JP2017198096A - Fuel supply system for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの燃料噴射弁に燃料を供給するエンジンの燃料供給装置に関し、詳しくは、アイドルストップ制御の実行中における燃料の供給技術に関する。 The present invention relates to an engine fuel supply device that supplies fuel to an engine fuel injection valve, and more particularly, to a fuel supply technique during execution of idle stop control.
従来、自動車等の車両に搭載されるエンジン(内燃機関)は、燃料噴射弁として、例えば、燃焼室内(筒内)に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を備えているものがあり、また筒内噴射弁と共に吸気路に燃料を噴射する吸気路噴射弁を備えているもの、吸気路噴射弁のみを備えているものもある。筒内噴射弁は燃焼室内に燃料を直接噴射するため、噴射のタイミングによっては、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力を比較的高くする必要がある。このため、筒内噴射弁と吸気路噴射弁とを備えるエンジンにおいては、吸気路噴射弁に供給する燃料の圧力(燃圧)よりも高い圧力で燃料を供給可能な高圧ポンプを備え、この高圧ポンプにより昇圧された燃料が筒内噴射弁に供給されるようになっている。また吸気路噴射弁が筒内に近接して配置されている場合にも、筒内噴射弁の場合と同様に燃料が高圧ポンプによって昇圧されることがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, an engine (internal combustion engine) mounted on a vehicle such as an automobile includes, as a fuel injection valve, for example, an in-cylinder injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber (in-cylinder). Some have an intake passage injection valve that injects fuel into the intake passage together with the inner injection valve, and some have only an intake passage injection valve. Since the in-cylinder injection valve directly injects fuel into the combustion chamber, the pressure of the fuel supplied to the in-cylinder injection valve needs to be relatively high depending on the injection timing. For this reason, an engine including an in-cylinder injection valve and an intake passage injection valve includes a high-pressure pump capable of supplying fuel at a pressure higher than the pressure (fuel pressure) of fuel supplied to the intake passage injection valve. The fuel whose pressure has been increased by the above is supplied to the in-cylinder injection valve. Even when the intake passage injection valve is disposed close to the cylinder, the fuel may be boosted by the high-pressure pump as in the case of the cylinder injection valve.
例えば、燃料タンクからフィードポンプ(低圧ポンプ)により圧送された燃料を高圧ポンプにより昇圧した高圧の燃料(以下、「高圧燃料」ともいう)が筒内噴射弁に供給される一方、吸気路噴射弁には、高圧燃料を減圧し、筒内噴射弁に供給される燃料よりも低圧とした燃料(以下、「低圧燃料」ともいう)が供給されるものがある(例えば、特許文献1参照)。 For example, high-pressure fuel (hereinafter also referred to as “high-pressure fuel”) obtained by boosting fuel pumped from a fuel tank by a feed pump (low-pressure pump) by a high-pressure pump is supplied to an in-cylinder injection valve, while an intake passage injection valve In some cases, a high-pressure fuel is decompressed and supplied with a fuel having a lower pressure than the fuel supplied to the in-cylinder injection valve (hereinafter also referred to as “low-pressure fuel”) (see, for example, Patent Document 1).
ここで、例えば、筒内噴射弁のように、シリンダヘッドに取り付けられている燃料噴射弁を備えている場合、シリンダヘッドの熱によって燃料噴射弁の温度が上昇し、それに伴い、燃料噴射弁に供給される燃料の温度が過度に上昇してしまう虞がある。 Here, for example, when a fuel injection valve attached to the cylinder head is provided, such as an in-cylinder injection valve, the temperature of the fuel injection valve rises due to the heat of the cylinder head, and accordingly, the fuel injection valve There is a risk that the temperature of the supplied fuel will rise excessively.
例えば、筒内噴射弁は、その先端部がエンジンの燃焼室内(筒内)に位置している。このため、高圧燃料が供給される高圧燃料系(筒内噴射弁を含む)では、燃料の温度が高温になる虞がある。詳しくは、燃焼室にて筒内噴射弁の先端部が加熱されると、その熱が高圧燃料系の燃料に伝わり(燃料が受熱し)、高圧燃料系の燃料温度が高温になる虞がある。 For example, the tip of the in-cylinder injection valve is located in the combustion chamber (cylinder) of the engine. For this reason, in a high pressure fuel system (including an in-cylinder injection valve) to which high pressure fuel is supplied, the temperature of the fuel may become high. Specifically, when the tip of the in-cylinder injection valve is heated in the combustion chamber, the heat is transferred to the high-pressure fuel system fuel (the fuel receives heat), and the fuel temperature of the high-pressure fuel system may become high. .
特に、筒内噴射弁と吸気路噴射弁とを備えるエンジンにおいて、吸気路噴射弁のみから燃料が噴射される運転状態が続いた場合など、筒内噴射弁から噴射される燃料量が少ないと、高圧燃料系の燃料温度が高温になり易い。 In particular, in an engine including an in-cylinder injection valve and an intake passage injection valve, when the amount of fuel injected from the in-cylinder injection valve is small, such as when an operation state in which fuel is injected only from the intake passage injection valve continues, The fuel temperature of the high-pressure fuel system tends to be high.
そして高圧燃料系の燃料温度が過度に上昇してしまうと、それに伴い筒内噴射弁のノズル先端部にデポジットが生じたり、またソレノイドの性能が変動すること等により、噴射量にバラツキが生じてしまう虞がある。また高圧ポンプ内に気泡が入り込み、高圧ポンプが正常に作動しなくなる虞もある。 If the fuel temperature of the high-pressure fuel system rises excessively, deposits occur at the nozzle tip of the in-cylinder injection valve, and fluctuations in the performance of the solenoid cause variations in the injection amount. There is a risk of it. Further, bubbles may enter the high-pressure pump and the high-pressure pump may not operate normally.
特許文献1に記載のエンジンのように余剰燃料を燃料タンクに戻すリターン通路を備える場合、エンジン作動中であれば、リターン通路を介して余剰燃料を燃料タンクに戻すようにすることで、高圧燃料系の燃料温度の上昇を抑制することができる。
In the case where a return passage for returning surplus fuel to the fuel tank is provided as in the engine described in
ただし、高圧ポンプが作動しないエンジン停止中には、余剰燃料を燃料タンクに戻すことはできないため、高圧燃料系の燃料温度の上昇を抑制することは難しい。 However, since the surplus fuel cannot be returned to the fuel tank while the engine is stopped when the high-pressure pump does not operate, it is difficult to suppress an increase in the fuel temperature of the high-pressure fuel system.
例えば、近年は、信号待ち時等の停車時に、エンジンを自動的に停止させ、発進時に自動的に再始動させるようにした、いわゆるアイドルストップ制御が実用化されている。そして、エンジンが高温になっている状態で、アイドルストップ制御によりエンジンが停止した場合、高圧燃料系の燃料温度がさらに上昇してしまう虞もある。 For example, in recent years, so-called idle stop control has been put into practical use in which the engine is automatically stopped when the vehicle stops, such as when waiting for a signal, and is automatically restarted when the vehicle starts. If the engine is stopped by idle stop control while the engine is at a high temperature, the fuel temperature of the high-pressure fuel system may further increase.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、アイドルストップ制御が実行されている場合でも、高圧燃料系の燃料の温度上昇を効果的に抑制することができるエンジンの燃料供給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even when idling stop control is being executed, an engine fuel supply device that can effectively suppress an increase in the temperature of fuel in a high-pressure fuel system. The purpose is to provide.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、燃料タンク内の燃料を圧送する電動式の低圧ポンプと、該低圧ポンプにより圧送された燃料を昇圧させるエンジンにより駆動される高圧ポンプと、該高圧ポンプにより昇圧された燃料が供給され第1の燃料噴射弁が取り付けられた第1のデリバリパイプと、該第1のデリバリパイプの下流側に接続されて余剰燃料を前記燃料タンクへ戻すリターン配管と、を備えるエンジンの燃料供給装置であって、前記第1のデリバリパイプの燃料温度を検出する燃料温度検出手段と、所定の自動停止条件が成立したときに前記エンジンを自動停止させ、所定の再始動条件が成立したときに自動停止中の前記エンジンを再始動させるアイドルストップ制御が実行されている間に、前記第1のデリバリパイプの燃料温度が第1の閾値よりも高くなると、燃料の強制循環を実行する強制循環手段と、を備えることを特徴とするエンジンの燃料供給装置にある。 A first aspect of the present invention that solves the above problems includes an electric low-pressure pump that pumps fuel in a fuel tank, a high-pressure pump that is driven by an engine that boosts the fuel pumped by the low-pressure pump, A first delivery pipe to which fuel boosted by a high-pressure pump is supplied and a first fuel injection valve is attached, and a return pipe connected to the downstream side of the first delivery pipe to return surplus fuel to the fuel tank A fuel temperature detecting means for detecting the fuel temperature of the first delivery pipe, and automatically stopping the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, The fuel of the first delivery pipe is being executed while the idle stop control for restarting the engine that is automatically stopped when the restart condition is satisfied. When degree is higher than the first threshold value, lying in the fuel supply system for an engine according to claim comprising: a forced circulation means for the forced circulation of the fuel, the.
本発明の第2の態様は、第1の態様のエンジンの燃料供給装置において、前記エンジンの高負荷での運転時間を積算する運転時間積算手段を備え、前記強制循環手段は、前記運転時間積算手段による積算結果が所定時間よりも長い場合に、前記燃料の強制循環を実行することを特徴とするエンジンの燃料供給装置にある。 According to a second aspect of the present invention, in the engine fuel supply apparatus according to the first aspect, the engine fuel supply device further includes an operation time integration unit that integrates an operation time at a high load of the engine, and the forced circulation unit includes the operation time integration. In the engine fuel supply device, the forced circulation of the fuel is executed when the integration result by the means is longer than a predetermined time.
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様のエンジンの燃料供給装置において、前記第
1の燃料噴射弁から噴射される噴射量を積算する噴射量積算手段を備え、前記強制循環手段は、前記噴射量積算手段による積算結果が所定噴射量よりも少ない場合に、前記燃料の強制循環を実行することを特徴とするエンジンの燃料供給装置にある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the engine fuel supply apparatus according to the first or second aspect, further comprising an injection amount integrating unit that integrates an injection amount injected from the first fuel injection valve, and the forced circulation unit. Is a fuel supply device for an engine, which performs the forced circulation of the fuel when the result of integration by the injection amount integration means is smaller than a predetermined injection amount.
本発明の第4の態様は、第1から3の何れか一つの態様のエンジンの燃料供給装置において、前記強制循環手段は、前記第1のデリバリパイプの燃料温度が前記第1の閾値よりも低い第2の閾値まで低下すると、前記燃料の強制循環を終了することを特徴とするエンジンの燃料供給装置にある。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel supply device for an engine according to any one of the first to third aspects, the forced circulation means includes a fuel temperature of the first delivery pipe that is lower than the first threshold value. The fuel supply device for an engine is characterized in that the forced circulation of the fuel is terminated when it is lowered to a low second threshold value.
本発明の第5の態様は、第1から4の何れか一つの態様のエンジンの燃料供給装置において、前記高圧ポンプを迂回して当該高圧ポンプの上流側と下流側とを接続するバイパス通路と、該バイパス通路を開閉するバイパス弁とを備え、前記強制循環手段は、前記バイパス弁を開弁させて前記低圧ポンプによる前記燃料の強制循環を実行することを特徴とするエンジンの燃料供給装置にある。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel supply apparatus for an engine according to any one of the first to fourth aspects, a bypass passage that bypasses the high-pressure pump and connects the upstream side and the downstream side of the high-pressure pump. And a bypass valve that opens and closes the bypass passage, wherein the forced circulation means opens the bypass valve and performs the forced circulation of the fuel by the low-pressure pump. is there.
本発明の第6の態様は、第1から5の何れか一つの態様のエンジンの燃料供給装置において、前記燃料タンク内の燃料温度を検出するタンク温度検出手段を備え、前記強制循環手段による前記燃料の強制循環の実行中に、前記燃料タンク内の燃料温度が所定温度以上になると、前記エンジンを強制再始動させる強制再始動手段をさらに備えることを特徴とするエンジンの燃料供給装置にある。 A sixth aspect of the present invention is the engine fuel supply apparatus according to any one of the first to fifth aspects, further comprising tank temperature detection means for detecting a fuel temperature in the fuel tank, wherein the forced circulation means The fuel supply device for an engine further includes forced restart means for forcibly restarting the engine when the fuel temperature in the fuel tank becomes a predetermined temperature or more during execution of forced fuel circulation.
本発明の第7の態様は、第6の態様のエンジンの燃料供給装置において、前記第1のデリバリパイプの下流側に減圧装置を介して接続されると共に、前記第1の燃料噴射弁よりも吸気通路の上流側に配置される第2の燃料噴射弁が取り付けられた第2のデリバリパイプを備え、前記強制再始動手段は、前記第1のデリバリパイプの燃料温度が前記第1の閾値よりも大きい第3の閾値以下である場合には、前記第1の燃料噴射弁から燃料を噴射させて前記エンジンを強制再始動させ、前記第1のデリバリパイプの燃料温度が前記第3の閾値を超えている場合には、前記第2の燃料噴射弁から燃料を噴射させて前記エンジンを強制再始動させることを特徴とするエンジンの燃料供給装置にある。 According to a seventh aspect of the present invention, in the fuel supply apparatus for an engine according to the sixth aspect, the fuel supply apparatus is connected to a downstream side of the first delivery pipe via a pressure reducing device, and is more than the first fuel injection valve. A second delivery pipe to which a second fuel injection valve disposed on the upstream side of the intake passage is attached; and the forced restarting means has a fuel temperature of the first delivery pipe that is higher than the first threshold value. Is less than the larger third threshold value, the fuel is injected from the first fuel injection valve to forcibly restart the engine, and the fuel temperature of the first delivery pipe reaches the third threshold value. When it exceeds, the fuel is supplied from the second fuel injection valve, and the engine is forcibly restarted.
本発明の第8の態様は、第1から7の何れか一つの態様のエンジンの燃料供給装置において、前記第1の燃料噴射弁が、前記エンジンの筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁である
ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置にある。
According to an eighth aspect of the present invention, in the fuel supply apparatus for an engine according to any one of the first to seventh aspects, the in-cylinder injection valve in which the first fuel injection valve injects fuel into the cylinder of the engine. An engine fuel supply device is characterized by the above.
かかる本発明によれば、エンジンが停止している状態であっても、高圧燃料系の燃料を、リターン燃料を介して燃料タンクに戻すことができる。すなわち高圧燃料系の燃料を適宜循環させることができる。このため、アイドルストップ制御が実行されてエンジンが停止している状態であっても、高圧燃料系の燃料の温度上昇を効果的に抑制することができる。 According to the present invention, even when the engine is stopped, the high-pressure fuel can be returned to the fuel tank via the return fuel. In other words, high-pressure fuel-based fuel can be appropriately circulated. For this reason, even when the idling stop control is executed and the engine is stopped, the temperature rise of the fuel in the high-pressure fuel system can be effectively suppressed.
したがって、エンジンを再始動させた際、高圧ポンプを介して燃料が供給される第1の燃料噴射弁、例えば、筒内噴射弁が良好に作動し、また高圧ポンプの気泡に起因する異常の発生も抑制することができる。よって第1の燃料噴射弁から噴射される燃料量の均一化を図ることができる。 Therefore, when the engine is restarted, the first fuel injection valve to which fuel is supplied via the high-pressure pump, for example, the in-cylinder injection valve operates well, and an abnormality caused by bubbles in the high-pressure pump occurs. Can also be suppressed. Therefore, the amount of fuel injected from the first fuel injection valve can be made uniform.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る燃料供給装置は、燃料タンク内の燃料をエンジン(内燃機関)に供給する装置である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A fuel supply device according to the present invention is a device that supplies fuel in a fuel tank to an engine (internal combustion engine).
図1に示すように、燃料供給装置が適用されたエンジン10は、自動車等の車両に搭載される、例えば、直列4気筒のエンジン(内燃機関)であり、一列に並設された4つの気筒(燃焼室)11を備えている。各気筒11には、図示は省略するが、それぞれ点火プラグが配されると共に、吸気ポート及び排気ポートが設けられている。さらにエンジン10は、吸気ポートに接続される吸気マニホールド12と、排気ポートに接続される排気マニホールド13とを備えている。
As shown in FIG. 1, an
またエンジン10は、例えば、シリンダヘッドに設けられ各気筒(燃焼室)11に燃料を直接噴射する複数(4つ)の筒内噴射弁(第1の燃料噴射弁)14と、吸気通路内、例えば、吸気マニホールド12の吸気ポート付近に燃料を噴射する複数(4つ)の吸気路噴射弁(第2の燃料噴射弁)15と、を備えている。すなわち第2の燃料噴射弁である吸気路噴射弁15は、第1の燃料噴射弁である筒内噴射弁14よりも吸気通路の上流側に設けられている。例えば、本実施形態では、吸気路噴射弁15は吸気マニホールド12に設けられている。
The
そして燃料供給装置20は、これら筒内噴射弁14及び吸気路噴射弁15を介して、燃料タンク21内の燃料を、エンジン10内(本実施形態では各気筒11内あるいは吸気マニホールド12内)に供給する。かかる燃料供給装置20は、電動式の低圧ポンプであるフィードポンプ22と、エンジン10により駆動される高圧ポンプ23と、を備えており、これらフィードポンプ22及び高圧ポンプ23によって、筒内噴射弁14及び吸気路噴射弁15に対して燃料タンク21内の燃料を圧送する。
The
フィードポンプ22は、燃料タンク21と高圧ポンプ23とを接続する低圧燃料配管(低圧燃料通路)24の途中に設けられている。上述のようにフィードポンプ22は電動式の低圧ポンプであり、燃料タンク21内から汲み上げた低圧の燃料(低圧燃料)を高圧ポンプ23に供給する。なお本実施形態では、フィードポンプ22は、燃料タンク21の外部に設けられているが、燃料タンク21の内部に設けられていてもよい。
The
高圧ポンプ23は、高圧燃料配管(高圧燃料通路)25を介して、各筒内噴射弁14が取り付けられた第1のデリバリパイプ(コモンレール)26に接続されている。そしてフィードポンプ22によって高圧ポンプ23に供給された低圧燃料が、この高圧ポンプ23によって所定の圧力まで昇圧される。そして昇圧された高圧の燃料(高圧燃料)が第1のデリバリパイプ26に供給され、この第1のデリバリパイプ26から各筒内噴射弁14に分配される。なお図示は省略するが、高圧ポンプ23は、エンジン10のカムシャフトの回転を利用してシリンダ内を往復運動するプランジャを備え、このプランジャの往復運動によって燃料が昇圧されるように構成されている。
The high-
また本実施形態では、この高圧ポンプ23を迂回して高圧ポンプ23の上流側の低圧燃料配管24と、下流側の高圧燃料配管25とを接続するバイパス配管(バイパス通路)27が設けられている。このバイパス配管27には、バイパス配管27を開閉する開閉弁であるバイパス弁28が設けられている。なお図示は省略するが、バイパス配管27には、バイパス弁28と共に逆止弁が設けられており、バイパス配管27は低圧燃料配管24側から高圧燃料配管25側にのみ、燃料が流れるようになっている。
In the present embodiment, a bypass pipe (bypass passage) 27 is provided that bypasses the high-
さらに、第1のデリバリパイプ26の下流側には複数の各吸気路噴射弁15が取り付けられた第2のデリバリパイプ(コモンレール)29が接続配管30を介して接続されている。接続配管30には、第1のデリバリパイプ26から供給される燃料の流量を調整する流量調整弁31が設けられている。
Further, a second delivery pipe (common rail) 29 to which a plurality of intake
この流量調整弁31は、その開度を調整することで燃料の流量を調整するものであり、通過する燃料の流量減少に伴って燃料の圧力が低下する。つまり流量調整弁31は、第1のデリバリパイプ26から供給される燃料を所定の圧力まで減圧する減圧装置として機能する。本実施形態では、第1のデリバリパイプ26から接続配管30に供給される高圧燃料が、流量調整弁31によって所定圧力まで減圧される。そして減圧された低圧の燃料(低圧燃料)が、第2のデリバリパイプ29に供給され、この第2のデリバリパイプ29から各吸気路噴射弁15に対して分配される。
The flow
第2のデリバリパイプ29の下流側には、燃圧調整弁(レギュレータ)32を介してリターン配管(リターン通路)33の一端が接続されている。リターン配管33の他端側は、燃料タンク21に接続されている。燃圧調整弁32は、第2のデリバリパイプ29内の燃料圧力を略一定に保つためのものであり、第2のデリバリパイプ29内の燃料圧力が所定圧力よりも高くなると機械的に開弁するように構成されている。
One end of a return pipe (return passage) 33 is connected to the downstream side of the
このような本実施形態に係る燃料供給装置20は、燃料タンク21から低圧燃料配管24及び高圧燃料配管25(バイパス配管27含む)と、第1のデリバリパイプ26と、接続配管30と、第2のデリバリパイプ29と、リターン配管33とによって燃料供給系が形成されている。そのうち、高圧燃料配管25及び第1のデリバリパイプ26は、複数の筒内噴射弁14に分配される高圧燃料が供給される高圧燃料系を形成し、接続配管30、第2のデリバリパイプ29は、複数の吸気路噴射弁15に分配される低圧燃料が供給される低圧燃料系を形成する。そして、このような燃料供給系を有する燃料供給装置20では、各筒内噴射弁14及び吸気路噴射弁15から燃料を噴射した後の余剰燃料は、リターン配管33から燃料タンク21に戻される。
Such a
また車両は、図2に示すように、電子制御ユニット(ECU)40を備えている。ECU40は、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類を備えて構成されている。このECU40が、各種センサ類からの情報に基づいて、エンジン10の総合的な制御を行っている。
Further, as shown in FIG. 2, the vehicle includes an electronic control unit (ECU) 40. The
ECU40には、各種センサ類からの情報に基づいて、例えば、筒内噴射弁14及び吸気路噴射弁15から噴射される燃料噴射量等を適宜制御する。さらにECU40は、本実施形態に係る燃料供給装置20の一部を構成し、筒内噴射弁14及び吸気路噴射弁15から噴射される燃料噴射量を制御する際には、エンジン10の運転状態等に応じて、燃料タンク21からエンジン10への燃料の供給状態(供給量、供給圧力等)を適宜制御する。
The
さらに本実施形態に係る燃料供給装置20は、アイドルストップ制御が実行されエンジン10が停止している間にも、燃料タンク21から燃料供給系(エンジン10)への燃料の供給状態を適宜制御している。例えば、燃料供給装置20は、アイドルストップ制御が実行されている間に、筒内噴射弁14を含む高圧燃料系の燃料温度が高くなると、燃料タンク21の燃料を燃料供給系で強制的に循環させ、高圧燃料系である第1のデリバリパイプ26の燃料温度の上昇を抑制している。
Furthermore, the
以下では、このような燃料供給装置20による燃料の強制循環について詳しく説明する。
ECU40は、上述のようにエンジン10の総合的な制御を行うための各種機能を備えているが、その一つとして、図2に示すように、エンジン10のアイドルストップ制御を実行するアイドルストップ制御手段41を備えている。さらにECU40は、燃料供給装置20を構成する強制循環手段42、運転時間積算手段43、噴射量積算手段44及び強制再始動手段45を備えている。
Below, the forced circulation of the fuel by such a
The
アイドルストップ制御手段41は、車両の走行状態に基づいてアイドルストップ制御を適宜実行する。すなわちアイドルストップ制御手段41は、所定のアイドルストップ条件(自動停止条件)が成立したときにエンジン10を自動停止させ、所定の再始動条件が成立したときに自動停止中のエンジン10を再始動させる。なお、このようにエンジンの再始動を前提としたアイドルストップ制御自体は、公知の技術である。このため、アイドルストップ制御の詳細、例えば、アイドルストップ条件や再始動条件等についての説明は省略する。
The idle stop control means 41 appropriately executes idle stop control based on the traveling state of the vehicle. That is, the idle stop control means 41 automatically stops the
強制循環手段42は、アイドルストップ制御手段41によってアイドルストップ制御が実行されている際、複数の筒内噴射弁14が取り付けられた第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第1の閾値よりも高いこと一つの条件として、燃料の強制循環を実行する。つまり強制循環手段42は、高圧燃料系の燃料温度が第1の閾値よりも高いことを一つの条件として、燃料の強制循環を実行する。
In the forced circulation means 42, when the idle stop control is being executed by the idle stop control means 41, the fuel temperature of the
第1のデリバリパイプ26には、内部の燃料温度を検出する温度センサ(燃料温度検出手段)50が設けられている。強制循環手段42は、アイドルストップ制御が実行されてエンジン10が停止すると、まずは、この温度センサ50の検出結果に基づいて第1のデリバリパイプ26の燃料温度が、予め設定された第1の閾値よりも高いか否かを判断する。
The
そして強制循環手段42は、アイドルストップ制御が実行されている間に、第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第1の閾値よりも高い場合に燃料の強制循環を行うが、本実施形態では、さらに運転時間積算手段43及び噴射量積算手段44の演算結果に基づいて、燃料の強制循環の実行の要否を判断している。
The forced circulation means 42 performs forced circulation of the fuel when the fuel temperature of the
ここで、運転時間積算手段43は、エンジン10が作動している際(アイドルストップ制御が実行される前)に、エンジン10の高負荷での運転時間を積算して高負荷運転時間を演算する。運転時間積算手段43は、例えば、エンジン10の回転数と負荷とに基づいて設定される運転領域マップ等に基づいて、エンジン10の運転状態が所定の高負荷運転領域である場合に、その時間を積算して高負荷運転積算時間を求める。なお運転時間積算手段43は、例えば、過去数分間程度における高負荷運転時間を積算した高負荷運転積算時間を記憶し、時間の経過に伴ってその高負荷運転積算時間を順次更新する。勿論、運転時間積算手段43が高負荷運転積算時間を演算する期間は、特に限定されず、適宜設定されればよい。
Here, the operation time integration means 43 calculates the high load operation time by integrating the operation time of the
噴射量積算手段44は、各筒内噴射弁14から噴射された噴射量を積算して噴射量積算値を求める。噴射量積算手段44による噴射量積算値の演算方法は、特に限定されないが、例えば、各筒内噴射弁14の開弁期間(パルス幅)に基づいて求めることができる。なお噴射量積算手段44も、運転時間積算手段43と同様に、過去数分間程度における噴射量を積算した噴射量積算値を記憶し、時間の経過に伴って記憶した噴射量積算値を順次更新する。
The injection amount integration means 44 calculates the injection amount integration value by integrating the injection amounts injected from the in-
高負荷運転積算時間が比較的長い場合にはエンジン10の温度がかなり上昇しており、アイドルストップ制御の実行中に第1のデリバリパイプ26の燃料温度が上昇し易いと判断できる。また噴射量積算値が少ない場合には、例えば、燃料供給系全体(燃料タンクを含む)の燃料温度が上昇していることが予想され、その結果、アイドルストップ制御の実行中に第1のデリバリパイプ26の燃料温度が上昇し易いと判断できる。
When the high load operation integration time is relatively long, the temperature of the
そこで強制循環手段42は、アイドルストップ制御が実行されている間に、第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第1の閾値よりも高く、高負荷運転積算時間が予め設定された第1の時間よりも長く且つ噴射量積算値が予め設定された第1の噴射量よりも少ない場合に、燃料供給系における燃料の強制循環を実行する。
Therefore, the forced circulation means 42 is the first time when the fuel temperature of the
ここで、強制循環手段42は、具体的には、バイパス配管27に設けられたバイパス弁28及び接続配管30に設けられた流量調整弁31を開弁させ、この状態で、低圧ポンプであるフィードポンプ22を作動させることで、燃料の強制循環を実行する。なお、流量調整弁31は、所定開度で常時開弁されており、ここでいう流量調整弁31の開弁とは、その開度を大きくする(好ましくは最大開度)ことである。
Here, the forced circulation means 42 specifically opens the flow
エンジン10が停止している状態では、高圧ポンプ23は作動しないため、通常は、第1のデリバリパイプ26に燃料が供給されることはない。ただし、バイパス弁28及び流量調整弁31を開弁させた状態で、フィードポンプ22を作動させることで、燃料タンク21内から汲み上げられた低圧燃料が、低圧燃料配管24からバイパス配管27及び高圧燃料配管25を介して第1のデリバリパイプ26に供給される。すなわち低圧燃料が高圧ポンプ23を迂回して第1のデリバリパイプ26に供給される。これにより第1のデリバリパイプ26内の燃料は、接続配管30、第2のデリバリパイプ29及びリターン配管33を介して燃料タンク21に戻される。つまり燃料供給系において燃料が強制的に循環され、高圧燃料系である第1のデリバリパイプ26内の燃料が入れ替えられる。
Since the high-
このようにアイドルストップ制御が実行されている間に、燃料の強制循環を適宜実行することで、高圧燃料系である第1のデリバリパイプ26内の燃料の温度上昇が抑制される。あるいは第1のデリバリパイプ26内の燃料温度が低下する。これにより、例えば、筒内噴射弁14のノズル先端部のデポジットを抑制することができ、またソレノイドの性能の変動を抑制することができる。さらには、高圧ポンプ23内への気泡の侵入も抑制することができる。したがって、アイドルストップ制御が終了してエンジン10が再始動される際、筒内噴射弁14から噴射される燃料量のバラツキを抑制することができる。
Thus, while the idle stop control is being executed, the forced circulation of the fuel is appropriately executed, so that the temperature rise of the fuel in the
なお強制循環手段42は、第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第1の閾値よりも低い第2の閾値まで低下した段階で、燃料の強制循環を終了する。このようなタイミングで燃料の強制循環を停止することで、フィードポンプ22を無駄に作動させることなく、第1のデリバリパイプ26の燃料温度の上昇を効果的に抑制することができる。勿論、燃料の強制循環を終了するタイミングは、特に限定されず、例えば、アイドルストップ制御が実行されている間は、常に実施するようにしてもよい。
The forced circulation means 42 ends the forced circulation of the fuel when the fuel temperature of the
強制再始動手段45は、強制循環手段42による燃料の強制循環の実行中に、燃料タンク21内の燃料温度が所定の第1の温度以上になると、エンジン10を強制再始動させる。具体的には、バイパス弁28及び流量調整弁31を閉弁させた後、エンジン10を強制再始動させる。本実施形態では、燃料タンク21内に燃料温度を検出するタンク温度検出手段である温度センサ51が設けられており、強制再始動手段45は、この温度センサ51の検出結果に基づいて燃料タンク21内の燃料温度が第1の温度以上であるか否かを判定する。
The forced restart means 45 forcibly restarts the
上述のように燃料の強制循環を行うと、高温の燃料が燃料タンク21に戻されるため、燃料タンク21内の燃料温度が大きく上昇してしまう虞がある。この場合、燃料を強制循環させても、第1のデリバリパイプ26内の燃料温度を十分に抑制することができない場合がある。そこで、燃料タンク21内の燃料温度が所定温度以上になると、エンジン10を一時的に強制再始動させて筒内噴射弁14或いは吸気路噴射弁15から高温の燃料を噴射させるようにした。これにより、高圧供給系である第1のデリバリパイプ26内の燃料温度の上昇をより効果的に抑制することができる。
When the forced circulation of the fuel is performed as described above, the high-temperature fuel is returned to the
ここで本実施形態では、強制再始動手段45は、第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第3の閾値(>第1の閾値)以下である場合には、筒内噴射弁14から燃料を噴射させてエンジン10を強制再始動させる。第1のデリバリパイプ26の燃料温度が比較的低い状態では、筒内噴射弁14の燃料噴射量のバラツキは小さいと考えられるため、筒内噴射弁14から燃料を噴射させる。これにより、エンジン10を適切に再始動でき、第1のデリバリパイプ26の燃料温度の上昇を効果的に抑制することができる。
Here, in the present embodiment, the forced restarting
一方、第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第3の閾値を超えている場合には、強制再始動手段45は、吸気路噴射弁15から燃料を噴射させてエンジン10を強制再始動させる。第1のデリバリパイプ26の燃料温度が比較的高い状態では、上述のように筒内噴射弁14による燃料噴射量にバラツキが生じ易いため、吸気路噴射弁15から燃料を噴射させる。これにより、エンジン10を適切に再始動できる。またこの場合にも、第1のデリバリパイプ26の燃料はその下流側に移動するため、第1のデリバリパイプ26の燃料温度の上昇を抑制することができる。
On the other hand, when the fuel temperature of the
なお強制再始動手段45によるエンジン10の再始動は、アイドリングストップ制御の終了に伴うエンジン10の再始動とは異なり、アイドリングストップ制御を実行している状態で行う一時的なエンジン10の再始動である。したがって、強制再始動手段45が、例えば、燃料タンク21内の燃料温度が所定温度よりも低くなりエンジン10を停止させた際、アイドルストップ条件が成立していれば、その後、アイドリングストップ制御が継続される。
The restart of the
次に、図3のフローチャートを参照して本実施形態に係る燃料の強制循環制御の一例についてさらに説明する。
図3に示すように、ステップS1でアイドルストップ制御が実行されてエンジン10が停止しているか否かを判定する。アイドルストップ制御が実行されていなければ(ステップS1:No)、燃料の強制循環を実行することなく処理を終了する。
Next, an example of the forced circulation control of the fuel according to the present embodiment will be further described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 3, it is determined in step S1 whether or not the idle stop control is executed and the
アイドルストップ制御が実行されている場合には(ステップS1:Yes)、次いでステップS2で、第1のデリバリパイプ26の燃料温度が、予め設定された第1の閾値を超えているか否かを判定する。第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第1の閾値を超えている場合には(ステップS2:Yes)、さらにステップS3で、アイドルストップ制御が実行される前における高負荷運転積算時間が、予め設定された第1の時間よりも長いか否かを判定する。高負荷運転積算時間が第1の時間よりも長い場合には(ステップS3:Yes)、さらにステップS4でアイドルストップ制御が実行される前における噴射量積算値が、所定の第1の噴射量よりも少ないか否かを判定する。この噴射量積算値が第1の噴射量より少ない場合には(ステップS4:Yes)、ステップS5に進み、燃料の強制循環を実行する。すなわちバイパス弁28及び流量調整弁31を開弁させると共に、フィードポンプ22を作動させる。
If the idle stop control is being executed (step S1: Yes), then in step S2, it is determined whether or not the fuel temperature of the
なお第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第1の閾値以下の場合(ステップS2:No)、高負荷運転積算時間が第1の時間以下の場合(ステップS3:No)、あるいは噴射量積算値が第1の噴射量以上の場合には(ステップS4:No)、燃料の強制循環を実行することなく一連の処理を終了する。
In addition, when the fuel temperature of the
ステップS5で燃料の強制循環を開始すると、次いでステップS6で第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第2の閾値(<第1の閾値)以下であるか否かを判定する。第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第2の閾値以下まで低下している場合には(ステップS6:Yes)、ステップS7に進み、燃料の強制循環を終了する。すなわちフィードポンプ22を停止すると共に、バイパス弁28及び流量調整弁31を閉弁させる。
When the forced circulation of fuel is started in step S5, it is then determined in step S6 whether or not the fuel temperature of the
一方、ステップS6で第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第2の閾値よりも高い場合には(ステップS6:No)、ステップS8に進み、燃料タンク21内の燃料温度が第1の温度以上であるか否かを判定する。燃料タンク21内の燃料温度が第1の温度よりも低ければ(ステップS8:No)、ステップS6に戻る。燃料タンク21内の燃料温度が第1の温度以上であれば(ステップS8:Yes)、ステップS9に進み、バイパス弁28及び流量調整弁31を閉弁させた後、エンジン10の強制再始動を実行する。
On the other hand, when the fuel temperature of the
詳しくは、ステップS10で第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第3の閾値(>第1の閾値)を超えているか否かを判定する。第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第3の閾値を超えている場合には(ステップ10:Yes)、ステップS11に進み、吸気路噴射弁15から燃料を噴射させてエンジン10を強制再始動させる(MPI始動)。また第1のデリバリパイプ26の燃料温度が第3の閾値以下である場合には(ステップS10:No)、ステップS12に進み、筒内噴射弁14から燃料を噴射させてエンジン10を強制再始動させる(DI始動)。
Specifically, in step S10, it is determined whether or not the fuel temperature of the
このように本発明に係る燃料供給装置20は、アイドルストップ制御が実行されている期間に、燃料の強制循環を適宜実行するようにしたので、高圧燃料系である第1のデリバリパイプ26の燃料温度の上昇を抑制することができる。したがって、アイドルストップ制御が終了してエンジン10が再始動される際、筒内噴射弁14の燃料噴射量のバラツキを抑制することができる。
As described above, since the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述の実施形態では、バイパス配管及びバイパス弁を設けることで、フィードポンプによって第1のデリバリパイプに燃料が供給されるようにした。しかしながら、燃料タンクと第1のデリバリパイプとを繋ぐ配管構造は特に限定されるものではない。例えば、バイパス配管及びバイパス弁の代わりに、高圧ポンプの出口に電磁弁を設けるようにしてもよい。この場合、フィードポンプにより燃料の強制循環を行う際、高圧ポンプ出口の電磁弁を開弁させることで、高圧ポンプを介して低圧燃料が第1のデリバリパイプに供給される。すなわち上記配管構造は、フィードポンプによって第1のデリバリパイプに燃料を供給して燃料の強制循環を行うことができるものであればよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment.
For example, in the above-described embodiment, by providing the bypass pipe and the bypass valve, the fuel is supplied to the first delivery pipe by the feed pump. However, the piping structure that connects the fuel tank and the first delivery pipe is not particularly limited. For example, an electromagnetic valve may be provided at the outlet of the high pressure pump instead of the bypass pipe and the bypass valve. In this case, when the fuel is forcedly circulated by the feed pump, the low pressure fuel is supplied to the first delivery pipe via the high pressure pump by opening the solenoid valve at the outlet of the high pressure pump. That is, the piping structure is not limited as long as the fuel can be supplied to the first delivery pipe by the feed pump to perform forced circulation of the fuel.
また上述の実施形態では、アイドルストップ制御が実行されている間に、第1のデリバリパイプの燃料温度が第1の閾値よりも高く、運転時間積算値が第1の時間よりも長く且つ噴射量積算値が第1の噴射量よりも少ない場合に、燃料の強制循環を実行するようにした。つまり3つの条件が成立した場合に、燃料の強制循環を実行するようにした。しかしながら、燃料の強制循環は、少なくとも第1のデリバリパイプの燃料温度が第1の閾値よりも高い場合に行うようにすればよく、例えば、2つの条件が成立した場合に行ってもよい。 In the above-described embodiment, while the idle stop control is being performed, the fuel temperature of the first delivery pipe is higher than the first threshold, the operating time integrated value is longer than the first time, and the injection amount When the integrated value is smaller than the first injection amount, forced circulation of fuel is performed. That is, when three conditions are satisfied, the forced circulation of fuel is executed. However, the forced circulation of the fuel may be performed at least when the fuel temperature of the first delivery pipe is higher than the first threshold, and may be performed when, for example, two conditions are satisfied.
また上述の実施形態では、高圧燃料が供給される第1の燃料噴射弁と、低圧燃料が供給される第2の燃料噴射弁とを備えたエンジンを例示して本発明を説明したが、本発明は、第1の燃料噴射弁のみを備えるエンジンにも適用することができるものである。 Further, in the above-described embodiment, the present invention has been described by exemplifying an engine including a first fuel injection valve to which high-pressure fuel is supplied and a second fuel injection valve to which low-pressure fuel is supplied. The invention can also be applied to an engine including only the first fuel injection valve.
さらに、上述の実施形態では、第1の燃料噴射弁として筒内噴射弁を備えるエンジンを例示して本発明を説明したが、本発明は、第1の噴射弁としてエンジンの燃焼室近傍に配置された吸気路噴射弁を備えるエンジンにも適用することができる。すなわち第1の燃料噴射弁として吸気路噴射弁を備える場合であっても、上述した実施形態と同様に、高圧燃料系の燃料の温度上昇を抑制することができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention has been described by exemplifying an engine including an in-cylinder injection valve as the first fuel injection valve. However, the present invention is disposed near the combustion chamber of the engine as the first injection valve. The present invention can also be applied to an engine having an intake manifold injection valve. That is, even when the intake passage injection valve is provided as the first fuel injection valve, the temperature increase of the fuel in the high-pressure fuel system can be suppressed as in the above-described embodiment.
10 エンジン
11 気筒
12 吸気マニホールド
13 排気マニホールド
14 筒内噴射弁(第1の燃料噴射弁)
15 吸気路噴射弁(第2の燃料噴射弁)
20 燃料供給装置
21 燃料タンク
22 フィードポンプ(低圧ポンプ)
23 高圧ポンプ
24 低圧燃料配管
25 高圧燃料配管
26 第1のデリバリパイプ
27 バイパス配管
28 バイパス弁
29 第2のデリバリパイプ
30 接続配管
31 流量調整弁
32 燃圧調整弁
33 リターン配管
40 電子制御ユニット(ECU)
41 アイドルストップ制御手段
42 強制循環手段
43 運転時間積算手段
44 噴射量積算手段
45 強制再始動手段
50、51 温度センサ(温度検出手段)
10
15 Intake channel injection valve (second fuel injection valve)
20
DESCRIPTION OF
41 Idle stop control means 42 Forced circulation means 43 Operating time integration means 44 Injection amount integration means 45 Forced restart means 50, 51 Temperature sensor (temperature detection means)
Claims (8)
前記第1のデリバリパイプの燃料温度を検出する燃料温度検出手段と、
所定の自動停止条件が成立したときに前記エンジンを自動停止させ、所定の再始動条件が成立したときに自動停止中の前記エンジンを再始動させるアイドルストップ制御が実行されている間に、前記第1のデリバリパイプの燃料温度が第1の閾値よりも高くなると、燃料の強制循環を実行する強制循環手段と、を備える
ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 An electric low-pressure pump that pumps fuel in the fuel tank, a high-pressure pump that is driven by an engine that boosts the pressure of the fuel pumped by the low-pressure pump, and a fuel that is boosted by the high-pressure pump and supplied with the first fuel A fuel supply device for an engine, comprising: a first delivery pipe to which an injection valve is attached; and a return pipe connected to a downstream side of the first delivery pipe to return surplus fuel to the fuel tank,
Fuel temperature detection means for detecting the fuel temperature of the first delivery pipe;
While the idle stop control is executed, the engine is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and the engine that is being automatically stopped is restarted when the predetermined restart condition is satisfied. A fuel supply device for an engine, comprising: a forced circulation means for performing a forced circulation of fuel when the fuel temperature of one delivery pipe becomes higher than a first threshold value.
前記エンジンの高負荷での運転時間を積算する運転時間積算手段を備え、
前記強制循環手段は、前記運転時間積算手段による積算結果が所定時間よりも長い場合に、前記燃料の強制循環を実行する
ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 The fuel supply apparatus for an engine according to claim 1,
Comprising an operation time integration means for integrating the operation time of the engine at a high load;
The engine fuel supply device according to claim 1, wherein the forced circulation means performs the forced circulation of the fuel when an accumulation result by the operation time accumulation means is longer than a predetermined time.
前記第1の燃料噴射弁から噴射される噴射量を積算する噴射量積算手段を備え、
前記強制循環手段は、前記噴射量積算手段による積算結果が所定噴射量よりも少ない場合に、前記燃料の強制循環を実行する
ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 The fuel supply device for an engine according to claim 1 or 2,
An injection amount integrating means for integrating the injection amount injected from the first fuel injection valve;
The engine fuel supply device, wherein the forced circulation means performs the forced circulation of the fuel when an integration result by the injection amount integration means is smaller than a predetermined injection amount.
前記強制循環手段は、前記第1のデリバリパイプの燃料温度が前記第1の閾値よりも低い第2の閾値まで低下すると、前記燃料の強制循環を終了する
ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 The engine fuel supply device according to any one of claims 1 to 3,
The engine fuel supply device, wherein the forced circulation means ends the forced circulation of the fuel when the fuel temperature of the first delivery pipe decreases to a second threshold value lower than the first threshold value. .
前記高圧ポンプを迂回して当該高圧ポンプの上流側と下流側とを接続するバイパス通路と、該バイパス通路を開閉するバイパス弁とを備え、
前記強制循環手段は、前記バイパス弁を開弁させて前記低圧ポンプによる前記燃料の強制循環を実行する
ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 The engine fuel supply device according to any one of claims 1 to 4,
A bypass passage that bypasses the high-pressure pump and connects the upstream side and the downstream side of the high-pressure pump, and a bypass valve that opens and closes the bypass passage,
The engine fuel supply device according to claim 1, wherein the forced circulation means opens the bypass valve to execute the forced circulation of the fuel by the low pressure pump.
前記燃料タンク内の燃料温度を検出するタンク温度検出手段を備え、
前記強制循環手段による前記燃料の強制循環の実行中に、前記燃料タンク内の燃料温度が所定温度以上になると、前記エンジンを強制再始動させる強制再始動手段をさらに備える
ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 The engine fuel supply device according to any one of claims 1 to 5,
Tank temperature detecting means for detecting the fuel temperature in the fuel tank,
The engine further comprises forced restart means for forcibly restarting the engine when the fuel temperature in the fuel tank becomes equal to or higher than a predetermined temperature during the forced circulation of the fuel by the forced circulation means. Fuel supply device.
前記第1のデリバリパイプの下流側に減圧装置を介して接続されると共に、前記第1の燃料噴射弁よりも吸気通路の上流側に配置される第2の燃料噴射弁が取り付けられた第2のデリバリパイプを備え、
前記強制再始動手段は、前記第1のデリバリパイプの燃料温度が前記第1の閾値よりも大きい第3の閾値以下である場合には、前記第1の燃料噴射弁から燃料を噴射させて前記エンジンを強制再始動させ、前記第1のデリバリパイプの燃料温度が前記第3の閾値を超えている場合には、前記第2の燃料噴射弁から燃料を噴射させて前記エンジンを強制再始動させる
ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 The engine fuel supply device according to claim 6,
A second fuel injection valve is connected to the downstream side of the first delivery pipe via a pressure reducing device, and a second fuel injection valve disposed on the upstream side of the intake passage relative to the first fuel injection valve is attached. With a delivery pipe of
The forced restarting means causes the fuel to be injected from the first fuel injection valve when the fuel temperature of the first delivery pipe is equal to or lower than a third threshold value that is greater than the first threshold value. The engine is forcibly restarted, and when the fuel temperature of the first delivery pipe exceeds the third threshold value, the engine is forcibly restarted by injecting fuel from the second fuel injection valve. A fuel supply device for an engine.
前記第1の燃料噴射弁が、前記エンジンの筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁である
ことを特徴とするエンジンの燃料供給装置。 The engine fuel supply device according to any one of claims 1 to 7,
The engine fuel supply apparatus, wherein the first fuel injection valve is an in-cylinder injection valve that injects fuel into the cylinder of the engine.
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