JP2001221118A - 燃料噴射装置 - Google Patents

燃料噴射装置

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JP2001221118A JP2000028774A JP2000028774A JP2001221118A JP 2001221118 A JP2001221118 A JP 2001221118A JP 2000028774 A JP2000028774 A JP 2000028774A JP 2000028774 A JP2000028774 A JP 2000028774A JP 2001221118 A JP2001221118 A JP 2001221118A
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pump unit
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Yoshiyori Ishimoto
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つの高圧ポンプが故障しても所定の燃料噴
射を維持できるようにする。 【解決手段】 燃料タンクから燃料を吸い上げるフィー
ドポンプ部とコモンレールとの間に、サプライポンプ部
とフューエルメタリング部からなる高圧燃料供給部を複
数並列に配するようにしたので、一つの高圧燃料供給部
が停止しても他の高圧燃料供給部においてコモンレール
の圧力が維持可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】この発明は、高圧燃料が収納
されたコモンレールを有し、このコモンレールを介して
複数の噴射ノズルから燃料を内燃機関の燃焼室に噴射す
るようにした燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平８−３１９８７１号公報に開示さ
れる燃料噴射装置は、低圧ポンプにより汲み上げた燃料
を高圧ポンプの燃料加圧部で加圧し、この加圧された高
圧燃料をコモンレール内に供給して蓄圧し、このコモン
レールに接続される噴射ノズルから内燃機関の各気筒に
燃料が噴射させるもので、特に前記燃料加圧部を迂回し
て前記低圧ポンプ出口と前記コモンレール入口とを連通
する迂回通路を設けたことを特徴とするものである。こ
れによって、高圧ポンプが故障し、コモンレールに高圧
燃料が供給されない場合でもエンジンへの燃料噴射を可
能にしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようする課題】しかしながら、上記引例
では、低圧ポンプによって供給される燃料圧力では十分
な燃料噴射が得られないため、故障車を高圧ポンプが故
障した地点から所望の地点、例えば交通の邪魔にならな
い場所や修理会社まで交通の邪魔にならない程度の速度
を維持して走行することができない。さらに、黒煙等の
排気ガス量が著しく増加するという不具合を有する。
【０００４】このため、この発明は、一つの高圧ポンプ
が故障しても所定の燃料噴射を維持できる燃料噴射装置
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】したがって、この発明
は、燃料タンクと、該燃料タンクに収容される燃料を汲
み上げるフィードポンプ部と、該フィードポンプ部によ
って汲み上げられた燃料の送出量を調整するフューエル
メタリング部と、該フューエルメタリング部から供給さ
れた燃料を高圧に圧縮するサプライポンプ部と、該サプ
ライポンプ部によって高圧に圧縮された燃料が収容され
るコモンレール部と、該コモンレール部に接続される複
数の噴射部とによって少なくとも構成される燃料噴射装
置において、前記フィードポンプ部と前記サプライポン
プ部の間に設けられるフューエルメタリング部及びサプ
ライポンプ部からなる高圧燃料供給部を並列に複数配し
たことにある。
【０００６】また、前記サプライポンプ部は、インレッ
トバルブと、アウトレットバルブと、前記インレットバ
ルブと前記アウトレットバルブの間に設けられる吸入吐
出通路と、該吸入吐出通路と連通する圧縮空間と、該圧
縮空間の容積を変化させる圧縮機構とによって構成さ
れ、前記フューエルメタリング部は、前記フィードポン
プ部と前記サプライポンプ部のインレットバルブとの間
に形成された燃料通路と、該燃料通路を開閉するスロッ
トルバルブと、該スロットルバルブの一端部に形成さ
れ、前記燃料通路とオリフィスを介して連通する圧力室
と、前記スロットルバルブの他端部に設けられ、前記ス
ロットルバルブを閉方向に付勢するスプリングと、前記
圧力室と前記燃料タンクとを連通する燃料戻り通路と、
該燃料戻り通路を開閉する電磁弁とによって構成される
ことが望ましい。尚、前記圧縮機構としては、圧縮空間
を画成するシリンダと、該シリンダ内を往復運動するプ
ランジャと、該プランジャを往復運動させるカム面を有
するカムシャフトからなるプランジャ式の圧縮機構が採
用されるが、このプランジャ式の圧縮機構に限定されな
い。
【０００７】さらにまた、前記フィードポンプ部の吐出
側には燃料フィルタが設けられることが望ましい。
【０００８】以上の構成により、燃料タンクから燃料を
吸い上げるフィードポンプ部とコモンレールとの間に、
サプライポンプ部とフューエルメタリング部からなる高
圧燃料供給部を複数並列に配するようにしたので、一つ
の高圧燃料供給部が停止しても他の高圧燃料供給部にお
いてコモンレールの圧力が維持可能となり、エンジンの
駆動力を十分に保持できる。また、並設される高圧燃料
供給部がフューエルメタリング部を有することから、残
りの高圧燃料供給部の燃料送出量を増加させることがで
きるので、コモンレールに供給される燃料量を維持でき
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面により説明する。
【００１０】図１に示すコモンレールシステムは、高圧
燃料を供給するサプライポンプアセンブリＡと、高圧燃
料を蓄圧するコモンレールアセンブリＢと、このコモン
レールアセンブリＢに接続される複数のインジェクタア
センブリＣとによって構成される。本願発明は、このサ
プライポンプアセンブリＡに複数の高圧燃料供給部を設
けるようにしたもので、特にこの実施の形態では２つの
高圧燃料供給部Ｅ，Ｆを設けたものである。
【００１１】図２及び図３に示すように、前記サプライ
ポンプアセンブリＡは、ハウジング部材８ａ，８ｂ，８
ｃからなるハウジング８内に設けられたサプライポンプ
部１と、フューエルメタリング部（ＦＭＵ）２と、フィ
ードポンプ部３とによって構成される。
【００１２】サプライポンプ部１は、一対のプランジャ
４、プランジャ４の各々が往復自在に収容され、プラン
ジャ４の一方の先端に圧縮空間２１が画成されるプラン
ジャバレル５、このプランジャバレル５の上部に装着さ
れたインレット・アウトレットバルブ（ＩＯバルブ）部
２０、前記プランジャ４の他方の先端が固定されるタペ
ット６、及びこのタペット６が当接するカム面を有する
カムシャフト７とによって構成される。
【００１３】前記カムシャフト７は、軸受け部５０，５
１がラジアル軸受１１，１２を介してハウジング部材８
ｂ、８ｃに回転自在に支持されることによって径方向に
保持されると共に、このカムシャフト７の軸受部分５１
の一方に形成された鍔部５２と前記カムシャフト７の他
端に固着される下記するフィードポンプ部３の内歯歯車
部４１とによって前記ハウジング部材８ｃの一部を挟持
することによって軸方向に保持される。また、前記カム
シャフト７は、前記ポンプハウジング８の外部から突出
する一端に嵌合されたギア９０を介して図示しないエン
ジンと連結されて回転し、この回転に伴って前記タペッ
ト６を往復運動させる一対の駆動カム１３、１４を有す
る。
【００１４】また、前記ポンプハウジング８のハウジン
グ部材８ａには、前記プランジャバレル５が装着される
一対の縦孔１０が形成され、この縦孔１０には、一端が
ハウジング部材８ａに形成されたばね受け１５に保持さ
れ、また他端が前記タペットの上面に形成されたばね受
け１６によって保持されて、前記タペット６を駆動カム
１３，１４に押圧するスプリング１７が設けられる。
【００１５】前記フィードポンプ部３は、燃料タンク４
０から燃料を吸い上げるフィードポンプポンプ７０と、
このフィードポンプ７０を駆動するために設けられた前
記カムシャフト７の他端側に固着される前記内歯歯車４
１と、この内歯歯車４１と噛合する駆動歯車４２とによ
って構成される。このフィードポンプ７０としては主動
ギア及び従動ギアからなるギアポンプが望ましい。
【００１６】前記フューエルメタリング部２は、図２に
示すように、前記フィードポンプ部３から燃料フィルタ
６０を介して供給された燃料の送出量を調整してサプラ
イポンプ部１に送出するもので、燃料フィルタ６０と連
通する燃料入口３０と前記ＩＯバルブ部２０の流入通路
７６との間を連通するフューエルメタリング燃料通路３
１と、このフューエルメタリング燃料通路３１を開閉す
るスロットルバルブ３２と、このスロットルバルブ３２
の一端に設けられた圧力室３３と、この圧力室３３と前
記燃料入口３０とを所定のオリフィス３４を介して連通
する圧力検出通路７４と、前記スロットルバルブ３２の
他端に設けられ、このスロットルバルブ３２を前記フュ
ーエルメタリング燃料通路３１を閉とする方向に付勢す
るスプリング３５と、前記圧力室３３と前記燃料タンク
４０との間の連通を開閉する電磁弁３６とによって構成
される。
【００１７】また、前記ＩＯバルブ部２０は、図３に示
すように、前記フューエルメタリング部２と連通する流
入燃料通路２４、プランジャ４の先端に画成された圧縮
空間２１と連通する流出入通路７７、及びＩＯバルブ部
２０の上端に配されるデリバリバルブホルダ１９に形成
された吐出通路７８と連通する流出通路２６とが形成さ
れるバルブ本体２３と、前記流入燃料通路２４と流出入
通路７７の間に設けられ、これらの連通を開閉するイン
レットバルブ２５と、前記流出入通路７７と前記流出通
路７７との間に設けられ、これらの連通を開閉するアウ
トレットバルブ２７とによって構成される。
【００１８】以上の構成のサプライポンプアセンブリＡ
において、燃料タンク４０から燃料吸上げ通路７１を介
してフィードポンプ７０に吸上げられ、燃料フィルタ６
０を介してフューエルメタリング部２に送出される。フ
ューエルメタリング部２の燃料入口３０を介して流入し
た燃料は、共通通路７３に流入し、その先端に設けれた
オーバフローバルブ８０が作動した場合にはこの共通通
路７３から燃料戻り通路７９を介して燃料タンク４０に
回帰する。
【００１９】本発明の実施の形態において、図４で示す
ように、前記共通通路７３からは２つの高圧燃料供給部
Ｅ，ＦがコモンレールアセンブリＢまで平行して形成さ
れる。尚、この実施の形態については、２つの並設され
る高圧燃料供給部Ｅ，Ｆについて説明するが、複数が並
設される場合も同様である。以下、一方の高圧燃料供給
部Ｅを構成する要素にはその引用符号にＡを付し、他方
の高圧燃料供給部Ｆを構成する要素にはその引用符号に
Ｂを付すものとする。
【００２０】前記フューエルメタリング燃料通路３１の
一部を構成する第１の燃料通路７５Ａ，７５Ｂ及びスロ
ットルバルブ３２に至ると共にオリフィス３４を有する
圧力検出通路７４Ａ，７４Ｂが前記共通通路７３から延
出する。前記フィードポンプ６０から供給される燃料の
圧力が十分な場合には、圧力検出通路７４Ａ，７４Ｂを
介して圧力室３３Ａ，３３Ｂの圧力が上昇するので、ス
ロットルバルブ３２Ａ，３２Ｂが前記スプリング３５
Ａ，３５Ｂの力に抗して前記スロットルバルブ３２Ａ，
３２Ｂを押し上げるので、前記フューエルメタリング燃
料通路３１の第１の燃料通路７５Ａ，７５Ｂと第２の燃
料通路７６Ａ，７６Ｂとは連通状態となり、前記フュー
エルメタリング燃料通路３１は導通状態となる。
【００２１】そして、電磁弁３６Ａ，３６Ｂに図示しな
い電子式コントロールユニット（ＥＣＵ）から信号が出
力された場合、電磁弁３６Ａ，３６Ｂが開いて前記圧力
室３３Ａ，３３Ｂと前記燃料戻り通路７９と連通するそ
れぞれの開放通路８１Ａ，８１Ｂが連通状態となること
から圧力室３３Ａ，３３Ｂの圧力が低下し、スロットル
バルブ３２Ａ，３２Ｂがスプリング３５Ａ，３５Ｂの力
によって圧力室３３Ａ，３３Ｂ側に移動するので、前記
第２の燃料通路７６Ａ，７６Ｂの入口が絞られ又は閉鎖
され、前記フューエルメタリング燃料通路３１における
燃料の移動量を低下させるものである。このように、Ｅ
ＣＵによって電磁弁３６Ａ，３６Ｂに供給される出力信
号のデューティ比（通電時間割合）を制御することによ
り最適な燃料油糧をＩＯバルブ部２０に供給できるもの
である。
【００２２】さらに、前記第２の燃料通路７６Ａ，７６
Ｂは、前記ＩＯバルブ部２０に形成された燃料流入通路
２４Ａ，２４Ｂと連通しており、前記プランジャ４Ａ，
４Ｂが下降し圧縮空間２１Ａ，２１Ｂが拡大する吸入行
程にあるとき、アウトレットバルブ２７Ａ，２７Ｂが閉
じてインレットバルブ２５Ａ，２５Ｂが開き、前記燃料
流入通路２４Ａ，２４Ｂから流出入通路７７Ａ，７７Ｂ
を介して圧縮空間１２Ａ，１２Ｂに燃料が吸引される。
【００２３】また、前記プランジャ４Ａ，４Ｂが上昇し
圧縮空間２１Ａ，２１Ｂが縮小する圧縮行程にあると
き、インレットバルブ２５Ａ，２６Ｂが閉じてアウトレ
ットバルブ２７Ａ，２７Ｂが開き、前記流出入通路７７
Ａ，７７Ｂから流出通路２６Ａ，２６Ｂを介して吐出通
路７８Ａ，７８Ｂに吐出され、コモンレールアセンブリ
Ｂに高圧燃料が送出されコモンレールアセンブリＢで蓄
圧される。そして、所定の信号を受信したインジェクタ
アセンブリＣの吐出弁が開いて、コモンレールアセンブ
リＢに蓄圧された燃料がそのインジェクタアセンブリＣ
が装着された気筒に噴射される。尚、前記プランジャ４
Ａ，４Ｂは駆動カム１３，１４が１８０°の位相で配さ
れているので、交互に高圧燃料をコモンレールアセンブ
リＢに送出することとなる。
【００２４】以上の構成により、フィードポンプ部３と
コモンレールアセンブリＢとの間に複数の高圧燃料供給
部Ｅ，Ｆを設けたので、一方の高圧燃料供給部Ｅ，Ｆが
故障した場合でも、他方の高圧燃料供給部Ｅ，Ｆにより
コモンレールアセンブリＢに高圧燃料を送出できるの
で、必要なエンジン駆動力を得ることができるものであ
る。また、複数の高圧燃料供給部Ｅ，Ｆの各々には、サ
プライポンプ部１だけではなくフューエルメタリング部
２も構成要素として追加したので、高圧燃料供給部のい
ずれか一つが停止した場合、他の高圧燃料供給部に供給
する燃料量を増加させることもできるので、コモンレー
ルアセンブリＢに供給される燃料量を確保できるもので
ある。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
フィードポンプ部とコモンレールアセンブリとの間に、
サプライポンプ部とフューエルメタリング部からなる複
数の高圧燃料供給部を設けるので、一つの高圧燃料供給
部が停止しても残りの高圧燃料供給部にて対応すること
ができるので、エンジンの出力を最低限維持することが
可能となり、高圧燃料供給部の故障によっても車両を安
全な場所まで移動させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係るコモンレールシス
テムの概略構成図である。
【図２】本願発明の実施の形態に係るサプライポンプア
センブリの一部切り取り側面断面図である。
【図３】本願発明の実施の形態に係るサプライポンプア
センブリの一部切り取り正面断面図である。
【図４】本願発明の実施の形態に係るサプライポンプア
センブリの燃料経路の構成を示した説明図である。
【符号の説明】
Ａ サプライポンプアセンブリ Ｂ コモンレールアセンブリ Ｃ インジェクタアセンブリ Ｅ，Ｆ 高圧燃料供給部 １ サプライポンプ部 ２ フューエルメタリング部 ３ フィードポンプ部 ４ プランジャ ７ カムシャフト １３，１４ 駆動カム １６ タペット ２０ ＩＯバルブ部 ４０ 燃料タンク ６０ 燃料フィルタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料タンクと、該燃料タンクに収容され
    る燃料を汲み上げるフィードポンプ部と、該フィードポ
    ンプ部によって汲み上げられた燃料の送出量を調整する
    フューエルメタリング部と、該フューエルメタリング部
    から供給された燃料を高圧に圧縮するサプライポンプ部
    と、該サプライポンプ部によって高圧に圧縮された燃料
    が収容されるコモンレール部と、該コモンレール部に接
    続される複数の噴射部とによって少なくとも構成される
    燃料噴射装置において、 前記フィードポンプ部と前記サプライポンプ部の間に設
    けられるフューエルメタリング部及びサプライポンプ部
    からなる高圧燃料供給部を並列に複数配したことを特徴
    とする燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】 前記サプライポンプ部は、インレットバ
    ルブと、アウトレットバルブと、前記インレットバルブ
    と前記アウトレットバルブの間に設けられる吸入吐出通
    路と、該吸入吐出通路と連通する圧縮空間と、該圧縮空
    間の容積を変化させる圧縮機構とによって構成され、 前記フューエルメタリング部は、前記フィードポンプ部
    と前記サプライポンプ部のインレットバルブとの間に形
    成された燃料通路と、該燃料通路を開閉するスロットル
    バルブと、該スロットルバルブの一端部に形成され、前
    記燃料通路とオリフィスを介して連通する圧力室と、前
    記スロットルバルブの他端部に設けられ、前記スロット
    ルバルブを閉方向に付勢するスプリングと、前記圧力室
    と前記燃料タンクとを連通する燃料戻り通路と、該燃料
    戻り通路を開閉する電磁弁とによって構成されることを
    特徴とする請求項１記載の燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】 前記フィードポンプ部の吐出側には燃料
    フィルタが設けられることを特徴とする請求項１又は２
    記載の燃料噴射装置。
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