JPS5847129A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関の燃料供給装置に関するものであ
る。

従来の燃料供給装置としては、例えば第１図のブロック
図に示すような構成のものがある。これはモータ１によ
り駆動される燃料ポンプ２によって燃料タンク３から燃
料を吸い出し、プレツシャレギーレータ４により所定の
燃圧に設定した後、燃料分配器５に供給する。該燃料分
配器５は内燃機関の回転速度に応じて駆動され、内燃機
関の各気筒の噴射時期に合せて燃料噴射弁６に供給する
ものである。なお７はフィルタを示す。

しかし、このような従来の燃料供給装置においては、モ
ータによって駆動されるポンプにより、所定以上の圧力
で供給される燃料を、プレソシャレギーレータによって
所定の圧力とし、各燃料噴射弁に供給するようになって
いたため、例えば燃料噴射弁によって直接燃焼室内に燃
料を噴射する場合、燃料噴射弁への供給燃料圧力は、１
０〜３０ｋｖ　／。ｍ２以上にする必要があるため、燃
料ポンプによって、常に内燃機関が要求するｌ　Ｏｋｑ
／　ｃｍ２以上の高燃圧で供給する必要があり、（例え
ば供給燃圧が１０に９／。ｍ２とした場合は、燃料ポン
プの消費電力が１００Ｗ程度とカリ）燃費を悪化させる
とともに、絞弁全開時等噴射量の多い場合でも、高い燃
圧の燃料を供給する必要があるため、大流量の高圧ポン
プを採用しなければならないという問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、層状給気機関（以下、機関と記す）の場合、
低負荷時における燃料噴射時期は、上死点付近で噴射圧
力を高くする必要があるが、噴射量は少なくてよいのに
対し、高負荷時における燃料噴射時期は下死点付近でよ
いが、噴射量を多くしなければならず、また；燃料ポン
プの消、費電力は、噴射圧力が高く燃料流量が少ない場
合には大きく、逆に噴射圧力が低く流量が多い場合には
少ないことから、燃料供給圧力と供給燃料流量の関係を
検知するセンサを設け、供給燃料圧力と供給燃料流量と
の関係を常に一定に保つ機能を有する燃料ポンプを用い
て、機関の運転状態に応じて両者の関係を関連させる必
要があるため、機関が最高回転数で４／４負荷のときに
要求される噴射圧力の場合の燃料流量と、燃料ポンプに
よって供給する噴射圧力の場合の供給燃料流量とを一致
させ、クランク角センサと機関の負荷検出装置からの信
号等を入力した制御ユニットにより駆動される燃料噴射
時期噴′射・くルス幅と噴射時期を制御することによっ
て、機関が高回転、高負荷時では、燃料ポンプの供給圧
力が低く供応流量が多い領域を用い、下死点付近で低圧
噴射を行ない、低回転、低負荷時では、燃料ポンプの供
給圧力が高ゝく供給流量が少ない領域を′用いて、上死
点付近で高圧噴射を行なうことにより、モータの、消費
電力を低減するとともに、燃料ポンプを小型化すること
により、上記の問題点を解決するｉとを目的としている
。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。第２図は、
この発明の一実施例の構成を示す概略図である。なお、
各図中、同一または同等のものＶこは同一の符号をつけ
る。まず構成を説明する。ＩＩｄ　モータ、’　２は燃
料ポンプ、３は燃料タンク１，６は燃料噴射弁、７はフ
ィルタ、８は制御ユニット、９は高速アクチュエータで
あって、燃料はモータ１により駆動される燃料ポンプ２
によつで！雪り／り３から吸い出され、高速アクチュエ
ータ９を通った後、各気筒用の燃料噴射弁６に分岐され
、各燃焼室内に供給される。なお、８は、モータ１、。

を有し、かつ燃料流量と供給圧力の関係を常に一定に保
つようになっており、かつ第５図のような供給燃料圧力
と供給燃料流量特性を一定に保つ機能を有するものであ
る。第３図は、上記モータ１と該モータ１によシ駆動肇
れる燃料ポンプ２とをケース１０内に収納した一実施例
の構成の概略図を示すもので、該ケース１０内をモータ
１と燃料ポンプ２を冷却する流体が循環する構成になっ
ており、該冷却流体の温度を検知する温度上ンサ１７の
信号を入力した制御ユニット８に士って駆動されるリニ
Ｎバルブ１２により、矢印Ａ方向今ら流入する冷却流体
の循環量を変化させることによって、モータ１と燃料ポ
ンプ２の温度を一定に保ち、燃料ポンプ２の供給燃料圧
力と供給燃料の関係を一定に保つ。また第４図は、別の
形式の燃料ポンプの一実施例の構成の概略図を示すもの
＋、供給圧力と供給燃料流量の関係を検知するセンサ、
すなワチ圧カセンサ１１および流量センサ１３′ヲ備え
、上記供給燃料圧力と供給燃料流量の関係を上記第５図
に示すように誉に一定に保つ機能を有するものである。

これもモータ１と燃料ポンプ２カ一クース１０内に収納
されており、該ケース１０内には上記モータ１および燃
料ポンプ２を冷却する流体が矢印Ａ方向から流入して循
環し、モ二り１および燃料ポンプ２が過熱するのを防止
している。

また燃料ポンプ２の下流側には、上記圧力センサ１１と
流量センサ１３を設け、該両センサの信号を入力した制
御ユニット８によって、モータ１への印加電圧が調整さ
れ、燃料ポンプ２の供給燃料圧力と供給燃料流量との関
係を上記第５図に示す特性に常に保つようにしている。

第６図は、−り記高速アクチュエータ９の一実施例の構
成の概略図を示すもので、励磁コイル１４に通電すると
主磁極１５が吸引力を生じ、アーマチーア１６を引上げ
る。この場合、励磁コイル１４に対する通電のデー−テ
ィ比を制御“することにより、該高速アクチーエータ９
を通過する燃料流量を制御する。なお、この場合、機関
が最高回転数で４／４負荷状態のときに必要とする所定
の噴射圧力における噴射燃料流量は、該噴射圧力におけ
る燃料ポンプ２の供給燃料流量と一致するようにしてあ
り、図示してないクランク角センサや機関の負荷検出装
置（例えば、アクセル開度センサ）等の信号を入力した
制御ユニット８によって燃料噴射パルス幅や噴射時期が
制御される燃料噴射弁６から噴射される燃料を、該燃料
流量が得られる燃料ポンプ２の供給圧力によって噴射す
る。また始動時等、燃料増量を必要とする場合には、燃
料ポンプ２の低圧、大流量域を利用して、燃料増量が行
なわれる。゛つぎに作用を説明する。第５図に示す燃料
ポンプ２の特性と第７図に示す機関が必要とする燃料量
の関係から、低回転、低負荷域には、燃料ポンプ２の高
圧力、少流量域を用い、上死点付近で燃料噴射弁６から
燃料を直接燃焼室に噴射する一方、高回転、高負荷域で
は燃料ポンプ２の消費電力の少ない低圧力、大流量域を
用い、下死点付近で燃料噴射弁６から燃料を直接燃焼室
内に噴射するものである。すなわち高回転、高負荷域で
は、燃料噴射弁６の燃料噴射パルス幅を広くすると、燃
料ポゾプ２の下流側に孔径の大きなオリフィスを設けた
場合と同等となり、燃料ポンプ２の消費電力の少ない低
圧力、大流量域を用い、該燃料ポンプ２によって決定さ
れる供給燃料圧力で得られる燃料を燃料噴射弁６から噴
射することになる。また低回転、低負荷域では、燃料噴
射弁６の噴射パルス幅が狭くなる。これは燃料ポンプ２
の下流側に小径のオリフィスを設けた場合に相当するた
めで、該燃料ポンプ２の高圧、少流量域におい′ては燃
料ポンプ２によって決定される高圧の供給圧力の燃料が
燃料噴射弁６から噴射されることになる。上記圧力セン
サ１１を有し、供給圧力と流量の関係を常に一定に保つ
機能を有する燃料ポンプ２として第３図に示した一実施
例は、モータ１の過熱によってモータ１内の磁石の磁力
低下と燃料ポンプ２内の間隙の変化を防止することによ
って燃料ポンプ２の性能を常に一定に保つものである。

また−王記第４図に示す構成は、燃料ポンプ２から供給
される燃料圧力を圧力センサ１１で検知し、′さらに供
給流量を流量センサ１３により薇知して、これらの検知
値から燃料ポンプ２の駆動用モータ１に対する印加電圧
を調整し、燃料ポンプ２の性能を第５図に示す特性に保
つものである。また高速アクチーエータ９は、各燃料噴
射弁６と同期して駆動され、上記高速アクチーエータ９
を通過する燃料流量は、燃料噴射弁６から噴射する燃料
流量と同量に調整されるとともに、緊急時には即座に燃
料を遮断する燃料遮断弁として作動する。そのために例
えば一本の燃料噴射弁６がカーボンの噛み込み等によっ
て、ノズルが常時開状態になるような異常が発生した場
合、高速アクチュエータ９を全開にしなくても、該高速
アクチーエータ９によりて燃料流量が制御されているか
ら、外科噴射弁６が全開となってしまった気筒への燃料
の供給が限定されるとともに、全気筒への燃料の供給が
正規に保たれるため、機関を破損することは回避できる
。なお、機関の回転数と負荷の関係において上記装置の
燃料噴射弁６から噴射される燃料圧力の状況の概要を第
８図（ａ）、（ｂ）に、示す。なお該第８図（ｂ）のＡ
点は、ｍａｘ、　ｒｐｍで４／４負荷時の所要燃料流量
、Ｂ点は、　　ｍｉｎ、ｒｐｍでアイドリンク時の所要
燃料流量を示す。

第９図には、他の実施例の構成の概略図を示す。

この実施例は、上記高速アクチーエータ９を複数個使用
した場合であって、例えば４気筒用の燃料供給装置に二
個の高速アクチーエータ９および９′を用いた構成の概
略図を示す。この場合、上記高速アクチュエータ９が＃
１．＃４気筒、また上記高速アクチーエータ９′が＃２
．＄３の気筒にそれぞれ装着される燃料噴射弁６への燃
料配分を分担する構成にしである。上記構成によって高
速アクチーエータが一個の場合よりも該高速アクチーエ
ータにかかる負担が軽減ｉるとともに、例えば燃料噴射
弁６中の一本が５．常になった場合に、高速アクチーエ
ータによって燃料を遮断したとしても、他の二気筒は正
常に作動することができる。

以上説明してきたように、この発明によれば、燃料の供
給圧力と流量の関係を検知するセンサを有し、該供給圧
力と流量の関係を常に一定に保つ燃料ポンプを用い、機
関の最高回転数で４／４負荷状態のときに要求される噴
射圧力の燃料流量と、燃料ポンプによって供給される該
圧力の供給燃料流量とを一致させ、クランク角センサや
機関の負荷状態を検出するセンサ等から信号を入力した
制御ユニットにより駆動され、燃料噴射パルス幅や噴射
時期が制御される燃料噴射弁によって機関に燃料を供給
するようにし、機関の高回転、高負荷域では燃料噴射弁
の噴射パルス幅を広くとり、これによって燃料ポンプの
低圧、大流量域を用い、該燃料ポンプにより決定される
低圧の供給圧力の燃料流量を燃料噴射弁から下死点付近
で噴射するとともに、低回転、低負荷域では燃料噴射パ
ルス幅を狭くシ、燃料ポンプの高圧、少流量域において
燃料ポンプにより決定される高圧の供給圧力の燃料流量
を燃料噴射弁から上死点付近で噴射するように構成した
ため、燃料ポンプを小型化できるとともに、消費電力を
低減でき、かつ燃費を向上させることができるという効
果が得られる。

さらに上記各実施例は、それぞれ上記共通の効果に加え
て、下記の効果を有する。すなわち燃料ポンプと燃料噴
射弁の間に、高速アクチュエータを設け、該高速アクチ
ュエータを、各燃料噴射弁と同期じて駆動するとともに
、上記高速アクチーエータを通過する燃料流量を燃料噴
射弁から噴射する燃料流量と同量とし、かつ緊急時には
、燃料遮断弁として作用させるように構成したため、フ
ェイルセーフになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例のブロック図、第２図は、この発明の
一実施例の構成を示す概略図、第３爾は、モータと燃料
ポンプとを同一ケース内に収納した一実施例の構成を示
す概略図、第４図は、別の形式の燃料ポンプの一実施例
の構成を示す概略図、第５図は、燃料ポンプの特性図、
第６図は、高速アクチュエータの一実施例の構成を示す
概略図、第７図は、機関が必要とする燃料、流量を示す
図、第８図は、燃料噴射弁から噴射される燃料圧力の状
況図、第９図は、この発明の他の実施例の構成を示す概
略図である。 符号の説明 １・・・モータ、２・・・燃料ポンプ、３．・・燃料タ
ンク、４・・・プレッシャレギュレータ、５・・・燃料
分−配器、６・・・燃料噴射弁、７・・・フィルタ、８
・・・制御λ＝ソト、９，９′・・・高速アクチュエー
タ、１ｏ・・・ケース、１１・・・圧力センサ、１２・
・・リニヤバルブ、１３・・・流量センサ、１４・・・
励磁コイル、１５・・・主磁極、１６・・・アーマチュ
ア、１７・・・温度センサ。 代理人弁理士　　中　村　純之助 第１− 才５図 １’６図 ０ムＴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の燃料供給装置に？いて、供給燃料流量および
   供給圧検出センサを備え供給燃料流量と供給圧力の関係
   を常に一定に維持する燃料ポンプと、該燃料ポンプの作
   動状態を検出するセンサと、内燃機関の運転状態を検出
   するセンサと、上記各センサの信号を入力する制御装置
   とを有し、該制御装置によって燃料噴射弁の燃料噴射パ
   ルス幅と噴射時期とを制御するように構成したことを特
   徴とする内燃機関の燃料供給装置。