JP5687598B2 - Fuel supply device - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

本発明は、燃料タンク内に貯留された燃料を調圧して燃料消費部に供給する燃料供給装置に関するものである。   The present invention relates to a fuel supply device that regulates the fuel stored in a fuel tank and supplies the fuel to a fuel consumption unit.

従来、車両に搭載される内燃機関の燃料供給装置は、燃料タンク内に貯留された燃料を燃料ポンプによって燃料消費部に供給するときに、燃料消費部に対する燃料供給圧力を調整するための圧力制御装置を備えている。この圧力制御装置は、燃料タンク内の燃料を汲み上げる燃料ポンプから、燃料消費部を構成するインジェクタへの燃料供給圧力を調圧するようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel supply device for an internal combustion engine mounted on a vehicle has a pressure control for adjusting the fuel supply pressure to the fuel consumption unit when the fuel stored in the fuel tank is supplied to the fuel consumption unit by a fuel pump. Equipment. This pressure control device regulates the fuel supply pressure from the fuel pump that pumps up the fuel in the fuel tank to the injector that constitutes the fuel consumption unit.

このような圧力制御装置においては、一般に、ハウジング内を2室に区画し、中央部に調圧弁体を有するダイヤフラムを備えている。このダイヤフラムの一面側において、調圧室内の燃料圧に応じたダイヤフラム中央部の変位を利用して調圧弁体を開弁方向および閉弁方向に変位させる一方、ダイヤフラムの他面側に設置された圧縮コイルばねによりダイヤフラムの変位を抑制するようになっている。これにより、調圧室内の燃料圧が設定圧に達するよう調圧弁体の開弁状態を保持するようになっている。また、このような圧力制御装置は、燃料ポンプとともに燃料タンク内に配置されていることが多い。   In such a pressure control device, generally, a housing is divided into two chambers, and a diaphragm having a pressure regulating valve body at the center is provided. On one surface side of this diaphragm, the pressure regulating valve body is displaced in the valve opening direction and the valve closing direction by using the displacement of the diaphragm central portion in accordance with the fuel pressure in the pressure regulating chamber, while being installed on the other surface side of the diaphragm. The displacement of the diaphragm is suppressed by a compression coil spring. Thereby, the valve opening state of the pressure regulating valve body is maintained so that the fuel pressure in the pressure regulating chamber reaches the set pressure. Further, such a pressure control device is often arranged in a fuel tank together with a fuel pump.

このような圧力制御装置としては、ハウジング内部を区画するダイヤフラムと、このダイヤフラムの一面側に位置し、燃料ポンプから加圧燃料が導入される燃料導入口および余剰燃料が排出される排出口を有する調圧室と、ダイヤフラムの他面側に位置し、背圧流体が導入される背圧室と、ダイヤフラムと背圧室の間に大気に開放される開放室を形成するプランジャと、ダイヤフラムの変位に応じて排出口を開閉するようダイヤフラムに装着された弁部材と、ダイヤフラムとプランジャの間に介在されて弁部材を閉弁方向に付勢するスプリングと、プランジャの可動範囲を規定するストッパ手段と、によって構成される可変燃料圧調整弁を備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   As such a pressure control device, there is a diaphragm partitioning the inside of the housing, a fuel introduction port for introducing pressurized fuel from a fuel pump, and a discharge port for discharging excess fuel, which are located on one surface side of the diaphragm. Displacement of the pressure adjusting chamber, a back pressure chamber that is located on the other side of the diaphragm, into which back pressure fluid is introduced, a plunger that forms an open chamber that is open to the atmosphere between the diaphragm and the back pressure chamber, and a displacement of the diaphragm A valve member mounted on the diaphragm so as to open and close the discharge port according to the pressure, a spring interposed between the diaphragm and the plunger to urge the valve member in the valve closing direction, and stopper means for defining a movable range of the plunger The thing provided with the variable fuel pressure regulating valve comprised by these is proposed (for example, refer patent document 1).

この特許文献1に記載の燃料供給装置は、このような圧力制御装置を構成する可変燃料圧調整弁を備えることにより、背圧流体の供給の有無によってスプリングの設定荷重を2段階に切替えることで、調圧する燃料圧の設定値を低圧と高圧とのいずれかに切替えることができる。   The fuel supply device described in Patent Document 1 includes a variable fuel pressure adjustment valve that constitutes such a pressure control device, thereby switching the set load of the spring in two stages depending on whether or not the back pressure fluid is supplied. The set value of the fuel pressure to be regulated can be switched between low pressure and high pressure.

しかしながら、この特許文献1に記載の燃料供給装置は、1つの可変燃料圧調整弁により燃料圧を切替えることができるものの、可変燃料圧調整弁が3室により構成されているため、小型化が難しく、また、調圧室と背圧室に燃料を供給する配管は、互いに逆向きに接続されるため、可変燃料圧調整弁の配置に制約が生じるという問題があった。   However, although the fuel supply device described in Patent Document 1 can switch the fuel pressure by one variable fuel pressure adjusting valve, the variable fuel pressure adjusting valve is constituted by three chambers, so that it is difficult to reduce the size. In addition, since the pipes for supplying fuel to the pressure regulating chamber and the back pressure chamber are connected in opposite directions, there is a problem that the arrangement of the variable fuel pressure regulating valve is restricted.

さらには、この特許文献1に記載の燃料供給装置は、燃料ポンプの劣化や吐出特性のばらつきに応じて燃料消費部に供給される燃料圧が変化するにもかかわらず、燃料ポンプの劣化や吐出特性のばらつきを考慮するようなものではなかった。そのため、実燃料圧が目標燃料圧から乖離し、気筒に対する燃料噴射量が適切なものとならず、結果として、空燃比が目標空燃比から乖離する可能性があるという問題があった。   Furthermore, the fuel supply device described in Patent Document 1 is not limited to the deterioration or discharge of the fuel pump, even though the fuel pressure supplied to the fuel consumption unit changes according to the deterioration of the fuel pump or the variation in the discharge characteristics. It was not something that took into account variations in characteristics. Therefore, the actual fuel pressure deviates from the target fuel pressure, and the fuel injection amount to the cylinder is not appropriate. As a result, there is a problem that the air-fuel ratio may deviate from the target air-fuel ratio.

また、特許文献1に記載の燃料供給装置とは異なり燃料圧を高圧と低圧とに切替える構成を有していないものの、内燃機関の停止期間に応じて燃料圧を推定するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。   Further, unlike the fuel supply device described in Patent Document 1, there is known a device that estimates the fuel pressure according to the stop period of the internal combustion engine, although it does not have a configuration for switching the fuel pressure between high pressure and low pressure. (For example, refer to Patent Document 2).

この特許文献2に開示された燃料供給装置は、燃料圧を検出する燃圧センサを備えない車両において、内燃機関により駆動される燃料供給手段と、燃料供給手段からの燃料を蓄える燃料畜圧手段と、燃料畜圧手段の燃料を内燃機関の燃焼室内に供給する燃料噴射手段と、燃料畜圧手段に蓄えられた燃料の圧力を推定する燃圧推定手段と、内燃機関の停止期間を算出する停止期間算出手段と、を備え、燃圧推定手段は、内燃機関の停止期間に応じて推定燃圧値を設定するようになっている。   The fuel supply device disclosed in Patent Document 2 includes a fuel supply unit that is driven by an internal combustion engine and a fuel pressure-containment unit that stores fuel from the fuel supply unit in a vehicle that does not include a fuel pressure sensor that detects fuel pressure. A fuel injection means for supplying the fuel of the fuel stock pressure means into the combustion chamber of the internal combustion engine, a fuel pressure estimation means for estimating the pressure of the fuel stored in the fuel stock pressure means, and a stop period for calculating the stop period of the internal combustion engine And a fuel pressure estimating means for setting an estimated fuel pressure value in accordance with a stop period of the internal combustion engine.

このような構成を有することにより、特許文献2に記載の燃料供給装置は、機関停止後の燃圧推移を予測して推定燃料圧の初期値を設定するので、機関始動時から精度よく燃料圧を推定するようになっていた。   By having such a configuration, the fuel supply device described in Patent Document 2 predicts the change in fuel pressure after the engine is stopped and sets the initial value of the estimated fuel pressure. It was supposed to be estimated.

特開2009−144686号公報JP 2009-144686 A 特開2005−330907号公報JP-A-2005-330907

しかしながら、上述した特許文献2に記載の燃料供給装置は、車両の走行状態にかかわらず、燃圧センサを用いずに燃料圧を推定するようになっているものの、燃料ポンプの吐出性能の個体差や経年劣化そのものを推定するようなものではなかった。   However, although the fuel supply device described in Patent Document 2 described above estimates the fuel pressure without using the fuel pressure sensor regardless of the running state of the vehicle, individual differences in the discharge performance of the fuel pump It was not like estimating the aging itself.

そのため、使用されている燃料ポンプの吐出性能が平均的な燃料ポンプからどの程度ずれているか、あるいは、燃料ポンプがどの程度劣化したかを推定することができなかった。さらには、特許文献2に記載の燃料供給装置は、燃料圧を高圧と低圧とに設定可能な可変燃料圧調整弁を備えたものに適用することを考慮しておらず、可変燃料圧調整弁を備えたものにおいて、燃料ポンプの吐出性能や経年劣化を求めることができなかった。   For this reason, it has not been possible to estimate how much the discharge performance of the fuel pump being used deviates from the average fuel pump or how much the fuel pump has deteriorated. Furthermore, the fuel supply device described in Patent Document 2 does not consider application to a fuel pressure adjusting valve that can set the fuel pressure between a high pressure and a low pressure. However, the fuel pump discharge performance and deterioration over time could not be obtained.

したがって、可変燃料圧調整弁を有する燃料供給装置においては、燃料ポンプの吐出特性や経年変化に応じて燃料圧の切替時に発生する燃料圧のオーバーシュート量が変化するにもかかわらず、このような変化を考慮していなかった。したがって、燃料圧の切替えが収束するまでの燃料圧を精度よく推定することができず、実際の燃料噴射量が所望の燃料噴射量から乖離する可能性があった。このため、燃料噴射制御の精度が低下し、燃費向上を図ることができないという問題があった。   Therefore, in a fuel supply device having a variable fuel pressure adjusting valve, such an amount of fuel pressure overshoot that occurs at the time of fuel pressure switching changes according to the discharge characteristics of the fuel pump or changes over time. We did not consider changes. Therefore, the fuel pressure until the fuel pressure switching converges cannot be accurately estimated, and the actual fuel injection amount may deviate from the desired fuel injection amount. For this reason, there has been a problem that the accuracy of the fuel injection control is lowered and the fuel efficiency cannot be improved.

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、可変燃料圧調整弁を有する燃料供給装置において、燃料圧の切替え指示を行うタイミングや燃料噴射時間を最適化し、燃料圧が切替わった場合においても実際の燃料噴射量が所望の燃料噴射量から乖離することを抑制することにより、燃費向上を図ることができる燃料供給装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems. In a fuel supply apparatus having a variable fuel pressure adjusting valve, the timing for instructing the switching of the fuel pressure and the fuel injection time are optimized, and the fuel pressure is cut off. An object of the present invention is to provide a fuel supply device capable of improving fuel consumption by suppressing the actual fuel injection amount from deviating from a desired fuel injection amount even when the fuel injection is changed.

本発明に係る燃料供給装置は、上記目的達成のため、(1)燃料ポンプから吐出した燃料を調圧して燃料消費部に供給する燃料供給装置であって、少なくとも前記燃料の燃料圧を高圧にする高圧供給状態と低圧にする低圧供給状態とのいずれかの状態を取り得る可変燃料圧調整弁と、排気成分に基づいて空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記可変燃料圧調整弁が前記低圧供給状態であることを条件に、前記燃料ポンプに印加される電圧と前記空燃比検出手段により検出された空燃比とに基づいて、前記可変燃料圧調整弁から排出される燃料の排出量を推定する排出量推定手段と、前記燃料圧を低圧から高圧に切替える条件が成立したことを条件に、前記排出量推定手段により推定された燃料の排出量が予め定められた所定値以上となるよう前記燃料ポンプに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a fuel supply apparatus according to the present invention is (1) a fuel supply apparatus that regulates fuel discharged from a fuel pump and supplies the fuel to a fuel consuming unit, and at least increases the fuel pressure of the fuel. A variable fuel pressure adjustment valve capable of taking either a high pressure supply state to be reduced or a low pressure supply state to be low pressure, an air / fuel ratio detection means for detecting an air / fuel ratio based on an exhaust component, and the variable fuel pressure adjustment valve The amount of fuel discharged from the variable fuel pressure regulating valve based on the voltage applied to the fuel pump and the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detecting means on condition that the low-pressure supply state is established On the condition that the condition for switching the fuel pressure from the low pressure to the high pressure is satisfied, the fuel discharge amount estimated by the discharge amount estimation means is equal to or greater than a predetermined value. Yo Characterized in that it comprises a voltage control means for controlling a voltage applied to the fuel pump.

この構成により、可変燃料圧調整弁における燃料の排出量が所定値以上であれば、燃料圧を切替えた際に発生するオーバーシュート量が一定となるので、オーバーシュートの収束前においても燃料圧を推定することが可能となる。したがって、燃料圧の切替え指示を行うタイミングや燃料噴射時間を最適化し、燃料圧が切替わった場合においても実際の燃料噴射量が所望の燃料噴射量から乖離することを抑制することにより、燃費向上を図ることができる。   With this configuration, if the amount of fuel discharged from the variable fuel pressure adjustment valve is equal to or greater than a predetermined value, the amount of overshoot that occurs when the fuel pressure is switched is constant, so the fuel pressure can be reduced even before the overshoot converges. It is possible to estimate. Therefore, the fuel pressure can be improved by optimizing the timing for instructing the switching of the fuel pressure and the fuel injection time, and suppressing the actual fuel injection amount from deviating from the desired fuel injection amount even when the fuel pressure is switched. Can be achieved.

また、上記(1)に記載の燃料供給装置において、(2)前記所定値は、前記燃料圧を低圧から高圧に切替えた際に発生するオーバーシュート量が前記排出量の変化によらずほぼ一定となる領域に設定されることを特徴とする。   In the fuel supply apparatus described in (1) above, (2) the predetermined value is that the amount of overshoot that occurs when the fuel pressure is switched from low pressure to high pressure is substantially constant regardless of the change in the discharge amount. It is set to the area | region which becomes.

この構成により、排出量を所定値以上に設定する場合には、燃料圧の切替え時におけるオーバーシュート量が推定可能となるため、燃料圧の切替え指示を行うタイミングや燃料噴射時間を最適化し、燃料圧が切替わった場合においても実際の燃料噴射量が所望の燃料噴射量から乖離することを抑制することにより、燃費向上を図ることができる。   With this configuration, when the discharge amount is set to a predetermined value or more, the overshoot amount at the time of fuel pressure switching can be estimated. Therefore, the timing for instructing the fuel pressure switching and the fuel injection time are optimized, and the fuel Even when the pressure is switched, the fuel consumption can be improved by suppressing the actual fuel injection amount from deviating from the desired fuel injection amount.

また、上記(1)または(2)に記載の燃料供給装置において、(3)前記排出量推定手段は、前記燃料ポンプに印加する電圧を変化させ前記空燃比検出手段により検出される空燃比が最もリーンとなる最低電圧を求め、前記最低電圧と前記燃料ポンプの新品時に空燃比が最もリーンとなる初期電圧との差と、に基づいて前記排出される燃料量を推定することを特徴とする。   In the fuel supply device described in the above (1) or (2), (3) the discharge amount estimation means changes the voltage applied to the fuel pump, and the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means The lowest voltage that is the most lean is obtained, and the amount of the discharged fuel is estimated based on the difference between the lowest voltage and the initial voltage at which the air-fuel ratio becomes the leanest when the fuel pump is new. .

この構成により、燃料ポンプに印加される電圧の変化に応じて、可変燃料圧調整弁から排出される燃料量を推定することが可能となる。結果として、燃料ポンプの劣化度合いおよび吐出特性のばらつきを求めることができる。   With this configuration, it is possible to estimate the amount of fuel discharged from the variable fuel pressure adjustment valve in accordance with a change in the voltage applied to the fuel pump. As a result, the degree of deterioration of the fuel pump and the variation in the discharge characteristics can be obtained.

また、上記(3)に記載の燃料供給装置において、(4)前記初期電圧は、複数の前記燃料ポンプにおいて新品時に空燃比が最もリーンとなる電圧の略平均値であることを特徴とする。   In the fuel supply device described in (3) above, (4) the initial voltage is a substantially average value of voltages at which the air-fuel ratio becomes the leanest when a plurality of the fuel pumps are new.

ここで、本発明における「略平均値」とは、燃料ポンプが大量に生産された場合に吐出特性が平均的な燃料ポンプによる値を意味し、中央値であってもよい。   Here, the “substantially average value” in the present invention means a value by the fuel pump having an average discharge characteristic when the fuel pump is produced in large quantities, and may be a median value.

この構成により、平均的な吐出特性を有する燃料ポンプの初期電圧が予め算出されていれば、すべての燃料ポンプに対し初期電圧を測定することなく、燃料ポンプの劣化特性や吐出特性のばらつきを算出することが可能になる。したがって、燃料供給装置の生産効率を低下することなく各燃料ポンプを最適な状態に維持することができる。   With this configuration, if the initial voltage of the fuel pump having an average discharge characteristic is calculated in advance, the deterioration characteristic and discharge characteristic variation of the fuel pump are calculated without measuring the initial voltage for all the fuel pumps. It becomes possible to do. Therefore, each fuel pump can be maintained in an optimum state without reducing the production efficiency of the fuel supply device.

また、上記(1)から(4)に記載の燃料供給装置において、(5)前記排出量推定手段は、前記燃料の温度に応じて前記排出量の推定値を補正することを特徴とする。   In the fuel supply device described in (1) to (4) above, (5) the emission amount estimation unit corrects the estimated value of the emission amount according to the temperature of the fuel.

この構成により、燃料の温度に応じて可変燃料圧調整弁から排出される燃料量が変化する場合においても、排出量を精度よく推定することが可能となる。   With this configuration, even when the amount of fuel discharged from the variable fuel pressure regulating valve changes according to the temperature of the fuel, it is possible to accurately estimate the discharged amount.

また、上記(1)から(5)に記載の燃料供給装置において、(6)前記可変燃料圧調整弁は、前記燃料が導入される燃料導入口および該燃料が排出される燃料排出口を有するハウジングと、前記ハウジングとの間に前記燃料導入口に連通する調圧室を形成する隔壁部と前記調圧室内の燃料圧に応じて前記調圧室を前記燃料排出口に連通させる開弁方向に変位する可動弁体部とを有する調圧部材と、を備え、前記調圧室の内部に前記燃料排出口に連通するとともに前記可動弁体部の変位に応じて開度が変化する排出穴を形成する第1弁座部と、前記調圧室の内部に前記可動弁体部の変位に応じて開度が変化するとともに操作圧を有する燃料が導入される操作圧燃料導入穴を形成する第2弁座部とが、それぞれ前記ハウジングに設けられ、前記調圧部材が前記開弁方向に燃料圧を受ける面積が、前記操作圧燃料導入穴内の操作圧に応じて変化することを特徴とする。   Further, in the fuel supply device described in (1) to (5) above, (6) the variable fuel pressure adjusting valve has a fuel introduction port through which the fuel is introduced and a fuel discharge port through which the fuel is discharged. A valve opening direction in which the pressure regulating chamber communicates with the fuel discharge port according to the fuel pressure in the pressure regulating chamber and a partition wall portion that forms a pressure regulating chamber communicating with the fuel introduction port between the housing and the housing A pressure adjusting member having a movable valve body portion that is displaced to the inside, and a discharge hole that communicates with the fuel discharge port inside the pressure regulating chamber and whose opening degree changes according to the displacement of the movable valve body portion A first valve seat portion that forms an operating pressure, and an operating pressure fuel introduction hole in which the opening degree changes according to the displacement of the movable valve body portion and fuel having an operating pressure is introduced inside the pressure regulating chamber. A second valve seat portion is provided in each housing, The area that member receives the fuel pressure in the opening direction, characterized in that changes in accordance with the operating pressure of the operating fuel introduction hole.

この構成により、調圧部材が燃料圧を受ける面積を可変とすることにより燃料圧が2段階に調圧される。したがって、可変燃料圧調整弁の内部を3室にしたり、可変燃料圧調整弁を2つ設けることなく燃料消費部に供給される燃料圧を2段階に制御することができる。このため、燃料供給装置を小型化することができる。   With this configuration, the fuel pressure is regulated in two stages by making the area where the pressure regulating member receives the fuel pressure variable. Therefore, the fuel pressure supplied to the fuel consumption unit can be controlled in two stages without providing the variable fuel pressure adjusting valve with three chambers or providing two variable fuel pressure adjusting valves. For this reason, a fuel supply apparatus can be reduced in size.

本発明によれば、可変燃料圧調整弁を有する燃料供給装置において、燃料圧の切替え指示を行うタイミングや燃料噴射時間を最適化し、燃料圧が切替わった場合においても実際の燃料噴射量が所望の燃料噴射量から乖離することを抑制することにより、燃費向上を図ることができる燃料供給装置を提供できる。   According to the present invention, in a fuel supply apparatus having a variable fuel pressure adjusting valve, the timing for instructing the switching of the fuel pressure and the fuel injection time are optimized, and the actual fuel injection amount is desired even when the fuel pressure is switched. By suppressing the deviation from the fuel injection amount, it is possible to provide a fuel supply device that can improve fuel efficiency.

本発明の実施の形態に係る燃料供給装置およびその周辺を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the fuel supply apparatus which concerns on embodiment of this invention, and its periphery. 本発明の実施の形態に係る切替弁の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the switching valve which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る燃料供給装置の高圧供給状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the high voltage | pressure supply state of the fuel supply apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る燃料供給装置の低圧供給状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the low voltage | pressure supply state of the fuel supply apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る燃料供給装置の概略ブロック構成図である。It is a schematic block block diagram of the fuel supply apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電力供給ユニット周辺の回路図である。It is a circuit diagram around a power supply unit according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る燃料供給装置のタイミングチャートである。It is a timing chart of the fuel supply device concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係るリターン流量と制御圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the return flow volume and control pressure which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る燃料ポンプユニットの経年劣化と吐出量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between aged deterioration and the discharge amount of the fuel pump unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るリターン流量推定制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the return flow volume estimation control which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る吐出量算出マップを示すグラフである。It is a graph which shows the discharge amount calculation map which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るリターン流量に対するオーバーシュート量の変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of change of the amount of overshoot to return flow volume concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係るリターン流量とオーバーシュート量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the return flow volume and overshoot amount which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るリターン流量制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the return flow rate control which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る燃料供給装置を4気筒のガソリンエンジンを搭載した車両に適用する場合について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the case where the fuel supply device according to the present invention is applied to a vehicle equipped with a four-cylinder gasoline engine will be described.

まず、構成について説明する。   First, the configuration will be described.

図1に示すように、本実施の形態に係る燃料供給装置8は、エンジン1で消費される燃料を貯留する燃料タンク2と、燃料タンク2の内部に貯留された燃料をエンジン1の複数のインジェクタ3に圧送する燃料圧送機構10と、燃料圧送機構10からインジェクタ3に供給される燃料を導入して予め設定された燃料圧に調圧するプレッシャレギュレータ20と、プレッシャレギュレータ20により調圧される燃料圧を高圧側の設定圧と低圧側の設定圧との間で切替えるようプレッシャレギュレータ20を制御する切替弁60と、を備えている。ここで、プレッシャレギュレータ20は、本発明に係る可変燃料圧調整弁を構成する。   As shown in FIG. 1, the fuel supply device 8 according to the present embodiment includes a fuel tank 2 that stores fuel consumed by the engine 1, and a plurality of fuels stored in the fuel tank 2. A fuel pumping mechanism 10 that pumps to the injector 3, a pressure regulator 20 that introduces fuel supplied from the fuel pumping mechanism 10 to the injector 3 and regulates the fuel pressure to a preset value, and a fuel that is regulated by the pressure regulator 20 And a switching valve 60 that controls the pressure regulator 20 so as to switch the pressure between the set pressure on the high pressure side and the set pressure on the low pressure side. Here, the pressure regulator 20 constitutes a variable fuel pressure regulating valve according to the present invention.

エンジン1は、車両に搭載される多気筒の内燃機関により構成されている。本実施の形態においては、4つの気筒5を備える4サイクルガソリンエンジンにより内燃機関が構成されている。ここで、インジェクタ3および各気筒5は、本発明に係る燃料消費部を構成する。インジェクタ3は、エンジン1の各気筒5にそれぞれ設置されており、噴孔を形成する端部3aが吸気ポート7内に露出している。   The engine 1 is composed of a multi-cylinder internal combustion engine mounted on a vehicle. In the present embodiment, an internal combustion engine is constituted by a four-cycle gasoline engine having four cylinders 5. Here, the injector 3 and each cylinder 5 comprise the fuel consumption part which concerns on this invention. The injector 3 is installed in each cylinder 5 of the engine 1, and an end 3 a that forms an injection hole is exposed in the intake port 7.

また、燃料圧送機構10とインジェクタ3はデリバリーパイプ4を介して接続されており、燃料圧送機構10からの燃料は、デリバリーパイプ4を介して各インジェクタ3に分配されるようになっている。   The fuel pumping mechanism 10 and the injector 3 are connected via a delivery pipe 4, and the fuel from the fuel pumping mechanism 10 is distributed to each injector 3 via the delivery pipe 4.

燃料圧送機構10は、燃料タンク2内の燃料を吸入口から汲み上げ、加圧して吐出口から吐出する燃料ポンプユニット11と、燃料ポンプユニット11の吸入口側に設置され燃料ポンプユニット11内への異物の吸入を阻止するサクションフィルタ12と、燃料ポンプユニット11の吐出口側に設置され燃料ポンプユニット11から吐出された燃料に含まれる異物を除去する燃料フィルタ13と、燃料フィルタ13の上流側または下流側に設置されるチェック弁14と、を有している。   The fuel pumping mechanism 10 pumps the fuel in the fuel tank 2 from the suction port, pressurizes it and discharges it from the discharge port, and is installed on the suction port side of the fuel pump unit 11 to the fuel pump unit 11. A suction filter 12 that prevents foreign matter from being sucked in, a fuel filter 13 that is installed on the discharge port side of the fuel pump unit 11 to remove foreign matters contained in the fuel discharged from the fuel pump unit 11, and an upstream side of the fuel filter 13 or And a check valve 14 installed on the downstream side.

燃料ポンプユニット11は、ポンプ作動用の羽根車を有する燃料ポンプ11pと、燃料ポンプ11pを回転駆動する内蔵直流モータであるポンプ駆動モータ11mへの通電を後述するECU(Electronic Control Unit)51により制御させることで駆動および停止されるようになっている。   The fuel pump unit 11 is controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 51, which will be described later, to energize a fuel pump 11p having an impeller for operating the pump and a pump drive motor 11m that is a built-in DC motor that rotationally drives the fuel pump 11p. To drive and stop.

また、ECU51は、燃料ポンプユニット11のポンプ駆動モータ11mに印加される電圧を制御することによって、ポンプ駆動モータ11mの回転速度を変化させ、燃料ポンプユニット11による単位時間当たりの吐出量Dを変化させることができるようになっている。なお、以下では説明を簡単にするために、燃料ポンプユニット11に電圧が印加されるものとして説明する。また、本実施の形態に係る燃料ポンプユニット11は、本発明に係る燃料ポンプを意味する。   Further, the ECU 51 controls the voltage applied to the pump drive motor 11m of the fuel pump unit 11, thereby changing the rotational speed of the pump drive motor 11m, and changing the discharge amount D per unit time by the fuel pump unit 11. It can be made to. In the following description, for simplicity of explanation, it is assumed that a voltage is applied to the fuel pump unit 11. Further, the fuel pump unit 11 according to the present embodiment means a fuel pump according to the present invention.

チェック弁14は、燃料ポンプユニット11からインジェクタ3側への燃料供給方向に開弁する一方、インジェクタ3側から燃料ポンプユニット11側への燃料の逆流方向には閉弁し、加圧された供給燃料の逆流を阻止するようになっている。   The check valve 14 opens in the direction of fuel supply from the fuel pump unit 11 to the injector 3 side, while the check valve 14 is closed in the reverse flow direction of fuel from the injector 3 side to the fuel pump unit 11 side, and pressurized supply It is designed to prevent fuel backflow.

燃料タンク2の上部には、燃料ポンプユニット11の動作を制御する燃料ポンプコントローラ(以下、FPCという)17が設けられており、このFPC17には、ポンプ駆動モータ11mの端子電圧を検出する電圧検出部や、ポンプ駆動モータ11mに流れる電流を検出する電流検出部が装着されている。   A fuel pump controller (hereinafter referred to as FPC) 17 for controlling the operation of the fuel pump unit 11 is provided at the upper part of the fuel tank 2, and this FPC 17 has a voltage detection for detecting the terminal voltage of the pump drive motor 11m. And a current detector for detecting a current flowing through the pump drive motor 11m.

FPC17は、ECU51からのポンプ制御信号と、ポンプ駆動モータ11mの端子電圧を検出する電圧検出部の検出信号との偏差に応じて、燃料ポンプユニット11に印加する電圧を制御したり、燃料圧送機構10の異常診断のためのポンプ駆動モータ11mの作動状態に応じた診断用信号をECU51に供給したりするようになっている。つまり、本実施の形態において、ECU51は、FPC17を介して燃料ポンプユニット11に印加される電圧を制御するようになっている。   The FPC 17 controls the voltage applied to the fuel pump unit 11 according to the deviation between the pump control signal from the ECU 51 and the detection signal of the voltage detection unit that detects the terminal voltage of the pump drive motor 11m, or the fuel pumping mechanism. The ECU 51 is supplied with a diagnostic signal corresponding to the operating state of the pump drive motor 11m for 10 abnormality diagnosis. That is, in the present embodiment, the ECU 51 controls the voltage applied to the fuel pump unit 11 via the FPC 17.

図1および図3に示すように、プレッシャレギュレータ20は、燃料が導入される流体導入口21aおよびその燃料が排出される流体排出口21bを有するハウジング21を備えている。ハウジング21は、一対の凹状のハウジング部材18、19をそれらの外周部でかしめ結合して形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the pressure regulator 20 includes a housing 21 having a fluid inlet 21a through which fuel is introduced and a fluid outlet 21b through which the fuel is discharged. The housing 21 is formed by caulking and connecting a pair of concave housing members 18 and 19 at their outer peripheral portions.

ハウジング21の内部には、ハウジング21の内部を2室に区画する隔壁状の調圧部材22が設けられている。この調圧部材22は、ハウジング21との間に流体導入口21aに連通する調圧室23を形成する隔壁部24と、調圧室23内の燃料圧に応じた開度で調圧室23を流体排出口21bに連通させる開弁方向に変位する可動弁体部25とを一体化したものである。隔壁部24は、その一面側で調圧室23内の燃料圧を常時受圧するようになっている。   Inside the housing 21, a partition-shaped pressure regulating member 22 that divides the inside of the housing 21 into two chambers is provided. The pressure regulating member 22 includes a partition wall portion 24 that forms a pressure regulating chamber 23 that communicates with the fluid introduction port 21a between the pressure regulating member 22 and the pressure regulating chamber 23 at an opening degree corresponding to the fuel pressure in the pressure regulating chamber 23. Is integrated with a movable valve body portion 25 that is displaced in the valve opening direction to communicate with the fluid discharge port 21b. The partition wall 24 always receives the fuel pressure in the pressure regulating chamber 23 on one surface side.

また、隔壁部24は、その他面側でハウジング21との間に調圧室23側に背圧を付与する背圧室26を形成しており、背圧室26内には、調圧部材22の可動弁体部25を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね27が設けられている。また、調圧部材22と共に背圧室26を形成する他方のハウジング部材19には、少なくとも1つの大気圧導入穴19aが形成されている。   Further, the partition wall portion 24 forms a back pressure chamber 26 that applies a back pressure to the pressure regulating chamber 23 side with the housing 21 on the other surface side, and the pressure regulating member 22 is provided in the back pressure chamber 26. A compression coil spring 27 is provided to urge the movable valve body portion 25 in the valve closing direction. Further, at least one atmospheric pressure introduction hole 19 a is formed in the other housing member 19 that forms the back pressure chamber 26 together with the pressure regulating member 22.

さらに、ハウジング21の内側には、互いに径が異なる外側筒状部材29および内側筒状部材30が設置されている。内側筒状部材30および外側筒状部材29の可動弁体部25側の端部には、それぞれ第1弁座部31および第2弁座部32が形成されている。また、外側筒状部材29と内側筒状部材30とによって、操作圧燃料導入穴32hが形成されている。操作圧燃料導入穴32hは、操作圧流出口21cを介して切替弁60の内部に連通している。   Further, an outer cylindrical member 29 and an inner cylindrical member 30 having different diameters are installed inside the housing 21. A first valve seat portion 31 and a second valve seat portion 32 are formed at the ends of the inner cylindrical member 30 and the outer cylindrical member 29 on the movable valve body portion 25 side, respectively. Further, the outer cylindrical member 29 and the inner cylindrical member 30 form an operating pressure fuel introduction hole 32 h. The operation pressure fuel introduction hole 32h communicates with the inside of the switching valve 60 via the operation pressure outlet 21c.

図2に示すように、切替弁60は、プレッシャレギュレータ20の操作圧燃料導入穴32h内の燃料圧を切替えるためのもので、電磁コイル61と、圧縮コイルばね62と、合成樹脂製のボビン63と、バルブ67と、電磁コイル61の外周を覆うシールド65と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the switching valve 60 is for switching the fuel pressure in the operation pressure fuel introduction hole 32h of the pressure regulator 20, and includes an electromagnetic coil 61, a compression coil spring 62, and a synthetic resin bobbin 63. And a valve 67 and a shield 65 that covers the outer periphery of the electromagnetic coil 61.

ボビン63は、ボビン部73と、シリンダ部74と、燃料管部75と、を備えている。ボビン部73の外周には、電磁コイル61が巻きつけられている。一方、ボビン部73の内側には圧縮コイルばね62が収容されている。   The bobbin 63 includes a bobbin part 73, a cylinder part 74, and a fuel pipe part 75. An electromagnetic coil 61 is wound around the outer periphery of the bobbin portion 73. On the other hand, a compression coil spring 62 is accommodated inside the bobbin portion 73.

ボビン部73とシリンダ部74とは、内周面が同一面となるよう形成されており、バルブ67は、シリンダ部74の内部に往復動可能に収容されている。   The bobbin portion 73 and the cylinder portion 74 are formed so that their inner peripheral surfaces are the same surface, and the valve 67 is accommodated in the cylinder portion 74 so as to be capable of reciprocating.

燃料管部75は、シリンダ部74の端部に形成されており、プレッシャレギュレータ20の操作圧流出口21cを介して燃料が流入される燃料流入管77と、燃料を燃料タンク2内にリターンするための燃料流出管78と、シリンダ部74の内側に向けた開口を形成する開口端部70と、を備えている。   The fuel pipe portion 75 is formed at the end of the cylinder portion 74, and is used to return the fuel into the fuel tank 2 and the fuel inflow tube 77 through which the fuel flows in via the operation pressure outlet 21 c of the pressure regulator 20. The fuel outflow pipe 78 and an opening end portion 70 that forms an opening toward the inside of the cylinder portion 74 are provided.

バルブ67は、略円柱形状の磁性体からなり、アーマチャ部71と、一方の端面に設けられたシール部64とを有している。バルブ67がシリンダ部74で移動してシール部64が開口端部70に押圧されることにより、燃料流入管77内の流路と燃料流出管78内の流路との連通が阻止されるようになっている。   The valve 67 is made of a substantially cylindrical magnetic body, and has an armature portion 71 and a seal portion 64 provided on one end face. The valve 67 moves in the cylinder part 74 and the seal part 64 is pressed against the opening end part 70, so that the communication between the flow path in the fuel inflow pipe 77 and the flow path in the fuel outflow pipe 78 is prevented. It has become.

圧縮コイルばね62は、バルブ67が燃料流入管77内の流路と燃料流出管78内の流路との連通を阻止する方向に付勢している。   The compression coil spring 62 biases the valve 67 in a direction that prevents communication between the flow path in the fuel inflow pipe 77 and the flow path in the fuel outflow pipe 78.

このように構成される切替弁60において、電磁コイル61に通電されているON状態のときは、図3に示すように、バルブ67は、電磁コイル61により圧縮コイルばね62の付勢力に抗して吸引され、燃料流入管77内の流路と燃料流出管78内の流路とが連通される。したがって、燃料流入管77に流入された燃料は、シリンダ部74を経て燃料流出管78から排出される。   When the switching valve 60 configured as described above is in an ON state in which the electromagnetic coil 61 is energized, the valve 67 resists the biasing force of the compression coil spring 62 by the electromagnetic coil 61 as shown in FIG. The flow path in the fuel inflow pipe 77 and the flow path in the fuel outflow pipe 78 are communicated. Therefore, the fuel that has flowed into the fuel inflow pipe 77 is discharged from the fuel outflow pipe 78 through the cylinder portion 74.

一方、電磁コイル61に通電されていないOFF状態のときは、図4に示すように、バルブ67は、圧縮コイルばね62の付勢により燃料流入管77内の流路と燃料流出管78内の流路との連通を阻止する。したがって、燃料流入管77に流入された燃料は、バルブ67により燃料タンク2への流出を阻止される。   On the other hand, when the electromagnetic coil 61 is not energized, as shown in FIG. 4, the valve 67 is urged by the compression coil spring 62 to flow in the fuel inflow pipe 77 and in the fuel outflow pipe 78. Block communication with the flow path. Therefore, the fuel flowing into the fuel inflow pipe 77 is prevented from flowing out to the fuel tank 2 by the valve 67.

次に、燃料圧を高圧にする高圧供給状態におけるプレッシャレギュレータ20の作用について説明する。   Next, the operation of the pressure regulator 20 in a high pressure supply state in which the fuel pressure is increased will be described.

燃料ポンプユニット11(図1参照)の運転中において、ECU51により燃料圧が高圧に設定されると、図3に示すように、切替弁60がECU51によりON状態に制御される。   When the fuel pressure is set to a high pressure by the ECU 51 during operation of the fuel pump unit 11 (see FIG. 1), the switching valve 60 is controlled to be turned on by the ECU 51 as shown in FIG.

このとき、バルブ67のシール部64が開口端部70から離隔し、燃料流入管77内の流路と燃料流出管78内の流路とが連通する。そのため、操作圧燃料導入穴32hは、燃料タンク2内と連通し、排出穴31hおよび操作圧燃料導入穴32hのいずれもが大気圧となる。したがって、調圧室23の内部の燃料のみが調圧部材22を開弁方向に付勢する。つまり、調圧部材22の有効受圧面積が、隔壁部24の環状受圧面24aのみとなる。これにより、可動弁体部25の閉弁方向の推力が増加し、可動弁体部25を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね27の撓み量が減少することで、可動弁体部25が第1弁座部31および第2弁座部32に対して閉弁方向に変位する。   At this time, the seal portion 64 of the valve 67 is separated from the opening end portion 70, and the flow path in the fuel inflow pipe 77 and the flow path in the fuel outflow pipe 78 communicate with each other. Therefore, the operation pressure fuel introduction hole 32h communicates with the inside of the fuel tank 2, and both the discharge hole 31h and the operation pressure fuel introduction hole 32h are at atmospheric pressure. Therefore, only the fuel inside the pressure regulating chamber 23 biases the pressure regulating member 22 in the valve opening direction. That is, the effective pressure receiving area of the pressure adjusting member 22 is only the annular pressure receiving surface 24 a of the partition wall portion 24. As a result, the thrust in the valve closing direction of the movable valve body 25 is increased, and the amount of deflection of the compression coil spring 27 that biases the movable valve body 25 in the valve closing direction is reduced, so that the movable valve body 25 is The first valve seat portion 31 and the second valve seat portion 32 are displaced in the valve closing direction.

この可動弁体部25の閉弁方向への変位により、燃料通路15から分岐通路15aを介して調圧室23に供給される燃料量が減少し、結果として燃料通路15内を流通する燃料が高圧に調圧される。   Due to the displacement of the movable valve body 25 in the valve closing direction, the amount of fuel supplied from the fuel passage 15 to the pressure regulating chamber 23 via the branch passage 15a is reduced, and as a result, the fuel flowing through the fuel passage 15 is reduced. Regulated to high pressure.

一方、燃料圧を低圧にする低圧供給状態におけるプレッシャレギュレータ20の作用について説明する。燃料ポンプユニット11の運転中において、ECU51により燃料圧が低圧に設定されると、図4に示すように、切替弁60がECU51によりOFF状態に制御される。   On the other hand, the operation of the pressure regulator 20 in a low pressure supply state in which the fuel pressure is reduced will be described. When the fuel pressure is set to a low pressure by the ECU 51 during the operation of the fuel pump unit 11, the switching valve 60 is controlled to the OFF state by the ECU 51 as shown in FIG. 4.

このとき、バルブ67のシール部64が開口端部70に当接し、燃料流入管77内の流路と燃料流出管78内の流路との連通が阻止される。そのため、燃料流入管77と、プレッシャレギュレータ20の操作圧燃料導入穴32hは、燃料下流側における端部が閉塞されるため、操作圧燃料導入穴32h内の燃料圧は、調圧室23内の燃料圧と等しくなる。つまり、排出穴31hのみが大気圧となり、調圧室23の内部の燃料および操作圧燃料導入穴32hの燃料が調圧部材22を開弁方向に付勢する。したがって、調圧部材22の有効受圧面積が拡大し、隔壁部24の環状受圧面24aおよび操作圧燃料導入穴32hに対向する略円形の受圧面を含むものとなる。したがって、可動弁体部25の開弁方向の推力が増加し、可動弁体部25を開弁方向に付勢する圧縮コイルばね27の撓み量が増加することで、可動弁体部25が第1弁座部31および第2弁座部32に対して開弁方向に変位する。   At this time, the seal portion 64 of the valve 67 contacts the opening end portion 70, and communication between the flow path in the fuel inflow pipe 77 and the flow path in the fuel outflow pipe 78 is prevented. Therefore, the fuel inflow pipe 77 and the operation pressure fuel introduction hole 32h of the pressure regulator 20 are closed at the downstream end of the fuel, so that the fuel pressure in the operation pressure fuel introduction hole 32h is in the pressure regulating chamber 23. It becomes equal to the fuel pressure. That is, only the discharge hole 31h becomes atmospheric pressure, and the fuel inside the pressure regulating chamber 23 and the fuel in the operation pressure fuel introduction hole 32h urge the pressure regulating member 22 in the valve opening direction. Therefore, the effective pressure receiving area of the pressure adjusting member 22 is expanded, and the substantially pressure receiving surface facing the annular pressure receiving surface 24a of the partition wall 24 and the operation pressure fuel introduction hole 32h is included. Therefore, the thrust in the valve opening direction of the movable valve body portion 25 increases, and the amount of deflection of the compression coil spring 27 that biases the movable valve body portion 25 in the valve opening direction increases, so that the movable valve body portion 25 becomes the first. The first valve seat portion 31 and the second valve seat portion 32 are displaced in the valve opening direction.

そして、その可動弁体部25の開弁方向への変位により燃料通路15から分岐通路15aを介して調圧室23に供給される燃料が増加し、結果として燃料通路15内を流通する燃料が低圧に調圧される。   Due to the displacement of the movable valve body 25 in the valve opening direction, the fuel supplied from the fuel passage 15 to the pressure regulating chamber 23 via the branch passage 15a increases, and as a result, the fuel flowing through the fuel passage 15 is increased. Regulated to low pressure.

図5に示すように、本実施の形態に係るエンジン1を搭載した車両は、エンジン回転数センサ41、エアフロメータ42、吸気温センサ43、スロットル開度センサ44、冷却水温センサ45、アクセル開度センサ46、車輪速センサ47および空燃比センサ48を備えている。これらのセンサは、検出結果を表す信号をECU51にそれぞれ出力するようになっている。   As shown in FIG. 5, a vehicle equipped with the engine 1 according to the present embodiment includes an engine speed sensor 41, an air flow meter 42, an intake air temperature sensor 43, a throttle opening sensor 44, a cooling water temperature sensor 45, an accelerator opening. A sensor 46, a wheel speed sensor 47, and an air-fuel ratio sensor 48 are provided. Each of these sensors outputs a signal representing a detection result to the ECU 51.

エンジン回転数センサ41は、エンジン1のクランクシャフトの回転数を検出し、エンジン回転数NeとしてECU51に出力する。エアフロメータ42は、図示しないスロットルバルブより吸気上流側に配置され、吸入空気量に応じた検出信号をECU51に出力する。吸気温センサ43は、図示しない吸気マニホールドに配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号をECU51に出力する。スロットル開度センサ44は、スロットルバルブの開度に応じた検出信号をECU51に出力する。   The engine rotation speed sensor 41 detects the rotation speed of the crankshaft of the engine 1 and outputs it to the ECU 51 as the engine rotation speed Ne. The air flow meter 42 is arranged on the upstream side of intake air from a throttle valve (not shown), and outputs a detection signal corresponding to the intake air amount to the ECU 51. The intake air temperature sensor 43 is disposed in an intake manifold (not shown), and outputs a detection signal corresponding to the intake air temperature to the ECU 51. The throttle opening sensor 44 outputs a detection signal corresponding to the opening of the throttle valve to the ECU 51.

冷却水温センサ45は、エンジン1のシリンダブロックに形成されたウォータージャケットに配置されており、エンジン1の冷却水温Twに応じた検出信号をECU51に出力する。アクセル開度センサ46は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号をECU51に出力する。   The cooling water temperature sensor 45 is disposed in a water jacket formed in the cylinder block of the engine 1, and outputs a detection signal corresponding to the cooling water temperature Tw of the engine 1 to the ECU 51. The accelerator opening sensor 46 outputs a detection signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal to the ECU 51.

車輪速センサ47は、車両の図示しない車輪の回転速度に応じた検出信号をECU51に出力する。空燃比センサ48は、検出対象となる排気中の酸素濃度及び燃料の未燃成分の濃度に基づいて、空燃比に応じた電圧VafをECU51に出力する。   The wheel speed sensor 47 outputs a detection signal corresponding to the rotational speed of a wheel (not shown) of the vehicle to the ECU 51. The air-fuel ratio sensor 48 outputs a voltage Vaf corresponding to the air-fuel ratio to the ECU 51 based on the oxygen concentration in the exhaust gas to be detected and the concentration of the unburned component of the fuel.

燃料供給装置8の一部を構成するECU51は、図5に示すように、CPU(Central Processing Unit)52、RAM(Random Access Memory)53、ROM(Read Only Memory)54およびバックアップメモリ55などを備えている。なお、本実施の形態に係るECU51は、本発明に係る空燃比検出手段、排出量推定手段および電圧制御手段を構成する。   As shown in FIG. 5, the ECU 51 constituting a part of the fuel supply device 8 includes a CPU (Central Processing Unit) 52, a RAM (Random Access Memory) 53, a ROM (Read Only Memory) 54, a backup memory 55, and the like. ing. The ECU 51 according to the present embodiment constitutes an air-fuel ratio detection unit, an emission amount estimation unit, and a voltage control unit according to the present invention.

ROM54は、燃料圧切替制御および気筒5における燃料噴射制御を実行するための制御プログラムを含む各種制御プログラムや、これらの各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。CPU52は、ROM54に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行するようになっている。また、RAM53は、CPU52による演算結果や、上述した各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するようになっている。バックアップメモリ55は、不揮発性のメモリにより構成されており、例えばエンジン1の停止時に保存すべきデータ等を記憶するようになっている。   The ROM 54 stores various control programs including a control program for executing the fuel pressure switching control and the fuel injection control in the cylinder 5, and a map referred to when executing these various control programs. The CPU 52 executes various arithmetic processes based on various control programs and maps stored in the ROM 54. The RAM 53 temporarily stores the calculation results by the CPU 52, data input from the above-described sensors, and the like. The backup memory 55 is configured by a non-volatile memory, and stores, for example, data to be saved when the engine 1 is stopped.

CPU52、RAM53、ROM54およびバックアップメモリ55は、バス58を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース56および出力インターフェース57と接続されている。   The CPU 52, RAM 53, ROM 54, and backup memory 55 are connected to each other via a bus 58, and are connected to an input interface 56 and an output interface 57.

入力インターフェース56には、エンジン回転数センサ41、エアフロメータ42、吸気温センサ43、スロットル開度センサ44、冷却水温センサ45、アクセル開度センサ46、車輪速センサ47および空燃比センサ48が接続されている。さらに、入力インターフェース56には、オルタネータ35が接続されている。なお、車両がECU51以外の他のECUを搭載し、これらのセンサのうち少なくとも一部から出力された信号が、当該他のECUを介してECU51に入力されるようにしてもよい。   Connected to the input interface 56 are an engine speed sensor 41, an air flow meter 42, an intake air temperature sensor 43, a throttle opening sensor 44, a coolant temperature sensor 45, an accelerator opening sensor 46, a wheel speed sensor 47 and an air / fuel ratio sensor 48. ing. Further, the alternator 35 is connected to the input interface 56. Note that the vehicle may be mounted with an ECU other than the ECU 51, and signals output from at least some of these sensors may be input to the ECU 51 via the other ECU.

出力インターフェース57は、インジェクタ3、点火プラグ6、切替弁60や図示しないスロットルバルブなどに接続されている。さらに、出力インターフェース57は、FPC17(図1参照)を介して燃料ポンプユニット11に接続されている。そして、ECU51は、上記した各種センサの出力に基づいて、燃料圧切替制御および燃料噴射制御などを含む各種制御および後述するリターン流量推定制御やオーバーシュート算出制御を実行する。   The output interface 57 is connected to the injector 3, the spark plug 6, the switching valve 60, a throttle valve (not shown), and the like. Further, the output interface 57 is connected to the fuel pump unit 11 via the FPC 17 (see FIG. 1). The ECU 51 executes various controls including fuel pressure switching control and fuel injection control, return flow rate estimation control and overshoot calculation control, which will be described later, based on the outputs of the various sensors described above.

本実施の形態において、ECU51は、オルタネータ35の起電力を検出するようになっている。図6は、本実施の形態における電力供給ユニット34周辺の回路図である。   In the present embodiment, the ECU 51 detects the electromotive force of the alternator 35. FIG. 6 is a circuit diagram around the power supply unit 34 in the present embodiment.

電力供給ユニット34は、エンジン1に機械的に接続されるオルタネータ35と、オルタネータ35に電気的に接続されるバッテリ37とを有している。オルタネータ35は、エンジン1にベルト36で接続され、ベルト36を介してエンジン1から駆動力が入力されるようになっている。   The power supply unit 34 includes an alternator 35 that is mechanically connected to the engine 1 and a battery 37 that is electrically connected to the alternator 35. The alternator 35 is connected to the engine 1 by a belt 36, and a driving force is input from the engine 1 through the belt 36.

オルタネータ35は、図示しない固定子のステータコイル、回転子のロータコイル、整流器およびレギュレータから構成されている。ロータコイルは、レギュレータを介してイグニッションスイッチ38の一端子に接続されている。イグニッションスイッチ38の他端子はバッテリ37に接続されており、イグニッションスイッチ38がON状態に移行すると、バッテリ37からレギュレータを介してロータコイルに通電され、ロータコイルが磁化される。エンジン1により生成された駆動力は、ロータコイルに入力されるようになっており、エンジン1の回転に連動してロータコイルが回転すると、ステータコイルに交流電圧が発生する。発生した交流電圧は整流器で直流電圧に変換され、この直流電圧がオルタネータ35の起電圧としてバッテリ37に印加される。   The alternator 35 includes a stator stator coil (not shown), a rotor coil of a rotor, a rectifier, and a regulator. The rotor coil is connected to one terminal of the ignition switch 38 via a regulator. The other terminal of the ignition switch 38 is connected to the battery 37. When the ignition switch 38 shifts to the ON state, the rotor coil is energized from the battery 37 via the regulator, and the rotor coil is magnetized. The driving force generated by the engine 1 is input to the rotor coil. When the rotor coil rotates in conjunction with the rotation of the engine 1, an AC voltage is generated in the stator coil. The generated AC voltage is converted into a DC voltage by a rectifier, and this DC voltage is applied to the battery 37 as an electromotive voltage of the alternator 35.

オルタネータ35の起電力は、エンジン回転数Neに応じて変化する。エンジン回転数Neが高回転数である場合には、オルタネータ35の起電力は、例えば14[V]の近傍になる。一方、エンジン回転数Neが低回転数である場合には、オルタネータ35の起電力は例えば8[V]の近傍になる。   The electromotive force of the alternator 35 changes according to the engine speed Ne. When the engine speed Ne is high, the electromotive force of the alternator 35 is, for example, in the vicinity of 14 [V]. On the other hand, when the engine speed Ne is low, the electromotive force of the alternator 35 is, for example, in the vicinity of 8 [V].

また、オルタネータ35はECU51に接続されており、オルタネータ35の起電力がECU51に入力されるようになっている。また、切替弁60の電磁コイル61は、ECU51に接続されており、オルタネータ35の起電力に応じた電圧が電磁コイル61に印加されるようになっている。つまり、切替弁60の電磁コイル61に印加される電圧は、オルタネータ35の起電力を検出することにより求められる。   The alternator 35 is connected to the ECU 51, and the electromotive force of the alternator 35 is input to the ECU 51. Further, the electromagnetic coil 61 of the switching valve 60 is connected to the ECU 51, and a voltage corresponding to the electromotive force of the alternator 35 is applied to the electromagnetic coil 61. That is, the voltage applied to the electromagnetic coil 61 of the switching valve 60 is obtained by detecting the electromotive force of the alternator 35.

また、ECU51は、CPU52(図5参照)により制御されるトランジスタ69を有している。トランジスタ69は、オルタネータ35の起電力を切替弁60の電磁コイル61に印加するON状態と、オルタネータ35の起電力が切替弁60の電磁コイル61に印加されないOFF状態とのいずれかの状態をとるようになっている。   Further, the ECU 51 has a transistor 69 controlled by the CPU 52 (see FIG. 5). The transistor 69 takes one of an ON state in which the electromotive force of the alternator 35 is applied to the electromagnetic coil 61 of the switching valve 60 and an OFF state in which the electromotive force of the alternator 35 is not applied to the electromagnetic coil 61 of the switching valve 60. It is like that.

図7は、以上のように構成された燃料供給装置8の動作を示すタイミングチャートである。最初に、図7において、燃料圧が低圧から高圧に切替えられる箇所について説明する。また、オルタネータ35の起電力Ebが12[V]である場合を例に説明する。   FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the fuel supply device 8 configured as described above. First, in FIG. 7, a description will be given of a place where the fuel pressure is switched from a low pressure to a high pressure. The case where the electromotive force Eb of the alternator 35 is 12 [V] will be described as an example.

まず、ECU51は、車両の走行状態に基づいて、時刻T0より前に燃料圧を低圧から高圧に切替える燃料圧切替要求が発生したと判断している。そして、ECU51は、オルタネータ35の起電力Ebを検出すると、後述するように設定される時刻T0、すなわち切替タイミングにおいて、オルタネータ35の起電力が切替弁60の電磁コイル61に印加されるよう、トランジスタ69をON状態にする(実線81参照)。   First, the ECU 51 determines that a fuel pressure switching request for switching the fuel pressure from a low pressure to a high pressure has occurred before time T0 based on the traveling state of the vehicle. When the ECU 51 detects the electromotive force Eb of the alternator 35, the transistor is configured so that the electromotive force of the alternator 35 is applied to the electromagnetic coil 61 of the switching valve 60 at a time T0 set as described later, that is, at the switching timing. 69 is turned on (see solid line 81).

トランジスタ69がON状態になると、電磁コイル61に印加される電圧が0[V]から12[V]になる(実線82参照)。このとき、切替弁60の電磁コイル61に電圧Ebが印加されると、切替弁60の電磁コイル61に供給される電流Iは、以下の式(1)で表される。   When the transistor 69 is turned on, the voltage applied to the electromagnetic coil 61 is changed from 0 [V] to 12 [V] (see the solid line 82). At this time, when the voltage Eb is applied to the electromagnetic coil 61 of the switching valve 60, the current I supplied to the electromagnetic coil 61 of the switching valve 60 is expressed by the following equation (1).

I(t)=Eb/R(1−exp(−t/τ)) (1)
ここで、Ebは、オルタネータ35の起電力であり、τは、L/Rにより表される時定数である。また、Rは、電磁コイル61の電気抵抗、Lは、電磁コイル61のインダクタンスを表している。
I (t) = Eb / R (1-exp (−t / τ)) (1)
Here, Eb is an electromotive force of the alternator 35, and τ is a time constant represented by L / R. R represents the electric resistance of the electromagnetic coil 61, and L represents the inductance of the electromagnetic coil 61.

このため、電磁コイル61に供給される電流Iは、式(1)に表される応答特性にしたがって上昇する(実線83参照)。このような電流Iが電磁コイル61に供給されると、切替弁60のバルブ67に加わる吸引力Fは、以下の式(2)により表される。   For this reason, the current I supplied to the electromagnetic coil 61 rises according to the response characteristic represented by the equation (1) (see the solid line 83). When such a current I is supplied to the electromagnetic coil 61, the attractive force F applied to the valve 67 of the switching valve 60 is expressed by the following equation (2).

F = Φ/(2・μ・S) (2)
式(2)において、μは透磁率であり、真空の透磁率と比透磁率の積により求められる。また、Sは磁気通路の断面積を表している。また、Φは、磁気ギャップ中の磁束であり、以下の式(3)により表される。
F = Φ 2 / (2 · μ · S) (2)
In the formula (2), μ is a magnetic permeability and is obtained by a product of a vacuum magnetic permeability and a relative magnetic permeability. S represents the cross-sectional area of the magnetic path. Moreover, (PHI) is the magnetic flux in a magnetic gap, and is represented by the following formula | equation (3).

Φ = n・(I/R) (3)
式(3)において、nは電磁コイル61のターン数、Iは上記式(1)により求められる電流、Rは磁気抵抗をそれぞれ表している。
Φ = n · (I / R) (3)
In the formula (3), n represents the number of turns of the electromagnetic coil 61, I represents the current obtained by the above formula (1), and R represents the magnetic resistance.

したがって、電磁コイル61に供給される電流Iが上記式(1)にしたがって増加すると、電磁コイル61のバルブ67に対する吸引力は、式(2)にしたがって増加する。   Therefore, when the current I supplied to the electromagnetic coil 61 increases according to the above equation (1), the attractive force of the electromagnetic coil 61 against the valve 67 increases according to the equation (2).

そして、時刻T1において、バルブ67に対する電磁コイル61の吸引力が、圧縮コイルばね62のバルブ67に対する付勢力より大きくなると、バルブ67のシール部64が開口端部70に当接する下死点から離隔する上死点の方向に移動を開始する(実線84参照)。その結果、プレッシャレギュレータ20の操作圧燃料導入穴32h内の燃料圧、すなわちパイロット圧が300[kPa]から大気圧に低下する(実線85参照)。   At time T1, when the attractive force of the electromagnetic coil 61 with respect to the valve 67 becomes larger than the urging force of the compression coil spring 62 with respect to the valve 67, the seal portion 64 of the valve 67 is separated from the bottom dead center where it abuts against the opening end portion 70. The movement is started in the direction of the top dead center (see the solid line 84). As a result, the fuel pressure in the operating pressure fuel introduction hole 32h of the pressure regulator 20, that is, the pilot pressure is reduced from 300 [kPa] to the atmospheric pressure (see the solid line 85).

これにより、プレッシャレギュレータ20の可動弁体部25は、オーバーシュートを経て閉弁方向に変位し(実線86参照)、これに伴い、燃料通路15内を流通する燃料も、時刻T2において一旦高圧となった後、オーバーシュートを経て時刻T3において高圧の定常状態となる(実線87参照)。   As a result, the movable valve body 25 of the pressure regulator 20 is displaced in the valve closing direction via an overshoot (see the solid line 86), and accordingly, the fuel flowing through the fuel passage 15 is also temporarily at a high pressure at time T2. After that, a high pressure steady state is reached at time T3 after overshoot (see solid line 87).

ところで、この可動弁体部25のオーバーシュート量および変位の脈動の収束の特性は、後述するように、リターン流量制御処理により求めることができる。これに対し、切替弁60のバルブ67が下死点から上死点に移動を開始する時刻T1は、上記式(1)に示すように、電磁コイル61に印加される電圧Ebに応じて電磁コイル61に供給される電流Iが変わるため、毎回異なる値となる。つまり、オルタネータ35の起電力Ebおよびオーバーシュート特性によって時刻T0からT2までの時間t1が変動する。   By the way, the characteristics of convergence of the overshoot amount and displacement pulsation of the movable valve body 25 can be obtained by the return flow rate control process as described later. On the other hand, the time T1 when the valve 67 of the switching valve 60 starts to move from the bottom dead center to the top dead center is electromagnetic according to the voltage Eb applied to the electromagnetic coil 61 as shown in the above equation (1). Since the current I supplied to the coil 61 changes, the value changes each time. That is, the time t1 from time T0 to time T2 varies depending on the electromotive force Eb and the overshoot characteristic of the alternator 35.

したがって、本実施の形態に係るECU51は、燃料圧を低圧から高圧に切替える際に、オルタネータ35の起電力Ebを検出するとともに、オーバーシュート量およびオーバーシュートの継続時間を求めることにより、切替り遅れ時間t1を算出し、この算出した切替り遅れ時間t1および予め求められた脈動時間t2に基づいて燃料圧の切替タイミングT0を制御するようになっている。   Therefore, when the fuel pressure is switched from the low pressure to the high pressure, the ECU 51 according to the present embodiment detects the electromotive force Eb of the alternator 35 and obtains the overshoot amount and the overshoot duration, thereby delaying the switching. The time t1 is calculated, and the fuel pressure switching timing T0 is controlled based on the calculated switching delay time t1 and the pulsation time t2 obtained in advance.

次に、図7において、燃料圧が高圧から低圧に切替えられる箇所について説明する。ECU51は、車両の暖機時や燃料の高温時などに燃料圧を高圧に設定した状態で、車両の暖機が終了したり燃料温度が低下した場合に、燃料圧を高圧から低圧に低下する燃料圧切替制御を実行するようになっている。   Next, referring to FIG. 7, a description will be given of the location where the fuel pressure is switched from high pressure to low pressure. The ECU 51 reduces the fuel pressure from a high pressure to a low pressure when the warming up of the vehicle is finished or the fuel temperature is lowered while the fuel pressure is set to a high pressure when the vehicle is warming up or when the fuel temperature is high. Fuel pressure switching control is executed.

ECU51は、車両の暖機時や燃料の高温時などに燃料圧を高圧に設定した状態で、車両の暖機が終了したり燃料温度が低下した場合には、燃料圧を高圧から低圧に切替える燃料圧切替要求が発生したと判断する。   The ECU 51 switches the fuel pressure from the high pressure to the low pressure when the warming up of the vehicle is finished or the fuel temperature is lowered while the fuel pressure is set to a high pressure when the vehicle is warming up or when the fuel temperature is high. It is determined that a fuel pressure switching request has occurred.

そして、ECU51は、切替弁60の電磁コイル61に印加されているオルタネータ35の起電力が遮断されるよう、後述するように設定される時刻T0'、すなわち切替タイミングにおいて、トランジスタ69をON状態からOFF状態に移行する(実線81参照)。   Then, the ECU 51 switches the transistor 69 from the ON state at time T0 ′ set as described later, that is, at the switching timing, so that the electromotive force of the alternator 35 applied to the electromagnetic coil 61 of the switching valve 60 is cut off. Transition to the OFF state (see solid line 81).

トランジスタ69がOFF状態になると、電磁コイル61に印加される電圧が12[V]から0[V]になる(実線82参照)。このとき、切替弁60の電磁コイル61に印加されていた電圧がEbから0になり、切替弁60の電磁コイル61に供給される電流I(t)は、以下の式(4)で表される。   When the transistor 69 is turned off, the voltage applied to the electromagnetic coil 61 is changed from 12 [V] to 0 [V] (see the solid line 82). At this time, the voltage applied to the electromagnetic coil 61 of the switching valve 60 changes from Eb to 0, and the current I (t) supplied to the electromagnetic coil 61 of the switching valve 60 is expressed by the following equation (4). The

I(t)=Eb/R・exp(−t/τ) (4)
そのため、電磁コイル61に供給される電流Iは、式(4)に表される応答特性にしたがって減少する(実線83参照)。
I (t) = Eb / R · exp (−t / τ) (4)
Therefore, the current I supplied to the electromagnetic coil 61 decreases according to the response characteristic represented by the equation (4) (see the solid line 83).

また、切替弁60のバルブ67に加わる吸引力Fは、上述した式(2)および式(3)により表される。したがって、電磁コイル61に供給される電流Iが上記式(4)にしたがって減少すると、電磁コイル61のバルブ67に対する吸引力は、式(2)にしたがって減少する。   Further, the suction force F applied to the valve 67 of the switching valve 60 is expressed by the above-described equations (2) and (3). Therefore, when the current I supplied to the electromagnetic coil 61 decreases according to the above equation (4), the attractive force of the electromagnetic coil 61 against the valve 67 decreases according to the equation (2).

そして、時刻T1'において、電磁コイル61のバルブ67に対する吸引力が、圧縮コイルばね62のバルブ67に対する付勢力より小さくなると、バルブ67のシール部64が開口端部70から離隔した上死点から下死点の方向に移動を開始する(実線84参照)。   At time T 1 ′, when the attractive force of the electromagnetic coil 61 to the valve 67 becomes smaller than the biasing force of the compression coil spring 62 to the valve 67, the top dead center at which the seal portion 64 of the valve 67 is separated from the opening end portion 70. The movement starts in the direction of the bottom dead center (see the solid line 84).

そして、時刻T2'において、バルブ67のシール部64が開口端部70に当接すると(実線84参照)、プレッシャレギュレータ20の操作圧燃料導入穴32h内の燃料圧、すなわちパイロット圧が大気圧から300[kPa]に上昇する(実線85参照)。   At time T2 ′, when the seal portion 64 of the valve 67 comes into contact with the opening end portion 70 (see the solid line 84), the fuel pressure in the operating pressure fuel introduction hole 32h of the pressure regulator 20, that is, the pilot pressure is reduced from the atmospheric pressure. It rises to 300 [kPa] (see solid line 85).

これにより、燃料通路15内を流通する燃料の燃料圧は、プレッシャレギュレータ20の可動弁体部25の開弁方向への変位に応じて、時刻T3'において一旦目標となる低圧に達すると、オーバーシュートを経て(実線87参照)、時刻T4'において低圧となる(実線87参照)。   As a result, the fuel pressure of the fuel flowing in the fuel passage 15 once exceeds the target low pressure at time T3 ′ according to the displacement of the movable valve body 25 of the pressure regulator 20 in the valve opening direction. After passing through the chute (see solid line 87), the pressure becomes low at time T4 ′ (see solid line 87).

また、可動弁体部25のオーバーシュート量および変位の脈動の収束は、低圧設定時におけるリターン流量Qと相関関係を有しているので、この相関関係を予め実験的な測定により求めておくことにより、リターン流量Qから算出することができる。また、切替弁60のバルブ67が上死点から下死点に到達するまでにかかる時間(時刻T1'〜T2')も、予め実験的な測定により求めることができる。これに対し、バルブ67が上死点から下死点に向けて移動を開始する時刻T1'は、上記式(4)に示すように、切替え開始時に電磁コイル61に印加されている電圧Ebに応じて電磁コイル61に供給される電流Iが変わるため変動する。つまり、オルタネータ35の起電力およびオーバーシュート特性によって切替り遅れ時間t1が変動する。   Further, since the convergence of the overshoot amount and displacement pulsation of the movable valve body 25 has a correlation with the return flow rate Q at the time of low pressure setting, this correlation should be obtained in advance by experimental measurement. Thus, it can be calculated from the return flow rate Q. Further, the time (time T1 ′ to T2 ′) required for the valve 67 of the switching valve 60 to reach the bottom dead center from the top dead center can also be obtained in advance by experimental measurement. On the other hand, the time T1 ′ at which the valve 67 starts moving from the top dead center to the bottom dead center is equal to the voltage Eb applied to the electromagnetic coil 61 at the start of switching, as shown in the above equation (4). Accordingly, the current I supplied to the electromagnetic coil 61 changes and varies. That is, the switching delay time t1 varies depending on the electromotive force and overshoot characteristics of the alternator 35.

したがって、本実施の形態に係るECU51は、燃料圧を高圧から低圧に切替える際に、オルタネータ35の起電力Ebを検出するとともに、オーバーシュート量およびオーバーシュートの継続時間を求めることにより、切替り遅れ時間t1を予測し、この予測した切替り遅れ時間t1に基づいて燃料圧の切替タイミングT0'を制御するようになっている。   Therefore, the ECU 51 according to the present embodiment detects the electromotive force Eb of the alternator 35 when switching the fuel pressure from the high pressure to the low pressure, and obtains the overshoot amount and the overshoot duration, thereby delaying the switching. The time t1 is predicted, and the fuel pressure switching timing T0 ′ is controlled based on the predicted switching delay time t1.

オルタネータ35の起電力Ebと切替り遅れ時間t1とは、切替り遅れ時間マップとして予め対応付けられている。ECU51は、高圧への切替時および低圧への切替時に使用する切替り遅れ時間マップをそれぞれROM54に予め記憶しており、ECU51は、オルタネータ35の起電力Ebを表す信号を取得すると、切替り遅れ時間マップを参照して切替り遅れ時間t1を算出するようになっている。   The electromotive force Eb of the alternator 35 and the switching delay time t1 are associated in advance as a switching delay time map. The ECU 51 stores in advance in the ROM 54 a switching delay time map used when switching to high pressure and switching to low pressure. When the ECU 51 acquires a signal representing the electromotive force Eb of the alternator 35, the switching delay is delayed. The switching delay time t1 is calculated with reference to the time map.

燃料圧が低圧から高圧に切替わる場合には、オルタネータ35の起電力Ebが小さいほど、トランジスタ69をON状態にしてからバルブ67が移動を開始するまでの時間が長くなる。したがって、ECU51は、オルタネータ35の起電力Ebが小さいほど、トランジスタ69をOFF状態にするタイミングを前倒しすることになる。一方、燃料圧が高圧から低圧に切替わる場合には、オルタネータ35の起電力Ebが大きいほど、トランジスタ69をOFF状態にしてからバルブ67が移動を開始するまでの時間が長くなる。したがって、ECU51は、オルタネータ35の起電力Ebが大きいほど、トランジスタ69をOFF状態にするタイミングを前倒しすることになる。   When the fuel pressure is switched from low pressure to high pressure, the smaller the electromotive force Eb of the alternator 35 is, the longer the time from when the transistor 69 is turned on to when the valve 67 starts to move is longer. Therefore, the ECU 51 advances the timing for turning off the transistor 69 as the electromotive force Eb of the alternator 35 is smaller. On the other hand, when the fuel pressure is switched from high pressure to low pressure, the larger the electromotive force Eb of the alternator 35, the longer the time from when the transistor 69 is turned off until the valve 67 starts to move. Therefore, the ECU 51 advances the timing for turning off the transistor 69 as the electromotive force Eb of the alternator 35 increases.

以上のように構成された燃料供給装置8において、プレッシャレギュレータ20は、燃料圧を高圧と低圧との間で切替えるよう動作するために、少なくとも調圧室23内を常に燃料で満たす必要がある。そのため、ECU51は、プレッシャレギュレータ20の動作に必要となる燃料量より多い燃料を流体導入口21aから導入し、流体排出口21bから余分な燃料が排出されるよう燃料ポンプユニット11を制御するようになっている。   In the fuel supply device 8 configured as described above, the pressure regulator 20 needs to always fill at least the pressure regulation chamber 23 with fuel in order to operate so as to switch the fuel pressure between the high pressure and the low pressure. Therefore, the ECU 51 controls the fuel pump unit 11 so that more fuel than the amount of fuel necessary for the operation of the pressure regulator 20 is introduced from the fluid introduction port 21a and excess fuel is discharged from the fluid discharge port 21b. It has become.

ここで、プレッシャレギュレータ20が燃料圧を低圧に設定する場合、プレッシャレギュレータ20により調圧される燃料圧(制御圧)Pと、流体排出口21bから排出される燃料量(以下、リターン流量Qという)とは、図8に示す対応関係を有している。   Here, when the pressure regulator 20 sets the fuel pressure to a low pressure, the fuel pressure (control pressure) P regulated by the pressure regulator 20 and the amount of fuel discharged from the fluid discharge port 21b (hereinafter referred to as return flow rate Q). ) Has the correspondence shown in FIG.

一般に、燃料ポンプユニット11による吐出量Dの低下に応じてリターン流量Qが低下すると、制御圧Pも低下する。しかしながら、リターン流量Qがある所定値まで低下すると、操作圧燃料導入穴32hにおける燃料圧が上昇せず、結果として、可動弁体部25における受圧面積が低下した状態となる。そのため、リターン流量Qが所定値より低い場合には、プレッシャレギュレータ20はリターン流量Qが低いほど高圧供給状態に近づき、制御圧Pが上昇するようになっている。換言すれば、本実施の形態に係るプレッシャレギュレータ20のように、燃料圧を高圧および低圧に調圧可能であるプレッシャレギュレータは、リターン流量Qに対し制御圧Pが最小となる曲げ点を上記所定値として有している。   In general, when the return flow rate Q decreases according to the decrease in the discharge amount D by the fuel pump unit 11, the control pressure P also decreases. However, when the return flow rate Q decreases to a predetermined value, the fuel pressure in the operation pressure fuel introduction hole 32h does not increase, and as a result, the pressure receiving area in the movable valve body 25 decreases. Therefore, when the return flow rate Q is lower than the predetermined value, the pressure regulator 20 approaches the high pressure supply state as the return flow rate Q is lower, and the control pressure P increases. In other words, the pressure regulator capable of adjusting the fuel pressure to a high pressure and a low pressure, like the pressure regulator 20 according to the present embodiment, sets the bending point at which the control pressure P is minimum with respect to the return flow rate Q as the predetermined pressure. Has as a value.

そこで、ECU51は、プレッシャレギュレータ20が燃料圧を高圧と低圧との2段に切替える機能を維持し、かつ、燃料ポンプユニット11に過剰な電圧が印加されないよう、曲げ点におけるリターン流量、すなわち上記所定値をリターン流量Qの最低必要量とし、リターン流量Qが最低必要量以上を維持するよう燃料ポンプユニット11に印加する電圧を制御するようになっている。   Therefore, the ECU 51 maintains the function that the pressure regulator 20 switches the fuel pressure between the high pressure and the low pressure, and the return flow rate at the bending point, that is, the predetermined flow rate so that an excessive voltage is not applied to the fuel pump unit 11. The value is set as the minimum required amount of the return flow rate Q, and the voltage applied to the fuel pump unit 11 is controlled so that the return flow rate Q is maintained above the minimum required amount.

また、インジェクタ3から噴射される単位時間当たりの燃料量は、燃料圧の平方根に比例する。したがって、インジェクタ3による燃料噴射時間を一定とした場合、各気筒5の燃焼室内に供給される燃料量は、制御圧Pが高いほど増加する。つまり、制御圧Pが高いほど空燃比が低く、すなわちリッチとなり、空燃比センサ48は、上述した排気ガス成分に基づいて、各気筒5の燃焼室内において燃焼した混合気がリッチであったことを表す信号をECU51に送信することになる。   The amount of fuel injected from the injector 3 per unit time is proportional to the square root of the fuel pressure. Therefore, when the fuel injection time by the injector 3 is constant, the amount of fuel supplied into the combustion chamber of each cylinder 5 increases as the control pressure P increases. That is, the higher the control pressure P, the lower the air-fuel ratio, that is, the richer. The air-fuel ratio sensor 48 indicates that the air-fuel mixture burned in the combustion chamber of each cylinder 5 is rich based on the exhaust gas component described above. The signal to represent is transmitted to ECU51.

ところで、燃料ポンプユニット11は、製造時の特性ばらつきや経年劣化に起因して、同じ電圧が印加されたとしても吐出量Dに個体差が生じる。図9は、特性ばらつきおよび劣化に応じた燃料ポンプユニット11による吐出量Dの変化を示すグラフである。横軸は、走行距離に応じた経年劣化を示しており、縦軸は、燃料ポンプユニット11による燃料の吐出量Dを示している。また、燃料ポンプユニット11から吐出される燃料のうち、エンジン1の燃焼室において消費される燃料量をエンジン消費量Aとする。したがって、燃料ポンプユニット11から吐出される燃料量Dは、エンジン消費量Aと、プレッシャレギュレータ20からのリターン流量Qとを合計した値となる。   By the way, the fuel pump unit 11 has individual differences in the discharge amount D even if the same voltage is applied due to variations in characteristics at the time of manufacture and deterioration over time. FIG. 9 is a graph showing a change in the discharge amount D by the fuel pump unit 11 according to the characteristic variation and deterioration. The horizontal axis indicates the aging deterioration according to the travel distance, and the vertical axis indicates the fuel discharge amount D by the fuel pump unit 11. Further, the amount of fuel consumed in the combustion chamber of the engine 1 among the fuel discharged from the fuel pump unit 11 is defined as an engine consumption amount A. Therefore, the fuel amount D discharged from the fuel pump unit 11 is a total value of the engine consumption A and the return flow rate Q from the pressure regulator 20.

車両の走行距離が0である場合、燃料ポンプユニット11の吐出量Dは、特性ばらつきにより、点aと点bとの間に分布する。以下、走行距離が0の新品時において吐出量Dが点aとなる燃料ポンプユニット11を上限品、吐出量Dが点bとなる燃料ポンプユニット11を下限品という。   When the travel distance of the vehicle is 0, the discharge amount D of the fuel pump unit 11 is distributed between the points a and b due to characteristic variations. Hereinafter, when the travel distance is 0, the fuel pump unit 11 at which the discharge amount D is a point a is referred to as an upper limit product, and the fuel pump unit 11 at which the discharge amount D is a point b is referred to as a lower limit product.

燃料ポンプユニット11の吐出量Dは、車両の走行距離が増加するにつれて劣化カーブに沿って減少し、例えば20万kmに達すると、走行距離が0である場合と等しい電圧が印加されたとしても上限品で点a'、下限品で点b'まで低下する。   The discharge amount D of the fuel pump unit 11 decreases along the deterioration curve as the travel distance of the vehicle increases. For example, when reaching 200,000 km, even if a voltage equal to that when the travel distance is 0 is applied. The upper limit product drops to point a ′, and the lower limit product drops to point b ′.

このとき、下限品のリターン流量Qが最低必要量Qminを下回ると、図8に示したように、低圧側の燃料圧が上昇し、燃費が悪化する可能性が生じる。   At this time, if the return flow rate Q of the lower limit product is lower than the minimum required amount Qmin, the fuel pressure on the low pressure side increases as shown in FIG.

したがって、従来は、車両に燃料ポンプユニット11が設置されると、当該燃料ポンプユニット11が仮に下限品であったとしても、走行距離が20万kmに達した時点でリターン流量Qが最低必要量Qminを下回らないよう、新品時の時点から高めの電圧をかけ、この電圧を維持するようになっていた。   Therefore, conventionally, when the fuel pump unit 11 is installed in a vehicle, even if the fuel pump unit 11 is a lower limit product, the return flow rate Q is the minimum required amount when the travel distance reaches 200,000 km. In order not to fall below Qmin, a higher voltage was applied from the time of the new article, and this voltage was maintained.

ところが、このように燃料ポンプユニット11に印加される電圧が設定されると、ECU51は、リターン流量Qを検出するための高価なセンサを備えることなく、吐出性能や走行距離にかかわらずリターン流量Qを最低必要量Qmin以上に維持することが可能になるものの、下限品で走行距離が20万[km]に達したもの以外の燃料ポンプユニット11においては、最低必要量Qmin以上の燃料がプレッシャレギュレータ20から排出され続けることになる。つまり、従来のECU51は、燃料ポンプユニット11に必要以上の電圧を印加し続けており、燃費の低下や燃料ポンプユニット11の劣化を早める原因となっていた。   However, when the voltage applied to the fuel pump unit 11 is set in this way, the ECU 51 does not include an expensive sensor for detecting the return flow rate Q, and the return flow rate Q regardless of the discharge performance or the travel distance. Can be maintained at the minimum required amount Qmin or more, but in the fuel pump unit 11 other than the lower limit product whose mileage has reached 200,000 [km], the fuel exceeding the minimum required amount Qmin is a pressure regulator. 20 will continue to be discharged. In other words, the conventional ECU 51 continues to apply more voltage than necessary to the fuel pump unit 11, causing a decrease in fuel consumption and an accelerated deterioration of the fuel pump unit 11.

そこで、本実施の形態に係るECU51は、リターン流量Qを検出するセンサを備えていない車両において、リターン流量Qを推定し、この推定したリターン流量Qに基づいて燃料ポンプユニット11に印加される電圧を最適化するとともに、燃料ポンプユニット11の吐出性能のばらつきおよび経年劣化を求めるようになっている。   Therefore, the ECU 51 according to the present embodiment estimates the return flow Q in a vehicle that does not include a sensor that detects the return flow Q, and the voltage applied to the fuel pump unit 11 based on the estimated return flow Q. In addition, the variation in the discharge performance of the fuel pump unit 11 and the aging deterioration are obtained.

ECU51は、リターン流量Qを算出するために、リターン流量推定制御を実行するようになっている。図10は、本実施の形態に係るリターン流量推定制御を示すフローチャートである。なお、以下の処理は、ECU51を構成するCPU52によって所定のタイミングで実行されるとともに、CPU52によって処理可能なプログラムを実現する。   The ECU 51 is configured to execute return flow rate estimation control in order to calculate the return flow rate Q. FIG. 10 is a flowchart showing return flow rate estimation control according to the present embodiment. The following processing is executed at a predetermined timing by the CPU 52 constituting the ECU 51 and realizes a program that can be processed by the CPU 52.

ECU51は、まず燃料の低圧供給状態であるか否かを判断する(ステップS11)。具体的には、ECU51は、冷却水温センサ45から入力される信号に基づいて、燃料が高圧供給状態となる車両の暖機時や高燃料温度時に該当していないか否かを判断する。ECU51は、燃料の低圧供給状態であると判断すると(ステップS11でYES)、ステップS12に移行する。一方、ECU51は、燃料の高圧供給状態であると判断すると(ステップS11でNO)、ENDに移行する。   The ECU 51 first determines whether or not the fuel is in a low pressure supply state (step S11). Specifically, the ECU 51 determines, based on a signal input from the coolant temperature sensor 45, whether or not the vehicle is warming up or in a high fuel temperature when the fuel is in a high pressure supply state. When the ECU 51 determines that the fuel is in a low pressure supply state (YES in step S11), the ECU 51 proceeds to step S12. On the other hand, when the ECU 51 determines that the fuel is in a high pressure supply state (NO in step S11), the ECU 51 proceeds to END.

次に、ECU51は、燃料噴射量が一定であるか否かを判断する(ステップS12)。具体的には、ECU51は、エンジン回転数センサ41、スロットル開度センサ44およびアクセル開度センサ46から入力される信号に基づいて、エンジン回転数、スロットル開度およびアクセル開度を所定時間検出する。そして、ECU51は、これらの値が所定の幅にある場合には、燃料噴射量が一定であると判断する。   Next, the ECU 51 determines whether or not the fuel injection amount is constant (step S12). Specifically, the ECU 51 detects the engine speed, the throttle opening, and the accelerator opening for a predetermined time based on signals input from the engine speed sensor 41, the throttle opening sensor 44, and the accelerator opening sensor 46. . The ECU 51 determines that the fuel injection amount is constant when these values are within a predetermined range.

ECU51は、燃料噴射量が一定であると判断した場合には(ステップS12でYES)、ステップS13に移行する。一方、ECU51は、燃料噴射量が一定でないと判断した場合には(ステップS12でNO)、ENDに移行する。   When the ECU 51 determines that the fuel injection amount is constant (YES in step S12), the ECU 51 proceeds to step S13. On the other hand, when the ECU 51 determines that the fuel injection amount is not constant (NO in step S12), the ECU 51 proceeds to END.

次に、ECU51は、冷却水温センサ45など公知のセンサから入力される信号に基づいて、燃料温度が推定できるか否かを判断する(ステップS13)。具体的には、ECU51は、冷却水温センサ45などのセンサから燃料温度が推定できる車両の走行状態であるか否かを判断する。この走行状態を表す諸条件は、使用するセンサに応じて予め定められている。   Next, the ECU 51 determines whether or not the fuel temperature can be estimated based on a signal input from a known sensor such as the coolant temperature sensor 45 (step S13). Specifically, the ECU 51 determines whether or not the vehicle is in a traveling state in which the fuel temperature can be estimated from a sensor such as the cooling water temperature sensor 45. Various conditions representing the traveling state are determined in advance according to the sensor to be used.

ECU51は、燃料温度を推定可能であると判断した場合には(ステップS13でYES)、ステップS14に移行する。一方、ECU51は、燃料温度を推定可能でないと判断した場合には(ステップS13でNO)、ENDに移行する。なお、車両が燃料温度を検出するための燃料温度センサを備えている場合には、この燃料温度センサから入力される信号に基づいて、燃料温度を表す情報を直接取得してもよい。   If the ECU 51 determines that the fuel temperature can be estimated (YES in step S13), the ECU 51 proceeds to step S14. On the other hand, if the ECU 51 determines that the fuel temperature cannot be estimated (NO in step S13), the ECU 51 proceeds to END. When the vehicle includes a fuel temperature sensor for detecting the fuel temperature, information representing the fuel temperature may be directly acquired based on a signal input from the fuel temperature sensor.

次に、ECU51は、燃料ポンプユニット11に印加される電圧を所定値分減少させる(ステップS14)。本実施の形態においては、ECU51は、所定値として0.5[V]低下させる。そして、ECU51は、現在燃料ポンプユニット11に印加されている電圧をRAM53に記憶する(ステップS15)。   Next, the ECU 51 decreases the voltage applied to the fuel pump unit 11 by a predetermined value (step S14). In the present embodiment, the ECU 51 reduces the predetermined value by 0.5 [V]. Then, the ECU 51 stores the voltage currently applied to the fuel pump unit 11 in the RAM 53 (step S15).

次に、ECU51は、空燃比センサ48から入力される信号に基づいて、空燃比がリーンの方向に振れたか否かを判断する(ステップS16)。   Next, the ECU 51 determines whether or not the air-fuel ratio fluctuates in the lean direction based on the signal input from the air-fuel ratio sensor 48 (step S16).

ECU51は、燃料ポンプユニット11に印加される電圧を低下させたことにより空燃比がリーンの方向に振れたと判断した場合には(ステップS16でYES)、ステップS14に戻り、燃料ポンプユニット11に印加される電圧をさらに0.5[V]低下させる。一例として、燃料ポンプユニット11におけるリターン流量Qと制御圧Pとの関係が、図8に示す点2から点5にある場合には、電圧を0.5[V]低下させたことにより空燃比がリーンの方向に振れるため、ECU51は、ステップS16において電圧を再び0.5[V]低下させることになる。   When the ECU 51 determines that the air-fuel ratio fluctuates in the lean direction by reducing the voltage applied to the fuel pump unit 11 (YES in step S16), the ECU 51 returns to step S14 and applies to the fuel pump unit 11. The applied voltage is further reduced by 0.5 [V]. As an example, when the relationship between the return flow rate Q and the control pressure P in the fuel pump unit 11 is from the point 2 to the point 5 shown in FIG. 8, the air-fuel ratio is reduced by reducing the voltage by 0.5 [V]. Therefore, the ECU 51 lowers the voltage again by 0.5 [V] in step S16.

一方、ECU51は、空燃比がリーンの方向に振れていない、すなわちリッチの方向に振れたと判断すると(ステップS16でNO)、RAM53に記憶されている電圧を取得する(ステップS17)。一例として、燃料ポンプユニット11におけるリターン流量Qと制御圧Pとの関係が、図8に示す点6にある場合には、電圧を0.5[V]低下させたことにより空燃比がリッチの方向に振れるため、ECU51は、ステップS17において、点6の状態における電圧をRAM53から取得することになる。   On the other hand, when the ECU 51 determines that the air-fuel ratio does not swing in the lean direction, that is, it swings in the rich direction (NO in step S16), the ECU 51 acquires the voltage stored in the RAM 53 (step S17). As an example, when the relationship between the return flow rate Q and the control pressure P in the fuel pump unit 11 is at point 6 shown in FIG. 8, the air-fuel ratio is rich by reducing the voltage by 0.5 [V]. The ECU 51 obtains the voltage at the point 6 from the RAM 53 in step S <b> 17 because it swings in the direction.

そして、ECU51は、RAM53から取得した電圧の値より0.5[V]高い電圧が燃料ポンプユニット11に印加された際に空燃比が最もリーンに振れているので、この電圧を最リーン電圧Vafと定義し、バックアップメモリ55に記憶する。一例として、ECU51は、RAM53から取得した電圧に0.5[V]を加えたV(図8参照)を最リーン電圧Vafと定義する。なお、ECU51は、このリターン流量推定制御を常時実行してもよく、あるいは、所定の走行距離、あるいは走行時間ごとに実行するようにしてもよい。ここで、本実施の形態に係る最リーン電圧Vafは、本発明に係る最低電圧を意味する。 Since the air-fuel ratio fluctuates most leanly when the voltage higher by 0.5 [V] than the voltage value acquired from the RAM 53 is applied to the fuel pump unit 11, the ECU 51 uses this voltage as the most lean voltage Vaf. And stored in the backup memory 55. As an example, the ECU 51 defines V 7 (see FIG. 8) obtained by adding 0.5 [V] to the voltage acquired from the RAM 53 as the most lean voltage Vaf. Note that the ECU 51 may always execute this return flow rate estimation control, or may execute it for every predetermined travel distance or travel time. Here, the leanest voltage Vaf according to the present embodiment means the lowest voltage according to the present invention.

また、ECU51は、最リーン電圧Vafに基づいて、以下に説明するようにリターン流量Qを算出する(ステップS18)。   Further, the ECU 51 calculates the return flow rate Q as described below based on the most lean voltage Vaf (step S18).

リターン流量Qは、同一の電圧が燃料ポンプユニット11に印加されたとしても、燃料ポンプユニット11の劣化度合いおよび吐出特性の個体差により変化する。そこで、ECU51は、最リーン電圧Vafを算出すると、平均的な吐出特性を有する燃料ポンプユニット11の新品時における最リーン電圧Vaf(以下、初期電圧Viniという)と、リターン流量の推定を行う燃料ポンプユニット11の最リーン電圧Vafとの差に基づいて、燃料ポンプユニット11の個体差に応じた吐出特性を算出するようになっている。   Even if the same voltage is applied to the fuel pump unit 11, the return flow rate Q varies depending on the degree of deterioration of the fuel pump unit 11 and individual differences in discharge characteristics. Therefore, when the ECU 51 calculates the most lean voltage Vaf, the fuel pump that estimates the most lean voltage Vaf (hereinafter referred to as the initial voltage Vini) and the return flow rate when the fuel pump unit 11 having an average discharge characteristic is new. Based on the difference from the most lean voltage Vaf of the unit 11, the discharge characteristic corresponding to the individual difference of the fuel pump unit 11 is calculated.

初期電圧Viniと最リーン電圧Vafとの差と、燃料ポンプユニット11による吐出量Dの変化量、すなわちリターン流量Qの変化量は、個体差によらず一様に表される。そこで、ECU51は、燃料ポンプユニット11に印加される初期電圧Viniと最リーン電圧Vafとの差と、当該電圧差に応じた吐出量Dの変化量と、を対応付けた吐出量算出マップを予めROM54に記憶している。吐出量算出マップは、図11に示すように、傾きαが一定となるグラフにより表されるものであり、ECU51は、上記リターン流量推定制御において求めた最リーン電圧Vafと初期電圧Viniとの電圧差を算出し、吐出量算出マップを参照することにより、リターン流量Qのずれを算出する。なお、この傾きαは、ポンプ駆動モータ11mにおける公知の電圧方程式により算出できる。また、傾きαは、実験的な測定により予め求められてもよい。   The difference between the initial voltage Vini and the most lean voltage Vaf and the amount of change in the discharge amount D by the fuel pump unit 11, that is, the amount of change in the return flow rate Q, are expressed uniformly regardless of individual differences. Therefore, the ECU 51 previously stores a discharge amount calculation map in which the difference between the initial voltage Vini and the most lean voltage Vaf applied to the fuel pump unit 11 and the change amount of the discharge amount D corresponding to the voltage difference are associated with each other. It is stored in the ROM 54. As shown in FIG. 11, the discharge amount calculation map is represented by a graph in which the slope α is constant. The ECU 51 determines the voltage between the leanest voltage Vaf and the initial voltage Vini obtained in the return flow rate estimation control. The difference in the return flow rate Q is calculated by calculating the difference and referring to the discharge amount calculation map. In addition, this inclination (alpha) is computable with the well-known voltage equation in the pump drive motor 11m. In addition, the slope α may be obtained in advance by experimental measurement.

本実施の形態における一例として、リターン流量推定制御において求めた最リーン電圧Vafと初期電圧Viniとの電圧差が0.6[V]、傾きα=30であるとする。また、新品時に8[V]の電圧が印加された場合、平均的な吐出特性(図9における点c)を有する燃料ポンプユニット11の吐出量Dが80[L/h]になる場合を考える。また、この平均的な吐出特性を有する燃料ポンプユニット11の新品時におけるVafを7[V]とする。   As an example in the present embodiment, it is assumed that the voltage difference between the most lean voltage Vaf and the initial voltage Vini obtained in the return flow rate estimation control is 0.6 [V] and the slope α = 30. Also, consider a case where the discharge amount D of the fuel pump unit 11 having an average discharge characteristic (point c in FIG. 9) is 80 [L / h] when a voltage of 8 [V] is applied when new. . Further, Vaf when the fuel pump unit 11 having the average discharge characteristic is new is set to 7 [V].

ECU51は、初期電圧Vafと最リーン電圧Vafとの差0.6[V]と、傾きα=30との積から、吐出量Dの変化量を18[L/h]と算出する。したがって、ECU51が燃料ポンプユニット11に8[V]の電圧を印加している場合、現在のリターン流量Qは、吐出量80[L/h]から、エンジン消費量16[L/h]と吐出量Dの変化量18[L/h]を引いた46[L/h]であると推定するようになっている。   The ECU 51 calculates the change amount of the discharge amount D as 18 [L / h] from the product of the difference 0.6 [V] between the initial voltage Vaf and the most lean voltage Vaf and the inclination α = 30. Accordingly, when the ECU 51 applies a voltage of 8 [V] to the fuel pump unit 11, the current return flow rate Q is discharged from the discharge amount 80 [L / h] to the engine consumption amount 16 [L / h]. It is estimated that 46 [L / h] is obtained by subtracting the change amount 18 [L / h] of the amount D.

また、ECU51は、算出したリターン流量Qを、燃料温度Tに応じて補正してもよい。リターン流量Qに対する補正量は、燃料温度Tに対応付けられた補正量マップとして予めROM54に記憶されている。この補正量マップにおける補正量は、リターン流量Qが燃料温度Tの減少に伴い減少するように定義されており、予め実験的な測定により求められている。なお、ECU51は、補正量マップの代わりに、燃料温度Tに応じて補正量を算出する式をROM54に記憶していてもよい。   Further, the ECU 51 may correct the calculated return flow rate Q according to the fuel temperature T. The correction amount for the return flow rate Q is stored in advance in the ROM 54 as a correction amount map associated with the fuel temperature T. The correction amount in the correction amount map is defined so that the return flow rate Q decreases as the fuel temperature T decreases, and is obtained in advance by experimental measurement. The ECU 51 may store an equation for calculating the correction amount in accordance with the fuel temperature T in the ROM 54 instead of the correction amount map.

また、ECU51は、燃料ポンプユニット11に印加する電圧を算出した最リーン電圧Vafに基づいて調節するようになっている。この場合、ECU51は、最リーン電圧Vafより若干高い電圧を燃料ポンプユニット11に印加することにより、不要に高い電圧を印加することを抑圧するとともに、次回リターン流量推定制御を実行するまでにリターン流量Qが変動したとしても、リターン流量Qが最低必要量Qminを下回ることを防止することが可能となる。   Further, the ECU 51 adjusts the voltage applied to the fuel pump unit 11 based on the most lean voltage Vaf calculated. In this case, the ECU 51 suppresses applying an unnecessarily high voltage by applying a voltage slightly higher than the leanest voltage Vaf to the fuel pump unit 11 and returns the return flow rate until the next return flow rate estimation control is executed. Even if Q varies, it is possible to prevent the return flow rate Q from falling below the minimum required amount Qmin.

ここで、ECU51が燃料圧を低圧から高圧に切替えた場合、燃料圧はオーバーシュートを経て高圧の設定圧に近づくようになっている。そのため、オーバーシュートの最中に燃料噴射を実行する場合には、実燃料圧と目標燃料圧とが乖離している状態が生じる。また、オーバーシュートの終了後に燃料噴射を実行する場合には、このオーバーシュートの終了タイミングを正確に予測しなければ、オーバーシュートがまだ終了していないにもかかわらず燃料噴射を実行してしまう可能性も生じる。   Here, when the ECU 51 switches the fuel pressure from the low pressure to the high pressure, the fuel pressure approaches the high set pressure via the overshoot. For this reason, when fuel injection is performed during overshoot, a state occurs in which the actual fuel pressure and the target fuel pressure are different. In addition, when fuel injection is performed after the overshoot ends, if the overshoot end timing is not accurately predicted, the fuel injection may be performed even though the overshoot has not ended yet. Sex also occurs.

そのため、本実施の形態におけるECU51は、実空燃比が目標空燃比から乖離することを抑制するために、このオーバーシュート中においても燃圧の状態が正確に予測されるよう、オーバーシュート量OSを予測し、このオーバーシュートの継続時間Tosを算出するようになっている。   Therefore, the ECU 51 in the present embodiment predicts the overshoot amount OS so that the state of the fuel pressure is accurately predicted even during the overshoot in order to suppress the actual air / fuel ratio from deviating from the target air / fuel ratio. The overshoot duration Tos is calculated.

このオーバーシュート量OSは、図12に示すように、最低必要量Qminの周辺の領域では低圧時のリターン流量Qに応じて変化する。例えば、あるリターン流量Qに対するオーバーシュートの特性が、実線91により表されるものとする。この低圧時のリターン流量Qが増加すると、破線92に示すように、オーバーシュート量OSおよびオーバーシュートの継続時間Tosも拡大される。一方、リターン流量Qが減少とすると、破線93に示されるように、オーバーシュート量OSおよびオーバーシュートの継続時間Tosも縮小される。   As shown in FIG. 12, the overshoot amount OS changes in accordance with the return flow rate Q at low pressure in the region around the minimum required amount Qmin. For example, it is assumed that the overshoot characteristic for a certain return flow rate Q is represented by a solid line 91. When the return flow rate Q at the time of the low pressure increases, as shown by a broken line 92, the overshoot amount OS and the overshoot duration Tos are also increased. On the other hand, when the return flow rate Q is decreased, the overshoot amount OS and the overshoot duration Tos are also reduced as indicated by the broken line 93.

そのため、ECU51は、仮にこのリターン流量Qの領域で燃料圧の切替後における燃料噴射量を正確に算出しようとすると、燃料圧切替前のリターン流量Qを正確に把握する必要が生じるとともに、各リターン流量Qとオーバーシュート特性との対応を逐一ROM54に記憶する必要が生じ、コストがかかる可能性が生じる。   For this reason, if the ECU 51 tries to accurately calculate the fuel injection amount after the fuel pressure is switched in the region of the return flow Q, it is necessary to accurately grasp the return flow Q before the fuel pressure is switched. The correspondence between the flow rate Q and the overshoot characteristic needs to be stored in the ROM 54 one by one, which may increase the cost.

これに対し、図13に示すように、低圧時のリターン流量Qが所定値Qa以上となると、このオーバーシュート量OSおよびオーバーシュートの収束までに必要とされる時間Tosはほぼ一定となる。そこで、本実施の形態におけるECU51は、リターン流量Qが当該所定値Qa以上の場合におけるオーバーシュート量OSおよびオーバーシュートの継続時間Tosなどのオーバーシュート特性を予めROM54に記憶しておく。そして、ECU51は、燃料圧の切替要求が発生した場合には、燃料圧を切替える前に、リターン流量Qが当該所定値Qa以上となるよう燃料ポンプユニット11に印加される電圧を制御するようになっている。   On the other hand, as shown in FIG. 13, when the return flow rate Q at the time of low pressure becomes equal to or greater than a predetermined value Qa, the overshoot amount OS and the time Tos required for convergence of the overshoot become substantially constant. Therefore, the ECU 51 in the present embodiment stores in advance the overshoot characteristics such as the overshoot amount OS and the overshoot duration Tos in the ROM 54 when the return flow rate Q is equal to or greater than the predetermined value Qa. When a fuel pressure switching request is generated, the ECU 51 controls the voltage applied to the fuel pump unit 11 so that the return flow rate Q is equal to or higher than the predetermined value Qa before switching the fuel pressure. It has become.

また、ECU51は、リターン流量Qが当該所定値Qa以上となった場合には、燃料圧を低圧から高圧に切替える。このとき、ROM54に予め記憶されているオーバーシュート特性に基づいて燃料噴射制御を実行するようになっている。   Further, the ECU 51 switches the fuel pressure from the low pressure to the high pressure when the return flow rate Q becomes equal to or greater than the predetermined value Qa. At this time, the fuel injection control is executed based on the overshoot characteristic stored in the ROM 54 in advance.

次に、本実施の形態に係るリターン流量制御処理について図14を参照して説明する。なお、以下の処理は、ECU51を構成するCPU52によって所定のタイミングで実行されるとともに、CPU52によって処理可能なプログラムを実現する。   Next, the return flow rate control process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The following processing is executed at a predetermined timing by the CPU 52 constituting the ECU 51 and realizes a program that can be processed by the CPU 52.

まず、ECU51は、燃料圧を低圧から高圧へ切替える切替要求が発生したか否かを判断する(ステップS21)。具体的には、ECU51は、冷却水温センサ45から入力される信号に基づいて、燃料が高圧供給状態となる車両の暖機時や高燃料温度時に該当したか否かを判断する。   First, the ECU 51 determines whether or not a switching request for switching the fuel pressure from a low pressure to a high pressure has occurred (step S21). Specifically, the ECU 51 determines, based on a signal input from the coolant temperature sensor 45, whether or not the vehicle is warmed up or at a high fuel temperature when the vehicle is in a high pressure supply state.

ECU51は、この切替要求が発生したと判断すると(ステップS21でYES)、ステップS22に移行する。一方、切替要求が発生していないと判断すると(ステップS21でNO)、ENDに移行する。   When the ECU 51 determines that this switching request has occurred (YES in step S21), the ECU 51 proceeds to step S22. On the other hand, if it is determined that a switching request has not occurred (NO in step S21), the process proceeds to END.

次に、ECU51は、燃料のエンジン消費量Aが所定値以下であるか否かを判断する(ステップS22)。具体的には、ECU51は、燃料噴射制御により設定されている単位時間当たりの燃料噴射量を表すデータを取得し、この燃料噴射量と当該所定値とを比較する。そして、ECU51は、燃料噴射量が所定値以下であると判断した場合には(ステップS22でYES)、ステップS23に移行し、所定値を超えていると判断した場合には(ステップS22でNO)、ENDに移行する。   Next, the ECU 51 determines whether or not the engine consumption A of fuel is equal to or less than a predetermined value (step S22). Specifically, the ECU 51 acquires data representing the fuel injection amount per unit time set by the fuel injection control, and compares this fuel injection amount with the predetermined value. If the ECU 51 determines that the fuel injection amount is less than or equal to the predetermined value (YES in step S22), the ECU 51 proceeds to step S23, and if it determines that the fuel injection amount exceeds the predetermined value (NO in step S22). ) And END.

この所定値としては、例えばアイドル運転中における単位時間当たりの燃料消費量が含まれるように設定される。なお、ECU51は、単位時間当たりの燃料消費量を表すデータを取得する代わりに、エンジンがアイドル運転中であるか否かに応じて、燃料のエンジン消費量が所定値以下であるか否かを判断するようにしてもよい。   The predetermined value is set to include, for example, the fuel consumption per unit time during idle operation. Note that the ECU 51 determines whether or not the fuel consumption amount of the engine is equal to or less than a predetermined value depending on whether or not the engine is idling instead of acquiring data representing the fuel consumption amount per unit time. You may make it judge.

次に、ECU51は、低圧時のリターン流量Qを推定する(ステップS23)。リターン流量Qの推定は、上記のように、算出した最リーン電圧Vafおよび初期電圧Viniなどに基づいてリターン流量推定制御を実行することにより推定する。   Next, the ECU 51 estimates the return flow rate Q at low pressure (step S23). As described above, the return flow rate Q is estimated by executing the return flow rate estimation control based on the calculated leanest voltage Vaf, the initial voltage Vini, and the like.

次に、ECU51は、ステップS23で推定したリターン流量Qが所定値Qa以上であるか否かを判断する(ステップS24)。この所定値Qaは、上記のように、燃料圧が低圧から高圧に切替わった場合にオーバーシュート量OSおよびオーバーシュート継続時間Tosがリターン流量Qにかかわらず一定値となる領域の最少値として、予め実験的な測定により求められている。   Next, the ECU 51 determines whether or not the return flow rate Q estimated in step S23 is greater than or equal to a predetermined value Qa (step S24). As described above, the predetermined value Qa is a minimum value in a region where the overshoot amount OS and the overshoot duration time Tos are constant regardless of the return flow rate Q when the fuel pressure is switched from low pressure to high pressure. It is obtained in advance by experimental measurement.

ECU51は、推定したリターン流量Qが所定値Qa以上であると判断した場合には(ステップS24でYES)、ステップS26に移行する。一方、推定したリターン流量Qが所定値Qaより小さいと判断した場合には(ステップS24でNO)、ステップS25に移行する。   If the ECU 51 determines that the estimated return flow rate Q is equal to or greater than the predetermined value Qa (YES in step S24), the ECU 51 proceeds to step S26. On the other hand, when it is determined that the estimated return flow rate Q is smaller than the predetermined value Qa (NO in step S24), the process proceeds to step S25.

ステップS25に移行した場合、ECU51は、リターン流量Qが所定値Qa以上となるよう、燃料ポンプユニット11に対する印加電圧を上昇する。この場合、ECU51は、図8に示すような燃料ポンプユニット11に印加されている電圧とリターン流量Qとの関係を予め記憶しており、現在のリターン流量Qおよび燃料ポンプユニット11に印加されている電圧から、リターン流量Qを所定値Qa以上とするための電圧を算出する。なお、ECU51は、リターン流量Qが所定値Qaより若干高い値となるよう燃料ポンプユニット11に対する印加電圧を制御すると好適である。これにより、リターン流量Qに変動が生じても実際のリターン流量Qがリターン流量Qaを下回ることを抑制できるとともに、燃料ポンプユニット11に過度の電圧を印加して燃費の低下や燃料ポンプユニット11を構成する部品の消耗が発生することを抑制できる。   When the process proceeds to step S25, the ECU 51 increases the voltage applied to the fuel pump unit 11 so that the return flow rate Q is equal to or greater than the predetermined value Qa. In this case, the ECU 51 stores in advance the relationship between the voltage applied to the fuel pump unit 11 as shown in FIG. 8 and the return flow rate Q, and is applied to the current return flow rate Q and the fuel pump unit 11. The voltage for making the return flow rate Q equal to or higher than the predetermined value Qa is calculated from the existing voltage. It is preferable that the ECU 51 controls the voltage applied to the fuel pump unit 11 so that the return flow rate Q is slightly higher than the predetermined value Qa. As a result, even if the return flow rate Q fluctuates, the actual return flow rate Q can be suppressed from falling below the return flow rate Qa, and an excessive voltage can be applied to the fuel pump unit 11 to reduce fuel consumption or reduce the fuel pump unit 11. It is possible to suppress the consumption of the constituent parts.

次に、ECU51は、電磁コイル61に通電し切替弁60をON状態に制御することにより、燃料圧を低圧から高圧に切替える(ステップS26)。   Next, the ECU 51 switches the fuel pressure from the low pressure to the high pressure by energizing the electromagnetic coil 61 and controlling the switching valve 60 to the ON state (step S26).

そして、ECU51は、ROM54に予め記憶されているオーバーシュート特性に基づいて燃料噴射制御を実行する(ステップS27)。   Then, the ECU 51 executes fuel injection control based on the overshoot characteristic stored in advance in the ROM 54 (step S27).

このステップにおいて、ECU51は、燃料噴射時間、噴射インターバルおよびROM54に記憶されているオーバーシュート量OS、継続時間Tosなどに基づき、例えば以下のいずれかの燃料噴射制御を選択し実行する。   In this step, the ECU 51 selects and executes, for example, one of the following fuel injection controls based on the fuel injection time, the injection interval, the overshoot amount OS stored in the ROM 54, the duration Tos, and the like.

まず、第1の例として、ECU51は、オーバーシュートの継続中を含め、燃料圧が切替わっている最中における燃料噴射を中断する。そして、継続時間Tosの経過後に燃料噴射制御を再開するようにする。   First, as a first example, the ECU 51 interrupts fuel injection while the fuel pressure is being switched, including during overshoot. Then, the fuel injection control is resumed after the continuation time Tos has elapsed.

また、第2の例として、ECU51は、オーバーシュートがプラスに振れている部分とマイナスに振れている部分とによって燃料噴射量の目標値との乖離が相殺されるよう、燃料噴射タイミングの略中央の時間が継続時間Tosのタイミングと一致するよう燃料噴射制御を実行する。   Further, as a second example, the ECU 51 is configured so that the deviation from the target value of the fuel injection amount is offset by the portion where the overshoot is positive and the portion where the overshoot is negative. The fuel injection control is executed so that this time coincides with the timing of the duration time Tos.

また、第3の例として、ECU51は、継続時間Tosと燃料噴射時間とを比較し、継続時間Tosが燃料噴射時間よりも十分短いならば、燃料噴射量の変動が1回の燃料噴射内でならされることにより、目標燃料噴射量との乖離が抑制されるので、オーバーシュートの発生に関係なく燃料噴射を実行する。   Further, as a third example, the ECU 51 compares the duration Tos with the fuel injection time, and if the duration Tos is sufficiently shorter than the fuel injection time, the variation in the fuel injection amount is within one fuel injection. Since the deviation from the target fuel injection amount is suppressed, the fuel injection is executed regardless of the occurrence of the overshoot.

また、ECU51は、ROM54に記憶されているオーバーシュート量OSおよび継続時間Tosに基づいて燃料噴射時間を調整することにより実燃料噴射量が目標燃料噴射量に近づくようにしてもよい。   Further, the ECU 51 may adjust the fuel injection time based on the overshoot amount OS and the duration time Tos stored in the ROM 54 so that the actual fuel injection amount approaches the target fuel injection amount.

また、ECU51は、ROM54に記憶されているオーバーシュート量OSおよび継続時間Tosに基づいて、実燃料噴射量と目標燃料噴射量との乖離を低減するためのいかなる燃料噴射制御を実行してもよい。   Further, the ECU 51 may execute any fuel injection control for reducing the difference between the actual fuel injection amount and the target fuel injection amount based on the overshoot amount OS and the duration time Tos stored in the ROM 54. .

以上のように、本発明の実施の形態に係る燃料供給装置8は、プレッシャレギュレータ20におけるリターン流量Qが所定値以上であれば、燃料圧を切替えた際に発生するオーバーシュート量OSが一定となるので、オーバーシュートの収束前においても燃料圧を推定することが可能となる。したがって、燃料圧の切替え指示を行うタイミングや燃料噴射時間を最適化し、燃料圧が切替わった場合においても実際の燃料噴射量が所望の燃料噴射量から乖離することを抑制することにより、燃費向上を図ることができる。   As described above, in the fuel supply device 8 according to the embodiment of the present invention, if the return flow rate Q in the pressure regulator 20 is equal to or greater than a predetermined value, the overshoot amount OS generated when the fuel pressure is switched is constant. Thus, the fuel pressure can be estimated even before the overshoot converges. Therefore, the fuel pressure can be improved by optimizing the timing for instructing the switching of the fuel pressure and the fuel injection time, and suppressing the actual fuel injection amount from deviating from the desired fuel injection amount even when the fuel pressure is switched. Can be achieved.

また、燃料ポンプユニット11に印加される電圧の変化に応じて、プレッシャレギュレータ20からのリターン流量Qを推定することが可能となる。結果として、燃料ポンプユニット11の劣化度合いおよび吐出特性のばらつきを求めることができる。   Further, the return flow rate Q from the pressure regulator 20 can be estimated in accordance with the change in the voltage applied to the fuel pump unit 11. As a result, the degree of deterioration of the fuel pump unit 11 and the variation in the discharge characteristics can be obtained.

また、平均的な吐出特性を有する燃料ポンプユニット11の初期電圧Viniが予め算出されていれば、すべての燃料ポンプユニット11に対し初期電圧Viniを測定することなく、燃料ポンプユニット11の劣化特性や吐出特性のばらつきを算出することが可能になる。したがって、燃料供給装置8の生産効率を低下することなく各燃料ポンプユニット11を最適な状態に維持することができる。   Further, if the initial voltage Vini of the fuel pump unit 11 having an average discharge characteristic is calculated in advance, the deterioration characteristics of the fuel pump unit 11 can be measured without measuring the initial voltage Vini for all the fuel pump units 11. It is possible to calculate the variation in the ejection characteristics. Therefore, each fuel pump unit 11 can be maintained in an optimum state without reducing the production efficiency of the fuel supply device 8.

また、燃料の温度に応じてプレッシャレギュレータ20から排出される燃料量が変化する場合においても、燃料の温度に応じてリターン流量Qの推定値を補正するので、リターン流量Qを精度よく推定することが可能となる。   Further, even when the amount of fuel discharged from the pressure regulator 20 changes according to the temperature of the fuel, the estimated value of the return flow rate Q is corrected according to the temperature of the fuel, so that the return flow rate Q can be estimated accurately. Is possible.

なお、以上の説明において、プレッシャレギュレータ20および切替弁60の構成は一例である。したがって、小型化、低コスト化あるいは燃料圧の切替え応答性などの点で本実施の形態に係る燃料供給装置8より低下する可能性が高いものの、例えば、プレッシャレギュレータ20を公知のものと置き換えてもよい。   In the above description, the configurations of the pressure regulator 20 and the switching valve 60 are examples. Therefore, although there is a high possibility that the fuel supply device 8 according to the present embodiment is reduced in terms of downsizing, cost reduction, or fuel pressure switching response, for example, the pressure regulator 20 is replaced with a known one. Also good.

また、以上の説明においては、ECU51がリターン流量Qを推定する際に、空燃比がリッチの方向に振れるまで電圧を0.5Vずつ下げていく場合について説明したが、これに限定されず、ECU51は、空燃比がリッチの方向に振れるまで0.5Vずつ下げていき、空燃比がリッチの方向に振れたならば、電圧を再び0.5Vずつ上げていくようにしてもよい。この場合、電圧を上げることにより空燃比が再びリッチの方向に振れる直前の電圧が最リーン電圧Vafとなる。また、ECU51は、最リーン電圧Vafを求めるために電圧を低下させる場合には0.5Vずつ下げていき、空燃比がリッチの方向に振れたことにより電圧を再び上昇させる場合には、電圧を0.1Vずつ上げていくようにしてもよい。この場合、最リーン電圧Vafをより正確に求めることが可能となる。   In the above description, when the ECU 51 estimates the return flow rate Q, the case where the voltage is decreased by 0.5 V until the air-fuel ratio swings in the rich direction has been described. However, the present invention is not limited to this. May be decreased by 0.5 V until the air-fuel ratio swings in the rich direction, and if the air-fuel ratio swings in the rich direction, the voltage may be increased again by 0.5 V. In this case, the voltage immediately before the air-fuel ratio swings again in the rich direction by raising the voltage becomes the leanest voltage Vaf. Further, the ECU 51 decreases the voltage by 0.5 V in order to decrease the voltage in order to obtain the most lean voltage Vaf, and increases the voltage again when the voltage is increased again due to the air-fuel ratio swinging in a rich direction. You may make it raise 0.1V at a time. In this case, the leanest voltage Vaf can be obtained more accurately.

以上のように、本発明に係る燃料供給装置は、燃料圧が切替わった場合においても実際の燃料噴射量が所望の燃料噴射量から乖離することを抑制することにより、燃費向上を図ることができるという効果を奏するものであり、燃料タンク内に貯留された燃料を調圧して燃料消費部に供給する燃料供給装置に有用である。   As described above, the fuel supply device according to the present invention can improve fuel consumption by suppressing the actual fuel injection amount from deviating from the desired fuel injection amount even when the fuel pressure is switched. This is advantageous in that it is useful for a fuel supply device that regulates the fuel stored in the fuel tank and supplies the fuel to the fuel consumption unit.

1 エンジン
2 燃料タンク
3 インジェクタ(燃料消費部)
5 気筒(燃料消費部)
7 吸気ポート
8 燃料供給装置
10 燃料圧送機構
11 燃料ポンプユニット
15 燃料通路
15a 分岐通路
19a 大気圧導入穴
20 プレッシャレギュレータ(可変燃料圧調整弁)
21 ハウジング
21a 流体導入口
21b 流体排出口
21c 操作圧流出口
22 調圧部材
23 調圧室
24 隔壁部
24a 環状受圧面
25 可動弁体部
26 背圧室
31 第1弁座部
31h 排出穴
32 第2弁座部
32h 操作圧燃料導入穴
35 オルタネータ
41 エンジン回転数センサ
42 エアフロメータ
44 スロットル開度センサ
45 冷却水温センサ
47 車輪速センサ
48 空燃比センサ
51 ECU(空燃比検出手段、排出量推定手段、電圧制御手段)
60 切替弁
61 電磁コイル
67 バルブ
69 トランジスタ
70 開口端部
75 燃料管部
77 燃料流入管
78 燃料流出管
1 Engine 2 Fuel tank 3 Injector (Fuel consumption part)
5 cylinders (fuel consumption part)
7 Intake port 8 Fuel supply device 10 Fuel pressure feeding mechanism 11 Fuel pump unit 15 Fuel passage 15a Branch passage 19a Atmospheric pressure introduction hole 20 Pressure regulator (variable fuel pressure adjusting valve)
21 Housing 21a Fluid inlet 21b Fluid outlet 21c Operation pressure outlet 22 Pressure regulating member 23 Pressure regulating chamber 24 Partition portion 24a Annular pressure receiving surface 25 Movable valve body portion 26 Back pressure chamber 31 First valve seat portion 31h Discharge hole 32 2nd Valve seat portion 32h Operation pressure fuel introduction hole 35 Alternator 41 Engine speed sensor 42 Air flow meter 44 Throttle opening sensor 45 Cooling water temperature sensor 47 Wheel speed sensor 48 Air fuel ratio sensor 51 ECU (Air fuel ratio detection means, discharge amount estimation means, voltage Control means)
60 switching valve 61 electromagnetic coil 67 valve 69 transistor 70 open end 75 fuel pipe 77 fuel inflow pipe 78 fuel outflow pipe

Claims (6)

燃料ポンプから吐出した燃料を調圧して燃料消費部に供給する燃料供給装置であって、
少なくとも前記燃料の燃料圧を高圧にする高圧供給状態と低圧にする低圧供給状態とのいずれかの状態を取り得る可変燃料圧調整弁と、
排気成分に基づいて空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記可変燃料圧調整弁が前記低圧供給状態であることを条件に、前記燃料ポンプに印加される電圧と前記空燃比検出手段により検出された空燃比とに基づいて、前記可変燃料圧調整弁から排出される燃料の排出量を推定する排出量推定手段と、
前記燃料圧を低圧から高圧に切替える条件が成立したことを条件に、前記排出量推定手段により推定された燃料の排出量が予め定められた所定値以上となるよう前記燃料ポンプに印加する電圧を制御する電圧制御手段と、を備えることを特徴とする燃料供給装置。
A fuel supply device that regulates fuel discharged from a fuel pump and supplies the fuel to a fuel consumption unit,
A variable fuel pressure regulating valve capable of taking at least one of a high pressure supply state in which the fuel pressure of the fuel is high and a low pressure supply state in which the fuel pressure is low;
Air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio based on the exhaust component;
Based on the voltage applied to the fuel pump and the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detecting means, on the condition that the variable fuel pressure adjusting valve is in the low-pressure supply state, the variable fuel pressure adjusting valve Emission estimation means for estimating the amount of fuel discharged;
On the condition that the condition for switching the fuel pressure from a low pressure to a high pressure is satisfied, a voltage to be applied to the fuel pump is set so that the fuel discharge amount estimated by the discharge amount estimating means is not less than a predetermined value. And a voltage control means for controlling the fuel supply device.
前記所定値は、前記燃料圧を低圧から高圧に切替えた際に発生するオーバーシュート量が前記排出量の変化によらずほぼ一定となる領域に設定されることを特徴とする請求項1に記載の燃料供給装置。   2. The predetermined value is set in a region where an overshoot amount generated when the fuel pressure is switched from a low pressure to a high pressure is substantially constant regardless of a change in the discharge amount. Fuel supply system. 前記排出量推定手段は、前記燃料ポンプに印加する電圧を変化させ前記空燃比検出手段により検出される空燃比が最もリーンとなる最低電圧を求め、前記最低電圧と前記燃料ポンプの新品時に空燃比が最もリーンとなる初期電圧との差と、に基づいて前記排出される燃料量を推定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料供給装置。   The discharge amount estimation means changes the voltage applied to the fuel pump to obtain the lowest voltage at which the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means becomes the leanest, and the air-fuel ratio when the fuel pump is new 3. The fuel supply device according to claim 1, wherein the amount of discharged fuel is estimated based on a difference from an initial voltage at which the fuel cell becomes the leanest. 前記初期電圧は、複数の前記燃料ポンプにおいて新品時に空燃比が最もリーンとなる電圧の略平均値であることを特徴とする請求項3に記載の燃料供給装置。   4. The fuel supply device according to claim 3, wherein the initial voltage is a substantially average value of voltages at which the air-fuel ratio becomes the leanest when a plurality of the fuel pumps are new. 5. 前記排出量推定手段は、前記燃料の温度に応じて前記排出量の推定値を補正することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1の請求項に記載の燃料供給装置。   The fuel supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the discharge amount estimation unit corrects the estimated value of the discharge amount according to the temperature of the fuel. 前記可変燃料圧調整弁は、前記燃料が導入される燃料導入口および該燃料が排出される燃料排出口を有するハウジングと、前記ハウジングとの間に前記燃料導入口に連通する調圧室を形成する隔壁部と前記調圧室内の燃料圧に応じて前記調圧室を前記燃料排出口に連通させる開弁方向に変位する可動弁体部とを有する調圧部材と、を備え、
前記調圧室の内部に前記燃料排出口に連通するとともに前記可動弁体部の変位に応じて開度が変化する排出穴を形成する第1弁座部と、前記調圧室の内部に前記可動弁体部の変位に応じて開度が変化するとともに操作圧を有する燃料が導入される操作圧燃料導入穴を形成する第2弁座部とが、それぞれ前記ハウジングに設けられ、
前記調圧部材が前記開弁方向に燃料圧を受ける面積が、前記操作圧燃料導入穴内の操作圧に応じて変化することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1の請求項に記載の燃料供給装置。
The variable fuel pressure regulating valve forms a pressure regulating chamber communicating with the fuel inlet between the housing having a fuel inlet into which the fuel is introduced and a fuel outlet through which the fuel is discharged, and the housing. A pressure regulating member having a partition wall portion and a movable valve body portion that is displaced in a valve opening direction to communicate the pressure regulating chamber with the fuel discharge port according to the fuel pressure in the pressure regulating chamber,
A first valve seat portion that communicates with the fuel discharge port inside the pressure regulating chamber and forms a discharge hole whose opening degree changes according to the displacement of the movable valve body portion, and the pressure regulating chamber inside the pressure regulating chamber A second valve seat part that forms an operating pressure fuel introduction hole into which fuel having an operating pressure is introduced while the opening degree changes according to the displacement of the movable valve body part is provided in the housing,
The area according to claim 1, wherein an area where the pressure adjusting member receives fuel pressure in the valve opening direction changes according to an operating pressure in the operating pressure fuel introduction hole. The fuel supply device described in 1.
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