JP4053113B2 - 筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、低圧ポンプにより燃料タンクから燃料を高圧ポンプに送給し、この高圧ポンプによって更に燃料を昇圧して、高圧燃料をインジェクタに供給する筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造に関し、詳しくは、低圧ポンプの小容量化と高圧ポンプの容積効率の向上とを両立し得る筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、燃費、エンジン出力の向上、及び、排気エミッションの改善を目的として、筒内(燃焼室内)に直接燃料を噴射して噴射燃料を点火プラグにより着火して燃焼させる筒内燃料噴射エンジンが知られている。
【0003】
そして、この筒内燃料噴射エンジンにおいては、特開平2−169834号公報、特開平8−177699号公報等に開示されているように、筒内圧力に抗して筒内に燃料を直接噴射するため、インジェクタに供給する燃料圧力を高圧に維持する必要があり、燃料タンクからの燃料を低圧ポンプ(フィードポンプ)により高圧ポンプに送給し、この高圧ポンプによって更に燃料を昇圧して、高圧燃料をインジェクタに供給している。
【0004】
すなわち、高圧ポンプは自吸能力が不十分なため、高圧ポンプの上流に電動式の低圧ポンプを配設し、この低圧ポンプによって燃料タンクから燃料を高圧ポンプに送給するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料タンクからインジェクタに至る燃料通路に、低圧ポンプと高圧ポンプとを直列に配設し、高圧ポンプへの燃料供給を全て低圧ポンプにより賄うため、この低圧ポンプは、高圧ポンプの最大吐出流量と同等以上の吐出流量の容量のものを採用する必要があり、低圧ポンプによる消費電流の増加を招く。従って、低圧ポンプは、高圧ポンプの最大吐出流量を若干上回る程度の容量のものを通常採用している。
【0006】
このため、特開平8−177699号公報に開示されているようなエンジン駆動式の高圧ポンプを用いる場合、エンジン低回転域等、高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、低圧ポンプにより燃料が高圧ポンプに充分供給されるため問題ないが、特に、エンジン高回転域等、高圧ポンプによる燃料吐出流量の多い領域においては、低圧ポンプを介して高圧ポンプに燃料が供給されることによる燃料流路抵抗が増大し、これに伴い高圧ポンプの燃料吸入抵抗が増加して高圧ポンプの容積効率の低下を生じる不都合がある。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑み、低圧ポンプの小容量化と高圧ポンプの容積効率の向上とを両立することが可能な筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、電動式の低圧ポンプにより燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧して、筒内へ燃料を噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造において、上記低圧ポンプの上流と下流とをバイパスする燃料バイパス通路を設け、該燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記低圧ポンプの上流側への燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記低圧ポンプの上流側からの燃料流を許容する逆止弁を配設したことを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の発明は、電動式の低圧ポンプにより燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧して、筒内へ燃料を噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造において、上記低圧ポンプから上記高圧ポンプに至る低圧燃料通路と燃料タンクとを連通する燃料バイパス通路を設け、該燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記燃料タンクへの燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記燃料タンクからの燃料流を許容する逆止弁を配設したことを特徴とする。
【0010】
すなわち、請求項1記載の発明では、エンジン低回転時、エンジン駆動式の高圧ポンプの自吸能力が不十分で、高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、電動式の低圧ポンプにより送出された燃料の、燃料バイパス通路を介しての低圧ポンプ上流側への逆流が該燃料バイパス通路に配設された逆止弁によって防止され、低圧ポンプから高圧ポンプに充分な量の燃料が供給されるため、高圧ポンプは抵抗なく燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動する。そして、エンジン高回転時、高圧ポンプによる燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ自体による燃料吸入能力が増加するため、低圧ポンプからの燃料供給と共に、高圧ポンプが自吸作用により燃料バイパス通路を介して低圧ポンプの上流から直接燃料を吸入することが可能となる。従って、エンジン高回転時の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域においても、高圧ポンプの燃料吸入抵抗が増加することなく、且つ、高圧ポンプへの充分な燃料流量が確保されて、小容量の低圧ポンプを採用しつつ、高圧ポンプの容積効率を向上することが可能となる。
【0011】
請求項2記載の発明では、エンジン低回転時、エンジン駆動式の高圧ポンプの自吸能力が不十分で、高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、電動式の低圧ポンプにより送出された燃料の、燃料バイパス通路を介しての燃料タンクへの逆流が該燃料バイパス通路に配設された逆止弁によって防止され、低圧ポンプから高圧ポンプに充分な量の燃料が供給されるため、高圧ポンプは抵抗なく燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動する。そして、エンジン高回転時の高圧ポンプによる燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ自体による燃料吸入能力が増加するため、低圧ポンプからの燃料供給と共に、高圧ポンプが自吸作用により燃料バイパス通路を介して直接燃料タンクから燃料を吸入することが可能となる。従って、エンジン高回転時の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域において、高圧ポンプの燃料吸入抵抗をより減少することが可能となり、且つ、高圧ポンプへの充分な燃料流量が確保されて、小容量の低圧ポンプを採用しつつ、高圧ポンプの容積効率をより向上することが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図1及び図2は本発明の実施の第1形態を示す。
【0013】
先ず、図1に基づいて筒内燃料噴射エンジンの概略構成について説明する。同図において、符号1は筒内燃料噴射エンジンの一例としての自動車等の車輌用の水平対向型4サイクル4気筒筒内直噴ガソリンエンジン(以下、単に「エンジン」と称する)である。このエンジン1のシリンダブロック1aの左右両バンクには、シリンダヘッド2がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド2に各気筒に対応して吸気ポート2aと排気ポート2bが形成されている。
【0014】
このエンジン1の吸気系は、各吸気ポート2aにインテークマニホルド3が連通され、このインテークマニホルド3に各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ4を介してスロットルチャンバ5が連通され、更に、このスロットルチャンバ5の上流側に吸気管6を介してエアクリーナ7が取り付けられ、このエアクリーナ7がエアインテークチャンバ8に連通されている。
【0015】
また、上記スロットルチャンバ5には、アクセルペダル9に連動するスロットル弁5aが設けられている。そして、要求負荷を表す上記アクセルペダル9の踏込み量(アクセル開度)を検出するため、該アクセルペダル9の支持部にポテンショメータ等からなるアクセル開度センサ10が併設されている。
【0016】
また、上記吸気管6には、スロットル弁5aをバイパスするバイパス通路11が接続され、このバイパス通路11に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路11を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御弁(ISC弁)12が介装されている。
【0017】
更に、上記シリンダヘッド2には、燃焼室13内(筒内)に燃料を直接噴射するインジェクタ14が各気筒毎に配設されている。そして、上記シリンダヘッド2の各気筒毎に、先端の放電電極を燃焼室13に露呈する点火プラグ15が取り付けられ、この点火プラグ15に、各気筒毎に配設された点火コイル16を介してイグナイタ17が接続されている。
【0018】
また、シリンダブロック1aの左右両バンクを連通する冷却水通路18に冷却水温センサ19が臨まされている。
【0019】
一方、エンジン1の排気系としては、上記シリンダヘッド2の各排気ポート2bに連通するエキゾーストマニホルド20の集合部に排気管21が連通され、この排気管21に触媒コンバータ22が介装されてマフラ23に連通されている。
【0020】
また、外周に所定クランク角度毎にクランク角検出用の突起が形成されたクランクロータ24がエンジン1のクランクシャフト1bに軸着され、このクランクロータ24にクランク角センサ25が対設されている。更に、クランクシャフト1bに対して1/2回転するカムシャフト26に、外周に気筒判別用突起を形成したカムロータ27が連設され、このカムロータ27に気筒判別センサ28が対設されている。
【0021】
次に、本発明の要旨とするエンジン1の燃料供給系構造について、図1及び図2に基づき説明する。図1及び図2の符号29は、燃料タンク30から上記各インジェクタ14に燃料を供給するための燃料通路で、この燃料通路29に、上流側から順に、燃料フィルタ31、低圧ポンプの一例としてアウトタンク式の電動フィードポンプ32、このフィードポンプ32からの燃料を所定の高圧力に昇圧するための高圧ポンプ33、上記各インジェクタ14に連通接続するコモンレール34、及び、インジェクタ14への燃料圧力を所定の高圧力(例えば、7MPa)に調圧するための高圧用機械式プレッシャレギュレータ等からなる高圧レギュレータ35が介装されている。
【0022】
本実施の形態においては、上記高圧ポンプ33は、エンジン1のクランクシャフト1bからプーリ、ベルト等の動力伝達機構を介して動力伝達されて作動するもので、エンジン駆動式プランジャポンプ等からなり、エンジン1の最大燃料噴射量を賄うに充分な燃料吐出容量のものを採用する。
【0023】
そして、燃料通路29の高圧ポンプ33の上流側が、フィードポンプ32により燃料タンク30から燃料を送出する低圧燃料通路29aを構成し、上記高圧ポンプ33と高圧レギュレータ35との間が、低圧燃料通路29aからの燃料を昇圧して高圧の燃料を上記各インジェクタ14に供給する高圧燃料通路29bを構成している。
【0024】
また、フィードポンプ32下流の低圧燃料通路29aと燃料タンク30が燃料リターン通路29cを介して連通され、この燃料リターン通路29cに、低圧燃料通路29aの燃料圧力を所定圧力(例えば、0.2MPa)に調圧するためのダイアフラム式プレッシャレギュレータ等からなる低圧レギュレータ36が介装されている。
【0025】
更に、高圧レギュレータ35の下流側が、フィードポンプ32下流の低圧燃料通路29aと低圧レギュレータ36との間の燃料リターン通路29cに接続されており、高圧レギュレータ35からの余剰燃料を低圧燃料通路24aに戻すことで、これによっても、従来に対し小容量のフィードポンプ32を採用可能としている。
【0026】
一方、上記低圧燃料通路29aに、フィードポンプ32の上流と下流とをバイパスする燃料バイパス通路29dが接続されており、この燃料バイパス通路29dにフィードポンプ32の上流側への燃料の逆流を阻止し高圧ポンプ33側への燃料流のみを許容する逆止弁37が配設されている。
【0027】
また、コモンレール34と高圧レギュレータ35との間の高圧燃料通路29bと、低圧レギュレータ36下流の燃料リターン通路29cとを連通するパージ通路29eに、電磁切換弁からなるベーパ処理弁38が配設されている。
【0028】
尚、上記コモンレール34には、高圧燃料通路29bにおける燃料圧力を検出するための燃料圧力センサ39が配設されている。
【0029】
一方、上記インジェクタ14、点火プラグ15、ISC弁12に対する制御量の演算、制御信号の出力、すなわち燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、及び、フィードポンプ32の作動制御、ベーパ処理弁38の開閉制御等のエンジン制御は、図1に示す電子制御装置(ECU)40によって行われる。
【0030】
上記ECU40は、マイクロコンピュータを中心として構成され、その他、駆動回路やA/D変換器等の周辺回路が内蔵されている。
【0031】
そして、ECU40は、2回路のリレー接点を有する電源リレー41の第1のリレー接点を介してバッテリ42に接続され、バッテリ42に、上記電源リレー41のリレーコイルがイグニッションスイッチ43を介して接続されており、イグニッションスイッチ43がONされて電源リレー41の接点が閉となるとECU40に電源が投入される。
【0032】
更に、上記バッテリ42には、フィードポンプリレー44のリレー接点を介して上記フィードポンプ32が接続されている。尚、上記電源リレー41の第2のリレー接点には、上記バッテリ42から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。
【0033】
上記ECU40の入力ポートには、上記アクセル開度センサ10、冷却水温センサ19、クランク角センサ25、気筒判別センサ28、燃料圧力センサ39、及び、エンジン始動状態を検出するためのスタータスイッチ45等の各種センサ、スイッチ類が接続されている。また、ECU40の出力ポートには、上記ISC弁12、インジェクタ14、イグナイタ17、ベーパ処理弁38、及び、フィードポンプリレー44のリレーコイルが接続されている。
【0034】
上記ECU40では、記憶されている制御プログラムに従って、入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号等を処理し、これら検出信号による各種データに基づき、燃料噴射量、点火時期、ISC弁12に対する駆動信号のデューティ比等を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、及び、フィードポンプ32の作動制御、ベーパ処理弁38の開閉制御等のエンジン制御を行う。
【0035】
次に、本実施の形態による作用について説明する。
【0036】
先ず、イグニッションスイッチ43がONされ、ECU40に電源が投入されると、システムがイニシャライズされ、ECU40からの駆動信号によって、ベーパ処理弁38が開弁し、パージ通路29eを介してコモンレール34と高圧レギュレータ35との間の高圧燃料通路29bと、低圧レギュレータ36下流の燃料リターン通路29cとが連通されると共に、フィードポンプリレー44がONされてフィードポンプ32が通電され、該フィードポンプ32の作動が開始される。
【0037】
これにより、燃料タンク30内の燃料が、低圧燃料通路29aに介装されたフィルタ31を経てフィードポンプ32により送出される。そして、フィードポンプ32によって送出された燃料が、低圧レギュレータ36により調圧されて高圧ポンプ33に供給されると共に、低圧レギュレータ36から余剰燃料が燃料リターン通路29cを介して燃料タンク30に戻される。
【0038】
尚、このとき、エンジン1は未だ起動しておらず、高圧ポンプ33は停止しているが、この高圧ポンプ33は上述のようにエンジン駆動式のプランジャポンプ等からなり、吸入口及び吐出口にそれぞれ逆止弁が設けられており(図示せず)、従って、この逆止弁により高圧ポンプ33を介して高圧燃料通路29bに燃料が流れる。そして、更に、上記ベーパ処理弁38の開弁によりパージ通路29eを介してコモンレール34と高圧レギュレータ35との間の高圧燃料通路29bと、低圧レギュレータ36下流の燃料リターン通路29cとが連通されていることで、燃料が高圧燃料通路29bからパージ通路29e、燃料リターン通路29cを介して燃料タンク30に戻される。
【0039】
従って、燃料通路29中にベーパが生じていても、ベーパが燃料タンク30に排出される。これにより、ベーパによる燃料噴射制御性の悪化が未然に防止されて、エンジン1の始動に備えられる。
【0040】
そして、スタータスイッチ45がONされてエンジン1が起動すると、ECU40は、クランク角センサ25からのクランク角信号入力毎に、クランク角信号の入力間隔時間に基づいてエンジン回転数を算出し、また、気筒判別センサ28からの気筒判別信号入力により燃料噴射対象気筒や点火対象気筒等の気筒判別を行う。そして、ECU40は、上記エンジン回転数、及び上記各センサにより検出されるエンジン運転状態に基づいて、燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅、点火時期、ISC弁12に対する駆動信号のデューティ比等の各種制御量を演算し、所定タイミングで、燃料噴射対象気筒のインジェクタ14に上記燃料噴射パルス幅による駆動信号を出力し、また、所定の点火時期においてイグナイタ17に点火信号を出力して点火対象気筒の点火プラグ15を点火すると共に、上記デューティ比による駆動信号をISC弁12に出力し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御を行う。
【0041】
また、上記ECU40は、スタータスイッチ45のONに同期して、上記ベーパ処理弁38を閉弁作動し、以後、パージ通路29eを介しての、コモンレール34と高圧レギュレータ35との間の高圧燃料通路29bと、低圧レギュレータ36下流の燃料リターン通路29cとの連通を遮断する。
【0042】
そして、エンジン1の起動に伴い高圧ポンプ33が駆動し、フィードポンプ32からの送出燃料が高圧ポンプ33によって加圧されると共に、上記ベーパ処理弁38の閉弁により高圧レギュレータ35での燃料調圧が可能となり、高圧レギュレータ35により調圧された所定の高圧燃料が、コモンレール34を経て各気筒のインジェクタ14に供給される。
【0043】
すなわち、エンジン1の起動後は、上記高圧レギュレータ35により高圧燃料通路29bの燃料圧力が所定の高圧力に維持されることで、燃焼室13内(筒内)へ噴射する燃料量を、ECU40から出力される燃料噴射パルス幅駆動信号によるインジェクタ14の開弁時間によって正確に計量することが可能となる。
【0044】
そして、エンジン始動後において、エンジン低回転時には、高圧ポンプ33の駆動回転数が低く、高圧ポンプ33の自吸能力が不十分となるが、このときは、高圧ポンプ33の低速回転により高圧ポンプ33による燃料吐出流量が少なく、且つ、フィードポンプ32により送出された燃料の、燃料バイパス通路29dを介してのフィードポンプ32上流側への逆流が該燃料バイパス通路29dに配設された逆止弁37によって防止され、フィードポンプ32から高圧ポンプ33に充分な量の燃料が供給される。これにより、エンジン低回転時には、従来と同様に、高圧ポンプ33は吸入抵抗の少ない状態で燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動する。
【0045】
また、この時には、要求燃料噴射量が少ないため、高圧ポンプ33による燃料吐出流量が少なくても、充分な量の高圧燃料を安定して各気筒のインジェクタ14に供給することができる。
【0046】
一方、エンジン回転数の上昇に伴い、高圧ポンプ33の駆動回転数が上昇することで、高圧ポンプ33の燃料吸い込み能力が増加すると共に、高圧ポンプ33による燃料吐出流量が増加する。
【0047】
そして、エンジン高回転域等、高圧ポンプ33による燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ33自体による燃料の吸入能力が増加するため、フィードポンプ32からの燃料供給と共に、高圧ポンプ33が燃料バイパス通路29dを介してフィードポンプ32の上流から直接燃料を吸入することが可能となる。また、燃料バイパス通路29dに配設された逆止弁37は、フィードポンプ32の上流側への燃料の逆流を阻止し高圧ポンプ33側への燃料流のみを許容するので、この時、高圧ポンプ33の燃料吸入作用により逆止弁37が開弁し、燃料バイパス通路29dを介しての高圧ポンプ33の燃料自吸が可能となる。
【0048】
その結果、エンジン高回転時、高圧ポンプ33の高速回転により高圧ポンプ33の燃料吐出流量の多い領域では、フィードポンプ32からの燃料供給と共に、高圧ポンプ33の自吸作用により燃料バイパス通路29dを介してフィードポンプ32上流から高圧ポンプ33に直接燃料を吸入することで、フィードポンプ32による燃料の直流抵抗を減少して高圧ポンプ33の吸入側に充分な量の燃料を確保することが可能となり、高圧ポンプ33の燃料吸入抵抗を減少させることができる。
【0049】
従って、エンジン高回転域等、高圧ポンプ33の高速回転により高圧ポンプ33の燃料吐出流量の多い領域においても、高圧ポンプ33の燃料吸入抵抗が増加することなく、且つ、高圧ポンプ33への充分な燃料流量が確保されるため、小容量のフィードポンプ32を採用することが可能となり、小容量のフィードポンプ32を採用しつつ、高圧ポンプ33の容積効率を向上することが可能となる。
【0050】
また、これにより、エンジン高回転高負荷に対応して要求燃料噴射量の多い時でも、充分な量の安定した高圧燃料を各気筒のインジェクタ14に供給することが可能となり、燃料噴射制御精度の向上を図ることが可能となる。
【0051】
次に、図3及び図4に基づいて、本発明の実施の第2形態を説明する。
【0052】
尚、上記実施の第1形態と同一の構成品については、同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0053】
以下、本実施の形態の燃料供給系構造について説明する。
【0054】
上記実施の第1形態においては、低圧ポンプとしてアウトタンク式の電動フィードポンプを採用するのに対し、本実施の形態は、燃料タンク30内に配設されるインタンク式の電動フィードポンプ50を採用する。このインタンク式の電動フィードポンプ50は、周知のタービン型電動ポンプで、吸入口にフィルタ51が装着されている。
【0055】
そして、前記バッテリ42に、フィードポンプリレー44のリレー接点を介してフィードポンプ50が接続されている。
【0056】
また、このフィードポンプ50から高圧ポンプ33に至る低圧燃料通路52aと燃料タンク30とが、燃料バイパス通路52dを介して連通されており、この燃料バイパス通路52dに燃料タンク30への燃料の逆流を阻止し高圧ポンプ33側への燃料流のみを許容する逆止弁53が配設されている。
【0057】
そして、燃料タンク30内において、燃料バイパス通路52dの開口端が底部方向に延出され、その開口端にフィルタ54が装着されている。尚、燃料バイパス通路52dの開口端にフィルタ54を装着することなく、逆止弁53上流の燃料バイパス通路52d中にフィルタを介装するようにしてもよい。
【0058】
また、前記燃料リターン通路29cの低圧レギュレータ36の上流側が、上記低圧燃料通路52aに接続されており、これ以外の構成については、上記実施の第1形態と同様である。
【0059】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【0060】
イグニッションスイッチ43がONされ、ECU40に電源が投入されると、システムがイニシャライズされ、ECU40からの駆動信号によって、パージ処理弁38が開弁されると共に、フィードポンプリレー44がONされてフィードポンプ50が通電され、該フィードポンプ50の作動が開始される。
【0061】
そして、フィードポンプ50の作動により、燃料タンク30内の燃料が、フィルタ51を経て低圧燃料通路52aを介して送出される。そして、フィードポンプ50によって送出された燃料が、低圧レギュレータ36により調圧されて高圧ポンプ33に供給され、上記実施の第1形態と同様に、高圧ポンプ33の吸入口及び吐出口に設けられた逆止弁(図示せず)により、高圧ポンプ33を介して高圧燃料通路29bに燃料が流れると共に、低圧レギュレータ36から余剰燃料が燃料リターン通路29cを介して燃料タンク30に戻される。
【0062】
そして、更に、上記ベーパ処理弁38の開弁によりパージ通路29eを介してコモンレール34と高圧レギュレータ35との間の高圧燃料通路29bと、低圧レギュレータ36下流の燃料リターン通路29cとが連通されていることで、燃料が高圧燃料通路29bからパージ通路29e、燃料リターン通路29cを介して燃料タンク30に戻されることで、燃料通路中にベーパが生じていても、ベーパが燃料タンク30に排出されて、エンジン1の始動に備えられる。
【0063】
そして、スタータスイッチ45がONされてエンジン1が起動すると、上記ECU40は、スタータスイッチ45のONに同期して、上記ベーパ処理弁38を閉弁作動し、以後、パージ通路29eを介しての、コモンレール34と高圧レギュレータ35との間の高圧燃料通路29bと、低圧レギュレータ36下流の燃料リターン通路29cとの連通を遮断する。
【0064】
また、エンジン1の起動に伴い高圧ポンプ33が駆動し、フィードポンプ50からの送出燃料が高圧ポンプ33によって加圧されると共に、上記ベーパ処理弁38の閉弁により高圧レギュレータ35での燃料調圧が可能となり、高圧レギュレータ35により調圧された所定の高圧燃料が、コモンレール34を経て各気筒のインジェクタ14に供給される。
【0065】
そして、エンジン始動後において、エンジン低回転時には、高圧ポンプ33の駆動回転数が低く、高圧ポンプ33の自吸能力が不十分となるが、このときは、高圧ポンプ33の低速回転により高圧ポンプ33による燃料吐出流量が少なく、且つ、フィードポンプ50により送出された燃料の、燃料バイパス通路52dを介しての燃料タンク30への逆流が該燃料バイパス通路52dに配設された逆止弁53によって防止され、フィードポンプ50から高圧ポンプ33に充分な量の燃料が供給される。
【0066】
従って、エンジン低回転時には、上記実施の第1形態と同様に、高圧ポンプ33は吸入抵抗の少ない状態で燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動する。
【0067】
一方、エンジン回転数の上昇に伴い、高圧ポンプ33の駆動回転数が上昇することで、高圧ポンプ33の燃料吸い込み能力が増加すると共に、高圧ポンプ33による燃料吐出流量が増加する。
【0068】
そして、エンジン高回転域等、高圧ポンプ33による燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ33自体による燃料の吸入能力が増加するため、フィードポンプ50からの燃料供給と共に、高圧ポンプ33が燃料バイパス通路52dを介して燃料タンク30から直接燃料を吸入することが可能となる。
【0069】
また、燃料バイパス通路52dに配設された逆止弁53は、燃料タンク30への燃料の逆流を阻止し高圧ポンプ33側への燃料流のみを許容するので、この時、高圧ポンプ33の燃料吸入作用により逆止弁53が開弁し、燃料バイパス通路52dを介しての高圧ポンプ33の燃料自吸が可能となる。
【0070】
その結果、エンジン高回転時、高圧ポンプ33の高速回転により高圧ポンプ33の燃料吐出流量の多い領域では、フィードポンプ50からの燃料供給と共に、高圧ポンプ33の自吸作用によりフィルタ54及び燃料バイパス通路52dを介し、燃料タンク30から高圧ポンプ33に直接燃料を吸入することで、フィードポンプ50による燃料の直流抵抗を減少して、高圧ポンプ33の吸入側に充分な量の燃料を確保することが可能となる。また、燃料バイパス通路52は、直接燃料タンク30に連通接続されているため、高圧ポンプ33の燃料吸入抵抗をより減少させることができる。
【0071】
従って、エンジン高回転域等、高圧ポンプ33の高速回転により高圧ポンプ33の燃料吐出流量の多い領域においても、高圧ポンプ33の燃料吸入抵抗をより減少し、且つ、高圧ポンプ33への充分な燃料流量が確保されるため、小容量のフィードポンプ50を採用することが可能となり、小容量のフィードポンプ50を採用しつつ、高圧ポンプ33の容積効率を更に向上することが可能となる。
【0072】
また、これにより、エンジン高回転高負荷に対応して要求燃料噴射量の多い時でも、充分な量の安定した高圧燃料を確実に各気筒のインジェクタ14に供給することでき、燃料噴射制御精度を更に向上することが可能となる。
【0073】
尚、本発明は、上記実施の各形態に限定されず、例えば、アウトタンク式のフィードポンプ32を採用する上記実施の第1形態の燃料バイパス通路29dを、フィードポンプ32上流の燃料通路に接続することなく、上記実施の第2形態のように、燃料タンク30に直接接続するようにしてもよい。この場合は、実施の第2形態と同様に、燃料タンク30内において、燃料バイパス通路29dの開口端を底部方向に延出する。そして、その開口端にフィルタを装着するか、或いは燃料バイパス通路29dの逆止弁37上流にフィルタを介装する。
【0074】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給する電動式の低圧ポンプの上流と下流とをバイパスする燃料バイパス通路を設け、この燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で低圧ポンプの上流側への燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で低圧ポンプの上流側からの燃料流を許容する逆止弁を配設したので、エンジン低回転時、高圧ポンプの自吸能力が不十分で、高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、低圧ポンプにより送出された燃料の、燃料バイパス通路を介しての低圧ポンプ上流側への逆流が該燃料バイパス通路に配設された逆止弁によって防止され、低圧ポンプから高圧ポンプに充分な量の燃料が供給される。従って、エンジン低回転時の高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、従来と同様に、高圧ポンプは吸入抵抗の少ない状態で燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動することができる。
【0075】
また、エンジン高回転時の高圧ポンプによる燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ自体による燃料吸入能力が増加するため、高圧ポンプによる吸入作用により燃料バイパス通路に配設された逆止弁が開弁し、低圧ポンプからの燃料供給と共に、高圧ポンプが自吸作用により燃料バイパス通路を介して低圧ポンプの上流から直接燃料を吸入することが可能となる。これにより、エンジン高回転の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域では、低圧ポンプによる燃料の直流抵抗を減少して、この場合においても、高圧ポンプの吸入側に充分な量の燃料を確保することができ、高圧ポンプの燃料吸入抵抗を減少させることができる。
【0076】
従って、エンジン高回転時の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域においても、高圧ポンプの燃料吸入抵抗が増加することなく、且つ、高圧ポンプへの充分な燃料流量が確保されるため、小容量の低圧ポンプを採用することが可能となり、小容量の低圧ポンプを採用しつつ、高圧ポンプの容積効率を向上することができる。
【0077】
更に、エンジン高回転高負荷に対応して要求燃料噴射量の多い時でも、充分な量の安定した高圧燃料をインジェクタに供給することができ、燃料噴射制御精度を向上することができる効果を有する。
【0078】
請求項2記載の発明によれば、燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給する電動式の低圧ポンプから高圧燃料ポンプに至る低圧燃料通路と燃料タンクとを連通する燃料バイパス通路を設け、この燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で燃料タンクへの燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で燃料タンクからの燃料流を許容する逆止弁を配設したので、エンジン低回転時、高圧ポンプの自吸能力が不十分で、高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、低圧ポンプにより送出された燃料の、燃料バイパス通路を介しての燃料タンクへの逆流が該燃料バイパス通路に配設された逆止弁によって防止され、低圧ポンプから高圧ポンプに充分な量の燃料が供給される。従って、エンジン低回転時の高圧ポンプによる燃料吐出流量の少ない領域では、請求項1記載の発明と同様に、高圧ポンプは吸入抵抗の少ない状態で燃料を吸入することができ、良好な容積効率の下で作動することができる。
【0079】
また、エンジン高回転時の高圧ポンプによる燃料吐出流量の多い領域においては、高圧ポンプ自体による燃料吸入能力が増加するため、高圧ポンプによる吸入作用により燃料バイパス通路に配設された逆止弁が開弁し、低圧ポンプからの燃料供給と共に、高圧ポンプが自吸作用により燃料バイパス通路を介して直接燃料タンクから燃料を吸入することが可能となる。これにより、エンジン高回転時の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域では、低圧ポンプによる燃料の直流抵抗を減少して、この場合においても、高圧ポンプの吸入側に充分な量の燃料を確保することができる。また、燃料バイパス通路は、直接燃料タンクに連通接続されているため、請求項1記載の発明に対し、高圧ポンプの燃料吸入抵抗をより減少させることができる。
【0080】
従って、エンジン高回転時の高圧ポンプの燃料吐出流量の多い領域においても、高圧ポンプの燃料吸入抵抗をより減少し、且つ、高圧ポンプへの充分な燃料流量が確保されるため、小容量の低圧ポンプを採用することが可能となり、小容量の低圧ポンプを採用しつつ、高圧ポンプの容積効率を更に向上することができる。
【0081】
更に、エンジン高回転高負荷に対応して要求燃料噴射量の多い時でも、充分な量の安定した高圧燃料を確実にインジェクタに供給することができ、燃料噴射制御精度を更に向上することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態に係り、筒内燃料噴射エンジンの全体概略図
【図2】同上、燃料供給系の概略構成図
【図3】本発明の実施の第2形態に係り、筒内燃料噴射エンジンの全体概略図
【図4】同上、燃料供給系の概略構成図
【符号の説明】
1 筒内燃料噴射エンジン
14 インジェクタ
29a、52a 低圧燃料通路
29d、52d 燃料バイパス通路
30 燃料タンク
32、50 フィードポンプ(低圧ポンプ)
33 高圧ポンプ
37、53 逆止弁
Claims (2)
- 電動式の低圧ポンプにより燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧して、筒内へ燃料を噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造において、
上記低圧ポンプの上流と下流とをバイパスする燃料バイパス通路を設け、該燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記低圧ポンプの上流側への燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記低圧ポンプの上流側からの燃料流を許容する逆止弁を配設したことを特徴とする筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造。 - 電動式の低圧ポンプにより燃料タンクから燃料をエンジン駆動式の高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧して、筒内へ燃料を噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造において、
上記低圧ポンプから上記高圧ポンプに至る低圧燃料通路と燃料タンクとを連通する燃料バイパス通路を設け、該燃料バイパス通路に、エンジン低回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記燃料タンクへの燃料の逆流を阻止し、エンジン高回転時には上記高圧ポンプと上記低圧ポンプとの双方を駆動した状態で上記燃料タンクからの燃料流を許容する逆止弁を配設したことを特徴とする筒内燃料噴射エンジンの燃料供給系構造。
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