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JP2006152852A - Fuel line of internal combustion engine - Google Patents

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JP2006152852A
JP2006152852A JP2004341656A JP2004341656A JP2006152852A JP 2006152852 A JP2006152852 A JP 2006152852A JP 2004341656 A JP2004341656 A JP 2004341656A JP 2004341656 A JP2004341656 A JP 2004341656A JP 2006152852 A JP2006152852 A JP 2006152852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
pipe
pressure
return pipe
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004341656A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuhiko Akita
龍彦 秋田
Naoki Kurata
尚季 倉田
Mitsuto Sakai
光人 坂井
Hiromasa Suzuki
宏昌 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2004341656A priority Critical patent/JP2006152852A/en
Publication of JP2006152852A publication Critical patent/JP2006152852A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel line of an internal combustion engine capable of preventing a pressure in a fuel return pipe from excessively rising even if the fuel return pipe to return a fuel from a fuel injection system to a fuel tank is blocked by foreign matters. <P>SOLUTION: A high-pressure pipe 105 for force-feeding the fuel in the fuel tank 101 to a delivery pipe 106 and a return pipe 172 for returning the fuel from the delivery pipe 106 to the fuel tank 101 are connected to each other through a bypass pipe 181. A one-way valve 182 is installed in the bypass pipe 181. Even if the return pipe 172 is clogged with foreign matters and blocked, the excessive rising of the pressure in the return pipe 172 can be avoided by releasing the one-way valve 182. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば筒内直噴型エンジン等の内燃機関に備えられる燃料配管に係る。特に、本発明は、燃料配管内部の閉塞に伴う配管内圧の過上昇を防止するための対策に関する。   The present invention relates to a fuel pipe provided in an internal combustion engine such as an in-cylinder direct injection engine. In particular, the present invention relates to a measure for preventing an excessive increase in the internal pressure of the pipe accompanying a blockage inside the fuel pipe.

従来より、例えば筒内直噴型エンジンのようにインジェクタへ供給する燃料に高い圧力が要求されるエンジンにあっては、燃料タンクから送られてきた燃料を高圧燃料ポンプで加圧してインジェクタに向けて供給するようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an engine where high pressure is required for fuel supplied to an injector, such as an in-cylinder direct injection engine, the fuel sent from the fuel tank is pressurized with a high-pressure fuel pump and directed to the injector. To supply.

具体的に、この種のエンジンにおける燃料供給系の構成としては、下記の特許文献1及び特許文献2にも開示されているように、燃料タンクから燃料を送り出すフィードポンプ、このフィードポンプによって送り出された燃料を加圧する高圧燃料ポンプを備えている。そして、この高圧燃料ポンプによって加圧された燃料を、複数のインジェクタが接続されたデリバリパイプに貯留するようになっている。これにより、インジェクタの開弁動作に伴って、デリバリパイプに貯留されている高圧燃料が、その開弁されたインジェクタから燃焼室に向けて噴射されることになる。   Specifically, as disclosed in the following Patent Document 1 and Patent Document 2, the configuration of the fuel supply system in this type of engine is a feed pump that feeds fuel from a fuel tank, and is fed by this feed pump. High pressure fuel pump for pressurizing the fuel. The fuel pressurized by the high-pressure fuel pump is stored in a delivery pipe to which a plurality of injectors are connected. As a result, the high-pressure fuel stored in the delivery pipe is injected from the opened injector toward the combustion chamber as the injector opens.

また、この種のエンジンにおける燃料供給系として、デリバリパイプから燃料タンクに燃料を返送するためのリターン配管が設けられているものがある。このリターン配管のデリバリパイプ側の端部にはリリーフバルブが設けられており(特許文献1及び特許文献2を参照)、デリバリパイプ内の燃料圧力が所定値を越えたときには、リリーフバルブが開弁して、デリバリパイプ内の燃料の一部をリターン配管を介して燃料タンクに戻すことによりデリバリパイプ内の燃料圧力の過上昇を防止するようになっている。
特開2002−332900号公報 特開平11−182376号公報
Some fuel supply systems in this type of engine are provided with a return pipe for returning fuel from a delivery pipe to a fuel tank. A relief valve is provided at the end of the return pipe on the delivery pipe side (see Patent Document 1 and Patent Document 2). When the fuel pressure in the delivery pipe exceeds a predetermined value, the relief valve is opened. Then, a part of the fuel in the delivery pipe is returned to the fuel tank via the return pipe, thereby preventing an excessive increase in the fuel pressure in the delivery pipe.
JP 2002-332900 A JP-A-11-182376

ところで、燃料中に異物が存在している場合、上記リターン配管の内部でこの異物が堆積するなどして配管内部が閉塞してしまう可能性がある。このような状況では、デリバリパイプ内の燃料圧力が所定値を越えてリリーフバルブが開弁したとしても、燃料を燃料タンクに戻すことができなくなる。その結果、リターン配管の内圧が過上昇してしまうといった状況を招くことになる。このようにリターン配管の内圧が過上昇した場合には、例えば、リターン配管の接続箇所(デリバリパイプとの接続箇所等)から燃料が滲み出てしまうなどといった不具合を引き起こす可能性がある。   By the way, when foreign matter exists in the fuel, there is a possibility that the inside of the piping may be blocked due to accumulation of the foreign matter inside the return piping. In such a situation, even if the fuel pressure in the delivery pipe exceeds a predetermined value and the relief valve is opened, the fuel cannot be returned to the fuel tank. As a result, the internal pressure of the return pipe is excessively increased. In this way, when the internal pressure of the return pipe is excessively increased, for example, there is a possibility of causing a problem such that the fuel oozes out from a connection point (such as a connection point with the delivery pipe) of the return pipe.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料噴射系から燃料タンクに向けて燃料を返送するための燃料返送配管(リターン配管)が異物等によって閉塞した場合であっても、この燃料返送配管内の圧力の過上昇を防止することが可能な内燃機関の燃料配管を提供することにある。   The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to block a fuel return pipe (return pipe) for returning fuel from a fuel injection system to a fuel tank due to foreign matter or the like. Even if it is a case, it is providing the fuel piping of the internal combustion engine which can prevent the excessive raise of the pressure in this fuel return piping.

上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、燃料タンク内の燃料を内燃機関の燃料噴射系へ圧送するための燃料圧送配管と、燃料噴射系から燃料タンクに向けて燃料を返送するための燃料返送配管とを備えた内燃機関の燃料配管を前提とする。この燃料配管に対し、上記燃料圧送配管と燃料返送配管とを、開閉可能な弁手段を介して互い
に連通可能に接続した構成としている。具体的に、筒内直噴型の内燃機関に適用した場合、上記燃料圧送配管は燃料タンク内の燃料をデリバリパイプに圧送するための配管であり、上記燃料返送配管はデリバリパイプの内圧が過上昇した場合に燃料の一部を燃料タンクに戻すためのリターン配管である。
In order to achieve the above object, the solution of the present invention includes a fuel pumping pipe for pumping the fuel in the fuel tank to the fuel injection system of the internal combustion engine, and the fuel from the fuel injection system toward the fuel tank. Assuming a fuel pipe of an internal combustion engine provided with a fuel return pipe for returning the fuel. The fuel pipe and the fuel return pipe are connected to the fuel pipe through a valve means that can be opened and closed. Specifically, when applied to an in-cylinder direct injection type internal combustion engine, the fuel pressure feed pipe is a pipe for pumping fuel in the fuel tank to the delivery pipe, and the fuel return pipe has an overpressure in the delivery pipe. This is a return pipe for returning a part of the fuel to the fuel tank when it rises.

この特定事項により、燃料返送配管に異物が堆積するなどしてこの燃料返送配管が閉塞した場合であっても、弁手段が開放することにより燃料返送配管内の圧力を燃料圧送配管に逃がすことができ、この燃料返送配管内の圧力が過上昇してしまうことを防止できる。このため、燃料返送配管の内圧の過上昇に伴って燃料返送配管の接続箇所から燃料が滲み出てしまうといった状況を回避でき、燃料供給系の信頼性を高く確保することができる。   Due to this specific matter, even if foreign matter accumulates in the fuel return pipe and the fuel return pipe is blocked, the valve means can be opened to release the pressure in the fuel return pipe to the fuel return pipe. It is possible to prevent the pressure in the fuel return pipe from rising excessively. For this reason, it is possible to avoid a situation in which the fuel oozes out from the connection point of the fuel return pipe as the internal pressure of the fuel return pipe increases excessively, and it is possible to ensure high reliability of the fuel supply system.

上記弁手段の構成として具体的には、燃料返送配管内の燃料圧力が燃料圧送配管内の燃料圧力よりも所定値以上高くなった際に開放する一方向弁により構成している。   Specifically, the valve means is configured by a one-way valve that opens when the fuel pressure in the fuel return pipe becomes higher than the fuel pressure in the fuel pump pipe by a predetermined value or more.

この特定事項により、燃料返送配管内に異物が堆積して配管内部が閉塞し、燃料返送配管内の燃料圧力が燃料圧送配管内の燃料圧力よりも所定値以上高くなった際には、弁手段が自動的に開放する。これによって、燃料返送配管内の燃料圧力が燃料圧送配管内に抜けることになり、燃料返送配管内の圧力の過上昇が防止できる。この弁手段の構成としては、弁体に対して閉鎖方向の付勢力をスプリング等によって与えておき、燃料返送配管内の燃料圧力がこの付勢力に打ち勝った際に弁手段が開放するといった構成を採用できる。この場合、上記スプリング等の付勢力を適切に設定しておくことで、燃料返送配管の接続箇所から燃料が滲み出てしまう程度まで燃料返送配管の内圧が過上昇する前に弁手段を開放させることが可能になる。   When this specific matter causes foreign matter to accumulate in the fuel return pipe and the inside of the pipe is blocked, and the fuel pressure in the fuel return pipe becomes higher than the fuel pressure in the fuel return pipe by a predetermined value or more, the valve means Automatically opens. As a result, the fuel pressure in the fuel return pipe is released into the fuel return pipe, and an excessive increase in the pressure in the fuel return pipe can be prevented. As a configuration of this valve means, a biasing force in the closing direction is given to the valve body by a spring or the like, and the valve means is opened when the fuel pressure in the fuel return pipe overcomes this biasing force. Can be adopted. In this case, by appropriately setting the urging force of the spring or the like, the valve means is opened before the internal pressure of the fuel return pipe excessively rises to the extent that the fuel oozes from the connection point of the fuel return pipe. It becomes possible.

上記燃料圧送配管と燃料返送配管との接続構造としてより具体的には以下の構成が掲げられる。つまり、燃料を加圧して燃料噴射系へ圧送するための加圧手段を燃料圧送配管に備えさせた場合、この燃料圧送配管における燃料返送配管との接続位置を加圧手段の吸入側に設定している。   More specifically, the following structure is mentioned as a connection structure between the fuel pressure feed pipe and the fuel return pipe. That is, when the fuel pressure feed pipe is provided with a pressure means for pressurizing and feeding the fuel to the fuel injection system, the connection position of the fuel pressure feed pipe with the fuel return pipe is set on the suction side of the pressure means. ing.

この特定事項では、加圧手段の吐出圧よりも低い圧力となっている加圧手段の吸入側の圧力と燃料返送配管の内圧との差に応じて弁手段に開閉動作を行わせることができる。つまり、燃料圧送配管における燃料返送配管との接続位置を圧力が比較的低い部分に設定しておくことにより、燃料返送配管の内圧の変動に対する弁手段の開閉動作の応答性を高めることができ、燃料返送配管内の圧力の過上昇をより確実に防止できる。   In this specific matter, the valve means can be opened and closed according to the difference between the pressure on the suction side of the pressurizing means that is lower than the discharge pressure of the pressurizing means and the internal pressure of the fuel return pipe. . In other words, by setting the connection position of the fuel return pipe with the fuel return pipe in a portion where the pressure is relatively low, the responsiveness of the opening and closing operation of the valve means to the fluctuation of the internal pressure of the fuel return pipe can be improved, An excessive increase in pressure in the fuel return pipe can be prevented more reliably.

また、内燃機関の燃料噴射系の具体的な構成としては以下のものが掲げられる。つまり、内燃機関の燃料噴射系に、燃料圧送配管を経て圧送された燃料を貯留するデリバリパイプと、このデリバリパイプに接続された複数の燃料噴射弁とを備えさせる。そして、燃料噴射タイミングに合わせてデリバリパイプ内に貯留されている燃料が所定の燃料噴射弁から内燃機関の燃焼室に向けて噴射される構成としている。   Moreover, the following are mentioned as a concrete structure of the fuel-injection system of an internal combustion engine. That is, the fuel injection system of the internal combustion engine is provided with a delivery pipe that stores fuel pumped through the fuel pumping pipe and a plurality of fuel injection valves connected to the delivery pipe. The fuel stored in the delivery pipe is injected from a predetermined fuel injection valve toward the combustion chamber of the internal combustion engine in accordance with the fuel injection timing.

この特定事項により、燃料返送配管内に異物が堆積して配管内部が閉塞した場合であっても、デリバリパイプの内圧が過上昇してしまうことを回避でき、このデリバリパイプの内圧を安定的に維持できる。このため、内燃機関の燃焼室に向けて噴射される燃料の噴射圧及び噴射量を適切に得ることができて内燃機関の運転を安定して行わせることが可能になる。   Due to this specific matter, even if foreign matter accumulates in the fuel return pipe and the inside of the pipe is blocked, it is possible to prevent the internal pressure of the delivery pipe from rising excessively, and the internal pressure of this delivery pipe can be stably increased. Can be maintained. For this reason, it is possible to appropriately obtain the injection pressure and the injection amount of fuel injected toward the combustion chamber of the internal combustion engine, and to stably operate the internal combustion engine.

本発明では、燃料タンク内の燃料を内燃機関の燃料噴射系へ圧送するための燃料圧送配管と、燃料噴射系から燃料タンクに向けて燃料を返送するための燃料返送配管とを、開閉
可能な弁手段を介して互いに連通可能に接続している。このため、燃料返送配管内に異物が堆積して配管内部が閉塞した場合であっても、燃料返送配管の内圧が過上昇してしまうことがなく、燃料返送配管の接続箇所から燃料が滲み出てしまうといった状況を回避できて、信頼性の高い燃料供給系を実現することができる。
In the present invention, the fuel pumping pipe for pumping the fuel in the fuel tank to the fuel injection system of the internal combustion engine and the fuel return pipe for returning the fuel from the fuel injection system to the fuel tank can be opened and closed. The valves are connected so as to communicate with each other via the valve means. For this reason, even when foreign matter accumulates in the fuel return pipe and the inside of the pipe is blocked, the internal pressure of the fuel return pipe does not rise excessively, and the fuel oozes out from the connection point of the fuel return pipe. Therefore, a highly reliable fuel supply system can be realized.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明を自動車に搭載された筒内直噴型多気筒(例えば4気筒)ガソリンエンジンに適用した場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to an in-cylinder direct injection multi-cylinder (for example, four-cylinder) gasoline engine mounted on an automobile will be described.

−エンジンの概略構成−
図2は、本実施形態に係るエンジン(内燃機関)の概略構成を示している。この図2に示すように、このエンジン1は、燃焼室10を区画形成するピストン11及び出力軸であるクランクシャフト13を備えている。ピストン11はコネクティングロッド12を介してクランクシャフト13に連結されており、ピストン11の往復運動がコネクティングロッド12によってクランクシャフト13の回転運動に変換されるようになっている。
-Outline configuration of engine-
FIG. 2 shows a schematic configuration of the engine (internal combustion engine) according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the engine 1 includes a piston 11 that defines a combustion chamber 10 and a crankshaft 13 that is an output shaft. The piston 11 is connected to the crankshaft 13 via the connecting rod 12, and the reciprocating motion of the piston 11 is converted into the rotational motion of the crankshaft 13 by the connecting rod 12.

上記クランクシャフト13には、外周面に複数の突起14a,14a,…を有するシグナルロータ14が取り付けられている。このシグナルロータ14の近傍にはクランクポジションセンサ15が配置されている。このクランクポジションセンサ15は、クランクシャフト13が回転する際にシグナルロータ14の突起14aに対応してパルス状の信号を出力する。   A signal rotor 14 having a plurality of protrusions 14a, 14a,... Is attached to the crankshaft 13 on the outer peripheral surface. A crank position sensor 15 is disposed in the vicinity of the signal rotor 14. The crank position sensor 15 outputs a pulse signal corresponding to the protrusion 14 a of the signal rotor 14 when the crankshaft 13 rotates.

エンジン1の燃焼室10には吸気通路2及び排気通路3が接続されている。吸気通路2と燃焼室10との間には吸気バルブ21が設けられており、この吸気バルブ21を開閉駆動することにより、吸気通路2と燃焼室10とが連通または遮断される。また、排気通路3と燃焼室10との間には排気バルブ31が設けられており、この排気バルブ31を開閉駆動することにより、排気通路3と燃焼室10とが連通または遮断される。これら吸気バルブ21及び排気バルブ31の開閉駆動は、クランクシャフト13の回転が伝達される吸気カムシャフト22及び排気カムシャフト32の各回転によって行われる。   An intake passage 2 and an exhaust passage 3 are connected to the combustion chamber 10 of the engine 1. An intake valve 21 is provided between the intake passage 2 and the combustion chamber 10, and the intake passage 2 and the combustion chamber 10 are communicated or blocked by opening and closing the intake valve 21. An exhaust valve 31 is provided between the exhaust passage 3 and the combustion chamber 10, and the exhaust passage 3 and the combustion chamber 10 are communicated or blocked by opening and closing the exhaust valve 31. The opening / closing drive of the intake valve 21 and the exhaust valve 31 is performed by each rotation of the intake camshaft 22 and the exhaust camshaft 32 to which the rotation of the crankshaft 13 is transmitted.

上記吸気カムシャフト22には突起22aが形成されている。また、この吸気カムシャフト22の近傍にはカムポジションセンサ23が配置されている。このカムポジションセンサ23は、吸気カムシャフト22の回転に伴って上記突起22aがカムポジションセンサ23の近傍を通過する毎に検出信号を出力する。   The intake camshaft 22 has a protrusion 22a. A cam position sensor 23 is disposed in the vicinity of the intake camshaft 22. The cam position sensor 23 outputs a detection signal each time the projection 22 a passes near the cam position sensor 23 as the intake camshaft 22 rotates.

上記吸気通路2の上流部分にはエンジン1の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ24が配置されている。このスロットルバルブ24はスロットルモータ25によって駆動される。スロットルバルブ24の開度は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル26の踏込操作に応じてスロットルモータ25を駆動制御することにより調整される。なお、上記アクセルペダル26の踏み込み量(アクセル踏込量)はアクセルポジションセンサ27によって検出される。更に、吸気通路2には、スロットルバルブ24の下流側に吸気通路2内の圧力(吸気圧)を検出するためのバキュームセンサ28が配置されている。   A throttle valve 24 for adjusting the intake air amount of the engine 1 is disposed in the upstream portion of the intake passage 2. The throttle valve 24 is driven by a throttle motor 25. The opening degree of the throttle valve 24 is adjusted by driving and controlling the throttle motor 25 in accordance with the depression operation of an accelerator pedal 26 provided in the interior of the automobile. Note that the amount of depression of the accelerator pedal 26 (accelerator depression amount) is detected by an accelerator position sensor 27. Further, in the intake passage 2, a vacuum sensor 28 for detecting the pressure (intake pressure) in the intake passage 2 is disposed downstream of the throttle valve 24.

そして、エンジン1には、燃焼室10内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁(インジェクタ)4が各気筒毎に設けられている。各気筒毎の燃料噴射弁4には、後述する燃料供給装置100によって高圧燃料が供給され、その各燃料噴射弁4から燃料を燃焼室10内に直接噴射することにより、燃焼室10内で空気と燃料とが混合された混合気が形成され、点火プラグ29の点火に伴ってその混合気が燃焼室10内で燃焼される。この混合気の燃焼室10内での燃焼によりピストン11が往復運動してクランクシャフト13が回転するよ
うになっている。
The engine 1 is provided with a fuel injection valve (injector) 4 for directly injecting fuel into the combustion chamber 10 for each cylinder. The fuel injection valve 4 for each cylinder is supplied with high-pressure fuel by a fuel supply device 100 described later, and the fuel is directly injected into the combustion chamber 10 from each fuel injection valve 4, thereby allowing air in the combustion chamber 10. Is formed in the combustion chamber 10 as the spark plug 29 is ignited. The combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 10 causes the piston 11 to reciprocate and the crankshaft 13 to rotate.

−燃料供給装置100−
次に、燃料噴射弁4に高圧燃料を供給するための燃料供給装置100の構造について説明する。図1は本実施形態における燃料供給装置100の構造を模式的に示す図である。この図1に示すように、燃料供給装置100は、燃料タンク101から燃料を送り出すフィードポンプ102と、そのフィードポンプ102によって送り出された燃料を加圧して各気筒(4気筒)の燃料噴射弁4,4,…に向けて吐出する高圧燃料ポンプ(加圧手段)103とを備えている。
-Fuel supply device 100-
Next, the structure of the fuel supply device 100 for supplying high-pressure fuel to the fuel injection valve 4 will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of a fuel supply device 100 in the present embodiment. As shown in FIG. 1, a fuel supply apparatus 100 includes a feed pump 102 that sends out fuel from a fuel tank 101, and a fuel injection valve 4 for each cylinder (four cylinders) by pressurizing the fuel sent out by the feed pump 102. , 4,... Are provided with a high-pressure fuel pump (pressurizing means) 103 that discharges toward the vehicle.

上記高圧燃料ポンプ103は、シリンダ130、プランジャ131、加圧室132及び電磁スピル弁133を備えている。プランジャ131は、排気カムシャフト32に取り付けられたカム321の回転によって駆動され、シリンダ130内を往復移動する。このプランジャ131の往復移動により加圧室132の容積が増大または縮小する。本実施形態のものでは、排気カムシャフト32の回転軸回りに180°の角度間隔をもって2つのカム山がカム321に形成されている。そして、このカム山によってプランジャ131が押し上げられて、このプランジャ131がシリンダ130内で移動するようになっている。尚、本実施形態に係るエンジン1は4気筒型であるため、エンジンの1サイクル中、つまりクランクシャフト13が2回転する間に、気筒毎に設けられた燃料噴射弁4から各1回ずつ、合計4回の燃料噴射が行われることになる。また、このエンジン1では、クランクシャフト13が2回転する度に排気カムシャフト32は1回転する。よって、燃料噴射弁4からの燃料噴射は4回ずつ、高圧燃料ポンプ103からの吐出動作は2回ずつ、エンジン1の1サイクル毎に行われるようになっている。   The high-pressure fuel pump 103 includes a cylinder 130, a plunger 131, a pressurizing chamber 132, and an electromagnetic spill valve 133. The plunger 131 is driven by the rotation of a cam 321 attached to the exhaust camshaft 32 and reciprocates in the cylinder 130. The reciprocating movement of the plunger 131 increases or decreases the volume of the pressurizing chamber 132. In the present embodiment, two cam peaks are formed on the cam 321 with an angular interval of 180 ° around the rotation axis of the exhaust camshaft 32. The plunger 131 is pushed up by the cam crest so that the plunger 131 moves in the cylinder 130. In addition, since the engine 1 according to the present embodiment is a four-cylinder type, each time from the fuel injection valve 4 provided for each cylinder during one cycle of the engine, that is, while the crankshaft 13 rotates twice, A total of four fuel injections will be performed. Further, in this engine 1, the exhaust camshaft 32 rotates once every time the crankshaft 13 rotates twice. Therefore, the fuel injection from the fuel injection valve 4 is performed four times and the discharge operation from the high-pressure fuel pump 103 is performed twice, every cycle of the engine 1.

加圧室132はプランジャ131及びシリンダ130によって区画されている。加圧室132は、低圧燃料通路を構成する低圧燃料配管(燃料圧送配管)104を介してフィードポンプ102に連通しており、また、高圧燃料通路を構成する高圧燃料配管105を介してデリバリパイプ106内に連通している。   The pressurizing chamber 132 is partitioned by the plunger 131 and the cylinder 130. The pressurizing chamber 132 communicates with the feed pump 102 via a low-pressure fuel pipe (fuel pressure feed pipe) 104 constituting a low-pressure fuel passage, and a delivery pipe via a high-pressure fuel pipe 105 constituting a high-pressure fuel passage. 106 communicates with the inside.

このデリバリパイプ106には燃料噴射弁4,4,…が接続されていると共に、デリバリパイプ106内の燃料圧力(実燃圧)を検出する燃圧センサ161が配置されている。また、このデリバリパイプ106には、リリーフバルブ171を介してリターン配管(燃料返送配管)172が接続されている。このリリーフバルブ171は、デリバリパイプ106内の燃料圧力が所定圧(例えば13MPa)を越えたときに開弁する。この開弁により、デリバリパイプ106に蓄えられた燃料の一部をリターン配管172を介して燃料タンク101に戻すようになっている。これにより、デリバリパイプ106内の燃料圧力の過上昇が防止される。また、上記リターン配管172と高圧燃料ポンプ103とは、余剰燃料戻し配管108(図1では破線で示している)によって接続されており、プランジャ131とシリンダ130との間隙から漏出した燃料がオイルシール134の上部の燃料収容室135に蓄積され、その後、この燃料収容室135に接続された上記余剰燃料戻し配管108に戻される。   The fuel injection valves 4, 4,... Are connected to the delivery pipe 106, and a fuel pressure sensor 161 for detecting the fuel pressure (actual fuel pressure) in the delivery pipe 106 is disposed. A return pipe (fuel return pipe) 172 is connected to the delivery pipe 106 via a relief valve 171. The relief valve 171 opens when the fuel pressure in the delivery pipe 106 exceeds a predetermined pressure (for example, 13 MPa). By opening the valve, a part of the fuel stored in the delivery pipe 106 is returned to the fuel tank 101 via the return pipe 172. Thereby, an excessive increase in the fuel pressure in the delivery pipe 106 is prevented. The return pipe 172 and the high-pressure fuel pump 103 are connected by an excess fuel return pipe 108 (shown by a broken line in FIG. 1), and the fuel leaked from the gap between the plunger 131 and the cylinder 130 is oil sealed. The fuel is stored in the fuel storage chamber 135 in the upper part of 134, and then returned to the surplus fuel return pipe 108 connected to the fuel storage chamber 135.

尚、低圧燃料配管104には、フィルタ141及びプレッシャレギュレータ142が設けられている。このプレッシャレギュレータ142は、低圧燃料配管104内の燃料圧力が所定圧(例えば0.4MPa)を越えたときに低圧燃料配管104内の燃料を燃料タンク101に戻すことによって、この低圧燃料配管104内の燃料圧力を所定圧以下に維持している。また、低圧燃料配管104には、パルセーションダンパ107が備えられており、このパルセーションダンパ107によって高圧燃料ポンプ103の作動時における低圧燃料配管104内の燃圧脈動が抑制されるようになっている。また、高圧燃料配管105には、高圧燃料ポンプ103から吐出された燃料が逆流することを阻止するための逆止
弁151が設けられている。
Note that the low-pressure fuel pipe 104 is provided with a filter 141 and a pressure regulator 142. The pressure regulator 142 returns the fuel in the low-pressure fuel pipe 104 to the fuel tank 101 when the fuel pressure in the low-pressure fuel pipe 104 exceeds a predetermined pressure (for example, 0.4 MPa). The fuel pressure is maintained below a predetermined pressure. Further, the low pressure fuel pipe 104 is provided with a pulsation damper 107, and the pulsation damper 107 suppresses fuel pressure pulsation in the low pressure fuel pipe 104 when the high pressure fuel pump 103 is operated. . The high pressure fuel pipe 105 is provided with a check valve 151 for preventing the fuel discharged from the high pressure fuel pump 103 from flowing backward.

高圧燃料ポンプ103には、低圧燃料配管104と加圧室132との間を連通または遮断するための上記電磁スピル弁133が設けられている。この電磁スピル弁133は、電磁ソレノイド133aを備えており、その電磁ソレノイド133aへの通電を制御することにより開閉動作する。電磁スピル弁133は、電磁ソレノイド133aへの通電が停止されているときには圧縮コイルスばね133bの弾性力によって開弁する。以下、この電磁スピル弁133の開閉動作について図3を参照しながら説明する。   The high-pressure fuel pump 103 is provided with the electromagnetic spill valve 133 for communicating or blocking between the low-pressure fuel pipe 104 and the pressurizing chamber 132. The electromagnetic spill valve 133 includes an electromagnetic solenoid 133a, and opens and closes by controlling energization of the electromagnetic solenoid 133a. The electromagnetic spill valve 133 is opened by the elastic force of the compression coil spring 133b when energization to the electromagnetic solenoid 133a is stopped. Hereinafter, the opening / closing operation of the electromagnetic spill valve 133 will be described with reference to FIG.

先ず、電磁ソレノイド133aに対する通電が停止された状態のときには、電磁スピル弁133が圧縮コイルスばね133bの弾性力によって開弁し、低圧燃料配管104と加圧室132とが連通した状態になる。この状態において、加圧室132の容積が増大する方向にプランジャ131が移動するとき(吸入行程)には、フィードポンプ102から送り出された燃料が低圧燃料配管104を介して加圧室132内に吸入される。   First, when the energization of the electromagnetic solenoid 133a is stopped, the electromagnetic spill valve 133 is opened by the elastic force of the compression coil spring 133b, and the low pressure fuel pipe 104 and the pressurizing chamber 132 are in communication with each other. In this state, when the plunger 131 moves in the direction in which the volume of the pressurizing chamber 132 increases (intake stroke), the fuel sent from the feed pump 102 enters the pressurizing chamber 132 via the low-pressure fuel pipe 104. Inhaled.

一方、加圧室132の容積が収縮する方向にプランジャ131が移動するとき(加圧行程)において、電磁ソレノイド133aへの通電により電磁スピル弁133が圧縮コイルばね133bの弾性力に抗して閉弁すると、低圧燃料配管104と加圧室132との間が遮断され、加圧室132内の燃料が高圧燃料配管105を通じてデリバリパイプ106に向けて吐出される。   On the other hand, when the plunger 131 moves in a direction in which the volume of the pressurizing chamber 132 contracts (pressurization stroke), the electromagnetic spill valve 133 is closed against the elastic force of the compression coil spring 133b by energizing the electromagnetic solenoid 133a. When the valve is operated, the low-pressure fuel pipe 104 and the pressurizing chamber 132 are disconnected, and the fuel in the pressurizing chamber 132 is discharged toward the delivery pipe 106 through the high-pressure fuel pipe 105.

そして、高圧燃料ポンプ103における燃料吐出量の調整は、電磁スピル弁133の閉弁開始時期を制御し、加圧行程での電磁スピル弁133の閉弁期間を調整することによって行われる。即ち、電磁スピル弁133の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすると燃料吐出量が増加し、電磁スピル弁133の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすると燃料吐出量が減少するようになる。このように、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量を調整することにより、デリバリパイプ106内の燃料圧力が制御される。   The fuel discharge amount in the high-pressure fuel pump 103 is adjusted by controlling the valve closing start timing of the electromagnetic spill valve 133 and adjusting the valve closing period of the electromagnetic spill valve 133 in the pressurization stroke. That is, if the closing time of the electromagnetic spill valve 133 is advanced and the closing period is lengthened, the fuel discharge amount increases. If the closing start time of the electromagnetic spill valve 133 is delayed and the closing period is shortened, the fuel discharge amount decreases. Will come to do. In this manner, the fuel pressure in the delivery pipe 106 is controlled by adjusting the fuel discharge amount of the high-pressure fuel pump 103.

ここで、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量(電磁スピル弁133の閉弁開始時期)を制御するための制御量であるポンプデューティDTについて説明する。   Here, the pump duty DT that is a control amount for controlling the fuel discharge amount of the high-pressure fuel pump 103 (the valve closing start timing of the electromagnetic spill valve 133) will be described.

このポンプデューティDTは、0〜100%という値の間で変化する値であって、電磁スピル弁133の閉弁期間に対応する排気カムシャフト32のカム321のカム角度に関係した値である。   The pump duty DT is a value that varies between 0% and 100%, and is a value related to the cam angle of the cam 321 of the exhaust camshaft 32 corresponding to the valve closing period of the electromagnetic spill valve 133.

具体的には、カム321のカム角度に関して、図3に示すように、電磁スピル弁133の最大閉弁期間に対応したカム角度(最大カム角度)をθ0とし、その最大閉弁期間の目標燃圧に対応するカム角度(目標カム角度)をθとすると、ポンプデューティDTは、最大カム角度θ0に対する目標カム角度θの割合(DT=θ/θ0)で表される。従って、ポンプデューティDTは、目標とする電磁スピル弁133の閉弁期間(閉弁開始時期)が最大閉弁期間に近づくほど100%に近い値となり、目標とする閉弁期間が「0」に近づくほど0%に近い値となる。   Specifically, regarding the cam angle of the cam 321, as shown in FIG. 3, the cam angle (maximum cam angle) corresponding to the maximum valve closing period of the electromagnetic spill valve 133 is θ0, and the target fuel pressure in the maximum valve closing period is set. If the cam angle (target cam angle) corresponding to is θ, the pump duty DT is expressed as a ratio of the target cam angle θ to the maximum cam angle θ0 (DT = θ / θ0). Therefore, the pump duty DT becomes a value closer to 100% as the closing period (closing timing) of the target electromagnetic spill valve 133 approaches the maximum closing period, and the target closing period becomes “0”. The closer it is, the closer to 0%.

そして、ポンプデューティDTが100%に近づくほど、ポンプデューティDTに基づいて調整される電磁スピル弁133の閉弁開始時期は早められ、電磁スピル弁133の閉弁期間は長くなる。その結果、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量が増加して実燃圧が上昇するようになる。また、ポンプデューティDTが0%に近づくほど、ポンプデューティDTに基づいて調整される電磁スピル弁133の閉弁開始時期は遅らされ、電磁スピル弁133の閉弁期間は短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量が減少して実燃圧が低下するようになる。尚、上記ポンプデューティDTの算出手順の詳細について
はここでは説明を省略する。
As the pump duty DT approaches 100%, the valve closing start timing of the electromagnetic spill valve 133 adjusted based on the pump duty DT is advanced, and the valve closing period of the electromagnetic spill valve 133 becomes longer. As a result, the fuel discharge amount of the high-pressure fuel pump 103 increases and the actual fuel pressure increases. Further, as the pump duty DT approaches 0%, the valve closing start timing of the electromagnetic spill valve 133 adjusted based on the pump duty DT is delayed, and the valve closing period of the electromagnetic spill valve 133 is shortened. As a result, the amount of fuel discharged from the high-pressure fuel pump 103 decreases and the actual fuel pressure decreases. The details of the procedure for calculating the pump duty DT are omitted here.

−燃料噴射制御装置−
次に、本実施形態における燃料噴射制御装置について説明する。図4は、本実施形態における燃料噴射制御装置の制御系を示すブロック図である。
-Fuel injection control device-
Next, the fuel injection control device in this embodiment will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a control system of the fuel injection control device in the present embodiment.

この図4に示すように、燃料噴射制御装置は、エンジン1の運転状態を制御するためのECU(電子制御ユニット)5を備えている。このECU5は、CPU51、ROM52、RAM53及びバックアップRAM54等を備えている。   As shown in FIG. 4, the fuel injection control device includes an ECU (electronic control unit) 5 for controlling the operating state of the engine 1. The ECU 5 includes a CPU 51, a ROM 52, a RAM 53, a backup RAM 54, and the like.

ROM52は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU51は、ROM52に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。   The ROM 52 stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The CPU 51 executes arithmetic processing based on various control programs and maps stored in the ROM 52.

RAM53はCPU51での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM54はエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。そして、CPU51、ROM52、RAM53及びバックアップRAM54は、バス57を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路55及び外部出力回路56と接続されている。   The RAM 53 is a memory that temporarily stores calculation results in the CPU 51, data input from each sensor, and the like. The backup RAM 54 is a non-volatile memory that stores data to be saved when the engine 1 is stopped. The CPU 51, ROM 52, RAM 53, and backup RAM 54 are connected to each other via a bus 57, and are connected to an external input circuit 55 and an external output circuit 56.

外部入力回路55には、クランクポジションセンサ15、カムポジションセンサ23、アクセルポジションセンサ27、バキュームセンサ28及び燃圧センサ161等が接続されている。一方、外部出力回路56には、燃料噴射弁4及び電磁スピル弁133等が接続されている。   A crank position sensor 15, a cam position sensor 23, an accelerator position sensor 27, a vacuum sensor 28, a fuel pressure sensor 161, and the like are connected to the external input circuit 55. On the other hand, the fuel injection valve 4 and the electromagnetic spill valve 133 are connected to the external output circuit 56.

ECU5は、エンジン回転数及び負荷率等に基づき、燃料噴射弁4から噴射される燃料の量を制御するのに用いられる最終燃料噴射量を算出する。   The ECU 5 calculates a final fuel injection amount used for controlling the amount of fuel injected from the fuel injection valve 4 based on the engine speed, the load factor, and the like.

ここで、エンジン回転数は、クランクポジションセンサ15の検出信号から求められる。また、負荷率は、エンジン1の最大機関負荷に対する現在の負荷割合を示す値であって、エンジン1の吸入空気量に対応するパラメータとエンジン回転数NEとから算出される。なお、吸入空気量に対応するパラメータとしては、バキュームセンサ28からの検出信号から求められる吸気圧や、アクセルポジションセンサ27の検出信号から求められるアクセル踏込量等が挙げられる。   Here, the engine speed is obtained from the detection signal of the crank position sensor 15. The load factor is a value indicating the current load ratio with respect to the maximum engine load of the engine 1, and is calculated from a parameter corresponding to the intake air amount of the engine 1 and the engine speed NE. The parameters corresponding to the intake air amount include the intake pressure obtained from the detection signal from the vacuum sensor 28, the accelerator depression amount obtained from the detection signal from the accelerator position sensor 27, and the like.

そして、ECU5は、上記演算にて算出された最終燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁4を駆動制御し、燃料噴射弁4から噴射される燃料の量を制御する。燃料噴射弁4から噴射される燃料の量(燃料噴射量)は、デリバリパイプ106内の燃料圧力(燃圧)と燃料噴射時間によって定まるため、燃料噴射量を適正にするためには上記燃圧を適正な値に維持する必要がある。これを達成するために、ECU5は、燃圧センサ161の検出信号から求められる実燃圧が機関運転状態に応じて設定される目標燃圧に近づくように、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量をフィードバック制御して燃圧を適正値に維持する。なお、高圧燃料ポンプ103の燃料吐出量は、上記ポンプデューティDTに基づき電磁スピル弁133の閉弁期間(閉弁開始時期)を調整することによってフィードバック制御される。   The ECU 5 controls the drive of the fuel injection valve 4 based on the final fuel injection amount calculated by the above calculation, and controls the amount of fuel injected from the fuel injection valve 4. Since the amount of fuel injected from the fuel injection valve 4 (fuel injection amount) is determined by the fuel pressure (fuel pressure) in the delivery pipe 106 and the fuel injection time, the above fuel pressure is appropriate to make the fuel injection amount appropriate. It is necessary to maintain a proper value. In order to achieve this, the ECU 5 feedback-controls the fuel discharge amount of the high-pressure fuel pump 103 so that the actual fuel pressure obtained from the detection signal of the fuel pressure sensor 161 approaches the target fuel pressure set according to the engine operating state. To maintain the fuel pressure at an appropriate value. The fuel discharge amount of the high-pressure fuel pump 103 is feedback controlled by adjusting the valve closing period (valve closing start timing) of the electromagnetic spill valve 133 based on the pump duty DT.

−圧力調整機構−
次に、本形態の特徴とする構成である圧力調整機構について説明する。この圧力調整機構は、上記リターン配管172の内圧の過上昇を防止するための機構である。
-Pressure adjustment mechanism-
Next, a pressure adjustment mechanism that is a feature of this embodiment will be described. This pressure adjustment mechanism is a mechanism for preventing an excessive increase in the internal pressure of the return pipe 172.

この圧力調整機構は、上記リターン配管172と低圧燃料配管104とを接続するバイ
パス管181と、このバイパス管181の内部に設けられた一方向弁(弁手段)182とにより構成されている。
The pressure adjusting mechanism includes a bypass pipe 181 connecting the return pipe 172 and the low-pressure fuel pipe 104, and a one-way valve (valve means) 182 provided inside the bypass pipe 181.

上記バイパス管181は、一端がリターン配管172に、他端が低圧燃料配管104にそれぞれ接続されて、これらリターン配管172と低圧燃料配管104とを連通可能としている。   The bypass pipe 181 has one end connected to the return pipe 172 and the other end connected to the low-pressure fuel pipe 104 so that the return pipe 172 and the low-pressure fuel pipe 104 can communicate with each other.

このバイパス管181のリターン配管172及び低圧燃料配管104に対する接続位置について以下に説明する。   The connection position of the bypass pipe 181 with respect to the return pipe 172 and the low-pressure fuel pipe 104 will be described below.

リターン配管172は、上記デリバリパイプ106から燃料タンク101に亘り、略鉛直方向に延びる第1鉛直部172a、この第1鉛直部172aの下端から水平方向に延びる水平部172b、この水平部172bの一端から燃料タンク101内に向けて延びる第2鉛直部172cを備えている。そして、リターン配管172におけるバイパス管181の接続位置は、このリターン配管172の第1鉛直部172aの下端付近となっている。これは、燃料中に異物が存在している場合、この異物はリターン配管172の水平部172bにおいて停滞しやすく、この水平部172bに異物が堆積しまう可能性が高いため、この水平部172bよりも上流側(デリバリパイプ106側)に接続位置を設定したものである。尚、リターン配管172の構成としては上述したものに限ることはないが、このリターン配管172におけるバイパス管181の接続位置としては、リターン配管172中で異物が詰まってしまう可能性が高い箇所よりも上流側(デリバリパイプ106側)に設定しておくことが好ましい。   The return pipe 172 extends from the delivery pipe 106 to the fuel tank 101 in a first vertical portion 172a extending in a substantially vertical direction, a horizontal portion 172b extending in the horizontal direction from the lower end of the first vertical portion 172a, and one end of the horizontal portion 172b. Is provided with a second vertical portion 172c extending toward the inside of the fuel tank 101. The connection position of the bypass pipe 181 in the return pipe 172 is near the lower end of the first vertical portion 172a of the return pipe 172. This is because when foreign matter exists in the fuel, the foreign matter is likely to stagnate in the horizontal portion 172b of the return pipe 172, and foreign matter is likely to accumulate on the horizontal portion 172b. The connection position is set on the upstream side (delivery pipe 106 side). Note that the configuration of the return pipe 172 is not limited to that described above, but the connection position of the bypass pipe 181 in the return pipe 172 is higher than that in the return pipe 172 where there is a high possibility that foreign matter is clogged. It is preferable to set on the upstream side (delivery pipe 106 side).

一方、低圧燃料配管104におけるバイパス管181の接続位置は、この低圧燃料配管104におけるプレッシャレギュレータ142とパルセーションダンパ107との間の位置となっている。これは、低圧燃料配管104において圧力変動が最も小さい領域にバイパス管181を接続することにより、このバイパス管181の内部に設けられている一方向弁182の開閉動作が安定的に行えるようにするためである。尚、低圧燃料配管104におけるバイパス管181の接続位置は、プレッシャレギュレータ142よりも上流側(フィードポンプ102側)であってもよいし、パルセーションダンパ107よりも下流側(高圧燃料ポンプ103側)であってもよい。   On the other hand, the connection position of the bypass pipe 181 in the low-pressure fuel pipe 104 is a position between the pressure regulator 142 and the pulsation damper 107 in the low-pressure fuel pipe 104. This is because by connecting the bypass pipe 181 to the region where the pressure fluctuation is smallest in the low-pressure fuel pipe 104, the one-way valve 182 provided inside the bypass pipe 181 can be stably opened and closed. Because. Note that the connection position of the bypass pipe 181 in the low-pressure fuel pipe 104 may be upstream of the pressure regulator 142 (feed pump 102 side), or downstream of the pulsation damper 107 (high-pressure fuel pump 103 side). It may be.

次に、上記バイパス管181の内部に設けられた一方向弁182について説明する。図5は、一方向弁182及びその周辺の概略構成を示す断面図である。この図5に示すように、上記バイパス管181におけるリターン配管172に接続する側の端部には弁座182aが設けられている。本実施形態では、リターン配管172の外面の一部をこの弁座182aとして利用している。一方、バイパス管181における低圧燃料配管104に接続する側の端部の近傍にはスプリング座182bが設けられている。そして、これら弁座182aとスプリング座182bとの間に弁体182c及びコイルスプリング182dが収容されている。つまり、弁体182cが弁座182aに対して当接可能に配設されており、この弁体182cとスプリング座182bとの間にコイルスプリング182dが圧縮された状態で配設されている。   Next, the one-way valve 182 provided inside the bypass pipe 181 will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the one-way valve 182 and its surroundings. As shown in FIG. 5, a valve seat 182a is provided at the end of the bypass pipe 181 on the side connected to the return pipe 172. In the present embodiment, a part of the outer surface of the return pipe 172 is used as the valve seat 182a. On the other hand, a spring seat 182b is provided in the vicinity of the end of the bypass pipe 181 that is connected to the low-pressure fuel pipe 104. A valve body 182c and a coil spring 182d are accommodated between the valve seat 182a and the spring seat 182b. That is, the valve body 182c is disposed so as to be able to contact the valve seat 182a, and the coil spring 182d is disposed between the valve body 182c and the spring seat 182b in a compressed state.

これにより、リターン配管172の内圧が過上昇していない状況では、コイルスプリング182dの付勢力によって弁体182cが弁座182aに押圧されて一方向弁182は閉鎖状態、つまり、リターン配管172と低圧燃料配管104とが遮断された状態となる。一方、リターン配管172の内圧が過上昇する状況では、このリターン配管172の内圧を弁体182cが受けて、この弁体182cはコイルスプリング182dの付勢力に抗して弁座182aから離間し、これによって一方向弁182は開放状態、つまり、リターン配管172と低圧燃料配管104とが連通された状態となる。   As a result, in a situation where the internal pressure of the return pipe 172 does not rise excessively, the valve body 182c is pressed against the valve seat 182a by the biasing force of the coil spring 182d, and the one-way valve 182 is closed, that is, the return pipe 172 and the low pressure The fuel pipe 104 is cut off. On the other hand, when the internal pressure of the return pipe 172 is excessively increased, the valve body 182c receives the internal pressure of the return pipe 172, and the valve body 182c is separated from the valve seat 182a against the urging force of the coil spring 182d. As a result, the one-way valve 182 is opened, that is, the return pipe 172 and the low-pressure fuel pipe 104 are in communication with each other.

具体的に、図5に矢印で示すように、リターン配管172の内圧をP1、低圧燃料配管104の内圧(フィード圧)をP2、コイルスプリング182dの付勢力(セット荷重)をP3とした場合、以下の式(1)
P1>P2+P3 …(1)
が成立した場合に一方向弁182が開放状態となってリターン配管172と低圧燃料配管104とが連通し、リターン配管172の内圧が低圧燃料配管104に抜けるように構成されている。
Specifically, as indicated by an arrow in FIG. 5, when the internal pressure of the return pipe 172 is P1, the internal pressure (feed pressure) of the low-pressure fuel pipe 104 is P2, and the urging force (set load) of the coil spring 182d is P3, The following formula (1)
P1> P2 + P3 (1)
Is established, the one-way valve 182 is opened, the return pipe 172 and the low-pressure fuel pipe 104 communicate with each other, and the internal pressure of the return pipe 172 is released to the low-pressure fuel pipe 104.

−リターン配管172の内圧変化の説明−
以下、具体的に、リターン配管172内に異物が堆積して配管内部が閉塞した場合におけるリターン配管172の内圧変化の一例について図6を用いて説明する。
-Explanation of change in internal pressure of return pipe 172-
Hereinafter, an example of a change in internal pressure of the return pipe 172 when foreign matter accumulates in the return pipe 172 and the inside of the pipe is blocked will be described with reference to FIG.

例えば、リターン配管172の水平部172bに異物A(図5参照)が詰まっている状態でエンジン1を始動すると、上記リリーフバルブ171の開放(デリバリパイプ106内の圧力が所定圧よりも高くなった際の開放動作)に伴うデリバリパイプ106からの高圧燃料の流出や、上記高圧燃料ポンプ103から余剰燃料戻し配管108を経た高圧燃料の返送によって、リターン配管172の第1鉛直部172aの内圧P1が上昇してくる。そして、この第1鉛直部172aの内圧P1が上記フィード圧P2を越えて、上記式(1)を満たす状況になると、一方向弁182が開放状態となり、リターン配管172と低圧燃料配管104とが連通して、リターン配管172の内圧が低圧燃料配管104に抜け出る。これにより、リターン配管172の内圧P1の上昇は停止し、上記式(1)を満たさない状況になると、一方向弁182は再び閉鎖状態となる。このような動作がリターン配管172の内圧P1が異常上昇する度に行われるため、リターン配管172の圧力P1が過上昇してしまうことを回避できる。図6に示すものでは、リターン配管172の内圧P1が、コイルスプリング182dの付勢力(セット荷重)P3とフィード圧P2との和に等しい値で維持されている状態を示している。   For example, when the engine 1 is started in a state where the horizontal portion 172b of the return pipe 172 is clogged with foreign matter A (see FIG. 5), the relief valve 171 is opened (the pressure in the delivery pipe 106 becomes higher than a predetermined pressure). The internal pressure P1 of the first vertical portion 172a of the return pipe 172 is reduced by the outflow of the high-pressure fuel from the delivery pipe 106 accompanying the release operation) and the return of the high-pressure fuel from the high-pressure fuel pump 103 through the surplus fuel return pipe 108. It will rise. When the internal pressure P1 of the first vertical portion 172a exceeds the feed pressure P2 and satisfies the above formula (1), the one-way valve 182 is opened, and the return pipe 172 and the low-pressure fuel pipe 104 are connected. As a result, the internal pressure of the return pipe 172 escapes to the low-pressure fuel pipe 104. As a result, the increase in the internal pressure P1 of the return pipe 172 stops, and when the condition (1) is not satisfied, the one-way valve 182 is again closed. Since such an operation is performed every time the internal pressure P1 of the return pipe 172 rises abnormally, it can be avoided that the pressure P1 of the return pipe 172 rises excessively. 6 shows a state in which the internal pressure P1 of the return pipe 172 is maintained at a value equal to the sum of the urging force (set load) P3 of the coil spring 182d and the feed pressure P2.

従って、上記一方向弁182のコイルスプリング182dの付勢力(セット荷重P3)を適切に設定しておくことで、リターン配管172の接続箇所から燃料が滲み出てしまう程度までリターン配管172の内圧が過上昇する前に一方向弁182を開放させることが可能になる。図6に示すものでは、リターン配管172の内圧P1が異常上昇して図中P4に達すると上記燃料の滲み出しが発生してしまう場合において、上記コイルスプリング182dの付勢力(セット荷重)を図中P3に設定していることによってリターン配管172の内圧P1が圧力P4よりも常時低い値に維持される状態となっている。   Therefore, by appropriately setting the biasing force (set load P3) of the coil spring 182d of the one-way valve 182, the internal pressure of the return pipe 172 is reduced to the extent that fuel oozes out from the connection point of the return pipe 172. It becomes possible to open the one-way valve 182 before it rises excessively. In the case shown in FIG. 6, when the internal pressure P1 of the return pipe 172 rises abnormally and reaches P4 in the figure, the oozing force (set load) of the coil spring 182d is shown when the fuel oozes out. By setting to the middle P3, the internal pressure P1 of the return pipe 172 is constantly maintained at a value lower than the pressure P4.

このように、本実施形態によればリターン配管172の内圧P1の過上昇に伴ってリターン配管172の接続箇所から燃料が滲み出てしまうといった状況を回避でき、燃料供給系の信頼性を高く確保することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to avoid a situation in which fuel oozes out from the connecting portion of the return pipe 172 due to an excessive increase in the internal pressure P1 of the return pipe 172, and to ensure high reliability of the fuel supply system. can do.

−その他の実施形態−
上述した実施形態では、本発明を自動車に搭載された筒内直噴型4気筒ガソリンエンジンに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、例えば筒内直噴型6気筒ガソリンエンジンなど他の任意の気筒数のガソリンエンジンに適用可能である。また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジン等の他の内燃機関にも本発明は適用可能である。更には、本発明が適用可能なエンジンは、自動車用のエンジンに限るものでもない。
-Other embodiments-
In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to an in-cylinder direct injection type four-cylinder gasoline engine mounted on an automobile has been described. The present invention is not limited to this, and can be applied to a gasoline engine having any other number of cylinders such as a direct injection type 6-cylinder gasoline engine. Further, the present invention is not limited to a gasoline engine, but can be applied to other internal combustion engines such as a diesel engine. Furthermore, the engine to which the present invention is applicable is not limited to an automobile engine.

また、本発明に係る燃料配管が適用される内燃機関の燃料噴射系としては必ずしもデリバリパイプ106を有するものには限らない。例えば、デリバリパイプを備えておらず、燃料供給通路にプレッシャレギュレータを備え、このプレッシャレギュレータによって余
剰燃料を燃料タンクに返送して燃料圧力を調整するようにしたエンジンに対しても本発明は適用可能である。
Further, the fuel injection system of the internal combustion engine to which the fuel pipe according to the present invention is applied is not necessarily limited to the one having the delivery pipe 106. For example, the present invention can also be applied to an engine that does not include a delivery pipe, includes a pressure regulator in the fuel supply passage, and adjusts the fuel pressure by returning excess fuel to the fuel tank by the pressure regulator. It is.

また、上記実施形態における高圧燃料ポンプ103では、排気カムシャフト32に取り付けられたカム321の回転によってプランジャ131が駆動される構成としたが、吸気カムシャフト22に取り付けられたカムの回転によってプランジャ131が駆動される構成としてもよい。   In the high-pressure fuel pump 103 in the above embodiment, the plunger 131 is driven by the rotation of the cam 321 attached to the exhaust camshaft 32. However, the plunger 131 is driven by the rotation of the cam attached to the intake camshaft 22. May be configured to be driven.

更に、上記実施形態では、バイパス管181に備えられた一方向弁182はコイルスプリング182dの付勢力を利用するものであったが、電磁弁で構成してもよい。つまり、リターン配管172の内圧が所定値以上に達したことをセンサによって検知し、電磁弁を開放動作させることによってリターン配管172と低圧燃料配管104とを連通させる構成である。   Furthermore, in the above-described embodiment, the one-way valve 182 provided in the bypass pipe 181 uses the urging force of the coil spring 182d, but may be constituted by an electromagnetic valve. That is, the return pipe 172 communicates with the low-pressure fuel pipe 104 by detecting that the internal pressure of the return pipe 172 has reached a predetermined value or more and opening the solenoid valve.

実施形態に係る燃料供給装置の構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the fuel supply apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るエンジンの概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of an engine concerning an embodiment. 電磁スピル弁の開閉動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the opening / closing operation | movement of an electromagnetic spill valve. 燃料噴射制御装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of a fuel-injection control apparatus. 一方向弁及びその周辺の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a one-way valve and its periphery. リターン配管に異物が詰まって閉塞した場合におけるリターン配管の内圧変化の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the internal pressure change of return piping when a foreign material is blocked and obstruct | occluded in return piping.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(内燃機関)
4 燃料噴射弁
10 燃焼室
101 燃料タンク
103 高圧燃料ポンプ(加圧手段)
104 低圧燃料通路(燃料圧送配管)
105 高圧燃料通路
106 デリバリパイプ
172 リターン配管(燃料返送配管)
182 一方向弁(弁手段)
1 engine (internal combustion engine)
4 Fuel Injection Valve 10 Combustion Chamber 101 Fuel Tank 103 High Pressure Fuel Pump (Pressure Means)
104 Low-pressure fuel passage (fuel pressure feed piping)
105 High-pressure fuel passage 106 Delivery pipe 172 Return piping (fuel return piping)
182 One-way valve (valve means)

Claims (4)

燃料タンク内の燃料を内燃機関の燃料噴射系へ圧送するための燃料圧送配管と、燃料噴射系から燃料タンクに向けて燃料を返送するための燃料返送配管とを備えた内燃機関の燃料配管において、
上記燃料圧送配管と燃料返送配管とは、開閉可能な弁手段を介して互いに連通可能に接続されていることを特徴とする内燃機関の燃料配管。
In a fuel pipe of an internal combustion engine comprising a fuel pumping pipe for pumping fuel in the fuel tank to a fuel injection system of the internal combustion engine and a fuel return pipe for returning fuel from the fuel injection system to the fuel tank ,
The fuel piping for an internal combustion engine, wherein the fuel pressure feed pipe and the fuel return pipe are connected to each other through a valve means that can be opened and closed.
上記請求項1記載の内燃機関の燃料配管において、
弁手段は、燃料返送配管内の燃料圧力が燃料圧送配管内の燃料圧力よりも所定値以上高くなった際に開放する一方向弁により構成されていることを特徴とする内燃機関の燃料配管。
In the fuel pipe of the internal combustion engine according to claim 1,
The fuel pipe for an internal combustion engine, wherein the valve means is constituted by a one-way valve that opens when a fuel pressure in the fuel return pipe becomes higher than a fuel pressure in the fuel pump pipe by a predetermined value or more.
上記請求項1または2記載の内燃機関の燃料配管において、
燃料圧送配管には、燃料を加圧して燃料噴射系へ圧送するための加圧手段が備えられており、
上記燃料圧送配管における燃料返送配管との接続位置は加圧手段の吸入側に設定されていることを特徴とする内燃機関の燃料配管。
In the fuel pipe of the internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The fuel pressure delivery pipe is provided with a pressurizing means for pressurizing the fuel and feeding it to the fuel injection system.
A fuel pipe for an internal combustion engine, wherein a connection position of the fuel pressure feed pipe with the fuel return pipe is set on the suction side of the pressurizing means.
上記請求項1、2または3記載の内燃機関の燃料配管において、
内燃機関の燃料噴射系は、燃料圧送配管を経て圧送された燃料を貯留するデリバリパイプと、このデリバリパイプに接続された複数の燃料噴射弁とを備えており、燃料噴射タイミングに合わせてデリバリパイプ内に貯留されている燃料が所定の燃料噴射弁から内燃機関の燃焼室に向けて噴射される構成となっていることを特徴とする内燃機関の燃料配管。
In the fuel pipe of the internal combustion engine according to claim 1, 2, or 3,
A fuel injection system of an internal combustion engine includes a delivery pipe that stores fuel pumped through a fuel pumping pipe and a plurality of fuel injection valves connected to the delivery pipe, and the delivery pipe is matched to the fuel injection timing. A fuel pipe for an internal combustion engine, characterized in that the fuel stored therein is injected from a predetermined fuel injection valve toward the combustion chamber of the internal combustion engine.
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