(57)【要約】【課題】高圧燃料ポンプの吐出圧及び燃料噴射弁から燃料噴射した際の減圧によるピーク圧を伴った燃料の脈動を効果的に減衰させて、第１及び第２デリバリパイプ内での燃圧変動を可及的に小さくすることができるＶ型８気筒ガソリンエンジンの燃料噴射装置を提供する。【解決手段】第１及び第２高圧燃料ポンプ１，２からそれぞれ個別に吐出される燃料を複数個の燃料噴射弁７ａ〜７ｈへ分配してエンジン内へ噴射させるために設けた第１及び第２デリバリパイプ５，６同士を連結する連結配管８の略中央位置に、第１及び第２デリバリパイプ内からの燃料を連結配管内で弾性的に仕切る膜板状のダイアフラム９を設け、第１及び第２デリバリパイプ内からの各高圧燃料ポンプの吐出圧および各燃料噴射弁から燃料噴射した際の減圧による燃料の脈動を連結配管内で減衰させている。【選択図】図１
2007170209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの高圧燃料ポンプと、
それぞれ複数個の燃料噴射弁を備える管体として形成され、上記２つの高圧燃料ポンプから吐出される燃料を上記複数個の燃料噴射弁へ分配して内燃機関内へ噴射させるために設けられた２つの高圧燃料分配管と、
上記２つの高圧燃料ポンプを、それぞれ上記２つの高圧燃料分配管の一端部に接続する２つの高圧配管と、
上記２つの高圧燃料分配管同士を連結する連結配管と、
この連結配管に設けられ、２つの高圧燃料分配管内からの高圧燃料ポンプの吐出圧および燃料噴射弁から燃料噴射した際の減圧による燃料の脈動を連結配管内で減衰させる減衰手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
上記請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、
減衰手段としては、２つの高圧燃料分配管内からの燃料を連結配管内で弾性的に仕切る膜板状のダイアフラムが適用されていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
上記請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置において、
減衰手段としては、２つの高圧燃料分配管内からの燃料の脈動を受け、その両高圧燃料分配管内からの燃料の脈動によってシリンダ内を進退移動するフリーピストンが適用されていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関し、特に、Ｖ型エンジンのように２つの燃料ポンプから吐出された燃料が個別に供給される２つの高圧燃料分配管内での高圧燃料ポンプの吐出圧の脈動を効果的に抑制しかつその脈動による高圧燃料分配管内でのピーク圧を低減させる対策に係わる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｖ型エンジン、例えばＶ型８気筒のような多気筒エンジンのシリンダ内へガソリンなどの燃料を直接に噴射する筒内直接噴射式の燃料噴射装置においては、図４に示すように、ＥＣＵ（電子制御ユニット）ａにより燃料を調量吐出するように制御された２つの高圧燃料ポンプｂ１，ｂ２と、８個の燃料噴射弁ｃ１〜ｃ８を４個ずつ備える管体として形成され、上記２つの高圧燃料ポンプｂ１，ｂ２から吐出された燃料を上記８個の燃料噴射弁ｃ１〜ｃ８へ分配して内燃機関内へ噴射させるために設けられた２つのデリバリパイプｄ１，ｄ２と、上記２つの高圧燃料ポンプｂ１，ｂ２を、それぞれ上記２つのデリバリパイプｄ１，ｄ２の一端部に接続する２つの高圧配管ｅ１，ｅ２とを備え、燃料の圧力（燃圧）を燃料噴射弁ｃ１〜ｃ８において必要とされる高圧の噴射圧力まで高圧燃料ポンプｂ１，ｂ２によって昇圧させ、この高圧燃料ポンプｂ１，ｂ２によって昇圧された燃料を高圧配管ｅ１，ｅ２を介してデリバリパイプｄ１，ｄ２に供給し、このデリバリパイプｄ１，ｄ２から各シリンダ毎に設けられた８個の燃料噴射弁ｃ１〜ｃ８へ分配された高圧の燃料を各シリンダ内へ噴射することが行われている。なお、図４中ｉはデリバリパイプｄ１，ｄ２内の燃料の圧力を検出する燃圧センサである。
【０００３】
ところが、このようなＶ型エンジンにあっては、高圧燃料ポンプｂ１，ｂ２のプランジャが吸入行程と吐出行程とを繰り返す運動を行って燃料を昇圧しているために２つの高圧燃料ポンプｂ１，ｂ２から吐出される燃料の吐出圧により脈動が発生している。そのため、図５に示すように、左右のバンクに対応して１本づつ設けられた２本のデリバリパイプｄ１，ｄ２内の燃料の圧力（燃圧）が、それぞれ個々の高圧燃料ポンプｂ１，ｂ２の吐出圧による脈動に応じて変動しているため、内燃機関の出力が自ずと変動してしまうことになる。
【０００４】
そのため、従来より、図６に示すように、２本のデリバリパイプｄ１，ｄ２の一端同士および他端同士をそれぞれ連結する２本の連結配管ｆ１，ｆ２を設け、２本のデリバリパイプｄ１，ｄ２と２本の連結配管ｆ１，ｆ２とによってループ状の大きな容積を確保して、２つの高圧燃料ポンプｂ１，ｂ２の圧による脈動を大きな容積で吸収するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−４４２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来のものでは、デリバリパイプなどの２つの高圧燃料分配管ｄ１，ｄ２内の燃料が２つの連結配管ｆ１，ｆ２を介して流通可能となっているため、一方の高圧燃料分配管ｄ１（またはｄ２）に燃料を供給する高圧燃料ポンプｇ１（またはｇ２）から燃料を吐出した際の脈動（圧力波）が各連結配管ｆ１，ｆ２を介して高速で他方の高圧燃料分配管ｄ２（またはｄ１）の壁面に衝突し、その壁面自体が剛体であるために壁面に衝突した際の圧力波が、図７に示すようなピーク圧を伴ったものとなる。しかも、２つの高圧燃料分配管ｄ１，ｄ２内の燃料が連結配管ｆ１，ｆ２を介して流通可能となっていると、一方の高圧燃料分配管ｄ１（またはｄ２）内で点火順序に応じて順に燃料噴射弁ｃ，…から燃料が噴射された際の減圧による脈動も他方の高圧燃料分配管ｄ２（またはｄ１）に伝達され、その燃料を噴射した際の減圧による脈動（圧力波）が壁面に衝突した際に、図７に示すようなピーク圧を伴った脈動となる。このため、高圧燃料ポンプｇ１，ｇ２の吐出圧によるピーク圧を伴った燃料の脈動、および燃料噴射弁ｃ，…から燃料噴射した際の減圧によるピーク圧を伴った燃料の脈動によって、２つの高圧燃料分配管ｄ１，ｄ２内の燃圧に大きな変動を与えることになる。
【０００６】
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、高圧燃料ポンプの吐出圧によるピーク圧を伴った燃料の脈動および燃料噴射弁から燃料噴射した際の減圧によるピーク圧を伴った燃料の脈動を効果的に減衰させて、２つの高圧燃料分配管内での燃圧変動を可及的に小さくすることができる内燃機関の燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、内燃機関の燃料噴射装置として、２つの高圧燃料ポンプと、それぞれ複数個の燃料噴射弁を備える管体として形成され、上記２つの高圧燃料ポンプから吐出される燃料を上記複数個の燃料噴射弁へ分配して内燃機関内へ噴射させるために設けられた２つの高圧燃料分配管と、上記２つの高圧燃料ポンプを、それぞれ上記２つの高圧燃料分配管の一端部に接続する２つの高圧配管と、上記２つの高圧燃料分配管同士を連結する連結配管と、この連結配管に設けられ、２つの高圧燃料分配管内からの高圧燃料ポンプの吐出圧および燃料噴射弁から燃料噴射した際の減圧による燃料の脈動を連結配管内で減衰させる減衰手段とを備えている。
【０００８】
この特定事項により、高圧燃料ポンプから高圧配管を介してそれぞれ燃料が個別に供給される２つの高圧燃料分配管は、減衰手段を備えた連結配管によって連結されているので、２つの高圧燃料分配管内での高圧燃料ポンプの吐出圧および燃料噴射弁から燃料噴射した際の減圧による燃料の脈動は、連結配管内の減衰手段によって円滑に吸収されて、連結配管を介して一方の高圧燃料分配管から他方の高圧燃料分配管にピーク圧を伴って伝達されることがなく、２つの高圧燃料分配管内での燃料の脈動が効果的に減衰されてピーク圧のない平坦なものとなる。これによって、２つの高圧燃料分配管内での燃圧変動を可及的に小さくすることが可能となり、内燃機関の出力変動を抑制することが可能となる。
【０００９】
特に、減衰手段を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００１０】
つまり、減衰手段として、２つの高圧燃料分配管内からの燃料を連結配管内で弾性的に仕切る膜板状のダイアフラムを適用している。
【００１１】
この特定事項により、２つの高圧燃料分配管内での高圧燃料ポンプの吐出圧および燃料噴射弁から燃料噴射した際の一方の高圧燃料分配管から他方の高圧燃料分配管への燃料の脈動は、連結配管内を弾性的に仕切る膜板状のダイアフラムを他方の高圧燃料分配管側へ変位させることによって円滑に吸収されて、高圧燃料分配管同士の間で相互に伝達されることがなく、２つの高圧燃料分配管内での燃料の脈動を効果的に減衰させてピーク圧のない平坦なものにすることが可能となる。
【００１２】
これに対し、減衰手段として、２つの高圧燃料分配管内からの燃料の脈動を受け、その両高圧燃料分配管内からの燃料の脈動によってシリンダ内を進退移動するフリーピストンを適用している場合には、２つの高圧燃料分配管内での高圧燃料ポンプの吐出圧および燃料噴射弁から燃料噴射した際の一方の高圧燃料分配管から他方の高圧燃料分配管への燃料の脈動は、連結配管内でシリンダ内を一方の高圧燃料分配管側から他方の高圧燃料分配管側へ進退移動するフリーピストンによって円滑に吸収されて、連結配管を介して一方の高圧燃料分配管から他方の高圧燃料分配管にピーク圧を伴って伝達されることがなく、２つの高圧燃料分配管内での燃料の脈動を効果的に減衰させてピーク圧のない平坦なものにすることが可能となる。
【００１３】
しかも、フリーピストンは、一方の高圧燃料分配管からの燃料の脈動によって他方の高圧燃料分配管側へシリンダ内を進退移動することによって燃料の脈動を減衰させているので、一方の高圧燃料分配管からの燃料の脈動によって膜板状のダイアフラムを他方の高圧燃料分配管側へ変位させることによって燃料の脈動を減衰させているもののように膜板状のダイアフラムの材質を耐性のある高価なものにする必要がなく、安価でかつ信頼性が高い減衰手段を構成することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、要するに、高圧燃料ポンプから高圧配管を介してそれぞれ燃料を個別に供給する２つの高圧燃料分配管を、膜板状のダイアフラムまたはシリンダ内を進退移動するフリーピストンなどよりなる減衰手段を備えた連結配管によって連結することで、２つの高圧燃料分配管内での高圧燃料ポンプの吐出圧および燃料噴射弁から燃料噴射した際の減圧による燃料の脈動を減衰手段によって円滑に吸収して一方の高圧燃料分配管から他方の高圧燃料分配管にピーク圧を伴って伝達させることなく効果的に減衰させ、２つの高圧燃料分配管内での燃圧変動を可及的に小さくすることができて、内燃機関の出力変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の実施例１に関わる内燃機関の燃料噴射装置の構成を示す図であって、この図１では、燃料噴射装置を一例としてのＶ型８気筒ガソリンエンジンに適用している。
【００１７】
図１において、１および２は第１および第２高圧燃料ポンプを示している。これら独立の第１および第２高圧燃料ポンプ１，２は、所謂プランジャポンプに属するものであって、それぞれ１本のプランジャと、それらのプランジャが往復動をするためのポンプシリンダと、各プランジャを往復動させるためにエンジン本体によって回転駆動される楕円形のポンプカムとを備えている。この場合、第１および第２高圧燃料ポンプ１，２のポンプカムの相対的な位相は、同位相となっている。
【００１８】
また、第１および第２高圧燃料ポンプ１，２は、それらの吸入側が共通の低圧配管に接続されていて、低圧配管からそれぞれ低圧の燃料を受け入れて加圧することにより、燃料を例えば１５ＭＰａ程度の圧力まで昇圧させて、この高圧燃料をそれぞれ第１および第２高圧配管３，４を介して、Ｖ型８気筒エンジンの左右のバンクのシリンダヘッドにそれぞれ対応するように個別に設けられた高圧燃料分配管としての管体状の第１および第２デリバリパイプ５，６へ吐出するようになっている。
【００１９】
第１デリバリパイプ５には、Ｖ型８気筒ガソリンエンジンの右側バンクに属する４個のシリンダに対応して４個の第１ないし第４燃料噴射弁７ａ〜７ｄが設けられている一方、第２デリバリパイプ６には、左側バンクに属する４個のシリンダに対応して４個の第５ないし第８燃料噴射弁７ｅ〜７ｈが設けられている。この８つの燃料噴射弁７ａ〜７ｈは、ＥＣＵ（電子制御ユニット）２０から燃料噴射信号を受けた時に独立に開弁し、第１または第２デリバリパイプ５，６内の燃料をそれぞれのシリンダ内へ噴射して燃焼させるようになっている。この場合、図２に示すように、各燃料噴射弁７ａ〜７ｈの燃料噴射順序は、点火順序に則した順に行われる。また、第１および第２高圧燃料ポンプ１，２は、第１および第２デリバリパイプ５，６内から燃料噴射弁７ａ〜７ｈにより燃料噴射された燃料が調量吐出されて補われるようにＥＣＵ２０によって制御されている。
【００２０】
そして、本発明の特徴部分としては、図１に示すように、第１および第２デリバリパイプ５，６の後端（図１では上端）に近い部分同士を連結する連結配管８が設けられている。この連結配管８の略中央位置には、第１および第２デリバリパイプ５，６内からの燃料を連結配管８内で弾性的に仕切る減衰手段としての膜板状のダイアフラム９が設けられていて、第１および第２デリバリパイプ５，６内からの各高圧燃料ポンプ１，２の吐出圧および各燃料噴射弁７ａ〜７ｈから燃料噴射した際の減圧による燃料の脈動を連結配管８内で減衰させるようにしている。また、第１デリバリパイプ５には燃圧センサＸが設けられており、第２デリバリパイプ６内の燃料の圧力が連結配管８内のダイアフラム９を介して第１デリバリパイプ５内に伝達されることによって、第１および第２デリバリパイプ５，６内の燃料の圧力が単一の燃圧センサＸにより検出されるようになっている。この燃圧センサＸの検出値はＥＣＵ２０に出力され、第１および第２高圧燃料ポンプ１，２による燃料の調量吐出が正確に行われるようになっている。
【００２１】
したがって、上記実施例１では、２つの高圧燃料ポンプ１，２から高圧配管３，４を介してそれぞれ燃料が個別に供給される第１および第２デリバリパイプ５，６は、その第１および第２デリバリパイプ５，６内からの燃料を弾性的に仕切る膜板状のダイアフラム９を備えた連結配管８によって連結されているので、図２に示すように、第１および第２デリバリパイプ５，６内での各高圧燃料ポンプ１，２の吐出圧および各燃料噴射弁７ａ〜７ｈから燃料噴射した際の減圧による燃料の脈動は、連結配管８内を弾性的に仕切る膜板状のダイアフラム９によって円滑に吸収されて、連結配管８を介して一方の第１デリバリパイプ５（または第２デリバリパイプ６）から他方の第２デリバリパイプ６（または第１デリバリパイプ５）にピーク圧を伴って伝達されることがなく、２つの第１および第２デリバリパイプ５，６内での燃料の脈動が効果的に減衰されてピーク圧のない平坦なものとなる。これによって、２つの第１および第２デリバリパイプ５，６内での燃圧変動を可及的に小さくすることができ、Ｖ型８気筒ガソリンエンジンの出力変動を抑制することができる。
【実施例２】
【００２２】
次に、本発明の実施例２を図３に基づいて説明する。
【００２３】
この実施例２では、減衰手段の構成を変更している。なお、減衰手段を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一の部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２４】
すなわち、本実施例では、減衰手段１０は、連結配管８の略中央位置に設けられたシリンダ１１と、このシリンダ１１内に設けられ、そのシリンダ１１内を進退移動するフリーピストン１２とを備えている。このフリーピストン１２の一側（図３では左側）に位置するシリンダ１１の一側室１１ａには第２デリバリパイプ５が連結配管８を介して連通している一方、フリーピストン１２の他側（図３では右側）に位置するシリンダ１１の他側室１１ｂには第１デリバリパイプ４が連結配管８を介して連通している。そして、フリーピストン１２は、シリンダ１１の一側室１１ａに作用する第２デリバリパイプ５内の燃圧と、シリンダ１１の他側室１１ｂに作用する第１デリバリパイプ６内の燃圧とによってシリンダ１１内で均衡しており、一方のデリバリパイプ６（または５）内で燃料の脈動が発生した際にシリンダ１１の一側室１１ａを拡大させて他側室１１ｂを収縮させるように他側へ移動する一方、他方のデリバリパイプ５（または６）内で燃料の脈動が発生した際にシリンダ１１の他側室１１ｂを拡大させて一側室１１ａを収縮させるように一側へ移動するようになっている。
【００２５】
したがって、上記実施例２では、第１および第２デリバリパイプ５，６内での各高圧燃料ポンプ１，２の吐出圧および各燃料噴射弁７ａ〜７ｈから燃料噴射した際の一方の第１高圧燃料分配管５（または第２高圧燃料分配管６）から他方の第２高圧燃料分配管６（または第１高圧燃料分配管５）への燃料の脈動は、シリンダ１１の一側室１１ａを拡大させて他側室１１ｂを収縮させるように他側へ移動するフリーピストン１２によって円滑に吸収されて、連結配管８を介して第１高圧燃料分配管５（または第２高圧燃料分配管６）から他方の第２高圧燃料分配管６（または第１高圧燃料分配管５）にピーク圧を伴って伝達されることがなく、第１および第２デリバリパイプ５，６内での燃料の脈動を効果的に減衰させてピーク圧のない平坦なものにすることができる。
【００２６】
しかも、フリーピストン１２は、一方の第１高圧燃料分配管５（または第２高圧燃料分配管６）からの燃料の脈動によってシリンダ１１の一側室１１ａを拡大させて他側室１１ｂを収縮させるようにシリンダ１１内を他側へ移動することによって燃料の脈動を減衰させているので、一方のデリバリパイプからの燃料の脈動によって膜板状のダイアフラムを他方のデリバリパイプ側へ変位させることによって燃料の脈動を減衰させているもののように膜板状のダイアフラムの材質を耐性のある高価なものにする必要がなく、安価でかつ信頼性が高い減衰手段１０を構成することができる。
【００２７】
なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記各実施例では、燃料噴射装置をＶ型８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が、本発明はこれに限らず、Ｖ型６気筒ガソリンエンジンや、Ｖ型１０気筒またはＶ型１２気筒ガソリンエンジンにも適用可能である。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。
【００２８】
また、上記各実施例では、第１および第２高圧燃料ポンプ１，２のポンプカムの相対的な位相を同位相としたが、逆位相であってもよい。
【００２９】
更に、上記各実施例では、燃料噴射装置をＶ型８気筒エンジンに適用した場合について述べたが、Ｖ型６気筒エンジンや、Ｖ型１０気筒またはＶ型１２気筒エンジンに適用してもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１に係わる燃料噴射装置のシステム構成図である。
【図２】同じく点火順序並びに第１および第２高圧燃料ポンプの吐出タイミングに応じた各デリバリパイプ内での燃量の脈動の特性を示す特性図である。
【図３】本発明の実施例２に係わる燃料噴射装置のシステム構成図である。
【図４】従来例に係わる燃料噴射装置のシステム構成図である。
【図５】同じく点火順序並びに２つの高圧燃料ポンプの吐出タイミングに応じた各デリバリパイプ内での燃量の脈動の特性を示す特性図である。
【図６】その他の従来例に係わる燃料噴射装置のシステム構成図である。
【図７】同じく点火順序並びに２つの高圧燃料ポンプの吐出タイミングに応じた２つのデリバリパイプ内でのそれぞれの燃量の脈動の特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００３１】
１          第１高圧燃料ポンプ
２          第２高圧燃料ポンプ
３          第１高圧配管
４          第２高圧配管
５          第１デリバリパイプ（高圧燃料分配管）
６          第２デリバリパイプ（高圧燃料分配管）
７ａ〜７ｈ  第１ないし第８燃料噴射弁
８          連結配管
９          ダイアフラム（減衰手段）
１０        減衰手段
１１        シリンダ
１２        フリーピストン
【図１】
2007170209.tif 000003
【図２】
2007170209.tif 000004
【図３】
2007170209.tif 000005
【図４】
2007170209.tif 000006
【図５】
2007170209.tif 000007
【図６】
2007170209.tif 000008
【図７】
2007170209.tif 000009