JP6201711B2 - Fuel supply device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の燃料供給装置に関し、詳しくは燃料ポンプと燃料噴射弁とを繋ぐ燃料配管の途中に蓄圧タンクを備える燃料供給システムに適用される内燃機関の燃料供給装置に関する。 The present invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel supply device for an internal combustion engine that is applied to a fuel supply system that includes an accumulator tank in the middle of a fuel pipe that connects a fuel pump and a fuel injection valve.
従来、内燃機関の燃料供給システムとしては、燃料タンク内の燃料を汲み上げる燃料ポンプと、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射弁と、燃料ポンプと燃料噴射弁とを繋ぐ燃料通路に配置された蓄圧タンクとを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載のものでは、蓄圧タンク内に蓄えられる燃料が所定の燃圧の範囲に確保されるように、蓄圧タンク内の燃圧の検出値の挙動から燃料ポンプの駆動期間を制御して間欠駆動させるとともに、燃圧挙動に応じて燃料噴射弁の開弁期間を制御している。特許文献1に記載のものでは、こうした燃料ポンプの間欠駆動によってエネルギ消費を低減させるとともに、蓄圧タンク内の燃料挙動に応じて燃料噴射弁の開弁期間を制御することにより、燃料噴射弁から噴射される燃料の調量制御を可能にするようにしている。 Conventionally, as a fuel supply system for an internal combustion engine, a fuel pump for pumping fuel in a fuel tank, a fuel injection valve for supplying fuel to the internal combustion engine, and a pressure accumulation disposed in a fuel passage connecting the fuel pump and the fuel injection valve A thing provided with a tank is proposed (for example, refer to patent documents 1). In the device described in Patent Document 1, the driving period of the fuel pump is controlled from the behavior of the detected value of the fuel pressure in the pressure accumulating tank so that the fuel stored in the pressure accumulating tank is secured within a predetermined fuel pressure range. While driving intermittently, the valve opening period of the fuel injection valve is controlled according to the fuel pressure behavior. In the one described in Patent Document 1, energy consumption is reduced by such intermittent drive of the fuel pump, and the fuel injection valve is controlled in accordance with the behavior of the fuel in the accumulator tank to control the fuel injection valve from opening. The fuel metering control is made possible.
上記特許文献1に記載のものでは、蓄圧タンクで生じた圧力変動が蓄圧タンクから燃料噴射弁までの燃料供給経路に伝わることによって噴射圧が変動することが考えられる。かかる場合、内燃機関のトルク変動が生じることが懸念される。 In the thing of the said patent document 1, it is possible that injection pressure fluctuates when the pressure fluctuation which arose in the pressure accumulation tank is transmitted to the fuel supply path from a pressure accumulation tank to a fuel injection valve. In such a case, there is a concern that torque fluctuations of the internal combustion engine occur.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、燃料タンクと燃料噴射弁とを繋ぐ燃料通路に蓄圧タンクが設けられた燃料供給システムにおいて、燃料噴射弁の噴射圧制御を好適に実施することができ、ひいては内燃機関のトルク変動を抑制することができる内燃機関の燃料供給装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a fuel supply system in which a pressure accumulation tank is provided in a fuel passage connecting the fuel tank and the fuel injection valve, the injection pressure control of the fuel injection valve is preferably performed. It is a main object of the present invention to provide a fuel supply device for an internal combustion engine that can be implemented and consequently can suppress torque fluctuations of the internal combustion engine.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
本発明は、燃料タンク内の燃料を汲み上げる燃料ポンプと、前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料ポンプと前記燃料噴射弁とを繋ぐ燃料通路に配置され、前記燃料を一時的に蓄える蓄圧タンクとを備える内燃機関の燃料供給システムに適用される内燃機関の燃料供給装置に関する。請求項1に記載の発明は、前記燃料通路における前記蓄圧タンクの下流に、前記蓄圧タンクから前記燃料噴射弁への燃料の流量を調整可能な流量調整弁が設けられており、前記蓄圧タンク内の燃料圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段により検出した燃料圧力が所定の圧力範囲になるように前記燃料ポンプを間欠駆動する駆動制御手段と、前記内燃機関の運転状態に応じた要求流量に基づいて、前記流量調整弁により前記蓄圧タンクから前記燃料噴射弁への燃料の流量を制御する流量制御手段と、
を備えることを特徴とする。
The present invention is arranged in a fuel pump for pumping fuel in a fuel tank, a fuel injection valve for injecting the fuel, a fuel passage connecting the fuel pump and the fuel injection valve, and an accumulator for temporarily storing the fuel The present invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine applied to a fuel supply system for an internal combustion engine including a tank. According to the first aspect of the present invention, a flow rate adjustment valve capable of adjusting a flow rate of fuel from the pressure accumulation tank to the fuel injection valve is provided downstream of the pressure accumulation tank in the fuel passage, According to the operating state of the internal combustion engine, pressure detecting means for detecting the fuel pressure, drive control means for intermittently driving the fuel pump so that the fuel pressure detected by the pressure detecting means falls within a predetermined pressure range, and Flow rate control means for controlling the flow rate of fuel from the pressure accumulation tank to the fuel injection valve by the flow rate adjustment valve based on a required flow rate;
It is characterized by providing.
燃料タンクと燃料噴射弁とを繋ぐ燃料通路に蓄圧タンクを配置し、その蓄圧タンクに一時的に蓄えた燃料をポンプ駆動停止時の燃料噴射に用いることにより、燃料噴射を継続しつつ燃料ポンプを間欠駆動させることができる。こうした蓄圧タンクを備える燃料供給システムにおいて、特に上記構成では、蓄圧タンクの下流に流量調整弁を配置し、内燃機関の運転状態に応じた要求流量になるように、流量調整弁によって蓄圧タンクから燃料噴射弁への燃料の流量を制御する。こうした構成によれば、燃料噴射弁に供給される燃料の流量(すなわち噴射圧)を内燃機関の運転状態に応じた値とすることができ、ひいては、内燃機関のトルク変動を抑制することができる。 A pressure accumulation tank is arranged in the fuel passage connecting the fuel tank and the fuel injection valve, and the fuel temporarily stored in the pressure accumulation tank is used for fuel injection when the pump drive is stopped. It can be driven intermittently. In such a fuel supply system including an accumulator tank, particularly in the above configuration, a flow rate adjusting valve is disposed downstream of the accumulator tank, and the flow rate adjusting valve controls the fuel from the accumulator tank so as to obtain a required flow rate according to the operating state of the internal combustion engine. Controls the flow rate of fuel to the injector. According to such a configuration, the flow rate (that is, the injection pressure) of the fuel supplied to the fuel injection valve can be set to a value corresponding to the operating state of the internal combustion engine, and thus the torque fluctuation of the internal combustion engine can be suppressed. .
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、内燃機関である車載多気筒ガソリンエンジンの燃料供給システムに具体化している。この燃料供給システムの全体概略構成を図1に示す。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is embodied in a fuel supply system for an on-vehicle multi-cylinder gasoline engine that is an internal combustion engine. The overall schematic configuration of this fuel supply system is shown in FIG.
図1において、燃料供給システム10は、液体の燃料(本実施形態ではガソリン燃料)を蓄える燃料タンク11と、燃料を噴射する燃料噴射弁12とを備えている。これら燃料タンク11と燃料噴射弁12とは燃料配管13を介して接続されている。
In FIG. 1, a
燃料タンク11から燃料噴射弁12への燃料供給経路において、その最上流部には燃料ポンプ14が配置されている。なお、図1には、燃料タンク11内に燃料ポンプ14が配置されている場合を示したが、燃料配管13の最上流部が燃料タンク11内に配置され、燃料タンク11の外に燃料ポンプ14が設けられている構成としてもよい。燃料ポンプ14は、図示しないバッテリから給電されて駆動する電動モータを備えている。電動モータとして本実施形態では三相ブラシレスモータが搭載されているが、直流モータであってもよい。燃料ポンプ14は、バッテリ19から電力供給されることでモータが駆動し、このモータ駆動により燃料タンク11内の燃料を汲み上げて燃料噴射弁12に供給する。
In the fuel supply path from the fuel tank 11 to the
燃料配管13において燃料ポンプ14の下流には、燃料を一時的に蓄える蓄圧タンク15が配置されている。蓄圧タンク15は、例えば長尺形状を有し、その断面積が燃料配管13よりも大きくなっている。蓄圧タンク15では、タンク内の燃料圧力が所定の圧力範囲(例えば0.1〜0.3MPaの圧力範囲)になるようにタンク内の燃料量(サージ残量)が調整される。このような蓄圧タンク15が配置されていることにより、燃料ポンプ14から汲み上げられた余剰分の燃料を燃料タンク11に戻すことなく、所定の圧力範囲の燃料を燃料噴射弁12に供給可能になっている。
A
燃料配管13において蓄圧タンク15の下流には、デリバリパイプ16を介して燃料噴射弁12が配置されている。燃料噴射弁12は、図示しないエンジン(E/G)に燃料を供給する燃料供給手段であり、本実施形態ではエンジンの各気筒の吸気ポートに1つずつ取り付けられている。燃料タンク11内の燃料は、蓄圧タンク15を通過してデリバリパイプ16に供給され、デリバリパイプ16から各気筒の燃料噴射弁12にそれぞれ供給される。
A
燃料タンク11と燃料噴射弁12とを繋ぐ燃料配管13において、蓄圧タンク15よりも上流(燃料タンク11側)の上流配管13aには、燃料の逆流を防止する逆流防止弁として逆止弁17が設けられている。これにより、燃料ポンプ14の駆動停止時において、燃料タンク11から蓄圧タンク15へ向かう一方向への燃料の流通が許容され、それとは逆方向への燃料の流通が阻止されている。
In the
燃料配管13において、蓄圧タンク15よりも下流(燃料噴射弁12側)の下流配管13bには、蓄圧タンク15から燃料噴射弁12への燃料の流量を調整可能な流量調整弁18が設けられている。流量調整弁18としては、弁体のリフト量が調整されることで燃料通路の開口断面積を調整可能な電磁弁が用いられている。
In the
流量調整弁18の概略構成を図2に示す。図2のうち(a)は流量調整弁18の閉弁時、(b)は流量調整弁18の全開時、(c)は流量調整弁18の半開時をそれぞれ示す。
A schematic configuration of the
図2において、流量調整弁18は、燃料通路を開閉する開閉部材としての弁体31と、弁体31の一方の端部に設けられ第1ソレノイド32によって吸引される第1ステータコア33と、弁体31の他方の端部に設けられ第2ソレノイド34によって吸引される第2ステータコア35と、第1ステータコア33に取り付けられた調整ばね36と、を備えている。
In FIG. 2, the flow
弁体31は、燃料配管13の径方向に貫通した状態で配置されており、その径方向に移動可能になっている。弁体31の軸方向における中間位置には開口部31aが形成されており、弁体31の移動に伴い開口部31aが移動することにより、燃料通路内における燃料の流通が許容又は遮断される。詳しくは、弁体31には、閉弁方向の力として調整ばね36の付勢力及び第2ソレノイド34の吸引力が作用し、開弁方向の力として第1ソレノイド32の吸引力が作用する。そして、第1ソレノイド32及び第2ソレノイド34への通電オフ時では、調整ばね36の付勢力により「閉弁方向の力>開弁方向の力」となり、図2(a)に示すように、開口部31aが燃料通路からずれた位置となることで燃料通路内における燃料の流通が遮断される。
The
これに対し、第1ソレノイド32への通電をオン、第2ソレノイド34への通電をオフにすると「閉弁方向の力<開弁方向の力」となり、調整ばね36の付勢力に抗して第1ステータコア33が第1ソレノイド32に向かって吸引される。この場合、弁体31が開弁側にシフトし、図2(b)に示すように、燃料通路における開口断面全体が開口部31aに面した状態になる。これにより、燃料通路内における燃料の流通が許容され、蓄圧タンク15に蓄えられた燃料が最大流量で燃料噴射弁12に供給される。
On the other hand, when the energization of the
また、第1ソレノイド32及び第2ソレノイド34への通電オン時において、閉弁方向の力と開弁方向の力とのバランスが保たれた状態では、図2(c)に示すように、燃料通路における開口断面の一部が開口部31aに面した状態となる。この場合、蓄圧タンク15に蓄えられた燃料がその開口断面積に応じた流量で燃料噴射弁12に供給される。このように流量調整弁18では、弁体31のリフト量に応じて燃料通路の開口断面積が変更され、燃料噴射弁12へ排出される燃料の流量が調整される。
When the energization of the
図1の説明に戻り、ECU20は、周知の通りCPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータ(以下、マイコンという。)を主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジンの各種制御を実施する。すなわち、ECU20のマイコンは、エンジン及び燃料供給システム10に設けられた各種センサなどから各々検出信号を入力し、それら各種検出信号に基づいて燃料噴射量や点火時期等を演算して、燃料噴射弁12やその他の燃料供給系の各部(燃料ポンプ14や流量調整弁18など)、エンジンの点火装置の駆動等を制御する。各種センサとしては、例えばエンジンの所定クランク毎に矩形状のクランク信号を出力するクランク角センサ22や、蓄圧タンク15内の燃料圧力を検出する圧力センサ21などが設けられている。
Returning to the description of FIG. 1, the
燃料噴射制御について、ECU20のマイコンは、エンジン運転状態(例えばエンジンの吸入空気量及びエンジン回転速度)に基づいて燃料噴射量を算出し、その算出した燃料噴射量を今現在の噴射圧に基づき噴射時間に換算する。そして、算出した噴射時間だけ燃料噴射弁12を開弁する。ECU20のマイコンは、蓄圧タンク15内の燃料圧力が所定の圧力範囲P1〜P2になるように燃料ポンプ14の駆動を制御する。
Regarding the fuel injection control, the microcomputer of the
本実施形態では、燃料ポンプ14を間欠駆動させることで、つまりポンプ14の連続駆動を避けることで消費電力の低減を図るようにしている。また、燃料ポンプ14の駆動を、電動モータの回転速度がモータ運転効率の高い所定回転速度(最適回転速度)となるように行うことで、エネルギ低減をより好適に図るようにしている。
In the present embodiment, power consumption is reduced by intermittently driving the
図3は、燃料ポンプ14の動作特性を示す図である。図3に示すように、燃料ポンプ14は所定の圧力範囲P1〜P2でオン/オフ駆動される。具体的には、下限燃圧P1まで低下すると燃料ポンプ14がオン動作され、燃料ポンプ14から吐出される燃料は蓄圧タンク15に圧送される。このとき、モータ回転速度を最適回転速度として燃料ポンプ14をオン駆動させる。また、燃料ポンプ14のオン動作によって蓄圧タンク15内の燃料圧力が上昇して上限燃圧P2に達すると、燃料ポンプ14はオフ動作される。燃料ポンプ14のオフ期間では、蓄圧タンク15内に蓄えられた燃料を使って燃料噴射弁12からの燃料噴射が実施される。
FIG. 3 is a diagram showing the operating characteristics of the
ここで、蓄圧タンク15よりも上流に逆止弁17が設けられていない場合、蓄圧タンク15内と燃料タンク11内の圧力差により、燃料ポンプ14の駆動停止に伴い蓄圧タンク15内の燃料が燃料タンク11に戻されて、蓄圧タンク15内の燃料圧力が低下する。かかる場合、燃料ポンプ14の駆動停止時には、蓄圧タンク15内の燃料圧力が短期間のうちに下限燃圧P1よりも低下し、燃料ポンプ14の駆動頻度が高くなる。こうした点を考慮し、本実施形態では、蓄圧タンク15よりも上流に逆止弁17を設け、燃料ポンプ14の駆動停止時において蓄圧タンク15内の燃料圧力が燃料の戻りによって低下することを抑制するようにしている。
Here, when the
その一方で、蓄圧タンク15よりも上流に逆止弁17を配置すると、例えばアクセル操作量の変更に伴い、蓄圧タンク15から燃料噴射弁12へ流出される燃料流量の要求値(要求流量Qa)が小さくなった場合に、燃料ポンプ14の駆動を停止しても蓄圧タンク15内の燃料圧力が一気に低下しないことがある。そのため、燃料噴射弁12から燃料を噴射しない限り蓄圧タンク15内の燃料圧力を所望の圧力まで低下させることができず、燃料圧力が低下するまでの期間、燃料噴射弁12の噴射圧が高くなりすぎることが考えられる。かかる場合、エンジンのトルク変動が大きくなり、ドライバビリティが低下することが考えられる。また、必要量以上の燃料が噴射されることによって燃費の悪化を招くことも懸念される。
On the other hand, when the
こうした点を考慮し、本実施形態では、蓄圧タンク15よりも上流に逆止弁17を設けるとともに、蓄圧タンク15よりも下流に流量調整弁18を配置している。そして、ECU20のマイコンは、蓄圧タンク15内の燃料圧力が所定の圧力範囲内になるよう燃料ポンプ14をオン/オフ駆動(間欠駆動)するとともに、流量調整弁18の弁体31のリフト量を調整することにより、蓄圧タンク15から燃料噴射弁12へ流出される燃料圧力を調整し、要求値に見合う噴射圧を保持できるようにしている。
Considering these points, in this embodiment, a
本実施形態の燃料供給制御の具体的態様について図4を用いて説明する。図4は、ドライバがアクセル操作量を変更しつつエンジン運転を行っている場合を想定している。図中、(a)は蓄圧タンク15から燃料噴射弁12へ流出される燃料流量の要求値(要求流量Qa)の推移、(b)は流量調整弁18の弁体31のリフト量の推移、(c)は蓄圧タンク15内の燃料残量の推移、(d)は燃料ポンプ14の吐出量の推移をそれぞれ示している。なお、本実施形態では、蓄圧タンク15内の燃料残量を圧力センサ21による圧力検出値で管理しており、図4では蓄圧タンク15内の燃料残量の推移を圧力検出値の推移で表している。
A specific aspect of the fuel supply control of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 assumes a case where the driver is operating the engine while changing the accelerator operation amount. In the figure, (a) shows the change in the required value (requested flow Qa) of the fuel flow rate flowing out from the
図4において、エンジンが定常運転を行っている期間では燃料噴射量も一定であり、要求流量Qaは一定値となる(例えば時刻t11〜t12の期間)。この期間では、流量調整弁18の弁体31のリフト量は一定で保持される。例えばポンプ駆動停止時において蓄圧タンク15内の燃料圧力(以下「蓄圧タンク圧Ptk」ともいう。)が下限燃圧P1を下回ると、その時刻t11で燃料ポンプ14の駆動が開始される。また、時刻t11〜t12の期間では、流量調整弁18の弁体31を全開位置よりもやや閉弁側の中間位置で保持することにより、蓄圧タンク15内の燃料圧力Ptkを下限燃圧P1から上昇させる。
In FIG. 4, the fuel injection amount is also constant during the period in which the engine is in steady operation, and the required flow rate Qa is a constant value (for example, the period from time t11 to t12). During this period, the lift amount of the
ドライバのアクセル操作量が小さい側に変更されて燃料噴射量が少なくなると、それに合わせて要求流量Qaも小さくなり、流量調整弁18の弁体31が更に閉弁側に変位される。また、弁体31の変位に伴い蓄圧タンク15から燃料噴射弁12への燃料の流量が小さくなることで、蓄圧タンク圧Ptkが上昇する。
When the driver's accelerator operation amount is changed to a smaller side and the fuel injection amount decreases, the required flow rate Qa also decreases accordingly, and the
そして、蓄圧タンク圧Ptkが上限燃圧P2を超えると、Ptk>P2となった時刻t12で燃料ポンプ14の駆動が停止される。ポンプ駆動停止の期間t12〜t13では、蓄圧タンク15内に一時的に蓄えられた燃料を使って、流量調整弁18により燃料流量を調整しながら燃料噴射弁12への燃料供給が行われる。これにより、期間t12〜t13では蓄圧タンク圧Ptkが徐々に低下する。
When the pressure accumulation tank pressure Ptk exceeds the upper limit fuel pressure P2, the driving of the
燃料ポンプ14の駆動停止中にアクセル操作量が増大側に変更されると、要求流量Qaの増大に伴い流量調整弁18の弁体31が開弁方向にシフトされる(時刻t13)。そして、燃料噴射による燃料消費に伴い蓄圧タンク圧Ptkが下限燃圧P1よりも低下すると、その時刻t14で燃料ポンプ14が駆動され、蓄圧タンク15に燃料が補充される。そして、蓄圧タンク圧Ptkが上限燃圧P2まで上昇すると、その時刻t15で燃料ポンプ14の駆動が停止される。時刻t17でドライバがアクセル操作を解除した場合には燃料ポンプ14の駆動を停止する。また、要求流量Qaの減少側への変更に伴い弁体31を閉弁側にシフトさせる。
If the accelerator operation amount is changed to the increase side while the drive of the
本実施形態の燃料供給システム10では、アクセル操作量小に伴い要求流量Qaが小さくなった場合、その要求流量Qaの低下に伴い弁体31のリフト量が閉弁側に変更される。したがって、時刻t12で燃料ポンプ14の駆動を停止した場合には、流量調整弁18によって下流への燃料の供給が制限され、要求流量Qaに追従して実際の流量が小さくなる。これに対し、蓄圧タンク15の上流に逆止弁17を設け、下流に流量調整弁18を設けない構成とした場合、アクセル操作量小に伴い燃料ポンプ14の駆動を停止した時刻t12以後において、蓄圧タンク15から燃料噴射弁12への実際の燃料流量が要求流量Qaよりも大きい値を示す(図4(a)中の一点鎖線)。そのため、燃料噴射によって蓄圧タンク15内の燃料が消費されるまで燃料噴射弁12の噴射圧が高い状態が継続され、エンジン駆動トルクが要求値よりも大きくなる。
In the
次に、流量調整弁18による燃料流量制御について図5のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ECU20のマイコンにより所定周期毎に実行される。
Next, fuel flow control by the flow
図5において、ステップS101では、エンジン運転状態に基づいて要求流量Qaを算出する。ここでは、エンジン運転状態としてアクセル操作量(吸入空気量)及びエンジン回転速度を用いて算出する。具体的には、アクセル操作量が大きいほど又はエンジン回転速度が高いほど要求流量Qaが大きい値として算出される。ステップS102では、圧力センサ21で検出した蓄圧タンク圧Ptkを取得する。
In FIG. 5, in step S101, the required flow rate Qa is calculated based on the engine operating state. Here, the engine operating state is calculated using the accelerator operation amount (intake air amount) and the engine speed. Specifically, the required flow rate Qa is calculated as a larger value as the accelerator operation amount is larger or the engine speed is higher. In step S102, the pressure accumulation tank pressure Ptk detected by the
続くステップS103では、要求流量Qa及び蓄圧タンク圧Ptkに基づいて流量調整弁18の弁体31のリフト量を算出する。本実施形態では、要求流量Qaと蓄圧タンク圧Ptkとリフト量との関係がマップ等として予め記憶してあり、この関係と現在の要求流量Qa及び蓄圧タンク圧Ptkとから弁体31のリフト量を算出する。この関係によれば、要求流量Qaが大きいほど又は蓄圧タンク圧Ptkが低圧ほど、弁体31のリフト量が大きい値に設定される。
In the subsequent step S103, the lift amount of the
ステップS104では、算出したリフト量に基づいて第1ソレノイド32及び第2ソレノイド34への通電を行う。これにより、流量調整弁18の開度が調整され、蓄圧タンク15から燃料噴射弁12への燃料流量が調整される。
In step S104, the
次に、燃料ポンプ14の駆動制御について図6のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ECU20のマイコンにより所定周期毎に実行される。
Next, drive control of the
図6において、ステップS201では、圧力センサ21により検出される蓄圧タンク圧Ptkを取得する。続くステップS202では、蓄圧タンク圧Ptkが下降中であり、かつ下限燃圧P1よりも小さいか否かを判定する。蓄圧タンク圧Ptkが下降中であり、かつ下限燃圧P1よりも小さい場合にはステップS203へ進み、燃料ポンプ14への通電をオフからオンにして燃料ポンプ14を駆動する。
In FIG. 6, in step S <b> 201, the pressure accumulation tank pressure Ptk detected by the
また、ステップS204では、蓄圧タンク圧Ptkが上昇中であり、かつ上限燃圧P2よりも大きいか否かを判定する。そして、蓄圧タンク圧Ptkが上昇中であり、かつ上限燃圧P2よりも大きい場合にはステップS205へ進み、燃料ポンプ14への通電をオンからオフにして燃料ポンプ14の駆動を停止する。一方、上記ステップS202及びS204で否定判定された場合にはそのまま本ルーチンを終了し、燃料ポンプ14のオン状態又はオフ状態をそのまま維持する。つまり、蓄圧タンク圧Ptkが下降中であってかつ下限燃圧P1以上の場合には、燃料ポンプ14をオフのままにする。また、蓄圧タンク圧Ptkが上昇中であってかつ上限燃圧P2以下の場合には、燃料ポンプ14をオンのままにする。
In step S204, it is determined whether or not the pressure accumulation tank pressure Ptk is increasing and is greater than the upper limit fuel pressure P2. If the accumulator tank pressure Ptk is increasing and is greater than the upper limit fuel pressure P2, the process proceeds to step S205, the energization of the
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
燃料タンク11と燃料噴射弁12とを繋ぐ燃料配管13に蓄圧タンク15が配置された燃料供給システム10において、蓄圧タンク15の下流に流量調整弁18を配置し、エンジン運転状態に応じた要求流量Qaになるように、蓄圧タンク15から燃料噴射弁12への燃料の流量、すなわち燃料噴射弁12の噴射圧を流量調整弁18によって制御する構成とした。こうした構成によれば、燃料噴射弁12の噴射圧をエンジン運転状態に応じた圧力とすることができ、ひいてはエンジンのトルク変動を抑制することができる。
In the
蓄圧タンク15の下流に流量調整弁18を設けるとともに、蓄圧タンク15の上流に逆止弁17を設ける構成とした。こうした構成とすることにより、燃料ポンプ14の駆動停止時に蓄圧タンク15内の燃料が燃料タンク11に戻されることを抑制することができ、燃料ポンプ14の駆動頻度を低減させることができる。
A flow
また、蓄圧タンク15の下流に逆止弁17を配置した場合、ポンプ駆動停止時における燃料の戻りを抑制できる反面、アクセル操作量の変更に伴い要求流量Qaが小さくなった場合に、燃料ポンプ14の駆動を停止しても蓄圧タンク15内の燃料圧力が一気に低下しなくなることがある。こうした点を考慮し、蓄圧タンク15の下流に流量調整弁18を配置するとともに、流量調整弁18によって燃料噴射弁12に供給される燃料の流量を調整することにより、逆止弁17を設けたことにより生じるであろう不都合を回避することができる。
Further, when the
蓄圧タンク15から燃料噴射弁12へ供給する燃料の流量は、エンジン運転状態に基づき算出される要求流量、すなわち燃料噴射弁12による噴射量だけでなく、蓄圧タンク15内の燃料圧力の影響を受けて変化する。この点を考慮し、圧力センサ21により検出した蓄圧タンク圧Ptkと要求流量Qaとに基づいて、流量調整弁18のリフト量を制御する構成とした。こうした構成とすることにより、燃料噴射弁12に供給される燃料の圧力(噴射圧)の制御性を更に良好にすることができる。
The flow rate of the fuel supplied from the
蓄圧タンク15の上流に配置する逆流防止弁を逆止弁17としたため、蓄圧タンク15から燃料タンク11への燃料の逆流を比較的簡単な構成で阻止することができる。
Since the
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・上記実施形態では、上流配管13aに配置する逆流防止弁を逆止弁17としたが、燃料ポンプ14の駆動停止時に蓄圧タンク15から燃料タンク11への燃料の逆流を防止可能であればこれに限定しない。例えば、図7に示すように、逆流防止弁として、ECU20の指令信号に基づき開弁/閉弁を切替可能な切替弁117を配置する構成としてもよい。この場合、ポンプ駆動時には切替弁117を開弁状態にし、ポンプ駆動停止時には切替弁117を閉弁状態に切り替えるようにする。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、エンジン停止時に燃料供給経路の残存燃料を回収する燃料回収制御を実施する構成とする。こうすることにより、エンジン停止期間中に燃料供給系から燃料が大気中に放出されることを抑制することができる。詳しくは、図7の燃料供給システム100において、燃料ポンプ14のモータを、逆回転によって発電可能なモータ(例えば三相ブラシレスモータ)とする。そして、ECU20は、エンジン停止時に切替弁117を開弁状態にし、かつ流量調整弁18を所定の開弁状態にする。これにより、デリバリパイプ16及び蓄圧タンク15の残圧を利用して、燃料通路内に残存する燃料を燃料タンク11に回収することができる。このとき、モータが逆回転されることによりモータで発電が行われ、電気を回生することが可能となる。なお、燃料供給システム100は、図1の燃料供給システム10において、逆止弁17に代えて切替弁117が上流配管13aに設けられている点以外は図1の燃料供給システム10と同じである。
In the above embodiment, the fuel recovery control is performed to recover the remaining fuel in the fuel supply path when the engine is stopped. By doing so, it is possible to suppress the release of fuel from the fuel supply system into the atmosphere during the engine stop period. Specifically, in the
・エンジン停止時に上記の燃料回収制御を実施する構成において、切替弁117及び流量調整弁18を開弁状態に切り替えるとともに、更に燃料ポンプ14のモータを逆回転させることにより燃料通路の燃料を燃料タンク11に回収する構成としてもよい。こうした構成によれば、燃料通路内の燃料を積極的に燃料タンク11に戻すことができ、エンジン停止期間中において燃料供給系からの燃料の漏出を更に抑制可能となる。また、このときのモータ駆動に必要な電力は、デリバリパイプ16及び蓄圧タンク15の残圧を利用した燃料回収時の発電によって賄うことができ、エネルギ損失もさほど生じない。
In the configuration in which the fuel recovery control is performed when the engine is stopped, the switching
この燃料供給システム100における燃料回収制御について図8のフローチャートを用いて説明する。図8において、ステップS301では、エンジンの始動スイッチがオフされたか否か(イグニッションオフされたか否か)を判定する。イグニッションオフされた場合にはステップS302へ進み、切替弁117に開弁指令を出力するとともに、流量調整弁18が所定の開弁状態になるよう指令する。所定の開弁状態は、例えば全開状態であるが、全開状態と全閉状態との間の中間開度としてもよい。この開弁指令により燃料通路が開放され、デリバリパイプ16及び蓄圧タンク15の残圧によって燃料供給経路の燃料が燃料タンク11に戻される。
The fuel recovery control in the
続くステップS303では、燃料ポンプ14のモータを逆回転駆動させるよう指令する。また、モータの逆回転駆動を指令してから所定時間が経過した後、ステップS304では、切替弁117に閉弁指令を出力し、本処理を終了する。なお、ステップS304では併せて流量調整弁18に閉弁指令してもよい。
In a succeeding step S303, an instruction is given to drive the motor of the
・上記実施形態では、要求流量Qa及び蓄圧タンク圧Ptkに基づいて、流量調整弁18により蓄圧タンク15から燃料噴射弁12への燃料の流量を制御する構成としたが、蓄圧タンク圧Ptkについては考慮せず、要求流量Qaに基づいて流量調整弁18により蓄圧タンク15から燃料噴射弁12への燃料の流量を制御する構成としてもよい。
In the above embodiment, the flow
・燃料供給システム10に配置される流量調整弁18の構成は上記に限定しない。例えばスロットル式の開閉弁によって燃料通路の開口断面積を変更することにより、蓄圧タンク15から燃料噴射弁12への燃料の流量を調整する構成としてもよい。
The configuration of the flow
・上記実施形態では、蓄圧タンク15の上流に逆止弁17を設け、蓄圧タンク15の下流に流量調整弁18を設ける構成としたが、逆止弁17を設けない構成としてもよい。この場合にも、蓄圧タンク15から燃料噴射弁12に供給される燃料の流量を調整することによって燃料噴射弁12の噴射圧の制御性を高くできるといった効果が得られる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、燃料ポンプ14が三相ブラシレスモータを搭載する構成としたが、ブラシレスモータに限らず直流モータを搭載する燃料ポンプ14を備えるシステムに本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、ポート噴射式のガソリンエンジンの燃料供給システムに本発明を適用する場合について説明したが、直噴式のガソリンエンジンの燃料供給システムに本発明を適用してもよい。また、ディーゼルエンジンの燃料供給システムにおける低圧ポンプに本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the fuel supply system of a port injection type gasoline engine has been described. However, the present invention may be applied to a fuel supply system of a direct injection type gasoline engine. Further, the present invention may be applied to a low-pressure pump in a diesel engine fuel supply system.
10,100…燃料供給システム、11…燃料タンク、12…燃料噴射弁、14…燃料ポンプ、15…蓄圧タンク、16…デリバリパイプ、17…逆止弁(逆流防止弁)、18…流量調整弁、20…ECU(駆動制御手段、流量制御手段、回収制御手段)、21…圧力センサ(圧力検出手段)、31…弁体、31a…開口部、32…第1ソレノイド、33…第1ステータコア、34…第2ソレノイド、35…第2ステータコア、36…調整ばね、117…切替弁(逆流防止弁)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 ... Fuel supply system, 11 ... Fuel tank, 12 ... Fuel injection valve, 14 ... Fuel pump, 15 ... Accumulation tank, 16 ... Delivery pipe, 17 ... Check valve (backflow prevention valve), 18 ...
Claims (5)
前記燃料通路における前記蓄圧タンクの下流に、前記蓄圧タンクから前記燃料噴射弁への燃料の流量を調整可能な流量調整弁(18)が設けられており、
前記蓄圧タンク内の燃料圧力を検出する圧力検出手段(21)と、
前記圧力検出手段により検出した燃料圧力が所定の圧力範囲になるように前記燃料ポンプを間欠駆動する駆動制御手段と、
前記間欠駆動における前記燃料ポンプの駆動停止期間に、前記内燃機関の運転状態に応じた要求流量に基づいて、前記流量調整弁により前記蓄圧タンクから前記燃料噴射弁への燃料の流量を制御する流量制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 A fuel pump (14) for pumping fuel in a fuel tank (11), a fuel injection valve (12) for injecting the fuel, and a fuel passage connecting the fuel pump and the fuel injection valve; Applied to a fuel supply system (10, 100) of an internal combustion engine comprising a pressure accumulating tank (15) for temporarily storing;
A flow rate adjustment valve (18) capable of adjusting the flow rate of fuel from the pressure accumulation tank to the fuel injection valve is provided downstream of the pressure accumulation tank in the fuel passage,
Pressure detecting means (21) for detecting fuel pressure in the pressure accumulation tank;
Drive control means for intermittently driving the fuel pump so that the fuel pressure detected by the pressure detection means falls within a predetermined pressure range;
A flow rate for controlling the flow rate of fuel from the pressure accumulation tank to the fuel injection valve by the flow rate adjusting valve based on a required flow rate according to the operating state of the internal combustion engine during the drive stop period of the fuel pump in the intermittent drive. Control means;
A fuel supply device for an internal combustion engine, comprising:
前記燃料ポンプは、逆回転によって発電可能なモータを搭載し、
前記内燃機関の停止時に、前記切替弁を開弁状態にし、かつ前記流量調整弁を所定の開弁状態にして前記モータを逆回転させることにより前記燃料通路の燃料を前記燃料タンクに回収する回収制御手段を備える請求項2に記載の内燃機関の燃料供給装置。 The backflow prevention valve is a switching valve (117) capable of switching between opening and closing based on a command signal,
The fuel pump is equipped with a motor capable of generating electricity by reverse rotation,
When the internal combustion engine is stopped, the switching valve is opened, and the flow rate adjustment valve is opened, and the motor is rotated in reverse to collect fuel in the fuel passage into the fuel tank. The fuel supply apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising a control means.
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