JP2010242506A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に備わる内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine provided in a vehicle.
燃料噴射弁を介して気筒に直接燃料を噴射する直噴式の内燃機関本体を備える内燃機関(エンジン等)は、デリバリパイプによって燃料を各燃料噴射弁に供給している。このデリバリパイプは、内燃機関本体のバンクに対応して備わり、V型6気筒など、2つのバンクが形成される内燃機関本体には、2つのデリバリパイプが備わっている。
An internal combustion engine (such as an engine) including a direct injection internal combustion engine body that directly injects fuel into a cylinder via a fuel injection valve supplies fuel to each fuel injection valve through a delivery pipe. This delivery pipe is provided corresponding to the bank of the internal combustion engine body, and the internal combustion engine body formed with two banks, such as a V-
さらに、内燃機関には、燃料をデリバリパイプに供給する高圧燃料ポンプが備わり、2つのデリバリパイプを備える内燃機関本体を備える内燃機関には、2つの高圧燃料ポンプが備わっている。 Further, the internal combustion engine is provided with a high-pressure fuel pump that supplies fuel to the delivery pipe, and the internal combustion engine that is provided with the internal combustion engine body having two delivery pipes is provided with two high-pressure fuel pumps.
このように2つのバンクが形成される内燃機関本体と、2つの高圧燃料ポンプと、が備わる内燃機関に関し、高圧燃料ポンプの運転を停止して減筒制御にともなう燃料カットが実施されるバンクへの燃料供給を停止する技術が開示されている(例えば、特許文献1)。 The internal combustion engine main body having two banks and the two high-pressure fuel pumps as described above, to a bank in which the fuel cut is performed along with the reduced cylinder control by stopping the operation of the high-pressure fuel pump. A technique for stopping the fuel supply is disclosed (for example, Patent Document 1).
例えば、特許文献1に開示される技術は、1つのバンクを休止するときは一方の高圧燃料ポンプを停止するが、全筒運転時には、内燃機関本体の必要噴射量に必要な燃料を、1つの高圧燃料ポンプの運転で供給できる場合であっても2つの高圧燃料ポンプを運転している。
したがって、高圧燃料ポンプを運転するための消費電力の増加、高圧燃料ポンプの駆動回路の発熱、駆動フリクションの増加によって燃費が悪化するという問題がある。また、高圧燃料ポンプの連続使用によって製品寿命が短くなるという問題がある。
For example, in the technique disclosed in
Therefore, there is a problem that fuel consumption deteriorates due to an increase in power consumption for operating the high pressure fuel pump, heat generation in the drive circuit of the high pressure fuel pump, and an increase in drive friction. Moreover, there is a problem that the product life is shortened by continuous use of the high-pressure fuel pump.
そこで本発明は、高圧燃料ポンプを運転するときの消費電力を低減して燃費を向上し、高圧燃料ポンプの寿命を延ばすことができる内燃機関を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can reduce power consumption when operating a high-pressure fuel pump, improve fuel efficiency, and extend the life of the high-pressure fuel pump.
前記課題を解決するために本発明は、内燃機関本体の気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に前記燃料を分配するデリバリパイプと、接続管を介して前記デリバリパイプに前記燃料を供給する第1高圧燃料ポンプ及び第2高圧燃料ポンプと、を備える内燃機関とする。そして、前記気筒への噴射量に足りる量の前記燃料を、前記第1高圧燃料ポンプ又は前記第2高圧燃料ポンプの何れか一方の運転で前記デリバリパイプに供給できるときには、前記第1高圧燃料ポンプ又は前記第2高圧燃料ポンプの何れか一方の運転を休止することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine body, a delivery pipe that distributes the fuel to the fuel injection valve, and a connection pipe that connects the delivery pipe to the delivery pipe. The internal combustion engine includes a first high-pressure fuel pump and a second high-pressure fuel pump that supply fuel. When the fuel in an amount sufficient for the amount of injection into the cylinder can be supplied to the delivery pipe in the operation of either the first high-pressure fuel pump or the second high-pressure fuel pump, the first high-pressure fuel pump Alternatively, the operation of any one of the second high-pressure fuel pumps is stopped.
本発明によれば、燃料噴射弁が噴射する燃料を分配するデリバリパイプに燃料を供給する第1高圧燃料ポンプと第2高圧燃料ポンプの2つの高圧燃料ポンプを内燃機関に備えることができ、必要に応じて2つの高圧燃料ポンプのうちの1つを休止できる。したがって、高圧燃料ポンプの駆動で消費する消費電力を低減できる。また、1つの高圧燃料ポンプを休止することで、高圧燃料ポンプの使用時間を軽減できる。したがって、高圧燃料ポンプの寿命を延ばすことができる。 According to the present invention, an internal combustion engine can be equipped with two high-pressure fuel pumps, a first high-pressure fuel pump and a second high-pressure fuel pump that supply fuel to a delivery pipe that distributes fuel injected by a fuel injection valve. In response, one of the two high pressure fuel pumps can be deactivated. Therefore, power consumption consumed by driving the high-pressure fuel pump can be reduced. Moreover, the operating time of a high pressure fuel pump can be reduced by stopping one high pressure fuel pump. Therefore, the lifetime of the high-pressure fuel pump can be extended.
また、本発明は、前記第1高圧燃料ポンプ及び前記第2高圧燃料ポンプには、前記燃料の取り込みを制御するための電磁弁が備わり、前記第1高圧燃料ポンプに備わる前記電磁弁は吐出流量にかかわらず消費電力が一定となる弁であり、前記第2高圧燃料ポンプに備わる前記電磁弁は大流量吐出時に消費電力が小さくなる弁であることを特徴とする。 In the present invention, the first high-pressure fuel pump and the second high-pressure fuel pump are each provided with an electromagnetic valve for controlling the fuel intake, and the electromagnetic valve provided in the first high-pressure fuel pump has a discharge flow rate. Regardless of the valve, the power consumption is constant, and the electromagnetic valve provided in the second high-pressure fuel pump is a valve that consumes less power when discharging a large flow rate.
本発明によれば、吐出流量にかかわらず消費電力が一定となる電磁弁を備える第1高圧燃料ポンプと大流量吐出時に消費電力が小さくなる電磁弁を備える第2高圧燃料ポンプを内燃機関に備えることができる。 According to the present invention, the internal combustion engine includes the first high-pressure fuel pump that includes an electromagnetic valve that consumes constant power regardless of the discharge flow rate, and the second high-pressure fuel pump that includes an electromagnetic valve that reduces power consumption when discharging at a large flow rate. be able to.
また、本発明は、前記第1高圧燃料ポンプ又は前記第2高圧燃料ポンプの何れか一方の運転を休止する場合、前記第1高圧燃料ポンプ又は前記第2高圧燃料ポンプの何れか一方を単独で運転した時間に対する、前記第1高圧燃料ポンプを単独で運転した時間の割合を示す第1運転比が所定値以上のときは前記第1高圧燃料ポンプの運転を休止し、前記第1高圧燃料ポンプ又は前記第2高圧燃料ポンプの何れか一方を単独で運転した時間に対する、前記第2高圧燃料ポンプを単独で運転した時間の割合を示す第2運転比が前記所定値以上のときは前記第2高圧燃料ポンプの運転を休止することを特徴とする。 Further, in the present invention, when the operation of either the first high-pressure fuel pump or the second high-pressure fuel pump is stopped, either the first high-pressure fuel pump or the second high-pressure fuel pump is independently used. When the first operating ratio indicating the ratio of the time when the first high-pressure fuel pump is operated alone to the operating time is a predetermined value or more, the operation of the first high-pressure fuel pump is stopped, and the first high-pressure fuel pump is stopped. Alternatively, when the second operation ratio indicating the ratio of the time when the second high-pressure fuel pump is operated alone to the time when either one of the second high-pressure fuel pumps is operated independently is greater than the predetermined value, the second The operation of the high-pressure fuel pump is stopped.
本発明によれば、単独での運転時間の長い高圧燃料ポンプを休止することができる。したがって、単独で運転する高圧燃料ポンプに偏りがなくなり、2つの高圧燃料ポンプの寿命を偏りなく延ばすことができる。 According to the present invention, a high-pressure fuel pump having a long operation time alone can be stopped. Therefore, there is no bias in the high-pressure fuel pump that operates independently, and the life of the two high-pressure fuel pumps can be extended without bias.
また、本発明は、前記第1運転比と前記第2運転比が共に前記所定値より小さい場合、前記第1高圧燃料ポンプを単独で運転して、前記気筒への噴射量に足りる量の前記燃料を吐出するときの第1消費電力と、前記第2高圧燃料ポンプを単独で運転して、前記気筒への噴射量に足りる量の前記燃料を吐出するときの第2消費電力と、を算出するとともに、前記第1消費電力が前記第2消費電力より大きいときは前記第1高圧燃料ポンプを休止し、前記第2消費電力が前記第1消費電力より大きいときは前記第2高圧燃料ポンプを休止することを特徴とする。 Further, in the present invention, when both the first operation ratio and the second operation ratio are smaller than the predetermined value, the first high-pressure fuel pump is operated alone, and an amount sufficient for the injection amount into the cylinder is obtained. A first power consumption when the fuel is discharged and a second power consumption when the second high-pressure fuel pump is operated independently to discharge the fuel in an amount sufficient for the injection amount into the cylinder are calculated. In addition, when the first power consumption is greater than the second power consumption, the first high-pressure fuel pump is deactivated, and when the second power consumption is greater than the first power consumption, the second high-pressure fuel pump is deactivated. It is characterized by resting.
本発明によれば、単独で運転する高圧燃料ポンプに偏りがない場合は、第1高圧燃料ポンプと第2高圧燃料ポンプを選択して休止できる。
第1高圧燃料ポンプは、吐出流量にかかわらず消費電力が一定となる電磁弁を備え、第2高圧燃料ポンプは、大流量吐出時に消費電力が小さくなる電磁弁を備えることから、気筒への燃料の噴射量に足りる量の燃料を吐出するときの第1高圧燃料ポンプの第1消費電力と第2高圧燃料ポンプの第2消費電力が異なる。
したがって、第1消費電力が第2消費電力より大きいときは第1高圧燃料ポンプを休止し、第2消費電力が第1消費電力より大きいときは第2高圧燃料ポンプを休止することで消費電力を低減できる。
According to the present invention, when there is no bias in the high-pressure fuel pump that is operated independently, the first high-pressure fuel pump and the second high-pressure fuel pump can be selected and stopped.
The first high-pressure fuel pump includes an electromagnetic valve that consumes constant power regardless of the discharge flow rate, and the second high-pressure fuel pump includes an electromagnetic valve that reduces power consumption when discharging at a large flow rate. The first power consumption of the first high-pressure fuel pump and the second power consumption of the second high-pressure fuel pump are different when discharging an amount of fuel sufficient for the injection amount.
Therefore, when the first power consumption is larger than the second power consumption, the first high-pressure fuel pump is stopped, and when the second power consumption is larger than the first power consumption, the second high-pressure fuel pump is stopped to reduce the power consumption. Can be reduced.
また、本発明は、前記デリバリパイプは、前記第1高圧燃料ポンプと第1接続管を介して接続される第1デリバリパイプと、前記第2高圧燃料ポンプと第2接続管を介して接続される第2デリバリパイプと、を含んで構成され、前記第1デリバリパイプと前記第2デリバリパイプを連通する連通管が配設されることを特徴とする。 Further, according to the present invention, the delivery pipe is connected to the first high-pressure fuel pump via a first connection pipe, the first delivery pipe connected to the second high-pressure fuel pump via a second connection pipe. A second delivery pipe, and a communication pipe that communicates the first delivery pipe and the second delivery pipe.
本発明によれば、内燃機関に、第1高圧燃料ポンプから燃料を供給できる第1デリバリパイプと第2高圧燃料ポンプから燃料を供給できる第2デリバリパイプの2つのデリバリパイプを備えることができる。さらに、第1デリバリパイプと第2デリバリパイプを接続する連通管を備えることができる。
したがって、1つの高圧燃料ポンプから2つのデリバリパイプに燃料を供給できる。
According to the present invention, the internal combustion engine can be provided with two delivery pipes, a first delivery pipe capable of supplying fuel from the first high pressure fuel pump and a second delivery pipe capable of supplying fuel from the second high pressure fuel pump. Furthermore, a communication pipe connecting the first delivery pipe and the second delivery pipe can be provided.
Therefore, fuel can be supplied from one high-pressure fuel pump to two delivery pipes.
本発明によれば、高圧燃料ポンプを運転するときの消費電力を低減して燃費を向上し、、高圧燃料ポンプの寿命を延ばすことができる内燃機関を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the internal combustion engine which can reduce the power consumption at the time of driving | operation of a high pressure fuel pump, improves a fuel consumption, and can extend the lifetime of a high pressure fuel pump can be provided.
以下、本発明を実施するための形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る内燃機関100は、第1バンク11と第2バンク12の2つのバンクに2つのデリバリパイプ2(第1デリバリパイプ21、第2デリバリパイプ22)が備わる内燃機関本体1、燃料Fuを蓄える燃料タンク6、燃料タンク6から燃料Fuを汲み上げるフィードポンプ5、2つのデリバリパイプ2に燃料Fuを供給する2つの高圧燃料ポンプ4(第1高圧燃料ポンプ41、第2高圧燃料ポンプ42)、及び内燃機関100の各部を制御する制御装置9を含んで構成される。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
As shown in FIG. 1, in the internal combustion engine 100 according to the present embodiment, two delivery pipes 2 (a
内燃機関本体1は、例えば、6つの気筒を備えるV型6気筒エンジンで、第1バンク11と第2バンク12にそれぞれ3つの気筒3が配設されて、1つのデリバリパイプ2の燃料Fuが3つの気筒3に噴射されるように構成される。
なお、内燃機関本体1に備わる気筒3の数は限定されるものではなく、4気筒、8気筒等であってもよい。
The internal
The number of
デリバリパイプ2は、第1デリバリパイプ21と第2デリバリパイプ22を含んでなり、第1デリバリパイプ21は、第1バンク11に配設される3つの気筒3(31a、31b、31c)にそれぞれ燃料Fuを噴射する燃料噴射弁21a,21b,21cに燃料Fuを分配するように構成される。
第2デリバリパイプ22は、第2バンク12に配設される3つの気筒3(32a、32b、32c)にそれぞれ燃料Fuを噴射する燃料噴射弁22a,22b,22cに、燃料Fuを分配するように構成される。
The
The
第1デリバリパイプ21には、第1高圧燃料ポンプ41が接続管71(第1接続管)を介して接続され、第1高圧燃料ポンプ41が吐出する燃料Fuが所定の圧力で第1デリバリパイプ21に供給される。
また、第2デリバリパイプ22には、第2高圧燃料ポンプ42が接続管72(第2接続管)を介して接続され、第2高圧燃料ポンプ42が吐出する燃料Fuが所定の圧力で第2デリバリパイプ22に供給される。以下、燃料Fuの圧力を燃圧と称する場合がある。
A first high-
A second high
さらに、第1デリバリパイプ21、第2デリバリパイプ22には、それぞれ燃圧センサSe1、Se2が備わる。
燃圧センサSe1、Se2は、それぞれ第1デリバリパイプ21、第2デリバリパイプ22の燃圧を計測して計測信号を出力する。燃圧センサSe1、Se2が出力する計測信号は制御装置9に入力され、制御装置9は、燃圧センサSe1、Se2から入力される計測信号で、第1デリバリパイプ21、第2デリバリパイプ22の燃圧を検出できる。
Further, the
The fuel pressure sensors Se1 and Se2 measure the fuel pressures of the
また、本実施形態に係る内燃機関100には、第1デリバリパイプ21と第2デリバリパイプ22を接続する連通管73が配管されて第1デリバリパイプ21と第2デリバリパイプ22を連通し、例えば、第1高圧燃料ポンプ41が吐出する燃料Fuを第2デリバリパイプ22に供給可能に構成される。
なお、連通管73は、接続管71と接続管72を直接接続するように配管されていてもよい。
Further, in the internal combustion engine 100 according to the present embodiment, a
The
制御装置9は、例えば、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを備えるマイクロコンピュータおよび周辺回路などから構成され、例えば、図示しないROMに格納されるプログラムをCPUが実行して内燃機関100の各部を制御する。
The
次に、第1高圧燃料ポンプ41の構成を説明する。
第1高圧燃料ポンプ41には、内部にプランジャ41aを収納する加圧室41bが形成されている。
プランジャ41aは、第1バンク11に配設される3つの気筒3(31a、31b、31c)に備わる図示しないインテークバルブ及びエキゾーストバルブを開閉するカムシャフト11aの回転によって加圧室41bの内部を往復動するように構成され、加圧室41bは、プランジャ41aの往復動によって容積が増減するように形成される。
Next, the configuration of the first high-
The first high-
The
第1高圧燃料ポンプ41の加圧室41bは、送油管5aによってフィードポンプ5と接続され、フィードポンプ5が燃料タンク6から汲み上げた燃料Fuは加圧室41bに供給される。
さらに、加圧室41bは、接続管71によって第1デリバリパイプ21と接続され、加圧室41bで加圧されて燃圧が上昇した燃料Fuは、第1高圧燃料ポンプ41から吐出されて第1デリバリパイプ21に供給される。
The pressurizing
Further, the pressurizing
また、第1高圧燃料ポンプ41には、開閉動作によって加圧室41bと送油管5aを連通・遮断するソレノイドバルブ41cと、ソレノイドバルブ41cを駆動する電磁ソレノイド41dからなるスピル弁41fが備わっている。
スピル弁41fは、第1高圧燃料ポンプ41への燃料Fuの取り込みを制御する機能を有し、請求項に記載の電磁弁になる。
Further, the first high-
The
スピル弁41fの電磁ソレノイド41dには、スピル弁駆動回路40が接続される。スピル弁駆動回路40は、電磁ソレノイド41dを励磁する励磁電流の供給及び停止によって電磁ソレノイド41dの状態(励磁・消磁)を制御してスピル弁41fの開閉を制御する。
そして、スピル弁駆動回路40は、制御装置9と接続され、制御装置9が出力する制御信号に応じて、スピル弁41fの開閉を制御する。
A spill
The spill
本実施形態に係る第1高圧燃料ポンプ41は、電磁ソレノイド41dが励磁するとスピル弁41fが閉弁し、電磁ソレノイド41dが消磁するとスピル弁41fが開弁するように構成される。このように、電磁ソレノイド41dが消磁すると開弁するスピル弁41fを「ノーマリーオープンタイプの弁」と称する。以下、「ノーマリーオープンタイプの弁」のスピル弁41fを備える第1高圧燃料ポンプ41を「ノーマリーオープンタイプ」と称する。
The first high-
第1高圧燃料ポンプ41がノーマリーオープンタイプの場合、スピル弁駆動回路40は、制御装置9からスピル弁41fを閉弁する制御信号が入力されると、励磁電流をコイルに供給して電磁ソレノイド41dを励磁し、スピル弁41fを閉弁する。
また、制御装置9からスピル弁41fを開弁する制御信号が入力されると、スピル弁駆動回路40は、電磁ソレノイド41dへの励磁電流の供給を停止する。そして、電磁ソレノイド41dが消磁してスピル弁41fが開弁する。
When the first high-
Further, when a control signal for opening the
制御装置9は、加圧室41bの容積が減少する方向にプランジャ41aが移動するときにスピル弁41fを閉弁する制御信号をスピル弁駆動回路40に入力してスピル弁41fを閉弁し、加圧室41bと送油管5aを遮断する。
スピル弁41fが閉弁すると、加圧室41b内の燃料Fuは、加圧室41bの容積の減少にともなって圧縮されて燃圧が上昇する。
そして、加圧室41bで燃圧が上昇した燃料Fuが第1デリバリパイプ21に供給される。
The
When the
Then, the fuel Fu whose fuel pressure has increased in the pressurizing
次に、第2高圧燃料ポンプ42の構成を説明する。
第2高圧燃料ポンプ42は、第1高圧燃料ポンプ41とほぼ同等に構成され、第1高圧燃料ポンプ41と同じ構成要素については簡単に説明する。
Next, the configuration of the second high
The second high-
第2高圧燃料ポンプ42の加圧室42bに収納されるプランジャ42aは、第2バンク12に配設される3つの気筒3(32a、32b、32c)に備わる図示しないインテークバルブ及びエキゾーストバルブを開閉するカムシャフト12aの回転によって加圧室42bの内部を往復動し、加圧室42bは、プランジャ42aの往復動によって容積が増減するように形成される。
The
送油管5aと接続管72が接続される加圧室42bには、フィードポンプ5が燃料タンク6から汲み上げた燃料Fuが供給され、加圧室42bで燃圧が上昇した燃料Fuが第2デリバリパイプ22に供給される。
The fuel Fu pumped from the
また、第2高圧燃料ポンプ42には、開閉動作によって加圧室42bと送油管5aを連通・遮断するソレノイドバルブ42cと、ソレノイドバルブ42cを駆動する電磁ソレノイド42dからなるスピル弁42fが備わっている。
スピル弁42fは、第2高圧燃料ポンプ42への燃料Fuの取り込みを制御する機能を有し、請求項に記載の電磁弁になる。
Further, the second high-
The
スピル弁42fには、スピル弁駆動回路40が接続される。スピル弁駆動回路40は、電磁ソレノイド42dを励磁する励磁電流の供給、及び停止によってソレノイドバルブ42cの動作を制御してスピル弁42fの開閉を制御する。
A spill
本実施形態に係る第2高圧燃料ポンプ42は、電磁ソレノイド42dが励磁するとスピル弁42fの開弁を維持し、電磁ソレノイド42dが消磁するとスピル弁42fが閉弁するように構成される。このように、電磁ソレノイド42dが消磁すると閉弁するスピル弁42fを「ノーマリークローズタイプの弁」と称する。以下、「ノーマリークローズタイプの弁」のスピル弁42fを備える第2高圧燃料ポンプ42を「ノーマリークローズタイプ」と称する。
The second high-
第2高圧燃料ポンプ42がノーマリークローズタイプの場合、スピル弁駆動回路40は、制御装置9からスピル弁42fを開弁する制御信号が入力されると、励磁電流をコイルに供給して電磁ソレノイド42dを励磁する。
また、制御装置9からスピル弁42fを閉弁する制御信号が入力されると、スピル弁駆動回路40は、電磁ソレノイド42dへの励磁電流の供給を停止する。そして、電磁ソレノイド42dが消磁するとスピル弁42fが閉弁する。
When the second high-
Further, when a control signal for closing the
制御装置9は、加圧室42bの容積が減少する方向にプランジャ42aが移動するときにスピル弁42fを閉弁する制御信号をスピル弁駆動回路40に入力してスピル弁42fを閉弁し、加圧室42bと送油管5aを遮断する。
スピル弁42fが閉弁すると、加圧室42b内の燃料Fuは、加圧室42bの容積の減少にともなって圧縮されて燃圧が上昇する。
そして、加圧室42bで燃圧が上昇した燃料Fuが第2デリバリパイプ22に供給される。
The
When the
Then, the fuel Fu whose fuel pressure has increased in the pressurizing
このように、本実施形態に係る内燃機関100には、ノーマリーオープンタイプの第1高圧燃料ポンプ41とノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42が備わっている。
なお、第1高圧燃料ポンプ41をノーマリークローズタイプとして、第2高圧燃料ポンプ42をノーマリーオープンタイプとする構成であっても差し支えないことは言うまでもない。
As described above, the internal combustion engine 100 according to the present embodiment includes the normally open type first high
It goes without saying that the first high
ノーマリーオープンタイプの第1高圧燃料ポンプ41とノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42の性能を比較すると、例えば、ノーマリーオープンタイプの第1高圧燃料ポンプ41は、ノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42に比べて、スピル弁41fのイニシャルギャップ(開弁状態でのギャップ)を大きくする必要がある。そして、イニシャルギャップの大きなスピル弁41fを駆動するため、第1高圧燃料ポンプ41のコイルに供給する励磁電流は、第2高圧燃料ポンプ42のコイルに供給する励磁電流よりも大きくする必要がある。
Comparing the performances of the normally open type first high
したがって、第1高圧燃料ポンプ41と第2高圧燃料ポンプ42に同じ時間の励磁電流を供給する場合であっても、第1高圧燃料ポンプ41の方が消費電力が大きくなるなど、ノーマリーオープンタイプの第1高圧燃料ポンプ41と、ノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42と、は性能が異なる。
また、例えば、スピル弁駆動回路40に含まれる、第2高圧燃料ポンプ42の励磁電流を発生する駆動回路のコストは、大きな励磁電流を必要とする第1高圧燃料ポンプ41の駆動回路のコストより安くなる。
Therefore, even when the excitation current of the same time is supplied to the first high-
Also, for example, the cost of the drive circuit included in the spill
このように、ノーマリーオープンタイプの第1高圧燃料ポンプ41と、ノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42と、は性能が異なるので、例えば、燃料吐出量に応じて、第1高圧燃料ポンプ41と第2高圧燃料ポンプ42を好適に選択して駆動することで消費電力を小さくできる。したがって、第1高圧燃料ポンプ41と第2高圧燃料ポンプ42の性能を考慮して第1高圧燃料ポンプ41と第2高圧燃料ポンプ42を駆動する構成が好適である。
As described above, the normally open type first high
図2の(a)を参照して、ノーマリーオープンタイプの弁のスピル弁41fの構成を説明する(適宜図1参照)。
With reference to (a) of FIG. 2, the structure of the
図2の(a)に示すように、例えば、ノーマリーオープンタイプの弁のスピル弁41fは、固定鉄心41d1、コイル41d2、及び戻しスプリング41d3を含んで電磁ソレノイド41dが構成される。
また、励磁した固定鉄心41d1に吸引される可動鉄心41c1と弁体41c2が一体に構成されて、ソレノイドバルブ41cが構成される。
As shown in FIG. 2A, for example, a
Further, the
加圧室41bに接続される送油管5aと加圧室41bの間には、弁体41c2が着座する弁座部41b2が形成され、送油管5aと加圧室41bは、弁座部41b2に開口する開口部41b1で連通している。弁体41c2が弁座部41b2に着座すると開口部41b1が閉口してスピル弁41fが閉弁し、弁体41c2が弁座部41b2から離座すると開口部41b1が開口してスピル弁41fが開弁する。
A
固定鉄心41d1は、励磁すると弁体41c2が弁座部41b2に着座する方向、すなわち、開口部41b1が閉口する方向に可動鉄心41c1を吸引する。
また、戻しスプリング41d3は、弁体41c2が弁座部41b2から離座する方向、すなわち、開口部41b1が開口する方向に可動鉄心41c1を付勢する。
このような構成によって、固定鉄心41d1が励磁していないときには、可動鉄心41c1と一体に動作する弁体41c2が戻しスプリング41d3の付勢力で開口部41b1を開口し、ノーマリーオープンタイプの弁であるスピル弁41fを構成している。
When the fixed
The
With such a configuration, when the fixed
例えば、図2の(a)に示すように、送油管5aは、プランジャ41aが加圧室41bの容積を減少する方向に動作するときの動作方向延長上で加圧室41bに接続し、開口部41b1は、プランジャ41aの動作方向延長上に開口するように構成する。
可動鉄心41c1と弁体41c2を含むソレノイドバルブ41cは、プランジャ41aの動作方向と同じ方向に動作して開口部41b1を開閉する。
また、弁体41c2は、弁座部41b2のプランジャ41aの側で動作するように構成する。
For example, as shown in FIG. 2A, the
Further, the
スピル弁駆動回路40からコイル41d2に励磁電流が供給されると、固定鉄心41d1が励磁して可動鉄心41c1を吸引し、弁体41c2が弁座部41b2に着座すると、開口部41b1が閉口してスピル弁41fが閉弁する。
また、スピル弁駆動回路40からコイル41d2への励磁電流の供給が停止され、固定鉄心41d1が消磁すると、可動鉄心41c1は、戻しスプリング41d3の付勢力によって固定鉄心41d1から離反する方向に移動する。
そして可動鉄心41c1と一体に駆動する弁体41c2が弁座部41b2から離座して、開口部41b1が開口し、スピル弁41fが開弁する。
When the excitation current from the spill
When the supply of exciting current from the spill
Then, the
また、図2の(a)に示すようにスピル弁41fを構成すると、加圧室41bの容積が減少して加圧室41b内の燃圧が上昇した場合に、燃圧は弁体41c2を弁座部41b2に着座させるように作用する。すなわち、燃圧がスピル弁41fを閉弁する方向に作用する。
例えば、第1高圧燃料ポンプ41が吐出する燃料Fuの燃圧より低い圧力で弁体41c2が弁座部41b2に着座するように戻しスプリング41d3の付勢力を設定すると、加圧室41bで上昇する燃圧でスピル弁41fを閉弁できる。
The valve to constitute
For example, when the
本実施形態に係る内燃機関100には、例えば図2の(a)に示すように構成されるスピル弁41fを備える第1高圧燃料ポンプ41が備わっている。
The internal combustion engine 100 according to the present embodiment is provided with a first high-
次に、図2の(b)を参照して、ノーマリークローズタイプの弁のスピル弁42fの構成例を説明する(適宜図1参照)。
図2の(b)に示すように、例えば、ノーマリークローズタイプの弁のスピル弁42fは、固定鉄心42d1、コイル42d2、及び戻しスプリング42d3を含んで電磁ソレノイド42dが構成される。
また、励磁した固定鉄心42d1に吸引される可動鉄心42c1と弁体42c2が一体に構成されて、ソレノイドバルブ42cが構成される。
Next, with reference to FIG. 2B, a configuration example of a
As shown in FIG. 2B, for example, a
Further, the
加圧室42bに接続される送油管5aと加圧室42bの間には、弁体42c2が着座する弁座部42b2が形成され、送油管5aと加圧室42bは、弁座部42b2に開口する開口部42b1で連通している。弁体42c2が弁座部42b2に着座すると開口部42b1が閉口してスピル弁42fが閉弁し、弁体42c2が弁座部42b2から離座すると開口部42b1が開口してスピル弁42fが開弁する。
A
固定鉄心42d1は、励磁すると弁体42c2が弁座部42b2から離座する方向、すなわち、開口部42b1が開口する方向に可動鉄心42c1を吸引する。
また、戻しスプリング42d3は、弁体42c2が弁座部42b2に着座する方向、すなわち、開口部42b1が閉口する方向に可動鉄心42c1を付勢する。
このような構成によって、固定鉄心42d1が励磁していないときには、可動鉄心42c1と一体に動作する弁体42c2が戻しスプリング42d3の付勢力で開口部42b1を閉口し、ノーマリークローズタイプの弁のスピル弁42fを構成している。
When the fixed
Further, the
With such a configuration, when the fixed
例えば、図2の(b)に示すように、送油管5aは、プランジャ42aが加圧室42bの容積を減少する方向に動作するときの動作方向延長上で加圧室42bに接続し、開口部42b1は、プランジャ42aの動作方向延長上に開口するように構成する。
可動鉄心42c1と弁体42c2を含むソレノイドバルブ42cは、プランジャ42aの動作方向と同じ方向に動作して、開口部42b1を開閉する。
また、弁体42c2は、弁座部42b2のプランジャ42aの側で動作するように構成する。
For example, as shown in FIG. 2B, the
Further, the
スピル弁駆動回路40からコイル42d2に励磁電流が供給されると、固定鉄心42d1が励磁して可動鉄心42c1を吸引する。このとき、開口部42b1が閉口する方向に可動鉄心42c1を付勢する戻しスプリング42d3の付勢力が、固定鉄心42d1が可動鉄心42c1を吸引する吸引力より大きいと、弁体42c2は弁座部42b2に着座した状態であるが、戻しスプリング42d3の付勢力は、固定鉄心42d1が可動鉄心42c1を吸引する吸引力によって軽減される。
したがって、加圧室42b内の燃圧が送油管5a内の燃圧より小さくなると、加圧室42b内と送油管5a内の差圧によって弁体42c2が弁座部42b2から離座し、開口部42b1が開口する。
When the excitation current from the spill
Therefore, when the fuel pressure in the
そして、スピル弁駆動回路40からコイル42d2に励磁電流が供給され、且つ、加圧室42b内の燃圧が送油管5a内の燃圧より小さい間は、開口部42b1が開口した状態、すなわち、スピル弁42fが開弁した状態が維持される。
また、スピル弁駆動回路40からコイル42d2への励磁電流の供給が停止され、固定鉄心42d1が消磁すると、可動鉄心42c1は、戻しスプリング42d3の付勢力によって固定鉄心42d1から離反する方向に移動する。
そして可動鉄心42c1と一体に駆動する弁体42c2が弁座部42b2に着座して開口部42b1が閉口し、スピル弁42fが閉弁する。
The supplied exciting current from the spill
When the supply of the excitation current from the spill
Then, the
図2の(b)に示すようにスピル弁42fを構成すると、加圧室42bの容積が増加して加圧室42b内の燃圧が低下し、加圧室42b内と送油管5a内の差圧が弁体42c2を吸引する力が、戻しスプリング42d3の付勢力より大きくなったときに、弁体42c2が弁座部42b2から離座する方向に動作する。すなわち、低下した燃圧がスピル弁42fを開弁する方向に作用する。
したがって、電磁ソレノイド42dを励磁することなく、スピル弁42fを開弁した状態に維持できる。
本実施形態に係る内燃機関100には、例えば図2の(b)に示すように構成されるスピル弁42fを備える第2高圧燃料ポンプ42が備わっている。
When the
Therefore, the
The internal combustion engine 100 according to the present embodiment includes a second high-
以下、図3の(a)を参照して、ノーマリーオープンタイプである第1高圧燃料ポンプ41が燃料Fuを吐出するときの動作を説明する(適宜図1、図2参照)。
図3の(a)に示すように、ノーマリーオープンタイプである第1高圧燃料ポンプ41は、加圧室41bの容積が増加する方向にプランジャ41aが動作するとき(時刻to1→to2)にスピル弁41fを開弁して、燃料Fuを加圧室41b内に取り込む必要がある。
このとき、第1高圧燃料ポンプ41は、電磁ソレノイド41dを励磁することなくスピル弁41fを開弁できる。すなわち、電磁ソレノイド41dは消磁した状態であって励磁電流が必要なく消費電力は増えない。
Hereinafter, with reference to FIG. 3A, the operation when the normally open first high-
As shown in FIG. 3A, the normally open first high-
At this time, the first high-
そして、第1高圧燃料ポンプ41は、加圧室41bの容積が減少する方向にプランジャ41aが動作するとき(時刻to2→to6)には、スピル弁41fを閉弁して加圧室41b内で燃料Fuを加圧する。
このとき、第1高圧燃料ポンプ41は、電磁ソレノイド41dを励磁してスピル弁41fを閉弁する必要がある。すなわち、励磁電流が必要となり消費電力が増える。
The first high-
At this time, the first high
そこで制御装置9は、スピル弁41fを閉弁する制御信号をスピル弁駆動回路40に送信し、スピル弁駆動回路40からスピル弁41fのコイル41d2に励磁電流を供給する。
Where the
例えば、図2の(a)に示すようにスピル弁41fを構成すると、加圧室41d内の燃圧が上昇すると、上昇した燃圧によって弁座部41b2に着座する方向に弁体41c2が動作してスピル弁41fを閉弁できる。したがって、時刻to6より前の時刻to3で、制御装置9は、スピル弁41fを開弁する制御信号をスピル弁駆動回路40に送信し、電磁ソレノイド41dのコイル41d2への励磁電流の供給を停止して消費電力を抑制する構成としてもよい。
このように、時刻to2から時刻to3までスピル弁41fの電磁ソレノイド41dを励磁すると、第1高圧燃料ポンプ41は、最大の燃料吐出量で燃料Fuを吐出する。
For example, when configuring the
As described above, when the
さらに、ノーマリーオープンタイプである第1高圧燃料ポンプ41は、スピル弁41fを閉弁する時間で燃料吐出量を調節でき、燃料吐出量を少なくする場合は、スピル弁41fを閉弁する時間を短くする。
したがって、図3の(a)に破線で示すように、時刻to2から遅れた時刻to4でスピル弁41fを閉弁することで、第1高圧燃料ポンプ41の燃料吐出量を減らすことができる。
Further, the first high
Therefore, as shown by a broken line in FIG. 3A, the fuel discharge amount of the first high-
燃料吐出量は、例えば、内燃機関本体1への燃料Fuの必要噴射量に基づいて決定される量であり、内燃機関本体1への燃料Fuの必要噴射量が少ない場合、制御装置9は燃料吐出量を減らすようにスピル弁駆動回路40を制御し、例えば、時刻to4から時刻to5まで、Δtoの時間(以下、励磁時間と称する)だけスピル弁41fを励磁するように、制御装置9がスピル弁駆動回路40を制御すればよい。
スピル弁41fを閉弁する時刻to4は、第1高圧燃料ポンプ41の燃料吐出量に対応して決定される。
また、第1高圧燃料ポンプ41において、時刻to4から時刻to5までの励磁時間Δtoは、時刻to2から時刻to3までの時間と略同等に設定できる。
The fuel discharge amount is, for example, an amount determined based on the required injection amount of the fuel Fu to the internal
The time to 4 for closing the
In the first high-
次に、図3の(b)を参照して、ノーマリークローズタイプである第2高圧燃料ポンプ42が燃料Fuを吐出するときの動作を説明する(適宜図1、図2参照)。
図3の(b)に示すように、ノーマリークローズタイプである第2高圧燃料ポンプ42は、加圧室42bの容積が増加する方向にプランジャ42aが動作するとき(時刻tc1→tc3)にスピル弁42fを開弁して、燃料Fuを加圧室42b内に取り込む必要がある。
Next, the operation when the normally closed second high-
As shown in FIG. 3B, the normally closed second high-
例えば、図2の(b)に示すようにスピル弁42fを構成すると、時刻tc1で、加圧室42bの容積が増加する方向にプランジャ42aの動作方向が変わって加圧室42b内が減圧した場合に、低下した燃圧によって弁体42c2が吸引され弁座部42b2から離座する方向に動作する。すなわち、低下した燃圧でおのずとスピル弁42fが開弁することから、スピル弁42fの電磁ソレノイド42dを励磁することなく、加圧室42b内に燃料Fuを取り込むことができる。
For example, when configuring the
そして、加圧室42b内に燃料Fuが取り込まれて加圧室42b内の圧力が上昇すると、戻しスプリング42d3の付勢力によって弁体42c2が弁座部42b2に着座してスピル弁42fが閉弁する。したがって、制御装置9は、時刻tc3より前の時刻tc2で、スピル弁42fを開弁する制御信号をスピル弁駆動回路40に送信し、スピル弁駆動回路40からスピル弁42fのコイル42d2に励磁電流を供給してスピル弁42fの開弁を維持する。
When incorporated fuel Fu the pressure in the
制御装置9が、スピル弁42fを開弁する制御信号をスピル弁駆動回路40に送信する時刻tc2は、スピル弁42fの特性、燃料タンク6から第2高圧燃料ポンプ42に燃料Fuを送油するときの圧力(フィード圧力)等によって決定される特性値であり、予め実験等で決定しておけばよい。
At time tc 2 when the
時刻tc3で、加圧室42bの容積が減少する方向にプランジャ42aの動作方向が変わるときに、制御装置9が、スピル弁42fを閉弁する制御信号をスピル弁駆動回路40に送信すると、スピル弁駆動回路40は、スピル弁42fのコイル42d2への励磁電流の供給を停止する。スピル弁42fは閉弁し、第2高圧燃料ポンプ42は、燃料Fuを吐出する。
このように、時刻tc3でスピル弁42fが閉弁すると、第2高圧燃料ポンプ42は、最大の燃料吐出量で燃料Fuを吐出する。
At time tc 3 , when the operation direction of the
Thus, when the
さらに、ノーマリークローズタイプである第2高圧燃料ポンプ42においても第1高圧燃料ポンプ41と同様に、スピル弁42fを閉弁する時間で燃料吐出量を調節でき、燃料吐出量を少なくする場合は、スピル弁42fを閉弁する時間を短くする。
したがって、図3の(b)に破線で示すように、時刻tc3から遅れた時刻tc4でスピル弁42fを閉弁することで、第2高圧燃料ポンプ42の燃料吐出量を減らすことができる。
この場合、ノーマリークローズタイプである第2高圧燃料ポンプ42は、スピル弁42fを閉弁する時刻tc4まで励磁電流の供給が必要になる。
このように、スピル弁駆動回路40がスピル弁42fのコイル42d2に励磁電流を供給する時間(時刻tc2→tc4)を励磁時間Δtcとする。
Further, similarly to the first high-
Therefore, as shown by a broken line in FIG. 3B, the fuel discharge amount of the second high-
In this case, the second high-
Thus, the time (time tc 2 → tc 4 ) during which the spill
前記したように、燃料吐出量は、例えば内燃機関本体1への燃料Fuの必要噴射量に基づいて決定される量であり、内燃機関本体1への燃料Fuの必要噴射量が少ない場合、制御装置9は燃料吐出量を減らすようにスピル弁駆動回路40を制御し、例えば、時刻tc2から時刻tc4までの励磁時間Δtcの間、スピル弁42fの電磁ソレノイド42dを励磁するように、制御装置9がスピル弁駆動回路40を制御すればよい。
なお、スピル弁42fを閉弁する時刻tc4は、第2高圧燃料ポンプ42からの燃料吐出量に対応して決定される。
As described above, the fuel discharge amount is determined based on, for example, the required injection amount of the fuel Fu to the internal
The time tc 4 to close the
図3の(b)に示すように、ノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42は、燃料吐出量を少なくする場合にスピル弁42fの電磁ソレノイド42d(図1参照)を励磁する励磁時間Δtc(時刻tc2→tc4)を、最大の燃料吐出量で燃料Fuを吐出する場合にスピル弁42fの電磁ソレノイド42dを励磁する時間(時刻tc2→tc3)より長くする必要があり、燃料吐出量が少ないと消費電力が増える構成となる。
換言すると、ノーマリークローズタイプである第2高圧燃料ポンプ42は、燃料吐出量が多いとき、すなわち、大流量吐出時の消費電力を小さくすることができ、第2高圧燃料ポンプ42は、大流量吐出時に消費電力が小さくなる弁(スピル弁42f)を備えることになる。
As shown in FIG. 3B, the normally closed second high-
In other words, the normally closed second high-
一方、図3の(a)に示すように、ノーマリーオープンタイプの第1高圧燃料ポンプ41の燃料吐出量を少なくする場合、スピル弁41fの電磁ソレノイド41d(図1参照)を励磁する励磁時間Δto(時刻to4→to5)は、最大の燃料吐出量で燃料Fuを吐出する場合にスピル弁41fの電磁ソレノイド41dを励磁する時間(時刻to2→to3)と略同等であり、燃料吐出量を少なくする場合であっても消費電力は増えない構成となる。
換言すると、ノーマリーオープンタイプである第1高圧燃料ポンプ41は、吐出流量にかかわらず消費電力が一定となる弁(スピル弁41f)を備えることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 3A, when reducing the fuel discharge amount of the normally open type first high
In other words, the normally open type first high-
また、前記したように、ノーマリーオープンタイプの第1高圧燃料ポンプ41は、ノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42に比べてスピル弁41fのイニシャルギャップが大きく、動作するときの作動音が第2高圧燃料ポンプ42より大きくなる。
Further, as described above, the normally open type first high
そこで、本実施形態に係る、図1に示す内燃機関100の制御装置9は、全筒運転時に1つの高圧燃料ポンプ4の運転による燃料吐出量で、内燃機関本体1への燃料Fuの必要噴射量を供給できる場合、すなわち、1つの高圧燃料ポンプ4の運転で、気筒3への噴射量に足りる量の燃料Fuをデリバリパイプ2に供給できる場合には、ノーマリーオープンタイプの第1高圧燃料ポンプ41とノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42から運転する一方を好適に選択する。そして選択した高圧燃料ポンプ4を単独で運転して燃料Fuを内燃機関本体1に供給し、他方の高圧燃料ポンプ4は運転を休止する。
第1の実施形態においては、内燃機関100をこのように構成して、消費電力の抑制や作動音の低減を図るとともに、高圧燃料ポンプ4の寿命を延ばすことを特徴とする。
Therefore, the
The first embodiment is characterized in that the internal combustion engine 100 is configured in this way to suppress power consumption and reduce operation noise and extend the life of the high-
例えば、ノーマリーオープンタイプの第1高圧燃料ポンプ41(図1参照)を単独で運転する場合、制御装置9(図1参照)は、第2高圧燃料ポンプ42のスピル弁42fのコイル42d2(図2の(b)参照)への励磁電流の供給を停止するように、スピル弁駆動回路40に制御信号を送信する。
第2高圧燃料ポンプ42はノーマリークローズタイプであることから、スピル弁42fは閉弁した状態に維持される。
そして、制御装置9は、内燃機関本体1(図1参照)への燃料Fuの必要噴射量に応じて算出する燃料吐出量を吐出するように、第1高圧燃料ポンプ41のスピル弁41fの開閉を制御する。
For example, when the normally open type first high-pressure fuel pump 41 (see FIG. 1) is operated alone, the control device 9 (see FIG. 1) causes the
Since the second high-
Then, the
また、ノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42(図1参照)を単独で運転する場合、制御装置9(図1参照)は、第1高圧燃料ポンプ41のスピル弁41fのコイル41d2(図2の(a)参照)への励磁電流の供給を停止するように、スピル弁駆動回路40に制御信号を送信する。
第1高圧燃料ポンプ41はノーマリーオープンタイプであることから、スピル弁41fは開弁した状態に維持される。
そして、制御装置9は、内燃機関本体1の気筒3(図1参照)への燃料Fuの必要噴射量に応じて算出する燃料吐出量を吐出するように、第2高圧燃料ポンプ42のスピル弁42fの開閉を制御する。
When the normally closed second high-pressure fuel pump 42 (see FIG. 1) is operated alone, the control device 9 (see FIG. 1) causes the
Since the first high-
The
なお、ノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42を休止してスピル弁42fのコイル42d2(図2の(b)参照)への励磁電流の供給を停止すると、スピル弁42fは閉弁した状態に維持される。この状態で加圧室42b(図1参照)内ではプランジャ42a(図1参照)が往復動することから、不要な圧力がデリバリパイプ2(図1参照)に供給されることになる。
不要な圧力がデリバリパイプ2に供給されると、例えば燃料噴射弁21a〜21c、22a〜22cから、燃料Fuが漏洩する場合がある。
したがって、制御装置9は、第2高圧燃料ポンプ42のコイル42d2に適宜励磁電流を供給してスピル弁42fを開弁可能にし、第2高圧燃料ポンプ42からデリバリパイプ2へ、不要な圧力が供給されることを防止する構成としてもよい。
When the normally closed second high-
When unnecessary pressure is supplied to the
Accordingly, the
図4を参照して、制御装置9が第1高圧燃料ポンプ41及び第2高圧燃料ポンプ42の運転を制御する手順を説明する(適宜、図1〜図3参照)。
With reference to FIG. 4, the procedure by which the
制御装置9は、内燃機関100が備わる車両の運転状態等に基づいて、所定のアルゴリズムで内燃機関本体1への燃料Fuの必要噴射量を算出する(ステップS1)。
さらに制御装置9は、算出した必要噴射量に基づいて、高圧燃料ポンプ4が吐出する燃料Fuの燃料吐出量を算出する(ステップS2)。
内燃機関本体1への燃料Fuの必要噴射量を制御装置9が算出するアルゴリズムは、公知の技術を適用すればよい。
The
Further, the
A known technique may be applied to the algorithm by which the
制御装置9は、算出した燃料吐出量が1つの高圧燃料ポンプ4の最大の燃料吐出量以上のとき(ステップS3→No)、第1高圧燃料ポンプ41と第2高圧燃料ポンプ42を運転する(ステップS7)。
一方、算出した燃料吐出量が1つの高圧燃料ポンプ4の最大の燃料吐出量より小さい時(ステップS3→Yes)、制御装置9は、第1高圧燃料ポンプ41の運転比(第1運転比)を算出する(ステップS4)。第1運転比は、例えば、第1高圧燃料ポンプ41と第2高圧燃料ポンプ42の何れか一方を単独で運転した総時間に対する、第1高圧燃料ポンプ41を単独で運転した時間の比であり、第1運転比が所定値以上のとき、制御装置9は、偏って単独で、第1高圧燃料ポンプ41を運転していると判定する。
When the calculated fuel discharge amount is equal to or greater than the maximum fuel discharge amount of one high-pressure fuel pump 4 (step S3 → No), the
On the other hand, when the calculated fuel discharge amount is smaller than the maximum fuel discharge amount of one high-pressure fuel pump 4 (step S3 → Yes), the
したがって、制御装置9は、第1運転比が所定値以上のときは(ステップS4→Yes)、第2高圧燃料ポンプ42を単独で運転する(ステップS9)。
また、制御装置9は、第1高圧燃料ポンプ41の運転比が所定値より小さく(ステップS4→No)、第2高圧燃料ポンプ42の運転比(第2運転比)が所定値以上のときは(ステップS5→Yes)、第1高圧燃料ポンプ41を単独で運転する(ステップS8)。
第2運転比は、第1高圧燃料ポンプ41と第2高圧燃料ポンプ42の何れか一方を単独で運転した総時間に対する、第2高圧燃料ポンプ42を単独で運転した時間の比とする。
Therefore, when the first operation ratio is equal to or greater than the predetermined value (step S4 → Yes), the
Further, when the operation ratio of the first high-
The second operation ratio is the ratio of the time during which the second high-
第2運転比が所定値より小さいとき(ステップS5→No)、すなわち、第1運転比と第2運転比が共に所定値より小さいとき、制御装置9は、第1高圧燃料ポンプ41を単独で運転した場合の消費電力(第1消費電力)と、第2高圧燃料ポンプ42を単独で運転した場合の消費電力(第2消費電力)をそれぞれ算出する。
When the second operation ratio is smaller than the predetermined value (step S5 → No), that is, when both the first operation ratio and the second operation ratio are smaller than the predetermined value, the
例えば、制御装置9は、ノーマリーオープンタイプの第1高圧燃料ポンプ41を単独で運転して、算出した燃料吐出量の燃料Fuを吐出するときに、図3の(a)に示す、スピル弁41fの電磁ソレノイド41dを励磁する励磁時間Δto(時刻to4→to5)に、スピル弁41fの駆動に必要な励磁電流AP1を乗算した値(Δto×AP1)を第1消費電力として算出する。
さらに制御装置9は、ノーマリークローズタイプの第2高圧燃料ポンプ42を単独で運転して、算出した燃料吐出量の燃料Fuを吐出するときに、図3の(b)に示す、スピル弁42fの電磁ソレノイド42dを励磁する励磁時間Δtc(時刻tc2→tc4)に、スピル弁42fの駆動に必要な励磁電流AP2を乗算した値(Δtc×AP2)を第2消費電力として算出する。
For example, when the
Further, the
前記したように、同じ吐出量の場合、ノーマリーオープンタイプ(第1高圧燃料ポンプ41)の励磁時間Δtoは、ノーマリークローズタイプ(第2高圧燃料ポンプ42)の励磁時間Δtcより短くなるが、第1高圧燃料ポンプ41の励磁電流AP1は、第2高圧燃料ポンプ42の励磁電流AP2より大きい。
As described above, when the discharge amount is the same, the excitation time Δto of the normally open type (first high pressure fuel pump 41) is shorter than the excitation time Δtc of the normally closed type (second high pressure fuel pump 42). The excitation current AP1 of the first high-
そこで、制御装置9は、第1高圧燃料ポンプ41における「Δto×AP1」の値が、第2高圧燃料ポンプ42における「Δtc×AP2」の値以上のときは、第1高圧燃料ポンプ41の第1消費電力が第2高圧燃料ポンプ42の第2消費電力以上と判定し(ステップS6→No)、第2高圧燃料ポンプ42を単独で運転する(ステップS9)。
一方、制御装置9は、第1高圧燃料ポンプ41における「Δto×AP1」の値が、第2高圧燃料ポンプ42における「Δtc×AP2」の値より小さいときは、第1消費電力が第2消費電力より小さいと判定し(ステップS6→Yes)、第1高圧燃料ポンプ41を単独で運転する(ステップS8)。
なお、第1消費電力と第2消費電力が等しいときは、第1高圧燃料ポンプ41と第2高圧燃料ポンプ42の何れか一方を適宜選択して単独で運転する構成としてもよい。
Therefore, when the value of “Δto × AP1” in the first high-
On the other hand, when the value of “Δto × AP1” in the first high-
In addition, when 1st power consumption and 2nd power consumption are equal, it is good also as a structure which selects any one of the 1st high
このように、本実施形態に係る内燃機関100においては、2つの高圧燃料ポンプ4の何れか一方を単独で運転する場合、消費電力が小さくなる一方を制御装置9が選択して単独で運転することができ、消費電力を低減できる。
また、2つの高圧燃料ポンプ4の一方が偏って単独運転することを回避することで、高圧燃料ポンプ4の一方に偏って負担が加わることを抑制でき、高圧燃料ポンプ4の寿命を延ばすことができる。
As described above, in the internal combustion engine 100 according to the present embodiment, when any one of the two high-
In addition, by avoiding that one of the two high-
なお、ステップS4で第1運転比と比較し、ステップS5で第2運転比と比較する所定値は、例えば、第1高圧燃料ポンプ41、第2高圧燃料ポンプ42の製品寿命等に基づいて適宜設定すればよい。
また、ステップS4で第1運転比と比較する所定値と、ステップS5で第2運転比と比較する所定値は、同じ値であってもよいし異なる値であってもよい。
The predetermined value compared with the first operation ratio in step S4 and compared with the second operation ratio in step S5 is appropriately determined based on, for example, the product life of the first high-
Further, the predetermined value to be compared with the first operation ratio at step S4 and the predetermined value to be compared with the second operation ratio at step S5 may be the same value or different values.
本実施形態は、内燃機関本体1が全筒運転するときに、気筒3(図1参照)への燃料Fuの必要噴射量が減少した場合に適用できるが、その他、例えば、気筒3の一部を休止する気筒休止運転機能を備える内燃機関100(図1参照)にも適用できる。
気筒休止運転時は、内燃機関本体1の気筒3への燃料Fuの必要噴射量が減少し、高圧燃料ポンプ4(図1参照)から吐出する燃料Fuの燃料吐出量も減少する。
したがって、気筒休止運転の開始に同期、又は気筒休止運転の開始後に所定時間が経過した後に、制御装置9(図1参照)が、図4に示す手順に従って、運転する高圧燃料ポンプ4を選択するように構成できる。
The present embodiment can be applied when the required amount of fuel Fu injected into the cylinder 3 (see FIG. 1) is reduced when the internal
During the cylinder deactivation operation, the required injection amount of fuel Fu to the
Therefore, the control device 9 (see FIG. 1) selects the high-
この構成によって、気筒休止運転時の内燃機関本体1(図1参照)への燃料Fuの必要噴射量を、一方の高圧燃料ポンプ4(図1参照)の運転で内燃機関本体1に供給することができ、消費電力を低減できるとともに高圧燃料ポンプ4の寿命を延ばすことができる。
With this configuration, the required injection amount of the fuel Fu to the internal combustion engine body 1 (see FIG. 1) during the cylinder deactivation operation is supplied to the internal
なお、本実施形態に係る内燃機関100(図1参照)は、高圧燃料ポンプ4(図1参照)への励磁電流の供給を停止して当該高圧燃料ポンプ4を休止する構成としたが、例えば、高圧燃料ポンプ4を駆動するカムシャフト(図1に示す第1高圧燃料ポンプ41の場合は、カムシャフト11a)に図示しないクラッチ機構を備え、クラッチ機構で動力の伝達を切断して、高圧燃料ポンプ4のプランジャ(図1に示す第1高圧燃料ポンプ41の場合は、プランジャ41a)の駆動を停止する構成としてもよい。この構成によって休止する高圧燃料ポンプ4のプランジャの駆動を停止することができ、作動音を抑制できるとともにプランジャの磨耗を抑制できる。
Note that the internal combustion engine 100 (see FIG. 1) according to the present embodiment is configured to stop supplying the excitation current to the high-pressure fuel pump 4 (see FIG. 1) and to stop the high-
1 内燃機関本体
2 デリバリパイプ
21 第1デリバリパイプ
22 第2デリバリパイプ
21a,21b,21c,22a,22b,22c 燃料噴射弁
3(31a,31b,31c,32a,32b,32c) 気筒
4 高圧燃料ポンプ
41 第1高圧燃料ポンプ
42 第2高圧燃料ポンプ
41f スピル弁(電磁弁、吐出流量にかかわらず消費電力が一定となる弁)
42f スピル弁(電磁弁、大流量吐出時に消費電力が小さくなる弁)
71 第1接続管(接続管)
72 第2接続管(接続管)
73 連通管
100 内燃機関
DESCRIPTION OF
42f Spill valve (solenoid valve, valve that consumes less power when discharging large flow)
71 First connection pipe (connection pipe)
72 Second connection pipe (connection pipe)
73 Communication pipe 100 Internal combustion engine
Claims (5)
前記燃料噴射弁に前記燃料を分配するデリバリパイプと、
接続管を介して前記デリバリパイプに前記燃料を供給する第1高圧燃料ポンプ及び第2高圧燃料ポンプと、を備える内燃機関であって、
前記気筒への噴射量に足りる量の前記燃料を、前記第1高圧燃料ポンプ又は前記第2高圧燃料ポンプの何れか一方の運転で前記デリバリパイプに供給できるときには、前記第1高圧燃料ポンプ又は前記第2高圧燃料ポンプの何れか一方の運転を休止することを特徴とする内燃機関。 A fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the internal combustion engine body;
A delivery pipe for distributing the fuel to the fuel injection valve;
A first high-pressure fuel pump and a second high-pressure fuel pump for supplying the fuel to the delivery pipe via a connecting pipe,
When the fuel in an amount sufficient for the amount of injection into the cylinder can be supplied to the delivery pipe in the operation of either the first high-pressure fuel pump or the second high-pressure fuel pump, the first high-pressure fuel pump or the An internal combustion engine characterized in that the operation of any one of the second high-pressure fuel pumps is stopped.
前記第1高圧燃料ポンプに備わる前記電磁弁は吐出流量にかかわらず消費電力が一定となる弁であり、前記第2高圧燃料ポンプに備わる前記電磁弁は大流量吐出時に消費電力が小さくなる弁であることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 The first high-pressure fuel pump and the second high-pressure fuel pump are each provided with a solenoid valve for controlling intake of the fuel,
The solenoid valve provided in the first high-pressure fuel pump is a valve that consumes constant power regardless of the discharge flow rate, and the solenoid valve provided in the second high-pressure fuel pump is a valve that consumes less power when discharging at a large flow rate. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine is provided.
前記第1高圧燃料ポンプ又は前記第2高圧燃料ポンプの何れか一方を単独で運転した時間に対する、前記第1高圧燃料ポンプを単独で運転した時間の割合を示す第1運転比が所定値以上のときは前記第1高圧燃料ポンプの運転を休止し、
前記第1高圧燃料ポンプ又は前記第2高圧燃料ポンプの何れか一方を単独で運転した時間に対する、前記第2高圧燃料ポンプを単独で運転した時間の割合を示す第2運転比が前記所定値以上のときは前記第2高圧燃料ポンプの運転を休止することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関。 When stopping the operation of either the first high-pressure fuel pump or the second high-pressure fuel pump,
A first operating ratio indicating a ratio of a time when the first high-pressure fuel pump is operated alone to a time when either the first high-pressure fuel pump or the second high-pressure fuel pump is operated independently is a predetermined value or more. When the operation of the first high-pressure fuel pump is stopped,
A second operation ratio indicating a ratio of a time when the second high pressure fuel pump is operated alone to a time when either the first high pressure fuel pump or the second high pressure fuel pump is operated independently is equal to or greater than the predetermined value. 3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the operation of the second high-pressure fuel pump is stopped at the time of.
前記第1高圧燃料ポンプを単独で運転して、前記気筒への噴射量に足りる量の前記燃料を吐出するときの第1消費電力と、
前記第2高圧燃料ポンプを単独で運転して、前記気筒への噴射量に足りる量の前記燃料を吐出するときの第2消費電力と、を算出するとともに、
前記第1消費電力が前記第2消費電力より大きいときは前記第1高圧燃料ポンプを休止し、前記第2消費電力が前記第1消費電力より大きいときは前記第2高圧燃料ポンプを休止することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関。 When both the first operation ratio and the second operation ratio are smaller than the predetermined value,
A first power consumption when operating the first high-pressure fuel pump alone and discharging the fuel in an amount sufficient for an injection amount into the cylinder;
Calculating the second power consumption when operating the second high-pressure fuel pump alone and discharging the fuel in an amount sufficient for the injection amount into the cylinder;
Suspending the first high pressure fuel pump when the first power consumption is greater than the second power consumption, and suspending the second high pressure fuel pump when the second power consumption is greater than the first power consumption. The internal combustion engine according to claim 3.
前記第1高圧燃料ポンプと第1接続管を介して接続される第1デリバリパイプと、
前記第2高圧燃料ポンプと第2接続管を介して接続される第2デリバリパイプと、を含んで構成され、
前記第1デリバリパイプと前記第2デリバリパイプを連通する連通管が配設されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の内燃機関。 The delivery pipe is
A first delivery pipe connected to the first high-pressure fuel pump via a first connection pipe;
A second delivery pipe connected to the second high-pressure fuel pump via a second connection pipe,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein a communication pipe that communicates the first delivery pipe and the second delivery pipe is disposed.
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JP2009088524A JP2010242506A (en) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | Internal combustion engine |
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CN103339367A (en) * | 2010-11-18 | 2013-10-02 | 罗伯特·博世有限公司 | Quantity control valve for fuel systems |
JP2014051912A (en) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Denso Corp | Pump control device |
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