JP2008175080A - Fuel feeding apparatus of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関駆動式の高圧燃料ポンプと、該高圧燃料ポンプに燃料を供給する電動式の低圧燃料ポンプとを備えた内燃機関の燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine that includes an engine-driven high-pressure fuel pump and an electric low-pressure fuel pump that supplies fuel to the high-pressure fuel pump.
特許文献1には、電動式の低圧燃料ポンプから吐出された燃料を、低圧レギュレータで所定の低圧値に調圧し、前記所定の低圧値に調圧された燃料を、機関駆動式の高圧燃料ポンプによって加圧させ、高圧燃料ポンプから吐出された燃料を、高圧レギュレータで所定の高圧値に調圧し、前記所定の高圧値に調圧された燃料を燃料噴射弁に供給する内燃機関の燃料供給装置が開示されている。 In Patent Document 1, the fuel discharged from the electric low pressure fuel pump is regulated to a predetermined low pressure value by a low pressure regulator, and the fuel regulated to the predetermined low pressure value is used as the engine driven high pressure fuel pump. A fuel supply device for an internal combustion engine that adjusts the fuel discharged from the high pressure fuel pump to a predetermined high pressure value by a high pressure regulator and supplies the fuel adjusted to the predetermined high pressure value to a fuel injection valve Is disclosed.
同じく特許文献2には、この種の燃料供給装置において、高圧燃料ポンプの異常を検出したとき、燃料圧力と要求燃料供給量との関数によって燃料ポンプを駆動するフェールセーフ制御を行うことが開示されている。
しかしながら、特許文献2のものでは、機関の要求燃料供給量と低圧燃料ポンプの吐出量との相関がとれていても、高圧燃料ポンプの故障時には、過渡時などに要求燃料量を満たせないことがあった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、機関駆動式の高圧燃料ポンプの異常時に過渡時でも要求燃料供給量を最大限満たすことを目的とする。
However, in
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to satisfy the required fuel supply amount to the maximum even during a transition when an engine-driven high-pressure fuel pump is abnormal.
そのため請求項1記載の発明は、機関駆動式の高圧燃料ポンプと、該高圧燃料ポンプに燃料を供給する電動式の低圧燃料ポンプとを備え、前記高圧燃料ポンプから吐出される燃料を内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置において、
前記高圧燃料ポンプの異常時に、前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を、前記高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させることを特徴とする。
Therefore, the invention described in claim 1 includes an engine-driven high-pressure fuel pump and an electric low-pressure fuel pump that supplies fuel to the high-pressure fuel pump, and the fuel discharged from the high-pressure fuel pump is supplied to the internal combustion engine. In the fuel supply device of the internal combustion engine to supply,
When the high pressure fuel pump is abnormal, the fuel discharged from the low pressure fuel pump is supplied to the internal combustion engine by bypassing the high pressure fuel pump.
上記発明によると、低圧燃料ポンプからの吐出量で直接的に機関に供給される燃料量を制御することが可能となる。
これにより、低圧燃料ポンプからの吐出量を最大またはその近傍とするように制御することで、過渡時等、要求燃料供給量が大きいときでも要求を満たすことができる。
また、請求項2に係る発明は、
前記低圧燃料ポンプから吐出された余剰燃料を低圧源に戻す低圧側リリーフ弁を、任意に開閉自由な構成とし、前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を、前記高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させるときは、前記低圧側リリーフ弁を閉じて燃料の戻しを停止することを特徴とする。
According to the above invention, it is possible to control the amount of fuel directly supplied to the engine by the discharge amount from the low-pressure fuel pump.
Thus, by controlling the discharge amount from the low-pressure fuel pump to be the maximum or the vicinity thereof, the request can be satisfied even when the required fuel supply amount is large, such as during a transition.
The invention according to
A low-pressure relief valve for returning surplus fuel discharged from the low-pressure fuel pump to a low-pressure source is arbitrarily opened and closed, and the fuel discharged from the low-pressure fuel pump bypasses the high-pressure fuel pump and is an internal combustion engine. When the fuel is supplied to the fuel tank, the low pressure side relief valve is closed to stop the return of fuel.
上記発明によると、高圧燃料ポンプの異常時に低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させるときは、低圧側リリーフ弁を閉じて燃料の戻しを停止する。
これにより、低圧燃料ポンプからの吐出量を最大限高める制御が可能となる。
また、請求項3に係る発明は、
前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を、前記高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させるときは、低圧燃料ポンプの最大流量を上限値以下に規制することを特徴とする。
According to the above invention, when the high pressure fuel pump is abnormal and the high pressure fuel pump is bypassed from the low pressure fuel pump and supplied to the internal combustion engine, the low pressure side relief valve is closed to stop the return of fuel.
As a result, it is possible to perform control that maximizes the discharge amount from the low-pressure fuel pump.
The invention according to claim 3
When the fuel discharged from the low-pressure fuel pump is supplied to the internal combustion engine bypassing the high-pressure fuel pump, the maximum flow rate of the low-pressure fuel pump is restricted to an upper limit value or less.
高圧燃料ポンプの異常時に低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させるときに、高圧燃料ポンプからもある程度の燃料が吐出されていて、低圧燃料ポンプからの吐出量と合わせると、要求燃料供給量を超えてしまうような場合がある。
請求項3に係る発明によると、上記のような場合に低圧燃料ポンプの最大流量を上限値以下に規制することで燃料供給量が過剰となることを抑制できる。
When bypassing the high pressure fuel pump from the low pressure fuel pump and supplying it to the internal combustion engine when the high pressure fuel pump is abnormal, a certain amount of fuel is also discharged from the high pressure fuel pump, and when combined with the discharge amount from the low pressure fuel pump, Sometimes the required fuel supply is exceeded.
According to the invention which concerns on Claim 3, it can suppress that a fuel supply amount becomes excess by restrict | limiting the maximum flow volume of a low pressure fuel pump below an upper limit in the above cases.
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1は、実施形態における内燃機関の燃料供給装置のシステム構成図である。
図1において、車両用内燃機関11に供給する燃料を貯留する燃料タンク12が設けられ、該燃料タンク12内の燃料が、電動式の低圧燃料ポンプ13及び機関駆動式の高圧燃料ポンプ14を介して燃料噴射弁15に圧送される。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a system configuration diagram of a fuel supply device for an internal combustion engine according to an embodiment.
In FIG. 1, a
前記燃料噴射弁15は、電磁コイルにて発生する電磁力で弁体を開弁駆動し、例えば内燃機関11の各燃焼室内に直接燃料を噴射する。
前記低圧燃料ポンプ13は、燃料タンク12から吸い込んだ燃料を、低圧燃料配管16を介して高圧燃料ポンプ14に圧送する。
前記低圧燃料配管16の途中から燃料を燃料タンク12内に戻すリターン配管17が設けられており、前記リターン配管17の途中には、低圧燃料配管16内の燃圧を調圧するための低圧レギュレータ18が設けられる。
The
The low
A
前記低圧レギュレータ18は、通常は、低圧燃料配管16内の圧力が所定低圧値を超えると開弁し、リターン配管17を介して燃料タンク12内に燃料を戻すことで、低圧燃料配管16内の燃圧が所定低圧値を超えないようにする機能を有する。
また、低圧レギュレータ18は、高圧燃料ポンプ14の異常時には閉弁に維持され、燃料の戻しを停止して低圧燃料ポンプからの吐出量を最大限高めるフェールセーフ機能を有する。
The low-
Further, the
このため、ソレノイドの通電によって任意に閉弁できるように構成されている。
前記高圧燃料ポンプ14は、高圧ポンプ制御ソレノイド21,パイロット弁22,吸入弁23,ポンプ室24,吐出弁25を含んで構成される。
前記吸入弁23は、低圧燃料配管16を介して送られた低圧燃料のポンプ室24内への供給を制御する一方向弁であり、ポンプ室24内の高圧が閉弁方向に作用し、ポンプ室24内で昇圧された燃料の低圧燃料配管16側への流出を阻止する。
For this reason, it is comprised so that it can close arbitrarily by energization of a solenoid.
The high-
The
また、前記吸入弁23は、高圧ポンプ制御ソレノイド21で駆動されるパイロット弁22によって開閉制御されるようになっている。
前記ソレノイド21の非通電状態では、前記パイロット弁22がスプリング21aによって押し出されることで、前記吸入弁23が開状態に保持される一方、前記ソレノイド21の通電状態では、前記パイロット弁22がスプリング21aの付勢力に抗してソレノイド21側に引き込まれることで、前記吸入弁23が閉状態に保持される。
The
In the non-energized state of the
前記ポンプ室24内には、プランジャ24aが往復動可能に嵌挿され、該プランジャ24aは、機関11のカムシャフトに設けたポンプ駆動用のカムによって往復動する。
ここで、前記プランジャ24aの上昇中の所定期間において、前記ソレノイド21に通電して吸入弁23を閉状態に保持させれば、ポンプ室24内の燃料が昇圧されることになり、ポンプ室24内の圧力が所定以上になると、一方向弁である吐出弁25が開弁して、高圧燃料が吐出される。
A
Here, if the
前記吐出弁25は、高圧燃料配管31を介して燃料ギャラリーパイプ32に接続され、前記燃料ギャラリーパイプ32に接続された各燃料噴射弁15に、高圧燃料ポンプ14で高圧に昇圧された燃料が分配供給される。
また、前記燃料ギャラリーパイプ32と前記低圧燃料配管16とを接続するリリーフ配管33が設けられ、該リリーフ配管33には、燃料ギャラリーパイプ32内の燃圧が異常な高圧になったときに開弁する一方向弁であるリリーフ弁34が設けられる。
The
A
ここで、前記リリーフ配管33を、前記高圧燃料ポンプ14の異常時に、低圧燃料ポンプ13から吐出された燃料を、該高圧燃料ポンプ14をバイパスして機関(燃料ギャラリーパイプ32)に供給する通路として用いる。このため、前記リリーフ弁34を、電磁駆動力で強制的に開弁自由な構成とする。
具体的には、図2に示すように、前記高圧ポンプ制御ソレノイド21,パイロット弁22,吸入弁23で構成されるものと同様に、リリーフ弁34のスプリング34bで付勢された弁体34aを、ソレノイド34bの通電で駆動されるパイロット弁34cで強制的に開弁させるような構成とすればよい。
Here, the
Specifically, as shown in FIG. 2, a
この構成では、リリーフ弁34の開弁圧が高圧に設定されているので、ソレノイド33bの電磁駆動力を大きくする必要がある。そこで、図3に示すように、リリーフ弁34を経由する通路33aと、リリーフ弁34をバイパスする通路33bとを並列に設け、いずれかの通路を選択して経由させるように動作する切換弁35を電磁駆動するような構成としてもよい。
In this configuration, since the valve opening pressure of the
前記燃料ギャラリーパイプ32内の燃圧を検出する燃圧センサ41が設けられており、コントロールユニット51は、前記燃圧センサ41で検出される燃圧が目標燃圧になるように、前記ソレノイド21の通電タイミングを制御する。
前記コントロールユニット51は、マイクロコンピュータを含んで構成され、前記燃圧センサ41の他、機関11の吸入空気量を検出するエアフローメータ42、機関11のクランク角を検出するクランク角センサ43、機関11の吸入空気量を調整するスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ44などからの検出信号が入力されると共に、スタータスイッチ45のオン・オフ信号が入力される。
A
The
そして、前記コントロールユニット51は、前記各種センサの検出信号に基づき検出されるエンジン負荷などから高圧側の目標高燃圧を決定し、前記燃圧センサ41で検出される燃圧が前記目標高燃圧になるように、前記ソレノイド21の通電タイミングをフィードバック制御する。
図4は、システム構成の第2の実施形態を示す。
Then, the
FIG. 4 shows a second embodiment of the system configuration.
前記第1の実施形態と相違する部分を説明する。
リリーフ弁34には、燃料ギャラリーパイプ32内の燃圧が異常な高圧になったときに開弁する一方向弁としての機械的な機能のみを持たせる。
一方、低圧レギュレータ18の出力側にリターン配管17の他、バイパス配管61の一端を接続し、該バイパス配管61の他端を高圧燃料配管31に接続する。
Differences from the first embodiment will be described.
The
On the other hand, in addition to the
そして、高圧燃料ポンプ14の異常時には、低圧レギュレータ18’の上流側配管とバイパス配管61とを開通し、低圧燃料ポンプ13から吐出された燃料を、該高圧燃料ポンプ14をバイパスして機関(燃料ギャラリーパイプ32)に供給する構成とする。
具体的には、図5に示すように、低圧レギュレータ18’の弁体18a’が、低圧燃料ポンプ13から吐出燃圧に応動してリターン配管17に連通または遮断しながら吐出圧を調圧するが、前記弁体18a’をソレノイド18b’の通電によって強制的に駆動して、前記バイパス配管61に接続する位置に維持するような構成とすればよい。
When the high-
Specifically, as shown in FIG. 5, the
図6は、システム構成の第3の実施形態を示す。
本実施形態では、低圧レギュレータ18は第1の実施形態と同様とし、リリーフ弁34は、第2の実施形態と同様とし、前記低圧燃料配管16と高圧燃料配管31(または燃料ギャラリーパイプ32)とを結ぶバイパス配管71を新たに設け、該バイパス配管71に、任意に開閉自由な電磁駆動式の開閉弁72を介装する。
FIG. 6 shows a third embodiment of the system configuration.
In this embodiment, the low-
そして、通常は、前記開閉弁71を閉弁とするが、高圧燃料ポンプ14の異常時には、低圧レギュレータ18を閉弁に維持しつつ、開閉弁71を開弁し、低圧燃料ポンプ13から吐出された燃料を、バイパス配管71を経由して機関(燃料ギャラリーパイプ32)に供給する構成とする(実質的に、図3に示した構成と同様である)。
また、前記コントロールユニット51は、図7のフローチャートに示すようにして、高圧燃料ポンプ14の異常、特に、燃圧が不足する異常の有無を診断する。
Normally, the on-off
Further, as shown in the flowchart of FIG. 7, the
ステップS1では、目標燃圧が所定値以上かを判定する。
目標燃圧が所定値以上のときは、ステップS2へ進み、前記燃圧センサ41で検出される燃圧が、前記所定値より大きく下回る下限判定値以上であるかを判定する。
ステップS2で、燃圧が下限判定値未満と判定されたときは、ステップS3へ進み、高圧燃料ポンプ14が燃圧を昇圧できない故障であると診断する。例えば、高圧ポンプ制御ソレノイド21の駆動回路が断線したような場合である。
In step S1, it is determined whether the target fuel pressure is a predetermined value or more.
When the target fuel pressure is equal to or greater than a predetermined value, the process proceeds to step S2, and it is determined whether the fuel pressure detected by the
When it is determined in step S2 that the fuel pressure is less than the lower limit determination value, the process proceeds to step S3, and it is diagnosed that the high-
ステップS2で、燃圧が下限判定値以上と判定されたときは、ステップS4へ進み、目標燃圧と実燃圧との差圧が、目標燃圧が更新されてから所定時間継続してしきい値以上に維持されているかを判定する。
ステップS4の判定がYESの場合は、ステップS5へ進み、高圧燃料ポンプ14が昇圧は可能であるが、不完全または遅れが大きすぎる異常であると診断する。
When it is determined in step S2 that the fuel pressure is equal to or higher than the lower limit determination value, the process proceeds to step S4, and the differential pressure between the target fuel pressure and the actual fuel pressure continues for a predetermined time after the target fuel pressure is updated and exceeds the threshold value. Determine if it is maintained.
If the determination in step S4 is YES, the process proceeds to step S5, and the high-
ステップS4の判定がNOの場合は、ステップS6へ進み、高圧燃料ポンプ14は正常と診断する。
図8は、上記高圧燃料ポンプ14の診断結果に基づく低圧燃料ポンプ13の制御の第1実施形態を示す。
ステップS11では、高圧燃料ポンプ14が昇圧不可能な異常であるかを判定する。
If the determination in step S4 is NO, the process proceeds to step S6, and the high-
FIG. 8 shows a first embodiment of control of the low-
In step S11, it is determined whether or not the high-
高圧燃料ポンプ14が昇圧不可能な異常と判定されたときは、ステップS12へ進み、低圧燃料ポンプ13を全開(最大吐出量)運転し、該低圧燃料ポンプ13からの吐出燃料を、高圧燃料ポンプ14をバイパスして機関に直接供給する。なお、低圧燃料ポンプ13からの吐出燃料を、高圧燃料ポンプ14をバイパスして機関に供給するための制御は、以上示した各実施形態において説明したとおりに行う(以下の実施形態でも同様)。
When it is determined that the high-
ステップS11で高圧燃料ポンプ14が異常でないと判定されたときは、ステップS13へ進み、前記低圧レギュレータ18の通電を遮断して低圧燃料ポンプ13の吐出圧を調整する機能を持たせると共に、車両運転状態に応じて設定された制御量(吐出量)で低圧燃料ポンプ13を駆動し、吐出燃料を高圧燃料ポンプ14へ供給する。
このようにすれば、高圧燃料ポンプ14の異常時には、低圧燃料ポンプ13が全開運転されるので、高圧燃料ポンプ14によって燃圧を昇圧できない場合でも、低圧燃料ポンプ13から吐出された燃料によって、燃料ギャラリーパイプ32内の燃圧、つまり、燃料噴射弁15からの噴射圧を最大限高圧に確保することができ、圧縮行程噴射を支障なく行うことができ、車両の退避行動が可能となる。
When it is determined in step S11 that the high-
In this way, when the high-
図9は、上記高圧燃料ポンプ14の診断結果に基づく低圧燃料ポンプ13の制御の第2実施形態を示す。
ステップS21では、車両運転状態(機関回転速度、負荷、燃圧等)に応じて低圧燃料ポンプ13の制御量を算出する。
ステップS22では、高圧燃料ポンプ14が昇圧可能な異常であるかを判定する。
FIG. 9 shows a second embodiment of control of the low-
In step S21, the control amount of the low-
In step S22, it is determined whether or not the high
高圧燃料ポンプ14が昇圧可能な異常と判定されたときは、ステップS23へ進み低圧燃料ポンプ13から吐出された燃料を、高圧燃料ポンプ14への供給を継続すると共に、高圧燃料ポンプ14をバイパスして機関に供給する。高圧燃料ポンプ14が昇圧可能であるときは、不安定ではあるが高圧燃料ポンプ14からも吐出させた方が、必要量を確保しやすいため、上記の併用した供給を行う。
When it is determined that the high
ステップS24では、低圧燃料ポンプ13の制御量が上限設定値Hを超えているかを判定する。なお、上記のように、高圧燃料ポンプ14と、低圧燃料ポンプ13から同時に、機関に燃料を供給する場合は、燃圧が通常より高くなりすぎる可能性があるので、かかる判定を行う。上限設定値Hは、燃料噴射弁15の噴射量の制御量に対するリニアリティが維持され、かつ、燃料噴射弁15からの燃料漏れ、燃料配管に過大な負荷が加わらないような値に設定する。
In step S24, it is determined whether the control amount of the low-
ステップS23で、上限設定値Hを超えていると判定されたときは、ステップS24へ進んで、制御量を上限設定値Hとして制限する。
ステップS23で上限設定値Hを超えていないと判定されたときは、ステップS25へ進んで、制御量が下限設定値L未満であるかを判定する。ステップS21での制御量は、運転状態に応じた通常時用に設定されているため、低圧燃料ポンプ13からの吐出燃料を直接機関に供給する場合には、低すぎることがあるため、かかる判定を行う。下限設定値Lは、低圧燃料ポンプ13の吐出量及び燃料噴射弁15の噴射量の制御量に対するリニアリティが維持され、かつ、燃料からのベーパの低減あるいは抑制を行える値に設定する。
When it is determined in step S23 that the upper limit set value H is exceeded, the process proceeds to step S24, and the control amount is limited as the upper limit set value H.
When it is determined in step S23 that the upper limit set value H has not been exceeded, the process proceeds to step S25 to determine whether the control amount is less than the lower limit set value L. Since the control amount in step S21 is set for the normal time according to the operating state, when the fuel discharged from the low-
ステップS25で制御量が下限設定値L未満と判定されたときは、ステップS26へ進んで、制御量を下限設定値Lとして制限する。
このようにすれば、高圧燃料ポンプ14の昇圧可能な異常時は、低圧燃料ポンプ13と高圧燃料ポンプ14とから同時に、機関への燃料供給を行いつつ、低圧燃料ポンプ13からの制御量を下限設定値L以上で上限設定値H以下の範囲に規制することで、高圧燃料ポンプ14の不安定性を補償し、機関への燃料供給量、燃圧を安定化することができ、燃料噴射弁からの燃料漏れ、ベーパ発生等を抑制することができる。
When it is determined in step S25 that the control amount is less than the lower limit set value L, the process proceeds to step S26, where the control amount is limited as the lower limit set value L.
In this way, when the high
なお、上限設定値H以下に制限するだけの実施形態、下限設定値L以上に制限するだけの実施形態としても、それなりの効果を奏する。
図10は、高圧燃料ポンプ14の診断結果に基づく低圧燃料ポンプ13の制御の第3実施形態を示す。
ステップS31では、高圧燃料ポンプ14が異常であるかを判定する。
It should be noted that the embodiment that is limited to the upper limit set value H or less and the embodiment that is limited to the lower limit set value L or more have certain effects.
FIG. 10 shows a third embodiment of control of the low-
In step S31, it is determined whether the high-
高圧燃料ポンプ14が異常でない(正常)と判定されたときは、ステップS32へ進み、低圧燃料ポンプ13を基準圧(例えば350kPa)で駆動する。これは、通常の運転を行えば、前記低圧レギュレータ18によって自動的に調整されるが、低圧側の燃圧を検出する燃圧センサを別途設け、フィードバック制御する構成としてもよい。
一方、高圧燃料ポンプ14が異常と判定されたときは、ステップS33へ進み、高圧燃料ポンプ14の作動を停止すると共に、低圧燃料ポンプ13からの吐出燃料を、高圧燃料ポンプ14をバイパスして機関に供給し、高圧(数MPa)となるように駆動する。単純に全開運転であってもよいが、燃圧センサからの燃圧を検出して高圧の設定燃圧となるようにフィードバック制御してもよい。
When it is determined that the high-
On the other hand, when it is determined that the high
ステップS34では、機関の高速域など、燃料噴射弁からの燃料噴射による要求燃料消費量が、低圧燃料ポンプ1から吐出される燃料の直接供給によっては賄うことが難しい上限設定値Fhを超えるかを判定する。なお、要求燃料消費量は、次式の算出値を用いることができる。
要求燃料消費量=Ne×Ti×α
ただし、Ne:機関回転速度
Ti:基本燃料噴射量
α:空燃比フィードバック補正係数
要求燃料消費量が上限設定値Fhを超えると判定されたときは、ステップS35へ進み、燃料カット(機関への燃料供給停止)、具体的には燃料噴射弁15の作動停止を行う。
In step S34, it is determined whether the required fuel consumption by fuel injection from the fuel injection valve, such as the high speed range of the engine, exceeds an upper limit set value Fh that is difficult to cover by direct supply of fuel discharged from the low-pressure fuel pump 1. judge. In addition, the calculated value of following Formula can be used for request | requirement fuel consumption.
Required fuel consumption = Ne x Ti x α
Where Ne: engine speed
Ti: Basic fuel injection amount
α: Air-fuel ratio feedback correction coefficient When it is determined that the required fuel consumption exceeds the upper limit set value Fh, the routine proceeds to step S35, where fuel cut (fuel supply to the engine is stopped), specifically, the
燃料カットにより、燃料ギャラリーパイプ32内の燃圧が高められ、その後の高圧での燃料噴射が可能となる。
すなわち、高圧燃料ポンプ14の異常時は、高速域など要求燃料消費量が大きなときに、要求に応じて燃料噴射を行うと燃圧が不足して、正常な燃料噴射を行えなくなってしまうので、燃料カットを行って正常な燃料噴射を行える燃圧まで高めてから、退避走行を行えるだけの要求燃料消費量に下げてから正常な燃料噴射を再開する。また、この構成によれば、燃圧不足での燃料噴射により空燃比がリーン化されて排気浄化触媒が劣化することも防止できる。
By the fuel cut, the fuel pressure in the
That is, when the high-
図11は、高圧燃料ポンプ14の診断結果に基づく低圧燃料ポンプ13の制御の第4実施形態を示す。本実施形態は、以上示した第1〜第3の実施形態の構成を、まとめたものに近い形態であり、各種異常に対応できる。なお、本実施形態では、リリーフ弁34を電磁式の開閉弁で構成するが、他の方式で、低圧燃料ポンプ13の吐出燃料を、高圧燃料ポンプ14をバイパスして機関に供給する構成にも適用できる。
FIG. 11 shows a fourth embodiment of control of the low
ステップS41では、高圧燃料ポンプ14が異常であるかを判定する。
高圧燃料ポンプ14が異常であると判定されたときは、ステップS42へ進み、高圧燃料ポンプ14が昇圧可能な異常であるかを判定する。
昇圧可能な異常と判定されたときは、ステップS43へ進み、リリーフ弁34を開弁に維持して、低圧燃料ポンプ13からの吐出燃料を、高圧燃料ポンプ14をバイパスして機関に供給すると共に、高圧ポンプ制御ソレノイド21を通常とおり制御して、高高圧燃料ポンプ14も駆動し、高圧燃料ポンプ14で昇圧された燃料も機関に供給する。
In step S41, it is determined whether the high-
When it is determined that the high-
If it is determined that the pressure can be increased, the process proceeds to step S43, the
一方、ステップS42で高圧燃料ポンプ14が昇圧不可能な異常と判定された場合は、ステップS44へ進み、高圧ポンプ制御ソレノイド21をOFFとして高圧燃料ポンプ14の作動を停止すると共に、リリーフ弁34を開弁に維持して、低圧燃料ポンプ13を全開運転し、吐出燃料を高圧燃料ポンプ14をバイパスして機関に供給する。
このようにして高圧燃料ポンプ異常時のフェールセーフ制御を開始した後、ステップS45へ進み、燃圧センサ41で検出される燃料ギャラリーパイプ32内の実燃圧が、圧縮行程で燃料噴射弁15からの燃料噴射が可能な下限燃圧(例えば3MPa)未満であるかを判定する。
On the other hand, if it is determined in step S42 that the high-
After starting fail-safe control when the high-pressure fuel pump is abnormal in this way, the process proceeds to step S45, where the actual fuel pressure in the
そして、実燃圧が下限燃圧未満と判定されたときは、ステップS46へ進んで燃料カットを行い、燃料消費を無くすことで燃料ギャラリーパイプ32内の実燃圧を高め、燃料噴射弁15からの燃料噴射を可能なようにする。
ステップS41で、高圧燃料ポンプ14が正常と判定されたときは、ステップS47へ進み、実燃圧が目標燃圧に所定値α(>0)を加えた値より小さい値に維持されているかを判定する。
When it is determined that the actual fuel pressure is less than the lower limit fuel pressure, the routine proceeds to step S46, where the fuel is cut, the fuel consumption is eliminated, the actual fuel pressure in the
When it is determined in step S41 that the high-
実燃圧が(目標燃圧+α)より小さいと判定されたときはステップS48へ進み、リリーフ弁34を閉弁し、低圧燃料ポンプ13の吐出燃料を、高圧燃料ポンプ14のみに供給し、高圧燃料ポンプ14を駆動して高圧の吐出燃料を機関に供給する。
ステップS47で、実燃圧が(目標燃圧+α)以上で燃圧が高すぎると判定されたときは、ステップS48へ進み、リリーフ弁34を開弁させて燃料をリリーフさせることにより、燃料ギャラリーパイプ32内の燃圧を減少させ、燃料噴射弁15からの燃料漏れを防止し、燃料配管の耐久性を確保する。
When it is determined that the actual fuel pressure is smaller than (target fuel pressure + α), the process proceeds to step S48, the
When it is determined in step S47 that the actual fuel pressure is equal to or higher than (target fuel pressure + α) and the fuel pressure is too high, the process proceeds to step S48, and the
リリーフ弁34を、第2、第3の実施形態のように機械式のチェックバルブのみで構成したものを用いる場合には、高圧燃料ポンプ14が正常と判定されたときは、通常運転を行えばよく、燃圧が所定以上の高圧になったときは、リリーフ弁34が燃圧に応動して開弁し、燃料がリリーフされて減圧が行われる。
このようにすれば、前記第1〜第3の実施形態における効果を全て得られる。
When the
In this way, all the effects of the first to third embodiments can be obtained.
なお、以上示した実施形態においては、低圧レギュレータの燃料タンクへの低圧側リリーフ弁を閉じることにより、低圧燃料ポンプからの吐出燃料を高圧燃料ポンプをバイパスして機関に供給することを可能としたが、本発明は、かかる低圧レギュレータを備えないものにも適用できる。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
(イ)請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、
高圧燃料ポンプ下流側の高圧燃料配管から余剰燃料を低圧燃料ポンプの吐出側に戻すリターン配管に介装された高圧側リリーフ弁を任意に開弁できる構成とし、
前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を、前記高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させるときは、該高圧側リリーフ弁を開弁させることにより前記リターン通路を介して供給することを特徴とする。
In the embodiment described above, it is possible to supply the discharged fuel from the low-pressure fuel pump to the engine by bypassing the high-pressure fuel pump by closing the low-pressure relief valve to the fuel tank of the low-pressure regulator. However, the present invention can also be applied to those not provided with such a low-pressure regulator.
Here, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described together with effects.
(A) In the fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The high-pressure relief valve interposed in the return pipe that returns surplus fuel from the high-pressure fuel pipe downstream of the high-pressure fuel pump to the discharge side of the low-pressure fuel pump can be arbitrarily opened,
When the fuel discharged from the low-pressure fuel pump is supplied to the internal combustion engine bypassing the high-pressure fuel pump, the fuel is supplied via the return passage by opening the high-pressure relief valve. To do.
上記発明によると、高圧側リリーフ弁の機能を追加するだけで、低圧燃料ポンプから吐出される燃料を高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させることができる。
(ロ)請求項1,請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記低圧側リリーフ弁を、低圧燃料ポンプ吐出側と高圧燃料ポンプ下流側の高圧燃料配管とを任意に開通可能な構成とし、
前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を、前記高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させるときは、該低圧側リリーフ弁を、低圧燃料ポンプ吐出側と高圧燃料ポンプ下流側の高圧燃料配管とを開通させるように駆動することにより供給することを特徴とする。
According to the above invention, the fuel discharged from the low pressure fuel pump can be supplied to the internal combustion engine by bypassing the high pressure fuel pump only by adding the function of the high pressure side relief valve.
(B) In the fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 and 3,
The low-pressure side relief valve is configured to arbitrarily open the low-pressure fuel pump discharge side and the high-pressure fuel pump downstream side,
When the fuel discharged from the low-pressure fuel pump is supplied to the internal combustion engine bypassing the high-pressure fuel pump, the low-pressure relief valve is connected to the low-pressure fuel pump discharge side and the high-pressure fuel pipe downstream of the high-pressure fuel pump. It is characterized by supplying by driving to open.
上記発明によると、低圧側リリーフ弁の機能と一部の燃料配管を追加するだけで、低圧燃料ポンプから吐出される燃料を、高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させることができる。
(ハ)請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、
低圧燃料ポンプ吐出側と高圧燃料ポンプ下流側の高圧燃料配管と結ぶバイパス通路を設け、該バイパス通路に任意に開閉可能な開閉弁を介装し、
前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を、前記高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させるときは、前記開閉弁を開き、前記バイパス通路を介して供給することを特徴とする。
According to the above invention, the fuel discharged from the low-pressure fuel pump can be supplied to the internal combustion engine by bypassing the high-pressure fuel pump only by adding the function of the low-pressure relief valve and a part of the fuel piping.
(C) In the fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
A bypass passage connecting the low-pressure fuel pump discharge side and the high-pressure fuel pipe downstream of the high-pressure fuel pump is provided, and an on-off valve that can be arbitrarily opened and closed is provided in the bypass passage,
When the fuel discharged from the low-pressure fuel pump is supplied to the internal combustion engine by bypassing the high-pressure fuel pump, the on-off valve is opened and supplied through the bypass passage.
上記発明によると、専用の燃料配管と開閉弁を追加する信頼性の高い構成で、低圧燃料ポンプから吐出される燃料を、高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させることができる。
(ニ)請求項1〜請求項3、(イ)〜(ハ)のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、
高圧側燃料ポンプが昇圧不可能な異常時は、低圧側燃料ポンプを全開運転することを特徴とする。
According to the above invention, the fuel discharged from the low-pressure fuel pump can be supplied to the internal combustion engine by bypassing the high-pressure fuel pump with a highly reliable configuration in which a dedicated fuel pipe and an on-off valve are added.
(D) In the fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3 and (a) to (c),
When the high pressure side fuel pump cannot be boosted, the low pressure side fuel pump is fully opened.
上記発明によると、高圧側燃料ポンプが昇圧不可能な異常時は、低圧側燃料ポンプを全開運転することで、機関(燃料噴射弁)に供給される燃圧を最大限高めることができる。
(ホ)請求項1〜請求項3、(イ)〜(ハ)のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、
高圧側燃料ポンプが昇圧可能な異常時は、低圧側燃料ポンプからの吐出燃料を高圧燃料ポンプにも供給して高圧側燃料ポンプを駆動し、高圧側燃料ポンプからの吐出燃料と低圧燃料ポンプからの吐出燃料とを、機関に供給することを特徴とする。
According to the above invention, when the high pressure side fuel pump cannot be boosted, the fuel pressure supplied to the engine (fuel injection valve) can be maximized by fully opening the low pressure side fuel pump.
(E) In the fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3 and (a) to (c),
When the high pressure side fuel pump can raise the pressure, the fuel discharged from the low pressure side fuel pump is also supplied to the high pressure fuel pump to drive the high pressure side fuel pump, and the discharged fuel from the high pressure side fuel pump and the low pressure fuel pump are The discharged fuel is supplied to the engine.
上記発明によると、高圧側燃料ポンプが昇圧可能な異常時は、高圧燃料ポンプも運転して2つの燃料ポンプから機関に燃料を供給することで、異常時の燃圧をできるだけ、確保することができる。
(ヘ)上記(ホ)に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
高圧側燃料ポンプが昇圧可能な異常時は、低圧燃料ポンプからの吐出量を、上限値以内および下限値以上の少なくとも一方で規制することを特徴とする。
According to the above-described invention, when the high pressure side fuel pump can be boosted, the high pressure fuel pump is also operated and fuel is supplied to the engine from the two fuel pumps, so that the fuel pressure at the time of the abnormality can be ensured as much as possible. .
(F) In the fuel supply device for an internal combustion engine described in (e) above,
When there is an abnormality in which the high-pressure side fuel pump can increase the pressure, the discharge amount from the low-pressure fuel pump is restricted to at least one of an upper limit value and a lower limit value or more.
上記発明によると、高圧側燃料ポンプからの吐出量が不安定な状態でも機関に供給される燃料量を安定範囲に制限して、燃圧が過大になって燃料噴射弁からの燃料漏れや燃料配管の耐久性低下を防止でき、あるいは、燃料からのベーパの発生を防止できる。
(ト)請求項1〜請求項3、(イ)〜(ヘ)のいずれか1つに記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を、前記高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させるときに、低圧燃料ポンプから機関に供給される燃料量が不足する状況では、燃料噴射弁の作動を停止することを特徴とする。
According to the above invention, even if the discharge amount from the high-pressure side fuel pump is unstable, the amount of fuel supplied to the engine is limited to a stable range, the fuel pressure becomes excessive, the fuel leakage from the fuel injection valve and the fuel piping It is possible to prevent a decrease in the durability of the fuel or to prevent the generation of vapor from the fuel.
(G) In the fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3 and (a) to (f),
When the fuel discharged from the low pressure fuel pump is supplied to the internal combustion engine by bypassing the high pressure fuel pump, the fuel injection valve is operated in a situation where the amount of fuel supplied from the low pressure fuel pump to the engine is insufficient. It is characterized by stopping.
上記発明によると、低圧燃料ポンプから機関に供給される燃料量が不足して、燃料噴射弁からの噴射に必要な燃圧を確保することができなくなる状況で、燃料カットを行うことにより、燃料噴射弁からの噴射を可能となるように燃圧を高めることができる。 According to the above invention, the fuel injection is performed by performing the fuel cut in a situation where the amount of fuel supplied from the low pressure fuel pump to the engine is insufficient and the fuel pressure necessary for the injection from the fuel injection valve cannot be secured. The fuel pressure can be increased so as to enable injection from the valve.
11…内燃機関、12…燃料タンク、13…低圧燃料ポンプ、14…高圧燃料ポンプ、15…燃料噴射弁、16…低圧燃料配管、17…リターン配管、18,18’…低圧レギュレータ、21…高圧ポンプ制御ソレノイド、22…パイロット弁、23…吸入弁、24…ポンプ室、25…吐出弁、31…高圧燃料配管、32…燃料ギャラリーパイプ、33…リリーフ配管、34…リリーフ弁、41…燃圧センサ、42…エアフローメータ、43…クランク角センサ、44…スロットル開度センサ、45…スタータスイッチ、51…コントロールユニット、61…バイパス配管、71…バイパス配管、72…開閉弁
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記高圧燃料ポンプの異常時に、前記低圧燃料ポンプから吐出される燃料を、前記高圧燃料ポンプをバイパスして内燃機関に供給させることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 An internal combustion engine fuel supply apparatus comprising: an engine-driven high pressure fuel pump; and an electric low pressure fuel pump that supplies fuel to the high pressure fuel pump, wherein the fuel discharged from the high pressure fuel pump is supplied to the internal combustion engine. ,
A fuel supply apparatus for an internal combustion engine, wherein the fuel discharged from the low pressure fuel pump is supplied to the internal combustion engine by bypassing the high pressure fuel pump when the high pressure fuel pump is abnormal.
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