JP2013245586A - 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、特に車両等に搭載される内燃機関の燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を制御する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 that controls the pressure of fuel supplied to a fuel injection valve of an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.
従来、自動車等の車両に搭載される燃料圧力制御装置として、燃料タンク内の燃料を吸入し、この燃料を供給通路を介してデリバリパイプに圧送するモータ一体型の燃料ポンプと、供給通路から分岐して供給通路内を流れる燃料の一部を燃料タンクに還流させる還流通路と、還流通路に設けられ、燃料ポンプから吐出された燃料を所定の圧力に調整するとともに、余剰の燃料を燃料タンクに戻す燃料圧力制御弁とを備えたものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a fuel pressure control device mounted on a vehicle such as an automobile, a motor-integrated fuel pump that sucks fuel in a fuel tank and pumps this fuel to a delivery pipe through a supply passage, and branches from the supply passage A recirculation passage for recirculating part of the fuel flowing in the supply passage to the fuel tank, and a recirculation passage for adjusting the fuel discharged from the fuel pump to a predetermined pressure, and for surplus fuel to the fuel tank What is provided with the fuel pressure control valve which returns is known.
ところで、車両の始動時にあっては、燃料ポンプの昇圧性能を高めるために、電磁圧力制御弁を閉弁して還流通路から燃料タンクに燃料を還流させないようにする必要がある。 By the way, at the time of starting the vehicle, it is necessary to close the electromagnetic pressure control valve so that the fuel is not recirculated from the recirculation passage to the fuel tank in order to increase the pressure increase performance of the fuel pump.
このため、電磁圧力制御弁として、電圧の非印加時に付勢部材による付勢力によって弁体を弁座から離隔させて還流通路を開放するとともに、電圧の印加時に付勢部材の付勢力に抗して弁体を弁座に着座させて還流通路を閉じることにより、燃料ポンプから圧送される燃料の圧力を可変する電磁圧力制御弁を設けることが考えられる。 Therefore, as an electromagnetic pressure control valve, when the voltage is not applied, the valve body is separated from the valve seat by the urging force of the urging member to open the return passage, and against the urging force of the urging member when the voltage is applied. It is conceivable to provide an electromagnetic pressure control valve that varies the pressure of fuel pumped from the fuel pump by closing the return passage by seating the valve body on the valve seat.
ところが、この電磁圧力制御弁は、電圧が印加されて弁体が電磁力で吸引される閉弁時に弁体が弁座に着座するため、作動音が発生してしまう。内燃機関が運転状態にある場合には周囲の騒音レベル(暗騒音)が高くなっており、着座時の作動音が特に騒音として認識されるようなことはないが、内燃機関の始動前、すなわち、イグニッションスイッチがオフからオンに切換えられた後、クランキングまでの間の内燃機関の始動待機期間中は、周囲の騒音レベルが低いので、作動音によって搭乗者に不快感を与えてしまう。 However, the electromagnetic pressure control valve generates an operating noise because the valve body is seated on the valve seat when the valve body is closed when the voltage is applied and the valve body is attracted by electromagnetic force. When the internal combustion engine is in an operating state, the ambient noise level (background noise) is high, and the operating sound at the time of sitting is not particularly recognized as noise, but before the internal combustion engine is started, that is, Since the ambient noise level is low during the start-up waiting period of the internal combustion engine until the cranking after the ignition switch is switched from the off state to the on state, the operating noise causes discomfort to the passenger.
従来、内燃機関の始動時に、電磁圧力制御弁の作動音によって搭乗者に不快感を与えてしまうのを防止できるものとしては、例えば、特許文献1に記載された内燃機関用燃料噴射装置の制御装置が知られている。
Conventionally, it is possible to prevent the passenger from feeling uncomfortable due to the operation sound of the electromagnetic pressure control valve when starting the internal combustion engine. For example, the control of the fuel injection device for an internal combustion engine described in
この内燃機関用燃料噴射装置の制御装置は、イグニッションスイッチがオフからオンに切換えられたことに応答して電磁圧力制御弁を全開または全閉のうちのいずれか一方の作動状態に保持しておき、その後、スタータスイッチがオフからオンに切換えられたタイミングで電磁圧力制御弁を開閉することにより、クランキング時の騒音で電磁圧力制御弁の作動音を目立たないようにすることができる。 The control device for a fuel injection device for an internal combustion engine keeps the electromagnetic pressure control valve in one of the fully opened state and fully closed state in response to the ignition switch being switched from OFF to ON. Thereafter, by opening and closing the electromagnetic pressure control valve at the timing when the starter switch is switched from OFF to ON, the operation sound of the electromagnetic pressure control valve can be made inconspicuous due to noise during cranking.
しかしながら、このような従来の内燃機関用燃料噴射装置の制御装置にあっては、スタータスイッチがオフからオンに切換えられたタイミングで電磁圧力制御弁を開閉するようにしているため、内燃機関のクランキング動作時にスタータモータが駆動されることで消費電流が大きくなってしまい、バッテリ電圧降下が発生してしまうことになる。 However, in such a conventional control device for a fuel injection device for an internal combustion engine, the electromagnetic pressure control valve is opened and closed at the timing when the starter switch is switched from OFF to ON. When the starter motor is driven during the ranking operation, current consumption increases and a battery voltage drop occurs.
このため、電磁圧力制御弁に印加される電圧が低下してしまい、電磁圧力制御弁を低電圧で作動させるために、電磁圧力制御弁を大型化する必要がある。
具体的には、常開式の電磁圧力制御弁は、弁体を電磁力で吸引して弁座に着座させる必要があるため、電磁圧力制御弁に印加される電圧が低いと、弁体の吸引力が低下してしまう。
For this reason, the voltage applied to the electromagnetic pressure control valve decreases, and it is necessary to enlarge the electromagnetic pressure control valve in order to operate the electromagnetic pressure control valve at a low voltage.
Specifically, the normally open type electromagnetic pressure control valve needs to attract the valve body by electromagnetic force to be seated on the valve seat. Therefore, if the voltage applied to the electromagnetic pressure control valve is low, the valve body The suction power will be reduced.
したがって、低い印加電圧で弁体の吸引力を上げるためには、例えば、電磁圧力制御弁の電磁コイルの巻数を増大させる等の必要があり、コイルの巻数を増大させる分だけ電磁圧力制御弁が大型化してしまうという問題が発生してしまう。 Therefore, in order to increase the attractive force of the valve body with a low applied voltage, for example, it is necessary to increase the number of turns of the electromagnetic coil of the electromagnetic pressure control valve. The problem that it will enlarge will occur.
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、電磁圧力制御弁が大型化するのを抑制しつつ、内燃機関の始動時に弁体が弁座に着座するときの作動音によって搭乗者に不快感を与えてしまうのを防止することができる燃料圧力制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and suppresses an increase in the size of the electromagnetic pressure control valve, while the valve body is seated on the valve seat when the internal combustion engine is started. An object of the present invention is to provide a fuel pressure control device that can prevent a passenger from feeling uncomfortable due to an operating sound.
本発明に係る燃料圧力制御装置は、上記目的を達成するため、(1)燃料タンクに貯留されている燃料を、供給通路を介して内燃機関の燃料噴射弁が接続されたデリバリパイプに圧送し、前記圧送される燃料量を可変自在な燃料ポンプと、前記供給通路から分岐して前記供給通路内を流れる燃料の一部を前記燃料タンクに還流させる還流通路と、前記還流通路に設けられ、電圧の非印加時に付勢部材による付勢力によって弁体を弁座から離隔させて前記還流通路を開放するとともに、電圧の印加時に前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を前記弁座に着座させて前記還流通路を閉じることにより、前記燃料ポンプから圧送される燃料の圧力を可変する常開式の電磁圧力制御弁と、前記電磁圧力制御弁の開閉制御を行う制御手段とを備えた燃料圧力制御装置であって、前記制御手段は、前記内燃機関のクランキングを行うスタータ装置のクランキング動作が開始されるまでに前記電磁圧力制御弁の作動を開始し、前記スタータ装置のクランキング動作中に前記弁体が前記弁座に着座するように前記電磁圧力制御弁の作動を制御するものから構成されている。 In order to achieve the above object, a fuel pressure control device according to the present invention (1) pumps fuel stored in a fuel tank to a delivery pipe to which a fuel injection valve of an internal combustion engine is connected via a supply passage. A fuel pump capable of changing the amount of fuel to be pumped, a recirculation passage for recirculating a part of the fuel that branches from the supply passage and flows in the supply passage to the fuel tank, and the recirculation passage. When the voltage is not applied, the valve body is separated from the valve seat by the urging force of the urging member to open the return passage, and when the voltage is applied, the valve body is moved against the urging force of the urging member. A normally-open electromagnetic pressure control valve that varies the pressure of the fuel pumped from the fuel pump by closing the return passage while seated on a seat, and a control means for controlling opening and closing of the electromagnetic pressure control valve Prepared fuel A pressure control device, wherein the control means starts the operation of the electromagnetic pressure control valve before the start of the cranking operation of the starter device for cranking the internal combustion engine, and the cranking operation of the starter device It is comprised from what controls the action | operation of the said electromagnetic pressure control valve so that the said valve body may seat on the said valve seat.
この燃料圧力制御装置は、クランキング動作が開始されるまでに電磁圧力制御弁の作動を開始し、クランキング動作中に弁体が弁座に着座するように電磁圧力制御弁の作動を制御するので、スタータ装置のクランキング動作によってバッテリの電圧降下が発生する前に電磁圧力制御弁の作動を開始することができる。このため、電磁圧力制御弁に弁体を吸引するための十分な大きさの印加電圧を与えることができ、電磁圧力制御弁が大型化するのを防止することができる。 This fuel pressure control device starts the operation of the electromagnetic pressure control valve until the cranking operation is started, and controls the operation of the electromagnetic pressure control valve so that the valve body is seated on the valve seat during the cranking operation. Therefore, the operation of the electromagnetic pressure control valve can be started before the battery voltage drop occurs due to the cranking operation of the starter device. For this reason, the applied voltage of sufficient magnitude | size for attracting | sucking a valve body can be given to an electromagnetic pressure control valve, and it can prevent that an electromagnetic pressure control valve enlarges.
また、クランキング動作開始時機よりも前に電磁圧力制御弁を閉弁することができるため、燃料ポンプによって高圧燃料をデリバリパイプに供給することができ、燃料の早期昇圧を行うことができる。 In addition, since the electromagnetic pressure control valve can be closed before the cranking operation start time, high-pressure fuel can be supplied to the delivery pipe by the fuel pump, and fuel can be boosted quickly.
さらに、クランキング動作中に弁体を弁座に着座させることができるため、弁体が弁座に着座するときの作動音をクランキング動作中の音によって目立たないようにすることができ、弁体が弁座に着座するときの作動音によって搭乗者に不快感を与えてしまうのを防止することができる。 Further, since the valve body can be seated on the valve seat during the cranking operation, the operating sound when the valve body is seated on the valve seat can be made inconspicuous by the sound during the cranking operation. It is possible to prevent the passenger from feeling uncomfortable due to the operation sound when the body is seated on the valve seat.
上記(1)に記載の燃料圧力制御装置において、(2)前記制御手段は、前記印加電圧に基づいて前記電磁圧力制御弁の作動開始時機から前記弁体が前記弁座に着座するまでの着座時間を求め、スタート信号が入力したことを条件として、前記内燃機関のクランキングを行うスタータ装置のクランキング動作開始時機以後で前記弁体が前記弁座に着座するように着座時機を設定し、前記着座時機に対して前記着座時間分前で、かつ前記クランキング動作開始時機よりも前に前記電磁圧力制御弁の作動を開始するものから構成されている。 (2) In the fuel pressure control device according to (1), (2) the control means is configured to seat the valve body from the start of operation of the electromagnetic pressure control valve based on the applied voltage until the valve body is seated on the valve seat. Obtaining time, on the condition that the start signal is input, set the seating time so that the valve body is seated on the valve seat after the start time of cranking operation of the starter device for cranking the internal combustion engine, The operation of the electromagnetic pressure control valve is started before the seating time and before the cranking operation start time with respect to the seating time.
この燃料圧力制御装置は、スタータ装置のクランキング動作開始時機以後で弁体が弁座に着座するように着座時機を設定し、着座時機に対して着座時間分前で、かつクランキング動作開始時機よりも前に電磁圧力制御弁の作動を開始するので、スタータ装置のクランキング動作によってバッテリの電圧降下が発生する前に電磁圧力制御弁の作動を開始することができる。このため、電磁圧力制御弁に弁体を吸引するための十分な大きさの印加電圧を与えることができる。 This fuel pressure control device sets the seating time so that the valve body is seated on the valve seat after the start of the cranking operation of the starter device, and is the time when the cranking operation starts before the seating time. Since the operation of the electromagnetic pressure control valve is started before the operation, the operation of the electromagnetic pressure control valve can be started before the battery voltage drop is generated by the cranking operation of the starter device. For this reason, the applied voltage of sufficient magnitude | size for attracting | sucking a valve body can be given to an electromagnetic pressure control valve.
また、クランキング動作中に弁体を弁座に着座させることができるため、弁体が弁座に着座するときの作動音をクランキング動作中の音によって目立たないようにすることができる。 Further, since the valve body can be seated on the valve seat during the cranking operation, the operation sound when the valve body is seated on the valve seat can be made inconspicuous by the sound during the cranking operation.
上記(2)に記載の燃料圧力制御装置において、(3)前記スタータ装置が、バッテリから電圧が印加されることにより、前記内燃機関をクランキングするスタータモータを有し、前記制御手段は、クランキング動作開始時機として、前記バッテリから前記スタータモータに電圧の印加が開始される時機に設定されるものから構成されている。 In the fuel pressure control device described in (2) above, (3) the starter device includes a starter motor that cranks the internal combustion engine when a voltage is applied from a battery. As a ranking operation start timing, the ranking operation start timing is set to a timing at which application of voltage from the battery to the starter motor is started.
この燃料圧力制御装置は、制御手段が、バッテリからスタータモータに電圧が印加される時機以後で弁体が弁座に着座するように着座時機を設定し、前記着座時機に対して前記着座時間分前で、かつクランキング動作開始時機よりも前に電磁圧力制御弁の作動を開始するので、スタータモータによるクランキング動作によって電圧降下が発生する前に電磁圧力制御弁に弁体を吸引するための十分な大きさの印加電圧を与えることができる。この結果、電磁圧力制御弁が大型化するのをより確実に防止することができる。 In this fuel pressure control device, the control means sets the seating time so that the valve body is seated on the valve seat after the time when the voltage is applied from the battery to the starter motor, and the seating time is equal to the seating time. Since the operation of the electromagnetic pressure control valve is started before and before the cranking operation start time, before the voltage drop is generated by the cranking operation by the starter motor, the valve body is sucked into the electromagnetic pressure control valve. A sufficiently large applied voltage can be applied. As a result, it is possible to more reliably prevent the electromagnetic pressure control valve from increasing in size.
また、スタータモータのクランキング動作に伴う暗騒音によって弁体が弁座に着座するときの作動音を目立たないようにすることができ、弁体が弁座に着座するときの作動音によって搭乗者に不快感を与えてしまうのを防止することができる。 Also, the operating noise when the valve element is seated on the valve seat can be made inconspicuous due to the background noise caused by the cranking operation of the starter motor. It is possible to prevent the user from feeling uncomfortable.
上記(3)に記載の燃料圧力制御装置において、(4)前記制御手段は、前記スタート信号が入力されてから前記スタータモータに電圧の印加が開始される時機までの時間を算出するものから構成されている。 (4) In the fuel pressure control device according to (3), (4) the control unit is configured to calculate a time from when the start signal is input to when a voltage is started to be applied to the starter motor. Has been.
この燃料圧力制御装置は、制御手段が、スタート信号が入力されてからスタータモータに電圧の印加が開始されるまでの時間を算出するので、スタート信号が入力されてからスタータモータに電圧の印加が開始されるまでの時間と着座時間とに基づいて電磁圧力制御弁の作動開始時機を容易に算出することができる。 In this fuel pressure control apparatus, since the control means calculates the time from when the start signal is input until the start of voltage application to the starter motor, the voltage is applied to the starter motor after the start signal is input. The operation start timing of the electromagnetic pressure control valve can be easily calculated based on the time until the start and the seating time.
上記(1)ないし(4)に記載の燃料圧力制御装置において、(5)前記燃料ポンプが、摺動部分に異物の噛み込みが生じても駆動を維持可能な下限電圧以上の印加電圧で駆動される電動式の燃料ポンプから構成され、前記電磁圧力制御弁が、前記下限電圧で前記燃料ポンプを駆動した際の前記燃料ポンプの燃料吐出量と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関に要求される要求燃料消費量との差分燃料を前記燃料タンクに還流させる減量弁としての機能を有するものから構成されている。 (5) In the fuel pressure control device described in (1) to (4) above, (5) the fuel pump is driven at an applied voltage that is equal to or higher than a lower limit voltage capable of maintaining driving even when foreign matter is caught in the sliding portion. And the electromagnetic pressure control valve according to the internal combustion engine depending on the fuel discharge amount of the fuel pump when the fuel pump is driven at the lower limit voltage and the operating state of the internal combustion engine. It has a function as a reduction valve for returning the difference fuel with the required fuel consumption required for the engine to the fuel tank.
この燃料圧力制御装置は、燃料ポンプが下限電圧以上の印加電圧で駆動されるので、燃料ポンプの摺動部分に異物の噛み込みが生じた場合であっても、燃料ポンプが駆動停止することを防止することができる。 In this fuel pressure control device, since the fuel pump is driven with an applied voltage that is equal to or higher than the lower limit voltage, the fuel pump stops driving even when foreign matter is caught in the sliding portion of the fuel pump. Can be prevented.
一方、燃料ポンプの駆動領域を下限電圧以上の領域に設定すると、デリバリパイプ内に供給される燃料吐出量が所定の下限電圧に対応した最低の燃料吐出量以上に限定されてしまう。 On the other hand, if the drive region of the fuel pump is set to a region equal to or higher than the lower limit voltage, the fuel discharge amount supplied into the delivery pipe is limited to the minimum fuel discharge amount corresponding to the predetermined lower limit voltage.
このため、このような電動式の燃料ポンプでは、最低燃料吐出量を下回る燃料吐出量を実現することができない。したがって、このような燃料ポンプを備えた燃料圧力制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量を下限電圧に対応した最低の燃料吐出量未満とすることができないおそれがある。 For this reason, such an electric fuel pump cannot realize a fuel discharge amount lower than the minimum fuel discharge amount. Therefore, in the fuel pressure control device provided with such a fuel pump, there is a possibility that the fuel injection amount injected from the fuel injection valve cannot be less than the minimum fuel discharge amount corresponding to the lower limit voltage.
これに対して、本発明の燃料圧力制御装置は、電磁圧力制御弁が、燃料ポンプを下限電圧で駆動した際の燃料ポンプの燃料吐出量と要求燃料消費量との差分燃料を燃料タンクに還流させる減量弁として機能を有するので、燃料ポンプの印加電圧を下限電圧以上に維持しつつも、要求燃料消費量を下限電圧に対応した最低の燃料吐出量未満とすることができる。したがって、過剰な燃料消費を抑えることができ、燃費向上を図ることができる。 On the other hand, in the fuel pressure control device of the present invention, the electromagnetic pressure control valve returns the difference fuel between the fuel discharge amount of the fuel pump and the required fuel consumption when the fuel pump is driven at the lower limit voltage to the fuel tank. Therefore, the required fuel consumption can be made less than the minimum fuel discharge amount corresponding to the lower limit voltage while maintaining the applied voltage of the fuel pump at the lower limit voltage or higher. Therefore, excessive fuel consumption can be suppressed, and fuel consumption can be improved.
本発明によれば、電磁圧力制御弁が大型化するのを抑制しつつ、内燃機関の始動時に弁体が弁座に着座するときの作動音によって搭乗者に不快感を与えてしまうのを防止す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, while preventing the electromagnetic pressure control valve from becoming large, it is possible to prevent the passenger from feeling uncomfortable due to the operation sound when the valve body is seated on the valve seat when the internal combustion engine is started. It is possible to provide a fuel pressure control device capable of
以下、本発明に係る燃料圧力制御装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1〜図8は、本発明に係る燃料圧力制御装置の一実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図1において、車両1は、エンジン10と、燃料供給機構20と、スタータ装置50と、バッテリ70と、ECU(Electronic Control Unit)100とを含んで構成されている。
Hereinafter, embodiments of a fuel pressure control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1-8 is a figure which shows one Embodiment of the fuel pressure control apparatus based on this invention.
First, the configuration will be described.
In FIG. 1, the
エンジン10は、例えば、ガソリンまたは軽油等の炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されている。なお、エンジン10に用いられる燃料は、エタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。
The
本実施の形態では、エンジン10は、#1、#2、#3、#4で示すように直列に4つの気筒11を配置した、所謂、直列4気筒のガソリンエンジンによって構成されている。
In the present embodiment, the
なお、エンジン10としては、直列4気筒エンジンに限らず、例えば直列6気筒エンジン、V型6気筒エンジン、V型12気筒エンジンまたは水平対向6気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。
The
また、本実施の形態において、エンジン10は、図示しないピストンが2往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の4行程を行う、4サイクルのガソリンエンジンによって構成されているものとして説明する。
Further, in the present embodiment, the
さらに、エンジン10における#1、#2、#3、#4で示す4つの各気筒11には、それぞれ吸気ポート12が設けられている。また、エンジン10は、この吸気ポート12内に燃料を噴射するためのポート噴射インジェクタ13を備えている。
Furthermore, each of the four
ポート噴射インジェクタ13は、ECU100からの噴射指令信号Iqによって制御されるソレノイドコイルと、ニードルバルブと、噴口部とを有している。ポート噴射インジェクタ13には、所定の圧力で燃料が供給されている。
The
ポート噴射インジェクタ13は、ECU100によってソレノイドコイルが通電されると、ニードルバルブを開いて、吸気ポート12内に燃料を噴射するようになっている。本実施の形態におけるポート噴射インジェクタ13は、燃料噴射弁を構成している。
When the solenoid coil is energized by the
燃料供給機構20は、燃料タンク30から燃料を加圧して汲み上げる燃料ポンプ21と、燃料ポンプ21によって汲み上げられた燃料を燃料配管22を通して導入するデリバリパイプ23とを備えている。燃料配管22には、燃料を燃料ポンプ21からデリバリパイプ23に供給するための供給通路22aが形成されている。
The
この構成により、燃料供給機構20は、エンジン10の吸気通路15のうち複数の気筒11に対応する複数の吸気ポート12の内部にそれぞれ燃料を噴射する複数のポート噴射インジェクタ13に燃料を供給するようになっている。
With this configuration, the
燃料ポンプ21は、ECU100によって出力される制御信号に応じて駆動される電動式の燃料ポンプであり、燃料タンク30に貯留されている燃料を汲み上げ、これを燃料配管22内の供給通路22aを介してポート噴射インジェクタ13が接続されたデリバリパイプ23に圧送するようになっている。
The
具体的には、燃料ポンプ21は、ECU100によって出力される制御信号に応じたバッテリ70からの印加電圧によって回転速度が変化するモータと、このモータの回転力によって回転するインペラとを有している。
Specifically, the
燃料ポンプ21は、インペラを回転させることにより、燃料タンク30から燃料を加圧して汲み上げるようになっている。したがって、燃料ポンプ21は、モータに印加される印加電圧の大きさに応じてモータの回転力が調整され、吐出する燃料の燃料吐出量が可変とされる。
The
また、燃料ポンプ21は、燃料中に含まれる比較的大きな異物を除去するサクションフィルタの機能と燃料中に含まれる比較的小さな異物やモータ異物を除去するフューエルフィルタの機能とを兼ね備えた統合フィルタを備えている。
In addition, the
デリバリパイプ23は、複数の気筒11の直列配置方向の一端側で燃料配管22に接続され、複数のポート噴射インジェクタ13に独立して燃料を供給するように形成されている。また、デリバリパイプ23には、デリバリパイプ23内の燃料の圧力(以下、燃圧という)を検出する燃料圧力センサ25が設けられている。
The
さらに、燃料供給機構20は、燃料配管22から分岐して燃料配管22内を流れる燃料の一部を燃料タンク30に還流させる還流通路26a、27aがそれぞれ内部に形成された第1のリターン用配管26および第2のリターン用配管27を備えている。
Further, the
第1のリターン用配管26には、燃料配管22の燃圧が予め設定された所定の燃圧(例えば、数百kPa等)を超えたときに燃料配管22から燃料タンク30に燃料を戻す機械式のリリーフバルブ28が設けられている。このリリーフバルブ28は、燃料配管22の燃圧の異常上昇を防止するために設けられたものである。なお、このリリーフバルブ28は、燃料配管22に設けられてもよい。
The
第2のリターン用配管27には、電磁圧力制御弁としての電磁式の減量バルブ29が設けられている。減量バルブ29は、ECU100からの指令信号に応じてバッテリ70から電圧が印加されることによって開弁状態および閉弁状態に切換えられる。なお、本実施の形態では、減量バルブ29が減量弁を構成している。
減量バルブ29が開弁状態されると、燃料配管22内を流れる燃料の一部、例えば後述するように余剰分の燃料が第2のリターン用配管27を介して燃料タンク30に戻される。
The
When the
図2に示すように、減量バルブ29は、ハウジング31を備えており、ハウジング31内に弁体としてのプランジャ32および付勢部材を構成するコイルスプリング33が内蔵されているとともに、ハウジング31の外周部には電磁コイル34が取付けられている。
As shown in FIG. 2, the
ハウジング31の一端部には第2のリターン用配管27の還流通路27aの上流部に連通する連通部31aが形成されており、この連通部31aを通して還流通路27aからハウジング31内に燃料が還流されるようになっている。
A
また、連通部31aの周縁には弁座31bが形成されており、この弁座31bに対してプランジャ32の一端部が着座または離隔自在となっている。コイルスプリング33は、ハウジング31の一端部とプランジャ32の一端部との間に介装されており、プランジャ32を弁座31bから離隔するように付勢している。
Further, a
この減量バルブ29は、プランジャ32が弁座31bから離隔することで第2のリターン用配管27の還流通路27aが開放されることにより、還流通路27aと燃料タンク30とが連通されて燃料配管22内を流れる燃料の一部が燃料タンク30に還流される。
このように本実施の形態の減量バルブ29は、常開式の減量バルブ29から構成されている。
When the
As described above, the
また、電磁コイル34は、ECU100からの指令信号に応じてバッテリ70から電圧が印加されることで励磁されるようになっており、電磁コイル34が励磁されると、コイルスプリング33の付勢力に抗してプランジャ32が弁座31b方向に吸引され、プランジャ32が弁座31bに着座される。
The
この減量バルブ29は、プランジャ32が弁座31bに着座することで第2のリターン用配管27の還流通路27aが閉塞されることにより、還流通路27aと燃料タンク30との連通が遮断される。
When the
図3に示すように、スタータ装置50は、バッテリ70から電圧が印加されることにより、回転するスタータモータ51を備えており、スタータモータ51の回転軸であるモータシャフト51aにはピニオンギヤ52が取付けられている。
As shown in FIG. 3, the
ピニオンギヤ52は、図示しないクランクシャフトに固着されたフライホイールのリングギヤ53に噛合されるようになっており、スタータモータ51の回転がピニオンギヤ52およびリングギヤ53を介してクランクシャフトに伝達されることにより、エンジン10が始動されるようになっている。
The
ピニオンギヤ52にはシフトレバー54の下端部が係合しており、シフトレバー54が支点54aを中心に反時計回転方向に回動すると、ピニオンギヤ52がリングギヤ53に噛合され、時計回転方向に回動すると、ピニオンギヤ52がリングギヤ53から離脱される。
The lower end portion of the
シフトレバー54の上端部は、磁性体からなるプランジャ55の軸線方向一端部に取付けられており、プランジャ55が軸線方向に移動するのに伴ってシフトレバー54が回動するようになっている。
The upper end portion of the
プランジャ55は、本体56に軸線方向に往復動自在に収容されており、本体56にはコイル57が内蔵されている。なお、本体56は、一部のみを図示している。コイル57は、スタータリレー58の閉成により励磁されるようになっており、スタータリレー58が励磁されると、プランジャ55が図3中、左方に移動するようになっている。
The
このスタータリレー58は、運転者がイグニッションスイッチをスタート位置(クランキング開始位置)まで回動操作すること、あるいは、スタータスイッチを押し込み操作してスタートすることに伴い、ECU100の励磁信号によってオン作動する。
The
ECU100には、イグニッションスイッチがスタート位置まで回動操作されること、あるいは、スタータスイッチが押し込み操作されることに伴ってスタート信号が入力され、このスタート信号が入力されたときにスタータリレー58に励磁信号を出力する。なお、スタートスイッチの押し込み操作は、プッシュ式スタートシステムにおける操作であるが、本実施の形態では、イグニッションスイッチ104を例に説明を行う。
A start signal is input to the
プランジャ55の他端部には可動接点59が設けられており、プランジャ55は、本体56に内蔵されたコイル57がスタータリレー58の閉成により励磁されることにより、図3中、左方に移動してピニオンギヤ52をリングギヤ53に接続させるとともに、可動接点59に対向して設けられた一対の固定接点60a、60bに可動接点59を当接させる。なお、本実施の形態のスタータ装置50は、プランジャ55およびコイル57がマグネットスイッチ62を構成している。
A
一対の固定接点60a、60bの一方の接点60aは、バッテリ70に接続されており、他方の接点60bは、スタータフィールドコイル61およびスタータモータ51を介して接地されている。
One
したがって、固定接点60a、60bに可動接点59が当接すると、バッテリ70の電力がスタータモータ51に印加され、スタータモータ51のモータシャフト51aの回転力がピニオンギヤ52を介してリングギヤ53に伝達されてエンジン10のクランキング動作が行われる。
Accordingly, when the
一方、ECU100は、例えば、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUは、RAMの一時記憶機能を利用するとともにROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ROMには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
On the other hand, the
また、図4に示すように、ECU100には、前述した燃料圧力センサ25、回転速度センサ101、吸気量センサ102、アクセル開度センサ103およびバッテリセンサ105等の各種センサ類や、ポート噴射インジェクタ13、燃料ポンプ21、減量バルブ29、イグニッションスイッチ104およびスイッチ106が接続されている。
As shown in FIG. 4, the
燃料圧力センサ25は、デリバリパイプ23内の燃圧を検出する。回転速度センサ101は、エンジン10のエンジン回転速度Neを検出する。吸気量センサ102は、吸入空気量GAを検出する。
The
アクセル開度センサ103は、アクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル操作量ACCを検出する。バッテリセンサ105は、バッテリ70の電圧値を検出する。これら各センサは、検出結果に応じた信号をECU100に送信するようになっている。
The
ECU100は、これら各種センサから入力される信号に基づき各種演算を実行し、その演算結果に基づき各種制御を実行するようになっている。
The
例えば、ECU100は、吸入空気量GAやエンジン回転速度Ne、アクセル操作量ACC等に基づいて、目標燃料噴射量Qを算出する。ECU100は、算出した目標燃料噴射量Qを実現することができるように燃圧に基づき、ポート噴射インジェクタ13の開弁期間、つまり噴射期間を設定する。ECU100は、設定した噴射期間に応じて各ポート噴射インジェクタ13に個別に開弁指令を出力する。
For example, the
これにより、エンジン10の運転状態に見合う量の燃料が各ポート噴射インジェクタ13から噴射されるようになる。このとき、ECU100は、目標燃料噴射量Q分の燃料がポート噴射インジェクタ13から噴射されるように、燃料ポンプ21の燃料吐出量を調整すべく燃料ポンプ21に印加する印加電圧を制御するようになっている。
As a result, an amount of fuel commensurate with the operating state of the
また、ECU100は、目標とする燃圧(以下、目標燃圧という)を確保するために必要な最低限の吐出能力が得られるように、目標燃圧の大きさに応じて燃料ポンプ21に印加する印加電圧を制御する。ここで、目標燃圧は、例えばエンジン10の運転状態や燃料噴射量に応じた最適な燃圧である。
In addition, the
より詳細には、ECU100は、所定の下限電圧Vmin以上で上記印加電圧を制御する。所定の下限電圧Vminは、燃料ポンプ21の摺動部分、例えばインペラとポンプカバーとの間の隙間部分に異物の噛み込みが生じても燃料ポンプ21の駆動を維持可能な駆動トルクを発生させることができる電圧とされる。したがって、燃料ポンプ21が上記のような異物の噛み込みにより駆動停止することを防止することができる。
More specifically, the
ここで、燃料ポンプ21は、上述の下限電圧Vminによって制限されているため、下限電圧Vmin未満の印加電圧で駆動させることができない。この場合、燃料ポンプ21の燃料吐出量の最低量は、下限電圧Vminに応じた燃料吐出量となる。
Here, since the
したがって、燃料ポンプ21は、下限電圧Vminに応じた最低の燃料吐出量未満の燃料吐出量で燃料を吐出することができない。このため、例えばアイドル運転時等のように要求される燃料噴射量が小さい場合には、目標燃料噴射量Qに対して上述の最低の燃料吐出量が大きくなってしまい、所望の燃料噴射量を得ることができないという問題がある。なお、ここでいう要求燃料消費量は、例えば目標燃料噴射量Qを得るためにエンジン10で消費される燃料消費量である。
Therefore, the
また、これに伴い、デリバリパイプ23内の実際の燃圧(以下、実燃圧という)も目標燃圧を超えて上昇してしまい、実燃圧を目標燃圧に維持できない。
そこで、本実施の形態では、このような問題を解決するために、燃料供給機構20に上述した減量バルブ29を設けている。
As a result, the actual fuel pressure in the delivery pipe 23 (hereinafter referred to as the actual fuel pressure) also rises above the target fuel pressure, and the actual fuel pressure cannot be maintained at the target fuel pressure.
Therefore, in the present embodiment, the above-described
これにより、下限電圧Vminで燃料ポンプ21を駆動した際の最低の燃料吐出量と、エンジン10の運転状態に応じて要求される要求燃料消費量との差分燃料がある場合には、減量バルブ29を開弁状態とすることにより差分燃料を燃料タンク30に還流させることができる。なお、本実施の形態では、燃料供給機構20およびECU100が、燃料圧力制御装置を構成している。
Thus, when there is a difference fuel between the minimum fuel discharge amount when the
一方、イグニッションスイッチ104は、オフ位置、アクセサリ位置、オン位置およびスタート位置の4つの位置に切換え可能なものであり、イグニッションスイッチ104がスタート位置に切換えられると、スタータリレー58に通電されてスタータリレー58がオンになる。
On the other hand, the
スタータ装置50は、イグニッションスイッチ104がアクセサリ位置およびオン位置に操作されると、それぞれ閉成されるアクセサリリレー、電源リレーを備えているが、アクセサリリレー、電源リレーは、図示省略している。
The
なお、電源リレーがオンされると、エンジン10のエアコン等の補機類にバッテリ70から電圧が印加される。また、アクセサリリレーがオンされると、オーディオ等の電装品であるアクセサリ機器にバッテリ70から電圧が印加される。なお、ECU100は、バッテリ70に直接接続されることでバッテリ70から直接電圧が印加される。
When the power relay is turned on, a voltage is applied from
イグニッションスイッチ104がスタート位置に切換えられたときに、ECU100にはイグニッションスイッチ104からスタート信号が入力されるようになっており、ECU100は、スタート信号が入力されると、スタータリレー58に励磁信号を出力する。
When the
また、イグニッションスイッチ104がオン位置に切換えられたときに、バッテリ70からオン信号がECU100に出力されるとともに、車両1のエアコンやパワーウィンド等の補機類が操作可能な状態となる。
Further, when the
また、ECU100は、バッテリ70から減量バルブ29に印加される電圧、すなわち、バッテリ電圧に基づいて、減量バルブ29の作動開始時機である電磁コイル34の通電開始時機からプランジャ32がコイルスプリング33の付勢力に抗して弁座31bに着座するまでの着座時間を演算するようになっている。
Further, the
この演算に関しては、ECU100のROMにはバッテリ70からの印加電圧、すなわち、バッテリ電圧と着座時間とが関連付けられた着座時間マップが記憶されており、ECU100は、バッテリセンサ105が検出した電圧値に基づいてROMから着座時間を求める。なお、着座時間は、バッテリ電圧が大きい程、短く設定されている。
Regarding this calculation, the ROM of the
また、ECU100は、スタータ装置50のクランキング動作が開始されるまでに減量バルブ29の作動を開始し、スタータ装置50のクランキング動作中にプランジャ32が弁座31bに着座するように減量バルブ29の作動を制御するようになっている。
Further, the
具体的には、ECU100は、イグニッションスイッチ104がスタート位置に回動操作されたときに、イグニッションスイッチ104からスタート信号が入力されたことを条件として、エンジン10のクランキングを行うスタータ装置50のクランキング動作開始時機よりも後でプランジャ32が弁座31bに着座するように着座時機を設定するようになっている。
Specifically, the
このクランキング動作開始時機は、マグネットスイッチ62がオンした時機に設定されており、マグネットスイッチ62がオンした時機と同期してスタータモータ51にバッテリ70から電圧が印加されてスタータモータ51の作動が開始され、スタータモータ51の駆動によって消費電流が大きくなってしまい、バッテリ70の電圧降下が発生する。
したがって、クランキング動作開始時機は、スタータモータ51の作動が開始される時機であり、この時機は、バッテリ70の電圧降下が発生する時機と一致する。
The cranking operation start time is set to the time when the
Therefore, the cranking operation start time is a time when the
また、スタート信号が入力されてからスタータモータ51の作動が開始されるまでの時間は、一定値であり、この時間はECU100のROMに記憶されている。
また、ECU100は、減量バルブ29の着座時機に対して着座時間分前で、かつ、クランキング動作開始時機よりも前に減量バルブ29に励磁信号を出力して減量バルブ29の作動を開始するようになっており、減量バルブ29に励磁信号が入力されると、電磁コイル34によってプランジャ32の吸引が開始される。
Further, the time from when the start signal is input to when the
In addition, the
なお、減量バルブ29に励磁信号が出力されると、バッテリ70と電磁コイル34を開閉するスイッチ106が通電されてスイッチ106がオンとなり、減量バルブ29にバッテリ70から電圧が印加される。なお、本実施の形態におけるECU100は、制御手段を構成している。
When an excitation signal is output to the
次に、図5、図6を参照して、エンジン10のクランキング制御について説明する。
図5は、ECU100によって実行されるクランキング制御のフローチャートであり、このクランキング制御プログラムは、ECU100のROMに記憶されており、ECU100のCPUによって実行されるものである。
Next, the cranking control of the
FIG. 5 is a flowchart of cranking control executed by the
まず、ECU100は、運転者によってイグニッションスイッチ104がオン位置に回動操作されたか否かを判別する(ステップS1)。
ECU100は、イグニッションスイッチ104からオン信号が入力された場合にイグニッションスイッチ104がオン位置に回動操作されたものと判断し、バッテリセンサ105からの検出情報に基づいてバッテリ70の電圧値を取得し、ROMに記憶された着座時間マップから電圧値に応じた着座時間を求める(ステップS2)。
First, the
また、ECU100は、運転者によってイグニッションスイッチ104がオン位置に回動操作されていないものと判断した場合には今回の処理を終了する。
次いで、ECU100は、イグニッションスイッチ104からスタート信号が入力したか否かを判別し(ステップS3)、スタート信号が入力していないものと判断した場合には、ステップS1に処理を移し、スタート信号が入力したものと判断した場合には、減量バルブ29の初期設定処理を実行する(ステップS4)。
If
Next, the
この初期設定処理は、スタータ装置50のクランキング動作開始時機よりも後でプランジャ32が弁座31bに着座するように着座時機を設定し、減量バルブ29の着座時機に対して着座時間分前で、かつ、クランキング動作開始時機よりも前に減量バルブ29に作動開始時間を設定する。この後、ECU100は、エンジン10のクランキング処理を実行して(ステップS5)、今回の処理を終了する。
In this initial setting process, the seating time is set so that the
このクランキング処理において、ECU100は、スタータリレー58に励磁信号を出力する。スタータリレー58に励磁信号が出力されると、スタータリレー58の閉成によってコイル57が励磁され、プランジャ55が磁化されて図3中、左方に移動する。
In this cranking process, the
プランジャ55が磁化されて図3中、左方に移動すると、ピニオンギヤ52がリングギヤ53に噛合されるとともに、一対の固定接点60a、60bに可動接点59が当接される。
When the
すなわち、マグネットスイッチ62がオンになり、バッテリ70の電力がスタータモータ51に印加されて、スタータモータ51のモータシャフト51aの回転力がピニオンギヤ52を介してリングギヤ53に伝達されてエンジン10のクランキング動作が行われる。
That is, the
また、ECU100は、エンジン10のクランキング動作が行われる前に減量バルブ29の電磁コイル34に励磁信号を出力する。電磁コイル34に励磁信号に出力されると、バッテリ70と電磁コイル34を開閉するスイッチ106がオンとなり、減量バルブ29にバッテリ70から電圧が印加される。
Further, the
このとき、プランジャ32がコイルスプリング33に付勢力に抗して電磁コイル34に吸引されてプランジャ32がクランキング動作開始時機よりも後で弁座31bに着座して弁座31bを閉じるため、第2のリターン用配管27の還流通路27aと燃料タンク30の連通が遮断される。
At this time, the
ここで、図6のタイミングチャートに基づいてクランキング制御をより具体的に説明する。
ECU100が取得した着座時間T1が20ms、イグニッションスイッチ104からスタート信号が入力されてからスタータリレー58がオンするまでの時間T2が3ms、スタータリレー58がオンしてからマグネットスイッチ62がオンするまで、すなわち、プランジャ55が励磁されるまでの時間T3が15msであるものとする。
Here, the cranking control will be described more specifically based on the timing chart of FIG.
The seating time T1 acquired by the
この場合、ECU100は、開始信号が入力されてからマグネットスイッチ62がオンするまでの時間T4(T2+T3)が18msであるため、着座時機Teは、クランキング動作開始時機Tcsに対して2ms後になる。
In this case, since the time T4 (T2 + T3) from when the start signal is input to when the
すなわち、イグニッションスイッチ104からスタート信号が入力した時点で着座時機Teがクランキング動作開始時機Tcsよりも後になるので、ECU100は、イグニッションスイッチ104からスタート信号が入力した時点で、減量バルブ29の作動開始時機Tsがスタート信号の入力時機と同一時機となる。
That is, when the start signal is input from the
このため、スタータモータ51に電圧が印加されてスタータモータ51で消費される電流が大きくなってバッテリ電圧降下が発生する前に減量バルブ29の作動開始時機Tsが設定される。
For this reason, the operation start time Ts of the
ECU100は、作動開始時機Tsで減量バルブ29の電磁コイル34を励磁すると、着座時機Teでプランジャ32が弁座31bに着座するため、燃料ポンプ21からデリバリパイプ23に高圧燃料が圧送されて燃料が昇圧される。
When the
また、ECU100が取得した着座時間T1がT4よりも短い、例えば、15msである場合には、スタート信号が入力した時点で減量バルブ29に励磁信号を出力すると、着座時機Teは、クランキング動作開始Te時機よりも前になる。
In addition, when the seating time T1 acquired by the
ECU100は、着座時間T1がT4よりも短い場合には、着座時機Teをクランキング動作開始時機Tcsに対して一定値、例えば、2ms後に設定し、作動開始時機Tsを(T4+2ms)−T1に設定し、作動開始時機Tsをイグニッションスイッチ104からスタート信号が入力した時点から5msに設定する。
なお、上述したT1〜T4、Ts、Te、Tcsは、例示であって、これに限定されるものではない。
When the seating time T1 is shorter than T4, the
In addition, T1-T4, Ts, Te, and Tcs mentioned above are illustrations, Comprising: It is not limited to this.
このように本実施の形態の燃料圧力制御装置のECU100は、スタータ装置50のクランキング動作が開始されるまでに減量バルブ29の作動を開始し、スタータ装置50のクランキング動作中にプランジャ32が弁座31bに着座するように減量バルブ29の作動を制御するように構成されている。
As described above, the
特に、本実施の形態のECU100は、スタータ装置50のクランキング動作開始時機Tcsよりも後、すなわち、スタータモータ51にバッテリ70から電圧が印加されることにより、バッテリ70の電圧降下が発生する時機Tcs以後でプランジャ32が弁座31bに着座するように着座時機Teを設定し、着座時機Teに対して着座時間T1分前で、かつクランキング動作開始時機Tcsよりも前に減量バルブ29の作動を開始するように構成される。
In particular, the
このため、スタータ装置50のクランキング動作によってバッテリ70の電圧降下が発生する前に減量バルブ29の作動を開始することができる。このため、減量バルブ29にプランジャ32を吸引するための十分な大きさの印加電圧を与えることができ、減量バルブ29が大型化するのを防止することができる。
Therefore, the operation of the
特に、バッテリ70の電圧値が放電終止電圧値である場合には、電圧降下が発生したときに減量バルブ29に印加される電圧が小さくなるが、バッテリ70の電圧降下が発生する前に減量バルブ29の作動を開始することができるため、減量バルブ29にプランジャ32を吸引するための十分な大きさの印加電圧を与えることができる。
In particular, when the voltage value of the
また、クランキング動作中にプランジャ32を弁座31bに着座させることができるため、プランジャ32が弁座31bに着座するときの作動音をクランキング動作中の音(暗騒音)によって目立たないようにすることができ、プランジャ32が弁座31bに着座するときの作動音によって搭乗者に不快感を与えてしまうのを防止することができる。
なお、図6でクランキング動作の終了後にバッテリ電圧が上昇するのは、オルタネータによって充電が開始されるためである。
Further, since the
In FIG. 6, the battery voltage rises after the cranking operation ends because charging is started by the alternator.
ここで、比較のために、図7に示すように、着座時機Teを、クランキング動作開始時機Tcsよりも前に設定した場合には、電圧降下が発生していないため、減量バルブ29に大きい電圧を印加することができる。ところが、この場合にはクランキング動作による暗騒音が発生していないため、プランジャ32が弁座31bに着座するときの作動音が騒音となってしまう。
Here, for comparison, as shown in FIG. 7, when the seating time Te is set before the cranking operation start time Tcs, there is no voltage drop, so the
また、図8に示すように、着座時機Teをクランキング動作終了時機Tceよりも後に設定した場合には、エンジン10の運転による暗騒音によってプランジャ32が弁座31bに着座するときの作動音を目立たなくさせることができる。
In addition, as shown in FIG. 8, when the seating time Te is set after the cranking operation end time Tce, the operating sound when the
ところが、この場合には減量バルブ29が長時間の開放状態となって燃料が第2のリターン用配管27の還流通路27aから燃料タンク30に還流されるため、燃料の早期昇圧を行うことができない。
However, in this case, the
これに対して、本実施の形態では、図6に示すように、スタータ装置50のクランキング動作によってバッテリ70の電圧降下が発生する前に減量バルブ29の作動を開始することができるため、早期に減量バルブ29を閉じることで燃料ポンプ21によって高圧燃料をデリバリパイプ23に供給することができ、燃料の早期昇圧を行うことができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the operation of the
また、本実施の形態では、ECU100が、スタート信号が入力されてからスタータモータ51に電圧が印加されるまでの時間を算出しているので、スタート信号が入力されてからスタータモータ51に電圧が印加されるまでの時間、すなわち、スタート信号が入力されてからバッテリ70の電圧降下が発生するまでの時間と着座時間Teに基づいて減量バルブ29の作動開始時機Tsを容易に算出することができる。
Further, in the present embodiment, the
なお、本実施の形態では、着座時機Teを、クランキング動作開始時機Tcsよりも後に設定しているが、クランキング動作開始時機Tcsと同一時機に設定してもよい。要は、着座時機Teを、クランキング動作開始時機Tcsを含むクランキング動作開始時機Tcs以後に設定すればよい。 In the present embodiment, the seating time Te is set after the cranking operation start time Tcs, but may be set at the same time as the cranking operation start time Tcs. In short, the seating time Te may be set after the cranking operation start time Tcs including the cranking operation start time Tcs.
なお、本実施の形態のECU100は、イグニッションスイッチ104からスタート信号が入力されたことを条件として、エンジン10のクランキングを行うスタータ装置50のクランキング動作開始時機よりも後でプランジャ32が弁座31bに着座するように着座時機を設定しているが、これに限定されるものではない。
Note that the
例えば、ECU100は、イグニッションスイッチ104からスタート信号が入力されてから所定時間が経過したら、減量バルブ29の作動を開始するように作動開始時機Tsを設定し、クランキング動作中にプランジャ32が弁座31bに着座するようにしてもよい。
For example, the
要するに、スタータ装置50のクランキング動作が開始されるまでに減量バルブ29の作動を開始し、スタータ装置50のクランキング動作中にプランジャ32が弁座31bに着座するように減量バルブ29の作動が制御されるのであれば、如何なる態様であってもよい。
In short, the operation of the reducing
次に、クランキング後の減量バルブ29の動作について説明する。
エンジン10が運転停止時あるいは始動時等でない通常の運転状態にあるとき、減量バルブ29は、電磁コイル34に電圧が印加されていないため、コイルスプリング33の付勢力により開弁状態に維持されている。このとき、燃料ポンプ21から吐出される燃料吐出量は、減量バルブ29を介して燃料タンク30に戻される燃料量を考慮した吐出量に設定されている。
Next, the operation of the
When the
ここで、エンジン10が、例えばアイドル運転状態となると、エンジン10に供給する燃料を減量するべく、燃料ポンプ21の印加電圧を下限電圧Vminまで低下させて燃料吐出量を最低量とする。このとき、アイドル運転状態でエンジン10に要求される要求燃料消費量が燃料ポンプ21の下限電圧Vminに応じた最低の燃料吐出量を下回ることとなる。
Here, for example, when the
本実施の形態では、このような場合であっても減量バルブ29が開弁状態とされているため、最低の燃料吐出量と要求燃料消費量との差分燃料が還流通路27aおよび減量バルブ29を介して燃料タンク30に戻される。これにより、エンジン10で消費される燃料消費量を所望の要求燃料消費量とすることができる。
In the present embodiment, even in such a case, the
また、エンジン10の始動時には、上述したように減量バルブ29が閉弁されるため、エンジン10の始動時における燃圧を速やかに上昇させることができ、始動性の向上に寄与する。エンジン10の始動が完了すると、電磁コイル34への通電が解除され、減量バルブ29が開弁する。
Further, when the
なお、本実施の形態では、エンジン10が通常の運転状態にあるときは、減量バルブ29を開弁し、始動時にのみ閉弁する例について説明したが、これに限らず、例えばスロットル全開(WOT)状態等の高負荷運転時にも減量バルブ29を閉弁するようにしてもよい。この場合、減量バルブ29を閉弁することによりエンジン10に供給される燃料量を早期に増大させることができ、運転者の高負荷運転要求にレスポンスよく応えることができる。
In the present embodiment, an example in which the
このように本実施の形態の燃料圧力制御装置は、ECU100により、燃料ポンプ21に印加する印加電圧が燃料ポンプ21の摺動部分への異物噛み込みが生じても燃料ポンプ21の駆動を維持可能な駆動トルクを発生させる下限電圧Vmin以上に制御される。このため、電動式の燃料ポンプ21が上記のような異物噛み込みにより駆動停止することを防止することができる。
As described above, in the fuel pressure control apparatus according to the present embodiment, the
また、本実施の形態に係る燃料圧力制御装置は、下限電圧Vminで燃料ポンプ21を駆動した際の最低の燃料吐出量と、エンジン10の運転状態に応じて要求される要求燃料消費量との差分燃料がある場合には、減量バルブ29を開弁状態とすることにより差分燃料を燃料タンク30に還流させるようにした。
In addition, the fuel pressure control device according to the present embodiment has a minimum fuel discharge amount when the
したがって、電動式の燃料ポンプ21の印加電圧を下限電圧Vmin以上に維持しつつも、ポート噴射インジェクタ13から噴射される燃料噴射量を下限電圧Vminに対応した最低の燃料吐出量未満とすることができる。
Therefore, while maintaining the applied voltage of the
なお、本実施の形態では、エンジン10は、吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射のみを行う内燃機関で構成したが、これに限らず、気筒内の燃焼室に直接に燃料を噴射する筒内噴射と、気筒に対応する吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射とを併用するデュアル噴射方式の内燃機関で構成してもよい。
In the present embodiment, the
以上のように、本発明に係る燃料圧力制御装置は、電磁圧力制御弁が大型化するのを抑制しつつ、内燃機関の始動時に弁体が弁座に着座するときの作動音によって搭乗者に不快感を与えてしまうのを防止することができるという効果を有し、車両等に搭載される内燃機関の燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を制御する燃料圧力制御装置等として有用である。 As described above, the fuel pressure control device according to the present invention suppresses an increase in the size of the electromagnetic pressure control valve and allows the occupant to hear the operating sound when the valve body is seated on the valve seat when the internal combustion engine is started. It is effective as a fuel pressure control device for controlling the pressure of fuel supplied to a fuel injection valve of an internal combustion engine mounted on a vehicle, etc. .
10 エンジン(内燃機関)
13 ポート噴射インジェクタ(燃料噴射弁)
20 燃料供給装置(燃料圧力制御装置)
21 燃料ポンプ
22a 供給通路
23 デリバリパイプ
27a 還流通路
29 減量バルブ(電磁圧力制御弁、減量弁)
30 燃料タンク
31b 弁座
32 プランジャ(弁体)
33 コイルスプリング(付勢部材)
50 スタータ装置
51 スタータモータ
70 バッテリ
100 ECU(制御手段)
10 Engine (Internal combustion engine)
13 port injector (fuel injection valve)
20 Fuel supply device (fuel pressure control device)
21
30
33 Coil spring (biasing member)
50
Claims (5)
前記供給通路から分岐して前記供給通路内を流れる燃料の一部を前記燃料タンクに還流させる還流通路と、
前記還流通路に設けられ、電圧の非印加時に付勢部材による付勢力によって弁体を弁座から離隔させて前記還流通路を開放するとともに、電圧の印加時に前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を前記弁座に着座させて前記還流通路を閉じることにより、前記燃料ポンプから圧送される燃料の圧力を可変する常開式の電磁圧力制御弁と、
前記電磁圧力制御弁の開閉制御を行う制御手段とを備えた燃料圧力制御装置であって、
前記制御手段は、前記内燃機関のクランキングを行うスタータ装置のクランキング動作が開始されるまでに前記電磁圧力制御弁の作動を開始し、前記スタータ装置のクランキング動作中に前記弁体が前記弁座に着座するように前記電磁圧力制御弁の作動を制御することを特徴とする燃料圧力制御弁。 A fuel pump that pumps fuel stored in a fuel tank to a delivery pipe to which a fuel injection valve of an internal combustion engine is connected via a supply passage;
A return passage for branching off from the supply passage and returning a part of the fuel flowing in the supply passage to the fuel tank;
The return passage is provided in the return passage to open the return passage by separating the valve body from the valve seat by the biasing force of the biasing member when no voltage is applied, and resists the biasing force of the biasing member when the voltage is applied. A normally open electromagnetic pressure control valve that varies the pressure of fuel pumped from the fuel pump by closing the return passage by seating the valve body on the valve seat;
A fuel pressure control device comprising control means for performing opening / closing control of the electromagnetic pressure control valve,
The control means starts the operation of the electromagnetic pressure control valve until the start of the cranking operation of the starter device for cranking the internal combustion engine, and the valve body is moved during the cranking operation of the starter device. A fuel pressure control valve for controlling the operation of the electromagnetic pressure control valve so as to be seated on the valve seat.
スタート信号が入力したことを条件として、前記スタータ装置のクランキング動作開始時機以後で前記弁体が前記弁座に着座するように着座時機を設定し、前記着座時機に対して前記着座時間分前で、かつ前記クランキング動作開始時機よりも前に前記電磁圧力制御弁の作動を開始することを特徴とする請求項1に記載の燃料圧力制御装置。 The control means obtains a seating time from when the electromagnetic pressure control valve starts to operate until the valve body is seated on the valve seat based on the applied voltage,
On the condition that a start signal is input, a seating time machine is set so that the valve body is seated on the valve seat after the start time of cranking operation of the starter device, and the seating time before the seating time machine is set. 2. The fuel pressure control device according to claim 1, wherein the operation of the electromagnetic pressure control valve is started before the cranking operation start timing.
前記制御手段は、クランキング動作開始時機として、前記バッテリから前記スタータモータに電圧の印加が開始される時機に設定することを特徴とする請求項2に記載の燃料圧力制御装置。 The starter device has a starter motor that cranks the internal combustion engine when a voltage is applied from a battery;
The fuel pressure control apparatus according to claim 2, wherein the control means sets a time when the application of voltage from the battery to the starter motor is started as a time for starting a cranking operation.
前記電磁圧力制御弁が、前記下限電圧で前記燃料ポンプを駆動した際の前記燃料ポンプの燃料吐出量と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関に要求される要求燃料消費量との差分燃料を前記燃料タンクに還流させる減量弁としての機能を有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1の請求項に記載の燃料圧力制御装置。 The fuel pump is composed of an electric fuel pump that is driven with an applied voltage equal to or higher than a lower limit voltage capable of maintaining driving even when foreign matter is caught in the sliding portion,
A fuel discharge amount of the fuel pump when the electromagnetic pressure control valve drives the fuel pump at the lower limit voltage, and a required fuel consumption amount required for the internal combustion engine according to an operating state of the internal combustion engine. The fuel pressure control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the fuel pressure control device has a function as a reduction valve for returning the differential fuel to the fuel tank.
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---|---|---|---|---|
JP2016070216A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | Abnormality determination device for pressure reduction valve |
JP2016070217A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | Abnormality determination device for pressure reduction valve |
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 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59138746A (en) * | 1983-01-31 | 1984-08-09 | Toyota Motor Corp | Fuel injection timing controller for diesel engine |
JP2002031014A (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Bosch Automotive Systems Corp | Method and device for controlling fuel injection device for internal combustion engine |
JP2002221281A (en) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Rikogaku Shinkokai | Method for controlling high speed sampling pwm of high speed solenoid valve |
JP2005351226A (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Toyota Industries Corp | Start control device for engine, start control system for engine and start control method for engine |
JP2008121454A (en) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Aisan Ind Co Ltd | Fuel supply device |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59138746A (en) * | 1983-01-31 | 1984-08-09 | Toyota Motor Corp | Fuel injection timing controller for diesel engine |
JP2002031014A (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Bosch Automotive Systems Corp | Method and device for controlling fuel injection device for internal combustion engine |
JP2002221281A (en) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Rikogaku Shinkokai | Method for controlling high speed sampling pwm of high speed solenoid valve |
JP2005351226A (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Toyota Industries Corp | Start control device for engine, start control system for engine and start control method for engine |
JP2008121454A (en) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Aisan Ind Co Ltd | Fuel supply device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016070216A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | Abnormality determination device for pressure reduction valve |
JP2016070217A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | Abnormality determination device for pressure reduction valve |
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 |
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