JP2010024886A - Fuel supply system for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの燃料供給システムに関し、特に、インジェクタが連結されたパイクからの燃料の排出を停止する状態と、燃料の圧力を増大するとともにデリバリパイプから燃料を排出する状態とを切替える技術に関する。 The present invention relates to a fuel supply system for an engine, and more particularly, to a technique for switching between a state in which fuel discharge from a pike connected to an injector is stopped and a state in which fuel pressure is increased and fuel is discharged from a delivery pipe. .
従来より、ガソリンにアルコール(たとえばエタノール)を混ぜた燃料もしくはアルコールのみからなる燃料(以下、これらをアルコール燃料とも記載する)を用いるFFV(Flexible Fuel Vehicle)が知られている。アルコール燃料は、ガソリンとは特性が異なる。たとえば、アルコール燃料は、ガソリンに比べて着火性が悪い。したがって、アルコール燃料を用いた場合、たとえばエンジンの始動性が悪化する。そこで、エンジンの始動時には高圧に保たれたアルコール燃料をインジェクタから噴射することによって始動性を改善する技術が提案されている。 Conventionally, an FFV (Flexible Fuel Vehicle) using a fuel in which alcohol (for example, ethanol) is mixed with gasoline or a fuel composed only of alcohol (hereinafter also referred to as alcohol fuel) is known. Alcohol fuel has different characteristics from gasoline. For example, alcohol fuel is less ignitable than gasoline. Therefore, when alcohol fuel is used, for example, engine startability deteriorates. Thus, a technique has been proposed for improving startability by injecting alcohol fuel maintained at a high pressure from an injector when the engine is started.
特開昭62−186061号公報(特許文献1)は、内燃機関に燃料噴射を行なう主噴射弁に所定圧力のアルコール混合燃料を圧送する主燃圧レギュレータと、指導時に燃料噴射を行なう補助噴射弁に所定圧力より高い所定圧力のアルコール混合燃料を圧送する始動燃圧レギュレータとを備えた内燃機関の燃料噴射装置を開示する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-186061 (Patent Document 1) discloses a main fuel pressure regulator that pumps an alcohol-mixed fuel of a predetermined pressure to a main injection valve that injects fuel into an internal combustion engine, and an auxiliary injection valve that performs fuel injection during guidance. Disclosed is a fuel injection device for an internal combustion engine, which includes a starting fuel pressure regulator that pumps an alcohol-mixed fuel having a predetermined pressure higher than a predetermined pressure.
この公報に記載の燃料噴射装置によれば、始動時には、主燃圧レギュレータによって主噴射弁に圧送されるアルコール混合燃料より始動燃圧レギュレータによって高圧に保たれたアルコール混合燃料が始動噴射弁から低圧の内燃機関内に噴射される。これによって、始動噴射弁からは高い圧力に加圧されたアルコール燃料が噴射される。そのため、急激な減圧による沸騰によって、噴射されたアルコールは気化する。その結果、内燃機関の始動性が良好となる。
しかしながら、エンジンの運転によって最適な燃料噴射量は、燃料のアルコール濃度に応じて変化し得る。したがって、特開昭62−186061号公報に記載の燃料噴射装置のように始動時には燃圧を高くしても、アルコール燃料が補給されてアルコール濃度が変化した後では始動時の燃料噴射量が過剰になったり不足したりして、始動性が悪化し得る。特に、アルコール濃度を検出するセンサが設けられておらず、たとえば空燃比などからアルコール濃度が推定されるエンジンにおいては、給油後のアルコール濃度を検出することが困難であるため、始動性が悪化し得る。 However, the optimum fuel injection amount can vary depending on the alcohol concentration of the fuel depending on the operation of the engine. Therefore, even if the fuel pressure is increased at the time of starting as in the fuel injection device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-186061, the amount of fuel injected at the start is excessive after the alcohol fuel is replenished and the alcohol concentration changes. Startability may deteriorate due to lack or shortage. In particular, in an engine in which an alcohol concentration is estimated from an air-fuel ratio or the like because no sensor for detecting the alcohol concentration is provided, it is difficult to detect the alcohol concentration after refueling. obtain.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、始動性を向上することができるエンジンの燃料の供給システムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an engine fuel supply system that can improve startability.
第1の発明に係るエンジンの燃料供給システムは、燃料を蓄える燃料タンクと、燃料を噴射するインジェクタとが設けられ、空燃比からアルコール濃度が推定されるエンジンの燃料供給システムである。この燃料供給システムは、燃料タンクに燃料が補給されたか否かを判断する判断ユニットと、燃料タンクから燃料が供給される第1の端部ならびに燃料が排出される第2の端部が設けられ、かつインジェクタが連結されるデリバリパイプと、燃料タンクに燃料が補給されたと判断された場合は、エンジンの温度が予め定められた第1の範囲にある状態においてデリバリパイプの第2の端部からの燃料の排出を停止し、エンジンの温度が第1の範囲よりも低温の第2の範囲にある状態において燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプの第2の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える切替機構とを備える。 An engine fuel supply system according to a first aspect of the present invention is an engine fuel supply system in which a fuel tank for storing fuel and an injector for injecting fuel are provided, and an alcohol concentration is estimated from an air-fuel ratio. This fuel supply system is provided with a determination unit for determining whether or not fuel has been supplied to the fuel tank, a first end for supplying fuel from the fuel tank, and a second end for discharging the fuel. And the delivery pipe to which the injector is connected and the fuel tank, if it is determined that the fuel has been replenished, the engine temperature is within a predetermined first range from the second end of the delivery pipe. So that the fuel pressure increases and the fuel is discharged from the second end of the delivery pipe when the engine temperature is in the second range lower than the first range. And a switching mechanism for switching the fuel flow path.
この構成によると、燃料タンクに燃料が補給されたと判断された場合は、エンジンの温度が予め定められた第1の範囲にある状態において、インジェクタが連結されたデリバリパイプの第2の端部からの燃料の排出が停止される。これにより、たとえばアルコール燃料の補給によりアルコール濃度が変化した後において、アルコール濃度が不明である燃料がデリバリパイプ内に新たに供給され難いようにすることができる。そのため、デリバリパイプ内に残存し、アルコール濃度が判明している燃料をインジェクタから噴射することができる。その結果、過不足がないように、エンジンの始動時における燃料の噴射量をアルコール濃度に応じて制御して、エンジンの始動性を向上することがきる。一方、エンジンの温度が低い状態では、燃料の圧力が増大されるとともにデリバリパイプの第2の端部から燃料が排出される。これにより、アルコール燃料の揮発性が悪化する低温時においては、燃料のアルコール濃度は不明であるが、燃料の噴射量を多くすることができる。すなわち、アルコール濃度が判明している燃料を用いることによって過剰な燃料が噴射されることを防止することよりも、燃料の噴射量を十分に多くすることによって燃料が不足することが無いようにすることができる。そのため、エンジンの始動性を確保することができる。その結果、始動性を向上することができるエンジンの燃料の供給システムを提供することができる。 According to this configuration, when it is determined that fuel has been replenished to the fuel tank, the second end of the delivery pipe to which the injector is connected in a state where the engine temperature is in the first predetermined range. The fuel discharge is stopped. Thereby, for example, after the alcohol concentration has changed due to replenishment of alcohol fuel, it is possible to make it difficult for a fuel whose alcohol concentration is unknown to be newly supplied into the delivery pipe. Therefore, the fuel that remains in the delivery pipe and whose alcohol concentration is known can be injected from the injector. As a result, the startability of the engine can be improved by controlling the fuel injection amount at the start of the engine according to the alcohol concentration so that there is no excess or deficiency. On the other hand, when the engine temperature is low, the fuel pressure is increased and the fuel is discharged from the second end of the delivery pipe. Thereby, at the low temperature when the volatility of the alcohol fuel deteriorates, the alcohol concentration of the fuel is unknown, but the fuel injection amount can be increased. In other words, by using a fuel whose alcohol concentration is known, it is possible to prevent a fuel shortage by sufficiently increasing the fuel injection amount rather than preventing an excessive fuel injection. be able to. Therefore, the startability of the engine can be ensured. As a result, it is possible to provide an engine fuel supply system capable of improving startability.
第2の発明に係るエンジンの燃料供給システムにおいては、第1の発明の構成に加え、切替機構は、エンジンの温度が第2の範囲にある状態において、燃料のアルコール濃度が予め定められた濃度以下である場合にデリバリパイプの第2の端部からの燃料の排出を停止し、燃料のアルコール濃度が予め定められた濃度よりも大きい場合に燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプの第2の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える。 In the fuel supply system for an engine according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the switching mechanism is configured such that the alcohol concentration of the fuel is a predetermined concentration when the engine temperature is in the second range. When the following is true, fuel discharge from the second end of the delivery pipe is stopped, and when the alcohol concentration of the fuel is greater than a predetermined concentration, the fuel pressure increases and the second of the delivery pipe The fuel flow path is switched so that the fuel is discharged from the end.
この構成によると、エンジンの温度が低温である状態であっても、既に推定されていたアルコール濃度、すなわちデリバリパイプ内に残存する燃料のアルコール濃度が予め定められた濃度以下である場合に、インジェクタが連結されたデリバリパイプの第2の端部からの燃料の排出が停止される。これにより、アルコール濃度が低い状態、すなわちガソリンの濃度が高い状態であることにより、燃料の噴射量を多くする必要性が小さい場合には、アルコール濃度が判明している燃料を用いて、過不足のないように燃料の噴射量を制御することができる。一方、アルコール濃度が高いことにより、エンジンの始動のためにより多くの燃料を噴射する必要性が高い状態では、燃料の圧力を高くして、燃料の噴射量を多くすることができる。そのため、エンジンの始動性を向上することができる。 According to this configuration, even when the temperature of the engine is low, when the alcohol concentration already estimated, that is, the alcohol concentration of the fuel remaining in the delivery pipe is equal to or lower than a predetermined concentration, the injector The fuel discharge from the second end of the delivery pipe to which is connected is stopped. As a result, if the alcohol concentration is low, that is, the gasoline concentration is high, and there is little need to increase the fuel injection amount, the fuel with known alcohol concentration is used. It is possible to control the fuel injection amount so that there is no occurrence. On the other hand, when the alcohol concentration is high, it is possible to increase the fuel pressure and increase the fuel injection amount in a state where it is highly necessary to inject more fuel to start the engine. Therefore, the startability of the engine can be improved.
第3の発明に係るエンジンの燃料供給システムにおいては、第1または2の発明の構成に加え、切替機構は、第1の範囲よりも高温の第3の範囲にある状態において燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプの第2の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える。 In the engine fuel supply system according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the switching mechanism increases the fuel pressure in a state where the switching mechanism is in the third range at a higher temperature than the first range. In addition, the flow path of the fuel is switched so that the fuel is discharged from the second end of the delivery pipe.
この構成によると、エンジンが高温であることにより、アルコール濃度に関係なく燃料の揮発性が良い状態、すなわちエンジンの始動性が良い状態では、燃圧を高くすることができる。そのため、アルコール燃料の気化をさらに促すことができる。 According to this configuration, the fuel pressure can be increased in a state where the volatility of the fuel is good regardless of the alcohol concentration, that is, in a state where the startability of the engine is good, due to the high temperature of the engine. Therefore, vaporization of alcohol fuel can be further promoted.
第4の発明に係るエンジンの燃料供給システムにおいては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加え、切替機構は、燃料の圧力が第1の圧力より高い場合にデリバリパイプの第2の端部から燃料を排出するようにデリバリパイプの第2の端部に設けられた第1のレギュレータと、燃料の圧力が第1の圧力より低い第2の圧力より高い場合に燃料を排出するようにデリバリパイプの第1の端部に連結された第2のレギュレータと、デリバリパイプの第1の端部と第2のレギュレータとの間に設けられ、開くことによりデリバリパイプの第2の端部からの燃料の排出を停止し、閉じることにより燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプの第2の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える切替弁とを含む。 In the fuel supply system for an engine according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, the switching mechanism is configured such that the second pressure of the delivery pipe is increased when the fuel pressure is higher than the first pressure. A first regulator provided at the second end of the delivery pipe to discharge the fuel from the end, and to discharge the fuel when the fuel pressure is higher than a second pressure lower than the first pressure A second regulator connected to the first end of the delivery pipe, and a second end of the delivery pipe provided between the first end and the second regulator of the delivery pipe. And a switching valve for switching the fuel flow path so as to increase the fuel pressure by stopping and closing the fuel and to discharge the fuel from the second end of the delivery pipe.
この構成によると、維持するように設定された圧力が異なる二つのレギュレータと切替弁とにより、インジェクタが連結されたデリバリパイプの第2の端部からの燃料の排出を停止する状態と燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプの第2の端部から燃料を排出する状態とを切替えることができる。 According to this configuration, the state in which the discharge of fuel from the second end of the delivery pipe to which the injector is connected is stopped by the two regulators and the switching valve that are set to maintain different pressures and the pressure of the fuel. And the state in which fuel is discharged from the second end of the delivery pipe can be switched.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る燃料供給システムを有するエンジンシステムについて説明する。なお、図1には、エンジンとしてV型8気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのようなエンジンに限定されるものではなく、V型6気筒エンジン、直列4気筒エンジンなど、種々の形式のエンジンに適用可能である。 An engine system having a fuel supply system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Although FIG. 1 shows a V-type 8-cylinder gasoline engine as an engine, the present invention is not limited to such an engine, and various types such as a V-type 6-cylinder engine and an in-line 4-cylinder engine are available. Applicable to engine.
エンジン10は、ガソリンに加えてアルコール(たとえばエタノール)を含有するアルコール燃料により駆動する内燃機関である。図1に示すように、エンジン10は、8つの気筒112を備え、各気筒112はそれぞれインテークマニホールド20を介して共通のサージタンク30に接続されている。サージタンク30は、吸気ダクト40を介してエアクリーナ50に接続される。
The
吸気ダクト40内には電動モータ60によって駆動されるスロットルバルブ70が配置される。スロットルバルブ70は、スロットル開度TAがアクセル開度に応じて変化するように制御される。エンジン10がアイドル状態にある場合、ISC(Idle Speed Control)により、エンジン回転数が目標のアイドル回転数になるようにスロットル開度が制御される。
A
各気筒112は共通のエキゾーストマニホールド80に連結され、このエキゾーストマニホールド80は三元触媒コンバータ90に連結されている。各気筒112に対しては、点火プラグ110、吸気ポートまたは/および吸気通路内に向けて燃料を噴射するインジェクタ120がそれぞれ設けられている。点火プラグ110およびインジェクタ120はEFI(Electronic Fuel Injection)−ECU(Electronic Control Unit)300の出力信号に基づいて制御される。各インジェクタ120は、デリバリパイプ130に接続されている。
Each
EFI−ECU300は、デジタルコンピュータから構成され、クロック、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびCPU(Central Processing Unit)などを備えている。
The EFI-
本実施の形態において、EFI−ECU300には、バッテリ302から電力が供給される。イグニッションスイッチ304がオンにされると、EFI−ECU300が起動する。一方、イグニッションスイッチ304がオフにされるとEFI−ECU300が休止状態になる。
In the present embodiment, electric power is supplied from
また、イグニッションスイッチ304がオンからオフに切替えられるとエンジン10が停止される。イグニッションスイッチ304がオフからオンに切替えられるとエンジン10が始動するように制御される。なお、イグニッションスイッチ304の代わりにスタートスイッチがオフからオンに操作された場合にエンジン10が始動するように制御してもよい。
Further, when the
EFI−ECU300には、空燃比センサ350の出力電圧が入力される。空燃比センサ350は、エンジン10で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ(リニア空燃比センサ)である。なお、空燃比センサ350としては、エンジン10で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるか(小さいか)リーンであるか(大きいか)をオン−オフ的に検出するO2センサを用いてもよい。
The output voltage of the air-
本実施の形態において、EFI−ECU300は、空燃比センサ350の出力電圧に基づいて、燃料の噴射量のフィードバック補正量FAFを算出する。たとえば、空燃比が目標の空燃比(理論空燃比など)よりも大きい(リーンである)場合、フィードバック補正量FAFが大きくなるように算出される。一方、空燃比が目標の空燃比よりも小さい(リッチ)である場合、フィードバック補正量FAFが小さくなるように算出される。
In the present embodiment, EFI-
また、予め定められた学習条件が成立した場合、フィードバック補正量FAFの学習値(燃料噴射量の恒常的なズレ量を表す値)KGを算出する。たとえば、フィードバック補正量FAFがしきい値FAF1より大きくなった場合に予め定められた値だけ学習値KGを増大したり、フィードバック補正量FAFがしきい値FAF2より小さくなった場合に予め定められた値だけ学習値KGを低減したりすることにより、学習値KGが算出される。したがって、空燃比が大きい(リーンである)ほど、フィードバック補正量FAFの学習値KGが大きくなる。空燃比が小さい(リッチ)であるほど、フィードバック補正量FAFの学習値KGが小さくなる。 Further, when a predetermined learning condition is satisfied, a learning value (a value representing a constant deviation amount of the fuel injection amount) KG of the feedback correction amount FAF is calculated. For example, when the feedback correction amount FAF is larger than the threshold value FAF1, the learning value KG is increased by a predetermined value, or when the feedback correction amount FAF is smaller than the threshold value FAF2, the predetermined value is predetermined. The learning value KG is calculated by reducing the learning value KG by the value. Therefore, the larger the air-fuel ratio (lean), the larger the learning value KG of the feedback correction amount FAF. As the air-fuel ratio is smaller (rich), the learning value KG of the feedback correction amount FAF becomes smaller.
燃料噴射量の補正量は、フィードバック補正量FAFと学習値KGとの和である。なお、フィードバック補正量FAFおよびその学習値KGを算出する方法については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。 The correction amount of the fuel injection amount is the sum of the feedback correction amount FAF and the learning value KG. Note that the method for calculating the feedback correction amount FAF and its learning value KG may be any known general technique, and therefore detailed description thereof will not be repeated here.
ところで、燃料のアルコール濃度DENが高いほど、インジェクタ120から噴射されるガソリンの量が少なくなり得る。そのため、空燃比が目標の空燃比に対してリーンになる。この場合、燃料噴射量を増量するようにフィードバック補正量FAFが算出される。したがって、本実施の形態においては、空燃比のフィードバック補正量FAFの学習値KGに応じてアルコール濃度DENが学習される。
By the way, the higher the alcohol concentration DEN of the fuel, the smaller the amount of gasoline injected from the
たとえば、下記の式1を用いてアルコール濃度DENの学習値DENGが算出される。なお、アルコール濃度DENの学習値DENGの初期値DENGIには、実験およびシミュレーションなどにより予め定められた値が用いられる。 For example, the learning value DENG of the alcohol concentration DEN is calculated using the following formula 1. Note that, as the initial value DENGI of the learning value DENG of the alcohol concentration DEN, a value determined in advance through experiments and simulations is used.
DENG(i)=DENG(i-1)+G×(KG(i)−KG(i-1)) … (1)
式1における「DENG(i)」はアルコール濃度DENの学習値DENGの今回値を示す。「DENG(i-1)」はアルコール濃度DENの学習値DENGの前回値を示す。「G」はゲインであって、たとえば正値である。ゲインGを変更することにより、アルコール濃度DENの学習値DENGの変化量、すなわち学習する速度を変更することができる。「KG(i)」はフィードバック補正量FAFの学習値KGの今回値を示す。「KG(i-1)」は、フィードバック補正量FAFの学習値KGの前回値を示す。
DENG (i) = DENG (i-1) + G × (KG (i) −KG (i-1))… (1)
“DENG (i)” in Equation 1 represents the current value of the learning value DENG of the alcohol concentration DEN. “DENG (i−1)” indicates the previous value of the learning value DENG of the alcohol concentration DEN. “G” is a gain, for example, a positive value. By changing the gain G, the change amount of the learning value DENG of the alcohol concentration DEN, that is, the learning speed can be changed. “KG (i)” indicates the current value of the learning value KG of the feedback correction amount FAF. “KG (i−1)” indicates the previous value of the learning value KG of the feedback correction amount FAF.
式1から明らかなように、フィードバック補正量FAFの学習値KGが大きいほどアルコール濃度DENがより大きくなるように学習される。フィードバック補正量FAFの学習値KGが小さいほどアルコール濃度DENがより小さくなるように学習される。言い換えると、空燃比が大きい(リーンである)ほどアルコール濃度DENがより大きくなるように学習される。空燃比が小さい(リッチである)ほどアルコール濃度DENがより小さくなるように学習される。 As is apparent from Equation 1, the larger the learned value KG of the feedback correction amount FAF, the larger the alcohol concentration DEN is learned. The smaller the learning value KG of the feedback correction amount FAF, the smaller the alcohol concentration DEN is learned. In other words, it is learned that the alcohol concentration DEN increases as the air-fuel ratio increases (lean). It is learned that the alcohol concentration DEN becomes smaller as the air-fuel ratio becomes smaller (richer).
なお、アルコール濃度DENの学習値DENGの算出方法はこれらに限らず、その他の方法を用いてアルコール濃度DENの学習値DENGを算出するようにしてもよい。 Note that the calculation method of the learning value DENG of the alcohol concentration DEN is not limited to these, and the learning value DENG of the alcohol concentration DEN may be calculated using other methods.
さらに、EFI−ECU300には、水温センサ360から、エンジン10の冷却水の温度(以下、水温とも記載する)THWを表わす信号が入力される。EFI−ECU300は、水温THWからエンジン10の温度を間接的に検出する。
Further, the EFI-
図2を参照して、本実施の形態に係る燃料供給システムについてさらに説明する。インジェクタ120が接続されたデリバリパイプ130には、メイン配管140が接続される。すなわち、デリバリパイプ130を介して、メイン配管140がインジェクタ120に連結される。デリバリパイプ130には第1端部131から燃料が供給され、第2端部132から燃料が排出される。
The fuel supply system according to the present embodiment will be further described with reference to FIG. A
メイン配管140には、燃料ポンプ150から燃料タンク152内のアルコール燃料が供給される。燃料ポンプ150は、エンジン10により駆動される。燃料ポンプ150の回転数が大きいほど、より多くのアルコール燃料が燃料ポンプ150から吐出される。
Alcohol fuel in the
デリバリパイプ130内の第2端部132には、デリバリパイプ130およびメイン配管140の圧力を「P1」に維持する第1プレッシャレギュレータ161が設けられる。第2端部132は第1端部131の反対側に設けられる。第1プレッシャレギュレータ161は、デリバリパイプ130およびメイン配管140の圧力が「P1」よりも高くなると、デリバリパイプ130内の燃料の一部をリターン配管170を介して燃料タンク152に戻すように構成される。
A
さらに、メイン配管140には、デリバリパイプ130に接続された箇所とは反対側に、第2プレッシャレギュレータ162および切替弁180が設けられる。すなわち、第2プレッシャレギュレータ162は、デリバリパイプ130の第1端部131に連結される。デリバリパイプ130の第1端部131と第2プレッシャレギュレータ162との間に切替弁180が設けられる。
Further, the
第2プレッシャレギュレータ162は、切替弁180が開いた状態において、デリバリパイプ130およびメイン配管140の圧力を「P2」に維持するように構成される。すなわち、第2プレッシャレギュレータ162は、切替弁180が開いた状態において、デリバリパイプ130およびメイン配管140の圧力が「P2」よりも高くなると、メイン配管140内の燃料の一部を燃料タンク152に戻すように構成される。
The
したがって、切替弁180が開いた場合、燃圧が「P2」に設定される。一方、切替弁180が閉じた場合、燃圧が「P1」に設定される。「P1」は「P2」よりも高い圧力として設定される。すなわち、「P2」は「P1」よりも低い圧力として設定される。したがって、切替弁180を閉じた状態から開いた状態に切替えた場合、図3に示すように、燃料ポンプ150から吐出された燃料は、第1プレッシャレギュレータ161を通らずに、切替弁180および第2プレッシャレギュレータ162を介して燃料タンク152に戻される。すなわち、デリバリパイプ130の第2端部132からの燃料の排出が停止される。
Therefore, when the switching
一方、切替弁180が閉じた状態である場合、図4に示すように、燃料ポンプ150から吐出された燃料は、メイン配管140ならびにデリバリパイプ130へ供給される。デリバリパイプ130およびメイン配管140の圧力が「P1」よりも高くなると、デリバリパイプ130内の燃料の一部が第1プレッシャレギュレータ161から、すなわちデリバリパイプ130の第2端部132から排出される。排出された燃料はリターン配管170を通って燃料タンク152に戻される。
On the other hand, when the switching
したがって、切替弁180は、デリバリパイプ130の第2端部132からの燃料の排出を停止した状態と、燃料の圧力が増大するとともにデリバリパイプ130の第2端部132から燃料を排出する状態とに、燃料の流路を切替える機能を有する。切替弁180は、たとえば電磁駆動弁であって、EFI−ECU300により制御される。
Therefore, the switching
燃料タンク152のアルコール燃料の残存量MASSは、センダーゲージ(燃料残存量計)360により検出され、検出結果を表わす信号は、EFI−ECU300に入力される。EFI−ECU300は、たとえばアルコール燃料の残存量MASSが増加した場合、アルコール燃料が補給されたと判定する。
The remaining amount MASS of the alcohol fuel in the
図5を参照して、EFI−ECU300の機能について説明する。なお、以下に説明する機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。
The function of the EFI-
EFI−ECU300は、検出部400と、学習部402と、判断部404と、噴射制御部410と、始動部420と、燃圧制御部430とを備える
検出部400は、空燃比センサ350の出力電圧に基づいて、エンジン10の空燃比を検出する。
The EFI-
学習部402は、前述した式1に従って、アルコール濃度DENを学習する。すなわち、学習部402は、空燃比が大きい(リーンである)ほどアルコール濃度DENがより大きくなるように学習し、空燃比が小さい(リッチである)ほどアルコール濃度DENがより小さくなるように学習する。
The
判断部404は、燃料タンク152にアルコール燃料が補給されたか否かを判断する。たとえば、アルコール燃料の残存量MASSが増加すると、アルコール燃料が補給されたと判断される。なおアルコール燃料が補給されたか否かを判断する方法はこれに限らない。
The determination unit 404 determines whether alcohol fuel has been supplied to the
噴射制御部410は、図6に示すように、アルコール濃度DENの学習値DENGが大きいほどより燃料の噴射量TAUが多くなるようにインジェクタ120を制御する。また、水温THWが低いほど燃料の噴射量TAUがより多くなるようにインジェクタ120が制御される。なお、燃料の噴射量TAUは、アルコール濃度DENの学習値DENGおよび水温THWの他、吸入空気量、水温THWフィードバック補正量FAFおよびその学習値KGなどを考慮して定められる。
As shown in FIG. 6, the
図5に戻って、始動部420は、エンジン10が停止した状態においてイグニッションスイッチ304がオフからオンになるように操作された場合、エンジン10を始動するように制御する。
Returning to FIG. 5, the
燃圧制御部430は、切替弁180の開閉を制御することによって、デリバリパイプ130ならびにメイン配管140内の燃料の圧力を制御する。より具体的には、図7に示すように、エンジン10を始動する際、アルコール燃料が補給されたと判定されていないと、燃圧が高圧の「P1」に増大するとともに、デリバリパイプ130の第2端部132から燃料を排出するように、切替弁180が閉じられる。
The fuel
一方、エンジン10を始動する際、アルコール燃料が補給されたと判定された場合には、水温THWに応じて切替弁180が制御される。
On the other hand, when it is determined that the alcohol fuel is replenished when the
水温THWがしきい値THW1以上の範囲にある状態では、燃圧が高圧の「P1」に増大するとともに、デリバリパイプ130の第2端部132から燃料を排出するように、切替弁180が閉じられる。なお、しきい値THW1はたとえば正値である。
In a state where the water temperature THW is in a range equal to or higher than the threshold value THW1, the switching
水温THWがしきい値THW2(THW2<THW1)以上であって、しきい値THW1より小さい範囲にある状態では、デリバリパイプ130の第2端部132からの燃料の排出を停止するとともに燃圧を低圧の「P2」に設定するように、切替弁180が開かれる。なお、しきい値THW2はたとえば負値である。
In a state where the water temperature THW is equal to or higher than the threshold value THW2 (THW2 <THW1) and smaller than the threshold value THW1, the discharge of fuel from the
水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態では、燃圧が高圧の「P1」に増大するとともに、デリバリパイプ130の第2端部132から燃料を排出するように、切替弁180が閉じるように制御される。
In a state where the water temperature THW is smaller than the threshold value THW2, the switching
さらに、燃圧制御部430は、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態において、アルコール濃度DENに応じて切替弁180を制御する。より具体的には、燃圧制御部430は、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態において、燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1以下であると切替弁180が開くように制御し、燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1より大きいと切替弁180が閉じるように制御する。
Further, fuel
前述したように、アルコール濃度DENの学習値DENGが大きいほどより燃料の噴射量TAUが多くなるようにインジェクタ120が制御される。したがって、燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1以下である場合、アルコール濃度DENの学習値DENGがしきい値DENG1以下である。よって、燃料の噴射量TAUに応じて切替弁180を制御することによって、間接的に、アルコール濃度DENに応じて切替弁180が制御される。
As described above, the
また、水温THWが低いほど燃料の噴射量TAUがより多くなるようにインジェクタ120が制御される。したがって、図8に示すように、噴射量TAUのしきい値TAU1が一定であっても、アルコール濃度DENの学習値DENGのしきい値DENG1は、水温THWが低いほどより小さい。
Further, the
言い換えると、図9に示すように、水温THWのしきい値THW2が、アルコール濃度DENが小さいほどより低くなるように定められる。 In other words, as shown in FIG. 9, the threshold value THW2 of the water temperature THW is set to be lower as the alcohol concentration DEN is smaller.
図10を参照して、EFI−ECU300が実行するプログラムの制御構造について説明する。以下に説明するプログラムは、たとえばROMに記録される。なお、EFI−ECU300により実行されるプログラムをCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。
A control structure of a program executed by EFI-
ステップ(以下、ステップをSと略す。)100にて、EFI−ECU300は、エンジン10が停止した状態においてイグニッションスイッチ304がオフからオンになるように操作されたか否かを判断する。エンジン10が停止した状態においてイグニッションスイッチ304がオフからオンになるように操作されると(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS100に戻される。
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, EFI-
S102にて、EFI−ECU300は、水温THWがしきい値THW1以上の範囲にある状態であるか否かを判断する。水温THWがしきい値THW1以上の範囲にある状態であると(S102にてYES)、処理はS122に移される。もしそうでないと(S102にてNO)、処理はS104に移される。
In S102, EFI-
S104にて、EFI−ECU300は、アルコール燃料が補給されたか否か、すなわちアルコール燃料の残存量MASSが増加したか否かを判断する。アルコール燃料が補給されると(S104にてYES)、処理はS110に移される。もしそうでないと(S104にてNO)、処理はS122に移される。
In S104, EFI-
S110にて、EFI−ECU300は、アルコール濃度DENの学習値DENGをRAMから読み出す。
In S110, EFI-
S112にて、EFI−ECU300は、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態であるか否かを判断する。水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態であると(S112にてYES)、処理はS114に移される。もしそうでないと(S112にてNO)、処理はS120に移される。
In S112, EFI-
S114にて、EFI−ECU300は、アルコール濃度DENの学習値DENGならびに水温THWに基づいて、燃圧を低圧の「P2」に設定した状態でのエンジン10の始動時における燃料の噴射量TAUを設定する。アルコール濃度DENの学習値DENGが大きいほどより燃料の噴射量TAUが多くなるように噴射量TAUが設定される。また、水温THWが低いほどより多くなるように燃料の噴射量TAUが設定される。
In S114, EFI-
S116にて、EFI−ECU300は、燃圧を低圧の「P2」に設定した状態でのエンジン10の始動時における燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1以下であるか否かを判断する。燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1以下であると(S116にてYES)、処理はS120に移される。もしそうでないと(S116にてNO)、処理はS122に移される。
In S116, EFI-
S120にて、EFI−ECU300は、切替弁180が開くように制御する。S122にて、EFI−ECU300は、切替弁180が閉じるように制御する。S124にて、EFI−ECU300は、エンジン10が始動するように制御する。
In S120, EFI-
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る燃料供給システムの動作について説明する。 The operation of the fuel supply system according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.
エンジン10が停止した状態においてイグニッションスイッチ304がオフからオンになるように操作されると(S100にてYES)、水温THWがしきい値THW1以上の範囲にある状態であるか否かが判断される(S102)。
If the
水温THWがしきい値THW1以上の範囲にある状態であると(S102にてYES)、切替弁180が閉じるように制御される(S122)。これにより、エンジン10が高温であることにより、アルコール濃度DENに関係なく燃料の揮発性が良い状態、すなわちエンジン10の始動性が良い状態では、燃圧を高圧の「P1」に設定することができる。そのため、アルコール燃料の気化をさらに促すことができる。この状態で、エンジン10が始動するように制御される(S124)。これにより、エンジン10の始動性を向上することができる。
When water temperature THW is in a range equal to or higher than threshold value THW1 (YES in S102), switching
水温THWがしきい値THW1より小さい範囲にある状態であると(S102にてNO)、アルコール燃料が補給されたか否かが判断される(S104にてYES)。アルコール燃料が補給されていないと(S104にてNO)、切替弁180が閉じるように制御される(S122)。これにより、アルコール濃度DENが判明している燃料をデリバリパイプ130へ供給して、さらに燃圧を高圧の「P1」に設定することができる。そのため、アルコール燃料の気化を促すとともに、過不足が無いように、エンジン10の始動時における燃料の噴射量TAUをアルコール濃度DENに応じて制御することができる。この状態で、エンジン10が始動するように制御される(S124)。そのため、エンジン10の始動性を向上することができる。
If water temperature THW is in a range smaller than threshold value THW1 (NO in S102), it is determined whether alcohol fuel has been replenished (YES in S104). If the alcohol fuel is not replenished (NO in S104), the switching
アルコール燃料が補給されると(S104にてYES)、アルコール濃度DENの学習値DENGがRAMから読み出される(S110)。さらに、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態であるか否かが判断される(S112)。 When alcohol fuel is supplied (YES in S104), learning value DENG of alcohol concentration DEN is read from RAM (S110). Further, it is determined whether or not the water temperature THW is in a range smaller than the threshold value THW2 (S112).
アルコール燃料が補給された直後にエンジン10を始動する際には、補給された燃料のアルコール濃度DENの学習が完了していない。そのため、補給された燃料を用いてエンジン10を始動する場合、過不足のない最適な噴射量TAUを設定することが困難である。
When the
そこで、水温THWがしきい値THW2以上であって、しきい値THW1より小さい範囲にある状態であると(S112にてNO)、切替弁180が開くように制御される(S120)。これにより、燃圧が低下するももの、デリバリパイプ130の第2端部132からの燃料の排出を停止して燃料ポンプ150からデリバリパイプ130へ燃料が供給され難いようにすることができる。そのため、アルコール濃度DENが未知である燃料がデリバリパイプ130に新たに供給され難いようにすることができる。この状態で、エンジン10が始動するように制御される(S124)。これにより、デリバリパイプ130内に残存し、前回エンジン10を運転させた際にアルコール濃度DENが判明している燃料を用いてエンジン10を始動することができる。そのため、過不足が無いように、エンジン10の始動時における燃料の噴射量TAUをアルコール濃度DENに応じて制御して、エンジン10の始動性を向上することができる。
Therefore, when water temperature THW is equal to or higher than threshold value THW2 and in a range smaller than threshold value THW1 (NO in S112), control is performed so that switching
一方、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態であると(S112にてYES)、アルコール濃度DENの学習値DENGならびに水温THWに基づいて、燃圧を低圧の「P2」に設定した状態でのエンジン10の始動時における燃料の噴射量TAUが設定される(S114)。
On the other hand, when water temperature THW is in a range smaller than threshold value THW2 (YES in S112), fuel pressure is set to low pressure “P2” based on learning value DENG of alcohol concentration DEN and water temperature THW. The fuel injection amount TAU at the time of starting the
燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1より大きいと(S116にてNO)、すなわちアルコール濃度DENの学習値DENGがしきい値DENG1より大きいと、切替弁180が閉じるように制御される(S122)。これにより、エンジン10が低温であって、アルコール濃度DENが高い状態では、燃料ポンプ150から吐出された燃料をデリバリパイプ130へ供給して、燃圧を高圧の「P1」に設定することができる。そのため、アルコール燃料の揮発性が悪化するとともに、エンジンの始動のためにより多くの燃料を噴射する必要性が高い状態では、燃圧を高くしてアルコール燃料の気化を促すとともに、燃料の噴射量TAUを多くすることができる。すなわち、アルコール濃度DENが判明している燃料を用いることによって過剰な燃料が噴射されることを防止することよりも、燃料の噴射量TAUを十分に多くすることによって燃料が不足することが無いようにすることができる。この状態で、エンジン10が始動するように制御される(S124)。そのため、エンジンの始動性を確保することができる。その結果、始動性を向上することができる。
When fuel injection amount TAU is larger than threshold value TAU1 (NO in S116), that is, when learning value DENG of alcohol concentration DEN is larger than threshold value DENG1, switching
燃料の噴射量TAUがしきい値TAU1以下であると(S116にてYES)、すなわちアルコール濃度DENの学習値DENGがしきい値DENG1以下であると、切替弁180が開くように制御される(S120)。そのため、デリバリパイプ130の第2端部132からの燃料の排出を停止して、燃料ポンプ150からデリバリパイプ130燃料が供給され難いようにすることができる。これにより、燃圧が低下するものの、アルコール濃度DENが不明である燃料がデリバリパイプ130に新たに供給され難いようにすることができる。この状態で、エンジン10が始動するように制御される(S124)。そのため、アルコール濃度DENが低い状態、すなわちガソリンの濃度が高い状態であることにより、燃料の噴射量TAUを多くする必要性が小さい場合には、デリバリパイプ130内に残存し、アルコール濃度DENが判明している燃料を用いてエンジン10を始動することができる。そのため、過不足が無いように、エンジン10の始動時における燃料の噴射量TAUをアルコール濃度DENに応じて制御して、エンジン10の始動性を向上することができる。
When fuel injection amount TAU is equal to or smaller than threshold value TAU1 (YES in S116), that is, when learning value DENG of alcohol concentration DEN is equal to or smaller than threshold value DENG1, control is performed to open switching valve 180 ( S120). Therefore, the fuel discharge from the
以上のように、本実施の形態に係る燃料供給システムによれば、水温THWがしきい値THW2以上であって、しきい値THW1より小さい範囲にある状態であるとデリバリパイプの第2端部からの燃料の排出が停止される。これにより、アルコール濃度DENが不明である燃料がデリバリパイプに新たに供給され難いようにすることができる。そのため、デリバリパイプ内に残存し、前回エンジンを運転させた際にアルコール濃度DENが判明している燃料を用いてエンジンを始動することができる。その結果、過不足が無いように、エンジンの始動時における燃料の噴射量TAUをアルコール濃度DENに応じて制御して、エンジンの始動性を向上することができる。一方、水温THWがしきい値THW2より小さい範囲にある状態であると、燃圧が高圧の「P1」に設定されるとともに、デリバリパイプの第2端部からの燃料が排出される。そのため、アルコール燃料の揮発性が悪化する低温時においては、アルコール濃度は不明であるが、アルコール燃料の気化を促すとともに、燃料の噴射量TAUを多くすることができる。すなわち、アルコール濃度DENが判明している燃料を用いることによって過剰な燃料が噴射されることを防止することよりも、燃料の噴射量TAUを十分に多くすることによって燃料が不足することが無いようにすることができる。そのため、エンジンの始動性を確保することができる。その結果、始動性を向上することができる。 As described above, according to the fuel supply system according to the present embodiment, when the water temperature THW is equal to or higher than the threshold value THW2 and is in a range smaller than the threshold value THW1, the second end portion of the delivery pipe. The fuel discharge from is stopped. Thereby, it is possible to make it difficult for a fuel whose alcohol concentration DEN is unknown to be newly supplied to the delivery pipe. Therefore, the engine can be started using the fuel that remains in the delivery pipe and whose alcohol concentration DEN is known when the engine is operated last time. As a result, the startability of the engine can be improved by controlling the fuel injection amount TAU at the start of the engine according to the alcohol concentration DEN so that there is no excess or deficiency. On the other hand, when the water temperature THW is in a range smaller than the threshold value THW2, the fuel pressure is set to “P1”, which is a high pressure, and the fuel from the second end of the delivery pipe is discharged. Therefore, at low temperatures when the volatility of the alcohol fuel deteriorates, the alcohol concentration is unknown, but it is possible to promote the vaporization of the alcohol fuel and increase the fuel injection amount TAU. In other words, the fuel injection amount TAU does not become insufficient by preventing the fuel from being injected excessively by using the fuel whose alcohol concentration DEN is known. Can be. Therefore, the startability of the engine can be ensured. As a result, startability can be improved.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 エンジン、20 インテークマニホールド、30 サージタンク、40 吸気ダクト、42 エアフローメータ、50 エアクリーナ、60 電動モータ、70 スロットルバルブ、80 エキゾーストマニホールド、90 三元触媒コンバータ、110 点火プラグ、112 気筒、120 インジェクタ、130 デリバリパイプ、140 メイン配管、150 燃料ポンプ、152 燃料タンク、161 第1プレッシャレギュレータ、162 第2プレッシャレギュレータ、170 リターン配管、180 切替弁、300 EFI−ECU、302 バッテリ、304 イグニッションスイッチ、350 空燃比センサ、360 水温センサ、400 検出部、402 学習部、404 判断部、410 噴射制御部、420 始動部、430 燃圧制御部。 10 engine, 20 intake manifold, 30 surge tank, 40 intake duct, 42 air flow meter, 50 air cleaner, 60 electric motor, 70 throttle valve, 80 exhaust manifold, 90 three-way catalytic converter, 110 spark plug, 112 cylinder, 120 injector, 130 delivery pipe, 140 main pipe, 150 fuel pump, 152 fuel tank, 161 first pressure regulator, 162 second pressure regulator, 170 return pipe, 180 switching valve, 300 EFI-ECU, 302 battery, 304 ignition switch, 350 empty Fuel ratio sensor, 360 Water temperature sensor, 400 detection unit, 402 learning unit, 404 determination unit, 410 injection control unit, 420 start unit, 430 fuel Pressure control unit.
Claims (4)
前記燃料タンクに燃料が補給されたか否かを判断する判断ユニットと、
前記燃料タンクから燃料が供給される第1の端部ならびに燃料が排出される第2の端部が設けられ、かつ前記インジェクタが連結されるデリバリパイプと、
前記燃料タンクに燃料が補給されたと判断された場合は、前記エンジンの温度が予め定められた第1の範囲にある状態において前記デリバリパイプの前記第2の端部からの燃料の排出を停止し、前記エンジンの温度が前記第1の範囲よりも低温の第2の範囲にある状態において燃料の圧力が増大するとともに前記デリバリパイプの前記第2の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える切替機構とを備える、エンジンの燃料供給システム。 A fuel supply system for an engine, in which a fuel tank for storing fuel and an injector for injecting fuel are provided, and an alcohol concentration is estimated from an air-fuel ratio,
A determination unit for determining whether or not fuel is supplied to the fuel tank;
A delivery pipe to which a first end portion for supplying fuel from the fuel tank and a second end portion for discharging fuel are provided and to which the injector is connected;
When it is determined that the fuel tank has been refueled, the fuel discharge from the second end of the delivery pipe is stopped in a state where the temperature of the engine is in a predetermined first range. The fuel pressure is increased and the fuel is discharged from the second end of the delivery pipe while the temperature of the engine is in a second range lower than the first range. An engine fuel supply system comprising a switching mechanism for switching a flow path.
燃料の圧力が第1の圧力より高い場合に前記デリバリパイプの第2の端部から燃料を排出するように前記デリバリパイプの第2の端部に設けられた第1のレギュレータと、
燃料の圧力が前記第1の圧力よりも低い第2の圧力より高い場合に燃料を排出するように前記デリバリパイプの第1の端部に連結された第2のレギュレータと、
前記デリバリパイプの第1の端部と前記第2のレギュレータとの間に設けられ、開くことにより前記デリバリパイプの前記第2の端部からの燃料の排出を停止し、閉じることにより燃料の圧力が増大するとともに前記デリバリパイプの前記第2の端部から燃料を排出するように、燃料の流路を切替える切替弁とを含む、請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンの燃料供給システム。 The switching mechanism is
A first regulator provided at the second end of the delivery pipe to discharge fuel from the second end of the delivery pipe when the fuel pressure is higher than the first pressure;
A second regulator coupled to the first end of the delivery pipe to discharge the fuel when the pressure of the fuel is higher than a second pressure lower than the first pressure;
Provided between the first end of the delivery pipe and the second regulator, and stops the discharge of the fuel from the second end of the delivery pipe by opening, and the pressure of the fuel by closing. A fuel supply system for an engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising a switching valve that switches a fuel flow path so that fuel is discharged from the second end of the delivery pipe as the fuel flow increases. .
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