JP3344134B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection device for internal combustion engine

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JP3344134B2
JP3344134B2 JP32852594A JP32852594A JP3344134B2 JP 3344134 B2 JP3344134 B2 JP 3344134B2 JP 32852594 A JP32852594 A JP 32852594A JP 32852594 A JP32852594 A JP 32852594A JP 3344134 B2 JP3344134 B2 JP 3344134B2
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fuel
pressure
injection
fuel injection
engine
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利美 柏倉
洋一 杉浦
大地 山崎
宗一 松下
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Toyota Motor Corp
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射装置
に関し、特に、内燃機関(以下単に機関と記す)の1燃
焼サイクルに必要な機関の全気筒に噴射する燃料を燃料
ポンプにより燃料蓄圧室に1回の圧送で供給する内燃機
関の燃料噴射装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, and more particularly, to a fuel pump for storing fuel injected into all cylinders of the engine required for one combustion cycle of the internal combustion engine (hereinafter simply referred to as engine). The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine that supplies a single pressure feed to a chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料ポンプから吐出された高圧の燃料を
燃料供給管を介して燃料蓄圧室に供給し、燃料蓄圧室内
の高圧燃料を噴射管を介して燃料噴射弁に供給し、燃料
蓄圧室内の燃料圧を検出してこの燃料圧が機関の運転状
態に応じて変化する目標燃料圧となるように燃料ポンプ
の吐出量を制御するようにした機関が公知である。特開
平4−311670号公報にはこのような燃料噴射装置
が開示されている。
2. Description of the Related Art High-pressure fuel discharged from a fuel pump is supplied to a fuel storage chamber via a fuel supply pipe, and high-pressure fuel in the fuel storage chamber is supplied to a fuel injection valve via an injection pipe. An engine is known which detects the fuel pressure of the fuel pump and controls the discharge amount of a fuel pump so that the fuel pressure becomes a target fuel pressure which changes according to the operating state of the engine. Japanese Patent Laying-Open No. 4-31670 discloses such a fuel injection device.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この燃料噴射装置は、
燃料噴射弁から燃料を噴射する毎に噴射に必要な燃料を
燃料蓄圧室に燃料ポンプにより圧送する必要がある。そ
れゆえ燃料ポンプの圧送すなわち燃料ポンプのシリンダ
内のピストン往復運動が頻繁に行われ、シリンダとピス
トン間に発生するフリクションにより燃料ポンプの耐久
性が損なわれるという問題が生じる。
SUMMARY OF THE INVENTION
Each time fuel is injected from a fuel injection valve, it is necessary to pump the fuel required for injection into the fuel accumulator by a fuel pump. Therefore, the pumping of the fuel pump, that is, the reciprocating motion of the piston in the cylinder of the fuel pump is frequently performed, and the friction generated between the cylinder and the piston deteriorates the durability of the fuel pump.

【0004】それゆえ本発明は前記問題を解決し、すな
わち燃料ポンプのシリンダ内におけるピストン往復運動
の回数を減少し、ピストン往復運動により生じるフリク
ションを減らし燃料ポンプの寿命を延ばし、またピスト
ン往復運動時に生じる作動音を低減することを目的とす
る。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, that is, the number of piston reciprocating motions in the cylinder of the fuel pump is reduced, the friction caused by the piston reciprocating motion is reduced, the life of the fuel pump is extended, and the piston reciprocating motion is reduced. It is intended to reduce the generated operating noise.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の基本ブロ
ック構成図である。前記目的を達成する本発明による内
燃機関の燃料噴射装置は、燃料ポンプから吐出された高
圧燃料を燃料供給管を介して燃料蓄圧室に供給し、該燃
料蓄圧室の高圧燃料を噴射管を介して複数の燃料噴射弁
に供給し、前記燃料蓄圧室内の燃料圧を検出して該燃料
圧が該機関の運転状態に応じて変化する目標燃料圧とな
るように燃料ポンプの吐出量を制御するようにした内燃
機関の燃料噴射装置において、前記燃料噴射弁の各々か
ら対応する前記機関の各々の気筒に前記高圧燃料を噴射
する毎に変化する前記燃料圧を検出する燃圧検出手段
と、前記機関の全気筒への噴射が完了する毎に前記燃圧
検出手段により検出された前記燃料圧に基づき前記燃料
ポンプによる吐出燃料圧力を算出する吐出燃圧算出手段
と、前記燃料蓄圧室に前記吐出燃料圧力とする燃料量を
圧送するように前記燃料ポンプを制御する圧送量制御手
段と、を備えたことを特徴とする。
FIG. 1 is a basic block diagram of the present invention. A fuel injection device for an internal combustion engine according to the present invention that achieves the above object supplies high-pressure fuel discharged from a fuel pump to a fuel accumulator through a fuel supply pipe, and supplies high-pressure fuel in the fuel accumulator through the injection pipe. The fuel pressure is supplied to a plurality of fuel injection valves, the fuel pressure in the fuel storage chamber is detected, and the discharge amount of the fuel pump is controlled so that the fuel pressure becomes a target fuel pressure that changes according to the operating state of the engine. A fuel pressure detecting means for detecting the fuel pressure that changes each time the high-pressure fuel is injected from each of the fuel injection valves into a corresponding cylinder of the engine; and A discharge fuel pressure calculating means for calculating a discharge fuel pressure by the fuel pump based on the fuel pressure detected by the fuel pressure detecting means each time the fuel injection to all the cylinders is completed; and A pumping quantity control means for controlling the fuel pump to pump the fuel amount, characterized by comprising a.

【0006】[0006]

【作用】本発明の内燃機関の燃料噴射装置は、機関の複
数の気筒に対応した燃料噴射弁から機関の1燃焼サイク
ルに噴射される燃料量を燃料ポンプによる1回のピスト
ン往復運動で燃料蓄圧室に供給するのでピストン往復運
動の回数が減少しそれにより生じるフリクションが減少
する。
According to the fuel injection device for an internal combustion engine of the present invention, the amount of fuel injected in one combustion cycle of the engine from the fuel injection valves corresponding to a plurality of cylinders of the engine is accumulated by one reciprocating movement of the piston by the fuel pump. Feeding into the chamber reduces the number of piston reciprocations, thereby reducing the friction created.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の基本ブロ
ック構成図である。前記目的を達成する本発明による内
燃機関の燃料噴射装置は、1燃焼サイクルにピストンが
1往復運動する燃料ポンプから吐出された高圧燃料を燃
料供給菅を介して複数の燃料蓄圧室に供給し、該燃料蓄
圧室の高圧燃料を噴射菅を介して複数の燃料噴射弁に供
給し、前記燃料蓄圧室内の燃料圧を検出して該燃料圧が
該機関の運転状態に応じて変化する目標燃料圧となるよ
うに前記燃料ポンプの吐出量を制御するようにした内燃
機関の燃料噴射装置において、前記燃料噴射弁の各々か
ら対応する前記機関の気筒の各々に前記高圧燃料を噴射
する毎に変化する前記燃料圧を検出する燃圧検出手段
と、前記機関の全気筒への噴射が完了する毎に前記燃圧
検出手段により検出された前記燃料圧に基づき前記燃料
ポンプによる吐出燃料圧力を算出する吐出燃圧算出手段
と、前記燃料蓄圧室に前記吐出燃料圧力とする燃料量を
圧送するように前記燃料ポンプを制御する圧送量制御手
段と、を備えたことを特徴とする。
FIG. 1 is a basic block diagram of the present invention. The fuel injection system for an internal combustion engine according to the present invention to achieve the object, the piston 1 combustion cycle
Supplying high-pressure fuel discharged from one reciprocating fuel pump to a plurality of fuel accumulators via a fuel supply tube, and supplying high-pressure fuel in the fuel accumulator to a plurality of fuel injection valves via an injection tube; the fuel injection system for an internal combustion engine which is adapted fuel pressure by detecting the fuel pressure in the fuel accumulation chamber to control the discharge amount of the fuel pump so that the target fuel pressure that varies in accordance with the operating condition of the engine And fuel pressure detecting means for detecting the fuel pressure that changes each time the high-pressure fuel is injected from each of the fuel injection valves to each of the cylinders of the engine, and completes the injection to all the cylinders of the engine. A discharge fuel pressure calculation means for calculating a discharge fuel pressure by the fuel pump based on the fuel pressure detected by the fuel pressure detection means every time; and Characterized in that and a pumping quantity control means for controlling the charge pump.

【0008】切換制御弁17が大気通路18と圧力制御
室13との連通を遮断しているときには燃料蓄圧室22
内の高圧の燃料は一方では燃料通路20内に供給され、
他方では燃料供給口19、切換制御弁17の内部、圧力
制御室13および逆止弁14を介して背圧室12内に供
給される。このときニードル11の頂面に作用する燃料
圧によってニードル11はノズル口10を閉鎖してい
る。次いでソレノイド16が付勢されて切換制御弁17
が上昇すると燃料供給口19と圧力制御室13との連通
が遮断され、圧力制御室13が大気通路18に連通され
る。このとき背圧室12の燃料が絞り15および圧力制
御室13を介して大気通路18内に徐々に流出する。そ
の結果、背圧室12内の燃料圧が徐々に減少するために
ニードル11が徐々に上昇して燃料噴射が開始される。
ソレノイド16が消勢されると切換制御弁17によって
圧力制御室13と大気通路18との連通が遮断されると
共に燃料が逆止弁14を介して背圧室12内に供給さ
れ、燃料噴射が停止される。
When the switching control valve 17 blocks the communication between the atmosphere passage 18 and the pressure control chamber 13, the fuel pressure accumulating chamber 22
The high-pressure fuel inside is supplied into the fuel passage 20 on the one hand,
On the other hand, the fuel is supplied into the back pressure chamber 12 via the fuel supply port 19, the inside of the switching control valve 17, the pressure control chamber 13 and the check valve 14. At this time, the needle 11 closes the nozzle port 10 by the fuel pressure acting on the top surface of the needle 11. Next, the solenoid 16 is energized to switch the switching control valve 17.
Rises, the communication between the fuel supply port 19 and the pressure control chamber 13 is cut off, and the pressure control chamber 13 is connected to the atmosphere passage 18. At this time, the fuel in the back pressure chamber 12 gradually flows out into the atmosphere passage 18 via the throttle 15 and the pressure control chamber 13. As a result, since the fuel pressure in the back pressure chamber 12 gradually decreases, the needle 11 gradually rises and fuel injection is started.
When the solenoid 16 is deenergized, the communication between the pressure control chamber 13 and the atmosphere passage 18 is cut off by the switching control valve 17, and fuel is supplied into the back pressure chamber 12 via the check valve 14, and fuel injection is performed. Stopped.

【0009】一方、燃料ポンプ2はプランジャ30と、
プランジャ30の頂部によって画定された加圧室31と
を備える。プランジャ30の下方には機関によって駆動
されるカム32が設けられ、プランジャ30の下端部に
はカム32上を転動するローラ33が回転可能に取り付
けられる。従って、カム32が回転するとそれに伴って
プランジャ30が上下動されることが判る。加圧室31
の下方には燃料供給ポート34が開口しており、加圧室
31の上方部は逆止弁36および燃料供給管37を介し
て燃料蓄圧室22に連結される。また、加圧室31の頂
部にはソレノイド38によって駆動される制御弁39が
設けられ、加圧室31は制御弁39を介して燃料逃がし
通路40に連結される。
On the other hand, the fuel pump 2 comprises a plunger 30 and
A pressure chamber 31 defined by the top of the plunger 30. A cam 32 driven by an engine is provided below the plunger 30, and a roller 33 that rolls on the cam 32 is rotatably attached to a lower end of the plunger 30. Therefore, it can be seen that when the cam 32 rotates, the plunger 30 is moved up and down accordingly. Pressurizing chamber 31
A fuel supply port 34 is opened below the fuel cell, and an upper part of the pressurizing chamber 31 is connected to the fuel pressure accumulating chamber 22 via a check valve 36 and a fuel supply pipe 37. A control valve 39 driven by a solenoid 38 is provided at the top of the pressurizing chamber 31, and the pressurizing chamber 31 is connected to the fuel release passage 40 via the control valve 39.

【0010】カム32は機関のクランクシャフトの1/
2の速度で回転され、プランジャ30はクランク角72
0°CA毎に1往復される。プランジャ30が下方位置
にあるときには燃料供給ポート34が加圧室31内に開
口し、このとき燃料供給ポート34から加圧室31内に
燃料が供給される。次いでプランジャ30が上昇される
がこのとき制御弁39は開弁しているので加圧室31内
の燃料は加圧されることなく燃料逃がし通路40内に排
出される。次いでソレノイド38が付勢されて制御弁3
9が閉弁されるとプランジャ30が上昇するに連れて加
圧室31内の燃料が加圧され、この加圧された燃料が逆
止弁36および燃料供給管37を介して燃料蓄圧室22
内に供給される。
[0010] The cam 32 is 1/1 of the crankshaft of the engine.
2 and the plunger 30 is rotated at a crank angle 72
One reciprocation is performed every 0 ° CA. When the plunger 30 is at the lower position, the fuel supply port 34 opens into the pressurizing chamber 31, and at this time, fuel is supplied from the fuel supply port 34 into the pressurizing chamber 31. Next, the plunger 30 is raised. At this time, since the control valve 39 is opened, the fuel in the pressurizing chamber 31 is discharged into the fuel release passage 40 without being pressurized. Next, the solenoid 38 is energized and the control valve 3
When the valve 9 is closed, the fuel in the pressurizing chamber 31 is pressurized as the plunger 30 moves upward, and the pressurized fuel is supplied through the check valve 36 and the fuel supply pipe 37 to the fuel accumulating chamber 22.
Supplied within.

【0011】図2に示されるように、燃料蓄圧室22に
は燃料蓄圧室22内の燃料圧を検出するための圧力セン
サ3が取り付けられ、この圧力センサ3、機関回転数を
検出する回転数センサ4およびアクセルペダルの踏み込
み量を検出する負荷センサ5が制御装置6に接続され
る。燃料噴射弁1のソレノイド16は後述する燃料噴射
前のクランク角割込処理で求めた燃料噴射時間ニードル
11がノズル口10を開弁するように制御装置6の出力
信号に基づいて制御され、従って燃料噴射弁1からの燃
料噴射量は燃料蓄圧室22内の燃料圧に基づいて制御さ
れる。燃料蓄圧室22の目標燃料圧は機関負荷および機
関回転数の関数として予め演算により求めてROMに格
納しており、圧力センサ3により検出された燃料蓄圧室
22内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ2
のソレノイド38は後述する制御装置6の出力信号に基
づいて制御される。燃料蓄圧室22の目標燃料圧は概略
的に言うと機関負荷が高くなる程大きくなる。なお制御
装置6はデジタルコンピュータからなり、図示しないが
双方向性バスによって相互に接続されたCPU、RO
M、RAM、入力回路および出力回路を備える。後述す
るフローチャートの処理を実行する。
As shown in FIG. 2, a pressure sensor 3 for detecting the fuel pressure in the fuel accumulator 22 is attached to the fuel accumulator 22, and the pressure sensor 3 is used to detect the engine speed. A sensor 4 and a load sensor 5 for detecting an amount of depression of an accelerator pedal are connected to a control device 6. The solenoid 16 of the fuel injection valve 1 is controlled based on an output signal of the control device 6 so that the fuel injection time needle 11 determined by a crank angle interruption process before fuel injection described later opens the nozzle port 10. The fuel injection amount from the injection valve 1 is controlled based on the fuel pressure in the fuel accumulator 22. The target fuel pressure of the fuel accumulator 22 is calculated in advance as a function of the engine load and the engine speed and stored in the ROM. The fuel pressure in the fuel accumulator 22 detected by the pressure sensor 3 is equal to the target fuel pressure. So that the fuel pump 2
The solenoid 38 is controlled based on an output signal of the control device 6 described later. Generally speaking, the target fuel pressure of the fuel accumulator 22 increases as the engine load increases. The control device 6 is composed of a digital computer, and although not shown, a CPU and a RO connected to each other by a bidirectional bus.
M, RAM, input circuit and output circuit. The processing of the flowchart described later is executed.

【0012】図3は本発明による実施例の燃料蓄圧室内
の燃料圧変化を示すタイムチャートである。本図は4気
筒機関で全気筒の燃料噴射量を燃料ポンプ1回の圧送で
燃料蓄圧室に供給した例を示すものであり、燃料ポンプ
2の圧送により燃料蓄圧室22内に供給された燃料が燃
料蓄圧室22に連結された4つの燃料噴射弁1から4つ
の気筒(図示せず)に噴射されたときの燃料蓄圧室22
内の燃料圧変化を示すものである。最上段は機関のクラ
ンク角度CA、上段は4つの燃料噴射弁1が開くタイミ
ング、中段は燃料ポンプ2により燃料蓄圧室22内に燃
料が圧送されるタイミング、下段は燃料蓄圧室22内の
燃料圧の時間変化をそれぞれ示す。燃料ポンプ2内のピ
ストンの位置がそのピストンの上死点(TDC)に到達
する直前の一定期間に燃料は燃料蓄圧室22内に供給さ
れる。その間に燃料圧はリニアに上昇し燃料供給完了後
一定となる。本実施例では燃料ポンプ2の1回転は機関
の1燃焼サイクルすなわち機関のクランク角720°C
Aに相当する。また燃料ポンプ2内のピストンの上死点
と機関の第1気筒内ピストンの上死点とが一致する。燃
料ポンプ2による燃料の圧送後、#1の燃料噴射弁1か
ら機関の第1気筒へ燃料が噴射されると燃料圧は図示す
るように低下する。次いで#3、#4、#2の燃料噴射
弁1から対応する第3、第4、第2の各気筒に順次燃料
が噴射されるに従い燃料圧は図示するように徐々に低下
する。4つの燃料噴射弁1から対応する機関の4つの気
筒への燃料噴射が完了した後、上述のように次の燃焼サ
イクルに必要な燃料の燃料ポンプ2による燃料蓄圧室2
2内への供給と4つの燃料噴射弁1から4つの気筒への
燃料噴射とが繰り返される。
FIG. 3 is a time chart showing changes in fuel pressure in the fuel storage chamber of the embodiment according to the present invention. This figure shows an example in which the fuel injection amount of all cylinders is supplied to the fuel pressure accumulating chamber by one pumping of the fuel pump in the four-cylinder engine, and the fuel supplied to the fuel accumulating chamber 22 by the pressure pumping of the fuel pump 2 is shown. Accumulator chamber 22 is injected into four cylinders (not shown) from four fuel injection valves 1 connected to fuel accumulator chamber 22.
3 shows a change in fuel pressure in the inside. The upper stage is the crank angle CA of the engine, the upper stage is the timing at which the four fuel injection valves 1 are opened, the middle stage is the timing at which fuel is pumped into the fuel accumulator 22 by the fuel pump 2, and the lower stage is the fuel pressure in the fuel accumulator 22. , Respectively, showing the time change. Fuel is supplied into the fuel accumulator 22 for a certain period immediately before the position of the piston in the fuel pump 2 reaches the top dead center (TDC) of the piston. During that time, the fuel pressure rises linearly and becomes constant after the completion of fuel supply. In the present embodiment, one revolution of the fuel pump 2 corresponds to one combustion cycle of the engine, that is, a crank angle of the engine of 720 ° C.
A. Also, the top dead center of the piston in the fuel pump 2 and the top dead center of the first in-cylinder piston of the engine match. After the fuel is pumped by the fuel pump 2, when the fuel is injected from the # 1 fuel injection valve 1 to the first cylinder of the engine, the fuel pressure decreases as shown in the figure. Next, as the fuel is sequentially injected from the # 3, # 4, and # 2 fuel injection valves 1 into the corresponding third, fourth, and second cylinders, the fuel pressure gradually decreases as illustrated. After the fuel injection from the four fuel injection valves 1 to the four cylinders of the corresponding engine is completed, as described above, the fuel storage chamber 2 of the fuel pump 2 for the fuel required for the next combustion cycle
2 and the fuel injection from the four fuel injection valves 1 to the four cylinders are repeated.

【0013】なお、本実施例では燃料ポンプ2による圧
送を#1の燃料噴射弁1から第1気筒へ燃料噴射する直
前としているが、この圧送時期は#2、#3または#4
の何れかの燃料噴射弁1から対応する気筒に燃料噴射す
る直前としてもよい。次に燃料ポンプ2による1回の圧
送で4つの燃料噴射弁1から燃料噴射するのに必要な燃
料量をどのように算出して供給するかについて以下にフ
ローチャートを用いて説明する。
In this embodiment, the pumping by the fuel pump 2 is performed immediately before the fuel injection from the # 1 fuel injection valve 1 to the first cylinder. However, the pumping timing is # 2, # 3 or # 4.
May be immediately before fuel injection from any one of the fuel injection valves 1 to the corresponding cylinder. Next, how to calculate and supply the amount of fuel required to inject fuel from the four fuel injection valves 1 in one pressure feed by the fuel pump 2 will be described with reference to a flowchart below.

【0014】図4は燃料圧送直前のクランク角割込処理
のフローチャートである。この処理は機関の720°
毎に実行される。本図以降のフローチャートにおいて
Sに続く数字はステップ番号を示す。ステップS1では
予め実験的に求めてROMに格納した機関の回転数NE
とアクセルペダルアングルPA(ペダルの踏み込み量)
に対する燃料噴射量Qの2次元マップに基づき、その時
のNEとPAとから燃料噴射量Qを求める。この燃料噴
射量Qは各燃料噴射弁から対応する機関の各気筒に機関
の燃焼サイクル毎に噴射される燃料量であり、この4倍
の燃料量が機関の1燃焼サイクルに必要な燃料量であ
る。ステップS2では後述の燃料噴射後のクランク角割
込処理で算出される各燃料噴射時前後の燃圧の平均値p
x (x=1〜4)のデータを用いて前回の燃焼サイク
ルにおける燃料蓄圧室内の平均燃圧pfを次式から算出
する。 pf=(pf1 +pf2 +pf3 +pf4 )/4
FIG. 4 is a flowchart of a crank angle interrupting process immediately before fuel pressure feeding. This process is performed at 720 ° C of the engine.
Executed for each A. In the flowcharts after this figure, the numbers following S indicate step numbers. In step S1, the engine speed NE obtained experimentally in advance and stored in the ROM is set.
And accelerator pedal angle PA (pedal depression amount)
Is obtained from NE and PA at that time on the basis of the two-dimensional map of the fuel injection amount Q with respect to. The fuel injection amount Q is the amount of fuel injected from each fuel injection valve into each cylinder of the corresponding engine in each combustion cycle of the engine. Four times the fuel amount is the amount of fuel required for one combustion cycle of the engine. is there. In step S2, the average value p of the fuel pressure before and after each fuel injection calculated in a crank angle interrupting process after fuel injection described later.
calculating an average fuel pressure pf of the fuel accumulation chamber in the previous combustion cycle from the following equation using the data of f x (x = 1~4). pf = (pf 1 + pf 2 + pf 3 + pf 4 ) / 4

【0015】ステップS3では予め演算により求めてR
OMに格納した燃料噴射量Qに対する電磁弁ベースデュ
ーティ比BDUTYの1次元マップからBDUTYを求める。こ
のBDUTYは燃料噴射量Qの4倍である1燃焼サイクルに
必要な燃料量を燃料ポンプから燃料蓄圧室に圧送するた
めに燃料ポンプ2の電磁弁、すなわち制御弁39を開閉
する開閉タイミングを決定するデューティ比である。ス
テップS4では前述の予めROMに格納した機関の回転
数NEとアクセルペダルアングルPAに対する目標燃圧
pfTの2次元マップから機関の運転状態に対応する目
標燃圧pfTを求め、この目標燃圧pfTとステップS
2で求めた平均燃圧pfとを比較する。その比較結果が
pf=pfTのときはKDUTYをそのまま更新せずステッ
プS7へ進み、pf>pfTのときはKDUTYから1を減
算してKDUTYを更新し(ステップS5)、pf<pfT
のときはKDUTYに1を加算してKDUTYを更新し(ステッ
プS6)、それぞれステップS7へ進む。ここでKDUTY
とは次式から判るように実デューティ比RDUTYを算出す
るためのベースデューティ比の補正値である。燃料ポン
プ2の制御弁39はこの実デューティ比で開閉制御され
る。 RDUTY=BDUTY+KDUTY
In step S3, R is obtained in advance by calculation.
BDUTY is obtained from a one-dimensional map of the solenoid valve base duty ratio BDUTY with respect to the fuel injection amount Q stored in the OM. This BDUTY determines the opening / closing timing for opening and closing the solenoid valve of the fuel pump 2, that is, the control valve 39, in order to pump the fuel amount required for one combustion cycle, which is four times the fuel injection amount Q, from the fuel pump to the fuel accumulator. Duty ratio. In step S4, a target fuel pressure pfT corresponding to the operating state of the engine is determined from a two-dimensional map of the engine speed NE and the target fuel pressure pfT with respect to the accelerator pedal angle PA previously stored in the ROM, and this target fuel pressure pfT and step S4 are determined.
2. Compare the average fuel pressure pf obtained in 2. If the comparison result is pf = pfT, the process proceeds to step S7 without updating the KDUTY, and if pf> pfT, 1 is subtracted from the KDUTY to update the KDUTY (step S5), and pf <pfT
In this case, 1 is added to KDUTY to update KDUTY (step S6), and the process proceeds to step S7. Here KDUTY
Is a correction value of the base duty ratio for calculating the actual duty ratio RDUTY as can be understood from the following equation. The control valve 39 of the fuel pump 2 is controlled to open and close at this actual duty ratio. RDUTY = BDUTY + KDUTY

【0016】ステップS7では機関の1燃焼サイクル分
の燃料噴射後の燃料蓄圧室内の燃圧pf4bを読み取る。
ステップS8では燃料ポンプにより機関の次の燃焼サイ
クルに必要な燃料が燃料蓄圧室内に圧送された直後の昇
圧予測燃圧pf1cを次式から演算する。 pf1c=pf4b+(QP ×pf)/(Vd×cf) ここで、QP は燃料圧送量、pfは平均燃圧、Vdは燃
料蓄圧室内容積、cfは燃料圧縮率をそれぞれ示す。
In step S7, the fuel pressure pf 4b in the fuel accumulator after fuel injection for one combustion cycle of the engine is read.
In step S8, a predicted pressure increase fuel pressure pf 1c immediately after the fuel necessary for the next combustion cycle of the engine is pumped into the fuel storage chamber by the fuel pump is calculated from the following equation. In pf 1c = pf 4b + (Q P × pf) / (Vd × cf) where, Q P is the fuel pumping quantity, pf is the average fuel pressure, Vd is the fuel accumulation chamber volume, cf denotes a fuel compression ratio, respectively.

【0017】ステップS9では計算で求められるその圧
送直後の燃圧pf1cと最大燃圧pf max とを比較し、p
1c≧pfmax のときはステップS10へ、pf1c<p
ma x のときはこの割込処理を終了する。ステップS1
0では圧送直後の燃圧pf1cを最大燃圧pfmax でガー
ドし、すなわちpf1c=pfmax として、かつその燃圧
pfmax に相当する燃料を圧送する燃料ポンプ2の電磁
弁39のデューティ比を算出して終了する。従って、ス
テップS4で更新されたKDUTYをBDUTYに加算して求め
たRDUTY、またはステップS10で求めた電磁弁39の
デューティ比に基づいて燃料を燃料蓄圧室に圧送するよ
うに燃料ポンプの電磁弁39は開閉制御される。
In step S9, the pressure obtained by calculation
Fuel pressure pf immediately after sending1cAnd maximum fuel pressure pf maxAnd p
f1c≧ pfmaxIn step S10, pf1c<P
fma xIf this is the case, this interrupt processing is terminated. Step S1
At 0, the fuel pressure pf immediately after pumping1cIs the maximum fuel pressure pfmaxGar in
And pf1c= PfmaxAnd its fuel pressure
pfmaxOf the fuel pump 2 for pumping the fuel equivalent to the pressure
The duty ratio of the valve 39 is calculated, and the process ends. Therefore,
Add KDUTY updated in step S4 to BDUTY and find
RDUTY or the solenoid valve 39 determined in step S10.
The fuel is pumped to the fuel accumulator based on the duty ratio.
Thus, the opening and closing of the solenoid valve 39 of the fuel pump is controlled.

【0018】図5は燃料噴射前のクランク角割込処理の
フローチャートである。このフローチャートは各燃料噴
射弁から燃料が噴射される毎に降下する燃料蓄圧室内の
燃圧に応じて各燃料噴射弁の燃料噴射時間を算出しその
時間各燃料噴射弁を開弁して各燃料噴射弁の燃料噴射量
を一定に制御するものである。この処理は機関の180
°CA毎に実行される。ステップS11では各気筒での
燃料噴射前の燃料蓄圧室内の燃圧pfxaを読み取る。ス
テップS12では燃料噴射により降下する燃圧を予測し
て燃料噴射中の燃料蓄圧室内の平均圧力pffor TAU
を次式から演算する。 pffor TAU=(2×pfx −(Q×pf)/(Vd×cf))/2 ここで、pfx はpf1 〜pf4 、Qは噴射燃料量、p
fは平均燃圧、Vdは燃料蓄圧室内容積、cfは燃料圧
縮率をそれぞれ示す。
FIG. 5 is a flowchart of the crank angle interrupt processing before fuel injection. This flowchart calculates the fuel injection time of each fuel injection valve according to the fuel pressure in the fuel accumulating chamber that drops each time fuel is injected from each fuel injection valve, and opens each fuel injection valve during that time to perform each fuel injection. This is for controlling the fuel injection amount of the valve to be constant. This processing is performed by the agency's 180
° Executed for each CA. In step S11, the fuel pressure pf xa in the fuel storage chamber before fuel injection in each cylinder is read. In step S12, the fuel pressure drop due to the fuel injection is predicted, and the average pressure pf for TAU in the fuel storage chamber during the fuel injection is estimated.
Is calculated from the following equation. pf for TAU = (2 × pf x - (Q × pf) / (Vd × cf)) / 2 where, pf x is pf 1 ~pf 4, Q is the injection fuel quantity, p
f indicates the average fuel pressure, Vd indicates the fuel pressure accumulation chamber volume, and cf indicates the fuel compression ratio.

【0019】ステップS13では予め演算により求めて
ROMに格納したpffor TAUに対する噴射率Kの2
次元マップから噴射率Kを求める。この噴射率Kは実際
の燃圧と目標燃圧とに差があるのでその差を補正するた
めのものであり、pffor TAUが大きい程燃圧が高い
ので燃料噴射時間TAUを短くし、pffor TAUが小
さい程燃圧が低いので燃料噴射時間TAUを長くするよ
うに補正する係数である。ステップS14ではステップ
S1で求めたQとステップS13で求めたKとから燃料
噴射時間TAUを算出する。ステップS15からステッ
プS19では#1、#3、#4、#2の順に各燃料噴射
弁1を燃料噴射するよう制御するステップである。各燃
料噴射弁1は燃料噴射を開始する所定のクランク角度か
らステップS14で求めた燃料噴射時間TAUだけ開弁
する。
In step S13, the injection rate K for the pf for TAU, which is previously calculated and stored in the ROM, is 2
The injection rate K is obtained from the dimensional map. Since the injection ratio K there is a difference between the actual fuel pressure and the target fuel pressure is for correcting the difference, since the fuel pressure the greater pf for TAU is high to shorten the fuel injection time TAU, the pf for TAU Since the smaller the value, the lower the fuel pressure, the coefficient is a correction for increasing the fuel injection time TAU. In step S14, the fuel injection time TAU is calculated from Q obtained in step S1 and K obtained in step S13. From step S15 to step S19, control is performed such that each of the fuel injection valves 1 is injected in the order of # 1, # 3, # 4, and # 2. Each fuel injection valve 1 is opened for a fuel injection time TAU determined in step S14 from a predetermined crank angle at which fuel injection is started.

【0020】このように燃料蓄圧室内の燃料圧に基づい
て各燃料噴射弁から噴射される燃料の燃料噴射時間が算
出されるので機関の1燃焼サイクル中に各燃料噴射弁か
ら噴射される燃料量を燃料圧の変化にも関わらず均一に
することができる。
As described above, the fuel injection time of the fuel injected from each fuel injection valve is calculated based on the fuel pressure in the fuel storage chamber, so that the amount of fuel injected from each fuel injection valve during one combustion cycle of the engine is calculated. Can be made uniform despite changes in fuel pressure.

【0021】図6は燃料噴射後のクランク角割込処理の
フローチャートである。このフローチャートは前述のp
x を求めるものである。この処理は機関の180°
毎に実行される。ステップS21では各気筒での燃料
噴射後の燃料蓄圧室内の燃圧pfxbを読み取る。ステッ
プS22では燃料噴射の平均圧力pfx を次式から算出
する。 pfx =(pfxa+pfxb)/2 上式から判るように各燃料噴射時の平均燃圧pfx (p
1 〜pf4 )は燃料噴射前燃圧pfxa(pf1a〜pf
4a)と燃料噴射後燃圧pfxb(pf1b〜pf4b)の平均
値として求められる。
FIG. 6 is a flowchart of a crank angle interrupting process after fuel injection. This flowchart is based on the aforementioned p
f x is obtained. This process is performed at 180 ° C
Executed for each A. In step S21, the fuel pressure pf xb in the fuel accumulator after fuel injection in each cylinder is read. At step S22 calculates the average pressure pf x of the fuel injected from the following equation. pf x = (pf xa + pf xb ) / 2 As can be seen from the above equation, the average fuel pressure pf x (p
f 1 ~pf 4) before the fuel injection fuel pressure pf xa (pf 1a ~pf
4a ) and the fuel pressure after fuel injection pf xb (pf 1b to pf 4b ).

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の燃料噴射装置によれば、燃料ポンプのピストン往復運
動の回数を減少したことにより、ピストン往復運動によ
り生じるフリクションが減り燃料ポンプの寿命を延ばす
ことができる。また、燃料ポンプにより1回の圧送で供
給される燃料量を調節する電磁弁の開閉回数が減り電磁
弁の寿命を延ばすことができる。さらに、ピストン往復
運動時に生じる作動音を低減できる。
As described above, according to the fuel injection device for an internal combustion engine of the present invention, the number of reciprocating motions of the piston of the fuel pump is reduced, so that the friction generated by the reciprocating motion of the piston is reduced and the life of the fuel pump is reduced. Can be extended. Further, the number of times of opening and closing of the solenoid valve for adjusting the amount of fuel supplied by one pressure feed by the fuel pump can be reduced, and the life of the solenoid valve can be extended. Further, it is possible to reduce the operation noise generated when the piston reciprocates.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の基本ブロック構成図である。FIG. 1 is a basic block configuration diagram of the present invention.

【図2】燃料噴射弁と燃料ポンプの概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fuel injection valve and a fuel pump.

【図3】実施例の燃料蓄圧室内の燃料圧変化を示すタイ
ムチャートである。
FIG. 3 is a time chart showing a change in fuel pressure in a fuel pressure accumulating chamber according to the embodiment.

【図4】燃料圧送直前のクランク角割込処理のフローチ
ャートである。
FIG. 4 is a flowchart of a crank angle interrupting process immediately before fuel pressure feeding.

【図5】燃料噴射前のクランク角割込処理のフローチャ
ートである。
FIG. 5 is a flowchart of a crank angle interruption process before fuel injection.

【図6】燃料噴射後のクランク角割込処理のフローチャ
ートである。
FIG. 6 is a flowchart of a crank angle interrupting process after fuel injection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…燃料噴射弁 2…燃料ポンプ 3…燃料噴射弁 4…回転数センサ 5…負荷センサ 6…制御装置 17…切換弁(燃料噴射弁) 21…噴射管 22…燃料蓄圧室 37…燃料供給管 39…制御弁(燃料ポンプの電磁弁) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel injection valve 2 ... Fuel pump 3 ... Fuel injection valve 4 ... Rotation speed sensor 5 ... Load sensor 6 ... Control device 17 ... Switching valve (fuel injection valve) 21 ... Injection pipe 22 ... Fuel accumulation chamber 37 ... Fuel supply pipe 39 ... Control valve (solenoid valve of fuel pump)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 宗一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/38 F02M 37/08 F02M 47/00 F02M 55/02 350 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Soichi Matsushita 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 41/38 F02M 37/08 F02M 47/00 F02M 55/02 350

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 1燃焼サイクルにピストンが1往復運動
する燃料ポンプから吐出された高圧燃料を燃料供給菅を
介して燃料蓄圧室に供給し、 該燃料蓄圧室の高圧燃料を噴射菅を介して複数の燃料噴
射弁に供給し、前記燃料蓄圧室内の燃料圧を検出して該
燃料圧が該機関の運転状態に応じて変化する目標燃料圧
となるように前記燃料ポンプの吐出量を制御するように
した内燃機関の燃料噴射装置において、 前記燃料噴射弁の各々から対応する前記機関の気筒の各
々に前記高圧燃料を噴射する毎に変化する前記燃料圧を
検出する燃圧検出手段と、 前記機関の全気筒への噴射が完了する毎に前記燃圧検出
手段により検出された前記燃料圧に基づき前記燃料ポン
プによる吐出燃料圧力を算出する吐出燃圧算出手段と、 前記燃料蓄圧室に前記吐出燃料圧力とする燃料量を圧送
するように前記燃料ポンプを制御する圧送量制御手段
と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
1. One reciprocation of a piston in one combustion cycle
Supplying high-pressure fuel discharged from a fuel pump to a fuel accumulator through a fuel supply tube; supplying high-pressure fuel in the fuel accumulator to a plurality of fuel injection valves via an injection tube; the fuel injection system of an internal combustion engine as fuel pressure by detecting the fuel pressure is controlled the discharge amount of the fuel pump so that the target fuel pressure that varies in accordance with the operating state of the engine, the fuel injection Fuel pressure detecting means for detecting the fuel pressure that changes each time the high-pressure fuel is injected from each of the valves to each of the cylinders of the engine; and detecting the fuel pressure each time the injection to all the cylinders of the engine is completed. Means for calculating a fuel pressure discharged by the fuel pump based on the fuel pressure detected by the means; and controlling the fuel pump so as to pressure-feed the amount of fuel having the discharged fuel pressure to the fuel storage chamber. A fuel injection device for an internal combustion engine, comprising:
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