JP2010133265A - Fuel supply system for internal combustion engine - 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し、特にポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁とを併用するデュアル噴射式であって高圧燃料通路中の燃料からのエア抜きが可能な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, and more particularly to a dual injection type that uses both a fuel injection valve for port injection and a fuel injection valve for in-cylinder injection to release air from fuel in a high-pressure fuel passage. The present invention relates to a fuel supply device for a possible internal combustion engine.
近時、自動車等の車両用の内燃機関においては、燃費や排気浄化性能に対する高度な要求に対して、例えば火花点火式の場合に筒内噴射用の燃料噴射弁によって燃焼室内に直接に高圧燃料を噴射することで点火プラグの近傍にのみ点火を確実にする程度にリッチな混合気を存在させる希薄燃焼方式が採用されたり、車両停止時にエンジンを停止させるアイドリングストップ技術が採用されたりしている。そのため、燃料にエアが混入したり燃料ベーパが発生したりするのを高度に抑制する技術が提案されている。 Recently, in an internal combustion engine for a vehicle such as an automobile, high pressure fuel is directly applied to a combustion chamber by a fuel injection valve for in-cylinder injection in the case of a spark ignition type in response to a high demand for fuel consumption and exhaust purification performance. A lean combustion system that makes the air-fuel mixture rich enough to ensure ignition only in the vicinity of the spark plug by injecting the engine, or an idling stop technology that stops the engine when the vehicle is stopped, is adopted . For this reason, there has been proposed a technique for highly suppressing air from being mixed into the fuel or generating fuel vapor.
この種の内燃機関の燃料供給装置としては、例えば内燃機関用の燃料を調量供給する搬送ユニットのハウジングに、オーバーフロー弁をねじ結合させる雌ねじ部に空気抜き用の付加的なねじ山切欠きを形成したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a fuel supply device for this type of internal combustion engine, for example, an additional thread notch for venting air is formed in a female threaded portion to which an overflow valve is screwed in a housing of a transfer unit that supplies fuel for the internal combustion engine. Is known (for example, see Patent Document 1).
また、コモンレール式の内燃機関において、クランキング時にレール圧が所定圧力に達しないと判定された場合には、低圧フィードポンプから加圧ポンプへの燃料供給量を調節する調量弁を全閉状態として、それより上流側の低圧燃料系統に混入しているエアを燃料と共にタンク側に戻し、混入エアを除去するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 In a common rail internal combustion engine, if it is determined that the rail pressure does not reach the predetermined pressure during cranking, the metering valve that adjusts the amount of fuel supplied from the low-pressure feed pump to the pressurization pump is fully closed. For example, there is known a method in which air mixed in the low-pressure fuel system upstream is returned to the tank side together with fuel to remove the mixed air (see, for example, Patent Document 2).
さらに、燃料にエアが混入したときインジェクタ内の圧力制御室に接続する漏出通路上の開閉弁を開弁させてエア抜きするものも知られている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、上述のような従来の内燃機関の燃料供給装置、特に、ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁とを併用するデュアル噴射式の内燃機関に装備される燃料供給装置にあっては、始動直後のポート噴射中に加圧ポンプを作動させても、加圧ポンプ内の燃料にエアが混入したり燃料ベーパが発生したりしているために、フィードポンプからの燃料が高圧燃料ポンプ内に十分に吸入されず、一定時間内に高圧燃料通路の燃料圧力が筒内噴射に要する燃料圧力まで高まらない場合があった。 However, the fuel supply device for the conventional internal combustion engine as described above, in particular, the fuel supply device equipped in the dual injection type internal combustion engine that uses both the fuel injection valve for port injection and the fuel injection valve for in-cylinder injection. In this case, even if the pressurization pump is operated during the port injection immediately after starting, air is mixed into the fuel in the pressurization pump or fuel vapor is generated. May not be sufficiently sucked into the high-pressure fuel pump, and the fuel pressure in the high-pressure fuel passage may not increase to the fuel pressure required for in-cylinder injection within a certain time.
そのため、例えば車両の組立工場において、燃料圧力の異常のために異常警告ランプであるMIL(Malfunction Indicator Lamp)が点灯してしまい、組立て後の検査工程に至った車両を製造・検査ラインから出してMILを消灯させる面倒な作業が必要になって、車両の生産効率が低下してしまうという問題が生じていた。 Therefore, for example, in a vehicle assembly plant, an MIL (Malfunction Indicator Lamp), which is an abnormality warning lamp, is turned on due to an abnormality in the fuel pressure, and the vehicle that has reached the inspection process after assembly is taken out of the manufacturing / inspection line. The troublesome work of turning off the MIL is required, which causes a problem that the production efficiency of the vehicle decreases.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、デュアル噴射式の内燃機関において初期始動時の一定時間内に高圧燃料通路の燃料圧力を筒内噴射に要する燃料圧力まで確実に高めることができる内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. In a dual injection internal combustion engine, the fuel pressure required for in-cylinder injection of the fuel pressure in the high pressure fuel passage within a predetermined time at the initial start is provided. It is an object of the present invention to provide a fuel supply device for an internal combustion engine that can be reliably increased.
本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、上記目的達成のため、内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射用の燃料噴射弁と、前記内燃機関の気筒内に前記燃料を噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁と、両燃料噴射弁に前記燃料を供給する燃料供給手段と、を備え、前記燃料供給手段が、前記ポート噴射用の燃料噴射弁に前記燃料を第1の燃料圧力レベルで給送するフィードポンプと、前記フィードポンプから給送される燃料を導入する加圧室を有し該加圧室内の燃料を前記第1の燃料圧力レベルより高圧となる第2の燃料圧力レベルに加圧して前記燃料噴射弁側に吐出する加圧ポンプと、入力信号に応じ開弁して前記加圧室内の燃料を漏出させる電磁スピル弁と、を有する内燃機関の燃料供給装置において、前記電磁スピル弁が、前記加圧ポンプの吸入動作に対して前記フィードポンプから給送される燃料圧力と前記加圧室内の燃料圧力との差圧に応じて開弁動作するとともに、前記加圧ポンプの吐出動作に対して前記フィードポンプから給送される燃料圧力と前記加圧室内の燃料圧力との差圧に応じて閉弁動作する弁体を有し、前記内燃機関の初期始動時であって前記加圧ポンプから吐出される燃料の吐出圧が前記第2の燃料圧力レベルに達しない特定の圧力値以下となる状態が予め設定された圧力判定時間を越えて継続するとき、前記電磁スピル弁を周期的に開弁させて前記加圧室内に前記フィードポンプから給送される前記第1の燃料圧力レベルの燃料を充填するエア抜き制御手段が設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fuel supply apparatus for an internal combustion engine according to the present invention injects fuel into a port injection fuel injector for injecting fuel into an intake port of the internal combustion engine, and injects the fuel into a cylinder of the internal combustion engine. A fuel injection valve for in-cylinder injection; and a fuel supply means for supplying the fuel to both fuel injection valves. The fuel supply means supplies the fuel to the fuel injection valve for port injection as a first fuel. A feed pump that feeds at a pressure level, and a second fuel that has a pressurizing chamber that introduces fuel fed from the feed pump and that has a higher pressure than the first fuel pressure level. In a fuel supply apparatus for an internal combustion engine, comprising: a pressurizing pump that pressurizes to a pressure level and discharges to the fuel injection valve side; and an electromagnetic spill valve that opens in response to an input signal and leaks fuel in the pressurizing chamber The electromagnetic spill valve is In response to the suction operation of the pressurizing pump, the valve opens according to the differential pressure between the fuel pressure fed from the feed pump and the fuel pressure in the pressurizing chamber, and to the discharge operation of the pressurizing pump. And a valve body that performs a valve closing operation in accordance with a differential pressure between the fuel pressure fed from the feed pump and the fuel pressure in the pressurizing chamber. When the state where the discharge pressure of the fuel discharged from the fuel is not more than a specific pressure value that does not reach the second fuel pressure level continues beyond a preset pressure determination time, the electromagnetic spill valve is periodically An air vent control means is provided that opens the valve and fills the pressurized chamber with fuel of the first fuel pressure level fed from the feed pump.
この構成により、内燃機関の初期始動時に加圧ポンプからの吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間を越えて継続するときには、電磁スピル弁が周期的に開弁されて加圧室内にフィードポンプからの第1の燃料圧力レベルの燃料が充填される。したがって、組立て後の検査時のような初期の始動時において、燃料が加圧室内に十分に供給されるとともに加圧室から燃料噴射弁側に流出し、加圧ポンプのエア抜きが可能になる。しかも、既存の燃料噴射システムにエア抜き制御手段の機能を達成するプログラムを追加するだけで済む。 With this configuration, when the state in which the discharge pressure from the pressurizing pump becomes a specific pressure value or less during the initial start of the internal combustion engine continues beyond the pressure determination time, the electromagnetic spill valve is periodically opened to increase the pressure. The chamber is filled with fuel at a first fuel pressure level from a feed pump. Therefore, at the time of initial start-up such as inspection after assembly, the fuel is sufficiently supplied into the pressurizing chamber and flows out from the pressurizing chamber to the fuel injection valve side, so that the pressurization pump can be vented. . Moreover, it is only necessary to add a program for achieving the function of the air bleeding control means to the existing fuel injection system.
なお、前記エア抜き制御手段が、前記電磁スピル弁を周期的に開弁させるときに、前記電磁スピル弁の開弁に同期して前記筒内噴射用の燃料噴射弁を周期的に開弁させるのが好ましい。また、前記エア抜き制御手段が、前記内燃機関の始動時であって前記圧力判定時間内にあるときには、前記フィードポンプにより給送される前記燃料を前記ポート噴射用の燃料噴射弁から前記吸気ポート内に噴射させる一方、前記加圧ポンプから吐出される燃料の吐出圧が前記特定の圧力値以下となる状態が前記圧力判定時間を越えて継続するときには、前記ポート噴射用の燃料噴射弁を閉弁させるのがよい。さらに、前記筒内噴射用の燃料噴射弁と前記加圧ポンプの間の高圧燃料通路に、前記加圧ポンプから吐出される燃料の吐出圧が前記特定の圧力値を超えるときに開弁して前記筒内噴射用の燃料噴射弁への前記燃料の供給を許容するチェックバルブが設けられているのが望ましい。 The air vent control means periodically opens the in-cylinder injection fuel injection valve in synchronization with the opening of the electromagnetic spill valve when the electromagnetic spill valve is periodically opened. Is preferred. Further, when the air bleeding control means is at the time of starting the internal combustion engine and within the pressure determination time, the fuel fed by the feed pump is transferred from the fuel injection valve for port injection to the intake port. When the state in which the discharge pressure of the fuel discharged from the pressurizing pump remains below the specific pressure value continues beyond the pressure determination time, the port injection fuel injection valve is closed. It is better to let it be valved. Further, a valve is opened in a high-pressure fuel passage between the fuel injection valve for in-cylinder injection and the pressurizing pump when a discharge pressure of fuel discharged from the pressurization pump exceeds the specific pressure value. It is desirable to provide a check valve that allows the fuel to be supplied to the fuel injection valve for in-cylinder injection.
本発明によれば、内燃機関の初期始動時に加圧ポンプからの吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間を越えて継続するとき、電磁スピル弁を周期的に開弁させて加圧室内にフィードポンプからの第1の燃料圧力レベルの燃料を充填するようにしているので、組立て後の検査時のような初期の始動時に、燃料を加圧室内に十分に供給するとともに加圧室から燃料噴射弁側に流出させ、加圧ポンプを確実にエア抜きすることができ、デュアル噴射式の内燃機関において初期始動直後の一定時間内に高圧燃料通路の燃料圧力を筒内噴射に要する燃料圧力まで確実に高めることができる内燃機関の燃料供給装置を提供することができる。 According to the present invention, when the state in which the discharge pressure from the pressurizing pump becomes a specific pressure value or less during the initial start of the internal combustion engine continues beyond the pressure determination time, the electromagnetic spill valve is periodically opened. Since the fuel at the first fuel pressure level from the feed pump is filled in the pressurizing chamber, the fuel is sufficiently supplied to the pressurizing chamber and added at the initial start-up such as the inspection after assembly. The pressure pump can be discharged from the pressure chamber to the fuel injection valve side, and the pressurization pump can be surely vented. In a dual injection internal combustion engine, the fuel pressure in the high pressure fuel passage is changed to in-cylinder injection within a certain time immediately after the initial start. It is possible to provide a fuel supply device for an internal combustion engine that can reliably increase the required fuel pressure.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料供給装置の概略構成図であり、図2は、一実施形態に係る燃料供給装置の要部拡大図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel supply device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the fuel supply device according to one embodiment.
まず、構成について説明する。 First, the configuration will be described.
図1に示すように、本実施形態の内燃機関の燃料供給装置は、多気筒であって各気筒内の燃焼室に直接に燃料が噴射される内燃機関、例えば直噴火花点火式の内燃機関であるV型6気筒のエンジン10に装備されている。
As shown in FIG. 1, the fuel supply device for an internal combustion engine of the present embodiment is an internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber in each cylinder, for example, a direct injection spark ignition type internal combustion engine. The V-type 6-
このエンジン10は、詳細を図示しないが、一対のバンク11、12の各気筒部分11c、12cにピストンが収納され、燃焼室13、14が画成されるとともに、吸気弁および排気弁が所定のタイミングで開弁するよう弁開閉可能に装着されている。また、燃焼室13、14内に露出する点火プラグおよびこれを点火させる点火コイルを有するダイレクトイグニッション方式の点火装置が装備されている。
The
一対のバンク11、12にはそれぞれ吸気マニホルド15、16および図示しない排気マニホルドが装着されており、各吸気マニホルド15、16内に通じる吸気ポート17、18にはポート噴射用の燃料噴射弁21、22がそれぞれ設けられるとともに、図示しないスロットルバルブが設けられている。なお、エンジン10の排気マニホルドの下流側には、図示しない公知の排気浄化装置が接続されている。
The pair of banks 11 and 12 are respectively provided with
ポート噴射用の燃料噴射弁21、22は、デリバリーパイプ23、24を介して燃料供給用のフィードポンプ25に接続されている。フィードポンプ25は、詳細を図示しないが、燃料タンク26内の燃料、例えばガソリンを汲み上げて第1の燃料圧力レベルで吐出し、燃料通路27を通してデリバリーパイプ23、24に給送するようになっており、例えば後述するエンジンコントロールコンピュータ50のON/OFF指令信号に基づいてON/OFF駆動される公知のものである。
The
エンジン10の複数の気筒11c、12cには、また、燃焼室13、14内に直接に高圧燃料を噴射する複数の筒内噴射用の燃料噴射弁31、32が設けられている。
The plurality of
これら筒内噴射用の燃料噴射弁31、32は、デリバリーパイプ33、34および高圧燃料通路37を介してプランジャ型の加圧ポンプ35に接続されている。
These in-cylinder
この加圧ポンプ35は、フィードポンプ25から給送される燃料を導入する加圧室35aを有し、その加圧室35a内の燃料を前記第1の燃料圧力レベルより高圧となる第2の燃料圧力レベルに加圧して、筒内噴射用の燃料噴射弁31、32側の高圧燃料通路37に吐出するようになっている。
The pressurizing
具体的には、加圧ポンプ35は、加圧室35aの容積を変化させるようポンプハウジング35h内に往復摺動可能に設けられたプランジャ35pと、このプランジャ35pを駆動するカムシャフト35sと、カムシャフト35sのカム部分Cpにより図中上下方向に昇降駆動されるフォロワリフタ35fと、このフォロワリフタ35fをカムシャフト35sのカム部分Cpに付勢する圧縮スプリング35gとを有する公知のものであり、そのポンプハウジング35hとプランジャ35pの間に画成される加圧室35aが、プランジャ35pの往復移動によってその容積を変化させて、フィードポンプ25からの燃料の吸入と加圧および吐出作業とを行うようになっている。また、加圧ポンプ35の加圧室35aと高圧燃料通路37との間、すなわち、加圧ポンプ35と筒内噴射用の燃料噴射弁31、32との間の高圧燃料通路37の上流端部には、加圧ポンプ35から吐出される燃料の吐出圧が特定の圧力値を超えるときに開弁し、筒内噴射用の燃料噴射弁31、32への燃料の供給を許容するばね付のチェックバルブ36が設けられている。
Specifically, the pressurizing
デリバリーパイプ23、24には、フィードポンプ25から第1の圧力レンジで給送されるデリバリーパイプ23、24内の燃料の圧力脈動を抑える公知のパルセーションダンパ28(圧力ダンパ)が、デリバリーパイプ33、34には、燃料圧力を検出する燃圧センサ38および第2の圧力レンジの上限を規定するリリーフ弁39が、それぞれ取り付けられている。また、フィードポンプ25からの燃料通路27のうち加圧ポンプ35の加圧室35a側に分岐する燃料供給通路27a上には、第1の圧力レンジで供給される燃料の圧力脈動を抑えるパルセーションダンパ29が配置されている。なお、ここで、リリーフ弁39は、加圧ポンプ35により第2の燃料圧力レベルで燃料が給送される高圧燃料通路37上のいずれかの部位、例えば筒内噴射用の燃料噴射弁31、32に近いデリバリーパイプ33、34の内部の燃圧を検出できる位置に配置されており、その第2の燃料圧力レベルの燃料の上限圧となる設定圧で開弁するようになっている。
The
エンジン10は、このように吸気ポート17、18内に燃料を噴射するポート噴射用の燃料噴射弁21、22と、気筒11c、12c内に燃料を噴射する筒内噴射用の燃料噴射弁31、32とを備えており、これらの燃料噴射弁21、22、31、32に燃料を供給する低圧側のデリバリーパイプ23、24、フィードポンプ25、燃料タンク26および燃料通路27と、高圧側のデリバリーパイプ33、34、加圧ポンプ35および高圧燃料通路37とによって、両燃料噴射弁21、22、31、32に燃料を供給する燃料供給手段30が構成されている。
The
図2に示すように、フィードポンプ25からの燃料供給通路27aに接続する加圧ポンプ35の加圧室35aの燃料導入口部35iには、高圧の逆流を阻止する逆止弁機能を有するとともに、入力信号に応じ開弁するときには加圧室35a内の高圧燃料を低圧側に漏出させることができる電磁スピル弁40が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
この電磁スピル弁40は、ポペット状の弁体41と、この弁体41を電磁駆動する電磁駆動コイル42と、弁体41を常時開弁方向に付勢するスプリング43とを有している。弁体41は、通常は、加圧ポンプ35の吸入動作に対してはフィードポンプ25から給送される燃料圧力と加圧室35a内の燃料圧力との差圧に応じて開弁動作する一方、加圧ポンプ35の吐出動作に対してはフィードポンプ25から給送される燃料圧力と加圧室35a内の燃料圧力との差圧に応じて閉弁動作するようになっている。
The
具体的には、弁体41は、加圧室35a内に位置する一端側の大径のポペット弁体部41aと、電磁駆動コイル42に励磁電流が供給される励磁状態においてポペット弁体部41aを閉弁方向に付勢するよう燃料導入口部35iの近傍から他端側に延びる鉄心部41bとからなり、ポペット弁体部41aは、加圧室35a内の燃料圧力およびポペット弁体部41aの軸方向両側の受圧面積の差に応じた閉弁方向の推力と、スプリング43からの開弁方向の付勢力とを受けるようになっている。したがって、弁体41は、電磁駆動コイル42に励磁電流の供給が無い非励磁状態において、加圧室35a内の燃料圧力の変化に応じて開閉し得るようになっている。
Specifically, the
一方、電磁スピル弁40は、図1に示すように、エンジンコントロールコンピュータ50によりドライバ回路61を介して制御できるようになっており、そのために電磁スピル弁40の電磁駆動コイル42がドライバ回路61に接続されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
エンジンコントロールコンピュータ50は、詳細なハードウェア構成を図示しないが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)および不揮発メモリからなるバックアップメモリを備え、さらに、A/D変換器等を含む入力インターフェース回路と、ドライバやリレースイッチを含む出力インターフェース回路と、定電圧回路とを含んで構成されている。このエンジンコントロールコンピュータ50は、ROM内に予め格納された制御プログラムに従い、センサ情報や予めバックアップメモリに格納されている設定値情報等に基づいて、さらには他の車載ECU(Electronic Control Unit;電子制御ユニット)と通信を行いながら、例えばエンジン10の運転状態や加速要求等に応じた燃料噴射量を算出し、ポート噴射用の燃料噴射弁21、22および筒内噴射用の燃料噴射弁31、32への噴射指令信号や電磁スピル弁40を駆動するためのドライバ回路61への弁駆動指示信号等を適時に出力するようになっている。
The
このエンジンコントロールコンピュータ50は、少なくとも電磁スピル弁40による加圧室35aからの燃料の漏出量を調節することで(あるいはさらに加圧ポンプ35の駆動回転数を調節することで)、加圧ポンプ35からデリバリーパイプ33、34に供給される燃料の圧力をエンジン10の運転状態および筒内噴射用の燃料噴射弁31、32の噴射特性に応じて最適な燃圧に制御できるようになっている。例えば、エンジンコントロールコンピュータ50は、一定の信号周期内において電磁スピル弁40の電磁駆動コイル42を励磁状態にするON時間とその励磁状態を解くOFF時間とを設定することができ、その信号周期内におけるON時間の比(0%〜100%;以下、デューティ比という)を変化させることにより、電磁スピル弁40による加圧室35aからの燃料の漏出量を調節することができるようになっている。
The
また、エンジンコントロールコンピュータ50は、エンジン10の始動時に、ポート噴射用の燃料噴射弁21、22による燃料噴射を最初に実施させ、その間に、燃圧センサ38により検出される高圧側のデリバリーパイプ33、34内の燃料圧力が特定の圧力値を超えたとき、筒内噴射用の燃料噴射弁31、32による燃料噴射に必要な第2の燃料圧力レベルに達し得る状態になったと判断して、筒内噴射用の燃料噴射弁31、32への噴射指令信号の出力を開始できるようになっている。
In addition, when the
ここにいう特定の圧力値は、エンジン10の始動時、例えば高温再始動時に加圧ポンプ35の加圧室35a内または/およびそこから筒内噴射用の燃料噴射弁31、32側の燃料中にエアが混入したり燃料ベーパが発生したりしているために、加圧ポンプ35を運転させても筒内噴射用の燃料噴射弁31、32による燃料噴射に必要な第2の燃料圧力レベルに達しない状態が一定時間以上続くときに得られる燃料圧力のうち最も高い圧力値程度に設定されている。
The specific pressure value mentioned here is determined in the fuel on the
エンジンコントロールコンピュータ50は、さらに、予め設定された実行条件下において、エンジン10の始動時であって燃圧センサ38により検出される加圧ポンプ35からの吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が予め設定された圧力判定時間を越えて継続するとき、電磁スピル弁40を周期的に開弁させて加圧室35a内にフィードポンプ25から給送される第1の燃料圧力レベルの燃料を充填するエア抜き制御手段として機能する。
The
ここにいう予め設定された実行条件とは、ニュートラルレンジであること、アクセルペダルが踏み込まれていないアイドル運転状態であること、車両組立工場でのテスト運転モードであること、ポート噴射用の燃料噴射弁21、22および筒内噴射用の燃料噴射弁31、32のテスト運転前のダミー噴射が完了していること、エア抜き制御がなされていないこと、燃圧センサ38で検出される燃料圧力が特定の燃料圧力よりも低いこと、始動後の加圧ポンプ35の運転により燃料圧力がエア抜き制御無しでも特定の燃料圧力まで上昇し得る場合であればその圧力上昇に十分に足りる圧力判定時間が経過していること、および、加圧ポンプ35の故障が検知されていないことの8つの条件である。
The execution conditions set in advance here are a neutral range, an idle operation state where the accelerator pedal is not depressed, a test operation mode at a vehicle assembly factory, and fuel injection for port injection. The dummy injection before the test operation of the
すなわち、本実施形態のエンジンコントロールコンピュータ50は、車両組立工場の組立て後の検査モード運転時のように、エンジンコントロールコンピュータ50の通信インターフェースあるいは検査信号入力ポートに検査信号が取り込まれ、テストモードの運転が実行される状態であると判定したときにだけ、本発明にいうエア抜き制御手段として機能するようになっている。なお、本発明にいう初期の始動時とは、エンジン10の組立て直後における一定回数内の始動としてもよい。
That is, the
圧力判定時間は、燃圧センサ38のセンサ信号に基づいて例えば65msec毎に検出される燃料圧力の検出値に対して、始動開始から5秒程度に設定される。
The pressure determination time is set to about 5 seconds from the start of the start with respect to the detected value of the fuel pressure detected every 65 msec based on the sensor signal of the
エア抜き制御手段としてのエンジンコントロールコンピュータ50は、前記一定の信号周期内における電磁スピル弁40の開弁時間(本実施形態では非励磁状態となるOFF時間)を十分に長くするように、例えば50%のデューティ比を設定するか、あるいは、通常の前記一定の信号周期とは異なる周期で前記50%のデューティ比に対応する開弁時間より長い開弁時間を設定して、その開弁時間中は電磁スピル弁40を開弁させるように電磁スピル弁40を駆動するためのドライバ回路61への弁駆動指示信号を生成するようになっている。
For example, the
また、エア抜き制御手段としてのエンジンコントロールコンピュータ50は、電磁スピル弁40を周期的に開弁させるときに、電磁スピル弁40の開弁に同期して筒内噴射用の燃料噴射弁31、32を周期的に開弁させるようになっている。
Further, the
さらに、エア抜き制御手段としてのエンジンコントロールコンピュータ50は、エンジン10の始動時であって圧力判定時間内にあるときには、フィードポンプ25により給送される燃料をポート噴射用の燃料噴射弁21、22から吸気ポート17、18内に噴射させる一方で、加圧ポンプ35から吐出される燃料の吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間を越えて継続するときには、ポート噴射用の燃料噴射弁21、22を閉弁させるようになっている。すなわち、エンジン10の始動時において、加圧ポンプ35から吐出される燃料の吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間を越えて継続するときには、ポート噴射用の燃料噴射弁21、22を閉弁させるとともに、筒内噴射用の燃料噴射弁31、32による燃料噴射に必要な第2の燃料圧力レベルに達しない段階で、筒内噴射用の燃料噴射弁31、32を開弁させてエア抜き制御を実行するものである。
Further, when the
一方、エア抜き制御手段としてのエンジンコントロールコンピュータ50は、予め設定された終了条件が成立すると、エア抜き制御を即座に中止するようになっている。この終了条件とは、例えばアクセルペダルが踏み込まれ非アイドル運転状態となったこと、エンジン回転数が予め設定された閾値回転数を下回ったことである。
On the other hand, the
具体的には、例えば始動時の空吹かし操作によりエンジン回転数が一時的に急に上昇し低下するような場合には、エンジン回転数が予め設定された閾値回転数を超えた時点からエア抜き制御を一時的に休止させ、エンジン回転数が再度閾値回転数に達しそれを下回る時点からエンジン回転数がほぼ安定するのに要する安定化時間を内部のカウンタで計測して、その安定化時間が経過した時点から、エア抜き制御を再開する。また、エンジン10の始動時にエンジン回転数が目標とするアイドル回転数を下回って急に低下するような場合には、エンジン回転数が予め設定された閾値回転数を下回った時点からエア抜き制御を一時的に休止させ、エンジン回転数が再度閾値回転数に達しそれを上回る時点からエンジン回転数がほぼ安定するのに要する安定化時間を内部のカウンタで計測し、その安定化時間が経過した時点から、エア抜き制御を再開するようになっている。
Specifically, for example, when the engine speed temporarily increases and decreases temporarily due to an idling operation at the time of start-up, the air is vented from the time when the engine speed exceeds a preset threshold speed. The control is temporarily stopped, and the stabilization time required for the engine speed to become almost stable from when the engine speed reaches the threshold speed again and falls below it is measured by an internal counter. Air bleed control is restarted from the time point. In addition, when the engine speed is suddenly lower than the target idle speed when the
なお、エンジンコントロールコンピュータ50の図示しない入力インターフェース回路には、燃圧センサ38の他に、クランク角センサ(回転数センサ)、スロットル開度センサ、エアフローメータ、車速センサ、気筒判別センサ、吸気温センサ、水温センサ、排気酸素濃度酸素センサ等が接続されており、これらセンサ群からのセンサ情報がエンジンコントロールコンピュータ50に取り込まれるようになっている。また、エンジンコントロールコンピュータ50の出力インターフェース回路には、噴射駆動用のドライバ回路61の他に、点火駆動回路、燃料ポンプ駆動回路等の駆動回路群が接続されているが、これらの構成は従来と同様であるので、ここでは詳述しない。
In addition to the
次に、その作用について説明する。 Next, the operation will be described.
図3は、本実施形態の内燃機関の燃料供給装置における初期エンジン始動時のエア抜き制御の概略の手順を示すタイミングチャートである。 FIG. 3 is a timing chart showing an outline procedure of the air bleeding control at the time of initial engine start in the fuel supply device for the internal combustion engine of the present embodiment.
エンジン10の始動時には、まず、エンジンコントロールコンピュータ50が、フィードポンプ25を作動させるとともに、筒内噴射用の燃料噴射弁31、32を閉弁させた状態でポート噴射用の燃料噴射弁21、22を開弁させ、ポート噴射用の燃料噴射弁21、22による燃料噴射を実施させる。
When the
そして、そのポート噴射の開始から圧力判定時間として設定された時間の間、燃圧センサ38により検出される高圧側のデリバリーパイプ33、34内の燃料圧力が特定の圧力値を超えたか否かがチェックされる。
Then, during the time set as the pressure determination time from the start of the port injection, it is checked whether or not the fuel pressure in the high-
通常、そのポート噴射の開始から圧力判定時間taの間に、燃圧センサ38により検出されるデリバリーパイプ33、34内の燃料圧力が特定の圧力値を超えるので、デリバリーパイプ33、34内の燃料圧力が特定の圧力値を超えたと判定されたときに、エンジンコントロールコンピュータ50は、デリバリーパイプ33、34内の燃料圧力が筒内噴射用の燃料噴射弁31、32による燃料噴射に必要な第2の燃料圧力レベルに達し得る状態になったと判断し、次いで、筒内噴射用の燃料噴射弁31、32への噴射指令信号の出力を開始する。
Usually, during the pressure determination time ta from the start of the port injection, the fuel pressure in the
一方、エンジン10の始動時に、加圧ポンプ35の加圧室35a内または/およびそこから筒内噴射用の燃料噴射弁31、32側の燃料中にエアが混入したり燃料ベーパが発生したりしていると、図3(d)に示すように、ポート噴射の開始から加圧ポンプ35を運転させても、圧力判定時間taの間に筒内噴射用の燃料噴射弁31、32による燃料噴射に必要な第2の燃料圧力レベルに達しない状態が一定時間以上続く場合がある。
On the other hand, when the
このような場合、加圧ポンプ35からの吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間taを越えて継続し、燃圧センサ38により検出されるデリバリーパイプ33、34内の燃料圧力が特定の圧力値を超えないと判定され、エンジンコントロールコンピュータ50は、電磁スピル弁40を周期的に開弁させるとともに、その電磁スピル弁40の開弁時期に同期して筒内噴射用の燃料噴射弁31、32を周期的に開弁させることで、加圧ポンプ35の加圧室35a内にフィードポンプ25からの第1の燃料圧力レベルの燃料を充填させるエア抜き制御を実行する。
In such a case, the state in which the discharge pressure from the pressurizing
すなわち、図3(a)および図3(b)中に「エア抜き制御ON」および「直噴100%」と示すエア抜き制御期間中、図3(c)に示すように、電磁スピル弁40の開弁時間を十分に長くするよう、例えば50%のデューティ比が設定され、あるいは、通常の一定の信号周期とは異なる周期で前記50%のデューティ比に対応する開弁時間より長い開弁時間(OFF時間)が設定される。したがって、その開弁時間中は、電磁スピル弁40が継続して開弁し、フィードポンプ25からの第1の燃料圧力レベルの燃料が加圧室35a内に十分に供給されるとともに加圧室35aから燃料噴射弁31、32側に燃料が流出し、フィードポンプ25からの第1の燃料圧力レベルの燃料が加圧ポンプ35の加圧室35a内にエアが混入していたとしても、そのエアが確実に下流側に排出される。
That is, as shown in FIG. 3C, the
また、電磁スピル弁40の開弁時間と閉弁時間が交互に設定されることで、フィードポンプ25からの加圧室35a内への燃料の流入と、加圧ポンプ35からチェックバルブ36を越える燃料の吐出とが交互に実行され、デリバリーパイプ33、34側の高圧燃料通路37側に燃料が確実に吐出される。したがって、エンジン10の始動時に加圧ポンプ35からの吐出圧を昇圧できない時間が長引き、始動性、特に高温再始動性が低下することが防止できることになる。
Further, by alternately setting the valve opening time and the valve closing time of the
ところで、エンジン10の始動時に空吹かし操作によりエンジン回転数が一時的に急に上昇し低下する、いわゆるレーシング状態となることがある。そのような場合には、図4に示すように、エンジン回転数が予め設定された閾値回転数(アイドル状態の回転数ntcalより高い回転数;図4(a)、図4(b)参照)を超えた時点からエア抜き制御が一時的に休止される(図4(b)、図4(d)参照)。そして、エンジン回転数が再度閾値回転数に達し、それを下回る時点から、エンジン回転数がほぼ安定するのに要する安定化時間がカウンタAで計測され、その安定化時間が経過した時点から、エア抜き制御が再開される(図4(b)〜図4(d)参照)。
By the way, when the
また、図5に示すように、エンジン回転数がアイドル回転数を下回って急に低下し(図5(a)参照)、エンジンストールが生じる可能性が高くなったようなときにも、エンジン回転数が予め設定された閾値回転数を下回った時点からエア抜き制御が一時的に休止される。そして、エンジン回転数が再度閾値回転数に達すると、エンジン回転数がその再度閾値回転数を上回る時点からエンジン回転数がほぼ安定するのに要する安定化時間がカウンタBで計測され、その安定化時間が経過した時点から、エア抜き制御が再開される(図5(b)、図5(c)参照)。 Further, as shown in FIG. 5, when the engine speed suddenly drops below the idle speed (see FIG. 5 (a)), and the possibility that engine stall will occur increases, The air bleeding control is temporarily stopped from the time when the number falls below a preset threshold rotation speed. When the engine speed reaches the threshold rotational speed again, the stabilization time required for the engine rotational speed to be substantially stabilized from the time when the engine rotational speed exceeds the threshold rotational speed again is measured by the counter B. When the time has elapsed, the air bleeding control is resumed (see FIGS. 5B and 5C).
このように、本実施形態の内燃機関の燃料供給装置は、エンジン10の初期の始動時に加圧ポンプ35からの吐出圧が特定の圧力値以下となる状態が圧力判定時間を越えて継続するとき、電磁スピル弁40を周期的に長く開弁させて加圧室35a内にフィードポンプ25からの第1の燃料圧力レベルの燃料を充填するようにしているので、燃料を加圧室35a内に十分に供給するとともに加圧室35aから筒内噴射用の燃料噴射弁31、32側に流出させ、加圧ポンプ35を確実にエア抜きすることができ、初期の始動直後の一定時間内に高圧燃料通路37の燃料圧力を筒内噴射に要する燃料圧力まで確実に高めることができる。その結果、車両の組立工場において、燃料圧力の異常のために異常警告ランプであるMILが点灯し、組立て後の検査工程に至った車両を製造・検査ラインから出してMILを消灯させる面倒な作業が必要になるといった従来の問題を解消することができ、車両の生産効率を高めることができる。
As described above, in the fuel supply device for the internal combustion engine of the present embodiment, when the discharge pressure from the pressurizing
このような本発明に係る内燃機関の燃料供給装置は、ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁とを併用するデュアル噴射式であって高圧燃料通路のエア抜きが可能な燃料供給装置全般に有用である。 Such a fuel supply device for an internal combustion engine according to the present invention is a dual injection type that uses both a fuel injection valve for port injection and a fuel injection valve for in-cylinder injection, and can release air from the high-pressure fuel passage. Useful for all fuel supply systems.
10 エンジン
11、12 バンク
11c、12c 気筒
13、14 燃焼室
15、16 吸気マニホルド
17、18 吸気ポート
21、22 ポート噴射用の燃料噴射弁
23、24 デリバリーパイプ
25 フィードポンプ
26 燃料タンク
27 燃料通路
27a 燃料供給通路
28、29 パルセーションダンパ
30 燃料供給手段
31、32 筒内噴射用の燃料噴射弁
33、34 デリバリーパイプ
35 加圧ポンプ
35a 加圧室
35f フォロワリフタ
35g 圧縮スプリング
35h ポンプハウジング
35i 燃料導入口部
35p プランジャ
35s カムシャフト
36 チェックバルブ
37 高圧燃料通路
38 燃圧センサ
39 リリーフ弁
40 電磁スピル弁
41 弁体
42 電磁駆動コイル
50 エンジンコントロールコンピュータ(エア抜き制御手段)
61 ドライバ回路
10 Engine 11, 12
61 Driver circuit
Claims (1)
前記電磁スピル弁が、前記加圧ポンプの吸入動作に対して前記フィードポンプから給送される燃料圧力と前記加圧室内の燃料圧力との差圧に応じて開弁動作するとともに、前記加圧ポンプの吐出動作に対して前記フィードポンプから給送される燃料圧力と前記加圧室内の燃料圧力との差圧に応じて閉弁動作する弁体を有し、
前記内燃機関の初期始動時であって前記加圧ポンプから吐出される燃料の吐出圧が前記第2の燃料圧力レベルに達しない特定の圧力値以下となる状態が予め設定された圧力判定時間を越えて継続するとき、前記電磁スピル弁を周期的に開弁させて前記加圧室内に前記フィードポンプから給送される前記第1の燃料圧力レベルの燃料を充填するエア抜き制御手段が設けられていることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 A fuel injection valve for injecting fuel into an intake port of the internal combustion engine, a fuel injection valve for in-cylinder injection for injecting the fuel into a cylinder of the internal combustion engine, and the fuel into both fuel injection valves A fuel supply means for supplying the fuel, and the fuel supply means is fed from the feed pump for feeding the fuel to the fuel injection valve for port injection at a first fuel pressure level. A pressurizing pump having a pressurizing chamber for introducing fuel, pressurizing the fuel in the pressurizing chamber to a second fuel pressure level higher than the first fuel pressure level, and discharging the fuel to the fuel injection valve side; A fuel supply device for an internal combustion engine having an electromagnetic spill valve that opens in response to an input signal and leaks fuel in the pressurized chamber,
The electromagnetic spill valve opens in response to a differential pressure between the fuel pressure fed from the feed pump and the fuel pressure in the pressurizing chamber with respect to the suction operation of the pressurizing pump, and the pressurization A valve body that performs a valve closing operation according to a differential pressure between a fuel pressure fed from the feed pump and a fuel pressure in the pressurizing chamber with respect to a discharge operation of the pump;
A pressure determination time that is set in advance is a state in which the discharge pressure of the fuel discharged from the pressurizing pump is equal to or lower than a specific pressure value that does not reach the second fuel pressure level when the internal combustion engine is initially started. When continuing beyond, air vent control means is provided for periodically opening the electromagnetic spill valve to fill the pressurized chamber with fuel of the first fuel pressure level fed from the feed pump. A fuel supply device for an internal combustion engine.
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JP2008307511A JP2010133265A (en) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Fuel supply system for internal combustion engine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9399976B2 (en) | 2013-07-18 | 2016-07-26 | Denso International America, Inc. | Fuel delivery system containing high pressure pump with isolation valves |
US10330060B2 (en) | 2015-06-10 | 2019-06-25 | Denso Corporation | Gasoline fuel supply system |
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2008
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