(57)【要約】【課題】エンジン負荷によって高圧燃料ポンプを使い分けることにより高圧燃料の有用なエネルギーの放出を抑制して高圧燃料ポンプの駆動エネルギーを低減し、エンジンのエネルギー効率を向上させた燃料噴射装置及びエンジンの運転方法を提供する。【解決手段】電磁弁により吐出時期を制御されてコモンレールに圧送する複数の高圧燃料ポンプをそなえ、コモンレール内の高圧燃料を燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するように構成されたエンジンの燃料噴射装置において、エンジンの燃料噴射量が一定値以下の低、中燃料噴射量時に複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁を操作して当該高圧燃料ポンプのプランジャ室を給、排油側に開放することにより不作動とせしめるコントローラをそなえたことを特徴とする。【選択図】図２
2008138566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給油系からプランジャ室内に供給された燃料をポンプカムによって往復駆動されるプランジャで高圧に加圧し、電磁弁により吐出時期を制御されてコモンレールに圧送する複数の高圧燃料ポンプをそなえ、前記コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を所定の噴射時期に燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するように構成されたエンジンの燃料噴射装置において、前記エンジンの燃料噴射量が一定値以下の低、中燃料噴射量時に前記複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁を操作して当該高圧燃料ポンプの前記プランジャ室を前記給油系に開放することにより不作動とせしめるコントローラをそなえたことを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。
【請求項２】
前記コモンレール内の圧力を検出して前記コントローラに入力する圧力検出器をそなえ、前記コントローラは前記圧力検出器からのコモンレール圧力の検出値に基づき該コモンレール圧力が一定値以下の低、中負荷運転時に前記複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプを不作動とせしめるように構成されたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記低、中コモンレール圧力時に不作動とせしめる前記高圧燃料ポンプの順序を予め設定し、この設定順序に従い前記高圧燃料ポンプの電磁弁を操作するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記低、中コモンレール圧力時に不作動とせしめる前記高圧燃料ポンプの順序を予め設定し、この設定順序に従い前記高圧燃料ポンプの電磁弁を操作するように構成されたことを特徴とする請求項２記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項５】
前記複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁を全閉して、当該高圧燃料ポンプのプランジャ室への燃料供給を遮断することにより不作動とせしめるように構成したことを特徴とする請求項２記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項６】
前記高圧燃料ポンプの異常の有無を検知して前記コントローラに入力する燃料ポンプ異常検知手段をそなえ、前記コントローラは、前記低、中燃料噴射量時において前記燃料ポンプ異常検知手段からの異常が検知された高圧燃料ポンプ以外の高圧燃料ポンプを作動せしめるように構成されたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項７】
前記異常検知手段は、前記複数の高圧燃料ポンプの吐出圧力を検出して前記コントローラに入力する吐出圧力センサにより構成されたことを特徴とする請求項４記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項８】
前記高圧燃料ポンプの異常の有無を検知して前記コントローラに入力する燃料ポンプ異常検知手段をそなえ、前記コントローラは、前記低、中燃料噴射量時において前記燃料ポンプ異常検知手段からの異常が検知された前記高圧燃料ポンプの数に応じて最大出力制限を行なうよう高圧燃料ポンプを作動せしめるように構成されたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの燃料噴射装置。
【請求項９】
給油系からプランジャ室内に供給された燃料をポンプカムによって往復駆動されるプランジャで高圧に加圧し、電磁弁により吐出時期を制御されてコモンレールに圧送する複数の高圧燃料ポンプを有し、前記コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を所定の噴射時期に燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するように構成された燃料噴射装置をそなえたエンジンの運転方法であって、前記エンジンの負荷が一定負荷以下の低、中負荷運転時に前記複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁を操作して当該高圧燃料ポンプの前記プランジャ室を前記給油系に開放し当該高圧燃料ポンプを不作動として、残りの高圧燃料ポンプにより前記コモンレールに高圧燃料を供給することを特徴とするエンジンの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄圧式燃料噴射装置をそなえたディーゼルエンジン等に適用され、プランジャ室内に供給された燃料をポンプカムによって往復駆動されるプランジャで高圧に加圧し、電磁弁により吐出時期を制御されてコモンレールに圧送する複数の高圧燃料ポンプをそなえ、前記コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を所定の噴射時期に燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するように構成されたエンジンの燃料噴射装置及びこの燃料噴射装置をそなえたエンジンの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンに適用されている蓄圧式燃料噴射装置は、プランジャ室内に供給された燃料をポンプカムによって往復駆動されるプランジャで高圧に加圧し、電磁弁により吐出時期を制御されてコモンレールに圧送する複数の高圧燃料ポンプをそなえ、前記コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を所定の噴射時期に燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するように構成されている。
【０００３】
かかるディーゼルエンジン用蓄圧式燃料噴射装置は、たとえば特許文献１（特開昭６４−７３１６６号公報）及び特許文献２（特開昭６２−２５８１６０号公報）に開示されているように、各高圧燃料ポンプの低圧燃料通路側を電磁弁によって開閉することにより該高圧燃料ポンプの高圧燃料の吐出期間を制御している。
図３（Ｂ）は、前記特許文献１（特開昭６４−７３１６６号公報）にて提供されている電子制御蓄圧式燃料噴射装置の各高圧燃料ポンプにおけるポンプカムのリフト及び電磁弁の開閉タイミングを示している。
【０００４】
図３（Ｂ）は、前記特許文献１に開示されている高圧燃料ポンプであって、複数の高圧燃料ポンプのうち、２つの高圧燃料ポンプについてポンプカムのリフト及び電磁弁の開閉タイミングを示している。図に示されるように、かかる従来の電子制御蓄圧式燃料噴射装置においては、エンジンの全運転域において、複数の高圧燃料ポンプ（この例ではＮＯ１ポンプ及びＮＯ２ポンプ）が同一の作動状態で以って作動し、ポンプカムリフトの途中で電磁弁を閉じて高圧燃料ポンプの吐出を開始し、ポンプカムリフトの最大リフト部近傍で前記電磁弁を開いて高圧燃料ポンプのプランジャ室（デッドボリューム）内に残存している高圧燃料を給油系（低圧燃料通路側）にスピル（排油）するように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−７３１６６号公報
【特許文献２】特開昭６２−２５８１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１（特開昭６４−７３１６６号公報）、特許文献２（特開昭６２−２５８１６０号公報）等にて提供されている従来技術にあっては、図３（Ｂ）に示されるように、複数の高圧燃料ポンプ（この例ではＮＯ１ポンプ及びＮＯ２ポンプ）が、エンジンの全運転域において同一の作動状態で以って作動し、前記電磁弁を閉じて高圧燃料ポンプの吐出を行ない、該電磁弁を開いてプランジャ室内の残存高圧燃料を給油系にスピル（排油）させている。
【０００７】
即ち、かかる従来技術にあっては、エンジンの全運転域において、複数の高圧燃料ポンプ毎に、ポンプの吐出終りには電磁弁を開いてプランジャ室内の残存高圧燃料を給、排油側にスピルさせている。前記ポンプの吐出回数とスピル回数は、該高圧燃料ポンプを駆動するポンプカムの回転数とカムのローブ数とプランジャ数との積で決まる。
そして、前記高圧燃料ポンプにおけるスピル作用は、プランジャ室（デッドボリューム）に溜まった燃料を低圧の給、排油側に開放するので、該高圧燃料ポンプで燃料を高圧化するに要したエネルギーは、かかるスピル作用によって給、排油側に捨てられてしまう。
従って、かかる従来技術にあっては、燃料噴射量の少ない低、中負荷運転時から燃料噴射量の多い高負荷運転時までの全負荷域で全ての高圧燃料ポンプを作動させて、全ての高圧燃料ポンプから、ポンプの吐出終りには電磁弁を開くことによって、高圧に加圧されたプランジャ室内の残存高圧燃料の有用なエネルギーが給、排油側に捨てられてしまうこととなって、エネルギー効率が低下するという問題を有している。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、エンジン負荷によって高圧燃料ポンプを使い分けることにより、高圧燃料の有用なエネルギーの放出を抑制して高圧燃料ポンプの駆動エネルギーを低減し、エンジンのエネルギー効率を向上させた燃料噴射装置及びエンジンの運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はかかる目的を達成するもので、給油系からプランジャ室内に供給された燃料をポンプカムによって往復駆動されるプランジャで高圧に加圧し、電磁弁により吐出時期を制御されてコモンレールに圧送する複数の高圧燃料ポンプをそなえ、前記コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を所定の噴射時期に燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するように構成されたエンジンの燃料噴射装置において、前記エンジンの燃料噴射量が一定値以下の低、中燃料噴射量時に前記複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁を操作して当該高圧燃料ポンプの前記プランジャ室を前記給油系に開放することにより不作動とせしめるコントローラをそなえたことを特徴とする。
かかる発明において、好ましくは、前記コモンレールの圧力を検出して前記コントローラに入力する圧力検出器をそなえ、前記コントローラは前記圧力検出器からのコモンレール圧力の検出値に基づき該コモンレール圧力が一定値以下の低、中負荷運転時に前記複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプを不作動とせしめるように構成する。
【００１０】
また、前記燃料噴射装置をそなえたエンジンの運転方法に関する発明は、給油系からプランジャ室内に供給された燃料をポンプカムによって往復駆動されるプランジャで高圧に加圧し、電磁弁により吐出時期を制御されてコモンレールに圧送する複数の高圧燃料ポンプを有し、前記コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を所定の噴射時期に燃料噴射弁からシリンダ内に噴射するように構成された燃料噴射装置をそなえたエンジンの運転方法であって、前記エンジンの負荷が一定負荷以下の低、中負荷運転時に前記複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁を操作して当該高圧燃料ポンプの前記プランジャ室を前記給油系に開放し当該高圧燃料ポンプを不作動として、残りの高圧燃料ポンプにより前記コモンレールに高圧燃料を供給することを特徴とする。
【００１１】
かかる発明によれば、エンジンの負荷が一定負荷以下の低負荷運転時あるいは中負荷運転時、即ちエンジンの燃料噴射量が一定値以下の低、中燃料噴射量時、あるいはコモンレール圧力が一定値以下の低、中コモンレール圧力時に、コントローラからの制御信号によって、複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁を開放状態に操作し、当該高圧燃料ポンプのプランジャ室を前記給油系に開放して当該高圧燃料ポンプを不作動とせしめるので、ポンプの吐出終りに電磁弁を開くことによってプランジャ室内の残存高圧燃料が給油系にスピルされるスピル燃料量を、不作動とした高圧燃料ポンプのスピル燃料量だけ、従来技術の場合よりも少なくすることができる。
【００１２】
即ち、かかる発明によれば、低、中負荷運転時に一部の高圧燃料ポンプを、電磁弁を開放状態にして休止させ、残った高圧燃料ポンプによって休止している高圧燃料ポンプの分まで必要量の燃料をコモンレールに吐出する。これにより、高圧燃料ポンプによって高圧を作り出してコモンレールに吐出する量は従来の場合と同一に保持した上で、休止している高圧燃料ポンプでスピルする回数だけ、スピル作用によって給、排油側に捨てられてしまうエネルギーを低減できる。
【００１３】
これにより、高圧燃料ポンプの駆動エネルギーを低減できるとともに、高圧燃料ポンプの吐出終りに電磁弁を開くことによって、給、排油側に捨てられるプランジャ室内の残存高圧燃料の有用なエネルギーを前記従来技術の場合よりも低減することが可能となって、燃料噴射系のエネルギー効率が上昇する。
一方、作動させる側の高圧燃料ポンプの吐出量を不作動とした側の高圧燃料ポンプの吐出量分だけ増加させることにより、当該負荷に対応するコモンレールへの燃料吐出量を所要の燃料吐出量に保持できる。
【００１４】
また、かかる発明において次のように構成するのが好ましい。
（１）前記コントローラは、前記低、中燃料噴射量時に不作動とせしめる高圧燃料ポンプの順序を予め設定し、この設定順序に従い前記高圧燃料ポンプの電磁弁を操作するように構成される。
このように構成すれば、複数の高圧燃料ポンプのうち、前記のようにして低、中燃料噴射量時に高圧燃料ポンプを一定の順序で不作動とせしめることにより、かかる低，中燃料噴射量時に同一の高圧燃料ポンプを偏って作動させるのを回避できて、特定の高圧燃料ポンプのプランジャの摩耗やエロージョンの発生を防止でき、高圧燃料ポンプの耐久性が向上する。
【００１５】
また、前記構成において、特に次のように構成することもできる。
即ち、前記複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁を全閉して、当該高圧燃料ポンプのプランジャ室への燃料供給を遮断することにより不作動とせしめるように構成する。
【００１６】
（２）前記高圧燃料ポンプの異常の有無を検知して前記コントローラに入力する燃料ポンプ異常検知手段をそなえ、前記コントローラは、前記低燃料噴射量時において前記燃料ポンプ異常検知手段からの異常が検知された高圧燃料ポンプ以外の高圧燃料ポンプを作動せしめるように構成される。
また好ましくは、前記異常検知手段は、前記複数の高圧燃料ポンプの吐出圧力を検出して前記コントローラに入力する吐出圧力センサにより構成する。
このように構成すれば、吐出圧力センサ等の異常検知手段により、吐出圧力の異常な低下等の、作動に異常が発生している高圧燃料ポンプ系を早期に検知でき、当該高圧燃料ポンプ系を除外することにより、エンジンの安定運転を継続できる。
【００１７】
（３）前記高圧燃料ポンプの異常の有無を検知して前記コントローラに入力する燃料ポンプ異常検知手段をそなえ、前記コントローラは、前記低燃料噴射量時において前記燃料ポンプ異常検知手段からの異常が検知された前記高圧燃料ポンプ以外の高圧燃料ポンプを作動せしめるように構成されるとともに、エンジンの最大出力（燃料噴射量）を、不作動とした高圧燃料ポンプの数に応じて制限する。
このように構成すれば、エンジンの最大出力制限に、正常動作している高圧燃料ポンプ系にかかる負荷を制限でき、当該高圧燃料ポンプ系を安全に運転継続することにより、エンジンの安定運転を継続できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、エンジンの低、中負荷運転時に、複数の高圧燃料ポンプのうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁を開として、当該高圧燃料ポンプのプランジャ室を給油系に開放することにより当該高圧燃料ポンプを不作動とせしめるので、ポンプの吐出終りに電磁弁を開くことによって給油系にスピルされるプランジャ室内の残存高圧燃料のスピル燃料量を、不作動とした高圧燃料ポンプのスピル燃料量だけ、従来技術の場合よりも少なくすることができる。
これにより、高圧燃料ポンプの駆動エネルギーを低減できるとともに、高圧燃料ポンプの吐出終りに電磁弁を開くことによって、給油系に捨てられるプランジャ室内の残存高圧燃料の有用なエネルギーを前記従来技術の場合よりも低減することが可能となって、燃料噴射系のエネルギー効率が上昇する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１は本発明の実施例に係るディーゼルエンジン用蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。
図１において、符号２０で示される高圧燃料ポンプは複数台（この例では２台）設置されている。各高圧燃料ポンプ２０は、ポンプシリンダ２０ａ内に往復摺動可能に嵌合されたプランジャ２をそなえており、該プランジャ２は前記各高圧燃料ポンプ２０に対応してカム軸５に固定されたポンプカム４によって、ポンプシリンダ２０ａ内を往復摺動せしめられてプランジャ室３内に供給された燃料を圧縮する。
前記各高圧燃料ポンプ２０のプランジャ室３に接続されている吐出管１２はコモンレール７に接続されており、また該吐出管１２のプランジャ室３出口側には、該プランジャ室３側からコモンレール７側に向かう燃料の流れのみを許容する逆止弁１１が設置されている。
【００２０】
前記プランジャ室３には、燃料供給ポンプ１８から燃料供給管２０１及び前記ポンプシリンダ２０ａに形成された燃料入口通路２０ｂを通して燃料が供給されており、該燃料入口通路２０ｂと前記プランジャ室３との間を電磁弁１のポペット弁式の弁体１ａによって開閉するようになっている。
また、前記各高圧燃料ポンプ２０から前記吐出管１２を通して前記コモンレール７に送り込まれて、該コモンレール７に蓄圧された高圧燃料は、噴射管８を通してエンジンのシリンダ１０毎に設けられた燃料噴射弁９に送られ、該燃料噴射弁９から各シリンダ１０内に噴射される。該燃料噴射弁９の燃料噴射時期及び噴射量は後述するコントローラ１００によって燃料制御弁２１を制御することにより調整される。
【００２１】
符号１００で示されるコントローラには、クランク角センサ１５からクランク軸６のクランク角の検出値が入力され、負荷検出器１６からエンジン負荷の検出値が入力され、カム軸回転数検出器１７からカム軸５の回転数検出値が入力され、コモンレール圧力センサ１４からコモンレール圧力（コモンレール７内の燃料圧力）の検出値が入力され、噴射圧力センサ１３から各高圧燃料ポンプ２０のプランジャ室３の圧力の検出値が入力されている。
そして、該コントローラ１００においては、前記各検出信号に基づき、前記各高圧燃料ポンプ２０の電磁弁１に開閉時期の制御信号を出力する。尚、前記コントローラ１００は前記各検出信号に基づき前記燃料制御弁２１を制御することにより、燃料噴射弁９の燃料噴射時期及び噴射量を調整する機能も有する。
【００２２】
以上のように構成された蓄圧式燃料噴射装置をそなえたディーゼルエンジンの運転時において、前記燃料供給ポンプ１８から燃料供給管２０１及び燃料入口通路２０ｂに達した燃料は、前記コントローラ１００の指令信号により前記電磁弁１が開かれている期間にプランジャ室３内に供給される。
そして前記コントローラ１００の指令信号により前記電磁弁１が閉じると、ポンプカム４のリフトによって前記プランジャ室３内の燃料は高圧に加圧されて（図１の右側の高圧燃料ポンプ２０の状態）、逆止弁１１、吐出管１２を通してコモンレール７に圧送され該コモンレール７にて蓄圧される。
前記コモンレール７内にて蓄圧された高圧燃料は、所定の噴射時期に燃料噴射弁９からシリンダ１０内に噴射される。
さらに、前記コントローラ１００の指令信号により前記電磁弁１が開かれると、前記プランジャ室３内の高圧燃料は、給、排油側である燃料供給管２０１にスピルされる。
【００２３】
本発明においては、以上の構成、作用をなすエンジンの燃料噴射装置において、エンジンの燃料噴射量が一定値以下の低、中燃料噴射量時つまりエンジン負荷が一定負荷以下の低、中負荷運転時に、前記コントローラ１００によって、前記複数の高圧燃料ポンプ２０のうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁１を操作して、当該高圧燃料ポンプ２０のプランジャ室３を給、排油側つまり前記燃料供給管２０１側に開放することにより、不作動とせしめるように構成している。
【００２４】
また、図７に示すように、不作動とする際、前記複数の高圧燃料ポンプ２０のうちの一部の高圧燃料ポンプの電磁弁１を全閉して、当該高圧燃料ポンプ２０のプランジャ室３への燃料供給を遮断することにより、当該高圧燃料ポンプ２０を不作動とせしめるように構成してもよい。
【００２５】
次に、図２〜５を参照して、エンジンの燃料噴射量が一定値以下の低、中燃料噴射量時つまりエンジン負荷が一定負荷以下の低、中負荷運転時における前記燃料噴射装置の動作を説明する。
前記負荷検出器１６からのエンジン負荷の検出値は前記コントローラ１００の燃料噴射量算出部１０１に入力される。燃料噴射量／負荷設定部１０２には、エンジン負荷に対応する燃料噴射量の値が設定されている。
前記エンジン負荷に対応する制御因子として、前記コモンレール圧力センサ１４からのコモンレール圧力（コモンレール７内の燃料圧力）の検出値を用いてもよい。
前記燃料噴射量算出部１０１においては、前記エンジン負荷の検出値に相当する燃料噴射量の値を前記燃料噴射量／負荷設定部１０２から算出して（抽出して）、使用プランジャ数算出部１０３に入力する。
次に、使用プランジャ数／噴射量設定部１０４には、燃料噴射量と当該燃料噴射量のときの前記高圧燃料ポンプ２０の最大吐出量との関係から、燃料噴射量毎の必要プランジャ数つまり当該燃料噴射量を噴射するのに必要な高圧燃料ポンプ２０の数との関係が設定されている。
前記使用プランジャ数算出部１０３においては、前記燃料噴射量算出部１０１からのエンジン負荷の検出値に相当する燃料噴射量を噴射するのに必要な高圧燃料ポンプ２０の数つまり使用プランジャ数を、前記使用プランジャ数／噴射量設定部１０４から算出（抽出）し、その結果を使用プランジャ算出部１０５に入力する。
【００２６】
符号１０６で示される使用プランジャ順序設定部には、前記高圧燃料ポンプ２０のうち、低、中負荷運転時において休止させる高圧燃料ポンプ２０の順序、つまり低、中負荷運転時において作動させる高圧燃料ポンプ２０の順序が設定されている。
前記使用プランジャ算出部１０５においては、前記使用プランジャ数算出部１０３からの使用プランジャ数つまり必要な高圧燃料ポンプ２０の数に対応して前記使用プランジャ順序設定部１０６から作動させる高圧燃料ポンプ２０の作動順序を算出し、電磁弁閉弁期間設定部１０７に入力する。
【００２７】
前記電磁弁閉弁期間設定部１０７には、前記クランク角センサ１５からクランク角の検出値、前記コモンレール圧力センサ１４からコモンレール圧力の検出値が入力されており、該電磁弁閉弁期間設定部１０７においては、前記高圧燃料ポンプ２０の作動順序、及び前記クランク角の検出値、及びコモンレール圧力の検出値に基づき、前記クランク角に連動した適正タイミングで前記電磁弁１を開閉する。
以上の動作によって、エンジン負荷が一定負荷以下の低、中負荷運転時には、複数の高圧燃料ポンプ２０のうち、当該エンジン負荷における燃料噴射量に相当するプランジャ数の高圧燃料ポンプ２０の電磁弁１を、予め設定された順序で開閉することができる。
【００２８】
図３は、図１に示されるようなＮＯ１高圧燃料ポンプ及びＮＯ２高圧燃料ポンプの２台の高圧燃料ポンプ２０の、ポンプカム４のカムリフト及び電磁弁１の開閉タイミング線図で、図３（Ａ）は、本発明の実施例のようにＮＯ２高圧燃料ポンプを運転するときはＮＯ１高圧燃料ポンプを不作動とする場合で、この場合はＮＯ２高圧燃料ポンプがカムリフト≒０から最大リフトまで使用し電磁弁２を閉として、ＮＯ１高圧燃料ポンプの分まで高圧燃料の吐出を行ない所定の吐出量を保持するのに対し、ＮＯ１高圧燃料ポンプは全期間開放されて高圧燃料の吐出は行なわない。
一方、図３（Ｂ）は、従来技術のようにＮＯ１高圧燃料ポンプ及びＮＯ２高圧燃料ポンプを同時に作動させて所定の吐出量を保持する場合で、この場合は高圧燃料ポンプＮＯ１及びＮＯ２高圧燃料ポンプの双方共カムリフトの途中を使用する。
また、図４〜５は前記ＮＯ２高圧燃料ポンプを運転するときはＮＯ１高圧燃料ポンプを不作動とした場合の燃料噴射量−コモンレール圧力−電磁弁閉弁期間（高圧燃料ポンプ２０の吐出期間）の制御マップで、図４がＮＯ２高圧燃料ポンプの制御マップ、図５がＮＯ１高圧燃料ポンプの制御マップを示す。図５を例に説明すれば、コモンレール圧が低圧では燃料噴射量も少量、中量の範囲でＮＯ１高圧燃料ポンプが不作動で、コモンレール圧が中圧では燃料噴射量も少量の範囲でＮＯ１高圧燃料ポンプが不作動になるよう制御されている。
また、図６は従来技術のように、ＮＯ１高圧燃料ポンプ及びＮＯ２高圧燃料ポンプを同時に作動させた場合の制御マップを示す。
以上の図３（Ａ）、（Ｂ）、並びに図４〜５及び図６に示すように、本発明のかかる実施例の場合は、１台のＮＯ２高圧燃料ポンプをカムリフト≒０から最大リフトまで使用することにより、従来技術のようにＮＯ１高圧燃料ポンプ及びＮＯ２高圧燃料ポンプを同時に作動させる場合と同一の吐出量を保持した上で、スピルをＮＯ２高圧燃料ポンプのみとすることにより、従来技術よりもスピル回数を減ずることが可能となる。
【００２９】
また、前記実施例において、特に次のように構成することもできる。
即ち、前記コントローラ１００は、コモンレール圧力が予め設定した一定圧力以下の低コモンレール圧力時に不作動とせしめる前記高圧燃料ポンプ２０の順序を予め設定し、この設定順序に従い、該高圧燃料ポンプ２０の電磁弁１を操作するように構成することもできる。
このように構成すれば、複数の高圧燃料ポンプ２０のうち、前記のようにして低、中コモンレール圧力時に該高圧燃料ポンプ２０を一定の順序で不作動とせしめることにより、かかる低、中コモンレール圧力時に同一の高圧燃料ポンプ２０を偏って作動させるのを回避できて、特定の高圧燃料ポンプ２０のプランジャ２の摩耗やエロージョンの発生を防止でき、高圧燃料ポンプ２０の耐久性が向上する。
【００３０】
以上の実施例によれば、エンジンの負荷が一定負荷以下の低負荷運転時あるいは中負荷運転時、即ちエンジンの燃料噴射量が一定値以下の低、中燃料噴射量時に、あるいはコモンレール圧力が一定値以下の低、中コモンレール圧力時に、コントローラ１００からの制御信号によって、複数の高圧燃料ポンプ２０のうちの一部の高圧燃料ポンプ（ＮＯ１高圧燃料ポンプ）の電磁弁１を開放状態に操作し、当該高圧燃料ポンプ２０のプランジャ室３を給、排油側に開放して当該高圧燃料ポンプ（ＮＯ１高圧燃料ポンプ）２０を不作動とせしめるので、ポンプの吐出終りに電磁弁１を開くことによってプランジャ室３内の残存高圧燃料が給油系にスピルされるスピル燃料量を、不作動とした高圧燃料ポンプ２０（ＮＯ１高圧燃料ポンプ）のスピル燃料量だけ、従来技術の場合よりも少なくすることができる。
【００３１】
即ち、かかる実施例によれば、低、中負荷運転時に一部の高圧燃料ポンプ２０（ＮＯ１高圧燃料ポンプ）を、電磁弁１を開放状態にして休止させ、残った高圧燃料ポンプ（ＮＯ２高圧燃料ポンプ）によって休止している高圧燃料ポンプの分まで必要量の燃料をコモンレール７に吐出する。これにより、高圧燃料ポンプ２０によって高圧を作り出してコモンレール７に吐出する量は従来の場合と同一で、休止している高圧燃料ポンプ（ＮＯ１高圧燃料ポンプ）でスピルする回数だけ、スピル作用によって給、排油側に捨てられてしまうエネルギーを低減できる。
これにより、高圧燃料ポンプ２０の駆動エネルギーを低減できるとともに、該高圧燃料ポンプ２０の吐出終りに電磁弁１を開くことによって、給、排油側に捨てられるプランジャ室３内の残存高圧燃料の有用なエネルギーを、前記従来技術の場合よりも低減することが可能となって、燃料噴射系のエネルギー効率が上昇する。
一方、作動させる側の高圧燃料ポンプ（ＮＯ２高圧燃料ポンプ）の吐出量を不作動とした側の高圧燃料ポンプ（ＮＯ１高圧燃料ポンプ）の吐出量分だけ増加させることにより、当該負荷に対応するコモンレールへの燃料吐出量を所要の燃料吐出量に保持できる。
【００３２】
また、低、中燃料噴射量時に不作動とせしめる高圧燃料ポンプ（たとえばＮＯ１高圧燃料ポンプ）の順序を予め設定し、この設定順序に従い前記高圧燃料ポンプ２０の電磁弁１を操作するように構成したので、複数の高圧燃料ポンプ２０のうち、前記のようにして低、中燃料噴射量時に高圧燃料ポンプ２０を一定の順序で不作動とせしめることにより、かかる低，中燃料噴射量時に同一の高圧燃料ポンプ２０を偏って作動させるのを回避できて、特定の高圧燃料ポンプ２０のプランジャ２の摩耗やエロージョンの発生を防止でき、高圧燃料ポンプ２０の耐久性が向上する。
【００３３】
また、図１において、前記各高圧燃料ポンプ２０のプランジャ室３周りに、該各高圧燃料ポンプ２０の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ１３を設置して、該吐出圧力センサ１３からの吐出圧力検出値を前記コントローラ１００に入力する。そして、該コントローラ１００においては、前記吐出圧力検出値により異常が検知された場合は、異常が検知された高圧燃料ポンプ２０以外の高圧燃料ポンプを作動せしめる。
このように構成すれば、吐出圧力センサ１３からの吐出圧力検出値により、吐出圧力の異常な低下等の作動に異常が発生している高圧燃料ポンプ２０を早期に検知でき、当該高圧燃料ポンプ２０の作動を除外することにより、エンジンの安定運転を継続できる。
【００３４】
また、前記吐出圧力センサ１３以外の燃料ポンプ異常検知手段（図示省略）により、前記高圧燃料ポンプ２０の異常の有無を検知して前記コントローラ１００に入力し、前記コントローラ１００は、前記低燃料噴射量時において前記燃料ポンプ異常検知手段からの検知信号により、異常が検知された前記高圧燃料ポンプ２０以外の高圧燃料ポンプ２０を作動せしめるように構成されるとともに、エンジンの最大出力（燃料噴射量）を、不作動とした高圧燃料ポンプの数に応じて制限することも可能である。
このように構成すれば、エンジンの最大出力制限に、正常動作している高圧燃料ポンプ系にかかる負荷を制限でき、当該高圧燃料ポンプ系を安全に運転継続することにより、エンジンの安定運転を継続できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、エンジン負荷によって高圧燃料ポンプを使い分けることにより高圧燃料の有用なエネルギーの放出を抑制して高圧燃料ポンプの駆動エネルギーを低減し、エンジンのエネルギー効率を向上させた燃料噴射装置及びエンジンの運転方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例に係るディーゼルエンジン用蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。
【図２】前記実施例における高圧燃料ポンプ制御の制御ブロック図である。
【図３】本発明と従来技術との高圧燃料ポンプの作動比較線図である。
【図４】前記実施例におけるディーゼルエンジン作動特性線図（その１）である。
【図５】前記実施例におけるディーゼルエンジン作動特性線図（その２）である。
【図６】従来技術に係るディーゼルエンジン作動特性線図である。
【図７】本発明の実施例における高圧燃料ポンプの他の例を示す作動線図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      電磁弁
１ａ    弁体
２      プランジャ
３      プランジャ室
４      ポンプカム
５      カム軸
６      クランク軸
７      コモンレール
８      噴射管
９      燃料噴射弁
１０    シリンダ
１１    逆止弁
１２    吐出管
１４    コモンレール圧力センサ
１５    クランク角センサ
１６    負荷検出器
１８    燃料供給ポンプ
２０    高圧燃料ポンプ
１００  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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