JPH07332188A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射装置

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JPH07332188A
JPH07332188A JP12375194A JP12375194A JPH07332188A JP H07332188 A JPH07332188 A JP H07332188A JP 12375194 A JP12375194 A JP 12375194A JP 12375194 A JP12375194 A JP 12375194A JP H07332188 A JPH07332188 A JP H07332188A
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JP
Japan
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engine
fuel injection
drive motor
rotation
pump
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Pending
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JP12375194A
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English (en)
Inventor
Futoshi Nakano
太 中野
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07332188A publication Critical patent/JPH07332188A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M39/00Arrangements of fuel-injection apparatus with respect to engines; Pump drives adapted to such arrangements
    • F02M39/02Arrangements of fuel-injection apparatus to facilitate the driving of pumps; Arrangements of fuel-injection pumps; Pump drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/38Pumps characterised by adaptations to special uses or conditions
    • F02M59/42Pumps characterised by adaptations to special uses or conditions for starting of engines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 始動時期の最初から充分な燃圧を確保し、し
かも消費電力を過大にさせない。 【構成】 燃料噴射ポンプ1の入力軸2に、エンジン3
の出力軸4と所定のポンプ回転を与える駆動モーター5
の出力軸6とを併設する。機関始動時期に駆動モーター
5の回転駆動力が、それ以降はエンジン3の回転駆動力
が燃料噴射ポンプ1に伝達されるように軸間を接続する
ワンウェイクラッチ7,8及びコントロールユニット9
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】筒内噴射火花点火機関等の燃料噴射ポン
プ(高圧フューエルポンプ)は、駆動のための消費動力
が大きいので、通常、エンジンの出力軸(クランクシャ
フト端やカムシャフト端)にベルト或いはギヤを介して
動力を得るようになっている。このためエンジンの低回
転域、特に始動時及びアイドル時においてはポンプ回転
が上がらず、充分な吐出圧(噴射圧)が得られないとい
う問題があった。
【0003】このような課題に対して、特開昭64−6
3624号公報では機関の出力軸と燃料噴射ポンプの入
力軸との間に無段変速機を設けることによって、また特
開平4−214963号公報のものは別個の電動モータ
ーで燃料噴射ポンプを駆動させることによって、始動時
において充分な噴射圧を得て良好な噴霧を確保し、エミ
ッションの悪化及び始動性の悪化を防止できるようにし
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら無段変速
機を介設する構成(特開昭64−63624号公報)
は、始動時の燃料噴射の前にあらかじめ充分な燃圧とす
ることができないので、最初から噴霧を良好にできない
という課題が残されていた。また電動モーターで駆動さ
せる構成(特開平4−214963号公報)において
は、高負荷・高回転時など大きい吐出容量を要するとき
に消費電力が極めて大となり、バッテリーやオルタネー
タなどを大容量化しなければならない。この場合、オル
タネータの発電効率は低くなり、装置全体の損失動力
は、エンジンの出力軸に連結した場合よりも極めて大き
くなってしまう。
【0005】そこで本発明は、上記事情に鑑み、始動時
期の最初から充分な燃圧が確保でき、しかも消費電力が
過大になることのない内燃機関の燃料噴射装置を提供す
べく創案されたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料噴射ポン
プの入力軸に、機関の出力軸と所定のポンプ回転を与え
る駆動モーターの出力軸とを併設し、機関始動時期に駆
動モーターの回転駆動力が、それ以降は機関の回転駆動
力が燃料噴射ポンプに伝達されるように軸間を接続する
伝動切換機構を設けたものである。上記伝動切換機構
は、入力軸と両出力軸とをそれぞれ接続し回転速度の大
きい駆動側からのトルクのみを伝達する軸継手段と、機
関始動時期に駆動モーターを作動させる制御手段とで構
成されたものであることが好ましい。
【0007】
【作用】上記構成によって、機関の始動時期において先
ず駆動モーターが作動して燃料噴射ポンプを所定の回転
となるように駆動し、充分な燃圧を確保する。機関の回
転数が上がると駆動モーターは停止され、以降、燃料噴
射ポンプは機関の出力軸から所定の回転を得て燃圧を確
保する。伝動切換機構として軸継手段と制御手段とを備
えた構成では、軸継手段は始動時期に駆動モーターから
燃料噴射ポンプへ回転駆動力を伝達し、低速状態にある
機関からは伝達させない。制御手段は、始動時期を終え
て機関が所定の回転数に達した時点などにおいて駆動モ
ーターを停止させる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。
【0009】図1は、本発明に係わる内燃機関の燃料噴
射装置の一実施例を示したものである。この燃料噴射装
置は、燃料噴射ポンプ1の入力軸2に、火花点火エンジ
ン3のクランクシャフト端である出力軸4と、駆動モー
ター5の出力軸6とが併設され、これら軸間を適宜接続
するための伝動切換機構として、軸継手段たる二個のワ
ンウェイクラッチ7,8と、制御手段たるコントロール
ユニット(電子制御装置)9とが設けられている。
【0010】燃料噴射ポンプ1は、入力された回転Np
に略比例した圧力Pで燃料を吐出するようになってお
り、その吐出口に接続した管路10の先端に噴射ノズル
11が設けられている。この噴射ノズル11はエンジン
3の各シリンダー内に臨んで配置され、筒内噴射により
加圧燃料を供給するものである。吐出側管路10は分岐
されてリリーフバルブ12が設けられ、吐出圧を所定の
燃圧PA に制御するようになっている。その分岐管路1
3の末端は燃料タンク14に装入されて、余剰燃料を戻
すようになっている。また吸入側の管路15の基端に
は、燃料タンク14内に設けられたフィードポンプ(低
圧ポンプ)16が取り付けられている。そして燃料噴射
ポンプ1の入力軸2はポンプ本体の両側に延出され(2
a,2b)、各出力軸4,6にそれぞれ同一軸上に対向
するように保持されている。駆動モーター5はバッテリ
ー17を電源とすべく結線され、その電力線18の途中
にはスイッチ19が設けられている。そしてその定常回
転Nm が燃料噴射ポンプ1の所定のポンプ回転NA 、す
なわち所定燃圧PA を吐出するポンプ回転Np に相当す
るように形成されている。
【0011】図2に示すように、ワンウェイクラッチ
7,8は、同軸に形成された内輪20と外輪21との間
に保持器22,23で挟まれたスプリング24が設けら
れて成り、スプラグ25により一方向の回転のみが輪間
で伝達されるようになっている。すなわち、内輪20が
所定の駆動方向Fに回転するとこれが外輪21に伝わっ
て従動回転し(f)、内輪20がこれと反対方向に回転
した場合はその回転は伝わらない。従って、外輪21の
駆動方向Fの回転速度が内輪20の同じ方向の回転速度
を上回った状態では、その外輪21の回転は内輪20の
回転に制限を受けず、実質的にフリーとなるものであ
る。本実施例にあっては、エンジン3の出力軸4及び駆
動モーター5の出力軸6が内輪20に、燃料噴射ポンプ
1の入力軸2が外輪21に、駆動回転方向が同一となる
状態でそれぞれ取り付けられている。すなわち駆動側
(3,5)のうち、回転速度の大きい側からのトルクの
みが、燃料噴射ポンプ1に伝達されるようになってい
る。
【0012】コントロールユニット9は、エンジン回転
数NE が入力されるようになっており、エンジン3のク
ランクシャフトが回転を始めた時点で駆動モーター5の
スイッチ19をONにし、エンジン回転数NE が所定の
値NA に到達したときに、スイッチ19をOFFにする
ようになっている。従って図3に示すように、エンジン
回転数NE が上がらない始動時期においては、燃料噴射
ポンプ1は駆動モーター5により回転され(Np =Nm
=NA )、エンジン回転数NE が所定の値NA に到達し
これを越えると、エンジン出力軸4により回転されるこ
とになる(Np =NE )。そして吐出圧Pは、図4に示
すように、エンジンスタート直後から所定の吐出圧(燃
圧)PA が確保され、エンジン回転数NE が上がった以
降は、リリーフバルブ12により所定圧力PA に制御さ
れるものである。
【0013】次に本実施例の作用を説明する。
【0014】停止の状態からエンジン3を始動させるに
際して、図5に示すようにスタータスイッチをON(点
火装置ON)にすると、スタータが作動してクランキン
グ回転がなされると共に、フィードポンプ16及び駆動
モーター5が作動する。駆動モーター5の回転Nm は、
ワンウェイクラッチ8により燃料噴射ポンプ1に伝達さ
れて、その回転Np (Nm )に応じた吐出圧Pで燃料を
管路10,13に送出する。このときエンジン3の出力
軸4の回転は所定の値に達していないため(NE
A )、そのトルクは燃料噴射ポンプ1には伝達されな
い。そして吐出側管路10内の圧力は直ちに所定の燃圧
A となり、このタイミングで、すなわちスタータのス
イッチONから僅かな時間t1 だけ遅らせて、噴射パル
スが出力されて噴射ノズル11により筒内噴射させる。
【0015】その後エンジン3が通常運転の状態(完
爆)になると回転数NE が上がり、その出力軸4の回転
が駆動モーター5の回転Nm を上回って、そのトルクが
ワンウェイクラッチ7により燃料噴射ポンプ1に伝達さ
れる。燃料噴射ポンプ1はその回転(NE )に応じた吐
出圧Pで燃料を圧送し、リリーフバルブ12が所定の燃
圧PA に維持する。一方コントロールユニット9は、エ
ンジン回転数NE が所定値NA に到達したことを検出す
ると、駆動モーター5のスイッチ19をOFFにし、停
止させる。この停止までの過程では、エンジン回転数N
E は燃料噴射ポンプ1の入力軸2の回転数Np を下回っ
ており、ワンウェイクラッチ8はそのトルクを伝達しな
い。また完爆後、スタータスイッチのOFFにより、ス
タータの作動も停止される。
【0016】このように、燃料噴射ポンプ1の入力軸2
に、エンジン3の出力軸4及び駆動モーター5の出力軸
6をワンウェイクラッチ7,8を介して接続し、機関始
動時期に駆動モーター5のトルクが、それ以降はエンジ
ン3のトルクが燃料噴射ポンプ1に伝達されるようにし
たので、エンジン始動時期のクランキング回転及びアイ
ドル回転に対して充分な燃圧を確保することができ、最
初の燃料噴射で良好な噴霧が得られる。すなわち筒内噴
射火花点火エンジンにおける始動性の向上及びコールド
スタート時のエミッション低下が達成される。また駆動
モーター5はエンジン始動時期のみ作動するので、その
消費電力は極めて限られたものとなり、バッテリー17
やオルタネータを大容量化する必要もない。さらに駆動
モーター5が断線等で万一停止することがあっても、エ
ンジン運転中であれば運転を継続することができる。ま
た本実施例のワンウェイクラッチ7,8は極めて簡単な
構成で自動的にポンプ駆動源の切り換えを行うものであ
り、部品点数の過度な増加もない。
【0017】なお本実施例ではエンジン回転数NE が所
定の値NA に到達してから駆動モーター5を停止させる
ものとしたが、ポンプ回転Np 或いは燃圧Pを検出して
その停止を行うようにしてもよく、さらにはエンジン完
爆となるまでの時間を適宜設定し、エンジンスタートか
らこの設定時間が経過したら停止させるようにしてもよ
い。またスタータの作動に関して、図6に示すように、
スタータスイッチがONされてから若干の時間遅れ(t
2 )を以て作動させるものとし、燃圧Pが充分に高まっ
てからクランキングを開始するようにしてもよい。さら
に図5及び図6において、時間遅れ(t1 ,t2 )制御
の代わりに、燃圧を検出する手段を燃料噴射ポンプ1か
らリリーフバルブ12の間に設けて、燃圧が所定の圧力
になったことを検出した後に噴射パルス(スタータ)を
ONにするようにしてもよい。更に、本実施例において
は駆動モーター5の定常回転Nm を、燃料噴射ポンプ1
が所定燃圧PA を吐出するポンプ回転NA に相当する回
転数に設定したが、駆動モーター5の回転Nm はNA
上に設定してもよく、この場合でも、燃圧はリリーフバ
ルブによってPA に制御される。
【0018】また図7は本発明の他の実施例を示したも
ので、燃料噴射ポンプ1の入力軸31をエンジン3の出
力軸4側のみに延出させると共に、駆動モーター35の
出力軸36をその入力軸31と並行に設けている。そし
て出力軸36に取り付けたドライブギヤ32により回転
するドリブンギヤ33を入力軸31の途中に同軸に遊嵌
させて、これらをワンウェイクラッチ(ベアリング)3
4で接続している。従って駆動モーター35の回転NM
は、ギヤ32,33のギヤ比で減速されて伝達される。
このように構成することで、燃料噴射ポンプ1の軸方向
で省スペースとなると共に、駆動モーター35の選択に
自由度が増す。なおギヤ32,33に代えてプーリ及び
ベルトを設けて回転伝達するようにしてもよい。その他
の構成及び作用効果は前記実施例と同様であるので、説
明を省略する。
【0019】なお以上の実施例では伝動切換機構として
ワンウェイクラッチ7,8,34及びコントロールユニ
ット9を備えるものとしたが、本発明はこれに限るもの
ではなく、機関始動時期に駆動モーター5の回転駆動力
が、それ以降はエンジン3の回転駆動力が燃料噴射ポン
プ1に伝達されるように、択一的に軸間を接続するよう
になっていればどのような構成でも構わない。また内燃
機関としては筒内噴射火花点火エンジンだけでなく、デ
ィーゼルエンジンにも当然適用できる。
【0020】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、エンジン
始動時期において最初から充分な燃圧を確保することが
でき、良好な噴霧により始動性の向上及びコールドスタ
ート時のエミッション低下が達成されると共に、消費電
力の過度な増加が防止できるという優れた効果を発揮す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる内燃機関の燃料噴射装置の一実
施例を示した側面図である。
【図2】図1の要部を示した部分正面図である。
【図3】図1の作用を説明するためのポンプ回転推移図
である。
【図4】図1の他の作用を説明するためのポンプ吐出圧
推移図である。
【図5】図1の制御を説明するためのタイミングチャー
トである。
【図6】図5の他の制御例を示したタイミングチャート
である。
【図7】本発明の他の実施例を示した側面図である。
【符号の説明】
1 燃料噴射ポンプ 2 入力軸 3 エンジン(機関) 4 出力軸(エンジンの) 5 駆動モーター 6 出力軸(駆動モーターの) 7,8 ワンウェイクラッチ(軸継手段) 9 コントロールユニット NA 回転数の所定の値(所定のポンプ回転) Np (燃料噴射ポンプの)回転数

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料噴射ポンプの入力軸に、機関の出力
    軸と所定のポンプ回転を与える駆動モーターの出力軸と
    を併設し、機関始動時期に上記駆動モーターの回転駆動
    力が、それ以降は機関の回転駆動力が燃料噴射ポンプに
    伝達されるように軸間を接続する伝動切換機構を設けた
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
  2. 【請求項2】 上記伝動切換機構が、上記入力軸と上記
    両出力軸とをそれぞれ接続し回転速度の大きい駆動側か
    らのトルクのみを伝達する軸継手段と、機関始動時期に
    上記駆動モーターを作動させる制御手段とで構成された
    請求項1記載の内燃機関の燃料噴射装置。
JP12375194A 1994-06-06 1994-06-06 内燃機関の燃料噴射装置 Pending JPH07332188A (ja)

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JP12375194A JPH07332188A (ja) 1994-06-06 1994-06-06 内燃機関の燃料噴射装置

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JP12375194A JPH07332188A (ja) 1994-06-06 1994-06-06 内燃機関の燃料噴射装置

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JP (1) JPH07332188A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2748781A1 (fr) * 1996-05-14 1997-11-21 Siemens Ag Procede et dispositif pour entrainer une pompe de carburant
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