in the main pressure accumulating chamber 31 is controlled to the injection pressure set according to the engine load condition.

【0027】また、本実施形態ではECU20は、更に
燃料圧力センサ23で検出した副蓄圧室33内の燃料圧
力が予め定めた設定圧力になるように燃料ポンプ5の燃
料圧送量を制御する。すなわち、ECU20は前述のよ
うにポンプ5の吸入弁の閉弁タイミングを変化させるこ
とにより燃料ポンプ5から副蓄圧室に圧送される燃料量
を制御することができる。従って、本実施形態では燃料
圧力センサ23の出力に基づいてポンプ5の吸入弁の閉
弁タイミングを変化させることにより、副蓄圧室33内
の燃料圧力は機関負荷条件に応じて設定される圧力に安
定して制御されるようになる。なお、本実施形態では上
記副蓄圧室の設定圧力は主蓄圧室内設定圧力の最大値よ
り十分に大きな一定値とされているが、例えば主蓄圧室
の設定圧力の変化に応じて副蓄圧室内の圧力の設定値を
変化させて主蓄圧室と副蓄圧室との圧力差がほぼ一定に
なるようにすれば、主蓄圧室の圧力の制御性が更に向上
する。
Further, in this embodiment, the ECU 20 further controls the fuel pumping amount of the fuel pump 5 so that the fuel pressure in the sub-accumulation chamber 33 detected by the fuel pressure sensor 23 becomes a predetermined set pressure. That is, the ECU 20 can control the amount of fuel pumped from the fuel pump 5 to the sub-accumulation chamber by changing the closing timing of the suction valve of the pump 5 as described above. Therefore, in the present embodiment, by changing the closing timing of the suction valve of the pump 5 based on the output of the fuel pressure sensor 23, the fuel pressure in the sub-accumulation chamber 33 becomes the pressure set according to the engine load condition. It will be controlled stably. In the present embodiment, the set pressure of the sub-accumulation chamber is set to a constant value sufficiently larger than the maximum value of the set pressure of the main accumulator. If the pressure set value is changed so that the pressure difference between the main accumulator and the sub-accumulator becomes substantially constant, the controllability of the pressure in the main accumulator further improves.

【0028】図2は、本実施形態の副蓄圧室燃料圧力制
御を行った場合の主蓄圧室31と副蓄圧室33の燃料圧
力変化を示すタイミングダイヤグラムである。図2にお
いて(a)は燃料供給ポンプ5からの燃料圧送量変化、
(b)は副蓄圧室33内の燃料圧力変化を、(c)は主
蓄圧室31内の燃料圧力変化をそれぞれ表している。な
お、図2(a)の点線は燃料供給ポンプ5の最大圧送量
(吸入弁による圧送量制御を行わない場合の圧送量)を
示している。
FIG. 2 is a timing diagram showing changes in fuel pressure in the main pressure accumulating chamber 31 and the sub pressure accumulating chamber 33 when the fuel pressure control of the sub pressure accumulating chamber of this embodiment is performed. In FIG. 2, (a) shows a change in the amount of fuel pumped from the fuel supply pump 5,
(B) shows a change in fuel pressure in the sub-accumulation chamber 33, and (c) shows a change in fuel pressure in the main accumulation chamber 31. The dotted line in FIG. 2A indicates the maximum pumping amount of the fuel supply pump 5 (the pumping amount when the pumping amount control by the suction valve is not performed).

【0029】図2(c)に示すように、主蓄圧室内圧力
は燃料噴射が実行される毎に低下するが(図2(c)I
点)、燃料噴射終了毎に電磁弁25が開弁され副蓄圧室
33から燃料が供給されるため噴射終了後直ちに主蓄圧
室内圧力は設定値に復帰する。一方、副蓄圧室33内の
圧力(図2(b))は、電磁弁25が開弁され副蓄圧室
内の燃料が主蓄圧室に供給される毎に多少低下するが
(図2(b)II点)、図2の例では主蓄圧室への燃料
供給が行われる毎にポンプ5から副蓄圧室内の圧力を設
定値に復帰させるだけの量の燃料が圧送されるため(図
2(a)、III点)副蓄圧室内の圧力も主蓄圧室への
燃料供給後直ちに設定値に復帰する。また、図2は比較
的燃料噴射量が少ない場合を示しており、図2(a)に
示すようにポンプ5は最大圧送量(図2(a)に点線で
示す)の一部に相当する量の燃料のみを副蓄圧室に圧送
している。
As shown in FIG. 2C, the pressure in the main accumulator decreases every time the fuel injection is performed (see FIG. 2C).
Point), the solenoid valve 25 is opened each time fuel injection is completed, and fuel is supplied from the sub-accumulation chamber 33, so that the pressure in the main pressure accumulation chamber immediately returns to the set value immediately after the end of injection. On the other hand, the pressure in the sub-accumulation chamber 33 (FIG. 2B) decreases slightly each time the solenoid valve 25 is opened and the fuel in the sub-accumulation chamber is supplied to the main accumulator (FIG. 2B). In the example of FIG. 2, every time the fuel is supplied to the main pressure accumulating chamber, the pump 5 pumps an amount of fuel enough to return the pressure in the sub-accumulating chamber to the set value (FIG. 2 (a)). ), III point) The pressure in the sub-accumulator also returns to the set value immediately after the fuel is supplied to the main accumulator. FIG. 2 shows a case where the fuel injection amount is relatively small, and as shown in FIG. 2A, the pump 5 corresponds to a part of the maximum pumping amount (shown by a dotted line in FIG. 2A). Only the amount of fuel is pumped into the sub-accumulator.

【0030】一方、図3は副蓄圧室内圧力を制御しない
場合の変化を示す図2と同様な図である。この場合に
は、図3(a)に示すようにポンプ5は常に一定量(図
3では最大圧送量)の燃料を副蓄圧室に圧送することに
なる。この場合には、ポンプ5からの圧送量が燃料噴射
量に比べて多いため、副蓄圧室33内の燃料圧力は図2
の設定値(図3(b)に点線で示す)に比べて大幅に高
い範囲で変動するようになる。しかも、この状態では燃
料噴射量に比べて多量の燃料が供給され続けるため、圧
力変動の最大値(図3(b)IV点)は時間とともに増
大することになり、副蓄圧室の圧力は時間とともに変化
し一定しない。このため、たとえ燃料噴射量が一定であ
った場合でも電磁弁25開弁時の副蓄圧室内圧力は時間
とともに変化することになり、主蓄圧室31の圧力を正
確に設定値に維持するためには電磁弁25の開弁時間を
開弁動作毎に大きく変化させる必要が生じる。また、上
記は燃料噴射量が一定の場合について述べたが、燃料噴
射量が変化すると当然に副蓄圧室内圧力はそれに応じて
大きく変化することになり、電磁弁25の制御が更に複
雑になる問題が生じる。
On the other hand, FIG. 3 is a view similar to FIG. 2 showing a change when the pressure in the sub-accumulation chamber is not controlled. In this case, as shown in FIG. 3A, the pump 5 always feeds a constant amount (in FIG. 3, the maximum pumping amount) of fuel to the sub-accumulation chamber. In this case, since the pumping amount from the pump 5 is larger than the fuel injection amount, the fuel pressure in the sub-accumulation chamber 33 is
(Indicated by a dotted line in FIG. 3 (b)). Moreover, in this state, a large amount of fuel is continuously supplied compared to the fuel injection amount, so that the maximum value of the pressure fluctuation (point IV in FIG. 3B) increases with time, and the pressure of the sub-accumulation chamber increases with time. It changes along with and is not constant. For this reason, even when the fuel injection amount is constant, the pressure in the sub-accumulation chamber when the solenoid valve 25 is opened changes with time, so that the pressure in the main accumulation chamber 31 is accurately maintained at the set value. It is necessary to greatly change the valve opening time of the solenoid valve 25 every time the valve is opened. In the above description, the case where the fuel injection amount is constant has been described. However, if the fuel injection amount changes, the pressure in the sub-accumulation chamber naturally changes greatly accordingly, and the control of the solenoid valve 25 becomes more complicated. Occurs.

【0031】これに対して、図2に示した本実施形態の
場合では、電磁弁25の開弁時には燃料噴射量にかかわ
らず副蓄圧室内圧力は常に一定値になっているため、電
磁弁25の制御が簡素化されるとともに、主蓄圧室内圧
力制御の精度が向上する利点がある。更に、図2、図3
ではポンプ5からの燃料圧送を電磁弁25の開弁動作毎
(すなわち燃料噴射動作毎)に行う場合について示して
いるが、このように燃料噴射毎にポンプ5からの燃料圧
送を行うためにはポンプのプランジャ数と機関の気筒数
とが対応している必要がある。すなわち、本実施形態で
はポンプ5はクランク軸回転に同期して回転する。一
方、ポンプ5からは各プランジャが圧送行程にあるとき
に燃料が吐出されるためポンプ5から機関1回転あたり
に燃料が圧送される回数はプランジャ数×プランジャ駆
動カムの山数となり、プランジャ数の整数倍になる。こ
のため、燃料噴射毎に副蓄圧室に燃料を圧送するために
はプランジャ本数は気筒数と対応した数になっている必
要がある。
On the other hand, in the case of the present embodiment shown in FIG. 2, when the solenoid valve 25 is opened, the sub-accumulation chamber pressure is always constant regardless of the fuel injection amount. Is simplified, and the accuracy of the main pressure accumulating chamber pressure control is improved. 2 and 3
In the figure, a case is shown in which the fuel pumping from the pump 5 is performed each time the solenoid valve 25 is opened (that is, every fuel injection operation). In order to perform the fuel pumping from the pump 5 every fuel injection as described above, The number of pump plungers and the number of engine cylinders need to correspond. That is, in the present embodiment, the pump 5 rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft. On the other hand, since fuel is discharged from the pump 5 when each plunger is in the pressure feeding stroke, the number of times fuel is pumped per one rotation of the engine from the pump 5 is the number of plungers × the number of plunger drive cam ridges, It becomes an integral multiple. For this reason, the number of plungers must be a number corresponding to the number of cylinders in order to pump fuel to the sub-accumulation chamber for each fuel injection.

【0032】このため、従来副蓄圧室を設けずに直接主
蓄圧室に燃料を圧送する形式の蓄圧式燃料噴射装置で
は、主蓄圧室内の燃料圧力を設定値に維持するために燃
料噴射動作毎に主蓄圧室に燃料を圧送する必要があるこ
とから、ポンププランジャ数と機関気筒数とを厳密に対
応させる必要が生じ、同一のポンプを異なる気筒の機関
に適用することは一般的には困難である。
For this reason, in a conventional pressure-accumulation type fuel injection device in which fuel is directly supplied to the main pressure accumulator without providing the sub-accumulator, the fuel pressure in the main pressure accumulator is maintained at a set value in every fuel injection operation. Since it is necessary to pump fuel to the main accumulator, the number of pump plungers and the number of engine cylinders need to correspond exactly, and it is generally difficult to apply the same pump to engines of different cylinders. It is.

【0033】しかし、本実施形態のように、副蓄圧室を
設け一旦副蓄圧室内に高圧の燃料を貯留し、この貯留さ
れた燃料を主蓄圧室に燃料噴射毎に供給するようにすれ
ば、ポンププランジャ数と機関の気筒数とを厳密に対応
させる必要がなくなり、同一のポンプを異なる気筒数の
機関に共用することが可能となる。すなわち、副蓄圧室
には常に主蓄圧室より高い圧力の燃料が貯留されている
ため、電磁弁25を開弁することによりポンプからの燃
料圧送時期とは無関係に主蓄圧室に燃料を供給すること
が可能となっている。
However, as in the present embodiment, if the sub-accumulation chamber is provided, the high-pressure fuel is temporarily stored in the sub-accumulation chamber, and the stored fuel is supplied to the main accumulator for each fuel injection. It is not necessary to make the number of pump plungers exactly correspond to the number of cylinders of the engine, and the same pump can be shared by engines having different numbers of cylinders. That is, since fuel at a higher pressure than the main accumulator is always stored in the sub-accumulator, fuel is supplied to the main accumulator by opening the solenoid valve 25 irrespective of fuel pumping timing from the pump. It has become possible.

【0034】しかし、このように、機関気筒数に対応し
ないプランジャ数のポンプを使用する場合にも、図3の
ように副蓄圧室内の燃料圧力制御を行わない場合は問題
が生じる。すなわち、ポンププランジャ数と機関気筒数
が対応していない場合には、副蓄圧室への燃料圧送は主
蓄圧室への燃料供給動作(電磁弁25の開弁動作)毎に
行われない場合が生じる。例えば、気筒数とプランジャ
数とが対応している場合には主蓄圧室に1回燃料供給を
行う毎に1回ポンプから副蓄圧室に燃料が圧送される。
しかし、気筒数とプランジャ数とが対応していない場合
には、燃料圧送のタイミングがずれるため、上記のよう
に主蓄圧室に1回燃料供給を行った後にポンプから燃料
が圧送される場合と、主蓄圧室に2回(またはそれ以
上)燃料供給を行った後にポンプから燃料が圧送される
場合とが混在して繰り返される場合がある。この場合、
副蓄圧室の圧力制御を行わないと電磁弁25開弁時には
副蓄圧室内燃料圧力は、例えば図3(b)にMAXで示
す最大値になっている場合(前回電磁弁25が開弁した
後にポンプからの燃料圧送が行われた場合)とMINで
示す最小値になっている場合(前回電磁弁25が開弁し
た後にポンプからの燃料圧送が行われなかった場合)と
が混在して生じることになる。すなわち、この場合には
電磁弁25開弁時の副蓄圧室圧力は最大で図3(b)に
ΔPで示した範囲で変動することになり、主副蓄圧室の
圧力制御が困難になる問題が生じる。
However, even when a pump having a plunger number not corresponding to the number of engine cylinders is used, a problem arises when the fuel pressure control in the sub-accumulation chamber is not performed as shown in FIG. That is, when the number of pump plungers and the number of engine cylinders do not correspond to each other, fuel pressure feeding to the sub-accumulation chamber may not be performed for each fuel supply operation to the main accumulation chamber (opening operation of the solenoid valve 25). Occurs. For example, when the number of cylinders corresponds to the number of plungers, the fuel is pumped from the pump to the sub-accumulator once every time fuel is supplied to the main accumulator.
However, when the number of cylinders and the number of plungers do not correspond to each other, the timing of fuel pumping is shifted, so that the fuel is pumped once after the fuel is supplied to the main accumulator once as described above. The case where the fuel is pumped from the pump after the fuel is supplied to the main accumulator twice (or more times) may be mixed and repeated. in this case,
When the pressure control of the sub-accumulation chamber is not performed, when the solenoid valve 25 is opened, the fuel pressure in the sub-accumulation chamber is, for example, at the maximum value indicated by MAX in FIG. 3B (after the last time the solenoid valve 25 was opened). The case where the fuel pumping is performed from the pump) and the case where the fuel pumping is not performed after the previous time when the solenoid valve 25 is opened (the case where the fuel pumping is not performed) occur at the minimum value indicated by MIN. Will be. That is, in this case, the pressure of the sub-accumulation chamber when the solenoid valve 25 is opened fluctuates at the maximum within the range indicated by ΔP in FIG. 3B, and it becomes difficult to control the pressure of the main and sub-accumulation chambers. Occurs.

【0035】これに対して、図2に示すように副蓄圧室
内圧力を一定値に制御する場合には気筒数とポンププラ
ンジャ数とが対応していない場合であっても、最大でも
図2(b)にΔP0 で示した範囲でしか変動しない。す
なわち、副蓄圧室内の圧力は一定値に制御されているた
め圧力変動幅が小さく維持されるのでこの場合にも主蓄
圧室内の圧力の制御性が向上する利点がある。
On the other hand, when the pressure in the sub-accumulation chamber is controlled to a constant value as shown in FIG. 2, even if the number of cylinders and the number of pump plungers do not correspond to each other, at most, FIG. It changes only in the range indicated by ΔP 0 in b). That is, since the pressure in the sub-accumulation chamber is controlled to a constant value, the pressure fluctuation width is kept small, and in this case also, there is an advantage that the controllability of the pressure in the main accumulation chamber is improved.

【0036】上述のように、本実施形態によれば、副蓄
圧室内の圧力を予め定めた値に制御することにより、副
蓄圧室容積を大幅に増大することなく主蓄圧室内圧力制
御の応答性と制御安定性を向上させることが可能となっ
ている。次に、本発明の別の実施形態について説明す
る。図4は、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の別の実
施形態の概略構成を示す図1と同様な図である。図4に
おいて、図1と同一の参照符号は図1と同様な要素を表
している。
As described above, according to the present embodiment, by controlling the pressure in the sub-accumulation chamber to a predetermined value, the responsiveness of the pressure control in the main accumulation chamber without greatly increasing the volume of the sub-accumulation chamber. And control stability can be improved. Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a view similar to FIG. 1 showing a schematic configuration of another embodiment of the accumulator type fuel injection device of the present embodiment. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same elements as those in FIG.

【0037】本実施形態では、図1の実施形態とは異な
り副蓄圧室33内の燃料圧力を検出する圧力センサ23
(図1)は設けられておらず、副蓄圧室33内の燃料圧
力に基づくポンプ5の圧送量制御は行わない。また、本
実施形態では副蓄圧室33と低圧室35とが調圧弁29
を介して接続されている点が図1の実施形態と相違して
いる。本実施形態の調圧弁は、例えば機械式の安全弁や
圧力制御弁などが使用され、副蓄圧室33内の圧力が予
め定めた設定圧力を越えたときに開弁し副蓄圧室33内
の燃料を低圧室35に排出する機能を備えている。すな
わち、本実施形態ではポンプ5の圧送量制御を行わない
ため、ポンプ5の圧送量は常に一定値(例えば最大燃料
噴射量に相当する量)に維持される。しかし、副蓄圧室
33内の圧力が予め定めた設定値を越えて上昇すると調
圧弁29が開弁し副蓄圧室33内の圧力は設定値に維持
される。本実施形態においても、副蓄圧室33内の圧力
は一定値に維持されるため、図1の実施形態と同様の効
果が得られる。また、本実施形態では、調圧弁29のみ
によって副蓄圧室33内の圧力が制御されるため、図1
の実施形態のように圧力センサ23を設けてポンプ5の
燃料圧送量を制御する必要がなく、圧力制御が簡素化さ
れる利点がある。
In this embodiment, unlike the embodiment of FIG. 1, the pressure sensor 23 for detecting the fuel pressure in the sub-accumulation chamber 33 is used.
(FIG. 1) is not provided, and the pumping amount control of the pump 5 based on the fuel pressure in the sub-accumulation chamber 33 is not performed. In the present embodiment, the sub-accumulation chamber 33 and the low-pressure chamber 35 are
1 is different from the embodiment of FIG. As the pressure regulating valve of the present embodiment, for example, a mechanical safety valve or a pressure control valve is used, and the valve is opened when the pressure in the sub-accumulation chamber 33 exceeds a predetermined set pressure, and the fuel in the sub-accumulation chamber 33 is opened. To the low-pressure chamber 35. That is, in this embodiment, since the pumping amount control of the pump 5 is not performed, the pumping amount of the pump 5 is always maintained at a constant value (for example, an amount corresponding to the maximum fuel injection amount). However, when the pressure in sub-accumulation chamber 33 rises above a predetermined set value, pressure regulating valve 29 is opened and the pressure in sub-accumulation chamber 33 is maintained at the set value. Also in the present embodiment, since the pressure in the sub-accumulation chamber 33 is maintained at a constant value, the same effect as in the embodiment of FIG. 1 can be obtained. In this embodiment, the pressure in the sub-accumulation chamber 33 is controlled only by the pressure regulating valve 29.
There is no need to provide the pressure sensor 23 to control the fuel pumping amount of the pump 5 as in the embodiment, and there is an advantage that the pressure control is simplified.

【0038】なお、図1、図4の実施形態では主蓄圧室
31から電磁弁27を介して、及び図4の実施形態では
副蓄圧室から調圧弁27を介してそれぞれ低圧室35に
燃料を排出するようにしている。例えば電磁弁27や調
圧弁29から直接配管を通して燃料タンク7に燃料を戻
す場合には配管の容量が小さいために一時に多量の燃料
を流すことができず、主蓄圧室や副蓄圧室の燃料圧力下
降速度が制限される場合があり、圧力制御の応答性が低
下する場合がある。しかし、本実施形態では、一旦ある
程度の容量を持つ低圧室に燃料を排出し、この低圧室か
ら配管を介して燃料タンク7に燃料を戻すようにしてい
るため、主蓄圧室31や副蓄圧室33の圧力制御の応答
性が配管容量によって制限される事態が生じない。な
お、上記実施形態では、主蓄圧室31、副蓄圧室33、
低圧室35のうち主蓄圧室31容積を最小とし、副蓄圧
室33の容積を最大とし、低圧室35を両者の中間の容
積とすることが好ましい。
In the embodiments shown in FIGS. 1 and 4, fuel is supplied from the main pressure accumulating chamber 31 to the low pressure chamber 35 via the solenoid valve 27, and in the embodiment shown in FIG. I try to discharge. For example, when returning fuel from the solenoid valve 27 or the pressure regulating valve 29 to the fuel tank 7 through a pipe directly, a large amount of fuel cannot flow at one time due to the small capacity of the pipe, and the fuel in the main pressure accumulating chamber and the sub-pressure accumulating chamber cannot be used. The pressure decreasing speed may be limited, and the responsiveness of the pressure control may be reduced. However, in this embodiment, the fuel is once discharged into the low-pressure chamber having a certain capacity, and the fuel is returned from the low-pressure chamber to the fuel tank 7 via the pipe. The situation where the response of the pressure control of 33 is limited by the pipe capacity does not occur. In the above embodiment, the main pressure accumulating chamber 31, the sub pressure accumulating chamber 33,
It is preferable that the volume of the main pressure accumulating chamber 31 of the low-pressure chamber 35 is minimized, the volume of the sub-pressure accumulating chamber 33 is maximized, and the volume of the low-pressure chamber 35 is intermediate between the two.

【0039】[0039]

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、副蓄圧
室内に一旦高圧の燃料を貯留するとともに、副蓄圧室内
の燃料圧力を予め定めた値に制御し、この副蓄圧室から
主蓄圧室に燃料を供給するようにしたことにより、副蓄
圧室容積を大幅に増大することなく燃料噴射圧力を応答
性良く正確に制御することが可能となる共通の効果を奏
する。
According to the present invention, high-pressure fuel is temporarily stored in the sub-accumulation chamber, and the fuel pressure in the sub-accumulation chamber is controlled to a predetermined value. By supplying the fuel to the accumulator, a common effect is achieved in that the fuel injection pressure can be accurately controlled with good responsiveness without greatly increasing the volume of the sub-accumulator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の蓄圧式燃料噴射装置の一実施形態の概
略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a pressure accumulating fuel injection device of the present invention.

【図2】図1のコモンレール各部の圧力変化を示すタイ
ミングダイアグラムである。
FIG. 2 is a timing diagram showing a pressure change of each part of the common rail of FIG. 1;

【図3】本発明の効果を説明するための図2と同様なダ
イアグラムである。
FIG. 3 is a diagram similar to FIG. 2 for explaining the effect of the present invention.

【図4】本発明の別の実施形態の概略構成を示す図1と
同様な図である。
FIG. 4 is a view similar to FIG. 1, showing a schematic configuration of another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関 3…コモンレール 5…高圧燃料供給ポンプ 10…燃料噴射弁 20…制御回路(ECU) 25、27…電磁弁 29…調圧弁 31…主蓄圧室 33…副蓄圧室 35…低圧室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 3 ... Common rail 5 ... High pressure fuel supply pump 10 ... Fuel injection valve 20 ... Control circuit (ECU) 25, 27 ... Solenoid valve 29 ... Pressure regulating valve 31 ... Main pressure accumulating chamber 33 ... Sub-pressure accumulating chamber 35 ... Low pressure chamber

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関に所定のタイミングで燃料を噴
射する燃料噴射弁と、 該燃料噴射弁が接続された、加圧燃料を貯留する主蓄圧
室と、 該主蓄圧室に燃料制御弁を介して接続された、前記主蓄
圧室の燃料より高圧の燃料を貯留する副蓄圧室と、 該副蓄圧室に燃料を圧送する燃料供給ポンプと、 前記制御弁の開弁状態を制御することにより、前記主蓄
圧室内の燃料圧力を予め定めた値に制御する噴射圧力制
御手段と、 前記副蓄圧室内の燃料圧力を予め定めた設定値に制御す
る燃料圧力制御手段と、 を備えた蓄圧式燃料噴射装置。
1. A fuel injection valve for injecting fuel into an internal combustion engine at a predetermined timing, a main pressure accumulating chamber connected to the fuel injection valve for storing pressurized fuel, and a fuel control valve in the main pressure accumulating chamber. A sub-accumulator that stores fuel higher in pressure than the fuel in the main accumulator, a fuel supply pump that pumps fuel to the sub-accumulator, and an open state of the control valve. An injection pressure control means for controlling the fuel pressure in the main accumulator to a predetermined value; and a fuel pressure control means for controlling the fuel pressure in the sub-accumulator to a predetermined value. Injection device.
【請求項2】 前記燃料圧力制御手段は、前記副蓄圧室
内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサと、該センサの
出力に基づいて前記燃料供給ポンプから副蓄圧室に圧送
される燃料量を制御する圧送量制御手段と、 を備えた請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
2. The fuel pressure control means controls a fuel pressure sensor for detecting a fuel pressure in the sub-accumulation chamber, and controls an amount of fuel pumped from the fuel supply pump to the sub-accumulation chamber based on an output of the sensor. The pressure accumulating fuel injection device according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記燃料圧力制御手段は、前記副蓄圧室
内の燃料圧力が前記設定値を越えたときに副蓄圧室から
燃料を排出し副蓄圧室内の燃料圧力を前記設定値に保持
する調圧弁を備えた請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射装
置。
3. The fuel pressure control means for discharging fuel from the sub-accumulation chamber when the fuel pressure in the sub-accumulation chamber exceeds the set value and maintaining the fuel pressure in the sub-accumulation chamber at the set value. The pressure accumulating fuel injection device according to claim 1, further comprising a pressure valve.
【請求項4】 前記噴射圧力制御手段は、前記制御弁を
各燃料噴射弁の燃料噴射動作実行毎に開閉制御する請求
項1から3のいずれか1項に記載の蓄圧式燃料噴射装
置。
4. The accumulator type fuel injection device according to claim 1, wherein the injection pressure control means controls the opening and closing of the control valve each time the fuel injection operation of each fuel injection valve is performed.
【請求項5】 さらに、前記噴射圧力制御手段により開
閉駆動される噴射圧力制御弁を介して前記主蓄圧室に接
続された、前記主蓄圧室より低圧の燃料を貯留する低圧
室を備えた請求項1から3のいずれか1項に記載の蓄圧
式燃料噴射装置。
5. A low-pressure chamber connected to the main accumulator through an injection pressure control valve that is opened and closed by the injection pressure control means and configured to store fuel at a lower pressure than the main accumulator. Item 4. An accumulator-type fuel injection device according to any one of Items 1 to 3.
【請求項6】 さらに、前記調圧弁を介して前記副蓄圧
室に接続された、前記主蓄圧室より低圧の燃料を貯留す
る低圧室を備えた請求項3に記載の蓄圧式燃料噴射装
置。
6. The pressure-accumulation fuel injection device according to claim 3, further comprising a low-pressure chamber connected to the sub-accumulation chamber via the pressure regulating valve, for storing fuel at a lower pressure than the main pressure-accumulation chamber.
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