JP2013231362A - Fuel pressure control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料圧力制御装置に関し、特に内燃機関の燃料供給圧力を制御可能な燃料圧力制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel pressure control device, and more particularly to a fuel pressure control device capable of controlling a fuel supply pressure of an internal combustion engine.
近時、車両に搭載される内燃機関においては、ドライバからの要求操作入力に応えつつ排気エミッションを最小限に抑制し、かつ、高度な燃費低減要求にも応えるよう、燃料噴射量を微小量から大量までの広い噴射量範囲で精度良く制御することが要求されている。そこで、内燃機関に供給される燃料の圧力(以下、この燃料圧力を単に燃圧ともいう)をドライバからの要求操作入力に応じてオンデマンドに可変制御する燃料圧力制御装置が提案されている。 Recently, in an internal combustion engine mounted on a vehicle, the fuel injection amount has been reduced from a very small amount so as to minimize exhaust emission while responding to the required operation input from the driver, and to meet advanced fuel consumption reduction requirements. It is required to control accurately in a wide injection amount range up to a large amount. Therefore, a fuel pressure control device has been proposed that variably controls the pressure of fuel supplied to the internal combustion engine (hereinafter, this fuel pressure is also simply referred to as fuel pressure) on demand according to a requested operation input from a driver.
このような燃料圧力制御装置としては、例えば、内燃機関の運転中に燃料噴射弁による燃料噴射が一時的に停止される燃料カット状態で、燃料噴射弁側の燃料配管内の圧力が高くなると、その燃料配管内の燃料を燃料タンクに戻すリリーフパイプの開閉用の電磁リリーフ弁を開操作して、その燃料配管内の燃料を燃料タンク内に戻すようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、燃料噴射弁側の燃料配管内の燃圧が過剰に高くなることを抑止でき、燃料噴射弁からの燃料漏れの発生を防止することができる。 As such a fuel pressure control device, for example, in a fuel cut state in which fuel injection by the fuel injection valve is temporarily stopped during operation of the internal combustion engine, when the pressure in the fuel pipe on the fuel injection valve side becomes high, An electromagnetic relief valve for opening and closing a relief pipe that returns the fuel in the fuel pipe to the fuel tank is opened to return the fuel in the fuel pipe into the fuel tank (for example, Patent Document 1). In this device, it is possible to prevent the fuel pressure in the fuel pipe on the fuel injection valve side from becoming excessively high, and to prevent fuel leakage from the fuel injection valve.
また、燃料噴射装弁の上流側およびリターン側に配置される第1および第2のプレッシャレギュレータの設定燃圧を相違させるとともに、リターン側に配置される第2のプレッシャレギュレータの設定燃圧を、第1のプレッシャレギュレータの設定燃圧に燃料供給圧力の脈動分を加えた圧力よりも高い圧力に設定するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。この装置では、燃料供給圧力の脈動に起因するプレッシャレギュレータの作動回数の増加によってプレッシャレギュレータの信頼性が低下することを防止できる。 In addition, the set fuel pressures of the first and second pressure regulators arranged on the upstream side and the return side of the fuel injection valve are made different, and the set fuel pressure of the second pressure regulator arranged on the return side is changed to the first There is known one that sets a pressure higher than the pressure obtained by adding the pulsation of the fuel supply pressure to the set fuel pressure of the pressure regulator (see, for example, Patent Document 2). In this device, it is possible to prevent the reliability of the pressure regulator from being lowered due to an increase in the number of operations of the pressure regulator due to the pulsation of the fuel supply pressure.
さらに、連通孔を通しデリバリーパイプ内に連通するリリーフ弁取付孔に、燃料噴射弁への供給燃圧を調整可能なリリーフ弁を取付け、そのリリーフ弁より下流側に絞りを設ける一方、そのリリーフ弁のシート本体から上流側に突き出るシートパイプの中心線と連通孔の中心線とを偏心させるようにしたものも知られている(例えば、特許文献3参照)。この装置では、脈動圧がリリーフ弁に直接伝わり難くなるとともに、脈動圧によるリリーフ弁の余計な開閉作動が下流側の絞りによって抑制されるようになっている。 Furthermore, a relief valve capable of adjusting the fuel pressure supplied to the fuel injection valve is attached to the relief valve mounting hole that communicates with the delivery pipe through the communication hole, and a throttle is provided downstream from the relief valve. There is also known one in which the center line of the seat pipe protruding from the seat body to the upstream side and the center line of the communication hole are eccentric (see, for example, Patent Document 3). In this device, the pulsation pressure is hardly transmitted directly to the relief valve, and an extra opening / closing operation of the relief valve due to the pulsation pressure is suppressed by the downstream throttle.
しかしながら、上述のような従来の燃料圧力制御装置にあっては、内燃機関の燃料カット制御等による燃料停止中における供給燃圧の脈動成分によりリリーフ弁やプレッシャレギュレータ(以下、燃圧を設定燃圧以下に制限可能な圧力制御弁を指して単にリリーフ弁という)が頻繁に開閉動作を繰り返し、リリーフ弁の耐久性や振動・騒音性能が低下し易くなるという問題があった。 However, in the conventional fuel pressure control device as described above, a relief valve or a pressure regulator (hereinafter, the fuel pressure is limited to a set fuel pressure or less) due to the pulsation component of the supply fuel pressure when the fuel is stopped by fuel cut control or the like of the internal combustion engine. There is a problem that durability of the relief valve and vibration / noise performance of the relief valve are liable to be lowered due to frequent opening / closing operations of the relief valve.
すなわち、燃料カット等による燃料停止状態に移行することでフィードポンプから燃料噴射弁までの燃料供給経路中における燃料の流れが停止すると、閉じた燃料供給経路中の燃料が配管を介し内燃機関から受熱することで、その燃料の温度および圧力が上昇する。そして、燃料の圧力がリリーフ弁の開弁設定圧に達すると、その燃料の一部がリリーフ弁を通して燃料タンク側に戻されることで、燃料供給経路中の燃圧がリリーフ弁の開弁設定圧かその近傍の圧力に保持される。そして、そのような状態下で、燃料供給経路中の燃圧がその脈動成分によりリリーフ弁の開弁設定圧の上下に変動し、リリーフ弁が頻繁に開閉動作を繰り返すことにより、リリーフ弁の耐久性や振動・騒音性能が低下していた。 In other words, when the flow of fuel in the fuel supply path from the feed pump to the fuel injection valve stops by shifting to the fuel stop state due to fuel cut or the like, the fuel in the closed fuel supply path receives heat from the internal combustion engine via the piping. As a result, the temperature and pressure of the fuel rise. When the fuel pressure reaches the relief valve opening set pressure, a part of the fuel is returned to the fuel tank through the relief valve, so that the fuel pressure in the fuel supply path is equal to the relief valve opening preset pressure. The pressure in the vicinity is maintained. In such a state, the fuel pressure in the fuel supply path fluctuates up and down the valve opening set pressure due to the pulsation component, and the relief valve frequently repeats opening and closing operations, thereby improving the durability of the relief valve. And vibration / noise performance was degraded.
一方、燃料カット制御やアイドリングストップ等の自動停止制御は、内燃機関を搭載した車両の燃費改善に大きく寄与することから普及拡大してきている。したがって、前述のようにリリーフ弁の耐久性や振動・騒音性能が低下することで、燃料供給システムの信頼性が低下してしまうことを防止することが重要な解決課題となってきた。 On the other hand, automatic stop control such as fuel cut control and idling stop has been widely spread because it greatly contributes to improvement of fuel consumption of a vehicle equipped with an internal combustion engine. Therefore, as described above, it has been an important solution to prevent the reliability of the fuel supply system from being lowered due to the decrease in durability and vibration / noise performance of the relief valve.
そこで、本発明は、内燃機関の燃料停止状態で設定上限燃圧を規定するリリーフ弁が開閉動作を繰り返すのを抑制して、そのリリーフ弁の信頼性を十分に向上させることができる燃料圧力制御装置を提供するものである。 Accordingly, the present invention provides a fuel pressure control device capable of sufficiently improving the reliability of the relief valve by suppressing the relief valve that defines the set upper limit fuel pressure from repeatedly opening and closing when the fuel of the internal combustion engine is stopped. Is to provide.
上記課題を解決するため、本発明に係る燃料圧力制御装置は、(1)燃料を消費しつつ作動する燃料消費状態から一時的に前記燃料の消費を停止する燃料停止状態に移行可能な燃料消費部に対し前記燃料を供給する燃料ポンプと、前記燃料ポンプから前記燃料消費部に供給される前記燃料の供給圧力を予め設定された設定上限圧力以下に制限するリリーフ弁と、前記燃料消費部の作動状態に応じて前記供給圧力を可変制御する燃圧可変機構と、を備える燃料圧力制御装置であって、前記燃圧可変機構は、前記燃料消費部が前記燃料停止状態に移行した後に前記供給圧力が前記設定上限圧力に達し得る上昇傾向で上昇することを条件に、該燃料停止状態下における前記燃料ポンプの吐出圧を前記設定上限圧力とは異なる圧力に制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a fuel pressure control device according to the present invention provides (1) a fuel consumption that can be shifted from a fuel consumption state that operates while consuming fuel to a fuel stop state that temporarily stops the fuel consumption. A fuel pump that supplies the fuel to the fuel supply unit, a relief valve that limits a supply pressure of the fuel supplied from the fuel pump to the fuel consumption unit to a preset upper limit pressure, and a fuel consumption unit A fuel pressure control mechanism that variably controls the supply pressure in accordance with an operating state, wherein the fuel pressure variable mechanism is configured such that the supply pressure is changed after the fuel consumption unit has shifted to the fuel stop state. The discharge pressure of the fuel pump under the fuel stop condition is controlled to a pressure different from the set upper limit pressure on the condition that the fuel pump rises with an increasing tendency to reach the set upper limit pressure. To.
したがって、燃料消費部が燃料停止状態に移行した後に、燃料停止に起因する昇温等によりその燃料停止状態下での燃料消費部への供給燃圧が設定上限圧力に達し得る上昇傾向で上昇すると、燃料ポンプからの吐出圧が、燃圧可変機構により設定上限圧力とは異なる圧力に制御される。その結果、燃料停止状態下での供給燃圧が設定上限圧力に接近すると、燃料ポンプの吐出圧が燃圧可変機構により設定上限圧力とは異なる圧力に制御されることで、リリーフ弁が開弁側または閉弁側に付勢された状態となり、リリーフ弁が開閉動作を繰り返すことが有効に抑制されることになる。 Therefore, after the fuel consumption part has shifted to the fuel stop state, when the fuel pressure supplied to the fuel consumption part under the fuel stop state rises due to a temperature rise caused by the fuel stop, etc. The discharge pressure from the fuel pump is controlled to a pressure different from the set upper limit pressure by the fuel pressure variable mechanism. As a result, when the supply fuel pressure in the fuel stop state approaches the set upper limit pressure, the discharge pressure of the fuel pump is controlled to a pressure different from the set upper limit pressure by the fuel pressure variable mechanism, so that the relief valve is opened or It will be in the state energized to the valve closing side, and it will be controlled effectively that a relief valve repeats opening and closing operation.
本発明の燃料圧力制御装置においては、(2)前記燃圧可変機構は、前記設定上限圧力が前記燃料消費部の前記燃料停止状態への移行後における前記供給圧力の変動範囲内に入ったことを条件に、前記燃料ポンプの前記吐出圧を前記設定上限圧力とは異なる圧力に制御するのが好ましい。この場合、燃料消費部への供給燃圧が設定上限圧力を跨いで変化することが的確に抑制可能となる。 In the fuel pressure control device according to the present invention, (2) the fuel pressure variable mechanism is configured such that the set upper limit pressure is within a fluctuation range of the supply pressure after the fuel consuming unit shifts to the fuel stop state. As a condition, it is preferable to control the discharge pressure of the fuel pump to a pressure different from the set upper limit pressure. In this case, it is possible to accurately suppress the supply fuel pressure to the fuel consumption unit from changing across the set upper limit pressure.
本発明の燃料圧力制御装置においては、(3)前記燃圧可変機構は、前記燃料停止状態下における前記供給圧力が前記設定上限圧力に達したとき、前記燃料ポンプの吐出圧を前記設定上限圧力より高い圧力に制御することが好ましい。この場合、供給圧力が設定上限圧力に達すると、即座に燃料ポンプの吐出圧が変更されることになり、リリーフ弁の不要な開閉を確実に抑制できる。また、燃料ポンプの吐出圧を高めるだけで済み、制御が容易となる。 In the fuel pressure control device according to the present invention, (3) the fuel pressure variable mechanism may be configured such that when the supply pressure in the fuel stop state reaches the set upper limit pressure, the discharge pressure of the fuel pump is set higher than the set upper limit pressure. It is preferable to control to a high pressure. In this case, when the supply pressure reaches the set upper limit pressure, the discharge pressure of the fuel pump is immediately changed, and unnecessary opening and closing of the relief valve can be reliably suppressed. Further, it is only necessary to increase the discharge pressure of the fuel pump, and control becomes easy.
本発明の燃料圧力制御装置においては、(4)前記燃圧可変機構は、前記設定上限圧力が前記供給圧力の変動範囲内に入ったことを条件に、前記燃料ポンプの吐出圧を前記設定上限圧力より低い圧力に制御するものであってもよい。この場合も、供給圧力が設定上限圧力に達すると、即座に燃料ポンプの吐出圧が変更されることになり、リリーフ弁の不要な開閉を確実に抑制できる。しかも、燃料ポンプの吐出圧を変更するだけでなく、他の減圧弁等によっても、燃料ポンプから燃料消費部に供給される燃料の供給圧力を迅速かつ的確に設定上限圧力より低い圧力に制御して、リリーフ弁を開弁側または閉弁側に付勢できる。また、燃料ポンプの吐出圧を低下させるだけで済み、制御が容易となる。 In the fuel pressure control device according to the present invention, (4) the fuel pressure variable mechanism sets the discharge pressure of the fuel pump to the set upper limit pressure on the condition that the set upper limit pressure is within the fluctuation range of the supply pressure. The pressure may be controlled to a lower pressure. Also in this case, when the supply pressure reaches the set upper limit pressure, the discharge pressure of the fuel pump is immediately changed, and the unnecessary opening and closing of the relief valve can be reliably suppressed. In addition to changing the discharge pressure of the fuel pump, the supply pressure of the fuel supplied from the fuel pump to the fuel consuming part can be controlled quickly and accurately to a pressure lower than the set upper limit pressure not only by changing the discharge pressure of the fuel pump. Thus, the relief valve can be biased to the valve opening side or the valve closing side. Further, it is only necessary to lower the discharge pressure of the fuel pump, and control becomes easy.
本発明の燃料圧力制御装置においては、(5)前記燃圧可変機構は、前記燃料停止状態下における前記供給圧力が前記設定上限圧力に達したとき、前記燃料ポンプの吐出圧を前記設定上限圧力より低い圧力に制御するのがよい。この場合、供給圧力が設定上限圧力に達すると、即座に燃料ポンプの吐出圧が変更されることになり、リリーフ弁の不要な開閉を確実に抑制できる。また、燃料ポンプの吐出圧を低下させるだけで済み、制御が容易となる。 In the fuel pressure control device of the present invention, (5) the fuel pressure variable mechanism is configured such that when the supply pressure in the fuel stop state reaches the set upper limit pressure, the discharge pressure of the fuel pump is set from the set upper limit pressure. It is good to control to a low pressure. In this case, when the supply pressure reaches the set upper limit pressure, the discharge pressure of the fuel pump is immediately changed, and unnecessary opening and closing of the relief valve can be reliably suppressed. Further, it is only necessary to lower the discharge pressure of the fuel pump, and control becomes easy.
本発明の燃料圧力制御装置においては、(6)前記燃料消費部が、燃料噴射弁により燃料を噴射させつつ消費する内燃機関であるとともに、前記供給圧力が、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力であり、前記燃圧可変機構は、前記内燃機関が前記燃料消費状態にあるとき、前記供給圧力を前記設定上限圧力以下の燃圧制御範囲内で可変制御する一方、前記燃料停止状態にあって前記設定上限圧力が前記供給圧力の変動範囲内に入ったとき、前記燃料ポンプの吐出圧を前記燃圧制御範囲より高い圧力に制御することが望ましい。 In the fuel pressure control apparatus of the present invention, (6) the fuel consuming unit is an internal combustion engine that consumes fuel while injecting fuel with the fuel injection valve, and the supply pressure is the fuel supplied to the fuel injection valve. When the internal combustion engine is in the fuel consumption state, the fuel pressure variable mechanism variably controls the supply pressure within a fuel pressure control range below the set upper limit pressure, while in the fuel stop state. When the set upper limit pressure is within the fluctuation range of the supply pressure, it is preferable to control the discharge pressure of the fuel pump to a pressure higher than the fuel pressure control range.
この場合、供給圧力の可変制御と燃料噴射時間の制御を併用することで、燃料噴射量を微小量から大量までの広い噴射量範囲で精度良く制御することが可能となり、しかも、燃料圧力が過度に高まることを防止できる。 In this case, by combining the variable control of the supply pressure and the control of the fuel injection time, the fuel injection amount can be accurately controlled over a wide injection amount range from a minute amount to a large amount, and the fuel pressure is excessive. Can be prevented.
本発明の燃料圧力制御装置においては、(7)前記設定上限圧力より低圧の低圧設定圧で開弁する第1作動状態と、前記供給圧力が前記低圧設定圧以上に達しても開弁しない第2作動状態とに切替え可能で、前記開弁時に前記供給圧力を前記低圧設定圧に低下させることができる減量弁が設けられてもよい。 In the fuel pressure control device of the present invention, (7) a first operating state where the valve is opened at a low pressure setting pressure lower than the set upper limit pressure, and a valve which is not opened even when the supply pressure reaches the low pressure setting pressure or higher. A reduction valve that can be switched between two operating states and that can reduce the supply pressure to the low pressure setting pressure when the valve is opened may be provided.
この場合、減量弁の開弁時に余剰燃料の排出量を増加させることで、燃料ポンプの駆動負荷を十分に軽減することができる。 In this case, the driving load of the fuel pump can be sufficiently reduced by increasing the amount of excess fuel discharged when the reduction valve is opened.
本発明によれば、燃料消費部の燃料停止状態下で、燃料消費部への供給燃圧が設定上限圧力に達し得る上昇傾向で上昇すると、燃料ポンプの吐出圧を燃圧可変機構により設定上限圧力とは異なる圧力に制御するので、燃料停止状態下ではリリーフ弁を開弁側または閉弁側に付勢してその開閉動作の繰返しを抑制し、リリーフ弁の信頼性を十分に向上させることができる燃料圧力制御装置を提供することができる。 According to the present invention, when the fuel pressure supplied to the fuel consuming unit rises in a rising tendency that can reach the set upper limit pressure while the fuel consuming unit is in the fuel stopped state, the discharge pressure of the fuel pump is set to the set upper limit pressure by the variable fuel pressure mechanism. Since the pressure is controlled at different pressures, the relief valve can be urged toward the valve opening side or the valve closing side when the fuel is stopped to suppress repeated opening and closing operations, and the reliability of the relief valve can be sufficiently improved. A fuel pressure control device can be provided.
以下、本発明の好ましい実施形態について、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.
(第1実施形態)
図1〜図6は、本発明に係る燃料圧力制御装置の第1実施形態を示している。
(First embodiment)
1 to 6 show a first embodiment of a fuel pressure control device according to the present invention.
本実施形態は、本発明を車両を走行駆動する内燃機関の燃料供給システムに適用したものである。 In this embodiment, the present invention is applied to a fuel supply system for an internal combustion engine that drives and drives a vehicle.
まず、その燃料供給システムの構成について説明する。 First, the configuration of the fuel supply system will be described.
図1に示すように、本実施形態の燃料供給システムは、多気筒内燃機関であるエンジン10(燃料消費部)に対してポート噴射用の低圧側燃料を供給する第1燃料供給機構20と、第1燃料供給機構20からの供給燃料を加圧して筒内噴射用の高圧側燃料を供給する第2燃料供給機構30と、エンジン10の作動状態に応じて低圧側燃料の供給圧力を可変制御する燃圧可変機構40と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the fuel supply system of the present embodiment includes a first
エンジン10は、自動車に搭載される多気筒の内燃機関、例えば直列4気筒の4サイクルガソリンエンジンである。このエンジン10は、通常は、各気筒11内の燃焼室13において燃料、例えばガソリンを消費しつつ図示しないクランク軸から回転動力を出力する燃料消費状態で作動する。また、エンジン10は、減速時やエンジンブレーキ時等の特定の車両運転状態下においては、一時的に燃料を消費しないでクランク軸を回転させる燃料カット状態(燃料停止状態)で作動できるようになっている。なお、各気筒11にはピストン12が収納され、燃焼室13が画成されるとともに、吸気弁14および図示しない排気弁がそれぞれ所定のタイミングで開閉するように装着されている。また、エンジン10には、複数の気筒11に対応する複数の点火プラグ15がそれぞれ対応する燃焼室13内に露出するように設けられており、これら点火プラグ15を点火駆動するイグニッションコイルを有する点火装置16(図3参照)や、スロットル開度を可変制御する電子制御スロットルモータ17が装備されている。
The
第1燃料供給機構20は、燃料タンク21、フィードポンプ22(燃料ポンプ)、リリーフ弁23、減量弁24、第1の燃料配管25(低圧燃料配管)、低圧側のデリバリーパイプ26、複数のポート噴射用のインジェクタ27(燃料噴射弁)、燃圧制御回路28およびジェットポンプ29を含んで構成されている。
The first
燃料タンク21は、例えばサブタンク21aを内蔵する所定容積のもので、外部から燃料を補給可能になっている。なお、燃料タンク21は、その底壁形状によってサブタンクの内部と外部に相当する複数のタンク部分に区分される鞍型その他のものでもよい。
The
フィードポンプ22は、燃料タンク21内の燃料を汲み上げて所定のフィード燃圧以上に加圧することができる吐出能力(吐出量および吐出圧)可変タイプのもので、例えば円周流ポンプで構成されている。このフィードポンプ22は、ポンプ作動用の羽根車と、そのポンプ作動部分を駆動する内蔵モータとを有しており、例えばその内蔵モータの駆動電圧と負荷トルクとに応じてポンプ作動用の羽根車の回転速度および回転トルクのうち少なくとも一方を変化させることで、その単位時間当りの吐出能力、すなわち吐出圧や吐出量を変化させることができるようになっている。また、フィードポンプ22には、吸入燃料中の異物を捕捉するサクションフィルタ部分と吐出燃料中の異物を捕捉するフューエルフィルタ部分とを結合させた結合フィルタ22fが装着されている。
The
リリーフ弁23は、フィードポンプ22から第1の燃料配管25内に吐出される燃料の圧力が予め設定された設定上限圧力に達するまでに上昇したときに開弁し、その燃圧を設定上限圧力以下に制限する安全弁機能を有する圧力制御弁である。ここにいう設定上限圧力とは、この設定上限圧力を超える燃圧になると例えばポート噴射用のインジェクタ27からの燃料漏れを誘発し易くなる程度に高い燃圧であり、リリーフ弁23の開弁設定圧であるこの設定上限燃圧は、例えば600kPaに設定されている。
The
図2に示すように、リリーフ弁23は、例えば第1の燃料配管25側からの燃料の排出口(詳細図示せず)を閉止するリリーフ弁体23aと、このリリーフ弁体23aを常時閉弁方向に付勢する弁ばね23bとを有しているが、リリーフ弁23のこのような構造自体は、燃料圧力の制限に利用可能な従来の任意のリリーフ弁構造とすることができる。
As shown in FIG. 2, the
減量弁24は、第1の燃料配管25内からの燃料を絞り24aを通して燃料タンク21のサブタンク21a内に排出可能な開弁状態と、その燃料排出を阻止する閉弁状態とに切替え可能な電磁式のもので、エンジン10のアイドル運転時等のように燃料消費量が少量であるときに励磁され、余剰の燃料を燃料タンク21内に戻すことができるようになっている。
The
この減量弁24は、少なくとも一部に磁性体を含む弁体24vと、この弁体24vを軸方向に可動な状態で保持するとともに第1の燃料配管25側からの燃料を導入する保持筒部24bと、保持筒部24bの燃料排出口側に設けられた絞り24aと、保持筒部24bに支持され弁体24vを絞り24aから離隔する方向に付勢することができるコイル24cとを有している。また、保持筒部24bは弁体24vが絞り24a側に移動したときに着座する弁座(符号なし)が形成されており、弁体24vがその弁座に着座するとき絞り24a側の燃料排出口が閉止され、弁体24vがその弁座から離脱するとき絞り24a側の燃料排出口が開放されるようになっている。さらに、コイル24cによって弁体24vが弁座から離脱する方向に付勢されるとき、弁体24vは保持筒部24bの第1の燃料配管25側の燃料導入口を閉止することなく保持筒部24bに押し当てられるようになっている。
The
また、減量弁24は、コイル24cが励磁されるON状態においては、弁体24vが絞り24a側の弁座から離脱することで、前述の設定上限圧力より十分に低圧となる低圧設定圧であっても開弁する第1作動状態となる。一方、減量弁24は、コイル24cが励磁されないOFF状態においては、弁体24vが第1の燃料配管25側からの燃圧により絞り24a側の弁座に着座する方向に付勢されたままで、フィード燃圧がその低圧設定圧以上、例えば設定上限圧力であっても開弁しない第2作動状態となるようになっている。
In the ON state in which the
低圧側のデリバリーパイプ26は、フィードポンプ22によって加圧された燃料を第1の燃料配管25を通して導入して所定量の燃料を貯留する金属製のもので、その燃料の圧力に応じて撓むことにより燃圧の脈動を吸収する機能と、ポート噴射用のインジェクタ27からのポート噴射に必要な燃圧を蓄圧する機能とを併有している。
The delivery pipe 26 on the low-pressure side is made of metal that introduces fuel pressurized by the
複数のポート噴射用のインジェクタ27は、エンジン10の複数の気筒11に対応して設けられており、それぞれの噴孔側の端部を各気筒11に対応する吸気ポート11a内に露出させている。また、これらのインジェクタ27は、それぞれ低圧側のデリバリーパイプ26に配管接続されるとともに、ECU50からのポート噴射駆動信号により開弁するようECU50側のドライバ回路51に配線接続されている。そして、複数のインジェクタ27に順次ポート噴射駆動信号により噴射駆動されるとき、開弁した一部のインジェクタ27から、低圧側のデリバリーパイプ26内に蓄圧・貯留されている燃料が、そのポート噴射駆動信号による所定時間毎の開弁時間比率(デューティ比)に応じて対応する吸気ポート11a内に噴射されるようになっている。
The plurality of
燃圧制御回路(図1中にはFPCと記す)28は、ECU50からの要求燃圧Pcに応じてフィードポンプ22の駆動電圧を制御することにより、フィードポンプ22の吐出能力(吐出量および吐出圧)を可変制御して、低圧側のデリバリーパイプ26内の燃圧をECU50からの要求燃圧Pcに追従させることができるようになっている。なお、ECU50からの要求燃圧Pcは、車両およびエンジン10の運転状態とドライバからの要求操作入力等に基づいて、ECU50によって算出される。この点については、後述する。
A fuel pressure control circuit (referred to as FPC in FIG. 1) 28 controls the drive voltage of the
ジェットポンプ29は、第1の燃料配管25内からの燃料を図示しない内部のベンチュリを通して燃料タンク21のサブタンク21a内に排出するもので、その排出流量に応じたベンチュリ効果により、燃料タンク21内であってサブタンク21a外に貯留された燃料をサブタンク21a内に汲み上げるようになっている。このジェットポンプ29は、エンジン10で遂次消費される燃料消費量分だけサブタンク21a内に燃料を導入する手段となっている。
The
第2燃料供給機構30は、プランジャ型の燃料加圧ポンプ31、電磁スピル型の吸入制御弁32、第2の燃料配管35、高圧側のデリバリーパイプ36、および、複数の筒内噴射用のインジェクタ37(高圧燃料噴射弁)を含んで構成されている。
The second
燃料加圧ポンプ31は、図示しないプランジャを往復動させて燃料加圧室の容積を変化させることにより、フィードポンプ22で加圧された燃料を第2の燃料配管35を通して燃料加圧室内に吸入するとともに、吸入した燃料を吸入制御弁32の閉弁状態下で加圧して、気筒内直接燃料噴射が可能な程度の高圧で吐出できるようになっている。
The
吸入制御弁32は、燃料加圧ポンプ31の燃料加圧動作を可能にする選択的に励磁駆動され、燃料加圧ポンプ31の燃料加圧室の容積増加期間中に開弁するとともに、燃料加圧ポンプ31の燃料加圧室の容積減少期間中に吐出量(吐出燃料流量)に応じた必要期間だけ閉弁することができる。また、吸入制御弁32は、燃料加圧ポンプ31の燃料加圧動作を不能にするよう、その開弁状態を保持することができるようになっている。
The
高圧側のデリバリーパイプ36は、燃料加圧ポンプ31により高圧に加圧された燃料を導入して貯留する高剛性の金属製のもので、気筒内直接燃料噴射に必要な燃圧を蓄圧する機能を有している。
The
複数の筒内噴射用のインジェクタ37は、それぞれ高圧側のデリバリーパイプ36に配管接続されるとともに、ECU50からの筒内噴射駆動信号により開弁するようECU50側のドライバ回路51に配線接続されており、それぞれその開弁時に高圧側のデリバリーパイプ36内に蓄圧・貯留された高圧燃料を筒内噴射駆動信号による所定時間毎の開弁時間比率(デューティ比)に応じて、対応する気筒11内に噴射するようになっている。
The plurality of in-
なお、燃料加圧ポンプ31は、エンジン10の図示しないクランク軸からの回転動力により駆動されるようになっている。また、電磁スピル型の吸入制御弁32は、非通電時に常時開弁した状態となるようになっている。
The
燃圧可変機構40は、第1燃料供給機構20のフィードポンプ22および燃圧制御回路28と、燃圧制御回路28を介してフィードポンプ22の吐出能力を可変制御するECU50とによって構成されており、車両およびエンジン10の運転状態とドライバからの要求操作入力等に基づいて、フィードポンプ22の吐出能力を可変制御する機能を発揮するようになっている。
The variable
ECU50は、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびバックアップメモリ(例えば、不揮発性メモリまたはバッテリによりバックアップされるRAM)を含んで構成されており、さらに、入力インターフェース回路および出力インターフェース回路等を含んで構成されている。
The
ECU50の入力インターフェース回路には、イグニッションリレースイッチ60(図3参照)を介して車両のイグニッションスイッチのON/OFF信号が取り込まれるとともに、各種センサ群からのセンサ情報がA/D変換器等を含む入力インターフェース回路を通して取り込まれるようになっている。ECU50の出力インターフェース回路には、ドライバ回路51を介してポート噴射用および筒内噴射用のインジェクタ27、37や吸入制御弁32の電磁駆動部(図示せず)が配線接続されるとともに、燃圧制御回路28や電子スロットルモータ、前述の点火装置等が接続されている。
The input interface circuit of the
ECU50の入力インターフェース回路に接続される各種センサ群とは、例えばアクセル開度センサ61、エアフローメータ62、クランク角センサ63、水温センサ64および低圧側の燃圧センサ65であるが、その他に、吸気温度センサ66、スロットル開度センサ67、空燃比センサ68、酸素センサ69、吸気用カム角センサ71、排気用カム角センサ72、高圧燃圧センサ73等が含まれ得る。ここで、アクセル開度センサ61は、車両に装備された図示しないアクセルペダルの踏込み率をアクセル開度(図1中のAccp)として検出し、エアフローメータ62は、エンジン10の吸入空気量(図1中のQa)を検出する。クランク角センサ63は、エンジン10の機関回転速度を算出可能なクランク角(図1中のCA)を検出し、水温センサ64は、エンジン10の冷却水温度(図1中のThw)を検出する。また、燃圧センサ65は、低圧側のデリバリーパイプ26内の燃圧(図1中のPf)を検出するようになっている。
The various sensor groups connected to the input interface circuit of the
このECU50は、ROM内に格納された制御プログラムを実行することで、公知の電子スロットル制御、燃料噴射量制御、点火時期制御、燃料カット制御等を実行することができる。例えば、ECU50は、エアフローメータにより検出される吸入空気量とクランク角センサにより検出されるエンジン回転数とに基づいて燃焼毎に必要な基本噴射量を算出し、さらに、エンジン10の運転状態に応じた各種補正や空燃比フィードバック補正等を施した燃料噴射量を算出し、その燃料噴射量に対応する燃料噴射時間だけ対応するインジェクタ27、37を開弁駆動することができる。
The
また、ECU50は、エンジン10の運転状態に応じて目標燃圧を設定し、例えばエンジン10の冷却水温が所定温度以上の高温となっている状態でエンジン10が始動される高温再始動時や、燃料カット状態から燃料消費状態である通常運転状態への復帰時等に、目標燃圧を高燃圧、例えば530kPaに設定するようになっている。
Further, the
ここにいう高温再始動時とは、例えば車両の一時停止時等にエンジン10を自動停止させるいわゆるアイドリングストップ状態からエンジン10を再始動させるとき、ハイブリッド方式の走行駆動ユニットを搭載する車両でそのパワーユニットの効率を高めるためにエンジン10を一時的に停止させた後に再始動するとき等である。また、燃料カット状態とは、エンジン10の所定の運転状態、例えば車両の減速時や降坂時でアクセル開度が略ゼロのときに、エンジン10のクランク回転状態で、筒内噴射用のインジェクタ37およびポート噴射用のインジェクタ27からの燃料噴射が一時的に停止される状態であり、ECU50が、各種センサ情報を基に燃料カット可能な運転状態であると判定している間、燃料カットが実行されるようになっている。
When the
ところで、エンジン10がアイドリングストップ状態にあるとき、冷却水や冷却風によるエンジン10の冷却が停止されることで、低圧側のデリバリーパイプ26等の燃料供給経路中の燃料の温度が高くなり、温度に依存するその燃料の飽和蒸気圧が高くなるので、燃料ベーパが生じ易くなる。また、燃料カット状態にあるときも、このデリバリーパイプ26等の燃料供給経路中において燃料の流れが停止され、燃料タンク21側からの低温の燃料が導入されないことから、やはり、燃料温度が徐々に高くなり、温度に依存する燃料の飽和蒸気圧が高くなって、燃料ベーパが生じ易くなる。そして、燃料供給経路中の燃料に燃料ベーパが発生すると、例えばいわゆるエア噛みによって燃料加圧ポンプ31による正常な燃料加圧ができなくなる等して、エンジン10の排気エミッションが悪化したりエンジン10の運転状態の悪化したりする可能性がある。そこで、本実施形態においては、燃料の飽和蒸気圧が高くなるときには、ECU50により高燃圧の目標燃圧(例えば、脈動中央値で530kPa)を設定して、燃料ベーパの発生を抑えるようになっている。
By the way, when the
ここにいう高燃圧の目標燃圧は、その高燃圧の目標燃圧の設定状態下で脈動が大きくなった場合でも、その脈動による上限の燃圧が設定上限燃圧を超えない程度の燃圧に相当する。また、この高燃圧の目標燃圧は、エンジン10の高温再始動時や長時間の燃料カット状態からの復帰時等に、あるいは高負荷運転時に、必要な燃料供給圧を確保したり燃料噴射量制御のダイナミックレンジを高燃料消費量側に偏倚させたりすることができる燃圧である。
The high fuel pressure target fuel pressure here corresponds to a fuel pressure at which the upper limit fuel pressure due to the pulsation does not exceed the set upper limit fuel pressure even when the pulsation increases under the setting state of the high fuel pressure target fuel pressure. The target fuel pressure of the high fuel pressure is used to ensure a necessary fuel supply pressure or to control the fuel injection amount when the
一方、ECU50は、例えばエンジン10が専ら部分負荷運転となるモード域にあるときには、そのモード域でのエンジン10の発熱等によって燃料供給経路中に燃料ベーパが生じ難い低圧側の目標燃圧として、例えば300kPaを設定するようになっている。
On the other hand, for example, when the
この低圧側の目標燃圧は、例えばフィード燃圧の脈動が生じた場合に、その脈動による下限の燃圧が一時的にでも飽和蒸気圧を下回ることがない程度の燃圧であって、モード域の運転期間中におけるフィードポンプの消費電力を抑えるとともに、燃料噴射量制御のダイナミックレンジを低燃料消費量側に偏倚させ得る燃圧である。なお、この低圧側の目標燃圧が設定されるときのフィードポンプ22の駆動電圧は、フィードポンプ22の内部に結合フィルタ22fを通る程度の異物が吸入されたとしても、それによってフィードポンプ22のポンプ作動用の羽根車がロックされない程度に十分な回転トルクを発生させ得るものとなるようになっている。
The target fuel pressure on the low pressure side is, for example, a fuel pressure at which the lower limit fuel pressure due to the pulsation does not fall below the saturated vapor pressure even when the pulsation of the feed fuel pressure occurs, and the operation period of the mode region This is a fuel pressure that can suppress the power consumption of the feed pump in the interior and can bias the dynamic range of the fuel injection amount control toward the low fuel consumption amount side. Note that the drive voltage of the
ECU50は、エンジン10の運転期間中またはイグニッションONの状態下で、所定時間毎に、このような目標燃圧をエンジン10の運転状態やドライバからの加速要求やシフト操作その他の要求操作入力等に応じて設定し、その設定圧値を要求燃圧Pcとして、燃圧制御回路28に出力するようになっている。したがって、ECU50から燃圧制御回路28に出力される要求燃圧Pcは、前述のように、車両およびエンジン10の運転状態やドライバからの要求操作入力等とに基づくものとなる。
The
このECU50からの要求燃圧Pcを入力する燃圧制御回路28は、入力した要求燃圧Pcと燃圧センサ65によって検出されるデリバリーパイプ26内の実燃圧とが一致するように、それらの燃圧間の偏差に応じてフィードポンプ22の駆動電圧を制御する。そして、燃圧制御回路28からの駆動電圧の変化に応じて、フィードポンプ22のポンプ作動用の羽根車の回転速度や回転トルク(勿論、速度とトルクの双方でもよい)が変化し、フィードポンプ22の吐出能力が変化することで、低圧側のデリバリーパイプ26内の燃圧が要求燃圧Pcに追従する方向に変化する。
The fuel
一方、燃圧可変機構40のECU50は、ROM内に格納された所定の制御プログラムを実行することで、前述のように、車両およびエンジン10の運転状態とドライバからの要求操作入力等に基づいて、フィードポンプ22の吐出能力を可変制御する機能を発揮するが、エンジン10が燃料カット状態に移行した後にフィード燃圧(供給圧力)が前述の設定上限圧力に達し得る上昇傾向で上昇することを条件に、その燃料停止状態下におけるフィードポンプ22の吐出圧を設定上限圧力とは異なる圧力に制御することで、フィード燃圧を前述の設定上限圧力から外れる燃圧(以下、偏倚設定燃圧ともいう)に制御するようになっている。
On the other hand, the
ここで、設定上限圧力に達し得る上昇傾向とは、例えば燃料カット状態に移行した時点のフィード燃圧に対して一定時間経過時点でのフィード燃圧が上昇しているような燃圧変化傾向、脈動中心燃圧のような一定時間毎の平均燃圧が燃料カット状態に移行した後に連続して上昇しているような燃圧変化傾向、あるいは、燃料カット状態に移行した後の燃圧上昇率が所定値を超える燃圧変化傾向等である。 Here, the rising tendency that can reach the set upper limit pressure is, for example, a fuel pressure change tendency such that the feed fuel pressure at a certain time elapses with respect to the feed fuel pressure at the time of transition to the fuel cut state, the pulsation center fuel pressure The fuel pressure change tendency such that the average fuel pressure per fixed time rises continuously after shifting to the fuel cut state, or the fuel pressure change that the fuel pressure increase rate after shifting to the fuel cut state exceeds the predetermined value Trends.
そして、ECU50は、例えばエンジン10が燃料カット状態に移行してから一定時間後に、その移行時点の燃圧に対して予め設定した判定閾値以上の有意の燃圧上昇が生じたか否かによって、それ移行の燃料カット状態下における燃料供給経路中の燃圧が、リリーフ弁23の開弁設定圧である設定上限圧力に達し得る程度の上昇傾向にあるか否かを判定するようになっている。ここにいう判定閾値以上の有意の燃圧上昇とは、エンジン10が燃料カット状態に移行した後、フィードポンプ22からポート噴射用のインジェクタ27までの閉じた燃料供給経路中におけるフィード燃圧がリリーフ弁23の開弁設定圧である設定上限圧力に達し得る上昇傾向で上昇することを意味しており、この燃料上昇は、専らエンジン10が燃料カット状態に移行し、第1の燃料配管25および低圧側のデリバリーパイプ26内で流れを停止した燃料が、これら配管を介したエンジン10からの受熱により温度上昇することで生じるものである。
Then, for example, the
また、ECU50は、エンジン10が燃料カット状態にあって、フィード燃圧に予め設定した判定閾値以上の有意の燃圧上昇が生じていると判定したとき、フィードポンプ22の吐出圧を、燃圧脈動分の燃圧低下を考慮しても前述の設定上限圧力よりも高い圧力Piに設定して、その燃圧Piに対応する要求燃圧Pcを燃圧制御回路28に出力する。そして、燃圧制御回路28がフィードポンプ22の吐出圧を設定上限圧力より高い圧力Piに保つ駆動制御を実行することで、エンジン10の燃料カット状態下におけるリリーフ弁23を、常時開弁側に付勢できるようになっている。
Further, when the
あるいは、ECU50は、エンジン10が燃料カット状態にあって、フィード燃圧に予め設定した判定閾値以上の有意の燃圧上昇が生じていると判定したとき、フィードポンプ22の吐出圧を、燃圧脈動分の上昇を考慮しても前述の設定上限圧力よりも低い圧力に設定して、その燃圧に対応する要求燃圧Pcを燃圧制御回路28に出力するようにしてもよい。その場合、燃圧制御回路28がフィードポンプ22の吐出圧を設定上限圧力より低い燃圧に保つことで、エンジン10の燃料カット状態下では、リリーフ弁23を常時閉弁側に付勢できることになる。なお、フィードポンプ22からポート噴射用のインジェクタ27へのフィード燃圧を前述の設定上限圧力より低い燃圧に制御する場合、フィードポンプ22の吐出能力を可変制御するのでなく、他の電磁式の減圧弁やリリーフ弁等を用いることもできる。その場合、他の電磁式の減圧弁やリリーフ弁等も燃圧可変機構40の構成要素となる。
Alternatively, when the
前述のように、燃圧可変機構40は、エンジン10が燃料カット状態でなく燃料消費状態にあるとき、例えばエンジン10の冷却水温が所定温度以上の高温となっている状態でエンジン10がモード域の運転状態にあるとき、フィード燃圧を前述の設定上限圧力以下の燃圧制御範囲(ここでは、300kPaから530kPaの燃圧範囲)内で可変制御するようになっており、リリーフ弁23はエンジン10のこのような運転中は専ら閉弁状態を維持することになる。
As described above, when the
また、ECU50は、各種センサ群からのセンサ情報およびROMやバックアップメモリ(以下、ROM等という)に予め格納された設定値やマップ情報に基づいて、エンジン10の運転中にその負荷状態を繰返し判定し、モード域の運転状態においては目標燃圧を低圧側のフィード燃圧あるいはそれに近い燃圧に設定する。一方、エンジン10の高温再始動時や燃料カット状態からの復帰時、エンジン10の停止直前等には、目標燃圧を高圧側のフィード燃圧あるいはそれに近い燃圧に設定するようになっている。そのため、ECU50のROM等に格納される設定値には、少なくとも燃圧可変機構40による燃圧制御範囲を規定する高圧側のフィード燃圧および低圧側のフィード燃圧の設定値が含まれ、ROM等に格納されるマップ情報には、運転負荷の判定とその判定結果に応じた燃圧制御のためのマップ等が含まれている。
Further, the
また、燃圧制御回路28には、フィードポンプ22の内蔵モータの端子電圧を検出する電圧検出部や、フィードポンプ22の内蔵モータに流れる電流を検出する電流検出部が設けられている。そして、燃圧制御回路28は、ECU50からの要求燃圧Pcと燃圧センサ65により検出される実燃圧との偏差に応じて、フィードポンプ22の内蔵モータに印加する電圧を制御したり、異常診断のためのフィードポンプ22の内蔵モータの作動状態に応じた診断用信号(図1中のDiag信号)をECU50に供給したりすることができるようになっている。この燃圧制御回路28には、バッテリからの電源供給がなされるとともに、ECU50が通信可能に接続されている。また、燃圧制御回路28には、フィードポンプ22の内蔵モータに印加する電圧またはフィードポンプ22の内蔵モータへの供給エネルギを可変制御するための図示しないスイッチング素子等が内蔵されている。
Further, the fuel
次に、作用について説明する。 Next, the operation will be described.
上述のように構成された本実施形態においては、エンジン10は、その各気筒11内の燃焼室13において燃料を消費しつつ回転動力を出力する燃料消費状態で作動するか、または、減速時やエンジンブレーキ時等の特定の車両運転状態下でECU50により燃料カット可能な運転状態であると判定される間、燃料を消費しないでクランク軸を回転させる燃料カット状態(燃料停止状態)で作動する。
In the present embodiment configured as described above, the
エンジン10の燃料消費状態においては、燃圧可変機構40により、車両およびエンジン10の運転状態とドライバからの要求操作入力等とに基づいて、フィードポンプ22の吐出能力が可変制御され、エンジン10に供給される燃料のフィード燃圧が設定上限圧力Prよりも低圧の燃圧制御範囲内で可変制御される。
In the fuel consumption state of the
フィード燃圧は、図6中に示す飽和蒸気圧線Aより燃料圧力が高くなるか燃料温度が低くなる上方側の領域I内であれば、燃料ベーパの発生が抑えられる。そこで、燃圧可変機構40による通常の燃圧制御は、燃圧の脈動成分(同図中に波形で例示する)を考慮しても同図中の飽和蒸気圧線Aより下方側の領域II内に入らないように、エンジン10の運転状態および燃圧センサ65の検出燃圧に基づいて制御される。例えば、エンジン10の運転状態がモード域にあるときには、低圧側のフィード燃圧P1が目標燃圧として設定され、エンジン10の高温再始動時や、燃料カット状態からの復帰時、あるいは、高負荷運転時等には、高圧側のフィード燃圧P2が目標燃圧として設定される。
If the feed fuel pressure is in the upper region I where the fuel pressure is higher than the saturated vapor pressure line A shown in FIG. 6 or the fuel temperature is lower, the generation of fuel vapor is suppressed. Therefore, the normal fuel pressure control by the variable
一方、エンジン10の燃料カット状態下においては、図5に示すように、燃圧可変機構40は、フィードポンプ22の吐出圧Pdを設定上限圧力Prから少なくとも燃圧脈動の片側(振幅の1/2)の圧力変動だけ外れる圧力Piに制御する。
On the other hand, under the fuel cut state of the
具体的には、イグニッションスイッチがON状態になると、ECU50により図4に示すようなフィードポンプ駆動電圧の切替え制御が実行される。
Specifically, when the ignition switch is turned on, the
同図に示すように、このフィードポンプ駆動電圧の切替え制御では、まず、燃料カット中か否かが判定される(ステップS11)。そして、このとき、燃料カット状態でなければ(ステップS11でNOの場合)、燃料カット状態に入るまで燃料カット中か否かが所定の周期で繰り返しチェックされる(ステップS11)。 As shown in the figure, in this feed pump drive voltage switching control, it is first determined whether or not a fuel cut is in progress (step S11). At this time, if it is not in the fuel cut state (NO in step S11), whether or not the fuel is being cut is repeatedly checked at a predetermined cycle until the fuel cut state is entered (step S11).
ここで、ECU50により燃料カット可能な運転状態となり、燃料カット状態に入ると(ステップS11でYESの場合)、次ステップに進み、前述の燃圧上昇の判定閾値以上の有意の燃圧上昇が生じたか否かが判定される(ステップS12)。すなわち、この判定ステップで、エンジン10が燃料カット状態に移行した後、判定閾値以上の有意の燃圧上昇が生じたか否かによって、それ移行の燃料カット状態下における燃料供給経路中の燃圧がリリーフ弁23の開弁設定圧である設定上限圧力に達し得る程度に上昇しているか否かが判定される。
Here, when the
このとき、判定閾値以上の有意の燃圧上昇が生じていると判定されなければ(ステップS12でNOの場合)、次いで、燃圧可変機構40によって設定上限圧力以下の燃圧制御範囲内でフィード燃圧が可変制御され、通常の燃圧要求値にて要求燃圧Pcが生成されることによって、フィードポンプ22の吐出圧が通常の燃圧範囲内に制御される(ステップS13)。
At this time, if it is not determined that a significant increase in fuel pressure above the determination threshold has occurred (NO in step S12), then the feed fuel pressure is variable within the fuel pressure control range below the set upper limit pressure by the fuel
このような燃料カット開始段階では、図5に示すように、フィードポンプ22の負荷は一旦小さくなっている。
In such a fuel cut start stage, as shown in FIG. 5, the load of the
そして、燃料カットの開始により第1の燃料配管25および低圧側のデリバリーパイプ26内で流れを停止した燃料が、これら配管を介したエンジン10からの受熱により温度上昇すると、燃圧上昇の判定閾値以上の有意の燃圧上昇が生じたか否かの判定(ステップS12)において、判定閾値以上の有意の燃圧上昇が生じていると判定される(ステップS12でYESの場合)。
When the temperature of the fuel that has stopped flowing in the
この場合、次いで、図5中にフィードポンプ負荷として示すように、燃圧可変機構40によって、フィードポンプ22の吐出能力に対応する駆動電圧が増大され(フィードポンプ負荷がUPされ)、燃料カット状態下におけるフィードポンプ22の吐出圧Pdが設定上限圧力とは異なる圧力、例えば設定上限圧力Prより高い圧力Piに制御される。したがって、設定上限圧力Prで開弁するリリーフ弁23が設定上限圧力Prより高い圧力Piのフィードポンプ22の吐出圧Pdによって開弁側に付勢される。その結果、図5中に破線Paで示すようなフィード燃圧の脈動によるリリーフ弁23の頻繁な開閉動作が生じるといったことが、有効に抑制される。
In this case, the drive voltage corresponding to the discharge capacity of the
このような燃料カット状態下におけるフィードポンプ22の吐出圧Pdの設定(ステップS13またはS14)が終了すると、次いで、イグニッションスイッチがOFF状態になったか否かが判定される(ステップS15)。そして、イグニッションスイッチがOFF状態でなければ(ステップS15でNOの場合)、ステップS11〜S14までの一連の処理が繰り返される一方、イグニッションスイッチがOFF状態になると(ステップS15でYESの場合)、今回の処理が終了する。
When the setting of the discharge pressure Pd of the
このように、本実施形態においては、燃圧可変機構40により、エンジン10が燃料カット状態に移行した後にフィード燃圧が設定上限圧力Prに達し得る上昇傾向で上昇することを条件に、その燃料カット状態下におけるフィードポンプ22の吐出圧Pdが設定上限圧力Prとは異なる圧力Piに制御される。したがって、燃料カット状態への移行後の低圧燃料供給経路中で、燃料停止に起因する昇温等により燃圧が設定上限圧力Prに達し得る上昇傾向で上昇すると、フィードポンプ22の吐出圧Pdが燃圧可変機構40により設定上限圧力Prとは異なる圧力Piに制御されることで、リリーフ弁23が開弁側または閉弁側に付勢された状態となる。その結果、燃料カット状態下でリリーフ弁23が開閉動作を頻繁に繰り返すという従来の問題が解消されることになる。
As described above, in the present embodiment, the fuel cut state is obtained on the condition that the feed fuel pressure rises with the increasing tendency that the fuel
また、本実施形態では、燃圧可変機構40のECU50によるステップS12での判定が、設定上限圧力Prがエンジン10の燃料カット状態への移行後におけるフィード燃圧の変動範囲内に入ったか否かを判定するものであり、設定上限圧力Prがフィード燃圧の変動範囲内に入ったことを条件にフィードポンプ22の吐出圧Pdが設定上限圧力Prとは異なる圧力Piに制御される。したがって、エンジン10への供給燃圧が設定上限圧力Prを跨いで変化することが的確に抑制可能となる。
In the present embodiment, the determination in step S12 by the
また、燃料カット状態下におけるフィード燃圧が設定上限圧力Prに達したとき、フィードポンプ22の吐出圧を設定上限圧力Prより高い圧力Piに制御するようにすれば、フィード燃圧が設定上限圧力Prに達すると即座にフィードポンプ22の吐出圧が変更されることになり、リリーフ弁23の不要な開閉を確実に抑制できる。また、フィードポンプ22の吐出圧を高めるだけで済み、既存の燃圧制御回路による容易な制御にできる。
Further, when the feed fuel pressure under the fuel cut state reaches the set upper limit pressure Pr, if the discharge pressure of the
さらに、設定上限圧力Prがフィード燃圧の変動範囲内に入ったことを条件に、フィードポンプ22の吐出圧を設定上限圧力Prより低い圧力Piに制御する場合でも、フィード燃圧が設定上限圧力Prに達すると即座にフィードポンプ22の吐出圧が変更されることになり、やはり、リリーフ弁23の不要な開閉を確実に抑制できる。しかも、フィードポンプ22の吐出圧を変更するだけでなく、他の減圧弁等によっても、フィードポンプ22からエンジン10に供給される燃料の供給圧力を迅速かつ的確に設定上限圧力Prより低い圧力Piに制御して、リリーフ弁23を開弁側または閉弁側に付勢できる。また、フィードポンプ22の吐出圧を低下させるだけで済み、既存の燃圧制御回路による容易な制御にできる。
Further, even when the discharge pressure of the
加えて、本実施形態では、燃圧可変機構40が、エンジン10の燃料消費状態におけるフィード燃圧を設定上限圧力Pr以下の所定の燃圧制御範囲内で可変制御する一方、燃料カット状態にあって設定上限圧力Prがフィード燃圧の変動範囲内に入ったとき、フィードポンプ22の吐出圧を燃圧制御範囲より高い圧力Piに制御する。したがって、フィード燃圧の可変制御と燃料噴射時間の制御を併用することで、燃料噴射量を微小量から大量までの広いダイナミックレンジで精度良く制御することができ、しかも、燃圧が過度に高まることをリリーフ弁23によって確実に防止できる。
In addition, in the present embodiment, the fuel
また、本実施形態では、フィード燃圧が設定上限圧力Prよりも低圧であっても開弁する第1作動状態と、フィード燃圧が低圧設定圧以上に達しても開弁しない第2作動状態とに切替え可能な減量弁24によって、その開弁時に余剰燃料の排出量を増加させて供給燃料量を減量させ、フィードポンプ22の負荷を十分に軽減することができる。
Further, in the present embodiment, the first operation state is opened even when the feed fuel pressure is lower than the set upper limit pressure Pr, and the second operation state is not opened even when the feed fuel pressure exceeds the low pressure set pressure. The
このように、本実施形態の燃料圧力制御装置によれば、エンジン10の燃料カット状態下で、低圧燃料供給経路中の燃圧が設定上限圧力Prに達し得る上昇傾向で上昇すると、フィードポンプ22の吐出圧Pdを燃圧可変機構40により設定上限圧力Prとは異なる圧力Piに制御するようにしている。したがって、燃料カット状態下ではリリーフ弁23を開弁側または閉弁側に付勢してその開閉動作の繰返しを抑制し、リリーフ弁23の信頼性を十分に向上させることができる。
As described above, according to the fuel pressure control device of the present embodiment, when the fuel pressure in the low-pressure fuel supply path rises with an increasing tendency that can reach the set upper limit pressure Pr under the fuel cut state of the
(第2実施形態)
図7は、本発明に係る燃料圧力制御装置の第2実施形態を示す図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the fuel pressure control apparatus according to the present invention.
本実施形態は、上述の第1実施形態と略同様の全体構成を有し、一部のみ相違するものである。したがって、図7中に第1実施形態と相違する構成部分のみを図示し、共通する構成については、図1〜図6中に示した対応する構成要素の符号を用いて、以下、相違点について説明する。 This embodiment has an overall configuration substantially similar to that of the first embodiment described above, and is different only in part. Therefore, only the components different from the first embodiment are illustrated in FIG. 7, and the common components are denoted by the reference numerals of the corresponding components illustrated in FIGS. explain.
本実施形態においては、フィードポンプ22から吐出された燃料のうち余剰燃料の排出経路に、第1実施形態における減量弁24に代えて、固定オリフィスである絞り要素91が設けられている。
In the present embodiment, a
燃圧制御回路28によって制御されるフィードポンプ22の駆動電圧は、フィードポンプ22の内部に結合フィルタ22fを通る程度の異物が吸入されたとしても、それによってフィードポンプ22のポンプ作動用の羽根車がロックされない程度に十分な回転トルクを発生させ得るように設定されるが、さらに、絞り要素91を通した余剰燃料の燃料タンク21内への排出量を考慮して、フィードポンプ22の吐出能力(吐出圧および吐出量)が制御される。すなわち、絞り要素91が固定オリフィスであるため、減量弁24を併設する第1実施形態に比べると、エンジン10の燃料消費量が多くなるときの余剰燃料が増加することを考慮して、フィードポンプ22の吐出能力(吐出圧および吐出量)が制御される。
The drive voltage of the
本実施形態においても、エンジン10の燃料カット状態下で、低圧燃料供給経路中の燃圧が設定上限圧力Prに達し得る上昇傾向で上昇すると、フィードポンプ22の吐出圧Pdを燃圧可変機構40により設定上限圧力Prとは異なる圧力Piに制御する。したがって、上述の第1実施形態の場合と同様に、燃料カット状態下ではリリーフ弁23を開弁側または閉弁側に付勢してその開閉動作の繰返しを抑制し、リリーフ弁23の信頼性を十分に向上させることができる。
Also in the present embodiment, when the fuel pressure in the low pressure fuel supply path rises with an increasing tendency that can reach the set upper limit pressure Pr under the fuel cut state of the
なお、上述の各実施形態においては、エンジン10が燃料カット状態に移行してから一定時間後に、その移行時点の燃圧に対して予め設定した判定閾値以上の有意の燃圧上昇が生じたか否かによって、それ移行の燃料カット状態下における燃料供給経路中の燃圧が、リリーフ弁23の開弁設定圧である設定上限圧力に達し得る程度の上昇傾向にあるか否かを判定したが、エンジン10が燃料カット開始後にフィード燃圧が脈動成分の変動幅(上昇側のみ)を超えて上昇した場合に有意の燃圧上昇が生じたと判定するものであってもよい。また、燃圧の脈動中心値が所定圧力値以上に上昇した場合に有意の燃圧上昇が生じたと判定するものであってもよい。すなわち、燃料カット状態下で脈動成分を除いた実質的な燃圧上昇が検出されれば、エンジン10が燃料カット状態に移行した後にフィード燃圧が設定上限圧力Prに達し得る上昇傾向で燃圧が変化していると判定してもよい。この場合、エンジン10が燃料カット状態に移行してから一定時間後まで燃圧上昇の判定時期を遅らせる必要がない。
In each of the above-described embodiments, depending on whether or not a significant increase in fuel pressure that is equal to or greater than a predetermined determination threshold with respect to the fuel pressure at the time of transition occurs after a certain period of time after the
また、上述の各実施形態においては、燃圧可変機構40による燃圧制御範囲を規定する高圧側のフィード燃圧P2および低圧側のフィード燃圧P1の設定値は、予め設定された値としたが、少なくとも1つの特定の運転状態下、例えば運転条件の異なる複数の運転領域毎の特定の運転状態下で燃圧センサ65により検出される実燃圧の脈動幅を検出し、その脈動幅に基づいて補正することも考えられる。
Further, in each of the above-described embodiments, the set values of the high-pressure side feed fuel pressure P2 and the low-pressure side feed fuel pressure P1 that define the fuel pressure control range by the fuel
さらに、本発明にいう内燃機関の燃料停止状態は、前述の燃料カット状態に限らず、エンジン10の複数の気筒11のうち一部の気筒11に対応するポート噴射用のインジェクタ27からの燃料噴射が一時的に停止される燃料カット運転状態であってもよいし、V型エンジン等におけるバンク毎の気筒休止運転がなされる運転状態であってもよい。
Further, the fuel stop state of the internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above-described fuel cut state, and fuel injection from the
以上説明したように、本発明に係る燃料圧力制御装置は、燃料消費部の燃料停止状態下で、燃料消費部への供給燃圧が設定上限圧力に達し得る上昇傾向で上昇すると、燃料ポンプの吐出圧を燃圧可変機構により設定上限圧力とは異なる圧力に制御するようにしているので、燃料停止状態下ではリリーフ弁を開弁側または閉弁側に付勢してその開閉動作の繰返しを抑制し、リリーフ弁の信頼性を十分に向上させることができる燃料圧力制御装置を提供することができる。このような本発明は、内燃機関の燃料供給圧力を制御可能な燃料圧力制御装置全般に有用である。 As described above, the fuel pressure control device according to the present invention allows the fuel pump discharge when the supply fuel pressure to the fuel consuming unit rises to reach the set upper limit pressure while the fuel consuming unit is stopped. Since the pressure is controlled to a pressure different from the set upper limit pressure by the variable fuel pressure mechanism, when the fuel is stopped, the relief valve is urged to open or close to suppress repeated opening and closing operations. A fuel pressure control device that can sufficiently improve the reliability of the relief valve can be provided. The present invention as described above is useful for all fuel pressure control devices that can control the fuel supply pressure of an internal combustion engine.
10 エンジン(内燃機関、燃料消費部)
11 気筒
13 燃焼室
20 第1燃料供給機構
21 燃料タンク
21a サブタンク
22 フィードポンプ(燃料ポンプ)
23 リリーフ弁(安全弁)
24 減量弁
25 第1の燃料配管(低圧燃料配管)
26 低圧側のデリバリーパイプ(低圧燃料配管)
27 ポート噴射用のインジェクタ(燃料噴射弁)
28 燃圧制御回路
29 ジェットポンプ
30 第2燃料供給機構
31 燃料加圧ポンプ
35 第2の燃料配管
36 高圧側のデリバリーパイプ
37 筒内噴射用のインジェクタ
40 燃圧可変機構
50 ECU
61 アクセル開度センサ
62 エアフローメータ
63 クランク角センサ
64 水温センサ
65 低圧側の燃圧センサ(燃圧センサ)
91 絞り要素
P1 低圧側のフィード燃圧(低圧側の供給圧力)
P2 高圧側のフィード燃圧(高圧側の供給圧力)
Pd フィードポンプの吐出圧(燃料ポンプの吐出圧)
Pi 設定上限圧力とは異なる圧力(設定上限圧力より高い圧力、設定上限圧力より低い圧力)
Pr 設定上限圧力(リリーフ弁の開弁設定圧、安全弁の設定圧)
10 Engine (Internal combustion engine, Fuel consumption part)
11
23 Relief valve (safety valve)
24
26 Low pressure delivery pipe (low pressure fuel piping)
27 Port injector (fuel injection valve)
28 Fuel
61
91 Throttle element P1 Low pressure feed fuel pressure (low pressure supply pressure)
P2 Feed fuel pressure on the high pressure side (supply pressure on the high pressure side)
Pd Feed pump discharge pressure (fuel pump discharge pressure)
Pi Pressure different from the set upper limit pressure (pressure higher than the set upper limit pressure, pressure lower than the set upper limit pressure)
Pr setting upper limit pressure (relief valve opening set pressure, safety valve set pressure)
Claims (7)
前記燃圧可変機構は、前記燃料消費部が前記燃料停止状態に移行した後に前記供給圧力が前記設定上限圧力に達し得る上昇傾向で上昇することを条件に、該燃料停止状態下における前記燃料ポンプの前記吐出圧を前記設定上限圧力とは異なる圧力に制御することを特徴とする燃料圧力制御装置。 A fuel pump for supplying the fuel to a fuel consuming portion capable of transitioning from a fuel consuming state that operates while consuming fuel to a fuel stopped state that temporarily stops consuming fuel; and from the fuel pump to the fuel consuming portion A relief valve that limits a supply pressure of the fuel supplied to a preset upper limit pressure or less, and a fuel pressure variable mechanism that variably controls the supply pressure according to an operating state of the fuel consumption unit. A pressure control device,
The variable fuel pressure mechanism is configured so that the supply pressure of the fuel pump under the fuel stop state is increased on the condition that the supply pressure rises so as to reach the set upper limit pressure after the fuel consumption unit has shifted to the fuel stop state. The fuel pressure control apparatus, wherein the discharge pressure is controlled to a pressure different from the set upper limit pressure.
前記燃圧可変機構は、前記内燃機関が前記燃料消費状態にあるとき、前記供給圧力を前記設定上限圧力以下の燃圧制御範囲内で可変制御する一方、前記燃料停止状態にあって前記設定上限圧力が前記供給圧力の変動範囲内に入ったとき、前記燃料ポンプの吐出圧を前記燃圧制御範囲より高い圧力に制御することを特徴とする請求項1ないし請求項5のうちいずれか1の請求項に記載の燃料圧力制御装置。 The fuel consumption unit is an internal combustion engine that consumes fuel while being injected by a fuel injection valve, and the supply pressure is a pressure of fuel supplied to the fuel injection valve,
The fuel pressure variable mechanism variably controls the supply pressure within a fuel pressure control range equal to or lower than the set upper limit pressure when the internal combustion engine is in the fuel consumption state, while the set upper limit pressure is in the fuel stop state. 6. The method according to claim 1, wherein when the supply pressure is within a fluctuation range, the discharge pressure of the fuel pump is controlled to be higher than the fuel pressure control range. The fuel pressure control apparatus as described.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015229967A (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-21 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel pressure control unit |
JP2016056794A (en) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine control unit |
JP2016070215A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | Abnormality determination device for pressure reduction valve |
JP2016098725A (en) * | 2014-11-21 | 2016-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle control device |
JP2017031958A (en) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 株式会社デンソー | Control device for engine |
US20170342925A1 (en) * | 2014-12-02 | 2017-11-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device for internal combustion engines |
-
2012
- 2012-04-27 JP JP2012102405A patent/JP2013231362A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015229967A (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-21 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel pressure control unit |
JP2016056794A (en) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine control unit |
US9982618B2 (en) | 2014-09-12 | 2018-05-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
JP2016070215A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | Abnormality determination device for pressure reduction valve |
JP2016098725A (en) * | 2014-11-21 | 2016-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle control device |
US10202949B2 (en) | 2014-11-21 | 2019-02-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for vehicle having a relief valve |
US20170342925A1 (en) * | 2014-12-02 | 2017-11-30 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device for internal combustion engines |
JP2017031958A (en) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 株式会社デンソー | Control device for engine |
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