燃料噴射装置
【課題】サプライポンプとコモンレールとの間を接続する各高圧管が破損した場合においても、破損箇所からの燃料の流出を規制し、さらに、エンジンの運転を継続して可能とするための構成を提案する。
【解決手段】サプライポンプ１と、コモンレール６とが、複数の高圧管４ａ・４ｂ・４ｃにて接続される構成の燃料噴射装置であって、前記コモンレール６と各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃとの接続部には、それぞれ、コモンレール６内から各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃ内へ向う燃料の流れを規制する規制手段としての逆止弁機構５ａ・５ｂ・５ｃが設けられる構成としている。
【解決手段】サプライポンプ１と、コモンレール６とが、複数の高圧管４ａ・４ｂ・４ｃにて接続される構成の燃料噴射装置であって、前記コモンレール６と各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃとの接続部には、それぞれ、コモンレール６内から各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃ内へ向う燃料の流れを規制する規制手段としての逆止弁機構５ａ・５ｂ・５ｃが設けられる構成としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サプライポンプとコモンレールが、複数の高圧管にて接続される構成とする燃料噴射装置に関するものであり、特に、前記高圧管の破損時、及び、サプライポンプの異常発生時においても、エンジンの運転を継続可能とするための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サプライポンプ、該サプライポンプと複数の高圧管を介して接続されるコモンレール、該コモンレールとそれぞれ高圧管を介して接続される複数のインジェクタを具備する燃料噴射装置は公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
また、前記コモンレールと各インジェクタを接続する各高圧管が破損した場合に備えて、各高圧管のコモンレールとの接続部にフローリミッタを設け、該フローリミッタにて燃料通路を閉塞し、高圧管の破損箇所からの燃料流出を防止することとしている。特許文献１においては、圧力規制装置にてこの機能が果たされるようになっている。
また、仮に、一本の高圧管が破損した場合であっても、他の高圧管を介してインジェクタに燃料を供給することができるため、出力は低下してしまうものの、エンジンを運転することはできることとなっている。
【特許文献１】特開平７−５４７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、従来技術においては、コモンレールと各インジェクタとの間を接続する高圧管の破損による燃料流出に対する対策は講じられている。
しかし、サプライポンプとコモンレールとの間を接続する高圧管の破損による燃料流出に対する対策は講じられていないものであった。
このため、サプライポンプとコモンレールとの間を接続する高圧管が破損してしまった場合には、破損した高圧管の破損箇所より燃料が流出してしまい、コモンレール内の燃料圧力が低下し、燃料噴射が行えず、エンジンを運転できないこととなってしまう。
また、高圧管が破損した場合において、サプライポンプより燃料を供給し続けてしまうと、破損した高圧管より燃料を流出させてしまうことになる。
そこで、本発明は、以上の問題点に鑑み、サプライポンプとコモンレールとの間を接続する各高圧管が破損した場合においても、破損箇所からの燃料の流出を規制し、さらに、エンジンの運転を可能とするための構成を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１に記載のごとく、サプライポンプと、コモンレールとが、複数の高圧管にて接続される構成の燃料噴射装置であって、前記コモンレールと各高圧管との接続部には、それぞれ、コモンレール内から各高圧管内へ向う燃料の流れを規制する規制手段が設けられる燃料噴射装置とする。
【０００６】
また、請求項２に記載のごとく、サプライポンプの各シリンダからの燃料の吐出量は、燃料噴射装置を制御するコントローラにより個別に制御可能に構成されることとする。
【０００７】
また、請求項３に記載のごとく、前記サプライポンプは、複数台設けられることとする。
【０００８】
また、請求項４に記載のごとく、前記各サプライポンプのポンプ容量は、同一とすることとする。
【０００９】
また、請求項５に記載のごとく、前記サプライポンプは、複数台設けられ、少なくとも一台のサプライポンプは、他の高圧型のサプライポンプよりも低圧の燃料を吐出する低圧型のサプライポンプに構成されるとともに、前記他の高圧型のサプライポンプからの圧送を休止させた場合においても、前記低圧型のサプライポンプから吐出される燃料によって、エンジンの運転を可能とすることとする。
【００１０】
また、請求項６に記載のごとく、前記低圧型のサプライポンプと、コモンレールとを接続する高圧管は、リリーフ弁を介して低圧回路に接続されており、前記リリーフ弁の設定圧力は、高圧型のサプライポンプより燃料が圧送される通常時におけるコモンレール内の圧力以下に設定されており、前記通常時では、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料は、前記リリーフ弁を介して前記低圧回路に送出され、低圧型のサプライポンプからのみ燃料が圧送される非常時では、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料は、その圧力が前記リリーフ弁によりエンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力に設定されつつ、コモンレールへ圧送される構成とする。
【００１１】
また、請求項７に記載のごとく、前記低圧型のサプライポンプと、コモンレールとを接続する高圧管は、燃料噴射装置を制御するコントローラによって開閉制御される制御弁を介して、前記低圧回路に接続されており、高圧型のサプライポンプより燃料が圧送される通常時では、前記制御弁は開かれて、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料が低圧回路に送出され、低圧型のサプライポンプからのみ燃料が圧送される非常時では、前記制御弁は閉じられて、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料がコモンレールへ圧送される構成とする。
【００１２】
また、請求項８に記載のごとく、コモンレール内の燃料圧力の変化が、燃料噴射装置を制御するコントローラによってモニターされるとともに、前記燃料圧力が、規定値よりも下がった場合には、前記コントローラは、高圧管の破損、又は、サプライポンプの異常が生じたものと判定することとする。
【００１３】
また、請求項９に記載のごとく、前記コントローラは、高圧管の破損、又は、サプライポンプに異常が生じたものと判定した場合には、サプライポンプの各シリンダからの個別の燃料の吐出を、所定時間づつ順に停止するとともに、コモンレール内の圧力変化を観測することにより、破損した高圧管や、サプライポンプにおける異常箇所を特定することとする。
【００１４】
また、請求項１０に記載のごとく、前記コントローラは、異常があるものと判定されたサプライポンプ、又は、破損が生じたものと判定された高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出を休止させるとともに、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を増加させることとする。
【００１５】
また、請求項１１に記載のごとく、前記コントローラは、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を、通常時の２倍に増加させるものとする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１７】
即ち、請求項１に記載の発明では、高圧管が破損してしまった場合においても、破損箇所からコモンレール内の燃料の流出を防止することができる。
また、この場合、破損していない他の高圧管を介して、サプライポンプからコモンレールへ燃料を供給でき、コモンレール内の燃料の圧力を維持してエンジンを運転できることとなる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、破損が生じた高圧管への燃料の吐出が行われないようにして、高圧管の破損箇所からの燃料の流出を防止することができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明では、あるサプライポンプに故障が生じた場合においても、他のサプライポンプにて燃料の供給を行うことができ、コモンレール内の燃料の圧力を維持してエンジンを運転できることとなる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明では、各サプライポンプから同時に圧送する際の各サプライポンプの吐出量を決定するための制御ロジックや、あるサプライポンプからの圧送を休止させ他のサプライポンプから圧送を行う場合の吐出量を決定するための制御ロジックを簡易なものとすることができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明では、低圧型のサプライポンプは、高圧型に構成する場合と比較して、材質、熱処理、構造等の強度設計において、自由度が広く、安価に構成することができるため、非常用として使用するサプライポンプとして好適なものとなる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明では、リリーフ弁を用いた簡易な構成により、通常時において使用する高圧型のサプライポンプと、非常時において使用する低圧型のサプライポンプの使い分けを行うことができる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明では、通常時においては、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料は、制御弁から大きな抵抗を受けることなく低圧回路に送出されるため、上述のリリーフ弁を用いた構成と比較して、低圧型のサプライポンプを少ない駆動力で駆動することができるようになる。低圧型のサプライポンプは、非常時のみ機能を果たすものであり、通常時において低圧型のサプライポンプの駆動によるエネルギーロスの削減を図ることは、エンジンの高出力化、高燃費化に非常に有効なものとなる。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明では、高圧管の破損や、サプライポンプの異常を認識することができ、これらに対する警告表示や、非常時における運転への切替え等の実行に移ることができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明では、破損した高圧管や、サプライポンプにおける異常箇所を特定することができるようになる。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明では、コモンレール内の燃料圧力の低下を抑えることができ、通常時に近い状態で運転できるようになる。
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明では、簡単な構成で、通常時と同じ条件で、運転を安定して継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、実施例１の燃料噴射装置の構成について示すものである。
燃料タンク１１内の燃料は、フィードポンプ１０により汲み上げられ、サプライポンプ１へ供給される。
サプライポンプ１は、カム軸２１の回転により複数のプランジャ２ａ・２ｂ・２ｃを独立して上下摺動させるインライン型に構成されている。
各プランジャ２ａ・２ｂ・２ｃが摺動されるシリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃでは、電磁弁３ａ・３ｂ・３ｃを介して燃料が吸入される。この電磁弁３ａ・３ｂ・３ｃでは、コントローラ９（電子制御ユニット）による制御により、内部の弁の開閉が行われ、シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃ内への燃料供給の有無の切替えが行われる。
また、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃは、それぞれ高圧管４ａ・４ｂ・４ｃを介してコモンレール６と接続されており、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃより吐出される高圧燃料は、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃを介してコモンレール６へ供給され、コモンレール６内において、燃料の蓄圧が行われる。
また、コモンレール６には、コモンレール６内の圧力を検出するための圧力センサ１３が設けられている。そして、コントローラ９は、該圧力センサ１３により検出された圧力に基づいて、前記電磁弁３ａ・３ｂ・３ｃの弁の開閉を行って燃料の吐出量を制御し、コモンレール６内の燃料圧力を所定の値に設定するようにしている。
また、エンジンの各気筒には、インジェクタ７ａ・７ｂ・７ｃが設けられており、各インジェクタ７ａ・７ｂ・７ｃは、それぞれ高圧管８ａ・８ｂ・８ｃを介してコモンレール６と接続されている。これにより、コモンレール６内の燃料が高圧管８ａ・８ｂ・８ｃを介してインジェクタ７ａ・７ｂ・７ｃへ供給され、各インジェクタ７ａ・７ｂ・７ｃのノズルより、燃料の噴射が行われる。尚、各インジェクタ７ａ・７ｂ・７ｃには電磁弁が設けられており、この電磁弁の開閉制御を前記コントローラ９にて行うことにより、燃料の噴射制御が行われるものとしている。
【００３０】
以上のように、サプライポンプ１と、コモンレール６とが、複数の高圧管４ａ・４ｂ・４ｃにて接続される構成としている。
そして、前記コモンレール６と各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃとの接続部には、それぞれ、コモンレール６内から各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃ内へ向う燃料の流れを規制する規制手段としての逆止弁機構５ａ・５ｂ・５ｃが設けられる構成としている。
前記逆止弁機構５ａ・５ｂ・５ｃは、各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃ内からコモンレール６内へ向う燃料の流れを許容し、これにより、サプライポンプ１からコモンレール６への燃料の供給が行われるものとしている。
一方、前記逆止弁機構５ａ・５ｂ・５ｃは、コモンレール６内から各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃ内へ向う燃料の流れを規制する。これにより、例えば、高圧管４ａが破損してしまった場合においても、破損箇所からコモンレール６内の燃料の流出を防止することができる。
また、この場合、破損していない他の高圧管４ｂ・４ｃを介して、サプライポンプ１からコモンレール６へ燃料を供給でき、コモンレール６内の燃料の圧力を維持してエンジンを運転できることとなる。
【００３１】
また、前記サプライポンプの各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃからの燃料の吐出量は、コントローラ９により個別に制御可能に構成されるものとしている。
この吐出量の制御は、前記各電磁弁３ａ・３ｂ・３ｃの開閉をコントローラ９により制御し、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃでの燃料の吸入量を制御することにより行われるものとなっている。尚、このように吸入量を制御する他、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃの燃料圧縮室内の燃料の溢流を制御する溢流制御弁を設け、該溢流制御弁の制御によって、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃからの燃料の吐出量を制御するものとしてもよい。
この構成により、例えば、高圧管４ａに破損が生じた場合には、破損が生じた高圧管４ａに燃料を吐出するシリンダ２２ａでの燃料の吸入量をゼロとする、即ち、電磁弁３ａの弁を完全に閉じた状態を維持し、高圧管４ａへの燃料の吐出が行われないようにして、高圧管４ａの破損箇所からの燃料の流出を防止する。また、破損が生じていない他の高圧管４ｂ・４ｃに燃料を吐出するシリンダ２２ｂ・２２ｃでの燃料の吸入量については、１回前に圧送を行うシリンダについてのみ通常よりも多くなるようにする、即ち、電磁弁３ｂ、又は、電磁弁３ｃの弁が開く時間を長く設定して吸入量を多くし、高圧管４ｂ、又は、高圧管４ｃへの燃料の吐出量を増加させる。例えば、本実施例のように、三本の高圧管４ａ・４ｂ・４ｃより構成する場合においては、高圧管４ａへの吐出量をゼロとするとともに、１回前に圧送が行なわれる高圧管４ｂへの吐出量を２倍とすることなどにより対応するものである。
以上によれば、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの一部に破損が生じた場合においても、コモンレール６内の燃料の圧力を維持してエンジンを運転することができる。
【実施例２】
【００３２】
本実施例では、図２に示すごとく、前記サプライポンプは、複数台（本実施例では二台）設けられる構成としている。
各サプライポンプ１Ａ・１Ｂにおける各高圧管４ａ・４ｂ・・・への吐出量は、実施例１におけるものと同様、コントローラ９によって制御されるものとしている。
そして、このコントローラ９による制御は、例えば、通常時では一方のサプライポンプ１Ｂからの燃料の圧送は行わず、他方のサプライポンプ１Ａのみにより燃料の圧送を行うこととし、プランジャの焼付き等により、サプライポンプ１Ａからの燃料の圧送に支障が生じた場合（非常時）には、サプライポンプ１Ａからの燃料の圧送を停止させるとともに、サプライポンプ１Ｂによる燃料の圧送を開始するなどを行うものである。つまり、一台のサプライポンプ１Ｂについては、待機状態とさせておき、他方のサプライポンプ１Ａの故障時に稼動を開始させるものとするものである。この待機状態の維持、停止は、前記電磁弁３ａ・３ｂ・・・の開閉制御を行うことにより行うことができる。
【００３３】
また、このコントローラ９による制御の他の例として、通常時において、各サプライポンプ１Ａ・１Ｂの吐出量を半分に設定して圧送を行うものとするとともに、非常時においては、故障したサプライポンプからの圧送を停止させるとともに、他方のサプライポンプからの吐出量を倍に設定することにより対応することが考えられる。
【００３４】
以上のようにして、複数台のサプライポンプ１Ａ・１Ｂを具備する構成とすることにより、あるサプライポンプに故障が生じた場合においても、他のサプライポンプにて燃料の供給を行うことができ、コモンレール６内の燃料の圧力を維持してエンジンを運転できることとなる。
また、各サプライポンプ１Ａ・１Ｂのポンプ容量（総吐出量）を同一とすることによれば、各サプライポンプ１Ａ・１Ｂから同時に圧送する際の各サプライポンプ１Ａ・１Ｂの吐出量を決定するための制御ロジックや、あるサプライポンプからの圧送を休止させ他のサプライポンプから圧送を行う場合の吐出量を決定するための制御ロジックを簡易なものとすることができる。
尚、このように、複数台のサプライポンプ１Ａ・１Ｂを備える構成とする場合においては、各サプライポンプ１Ａ・１Ｂにつき、一つのプランジャを具備し、各サプライポンプ１Ａ・１Ｂとコモンレール６とが、それぞれ、一本の高圧管にて接続されるものとしてもよい。
【実施例３】
【００３５】
本実施例では、図３に示すごとく、前記サプライポンプは、複数台（本実施例では二台）設けられ、少なくとも一台のサプライポンプ１Ｃは、他の高圧型のサプライポンプ１Ａよりも低圧の燃料を吐出する低圧型のサプライポンプに構成されるとともに、前記他の高圧型のサプライポンプ１Ａからの圧送を休止させた場合においても、前記低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料によって、エンジンの運転を可能とすることとしている。
低圧型のサプライポンプ１Ｃは、高圧型に構成する場合と比較して、材質、熱処理、構造等の強度設計において、自由度が広く、安価に構成することができるため、非常用として使用するサプライポンプ１Ｃとして好適なものとなる。
また、非常時には低圧型のサプライポンプ１Ｃから圧送される燃料にてエンジンが運転できるように、該サプライポンプ１Ｃから吐出される燃料の圧力は、エンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力、即ち、「エンジンのシリンダ内に燃料を必要量噴射させるために最低限必要な圧力」が確保できる圧力となるようにしている。
【００３６】
また、図３に示すごとく、前記低圧型のサプライポンプ１Ｃと、コモンレール６とを接続する高圧管４ｆ・４ｇは、バイパス管３１ｆ・３１ｇ、及び該バイパス管３１ｆ・３１ｇに設けたリリーフ弁３２ｆ・３２ｇを介して低圧回路（燃料タンク１１）に接続されている。前記リリーフ弁３２ｆ・３２ｇは、弁体とスプリングを具備して構成される。また、このリリーフ弁３２ｆ・３２ｇは、前述のとおり、エンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力が確保されるように設定されている。
また、該リリーフ弁３２ｆ・３２ｇは、他の高圧型のサプライポンプ１Ａより燃料が圧送される通常時では、前記リリーフ弁３２ｆ・３２ｇは、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料の圧力により開かれ、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料は、前記リリーフ弁３２ｆ・３２ｇを介して低圧回路に送出される。
一方、低圧型のサプライポンプ１Ｃからのみ燃料が圧送される非常時では、該サプライポンプ１Ｃから吐出される燃料は、その圧力が前記リリーフ弁３２ｆ・３２ｇによりエンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力に設定されつつ、コモンレール６へ圧送される構成としている。
尚、低圧型のサプライポンプ１Ｃには、一つのプランジャが具備されるものとし、低圧型のサプライポンプ１Ｃとコモンレール６とが、一本の高圧管にて接続される構成とするものであってもよく、この場合には、バイパス管は一本であり、また、リリーフ弁は１つ設けられるものとなる。
【００３７】
以上の構成により、通常時、即ち、高圧型のサプライポンプ１Ａより燃料が圧送されている場合においては、低圧型のサプライポンプ１Ｃより吐出される燃料は、圧力が低いため、コモンレール６内へは供給されず（逆止弁機構５ｅ・５ｄが閉じられた状態となる）、バイパス管３１ｆ・３１ｇ、リリーフ弁３２ｆ・３２ｇを介して、低圧回路へ燃料を送出することができる。
また、非常時、即ち、高圧型のサプライポンプ１Ａからは燃料が圧送されず、低圧型のサプライポンプ１Ｃからのみ燃料が圧送される場合においては、コモンレール６内の圧力が低下するため、これにより、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出された燃料がコモンレール６内へ供給されることになる。また、この際、リリーフ弁３２ｆ・３２ｇにより、コモンレール６内の圧力の値は、エンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力の値に維持される。
【００３８】
以上のようにして、前記通常時においては、高圧型のサプライポンプ１Ａからコモンレール６へ燃料が圧送され、前記非常時においては、低圧型のサプライポンプ１Ｃからコモンレール６へ燃料が圧送される。つまり、通常時と非常時において、使用するサプライポンプを使い分けるものである。
また、前記非常時の圧力設定は、リリーフ弁３２ｆ・３２ｇを用いた簡易な構成でできるものとなっている。
【００３９】
また、図４に示す構成では、前記低圧型のサプライポンプ１Ｃと、コモンレール６とを接続する高圧管４ｆ・４ｇは、燃料噴射装置を制御するコントローラ９によって開閉制御される制御弁４２ｆ・４２ｇを介して、前記低圧回路（燃料タンク１１）に接続されており、他の高圧型のサプライポンプ１Ａより燃料が圧送される通常時では、前記制御弁４２ｆ・４２ｇは開かれて、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料が低圧回路に送出され、低圧型のサプライポンプ１Ｃからのみ燃料が圧送される非常時では、前記制御弁４２ｆ・４２ｇは閉じられて、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料がコモンレール６へ圧送される構成としている。
前記制御弁４２ｆ・４２ｇは、コントローラ９と接続されており、前記非常時では、内部のソレノイドが通電されて閉じられ、バイパス管４１ｆ・４１ｇと低圧回路の連通状態を分断し、低圧型のサプライポンプ１Ｃからコモンレール６への燃料の圧送が行われるものとなっている。
一方、前記通常時では、ソレノイドへの通電がなされず、前記制御弁４２ｆ・４２ｇは開状態となっており、バイパス管４１ｆ・４１ｇと低圧回路とが連通して、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料は、低圧回路に送出されるものとなっている。
尚、低圧型のサプライポンプ１Ｃには、一つのプランジャが具備されるものとし、低圧型のサプライポンプ１Ｃとコモンレール６とが、一本の高圧管にて接続される構成とするものであってもよく、この場合には、バイパス管は一本であり、また、制御弁は１つ設けられるものとなる。
【００４０】
以上のようにして、前記通常時においては、高圧型のサプライポンプ１Ａからコモンレール６へ燃料が圧送され、前記非常時においては、低圧型のサプライポンプ１Ｃからコモンレール６へ燃料が圧送される。つまり、通常時と非常時において、使用するサプライポンプを使い分けるものである。
また、制御弁４２ｆ・４２ｇを用いた構成によれば、通常時においては、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料は、制御弁４２ｆ・４２ｇから大きな抵抗を受けることなく低圧回路に送出されるため、上述のリリーフ弁３２ｆ・３２ｇを用いた構成と比較して、低圧型のサプライポンプ１Ｃを少ない駆動力で駆動することができるようになる。低圧型のサプライポンプ１Ｃは、非常時のみ機能を果たすものであり、通常時において低圧型のサプライポンプ１Ｃの駆動によるエネルギーロスの削減を図ることは、エンジンの高出力化、高燃費化に非常に有効なものとなる。
【実施例４】
【００４１】
次に、サプライポンプ１とコモンレール６とを接続する高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損を判定する方法について説明する。
まず、前記圧力センサ１３の検出値に基づいて、コモンレール６内の燃料圧力の変化が前記コントローラ９によってモニターされるとともに、前記燃料圧力が、規定値よりも下がった場合に、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損、又は、サプライポンプの異常が生じたものと判定することとしている。
高圧管４ａ・４ｂ・４ｃに破損が生じ、燃料の圧送量が減少した場合には、コモンレール６内の燃料圧力が低下することになるため、該燃料圧力の変化を基準として、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損や、サプライポンプの異常を認識することとするものである。
【００４２】
図５に示すごとく、例えば、通常エンジンが運転される場合において、コモンレール６内の圧力を設定値Ｐ１、噴射や漏れを考慮した刻々の最低圧力の限界値を圧力Ｐ２として、圧力が通常値よりも低下して、圧力Ｐ２に至ったときに、高圧管の破損や、サプライポンプに異常が発生したものとするものである。
これにより、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損や、サプライポンプの異常を認識することができ、これらに対する警告表示や、非常時における運転への切替え等の実行に移ることができる。
【００４３】
また、コントローラ９は、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損、又は、サプライポンプに異常が生じたものと判定した場合には、前記サプライポンプ１の各電磁弁３ａ・３ｂ・３ｃにて燃料の吸入を制御し、サプライポンプ１の各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃからの個別の燃料の吐出を、所定時間づつ順に停止するとともに、前記圧力センサ１３により検出されるコモンレール６内の圧力変化を観測する。
【００４４】
図６に示すごとく、例えば、高圧管やサプライポンプに問題のない通常時において、各シリンダからの燃料の吐出を個別に停止させた場合において計測される圧力の変化が、曲線Ｐ３で示されるとする。
この場合において、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃを、所定時間づつ順に停止させたときに、例えば、シリンダ２２ａからの燃料の吐出を停止させた場合の圧力の変化が曲線Ｐ３と異なる曲線Ｐ４を描き、他のシリンダ２２ｂ・２２ｃからの燃料の吐出を個別に停止させた場合の圧力の変化が曲線Ｐ３を描く場合には、該シリンダ２２ａに接続される高圧管４ａの破損が生じたものであるとするものである。
以上によれば、破損した高圧管や、サプライポンプにおける異常箇所を特定することができるようになる。
【実施例５】
【００４５】
本実施例は、上述のようなトラブル時、即ち、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損や、サプライポンプの異常時においても、コモンレール６内の燃料圧力を通常時におけるものに極力近づけることにより、エンジンを通常時に近い状況で運転しようとするものである。
即ち、前記コントローラ９は、異常があるものと判定されたサプライポンプ、又は、破損が生じたものと判定された高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出を休止させるとともに、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を増加させるものである。
このようにして燃料の吐出量を増加させることとすれば、コモンレール６内の燃料圧力の低下を抑えることができ、コモンレール６内の燃料圧力を通常時に近い状態として運転できるようになる。
【００４６】
また、上記において、コモンレール６内の燃料圧力が、通常時における規定値と同値となるように、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を、通常時の２倍に増加させるものとすることによれば、通常時と同じ条件で、運転を安定して継続することができる。
例えば、図１における構成において、シリンダ２２ｃ、シリンダ２２ｂ、シリンダ２２ａ、・・・の順に燃料の圧送が行われるものとしており、高圧管４ａが破損して、電磁弁３ａの制御にてシリンダ２２ａからの燃料の圧送が停止された場合には、該シリンダ２２ａの直前に燃料の圧送を行うシリンダ２２ｂからの燃料の吐出量が２倍となるように設定するものである。また、図２における構成においては、サプライポンプ１Ａに異常が生じた場合には、該サプライポンプ１Ａの直前に燃料の圧送を行うサプライポンプ１Ｂからの燃料の吐出量を２倍にするものである。
これにより、通常時と同量の燃料をコモンレール６に圧送することができ、コモンレール６内の燃料圧力を通常運転時における規定値に設定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１の燃料噴射装置の構成を示す図。
【図２】実施例２の燃料噴射装置の構成を示す図。
【図３】安全弁を備えた実施例３の燃料噴射装置の構成を示す図。
【図４】制御弁を備えた実施例３の燃料噴射装置の構成を示す図。
【図５】異常判定に用いるコモンレール内の燃料圧力の変化について示す図。
【図６】異常個所を特定する場合に用いるコモンレール内の燃料圧力の変化について示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１ サプライポンプ
２ａ プランジャ
３ａ 電磁弁
４ａ 高圧管
５ａ 逆止弁機構
６ コモンレール
７ａ インジェクタ
９ コントローラ
１０ フィードポンプ
１１ 燃料タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サプライポンプとコモンレールが、複数の高圧管にて接続される構成とする燃料噴射装置に関するものであり、特に、前記高圧管の破損時、及び、サプライポンプの異常発生時においても、エンジンの運転を継続可能とするための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サプライポンプ、該サプライポンプと複数の高圧管を介して接続されるコモンレール、該コモンレールとそれぞれ高圧管を介して接続される複数のインジェクタを具備する燃料噴射装置は公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
また、前記コモンレールと各インジェクタを接続する各高圧管が破損した場合に備えて、各高圧管のコモンレールとの接続部にフローリミッタを設け、該フローリミッタにて燃料通路を閉塞し、高圧管の破損箇所からの燃料流出を防止することとしている。特許文献１においては、圧力規制装置にてこの機能が果たされるようになっている。
また、仮に、一本の高圧管が破損した場合であっても、他の高圧管を介してインジェクタに燃料を供給することができるため、出力は低下してしまうものの、エンジンを運転することはできることとなっている。
【特許文献１】特開平７−５４７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、従来技術においては、コモンレールと各インジェクタとの間を接続する高圧管の破損による燃料流出に対する対策は講じられている。
しかし、サプライポンプとコモンレールとの間を接続する高圧管の破損による燃料流出に対する対策は講じられていないものであった。
このため、サプライポンプとコモンレールとの間を接続する高圧管が破損してしまった場合には、破損した高圧管の破損箇所より燃料が流出してしまい、コモンレール内の燃料圧力が低下し、燃料噴射が行えず、エンジンを運転できないこととなってしまう。
また、高圧管が破損した場合において、サプライポンプより燃料を供給し続けてしまうと、破損した高圧管より燃料を流出させてしまうことになる。
そこで、本発明は、以上の問題点に鑑み、サプライポンプとコモンレールとの間を接続する各高圧管が破損した場合においても、破損箇所からの燃料の流出を規制し、さらに、エンジンの運転を可能とするための構成を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
即ち、請求項１に記載のごとく、サプライポンプと、コモンレールとが、複数の高圧管にて接続される構成の燃料噴射装置であって、前記コモンレールと各高圧管との接続部には、それぞれ、コモンレール内から各高圧管内へ向う燃料の流れを規制する規制手段が設けられる燃料噴射装置とする。
【０００６】
また、請求項２に記載のごとく、サプライポンプの各シリンダからの燃料の吐出量は、燃料噴射装置を制御するコントローラにより個別に制御可能に構成されることとする。
【０００７】
また、請求項３に記載のごとく、前記サプライポンプは、複数台設けられることとする。
【０００８】
また、請求項４に記載のごとく、前記各サプライポンプのポンプ容量は、同一とすることとする。
【０００９】
また、請求項５に記載のごとく、前記サプライポンプは、複数台設けられ、少なくとも一台のサプライポンプは、他の高圧型のサプライポンプよりも低圧の燃料を吐出する低圧型のサプライポンプに構成されるとともに、前記他の高圧型のサプライポンプからの圧送を休止させた場合においても、前記低圧型のサプライポンプから吐出される燃料によって、エンジンの運転を可能とすることとする。
【００１０】
また、請求項６に記載のごとく、前記低圧型のサプライポンプと、コモンレールとを接続する高圧管は、リリーフ弁を介して低圧回路に接続されており、前記リリーフ弁の設定圧力は、高圧型のサプライポンプより燃料が圧送される通常時におけるコモンレール内の圧力以下に設定されており、前記通常時では、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料は、前記リリーフ弁を介して前記低圧回路に送出され、低圧型のサプライポンプからのみ燃料が圧送される非常時では、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料は、その圧力が前記リリーフ弁によりエンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力に設定されつつ、コモンレールへ圧送される構成とする。
【００１１】
また、請求項７に記載のごとく、前記低圧型のサプライポンプと、コモンレールとを接続する高圧管は、燃料噴射装置を制御するコントローラによって開閉制御される制御弁を介して、前記低圧回路に接続されており、高圧型のサプライポンプより燃料が圧送される通常時では、前記制御弁は開かれて、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料が低圧回路に送出され、低圧型のサプライポンプからのみ燃料が圧送される非常時では、前記制御弁は閉じられて、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料がコモンレールへ圧送される構成とする。
【００１２】
また、請求項８に記載のごとく、コモンレール内の燃料圧力の変化が、燃料噴射装置を制御するコントローラによってモニターされるとともに、前記燃料圧力が、規定値よりも下がった場合には、前記コントローラは、高圧管の破損、又は、サプライポンプの異常が生じたものと判定することとする。
【００１３】
また、請求項９に記載のごとく、前記コントローラは、高圧管の破損、又は、サプライポンプに異常が生じたものと判定した場合には、サプライポンプの各シリンダからの個別の燃料の吐出を、所定時間づつ順に停止するとともに、コモンレール内の圧力変化を観測することにより、破損した高圧管や、サプライポンプにおける異常箇所を特定することとする。
【００１４】
また、請求項１０に記載のごとく、前記コントローラは、異常があるものと判定されたサプライポンプ、又は、破損が生じたものと判定された高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出を休止させるとともに、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を増加させることとする。
【００１５】
また、請求項１１に記載のごとく、前記コントローラは、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を、通常時の２倍に増加させるものとする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１７】
即ち、請求項１に記載の発明では、高圧管が破損してしまった場合においても、破損箇所からコモンレール内の燃料の流出を防止することができる。
また、この場合、破損していない他の高圧管を介して、サプライポンプからコモンレールへ燃料を供給でき、コモンレール内の燃料の圧力を維持してエンジンを運転できることとなる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、破損が生じた高圧管への燃料の吐出が行われないようにして、高圧管の破損箇所からの燃料の流出を防止することができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明では、あるサプライポンプに故障が生じた場合においても、他のサプライポンプにて燃料の供給を行うことができ、コモンレール内の燃料の圧力を維持してエンジンを運転できることとなる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明では、各サプライポンプから同時に圧送する際の各サプライポンプの吐出量を決定するための制御ロジックや、あるサプライポンプからの圧送を休止させ他のサプライポンプから圧送を行う場合の吐出量を決定するための制御ロジックを簡易なものとすることができる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明では、低圧型のサプライポンプは、高圧型に構成する場合と比較して、材質、熱処理、構造等の強度設計において、自由度が広く、安価に構成することができるため、非常用として使用するサプライポンプとして好適なものとなる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明では、リリーフ弁を用いた簡易な構成により、通常時において使用する高圧型のサプライポンプと、非常時において使用する低圧型のサプライポンプの使い分けを行うことができる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明では、通常時においては、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料は、制御弁から大きな抵抗を受けることなく低圧回路に送出されるため、上述のリリーフ弁を用いた構成と比較して、低圧型のサプライポンプを少ない駆動力で駆動することができるようになる。低圧型のサプライポンプは、非常時のみ機能を果たすものであり、通常時において低圧型のサプライポンプの駆動によるエネルギーロスの削減を図ることは、エンジンの高出力化、高燃費化に非常に有効なものとなる。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明では、高圧管の破損や、サプライポンプの異常を認識することができ、これらに対する警告表示や、非常時における運転への切替え等の実行に移ることができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明では、破損した高圧管や、サプライポンプにおける異常箇所を特定することができるようになる。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明では、コモンレール内の燃料圧力の低下を抑えることができ、通常時に近い状態で運転できるようになる。
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明では、簡単な構成で、通常時と同じ条件で、運転を安定して継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、実施例１の燃料噴射装置の構成について示すものである。
燃料タンク１１内の燃料は、フィードポンプ１０により汲み上げられ、サプライポンプ１へ供給される。
サプライポンプ１は、カム軸２１の回転により複数のプランジャ２ａ・２ｂ・２ｃを独立して上下摺動させるインライン型に構成されている。
各プランジャ２ａ・２ｂ・２ｃが摺動されるシリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃでは、電磁弁３ａ・３ｂ・３ｃを介して燃料が吸入される。この電磁弁３ａ・３ｂ・３ｃでは、コントローラ９（電子制御ユニット）による制御により、内部の弁の開閉が行われ、シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃ内への燃料供給の有無の切替えが行われる。
また、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃは、それぞれ高圧管４ａ・４ｂ・４ｃを介してコモンレール６と接続されており、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃより吐出される高圧燃料は、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃを介してコモンレール６へ供給され、コモンレール６内において、燃料の蓄圧が行われる。
また、コモンレール６には、コモンレール６内の圧力を検出するための圧力センサ１３が設けられている。そして、コントローラ９は、該圧力センサ１３により検出された圧力に基づいて、前記電磁弁３ａ・３ｂ・３ｃの弁の開閉を行って燃料の吐出量を制御し、コモンレール６内の燃料圧力を所定の値に設定するようにしている。
また、エンジンの各気筒には、インジェクタ７ａ・７ｂ・７ｃが設けられており、各インジェクタ７ａ・７ｂ・７ｃは、それぞれ高圧管８ａ・８ｂ・８ｃを介してコモンレール６と接続されている。これにより、コモンレール６内の燃料が高圧管８ａ・８ｂ・８ｃを介してインジェクタ７ａ・７ｂ・７ｃへ供給され、各インジェクタ７ａ・７ｂ・７ｃのノズルより、燃料の噴射が行われる。尚、各インジェクタ７ａ・７ｂ・７ｃには電磁弁が設けられており、この電磁弁の開閉制御を前記コントローラ９にて行うことにより、燃料の噴射制御が行われるものとしている。
【００３０】
以上のように、サプライポンプ１と、コモンレール６とが、複数の高圧管４ａ・４ｂ・４ｃにて接続される構成としている。
そして、前記コモンレール６と各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃとの接続部には、それぞれ、コモンレール６内から各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃ内へ向う燃料の流れを規制する規制手段としての逆止弁機構５ａ・５ｂ・５ｃが設けられる構成としている。
前記逆止弁機構５ａ・５ｂ・５ｃは、各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃ内からコモンレール６内へ向う燃料の流れを許容し、これにより、サプライポンプ１からコモンレール６への燃料の供給が行われるものとしている。
一方、前記逆止弁機構５ａ・５ｂ・５ｃは、コモンレール６内から各高圧管４ａ・４ｂ・４ｃ内へ向う燃料の流れを規制する。これにより、例えば、高圧管４ａが破損してしまった場合においても、破損箇所からコモンレール６内の燃料の流出を防止することができる。
また、この場合、破損していない他の高圧管４ｂ・４ｃを介して、サプライポンプ１からコモンレール６へ燃料を供給でき、コモンレール６内の燃料の圧力を維持してエンジンを運転できることとなる。
【００３１】
また、前記サプライポンプの各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃからの燃料の吐出量は、コントローラ９により個別に制御可能に構成されるものとしている。
この吐出量の制御は、前記各電磁弁３ａ・３ｂ・３ｃの開閉をコントローラ９により制御し、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃでの燃料の吸入量を制御することにより行われるものとなっている。尚、このように吸入量を制御する他、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃの燃料圧縮室内の燃料の溢流を制御する溢流制御弁を設け、該溢流制御弁の制御によって、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃからの燃料の吐出量を制御するものとしてもよい。
この構成により、例えば、高圧管４ａに破損が生じた場合には、破損が生じた高圧管４ａに燃料を吐出するシリンダ２２ａでの燃料の吸入量をゼロとする、即ち、電磁弁３ａの弁を完全に閉じた状態を維持し、高圧管４ａへの燃料の吐出が行われないようにして、高圧管４ａの破損箇所からの燃料の流出を防止する。また、破損が生じていない他の高圧管４ｂ・４ｃに燃料を吐出するシリンダ２２ｂ・２２ｃでの燃料の吸入量については、１回前に圧送を行うシリンダについてのみ通常よりも多くなるようにする、即ち、電磁弁３ｂ、又は、電磁弁３ｃの弁が開く時間を長く設定して吸入量を多くし、高圧管４ｂ、又は、高圧管４ｃへの燃料の吐出量を増加させる。例えば、本実施例のように、三本の高圧管４ａ・４ｂ・４ｃより構成する場合においては、高圧管４ａへの吐出量をゼロとするとともに、１回前に圧送が行なわれる高圧管４ｂへの吐出量を２倍とすることなどにより対応するものである。
以上によれば、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの一部に破損が生じた場合においても、コモンレール６内の燃料の圧力を維持してエンジンを運転することができる。
【実施例２】
【００３２】
本実施例では、図２に示すごとく、前記サプライポンプは、複数台（本実施例では二台）設けられる構成としている。
各サプライポンプ１Ａ・１Ｂにおける各高圧管４ａ・４ｂ・・・への吐出量は、実施例１におけるものと同様、コントローラ９によって制御されるものとしている。
そして、このコントローラ９による制御は、例えば、通常時では一方のサプライポンプ１Ｂからの燃料の圧送は行わず、他方のサプライポンプ１Ａのみにより燃料の圧送を行うこととし、プランジャの焼付き等により、サプライポンプ１Ａからの燃料の圧送に支障が生じた場合（非常時）には、サプライポンプ１Ａからの燃料の圧送を停止させるとともに、サプライポンプ１Ｂによる燃料の圧送を開始するなどを行うものである。つまり、一台のサプライポンプ１Ｂについては、待機状態とさせておき、他方のサプライポンプ１Ａの故障時に稼動を開始させるものとするものである。この待機状態の維持、停止は、前記電磁弁３ａ・３ｂ・・・の開閉制御を行うことにより行うことができる。
【００３３】
また、このコントローラ９による制御の他の例として、通常時において、各サプライポンプ１Ａ・１Ｂの吐出量を半分に設定して圧送を行うものとするとともに、非常時においては、故障したサプライポンプからの圧送を停止させるとともに、他方のサプライポンプからの吐出量を倍に設定することにより対応することが考えられる。
【００３４】
以上のようにして、複数台のサプライポンプ１Ａ・１Ｂを具備する構成とすることにより、あるサプライポンプに故障が生じた場合においても、他のサプライポンプにて燃料の供給を行うことができ、コモンレール６内の燃料の圧力を維持してエンジンを運転できることとなる。
また、各サプライポンプ１Ａ・１Ｂのポンプ容量（総吐出量）を同一とすることによれば、各サプライポンプ１Ａ・１Ｂから同時に圧送する際の各サプライポンプ１Ａ・１Ｂの吐出量を決定するための制御ロジックや、あるサプライポンプからの圧送を休止させ他のサプライポンプから圧送を行う場合の吐出量を決定するための制御ロジックを簡易なものとすることができる。
尚、このように、複数台のサプライポンプ１Ａ・１Ｂを備える構成とする場合においては、各サプライポンプ１Ａ・１Ｂにつき、一つのプランジャを具備し、各サプライポンプ１Ａ・１Ｂとコモンレール６とが、それぞれ、一本の高圧管にて接続されるものとしてもよい。
【実施例３】
【００３５】
本実施例では、図３に示すごとく、前記サプライポンプは、複数台（本実施例では二台）設けられ、少なくとも一台のサプライポンプ１Ｃは、他の高圧型のサプライポンプ１Ａよりも低圧の燃料を吐出する低圧型のサプライポンプに構成されるとともに、前記他の高圧型のサプライポンプ１Ａからの圧送を休止させた場合においても、前記低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料によって、エンジンの運転を可能とすることとしている。
低圧型のサプライポンプ１Ｃは、高圧型に構成する場合と比較して、材質、熱処理、構造等の強度設計において、自由度が広く、安価に構成することができるため、非常用として使用するサプライポンプ１Ｃとして好適なものとなる。
また、非常時には低圧型のサプライポンプ１Ｃから圧送される燃料にてエンジンが運転できるように、該サプライポンプ１Ｃから吐出される燃料の圧力は、エンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力、即ち、「エンジンのシリンダ内に燃料を必要量噴射させるために最低限必要な圧力」が確保できる圧力となるようにしている。
【００３６】
また、図３に示すごとく、前記低圧型のサプライポンプ１Ｃと、コモンレール６とを接続する高圧管４ｆ・４ｇは、バイパス管３１ｆ・３１ｇ、及び該バイパス管３１ｆ・３１ｇに設けたリリーフ弁３２ｆ・３２ｇを介して低圧回路（燃料タンク１１）に接続されている。前記リリーフ弁３２ｆ・３２ｇは、弁体とスプリングを具備して構成される。また、このリリーフ弁３２ｆ・３２ｇは、前述のとおり、エンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力が確保されるように設定されている。
また、該リリーフ弁３２ｆ・３２ｇは、他の高圧型のサプライポンプ１Ａより燃料が圧送される通常時では、前記リリーフ弁３２ｆ・３２ｇは、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料の圧力により開かれ、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料は、前記リリーフ弁３２ｆ・３２ｇを介して低圧回路に送出される。
一方、低圧型のサプライポンプ１Ｃからのみ燃料が圧送される非常時では、該サプライポンプ１Ｃから吐出される燃料は、その圧力が前記リリーフ弁３２ｆ・３２ｇによりエンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力に設定されつつ、コモンレール６へ圧送される構成としている。
尚、低圧型のサプライポンプ１Ｃには、一つのプランジャが具備されるものとし、低圧型のサプライポンプ１Ｃとコモンレール６とが、一本の高圧管にて接続される構成とするものであってもよく、この場合には、バイパス管は一本であり、また、リリーフ弁は１つ設けられるものとなる。
【００３７】
以上の構成により、通常時、即ち、高圧型のサプライポンプ１Ａより燃料が圧送されている場合においては、低圧型のサプライポンプ１Ｃより吐出される燃料は、圧力が低いため、コモンレール６内へは供給されず（逆止弁機構５ｅ・５ｄが閉じられた状態となる）、バイパス管３１ｆ・３１ｇ、リリーフ弁３２ｆ・３２ｇを介して、低圧回路へ燃料を送出することができる。
また、非常時、即ち、高圧型のサプライポンプ１Ａからは燃料が圧送されず、低圧型のサプライポンプ１Ｃからのみ燃料が圧送される場合においては、コモンレール６内の圧力が低下するため、これにより、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出された燃料がコモンレール６内へ供給されることになる。また、この際、リリーフ弁３２ｆ・３２ｇにより、コモンレール６内の圧力の値は、エンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力の値に維持される。
【００３８】
以上のようにして、前記通常時においては、高圧型のサプライポンプ１Ａからコモンレール６へ燃料が圧送され、前記非常時においては、低圧型のサプライポンプ１Ｃからコモンレール６へ燃料が圧送される。つまり、通常時と非常時において、使用するサプライポンプを使い分けるものである。
また、前記非常時の圧力設定は、リリーフ弁３２ｆ・３２ｇを用いた簡易な構成でできるものとなっている。
【００３９】
また、図４に示す構成では、前記低圧型のサプライポンプ１Ｃと、コモンレール６とを接続する高圧管４ｆ・４ｇは、燃料噴射装置を制御するコントローラ９によって開閉制御される制御弁４２ｆ・４２ｇを介して、前記低圧回路（燃料タンク１１）に接続されており、他の高圧型のサプライポンプ１Ａより燃料が圧送される通常時では、前記制御弁４２ｆ・４２ｇは開かれて、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料が低圧回路に送出され、低圧型のサプライポンプ１Ｃからのみ燃料が圧送される非常時では、前記制御弁４２ｆ・４２ｇは閉じられて、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料がコモンレール６へ圧送される構成としている。
前記制御弁４２ｆ・４２ｇは、コントローラ９と接続されており、前記非常時では、内部のソレノイドが通電されて閉じられ、バイパス管４１ｆ・４１ｇと低圧回路の連通状態を分断し、低圧型のサプライポンプ１Ｃからコモンレール６への燃料の圧送が行われるものとなっている。
一方、前記通常時では、ソレノイドへの通電がなされず、前記制御弁４２ｆ・４２ｇは開状態となっており、バイパス管４１ｆ・４１ｇと低圧回路とが連通して、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料は、低圧回路に送出されるものとなっている。
尚、低圧型のサプライポンプ１Ｃには、一つのプランジャが具備されるものとし、低圧型のサプライポンプ１Ｃとコモンレール６とが、一本の高圧管にて接続される構成とするものであってもよく、この場合には、バイパス管は一本であり、また、制御弁は１つ設けられるものとなる。
【００４０】
以上のようにして、前記通常時においては、高圧型のサプライポンプ１Ａからコモンレール６へ燃料が圧送され、前記非常時においては、低圧型のサプライポンプ１Ｃからコモンレール６へ燃料が圧送される。つまり、通常時と非常時において、使用するサプライポンプを使い分けるものである。
また、制御弁４２ｆ・４２ｇを用いた構成によれば、通常時においては、低圧型のサプライポンプ１Ｃから吐出される燃料は、制御弁４２ｆ・４２ｇから大きな抵抗を受けることなく低圧回路に送出されるため、上述のリリーフ弁３２ｆ・３２ｇを用いた構成と比較して、低圧型のサプライポンプ１Ｃを少ない駆動力で駆動することができるようになる。低圧型のサプライポンプ１Ｃは、非常時のみ機能を果たすものであり、通常時において低圧型のサプライポンプ１Ｃの駆動によるエネルギーロスの削減を図ることは、エンジンの高出力化、高燃費化に非常に有効なものとなる。
【実施例４】
【００４１】
次に、サプライポンプ１とコモンレール６とを接続する高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損を判定する方法について説明する。
まず、前記圧力センサ１３の検出値に基づいて、コモンレール６内の燃料圧力の変化が前記コントローラ９によってモニターされるとともに、前記燃料圧力が、規定値よりも下がった場合に、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損、又は、サプライポンプの異常が生じたものと判定することとしている。
高圧管４ａ・４ｂ・４ｃに破損が生じ、燃料の圧送量が減少した場合には、コモンレール６内の燃料圧力が低下することになるため、該燃料圧力の変化を基準として、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損や、サプライポンプの異常を認識することとするものである。
【００４２】
図５に示すごとく、例えば、通常エンジンが運転される場合において、コモンレール６内の圧力を設定値Ｐ１、噴射や漏れを考慮した刻々の最低圧力の限界値を圧力Ｐ２として、圧力が通常値よりも低下して、圧力Ｐ２に至ったときに、高圧管の破損や、サプライポンプに異常が発生したものとするものである。
これにより、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損や、サプライポンプの異常を認識することができ、これらに対する警告表示や、非常時における運転への切替え等の実行に移ることができる。
【００４３】
また、コントローラ９は、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損、又は、サプライポンプに異常が生じたものと判定した場合には、前記サプライポンプ１の各電磁弁３ａ・３ｂ・３ｃにて燃料の吸入を制御し、サプライポンプ１の各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃからの個別の燃料の吐出を、所定時間づつ順に停止するとともに、前記圧力センサ１３により検出されるコモンレール６内の圧力変化を観測する。
【００４４】
図６に示すごとく、例えば、高圧管やサプライポンプに問題のない通常時において、各シリンダからの燃料の吐出を個別に停止させた場合において計測される圧力の変化が、曲線Ｐ３で示されるとする。
この場合において、各シリンダ２２ａ・２２ｂ・２２ｃを、所定時間づつ順に停止させたときに、例えば、シリンダ２２ａからの燃料の吐出を停止させた場合の圧力の変化が曲線Ｐ３と異なる曲線Ｐ４を描き、他のシリンダ２２ｂ・２２ｃからの燃料の吐出を個別に停止させた場合の圧力の変化が曲線Ｐ３を描く場合には、該シリンダ２２ａに接続される高圧管４ａの破損が生じたものであるとするものである。
以上によれば、破損した高圧管や、サプライポンプにおける異常箇所を特定することができるようになる。
【実施例５】
【００４５】
本実施例は、上述のようなトラブル時、即ち、高圧管４ａ・４ｂ・４ｃの破損や、サプライポンプの異常時においても、コモンレール６内の燃料圧力を通常時におけるものに極力近づけることにより、エンジンを通常時に近い状況で運転しようとするものである。
即ち、前記コントローラ９は、異常があるものと判定されたサプライポンプ、又は、破損が生じたものと判定された高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出を休止させるとともに、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を増加させるものである。
このようにして燃料の吐出量を増加させることとすれば、コモンレール６内の燃料圧力の低下を抑えることができ、コモンレール６内の燃料圧力を通常時に近い状態として運転できるようになる。
【００４６】
また、上記において、コモンレール６内の燃料圧力が、通常時における規定値と同値となるように、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を、通常時の２倍に増加させるものとすることによれば、通常時と同じ条件で、運転を安定して継続することができる。
例えば、図１における構成において、シリンダ２２ｃ、シリンダ２２ｂ、シリンダ２２ａ、・・・の順に燃料の圧送が行われるものとしており、高圧管４ａが破損して、電磁弁３ａの制御にてシリンダ２２ａからの燃料の圧送が停止された場合には、該シリンダ２２ａの直前に燃料の圧送を行うシリンダ２２ｂからの燃料の吐出量が２倍となるように設定するものである。また、図２における構成においては、サプライポンプ１Ａに異常が生じた場合には、該サプライポンプ１Ａの直前に燃料の圧送を行うサプライポンプ１Ｂからの燃料の吐出量を２倍にするものである。
これにより、通常時と同量の燃料をコモンレール６に圧送することができ、コモンレール６内の燃料圧力を通常運転時における規定値に設定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１の燃料噴射装置の構成を示す図。
【図２】実施例２の燃料噴射装置の構成を示す図。
【図３】安全弁を備えた実施例３の燃料噴射装置の構成を示す図。
【図４】制御弁を備えた実施例３の燃料噴射装置の構成を示す図。
【図５】異常判定に用いるコモンレール内の燃料圧力の変化について示す図。
【図６】異常個所を特定する場合に用いるコモンレール内の燃料圧力の変化について示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１ サプライポンプ
２ａ プランジャ
３ａ 電磁弁
４ａ 高圧管
５ａ 逆止弁機構
６ コモンレール
７ａ インジェクタ
９ コントローラ
１０ フィードポンプ
１１ 燃料タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サプライポンプと、コモンレールとが、複数の高圧管にて接続される構成の燃料噴射装置であって、前記コモンレールと各高圧管との接続部には、それぞれ、コモンレール内から各高圧管内へ向う燃料の流れを規制する規制手段が設けられる燃料噴射装置。
【請求項２】
サプライポンプの各シリンダからの燃料の吐出量は、燃料噴射装置を制御するコントローラにより個別に制御可能に構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記サプライポンプは、複数台設けられる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記各サプライポンプのポンプ容量は、同一とする、ことを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記サプライポンプは、複数台設けられ、少なくとも一台のサプライポンプは、他の高圧型のサプライポンプよりも低圧の燃料を吐出する低圧型のサプライポンプに構成されるとともに、前記他の高圧型のサプライポンプからの圧送を休止させた場合においても、前記低圧型のサプライポンプから吐出される燃料によって、エンジンの運転を可能とする、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記低圧型のサプライポンプと、コモンレールとを接続する高圧管は、リリーフ弁を介して低圧回路に接続されており、
前記リリーフ弁の設定圧力は、高圧型のサプライポンプより燃料が圧送される通常時におけるコモンレール内の圧力以下に設定されており、
前記通常時では、
低圧型のサプライポンプから吐出される燃料は、前記リリーフ弁を介して前記低圧回路に送出され、
低圧型のサプライポンプからのみ燃料が圧送される非常時では、
低圧型のサプライポンプから吐出される燃料は、その圧力が前記リリーフ弁によりエンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力に設定されつつ、コモンレールへ圧送される、ことを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記低圧型のサプライポンプと、コモンレールとを接続する高圧管は、
燃料噴射装置を制御するコントローラによって開閉制御される制御弁を介して、前記低圧回路に接続されており、
高圧型のサプライポンプより燃料が圧送される通常時では、
前記制御弁は開かれて、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料が低圧回路に送出され、
低圧型のサプライポンプからのみ燃料が圧送される非常時では、
前記制御弁は閉じられて、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料がコモンレールへ圧送される構成とする、ことを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
コモンレール内の燃料圧力の変化が、燃料噴射装置を制御するコントローラによってモニターされるとともに、前記燃料圧力が、規定値よりも下がった場合には、前記コントローラは、高圧管の破損、又は、サプライポンプの異常が生じたものと判定する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記コントローラは、高圧管の破損、又は、サプライポンプに異常が生じたものと判定した場合には、サプライポンプの各シリンダからの個別の燃料の吐出を、所定時間づつ順に停止するとともに、コモンレール内の圧力変化を観測することにより、破損した高圧管や、サプライポンプにおける異常箇所を特定する、ことを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、異常があるものと判定されたサプライポンプ、又は、破損が生じたものと判定された高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出を休止させるとともに、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を増加させる、ことを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を、通常時の２倍に増加させる、ことを特徴とする請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【請求項１】
サプライポンプと、コモンレールとが、複数の高圧管にて接続される構成の燃料噴射装置であって、前記コモンレールと各高圧管との接続部には、それぞれ、コモンレール内から各高圧管内へ向う燃料の流れを規制する規制手段が設けられる燃料噴射装置。
【請求項２】
サプライポンプの各シリンダからの燃料の吐出量は、燃料噴射装置を制御するコントローラにより個別に制御可能に構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記サプライポンプは、複数台設けられる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記各サプライポンプのポンプ容量は、同一とする、ことを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記サプライポンプは、複数台設けられ、少なくとも一台のサプライポンプは、他の高圧型のサプライポンプよりも低圧の燃料を吐出する低圧型のサプライポンプに構成されるとともに、前記他の高圧型のサプライポンプからの圧送を休止させた場合においても、前記低圧型のサプライポンプから吐出される燃料によって、エンジンの運転を可能とする、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記低圧型のサプライポンプと、コモンレールとを接続する高圧管は、リリーフ弁を介して低圧回路に接続されており、
前記リリーフ弁の設定圧力は、高圧型のサプライポンプより燃料が圧送される通常時におけるコモンレール内の圧力以下に設定されており、
前記通常時では、
低圧型のサプライポンプから吐出される燃料は、前記リリーフ弁を介して前記低圧回路に送出され、
低圧型のサプライポンプからのみ燃料が圧送される非常時では、
低圧型のサプライポンプから吐出される燃料は、その圧力が前記リリーフ弁によりエンジンを運転させるために最低限必要とされる圧力に設定されつつ、コモンレールへ圧送される、ことを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記低圧型のサプライポンプと、コモンレールとを接続する高圧管は、
燃料噴射装置を制御するコントローラによって開閉制御される制御弁を介して、前記低圧回路に接続されており、
高圧型のサプライポンプより燃料が圧送される通常時では、
前記制御弁は開かれて、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料が低圧回路に送出され、
低圧型のサプライポンプからのみ燃料が圧送される非常時では、
前記制御弁は閉じられて、低圧型のサプライポンプから吐出される燃料がコモンレールへ圧送される構成とする、ことを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
コモンレール内の燃料圧力の変化が、燃料噴射装置を制御するコントローラによってモニターされるとともに、前記燃料圧力が、規定値よりも下がった場合には、前記コントローラは、高圧管の破損、又は、サプライポンプの異常が生じたものと判定する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記コントローラは、高圧管の破損、又は、サプライポンプに異常が生じたものと判定した場合には、サプライポンプの各シリンダからの個別の燃料の吐出を、所定時間づつ順に停止するとともに、コモンレール内の圧力変化を観測することにより、破損した高圧管や、サプライポンプにおける異常箇所を特定する、ことを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、異常があるものと判定されたサプライポンプ、又は、破損が生じたものと判定された高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出を休止させるとともに、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を増加させる、ことを特徴とする請求項９に記載の燃料噴射装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、異常のあるサプライポンプの直前に燃料の圧送を行う異常のないサプラインポンプ、又は、破損が生じた高圧管と接続されるシリンダの直前に燃料の圧送を行う破損が生じていない高圧管と接続されるシリンダからの燃料の吐出量を、通常時の２倍に増加させる、ことを特徴とする請求項１０に記載の燃料噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−８３８２３（Ｐ２００６−８３８２３Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７１６４３（Ｐ２００４−２７１６４３）
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１７日（２００４．９．１７）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]