JPH09209868A

JPH09209868A - 内燃機関の燃料供給装置

Info

Publication number: JPH09209868A
Application number: JP8020184A
Authority: JP
Inventors: Shinya Furusawa; 真也古澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は内燃機関に供給する燃料の量を高精
度に制御する装置として好適な内燃機関の燃料供給装置
に関し、制御精度の向上を図ることを目的とする。【解決手段】内燃機関内部に燃料を噴射する燃料噴射
弁１０を設ける。燃料噴射弁１０に蓄圧室１２を連通す
る。蓄圧室１２にプランジャポンプ４９のポンプ室５０
を連通する。ポンプ室５０と燃料供給室３０とを連通孔
５４ａ，５４ｂを介して連通する。ポンプ室５０と燃料
供給室３０との差圧に応じてポンプ室５０側に開弁する
外開弁５２を設ける。蓄圧室１２に蓄えられる燃料圧が
目標圧に比して低い場合に、燃料供給室３０とアキュム
レータ４０とを連通状態とするセンサニードル２２およ
び開口部２８ａを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料供
給装置に係り、特に、内燃機関に供給する燃料の量を高
精度に制御する装置として好適な内燃機関の燃料供給装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開平４−３１１６７
０号に開示される如く、内燃機関に対して燃料を噴射す
る燃料噴射弁に、所定圧力の燃料を蓄圧する蓄圧室を連
通してなる燃料噴射装置が知られている。かかる装置に
よれば、燃料噴射弁から噴射される燃料の量と、燃料噴
射弁の開弁時間とを精度良く対応させることができる。
従って、上記従来の装置によれば、内燃機関に供給する
燃料の量を高精度に制御することができる。

【０００３】上記従来の装置は、蓄圧室に対して燃料を
圧送するプランジャポンプと、蓄圧室に蓄えられている
燃料圧に応じて開弁する電磁スピル弁とを備えている。
プランジャポンプは、蓄圧室に蓄えられる燃料圧に比し
て十分に大きな吐出圧で燃料の圧送を行う。また、電磁
スピル弁は、プランジャポンプの吐出口と燃料タンクと
を連通するバイパス通路内に配設されている。電磁スピ
ル弁が開弁状態であると、プランジャポンプから吐出さ
れた燃料はバイパス通路を通って燃料タンクに流入す
る。この場合、蓄圧室の燃料圧は昇圧されない。一方、
電磁スピル弁が閉弁状態であると、プランジャポンプか
ら吐出された燃料は燃料タンクにバイパスされることな
く蓄圧室に流入する。この場合、蓄圧室の燃料圧は昇圧
される。

【０００４】上記従来の装置において、電磁スピル弁
は、蓄圧室の圧力が所定の目標圧となるように制御され
る。すなわち、電磁スピル弁は、プランジャポンプから
蓄圧室へ供給される燃料の流量が、蓄圧室の燃料圧と目
標圧との偏差に応じた流量となるように制御される。電
磁スピル弁がこのように制御されると、蓄圧室の燃料圧
が常に目標圧近傍に制御され、高精度な燃料噴射量制御
が実現される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置は、プランジャポンプが、蓄圧室の燃料圧に関わらず
常に一定の吐出能力で燃料を圧送する構成である。この
場合、プランジャポンプには、蓄圧室の燃料圧を目標圧
に昇圧するために必要とされるエネルギに加え、燃料を
燃料タンクに戻すために必要なエネルギが消費される。
この点、上記従来の装置は、プランジャポンプの吐出能
力が常に一定であることに起因して、十分な省エネルギ
化がされていないという問題を有するものであった。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、プランジャポンプのポンプ室内へ流入する燃料
の量を、蓄圧室の燃料圧に応じた量に制御することによ
り、上記の課題を解決した内燃機関の燃料供給装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁
と、該燃料噴射弁に対して所定圧力の燃料を供給する蓄
圧室と、該蓄圧室に対して燃料を圧送するプランジャポ
ンプと、を備える内燃機関の燃料供給装置において、前
記プランジャポンプのポンプ室に連通する燃料供給室
と、前記ポンプ室と前記燃料供給室との差圧に応じて前
記ポンプ室側に開弁する外開弁と、前記蓄圧室に蓄えら
れる燃料圧が所定圧に比して低い場合に、前記燃料供給
室と燃料供給源とを導通状態とする燃料圧応動弁と、を
備える内燃機関の燃料供給装置により達成される。

【０００８】本発明において、燃料噴射弁は蓄圧室に連
通されている。蓄圧室の燃料圧は燃料噴射弁から燃料が
噴射されることにより減圧される。蓄圧室にはプランジ
ャポンプが連通される。蓄圧室の燃料圧は、プランジャ
ポンプから燃料が圧送されることにより昇圧される。プ
ランジャポンプのポンプ室には燃料供給室が連通されて
いる。ポンプ室と燃料供給室との導通状態は外開弁によ
り制御される。

【０００９】プランジャポンプのプランジャがポンプ室
の容積を拡大する方向に変位する際にはポンプ室の内圧
が降圧されるため外開弁が開弁する。この際、燃料供給
室に燃料が存在すれば、燃料供給室からポンプ室へ燃料
が流入する。プランジャポンプのプランジャがポンプ室
の容積を縮小する方向に変位する際にはポンプ室の内圧
が昇圧されるため外開弁が閉弁される。この際、ポンプ
室に燃料が存在すれば、その燃料は蓄圧室に向けて圧送
される。

【００１０】燃料供給室には、燃料圧応動弁を介して燃
料供給源が連通されている。蓄圧室の燃料圧が所定圧に
比して低い場合は、燃料圧応動弁が開弁して燃料供給源
から燃料供給室に燃料が供給される。燃料供給室に供給
された燃料は、以後、プランジャポンプにより蓄圧室に
供給される。その結果、蓄圧室の燃料圧が昇圧される。
一方、蓄圧室の燃料圧が所定圧に比して低くない場合
は、燃料圧応動弁が閉弁状態となるため、燃料供給源か
ら燃料供給室に燃料が供給されることはない。この場
合、プランジャポンプから、不要に燃料が圧送されるこ
とはない。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
内燃機関の燃料供給装置のシステム構成図を示す。本実
施例の燃料供給装置は、燃料噴射弁１０を備えている。
尚、燃料供給装置は、内燃機関が備える複数の気筒に対
応して複数の燃料噴射弁１０を備えているが、図１に
は、簡単のため一の燃料噴射弁１０のみを図示する。燃
料噴射弁１０は、外部から供給される駆動信号に応じて
動作する電磁弁であり、その先端部が内燃機関の燃焼室
に露出されるように配設されている。

【００１２】燃料噴射弁１０には蓄圧室１２が連通され
ている。蓄圧室１２は、容積Ｖ₀の空間であり、その内
部には燃料が充填されている。内燃機関の燃焼室には、
燃料噴射弁１０の開弁時に、蓄圧室１２に蓄えられてい
る燃料の圧力（以下、燃料圧と称す）、および燃料噴射
弁１０の開弁時間に応じた量の燃料が噴射される。

【００１３】蓄圧室１２には、吐出量調整機構１４が連
通されている。吐出量調整機構１４は、燃料圧導入部材
１６を備えている。燃料圧導入部材１６は、その一端が
蓄圧室１２に連通する貫通孔１６ａを有する筒状の部材
である。燃料圧導入部材１６は、キャップ１８と上部ハ
ウジング２０との間に挟持されている。

【００１４】上部ハウジング２０は、その中心部に貫通
孔２０ａを備えている。貫通孔２０ａは、燃料圧導入部
材１６の貫通孔１６ａに連通している。また、貫通孔２
０ａの内部には、液密かつ摺動可能に、センサニードル
２２の一端が挿入されている。センサニードル２２は、
上部ハウジング２０の貫通孔２０ａと、ほぼ等しい直径
を有する軸部２２ａ、軸部２２ａの途中に形成されるデ
ィスク部２２ｂ、および軸部２２ａの下端部に形成され
たニードル部２２ｃを備えている。

【００１５】センサニードル２２の軸部２２ａには、デ
ィスク部２２ｂに係合するように、ワッシャ２４が嵌合
されている。また、センサニードル２２の軸部２２ａの
周囲には、スプリング２６が配設されている。スプリン
グ２６は、その一端がワッシャ２４に当接すると共に、
その他端が下部インナハウジング２８に当接している。
センサニードル２２は、スプリング２６の付勢力によ
り、図１における上方へ向けて付勢される。

【００１６】下部インナハウジング２８は、図１におけ
る上部側に開口部２８ａを備える筒状の部材である。下
部インナハウジング２８の内部には、開口部２８ａに連
通する燃料供給室３０が形成されている。開口部２８ａ
は、センサニードル２２のニードル部２２ｃと嵌合する
ことができるように、その一端がテーパ状に成形されて
いる。

【００１７】下部インナハウジング２８の外部には、下
部アウタハウジング３２が配設されている。また、下部
アウタハウジング３２は、ポンプハウジング３４が備え
る嵌合部３４ａに嵌合されている。下部インナハウジン
グ２８は、このように下部アウタハウジング３２がポン
プハウジング３４に嵌合されることにより、その位置が
固定されている。

【００１８】上述した上部ハウジング２０は、連結部材
３６を介して下部アウタハウジング３２に連結されてい
る。連結部３６は、センサニードル２２が、上部ハウジ
ング２０側の変位端に位置する場合に、すなわち、セン
サニードル２２のディスク部２２ｂが上部ハウジング２
０に当接している場合に、センサニードル２２のニード
ル部２２ｃと下部インナハウジング２８の貫通孔２８ａ
との間に所定の間隔が形成されるように、上部ハウジン
グ２０と下部アウタハウジング３２とを連結している。

【００１９】連結部材３６の側面には、貫通孔３６ａが
形成されている。貫通孔３６ａには、筒状部材３８の一
端が嵌合されている。また、筒状部材３８の他端は、ア
キュムレータ４０を介して燃料フィードポンプ４２に連
通されている。燃料フィードポンプ４２は、燃料タンク
４４内に貯留されている燃料をアキュムレータ４０に向
けて圧送するポンプである。本実施例において、燃料フ
ィードポンプ４２は、約３００kPa のアキュムレータ圧
が維持されるように燃料の圧送を行う。

【００２０】上述したポンプハウジング３４の、燃料供
給室３０の下部に相当する位置には、貫通孔３４ａが形
成されている。貫通孔３４ａには、液密かつ摺動可能に
プランジャ４６が挿入されている。また、貫通孔３４ａ
の周囲には、プランジャ４６を取り巻くように、環状溝
３４ｂが形成されている。環状溝３４ｂは、ポンプハウ
ジング３４に形成された連通路を介してリザーバタンク
４８に連通されている。プランジャ４６の周囲に漏れだ
した燃料は、環状溝３４ｂにより捕獲され、リザーバタ
ンク４８に導かれる。

【００２１】ポンプハウジング３４の貫通孔３４ａによ
り隔成される空間のうち、図１においてプランジャ４６
の上部に形成される空間は、プランジャポンプ４９のポ
ンプ室５０を構成する。ポンプ室５０は、逆止弁５１を
介して蓄圧室１２に連通されている。逆止弁５１は、ポ
ンプ室５０から蓄圧室１２へ向かう流体の流れのみを許
容する一方向弁である。

【００２２】また、ポンプ室５０は、外開弁５２を介し
て燃料供給室３０に連通されている。外開弁５２は、外
開弁シート５４と弁体５６とを備えている。外開弁シー
ト５４には、燃料供給室３０とポンプ室５０とを連通す
る連通孔５４ａ，５４ｂが形成されている。弁体５６
は、燃料供給室３０の内部に配設されるスプリング５８
により、連通孔５４ａ，５４ｂを閉塞する向きに付勢さ
れている。外開弁５２は、ポンプ室５０と燃料供給室３
０との間にスプリング５８の付勢力に抗い得る圧力差が
生じた場合に、弁体５６がポンプ室５０側へ変位するこ
とにより開弁状態となる。

【００２３】プランジャ４６は、ポンプハウジング３４
の貫通孔３４ａ内部を摺動する軸部４６ａと、図１にお
いて軸部４６ａの下端側に形成される段付き部４６ｂと
を備えている。プランジャ４６は、段付き部４６ｂに掛
止されるプランジャ掛止部材６０によって摺動部材６２
に固定されている。

【００２４】摺動部材６２は、図１において下端側が閉
口端、上端側が開口端とされた筒状の部材である。摺動
部材６２は、ポンプハウジング３４の下方に配設された
摺動部保持部材６４により摺動可能に把持されている。
また、摺動部材６２の内部には、一端がポンプハウジン
グ３４に当接し、かつ、他端が掛止部材６０に当接する
スプリング６６が配設されている。スプリング６６は、
プランジャ４６が図１における下方へ変位するように、
掛止部材６０および摺動部材６２を付勢する。

【００２５】本実施例の燃料供給装置は、摺動部材６２
に当接して回動するカム６８を備えている。カム６８は
内燃機関の出力トルクを駆動源として回動する部材であ
り、クランクシャフトに連結されている。カム６８に
は、１８０度位相のずれた位置に２つのカム山６８ａ，
６８ｂが形成されている。従って、摺動部材６２は、内
燃機関が１８０°ＣＡ回転する毎にポンプハウジング３
４側へ押圧される。

【００２６】摺動部材６２がカム６８によりポンプハウ
ジング側３４へ押圧されると、プランジャ４６は上死点
へ向けて変位する。また、カム６８のリフト量が最大値
を超えると、次いでプランジャ４６は、スプリング６６
の発する付勢力により図１における下方へ向けて、すな
わち下死点へ向けて押圧される。このため、プランジャ
４６の摺動を妨げる外力が存在しない場合には、プラン
ジャ４６は、内燃機関が１８０°ＣＡ回転する毎に上死
点と下死点との間を１往復する。

【００２７】本実施例の燃料供給装置において、センサ
ニードル２２を付勢するスプリング２６のバネ定数は、
蓄圧室１２の目標圧Ｐｔ（本実施例においては１２MPa
）とセンサニードル２２の軸部２２ａの断面積Ｓとの
乗算値Ｐｔ・Ｓが、スプリング２６の発する付勢力とほ
ぼ等しくなるように設定されている。従って、蓄圧室１
２の燃料圧Ｐが目標圧Ｐｔに比して低圧である場合は、
センサニードル２２を図１中上方へ押圧する力が、セン
サニードル２２を図１中下方へ押圧する力に比して大き
くなる。この場合、センサニードル２２が下部インナハ
ウジング２８の開口部２８ａから離座し、開口部２８ａ
が導通状態となる。開口部２８ａが導通状態であると、
燃料供給室３０には、燃料フィードポンプ４２から圧送
される燃料が導入される。従って、この場合は、燃料供
給室３０の内部に、約３００kPa の圧力が維持される。

【００２８】ところで、プランジャ４６が下死点から上
死点へ向かう過程では、ポンプ室５０の内圧が昇圧され
る。このため、かかる過程では、燃料供給室３０の内圧
が高圧であっても外開弁５２の弁体５６が開弁されるこ
とはない。一方、プランジャ４６が上死点から下死点へ
向かう過程では、ポンプ室５０の内圧が負圧となる。こ
のため、かかる過程では、燃料供給室３０の内圧が高圧
であると、外開弁５２の弁体５６が開弁される。

【００２９】開口部２８ａが開弁状態に維持されたまま
外開弁５２の弁体５６が開弁されると、連通孔５４ａ，
５４ｂを通って燃料供給室３０からポンプ室５０へ燃料
が流入すると共に、その流入量と等量の燃料が、開口部
２８ａを通ってアキュムレータ４０側から燃料供給室３
０に流入する。上記の如くポンプ室５０に流入した燃料
は、プランジャ４６が下死点から上死点へ向かって変位
する過程で、蓄圧室１２に向けて圧送される。その結
果、蓄圧室１２の燃料圧Ｐが目標圧Ｐｔに向けて昇圧さ
れる。

【００３０】本実施例においては、上記の如くアキュム
レータ４０側から燃料供給室３０を介してポンプ室５０
に燃料が流入する際に、燃料の流通抵抗がプランジャ４
６の摺動を妨げることがないように、連通孔５４ａ，５
４ｂおよび開口部２８ａに十分に大きな面積が付与され
ている。このため、開口部２８ａが開口されている場
合、すなわち、蓄圧室１２の燃料圧Ｐが目標圧Ｐｔに比
して低圧である場合、プランジャ４６は上死点と下死点
との間をフルに変位する。この際、プランジャポンプ４
９は、蓄圧室１２に対して、自己の有する最大吐出能力
で燃料を吐出する。

【００３１】上記の如くプランジャポンプ４９から蓄圧
室１２に向けて燃料が吐出されると、蓄圧室１２の燃料
圧Ｐが目標圧Ｐｔ以上に昇圧される。燃料圧Ｐが目標圧
Ｐｔ以上に昇圧されると、センサニードル２２を図１に
おいて下向きに押圧する力が、センサニードル２２を図
１において上向きに押圧する力に比して大きくなる。こ
の場合、センサニードル２２が下部インナハウジング２
８の開口部２８ａに着座し、開口部２８ａが遮断状態と
なる。

【００３２】開口部２８ａが遮断状態とされると、以
後、アキュムレータ４０側から燃料供給室３０へ向かう
燃料の流入が禁止される。上述の如く、アキュムレータ
４０には、約３００kPa の圧力が維持されている。従っ
て、開口部２８ａが遮断された直後には、燃料供給室３
０の内部にも約３００kPa の燃料圧が存在する。このた
め、開口部２８ａが遮断された直後にプランジャ４６が
上死点から下死点へ向けて変位する過程では、外開弁５
２の弁体５６が開弁状態となる。

【００３３】上記の如く外開弁５２の弁体５６が開弁さ
れた後、プランジャ４６が下死点へ向けて変位する過程
ではポンプ室５０および燃料供給室３０の内圧が負圧と
なり、燃料がポンプ室５０内に流入する。尚、ポンプ室
５０の負圧は、プランジャ４６の変位が進行するに連れ
て大きくなる。このため、スプリング６６のバネ力が小
さい場合には、プランジャ４６が下死点に到達する以前
にスプリング４６のバネ力と負圧とが均衡する事態が生
じ得る。かかる状況下では、外開弁５２の弁体５６が開
弁していてもプランジャ４６は下死点までフルに変位す
ることができない。この場合、次いでプランジャ４６が
上死点に向けて変位する際にプランジャポンプ４９から
吐出される燃料の量は、プランジャポンプ４９の最大吐
出能力に比して僅かなものとなる。

【００３４】上記の如くプランジャポンプ４９から僅か
に燃料が吐出された後に、未だ開口部２８ａが遮断状態
であると、燃料供給室３０の内圧は負圧のまま維持され
る。この場合、カム６８のリフト量が最大値を超えて、
下死点に向かう付勢力がプランジャ４６に作用しても、
もはや外開弁５２の弁体５６が開弁することはなく、プ
ランジャ４６は上死点近傍に維持される。このため、以
後、開口部２８ａが導通状態とされるまで、プランジャ
ポンプ４９から蓄圧室１２へ向けて燃料が吐出されるこ
とはない。

【００３５】本実施例において、蓄圧室１２の燃料圧Ｐ
は、内燃機関が備える複数の燃料噴射弁（以下、その数
をｎとする）のそれぞれから燃料が噴射される毎に減圧
される。各燃料噴射弁から１回の噴射で噴射される燃料
の最大値をＴＡＵmax とすると、内燃機関が７２０°Ｃ
Ａ回転する間に消費される燃料の最大値はｎ・ＴＡＵma
x で表すことができる。

【００３６】これに対して、プランジャポンプ４９の最
大燃料吐出能力は、プランジャ４６が一回往復動するこ
とにより、ｎ・ＴＡＵ／４以上の燃料吐出量が得られる
ように設計されている。このため、本実施例の燃料供給
装置によれば、内燃機関の運動状態が最大負荷状態付近
で維持された場合においても、蓄圧室１２の燃料圧を目
標圧Ｐｔ近傍に維持するとができると共に、内燃機関の
運動状態が中・軽負荷状態である場合には、プランジャ
ポンプ４９から１８０°ＣＡ毎に毎回燃料を吐出するこ
となく、蓄圧室１２の燃料圧Ｐを目標圧Ｐｔ近傍に維持
することができる。

【００３７】本実施例の燃料供給装置においては、蓄圧
室１２の燃料圧Ｐが目標圧Ｐｔ以上である場合は、燃料
がポンプ室５０に流入してこないためプランジャ４６は
空打ち状態となる。尚、スプリング６６のバネ力が小さ
い場合には、プランジャ４６が上死点付近に維持される
ことによりプランジャポンプ４９からの燃料の吐出が抑
制される。このようにプランジャ４６が上死点付近に維
持されていれば、カム６８の回転に要するエネルギを極
めて小さなエネルギに抑制することができる。従って、
本実施例の燃料供給装置によれば、蓄圧室１２の燃料圧
Ｐを精度良く目標圧Ｐｔに制御するにあたり、プランジ
ャポンプ４９の駆動に要するエネルギを最小限に省力化
することができる。

【００３８】図２は、本発明の第２実施例である内燃機
関の燃料供給装置のシステム構成図を示す。尚、図２に
おいて、上記図１に示す構成部分と同一の部分について
は、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施例
の燃料供給装置は、吐出量調整機構１４の構成要素とし
て、スプールバルブ７０および下部インナハウジング７
２を備えている。スプールバルブ７０は、その上端部が
上部ハウジング２０の貫通孔２０ａに、かつ、その下端
部が下部インナハウジング７２の貫通孔７２ａにそれぞ
れ液密かつ摺動可能に挿入されている。スプールバルブ
７０は、上部ハウジング２０の貫通孔２０ａおよび下部
インナハウジング７２の貫通孔７２ａと、ほぼ等しい直
径を有する軸部７０ａ、および軸部７０ａの途中に形成
されるディスク部７０ｂを備えている。

【００３９】下部インナハウジング７２は、図１におけ
る上部側に開口部７２ａと共に、燃料導入孔７２ｂ，７
２ｃを備える筒状の部材である。燃料導入孔７２ｂ，７
２ｃは、スプールバルブ７０が図１における上部側変位
端に位置する場合に、燃料導入孔７２ｂ，７２ｃと開口
部２０とが完全に導通し、かつ、スプールバルブ７０が
図１における上部側変位端から下方へ変位するに連れ
て、燃料導入孔７２ｂ，７２ｃが徐々にスプールバルブ
ル７０によって閉塞されるように設計されている。

【００４０】上記の構成によれば、蓄圧室１２の燃料圧
Ｐが目標圧Ｐｔに比して低圧であるほど、燃料導入孔７
２ｂ，７２ｃは大きく開口部７２ａの内部に開口する。
また、蓄圧室１２の燃料圧Ｐが目標圧Ｐｔに近づくに連
れて、燃料導入孔７２ｂ，７２ｃと開口部７２ａとの開
口面積が減少される。このため、本実施例の燃料供給装
置によれば、蓄圧室１２の燃料圧Ｐが目標圧Ｐｔに比し
て低圧であるほど、アキュムレータ４０側からポンプ室
５０へ燃料が流入される際の流通抵抗が小さく抑制され
る。また、蓄圧室１２の燃料圧Ｐが目標圧Ｐｔに近づく
に連れて、アキュムレータ４０側からポンプ室５０へ燃
料が流入される際の流通抵抗が大きく変更される。

【００４１】プランジャポンプ４９は、カム６８のリフ
ト量が最大値から最小値へ向けて変位する過程でポンプ
室５０に吸入された燃料を、カム６８のリフト量が最小
値から最大値に変化する過程で蓄圧室１２へ向けて吐出
する。従って、プランジャポンプ４９の燃料吐出能力
は、カム６８のリフト量が最大値から最小値へ向けて変
位する過程でポンプ室５０に吸入される燃料の量により
決定される。

【００４２】本実施例の構成において、カム６８のリフ
ト量が最大値から最小値へ向けて変位する過程でポンプ
室５０に吸入される燃料の量は、アキュムレータ４０側
からポンプ室５０へ向かって燃料が流通する際の流通抵
抗が小さいほど多量となり、上記流通抵抗が大きいほど
少量となる。このため、本実施例において、プランジャ
ポンプ４９の燃料吐出能力は、蓄圧室１２の燃料圧Ｐが
目標圧Ｐｔに比して低圧であるほど大きくなり、一方、
蓄圧室１２の燃料圧Ｐが目標圧Ｐｔに近づくに連れて小
さくなる。

【００４３】プランジャポンプ４９の燃料吐出能力が、
燃料圧Ｐと目標圧Ｐｔとの偏差に応じて上記の如く変化
すると、プランジャポンプ４９の吐出能力が常に一定で
ある場合に比して、より精度良く燃料圧Ｐを目標圧Ｐｔ
に制御することが可能となる。このため、本実施例の燃
料供給装置によれば、上述した第１実施例の燃料供給装
置に比して、更に高精度に燃料噴射量を制御することが
できる。

【００４４】また、本実施例の燃料供給装置において、
プランジャポンプ４９の燃料吐出能力は、上死点から下
死点側へ向かう際のプランジャ４６の変位量が規制され
ることにより変更される。プランジャ４６の、下死点側
へ向かう変位量が抑制されると、プランジャ４６を上死
点まで変位させるのに要するエネルギを抑制することが
できる。このため、本実施例の燃料供給装置によれば、
蓄圧室１２の燃料圧Ｐを精度良く目標圧Ｐｔに制御する
にあたり、プランジャポンプ４９の駆動に要するエネル
ギを最小限に省力化することができる。

【００４５】ところで、上記の実施例においては、下端
部が平面円形状に成形されたスプールバルブ７０を用い
ているが、スプールバルブ７０の下端部の形状を所定の
曲面形状とすることにより、蓄圧室１２の燃料圧Ｐの制
御性をより一層向上させることが可能である。以下、燃
料圧Ｐに関する高度な制御性を得るために、スプールバ
ルブ７０に課すべき条件について説明する。

【００４６】すなわち、蓄圧室１２の燃料圧ＰがΔＰだ
け減少した場合、その圧力減少分を補うために蓄圧室１
２に供給すべき燃料の量ΔＱは、次式の如く表すことが
できる。但し、次式中Ｖ₀およびＫは、それぞれ蓄圧室
１２の容積および体積弾性率を示す。

【００４７】 ΔＱ＝ΔＰ・Ｖ₀／Ｋ・・・（１）一方、燃料導入孔７２ｂ，７２ｃの有効開口面積がＳ、
燃料導入孔７２ｂ，７２ｃの両端に作用する圧力差がΔ
ｐ、燃料の密度がρ、プランジャ５０が上死点から下死
点に向けて変位するのに要する時間の代表値がＴである
場合、燃料導入孔７２ｂ，７２ｃを通って燃料供給室３
０に吸入される燃料の量Δｑは、適合係数αを用いて次
式の如く表すことができる。

【００４８】 Δｑ＝α・Ｓ・Ｔ・√（２・Δｐ／ρ）・・・（２）上記（１）式により演算されるΔＱと、上記（２）式に
より演算されるΔｑとは、プランジャポンプ４９から蓄
圧室１２に供給される燃料の量が、蓄圧室１２の燃料圧
Ｐを目標圧Ｐｔとするために必要な燃料の量に一致する
場合に等量となる。従って、上記（１）式および（２）
式中の各パラメータを、ΔＱ＝Δｑが成立するように制
御することができれば、蓄圧室１２の燃料圧Ｐを極めて
精度良く目標圧Ｐｔに制御することが可能となる。

【００４９】上記（１）式中、Ｖ₀およびＫは共に定数
である。また、上記（２）式中、αおよびρは共に定数
である。従って、（２）式中、ＴおよびΔｐを定数で近
似すれば、ΔＱ＝Δｑなる条件は、定数βを用いて次式
の如く書き換えることができる。

【００５０】Ｓ＝β・ΔＰ・・・（３）すなわち、本実施例の燃料供給装置においては、スプー
ルバルブ７０の上端部に作用する燃料圧Ｐ＝Ｐｔ−ΔＰ
に対して、燃料導入孔７２ｂ，７２ｃの有効開口面積Ｓ
がＳ＝β・ΔＰなる面積となるように、スプールバルブ
７０の下端部の形状、およびスプリング２６のバネ定数
を設定することにより、極めて精度良く蓄圧室１２の燃
料圧Ｐを目標圧Ｐｔに制御することが可能となる。

【００５１】尚、上記の図１に示す第１実施例において
は、センサニードル２２が前記請求項１記載の燃料圧応
動弁に、上記図２に示す第２実施例においては、ニード
ルバルブ７０が前記請求項１記載の燃料圧応動弁に、ま
た、上記図１および図２に示す第１および第２実施例に
おいては、燃料フィードポンプ４２およびアキュムレー
タ４０が前記請求項１記載の燃料供給源に、それぞれ相
当している。

【００５２】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、蓄圧室の燃料圧が所定の目標圧に比して低圧である
場合にのみプランジャポンプに燃料を圧送させることが
できる。従って、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置
によれば、プランジャポンプの駆動に関して十分な省エ
ネルギ化を図りつつ、蓄圧室の燃料圧を精度良く目標圧
に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である内燃機関の燃料供給
装置のシステム構成図である。

【図２】本発明の第２実施例である内燃機関の燃料供給
装置のシステム構成図である。

【符号の説明】

１０燃料噴射弁１２蓄圧室１４吐出量調整機構２２センサニードル２８，７２下部インナハウジング２８ａ開口部３０燃料供給室４０アキュムレータ４２燃料フィードポンプ４９プランジャポンプ５０ポンプ室５２外開弁７０ニードルバルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射弁
と、該燃料噴射弁に対して所定圧力の燃料を供給する蓄
圧室と、該蓄圧室に対して燃料を圧送するプランジャポ
ンプと、を備える内燃機関の燃料供給装置において、前記プランジャポンプのポンプ室に連通する燃料供給室
と、前記ポンプ室と前記燃料供給室との差圧に応じて前記ポ
ンプ室側に開弁する外開弁と、前記蓄圧室に蓄えられる燃料圧が所定圧に比して低い場
合に、前記燃料供給室と燃料供給源とを導通状態とする
燃料圧応動弁と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。