JP6579036B2 - Fuel supply device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関に燃料を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 supplies fuel to an internal combustion engine.
内燃機関の燃料供給装置として、例えば、特許文献1に記載された装置がある。この内燃機関の燃料供給装置は、燃料を貯蔵する燃料タンクと、燃料タンク内の燃料を内燃機関に燃料供給配管およびデリバリパイプを介して供給する燃料ポンプと、余剰燃料を燃料タンクに戻すリターン配管と、燃料供給配管およびリターン配管を含む燃料経路中に配設された複数の燃料遮断弁と、各燃料遮断弁の開閉制御を行う制御手段とを備えている。そして、燃料遮断弁の1つとして残圧保持弁が設けられており、内燃機関の停止時に、制御手段によって残圧保持弁が閉じられ、デリバリパイプ内の燃圧が高い状態で保持されるようになっている。近年、燃料ポンプは、モジュール化される傾向があり、燃料ポンプモジュールには、燃料供給配管から燃料ポンプへの燃料の逆流を阻止するチェック弁や、燃圧の脈動を抑えるパルセーションダンパ等が設けられている。
As a fuel supply device for an internal combustion engine, for example, there is a device described in
しかしながら、上記の内燃機関の燃料供給装置では、内燃機関の停止後において、デリバリパイプ内の燃圧が高い状態で保持されているため、チェック弁の下流側に高い圧力が作用している。そのため、内燃機関の始動時に燃料ポンプが起動された時、チェック弁が開く前にチェック弁上流側の燃圧がポンプモジュール内の部品(例えば、パルセーションダンパ等)の耐圧を越えるおそれがある。そして、チェック弁上流側の燃圧が部品耐圧を越えてしまうと、燃料ポンプモジュール内における部品の損傷や配管の継ぎ目からの燃料漏れ等が発生してしまうという問題がある。 However, in the fuel supply device for an internal combustion engine described above, after the internal combustion engine is stopped, the fuel pressure in the delivery pipe is maintained at a high level, so that a high pressure acts on the downstream side of the check valve. Therefore, when the fuel pump is started when the internal combustion engine is started, the fuel pressure on the upstream side of the check valve may exceed the pressure resistance of components (for example, a pulsation damper) in the pump module before the check valve is opened. If the fuel pressure on the upstream side of the check valve exceeds the component pressure resistance, there is a problem that damage to the components in the fuel pump module, fuel leakage from the joint of the pipe, and the like occur.
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、燃料ポンプの起動時に、燃料ポンプへの燃料の逆流を阻止するチェック弁の上流側における燃圧を部品耐圧以下に抑え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目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses the fuel pressure on the upstream side of the check valve for preventing the backflow of fuel to the fuel pump to be equal to or lower than the component pressure resistance when starting the fuel pump. An object of the present invention is to provide a fuel supply device for an internal combustion engine.
上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、燃料を貯蔵する燃料タンクと、前記燃料タンク内の燃料を内燃機関に燃料供給配管およびデリバリパイプを介して供給する燃料ポンプと、余剰燃料を前記燃料タンクに戻すリターン配管と、前記燃料供給配管および前記リターン配管を含む燃料経路中に配設された複数の燃料遮断弁と、前記燃料供給配管から前記燃料ポンプへ燃料の逆流を阻止するチェック弁と、前記燃料ポンプ及び前記各燃料遮断弁の動作を制御する制御部とを備える内燃機関の燃料供給装置において、前記複数の燃料遮断弁には、前記リターン配管の途中に設けられた残圧保持弁が含まれており、前記制御部は、前記残圧保持弁を開弁させた後、所定時間が経過したとき、又は前記デリバリパイプ内の燃圧と前記燃料タンクの燃圧との燃圧差が所定値以下になったときに前記燃料ポンプを起動させることを特徴とする。 One aspect of the present invention made to solve the above-described problems includes a fuel tank that stores fuel, a fuel pump that supplies the fuel in the fuel tank to the internal combustion engine via a fuel supply pipe and a delivery pipe, and a surplus A return pipe for returning the fuel to the fuel tank; a plurality of fuel shut-off valves disposed in a fuel path including the fuel supply pipe and the return pipe; and a reverse flow of fuel from the fuel supply pipe to the fuel pump is prevented. In the fuel supply device for an internal combustion engine, comprising a check valve that controls the fuel pump and a control unit that controls the operation of each fuel cutoff valve, the plurality of fuel cutoff valves are provided in the middle of the return pipe A residual pressure holding valve is included, and the control unit opens the residual pressure holding valve, and when a predetermined time has elapsed or when the fuel pressure and the fuel in the delivery pipe are Fuel pressure difference between the fuel pressure in the tank, characterized in that activating the fuel pump when it is below a predetermined value.
この内燃機関の燃料供給装置では、燃料ポンプを起動させる前に、制御部によって、残圧保持弁を開弁させる。これにより、デリバリパイプ内の燃圧が徐々に低下していく。そして、予め定めた所定時間が経過したときにはデリバリパイプ内の燃圧が所定圧以下(部品耐圧以下)に低下している。このような状態になったときに、燃料ポンプが駆動される。なお、所定時間は、予め実験により、デリバリパイプ内の燃圧が所定圧以下に確実に低下する時間(例えば、数百ms程度)を求めておけばよい。あるいは、デリバリパイプ内の燃圧と燃料タンクの燃圧との燃圧差が所定値以下になったときに、燃料ポンプが起動される。 In this fuel supply apparatus for an internal combustion engine, the residual pressure holding valve is opened by the control unit before the fuel pump is started. Thereby, the fuel pressure in the delivery pipe gradually decreases. When a predetermined time has elapsed, the fuel pressure in the delivery pipe is reduced to a predetermined pressure or lower (part pressure or lower). When this happens, the fuel pump is driven. It should be noted that the predetermined time may be obtained in advance by an experiment so that the time during which the fuel pressure in the delivery pipe is reliably reduced to a predetermined pressure or less (for example, about several hundred ms) is obtained. Alternatively, the fuel pump is activated when the difference in fuel pressure between the fuel pressure in the delivery pipe and the fuel pressure in the fuel tank becomes a predetermined value or less.
そのため、燃料ポンプの起動後に、チェック弁の上流側の燃圧が部品耐圧に達する前にチェック弁が開弁する。従って、燃料ポンプ起動後に、チェック弁の上流側における燃圧を部品耐圧以下に抑えることができる。なお、燃料ポンプの起動には、内燃機関始動前に一定条件下で実施される燃料ポンプのプレ駆動も含まれる。プレ駆動とは、デリバリパイプ内の燃圧を上昇させるために、内燃機関始動前に燃料ポンプを駆動させることである。 Therefore, after the fuel pump is started, the check valve opens before the fuel pressure upstream of the check valve reaches the component pressure resistance. Therefore, after starting the fuel pump, the fuel pressure upstream of the check valve can be suppressed below the component pressure resistance. The start of the fuel pump includes pre-driving of the fuel pump that is performed under a certain condition before starting the internal combustion engine. Pre-driving is to drive the fuel pump before starting the internal combustion engine in order to increase the fuel pressure in the delivery pipe.
そして、上記した内燃機関の燃料供給装置において、前記制御部は、前記残圧保持弁を開弁させた後、所定時間が経過したとき、又は前記デリバリパイプ内の燃圧と前記燃料タンクの燃圧との燃圧差が所定値以下になったときに、前記残圧保持弁以外の前記燃料遮断弁を開弁させればよい。 In the fuel supply apparatus for an internal combustion engine described above, the control unit opens the residual pressure holding valve, and when a predetermined time has elapsed, or the fuel pressure in the delivery pipe and the fuel pressure in the fuel tank The fuel cutoff valve other than the residual pressure holding valve may be opened when the difference in fuel pressure becomes equal to or less than a predetermined value.
あるいは、上記した内燃機関の燃料供給装置において、前記制御部は、前記残圧保持弁を開弁させるときに、前記残圧保持弁以外の前記燃料遮断弁を開弁させてもよい。 Alternatively, in the fuel supply apparatus for an internal combustion engine described above, the control unit may open the fuel cutoff valves other than the residual pressure holding valve when opening the residual pressure holding valve.
このようにすることにより、燃料ポンプ起動後にチェック弁の上流側における燃圧を部品耐圧以下に抑えながら、燃料タンク内の燃料を内燃機関へ供給することができる。 By doing in this way, the fuel in a fuel tank can be supplied to an internal combustion engine, suppressing the fuel pressure in the upstream of a check valve to below component pressure | voltage resistance after starting a fuel pump.
また、上記した内燃機関の燃料供給装置において、前記制御部は、前記燃料ポンプの起動時、前記燃料ポンプに対する制御デューティ値を、所定デューティ値以下の低デューティ値で一定時間だけ保持した後、目標デューティ値まで徐々に制御デューティ値を上昇させることが望ましい。
なお、制御デューティ値とは、燃料ポンプの回転数と相関し、燃料ポンプの回転数を指示することと同じ意味を示す。また、低デューティ値としては、目標デューティ値の例えば30%以下程度に設定すればよい。
Further, in the fuel supply device for an internal combustion engine described above, the control unit holds a control duty value for the fuel pump at a low duty value equal to or lower than a predetermined duty value for a predetermined time when the fuel pump is started. It is desirable to gradually increase the control duty value to the duty value.
The control duty value correlates with the rotational speed of the fuel pump and has the same meaning as instructing the rotational speed of the fuel pump. The low duty value may be set to about 30% or less of the target duty value, for example.
このようにすることにより、チェック弁より上流側の燃圧の急激な上昇によるオーバーシュートの発生を防止することができるため、部品耐圧を越えることを確実に防止することができる。そのため、燃料ポンプの起動後に、チェック弁の上流側における燃圧を部品耐圧以下に確実に抑えることができる。 By doing so, it is possible to prevent the occurrence of overshoot due to a rapid increase in the fuel pressure upstream of the check valve, so that it is possible to reliably prevent the component breakdown voltage from being exceeded. Therefore, after starting the fuel pump, the fuel pressure on the upstream side of the check valve can be reliably suppressed below the component pressure resistance.
本発明に係る内燃機関の燃料供給装置によれば、燃料ポンプの起動時に、燃料ポンプへの燃料の逆流を阻止するチェック弁の上流側における燃圧を部品耐圧以下に抑えることができる。 According to the fuel supply device for an internal combustion engine according to the present invention, the fuel pressure on the upstream side of the check valve for preventing the back flow of fuel to the fuel pump can be suppressed to a component pressure or lower when the fuel pump is started.
以下、本発明の内燃機関の燃料供給装置を具体化した実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態は、液化石油ガス(LPG)を使用するLPGエンジンの燃料供給装置に本発明を適用したものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a fuel supply device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a fuel supply device for an LPG engine that uses liquefied petroleum gas (LPG).
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。そこで、第1実施形態に係るエンジンシステムの構成を図1に示す。図1のエンジンシステムにおいて、多気筒のエンジン10は、周知の構造を有するレシプロタイプのものであり、本実施形態では、1番気筒#1〜4番気筒#4の4気筒を有する。エンジン10は、吸気通路を通じて吸入されるLPG燃料と空気との可燃混合気を、各気筒#1〜#4の燃焼室で爆発・燃焼させ、その燃焼後の排気を排気通路を通じて排出させることにより、ピストンを動作させてクランクシャフトを回転させ、動力を得るようになっている。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. Therefore, the configuration of the engine system according to the first embodiment is shown in FIG. In the engine system of FIG. 1, a
各気筒#1〜#4に対応して、インジェクタ11〜14が設けられている。インジェクタ11〜14は、各気筒#1〜#4の吸気ポートに対してLPG燃料を噴射するものである。これらのインジェクタ11〜14には、燃料タンク20内に設けられた燃料ポンプ21から圧送されたLPG燃料が、燃料供給配管22およびデリバリパイプ23を介して供給されるようになっている。なお、燃料ポンプ21は、エンジン10の運転状態に応じてポンプ回転数が制御されるようになっている。
Injectors 11 to 14 are provided corresponding to the
このようにして供給されたLPG燃料は、インジェクタ11〜14が作動することにより、吸気ポートへ噴射され、空気との可燃混合気を形成して各気筒#1〜#4に取り込まれる。なお、燃料タンク20には、燃料タンク20内におけるLPG燃料の温度を検知する燃温センサ40およびLPG燃料の圧力を検知する燃圧センサ41とが設けられている。
The LPG fuel supplied in this way is injected into the intake port when the injectors 11 to 14 are operated, forms a combustible mixture with air, and is taken into the
ここで、燃料供給配管22には、タンク遮断弁30とデリバリ遮断弁31が設けられている。これらのタンク遮断弁30とデリバリ遮断弁31とが、本発明の「燃料遮断弁」の一例である。
タンク遮断弁30は燃料供給配管22のうち燃料タンク20近傍に配置されており、燃料タンク20からのLPG燃料の供給を遮断するためのものである。一方、デリバリ遮断弁31は燃料供給配管22のうちデリバリパイプ23近傍に配置されており、デリバリパイプ23へのLPG燃料の供給を遮断するためのものである。
Here, the
The tank shut-off
また、燃料供給配管22には、燃料タンク20とタンク遮断弁30の間にチェック弁35が設けられている。このチェック弁35は、燃料供給配管22から燃料ポンプ21へのLPG燃料の逆流を阻止する逆止弁である。また、デリバリパイプ23には、デリバリパイプ23内におけるLPG燃料の温度を検知する燃温センサ42およびLPG燃料の圧力を検知する燃圧センサ43とが設けられている。
The
なお、各インジェクタ11〜14からの余剰燃料は、リターン配管25を通じて燃料タンク20内に戻されるようになっている。リターン配管25には、プレッシャレギュレータ26と残圧保持弁32とが配設されている。より具体的には、リターン配管25において、残圧保持弁32より上流側にプレッシャレギュレータ26が配置されている。残圧保持弁32の開弁・閉弁により、リターン配管25が連通・遮断するようになっている。この残圧保持弁32は、エンジン10の停止時(基本的に間欠停止時は除く)に閉弁されてデリバリパイプ23内の燃圧を高く維持するようになっている。エンジン10の再始動性を向上させるためである。なお、残圧保持弁32は、本発明の「燃料遮断弁」の一例である。
Excess fuel from the injectors 11 to 14 is returned into the
そして、タンク遮断弁30、デリバリ遮断弁31、および残圧保持弁32の開閉は、エンジンコントロールコンピュータ(ECU)50により制御されるようになっている。また、ECU50は、エンジン10の運転条件に合った燃料量をエンジン10に噴射供給するために、インジェクタ11〜14の開閉駆動および燃料ポンプ21の駆動(回転数)も制御するようになっている。このため、ECU50には、エンジン10の運転状況を把握するために各種センサから信号が入力されるようになっている。
The opening / closing of the
このようなECU50は、周知のように中央処理装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、およびバックアップRAM等を備えている。ROMは、各種制御に係る所定の制御プログラムを予め記憶している。そして、ECU(CPU)50は、これら制御プログラムに従い各種制御(例えば、タンク遮断弁30、デリバリ遮断弁31、および残圧保持弁32の開閉制御や燃料ポンプ21の駆動制御など)を実行する。
As is well known, the
ここで、エンジン10の停止後において、デリバリパイプ23内の燃圧が高い状態で保持されているため、チェック弁35の下流側に高い圧力が作用している。そのため、エンジン10の再始動時に燃料ポンプ21が起動された時(プレ駆動も含む)、チェック弁35が開く前にチェック弁35より上流側の燃圧がパルセーションダンパ36の耐圧を越えるおそれがある(図3〜図5に示す破線参照)。そして、チェック弁35より上流側の燃圧がパルセーションダンパ36の耐圧を越えてしまうと、パルセーションダンパ36の損傷や配管の継ぎ目からの燃料漏れ等が発生してしまうおそれがある。そのため、本実施形態では、ECU50が以下の制御を実行する。
Here, after the
そこで、ECU50が実行する燃料ポンプの起動時における各遮断弁及び燃料ポンプの制御内容について、図2を参照しながら説明する。まず、ECU50は、燃料ポンプ21の駆動要求があるか否かを判断する(ステップS1)。このとき、燃料ポンプ21の駆動要求がある場合は(ステップS1:YES)、ECU50は、3つの遮断弁、つまりタンク遮断弁30、デリバリ遮断弁31及び残圧保持弁32が閉じられているか否かを判断する(ステップS2)。ここで、本実施形態のエンジンシステムでは、エンジン10の間欠停止時には3つの遮断弁が開弁した状態が維持されるため、ステップS2では、エンジンシステムの状況が、イグニッションスイッチON後の初回始動時又は燃料ポンプ21のプレ駆動時であるか、間欠停止後の再始動時であるかを判別していることになる。
Therefore, the control contents of each shut-off valve and the fuel pump when the fuel pump is started executed by the
そして、3つの遮断弁が閉じられている場合、つまりイグニッションスイッチON後の初回始動時又は燃料ポンプ21のプレ駆動時である場合には(ステップS2:YES)、ECU50は、残圧保持弁32を開弁する(ステップS3)。これにより、デリバリパイプ23内の燃圧が徐々に低下していく。その後、予め定めた所定時間が経過した後、ECU50は、タンク遮断弁30及びデリバリ遮断弁31を開弁する(ステップS4)。なお、所定時間としては、予め実験により、デリバリパイプ23内の燃圧が所定圧以下に確実に低下する時間を求めておけばよく、数百ms程度(例えば200〜300ms)に設定すればよい。これにより、チェック弁35の下流側の燃圧を所定圧(例えば、パルセーションダンパ36の耐圧)以下に低下させることができる。
When the three shut-off valves are closed, that is, when the engine is initially started after the ignition switch is turned on or when the
一方、3つの遮断弁が開いている場合、つまり間欠停止後の再始動である場合には(ステップS2:NO)、デリバリパイプ23内の燃圧が高められていない。そのため、チェック弁35の下流側の燃圧が、プレッシャレギュレータ26の調圧値程度、つまり所定圧(例えば、パルセーションダンパ36の耐圧)以下であるので、ステップS3,S4の処理を行うことなく、ステップS5の処理に進む。
なお、本実施形態では、間欠停止時に3つの遮断弁が開いているが、間欠停止時に3つの遮断弁が閉じられる制御が行わる場合には、上記のステップS2でYESの場合における処理が実行されることになる。
On the other hand, when the three shutoff valves are open, that is, when restarting after intermittent stop (step S2: NO), the fuel pressure in the
In the present embodiment, the three shut-off valves are open at the time of intermittent stop, but when the control is performed to close the three shut-off valves at the time of intermittent stop, the processing in the case of YES in the above step S2 is executed. Will be.
次に、ECU50は、燃料ポンプ21を起動させる。具体的に、ECU50は、燃料ポンプ21に対する制御デューティ値を、所定デューティ値以下の低デューティ値(例えば目標デューティの20%程度)にて燃料ポンプ21を作動させる(ステップS5)。そして、ECU50は、燃料ポンプ21を低デューティ値で一定時間だけ作動させた後、制御デューティ値を目標デューティ値まで徐々に上昇させながら燃料ポンプ21を作動させる(ステップS6)。その後、ECU50は、通常の駆動制御(制御デューティ値)により燃料ポンプ21を作動させる(ステップS7)。このとき、デリバリパイプ23内の燃圧は、プレッシャレギュレータ26により一定圧(調圧値)に制御される。
Next, the
なお、低デューティ値で燃料ポンプ21を駆動する一定時間としては、数十ms程度(例えば50〜100ms程度)を設定すればよい。また、制御デューティ値を除変で上昇させる時間としては、数百ms(例えば200ms程度)を設定すればよい。
In addition, what is necessary is just to set about several tens ms (for example, about 50-100 ms) as fixed time which drives the
このように燃料ポンプ21を駆動させることにより、チェック弁35の下流側の燃圧を所定圧以下(部品耐圧以下)に低下させた状態で、燃料ポンプ21を起動させることができるので、燃料ポンプ21の起動後に、チェック弁35の上流側の燃圧が部品耐圧に達する前にチェック弁35が開弁する。従って、燃料ポンプ21の起動後に、チェック弁35の上流側における燃圧を部品耐圧以下に抑えることができる。
By driving the
そして、燃料ポンプ21の起動時には、チェック弁35より上流側の燃圧の急激な上昇によるオーバーシュートの発生を防止することができる。その結果として、燃料ポンプ21の起動時に部品耐圧を越えることを確実に防止することができる。そのため、燃料ポンプ21の起動後に、チェック弁35の上流側における燃圧を部品耐圧以下に確実に抑えることができる。
And at the time of starting of the
ここで、イグニッションスイッチON後におけるエンジン10の初回始動時に、上記の制御を実施したときの各遮断弁の状態、制御デューティ値及び各箇所における燃圧の変化について、図3を参照しながら説明する。時刻T1にてエンジン10の始動要求があると、残圧保持弁32が開弁される。その後、所定時間が経過した時刻T2では、デリバリパイプ23内の燃圧が、パルセーションダンパ36の耐圧(部品耐圧)より低くなっている。この状態で、タンク遮断弁30及びデリバリ遮断弁31が開弁され、燃料ポンプ21が駆動される。そして、燃料ポンプ21に対する制御デューティ値は、時刻T2〜T3まで所定の低デューティ値に保持され、時刻T3〜T4で徐々に上げられて、時刻T4以降は目標デューティ値にされる。このような制御により、イグニッションスイッチON後におけるエンジン10の初回始動時における燃料ポンプ21の起動時に、チェック弁35の上流側の燃圧が、パルセーションダンパ36の耐圧を越えることがなくなる。
Here, the state of each shut-off valve, the control duty value, and the change in the fuel pressure at each location when the above-described control is performed when the
次に、イグニッションスイッチON後に燃料ポンプ21がプレ駆動される場合に、上記の制御を実施したときの各遮断弁の状態、制御デューティ値及び各箇所における燃圧の変化について、図4を参照しながら説明する。時刻T11にて、イグニッションスイッチがONされると同時に、燃料ポンプ21に対するプレ駆動要求がONになるとともに、残圧保持弁32が開弁される。その後、所定時間が経過した時刻T12では、デリバリパイプ23内の燃圧が、パルセーションダンパ36の耐圧(部品耐圧)より低くなっている。この状態で、タンク遮断弁30及びデリバリ遮断弁31が開弁され、燃料ポンプ21が駆動される。そして、燃料ポンプ21に対する制御デューティ値は、時刻T12〜T13まで所定の低デューティ値に保持され、時刻T13〜T14で徐々に上げられて、時刻T14以降は目標デューティ値にされる。その後、時刻T15にてプレ駆動が終了する。このような制御により、燃料ポンプ21のプレ駆動時に、チェック弁35の上流側の燃圧が、パルセーションダンパ36の耐圧を越えることがなくなる。
Next, when the
最後に、エンジン10の間欠停止後の再始動時に、上記の制御を実施したときの各遮断弁の状態、制御デューティ値及び各箇所における燃圧の変化について、図5を参照しながら説明する。時刻T21にてエンジン10の再始動要求があると、タンク遮断弁30、デリバリ遮断弁31及び残圧保持弁32が開弁されている状態で、燃料ポンプ21が駆動される。そして、燃料ポンプ21に対する制御デューティ値は、時刻T21〜T22まで所定の低デューティ値に保持され、時刻T22〜T23で徐々に上げられて、時刻T23以降は目標デューティ値にされる。このような制御により、エンジン10の間欠停止後の再始動時における燃料ポンプ21の起動時に、チェック弁35の上流側の燃圧が、パルセーションダンパ36の耐圧を越えることがなくなる。
Finally, the state of each shut-off valve, the control duty value, and the change in the fuel pressure at each location when the above-described control is performed during restart after the intermittent stop of the
以上、詳細に説明したように本実施形態に係るエンジン10の燃料供給装置によれば、ECU50により、残圧保持弁32を開弁させることにより、デリバリパイプ23内の燃圧を所定圧以下(部品耐圧以下)に低下させて、燃料ポンプ21を起動させるので、燃料ポンプ21の起動後に、チェック弁35の上流側の燃圧が部品耐圧に達する前にチェック弁35が開弁する。従って、燃料ポンプ21の起動後に、チェック弁35の上流側における燃圧を部品耐圧以下に抑えることができる。
As described above in detail, according to the fuel supply device of the
そして、燃料ポンプ21の起動時に、ECU50は、燃料ポンプ21に対する制御デューティ値を、所定デューティ値以下の低デューティ値で一定時間だけ保持した後、目標デューティ値まで徐々に制御デューティ値を上昇させるので、チェック弁35より上流側の燃圧の急激な上昇によるオーバーシュートの発生が防止され、部品耐圧を越えることを確実に防止することができる。
When the
(第2実施形態)
続いて、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態と基本的な構成は同じであるが、ECU50が実行する始動時における各遮断弁及び燃料ポンプの制御内容が異なっている。そこで、第2実施形態において、ECU50が実行する燃料ポンプの起動時における各遮断弁及び燃料ポンプの制御内容について、図6を参照しながら説明する。まず、ECU50は、燃料ポンプ21の駆動要求があるか否かを判断する(ステップS11)。このとき、燃料ポンプ21の駆動要求がある場合は(ステップS11;YES)、ECU50は、3つの遮断弁、つまりタンク遮断弁30、デリバリ遮断弁31及び残圧保持弁32が閉じられているか否かを判断する(ステップS12)。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described. The basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but the control contents of each shut-off valve and the fuel pump at the time of start executed by the
そして、3つの遮断弁が閉じられている場合、つまりイグニッションスイッチON後の初回始動時又は燃料ポンプ21のプレ駆動時である場合には(ステップS12:YES)、ECU50は、残圧保持弁32を開弁する(ステップS13)。これにより、デリバリパイプ23内の燃圧が徐々に低下していく。その後、デリバリパイプ23内の燃圧と燃料タンク20の燃圧との燃圧差が、部品耐圧(例えば、パルセーションダンパ36の耐圧)より低い所定値A(本実施形態では、例えば0.45MPa)以下になったときに、ECU50は、タンク遮断弁30及びデリバリ遮断弁31を開弁する(ステップS14)。これにより、チェック弁35の下流側の燃圧を所定値A以下に低下させることができる。
When the three shutoff valves are closed, that is, when the engine is first started after the ignition switch is turned on or when the
一方、3つの遮断弁が開いている場合、つまり間欠停止後の再始動である場合には(ステップS12:NO)、デリバリパイプ23内の燃圧が高められていない。そのため、チェック弁35の下流側の燃圧が、プレッシャレギュレータ26の調圧値程度、つまり所定圧(例えば、パルセーションダンパ36の耐圧)以下であるので、ステップS13,S14の処理を行うことなく、ステップS15の処理に進む。
On the other hand, when the three shutoff valves are open, that is, when restarting after intermittent stop (step S12: NO), the fuel pressure in the
次に、ECU50は、燃料ポンプ21を起動させる。具体的に、ECU50は、燃料ポンプ21に対する制御デューティ値を、所定デューティ値以下の低デューティ値(例えば目標デューティの20%程度)にて燃料ポンプ21を作動させる(ステップS15)。そして、ECU50は、燃料ポンプ21を低デューティ値で一定時間だけ作動させた後、制御デューティ値を目標デューティ値まで徐々に上昇させながら燃料ポンプ21を作動させる(ステップS16)。その後、ECU50は、通常の駆動制御(制御デューティ値)により燃料ポンプ21を作動させる(ステップS17)。このとき、デリバリパイプ23内の燃圧は、プレッシャレギュレータ26により一定圧(調圧値)に制御される。
Next, the
このように燃料ポンプ21を駆動させることにより、チェック弁35の下流側の燃圧を所定値A以下(部品耐圧以下)に低下させた状態で、燃料ポンプ21を起動させることができるので、燃料ポンプ21の起動後に、チェック弁35の上流側の燃圧が部品耐圧に達する前にチェック弁35が開弁する。従って、燃料ポンプ21の起動後に、チェック弁35の上流側における燃圧を部品耐圧以下に抑えることができる。また、第1実施形態のように、残圧保持弁32の開弁から所定時間の経過を待つことなく迅速に燃料ポンプ21を起動させることができる。
By driving the
そして、燃料ポンプ21の起動時には、チェック弁35より上流側の燃圧の急激な上昇によるオーバーシュートの発生を防止することができる。その結果として、燃料ポンプ21の起動時に部品耐圧を越えることを確実に防止することができる。そのため、燃料ポンプ21の起動後に、チェック弁35の上流側における燃圧を部品耐圧以下に確実に抑えることができる。
And at the time of starting of the
ここで、イグニッションスイッチON後におけるエンジン10の初回始動時に、上記の制御を実施したときの各遮断弁の状態、制御デューティ値及び各箇所における燃圧の変化について、図7を参照しながら説明する。時刻T31にてエンジン10の始動要求があると、残圧保持弁32が開弁される。その後、デリバリパイプ23内の燃圧と燃料タンク20内の燃圧との燃圧差が、パルセーションダンパ36の耐圧(部品耐圧)より低い所定値A以下になる時刻T32にて、タンク遮断弁30及びデリバリ遮断弁31が開弁され、燃料ポンプ21が駆動される。そして、燃料ポンプ21に対する制御デューティ値は、時刻T32〜T33まで所定の低デューティ値に保持され、時刻T33〜T34で徐々に上げられて、時刻T34以降は目標デューティ値にされる。このような制御により、イグニッションスイッチON後におけるエンジン10の初回始動時における燃料ポンプ21の起動を第1実施形態よりも早くすることができ、燃料ポンプ21の起動時に、チェック弁35の上流側の燃圧が、パルセーションダンパ36の耐圧を越えることがなくなる。
Here, the state of each shut-off valve, the control duty value, and the change in fuel pressure at each location when the above-described control is performed when the
次に、イグニッションスイッチON後に燃料ポンプ21がプレ駆動される場合に、上記の制御を実施したときの各遮断弁の状態、制御デューティ値及び各箇所における燃圧の変化について、図8を参照しながら説明する。時刻T41にて、イグニッションスイッチがONされると同時に、燃料ポンプ21に対するプレ駆動要求がONになるとともに、残圧保持弁32が開弁される。その後、デリバリパイプ23内の燃圧と燃料タンク20内の燃圧との燃圧差が、パルセーションダンパ36の耐圧(部品耐圧)より低い所定値A以下になる時刻T42にて、タンク遮断弁30及びデリバリ遮断弁31が開弁され、燃料ポンプ21が駆動される。そして、燃料ポンプ21に対する制御デューティ値は、時刻T42〜T43まで所定の低デューティ値に保持され、時刻T43〜T44で徐々に上げられて、時刻T44以降は目標デューティ値にされる。その後、時刻T45にてプレ駆動が終了する。このような制御により、第1実施形態よりも早く燃料ポンプ21のプレ駆動を開始することができ、燃料ポンプ21の起動時に、チェック弁35の上流側の燃圧が、パルセーションダンパ36の耐圧を越えることがなくなる。
Next, when the
なお、エンジン10の間欠停止後の再始動時に、上記の制御を実施したときの各遮断弁の状態、制御デューティ値及び各箇所における燃圧の変化は、第1実施形態と同じであり、図5に示した通りになる。
It should be noted that the state of each shut-off valve, the control duty value, and the change in fuel pressure at each location when the above-described control is performed during restart after intermittent stop of the
このように、第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、第1実施形態よりも燃料ポンプ21の起動を早めることができる。
Thus, also in 2nd Embodiment, while being able to acquire the effect similar to 1st Embodiment, starting of the
なお、上記した実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では、LPG燃料を使用するエンジンシステムに本発明を適用した場合について例示したが、本発明はLPG燃料以外の燃料(例えば、液化天然ガス(LNG)燃料)を使用するエンジンシステムにも適用することができる。 It should be noted that the above-described embodiment is merely an example, and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to an engine system using LPG fuel is exemplified. However, the present invention is an engine using fuel other than LPG fuel (for example, liquefied natural gas (LNG) fuel). It can also be applied to the system.
また、上記した実施形態では、燃料ポンプ21の起動時、すなわち残圧保持弁32を開弁させた後、所定時間が経過したとき又はデリバリパイプ23内の燃圧と燃料タンク20の燃圧との燃圧差が所定値A以下になったときに、タンク遮断弁30及びデリバリ遮断弁31を開弁させているが、タンク遮断弁30及びデリバリ遮断弁31を残圧保持弁32と同時に開弁させてもよい。
In the above-described embodiment, the fuel pressure between the fuel pressure in the
10 エンジン
20 燃料タンク
21 燃料ポンプ
22 燃料供給配管
23 デリバリパイプ
25 リターン配管
30 タンク遮断弁
31 デリバリ遮断弁
32 残圧保持弁
35 チェック弁
36 パルセーションダンパ
41 燃圧センサ
43 燃圧センサ
50 ECU
10
Claims (4)
前記複数の燃料遮断弁には、前記リターン配管の途中に設けられた残圧保持弁が含まれており、
前記制御部は、前記残圧保持弁を開弁させた後、所定時間が経過したとき、又は前記デリバリパイプ内の燃圧と前記燃料タンクの燃圧との燃圧差が所定値以下になったときに前記燃料ポンプを起動させる
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 A fuel tank for storing fuel, a fuel pump for supplying fuel in the fuel tank to an internal combustion engine via a fuel supply pipe and a delivery pipe, a return pipe for returning surplus fuel to the fuel tank, the fuel supply pipe, and A plurality of fuel shut-off valves disposed in a fuel path including the return pipe, a check valve for preventing a reverse flow of fuel from the fuel supply pipe to the fuel pump, the fuel pump and each fuel shut-off valve; In a fuel supply device for an internal combustion engine comprising a control unit for controlling operation,
The plurality of fuel shut-off valves include a residual pressure holding valve provided in the middle of the return pipe,
When the predetermined time has elapsed after opening the residual pressure holding valve, or when the fuel pressure difference between the fuel pressure in the delivery pipe and the fuel pressure in the fuel tank has become a predetermined value or less. A fuel supply apparatus for an internal combustion engine, wherein the fuel pump is activated.
前記制御部は、前記残圧保持弁を開弁させた後、所定時間が経過したとき、又は前記デリバリパイプ内の燃圧と前記燃料タンクの燃圧との燃圧差が所定値以下になったときに、前記残圧保持弁以外の前記燃料遮断弁を開弁させる
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 1,
When the predetermined time has elapsed after opening the residual pressure holding valve, or when the fuel pressure difference between the fuel pressure in the delivery pipe and the fuel pressure in the fuel tank has become a predetermined value or less. A fuel supply device for an internal combustion engine, wherein the fuel cutoff valve other than the residual pressure holding valve is opened.
前記制御部は、前記残圧保持弁を開弁させるときに、前記残圧保持弁以外の前記燃料遮断弁を開弁させる
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 1,
The control unit opens the fuel cutoff valve other than the residual pressure holding valve when the residual pressure holding valve is opened.
前記制御部は、前記燃料ポンプの起動時、前記燃料ポンプに対する制御デューティ値を、所定デューティ値以下の低デューティ値で一定時間だけ保持した後、目標デューティ値まで徐々に制御デューティ値を上昇させる
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 The fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The control unit holds the control duty value for the fuel pump at a low duty value equal to or lower than a predetermined duty value for a predetermined time when the fuel pump is started, and then gradually increases the control duty value to a target duty value. A fuel supply device for an internal combustion engine.
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