JP2015124716A - Fuel supply device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射弁に燃料を供給する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 that supplies fuel to a fuel injection valve of the internal combustion engine.
従来、この種の燃料供給装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この燃料供給装置は、電動式の低圧ポンプと、ピストン式の高圧ポンプと、高圧ポンプ及び燃料噴射弁に接続されたデリバリパイプを備えている。燃料供給装置では、燃料タンク内の燃料が、低圧ポンプにより吸込まれるとともに、高圧ポンプ側に吐出され、低圧ポンプから吐出された燃料は、高圧ポンプによって、昇圧された状態でデリバリパイプ側に吐出される。また、デリバリパイプ内の燃料の圧力である燃圧が目標燃圧になるように、高圧ポンプからの燃料の吐出量(以下「高圧ポンプ吐出量」という)が制御される。
Conventionally, as this type of fuel supply device, for example, one disclosed in
さらに、低圧ポンプからの燃料の吐出量(以下「低圧ポンプ吐出量」という)が、内燃機関の運転状態に応じて制御される。具体的には、低圧ポンプ吐出量は、内燃機関の回転数が低いほど、また、内燃機関の負荷が小さいほど、より小さな値に制御される。さらに、低圧ポンプ吐出量は、高圧ポンプ吐出量が少ないほど、より小さな値に制御される。 Further, the amount of fuel discharged from the low-pressure pump (hereinafter referred to as “low-pressure pump discharge amount”) is controlled in accordance with the operating state of the internal combustion engine. Specifically, the discharge amount of the low-pressure pump is controlled to a smaller value as the rotational speed of the internal combustion engine is lower and as the load on the internal combustion engine is smaller. Furthermore, the low-pressure pump discharge amount is controlled to a smaller value as the high-pressure pump discharge amount is smaller.
低圧ポンプ吐出量は、低圧ポンプに供給される電力の変化に対して、すぐには変化せず、ある程度の遅れをもって変化する。上述したように、従来の燃料供給装置では、低圧ポンプ吐出量が、内燃機関の回転数及び負荷ならびに高圧ポンプ吐出量に応じて、その都度、変更される。このため、例えば、目標燃圧が急増した場合には、燃圧(デリバリパイプ内の燃料の圧力)を目標燃圧になるように制御するために必要な高圧ポンプ吐出量に対して、低圧ポンプから高圧ポンプに吐出される燃料が不足する可能性がある。その場合には、高圧ポンプ吐出量を制御しても、燃圧を目標燃圧になるように制御することができず、その制御精度が低下してしまう。 The discharge amount of the low-pressure pump does not change immediately with respect to the change in the power supplied to the low-pressure pump, but changes with a certain delay. As described above, in the conventional fuel supply device, the low-pressure pump discharge amount is changed each time according to the rotation speed and load of the internal combustion engine and the high-pressure pump discharge amount. For this reason, for example, when the target fuel pressure rapidly increases, the low pressure pump to the high pressure pump with respect to the high pressure pump discharge amount necessary for controlling the fuel pressure (pressure of fuel in the delivery pipe) to become the target fuel pressure. There is a possibility that the amount of fuel discharged will be insufficient. In that case, even if the discharge amount of the high-pressure pump is controlled, the fuel pressure cannot be controlled to the target fuel pressure, and the control accuracy is lowered.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、燃圧の制御精度を向上させることができるとともに、低圧ポンプの消費電力を低減す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 to solve the above-described problems, and provides a fuel supply device for an internal combustion engine that can improve the control accuracy of the fuel pressure and reduce the power consumption of the low-pressure pump. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、内燃機関3の燃料噴射弁4に燃料を供給する内燃機関の燃料供給装置1であって、燃料タンク11内の燃料を燃料噴射弁4側に吐出する、電動式の低圧ポンプ12と、内燃機関3の運転状態を検出する運転状態検出手段(実施形態における(以下、本項において同じ)ECU2、クランク角センサ32、アクセル開度センサ33、ステップ1)と、検出された内燃機関3の運転状態(エンジン回転数NE、要求トルクTREQ)に応じて、低圧ポンプ12からの燃料の吐出量である低圧ポンプ吐出量QLPOを制御する低圧ポンプ制御手段(ECU2、ステップ2)と、低圧ポンプ12から吐出された燃料を、吸い込むとともに、昇圧した状態で燃料噴射弁4側に吐出する高圧ポンプ20と、高圧ポンプ20よりも燃料噴射弁4側の燃料の圧力の目標値である目標燃圧PFOBJを、内燃機関3の運転状態に応じて設定する目標燃圧設定手段(ECU2、ステップ6)と、高圧ポンプ20よりも燃料噴射弁4側の燃料の圧力である燃圧PFが設定された目標燃圧PFOBJになるように、高圧ポンプ20を制御する高圧ポンプ制御手段(ECU2、ステップ8、10、12)と、を備え、低圧ポンプ制御手段は、設定される目標燃圧PFOBJの最大値を高圧ポンプ制御手段による高圧ポンプ20の制御によって実現可能な大きさに、低圧ポンプ吐出量QLPOを抑制することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、電動式の低圧ポンプから吐出された燃料が、高圧ポンプで昇圧された状態で、燃料噴射弁側に吐出される。また、高圧ポンプよりも燃料噴射弁側の燃料の圧力である燃圧が、検出された内燃機関の運転状態に応じて設定された目標燃圧になるように、高圧ポンプが、高圧ポンプ制御手段によって制御される。さらに、低圧ポンプからの燃料の吐出量である低圧ポンプ吐出量が、内燃機関の運転状態に応じ、低圧ポンプ制御手段によって制御される。この場合、前述した従来の場合と異なり、目標燃圧の最大値を高圧ポンプ制御手段による高圧ポンプの制御によって実現可能な大きさに、低圧ポンプ吐出量を抑制するので、目標燃圧が急増するような場合でも、低圧ポンプから高圧ポンプに燃料を十分に吐出でき、それにより、燃圧を目標燃圧になるように適切に制御できるとともに、その制御精度を向上させることができる。 According to this configuration, the fuel discharged from the electric low-pressure pump is discharged to the fuel injection valve side while being pressurized by the high-pressure pump. Further, the high pressure pump is controlled by the high pressure pump control means so that the fuel pressure that is the fuel pressure on the fuel injection valve side of the high pressure pump becomes the target fuel pressure set according to the detected operating state of the internal combustion engine. Is done. Furthermore, the low-pressure pump discharge amount, which is the fuel discharge amount from the low-pressure pump, is controlled by the low-pressure pump control means in accordance with the operating state of the internal combustion engine. In this case, unlike the above-described conventional case, the discharge amount of the low-pressure pump is suppressed so that the maximum value of the target fuel pressure can be realized by the control of the high-pressure pump by the high-pressure pump control means. Even in this case, the fuel can be sufficiently discharged from the low-pressure pump to the high-pressure pump, whereby the fuel pressure can be appropriately controlled so as to become the target fuel pressure, and the control accuracy can be improved.
また、低圧ポンプ吐出量を、常に大きな一定値に制御するのではなく、内燃機関の運転状態に応じて制御するとともに、目標燃圧の最大値を実現可能な大きさに抑制するので、内燃機関の運転状態に応じて、低圧ポンプの消費電力を低減することができる。このため、例えば、低圧ポンプの電源の充電用の発電機が内燃機関で駆動される場合には、上述した低圧ポンプの消費電力の低減により、内燃機関の燃費を向上させることができる。 In addition, the low-pressure pump discharge amount is not always controlled to a large constant value, but is controlled according to the operating state of the internal combustion engine, and the maximum value of the target fuel pressure is suppressed to a realizable size. The power consumption of the low pressure pump can be reduced according to the operating state. For this reason, for example, when the generator for charging the power source of the low-pressure pump is driven by the internal combustion engine, the fuel consumption of the internal combustion engine can be improved by reducing the power consumption of the low-pressure pump described above.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関の燃料供給装置1において、低圧ポンプ制御手段は、内燃機関3の運転状態としての内燃機関3の回転数で規定される所定の複数の回転数領域において、低圧ポンプ吐出量QLPOを、検出された内燃機関3の回転数(エンジン回転数NE)が属する回転数領域が高回転側の領域であるほど、より多くなるように制御するとともに、複数の回転数領域の各々において、当該各回転数領域で設定される目標燃圧PFOBJの最大値を高圧ポンプ制御手段による高圧ポンプ20の制御によって実現可能な値(第1吐出量QLPO1、第2吐出量QLPO2、第3吐出量QLPO3)に、低圧ポンプ吐出量QLPOを抑制することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the
一般に、内燃機関の回転数が高いほど、燃料の噴射可能な期間が短くなるため、より高い燃圧が必要になるので、より多くの低圧ポンプ吐出量が必要になる。上述した構成によれば、内燃機関の運転状態としての内燃機関の回転数で規定される所定の複数の回転数領域において、低圧ポンプ吐出量が、検出された内燃機関の運転状態としての内燃機関の回転数が属する回転数領域が高回転側の領域であるほど、より多くなるように制御される。また、複数の回転数領域の各々において、低圧ポンプ吐出量が、当該各回転数領域で設定される目標燃圧の最大値を高圧ポンプ制御手段による高圧ポンプの制御によって実現可能な値に、抑制される。以上により、内燃機関の回転数が上記の複数の回転数領域のいずれにあるときにも、低圧ポンプ吐出量を、内燃機関の回転数に応じて適切に制御でき、ひいては、燃圧の制御精度を向上させることができる。 In general, the higher the number of revolutions of the internal combustion engine, the shorter the period during which fuel can be injected. Therefore, a higher fuel pressure is required, and therefore a larger amount of low-pressure pump discharge is required. According to the above-described configuration, the internal combustion engine as the operating state of the internal combustion engine in which the low-pressure pump discharge amount is detected in a plurality of predetermined rotational speed regions defined by the rotational speed of the internal combustion engine as the operating state of the internal combustion engine. The higher the rotation speed region to which the rotation number belongs, the higher the rotation speed region. Further, in each of the plurality of rotation speed regions, the discharge amount of the low pressure pump is suppressed to a value that can be achieved by controlling the high pressure pump by the high pressure pump control means with the maximum value of the target fuel pressure set in each rotation speed region. The As described above, the discharge amount of the low-pressure pump can be appropriately controlled according to the rotational speed of the internal combustion engine when the rotational speed of the internal combustion engine is in any of the plurality of rotational speed regions, and the control accuracy of the fuel pressure can be improved. Can be improved.
また、低圧ポンプ吐出量が、複数の回転数領域の各々において、複数の回転数領域の全体において設定される目標燃圧の最大値を実現可能な値に、制御されるのではなく、当該各回転数領域で設定される目標燃圧の最大値を実現可能な値に、抑制される。したがって、低圧ポンプの消費電力を、内燃機関の回転数に応じて適切に低減することができる。 In addition, the discharge amount of the low-pressure pump is not controlled to a value that can achieve the maximum value of the target fuel pressure set in the whole of the plurality of rotation speed regions in each of the plurality of rotation speed regions. The maximum value of the target fuel pressure set in several regions is suppressed to a realizable value. Therefore, the power consumption of the low pressure pump can be appropriately reduced according to the rotational speed of the internal combustion engine.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関の燃料供給装置1において、低圧ポンプ制御手段は、内燃機関3の運転状態としての内燃機関3の負荷で規定される所定の複数の負荷領域において、低圧ポンプ吐出量QLPOを、検出された内燃機関3の負荷(要求トルクTREQ)が属する負荷領域が高負荷側の領域であるほど、より多くなるように制御するとともに、複数の負荷領域の各々において、当該各負荷領域で設定される目標燃圧PFOBJの最大値を高圧ポンプ制御手段による高圧ポンプ20の制御によって実現可能な値(第1吐出量QLPO1、第2吐出量QLPO2、第3吐出量QLPO3)に、低圧ポンプ吐出量QLPOを抑制することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the
一般に、内燃機関の負荷が大きいほど、燃料噴射弁で噴射される燃料の量が多くなるため、より高い燃圧が必要になるので、より多くの低圧ポンプ吐出量が必要になる。上述した構成によれば、内燃機関の運転状態としての内燃機関の負荷で規定される所定の複数の負荷領域において、低圧ポンプ吐出量が、検出された内燃機関の運転状態としての内燃機関の負荷が属する負荷領域が高負荷側の領域であるほど、より多くなるように制御される。また、複数の負荷領域の各々において、低圧ポンプ吐出量が、当該各負荷領域で設定される目標燃圧の最大値を高圧ポンプ制御手段による高圧ポンプの制御によって実現可能な値に、抑制される。以上により、内燃機関の負荷が上記の複数の負荷領域のいずれにあるときにも、低圧ポンプ吐出量を、内燃機関の負荷に応じて適切に制御でき、ひいては、燃圧の制御精度を向上させることができる。 In general, as the load on the internal combustion engine increases, the amount of fuel injected by the fuel injection valve increases, so that a higher fuel pressure is required, and therefore a larger amount of low-pressure pump discharge is required. According to the configuration described above, the load of the internal combustion engine as the operating state of the internal combustion engine in which the low-pressure pump discharge amount is detected in a plurality of predetermined load regions defined by the load of the internal combustion engine as the operating state of the internal combustion engine. It is controlled to increase as the load region to which is belongs is the region on the high load side. Further, in each of the plurality of load regions, the low-pressure pump discharge amount is suppressed to a value that can be achieved by controlling the high-pressure pump by the high-pressure pump control means with the maximum value of the target fuel pressure set in each load region. As described above, when the load of the internal combustion engine is in any of the plurality of load regions, the discharge amount of the low-pressure pump can be appropriately controlled according to the load of the internal combustion engine, thereby improving the control accuracy of the fuel pressure. Can do.
また、低圧ポンプ吐出量が、複数の負荷領域の各々において、複数の負荷領域の全体において設定される目標燃圧の最大値を実現可能な値に、制御されるのではなく、当該各負荷領域で設定される目標燃圧の最大値を実現可能な値に、抑制される。したがって、低圧ポンプの消費電力を、内燃機関の負荷に応じて適切に低減することができる。 Further, the discharge amount of the low pressure pump is not controlled to a value at which the maximum value of the target fuel pressure set in the whole of the plurality of load regions can be realized in each of the plurality of load regions. The maximum value of the set target fuel pressure is suppressed to a realizable value. Therefore, the power consumption of the low pressure pump can be appropriately reduced according to the load of the internal combustion engine.
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置1において、高圧ポンプ20の吸込側には、高圧ポンプ20から吐出される燃料の量を調整するための常開式の電磁弁(吸込チェック弁22、電磁アクチュエータ23)が設けられており、高圧ポンプ制御手段は、高圧ポンプ20からの燃料の吐出量を、燃圧PFが目標燃圧PFOBJになるように、電磁弁を介して制御することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the
この構成によれば、高圧ポンプの吸込側に、高圧ポンプから吐出される燃料の量を調整するための常開式の電磁弁が設けられている。この種の高圧ポンプでは、高圧ポンプで昇圧された燃料の圧力は、吸込側の電磁弁に対し、背圧として作用するので、通電により電磁弁を一旦、閉弁した後には、電磁弁に通電しなくても、この背圧により電磁弁を閉弁状態に維持することができる。このため、高圧ポンプからの燃料の吐出量(以下「高圧ポンプ吐出量」という)を変更するにあたり、電磁弁の閉弁タイミングを制御するだけで足り、また、電磁弁を閉弁するための電磁弁への通電時間(期間)を、一定の比較的短い時間に設定することができる。したがって、請求項1に係る発明による前述した効果と相まって、装置全体の消費電力を低減することができる。
According to this configuration, the normally open solenoid valve for adjusting the amount of fuel discharged from the high pressure pump is provided on the suction side of the high pressure pump. In this type of high-pressure pump, the fuel pressure boosted by the high-pressure pump acts as a back pressure for the solenoid valve on the suction side. Therefore, once the solenoid valve is closed once by energization, the solenoid valve is energized. Without this, the back pressure can keep the solenoid valve closed. For this reason, in changing the amount of fuel discharged from the high pressure pump (hereinafter referred to as “high pressure pump discharge amount”), it is only necessary to control the closing timing of the solenoid valve, and the solenoid valve for closing the solenoid valve is sufficient. The energization time (period) to the valve can be set to a certain relatively short time. Therefore, coupled with the above-described effect of the invention according to
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1に示す内燃機関(以下「エンジン」という)3は、車両(図示せず)用の4サイクル式のガソリンエンジンであり、4つの気筒3a(#1〜#4)を有している。また、エンジン3には、気筒3aごとに燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)4及び点火プラグ(図示せず)が設けられるとともに、各インジェクタ4に燃料を供給する燃料供給装置1が設けられている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 shown in FIG. 1 is a four-cycle gasoline engine for a vehicle (not shown), and includes four
エンジン3の燃料は、各インジェクタ4から対応する気筒3a内に直接、噴射されるとともに、気筒3a内に生成された混合気が、点火プラグによって点火される。すなわち、エンジン3は、筒内噴射式のエンジンである。インジェクタ4の開閉は、後述するECU2(図2参照)からの制御信号によって制御され、それにより、開弁タイミングによって燃料噴射時期が、開弁時間によって燃料噴射量が制御される。なお、図2では、便宜上、インジェクタ4を1つのみ示している。
The fuel of the
上記の燃料供給装置1は、燃料を貯留する燃料タンク11と、燃料タンク11内に設けられた低圧ポンプ12と、高圧ポンプ20を備えている。
The
低圧ポンプ12は、ECU2により制御される電動タイプのものであり、電源としての12Vバッテリ(図示せず)に接続されていて、エンジン3の運転中は常に運転される。低圧ポンプ12からの燃料の吐出量は、12Vバッテリから供給される電力が大きいほど、より多くなる。この12Vバッテリは、エンジン3を動力減とする発電機によって充電される。また、低圧ポンプ12には、燃料吸込路13、低圧デリバリパイプ14及び燃料戻し路15が接続されている。低圧ポンプ12は、燃料タンク11内の燃料を、燃料吸込路13を介して吸い込み、所定の低圧のフィード圧(例えば392kPa)まで昇圧した後、低圧デリバリパイプ14に吐出するとともに、余分な燃料を燃料戻し路15を介して、燃料タンク11内に戻す。また、低圧デリバリパイプ14の下流側端部には、上記の高圧ポンプ20が接続されており、低圧ポンプ12から低圧デリバリパイプ14に吐出された低圧の燃料は、高圧ポンプ20に供給される。
The low-
高圧ポンプ20は、エンジン3のクランクシャフト(図示せず)に連結された容積式のものであり、高圧デリバリパイプ16に接続されている。高圧ポンプ20は、クランクシャフトで駆動されることにより、低圧ポンプ12から供給された低圧の燃料をさらに昇圧し、高圧デリバリパイプ16に吐出する。高圧ポンプ20の詳細については後述する。
The high-
また、高圧デリバリパイプ16には、前述した4つのインジェクタ4が並列に設けられている。高圧ポンプ20から高圧デリバリパイプ16に吐出された高圧の燃料は、各インジェクタ4に供給され、インジェクタ4の開弁に伴い、対応する気筒3a内に噴射される。さらに、高圧デリバリパイプ16には、燃圧センサ31が設けられており、高圧デリバリパイプ16内の燃料の圧力(以下「燃圧」という)PFは燃圧センサ31によって検出され、その検出信号はECU2に入力される。
The high
また、燃料供給装置1は、高圧ポンプ20をバイパスするバイパス管17を備えており、バイパス管17には、リリーフ弁18が設けられている。リリーフ弁18は、機械式のものであり、高圧デリバリパイプ16内の燃圧PFが所定のリリーフ圧(例えば25MPa)に達したときに開弁し、高圧デリバリパイプ16から低圧デリバリパイプ14へ燃料を逃がすことによって、燃圧PFをリリーフ圧を超えないように制限する。
In addition, the
高圧ポンプ20は、図3〜図5に示すように、ポンプ本体21と、ポンプ本体21内に収容された吸込チェック弁22及び吐出チェック弁24と、吸込チェック弁22を駆動するための電磁アクチュエータ23と、駆動カム19によって駆動されるプランジャ25などを備えている。駆動カム19は、周方向に等間隔で配置された4つのカム山19aを有するとともに、エンジン3の排気カムシャフト(図示せず)に一体に設けられており、クランクシャフトが2回転する間に、1回転する。
As shown in FIGS. 3 to 5, the high-
ポンプ本体21の内部には、燃料を昇圧するための昇圧室21aが形成されており、この昇圧室21aは、吸込口21bを介して低圧デリバリパイプ14に連通するとともに、吐出口21cを介して高圧デリバリパイプ16に連通している。また、吸込チェック弁22は、昇圧室21aの入口を開閉するものであり、昇圧室21a内に収容されるとともに、弁体22a及びコイルばね22bを備えている。この弁体22aは、昇圧室21aの入口を開放する開弁位置(図3に示す位置)と、昇圧室21aの入口を閉鎖する閉弁位置(図5に示す位置)との間で移動自在に設けられるとともに、コイルばね22bによって、閉弁位置側に付勢されている。
A
電磁アクチュエータ23は、吸込チェック弁22とともにスピル弁機構を構成するものであり、アクチュエータ本体23a、コイル23b、アーマチュア23c及びコイルばね23dを有している。コイル23bは、アクチュエータ本体23a内に収容され、ECU2に電気的に接続されている。コイル23bは、通電により励磁されるとともに、通電の停止によって非励磁状態に保持される。コイル23bへの通電は、ECU2によって制御される。
The
また、アーマチュア23cは、その先端部が吸込チェック弁22側に突出する所定の原点位置(図3及び図4に示す位置)と、吸込チェック弁22側から退避する所定の動作位置(図5に示す位置)との間で移動自在に、アクチュエータ本体23a内に収容されている。アーマチュア23cは、コイル23bが非励磁状態のときに、コイルばね23dの付勢力によって原点位置に保持されるとともに、コイル23bが励磁されたときに、その電磁力によって、コイルばね23dの付勢力に抗しながら、動作位置側に吸引される。
In addition, the
さらに、電磁アクチュエータ23のコイルばね23dの付勢力は、吸込チェック弁22のコイルばね22bの付勢力よりも大きい値に設定されており、それにより、吸込チェック弁22は、コイル23bが非励磁状態のときに、原点位置にあるアーマチュア23cによって開弁状態に保持される(図4参照)。
Further, the urging force of the
吐出チェック弁24は、昇圧室21aの出口を開閉するものであり、昇圧室21aと吐出口21cとの間の弁室21d内に収容されるとともに、弁体24a及びコイルばね24bを備えている。この弁体24aは、昇圧室21aの出口を開放する開弁位置(図5に示す位置)と、昇圧室21aの出口を閉鎖する閉弁位置(図3及び図4に示す位置)との間で移動自在に設けられるとともに、コイルバネ24bによって、閉弁位置側に付勢されている。
The
また、プランジャ25は、その一端部が昇圧室21a内に突出する所定の突出位置[図5に示す位置(上死点位置)]と、昇圧室21aから退避する所定の退避位置[図3に示す位置(下死点位置)]との間で摺動自在に、ポンプ本体21のプランジャバレル21e内に収容されている。プランジャ25の他端部には、ばね座26が取り付けられており、プランジャ25及びばね座26は、ばねホルダ28を介して駆動カム19に当接している。
In addition, the
さらに、ばね座26とポンプ本体21の間には、コイルばね27が設けられており、このコイルばね27によって、プランジャ25は退避位置側に付勢されている。以上の構成により、プランジャ25は、駆動カム19の回転中、コイルばね27の付勢力によってばねホルダ28を介して駆動カム19のカム面に当接するように保持され、それにより、エンジン3の運転中、駆動カム19によって突出位置と退避位置との間で常に駆動される。
Further, a
次に、以上のように構成された高圧ポンプ20の動作について説明する。高圧ポンプ20では、その1回の運転サイクル中、駆動カム19の回転に伴って、吸込行程、スピル行程及び吐出行程が順に1回ずつ実行される。以下、これらの吸込行程、スピル行程及び吐出行程について、順に説明する。
Next, the operation of the high-
[吸込行程]
吸込行程では、駆動カム19が図5に示す回転角度位置から図3に示す回転角度位置に向かって図中の時計回りに回転するのに伴い、プランジャ25が突出位置から退避位置に移動するとともに、昇圧室21a内の燃圧が低下し、それによって、吸込チェック弁22が開弁状態になり、低圧ポンプ12からの燃料が昇圧室21a内に吸い込まれる。図5及び図3に示す駆動カム19の回転角度位置は、吸込行程の開始時(吐出行程の終了時)及び吸込行程の終了時における回転角度位置をそれぞれ示しており、吸込行程は、プランジャ25が突出位置(上死点位置)から退避位置(下死点位置)に位置するまでの間に実行される。
[Suction stroke]
In the suction stroke, the
[スピル行程]
吸込行程に続くスピル行程では、駆動カム19が図3に示す回転角度位置から図4に示す回転角度位置に向かって回転するのに伴い、プランジャ25が退避位置から突出位置に向かって移動する。その際、コイル23bへの通電の停止により電磁アクチュエータ23がオフ状態に制御されることによって、吸込チェック弁22が開弁状態に保持され、それにより、昇圧室21a内の低圧の燃料の一部が低圧ポンプ12側に戻される。
[Spill process]
In the spill stroke following the suction stroke, the
[吐出行程]
スピル行程に続く吐出行程では、駆動カム19が図4に示す回転角度位置から図5に示す回転角度位置に向かって回転するとともに、コイル23bへの通電により電磁アクチュエータ23がオン状態に制御されることによって、吸込チェック弁22が閉弁する。それにより、昇圧室21a内の燃圧が上昇することで、吐出チェック弁24が開弁し、昇圧室21a内の高圧の燃料が高圧デリバリパイプ16に吐出される。この吐出行程中、後述する通電開始タイミングTSHPから通電終了タイミングTEHPまでコイル23bが通電されることによって、電磁アクチュエータ23は、オン状態に制御される。また、昇圧室21a内の高圧の燃料は、吸込チェック弁22の弁体22aに対し、背圧として作用し、それにより、吸込チェック弁22が閉弁状態に保持される。
[Discharge process]
In the discharge stroke following the spill stroke, the
以上のように、この高圧ポンプ20では、スピル行程中、電磁アクチュエータ23の通電開始タイミングTSHP、すなわち吸込チェック弁22の閉弁タイミングを制御することによって、昇圧室21aから低圧ポンプ12側に戻される燃料の量が変更される。これにより、高圧ポンプ20から高圧デリバリパイプ16側に吐出される燃料の吐出量が調整されることによって、高圧デリバリパイプ16内の燃圧PFが制御される。この場合、これまでに述べた高圧ポンプ20の動作から明らかなように、スピル行程における吸込チェック弁22の閉弁タイミングが早いほど、すなわち、スピル行程における通電開始タイミングTSHPが早いほど、昇圧室21aから低圧ポンプ12側に戻される燃料の量が少なくなり、高圧ポンプ20から吐出される燃料の量が多くなる。
As described above, in the high-
また、エンジン3のクランクシャフトには、マグネットロータ及びMREピックアップ(いずれも図示せず)で構成されたクランク角センサ32が設けられている(図2参照)。クランク角センサ32は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるCRK信号及びTDC信号を出力する。
The crankshaft of the
CRK信号は、所定クランク角ごとに発生し、出力される。ECU2は、このCRK信号に基づいて、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。TDC信号は、いずれかの気筒3aにおいてエンジン3のピストン(図示せず)が吸気行程開始時のTDC(上死点)付近の所定のクランク角位置(以下「基準クランク角位置」という)にあることを表す信号である。本実施形態では、エンジン3が4つの気筒3aを有するため、TDC信号は、クランク角180°ごとに発生し、出力される。また、エンジン3には、気筒判別センサ(図示せず)が設けられており、気筒判別センサは、気筒3aを判別するためのパルス信号である気筒判別信号をECU2に入力する。ECU2は、これらのCRK信号、TDC信号及び気筒判別信号に応じて、前述した駆動カム19の回転角度位置を算出する。
The CRK signal is generated and output at every predetermined crank angle. The
さらに、ECU2には、アクセル開度センサ33から、車両のアクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が入力される。
Further, the
ECU2は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータ(図示せず)で構成されている。ECU2は、前述した各種のセンサ31〜33からの検出信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムに従って、低圧ポンプ12及び高圧ポンプ20から吐出される燃料の量(以下、それぞれ「低圧ポンプ吐出量」「高圧ポンプ吐出量」という)を制御するために、図6に示すポンプ制御処理を実行する。
The
このポンプ制御処理は、エンジン3の運転中、前述したCRK信号の発生に同期して、繰り返し実行される。まず、図6のステップ1(「S1」と図示。以下同じ)では、算出されたエンジン回転数NE及び検出されたアクセル開度APに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、要求トルクTREQを算出する。この要求トルクTREQは、エンジン3に要求されるトルクである。
This pump control process is repeatedly executed in synchronism with the generation of the CRK signal described above during the operation of the
次いで、エンジン回転数NEと、算出された要求トルクTREQに応じ、図7に示す所定のELOBJマップを検索することによって、目標供給電力ELOBJを算出する(ステップ2)。この目標供給電力ELOBJは、前述した12Vバッテリから低圧ポンプ12に供給される電力(以下「低圧ポンプ供給電力」という)の目標値である。図7に示すように、このELOBJマップでは、エンジン回転数NE及び要求トルクTREQに応じて、目標供給電力ELOBJを設定するための所定の3つの回転数負荷領域が規定されている。具体的には、目標供給電力ELOBJは、エンジン回転数NE及び要求トルクTREQが低回転・低負荷領域にあるときには、第1目標供給電力ELOBJ1に設定される。また、目標供給電力ELOBJは、エンジン回転数NE及び要求トルクTREQが中回転・中負荷の領域にあるときには、第1目標供給電力ELOBJ1よりも大きい第2目標供給電力ELOBJ2に設定され、高回転・高負荷の領域にあるときには、第2目標供給電力ELOBJ2よりも大きい第3目標供給電力ELOBJ3に設定される。
Next, the target supply power ELOBJ is calculated by searching a predetermined ELOBJ map shown in FIG. 7 according to the engine speed NE and the calculated required torque TREQ (step 2). This target supply power ELOBJ is a target value of power (hereinafter referred to as “low pressure pump supply power”) supplied to the
また、ELOBJマップでは、第1〜第3目標供給電力ELOBJ1〜ELOBJ3は、エンジン回転数NE及び要求トルクTREQが対応する回転数負荷領域にあるときに算出される目標燃圧PFOBJの最大値を後述する高圧ポンプ吐出量の制御によって実現可能な値に、実験などにより予め設定されている。この目標燃圧PFOBJは、前述した燃圧PF(高圧デリバリパイプ16内の燃料の圧力)の目標値である。すなわち、第1目標供給電力ELOBJ1は、NE及びTREQが低回転・低負荷領域にあるときに算出される目標燃圧PFOBJの最大値を実現可能な値に、設定されている。また、第2目標供給電力ELOBJ2は、NE及びTREQが中回転・中負荷領域にあるときに算出される目標燃圧PFOBJの最大値を実現可能な値に、第3目標供給電力ELOBJ3は、NE及びTREQが高回転・高負荷領域にあるときに算出される目標燃圧PFOBJの最大値を実現可能な値に、それぞれ設定されている。また、上記ステップ2の実行により目標供給電力ELOBJが算出(設定)されると、低圧ポンプ供給電力が、算出された目標供給電力ELOBJになるように制御される。
In the ELOBJ map, the first to third target supply electric powers ELOBJ1 to ELOBJ3 will be described later with the maximum value of the target fuel pressure PFOBJ calculated when the engine speed NE and the required torque TREQ are in the corresponding engine speed load range. A value that can be realized by controlling the discharge amount of the high-pressure pump is set in advance by experiments or the like. This target fuel pressure PFOBJ is a target value of the aforementioned fuel pressure PF (pressure of fuel in the high-pressure delivery pipe 16). That is, the first target supply power ELOBJ1 is set to a value that can realize the maximum value of the target fuel pressure PFOBJ calculated when NE and TREQ are in the low rotation / low load region. In addition, the second target supply power ELOBJ2 is set to a value that can achieve the maximum value of the target fuel pressure PFOBJ calculated when NE and TREQ are in the middle rotation / medium load region, and the third target supply power ELOBJ3 is set to NE and The maximum value of the target fuel pressure PFOBJ calculated when TREQ is in the high rotation / high load region is set to a value that can be realized. Further, when the target supply power ELOBJ is calculated (set) by executing
ステップ2に続くステップ3では、算出された目標供給電力ELOBJが、その前回値ELOBJZと等しいか否かを判別する。この答がYESで、目標供給電力ELOBJが前回値ELOBJZと等しいときには、目標供給電力ELOBJが変化していないことを表すために、目標供給電力変化フラグF_CHANを「0」に設定し(ステップ4)、後述するステップ6に進む。一方、上記ステップ3の答がNOで、目標供給電力ELOBJが前回値ELOBJZと等しくないときには、目標供給電力ELOBJが変化したことを表すために、目標供給電力変化フラグF_CHANを「1」に設定し(ステップ5)、ステップ6に進む。
In
このステップ6では、エンジン回転数NE及び要求トルクTREQに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、前述した目標燃圧PFOBJを算出する。このマップでは、目標燃圧PFOBJは、エンジン回転数NEが高いほど、要求トルクTREQが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数NEが高いほど、燃料の噴射可能な期間が短くなることと、要求トルクTREQ(エンジン3の負荷)が大きいほど、インジェクタ4で噴射される燃料の量が多くなることから、より高い燃圧PFが必要になるためである。
In
次いで、算出された目標燃圧PFOBJと検出された燃圧PFとの偏差である燃圧偏差DEPFを算出する(ステップ7)。次に、算出された燃圧偏差DEPFに基づき、所定のフィードバック制御アルゴリズム(例えばPI制御アルゴリズム)を用いて、FB補正項COFBを算出する(ステップ8)。このFB補正項COFBは、燃圧PFを目標燃圧PFOBJになるようにフィードバック制御するために、通電開始タイミングTSHPの算出に補正項として用いられるものである。 Next, a fuel pressure deviation DEPF that is a deviation between the calculated target fuel pressure PFOBJ and the detected fuel pressure PF is calculated (step 7). Next, based on the calculated fuel pressure deviation DEPF, an FB correction term COFB is calculated using a predetermined feedback control algorithm (for example, PI control algorithm) (step 8). This FB correction term COFB is used as a correction term in the calculation of the energization start timing TSHP in order to perform feedback control so that the fuel pressure PF becomes the target fuel pressure PFOBJ.
次いで、目標供給電力変化フラグF_CHANが「1」であるか否かを判別する(ステップ9)。このステップ9の答がNO(F_CHAN=0)のとき、すなわち、目標供給電力ELOBJが変化していないときには、通常時用のTSHP算出処理によって、高圧ポンプ20の通電開始タイミングTSHPを算出し(ステップ10)、本処理を終了する。
Next, it is determined whether or not the target supply power change flag F_CHAN is “1” (step 9). When the answer to step 9 is NO (F_CHAN = 0), that is, when the target supply power ELOBJ has not changed, the energization start timing TSHP of the high-
このステップ10では、通電開始タイミングTSHPが次のようにして算出される。すなわち、そのときに得られている通電開始タイミングTSHP(前回値)に、前記ステップ8で算出されたFB補正項COFBを加算することによって、通電開始タイミングTSHPを算出する。なお、エンジン3の始動時で、通電開始タイミングTSHPが算出されていないときには、その前回値として、所定の初期値が設定される。また、通電開始タイミングTSHPは、前述した吐出行程の終了時を基準とした駆動カム19の回転角度位置で表され、スピル行程中のタイミングに算出される。この場合、通電開始タイミングTSHPは、より早いほど(より進角側であるほど)、より大きな回転角度位置に算出される。
In
一方、前記ステップ9の答がYES(F_CHAN=1)で、目標供給電力ELOBJが変化したときには、オフセット補正項COFFを算出する(ステップ11)。このオフセット補正項COFFは、目標供給電力ELOBJの変化に伴う低圧ポンプ吐出量の変化による高圧ポンプ吐出量への影響を補償するために、通電開始タイミングTSHPの算出に補正項として用いられるものである。 On the other hand, when the answer to step 9 is YES (F_CHAN = 1) and the target supply power ELOBJ changes, an offset correction term COFF is calculated (step 11). This offset correction term COFF is used as a correction term in the calculation of the energization start timing TSHP in order to compensate for the influence on the high pressure pump discharge amount due to the change in the low pressure pump discharge amount accompanying the change in the target supply power ELOBJ. .
具体的には、オフセット補正項COFFは、次のようにして算出(設定)される。すなわち、目標供給電力ELOBJが第1目標供給電力ELOBJ1から第2目標供給電力ELOBJ2に増大したとき、及び、第2目標供給電力ELOBJ2から第1目標供給電力ELOBJ1に減少したときには、オフセット補正項COFFは、所定の第1オフセット補正項COFF1(図8参照)に設定される。また、目標供給電力ELOBJが第2目標供給電力ELOBJ2から第3目標供給電力ELOBJ3に増大したとき、及び、第3目標供給電力ELOBJ3から第2目標供給電力ELOBJ2に減少したときには、オフセット補正項COFFは、所定の第2オフセット補正項COFF2(図8参照)に設定される。 Specifically, the offset correction term COFF is calculated (set) as follows. That is, when the target supply power ELOBJ increases from the first target supply power ELOBJ1 to the second target supply power ELOBJ2, and when the target supply power ELOBJ2 decreases from the second target supply power ELOBJ2 to the first target supply power ELOBJ1, the offset correction term COFF is The predetermined first offset correction term COFF1 (see FIG. 8) is set. When the target supply power ELOBJ increases from the second target supply power ELOBJ2 to the third target supply power ELOBJ3 and when the target supply power ELOBJ decreases from the third target supply power ELOBJ3 to the second target supply power ELOBJ2, the offset correction term COFF is The predetermined second offset correction term COFF2 (see FIG. 8) is set.
上記ステップ11に続くステップ12では、ELOBJ変化時用のTSHP算出処理によって、通電開始タイミングTSHPを算出し、本処理を終了する。このステップ12における通電開始タイミングTSHPの算出手法は、目標供給電力ELOBJが増大したときと、減少したときで、互いに異なっている。具体的には、目標供給電力ELOBJが増大したときには、そのときに得られている通電開始タイミングTSHP(前回値)と、前記ステップ8で算出されたFB補正項COFBとの和から、ステップ11で算出されたオフセット補正項COFFを減算することによって、通電開始タイミングTSHPを算出する(TSHP←TSHPの前回値+COFB−COFF)。一方、目標供給電力ELOBJが減少したときには、通電開始タイミングTSHPの前回値とFB補正項COFBの和に、オフセット補正項COFFを加算することによって、通電開始タイミングTSHPを算出する(TSHP←TSHPの前回値+COFB+COFF)。
In
また、高圧ポンプ20の通電終了タイミングTEHPは、目標供給電力ELOBJの変化の有無にかかわらず、通電開始タイミングTSHPから所定値を減算することによって、通電開始タイミングTSHPよりも所定値分、遅角側の回転角度位置に、算出される。この所定値は、非常に小さい値に設定されている。これにより、通電終了タイミングTEHPは、吐出行程中のタイミングに算出される。
Further, the energization end timing TEHP of the high-
図8は、低圧ポンプ吐出量QLPO、通電開始タイミングTSHP及び要求トルクTREQの推移の一例を示している。前述したように、目標供給電力ELOBJは、要求トルクTREQが低負荷領域にあるときには、第1目標供給電力ELOBJ1に設定され、中負荷領域及び高負荷領域にあるときには、第2目標供給電力ELOBJ2及び第3目標供給電力ELOBJ3にそれぞれ設定される(ステップ2、図7)。これにより、低圧ポンプ吐出量QLPOは、図8に示すように、TREQが低負荷領域にあるときには、ELOBJ1に応じた一定の第1吐出量QLPO1に制御され、中負荷領域にあるときには、ELOBJ2に応じた一定の第2吐出量QLPO2に、高負荷領域にあるときには、ELOBJ3に応じた一定の第3吐出量QLPO3に、それぞれ制御される。第1〜第3吐出量QLPO1〜QLPO3の大小関係は、QLPO3>QLPO2>QLPO1である。
FIG. 8 shows an example of changes in the low-pressure pump discharge amount QLPO, the energization start timing TSHP, and the required torque TREQ. As described above, the target supply power ELOBJ is set to the first target supply power ELOBJ1 when the required torque TREQ is in the low load region, and the second target supply power ELOBJ2 when the required torque TREQ is in the medium load region and the high load region. The third target supply power ELOBJ3 is set (
前記ステップ2の実行による目標供給電力ELOBJの設定により、低圧ポンプ吐出量QLPOは、所定の3つの回転数負荷領域(図7参照)において、エンジン回転数NEが属する回転数領域が高回転側の領域であるほど、また、要求トルクTREQが属する負荷領域が高負荷側の領域であるほど、より多くなるように制御される。また、低圧ポンプ吐出量QLPOは、3つの回転数負荷領域の各々において、各回転数負荷領域で設定される目標燃圧PFOBJの最大値を前述した高圧ポンプ20の制御によって実現可能な一定値に、制御される。
By setting the target supply power ELOBJ in the execution of
また、通電開始タイミングTSHPは、目標供給電力ELOBJが変化していないとき(ステップ9:NO)、すなわち、低圧ポンプ吐出量QLPOが変化していないとき(時点t1及びt2以外)には、エンジン回転数NE及び要求トルクTREQが属する回転数負荷領域にかかわらず、その前回値にFB補正項COFBを加算することによって算出される(ステップ10)。これにより、通電開始タイミングTSHPが、要求トルクTREQが大きいほど、より進角側の値に算出されることによって、高圧ポンプ吐出量が多くなり、その結果、燃圧PFが、より大きな目標燃圧PFOBJになるように増大される。 The energization start timing TSHP is determined when the target supply power ELOBJ has not changed (step 9: NO), that is, when the low-pressure pump discharge amount QLPO has not changed (other than the time points t1 and t2). Regardless of the rotational speed load region to which the number NE and the required torque TREQ belong, it is calculated by adding the FB correction term COFB to the previous value (step 10). As a result, the energization start timing TSHP is calculated to be a more advanced value as the required torque TREQ is larger, thereby increasing the discharge amount of the high-pressure pump. As a result, the fuel pressure PF is changed to a larger target fuel pressure PFOBJ. To be increased.
また、目標供給電力ELOBJが増大したとき(ステップ9:YES)、すなわち、低圧ポンプ吐出量QLPOが増大したとき(時点t1、時点t2)には、通電開始タイミングTSHPは、その前回値とFB補正項COFBの和から、オフセット補正項COFFを減算することによって算出される(ステップ12)。この場合、オフセット補正項COFFは、目標供給電力ELOBJが第1目標供給電力ELOBJ1から第2目標供給電力ELOBJ2に増大したとき(時点t1に相当)には、第1オフセット補正項COFF1に設定され、第2目標供給電力ELOBJ2から第3目標供給電力ELOBJ3に増大したとき(時点t2に相当)には、第2オフセット補正項COFF2に設定される(ステップ11)。 Further, when the target supply power ELOBJ increases (step 9: YES), that is, when the low-pressure pump discharge amount QLPO increases (time t1, time t2), the energization start timing TSHP is corrected with the previous value and FB correction. It is calculated by subtracting the offset correction term COFF from the sum of the terms COFB (step 12). In this case, the offset correction term COFF is set to the first offset correction term COFF1 when the target supply power ELOBJ increases from the first target supply power ELOBJ1 to the second target supply power ELOBJ2 (corresponding to the time point t1). When the second target supply power ELOBJ2 increases to the third target supply power ELOBJ3 (corresponding to the time point t2), the second offset correction term COFF2 is set (step 11).
以上により、通電開始タイミングTSHPは、目標供給電力ELOBJがELOBJ1からELOBJ2に増大したときには、第1オフセット補正項COFF1の分、遅角側(高圧ポンプ吐出量を減少させる側)の値に補正され、ELOBJ2からELOBJ3に増大したときには、第2オフセット補正項COFF2の分、遅角側の値に補正される。これにより、目標供給電力ELOBJの増大に伴う低圧ポンプ吐出量QLPOの増大分が補償されるので、燃圧PFOBJを目標燃圧PFOBJにより早期に収束させることができる。 As described above, the energization start timing TSHP is corrected to a value on the retard side (side to decrease the high-pressure pump discharge amount) by the amount of the first offset correction term COFF1 when the target supply power ELOBJ increases from ELOBJ1 to ELOBJ2. When it increases from ELOBJ2 to ELOBJ3, it is corrected to the value on the retard side by the amount of the second offset correction term COFF2. As a result, the increase in the low-pressure pump discharge amount QLPO accompanying the increase in the target supply power ELOBJ is compensated, so that the fuel pressure PFOBJ can be quickly converged to the target fuel pressure PFOBJ.
また、目標供給電力ELOBJが減少したとき(ステップ9:YES)、すなわち、低圧ポンプ吐出量QLPOが減少したとき(時点t1、時点t2)には、通電開始タイミングTSHPは、その前回値とFB補正項COFBの和に、オフセット補正項COFFを加算することによって算出される(ステップ12)。この場合、オフセット補正項COFFは、目標供給電力ELOBJが第2目標供給電力ELOBJ2から第1目標供給電力ELOBJ1に減少したとき(時点t1に相当)には、第1オフセット補正項COFF1に設定され、第3目標供給電力ELOBJ3から第2目標供給電力ELOBJ2に減少したとき(時点t2に相当)には、第2オフセット補正項COFF2に設定される(ステップ11)。 When the target supply power ELOBJ decreases (step 9: YES), that is, when the low-pressure pump discharge amount QLPO decreases (time t1, time t2), the energization start timing TSHP is corrected with the previous value and FB correction. The offset correction term COFF is added to the sum of the terms COFB (step 12). In this case, the offset correction term COFF is set to the first offset correction term COFF1 when the target supply power ELOBJ decreases from the second target supply power ELOBJ2 to the first target supply power ELOBJ1 (corresponding to the time point t1). When the third target supply power ELOBJ3 decreases to the second target supply power ELOBJ2 (corresponding to the time point t2), the second offset correction term COFF2 is set (step 11).
以上により、通電開始タイミングTSHPは、目標供給電力ELOBJがELOBJ2からELOBJ1に減少したときには、第1オフセット補正項COFF1の分、進角側(高圧ポンプ吐出量を増大させる側)の値に補正され、ELOBJ3からELOBJ2に減少したときには、第2オフセット補正項COFF2の分、進角側の値に補正される。これにより、目標供給電力ELOBJの減少に伴う低圧ポンプ吐出量QLPOの減少分が補償されるので、燃圧PFOBJを目標燃圧PFOBJにより早期に収束させることができる。 As described above, the energization start timing TSHP is corrected to the value on the advance side (the side that increases the discharge amount of the high-pressure pump) by the amount of the first offset correction term COFF1 when the target supply power ELOBJ decreases from ELOBJ2 to ELOBJ1. When it decreases from ELOBJ3 to ELOBJ2, it is corrected to the value on the advance side by the amount of the second offset correction term COFF2. As a result, the decrease in the low-pressure pump discharge amount QLPO accompanying the decrease in the target supply power ELOBJ is compensated, so that the fuel pressure PFOBJ can be quickly converged to the target fuel pressure PFOBJ.
なお、図8は、低圧ポンプ吐出量QLPO、通電開始タイミングTSHP及び要求トルクTREQ(エンジン3の負荷)の関係を示しているが、低圧ポンプ吐出量QLPO、通電開始タイミングTSHP及びエンジン回転数NEの関係も、同様である。 FIG. 8 shows the relationship between the low-pressure pump discharge amount QLPO, the energization start timing TSHP and the required torque TREQ (load of the engine 3), but the low-pressure pump discharge amount QLPO, the energization start timing TSHP and the engine speed NE The relationship is the same.
また、本実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、本実施形態におけるECU2が、本発明における運転状態検出手段、低圧ポンプ制御手段、目標燃圧設定手段及び高圧ポンプ制御手段に相当するとともに、本実施形態における吸込チェック弁22及び電磁アクチュエータ23が、本発明における電磁弁に相当する。また、本実施形態におけるクランク角センサ32及びアクセル開度センサ33が、本発明における運転状態検出手段に相当する。
The correspondence between various elements in the present embodiment and various elements in the present invention is as follows. That is, the
以上のように、本実施形態によれば、燃圧PFが目標燃圧PFOBJになるように、高圧ポンプ吐出量が、電磁アクチュエータ23の通電開始タイミングTSHPを介して制御される(ステップ8、10、12)。また、低圧ポンプ吐出量QLPOが、エンジン回転数NE及び要求トルクTREQに応じて制御される(ステップ2、図7)。
As described above, according to this embodiment, the discharge amount of the high-pressure pump is controlled via the energization start timing TSHP of the
具体的には、低圧ポンプ吐出量QLPOが、所定の3つの回転数負荷領域において、エンジン回転数NEが属する回転数領域が高回転側の領域であるほど、また、要求トルクTREQが属する負荷領域が高負荷側の領域であるほど、より多くなるように制御される。また、3つの回転数負荷領域の各々において、低圧ポンプ吐出量QLPOが、各回転数負荷領域で設定される目標燃圧PFOBJの最大値を前述した高圧ポンプ20の制御によって実現可能な値に、抑制される。以上により、エンジン3の運転状態が3つの回転数負荷領域のいずれにあるときにも、低圧ポンプ吐出量QLPOを、エンジン回転数NE及び要求トルクTREQに応じて適切に制御でき、ひいては、燃圧PFの制御精度を向上させることができる。
Specifically, when the low-pressure pump discharge amount QLPO is in a predetermined three rotational speed load region, the higher the rotational speed region to which the engine rotational speed NE belongs, the more the load region to which the required torque TREQ belongs. Is controlled so as to increase as the region is on the high load side. Further, in each of the three rotational speed load regions, the low-pressure pump discharge amount QLPO is suppressed to a value that can be realized by the control of the high-
また、低圧ポンプ吐出量QLPOが、3つの回転数負荷領域の各々において、3つの回転数負荷領域の全体において設定される目標燃圧PFOBJの最大値を実現可能な値に制御されるのではなく、各回転数負荷領域で設定される目標燃圧PFOBJの最大値を実現可能な値に、抑制される。したがって、低圧ポンプ12の消費電力を、エンジン回転数NE及び要求トルクTREQに応じて適切に低減でき、ひいては、エンジン3の燃費を向上させることができる。
Further, the low pressure pump discharge amount QLPO is not controlled to a value that can realize the maximum value of the target fuel pressure PFOBJ set in the whole of the three rotation speed load areas in each of the three rotation speed load areas, The maximum value of the target fuel pressure PFOBJ set in each rotation speed load region is suppressed to a value that can be realized. Therefore, the power consumption of the low-
さらに、高圧ポンプ20の吸込側に、高圧ポンプ吐出量を調整するための吸込チェック弁22及び電磁アクチュエータ23から成る常開式の電磁弁が設けられている。したがって、上述した低圧ポンプ12の消費電力の低減効果と相まって、燃料供給装置1全体の消費電力を低減することができる。
Furthermore, a normally open solenoid valve including a
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、本発明における内燃機関の運転状態として、エンジン回転数NE及び要求トルクTREQの双方を用いているが、両者NE、TREQの一方を用いてもよい。あるいは、内燃機関の運転状態を表す他の適当なパラメータ、例えば、吸入空気量や燃料噴射量などを用いてもよい。また、実施形態では、図8に示すように、低圧ポンプ吐出量QLPOを段階的に制御しているが、内燃機関の運転状態に応じてリニアに変化するように制御してもよく、あるいは、曲線的に変化するように制御してもよい。この場合、例えば、複数の回転数負荷領域の各々において、低圧ポンプ吐出量の最少値や、低圧ポンプ吐出量の最少値と最大値の間の中間値が、当該各回転数負荷領域で設定される目標燃圧の最大値を実現可能な大きさに、制御(設定)される。さらに、実施形態では、本発明における複数の回転数領域及び負荷領域の数は、3つであるが、任意である。 In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, both the engine speed NE and the required torque TREQ are used as the operating state of the internal combustion engine in the present invention, but one of both NE and TREQ may be used. Alternatively, other appropriate parameters representing the operating state of the internal combustion engine, for example, an intake air amount or a fuel injection amount may be used. In the embodiment, as shown in FIG. 8, the low-pressure pump discharge amount QLPO is controlled stepwise, but may be controlled so as to change linearly according to the operating state of the internal combustion engine, or You may control so that it may change in a curve. In this case, for example, in each of the plurality of rotation speed load regions, a minimum value of the low pressure pump discharge amount and an intermediate value between the minimum value and the maximum value of the low pressure pump discharge amount are set in each rotation speed load region. The target fuel pressure is controlled (set) so that the maximum value can be realized. Furthermore, in the embodiment, the number of the plurality of rotation speed regions and load regions in the present invention is three, but is arbitrary.
また、実施形態では、請求項2及び3に記載の低圧ポンプ吐出量の制御を、3つの回転数負荷領域の各々において実行しているが、所定の1つの運転領域においてのみ実行し、それ以外の運転領域においては、低圧ポンプ吐出量を、一定値に制御せずに、エンジン回転数NEが高いほど、また、要求トルクTREQが大きいほど、より多くなるように制御してもよい。さらに、実施形態では、低圧ポンプ吐出量QLPOを、目標供給電力ELOBJに基づいてフィードフォワード的に制御しているが、フィードバック制御してもよい。この場合、例えば、低圧ポンプ吐出量の実際値をセンサなどで検出し、低圧ポンプ吐出量の目標値を設定するとともに、低圧ポンプ吐出量の目標値と実際値の偏差に基づき、所定のフィードバック制御アルゴリズムで算出したフィードバック補正項を用いて、低圧ポンプの目標供給電力が算出される。
In the embodiment, the control of the low-pressure pump discharge amount according to
また、実施形態では、常開式の吸込チェック弁22が吸込側に設けられたタイプの高圧ポンプ20を用いているが、他の適当なタイプの高圧ポンプを用いてもよく、例えば、常閉式の吸込チェック弁が吸込側に設けられたタイプの高圧ポンプを用いてもよい。さらに、実施形態では、本発明における内燃機関として、ガソリンエンジンであるエンジン3を用いているが、ディーゼルエンジンや、LPGエンジンなどを用いてもよい。また、以上の実施形態のバリエーションを適宜、組み合わせてもよいことは、もちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
In the embodiment, the high-
1 燃料供給装置
2 ECU(運転状態検出手段、低圧ポンプ制御手段、目標燃圧設定手段、高圧 ポンプ制御手段)
3 エンジン
4 インジェクタ
11 燃料タンク
12 低圧ポンプ
20 高圧ポンプ
22 吸込チェック弁(電磁弁)
23 電磁アクチュエータ(電磁弁)
32 クランク角センサ(運転状態検出手段)
33 アクセル開度センサ(運転状態検出手段)
PF 燃圧
NE エンジン回転数(内燃機関の運転状態、内燃機関の回転数)
TREQ 要求トルク(内燃機関の運転状態、内燃機関の負荷)
PFOBJ 目標燃圧
QLPO 低圧ポンプ吐出量
DESCRIPTION OF
3
23 Electromagnetic actuator (solenoid valve)
32 Crank angle sensor (operating state detection means)
33 Accelerator opening sensor (operating state detection means)
PF Fuel pressure NE Engine speed (operating state of internal combustion engine, speed of internal combustion engine)
TREQ required torque (operating state of internal combustion engine, load of internal combustion engine)
PFOBJ Target fuel pressure QLPO Low pressure pump discharge
Claims (4)
燃料タンク内の燃料を前記燃料噴射弁側に吐出する、電動式の低圧ポンプと、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記低圧ポンプからの燃料の吐出量である低圧ポンプ吐出量を制御する低圧ポンプ制御手段と、
前記低圧ポンプから吐出された燃料を、吸い込むとともに、昇圧した状態で前記燃料噴射弁側に吐出する高圧ポンプと、
当該高圧ポンプよりも前記燃料噴射弁側の燃料の圧力の目標値である目標燃圧を、前記内燃機関の運転状態に応じて設定する目標燃圧設定手段と、
前記高圧ポンプよりも前記燃料噴射弁側の燃料の圧力である燃圧が前記設定された目標燃圧になるように、前記高圧ポンプを制御する高圧ポンプ制御手段と、を備え、
前記低圧ポンプ制御手段は、前記設定される目標燃圧の最大値を前記高圧ポンプ制御手段による前記高圧ポンプの制御によって実現可能な大きさに、前記低圧ポンプ吐出量を抑制することを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 A fuel supply device for an internal combustion engine for supplying fuel to a fuel injection valve of the internal combustion engine,
An electric low pressure pump that discharges fuel in a fuel tank to the fuel injection valve side;
An operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine;
Low-pressure pump control means for controlling a low-pressure pump discharge amount that is a fuel discharge amount from the low-pressure pump according to the detected operating state of the internal combustion engine;
A high-pressure pump that sucks the fuel discharged from the low-pressure pump and discharges the fuel to the fuel injection valve side in a pressurized state;
Target fuel pressure setting means for setting a target fuel pressure, which is a target value of the fuel pressure on the fuel injection valve side of the high-pressure pump, according to the operating state of the internal combustion engine;
High-pressure pump control means for controlling the high-pressure pump so that the fuel pressure that is the fuel pressure on the fuel injection valve side of the high-pressure pump becomes the set target fuel pressure,
The low-pressure pump control means suppresses the discharge amount of the low-pressure pump so that a maximum value of the set target fuel pressure can be realized by controlling the high-pressure pump by the high-pressure pump control means. Engine fuel supply.
前記高圧ポンプ制御手段は、前記高圧ポンプからの燃料の吐出量を、前記燃圧が前記目標燃圧になるように、前記電磁弁を介して制御することを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給装置。 On the suction side of the high-pressure pump, a normally open solenoid valve for adjusting the amount of fuel discharged from the high-pressure pump is provided,
The high-pressure pump control means controls the amount of fuel discharged from the high-pressure pump via the solenoid valve so that the fuel pressure becomes the target fuel pressure. A fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 1.
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JP2017006362A (en) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 株式会社三共 | Game machine |
JP2017006363A (en) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 株式会社三共 | Game machine |
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- 2013-12-26 JP JP2013270168A patent/JP2015124716A/en active Pending
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