JP2005105860A - Fuel supply device for internal combustion engine - Google Patents

Fuel supply device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2005105860A
JP2005105860A JP2003337077A JP2003337077A JP2005105860A JP 2005105860 A JP2005105860 A JP 2005105860A JP 2003337077 A JP2003337077 A JP 2003337077A JP 2003337077 A JP2003337077 A JP 2003337077A JP 2005105860 A JP2005105860 A JP 2005105860A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
pressure
engine
fuel pressure
pumping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003337077A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Murata
宏樹 村田
Yoshinobu Hashimoto
佳宜 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2003337077A priority Critical patent/JP2005105860A/en
Publication of JP2005105860A publication Critical patent/JP2005105860A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F02D2200/0604—Estimation of fuel pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel supply device for an internal combustion engine capable of surely and early starting the engine. <P>SOLUTION: This fuel supply device for a diesel engine comprises a supply pump, a common rail, a fuel injection valve, and an engine fuel passage. An electronic control unit of the engine grasps an initial value of fuel pressure in the common rail when starting force feed of fuel or before starting the force feed by the supply pump on the basis of an output signal of a fuel pressure sensor, and calculates an estimate value (estimate fuel pressure) of the fuel pressure in the common rail after starting the force feed of the fuel on the basis of the initial value, the total force feed quantity of the fuel to the common rail by the supply pump, and a force feed frequency. When the estimate fuel pressure exceeds a predetermined reference value PFST, the electronic control unit starts fuel injection into a combustion chamber via the fuel injection valve. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関に高圧化された燃料を噴射供給する装置であって、特に、その噴射量及び噴射時期を制御する機能を併せ備えた装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for injecting and supplying high-pressure fuel to an internal combustion engine, and more particularly to an apparatus having a function of controlling the injection amount and the injection timing.

従来、例えばディーゼルエンジンのように、高圧の燃料を直接燃焼室内に噴射供給するための燃料噴射弁を備えた内燃機関が知られている。このような内燃機関（以下、単にエンジンという）は、高圧のガスで満たされた燃焼室内に所定量の燃料を噴射する必要があるため、所定値を上回る圧力の燃料を燃料噴射弁に供給する機能を備えた燃料噴射装置を搭載する。例えば、一般的なディーゼルエンジンの燃料供給装置として、燃料タンクに備蓄された燃料を高圧化するための高圧ポンプ（サプライポンプ）と、高圧化された燃料を所定の圧力に保持した状態で蓄える蓄圧室と、蓄圧室に蓄えられた燃料を適宜のタイミングで燃焼室内に噴射供給する燃料噴射弁とを備えるものが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine having a fuel injection valve for directly supplying high-pressure fuel into a combustion chamber, such as a diesel engine, is known. Such an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine) needs to inject a predetermined amount of fuel into a combustion chamber filled with high-pressure gas, and therefore supplies fuel with a pressure exceeding a predetermined value to the fuel injection valve. Equipped with a fuel injection device with a function. For example, as a fuel supply device for a general diesel engine, a high-pressure pump (supply pump) for increasing the pressure of fuel stored in a fuel tank, and an accumulator for storing the increased pressure fuel while maintaining a predetermined pressure It is known to include a chamber and a fuel injection valve that injects fuel stored in the pressure accumulating chamber into the combustion chamber at an appropriate timing.

ところで、蓄圧室内は完全な密封状態に保たれているわけではないため、（エンジンが停止して）サプライポンプが停止すると、蓄圧室内の燃料の圧力（燃圧）は徐々に低下する。このため、例えば特許文献１に記載された燃料供給装置は、エンジンの始動に先立ち、サプライポンプを駆動して蓄圧室内の燃圧を高め、蓄圧室内の燃圧が所定値に達した時点で燃焼室内への燃料噴射を開始する。なお、燃圧室内の燃圧は、燃圧室内の特定部位に設けられた圧力センサ（燃圧センサ）を用いて把握することができる。
特開２０００−３１０１４８号公報 特開昭６３−３８６３９号公報 特開２０００−３０３８８７号公報 By the way, since the pressure accumulation chamber is not kept in a completely sealed state, the fuel pressure (fuel pressure) in the pressure accumulation chamber gradually decreases when the supply pump stops (when the engine stops). For this reason, for example, the fuel supply device described in Patent Document 1 drives the supply pump to increase the fuel pressure in the pressure accumulating chamber before starting the engine, and enters the combustion chamber when the fuel pressure in the pressure accumulating chamber reaches a predetermined value. Start fuel injection. The fuel pressure in the fuel pressure chamber can be grasped by using a pressure sensor (fuel pressure sensor) provided at a specific part in the fuel pressure chamber.
JP 2000-310148 A JP 63-38639 A JP 2000-303887 A

ところが、サプライポンプを駆動して蓄圧室内の燃圧を高める際、サプライポンプの駆動に伴って発生するポンプ脈動が蓄圧室内の燃料に伝播する。このため、燃圧センサの出力値が変動し、蓄圧室内の燃圧を正確に把握することは容易でない。   However, when the supply pump is driven to increase the fuel pressure in the pressure accumulating chamber, pump pulsation that occurs as the supply pump is driven propagates to the fuel in the pressure accumulating chamber. For this reason, the output value of the fuel pressure sensor fluctuates, and it is not easy to accurately grasp the fuel pressure in the pressure accumulating chamber.

その結果、例えば蓄圧室内の燃圧を過大評価し、そのような過大評価に基づいて燃料噴射を開始した場合には、エンジンを始動できない懸念が生じる。一方、圧室内の燃圧を過小評価し、そのような過小評価に基づいて燃料噴射を開始した場合には、エンジンの始動（燃料供給）の開始が徒に遅れてしまう。   As a result, for example, when the fuel pressure in the pressure accumulating chamber is overestimated and fuel injection is started based on such overestimation, there is a concern that the engine cannot be started. On the other hand, when the fuel pressure in the pressure chamber is underestimated and fuel injection is started based on such underestimation, the start of the engine (fuel supply) is delayed.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、確実に且つ早期に機関始動を行うことのできる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel supply device for an internal combustion engine that can reliably and quickly start the engine.

上記目的を達成するために、本発明は、加圧燃料を蓄える蓄圧室と、該蓄圧室に燃料を圧送する圧送手段と、該蓄圧室内の燃料を内燃機関の燃焼室に噴射供給する燃料噴射手段と、を備える内燃機関の燃料供給装置であって、前記圧送手段による燃料の圧送開始時又は圧送開始前における前記蓄圧室内の燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、前記検出さ
れる燃料の圧力と前記圧送手段による前記蓄圧室への燃料の圧送量とに基づいて、前記燃料の圧送開始後における前記蓄圧室内の燃料の圧力を推定する燃圧推定手段と、前記推定される圧力に基づいて前記燃料噴射手段を制御し、前記内燃機関への燃料の噴射供給を開始させる燃料噴射制御手段と、を備えることを要旨とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a pressure accumulating chamber for storing pressurized fuel, pressure feeding means for pumping fuel to the pressure accumulating chamber, and fuel injection for injecting and supplying fuel in the pressure accumulating chamber to a combustion chamber of an internal combustion engine. A fuel supply device for an internal combustion engine comprising: a fuel pressure detecting means for detecting the pressure of the fuel in the pressure accumulating chamber at the time of starting or before the start of pumping of the fuel by the pressure feeding means; Based on the pressure and the amount of fuel pumped into the pressure accumulating chamber by the pressure feeding means, fuel pressure estimating means for estimating the pressure of the fuel in the pressure accumulating chamber after the start of fuel pumping, and on the basis of the estimated pressure And a fuel injection control means for controlling the fuel injection means and starting injection supply of fuel to the internal combustion engine.

同構成においては、燃圧推定手段が、圧送手段から発生する圧力脈動に影響されることなく、前記燃料の圧送開始後における前記蓄圧室内の燃料の圧力を正確に推定する。そして燃料噴射手段が、この正確に推定された圧力に基づいて前記燃料噴射手段を制御することになる。この結果、例えば蓄圧室内の燃圧が上昇し、燃焼室への燃料噴射を実行する上で十分に高くなった場合、速やかに燃料噴射を実行できるようになる。   In this configuration, the fuel pressure estimating means accurately estimates the fuel pressure in the pressure accumulating chamber after the start of the fuel pumping without being affected by the pressure pulsation generated from the pressure feeding means. The fuel injection unit controls the fuel injection unit based on the accurately estimated pressure. As a result, for example, when the fuel pressure in the pressure accumulating chamber rises and becomes high enough to execute fuel injection into the combustion chamber, the fuel injection can be executed promptly.

なお、前記圧送手段による前記蓄圧室への燃料の圧送量は、例えば前記圧送手段による単位動作当たりの燃料の圧送量と、前記圧送手段の動作回数とに基づいて算出するのが好ましい。   In addition, it is preferable to calculate the amount of fuel pumped to the pressure accumulating chamber by the pumping unit based on, for example, the amount of fuel pumped per unit operation by the pumping unit and the number of operations of the pumping unit.

本発明によれば、確実に且つ早期に機関始動を行うことができる。   According to the present invention, the engine can be started reliably and quickly.

以下、本発明を、ディーゼルエンジンの燃料供給装置として具体化した最良の実施の形態について説明する。
〔エンジンの構造及び機能〕
図１において、内燃機関（以下、エンジンという）１は、燃料供給系１０、燃焼室２０、吸気通路３０及び排気通路４０等を主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンである。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the invention as a fuel supply device for a diesel engine will be described.
[Engine structure and function]
In FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1 is an in-line four-cylinder diesel engine having a fuel supply system 10, a combustion chamber 20, an intake passage 30 and an exhaust passage 40 as main parts.

先ず、燃料供給系１０は、サプライポンプ１１、コモンレール１２、燃料噴射弁１３、機関燃料通路Ｐ１等を備えて構成される。高圧ポンプ（サプライポンプ）１１は、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）ＣＳと機械的に連動し、燃料タンク（図示略）から燃料を汲み上げて且つその汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路Ｐ１を介してコモンレール１２に供給する。コモンレール１２は、サプライポンプ１１から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁１３に分配する。燃料噴射弁１３は、その内部に電磁ソレノイド（図示略）を備えた電磁弁であり、適宜開弁して燃焼室２０内に燃料を噴射供給する。   First, the fuel supply system 10 includes a supply pump 11, a common rail 12, a fuel injection valve 13, an engine fuel passage P1, and the like. The high-pressure pump (supply pump) 11 is mechanically interlocked with the output shaft (crankshaft) CS of the engine 1 to pump up fuel from a fuel tank (not shown) and to make the pumped fuel into a high pressure, so that the engine fuel passage P1 Is supplied to the common rail 12. The common rail 12 has a function as a pressure accumulation chamber that holds (accumulates) the high-pressure fuel supplied from the supply pump 11 at a predetermined pressure, and distributes the accumulated fuel to each fuel injection valve 13. The fuel injection valve 13 is an electromagnetic valve provided with an electromagnetic solenoid (not shown) therein, and is appropriately opened to inject and supply fuel into the combustion chamber 20.

吸気通路３０に設けられたスロットル弁３１は、その開度を無段階に調節することのできる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を変更し、同吸入空気の供給量（流量）を調整する機能を有する。   The throttle valve 31 provided in the intake passage 30 is an electronically controlled on-off valve whose opening degree can be adjusted in a stepless manner, and the intake air passage area is changed under a predetermined condition. It has a function of adjusting the supply amount (flow rate) of air.

スタータモータＭは、ＥＣＵ５０の指令信号に従って作動する電動式モータであり、エンジン１が燃焼を開始し自立して運転を開始するまで、クランクシャフトＣＳを回転させる（クランキングを行う）補助的な駆動手段である。   The starter motor M is an electric motor that operates according to a command signal from the ECU 50, and is an auxiliary drive that rotates the crankshaft CS (performs cranking) until the engine 1 starts combustion and starts operation independently. Means.

また、排気通路４０には、触媒ケーシング４１が設けられている。触媒ケーシング４１の内部には、エンジン１の運転に伴って燃焼室２０から排出される排気ガス中の有害成分（例えばＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等）を浄化する周知の排気浄化用触媒が収容されている。   Further, a catalyst casing 41 is provided in the exhaust passage 40. The catalyst casing 41 contains a known exhaust purification catalyst that purifies harmful components (for example, CO, HC, NOx, etc.) in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 20 as the engine 1 is operated. Yes.

また、エンジン１の各部位には、各種センサが取り付けられており、当該部位の環境条件や、エンジン１の運転状態に関する信号を出力する。例えば燃圧センサ５１は、コモンレール１２内に蓄えられた燃料の圧力（燃圧）ＰＦに応じた信号を出力する。各種センサ
は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０と電気的に接続されている。 In addition, various sensors are attached to each part of the engine 1, and signals related to the environmental conditions of the part and the operating state of the engine 1 are output. For example, the fuel pressure sensor 51 outputs a signal corresponding to the fuel pressure (fuel pressure) PF stored in the common rail 12. Various sensors are electrically connected to an electronic control unit (ECU) 50.

ＥＣＵ５０は、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）及びバックアップＲＡＭ、タイマーカウンタ等からなる論理演算回路を備える。このように構成されたＥＣＵ５０は、例えば燃料噴射弁１３を所定のタイミングで開閉することにより所望量の燃料を燃焼室２０に噴射供給する制御（燃料噴射制御）等、エンジン１の運転状態に関する各種制御を実行する。
〔燃料供給装置〕
ＥＣＵ５０と燃料供給系１０とは、併せてエンジン１の燃料供給装置を構成する。 The ECU 50 includes a logical operation circuit including a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM) and a backup RAM, a timer counter, and the like. The ECU 50 configured in this manner includes various types relating to the operating state of the engine 1 such as control (fuel injection control) for injecting a desired amount of fuel into the combustion chamber 20 by opening and closing the fuel injection valve 13 at a predetermined timing. Execute control.
[Fuel supply device]
The ECU 50 and the fuel supply system 10 together constitute a fuel supply device for the engine 1.

エンジン１の燃料供給装置は、燃料を圧送するための駆動力としてエンジン１のクランクシャフトＣＳの回転力を用いることによって、また、ＥＣＵ５０の指令信号に従ってスタータモータＭ及び燃料噴射弁１３等を作動することによってエンジン１の燃焼室２０に高圧燃料を噴射供給する。   The fuel supply device of the engine 1 uses the rotational force of the crankshaft CS of the engine 1 as a driving force for pumping fuel, and operates the starter motor M, the fuel injection valve 13 and the like according to a command signal from the ECU 50. Thus, high pressure fuel is injected and supplied to the combustion chamber 20 of the engine 1.

エンジン１の運転中には、エンジン１が燃焼によって発生するトルクによってクランクシャフトＣＳが回転する。そして、このクランクシャフトＣＳの回転力によってサプライポンプ１１が燃料をコモンレール１２に圧送し続ける。また、コモンレール１２にはリリーフ弁（図示略）が設けられている。通常はコモンレール１２内の燃圧ＰＦが所定圧となるようにサプライポンプ１１の圧送量が調量され、その時ほとんどリリーフ弁は動作されていないが、急激に減圧する時など（例えば、シフトチェンジによるＮＥ（エンジン回転数）の急減少など）にリリーフ弁が開弁し、燃圧ＰＦが過剰に上がり過ぎないようにしている。このようにして、エンジン１の運転中、コモンレール１２内の燃圧ＰＦは所定値（例えば４０ＭＰａ）に保持される。   During the operation of the engine 1, the crankshaft CS is rotated by torque generated by the combustion of the engine 1. The supply pump 11 continues to pump fuel to the common rail 12 by the rotational force of the crankshaft CS. The common rail 12 is provided with a relief valve (not shown). Normally, the pumping amount of the supply pump 11 is adjusted so that the fuel pressure PF in the common rail 12 becomes a predetermined pressure. At that time, the relief valve is hardly operated, but when the pressure is suddenly reduced (for example, NE by shift change) The relief valve is opened to prevent the fuel pressure PF from rising excessively (such as a sudden decrease in engine speed). Thus, during operation of the engine 1, the fuel pressure PF in the common rail 12 is maintained at a predetermined value (for example, 40 MPa).

一方、エンジン１が運転を停止すると、サプライポンプ１１による燃料供給も停止するため、コモンレール１２内の燃圧は徐々に低下する。
また、停止状態にあるエンジン１が運転を開始する場合には、機関燃焼の開始（燃料供給の開始）に先立ち、コモンレール１２内の燃圧を所定値（例えば２０ＭＰａ程度）以上にまで上昇させる必要がある。このとき、サプライポンプ１１を駆動するために必要なクランクシャフトＣＳの回転力は、スタータモータＭによって付与される。 On the other hand, when the engine 1 stops operating, the fuel supply by the supply pump 11 is also stopped, so that the fuel pressure in the common rail 12 gradually decreases.
Further, when the engine 1 in a stopped state starts operation, it is necessary to increase the fuel pressure in the common rail 12 to a predetermined value (for example, about 20 MPa) or more prior to the start of engine combustion (start of fuel supply). is there. At this time, the rotational force of the crankshaft CS necessary for driving the supply pump 11 is applied by the starter motor M.

図２には、エンジン１がクランキング状態にある期間中、言い換えれば、燃焼室２０への燃料供給の開始に先立ちスタータモータＭがクランクシャフトＣＳを回転させる期間中のコモンレール１２内の燃圧の推移を示す。一点鎖線は、燃圧センサ５１の出力に基づいて算出されるコモンレール１２内の燃圧（以下、実測燃圧という）の推移であり、実線は、サプライポンプ１１からコモンレール１２への燃料の圧送量（例えば単位ポンプ動作当たりの送油量と、ポンプ動作回数との積）に基づいて推定されるコモンレール１２内の燃圧（以下、推定燃圧という）の推移である。ここで、実測燃圧はコモンレール１２内の特定部位における燃圧に相当し、推定燃圧はコモンレール１２内の燃料が静止した状態にあると想定した場合（以下、定常状態という）のコモンレール１２内の燃圧に相当する。   FIG. 2 shows the transition of the fuel pressure in the common rail 12 during the period in which the engine 1 is in the cranking state, in other words, during the period in which the starter motor M rotates the crankshaft CS prior to the start of fuel supply to the combustion chamber 20. Indicates. A one-dot chain line is a transition of a fuel pressure in the common rail 12 (hereinafter referred to as an actual fuel pressure) calculated based on an output of the fuel pressure sensor 51, and a solid line is a pumping amount of fuel (for example, a unit from the supply pump 11 to the common rail 12). This is a transition of the fuel pressure in the common rail 12 (hereinafter referred to as an estimated fuel pressure) estimated based on the product of the amount of oil fed per pump operation and the number of pump operations. Here, the actually measured fuel pressure corresponds to the fuel pressure at a specific part in the common rail 12, and the estimated fuel pressure is the fuel pressure in the common rail 12 when it is assumed that the fuel in the common rail 12 is stationary (hereinafter referred to as a steady state). Equivalent to.

同図２において一点鎖線で示すように、実測燃圧は、サプライポンプ１１の駆動に伴って発生する脈動（ポンプ脈動）の影響を受け、上下に変動しながら上昇する。一方、実線で示すように、推定燃圧の推移は、ポンプ脈動の影響を受けることなくほぼ単調に上昇する。また、クランキング開始時（ｔ０）においては、実測燃圧も推定燃圧も同値（以下、初期燃圧という）ＰＦ０となる。   As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 2, the actually measured fuel pressure is affected by the pulsation (pump pulsation) generated when the supply pump 11 is driven, and rises while fluctuating up and down. On the other hand, as shown by the solid line, the transition of the estimated fuel pressure increases almost monotonically without being affected by the pump pulsation. At the start of cranking (t0), the measured fuel pressure and the estimated fuel pressure are the same value (hereinafter referred to as initial fuel pressure) PF0.

ここで、コモンレール１２内の燃圧が定常状態において所定の基準値ＰＦＳＴを上回れば、十分に精度の高い燃料噴射制御を行ってエンジン１を始動させられることが、発明者
によって確認されている。つまり、クランキングに伴うサプライポンプ１１の作動によってコモンレール１２内の燃圧が燃料噴射を開始する上で十分に高い値に達したか否かの判断は、推定燃圧をモニタすることによって十分正確に行うことができる。にもかかわらず、実測燃圧に基づいて燃料噴射を開始する制御構造を採用した場合、燃料噴射の開始時期が徒に遅れることになる。例えば、実測燃圧の極小値が基準値ＰＦＳＴを上回ることを条件として燃料噴射を開始する制御構造を採用すると、本来、同図２中において時刻ｔ１に燃料噴射を開始して差し支えないところ、実際の燃料噴射の開始が時刻ｔ２以降になされることとなっていた。かといって、実測燃圧の極大値又は平均値が基準値ＰＦＳＴを上回ることを条件として燃料噴射を開始する制御構造を採用した場合、コモンレール１２内の定常状態における燃圧が基準値に達する前に燃料噴射を開始し、良好な機関燃焼を行えない虞が生じる。 Here, the inventor has confirmed that if the fuel pressure in the common rail 12 exceeds a predetermined reference value PFST in a steady state, the engine 1 can be started by performing sufficiently accurate fuel injection control. That is, whether or not the fuel pressure in the common rail 12 has reached a sufficiently high value for starting fuel injection by the operation of the supply pump 11 accompanying cranking is sufficiently accurately determined by monitoring the estimated fuel pressure. be able to. Nevertheless, when a control structure for starting fuel injection based on the actually measured fuel pressure is adopted, the start timing of fuel injection is delayed. For example, if a control structure that starts fuel injection on the condition that the minimum value of the actually measured fuel pressure exceeds the reference value PFST is adopted, the fuel injection may be started at time t1 in FIG. The start of fuel injection was to be made after time t2. However, when a control structure that starts fuel injection on condition that the maximum value or average value of the measured fuel pressure exceeds the reference value PFST, the fuel pressure in the steady state within the common rail 12 reaches the reference value before the fuel pressure reaches the reference value. There is a possibility that the injection is started and good engine combustion cannot be performed.

そこで、本実施の形態にかかるエンジン１の燃料供給装置は、ポンプ脈動の影響を受けない推定燃圧の推移をモニタし、この推定燃圧が基準値ＰＦＳＴを上回ったことを条件として、燃料噴射を開始する（又は燃料噴射の開始を許可する）制御構造を採用する。
〔具体的な制御手順〕
図３は、エンジン１のクランキングが開始された後、燃料噴射を開始するか否かを判断するための具体的な手順（ルーチン）を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ５０の作動中、ＥＣＵ５０自体により所定時間毎に繰り返し実行される。 Therefore, the fuel supply device of the engine 1 according to the present embodiment monitors the transition of the estimated fuel pressure that is not affected by the pump pulsation, and starts fuel injection on the condition that the estimated fuel pressure exceeds the reference value PFST. A control structure is employed (or permitting the start of fuel injection).
[Specific control procedure]
FIG. 3 is a flowchart showing a specific procedure (routine) for determining whether or not to start fuel injection after cranking of the engine 1 is started. This routine is repeatedly executed every predetermined time by the ECU 50 itself while the ECU 50 is operating.

本ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ５０は先ずステップＳ１０１において、エンジン１がクランキング状態にあるか否かを判断する。そして、その判断が肯定であれば処理をステップＳ１０２に移行し、その判断が否定であれば本ルーチンを一旦抜ける。   When the process proceeds to this routine, the ECU 50 first determines in step S101 whether or not the engine 1 is in a cranking state. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S102. If the determination is negative, the routine is temporarily exited.

ステップＳ１０２においては、初期燃圧ＰＦ０を把握する。初期燃圧ＰＦ０としては、クランキングの開始時、又は開始前の任意時刻における燃圧センサの出力値を採用するのが好ましい。   In step S102, the initial fuel pressure PF0 is grasped. As the initial fuel pressure PF0, it is preferable to employ the output value of the fuel pressure sensor at the start of cranking or at an arbitrary time before the start of cranking.

ステップＳ１０３においては、サプライポンプ１１の圧送回数ＮＰを把握する。
ステップＳ１０４においては、サプライポンプ１１の圧送回数（ポンプ動作回数）ＮＰ、全圧送量（単位ポンプ動作当たりの送油量）ＵＮＩＰ、初期燃圧ＰＦ０に基づいて、現在のコモンレール１２内の推定燃圧ＰＦＥＳを算出する。推定燃圧ＰＦＥＳは、例えば以下の関数式（１）に従って算出することができる。 In step S103, the number of pumping times NP of the supply pump 11 is grasped.
In step S104, the estimated fuel pressure PFES in the current common rail 12 is calculated based on the number of pumping times (pump operation number) NP, the total pumping amount (oil feeding amount per unit pump operation) UNIP, and the initial fuel pressure PF0. calculate. The estimated fuel pressure PFES can be calculated, for example, according to the following function equation (1).

ＰＦＥＳ＝ＰＦ０＋（ＵＮＩＰ×ＮＰ×α）…（１）
但し、αは定数
なお、関数式（１）は例示にすぎない。例えば、コモンレール１２内の燃圧が高まるほど、単位ポンプ動作当たりの送油量は減っていく。また、リリーフ弁の機能により、コモンレール１２内の燃圧の上昇はある程度抑制される。そこで、これらの点を考慮して、より複雑な関数式を設定したり、予め実験で得られたデータを基に作製されたマップを活用することにしてもよい。 PFES = PF0 + (UNIP × NP × α) (1)
However, α is a constant. Note that the function formula (1) is merely an example. For example, as the fuel pressure in the common rail 12 increases, the amount of oil delivered per unit pump operation decreases. Moreover, the increase in the fuel pressure in the common rail 12 is suppressed to some extent by the function of the relief valve. Therefore, in consideration of these points, a more complicated function expression may be set, or a map created based on data obtained in advance through experiments may be used.

ステップＳ１０５においては、推定燃圧ＰＦＥＳが所定の基準値ＰＦＳＴを上回っているか否かを判断する。そして、その判断が肯定であれば処理をステップＳ１０５に移行し、その判断が否定であれば本ルーチンを一旦抜ける。   In step S105, it is determined whether or not the estimated fuel pressure PFES exceeds a predetermined reference value PFST. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S105, and if the determination is negative, the routine is temporarily exited.

ステップＳ１０６においては、コモンレール１２内の燃圧が、燃料噴射を実行するために十分高い値まで上昇した旨の判断をする。
ステップＳ１０６を経た後、ＥＣＵ５０は本ルーチンを一旦抜ける。 In step S106, it is determined that the fuel pressure in the common rail 12 has increased to a sufficiently high value to execute fuel injection.
After step S106, the ECU 50 once exits this routine.

なお、本ルーチンのステップＳ１０６において、コモンレール１２内の燃圧が燃料噴射を実行するために十分高い値まで上昇した旨の判断がなされた場合、ＥＣＵ５０は別途のルーチンを通じてエンジン１の各燃焼室２０への燃料噴射を開始する（推定燃圧が基準値ＰＦＳＴを上回ったことに基づいて、燃料噴射制御手段が燃料噴射を開始させる。）。   In step S106 of this routine, if it is determined that the fuel pressure in the common rail 12 has increased to a value that is sufficiently high to execute fuel injection, the ECU 50 passes to each combustion chamber 20 of the engine 1 through a separate routine. (The fuel injection control means starts fuel injection based on the estimated fuel pressure exceeding the reference value PFST.)

以上説明したように、本実施の形態の燃料噴射装置によれば、クランキング開始時又はクランキング開始時に実測された初期燃圧ＰＦ０と、サプライポンプ１１による単位時間当たり（又は単位ポンプ動作当たり）の送油量の積算値（×α）との和に基づいてクランキング開始後（燃料の圧送開始後）におけるコモンレール１２内の燃圧の推定値（推定燃圧ＰＦＥＳ）を算出する。この推定燃圧ＰＦＥＳは、サプライポンプ１１から発生する圧力脈動に影響を受けないため、この推定燃圧ＰＦＥＳが所定の基準値ＰＦＳＴに達することを条件として燃焼室２０への燃料噴射を開始することで、確実に且つ早期にエンジン始動を行うことができる。言い換えれば、コモンレール１２内の燃圧が上昇し、燃焼室２０への燃料噴射を実行する上で十分に高くなったタイミングで、速やかに燃料噴射を実行できるようになる。   As described above, according to the fuel injection device of the present embodiment, the initial fuel pressure PF0 actually measured at the start of cranking or at the start of cranking and the unit time per unit time (or per unit pump operation) by the supply pump 11. An estimated value (estimated fuel pressure PFES) of the fuel pressure in the common rail 12 after the cranking is started (after the start of fuel pumping) is calculated based on the sum of the integrated value (× α) of the oil supply amount. Since this estimated fuel pressure PFES is not affected by the pressure pulsation generated from the supply pump 11, by starting fuel injection into the combustion chamber 20 on condition that this estimated fuel pressure PFES reaches a predetermined reference value PFST, The engine can be started reliably and early. In other words, the fuel pressure in the common rail 12 rises, and the fuel injection can be quickly executed at a timing sufficiently high for executing the fuel injection into the combustion chamber 20.

また、本実施の形態において、サプライポンプ１１の圧送回数（ポンプ動作回数）ＮＰ、全圧送量（単位ポンプ動作当たりの送油量）ＵＮＩＰ、初期燃圧ＰＦ０に基づいて、現在のコモンレール１２内の推定燃圧ＰＦＥＳを算出するようにした。これに代え、機関燃料通路Ｐ１に燃料の流量を計測するためのセンサを設けるハードウエア構成を採用し、且つ、この流量の時間積分値と初期燃圧ＰＦ０とに基づいて推定燃圧ＰＦＥＳを算出するようにしてもよい。また、本実施例では推定燃圧ＰＦＥＳが基準値を上回ったことに基づいて、燃料噴射制御手段が燃料噴射を開始させていたが、推定燃圧ＰＦＥＳの単位時間あたりの上昇量が予め定めておいた燃料噴射を開始するのに適した基準上昇量以下になったことに基づいて燃料噴射制御手段が燃料噴射を開始させるようにしても良い。なお、外気温が低いほど推定燃圧ＰＦＥＳの基準値を大きく設定したり（単位時間あたりの基準上昇量は小さく設定する。）、燃料噴射手段の経時劣化に応じて（燃料噴射回数が多いほど）推定燃圧ＰＦＥＳの基準値を大きく設定したりする（単位時間あたりの基準上昇量の場合は小さく設定する。）等、エンジン始動時の環境に応じて、推定燃圧ＰＦＥＳの基準値および推定燃圧ＰＦＥＳの単位時間あたりの基準上昇量を可変させることが望ましい。   Further, in the present embodiment, the estimation in the current common rail 12 is based on the number of pumping times (number of pumping operations) NP, the total pumping amount (oil feeding amount per unit pump operation) UNIP, and the initial fuel pressure PF0. The fuel pressure PFES was calculated. Instead, a hardware configuration in which a sensor for measuring the fuel flow rate is provided in the engine fuel passage P1, and the estimated fuel pressure PFES is calculated based on the time integral value of the flow rate and the initial fuel pressure PF0. It may be. In this embodiment, the fuel injection control means starts fuel injection based on the estimated fuel pressure PFES exceeding the reference value. However, the amount of increase in the estimated fuel pressure PFES per unit time is determined in advance. The fuel injection control means may start the fuel injection based on the fact that the amount has become equal to or less than the reference increase amount suitable for starting the fuel injection. In addition, the reference value of the estimated fuel pressure PFES is set to be larger as the outside air temperature is lower (the reference increase amount per unit time is set to be smaller), or according to the deterioration with time of the fuel injection means (as the number of fuel injections increases). The reference value of the estimated fuel pressure PFES, the reference value of the estimated fuel pressure PFES, and the estimated fuel pressure PFES of the estimated fuel pressure PFES are set according to the environment at the time of starting the engine. It is desirable to vary the reference increase amount per unit time.

さらに、ＮＥ（エンジン回転数）をモニタし、ＮＥが高いほどサプライポンプからのリーク燃料の比率が小さくなる特性と組み合わせ、ＮＥ（クランキング時ＮＥ）が高いほど昇圧速度が速まることの補正をかけると、より精密に噴射可能時期を判断できる。   Further, NE (engine speed) is monitored and combined with the characteristic that the ratio of leaked fuel from the supply pump decreases as NE increases, and correction is made to increase the boosting speed as NE (cranking NE) increases. Thus, it is possible to determine the injection possible time more precisely.

本発明の一実施の形態にかかるエンジンの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an engine according to an embodiment of the present invention. 同実施の形態にかかるエンジンがクランキング状態にある期間中のコモンレール内の燃圧の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of the fuel pressure in a common rail during the period when the engine concerning the embodiment is in a cranking state. 同実施の形態において、燃料噴射を開始するか否かを判断するための手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure for determining whether fuel injection is started in the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・エンジン
１０・・燃料供給系
１１・・サプライポンプ（圧送手段）
１２・・コモンレール（蓄圧室）
１３・・燃料噴射弁（燃料噴射手段）
２０・・燃焼室
３０・・吸気通路
３１・・スロットル弁
４０・・排気通路
４１・・触媒ケーシング
５０・・電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５１・・燃圧センサ
ＣＳ・・クランクシャフト
Ｍ・・・スタータモータ
Ｐ１・・機関燃料通路 1 ... Engine 10 ... Fuel supply system 11 ... Supply pump (pressure feeding means)
12. Common rail (accumulation chamber)
13. Fuel injection valve (fuel injection means)
20 ·· Combustion chamber 30 · · Intake passage 31 · · Throttle valve 40 · · Exhaust passage 41 · · Catalyst casing 50 · · Electronic control unit (ECU)
51 ·· Fuel pressure sensor CS · · Crankshaft M · · · Starter motor P1 · · Engine fuel passage

Claims (2)

加圧燃料を蓄える蓄圧室と、
該蓄圧室に燃料を圧送する圧送手段と、
該蓄圧室内の燃料を内燃機関の燃焼室に噴射供給する燃料噴射手段と、
前記圧送手段による燃料の圧送開始時又は圧送開始前における前記蓄圧室内の燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
前記検出される燃料の圧力と前記圧送手段による前記蓄圧室への燃料の圧送量とに基づいて、前記燃料の圧送開始後における前記蓄圧室内の燃料の圧力を推定する燃圧推定手段と、
前記推定される圧力に基づいて前記燃料噴射手段を制御し、前記内燃機関への燃料の噴射供給を開始させる燃料噴射制御手段と、を備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。 A pressure accumulation chamber for storing pressurized fuel;
A pumping means for pumping fuel to the pressure accumulating chamber;
Fuel injection means for injecting fuel in the pressure accumulating chamber into the combustion chamber of the internal combustion engine;
Fuel pressure detecting means for detecting the pressure of the fuel in the pressure accumulating chamber at the start of pumping of fuel by the pumping means or before the start of pumping;
Fuel pressure estimating means for estimating the pressure of fuel in the pressure accumulating chamber after the start of pumping of the fuel, based on the detected fuel pressure and the amount of fuel pumped to the pressure accumulating chamber by the pressure feeding means;
Fuel injection control means for controlling the fuel injection means based on the estimated pressure and starting fuel injection supply to the internal combustion engine. 前記圧送手段による前記蓄圧室への燃料の圧送量は、前記圧送手段による単位動作当たりの燃料の圧送量と、前記圧送手段の動作回数とに基づいて算出される
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給装置。 The amount of fuel pumped to the accumulator by the pumping unit is calculated based on the amount of fuel pumped per unit operation by the pumping unit and the number of operations of the pumping unit. A fuel supply device for an internal combustion engine as described.
JP2003337077A 2003-09-29 2003-09-29 Fuel supply device for internal combustion engine Withdrawn JP2005105860A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003337077A JP2005105860A (en) 2003-09-29 2003-09-29 Fuel supply device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003337077A JP2005105860A (en) 2003-09-29 2003-09-29 Fuel supply device for internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005105860A true JP2005105860A (en) 2005-04-21

Family

ID=34532997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003337077A Withdrawn JP2005105860A (en) 2003-09-29 2003-09-29 Fuel supply device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005105860A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1719898A2 (en) * 2005-05-02 2006-11-08 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel injection control during cranking of internal combustion engine
EP3722582A1 (en) * 2019-04-10 2020-10-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system for internal combustion engine, and internal combustion engine
EP3722580A1 (en) * 2019-04-10 2020-10-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system for internal combustion engine, and internal combustion engine
JP2020172892A (en) * 2019-04-10 2020-10-22 トヨタ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine
CN113898508A (en) * 2021-08-31 2022-01-07 东风商用车有限公司 Control system and method for electric oil delivery pump of diesel engine

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1719898A2 (en) * 2005-05-02 2006-11-08 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel injection control during cranking of internal combustion engine
JP2006307800A (en) * 2005-05-02 2006-11-09 Nissan Motor Co Ltd Fuel supply device for engine
EP1719898A3 (en) * 2005-05-02 2007-11-14 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel injection control during cranking of internal combustion engine
JP2020172889A (en) * 2019-04-10 2020-10-22 トヨタ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine
EP3722580A1 (en) * 2019-04-10 2020-10-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system for internal combustion engine, and internal combustion engine
JP2020172892A (en) * 2019-04-10 2020-10-22 トヨタ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine
EP3722582A1 (en) * 2019-04-10 2020-10-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system for internal combustion engine, and internal combustion engine
JP2020172891A (en) * 2019-04-10 2020-10-22 トヨタ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine
CN111810334A (en) * 2019-04-10 2020-10-23 丰田自动车株式会社 Control system for internal combustion engine and internal combustion engine
US11174802B2 (en) * 2019-04-10 2021-11-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control system for internal combustion engine, and internal combustion engine
CN111810334B (en) * 2019-04-10 2022-03-01 丰田自动车株式会社 Control system for internal combustion engine and internal combustion engine
JP7115399B2 (en) 2019-04-10 2022-08-09 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine controller
JP7115400B2 (en) 2019-04-10 2022-08-09 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine controller
JP7120132B2 (en) 2019-04-10 2022-08-17 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
CN113898508A (en) * 2021-08-31 2022-01-07 东风商用车有限公司 Control system and method for electric oil delivery pump of diesel engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7987044B2 (en) Control device for internal combustion engine
US8483932B2 (en) Fuel delivery system control strategy
EP2027380B1 (en) Control apparatus and method for internal combustion engine and fuel property determining apparatus and method
JP2009115087A (en) Pump control method in two-pump direct injection type fuel system and computer-readable storage medium for storing program to control the pump
JP4111956B2 (en) Fuel supply device for internal combustion engine
RU2665603C2 (en) Method (options) and system for diagnostics of exhaust gas purification system components
US7503308B2 (en) Fuel injection and ignition control method and fuel injection and ignition control device of engine
JP4635938B2 (en) Fuel injection amount control device for internal combustion engine
JP2010019088A (en) Idling stop control device and fuel injection system using same
US10308103B2 (en) Vehicle
JP2010112319A (en) Control device of fuel pump
JP2002130014A (en) Fuel supply quantity controller for internal combustion engine
US6912845B2 (en) Internal combustion engine, control apparatus for internal combustion engine, and control method for internal combustion engine
JP2009036117A (en) Air-fuel ratio controller of internal combustion engine
JP2005299565A (en) Fuel injection device
JP2008274842A (en) Pressure reducing valve controller and fuel injection system using same
JP2005105860A (en) Fuel supply device for internal combustion engine
JP2008163790A (en) Control device for internal combustion engine
JP4410482B2 (en) Secondary air supply device abnormality determination device
JP5899996B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2005147090A (en) Common rail fuel injection system
JP2007192032A (en) Fuel injection control device of internal combustion engine
JP2004218592A (en) Fuel feed system for internal combustion engine
JP5295909B2 (en) Operation control method for internal combustion engine
JP4348876B2 (en) Fuel supply device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20061205