JP2007303372A - Fuel supply system of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel supply system of an internal combustion engine in which an electromagnetic valve or the like need not be provided, requests for both high power and low fuel consumption can be satisfied, and further a simple structure and high reliability can be realized. <P>SOLUTION: The fuel supply system is equipped with pump controllers 59, 60 which control an operation of a fuel pump 21 so as to supply a required injection quantity of fuel to an injector 31; a low-pressure regulator 71 including a regulated pressure port 71a connected with a fuel pathway P1 at a supply side and a return port 71b communicating with a fuel reservoir chamber 11 at a pump side; a high-pressure regulator 72 including a regulated pressure port 72a connected with the fuel pathway P1 at the supply side, and a return port 72b communicating with a fuel reservoir room 11 at the pump side; transfer pumps 76, 77 which transfers fuel from other fuel reservoir chambers 12, 13 to the reservoir chamber 11 depending on a fuel flow returning from the port 71b to the reservoir room 11; and an orifice 81 which is located in a fuel pathway P2 at a return side and limits a fuel flow returning to the reservoir room 11 depending on an anteroposterior pressure difference. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料タンク内の複数の燃料貯留室に貯留された燃料を燃料ポンプで燃料噴射装置(インジェクタ)に供給する内燃機関の燃料供給システム、特に鞍型燃料タンク内の燃料移送にジェットポンプを採用するとともに、燃料噴射精度向上のため運転状態に応じた供給燃料圧力(以下、燃圧という)の高圧/低圧切換えを行なうようにした内燃機関の燃料供給システムに関する。   The present invention relates to a fuel supply system for an internal combustion engine that supplies fuel stored in a plurality of fuel storage chambers in a fuel tank to a fuel injection device (injector) using a fuel pump, and particularly to a jet pump for fuel transfer in a vertical fuel tank. And a fuel supply system for an internal combustion engine that performs high-pressure / low-pressure switching of a supplied fuel pressure (hereinafter referred to as fuel pressure) in accordance with an operating state in order to improve fuel injection accuracy.

燃料タンク内に貯留された燃料をインジェクタ側に供給する燃料供給システムにおいては、いわゆる鞍形の燃料タンク(下面側にプロペラシャフト等が通過する凹部を形成した燃料タンク)内で、燃料ポンプが設置されたポンプ側燃料貯留室に他の燃料貯留室から燃料を移送するようにしたものがある。例えば、エンジンで遂次消費される燃料消費量分だけ連通路を通じて燃料を移送するように、ポンプから余計に吐出された燃料の戻り通路を分岐させ、その分岐通路内の戻り流量に応じて燃料ポンプ側燃料貯留室に他の燃料貯留室から燃料を移送するジェットッポンプを設けるとともに、そのジェットッポンプより上流側の分岐通路に電磁弁を設けて、移送量をコントローラ側から最適量に制御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)。   In the fuel supply system that supplies the fuel stored in the fuel tank to the injector side, the fuel pump is installed in a so-called saddle-shaped fuel tank (a fuel tank in which a propeller shaft or the like is formed on the lower surface side). Some pump-side fuel storage chambers transfer fuel from other fuel storage chambers. For example, the return passage of the fuel discharged from the pump is branched so that the fuel is transferred through the communication passage by the amount of fuel consumed by the engine, and the fuel according to the return flow rate in the branch passage. A jet pump that transfers fuel from other fuel storage chambers is provided in the pump side fuel storage chamber, and an electromagnetic valve is provided in the branch passage upstream of the jet pump to control the transfer amount from the controller side to the optimum amount. What is made to do is known (for example, refer patent document 1).

また、電子制御燃料噴射方式の内燃機関においては、燃料噴射時間(噴射駆動パルス幅)と燃料噴射量との関係に直線性が要求されるが、高出力に対応すべく噴射孔面積を大きくすると、アイドリング時等のように要求噴射量が少ない低負荷領域で精度良く噴射量制御が行なうのが困難であるため、絞り弁下流側の吸気圧を背圧とするプレッシャレギュレータにより燃圧を調圧するとともにその燃圧の検出値に基づいて噴射駆動パルスを補正し、低負荷時には吸気に応じて燃圧を低下させることで制御精度を高め、絞り弁開度が大きくなり吸気圧も比較的大きくなる高負荷時には低負荷時よりも燃圧が高くなるようにして高出力の要求噴射量に対応可能にしたものがある(例えば特許文献2参照)。   Further, in an internal combustion engine of an electronic control fuel injection system, linearity is required for the relationship between the fuel injection time (injection drive pulse width) and the fuel injection amount. Since it is difficult to accurately control the injection amount in a low load region where the required injection amount is small, such as when idling, the fuel pressure is regulated by a pressure regulator that uses the intake pressure downstream of the throttle valve as the back pressure. The injection drive pulse is corrected based on the detected value of the fuel pressure, and the control accuracy is improved by lowering the fuel pressure according to the intake air at low load, and the throttle valve opening is increased and the intake pressure is relatively high at high load. Some have made the fuel pressure higher than when the load is low, so that the required injection amount with a high output can be accommodated (see, for example, Patent Document 2).

さらに、高・低の燃圧についてインジェクタの噴射時間と要求噴射量との直線性が得られる範囲を予め把握し、高圧の燃圧では前記直線性が低下してしまう低負荷領域において高圧プレッシャレギュレータをバイパスする通路を形成して燃圧を低圧プレッシャレギュレータにより調圧し、噴射量制御のダイナミックレンジを広くして、燃料噴射制御の精度を確保するようにしたものがある(例えば特許文献3参照)。
特開2004−218571号公報 実全昭63−22360号公報 特開平10−274077号公報
In addition, the range in which the linearity between the injector injection time and the required injection amount can be obtained for high and low fuel pressures is grasped in advance, and the high-pressure pressure regulator is bypassed in the low load region where the linearity decreases at high fuel pressure. There is a type that adjusts the fuel pressure by a low-pressure pressure regulator to widen the dynamic range of the injection amount control and ensure the accuracy of the fuel injection control (see, for example, Patent Document 3).
JP 2004-218571 A Japanese Utility Model Publication No. 63-22360 Japanese Patent Laid-Open No. 10-274077

しかしながら、従来の内燃機関の燃料供給システムにあっては、燃料の戻り通路を分岐させ、その分岐通路にジェットポンプのみならず電磁弁を設けてそのジェットポンプの作動の有無を切換えていたため、電磁弁及びその制御手段(以下、電磁弁等という)の必要から装置構成の複雑化と信頼性の低下を招来してしまうという問題があった。   However, in the fuel supply system of the conventional internal combustion engine, the return path of the fuel is branched, and not only a jet pump but also an electromagnetic valve is provided in the branch path to switch the operation of the jet pump. Due to the necessity of the valve and its control means (hereinafter referred to as a solenoid valve or the like), there is a problem that the configuration of the apparatus is complicated and the reliability is lowered.

また、プレッシャレギュレータの背圧に吸気圧を常時導入する従来の内燃機関の燃料供給システムにあっては、高温時に燃料ベーパが発生して始動性が悪くなる等の問題があったため、高温時にはプレッシャレギュレータの背圧室に大気圧を導くといったことがなされていたが、背圧切換え用の電磁弁等の必要から装置構成の複雑化と信頼性の低下を招来してしまうという問題があった。   In addition, in the conventional internal combustion engine fuel supply system that constantly introduces the intake pressure to the back pressure of the pressure regulator, there is a problem that the fuel vapor is generated at a high temperature and the startability is deteriorated. There has been a problem that the atmospheric pressure is led to the back pressure chamber of the regulator, but there is a problem that the configuration of the apparatus is complicated and the reliability is lowered due to the necessity of a back pressure switching electromagnetic valve or the like.

さらに、低負荷領域において高圧プレッシャレギュレータをバイパスする通路を形成する従来の内燃機関の燃料供給システムにあっては、高圧プレッシャレギュレータをバイパスする通路を形成したり、その開閉用の電磁弁を設けたりする必要があり、やはり、電磁弁等の必要から装置構成の複雑化と信頼性の低下を招来してしまうという問題があった。   Furthermore, in a conventional internal combustion engine fuel supply system that forms a passage that bypasses the high-pressure pressure regulator in a low load region, a passage that bypasses the high-pressure pressure regulator is formed, or an electromagnetic valve for opening and closing the passage is provided. Again, there is a problem that the necessity of a solenoid valve or the like leads to a complicated apparatus configuration and a decrease in reliability.

これらの問題に加えて、大気圧を背圧とする絶対圧制御を採用した場合、インジェクタのプランジャの受ける差圧も変化するため、燃圧を一定にすると負荷によってインジェクタの駆動負荷が増大してしまうことになり、このインジェクタ駆動負荷の増大に伴って微小通電時間でのインジェクタのニードル弁開度特性が悪化してしまい、内燃機関の低負荷時における燃焼制御性が悪化していた。特に、高回転負荷時に要求噴射量に応じた十分な燃料噴射量を確保するためにインジェクタの噴射孔面積が比較的大きく設定される高出力エンジンの場合、要求噴射量が非常に少ないアイドリング時等に駆動パルス幅が狭まり過ぎて噴射量の誤差が大きくなってしまうという問題が生じ、近年の高出力化と低燃費化の要求を両立させることが困難となっていた。   In addition to these problems, when the absolute pressure control using the atmospheric pressure as the back pressure is adopted, the differential pressure received by the plunger of the injector also changes. Therefore, if the fuel pressure is made constant, the driving load of the injector increases depending on the load. As a result, the needle valve opening characteristic of the injector during a minute energization time is deteriorated as the injector driving load is increased, and the combustion controllability at the time of low load of the internal combustion engine is deteriorated. Especially in the case of idling where the required injection amount is very low, etc., in the case of a high-power engine in which the injection hole area of the injector is set to be relatively large in order to ensure a sufficient fuel injection amount corresponding to the required injection amount at a high rotational load In addition, the drive pulse width becomes too narrow and the error of the injection amount becomes large, which makes it difficult to satisfy both the recent demand for higher output and lower fuel consumption.

そこで、本発明は、電磁弁等を設ける必要がなく、高出力化と低燃費化の要求を両立させ得る、構成の簡素な信頼性の高い内燃機関の燃料供給システムを提供するものである。   Therefore, the present invention provides a highly reliable fuel supply system for an internal combustion engine with a simple configuration that does not require a solenoid valve or the like and can satisfy both demands for high output and low fuel consumption.

本発明は、上記課題を解決するため、(1)燃料タンク内の複数の燃料貯留室に貯留された燃料を燃料ポンプで燃料噴射装置に供給する内燃機関の燃料供給システムであって、
要求される噴射量の燃料を前記燃料噴射装置に供給するよう前記燃料ポンプの作動を制御するポンプ制御手段と、前記燃料ポンプから前記燃料噴射装置への供給側の燃料通路に接続する第1の調整圧ポート及び前記燃料ポンプが設置されたポンプ側燃料貯留室に連通する第1のリターンポートを有し、大気圧を背圧として所定の低圧側の圧力調整値が設定された低圧プレッシャレギュレータと、前記供給側の燃料通路に接続する第2の調整圧ポート及び前記ポンプ側燃料貯留室に連通する第2のリターンポートを有し、大気圧を背圧として前記低圧プレッシャレギュレータよりも高い所定の高圧側の圧力調整値が設定された高圧プレッシャレギュレータと、前記第1のリターンポートから前記ポンプ側燃料貯留室に戻る燃料の流量に応じて前記ポンプ側燃料貯留室に他の燃料貯留室からの燃料を移送する移送ポンプと、前記第1のリターンポートから前記ポンプ側燃料貯留室への戻り側の燃料通路に設置され、前記第1のリターンポートから前記ポンプ側燃料貯留室に戻る燃料の流量を前後差圧に応じて制限する絞り要素と、を備え、前記燃料噴射装置での噴射が要求される要求燃料噴射量が所定値より少ないとき、前記低圧プレッシャレギュレータ及び前記高圧プレッシャレギュレータから前記ポンプ側燃料貯留室に戻る燃料の流量を所定量以下に抑制するよう前記ポンプ制御手段により前記燃料ポンプの吐出量を減少させて、前記供給側の燃料通路内の圧力を前記低圧側の圧力調整値に調整するものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides (1) a fuel supply system for an internal combustion engine that supplies fuel stored in a plurality of fuel storage chambers in a fuel tank to a fuel injection device with a fuel pump,
Pump control means for controlling the operation of the fuel pump so as to supply a required amount of fuel to the fuel injector; and a first fuel passage connected to a fuel passage on the supply side from the fuel pump to the fuel injector. A low-pressure pressure regulator having a first return port communicating with an adjustment pressure port and a pump-side fuel storage chamber in which the fuel pump is installed, and having a predetermined low-pressure adjustment value set with atmospheric pressure as a back pressure; And a second return pressure port connected to the fuel passage on the supply side and a second return port connected to the pump side fuel storage chamber, and a predetermined pressure higher than the low pressure pressure regulator using atmospheric pressure as a back pressure. A high-pressure pressure regulator in which a pressure adjustment value on the high-pressure side is set, and the flow rate of fuel returning from the first return port to the pump-side fuel storage chamber A transfer pump for transferring fuel from another fuel storage chamber to the pump-side fuel storage chamber, and a return-side fuel passage from the first return port to the pump-side fuel storage chamber; A throttle element that restricts the flow rate of fuel returning from the port to the pump-side fuel storage chamber according to the front-rear differential pressure, and when the required fuel injection amount required for injection by the fuel injection device is less than a predetermined value The pump control means reduces the discharge amount of the fuel pump so as to suppress the flow rate of the fuel returning from the low pressure pressure regulator and the high pressure pressure regulator to the pump side fuel storage chamber to a predetermined amount or less. The pressure in the fuel passage is adjusted to the pressure adjustment value on the low pressure side.

この構成により、燃料ポンプの吐出量を加減させるだけで低圧及び高圧プレッシャレギュレータの通過流量が適宜抑制され、供給燃料圧力が高圧側と低圧側とに切換えられる。したがって、燃料噴射装置を駆動する燃料噴射駆動パルスを燃料圧力の制御モードが高圧側か低圧側かによって異なるパルス幅に切換えるようにすれば、比較的噴射孔面積が大きい高出力エンジンの場合であっても、要求噴射量が非常に少ないアイドリング時等に駆動パルス幅が狭まり過ぎて噴射量の誤差が大きくなったり、高回転負荷時に要求噴射量に応じた十分な燃料噴射量を確保できなかったりすることがなく、近年の高出力化と低燃費化の要求を両立させることが可能となる。また、余剰の燃料をポンプ側燃料貯留室に戻すために専用のリターン配管を設ける必要がなく、余剰の燃料はエンジン側まで至らずにプレッシャレギュレータから燃料タンクに戻るので、燃料タンク内の燃料の温度も低く抑えることが可能となる。   With this configuration, the flow rate of the low-pressure and high-pressure pressure regulators is appropriately suppressed only by adjusting the discharge amount of the fuel pump, and the supply fuel pressure is switched between the high-pressure side and the low-pressure side. Therefore, if the fuel injection drive pulse for driving the fuel injection device is switched to a different pulse width depending on whether the fuel pressure control mode is the high pressure side or the low pressure side, this is the case of a high output engine having a relatively large injection hole area. However, the drive pulse width becomes too narrow when idling, etc., where the required injection amount is very small, and the injection amount error becomes large, or a sufficient fuel injection amount corresponding to the required injection amount cannot be secured at high rotational loads. Therefore, it is possible to satisfy both the recent demand for higher output and lower fuel consumption. In addition, there is no need to provide a dedicated return pipe to return the surplus fuel to the pump side fuel storage chamber, and the surplus fuel returns from the pressure regulator to the fuel tank without reaching the engine side. The temperature can be kept low.

上記(1)の構成を備えた内燃機関の燃料供給システムにおいては、(2)前記燃料噴射装置での燃料噴射時間及び前記供給側の燃料通路内の圧力に基づいて算出される燃料消費量と、前記燃料ポンプの通電状態に基づいて算出される前記燃料ポンプの吐出量とに基づいて、前記低圧プレッシャレギュレータ及び前記高圧プレッシャレギュレータから前記ポンプ側燃料貯留室に戻る燃料の流量を観測するレギュレータ通過流量算出手段を備えるのがよい。   In the fuel supply system of the internal combustion engine having the configuration of (1) above, (2) a fuel consumption calculated based on a fuel injection time in the fuel injection device and a pressure in the fuel passage on the supply side; And a regulator passage for observing the flow rate of fuel returning from the low-pressure pressure regulator and the high-pressure pressure regulator to the pump-side fuel storage chamber based on the discharge amount of the fuel pump calculated based on the energization state of the fuel pump It is preferable to provide a flow rate calculation means.

この構成により、レギュレータ通過流量を適正に維持することができ、低消費電力化と低燃費化を図ることができる。   With this configuration, the regulator passage flow rate can be properly maintained, and low power consumption and low fuel consumption can be achieved.

上記(1)又は更に上記(2)の構成を備えた内燃機関の燃料供給システムにおいては、(3)前記燃料ポンプの駆動状態を検出する検出手段を備えるのが好ましい。   In the fuel supply system of the internal combustion engine having the configuration (1) or further (2), it is preferable that (3) a detection means for detecting the driving state of the fuel pump is provided.

この場合、更に、(4)前記ポンプ制御手段が前記燃料ポンプの目標燃料吐出量に応じて前記燃料ポンプを駆動するポンプ駆動回路を備えているのがよい。   In this case, it is preferable that (4) the pump control means further includes a pump drive circuit for driving the fuel pump in accordance with a target fuel discharge amount of the fuel pump.

本発明によれば、燃料ポンプの吐出量を加減させるだけで低圧及び高圧プレッシャレギュレータの通過流量が適宜抑制され、供給燃料圧力が高圧側と低圧側とに切換えられるようにしているので、燃料噴射装置を駆動する燃料噴射駆動パルスを燃料圧力の制御モードが高圧側か低圧側かによって異なるパルス幅に切換えるようにすれば、比較的噴射孔面積が大きい高出力エンジンのインジェクタであっても、要求噴射量が非常に少ないアイドリング時等に燃料噴射駆動パルス幅が狭まり過ぎて噴射量の誤差が大きくなったり、高回転負荷時に要求噴射量に応じた十分な燃料噴射量を確保できなかったりすることがなくなり、近年の高出力化と低燃費化の要求を両立させることが可能となる。   According to the present invention, the flow rate of the low-pressure and high-pressure pressure regulators is appropriately suppressed only by adjusting the discharge amount of the fuel pump, and the supply fuel pressure is switched between the high-pressure side and the low-pressure side. If the fuel injection drive pulse for driving the system is switched to a different pulse width depending on whether the fuel pressure control mode is the high pressure side or the low pressure side, even a high power engine with a relatively large injection hole area is required. The fuel injection drive pulse width becomes too narrow at idling, etc. when the injection amount is very small, and the injection amount error becomes large, or a sufficient fuel injection amount corresponding to the required injection amount cannot be secured at high rotational load. This makes it possible to satisfy both the recent demand for higher output and lower fuel consumption.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1〜図3は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給システムを示す図であり、図1にその概略の構成を示している。   1 to 3 are views showing a fuel supply system for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows a schematic configuration thereof.

図1に示すように、本実施形態の内燃機関の燃料供給システムは、燃料タンク10内の複数の燃料貯留室11,12,13に貯留された燃料Lをエンジン1の各インジェクタ31(燃料噴射装置)に供給する燃料ポンプ21を備えている。   As shown in FIG. 1, the fuel supply system for an internal combustion engine according to the present embodiment uses fuel L stored in a plurality of fuel storage chambers 11, 12, 13 in a fuel tank 10 to each injector 31 (fuel injection) of the engine 1. The fuel pump 21 is supplied to the apparatus.

エンジン1は、自動車に搭載される多気筒内燃機関であり、そのエンジンブロック(詳細は図示していない)の各気筒1aにはピストン2で仕切られた燃焼室3が形成され、吸気弁4と排気弁5が所定のタイミングで開弁するよう装備されるとともに、燃焼室3内に露出するよう点火プラグ6が配置されている。また、吸気管7内にはスロットルバルブ8が設けられている。   The engine 1 is a multi-cylinder internal combustion engine mounted on an automobile. A combustion chamber 3 partitioned by a piston 2 is formed in each cylinder 1a of an engine block (not shown in detail), and an intake valve 4 The exhaust valve 5 is equipped to be opened at a predetermined timing, and a spark plug 6 is disposed so as to be exposed in the combustion chamber 3. A throttle valve 8 is provided in the intake pipe 7.

エンジン1の複数の気筒1aに対応する複数のインジェクタ31は、これらに燃料を供給するデリバリパイプ32と接続しており、燃料ポンプ21から吐出された燃料(例えばガソリン)は供給側の燃料通路P1を通してデリバリパイプ32に供給される。燃料ポンプ21は、例えば直流モータ21m(図2参照)で駆動されるようになっており、その電圧制御によって回転速度とそれに比例する吐出量を制御することが可能なものである。   The plurality of injectors 31 corresponding to the plurality of cylinders 1a of the engine 1 are connected to delivery pipes 32 that supply fuel to these, and the fuel (for example, gasoline) discharged from the fuel pump 21 is supplied to the fuel passage P1 on the supply side. To the delivery pipe 32. The fuel pump 21 is driven by, for example, a DC motor 21m (see FIG. 2), and can control the rotation speed and the discharge amount proportional to the voltage control.

インジェクタ31はそれぞれ対応する燃焼室3の近傍に配置されており、インジェクタ31および点火プラグ6の作動はエンジンコントロールコンピュータ(以下、ECCという)50によって制御され、燃料噴射時間や点火時期が制御される。   Each of the injectors 31 is disposed in the vicinity of the corresponding combustion chamber 3, and the operation of the injector 31 and the spark plug 6 is controlled by an engine control computer (hereinafter referred to as ECC) 50, and the fuel injection time and ignition timing are controlled. .

ECC50は、CPU(Central Processing Unit)50a、ROM(Read Only Memory)50b、RAM(Random Access Memory)50c、バッテリーを利用するバックアップ用メモリとしてのB−RAM(Back-up RAM)50dに加えて、図示しない入力インターフェース回路及び出力インターフェース回路を含んで構成されている。そして、ECC50の入力インターフェース回路には、エアフローメータ41、回転数センサ42及びスロットルセンサ43と、図示しない酸素センサ、気筒判別センサ、吸気温センサ、水温センサ等のセンサ群が接続されており、これらセンサ群からのセンサ情報がECC50に取り込まれるようになっている。また、ECC50の出力インターフェース回路には、インジェクタ31と、図示しないディストリビュータを介して各点火プラグ6を駆動するイグナイタ36と、後述するポンプ駆動回路60等が接続されている。なお、ECC50の電源はキースイッチ37を介してバッテリ38から供給される。   The ECC 50 includes a CPU (Central Processing Unit) 50a, a ROM (Read Only Memory) 50b, a RAM (Random Access Memory) 50c, and a B-RAM (Back-up RAM) 50d as a backup memory using a battery. An input interface circuit and an output interface circuit (not shown) are included. The input interface circuit of the ECC 50 is connected to an air flow meter 41, a rotation speed sensor 42, a throttle sensor 43, and a sensor group (not shown) such as an oxygen sensor, a cylinder discrimination sensor, an intake air temperature sensor, and a water temperature sensor. Sensor information from the sensor group is taken into the ECC 50. The output interface circuit of the ECC 50 is connected to an injector 31, an igniter 36 that drives each spark plug 6 via a distributor (not shown), a pump drive circuit 60 that will be described later, and the like. Note that the power of the ECC 50 is supplied from the battery 38 via the key switch 37.

ECC50のCPU50aは、主として、ROM50bに格納された制御プログラムに従って、RAM50cおよびB−RAM50dとの間でデータを授受しながら、前記入力インターフェース回路から取り込んだセンサ情報や予め設定された設定値情報等に基づいて、所定の演算処理を実行し、その結果に応じて前記出力インターフェース回路からの制御信号出力を行なうことで、エンジン1の電子制御の処理を実行するとともに、後述するポンプ制御の処理を実行するようになっている。   The CPU 50a of the ECC 50 mainly uses the sensor information acquired from the input interface circuit, preset setting value information, etc. while exchanging data between the RAM 50c and the B-RAM 50d according to the control program stored in the ROM 50b. On the basis of this, predetermined arithmetic processing is executed, and a control signal is output from the output interface circuit according to the result, thereby executing electronic control processing of the engine 1 and performing pump control processing described later. It is supposed to be.

燃料ポンプ21からデリバリパイプ32への供給側の燃料通路P1には、公知のリリーフ弁タイプの低圧プレッシャレギュレータ71と高圧プレッシャレギュレータ72とが接続されている。   A known relief valve type low-pressure pressure regulator 71 and high-pressure pressure regulator 72 are connected to the fuel passage P 1 on the supply side from the fuel pump 21 to the delivery pipe 32.

低圧プレッシャレギュレータ71は、燃料ポンプ21からインジェクタ31への供給側の燃料通路P1に接続する第1の調整圧ポート71a、及び、燃料ポンプ21が設置されたポンプ側燃料貯留室11に連通する第1のリターンポート71bを有しており、大気圧を背圧として所定の低圧側の圧力調整値、例えば324kPaに設定されている。また、高圧プレッシャレギュレータ72は、供給側の燃料通路P1に接続する第2の調整圧ポート72a、及び、ポンプ側燃料貯留室11に連通する第2のリターンポート72bを有しており、大気圧を背圧として低圧プレッシャレギュレータ71よりも高い所定の高圧側の圧力調整値、例えば400kPaに設定されている。   The low-pressure pressure regulator 71 communicates with the first adjustment pressure port 71a connected to the fuel passage P1 on the supply side from the fuel pump 21 to the injector 31 and the pump-side fuel storage chamber 11 in which the fuel pump 21 is installed. 1 return port 71b, which is set to a predetermined low pressure adjustment value, for example, 324 kPa, with atmospheric pressure as the back pressure. Further, the high pressure regulator 72 has a second adjustment pressure port 72a connected to the fuel passage P1 on the supply side, and a second return port 72b communicating with the pump side fuel storage chamber 11, and has an atmospheric pressure. Is set to a predetermined high pressure side pressure adjustment value higher than that of the low pressure regulator 71, for example, 400 kPa.

低圧プレッシャレギュレータ71の第1のリターンポート71bからポンプ側燃料貯留室11に戻る戻り側の燃料通路P2には、その戻り側の燃料通路P2中の燃料の流量に応じてポンプ側燃料貯留室11に他の燃料貯留室12、13からの燃料を移送する、上記特許文献1に記載のような公知のジェットポンプ76,77(移送ポンプ)が設けられている。   In the return-side fuel passage P2 returning from the first return port 71b of the low-pressure pressure regulator 71 to the pump-side fuel storage chamber 11, the pump-side fuel storage chamber 11 according to the fuel flow rate in the return-side fuel passage P2. In addition, known jet pumps 76 and 77 (transfer pumps) as described in Patent Document 1 for transferring fuel from other fuel storage chambers 12 and 13 are provided.

さらに、戻り側の燃料通路P2には、第1のリターンポート71bからポンプ側燃料貯留室11に戻る燃料の流量を前後差圧(上流側と下流側の間の差圧)に応じて制限するオリフィス81が設けられている。このオリフィス81は、所定の流量に達するまでは低圧プレッシャレギュレータ71を作動させる絞り要素となっている。   Further, the flow rate of the fuel returning from the first return port 71b to the pump-side fuel storage chamber 11 is limited in the return-side fuel passage P2 in accordance with the front-rear differential pressure (the differential pressure between the upstream side and the downstream side). An orifice 81 is provided. The orifice 81 serves as a throttle element that activates the low-pressure pressure regulator 71 until a predetermined flow rate is reached.

図2に示すように、ECC50は、機能的には、エンジン1の電子制御のための制御値、例えば要求される燃料噴射時間や点火時期、スロットル開度、負荷等を算出する制御値算出部51と、制御値算出部51での算出結果に基づいてインジェクタ31に噴射駆動パルスを出力する噴射駆動パルス出力部52と、点火プラグ6に点火信号を出力する点火信号出力部53とを含んで構成されており、これら機能部に対応するプログラムや作業メモリを有している。   As shown in FIG. 2, the ECC 50 functionally includes a control value calculation unit that calculates a control value for electronic control of the engine 1, for example, a required fuel injection time, ignition timing, throttle opening, load, and the like. 51, an injection drive pulse output unit 52 that outputs an injection drive pulse to the injector 31 based on a calculation result in the control value calculation unit 51, and an ignition signal output unit 53 that outputs an ignition signal to the spark plug 6. It has a program and a working memory corresponding to these functional units.

ECC50は、更に、制御値算出部51で算出される要求燃料噴射時間及び供給側の燃料通路P1内の圧力に基づいて要求される燃料消費量Fcを所定周期毎に算出する燃料消費量算出部54と、燃料ポンプ21の通電状態をその直流モータ21mの駆動電圧(以下、ポンプ電圧ともいう)又は駆動電流(以下、ポンプ電流ともいう)により検出する通電状態検出部55(検出手段)と、通電状態検出部55の検出情報に基づいて燃料ポンプ21から吐出されている燃料の吐出量を算出する燃料吐出量算出部56と、燃料吐出量算出部56で算出された燃料ポンプ21の吐出量及び制御値算出部51で算出された燃料噴射時間に基づいて、低圧プレッシャレギュレータ71及び高圧プレッシャレギュレータ72からポンプ側燃料貯留室11に戻る燃料の流量を観測するP/R通過流量算出部57(レギュレータ通過流量算出手段)と、燃料消費量算出部54で算出された要求される燃料消費量Fc及びP/R通過流量算出部57で算出された通過流量に基づいて目標燃料吐出量Fpを算出する目標燃料吐出量算出部58と、燃料ポンプ21の目標燃料吐出量Fpに応じたPWM(パルス幅変調)方式のポンプ駆動パルス信号並びにスタータ信号ON時及びエンジン回転信号が所定時間継続して入力されたとき燃料ポンプ21を駆動開始するためのリレー切換え信号を出力するポンプ制御部59とを含んでいる。ここで、ポンプ制御部59はバッテリ38のプラス端子に接続するポンプ駆動回路60と共に、要求される噴射量の燃料をインジェクタ31に供給するよう燃料ポンプ21の作動回転数を通電電流の制御により制御するポンプ制御手段を構成している。   The ECC 50 further calculates a fuel consumption amount Fc required for each predetermined cycle based on the required fuel injection time calculated by the control value calculation unit 51 and the pressure in the fuel passage P1 on the supply side. 54, an energization state detection unit 55 (detection means) for detecting the energization state of the fuel pump 21 by a drive voltage (hereinafter also referred to as a pump voltage) or a drive current (hereinafter also referred to as a pump current) of the DC motor 21m; A fuel discharge amount calculation unit 56 that calculates a discharge amount of fuel discharged from the fuel pump 21 based on detection information of the energization state detection unit 55, and a discharge amount of the fuel pump 21 calculated by the fuel discharge amount calculation unit 56 Based on the fuel injection time calculated by the control value calculation unit 51, the pump-side fuel storage chamber 11 is transferred from the low pressure regulator 71 and the high pressure regulator 72. A P / R passage flow rate calculation unit 57 (regulator passage flow rate calculation means) for observing the flow rate of fuel, and a required fuel consumption amount Fc and P / R passage flow rate calculation unit 57 calculated by the fuel consumption amount calculation unit 54. The target fuel discharge amount calculation unit 58 that calculates the target fuel discharge amount Fp based on the passage flow rate calculated in step 1 and a PWM (pulse width modulation) type pump drive pulse signal corresponding to the target fuel discharge amount Fp of the fuel pump 21 And a pump control unit 59 that outputs a relay switching signal for starting driving of the fuel pump 21 when the starter signal is ON and when the engine rotation signal is continuously input for a predetermined time. Here, the pump control unit 59 controls the rotational speed of the fuel pump 21 by controlling the energization current so as to supply the required injection amount of fuel to the injector 31 together with the pump drive circuit 60 connected to the positive terminal of the battery 38. The pump control means is configured.

ポンプ駆動回路60は、図2では簡素化して示しているが、ポンプ制御部59からのON/OFF切換え信号に応じて燃料ポンプ21の直流モータ21mのモータコイルへの通電をON/OFF切換え可能な駆動リレースイッチ61と、燃料ポンプ21の直流モータ21mのモータコイルに接続されたドレインとグランド側のソースとの間に流れる電流をゲートに供給されるポンプ制御部59のMOS−FET出力部からのPWM信号に応じて制御し、燃料ポンプ21の直流モータ21mのコイルへの通電電流を可変制御するMOS−FET形のトランジスタ62と、電源ON/OFFの切換え時における直流モータコイルの発生電圧をクランプするとともに電流方向を規制する等の機能を有するクランプダイオード63及びコンデンサ64とを有している。   Although the pump drive circuit 60 is shown in a simplified manner in FIG. 2, the energization of the motor coil of the DC motor 21m of the fuel pump 21 can be switched ON / OFF in accordance with the ON / OFF switching signal from the pump control unit 59. From the MOS-FET output section of the pump control section 59 supplied to the gate current flowing between the drain connected to the motor coil of the direct current motor 21m of the fuel pump 21 and the ground-side source. In accordance with the PWM signal, the MOS-FET type transistor 62 that variably controls the energization current to the coil of the DC motor 21m of the fuel pump 21, and the generated voltage of the DC motor coil at the time of switching the power ON / OFF Clamp diode 63 and capacitor 64 having functions such as clamping and regulating the current direction The has.

ポンプ制御部59は、噴射が要求される要求燃料噴射量Fcが所定値より少ないとき、低圧プレッシャレギュレータ71及び高圧プレッシャレギュレータ72からポンプ側燃料貯留室11に戻る燃料の流量を所定量以下に抑制するように燃料ポンプ21の吐出量を減少させて、供給側の燃料通路P1内の圧力を低圧プレッシャレギュレータ71によって低圧側の圧力調整値に調整させることができる(詳細は後述する)。   The pump control unit 59 suppresses the flow rate of the fuel returning from the low pressure pressure regulator 71 and the high pressure pressure regulator 72 to the pump side fuel storage chamber 11 to a predetermined amount or less when the required fuel injection amount Fc required for injection is less than a predetermined value. Thus, the discharge amount of the fuel pump 21 can be reduced, and the pressure in the fuel passage P1 on the supply side can be adjusted to the pressure adjustment value on the low pressure side by the low pressure regulator 71 (details will be described later).

次に、動作について説明する。   Next, the operation will be described.

図3は、上述のように構成された本実施形態の内燃機関の燃料供給システムで実施される制御プログラムの概略の流れを示すフローチャートであり、このプログラムはスタータ信号ON時及びエンジン回転信号が所定時間継続して入力された後、所定時間毎に実施される。なお、スタータ信号ON時及びエンジン回転信号が所定時間継続して入力されると、最初に、燃料ポンプ21の直流モータ21mを駆動開始するためのリレー切換え信号がポンプ制御部59から駆動リレースイッチ61に出力され、燃料ポンプ21が回転し始める。   FIG. 3 is a flowchart showing a schematic flow of a control program executed in the fuel supply system of the internal combustion engine of the present embodiment configured as described above. This program is set when the starter signal is ON and the engine rotation signal is predetermined. After the time is continuously input, it is executed every predetermined time. When the starter signal is ON and the engine rotation signal is continuously input for a predetermined time, first, a relay switching signal for starting driving the DC motor 21m of the fuel pump 21 is sent from the pump control unit 59 to the drive relay switch 61. And the fuel pump 21 starts to rotate.

図3に示すように、まず、燃料ポンプ電圧やポンプ電流、要求される燃料噴射量(図3中では「INJ噴射量」)等の各種センサ値や算出値が所定時間毎に取得される(ステップS1)。なお、このとき、その制御値算出部51での算出結果に基づいて、噴射駆動パルス出力部52からインジェクタ31に噴射駆動パルスが出力されるとともに、点火信号出力部53からイグナイタ36に点火信号が出力されている。   As shown in FIG. 3, first, various sensor values and calculated values such as a fuel pump voltage, a pump current, and a required fuel injection amount (“INJ injection amount” in FIG. 3) are acquired every predetermined time ( Step S1). At this time, the injection drive pulse is output from the injection drive pulse output unit 52 to the injector 31 and the ignition signal is output from the ignition signal output unit 53 to the igniter 36 based on the calculation result of the control value calculation unit 51. It is output.

次いで、制御値算出部51で算出される要求燃料噴射時間及び供給側の燃料通路P1内の圧力制御モードに基づいて、燃料消費量算出部54で要求される燃料消費量Fcがを所定周期毎に算出される。また、通電状態検出部55の検出情報に基づいて燃料吐出量算出部56では燃料ポンプ21から吐出されている燃料の吐出量が算出され、この燃料吐出量算出部56で算出された燃料ポンプ21の吐出量と制御値算出部51で算出された燃料噴射時間に基づいて、P/R通過流量算出部57では低圧プレッシャレギュレータ71及び高圧プレッシャレギュレータ72からポンプ側燃料貯留室11に戻る燃料の流量が観測され、目標燃料吐出量算出部58では燃料消費量算出部54で算出された要求燃料量に相当する燃料消費量FcとP/R通過流量算出部57で算出された通過流量とに基づいて目標燃料吐出量Fpが算出される。すなわち、この目標燃料吐出量Fpに対応するポンプ回転数が算出される(ステップS2)。   Next, based on the required fuel injection time calculated by the control value calculation unit 51 and the pressure control mode in the fuel passage P1 on the supply side, the fuel consumption Fc required by the fuel consumption calculation unit 54 is calculated at predetermined intervals. Is calculated. The fuel discharge amount calculation unit 56 calculates the discharge amount of the fuel discharged from the fuel pump 21 based on the detection information of the energization state detection unit 55, and the fuel pump 21 calculated by the fuel discharge amount calculation unit 56. The flow rate of the fuel returning from the low-pressure pressure regulator 71 and the high-pressure pressure regulator 72 to the pump-side fuel storage chamber 11 in the P / R passage flow rate calculation unit 57 based on the discharge amount of the fuel and the fuel injection time calculated by the control value calculation unit 51 The target fuel discharge amount calculation unit 58 is based on the fuel consumption amount Fc corresponding to the required fuel amount calculated by the fuel consumption amount calculation unit 54 and the passage flow rate calculated by the P / R passage flow rate calculation unit 57. Thus, the target fuel discharge amount Fp is calculated. That is, the pump speed corresponding to the target fuel discharge amount Fp is calculated (step S2).

次いで、要求される燃料噴射量Fcの値が所定値以上か否かにより燃圧制御モードが低圧側であるか高圧側であるかが判定され(ステップS3)、高圧側の判定結果であれば、今回の処理はここで終了する。   Next, it is determined whether the fuel pressure control mode is the low pressure side or the high pressure side depending on whether the value of the required fuel injection amount Fc is equal to or greater than a predetermined value (step S3). This process ends here.

一方、ステップS3での判定結果が低圧側となれば、次いで、低圧プレッシャレギュレータ71の第1のリターンポート71bからの排出流量、すなわちオリフィス81の通過流量が前記所定の流量未満となるように、ポンプ回転数が設定され、両プレッシャレギュレータ71、72の通過流量が抑制され(ステップS4)、更に、噴射駆動パルス出力部52からインジェクタ31への噴射駆動パルス信号のパルス幅が、要求される料噴射量Fcと切換え後の燃圧(低圧側の圧力調整値)に対応する値に補正される(ステップS5)。   On the other hand, if the determination result in step S3 is the low pressure side, then, the discharge flow rate from the first return port 71b of the low pressure pressure regulator 71, that is, the flow rate through the orifice 81 is less than the predetermined flow rate. The pump rotation speed is set, the flow rates of the pressure regulators 71 and 72 are suppressed (step S4), and the pulse width of the injection drive pulse signal from the injection drive pulse output unit 52 to the injector 31 is required. The injection amount Fc is corrected to a value corresponding to the fuel pressure after switching (pressure adjustment value on the low pressure side) (step S5).

このような一連の処理がなされた場合の動作をより具体的に説明する。   The operation when such a series of processing is performed will be described more specifically.

要求燃料噴射量Fcが比較的少なく燃料ポンプ21の吐出量が少ない場合、燃料ポンプ21から高圧プレッシャレギュレータ72及びオリフィス81までの燃料の圧力は高圧プレッシャレギュレータ72により調整される高圧側の圧力調整値に達しないが、燃料ポンプ21の作動開始後の早い時期に低圧プレッシャレギュレータ71の設定圧である低圧側の圧量調整値に達し、低圧プレッシャレギュレータ71でリリーフされた燃料が第1のリターンポート71bから排出され、第1のリターンポート71bからポンプ側燃料貯留室11への戻り側燃料通路P2に流れる。このとき、排出される燃料の流量は下流側(燃料タンク側)のオリフィス81の前後差圧に応じた流量に制限されるが、オリフィス81は上述のように所定の流量に達するまでは低圧プレッシャレギュレータ71を作動させる。   When the required fuel injection amount Fc is relatively small and the discharge amount of the fuel pump 21 is small, the pressure of fuel from the fuel pump 21 to the high-pressure pressure regulator 72 and the orifice 81 is adjusted by the high-pressure pressure regulator 72. The pressure adjustment value on the low-pressure side, which is the set pressure of the low-pressure pressure regulator 71, is reached early after the start of the operation of the fuel pump 21, and the fuel relieved by the low-pressure pressure regulator 71 is transferred to the first return port. It is discharged from 71b and flows from the first return port 71b to the return side fuel passage P2 to the pump side fuel storage chamber 11. At this time, the flow rate of the discharged fuel is limited to a flow rate corresponding to the differential pressure across the orifice 81 on the downstream side (fuel tank side), but the orifice 81 has a low pressure until the predetermined flow rate is reached as described above. The regulator 71 is operated.

要求燃料噴射量Fcが多く燃料ポンプ21の吐出量が多くなると、第1のリターンポート71bから排出される燃料の量が増加してオリフィス81の前後差圧が増大し、この排出燃料量が前記所定の流量を超えると、オリフィス81の上流(前)側の圧力である第1のリターンポート71bの圧力が低圧プレッシャレギュレータ71の設定圧に達して、低圧プレッシャレギュレータ71の圧力調整機能が失われ、更には、供給側の燃料通路P1に接続する第1の調整圧ポート71aの圧力が燃料ポンプ21の吐出量増加に伴って増大する。   When the required fuel injection amount Fc is large and the discharge amount of the fuel pump 21 is increased, the amount of fuel discharged from the first return port 71b is increased and the differential pressure across the orifice 81 is increased. When the flow rate exceeds the predetermined flow rate, the pressure in the first return port 71b, which is the pressure on the upstream (front) side of the orifice 81, reaches the set pressure of the low pressure regulator 71, and the pressure adjustment function of the low pressure regulator 71 is lost. Furthermore, the pressure of the first adjustment pressure port 71a connected to the fuel passage P1 on the supply side increases as the discharge amount of the fuel pump 21 increases.

そして、供給側の燃料通路P1の燃料の圧力が高圧側の圧力調整値に達すると、高圧プレッシャレギュレータ72が作動し、過剰な供給燃料は第2のリターンポート72bからポンプ側燃料貯留室11に戻るようになる。   When the fuel pressure in the fuel passage P1 on the supply side reaches the pressure adjustment value on the high-pressure side, the high-pressure pressure regulator 72 is activated, and excess supply fuel is supplied from the second return port 72b to the pump-side fuel storage chamber 11. Come back.

低圧プレッシャレギュレータ71の圧力調整機能が失われてから高圧プレッシャレギュレータ72が作動するまでの間、オリフィス81の前後差圧は低圧側の圧力調整値付近から高圧側の圧力調整値付近まで上昇し、それに伴って戻り側燃料通路P2の流量が増加することになるが、このとき、ジェットポンプ76,77による燃料移送量も増加することになる。そして、高圧プレッシャレギュレータ72の作動状態においては、低圧プレッシャレギュレータ71の作動中よりも多量の燃料がジェットポンプ76,77によって他の燃料貯留室12,13からポンプ側燃料貯留室11に移送される。   Between the time when the pressure adjustment function of the low pressure regulator 71 is lost and the time when the high pressure regulator 72 is activated, the differential pressure across the orifice 81 increases from the vicinity of the low pressure adjustment value to the vicinity of the high pressure adjustment value, Along with this, the flow rate of the return side fuel passage P2 increases. At this time, the amount of fuel transferred by the jet pumps 76 and 77 also increases. In the operating state of the high-pressure pressure regulator 72, a larger amount of fuel is transferred from the other fuel storage chambers 12 and 13 to the pump-side fuel storage chamber 11 by the jet pumps 76 and 77 than when the low-pressure pressure regulator 71 is operating. .

このように、要求される燃料噴射量に応じて燃料ポンプ21の吐出量Fpを変化させるだけで、供給側通路の燃料通路P1を低圧プレッシャレギュレータ71の設定圧と高圧プレッシャレギュレータ72の設定圧とに切り換えることが可能となる。   In this way, the fuel passage P1 in the supply side passage is changed to the set pressure of the low-pressure pressure regulator 71 and the set pressure of the high-pressure pressure regulator 72 only by changing the discharge amount Fp of the fuel pump 21 according to the required fuel injection amount. It is possible to switch to

ここで、燃料ポンプの吐出量Fpは、低圧プレッシャレギュレータ71の作動域においては、インジェクタ31による要求燃料消費量Fcと各種変動要素を考慮して設定される低圧プレッシャレギュレータ71からの戻り流量Fr1との和(Fp=Fc+Fr1)であり、戻り流量Fr1は、前記所定流量未満、例えば1時間当たり18〜20リットル(18−20(litter/hour))であるのがよい。   Here, the discharge amount Fp of the fuel pump is the return flow rate Fr1 from the low-pressure pressure regulator 71 set in consideration of the required fuel consumption amount Fc by the injector 31 and various fluctuation factors in the operating range of the low-pressure pressure regulator 71. (Fp = Fc + Fr1), and the return flow rate Fr1 is preferably less than the predetermined flow rate, for example, 18 to 20 liters per hour (18-20 (litter / hour)).

一方、高圧プレッシャレギュレータ72の作動域においては、燃料ポンプの吐出量Fpは、インジェクタによる燃料消費量Fcと低圧プレッシャレギュレータ71からの戻り流量Fr1と、高圧プレッシャレギュレータ72からの戻り流量Fr2の和(Fp=Fc+Fr1+Fr2)であり、この場合、低圧プレッシャレギュレータ71からの戻り流量Fr1は、前記所定流量を上回る流量、例えば1時間当たり24リットル(24(litter/hour))、高圧プレッシャレギュレータ72からの初期の戻り流量Fr2は、例えば1時間当たり40リットル未満(Fr1<24(litter/hour))であるのがよい。   On the other hand, in the operating range of the high-pressure pressure regulator 72, the discharge amount Fp of the fuel pump is the sum of the fuel consumption Fc by the injector, the return flow rate Fr1 from the low-pressure pressure regulator 71, and the return flow rate Fr2 from the high-pressure pressure regulator 72 ( Fp = Fc + Fr1 + Fr2). In this case, the return flow rate Fr1 from the low-pressure pressure regulator 71 is higher than the predetermined flow rate, for example, 24 liters per hour (24 (litter / hour)), and the initial flow rate from the high-pressure pressure regulator 72 The return flow rate Fr2 is preferably less than 40 liters per hour (Fr1 <24 (litter / hour)), for example.

上述のような要求燃料噴射量Fcに対応するポンプ吐出量Fpが目標値として設定されると、燃料ポンプ21の直流モータ21mの目標回転数Nfpが目標値Fpに所定の係数kを掛けて設定される(Nfp=k・Fp)とともに、例えばバッテリ電圧値等(ECC50の保有するバッテリ電圧モニタ情報と燃料ポンプ駆動系の回路仕様)に基づいて燃料ポンプ21の直流モータ21mの端子間電圧であるポンプ電圧Vfpが、燃料ポンプ21の直流モータ21mに並列に接続された通電状態検出部55によりモータ電流Ifpがそれぞれ検出され、ポンプ制御部59により生成されたPWM駆動パルスがトランジスタ62のゲートに入力されることで、目標燃料吐出量Fpが得られるようにポンプ電流がPWM駆動で制御される。   When the pump discharge amount Fp corresponding to the required fuel injection amount Fc as described above is set as a target value, the target rotational speed Nfp of the DC motor 21m of the fuel pump 21 is set by multiplying the target value Fp by a predetermined coefficient k. (Nfp = k · Fp) and, for example, the voltage between terminals of the DC motor 21m of the fuel pump 21 based on the battery voltage value or the like (battery voltage monitor information held by the ECC 50 and circuit specifications of the fuel pump drive system) The pump current Vfp is detected by the energization state detection unit 55 connected in parallel to the DC motor 21m of the fuel pump 21, and the PWM drive pulse generated by the pump control unit 59 is input to the gate of the transistor 62. Thus, the pump current is controlled by PWM drive so that the target fuel discharge amount Fp is obtained.

一方、ECC50内の制御値算出部51では、公知の方法により、例えばエアフローメータ41で検出される吸入空気量を基に基本燃料噴射時間が算出され、この基本噴射量に各種センサー情報を基に補正を加えた噴射量(噴射が要求される燃料の量)Fcが算出されて、その要求噴射量Fcと供給側の燃料通路内の燃料の圧力とに応じた燃料噴射駆動パルスが噴射駆動パルス出力部から各インジェクタ31に出力される。   On the other hand, the control value calculation unit 51 in the ECC 50 calculates the basic fuel injection time based on, for example, the intake air amount detected by the air flow meter 41 by a known method, and based on various sensor information based on this basic injection amount. A corrected injection amount (amount of fuel required to be injected) Fc is calculated, and a fuel injection drive pulse corresponding to the required injection amount Fc and the fuel pressure in the fuel passage on the supply side is an injection drive pulse. It is output from the output unit to each injector 31.

具体的には、要求噴射量Fcが少なく燃料ポンプ21の目標燃料吐出量Fpも少なければ、低圧プレッシャレギュレータ71が作動し、供給側の燃料通路P1内の燃料の圧力は低圧側の圧力調整値となるが、インジェクタ31の噴射特性に基づいて、燃料の圧力が高圧側の圧力調整値となっているときよりも相対的に時間の長い(パルス幅の広い)燃料噴射駆動パルスが生成される。また、要求燃料噴射量が多く燃料ポンプ21の目標燃料吐出量Fpが多ければ、オリフィス81により上流側の燃料通路の燃料の圧力が高圧側の圧力調整値に達した段階で高圧プレッシャレギュレータ72が作動するので、インジェクタ31の噴射特性に基づいて、燃料の圧力が低圧側の圧力調整値となっているときよりも相対的に時間の短い(パルス幅の狭い)燃料噴射駆動パルスが生成される。   Specifically, if the required injection amount Fc is small and the target fuel discharge amount Fp of the fuel pump 21 is small, the low-pressure pressure regulator 71 operates, and the pressure of the fuel in the fuel passage P1 on the supply side is the pressure adjustment value on the low-pressure side. However, based on the injection characteristics of the injector 31, a fuel injection drive pulse having a relatively long time (wide pulse width) is generated compared to when the fuel pressure is the pressure adjustment value on the high pressure side. . Further, if the required fuel injection amount is large and the target fuel discharge amount Fp of the fuel pump 21 is large, the high pressure regulator 72 is activated when the pressure of the fuel in the upstream fuel passage reaches the high pressure adjustment value by the orifice 81. Therefore, based on the injection characteristic of the injector 31, a fuel injection drive pulse having a relatively short time (narrow pulse width) is generated as compared with the case where the fuel pressure is the pressure adjustment value on the low pressure side. .

このように、本実施形態においては、現在の燃料ポンプ21の吐出量(ポンプ回転数)と要求される燃料噴射量(負荷)に応じて燃料圧力の制御モードを判定し、ポンプ吐出量Fpを加減させる制御を行なうだけでプレッシャレギュレータ71,72の通過流量を適宜抑制して供給燃料圧力を高圧側と低圧側とに切換えるとともに、インジェクタ31を駆動する燃料噴射駆動パルスを燃料圧力制御モードが高圧側か低圧側かによって異なるパルス幅に切換えながら燃料噴射量が制御される。したがって、エンジン1が比較的インジェクタ31の噴射孔面積が大きい高出力エンジンであっても、要求燃料噴射量が非常に少ないアイドリング時等に駆動パルス幅が狭まり過ぎて噴射量の誤差が大きくなってしまうような問題や、高回転負荷時に要求噴射量に応じた十分な燃料噴射量を確保できないといった問題を解消することができ、近年の高出力化と低燃費化の要求を両立させることができる。また、電力消費量が低減できるので、低燃費、低騒音化に寄与し得るものとなる。   As described above, in the present embodiment, the control mode of the fuel pressure is determined according to the current discharge amount (pump rotation speed) of the fuel pump 21 and the required fuel injection amount (load), and the pump discharge amount Fp is set. By simply controlling to increase or decrease, the flow rate of the pressure regulators 71 and 72 is appropriately suppressed to switch the supplied fuel pressure between the high pressure side and the low pressure side, and the fuel injection control pulse for driving the injector 31 is high in the fuel pressure control mode. The fuel injection amount is controlled while switching to a different pulse width depending on whether the side or the low pressure side. Therefore, even if the engine 1 is a high-power engine having a relatively large injection hole area of the injector 31, the drive pulse width becomes too narrow at idling or the like when the required fuel injection amount is very small, and the injection amount error becomes large. And the problem that a sufficient fuel injection amount corresponding to the required injection amount cannot be ensured at the time of high rotational load can be solved, and both the recent demand for higher output and lower fuel consumption can be achieved. . Moreover, since power consumption can be reduced, it can contribute to low fuel consumption and low noise.

さらに、本実施形態においては、要求される燃料消費量と燃料ポンプの通電状態に基づいて算出される燃料ポンプ21の吐出量Fpとに基づいて、低圧プレッシャレギュレータ71及び高圧プレッシャレギュレータ72からポンプ側燃料貯留室11に戻る燃料の流量を観測するレギュレータ通過流量算出部57を設けているので、レギュレータ通過流量を適正に維持することができ、低消費電力化と低燃費化を図ることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the pump side from the low-pressure pressure regulator 71 and the high-pressure pressure regulator 72 is based on the required fuel consumption and the discharge amount Fp of the fuel pump 21 calculated based on the energization state of the fuel pump. Since the regulator passage flow rate calculation unit 57 for observing the flow rate of fuel returning to the fuel storage chamber 11 is provided, the regulator passage flow rate can be properly maintained, and low power consumption and fuel consumption can be achieved.

また、燃料ポンプ21が直流モータ21mで駆動されるとともに、燃料ポンプ21の通電状態をその直流モータ21mの駆動電圧又は駆動電流により検出する通電状態検出部55を備えているので、燃料ポンプ21の吐出量を通電状態から的確に把握することができ、燃料ポンプ21の吐出量を精度良く制御することができる。しかも、ポンプ制御部59が燃料ポンプ21の目標燃料吐出量Fpに応じたPWM方式のポンプ駆動パルス信号を出力し、そのポンプ駆動パルス信号に応じて燃料ポンプ21を駆動する直流モータ21mを電流制御するポンプ駆動回路60を備えているので、燃料ポンプ21の制御手段をPWM駆動方式の簡素で低コストのものにでき、しかも、燃料ポンプ21の吐出量を常時に最適に制御することができる。   In addition, since the fuel pump 21 is driven by the DC motor 21m and includes an energization state detection unit 55 that detects the energization state of the fuel pump 21 based on the drive voltage or drive current of the DC motor 21m. The discharge amount can be accurately grasped from the energized state, and the discharge amount of the fuel pump 21 can be accurately controlled. In addition, the pump controller 59 outputs a PWM-type pump drive pulse signal corresponding to the target fuel discharge amount Fp of the fuel pump 21, and current control is performed on the DC motor 21m that drives the fuel pump 21 in accordance with the pump drive pulse signal. Since the pump drive circuit 60 is provided, the control means of the fuel pump 21 can be made simple and low cost by the PWM drive system, and the discharge amount of the fuel pump 21 can be optimally controlled at all times.

以上説明したように、本発明は、近年の高出力化と低燃費化の要求を両立させることができるという効果を奏するものであり、燃料タンク内の複数の燃料貯留室に貯留された燃料を燃料ポンプでインジェクタに供給する内燃機関の燃料供給システム、特に鞍型燃料タンク内の燃料移送にジェットポンプを採用するとともに、燃料噴射精度向上のため運転状態に応じた燃圧切換えを行なうようにした内燃機関の燃料供給システム全般に有用なものである。   As described above, the present invention has the effect of being able to satisfy both the recent demands for higher output and lower fuel consumption. Fuel stored in a plurality of fuel storage chambers in a fuel tank can be obtained. A fuel supply system for an internal combustion engine that supplies fuel to an injector with a fuel pump, particularly an internal combustion engine that employs a jet pump to transfer fuel in a vertical fuel tank and switches fuel pressure according to operating conditions to improve fuel injection accuracy It is useful for the entire engine fuel supply system.

本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給システムの概略構成を示すそのブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a fuel supply system for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る燃料供給システムの制御系の要部概略構成図である。It is a principal part schematic block diagram of the control system of the fuel supply system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の燃料供給システムの制御プログラムの流れを示すそのフローチャートである。It is the flowchart which shows the flow of the control program of the fuel supply system of the internal combustion engine which concerns on the 1st Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 ポンプ側燃料貯留室
12、13 燃料貯留室(他の燃料貯留室)
21 燃料ポンプ
21m 直流モータ
31 インジェクタ(燃料噴射装置)
32 デリバリパイプ
36 イグナイタ
41 エアフローメータ
42 回転数センサ
43 スロットルセンサ
50 ECC(エンジンコントロールコンピュータ)
51 制御値算出部
52 噴射駆動パルス出力部
53 点火信号出力部
54 燃料消費量算出部
55 通電状態検出部(検出手段)
56 燃料吐出量算出部
57 P/R通過流量算出部
58 目標燃料吐出量算出部
59 ポンプ制御部(ポンプ制御手段)
60 ポンプ駆動回路(ポンプ制御手段)
61 駆動リレースイッチ
62 トランジスタ(MOS−FET)
63 クランプダイオード
71 低圧プレッシャレギュレータ
71a 第1の調整圧ポート
71b 第1のリターンポート
72 高圧プレッシャレギュレータ
72a 第2の調整圧ポート
72b 第2のリターンポート
76,77 ジェットポンプ(移送ポンプ)
81 オリフィス(絞り要素)
P1 供給側の燃料通路
P2 戻り側の燃料通路
11 Pump-side fuel storage chamber 12, 13 Fuel storage chamber (other fuel storage chamber)
21 Fuel pump 21m DC motor 31 Injector (fuel injection device)
32 Delivery pipe 36 Igniter 41 Air flow meter 42 Speed sensor 43 Throttle sensor 50 ECC (Engine control computer)
51 Control Value Calculation Unit 52 Injection Drive Pulse Output Unit 53 Ignition Signal Output Unit 54 Fuel Consumption Calculation Unit 55 Energized State Detection Unit (Detection Unit)
56 fuel discharge amount calculation unit 57 P / R passage flow rate calculation unit 58 target fuel discharge amount calculation unit 59 pump control unit (pump control means)
60 Pump drive circuit (pump control means)
61 Drive relay switch 62 Transistor (MOS-FET)
63 Clamp diode 71 Low pressure pressure regulator 71a First adjustment pressure port 71b First return port 72 High pressure pressure regulator 72a Second adjustment pressure port 72b Second return port 76, 77 Jet pump (transfer pump)
81 Orifice (throttle element)
P1 Fuel path on the supply side P2 Fuel path on the return side

Claims (4)

燃料タンク内の複数の燃料貯留室に貯留された燃料を燃料ポンプで燃料噴射装置に供給する内燃機関の燃料供給システムであって、
要求される噴射量の燃料を前記燃料噴射装置に供給するよう前記燃料ポンプの作動を制御するポンプ制御手段と、
前記燃料ポンプから前記燃料噴射装置への供給側の燃料通路に接続する第1の調整圧ポート及び前記燃料ポンプが設置されたポンプ側燃料貯留室に連通する第1のリターンポートを有し、大気圧を背圧として所定の低圧側の圧力調整値が設定された低圧プレッシャレギュレータと、
前記供給側の燃料通路に接続する第2の調整圧ポート及び前記ポンプ側燃料貯留室に連通する第2のリターンポートを有し、大気圧を背圧として前記低圧プレッシャレギュレータよりも高い所定の高圧側の圧力調整値が設定された高圧プレッシャレギュレータと、
前記第1のリターンポートから前記ポンプ側燃料貯留室に戻る燃料の流量に応じて前記ポンプ側燃料貯留室に他の燃料貯留室からの燃料を移送する移送ポンプと、
前記第1のリターンポートから前記ポンプ側燃料貯留室への戻り側の燃料通路に設置され、前記第1のリターンポートから前記ポンプ側燃料貯留室に戻る燃料の流量を前後差圧に応じて制限する絞り要素と、を備え、
前記燃料噴射装置での噴射が要求される要求燃料噴射量が所定値より少ないとき、前記低圧プレッシャレギュレータ及び前記高圧プレッシャレギュレータから前記ポンプ側燃料貯留室に戻る燃料の流量を所定量以下に抑制するよう前記ポンプ制御手段により前記燃料ポンプの吐出量を減少させて、前記供給側の燃料通路内の圧力を前記低圧側の圧力調整値に調整することを特徴とする内燃機関の燃料供給システム。
A fuel supply system for an internal combustion engine that supplies fuel stored in a plurality of fuel storage chambers in a fuel tank to a fuel injection device with a fuel pump,
Pump control means for controlling the operation of the fuel pump to supply the fuel injection device with a required injection amount of fuel;
A first adjustment pressure port connected to a fuel passage on the supply side from the fuel pump to the fuel injection device, and a first return port communicating with a pump side fuel storage chamber in which the fuel pump is installed; A low pressure regulator in which a pressure adjustment value on a predetermined low pressure side is set with the atmospheric pressure as a back pressure;
A second high pressure port connected to the fuel passage on the supply side and a second return port communicating with the pump side fuel storage chamber; A high pressure regulator with a pressure adjustment value on the side,
A transfer pump for transferring fuel from another fuel storage chamber to the pump-side fuel storage chamber according to the flow rate of fuel returning from the first return port to the pump-side fuel storage chamber;
It is installed in a fuel passage on the return side from the first return port to the pump-side fuel storage chamber, and restricts the flow rate of fuel returning from the first return port to the pump-side fuel storage chamber according to the front-rear differential pressure. And an aperture element
When the required fuel injection amount required to be injected by the fuel injection device is less than a predetermined value, the flow rate of fuel returning from the low pressure pressure regulator and the high pressure pressure regulator to the pump side fuel storage chamber is suppressed to a predetermined amount or less. A fuel supply system for an internal combustion engine, wherein the discharge amount of the fuel pump is decreased by the pump control means to adjust the pressure in the fuel passage on the supply side to the pressure adjustment value on the low pressure side.
前記燃料噴射装置での燃料噴射時間及び前記供給側の燃料通路内の圧力に基づいて算出される燃料消費量と、前記燃料ポンプの通電状態に基づいて算出される前記燃料ポンプの吐出量とに基づいて、前記低圧プレッシャレギュレータ及び前記高圧プレッシャレギュレータから前記ポンプ側燃料貯留室に戻る燃料の流量を観測するレギュレータ通過流量算出手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料供給システム。   A fuel consumption calculated based on a fuel injection time in the fuel injection device and a pressure in the fuel passage on the supply side, and a discharge amount of the fuel pump calculated based on an energization state of the fuel pump. 2. The fuel for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising regulator passage flow rate calculation means for observing a flow rate of the fuel returning from the low pressure pressure regulator and the high pressure pressure regulator to the pump side fuel storage chamber. Supply system. 前記燃料ポンプの駆動状態を検出する検出手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の燃料供給システム。   3. The fuel supply system for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising detection means for detecting a driving state of the fuel pump. 前記ポンプ制御手段が前記燃料ポンプの目標燃料吐出量に応じて前記燃料ポンプを駆動するポンプ駆動回路を備えたことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の燃料供給システム。   4. The fuel supply system for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the pump control means includes a pump drive circuit that drives the fuel pump in accordance with a target fuel discharge amount of the fuel pump.
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