JP2009191724A - Fuel supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は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.
筒内噴射式の内燃機関やディーゼル機関の如く、高圧の燃料噴射が要求される内燃機関では、燃料タンク内の燃料を電動式の低圧ポンプで吸引して吐出すると共に、この低圧ポンプから吐出される燃料を内燃機関により駆動される高圧ポンプに供給して高圧に昇圧し、該高圧ポンプから吐出される高圧の燃料を蓄圧機能を有するコモンレールを介して内燃機関の各気筒の燃料噴射弁に供給する燃料供給装置を備えたものが一般に知られている(例えば特許文献1を参照)。 In an internal combustion engine that requires high-pressure fuel injection, such as an in-cylinder internal combustion engine or a diesel engine, the fuel in the fuel tank is sucked and discharged by an electric low-pressure pump and discharged from the low-pressure pump. Is supplied to a high-pressure pump driven by the internal combustion engine to increase the pressure to high pressure, and high-pressure fuel discharged from the high-pressure pump is supplied to a fuel injection valve of each cylinder of the internal combustion engine through a common rail having a pressure accumulation function. In general, there is known a fuel supply device including a fuel supply device (see, for example, Patent Document 1).
なお、特許文献1には、内燃機関の始動時に、燃料の温度が比較的高くなっている場合に、その燃料の蒸気によって、燃料の圧力が上昇し難くなることから、内燃機関の始動時に、燃料の温度が所定温度以上の高温となっている場合に、低圧ポンプの吐出量を増加させるようにする技術が記載されている。
ところで、この種の燃料供給装置では、内燃機関の運転中に、該内燃機関で発生する熱などによって燃料の温度が高温になる場合がある。そして、このように燃料の温度が高温になると、該燃料の粘性が低くなることに起因して、高圧ポンプやコモンレール、あるいは燃料噴射弁での燃料リークが発生し易い。このため、特に、燃料噴射弁の要求燃料噴射量が比較的多い場合には、コモンレール内の燃料の圧力が適切な圧力になっていても、燃料噴射弁に供給される実際の燃料の量が、該燃料噴射弁の要求燃料噴射量に対して不足する恐れがある。 By the way, in this type of fuel supply device, the temperature of the fuel may become high due to heat generated in the internal combustion engine during operation of the internal combustion engine. When the temperature of the fuel becomes high in this way, fuel leaks easily occur in the high-pressure pump, the common rail, or the fuel injection valve due to the low viscosity of the fuel. For this reason, in particular, when the required fuel injection amount of the fuel injection valve is relatively large, the actual amount of fuel supplied to the fuel injection valve is reduced even if the fuel pressure in the common rail is an appropriate pressure. There is a risk that the required fuel injection amount of the fuel injection valve will be insufficient.
このような不都合を回避するためには、例えば上記の燃料リーク分を見込んで、十分な量の燃料を常時供給し得る大きめの容量の低圧ポンプを使用することが考えられる。しかるに、このような低圧ポンプを使用すると、燃料供給装置の大型化、コスト上昇を招くと共に、内燃機関の多くの運転状況下では低圧ポンプでのエネルギー消費が過大なものとなってしまう。 In order to avoid such an inconvenience, for example, it is conceivable to use a low-pressure pump having a large capacity capable of always supplying a sufficient amount of fuel in anticipation of the fuel leak. However, the use of such a low-pressure pump leads to an increase in size and cost of the fuel supply device, and excessive energy consumption in the low-pressure pump under many operating conditions of the internal combustion engine.
また、前記特許文献1に見られるように、内燃機関の始動時にのみ、燃料の温度が高温となっている場合に低圧ポンプの吐出量を増加させるようにしても、その始動後の運転中に、燃料噴射弁の要求燃料噴射量が多くなった場合に、燃料噴射弁に供給される実際の燃料の量が不足するのを回避することができないものとなっていた。 Further, as seen in Patent Document 1, only when the internal combustion engine is started, even when the discharge amount of the low-pressure pump is increased when the temperature of the fuel is high, during the operation after the start. When the required fuel injection amount of the fuel injection valve increases, it is impossible to avoid a shortage of the actual amount of fuel supplied to the fuel injection valve.
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、過剰に大きな容量のポンプを使用することなく、内燃機関の運転中に、燃料の温度が高く、且つ燃料噴射弁の要求燃料噴射量が多いものとなる状況で、燃料噴射弁に不足なく必要量の燃料を供給することができる燃料供給装置の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and the fuel temperature is high and the required fuel injection amount of the fuel injection valve is high during operation of the internal combustion engine without using an excessively large capacity pump. An object of the present invention is to provide a control device for a fuel supply device that can supply a required amount of fuel to a fuel injection valve without a shortage in a situation where there are many fuel injection valves.
本発明の燃料供給装置は、かかる目的を達成するために、燃料タンク内の燃料を吸引して吐出する第1の燃料ポンプと、該第1の燃料ポンプから吐出された燃料を昇圧して内燃機関の燃料噴射弁に供給する第2の燃料ポンプとを備えた燃料供給装置の制御装置において、前記第1の燃料ポンプは、供給電圧が高いほど、吐出量が増加する電動式のポンプにより構成されており、前記燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、該燃料温度検出手段により検出された温度が所定温度以上であり、且つ、前記燃料噴射弁の要求燃料噴射量が所定量以上であるという条件が成立するか否かを判断し、該条件が成立する場合における前記第1の燃料ポンプの供給電圧を、該条件が成立しない場合よりも高くする供給電圧調整手段とを備えたことを特徴とする(第1発明)。 In order to achieve the above object, a fuel supply device of the present invention includes a first fuel pump that sucks and discharges fuel in a fuel tank, and boosts the fuel discharged from the first fuel pump to internal combustion. In the control device of the fuel supply device including the second fuel pump that supplies the fuel injection valve of the engine, the first fuel pump is constituted by an electric pump that increases the discharge amount as the supply voltage increases. A fuel temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel; a temperature detected by the fuel temperature detecting means is not less than a predetermined temperature; and a required fuel injection amount of the fuel injection valve is not less than a predetermined amount. A supply voltage adjusting unit that determines whether or not a certain condition is satisfied and makes the supply voltage of the first fuel pump higher when the condition is satisfied than when the condition is not satisfied; Features To (first invention).
前記第1の燃料ポンプが、それに対する供給電圧が高いほど、吐出量が増加する電動式のポンプにより構成されている場合、その供給電圧を高くすることによって、第1の燃料ポンプの吐出量を増加させることができる。そこで、第1発明では、前記燃料温度検出手段により検出された燃料の温度が所定温度以上であり、且つ、前記燃料噴射弁の要求燃料噴射量が所定量以上であるという条件が成立するか否かを判断し、該条件が成立する場合における前記第1の燃料ポンプの供給電圧を、該条件が成立しない場合よりも高くする供給電圧調整手段を備える。このため、上記条件が成立する場合には、該条件が成立しない場合よりも前記第1の燃料ポンプの吐出量が増加することとなる。そして、第1発明では、上記条件が成立しない状況では、適宜、第1の燃料ポンプの供給電圧を低下させることによって、該第1の燃料ポンプの吐出量を減少させることができる。 When the first fuel pump is constituted by an electric pump that increases the discharge amount as the supply voltage to the first fuel pump increases, the discharge amount of the first fuel pump is increased by increasing the supply voltage. Can be increased. Therefore, in the first invention, whether or not the condition that the temperature of the fuel detected by the fuel temperature detecting means is not less than a predetermined temperature and the required fuel injection amount of the fuel injection valve is not less than a predetermined amount is satisfied. And supply voltage adjusting means for making the supply voltage of the first fuel pump higher when the condition is satisfied than when the condition is not satisfied. For this reason, when the above condition is satisfied, the discharge amount of the first fuel pump is increased as compared with the case where the condition is not satisfied. In the first invention, in a situation where the above condition is not satisfied, the discharge amount of the first fuel pump can be reduced by appropriately reducing the supply voltage of the first fuel pump.
従って、第1発明によれば、過剰に大きな容量のポンプを使用することなく、内燃機関の運転中に、燃料の温度が高く、且つ燃料噴射弁の要求燃料噴射量が多いものとなる状況で、燃料噴射弁に不足なく必要量の燃料を供給することができる。 Therefore, according to the first invention, the fuel temperature is high and the required fuel injection amount of the fuel injection valve is large during operation of the internal combustion engine without using an excessively large capacity pump. The required amount of fuel can be supplied to the fuel injection valve without any shortage.
かかる第1発明では、前記供給電圧調整手段のより具体的な形態としては、例えば次のような形態が考えられる。 In the first aspect of the invention, as a more specific form of the supply voltage adjusting means, for example, the following form can be considered.
すなわち、前記供給電圧調整手段は、前記第1の燃料ポンプは、蓄電器と、該蓄電器を充電する発電運転が可能であり、その発電運転時に該蓄電器よりも高い出力電圧を発生する発電機とから前記供給電圧を受けるように該蓄電器および発電機に接続されており、前記供給電圧調整手段は、前記発電機の発電運転の停止時に前記条件が成立した場合に、前記発電機の発電運転を行なわせることによって、前記第1の燃料ポンプの供給電圧を該条件が成立しない場合よりも高くする手段である(第2発明)。 That is, the supply voltage adjusting means includes: the first fuel pump; a capacitor; and a generator capable of generating power to charge the capacitor and generating an output voltage higher than the capacitor during the power generation operation. The power supply is connected to the capacitor and the generator so as to receive the supply voltage, and the supply voltage adjusting means performs the power generation operation of the generator when the condition is satisfied when the power generation operation of the generator is stopped. This is means for making the supply voltage of the first fuel pump higher than when the condition is not satisfied (second invention).
ここで、前記内燃機関が例えば車両の推進力発生源として車両に搭載されるものである場合、通常、該車両には、前記第1の燃料ポンプなどの電装品の電源としての蓄電器と、これを充電する発電運転が可能な発電機とが備えられ、これらの蓄電器と発電機とに第1の燃料ポンプが接続される。そして、該発電機の発電運転時には、該発電機は、蓄電器よりも高い出力電圧を発生し、その出力電圧が第1の燃料ポンプに供給されることとなる。そこで、第2発明では、前記発電機の発電運転の停止時に前記条件が成立した場合に、前記供給電圧調整手段により、前記発電機の発電運転を行なわせることによって、前記第1の燃料ポンプの供給電圧を該条件が成立しない場合よりも高くする。 Here, when the internal combustion engine is mounted on a vehicle, for example, as a propulsive force generation source of the vehicle, usually, the vehicle includes a capacitor as a power source for electrical components such as the first fuel pump, and the like. And a generator capable of generating operation for charging the battery, and a first fuel pump is connected to the power storage unit and the generator. During the power generation operation of the power generator, the power generator generates an output voltage higher than that of the battery, and the output voltage is supplied to the first fuel pump. Therefore, in the second invention, when the condition is satisfied when the generator operation of the generator is stopped, the supply voltage adjusting means causes the generator to perform the generator operation, whereby the first fuel pump The supply voltage is set higher than when the condition is not satisfied.
かかる第2発明によれば、発電機の運転制御だけで、第1の燃料ポンプの供給電圧を増減できるので、既存の機器を利用した簡単な構成で廉価に、本発明を構築することができる。 According to the second invention, since the supply voltage of the first fuel pump can be increased or decreased only by controlling the operation of the generator, the present invention can be constructed at a low cost with a simple configuration using existing equipment. .
本発明の一実施形態を図1〜図4を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本実施形態における燃料供給装置に係わるシステム構成を概略的に示す図である。同図を参照して、本実施形態における燃料供給装置1は、例えば車両に推進力発生源として搭載される内燃機関2の燃料噴射弁3に燃料を供給する装置である。内燃機関2は例えばディーゼルエンジンであり、その燃料噴射弁3は、内燃機関2の各気筒4内に直接的に燃料を噴射するように内燃機関2に組み付けられている。なお、図1では1つの気筒4に対応する燃料噴射弁3だけを代表的に記載しているが、実際には、内燃機関2の気筒数分の燃料噴射弁が各気筒毎に備えられている。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a system configuration relating to a fuel supply apparatus in the present embodiment. Referring to FIG. 1, a fuel supply device 1 according to this embodiment is a device that supplies fuel to a fuel injection valve 3 of an internal combustion engine 2 mounted as a propulsive force generation source in a vehicle, for example. The internal combustion engine 2 is, for example, a diesel engine, and its fuel injection valve 3 is assembled to the internal combustion engine 2 so as to inject fuel directly into each cylinder 4 of the internal combustion engine 2. In FIG. 1, only the fuel injection valves 3 corresponding to one cylinder 4 are representatively described. However, in reality, fuel injection valves corresponding to the number of cylinders of the internal combustion engine 2 are provided for each cylinder. Yes.
燃料供給装置1は、燃料を貯蔵する燃料タンク5と、この燃料タンク5内の燃料を吸引して吐出する第1の燃料ポンプとしての低圧ポンプ6と、この低圧ポンプ6から吐出される燃料をさらに高圧に昇圧して吐出する第2の燃料ポンプとしての高圧ポンプ7とを備え、この高圧ポンプ7から吐出される高圧の燃料を、蓄圧機能を有するコモンレール8を介して各気筒4の燃料噴射弁3に供給するようにしている。
The fuel supply apparatus 1 includes a
低圧ポンプ6は、燃料タンク1内に配置され、吸引した燃料タンク1内の燃料を低圧側供給管路9を介して高圧ポンプ7に供給するようにしている。なお、低圧側供給管路9には、燃料中の不純物を除去するフィルタ10が介装されている。
The low-pressure pump 6 is disposed in the fuel tank 1 and supplies the sucked fuel in the fuel tank 1 to the high-pressure pump 7 via the low-pressure
この低圧ポンプ6は、電動式のポンプであり、2次電池やコンデンサにより構成された蓄電器11にインバータ回路12を介して電気的に接続され、該蓄電器11からインバータ回路12を介して低圧ポンプ6にその動作用の電力が供給されるようになっている。また、蓄電器11とインバータ回路12との間の電源ラインには、内燃機関2により駆動される発電機13がインバータ回路14を介して電気的に接続され、該発電機13の発電電力がインバータ回路14を介して蓄電器11に充電されると同時に、低圧ポンプ6にも供給されるようになっている。従って、低圧ポンプ6は、蓄電器11または発電機13から供給される電力によって、動作するようになっている。
The low-pressure pump 6 is an electric pump, and is electrically connected to a battery 11 composed of a secondary battery and a capacitor via an inverter circuit 12. The low-pressure pump 6 is connected from the battery 11 via the inverter circuit 12. Is supplied with power for the operation. In addition, a
ここで、低圧ポンプ6は、供給電圧(インバータ回路12の入力電圧)が、高いほど、燃料の吐出量(より詳しくは、単位時間当たりに吐出可能な燃料の最大量)が増加する形態の電動式ポンプである。また、発電機13の発電運転時(発電機13の電機子巻線の通電時)には、その発電電力を蓄電器11に充電するために、該発電機13からインバータ回路14を介して出力される直流電圧が蓄電器11の出力電圧(端子間電圧)よりも若干高い電圧になるように、発電機13の発電運転が行なわれる。このため、低圧ポンプ6に対する供給電圧は、発電機13の発電運転の停止時(発電機13の電機子巻線の通電遮断時)には、蓄電器11の出力電圧(例えば12.5V)となり、発電機13の発電運転時には、蓄電器11の出力電圧よりも高い電圧(例えば14.5V)となる。従って、発電機13の発電運転時には、該発電機13の発電運転の停止時よりも、低圧ポンプ6の燃料吐出量が増加するようになっている。
Here, the low pressure pump 6 is electrically driven in such a manner that the higher the supply voltage (the input voltage of the inverter circuit 12), the higher the fuel discharge amount (more specifically, the maximum amount of fuel that can be discharged per unit time). Pump. Further, during the power generation operation of the generator 13 (when the armature winding of the
前記高圧ポンプ7は、内燃機関2により駆動される機械駆動式のポンプであり、低圧ポンプ6から低圧側供給管路9を介して供給される燃料を高圧に昇圧し、その高圧の燃料を一対の高圧側供給管路15,15を介してコモンレール5に供給するようにしている。該高圧ポンプ7は、例えば内燃機関2の出力軸に連動して往復動するプランジャ(図示省略)と低圧側供給管路9から高圧側供給管路15,15への燃料供給量(高圧ポンプ7の燃料吐出量)を調整するための流量制御弁16とを備えた公知の構造のものである。
The high-pressure pump 7 is a mechanically driven pump driven by the internal combustion engine 2, boosts the fuel supplied from the low-pressure pump 6 through the low-pressure
なお、本実施形態では、高圧ポンプ7から一対の高圧側供給管路15,15を介してコモンレール8に高圧の燃料が供給されるようになっているが、1つの高圧側供給管路を介してコモンレール8に高圧の燃料を供給するように構成されていてもよい。 In the present embodiment, high-pressure fuel is supplied from the high-pressure pump 7 to the common rail 8 through a pair of high-pressure supply lines 15 and 15, but via a single high-pressure supply line. The high-pressure fuel may be supplied to the common rail 8.
コモンレール8は、各気筒4の燃料噴射弁3に高圧側分配供給管路17を介して接続されており、高圧ポンプ7からコモンレール8に供給された高圧の燃料は、該コモンレール8から高圧側分配供給管路17を介して各燃料噴射弁3に供給されるようになっている。該コモンレール8には、その内部の燃料の圧力であるレール圧を所定の圧力に保持するための圧力制御弁18と、該レール圧を検出する圧力センサ19とが備えられている。
The common rail 8 is connected to the fuel injection valve 3 of each cylinder 4 via a high pressure side
なお、高圧ポンプ7、コモンレール8および燃料噴射弁3は、それぞれリターン管路20,21,22を介して燃料タンク5内の低圧ポンプ6の吸入口側に接続されており、高圧ポンプ7、コモンレール8および各燃料噴射弁3のそれぞれに供給された燃料のうちの余剰分やリーク燃料が、リターン管路20,21,22を介して燃料タンク5に還流するようになっている。
The high-pressure pump 7, the common rail 8, and the fuel injection valve 3 are connected to the suction port side of the low-pressure pump 6 in the
また、本実施形態では、燃料噴射弁3に供給される燃料の温度を検出する燃料温度検出手段としての温度センサ23が、燃料供給装置1内の適所、例えば高圧ポンプ7に備えられている。さらに、燃料供給装置1や発電機13などの運転制御を行なう制御ユニット30が車両に搭載されている。
Further, in the present embodiment, a
制御ユニット30は、マイクロコンピュータなどを含む電子回路ユニットであり、前記インバータ回路12を介して低圧ポンプ6の運転を制御する機能、前記インバータ回路14を介して発電機13の運転を制御する機能、各燃料噴射弁3の開閉を制御する機能、高圧ポンプ7の流量制御弁16を介して該高圧ポンプ7の燃料吐出量を制御する機能などを有する。この場合、この制御ユニット30には、これらの制御処理のために、前記圧力センサ19および温度センサ23の検出データが入力されると共に、図示しない適宜のセンサから、内燃機関2の回転数(回転速度)、機関温度(冷却水温)、吸気温度、車両の走行速度(車速)などの種々の検出データが入力されるようになっている。そして、制御ユニット30は、それらの入力データを使用して、あらかじめ実装されたプログラムの処理を実行することで、燃料供給装置1や発電機13などの運転制御を行なう。
The
補足すると、本実施形態では、制御ユニット30は、発電機13の運転を制御する機能によって、本発明における供給電圧調整手段を実現している。
Supplementally, in this embodiment, the
次に、燃料供給装置1の運転に係わる制御処理を中心に、制御ユニット30による制御処理を具体的に説明する。
Next, the control process by the
制御ユニット30は、内燃機関2の運転時には、蓄電器11からインバータ回路12を介して低圧ポンプ6に動作用の電力を供給して該低圧ポンプ6を作動させながら、高圧ポンプ7の流量制御弁16の動作を制御し、燃料タンク5から低圧ポンプ6および高圧ポンプ7を介してコモンレール8に供給される燃料を高圧にする。同時に、制御ユニット30は、各燃料噴射弁3による要求燃料噴射量(燃料噴射量の指令値)や燃料噴射タイミングを内燃機関2の回転数などの運転状態の検出データに応じて決定し、その決定した要求燃料噴射量および燃料噴射タイミングに応じて各燃料噴射弁3の開弁時間および開弁タイミングを制御する。これにより、内燃機関1の各気筒4に、内燃機関1の運転状態に適した所要量の高圧燃料が所要のタイミングで供給され、該内燃機関1の運転が行なわれる。
During operation of the internal combustion engine 2, the
制御ユニット30は、このように燃料供給装置1を動作させて、内燃機関2の運転を行なわせながら、前記発電機13の運転を制御する。
The
この場合、基本的には、内燃機関2の回転数、蓄電器11の電気負荷(蓄電器11に接続される電気的な負荷の電力消費量の総量)などが所定の条件を満たす通常的な運転状況下では、蓄電器11の充電を行なうために、あるいは、蓄電器11の電力消費を抑制するために、制御ユニット30は、発電機13の発電運転を行なわせる。一方、蓄電器11の電気負荷が十分に小さいなどの条件を満たす限られた運転状況下では、内燃機関2の燃料消費の軽減のために、制御ユニット30は、発電機13の発電運転を停止させる。
In this case, basically, a normal operating state in which the rotational speed of the internal combustion engine 2, the electrical load of the battery 11 (the total amount of power consumption of the electrical load connected to the battery 11), etc. satisfy the predetermined conditions. Below, in order to charge the battery 11 or to suppress the power consumption of the battery 11, the
ここで、発電機13の発電運転を停止した状態では、前記したように、低圧ポンプ6に対する供給電圧が、発電機13の発電運転時よりも低いため、該低圧ポンプ6の燃料吐出量(単位時間当たりに吐出可能な燃料の最大量)が、発電機13の発電運転時よりも少なくなる。
Here, in the state where the power generation operation of the
一方、燃料噴射弁3に供給される燃料の温度が比較的高温(例えば80°C程度の高温)となっている状況では、該燃料の粘性が低いために、高圧ポンプ7やコモンレール8、燃料噴射弁3における燃料リークが発生しやい。この場合、発電機13の発電運転の停止時であっても、燃料噴射弁3の要求燃料噴射量が比較的少ない状況では、上記燃料リークが発生しても、それを補い得る十分な量の燃料を各燃料噴射弁3に供給することが可能である。しかるに、発電機13の発電運転の停止時に、燃料噴射弁3の要求燃料噴射量が比較的多いものとなる状況では、燃料噴射弁3に実際に供給される燃料の量が、要求燃料噴射量に対して不足する恐れがある。
On the other hand, in a situation where the temperature of the fuel supplied to the fuel injection valve 3 is relatively high (for example, a high temperature of about 80 ° C.), the viscosity of the fuel is low, so the high pressure pump 7, common rail 8, fuel A fuel leak is likely to occur in the injection valve 3. In this case, even when the power generation operation of the
図2に示すグラフa,bは、それぞれ燃料の温度が比較的高温(例えば80°C程度)である場合、比較的低温(例えば40°C程度)である場合に、上記の燃料リークを補償する上で必要な低圧ポンプ6の吐出量(単位時間当たりの必要吐出量)と、内燃機関2の回転数との関係を例示するグラフである。なお、これらのグラフa,bは、内燃機関2の負荷を高負荷とした場合(要求燃料噴射量が最大に近い場合)におけるグラフである。 Graphs a and b shown in FIG. 2 compensate for the above-described fuel leak when the temperature of the fuel is relatively high (for example, about 80 ° C.) or relatively low (for example, about 40 ° C.). 6 is a graph illustrating the relationship between the discharge amount of the low-pressure pump 6 (necessary discharge amount per unit time) necessary for the operation and the rotational speed of the internal combustion engine 2. These graphs a and b are graphs when the load of the internal combustion engine 2 is high (when the required fuel injection amount is close to the maximum).
図示のように、燃料の温度が高温である場合には、低温である場合よりも、燃料リークが多いため、低圧ポンプ6の必要吐出量が大きくなる。また、発電機13の発電運転を停止した状態(低圧ポンプ6に対する供給電圧が低い場合)では、低圧ポンプ6から吐出可能な燃料の最大量は、そのばらつきの範囲の下限において、図2の破線で示すラインの値Qmax_Lとなる。従って、燃料の温度が高温である場合には、発電機13の発電運転を停止した状態では、内燃機関2の回転数が図2に示すNEaよりも高い回転数であるときに、低圧ポンプ6の必要吐出量がQmax_Lよりも高くなる。このため、内燃機関2の回転数が図2に示すNEaよりも高い回転数であるときに、低圧ポンプ6から必要吐出量の燃料を吐出できない場合がある。
As shown in the drawing, when the temperature of the fuel is high, there is more fuel leakage than when the temperature is low, and therefore the required discharge amount of the low-pressure pump 6 becomes large. Further, in a state where the power generation operation of the
なお、図示を省略するが、発電機13の発電運転状態(低圧ポンプ6に対する供給電圧が高い場合)では、低圧ポンプ6から吐出可能な燃料の最大量は、燃料の温度が高温である場合においても、低圧ポンプ6の必要吐出量よりも大きな値となる。また、燃料の温度が低温である場合でも、内燃機関2の回転数が高速側の回転数(>NEa)であるときに、低圧ポンプ6の必要吐出量がQmax_Lよりも高くなる。ただし、本実施形態では、後述するように内燃機関2の回転数が所定値NE1よりも高い場合には、燃料の温度などによらずに、発電機13の発電運転を行なわせる。
Although not shown, in the power generation operation state of the generator 13 (when the supply voltage to the low-pressure pump 6 is high), the maximum amount of fuel that can be discharged from the low-pressure pump 6 is when the temperature of the fuel is high. Also, the value is larger than the required discharge amount of the low-pressure pump 6. Even when the temperature of the fuel is low, the required discharge amount of the low-pressure pump 6 becomes higher than Qmax_L when the rotation speed of the internal combustion engine 2 is the high-speed rotation speed (> NEa). However, in the present embodiment, as described later, when the rotational speed of the internal combustion engine 2 is higher than a predetermined value NE1, the
このようなことから、本実施形態では、制御ユニット30は、燃料の温度が比較的高温で、且つ、要求燃料噴射量が比較的大きい場合(内燃機関2の負荷が比較的大きい場合)に、発電機13の発電運転を行なわせるように該発電機13の運転を制御する。
For this reason, in the present embodiment, the
制御ユニット30による発電機13の運転制御はより具体的には、図3および図4のフローチャートで示すように実行される。図3は、発電機13の発電運転の停止状態(以下、OFF状態という)での制御ユニット30の制御処理を示すフローチャート、図4は、発電機13の発電運転状態(以下、ON状態という)での制御ユニット30の制御処理を示すフローチャートである。これらのフローチャートの処理は、所定の制御処理周期で逐次実行される。
More specifically, the operation control of the
図3を参照して、発電機13のOFF状態では、制御ユニット30は、STEP1〜6のいずれか1つの条件が成立する場合に、STEP7において、発電機13をOFF状態からON状態に制御する。すなわち、燃料を加熱するための燃料ヒータ(図示省略)がONであること(STEP1)、内燃機関2の回転数が所定値NE1よりも高い回転数であること(STEP2)、車速が所定値V1よりも高いこと(STEP3)、蓄電器11の電気負荷(蓄電器11に接続される電気的な負荷の電力消費量の総量)が所定値EL1よりも大きいこと(STEP4)、燃料噴射弁3の要求燃料噴射量が下限側所定値TL1よりも小さいか、もしくは、上限側所定値TH1よりも大きいこと(STEP5)、燃料の温度(前記温度センサ23により検出された温度)が所定値FT1よりも高く、且つ、燃料噴射弁3の要求燃料噴射量が内燃機関2の回転数に応じて定めた所定値f1(NE)よりも大きいこと(STEP6)、という条件のうちのいずれか1つの条件が成立する場合に、制御ユニット30は、発電機13をOFF状態からON状態に制御する。そして、STEP1〜6のいずれの条件も成立しない場合には、制御ユニット30は、発電機13をOFF状態に維持する。なお、STEP6の条件における所定値f1(NE)は、内燃機関2の回転数の検出値に応じて設定される値(回転数の関数値)であり、内燃機関2の回転数が高いほど、大きな値になるように、あらかじめ設定されたデータテーブルや演算式に基づいて設定される。
Referring to FIG. 3, in the OFF state of
このような図3のフローチャートの処理によって、STEP6の条件が成立しない状態から成立する状態に変化した場合に、発電機13をOFF状態からON状態に制御する。このため、燃料の温度が高温な温度(例えば80°C)であって、且つ、要求燃料噴射量が比較的多い場合に、低圧ポンプ6に対する供給電圧を増加させ、ひいては、該低圧ポンプ6の吐出量を増加させることができる。その結果、燃料噴射弁3に実際に供給される燃料の量が、要求燃料噴射量に対して不足するような事態が生じるのを防止することができる。
When the process of the flowchart of FIG. 3 changes from the state in which the condition of STEP 6 is not satisfied to the state in which the condition is satisfied, the
従って、本実施形態では、制御ユニット30におけるSTEP6の判断処理とSTEP7の処理とによって、本発明における供給電圧調整手段が実現されることとなる。
Therefore, in the present embodiment, the supply voltage adjusting means in the present invention is realized by the determination process of STEP 6 and the process of STEP 7 in the
一方、図4を参照して、発電機13のON状態では、制御ユニット30は、STEP11〜18の全ての判断条件が成立する場合に、STEP19において、発電機13をON状態からOFF状態に制御する。すなわち、燃料を加熱するための燃料ヒータ(図示省略)がOFFであること(STEP11)、内燃機関2の回転数が所定値NE2よりも低い回転数であること(STEP12)、車速が所定値V2よりも低いこと(STEP13)、機関温度(内燃機関2の冷却水温)が、所定値TWXよりも高いこと(STEP14)、内燃機関2の吸気温度が所定値TAXよりも高いこと(STEP15)、蓄電器11の電気負荷が所定量EL2よりも大きいこと(STEP16)、燃料噴射弁3の要求燃料噴射量が下限側所定値TL2よりも大きく、且つ、上限側所定値TH2よりも小さいこと(STEP17)、燃料の温度(前記温度センサ23により検出された温度)が所定値FT2よりも低いか、もしくは、燃料噴射弁3の要求燃料噴射量が所定値f2(NE)よりも小さいこと(STEP18)、という条件のうちの全ての条件が成立する場合に、制御ユニット30は、発電機13をON状態からOFF状態に制御する。そして、STEP11〜18のいずれか1つの条件が成立しない場合には、制御ユニット30は、発電機13をON状態に維持する。なお、STEP18の条件における所定値f2(NE)は、内燃機関2の回転数の検出値に応じて設定される値(回転数の関数値)であり、内燃機関2の回転数が高いほど、大きな値になるように、あらかじめ設定されたデータテーブルや演算式に基づいて設定される。
On the other hand, referring to FIG. 4, in the ON state of the
ここで、STEP12における所定値NE2、STEP13における所定値V2、STEP16における所定量EL2、STEP17における下限側所定値TL2および上限側所定値TH2、STEP18における所定値FT2,f2(NE)は、それぞれ、前記図3のフローチャートのSTEP2における所定値NE1、STEP3における所定値V1、STEP4における所定量EL1、STEP5における下限側所定値TL1および上限側所定値TH1、STEP6における所定値FT1,f1(NE)と同じ値でよい。ただし、発電機13のON状態とOFF状態の切り替えのハンチングが生じるのを防止するために、図4のフローチャートにおける上記の所定値と、図3のフローチャートにおける上記の所定値とは、互いに若干異なる値に設定しておくことが好ましい。そのため、本実施形態では、STEP12における所定値NE2は、STEP2における所定値NE1よりも若干小さい値に設定され、STEP13における所定値V2は、STEP3における所定値V1よりも若干小さい値に設定され、STEP16における所定値EL2は、STEP4における所定値EL1よりも若干小さい値に設定されている。また、STEP17における下限側所定値TL2、上限側所定値TH2は、それぞれ、STEP5における下限側所定値TL1よりも若干大きい値、上限側所定値TH1よりも若干小さい値に設定されている。また、STEP18における所定値FT2およびf2(NE)は、それぞれSTEP6における所定値FT1よりも若干小さい値、f1(NE)よりも若干小さい値に設定されている。なお、f1(NE),f2(NE)は、内燃機関2の回転数に応じた値(回転数の関数値)であるので、f2(NE)がf1(NE)よりも小さいということは、各回転数におけるf2(NE)の値がf1(NE)の値よりも小さいということを意味する。
Here, the predetermined value NE2 in STEP12, the predetermined value V2 in STEP13, the predetermined amount EL2 in STEP16, the lower limit side predetermined value TL2 and the upper limit side predetermined value TH2 in STEP17, and the predetermined values FT2 and f2 (NE) in STEP18 are respectively described above. 3, the predetermined value NE1 in STEP2, the predetermined value V1 in STEP3, the predetermined amount EL1 in STEP4, the lower limit side predetermined value TL1 in STEP5 and the upper limit side predetermined value TH1, and the same value as the predetermined values FT1, f1 (NE) in STEP6 It's okay. However, in order to prevent the hunting of switching between the ON state and the OFF state of the
このような図4のフローチャートの処理によって、STEP18の条件が成立しない状態から成立する状態に変化した場合に、発電機13をON状態からOFF状態に制御するため、例えば燃料の温度が高温となっている状態でも、燃料噴射弁3の要求燃料噴射量が少なくなって、内燃機関2の負荷が小さくなると、発電機13の発電運転が停止される。
When the process of the flowchart of FIG. 4 is changed from a state where the condition of
以上説明した本実施形態によれば、発電機13がOFF状態であるときに、燃料の温度が高温な温度となり、且つ、要求燃料噴射量が比較的多い状況になると、発電機13をON状態にして、低圧ポンプ6に対する供給電圧を増加させ、ひいては、該低圧ポンプ6の吐出量を増加させる。これにより、燃料のリークに起因して、燃料噴射弁3に実際に供給される燃料の量が要求燃料噴射量に対して不足するような事態が生じるのを防止することができる。
According to the present embodiment described above, when the
なお、発電機13の運転状態の切り替えに関するSTEP6およびSTEP18の条件以外の条件は、本実施形態に示した条件に限定されるものではなく、その他の種々様々の条件(例えば蓄電器11の残容量に関する条件など)を採用してもよい。
In addition, conditions other than the conditions of STEP6 and STEP18 regarding the switching of the operating state of the
また、本実施形態では、発電機13の発電運転によって、低圧ポンプ6に対する供給電圧を増加させ、該低圧ポンプ6の吐出量を増加させるようにしたが、例えば蓄電器11からDC/DCコンバータを介して低圧ポンプ6側のインバータ回路12に電力を供給するようにして、該DC/DCコンバータによって低圧ポンプ6に対する供給電圧を変化させるようにしてもよい。
In this embodiment, the supply voltage to the low-pressure pump 6 is increased by the power generation operation of the
1…燃料供給装置、2…内燃機関、3…燃料噴射弁、5…燃料タンク、6…低圧ポンプ(第1のポンプ)、7…高圧ポンプ(第2のポンプ)、11…蓄電器、13…発電機、30…制御ユニット、STEP6,7…供給電圧調整手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel supply apparatus, 2 ... Internal combustion engine, 3 ... Fuel injection valve, 5 ... Fuel tank, 6 ... Low pressure pump (1st pump), 7 ... High pressure pump (2nd pump), 11 ... Power storage device, 13 ... Generator, 30 ... control unit, STEP6, 7 ... supply voltage adjusting means.
Claims (2)
前記第1の燃料ポンプは、供給電圧が高いほど、吐出量が増加する電動式のポンプにより構成されており、
前記燃料の温度を検出する燃料温度検出手段と、
該燃料温度検出手段により検出された温度が所定温度以上であり、且つ、前記燃料噴射弁の要求燃料噴射量が所定量以上であるという条件が成立するか否かを判断し、該条件が成立する場合における前記第1の燃料ポンプの供給電圧を、該条件が成立しない場合よりも高くする供給電圧調整手段とを備えたことを特徴とする燃料供給装置。 A first fuel pump that sucks and discharges fuel in the fuel tank; and a second fuel pump that boosts the fuel discharged from the first fuel pump and supplies the boosted fuel to a fuel injection valve of the internal combustion engine. In the fuel supply device
The first fuel pump is constituted by an electric pump in which the discharge amount increases as the supply voltage is higher,
Fuel temperature detection means for detecting the temperature of the fuel;
It is determined whether or not a condition that the temperature detected by the fuel temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature and the required fuel injection amount of the fuel injection valve is equal to or higher than a predetermined amount is satisfied. And a supply voltage adjusting means for making the supply voltage of the first fuel pump higher than when the condition is not satisfied.
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