JP4300582B2

JP4300582B2 - Fuel supply device

Info

Publication number: JP4300582B2
Application number: JP2005048966A
Authority: JP
Inventors: 友之今村; 和巳金子; 拓男平野; 宏行森岡; 慎三浦
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: JP2006233848A

Description

本発明は、燃料供給装置に関し、特に、燃料タンク内の燃料をエンジンの燃料噴射弁に供給する燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply device, and more particularly to a fuel supply device that supplies fuel in a fuel tank to a fuel injection valve of an engine.

特許第３２３７５６７号公報（特許文献１）には、内燃機関の制御装置が記載されている。この内燃機関の制御装置では、高圧ポンプで加圧された燃料を燃料噴射弁に圧送する筒内噴射型内燃機関において、燃料圧力検出手段が異常な高圧を検出すると、高圧ポンプに燃料を圧送する低圧ポンプを停止させ、燃料供給系統のトラブルを防止している。また、この制御装置では、低圧ポンプが停止された場合でも、高圧ポンプの作動によって発生される差圧によって、アイドル運転が可能な程度の燃料を燃料噴射弁に供給できるように構成されている。このように、燃料供給系統の異常により低圧ポンプを停止させた場合でも、アイドル運転可能な程度の燃料を供給することによって、エンジンの急激な停止を防止し、最小限度の回避行動を行うことができるようにしている。 Japanese Patent No. 3237567 (Patent Document 1) describes a control device for an internal combustion engine. In this internal combustion engine control device, in a direct injection internal combustion engine that pumps fuel pressurized by a high-pressure pump to a fuel injection valve, when the fuel pressure detecting means detects an abnormal high pressure, the fuel is pumped to the high-pressure pump. The low-pressure pump is stopped to prevent problems with the fuel supply system. Further, this control device is configured so that even when the low-pressure pump is stopped, the fuel injection valve can be supplied with enough fuel to enable idling operation by the differential pressure generated by the operation of the high-pressure pump. In this way, even when the low-pressure pump is stopped due to an abnormality in the fuel supply system, the engine can be prevented from abruptly stopping and the minimum avoidance action can be performed by supplying enough fuel to allow idle operation. I can do it.

特許第３２３７５６７号公報Japanese Patent No. 3237567

しかしながら、特許第３２３７５６７号公報に記載の内燃機関の制御装置のように、燃料供給系統の異常を検知したとき、低圧ポンプを停止させ、エンジンをアイドル運転程度の運転のみ可能な状態にするのは、最小限度の回避行動を行うにも不十分であるという問題がある。特に、高速道路走行中に異常が発生し、低圧ポンプが停止された状態等を想定すると、アイドル運転程度の運転のみ可能なエンジンでは、十分な回避行動がとれないことも考えられる。 However, like the control device for an internal combustion engine described in Japanese Patent No. 3237567, when an abnormality in the fuel supply system is detected, the low-pressure pump is stopped so that the engine can be operated only for idle operation. There is a problem that it is not enough to perform the minimum avoidance action. In particular, assuming that an abnormality occurs during traveling on a highway and the low-pressure pump is stopped, it is possible that an engine that can only perform idling operation cannot take sufficient avoidance action.

従って、本発明は、燃料供給系統の異常の際においても、十分な回避行動を可能にしつつ、燃料供給系統のトラブルを防止することができる燃料供給装置を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel supply apparatus that can prevent troubles in the fuel supply system while enabling sufficient avoidance action even in the event of an abnormality in the fuel supply system.

上述した課題を解決するために、本発明は、燃料タンク内の燃料をエンジンの燃料噴射弁に供給する燃料供給装置であって、燃料タンク内の燃料を圧送する低圧燃料ポンプと、この低圧燃料ポンプから供給された燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、この高圧燃料ポンプによって加圧される燃料の圧力を調整するための燃料圧力調整手段と、この燃料圧力調整手段を作動させ、燃料圧力を所定の燃料圧力に制御する燃料圧力制御手段と、エンジンの燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給経路のシール性能が低下する条件であるか否かを判定する条件判定手段と、燃料圧力調整手段の故障を検出する故障検出手段と、この故障判定手段が故障を検出し、且つ、条件判定手段が、シール性能が低下する条件であると判定したとき、低圧燃料ポンプを停止させる低圧燃料ポンプ制御手段と、を有することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a fuel supply device that supplies fuel in a fuel tank to a fuel injection valve of an engine, a low-pressure fuel pump that pumps the fuel in the fuel tank, and the low-pressure fuel. A high pressure fuel pump that pressurizes fuel supplied from the pump, a fuel pressure adjusting means for adjusting the pressure of the fuel pressurized by the high pressure fuel pump, and the fuel pressure adjusting means are operated to set the fuel pressure to a predetermined value. A fuel pressure control means that controls the fuel pressure of the engine, a condition determination means that determines whether or not the sealing performance of the fuel supply path for supplying fuel to the fuel injection valve of the engine is deteriorated, and a fuel pressure adjustment means A failure detecting means for detecting a failure, and when the failure determining means detects a failure and the condition determining means determines that the seal performance is deteriorated, the low pressure fuel pump is It is characterized by having a low-pressure fuel pump control means for locked.

このように構成された本発明においては、低圧燃料ポンプによって、燃料タンク内の燃料が高圧燃料ポンプに圧送される。燃料圧力制御手段は、燃料圧力調整手段を作動させることによって、高圧燃料ポンプによって加圧される燃料の圧力を調整する。また、条件判定手段は、燃料供給経路のシール性能が低下する条件であるか否かを判定し、故障検出手段は、燃料圧力調整手段の故障を検出する。低圧燃料ポンプ制御手段は、故障判定手段が故障を検出し、且つ、条件判定手段が、シール性能が低下する条件であると判定したとき、低圧燃料ポンプを停止させる。 In the present invention configured as described above, the fuel in the fuel tank is pumped to the high pressure fuel pump by the low pressure fuel pump. The fuel pressure control means adjusts the pressure of the fuel pressurized by the high-pressure fuel pump by operating the fuel pressure adjusting means. Further, the condition determining means determines whether or not the condition for reducing the sealing performance of the fuel supply path is satisfied, and the failure detecting means detects a failure of the fuel pressure adjusting means. The low-pressure fuel pump control unit stops the low-pressure fuel pump when the failure determination unit detects a failure and the condition determination unit determines that the seal performance is deteriorated.

このように構成された本発明によれば、故障検出手段が燃料圧力調整手段の故障を検出した場合でも、燃料供給経路のシール性能が低下する条件でない場合には、低圧燃料ポンプが運転されるので、十分な回避行動を可能にしつつ、燃料漏れ等の燃料供給系統のトラブルを防止することができる。 According to the present invention configured as described above, even when the failure detecting means detects a failure of the fuel pressure adjusting means, the low-pressure fuel pump is operated if the sealing performance of the fuel supply path is not deteriorated. Therefore, it is possible to prevent troubles in the fuel supply system such as fuel leakage while enabling sufficient avoidance behavior.

本発明において、好ましくは、燃料圧力制御手段は、燃料供給経路のシール性能が低下する条件である場合において、所定の燃料圧力を低下させる。
このように構成された本発明においては、燃料圧力制御手段は、燃料圧力調整手段の故障の有無に関らず、シール性能が低下する条件下では燃料圧力を低下させる。
これにより、シール性能が低下する条件における燃料漏れ等のトラブルを防止することができる。 In the present invention, it is preferable that the fuel pressure control means lowers the predetermined fuel pressure when the sealing performance of the fuel supply path is in a condition to be lowered.
In the present invention configured as described above, the fuel pressure control means reduces the fuel pressure under the condition that the sealing performance is deteriorated regardless of whether or not the fuel pressure adjusting means has failed.
Thereby, troubles, such as a fuel leak in the conditions where seal performance falls, can be prevented.

本発明において、好ましくは、さらに、燃料供給経路のシールの温度を測定し、又は推定するための温度センサを有し、条件判定手段が、この温度センサの検出結果に基づいてシール性能が低下する条件であるか否かを判定する。
このように構成された本発明においては、温度センサによって燃料供給経路のシールの温度を測定し、又は推定する。条件判定手段は、測定又は推定されたシールの温度に基づいて、シール性能が低下する条件であるか否かを判定する。 In the present invention, it is preferable that a temperature sensor for measuring or estimating the temperature of the seal in the fuel supply path is further provided, and the condition determining means has a decrease in seal performance based on the detection result of the temperature sensor. It is determined whether or not the condition is satisfied.
In the present invention configured as described above, the temperature of the seal of the fuel supply path is measured or estimated by the temperature sensor. The condition determining means determines whether or not the seal performance is deteriorated based on the measured or estimated seal temperature.

本発明において、好ましくは、さらに、故障検出手段が故障を検出した場合においても、適量の燃料が燃料噴射弁から噴射されるように、燃料噴射時間を調整する噴射時間調整手段と、この噴射時間調整手段によって調整された燃料噴射時間が所定の時間よりも短い場合に、その燃料噴射時間を延長し、エンジンに吸入される空気量を増加させる空気量補正手段と、を有する。 In the present invention, preferably, an injection time adjusting means for adjusting the fuel injection time so that an appropriate amount of fuel is injected from the fuel injection valve even when the failure detection means detects a failure, and the injection time And an air amount correcting means for extending the fuel injection time and increasing the amount of air taken into the engine when the fuel injection time adjusted by the adjusting means is shorter than a predetermined time.

このように構成された本発明においては、噴射時間調整手段は、燃料圧力調整手段が故障した場合においても、適正な燃料噴射量が得られるように、燃料圧力に基づいて燃料噴射時間を調整する。空気量補正手段は、噴射時間調整手段によって調整された燃料噴射時間が所定の時間よりも短い場合に、その燃料噴射時間を延長すると共に、適正な空燃比となるように、エンジンに吸入される空気量を増加させる。
このように構成された本発明によれば、燃料噴射時間が所定の時間よりも短い場合に、燃料噴射時間を延長し、吸入される空気量を増加させるので、燃料噴射弁の特性による燃料噴射量のバラツキを防止し、適正な空燃比を維持することができる。 In the present invention configured as described above, the injection time adjusting means adjusts the fuel injection time based on the fuel pressure so that an appropriate fuel injection amount can be obtained even when the fuel pressure adjusting means fails. . When the fuel injection time adjusted by the injection time adjusting means is shorter than a predetermined time, the air amount correcting means extends the fuel injection time and is sucked into the engine so as to obtain an appropriate air-fuel ratio. Increase air volume.
According to the present invention configured as described above, when the fuel injection time is shorter than the predetermined time, the fuel injection time is extended and the amount of intake air is increased. It is possible to prevent variation in the amount and maintain an appropriate air-fuel ratio.

本発明において、好ましくは、さらに、燃料圧力制御手段が燃料圧力調整手段を作動させることによって設定される最大の燃料圧力よりも高い所定の燃料圧力になると、高圧燃料ポンプの上流側に燃料を戻す機械式の第２燃料圧力調整手段を有する。
このように構成された本発明においては、第２燃料圧力調整手段は、所定の燃料圧力になると、高圧燃料ポンプの上流側に燃料を戻し、燃料圧力を低下させる。
このように構成された本発明によれば、燃料圧力調整手段が故障した状態においても低圧燃料ポンプを作動させることにより発生する燃料供給経路内の異常な高圧を回避することができる。 In the present invention, preferably, when the fuel pressure control means reaches a predetermined fuel pressure higher than the maximum fuel pressure set by operating the fuel pressure adjusting means, the fuel is returned to the upstream side of the high-pressure fuel pump. Mechanical second fuel pressure adjusting means is provided.
In the present invention configured as described above, the second fuel pressure adjusting means returns the fuel to the upstream side of the high-pressure fuel pump and lowers the fuel pressure when a predetermined fuel pressure is reached.
According to the present invention configured as described above, it is possible to avoid an abnormal high pressure in the fuel supply path that is generated by operating the low-pressure fuel pump even when the fuel pressure adjusting means is out of order.

本発明の燃料供給装置によれば、燃料供給系統の異常の際においても、十分な回避行動を可能にしつつ、燃料供給系統のトラブルを防止することができる。 According to the fuel supply device of the present invention, it is possible to prevent troubles in the fuel supply system while enabling sufficient avoidance action even in the event of an abnormality in the fuel supply system.

次に、添付図面を参照して、本発明の燃料供給装置の好ましい実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態による燃料供給装置を備えたエンジンの概略構成図であり、図２は、燃料供給装置の構成を模式的に示した概略構成図である。
図１に示すように、本発明の実施形態による燃料供給装置１０を備えたエンジン１は、上部に燃焼室２ａを形成したシリンダ２と、このシリンダ２内で往復運動するピストン４と、このピストン４に一端が連結されたコネクティングロッド６と、このコネクティングロッド６の他端が連結されたクランクシャフト８と、を有する。 Next, a preferred embodiment of the fuel supply apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine provided with a fuel supply device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of the fuel supply device.
As shown in FIG. 1, an engine 1 having a fuel supply device 10 according to an embodiment of the present invention includes a cylinder 2 having a combustion chamber 2a formed in the upper part, a piston 4 reciprocating in the cylinder 2, and the piston 4 has a connecting rod 6 connected at one end to a connecting shaft 6 and a crankshaft 8 connected at the other end of the connecting rod 6.

また、エンジン１は、燃焼室２ａに空気を供給する吸気系統として、吸気を浄化するエアクリーナ１２と、エアクリーナ１２を介して吸入された空気の温度及び流量を検出する吸気温／流量センサ１４と、吸入空気量を変化させるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度を検出するスロットルバルブセンサ１８と、を有する。これらの吸気系統を介して吸入された空気は、燃焼室２ａの吸気開口に連通した吸気ポート２０及び吸気開口を開閉する吸気弁２２を介して、燃焼室２ａ内に流入する。また、エンジン１は、燃焼室２ａ内に流入した空気に燃料を噴射することによって得られる混合気を燃焼させる点火プラグ２３を有する。 Further, the engine 1 serves as an intake system for supplying air to the combustion chamber 2a, an air cleaner 12 for purifying the intake air, an intake air temperature / flow rate sensor 14 for detecting the temperature and flow rate of the air sucked through the air cleaner 12, A throttle valve 16 that changes the amount of intake air and a throttle valve sensor 18 that detects the opening of the throttle valve 16 are provided. The air sucked through these intake systems flows into the combustion chamber 2a through an intake port 20 communicating with the intake opening of the combustion chamber 2a and an intake valve 22 that opens and closes the intake opening. The engine 1 also has a spark plug 23 that burns an air-fuel mixture obtained by injecting fuel into the air flowing into the combustion chamber 2a.

さらに、燃焼室２ａ内で燃焼された排気ガスは、燃焼室２ａの排気開口に連通した排気ポート２４及び排気開口を開閉する排気弁２６を介して、エンジン１の排気系統に排出される。エンジン１は、排気系統として、リニアＯ₂センサ２８と、第１触媒３０と、ラムダＯ₂センサ３２と、第２触媒３４と、を有する。また、エンジン１は、クランクシャフト８の回転角を測定するクランク角センサ３６を有する。 Further, the exhaust gas burned in the combustion chamber 2a is discharged to the exhaust system of the engine 1 through an exhaust port 24 communicating with the exhaust opening of the combustion chamber 2a and an exhaust valve 26 that opens and closes the exhaust opening. The engine 1 includes a linear O ₂ sensor 28, a first catalyst 30, a lambda O ₂ sensor 32, and a second catalyst 34 as an exhaust system. The engine 1 also has a crank angle sensor 36 that measures the rotation angle of the crankshaft 8.

次に、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態による燃料供給装置１０を説明する。図１及び図２に示すように、燃料供給装置１０は、燃料を貯留する燃料タンク４０と、この燃料タンク４０内の燃料を圧送する低圧燃料ポンプ４２と、この低圧燃料ポンプ４２によって圧送された燃料を濾過する燃料フィルタ４４と、低圧燃料ポンプによる加圧圧力を一定にする圧力レギュレータ４６と、を有する。また、燃料供給装置１０は、低圧燃料ポンプ４２から圧送された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ４８と、この高圧燃料ポンプ４８による加圧圧力を調整する燃料圧力調整手段であるスピル弁６４と、加圧された燃料圧力を測定する燃料圧力センサ５０と、を有する。さらに、燃料供給装置１０は、高圧燃料ポンプ４８によって加圧された燃料を燃焼室２ａ内に噴射する燃料噴射弁であるインジェクタ５２と、このインジェクタ５２に供給される圧力が所定の圧力以上になったとき、加圧された燃料を高圧燃料ポンプ４８の上流側に戻す第２燃料圧力調整手段であるリリーフ弁５４と、を有する。 Next, with reference to FIG.1 and FIG.2, the fuel supply apparatus 10 by embodiment of this invention is demonstrated. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the fuel supply device 10 is pumped by the fuel tank 40 that stores fuel, the low-pressure fuel pump 42 that pumps the fuel in the fuel tank 40, and the low-pressure fuel pump 42. A fuel filter 44 that filters fuel and a pressure regulator 46 that keeps the pressure applied by the low-pressure fuel pump constant. The fuel supply device 10 includes a high-pressure fuel pump 48 that pressurizes the fuel pumped from the low-pressure fuel pump 42, a spill valve 64 that is a fuel pressure adjusting unit that adjusts the pressurizing pressure by the high-pressure fuel pump 48, And a fuel pressure sensor 50 for measuring the pressurized fuel pressure. Furthermore, the fuel supply device 10 includes an injector 52 that is a fuel injection valve that injects fuel pressurized by the high-pressure fuel pump 48 into the combustion chamber 2a, and the pressure supplied to the injector 52 becomes equal to or higher than a predetermined pressure. And a relief valve 54 as second fuel pressure adjusting means for returning the pressurized fuel to the upstream side of the high-pressure fuel pump 48.

また、高圧燃料ポンプ４８は、内部で燃料を加圧するポンプシリンダ５６と、このポンプシリンダ５６内で往復運動するポンプピストン５８と、このポンプピストン５８を駆動するカム６０と、を有する。また、高圧燃料ポンプ４８は、インジェクタ５２側からポンプシリンダ５６への燃料の逆流を阻止する逆止弁６２を有する。 The high-pressure fuel pump 48 includes a pump cylinder 56 that pressurizes the fuel therein, a pump piston 58 that reciprocates within the pump cylinder 56, and a cam 60 that drives the pump piston 58. The high-pressure fuel pump 48 has a check valve 62 that prevents the backflow of fuel from the injector 52 side to the pump cylinder 56.

さらに、スピル弁６４は、低圧燃料ポンプ４２の下流側と高圧燃料ポンプ４８の上流側の流路抵抗を調整する弁体６６と、この弁体６６を駆動するソレノイド６８と、弁体６６を閉鎖する方向に付勢する付勢バネ７０と、を有する。
また、燃料供給装置１０は、各センサの検出信号に基づいてエンジン１を制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）７２を有する。エンジン制御ユニット７２は、具体的には、マイクロプロセッサ、メモリ及びそれらを作動させるプログラム等（以上、図示せず）から構成され、燃料圧力制御手段７６、条件判定手段７８、故障検出手段８０、低圧燃料ポンプ制御手段８２、噴射時間調整手段８４、空気量補正手段８６等として機能する。 Further, the spill valve 64 closes the valve body 66 that adjusts the flow resistance on the downstream side of the low pressure fuel pump 42 and the upstream side of the high pressure fuel pump 48, the solenoid 68 that drives the valve body 66, and the valve body 66. And an urging spring 70 that urges the urging spring 70 in the direction of moving.
Further, the fuel supply device 10 includes an engine control unit (ECU) 72 that controls the engine 1 based on detection signals of the sensors. Specifically, the engine control unit 72 includes a microprocessor, a memory, a program for operating them, and the like (not shown). The fuel pressure control means 76, the condition determination means 78, the failure detection means 80, the low pressure It functions as a fuel pump control means 82, an injection time adjustment means 84, an air amount correction means 86, and the like.

さらに、燃料供給装置１０は、エンジン制御ユニット７２から送られた電気信号を昇圧してインジェクタ５２を駆動するインジェクタドライバ７４を有する。
低圧燃料ポンプ４２は、燃料タンク４０内に貯留されている燃料を加圧し、燃料を、燃料フィルタ４４、及びスピル弁６４を介して高圧燃料ポンプ４８に圧送するように構成されている。
燃料フィルタ４４は、低圧燃料ポンプ４２によって圧送される燃料を濾過し、ゴミ等によるインジェクタ５２の詰まりを防止するように構成されている。 Furthermore, the fuel supply apparatus 10 includes an injector driver 74 that drives the injector 52 by boosting the electrical signal sent from the engine control unit 72.
The low pressure fuel pump 42 is configured to pressurize the fuel stored in the fuel tank 40 and pump the fuel to the high pressure fuel pump 48 via the fuel filter 44 and the spill valve 64.
The fuel filter 44 is configured to filter the fuel pumped by the low pressure fuel pump 42 and prevent the injector 52 from being clogged with dust or the like.

圧力レギュレータ４６は、その一端が燃料フィルタ４４とスピル弁６４とを接続する管路４４ａから分岐した分岐管路４６ａに接続され、他端が燃料タンク４０に戻る戻り管路４６ｂに接続されている。圧力レギュレータ４６は、管路４４ａ内の圧力が所定圧以上になると、分岐管路４６ａ及び戻り管路４６ｂを介して燃料を燃料タンク４０に戻すように構成されている。これにより、管路４４ａ、即ち、スピル弁６４の上流側の圧力は、ほぼ一定に維持される。 One end of the pressure regulator 46 is connected to a branch line 46 a branched from a line 44 a connecting the fuel filter 44 and the spill valve 64, and the other end is connected to a return line 46 b returning to the fuel tank 40. . The pressure regulator 46 is configured to return the fuel to the fuel tank 40 via the branch pipe 46a and the return pipe 46b when the pressure in the pipe 44a becomes equal to or higher than a predetermined pressure. Thereby, the pressure on the upstream side of the pipe line 44a, that is, the spill valve 64 is maintained substantially constant.

高圧燃料ポンプ４８は、ポンプシリンダ５６内で往復運動されるポンプピストン５８によって、燃料を加圧するように構成されている。ポンプピストン５８は、エンジン１のカムシャフト（図示せず）の回転によって回転されるカム６０によって、往復運動するように駆動される。 The high-pressure fuel pump 48 is configured to pressurize the fuel by a pump piston 58 reciprocated in the pump cylinder 56. The pump piston 58 is driven to reciprocate by a cam 60 rotated by rotation of a cam shaft (not shown) of the engine 1.

逆止弁６２は、高圧燃料ポンプ４８とインジェクタ５２の間に接続されている。また、逆止弁６２は、ポンプピストン５８によって加圧された燃料がインジェクタ５２側へ流入するのを許容し、インジェクタ５２側の燃料が高圧燃料ポンプ４８側へ逆流するのを阻止するように構成されている。 The check valve 62 is connected between the high pressure fuel pump 48 and the injector 52. The check valve 62 is configured to allow the fuel pressurized by the pump piston 58 to flow into the injector 52 side and prevent the fuel on the injector 52 side from flowing back to the high pressure fuel pump 48 side. Has been.

スピル弁６４は、燃料フィルタ４４の下流側の管路４４ａと高圧燃料ポンプ４８の間に接続されている。また、スピル弁６４は、ソレノイド６８及び付勢バネ７０によって弁体６６を駆動して、その開度を変化させ、管路４４ａと高圧燃料ポンプ４８の上流側の管路抵抗を変化させるように構成されている。スピル弁６４が開放された場合には、スピル弁６４の管路抵抗が低いため、高圧燃料ポンプ４８のポンプシリンダ５６内で加圧された燃料の多くはスピル弁６４を介して管路４４ａに逆流し、逆止弁６２を通ってインジェクタ５２側へ流入する燃料は少なくなる。このため、高圧燃料ポンプ４８による加圧圧力は低下する。また、スピル弁６４が絞られた場合には、管路抵抗が大きくなるため、高圧燃料ポンプ４８のポンプシリンダ５６内で加圧された燃料の多くは逆止弁６２を通ってインジェクタ５２側へ流入し、スピル弁６４を通って管路４４ａに逆流する燃料は少なくなる。このため、高圧燃料ポンプ４８による加圧圧力は上昇する。 The spill valve 64 is connected between the pipe 44 a on the downstream side of the fuel filter 44 and the high-pressure fuel pump 48. Further, the spill valve 64 drives the valve body 66 by the solenoid 68 and the urging spring 70 to change the opening thereof, so that the pipe line resistance on the upstream side of the pipe line 44 a and the high-pressure fuel pump 48 is changed. It is configured. When the spill valve 64 is opened, since the pipe line resistance of the spill valve 64 is low, most of the fuel pressurized in the pump cylinder 56 of the high-pressure fuel pump 48 is transferred to the pipe line 44a via the spill valve 64. The amount of fuel that flows backward and flows into the injector 52 through the check valve 62 is reduced. For this reason, the pressurization pressure by the high-pressure fuel pump 48 decreases. Further, when the spill valve 64 is throttled, the pipe resistance increases, so that most of the fuel pressurized in the pump cylinder 56 of the high-pressure fuel pump 48 passes through the check valve 62 to the injector 52 side. Less fuel flows in and flows back through the spill valve 64 to the conduit 44a. For this reason, the pressurization pressure by the high-pressure fuel pump 48 increases.

インジェクタ５２は、逆止弁６２の下流側に接続され、高圧燃料ポンプ４８によって加圧された燃料を、所定のタイミングで燃焼室２ａ内に噴射するように構成されている。インジェクタ５２には、ソレノイド弁（図示せず）が内蔵されており、これを開閉することによって所定のタイミングで所定量の燃料を噴射するように構成されている。エンジン１は４気筒であるため、本実施形態の燃料供給装置１０は、４つのインジェクタ５２（図１には１つのみ図示）に燃料を供給する。また、本実施形態においては、エンジン１の通常の運転状態においては、インジェクタ５２に供給される燃料の圧力は、最大で、約１１．５ＭＰａに調整される。 The injector 52 is connected to the downstream side of the check valve 62 and is configured to inject fuel pressurized by the high-pressure fuel pump 48 into the combustion chamber 2a at a predetermined timing. The injector 52 includes a solenoid valve (not shown), and is configured to inject a predetermined amount of fuel at a predetermined timing by opening and closing the solenoid valve. Since the engine 1 has four cylinders, the fuel supply device 10 of the present embodiment supplies fuel to four injectors 52 (only one is shown in FIG. 1). In the present embodiment, in the normal operation state of the engine 1, the pressure of the fuel supplied to the injector 52 is adjusted to about 11.5 MPa at the maximum.

リリーフ弁５４は、逆止弁６２とインジェクタ５２の間に接続されており、インジェクタ５２に供給される燃料の圧力が所定の圧力以上になると、逆止弁６２及び高圧燃料ポンプ４８をバイパスして、燃料を、高圧燃料ポンプ４８の上流の管路４４ａに戻すように構成されている。本実施形態においては、リリーフ弁５４として機械式の圧力逃がし弁が使用されており、燃料の圧力が約１３ＭＰａを超えると、燃料を高圧燃料ポンプ４８の上流側に戻すように構成されている。 The relief valve 54 is connected between the check valve 62 and the injector 52, and bypasses the check valve 62 and the high-pressure fuel pump 48 when the pressure of the fuel supplied to the injector 52 exceeds a predetermined pressure. The fuel is returned to the conduit 44 a upstream of the high-pressure fuel pump 48. In the present embodiment, a mechanical pressure relief valve is used as the relief valve 54, and is configured to return the fuel to the upstream side of the high-pressure fuel pump 48 when the fuel pressure exceeds about 13 MPa.

燃料圧力センサ５０は、インジェクタ５２に供給される燃料の圧力を測定し、測定信号をエンジン制御ユニット７２に伝達するように構成されている。エンジン制御ユニット７２は、燃料圧力センサ５０から入力された圧力に基づいて、スピル弁６４のソレノイド６８を駆動し、インジェクタ５２に供給される燃料の圧力を制御するように構成されている。また、エンジン制御ユニット７２は、燃料圧力の制御において、吸気温／流量センサ１４、スロットルバルブセンサ１８、クランク角センサ３６、及びアクセル位置センサ３８の検出信号も利用している。
インジェクタドライバ７４は、エンジン制御ユニット７２から出力された、インジェクタ５２の制御信号を１００Ｖまで昇圧し、インジェクタ５２に内蔵されたソレノイド弁（図示せず）を駆動するように構成されている。 The fuel pressure sensor 50 is configured to measure the pressure of the fuel supplied to the injector 52 and to transmit a measurement signal to the engine control unit 72. The engine control unit 72 is configured to drive the solenoid 68 of the spill valve 64 based on the pressure input from the fuel pressure sensor 50 and control the pressure of the fuel supplied to the injector 52. The engine control unit 72 also uses detection signals from the intake air temperature / flow rate sensor 14, the throttle valve sensor 18, the crank angle sensor 36, and the accelerator position sensor 38 in controlling the fuel pressure.
The injector driver 74 is configured to boost the control signal of the injector 52 output from the engine control unit 72 to 100 V and drive a solenoid valve (not shown) built in the injector 52.

次に、図３乃至図１１を参照して、本発明の実施形態による燃料供給装置１０を備えたエンジン１の作用を説明する。
まず、図３乃至図６を参照して、通常の運転状態における本実施形態の燃料供給装置１０の作用を説明する。図３は、インジェクタ５２に供給する燃料圧力を決定するためのフローチャートである。図４は、燃料供給装置１０によって設定される燃料圧力のマップを示し、図５は、寒冷時における燃料圧力の上限値を設定するマップを示し、図６は、燃料圧力の上限値を設定して運転する運転時間のマップを示す。 Next, with reference to FIG. 3 thru | or FIG. 11, the effect | action of the engine 1 provided with the fuel supply apparatus 10 by embodiment of this invention is demonstrated.
First, with reference to FIGS. 3 to 6, the operation of the fuel supply device 10 of the present embodiment in a normal operation state will be described. FIG. 3 is a flowchart for determining the fuel pressure supplied to the injector 52. FIG. 4 shows a map of the fuel pressure set by the fuel supply device 10, FIG. 5 shows a map for setting the upper limit value of the fuel pressure in cold weather, and FIG. 6 sets the upper limit value of the fuel pressure. Shows a map of driving hours.

まず、図３のステップＳ１において、エンジン制御ユニット７２に内蔵された燃料圧力制御手段７６は、吸気温／流量センサ１４、スロットルバルブセンサ１８、クランク角センサ３６、及び燃料圧力センサ５０から、吸気温、吸入空気量、エンジン回転数、及び燃料圧力の検出データを夫々読み込む。次に、ステップＳ２においては、燃料圧力制御手段７６は、エンジン１の運転状態に基づいて、基準となる燃料圧力設定値であるベース燃圧を決定する。本実施形態においては、エンジン１の運転状態は、ステップＳ１で入力された吸入空気量（エンジン負荷）及びエンジン回転数に基づいて判断される。 First, in step S1 of FIG. 3, the fuel pressure control means 76 incorporated in the engine control unit 72 receives the intake air temperature from the intake air temperature / flow rate sensor 14, the throttle valve sensor 18, the crank angle sensor 36, and the fuel pressure sensor 50. The detection data of the intake air amount, the engine speed, and the fuel pressure are read. Next, in step S <b> 2, the fuel pressure control means 76 determines a base fuel pressure that is a reference fuel pressure setting value based on the operating state of the engine 1. In the present embodiment, the operating state of the engine 1 is determined based on the intake air amount (engine load) and the engine speed input in step S1.

具体的には、エンジン制御ユニット７２は、図４に示すマップに基づいてベース燃圧を決定している。図４に示すように、ベース燃圧は、エンジン１が低負荷、低回転の領域で運転されている場合には３ＭＰａに、高負荷、高回転の領域では１１．５ＭＰａに、その間の領域では７ＭＰａに夫々設定される。 Specifically, the engine control unit 72 determines the base fuel pressure based on the map shown in FIG. As shown in FIG. 4, the base fuel pressure is 3 MPa when the engine 1 is operated in a low load, low rotation region, 11.5 MPa in a high load, high rotation region, and 7 MPa in the region therebetween. Respectively.

次に、ステップＳ３では、燃料圧力制御手段７６は、吸気温に基づいて、燃料圧力の上限を規制するガード値を決定する。これは、エンジン１が寒冷地で運転され、始動時のエンジン１の温度が非常に低い場合に、燃料供給系統のシールを行う部品のシール性能が低下するため、シール部品の温度が上昇するまでの一定時間、燃料圧力の上限値を低く抑えるためのものである。 Next, in step S3, the fuel pressure control means 76 determines a guard value that restricts the upper limit of the fuel pressure based on the intake air temperature. This is because when the engine 1 is operated in a cold region and the temperature of the engine 1 at the time of start-up is very low, the sealing performance of the parts that seal the fuel supply system deteriorates, so the temperature of the sealing parts rises. This is to keep the upper limit of the fuel pressure low for a certain period of time.

具体的には、始動時の吸気温度に応じて、図５の実線に示すような燃料圧力の上限値を、図６に示す時間設定する。例えば、エンジン１始動時の吸入空気温度が−３５゜Ｃである場合には、図５のマップに基づいて、燃料圧力の上限値であるガード値は８ＭＰａに設定される。さらに、図６のマップに基づいて、８ＭＰａのガード値を設定する時間は、１８０ｓｅｃに設定される。即ち、エンジン１の始動後の３分間は、燃料圧力は、運転状態に関らず８ＭＰａ以下に抑制され、シール性能の低下による燃料漏れ等のトラブルが防止される。また、エンジン１の始動後３分経過することにより、エンジン１は十分に暖機され、シール部品の温度も上昇するので、ガード値による燃料圧力の抑制は不要になる。 Specifically, the upper limit value of the fuel pressure as shown by the solid line in FIG. 5 is set for the time shown in FIG. 6 according to the intake air temperature at the start. For example, when the intake air temperature at the start of the engine 1 is −35 ° C., the guard value that is the upper limit value of the fuel pressure is set to 8 MPa based on the map of FIG. Furthermore, based on the map of FIG. 6, the time for setting the guard value of 8 MPa is set to 180 sec. That is, for 3 minutes after the engine 1 is started, the fuel pressure is suppressed to 8 MPa or less regardless of the operating state, and troubles such as fuel leakage due to a decrease in sealing performance are prevented. In addition, when 3 minutes have elapsed after the engine 1 is started, the engine 1 is sufficiently warmed up and the temperature of the seal part also rises, so that it is unnecessary to suppress the fuel pressure by the guard value.

なお、図５に示すように、エンジン１始動時の吸入空気温度が−３０゜Ｃ以上である場合には、ガード値は１１．５ＭＰａであり、図４のマップによって設定される最大の燃料圧力と同じであるため、実質的にガード値による燃料圧力の抑制は行われない。また、図６に示すように、吸入空気温度が−３０゜Ｃ以上である場合には、ガード値を設定する時間は０ｓｅｃに設定され、ガード値による燃料圧力の抑制は行われない。 As shown in FIG. 5, when the intake air temperature at the start of the engine 1 is −30 ° C. or higher, the guard value is 11.5 MPa, and the maximum fuel pressure set by the map of FIG. Therefore, the fuel pressure is not substantially suppressed by the guard value. Further, as shown in FIG. 6, when the intake air temperature is −30 ° C. or higher, the time for setting the guard value is set to 0 sec, and the fuel pressure is not suppressed by the guard value.

ステップＳ３において、図５に基づいて燃料圧力のガード値を決定した後、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、図６に基づいて設定された時間を計測するためのガードタイマーが設定されているか否かが、燃料圧力制御手段７６によって判断される。ガードタイマーがまだ設定されていない場合にはステップＳ５に進み、ガードタイマーを設定する。上記の例のように、エンジン１始動時の吸入空気温度が−３５゜Ｃである場合には、ガードタイマーに１８０ｓｅｃが設定される。一方、ガードタイマーが既に設定されている場合にはステップＳ６に進み、経過した時間に応じて、タイマーの値を減じる。 In step S3, the fuel pressure guard value is determined based on FIG. 5, and then the process proceeds to step S4. In step S4, the fuel pressure control means 76 determines whether or not a guard timer for measuring the time set based on FIG. 6 is set. If the guard timer has not been set yet, the process proceeds to step S5 to set the guard timer. As in the above example, when the intake air temperature at the start of the engine 1 is −35 ° C., the guard timer is set to 180 sec. On the other hand, if the guard timer has already been set, the process proceeds to step S6, and the timer value is decreased according to the elapsed time.

次いで、ステップＳ７では、設定されたガードタイマーの値が０ｓｅｃになったか否かが、燃料圧力制御手段７６によって判断される。即ち、図６に基づいて最初に設定された時間が既に経過したか否かが判断される。ガードタイマーの値が、まだ０ｓｅｃになっていない場合には、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、ステップＳ２で決定されたベース燃圧と、ステップＳ３で決定されたガード値が、燃料圧力制御手段７６によって比較され、ベース燃圧がガード値よりも大きい場合には、設定する燃料圧力をガード値まで抑制する。ベース燃圧がガード値よりも小さい場合には、ベース燃圧をそのまま燃料圧力として設定する。 Next, at step S7, the fuel pressure control means 76 determines whether or not the set guard timer value has reached 0 sec. That is, it is determined whether or not the initially set time has already passed based on FIG. If the value of the guard timer is not yet 0 sec, the process proceeds to step S8. In step S8, the base fuel pressure determined in step S2 and the guard value determined in step S3 are compared by the fuel pressure control means 76. If the base fuel pressure is greater than the guard value, the fuel pressure to be set is set. Suppresses the guard value. When the base fuel pressure is smaller than the guard value, the base fuel pressure is set as the fuel pressure as it is.

一方、ステップＳ７において、ガードタイマーの値が、既に０ｓｅｃになっている場合には、燃料圧力制御手段７６によってベース燃圧がそのまま燃料圧力として設定され、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、燃料圧力制御手段７６は、燃料圧力センサ５０によって検出された燃料圧力が設定された燃料圧力となるように、スピル弁６４を制御する。
以上の処理を繰り返すことにより、燃料圧力が制御される。 On the other hand, when the value of the guard timer is already 0 sec in step S7, the base fuel pressure is set as the fuel pressure as it is by the fuel pressure control means 76, and the process proceeds to step S9. In step S9, the fuel pressure control means 76 controls the spill valve 64 so that the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 50 becomes the set fuel pressure.
By repeating the above process, the fuel pressure is controlled.

次に、図７乃至図１１を参照して、本実施形態の燃料供給装置１０の異常検出及び処理の作用を説明する。図７は、燃料供給装置１０の異常検出作用を示すフローチャートである。
まず、図７のステップＳ７１において、エンジン制御ユニット７２は、燃料圧力センサ５０から燃料圧力を読み込む。次に、ステップＳ７２では、エンジン制御ユニット７２の故障検出手段８０によって、ステップＳ７１において読み込まれた燃料圧力と、図５によって決定されたガード値に基づいて設定されている異常判定閾値が比較される。本実施形態においては、異常判定閾値は、図５に破線で示すように、燃料圧力のガード値に３ＭＰａを加算した値に設定されている。燃料圧力が異常判定閾値よりも低い場合には、燃料供給系統に異常はないと考えられるので、ステップＳ７５に進み、低圧燃料ポンプ４２を通常運転して、このフローチャートの１回の処理を終了する。なお、異常判定閾値は、設定される燃料圧力が最も高い領域では、１１．５＋３＝１４．５ＭＰａとなる。しかしながら、本実施形態においては、燃料圧力が約１３ＭＰａを超えるとリリーフ弁５４が作動して燃料圧力を低下させるので、約１３ＭＰａよりも燃料圧力が高い領域における異常判定閾値は、実際には使用されない。 Next, the operation of abnormality detection and processing of the fuel supply device 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing an abnormality detection operation of the fuel supply apparatus 10.
First, in step S <b> 71 of FIG. 7, the engine control unit 72 reads the fuel pressure from the fuel pressure sensor 50. Next, in step S72, the failure detection means 80 of the engine control unit 72 compares the fuel pressure read in step S71 with the abnormality determination threshold set based on the guard value determined in FIG. . In the present embodiment, the abnormality determination threshold is set to a value obtained by adding 3 MPa to the guard value for the fuel pressure, as indicated by a broken line in FIG. If the fuel pressure is lower than the abnormality determination threshold value, it is considered that there is no abnormality in the fuel supply system, so the process proceeds to step S75, where the low-pressure fuel pump 42 is normally operated, and one process of this flowchart is completed. . The abnormality determination threshold value is 11.5 + 3 = 14.5 MPa in the region where the set fuel pressure is the highest. However, in this embodiment, when the fuel pressure exceeds about 13 MPa, the relief valve 54 operates to lower the fuel pressure, so the abnormality determination threshold in the region where the fuel pressure is higher than about 13 MPa is not actually used. .

一方、ステップＳ７２において、燃料圧力が異常判定閾値よりも高い場合には、ステップＳ７３に進む。ステップＳ７３では、エンジン制御ユニット７２の条件判定手段７８によって、燃料圧力のガード値による抑制が、現在実行されているか否かが判断される。即ち、エンジン１始動後、図６に基づいて設定された時間が既に経過しているか否かが判断される。この時間が経過していない場合には、ステップＳ７４に進む。 On the other hand, when the fuel pressure is higher than the abnormality determination threshold value in step S72, the process proceeds to step S73. In step S73, it is determined by the condition determination means 78 of the engine control unit 72 whether suppression by the guard value of the fuel pressure is currently being executed. That is, it is determined whether the time set based on FIG. 6 has already elapsed after the engine 1 is started. If this time has not elapsed, the process proceeds to step S74.

ステップＳ７４では、ステップＳ７２において燃料供給系統に異常ありと判定され、ステップＳ７３において燃料供給系統のシール性能が低下している状態であると判定されていることから、エンジン制御ユニット７２の低圧燃料ポンプ制御手段８２は、低圧燃料ポンプ４２を停止させ、このフローチャートの１回の処理を終了する。これにより、燃料供給系統からの燃料漏れが防止される。 In step S74, it is determined in step S72 that there is an abnormality in the fuel supply system, and in step S73, it is determined that the sealing performance of the fuel supply system is degraded. The control means 82 stops the low-pressure fuel pump 42 and ends one process of this flowchart. Thereby, fuel leakage from the fuel supply system is prevented.

一方、ステップＳ７３において、燃料圧力のガード値による抑制が実行されていないと判定された場合には、ステップＳ７５に進み、低圧燃料ポンプ４２を通常運転させ、このフローチャートの１回の処理を終了する。即ち、ステップＳ７２において燃料供給系統に異常ありと判定された場合であっても、ガード値による抑制が実行されておらず、燃料供給系統のシール性能が低下していない状態においては、燃料漏れ等のトラブルは発生しないため、低圧燃料ポンプ４２を通常運転させることができる。これにより、エンジン１を通常通り運転することができるので、燃料供給系統の異常に適切に対処するための行動を執ることが可能になる。なお、燃料供給系統の異常により燃料圧力が更に上昇し、リリーフ弁５４によって規定される所定の圧力を超えた場合には、リリーフ弁５４が燃料圧力によって開放される。これにより、加圧された燃料が、リリーフ弁５４を通って高圧燃料ポンプ４８の上流側に逆流するので、燃料圧力は低下し、燃料供給系統の異常高圧によるトラブルを回避することができる。 On the other hand, if it is determined in step S73 that the fuel pressure is not suppressed by the guard value, the process proceeds to step S75, where the low-pressure fuel pump 42 is normally operated, and one process of this flowchart is terminated. . That is, even when it is determined that there is an abnormality in the fuel supply system in step S72, in the state where the suppression by the guard value is not executed and the sealing performance of the fuel supply system is not deteriorated, fuel leakage, etc. Therefore, the low-pressure fuel pump 42 can be operated normally. Thereby, since the engine 1 can be operated as usual, it is possible to take an action for appropriately dealing with an abnormality in the fuel supply system. When the fuel pressure further increases due to an abnormality in the fuel supply system and exceeds a predetermined pressure defined by the relief valve 54, the relief valve 54 is opened by the fuel pressure. As a result, the pressurized fuel flows back through the relief valve 54 to the upstream side of the high-pressure fuel pump 48, so that the fuel pressure is reduced and troubles due to abnormally high pressures in the fuel supply system can be avoided.

次に、図８乃至図１１を参照して、インジェクタ５２から燃料を噴射する燃料噴射時間の制御を説明する。図８は燃料噴射時間設定のフローチャートを示し、図９はアクセル開度と要求トルクの関係を示すグラフの一例であり、図１０はエンジン回転数及び要求トルクに対する空気量を示すグラフの一例であり、図１１は燃料噴射時間と噴射される燃料の量の関係を示すグラフの一例である。 Next, control of the fuel injection time for injecting fuel from the injector 52 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows a flowchart for setting the fuel injection time, FIG. 9 is an example of a graph showing the relationship between the accelerator opening and the required torque, and FIG. 10 is an example of a graph showing the air amount with respect to the engine speed and the required torque. FIG. 11 is an example of a graph showing the relationship between the fuel injection time and the amount of fuel injected.

エンジン１では、所定の値に設定された燃料圧力の下で、所定時間、インジェクタ５２から燃料を噴射することによって、適正な空燃比の混合気を生成している。このため、一定時間燃料を噴射した場合でも、燃料圧力が高いほど噴射される燃料の量は増大する。従って、燃料供給系統に異常があり、燃料圧力が高い状態で少量の燃料を噴射するためには、インジェクタ５２からの燃料噴射時間を非常に短くする必要がある。しかしながら、燃料噴射時間が非常に短くなると、インジェクタ５２の特性により、燃料噴射時間と噴射量の間に比例関係が成立しなくなり、燃料噴射時間を短縮しても噴射量が減少しない場合がある。図１１は、インジェクタの燃料噴射時間と噴射量の関係の一例を示すグラフである。本実施形態の燃料供給装置１０においては、このような場合にも適正な空燃比が得られるように、燃料噴射時間及び吸入空気量を制御している。以下に、これらの制御を説明する。 In the engine 1, fuel is injected from the injector 52 for a predetermined time under a fuel pressure set to a predetermined value, thereby generating an appropriate air-fuel ratio mixture. For this reason, even when fuel is injected for a certain period of time, the amount of fuel injected increases as the fuel pressure increases. Therefore, in order to inject a small amount of fuel in a state where the fuel supply system is abnormal and the fuel pressure is high, the fuel injection time from the injector 52 needs to be very short. However, if the fuel injection time becomes very short, the proportional relationship between the fuel injection time and the injection amount does not hold due to the characteristics of the injector 52, and the injection amount may not decrease even if the fuel injection time is shortened. FIG. 11 is a graph showing an example of the relationship between the fuel injection time of the injector and the injection amount. In the fuel supply device 10 of the present embodiment, the fuel injection time and the intake air amount are controlled so that an appropriate air-fuel ratio can be obtained even in such a case. Hereinafter, these controls will be described.

まず、図８のステップＳ８１において、エンジン制御ユニット７２の噴射時間調整手段８４は、アクセルペダルの位置、エンジン回転数、及び燃料圧力の測定信号を、アクセル位置センサ３８、クランク角センサ３６、及び燃料圧力センサ５０から夫々読み込む。次に、ステップＳ８２において、エンジン制御ユニット７２は、測定されたアクセル位置に基づいて、エンジン１に要求されているトルクを求める。具体的には、図９に示すアクセル位置と要求トルクの関係に基づいて、要求トルクを決定する。例えば、変速ギア（図示せず）が１速である場合には、測定されたアクセル位置に対する要求トルクを、図９の最も下側の曲線から求める。 First, in step S81 of FIG. 8, the injection time adjusting means 84 of the engine control unit 72 sends measurement signals of the accelerator pedal position, engine speed, and fuel pressure to the accelerator position sensor 38, the crank angle sensor 36, and the fuel. Each is read from the pressure sensor 50. Next, in step S82, the engine control unit 72 obtains the torque required for the engine 1 based on the measured accelerator position. Specifically, the required torque is determined based on the relationship between the accelerator position and the required torque shown in FIG. For example, when the transmission gear (not shown) is in the first speed, the required torque for the measured accelerator position is obtained from the lowermost curve in FIG.

次に、ステップＳ８３において、噴射時間調整手段８４は、ステップＳ８２で求められた要求トルクと、測定されたエンジン回転数に基づいて、シリンダ２に吸入すべき目標空気量を決定する。具体的には、図１０に示すエンジン回転数と要求トルクに対する目標空気量の関係に基づいて、目標空気量を決定する。図１０のグラフの夫々の曲線は、或るエンジン回転数及び要求トルクに対応した空気量を示す曲線である。図１０において、測定されたエンジン回転数及び求められた要求トルクに適合する曲線を決定し、その曲線が指示する空気量を目標空気量として設定する。 Next, in step S83, the injection time adjusting means 84 determines the target air amount to be taken into the cylinder 2 based on the required torque obtained in step S82 and the measured engine speed. Specifically, the target air amount is determined based on the relationship between the engine speed and the target air amount with respect to the required torque shown in FIG. Each curve in the graph of FIG. 10 is a curve showing an air amount corresponding to a certain engine speed and required torque. In FIG. 10, a curve that matches the measured engine speed and the calculated required torque is determined, and the air amount indicated by the curve is set as the target air amount.

ステップＳ８４においては、ステップＳ８３で設定された目標空気量を吸入するために必要なスロットルバルブの開度を計算する。さらに、ステップＳ８５においては、噴射時間調整手段８４は、ステップＳ８３で設定された目標空気量に対して適正な空燃比となるような燃料噴射量を求める。次いで、噴射時間調整手段８４は、この燃料噴射量と測定された燃料圧力に基づいて、必要な燃料噴射時間である燃料噴射パルス幅を算出する。 In step S84, the opening degree of the throttle valve necessary for sucking the target air amount set in step S83 is calculated. Further, in step S85, the injection time adjusting means 84 obtains a fuel injection amount that provides an appropriate air-fuel ratio with respect to the target air amount set in step S83. Next, the injection time adjusting means 84 calculates a fuel injection pulse width that is a required fuel injection time based on the fuel injection amount and the measured fuel pressure.

次に、ステップＳ８６においては、ステップＳ８５において計算された燃料噴射パルス幅が所定のパルス幅閾値よりも短いか否かが判断される。このパルス幅閾値は、燃料噴射時間と噴射量の間に比例関係が成立する最小の噴射時間τｍｉｎに所定の定数αを加えた値に予め設定されている。即ち、インジェクタ５２の特性により、燃料噴射パルス幅と燃料の噴射量の間に、図１１に示すような関係がある場合、燃料噴射パルス幅がτｍｉｎよりも大きい領域ではパルス幅にほぼ比例した量の燃料が噴射されるが、燃料噴射パルス幅がτｍｉｎよりも小さい領域では、パルス幅が減少しても噴射される燃料の量が減少しない場合がある。このため、個々のインジェクタのバラツキ等を考慮して、最小の噴射時間τｍｉｎに所定の定数αを加えたパルス幅閾値を設定し、このパルス幅閾値よりも燃料噴射時間が短い場合には、燃料噴射時間に補正を加える。ステップＳ８５において計算された燃料噴射パルス幅がパルス幅閾値よりも短い場合にはステップＳ８７へ進み、長い場合にはステップＳ９０に進む。 Next, in step S86, it is determined whether or not the fuel injection pulse width calculated in step S85 is shorter than a predetermined pulse width threshold. This pulse width threshold is set in advance to a value obtained by adding a predetermined constant α to the minimum injection time τmin in which a proportional relationship is established between the fuel injection time and the injection amount. That is, when there is a relationship as shown in FIG. 11 between the fuel injection pulse width and the fuel injection amount due to the characteristics of the injector 52, the amount is approximately proportional to the pulse width in the region where the fuel injection pulse width is larger than τmin. However, in the region where the fuel injection pulse width is smaller than τmin, the amount of fuel injected may not decrease even if the pulse width decreases. Therefore, in consideration of variations of individual injectors, a pulse width threshold value obtained by adding a predetermined constant α to the minimum injection time τmin is set, and when the fuel injection time is shorter than this pulse width threshold value, Add a correction to the injection time. If the fuel injection pulse width calculated in step S85 is shorter than the pulse width threshold, the process proceeds to step S87, and if longer, the process proceeds to step S90.

ステップＳ８７においては、パルス幅閾値τｍｉｎ＋αに亘って燃料が噴射されたとき、適正な空燃比となるように、吸入空気量の増量補正値が、空気量補正手段８６によって計算される。さらに、ステップＳ８８においては、ステップＳ８７で計算された吸入空気量の増量補正を行うために必要なスロットルバルブ１６開度の増量値が設定される。次いで、ステップＳ８９においては、空気量補正手段８６は、ステップＳ８５において計算された燃料噴射パルス幅を、パルス幅閾値τｍｉｎ＋αに修正する。このように、燃料噴射パルス幅がパルス幅閾値よりも短い場合には、吸入空気量が増量補正され、燃料噴射時間が延長されるので、エンジン１の出力トルク等が増大する。しかしながら、本実施形態においては、この増分は僅かであるため、運転者が出力トルク等の増大に気付くことはない。或いは、吸入空気量及び燃料噴射時間の補正を行った場合に、点火プラグ２３による点火時期を調整して出力トルク等の変動が発生しないように構成することもできる。 In step S87, when the fuel is injected over the pulse width threshold value τmin + α, an increase correction value for the intake air amount is calculated by the air amount correction means 86 so that an appropriate air-fuel ratio is obtained. Further, in step S88, an increase value of the throttle valve 16 opening necessary for performing the increase correction of the intake air amount calculated in step S87 is set. Next, in step S89, the air amount correction means 86 corrects the fuel injection pulse width calculated in step S85 to the pulse width threshold value τmin + α. As described above, when the fuel injection pulse width is shorter than the pulse width threshold, the intake air amount is corrected to increase and the fuel injection time is extended, so that the output torque of the engine 1 increases. However, in this embodiment, since this increment is slight, the driver does not notice an increase in output torque or the like. Alternatively, when the intake air amount and the fuel injection time are corrected, the ignition timing by the spark plug 23 can be adjusted so that the output torque or the like does not fluctuate.

次に、ステップＳ９０においては、エンジン制御ユニット７２は、ステップＳ８４で設定されたスロットル開度、又は、ステップＳ８４で設定され、ステップＳ８８で増量補正されたスロットル開度となるように、スロットルバルブ１６を制御するための制御モータ（図示せず）に信号を送る。さらに、ステップＳ９１においては、エンジン制御ユニット７２は、ステップＳ８５で計算された燃料噴射パルス幅、又は、ステップＳ８９で修正されたパルス幅閾値τｍｉｎ＋αの信号をインジェクタ５２に信号を送って図８に示すフローチャートの１回の処理を終了する。 Next, in step S90, the engine control unit 72 causes the throttle valve 16 to have the throttle opening set in step S84 or the throttle opening set in step S84 and corrected for increase in step S88. A signal is sent to a control motor (not shown) for controlling the motor. Further, in step S91, the engine control unit 72 sends a signal of the fuel injection pulse width calculated in step S85 or the pulse width threshold value τmin + α corrected in step S89 to the injector 52, as shown in FIG. One process of the flowchart is terminated.

本発明の実施形態の燃料供給装置によれば、燃料供給系統の異常の際においても所定の条件下で低圧燃料ポンプが運転されるので、十分な回避行動を可能にすると同時に、燃料漏れ等の燃料供給系統のトラブルを防止することができる。
また、本実施形態の燃料供給装置によれば、燃料圧力の上昇により、インジェクタからの燃料噴射時間が短くなりすぎたとき、吸入空気量及び燃料噴射時間を補正するので、燃料圧力が上昇した場合でも適正な空燃比を維持することができる。 According to the fuel supply device of the embodiment of the present invention, since the low-pressure fuel pump is operated under a predetermined condition even in the case of an abnormality in the fuel supply system, it is possible to perform sufficient avoidance action and at the same time, such as fuel leakage Problems with the fuel supply system can be prevented.
Further, according to the fuel supply device of the present embodiment, when the fuel injection time from the injector becomes too short due to the increase in the fuel pressure, the intake air amount and the fuel injection time are corrected. However, an appropriate air-fuel ratio can be maintained.

さらに、本実施形態の燃料供給装置によれば、燃料供給系統の故障により燃料圧力が上昇した場合でも低圧燃料ポンプを運転し続けると共に、燃料圧力が過度に上昇した場合にはリリーフ弁により燃料圧力を低下させるので、燃料圧力の過度の上昇によるトラブルを防止することができる。 Furthermore, according to the fuel supply device of the present embodiment, the low pressure fuel pump continues to operate even when the fuel pressure rises due to a failure of the fuel supply system, and when the fuel pressure rises excessively, the fuel pressure is increased by the relief valve. Therefore, troubles caused by excessive increase in fuel pressure can be prevented.

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の修正及び変更を加えることができる。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, various correction and change can be added to embodiment mentioned above.

本発明の実施形態による燃料供給装置を備えたエンジンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine provided with the fuel supply apparatus by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による燃料供給装置の構成を模式的に示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed typically the structure of the fuel supply apparatus by embodiment of this invention. インジェクタに供給する燃料圧力を決定するためのフローチャートである。It is a flowchart for determining the fuel pressure supplied to an injector. 燃料供給装置によって設定される燃料圧力のマップを示す図である。It is a figure which shows the map of the fuel pressure set by the fuel supply apparatus. 寒冷時における燃料圧力の上限値を設定するマップを示す図である。It is a figure which shows the map which sets the upper limit of the fuel pressure at the time of cold. 燃料圧力の上限値を設定して運転する運転時間のマップを示す図である。It is a figure which shows the map of the driving time which sets and sets the upper limit of fuel pressure. 本発明の実施形態による燃料供給装置の異常検出作用を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the abnormality detection effect | action of the fuel supply apparatus by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による燃料供給装置の燃料噴射時間設定のフローチャートである。It is a flowchart of the fuel injection time setting of the fuel supply apparatus by embodiment of this invention. アクセル開度と要求トルクの関係を示すグラフの一例である。It is an example of the graph which shows the relationship between an accelerator opening and a request torque. エンジン回転数及び要求トルクに対する空気量を示すグラフの一例である。It is an example of the graph which shows the air quantity with respect to an engine speed and a request torque. 燃料噴射時間と噴射される燃料の量の関係を示すグラフの一例である。It is an example of the graph which shows the relationship between fuel injection time and the quantity of the fuel injected.

Explanation of symbols

１エンジン
２シリンダ
２ａ燃焼室
４ピストン
６コネクティングロッド
８クランクシャフト
１０燃料供給装置
１２エアクリーナ
１４吸気温／流量センサ
１６スロットルバルブ
１８スロットルバルブセンサ
２０吸気ポート
２２吸気弁
２３点火プラグ
２４排気ポート
２６排気弁
２８リニアＯ₂センサ
３０第１触媒
３２ラムダＯ₂センサ
３４第２触媒
３６クランク角センサ
３８アクセル位置センサ
４０燃料タンク
４２低圧燃料ポンプ
４４燃料フィルタ
４６圧力レギュレータ
４８高圧燃料ポンプ
５０燃料圧力センサ
５２インジェクタ
５４リリーフ弁
５６ポンプシリンダ
５８ポンプピストン
６０カム
６２逆止弁
６４スピル弁
６６弁体
６８ソレノイド
７０付勢バネ
７２エンジン制御ユニット
７４インジェクタドライバ
７６燃料圧力制御手段
７８条件判定手段
８０故障検出手段
８２低圧燃料ポンプ制御手段
８４噴射時間調整手段
８６空気量補正手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder 2a Combustion chamber 4 Piston 6 Connecting rod 8 Crankshaft 10 Fuel supply device 12 Air cleaner 14 Intake air temperature / flow rate sensor 16 Throttle valve 18 Throttle valve sensor 20 Intake port 22 Intake valve 23 Spark plug 24 Exhaust port 26 Exhaust valve 28 Linear O ₂ sensor 30 First catalyst 32 Lambda O ₂ sensor 34 Second catalyst 36 Crank angle sensor 38 Accelerator position sensor 40 Fuel tank 42 Low pressure fuel pump 44 Fuel filter 46 Pressure regulator 48 High pressure fuel pump 50 Fuel pressure sensor 52 Injector 54 Relief Valve 56 Pump cylinder 58 Pump piston 60 Cam 62 Check valve 64 Spill valve 66 Valve body 68 Solenoid 70 Energizing spring 72 Engine control unit 74 In Ekutadoraiba 76 fuel pressure control means 78 condition judging means 80 failure detection unit 82 low-pressure fuel pump control means 84 injection period adjusting means 86 air amount correction means

Claims

A fuel supply device for supplying fuel in a fuel tank to a fuel injection valve of an engine,
A low-pressure fuel pump for pumping fuel in the fuel tank;
A high-pressure fuel pump that pressurizes the fuel supplied from the low-pressure fuel pump;
Fuel pressure adjusting means for adjusting the pressure of the fuel pressurized by the high-pressure fuel pump;
Fuel pressure control means for operating the fuel pressure adjusting means to control the fuel pressure to a predetermined fuel pressure;
A condition determining means for determining whether or not the sealing performance of a fuel supply path for supplying fuel to the fuel injection valve of the engine is reduced;
A failure detecting means for detecting a failure of the fuel pressure adjusting means;
A low-pressure fuel pump control unit that stops the low-pressure fuel pump when the failure determination unit detects a failure and the condition determination unit determines that the seal performance is deteriorated;
A fuel supply device comprising:

2. The fuel supply device according to claim 1, wherein the fuel pressure control means reduces the predetermined fuel pressure under a condition that the sealing performance of the fuel supply path is lowered.

Furthermore, it has a temperature sensor for measuring or estimating the temperature of the seal in the fuel supply path, and whether the condition determining means is a condition for reducing the seal performance based on the detection result of the temperature sensor. The fuel supply device according to claim 1 or 2, wherein the determination is made.

Further, even when the failure detecting means detects a failure, the fuel injection time adjusting means for adjusting the fuel injection time and the injection time adjusting means are adjusted so that an appropriate amount of fuel is injected from the fuel injection valve. 4. An air amount correcting means for extending the fuel injection time and increasing the amount of air taken into the engine when the fuel injection time is shorter than a predetermined time. The fuel supply device according to item.

Further, when the fuel pressure control means reaches a predetermined fuel pressure higher than the maximum fuel pressure set by operating the fuel pressure adjusting means, a mechanical type second fuel is returned to the upstream side of the high pressure fuel pump. The fuel supply device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: 2 fuel pressure adjusting means.