JP2000352365A

JP2000352365A - エンジンの燃料供給装置

Info

Publication number: JP2000352365A
Application number: JP11164487A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Nishida; 利明西田; Yusuke Kajita; 勇輔梶田; Hideaki Tanaka; 秀明田中; Akiyasu Nozue; 明靖野末
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁式燃料ポンプをエンジンキーが投入され
てから一定の時間だけ駆動することにより、燃料噴射ポ
ンプのエア抜きを効率よく行う。【解決手段】燃料タンク１と燃料噴射ポンプ６との間
には供給配管２を設け、その途中には、機械式燃料ポン
プ３と電磁式燃料ポンプ８とを並列に設ける。そして、
コントローラ９は、キースイッチ１０が投入されてから
一定の時間だけ電磁式燃料ポンプ８を駆動し、燃料噴射
ポンプ６等に溜った空気を燃料戻り配管７から燃料タン
ク１側に排出する。また、コントローラ９は、キースイ
ッチ１０が投入されてから一定の時間が経過した後に、
電磁式燃料ポンプ８を停止する。これにより、電磁式燃
料ポンプ８を最低限の時間だけ駆動して燃料噴射ポンプ
６のエア抜きを効率よく行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば建設機械に
搭載されるディーゼル式エンジン等に好適に用いられる
エンジンの燃料供給装置に関し、特に、エンジンの始動
時等に燃料噴射ポンプのエア抜きを行う構成としたエン
ジンの燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば建設機械に搭載されるデ
ィーゼル式エンジン等の燃料供給装置は、タンク内の燃
料を吐出する燃料ポンプと、該燃料ポンプの吐出側に設
けられ、該燃料ポンプから供給される燃料を吸込んで噴
射ノズルからエンジンの燃焼室に噴射する燃料噴射ポン
プと、該燃料噴射ポンプと前記タンクとの間に設けら
れ、該燃料噴射ポンプで余剰となった燃料を前記タンク
に戻す燃料戻り配管とから構成されている（例えば、実
開平５−９２４６７号公報等）。

【０００３】この種の従来技術によるディーゼル式エン
ジンの燃料供給装置にあっては、例えばタンク内の燃料
を一旦空に近い状態まで消費した場合、燃料噴射ポンプ
の上流側に設けられた燃料フィルタを着脱した場合等に
は、空気が燃料供給用の配管内に侵入して燃料噴射ポン
プ内に溜ることがあるため、燃料噴射ポンプと燃料戻り
配管との間には、エア抜きバルブを備えたエア排出管が
接続されている。

【０００４】そして、例えばエンジンを始動する前に
は、運転者が必要に応じて燃料ポンプのエア抜き作業を
行う。この場合、運転者は、まずエア抜きバルブを手動
操作等によって開き、燃料噴射ポンプ内に溜っている空
気をエア排出管から燃料戻り配管側に排出した後、エア
抜きバルブを閉じてエンジンを始動させる。

【０００５】これに対し、他の従来技術として、エンジ
ンより駆動される機械式燃料ポンプとバッテリ等の電力
により駆動される電磁式燃料ポンプとを、タンクと燃料
噴射ポンプとの間に位置して並列に配置する構成とした
エンジンの燃料供給装置も知られている。

【０００６】この場合、電磁式燃料ポンプは、例えばエ
ンジンキーが投入されてから遮断されるまで常に駆動さ
れるか、あるいは運転者等が電磁式燃料ポンプに付設さ
れた作動スイッチ等を必要に応じて操作することにより
作動し、その作動時には、燃料噴射ポンプ内の空気を燃
料戻り配管側に強制的に排出する構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、燃料噴射ポンプと燃料戻り配管との間にエ
ア排出管とエア抜きバルブとを設け、例えばエンジンの
始動前に運転者がエア抜きバルブを必要に応じて手動で
操作することにより、燃料噴射ポンプ内の空気を排出す
る構成としている。

【０００８】この場合、運転者等は、例えばタンク内の
燃料が一旦空になったり、燃料フィルタを交換した場合
等、空気が燃料噴射ポンプ内に溜っている虞れがあると
きに、そのエア抜き作業を自発的に行う必要がある。こ
のため、例えば運転者がエア抜き作業を忘れた場合に
は、エンジンの始動性が悪化したり、その運転状態が不
良となったりするという問題がある。

【０００９】しかも、エア抜き作業中には、エア抜きバ
ルブを手動で操作しつつ燃料噴射ポンプから空気が完全
に抜けるまで待機しなければならず、作業性が悪い上
に、エンジンを短時間で始動することができないという
問題もある。

【００１０】一方、他の従来技術では、電磁式燃料ポン
プを常に駆動する構成とした場合には、エンジンの運転
中に電磁式燃料ポンプが無駄に駆動されるばかりでな
く、その耐久性が低下し易くなる。また、電磁式燃料ポ
ンプを作動スイッチにより操作する構成とした場合に
は、運転者が作動スイッチを自発的に操作しなければな
らないため、運転者がスイッチ操作を忘れると、エンジ
ンの始動性等が悪化するという問題がある。

【００１１】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、燃料噴射ポンプ内に溜
った空気を確実に抜くことができ、このエア抜き動作を
効率よく行うことができると共に、エンジンの始動性を
向上できるようにしたエンジンの燃料供給装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、エンジンの出力側に設けられ該エンジ
ンより駆動されてタンク内の燃料を吐出する機械式燃料
ポンプと、該機械式燃料ポンプと並列に設けられ、外部
からの駆動信号を受けることによって前記タンク内の燃
料を吐出する電磁式燃料ポンプと、前記機械式燃料ポン
プと電磁式燃料ポンプの吐出側にそれぞれ接続して設け
られ、該各燃料ポンプから供給される燃料を吸込んで噴
射ノズルからエンジンの燃焼室に噴射する燃料噴射ポン
プと、該燃料噴射ポンプと前記タンクとの間に設けら
れ、該燃料噴射ポンプで余剰となった燃料を前記タンク
に戻す燃料戻り配管とからなるエンジンの燃料供給装置
において、前記電磁式燃料ポンプには、エンジンキーが
投入されてから一定の時間だけ前記電磁式燃料ポンプに
駆動信号を出力する限時駆動手段を接続する構成とした
ことを特徴としている。

【００１３】このように構成することにより、例えばエ
ンジンの始動時には、まずエンジンキーが投入される
と、限時駆動手段によって一定の時間だけ電磁式燃料ポ
ンプが駆動される。これにより、燃料噴射ポンプ内に空
気が溜っている場合には、この空気が電磁式燃料ポンプ
によって余剰な燃料と共に燃料戻り配管側に排出され、
燃料噴射ポンプ内のエア抜きを行うことができる。そし
て、例えばスタータモータ等によりエンジンを始動して
機械式燃料ポンプを駆動することができる。また、エン
ジンキーの投入後に一定の時間が経過したときには、限
時駆動手段により電磁式燃料ポンプが停止され、機械式
燃料ポンプだけを用いて燃料噴射ポンプへの燃料供給を
行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
エンジンの燃料供給装置を、建設機械に搭載されるディ
ーゼル式エンジンに適用した場合を例に挙げ、図１ない
し図３を参照して詳細に説明する。

【００１５】１はディーゼル式エンジンのエンジン本体
（図示せず）と共に建設機械の車両に搭載された燃料タ
ンク、２は該燃料タンク１内に収容された燃料を後述の
燃料噴射ポンプ６に向けて供給する供給配管で、該供給
配管２は、燃料タンク１から後述の機械式燃料ポンプ３
と電磁式燃料ポンプ８との吸込側に向けて延設された低
圧側配管２Ａと、これらの燃料ポンプ３，８の吐出側と
燃料噴射ポンプ６の吸込側との間に接続された高圧側配
管２Ｂとにより構成されている。

【００１６】３は供給配管２の途中に設けられた機械式
燃料ポンプで、該機械式燃料ポンプ３は、例えばエンジ
ン本体の出力軸に連結されたプランジャポンプ等によっ
て構成されている。そして、機械式燃料ポンプ３は、エ
ンジンの運転中にその出力軸によって駆動され、燃料タ
ンク１内の燃料を低圧側配管２Ａから吸込んで高圧側配
管２Ｂに吐出するものである。

【００１７】また、機械式燃料ポンプ３の上流側には、
低圧側配管２Ａの途中に位置して燃料中の水分等を除去
する水分除去器４が設けられている。さらに、機械式燃
料ポンプ３の下流側には、高圧側配管２Ｂの途中に位置
して燃料を清浄化する燃料フィルタ５が設けられてい
る。

【００１８】６はエンジン本体に付設された燃料噴射ポ
ンプで、該燃料噴射ポンプ６は、吸込側が高圧側配管２
Ｂに接続され、その吐出側には、高圧側配管２Ｂから吸
込んだ燃料を図示しないエンジンの各気筒（燃焼室）に
噴射する噴射ノズル６Ａ，６Ａ，…が設けられている。

【００１９】また、燃料噴射ポンプ６には、高圧側配管
２Ｂから吸込んだ燃料の一部が流出する戻し口６Ｂが設
けられている。そして、燃料噴射ポンプ６は、高圧側配
管２Ｂから吸込んだ燃料のうち余剰となった燃料を戻し
口６Ｂから流出させることにより、噴射ノズル６Ａから
エンジンの各気筒に向けて噴射される燃料の圧力をほぼ
一定に保持する構成となっている。

【００２０】７は燃料噴射ポンプ６の戻し口６Ｂと燃料
タンク１との間に設けられた燃料戻り配管で、該燃料戻
り配管７は、燃料噴射ポンプ６の戻し口６Ｂから流出す
る燃料を燃料タンク１内に戻すものである。

【００２１】８は供給配管２の途中に機械式燃料ポンプ
３と並列に設けられた電磁式燃料ポンプで、該電磁式燃
料ポンプ８は、後述のコントローラ９によりバッテリ１
１から供給される電力等を用いて駆動され、低圧側配管
２Ａから吸込んだ燃料を高圧側配管２Ｂに吐出するもの
である。

【００２２】そして、電磁式燃料ポンプ８は、例えば高
圧側配管２Ｂや燃料噴射ポンプ６内に空気等が溜ってい
るときに、この空気を燃料と共に燃料噴射ポンプ６の戻
し口６Ｂから燃料戻り配管７側に排出し、これらのエア
抜きを行う構成となっている。また、電磁式燃料ポンプ
８は、例えばエンジンのクランキング時等、機械式燃料
ポンプ３の吐出量が不安定な場合に、燃料噴射ポンプ６
に燃料を安定して供給する。

【００２３】９は電磁式燃料ポンプ８に接続して設けら
れた限時駆動手段としてのコントローラで、該コントロ
ーラ９は、タイマ９Ａを内蔵したマイクロコンピュータ
等により構成され、その内部には、後述するポンプ駆動
制御用のプログラムと、電磁式燃料ポンプ８により燃料
噴射ポンプ６等のエア抜きを完了するのに必要な時間と
して、例えば２０〜６０秒、好ましくは４０秒程度の値
に予め設定された時間Ｔとが記憶されている。

【００２４】また、コントローラ９は、建設機械の車両
に設けられたキースイッチ１０が閉成（ＯＮ）される
と、バッテリ１１から給電されることによって電源が投
入され、このとき後述の如く電磁式燃料ポンプ８にポン
プ駆動信号Ｋを一定の限時時間Ｔだけ出力することによ
り、燃料噴射ポンプ６内のエア抜きを行うものである。

【００２５】本実施の形態によるディーゼル式エンジン
の燃料供給装置は上述の如き構成を有するもので、次に
図２を参照しつつコントローラ９のポンプ駆動制御処理
について述べる。

【００２６】まず、車両の運転者等がエンジンを始動す
るためにキースイッチ１０を閉成すると、コントローラ
９に電源が投入される。そして、コントローラ９は、ス
テップ１で「ＹＥＳ」と判定すると、ステップ２では、
タイマ９Ａの作動を開始して電源投入後の経過時間を計
測し、ステップ３では、電磁式燃料ポンプ８にポンプ駆
動信号Ｋを出力すると共にこの信号出力状態を保持す
る。

【００２７】この結果、図３に示すように、キースイッ
チ１０が閉成されたときには、これと連動してほぼ同時
に電磁式燃料ポンプ８が作動を開始する。そして、燃料
タンク１内の燃料は、電磁式燃料ポンプ８により供給配
管２を通じて燃料噴射ポンプ６に供給され、この供給燃
料の一部は燃料噴射ポンプ６の戻し口６Ｂから燃料戻り
配管７を通じて燃料タンク１内にリターンされる。

【００２８】ここで、キースイッチ１０が閉成される前
には、例えば燃料タンク１内の燃料を一旦空に近い状態
まで消費していたり、燃料フィルタ５を交換等によって
供給配管２に対し着脱していたりすると、キースイッチ
１０が閉成されたときには、空気が供給配管２に侵入し
て供給配管２や燃料噴射ポンプ６等の内部に溜っている
ことがある。

【００２９】しかし、この空気は、電磁式燃料ポンプ８
が作動を開始すると、燃料噴射ポンプ６内で余剰となっ
た燃料と一緒に戻し口６Ｂから燃料戻り配管７を通じて
燃料タンク１内に排出される。これにより、電磁式燃料
ポンプ８は、燃料噴射ポンプ６に燃料を供給しつつエア
抜き動作を行う。この場合、後述のステップ５で時間Ｔ
が経過したと判定する前に運転者がキースイッチ１０を
切ったときには、ステップ４等によってポンプ駆動制御
が終了する。

【００３０】そして、この状態で例えば運転者がスター
タモータを作動させると、エンジンが起動（クランキン
グ）され、電磁式燃料ポンプ８により気泡等を除去され
た燃料が燃料噴射ポンプ６の各噴射ノズル６Ａからエン
ジンの各気筒に向けて噴射される。この結果、エンジン
は機械式燃料ポンプ３と共に始動され、燃料噴射ポンプ
６には機械式燃料ポンプ３からも燃料が供給されるよう
になる。

【００３１】次に、ステップ４では、キースイッチ１０
が閉成状態に保持されているか否かを判定し、「ＹＥ
Ｓ」と判定したときには、ステップ５に移って、コント
ローラ９内に記憶された例えば２０〜６０秒、好ましく
は４０秒程度の時間Ｔとタイマ９Ａとを比較することに
より、コントローラ９の電源投入後に図３中の時間Ｔが
経過したか否かを判定する。

【００３２】そして、ステップ５で「ＮＯ」と判定した
ときには、ステップ４に戻って時間Ｔが経過するまで待
機する。このとき、ステップ４で「ＮＯ」と判定した場
合には、時間Ｔが経過する前にキースイッチ１０が開成
（ＯＦＦ）されたので、ステップ６で電磁式燃料ポンプ
８を停止した後にステップ７でポンプ駆動制御を終了す
る。

【００３３】また、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定した
ときには、電磁式燃料ポンプ８を時間Ｔだけ駆動するこ
とによって燃料噴射ポンプ６内のエア抜きが完了したと
判断し、ステップ６でポンプ駆動信号Ｋを停止して電磁
式燃料ポンプ８を止めた後に、ステップ７でポンプ駆動
制御を終了する。

【００３４】かくして、本実施の形態では、エンジンに
より駆動される機械式燃料ポンプ３と並列に電磁式燃料
ポンプ８を設け、コントローラ９に電源を投入してから
一定の時間Ｔだけ電磁式燃料ポンプ８を限時的に駆動す
る構成としたので、エンジンを始動するときには、コン
トローラ９の電源投入とほぼ同時に電磁式燃料ポンプ８
の作動を開始することができる。これにより、例えば高
圧側配管２Ｂや燃料噴射ポンプ６内に溜っている空気等
がある場合でも、この空気を電磁式燃料ポンプ８により
燃料戻り配管７側へと確実に排出することができる。

【００３５】そして、コントローラ９の電源投入後に例
えば２０〜６０秒、好ましくは４０秒程度の限時時間Ｔ
が経過したときには、電磁式燃料ポンプ８を停止するよ
うにしたので、燃料噴射ポンプ６内のエア抜きが完了す
る適切なタイミングで電磁式燃料ポンプ８を停止させる
ことができ、その駆動を最小限に抑えることによって耐
久性の向上や省エネルギ化を図ることができると共に、
電磁式燃料ポンプ８の作動時に発生する騒音等も確実に
低減させることができる。

【００３６】しかも、電磁式燃料ポンプ８は、キースイ
ッチ１０を閉成したときから一定の限時時間Ｔだけ自動
的に作動して燃料噴射ポンプ６内のエア抜きを行うの
で、運転者は、例えばエア抜き用のバルブ、スイッチ等
に対して余分な操作を行う必要がなく、またこれらの操
作を忘れてエンジンを始動させる虞れもなくなり、燃料
噴射ポンプ６内のエア抜きを簡単な操作で効率よく行う
ことができると共に、エンジンの始動性を向上させるこ
とができる。

【００３７】なお、実施の形態では、建設機械のディー
ゼル式エンジンに適用する場合を例に挙げて述べたが、
本発明はこれに限らず、例えば農業用機械、産業用機械
等のディーゼル式エンジンにも適用し得るものである。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、電磁式燃料ポンプには、エンジンキーが投入され
てから一定の時間だけ電磁式燃料ポンプに駆動信号を出
力する限時駆動手段を接続する構成としたので、エンジ
ンキーを投入したときには、限時駆動手段によって電磁
式燃料ポンプの作動を開始でき、燃料噴射ポンプ内に溜
っている空気等がある場合でも、この空気を電磁式燃料
ポンプにより燃料戻り配管側へと確実に排出することが
できる。そして、エンジンキーの投入後に一定の時間が
経過したときには、限時駆動手段によって適切なタイミ
ングで電磁式燃料ポンプを停止させることができ、耐久
性の向上や省エネルギ化を図ることができる。しかも、
従来技術のように、例えばエア抜き用のバルブ、スイッ
チ等に対して余分な操作を行う必要がなく、またこれら
の操作を忘れてエンジンを始動させる虞れもなくなり、
燃料噴射ポンプ内のエア抜きを効率よく行うことができ
ると共に、エンジンの始動性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるディーゼル式エンジ
ンの燃料供給装置を示す構成図である。

【図２】電磁式燃料ポンプの駆動制御処理を示す流れ図
である。

【図３】キースイッチ投入時のポンプ駆動信号、スター
タモータ、機械式燃料ポンプおよびエンジンの作動状態
を示す特性線図である。

【符号の説明】

１燃料タンク３機械式燃料ポンプ６燃料噴射ポンプ６Ａ噴射ノズル７燃料戻り配管８電磁式燃料ポンプ９コントローラ（限時駆動手段）１０キースイッチ（エンジンキー）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中秀明茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者野末明靖茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの出力側に設けられ該エンジン
より駆動されてタンク内の燃料を吐出する機械式燃料ポ
ンプと、該機械式燃料ポンプと並列に設けられ、外部か
らの駆動信号を受けることによって前記タンク内の燃料
を吐出する電磁式燃料ポンプと、前記機械式燃料ポンプ
と電磁式燃料ポンプの吐出側にそれぞれ接続して設けら
れ、該各燃料ポンプから供給される燃料を吸込んで噴射
ノズルからエンジンの燃焼室に噴射する燃料噴射ポンプ
と、該燃料噴射ポンプと前記タンクとの間に設けられ、
該燃料噴射ポンプで余剰となった燃料を前記タンクに戻
す燃料戻り配管とからなるエンジンの燃料供給装置にお
いて、前記電磁式燃料ポンプには、エンジンキーが投入されて
から一定の時間だけ前記電磁式燃料ポンプに駆動信号を
出力する限時駆動手段を接続する構成としたことを特徴
とするエンジンの燃料供給装置。