JP2006257897A - Fuel injection device of internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection device of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006257897A JP2006257897A JP2005072996A JP2005072996A JP2006257897A JP 2006257897 A JP2006257897 A JP 2006257897A JP 2005072996 A JP2005072996 A JP 2005072996A JP 2005072996 A JP2005072996 A JP 2005072996A JP 2006257897 A JP2006257897 A JP 2006257897A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- internal combustion
- combustion engine
- piston
- injection device
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、燃料ポンプからデリバリパイプに圧送される燃料を同デリバリパイプに接続されたインジェクタに供給して同インジェクタから内燃機関に噴射供給する内燃機関の燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine that supplies fuel pumped from a fuel pump to a delivery pipe to an injector connected to the delivery pipe and supplies the fuel to the internal combustion engine from the injector.
従来、こうした内燃機関の燃料噴射装置として例えば特許文献１，２に示される技術が知られている。
このうち特許文献１に示されるものは、ベローズ構造を有し内部に気体の封入される体積変動体をデリバリパイプ内に設けることにより、同デリバリパイプにおいて燃料の導入される領域（燃料室）の容積を可変とするようにしている。この構成にあっては、機関始動時など上記燃料室の圧力が比較的低いときには体積変動体の内圧が相対的に高くなることから同体積変動体の体積が大きくなる。従って、燃料ポンプの昇圧対象となる燃料室の容積が小さくなることからその昇圧に必要な時間の短縮が可能となる。機関始動完了後にあっては、燃料ポンプやインジェクタの駆動に伴うデリバリパイプの燃料圧変動（脈動）が上記体積変動体の伸縮によって吸収され上記脈動における燃料圧変化量が減少し得るようになる。
Conventionally, for example, techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known as such fuel injection devices for internal combustion engines.
Among these, what is shown in Patent Document 1 is that an area (fuel chamber) in which fuel is introduced in the delivery pipe is provided by providing a volume variable body that has a bellows structure and is filled with gas inside the delivery pipe. The volume is made variable. In this configuration, when the pressure in the fuel chamber is relatively low, such as when the engine is started, the internal pressure of the volume variable body is relatively high, so the volume of the volume variable body is large. Therefore, since the volume of the fuel chamber to be boosted by the fuel pump is reduced, the time required for the boosting can be shortened. After the engine start is completed, the fuel pressure fluctuation (pulsation) of the delivery pipe accompanying the drive of the fuel pump and the injector is absorbed by the expansion and contraction of the volume fluctuation body, and the amount of change in fuel pressure in the pulsation can be reduced.
他方、特許文献２に示されるものは、機関駆動時におけるデリバリパイプの高圧燃料を蓄える蓄圧室を同デリバリパイプに接続し、その接続部分に設けた弁の開閉態様を制御することで同デリバリパイプの燃料圧調節を図るようにしている。即ち、機関始動時などデリバリパイプの燃料圧の急上昇が要求されるときには上記弁を開いて蓄圧室の高圧な燃料をデリバリパイプに供給することでそうした燃料圧上昇の促進を図るようにしている。
しかしながら、特許文献１記載の技術にあっては、機関始動時における上記燃料室の容積が小さいものの同室の燃料圧上昇については同室が低圧な状態から燃料ポンプのみに基づいてなされる構成となっており昇圧に必要な時間が長くなりがちである。更に、デリバリパイプの燃料圧脈動の抑制については、上記燃料ポンプやインジェクタの駆動により生じる脈動によって従動的に体積変動体が伸縮するに過ぎず、応答性の面で懸念が生じる。 However, in the technique described in Patent Document 1, although the volume of the fuel chamber at the time of starting the engine is small, the fuel pressure in the chamber is increased based on only the fuel pump from the low pressure state of the chamber. The time required for boosting tends to be long. Further, regarding suppression of fuel pressure pulsation of the delivery pipe, the volume fluctuation body is merely expanded and contracted by the pulsation generated by driving the fuel pump and the injector, and there is a concern in terms of responsiveness.
他方、特許文献２記載の技術にあっては、機関停止後における蓄圧室での燃料圧維持性能が同室のシール性などに左右され、シール材の経時劣化などによりこうした性能が低下すると、機関再始動時におけるデリバリパイプ燃料圧上昇性能も低下することとなってその確実性の面で懸念が生じる。 On the other hand, in the technique described in Patent Document 2, the performance of maintaining the fuel pressure in the pressure accumulating chamber after the engine is stopped depends on the sealing performance of the chamber, and if such performance decreases due to deterioration of the sealing material over time, The delivery pipe fuel pressure increasing performance at the time of start-up is also lowered, and there is concern about its certainty.
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、デリバリパイプの燃料圧を応答性よく確実に変化させることのできる内燃機関の燃料噴射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 injection device for an internal combustion engine that can change the fuel pressure of the delivery pipe with high responsiveness.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項１に係る発明は、燃料ポンプからデリバリパイプに圧送される燃料を同デリバリパイプに接続されたインジェクタに供給して同インジェクタから内燃機関に噴射供給する内燃機関の燃料噴射装置において、前記デリバリパイプ内で往復動してその容積を変更するピストンと、同ピストンを直接駆動するアクチュエータと、同アクチュエータによる前記ピストンの駆動態様を制御する制御部とを備えることをその要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
First, the invention according to claim 1 is a fuel injection device for an internal combustion engine that supplies fuel pumped from a fuel pump to a delivery pipe to an injector connected to the delivery pipe and injects the fuel from the injector to the internal combustion engine. The gist thereof includes a piston that reciprocates in the delivery pipe to change its volume, an actuator that directly drives the piston, and a control unit that controls a driving mode of the piston by the actuator.
同構成によれば、ピストンをアクチュエータにより直接駆動してこれをデリバリパイプ内で往復動させることにより、デリバリパイプの容積を能動的に良好な応答性をもって確実に変更することができ、デリバリパイプの内圧を機関運転状態に応じて迅速且つ確実に変化させることができるようになる。 According to this configuration, the piston is directly driven by the actuator and reciprocated in the delivery pipe, so that the volume of the delivery pipe can be actively changed with good responsiveness. The internal pressure can be changed quickly and reliably in accordance with the engine operating state.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御部は機関始動に際して前記デリバリパイプの容積が減少するように前記アクチュエータによる前記ピストンの駆動態様を制御することをその要旨とする。 The gist of the invention according to claim 2 is that, in the invention according to claim 1, the control unit controls the driving mode of the piston by the actuator so that the volume of the delivery pipe decreases when the engine is started. .
同構成によれば、機関始動に際して、デリバリパイプ内に存在する燃料をピストンによって加圧してその内圧を急速に上昇させることができ、インジェクタから噴射される燃料の微粒化を促進させることできるようになる。特に、インジェクタから機関燃焼室に直接燃料を噴射供給する直噴式内燃機関においては、吸気通路の途中に燃料を噴射供給する内燃機関と比較して噴射燃料が微粒化され難い傾向があるが、上記構成によれば、こうした直噴式内燃機関においても燃料の微粒化を促進させることができ、良好な機関燃焼を行うことができるようになる。 According to this configuration, when starting the engine, the fuel existing in the delivery pipe can be pressurized by the piston to rapidly increase the internal pressure, and atomization of the fuel injected from the injector can be promoted. Become. In particular, in a direct injection internal combustion engine that injects fuel directly from an injector into an engine combustion chamber, the injected fuel tends to be less atomized than an internal combustion engine that injects fuel in the middle of an intake passage. According to the configuration, atomization of fuel can be promoted even in such a direct injection internal combustion engine, and good engine combustion can be performed.
なお、このように機関始動に際して燃料を加圧して昇圧させる制御（昇圧制御）は、機関始動時から直ぐに実行するようにしてもよいが、請求項３記載の発明によるように、機関始動後にデリバリパイプ内の燃料圧が所定圧以上であることを条件にこれを実行する、或いは請求項４記載の発明によるように、機関始動時から所定期間経過したことを条件にこれを実行するようにしてもよい。これら請求項３、請求項４の各構成によれば、燃料ポンプから燃料が供給され、デリバリパイプの内部がある程度燃料によって満たされた状態の下で上記昇圧制御が実行されるため、同デリバリパイプ内の燃料を効果的に加圧することができ、燃料圧を速やかに上昇させることができるようになる。 The control for pressurizing and boosting the fuel at the time of starting the engine (step-up control) may be executed immediately after the engine is started. This is executed on the condition that the fuel pressure in the pipe is equal to or higher than a predetermined pressure, or, as in the invention according to claim 4, it is executed on the condition that a predetermined period has elapsed since the start of the engine. Also good. According to these configurations of claims 3 and 4, since the fuel pressure is supplied from the fuel pump and the pressure increase control is executed in a state where the inside of the delivery pipe is filled with the fuel to some extent, The inside fuel can be effectively pressurized, and the fuel pressure can be quickly raised.
請求項５記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は機関運転状態に基づいてデリバリパイプ内に生じる燃料圧変動を推定するとともに、同燃料圧変動が減少するように前記アクチュエータによる前記ピストンの駆動態様を制御することをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control unit estimates the fuel pressure fluctuation generated in the delivery pipe based on the engine operating state, and reduces the fuel pressure fluctuation. The gist is to control the driving mode of the piston by the actuator.
デリバリパイプ内の燃料圧は燃料ポンプからの燃料供給やインジェクタからの燃料噴射によって変動する。そして、こうした変動が生じると、その影響によりインジェクタの燃料噴射量とその目標量との間に乖離が生じることがある。この点、上記構成では、こうした燃料圧変動が減少するように、アクチュエータによるピストンの駆動態様が制御される。具体的には、燃料圧が増大する際にはデリバリパイプの容積が増大するように、また一方、燃料圧が減少する際にはデリバリパイプの容積が減少するように、ピストンが往復駆動される。その結果、デリバリパイプ内において燃料圧が変動するのを極力抑制することができ、精密な燃料噴射量制御を行うことができるようになる。尚、燃料圧変動については、例えばこれを点火時期、燃料噴射時期といった機関運転状態に基づいて推定することができる。 The fuel pressure in the delivery pipe varies depending on the fuel supply from the fuel pump and the fuel injection from the injector. When such fluctuations occur, there may be a difference between the fuel injection amount of the injector and the target amount due to the influence. In this regard, in the above configuration, the driving mode of the piston by the actuator is controlled so that such fuel pressure fluctuations are reduced. Specifically, the piston is reciprocated so that the volume of the delivery pipe increases when the fuel pressure increases, and the volume of the delivery pipe decreases when the fuel pressure decreases. . As a result, it is possible to suppress the fluctuation of the fuel pressure in the delivery pipe as much as possible, and to perform precise fuel injection amount control. The fuel pressure fluctuation can be estimated, for example, based on the engine operation state such as the ignition timing and the fuel injection timing.
また、燃料ポンプとして、そのプランジャを内燃機関のクランクシャフト、或いはカムシャフト等これに同期して回転する軸に形成されたカムによって駆動するようにした機関駆動式ポンプを採用した場合には、燃料ポンプの燃料圧送周期に同期して、具体的にはプランジャの往復動に同期して、デリバリパイプ内の燃料圧が大きく変動するようになる。そして、このように燃料ポンプの燃料圧送に伴ってデリバリパイプ内に生じる燃料圧変動は、例えばインジェクタによる燃料噴射に伴って生じる燃料圧変動と比較して大きい傾向があり、精密な燃料噴射量制御を行う上ではこれを好適に減少させるのが望ましい。このため、かかる構成を採用した場合には、請求項６記載の発明によるように、カムの回転位相を検出し該検出される回転位相及びカム形状に基づいて前記ピストンの駆動態様を制御するように構成するのが望ましい。 Further, when an engine-driven pump whose plunger is driven by a cam formed on a shaft rotating in synchronization with the crankshaft or camshaft of the internal combustion engine is adopted as the fuel pump, the fuel pump In synchronism with the fuel pumping cycle of the pump, specifically, in synchronism with the reciprocating movement of the plunger, the fuel pressure in the delivery pipe greatly fluctuates. Thus, the fuel pressure fluctuation generated in the delivery pipe due to the fuel pumping of the fuel pump tends to be larger than the fuel pressure fluctuation caused by the fuel injection by the injector, for example, and precise fuel injection amount control It is desirable to reduce this suitably. For this reason, when such a configuration is adopted, the rotational phase of the cam is detected and the driving mode of the piston is controlled based on the detected rotational phase and the cam shape, as in the sixth aspect of the invention. It is desirable to configure.
同構成によれば、燃料ポンプからデリバリパイプに燃料が圧送されるのに伴って生じる燃料圧変動の状態を正確に推定することができるようになり、そうした燃料圧変動を極めて効果的に減少させることができるようになる。 According to this configuration, it becomes possible to accurately estimate the state of fuel pressure fluctuation that occurs as fuel is pumped from the fuel pump to the delivery pipe, and this fuel pressure fluctuation can be reduced extremely effectively. Will be able to.
請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御部はデリバリパイプ内の燃料圧を検出する検出手段を備え、前記デリバリパイプの燃料圧変動が減少するように前記検出手段の検出結果に基づいて前記アクチュエータによる前記ピストンの駆動態様を制御することをその要旨とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control unit includes a detection unit that detects a fuel pressure in the delivery pipe, and the detection unit has a detection unit that reduces a fluctuation in the fuel pressure in the delivery pipe. The gist is to control the driving mode of the piston by the actuator based on the detection result.
同構成によれば、デリバリパイプ内に生じる燃料圧変動を直接検出し、その検出結果に基づいてピストンの駆動態様を制御することできるようになるため、デリバリパイプに生じる燃料圧変動を一層好適に減少させることができるようになる。 According to this configuration, it is possible to directly detect the fuel pressure fluctuation generated in the delivery pipe and to control the driving mode of the piston based on the detection result. Can be reduced.
また、請求項１〜７のいずれかに記載の構成において、デリバリパイプの内圧をより速やかに変化させる上では、請求項８に記載される発明によるように、アクチュエータとして応答性に優れる電磁式のものを採用するのが望ましい。 Moreover, in the structure in any one of Claims 1-7, in order to change the internal pressure of a delivery pipe more rapidly, according to the invention described in Claim 8, it is an electromagnetic type excellent in responsiveness as an actuator. It is desirable to adopt one.
内燃機関の燃料噴射装置において、デリバリパイプの燃料圧を応答性よく確実に変化させることができるようになる。 In the fuel injection device for the internal combustion engine, the fuel pressure of the delivery pipe can be changed with good responsiveness.
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示されるように、本実施形態の燃料噴射装置は、燃料ポンプ１０からデリバリパイプ１１に圧送される燃料を同デリバリパイプ１１に接続されたインジェクタ１２に供給して同インジェクタ１２から内燃機関５０に噴射供給するものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the fuel injection device according to the present embodiment supplies the fuel pumped from the
即ち、燃料ポンプ１０は燃料タンク１３からフィードポンプ１４によって汲み上げられた燃料を昇圧してデリバリパイプ１１に供給する。そしてデリバリパイプ１１に供給された高圧燃料は内燃機関５０の各機関燃焼室５１に配設されたインジェクタ１２に分配され各噴射される。即ち本実施形態では、内燃機関５０として、インジェクタ１２から機関燃焼室５１に燃料が直接噴射される直噴式内燃機関が採用されている。
That is, the
燃料ポンプ１０は、内燃機関５０のクランクシャフト５２の回転に連動して回転駆動されるカム１６と、同カム１６の回転により往復駆動されるプランジャ１７とを備えている。フィードポンプ１４から燃料ポンプ１０に導入された燃料はこのプランジャ１７の往復動によって昇圧される。本実施形態ではカム１６の一回転につきプランジャ１７が三往復するように同カム１６の形状が設定されている。このように本実施形態では、燃料ポンプ１０に機関駆動式のものが採用されている。
The
なお、燃料ポンプ１０はこの昇圧された燃料のデリバリパイプ１１側への供給量を調節すべくプランジャ１７の動作に合わせて開閉駆動される電磁スピル弁１８を有している。この電磁スピル弁１８の駆動態様は電子制御装置２０により制御されており、同電子制御装置２０は、カム１６の回転位相を検出するためのカム位相センサ２１やデリバリパイプ１１の内圧を検出するための圧力センサ２２からの検出信号に基づいて電磁スピル弁１８に対する通電タイミング等を決定する。
The
燃料ポンプ１０からデリバリパイプ１１への燃料供給経路には、デリバリパイプ１１側から燃料ポンプ１０側への燃料の逆流を防ぐための逆止弁１９が設けられている。
また、本実施形態にあっては、デリバリパイプ１１内で往復動してその容積を変更するピストン３１と、同ピストン３１を直接駆動するアクチュエータ３２とが設けられている。なお、ここでいう「デリバリパイプ１１の容積」は、ピストン３１によって区画されインジェクタ１２の接続される燃料室１５の容積に相当する。
The fuel supply path from the
In the present embodiment, a
図２に示されるように、ピストン３１はデリバリパイプ１１内に形成されたシリンダ部分に往復動可能に嵌入され、同ピストン３１のロッド部３３はアクチュエータ３２内に挿入されている。このロッド部３３においてアクチュエータ３２内に挿入される部分には、同アクチュエータ３２の備える電磁ソレノイド３４の電磁力の大部分が作用する主磁力作用片３５が一体形成されている。
As shown in FIG. 2, the
電磁ソレノイド３４の通電態様は電子制御装置２０によって制御されるようになっている。電子制御装置２０の制御に基づき電磁ソレノイド３４に給電がなされると同電磁ソレノイド３４には主磁力作用片３５を引き付けようとする電磁力が生じる。この電磁力によって主磁力作用片３５が電磁ソレノイド３４側（図２では左側）に引き付けられることでピストン３１が突出するように変位駆動される。この変位により燃料室１５の容積が減少されることとなる。また、この状態から電子制御装置２０の制御に基づき給電が停止されると電磁ソレノイド３４の電磁力が消失してスプリング３６の弾性力によって上記変位前の位置に向けて（図２では右側に向けて）ピストン３１が戻されることとなる。
The energization mode of the
因みに、同図２（ａ）はピストン３１が最も右側に位置する即ち燃料室１５の容積が最大である状態を示すものであり、図２（ｂ）はピストン３１が最も左側に位置する即ち燃料室１５の容積が最小である状態を示すものである。
2A shows a state where the
なお本実施形態では、こうした電磁ソレノイド３４に対する供給電力量制御が、この供給電力量についてのデューティ比の制御を通じて行われる。
このように、本実施形態ではアクチュエータ３２がこうした電子制御装置２０により駆動制御される電磁駆動式アクチュエータとして機能するとともに、このアクチュエータ３２の駆動制御を通じて燃料室１５の容積即ちデリバリパイプ１１の容積が変更される。そしてこの容積の変更を通じて燃料室１５の圧力（デリバリパイプ１１の内圧）を変更することで、例えば機関始動に際しての同燃料室１５の圧力上昇促進や、燃料ポンプ１０のプランジャ１７の往復動等により生じる燃料室１５の燃料圧変動（脈動）の抑制を図るようにしている。
In the present embodiment, the power supply amount control for the
As described above, in this embodiment, the actuator 32 functions as an electromagnetically driven actuator that is driven and controlled by the
以下では、こうしてピストン３１を直接駆動するアクチュエータ３２を通じ電子制御装置２０により実行される燃料室１５の圧力に関する制御について、図３に示されるフローチャートを参照しつつ説明する。
Below, the control regarding the pressure of the
電子制御装置２０は先ず、内燃機関５０の停止した状態からこれを始動するためのスタータスイッチ（スタータモータの駆動スイッチ）がオンされると、ステップＳ１１０処理を実行する。ここでは、圧力センサ２２を通じて検出された燃料室１５の圧力が所定の圧力（第１所定圧）以上であるか否かの判定が行われる。この第１所定圧は燃料室１５に燃料が満たされているか否かを推定するのに用いられる程度の比較的低い圧力値に設定されている。
First, when the starter switch (starter motor drive switch) for starting the
上記の判定において燃料室１５の圧力が上記第１所定圧以上である旨の判定がなされた場合には、即ち同室１５の燃料圧が上記第１所定圧以上であり（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、同室１５が燃料で満たされて後述の「急速昇圧制御」による燃料圧の上昇効果について良好なものが得られる状況にあると判断され、処理がステップＳ１２０に移行される。上記判定結果がＮＯである場合には再度ステップＳ１１０処理が繰り返される。
When it is determined in the above determination that the pressure in the
ステップＳ１２０では上記した「急速昇圧制御」が実行される。この制御は、機関始動時やその直後など燃料圧の低い状況で燃料噴射が行われることによる燃料の微粒化不足に起因する燃料燃焼状態の悪化を避けるために行われるものである。即ちここでは、こうした噴射燃料の微粒化不足を防止すべく、ピストン３１の変位駆動を通じた燃料圧の急上昇が図られる。
In step S120, the “rapid boost control” described above is executed. This control is performed in order to avoid deterioration of the fuel combustion state due to insufficient atomization of fuel due to fuel injection being performed at a low fuel pressure such as at the time of starting the engine or immediately thereafter. That is, here, in order to prevent such insufficient atomization of the injected fuel, the fuel pressure is rapidly increased through the displacement driving of the
具体的には、このステップＳ１２０処理の開始とともにピストン３１を燃料室１５側に向けて急速に突出させるべく電磁ソレノイド３４に対して例えば最大限の電力（最大デューティ比における電力）が供給される。なおここでは、燃料室１５において十分な燃料圧が確保されるだけの電力供給がなされればそれでよいため、必ずしも最大限の電力が供給される必要はない。
Specifically, for example, the maximum electric power (electric power at the maximum duty ratio) is supplied to the
こうした電磁ソレノイド３４への電力供給によるピストン３１の変位を通じて燃料室１５の容積が減少され同室１５の燃料圧の上昇が図られる。この「急速昇圧制御」による燃料室１５の燃料圧の推移は、例えば図３に示されるもののようになる。同図において実線で示される特性曲線１０１は上記「急速昇圧制御」が実行された例を示し、破線で示される特性曲線１０２は同「急速昇圧制御」の実行されない従来例を示している。
The volume of the
上記スタータスイッチのオンされた時点ｔ１からステップＳ１１０処理においてＹＥＳ判定のなされる時点ｔ２前までの期間においては特性曲線１０１，１０２の双方の推移傾向は同じである。時点ｔ２では上記ＹＥＳ判定がなされることで上記「急速昇圧制御」が実行され、燃料室１５の燃料圧はその後急速に上昇している。
In the period from the time point t1 when the starter switch is turned on to the time point t2 in which YES is determined in step S110, the transition trends of both
上記「急速昇圧制御」の実行後のステップＳ１３０においては、こうして上昇した燃料室１５の燃料圧が第２所定圧に至ったか否かの判定がなされる。この第２所定圧は、上記第１所定圧よりも高い値であり、且つ、内燃機関５０の定常運転時において目標値とされる燃料圧（目標燃料圧）よりも低い値に設定されている。
In step S130 after execution of the “rapid pressure increase control”, it is determined whether or not the fuel pressure in the
このステップＳ１３０処理において燃料室１５の燃料圧が第２所定値以上となった旨の判定がなされると（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、上記「急速昇圧制御」に代わって「脈動抑制制御」が開始される（ステップＳ１４０）。他方、上記判定結果がＮＯである場合には再度ステップＳ１３０処理が繰り返され、上記「急速昇圧制御」による電磁ソレノイド３４への給電が継続されて燃料室１５の燃料圧の上昇が図られる。
When it is determined in step S130 that the fuel pressure in the
なお、ここで燃料室１５の燃料圧が上記第２所定圧に至った時点（図３における時点ｔ３）で上記「急速昇圧制御」が終了されるのは、同制御におけるピストン３１の変位によって燃料室１５の燃料圧が上記目標燃料圧を超えた過大なものとなるのを避けるため等の理由による。なお「急速昇圧制御」の終了後にあっても内燃機関５０による燃料ポンプ１０の駆動は継続されるため、燃料室１５の燃料圧は電磁スピル弁１８を通じた同燃料室１５への燃料供給量の制御により上記目標燃料圧に向けて昇圧される。
Here, when the fuel pressure in the
ところで、燃料室１５の燃料圧は燃料ポンプ１０からの燃料供給やインジェクタ１２からの燃料噴射によって変動（脈動）する。そして、こうした変動が生じると、その影響によりインジェクタ１２の燃料噴射量とその目標量との間に乖離が生じることがある。上記ステップＳ１４０の「脈動抑制制御」では、こうした燃料圧変動が減少するように、アクチュエータ３２によるピストン３１の駆動態様が制御される。
By the way, the fuel pressure in the
具体的には、圧力センサ２２の検出結果に基づき、燃料室１５の燃料圧が増大する際には同室１５の容積が増大するように、また一方、上記燃料圧が減少する際には同室１５の容積が減少するように、ピストン３１が往復駆動される。
Specifically, based on the detection result of the
こうした「脈動抑制制御」におけるピストン３１の駆動態様の一例を図５に示す。同図における特性曲線２０１は、上記「脈動抑制制御」が実行されずにピストン３１の位置が固定された状態での燃料室１５の燃料圧変動状況を示す比較例に相当するものである。特性曲線２０２は、上記「脈動抑制制御」の開始時点におけるピストン３１の位置を基準位置Ｓとした同ピストン３１の変位状況を示すものである。そして特性曲線２０３は、上記「脈動抑制制御」が実行された状態での燃料室１５の燃料圧変動状況を示す本実施形態のものである。なお図３においては、こうした燃料圧変動についての図示を省略している。
An example of the driving mode of the
図５に示されるように、燃料室１５の燃料圧が高いときには同室１５の容積が大きくなるように、上記燃料圧が低いときには上記容積が小さくなるようにピストン３１が往復駆動される。こうしたピストン３１の駆動によって、燃料室１５における燃料圧変動が好適に抑制される（特性曲線２０３参照）。本実施形態におけるピストン３１の変位駆動は、電磁ソレノイド３４への供給電力を徐変することにより行われる。この電力の徐変については、上記供給電力に関するデューティ比を徐変することを通じて行われる。
As shown in FIG. 5, the
なお本実施形態の電子制御装置２０は請求項における「制御部」を構成し、圧力センサ２２は請求項における「燃料圧を検出する検出手段」を構成する。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
The
In the present embodiment, the following effects can be obtained.
（１）本実施形態によれば、ピストン３１をアクチュエータ３２により直接駆動してこれをデリバリパイプ１１内で往復動させることにより、燃料室１５の容積を能動的に良好な応答性をもって確実に変更することができる。従って、クランクシャフト５２の回転速度やインジェクタ１２からの燃料噴射量などといった機関運転状態に応じて燃料室１５の内圧を迅速且つ確実に変化させることができるようになる。
(1) According to this embodiment, the
（２）電子制御装置２０は機関始動に際して燃料室１５の容積が減少するようにアクチュエータ３２によるピストン３１の駆動態様を制御する。これによれば、機関始動に際して、燃料室１５に存在する燃料をピストン３１によって加圧して燃料圧を急速に上昇させることができ、インジェクタ１２から噴射される燃料の微粒化を促進させることできるようになる。特に本実施形態の内燃機関５０のように直噴式内燃機関においては、吸気通路の途中に燃料を噴射供給する内燃機関と比較して噴射燃料が微粒化され難い傾向があるが、本実施形態によれば、こうした直噴式内燃機関においても燃料の微粒化を促進させることができ、良好な機関燃焼を行うことができるようになる。
(2) The
（３）電子制御装置２０は機関始動後に燃料室１５の燃料圧が第１所定圧以上であることを条件に上記「急速昇圧制御」を実行する。これによれば、燃料ポンプ１０から燃料が供給され、燃料室１５がある程度燃料によって満たされた状態の下で上記「急速昇圧制御」が実行されるため、同燃料室１５の燃料を効果的に加圧することができ、燃料圧を速やかに上昇させることができるようになる。
(3) The
（４）電子制御装置２０は燃料室１５の燃料圧変動が減少するように圧力センサ２２の検出結果に基づいてアクチュエータ３２によるピストン３１の駆動態様を制御する。この構成にあっては、燃料室１５において燃料圧が変動するのを極力抑制することができることから、精密な燃料噴射量制御を行うことができるようになる。また、燃料室１５に生じる燃料圧変動を圧力センサ２２で直接検出し、その検出結果に基づいてピストン３１の駆動態様を制御することできるようになるため、燃料室１５に生じる燃料圧変動を一層好適に減少させることができるようになる。
(4) The
（５）本実施形態では、応答性に優れる電磁式のアクチュエータ３２を採用したため、燃料室１５の内圧を速やかに変化させることができるようになる。
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
(5) In this embodiment, since the
In addition, embodiment is not limited above, For example, it is good also as the following aspects.
・上記実施形態においてアクチュエータ３２のスプリング３６を省略し、ピストン３１に作用する燃料室１５の燃料圧を利用して同ピストン３１を押し戻すようにしてもよい。
・上記実施形態では、燃料室１５の燃料圧が上記第１所定圧以上となるまで上記「急速昇圧制御」を行なわないようにしたが、これに限らず、例えば、スタータスイッチがオンされてからすぐに同制御を実行するようにしてもよい。また、上記「急速昇圧制御」を例えば、圧力センサ２２の検出結果に基づくことなく、機関始動時から所定期間経過したことを条件に実行するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the “rapid pressure increase control” is not performed until the fuel pressure in the
・上記実施形態では、上記「脈動抑制制御」において電磁ソレノイド３４への供給電力が徐変されるように上記デューティ比が徐変調節されたが、これに限らず、例えば、一定電力での給電がオン／オフ切替されるなど、断続的な電力供給がなされてもよい。
In the above embodiment, the duty ratio is gradually changed so that the power supplied to the
・上記実施形態のように、プランジャ１７を変位駆動するカム１６がクランクシャフト５２に連動して駆動される機関駆動式の燃料ポンプ１０にあっては、プランジャ１７の往復動に同期して燃料室１５の燃料圧が大きく変動するようになる。そして、このように燃料ポンプ１０の燃料圧送に伴って燃料室１５に生じる燃料圧変動は、例えばインジェクタ１２による燃料噴射に伴って生じる燃料圧変動と比較して大きい傾向があり、精密な燃料噴射量制御を行う上ではこれを好適に減少させるのが望ましい。こうした点から上記「脈動抑制制御」においては、圧力センサ２２による検出結果に代えて、例えば、カム位相センサ２１により検出されるカム１６の回転位相と、カム１６の形状とに基づいてピストン３１の駆動態様を制御するようにしてもよい。この場合、クランクシャフト５２の回転速度といった機関運転状態に基づいて燃料室１５の燃料圧変動が推定されると言える。これによれば、燃料ポンプ１０から燃料室１５に燃料が圧送されるのに伴って生じる燃料圧変動の状態を正確に推定することができるようになり、そうした燃料圧変動を極めて効果的に減少させることができるようになる。
In the engine-driven
また、例えば、こうしたカム１６の回転位相及び形状に基づきピストン３１の基本的な目標駆動態様を算出し、更に、圧力センサ２２の検出結果に基づいてこの基本的な目標駆動態様を補正するとともにこの補正後の目標駆動態様に向けてピストン３１の駆動態様を制御するようにしてもよい。
Further, for example, the basic target drive mode of the
・上記実施形態では、電磁ソレノイド３４の供給電力制御においてその電力のデューティ比を制御するようにしたが、これに限らず、例えばアナログ的な電力制御を行うようにしてもよい。
In the above embodiment, the duty ratio of the power is controlled in the power supply control of the
・上記実施形態では、電磁ソレノイド３４の電磁力によって主磁力作用片３５を引きつけることでピストン３１を変位させるようにしたが、これに限らず、例えば、主磁力作用片３５に代えてロッド部３３にウォームを形成し、これに噛合するウォームホイールを電動モータで回転駆動するようにしてもよい。これによれば、電動モータの回転を通じてピストン３１を変位させることができる。また、ウォーム及びウォームホイールからなるこうしたウォーム機構の作用により、ピストン３１の位置を維持するために必要な動力を少なくすることも可能である。
In the above embodiment, the
・アクチュエータ３２としては電磁駆動式のものに限らず、応答性よく確実にピストン３１を変位駆動できるものであれば、例えば、油圧駆動式のものやガス圧駆動式のものを採用してもよい。
The
・本発明の燃料噴射装置にあっては、デリバリパイプ内で往復動してその容積を変更するピストンと、同ピストンを直接駆動するアクチュエータと、同アクチュエータによる上記ピストンの駆動態様を制御する制御部とを備えるものであればよく、例えば上記「急速昇圧制御」や「脈動抑制制御」に限らず他の制御が実行されてもよい。 In the fuel injection device of the present invention, a piston that reciprocates in the delivery pipe to change its volume, an actuator that directly drives the piston, and a control unit that controls the driving mode of the piston by the actuator For example, the control is not limited to the “rapid boost control” and the “pulsation suppression control”, and other control may be executed.
１０…燃料ポンプ、１１…デリバリパイプ、１２…インジェクタ、１３…燃料タンク、１４…フィードポンプ、１５…燃料室、１６…カム、１７…プランジャ、１８…電磁スピル弁、１９…逆止弁、２０…電子制御装置、２１…カム位相センサ、２２…圧力センサ、３１…ピストン、３２…アクチュエータ、３４…電磁ソレノイド、３６…スプリング、５０…内燃機関、５１…機関燃焼室、５２…クランクシャフト。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記デリバリパイプ内で往復動してその容積を変更するピストンと、同ピストンを直接駆動するアクチュエータと、同アクチュエータによる前記ピストンの駆動態様を制御する制御部とを備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 In a fuel injection device for an internal combustion engine that supplies fuel pumped from a fuel pump to a delivery pipe to an injector connected to the delivery pipe and injects the fuel from the injector to the internal combustion engine.
An internal combustion engine comprising: a piston that reciprocates in the delivery pipe to change its volume; an actuator that directly drives the piston; and a control unit that controls a driving mode of the piston by the actuator. Fuel injection device.
前記制御部は機関始動に際して前記デリバリパイプの容積が減少するように前記アクチュエータによる前記ピストンの駆動態様を制御する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1,
The fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the control unit controls a driving mode of the piston by the actuator so that a volume of the delivery pipe is reduced when the engine is started.
前記制御部は機関始動後にデリバリパイプ内の燃料圧が所定圧以上であることを条件に前記ピストンの駆動態様にかかる制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 2,
The fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the control unit executes the control relating to the driving mode of the piston on condition that the fuel pressure in the delivery pipe is equal to or higher than a predetermined pressure after the engine is started.
前記制御部は機関始動時から所定期間経過したことを条件に前記ピストンの駆動態様にかかる制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 2,
The fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the control unit executes the control related to the driving mode of the piston on condition that a predetermined period has elapsed since the engine was started.
前記制御部は機関運転状態に基づいてデリバリパイプ内に生じる燃料圧変動を推定するとともに、同燃料圧変動が減少するように前記アクチュエータによる前記ピストンの駆動態様を制御する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1,
The internal combustion engine characterized in that the control unit estimates a fuel pressure fluctuation generated in the delivery pipe based on an engine operating state and controls a driving mode of the piston by the actuator so as to reduce the fuel pressure fluctuation. Fuel injectors.
前記燃料ポンプはクランクシャフトに連動して回転するカムによってそのプランジャを往復動させる機関駆動式ポンプであり、
前記制御部は前記カムの回転位相を検出し該検出される回転位相及びカム形状に基づいて前記ピストンの駆動態様を制御する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 5,
The fuel pump is an engine-driven pump that reciprocates its plunger by a cam that rotates in conjunction with a crankshaft,
The fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the control unit detects a rotational phase of the cam and controls a driving mode of the piston based on the detected rotational phase and a cam shape.
前記制御部はデリバリパイプ内の燃料圧を検出する検出手段を備え、前記デリバリパイプの燃料圧変動が減少するように前記検出手段の検出結果に基づいて前記アクチュエータによる前記ピストンの駆動態様を制御する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1,
The control unit includes detection means for detecting a fuel pressure in the delivery pipe, and controls a driving mode of the piston by the actuator based on a detection result of the detection means so that a fuel pressure fluctuation in the delivery pipe is reduced. A fuel injection device for an internal combustion engine.
前記アクチュエータは電磁力によって前記ピストンを駆動する電磁式アクチュエータである
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 In the fuel-injection apparatus of the internal combustion engine as described in any one of Claims 1-7,
The fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the actuator is an electromagnetic actuator that drives the piston by electromagnetic force.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005072996A JP2006257897A (en) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | Fuel injection device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005072996A JP2006257897A (en) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | Fuel injection device of internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006257897A true JP2006257897A (en) | 2006-09-28 |
Family
ID=37097454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005072996A Pending JP2006257897A (en) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | Fuel injection device of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006257897A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101252774B1 (en) | 2011-10-20 | 2013-04-09 | 주식회사 현대케피코 | Fuel supply system and method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6181092U (en) * | 1985-10-18 | 1986-05-29 | ||
| JPH02132196U (en) * | 1989-04-07 | 1990-11-02 | ||
| JPH07167009A (en) * | 1993-12-14 | 1995-07-04 | Yamaha Motor Co Ltd | Fuel feed device for engine |
| JP2002004975A (en) * | 2000-06-21 | 2002-01-09 | Toyota Motor Corp | High pressure fuel supply device |
-
2005
- 2005-03-15 JP JP2005072996A patent/JP2006257897A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6181092U (en) * | 1985-10-18 | 1986-05-29 | ||
| JPH02132196U (en) * | 1989-04-07 | 1990-11-02 | ||
| JPH07167009A (en) * | 1993-12-14 | 1995-07-04 | Yamaha Motor Co Ltd | Fuel feed device for engine |
| JP2002004975A (en) * | 2000-06-21 | 2002-01-09 | Toyota Motor Corp | High pressure fuel supply device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101252774B1 (en) | 2011-10-20 | 2013-04-09 | 주식회사 현대케피코 | Fuel supply system and method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4353288B2 (en) | Fuel pump | |
| JP4106663B2 (en) | Fuel supply device for internal combustion engine | |
| US8011350B2 (en) | High pressure fuel pump control apparatus for an internal combustion engine | |
| US9587579B2 (en) | Current pulsing control methods for lift fuel pumps | |
| JP4455470B2 (en) | Controller for high pressure fuel pump and normally closed solenoid valve of high pressure fuel pump | |
| JP4050287B2 (en) | Energy-saving high-pressure fuel supply control system for internal combustion engines | |
| KR101877299B1 (en) | Control apparatus and method of flow control valve for high pressure fuel pump | |
| JP2008031947A (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
| US9874185B2 (en) | Direct injection pump control for low fuel pumping volumes | |
| JP5202123B2 (en) | Fuel supply control device for internal combustion engine | |
| JP2004353487A (en) | Fuel supply device of internal combustion engine | |
| JP6079487B2 (en) | High pressure pump control device | |
| WO2014119289A1 (en) | Control device for high-pressure pump | |
| JP2003278620A (en) | Accumulator fuel injection device | |
| JP2009002262A (en) | Fuel supply device of internal combustion engine | |
| JP2006257897A (en) | Fuel injection device of internal combustion engine | |
| JP2009103008A (en) | Fuel pump | |
| JP2007077904A (en) | Starting control device for internal combustion engine | |
| JP4509191B2 (en) | Fuel injection control device for in-cylinder injection engine | |
| JP2004084560A (en) | Fuel supply system of internal combustion engine | |
| JP2008038604A (en) | Fuel supply device | |
| JP4196519B2 (en) | High pressure fuel supply device for internal combustion engine | |
| JP2010059856A (en) | High pressure fuel pump | |
| JP2009185622A (en) | Fuel supply device for cylinder direct injection type internal combustion engine | |
| JP2009047035A (en) | Control device of electromagnetic fuel pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080213 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090410 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090421 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090603 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091006 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100330 |