WO2003002866A1 - Injecteur de combustible du type a accumulation - Google Patents

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Akira Kato
Tatsumasa Sugiyama
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Denso Corporation
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • F02M2200/60—Fuel-injection apparatus having means for facilitating the starting of engines, e.g. with valves or fuel passages for keeping residual pressure in common rails

Definitions

  • the present invention relates to a pressure-accumulation fuel injection device that stores high-pressure fuel generated by a high-pressure fuel pump in a common rail, and injects the high-pressure fuel from an injector into a cylinder of an internal combustion engine.
  • Conventionally known accumulator type fuel injection devices include a high pressure fuel pump that generates high pressure fuel and sends it to a common rail under pressure.
  • This high-pressure fuel pump has an electromagnetic valve that opens and closes a fuel intake passage. When the electromagnetic valve is closed during the rising stroke of a plunger built in the pump, the low-pressure fuel sucked into the plunger chamber is pressurized. It produces high-pressure fuel and pumps the high-pressure fuel to the common rail.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to An object of the present invention is to provide a pressure-accumulation fuel injection device that can improve the startability of the next operation by storing fuel in a high-pressure fuel pump when the engine stops.
  • a fuel intake mode for injecting fuel into the high-pressure fuel pump is set, and control means for executing the fuel intake mode is provided.
  • the fuel suction mode is executed between the time when the operation of the internal combustion engine is stopped and the time when the operation is actually stopped, so that the fuel can be stored in the high-pressure fuel pump.
  • the fuel stored in the pump when the engine is stopped can be pumped to the common rail, so that the fuel pressure required for starting the engine can be obtained in a short time, and the startup time can be reduced. Is possible.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the processing procedure of the ECU.
  • FIG. 2 is a time chart showing the control state of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a system diagram of the accumulator type fuel injection device.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the high-pressure fuel pump. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 3 is a system diagram of the accumulator type fuel injection device.
  • the accumulator-type fuel injection device 1 of this embodiment is applied to, for example, a four-cylinder diesel engine (hereinafter referred to as an engine), and is pumped from a fuel tank 3 by a low-pressure pump 2 (see FIG. 4).
  • a high-pressure fuel pump 5 that draws fuel through a fuel filter 4 and pressurizes and discharges the fuel to a predetermined pressure, a common rail 6 that stores the high-pressure fuel pumped from the high-pressure fuel pump 5, and a common rail 6 that supplies the fuel.
  • the system includes an injector 7 that injects high-pressure fuel into the cylinder of the engine, and an electronic control unit (referred to as ECU 8) that controls the operation of this system based on information input from various sensors.
  • the high-pressure fuel pump 5 reciprocates in the cylinder 5a in synchronization with the rotation of the engine, and reciprocates in the cylinder 5a.
  • the low-pressure pump 2 pumps the fuel pumped from the fuel tank 3 by the low-pressure pump 2.
  • a suction passage 5d leading to a pump chamber 5c formed in 5a, a pump control valve 9 (an electromagnetic valve of the present invention) for opening and closing the suction passage 5d, and a high-pressure fuel pressurized in the pump chamber 5c It comprises a discharge passage 5e for discharging, a check valve 5f provided in the discharge passage 5e, and the like.
  • the ECU 8 reads the actual pressure of the pressure sensor 11 installed on the common rail 6 Controls the amount of fuel discharged from the high-pressure fuel pump 5 through the pump control valve 9 so that the target common rail pressure required for the engine is obtained according to the engine speed and load. .
  • the ECU 8 also controls the energization of a solenoid valve (not shown) built in the injector 7 via a drive circuit (EDU) 12, and injects electricity from the injector 7 based on the energization time and energization time of the solenoid valve. It controls the amount of injection and the timing of injection.
  • a solenoid valve not shown
  • ECU drive circuit
  • a fuel intake mode for causing the high-pressure fuel pump 5 to inject fuel is set, and is executed by the ECU 8.
  • St eplOO captures the parameters that indicate the control state of the engine (eg, engine speed, accelerator opening, etc.).
  • StplOl Determines whether a predetermined time has passed since the IG switch was turned off from ON.
  • the determination result is YES (when within the predetermined time)
  • the process proceeds to St e P 102
  • the determination result is NO (when the predetermined time has elapsed)
  • the process proceeds to St epl05.
  • St epl02 Determines whether the engine speed NE is greater than a predetermined value ⁇ .
  • the predetermined value is a force at which the high-pressure fuel pump 5 can suck the fuel. If the result of this determination is YES (NE> HI), proceed to St epl03; if the result of the determination is NO ( ⁇ ⁇ ;), proceed to St epl04.
  • Stepl06 Set the command value Di set in Stepl06 to Stepl03 or Stepl04 or the OFF command value set in Stepl05 to the output port of ECU8.
  • the pump control valve 9 is opened, and the high-pressure fuel pump 5 sucks fuel. At this time, since the engine speed NE has already decreased, the valve opening of the pump control valve 9 is set (for example, fully open) so that insufficient suction does not occur.
  • the pressure-accumulation type fuel injection device 1 of the present embodiment executes the fuel suction mode in a state where the engine speed NE falls below the predetermined value a. Fuel is not pumped to the common rail 6, and a predetermined amount of fuel can be stored in the pump 5. This allows the fuel stored in the pump 5 to be pumped to the common rail 6 the next time the engine is started. Pneumatic feeding can be prevented. As a result, the fuel pressure required for starting the engine can be obtained in a short time, and the starting time can be shortened.
  • the pump control valve 9 When the fuel suction mode is executed, the pump control valve 9 is closed while the engine speed NE decreases to the predetermined value a, so that the high-pressure fuel pump 5 does not suck fuel. Since the pressure feed to the common rail 6 also gradually decreases, it is possible to prevent the fuel pressure of the common rail 6 from becoming too high when the engine is stopped.

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Description

明 細 書 蓄圧式燃料噴射装置 技術分野
本発明は、 高圧燃料ポンプにて生成された高圧燃料をコモンレー ルに蓄え、 その高圧燃料をィンジェクタから内燃機関の気筒内に噴 射する蓄圧式燃料噴射装置に関する。 背景技術
従来公知の蓄圧式燃料嘖射装置は、 高圧燃料を生成してコモンレ 一ルに圧送する高圧燃料ポンプを備えている。 この高圧燃料ポンプ は、 燃料の吸入通路を開閉する電磁弁を具備し、 ポンプに内蔵され るプランジャの上昇行程において電磁弁を閉弁すると、 プランジャ 室に吸入されている低圧燃料が加圧されて高圧燃料を生成し、 その 高圧燃料をコモンレールへ圧送している。
ところが、 上記の高圧燃料ポンプは、 IGスィ ッチが OFF されると 、 電磁弁が全閉となり、 ポンプ内 （プランジャ室） への燃料吸入が 停止されるため、 エンジン停止時には、 ポンプ内が空の状態 （燃料 が無い状態） となっている。 このため、 次回のエンジン始動時には 、 一旦ポンプ内に燃料を吸入してから圧送を開始することになる （ つま り始動初期の圧送は空圧送となる） 。 その結果、 コモンレール への燃料圧送が遅れるため、 ェンジン始動に必要な燃料圧力が得ら れず、 始動時間が長く なるという問題があった。 発明の開示
本発明は、 上記事情に基づいて成されたもので、 その目的は、 ェ ンジン停止時に、 高圧燃料ポンプ内に燃料を溜めておく ことによ り 、 次回の始動性を向上できる蓄圧式燃料噴射装置を提供することに ある。
本発明の第一の態様の蓄圧式燃料噴射装置によれば、 内燃機関に よって駆動される高圧燃料ポンプと、 この高圧燃料ポンプよ り圧送 された高圧燃料を蓄えるコモンレールと、 高圧燃料ポンプが燃料を 吸入する吸入通路の開閉を行う電磁弁と、 内燃機関が運転停止の指 令を受けてから実際に運転停止する （機関回転数 = 0 ) までの間に
、 高圧燃料ポンプに燃料を吸入させる燃料吸入モー ドが設定され、 この燃料吸入モー ドを実行する制御手段とを備えている。
本発明によれば、 内燃機関が運転停止の指令を受けてから実際に 運転停止するまでの間に燃料吸入モードが実行されるので、 高圧燃 料ポンプ内に燃料を溜めることができる。 その結果、 次回のェンジ ン始動時には、 エンジン停止時にポンプ内に溜めておいた燃料をコ モンレールへ圧送できるので、 ェンジン始動に必要な燃料圧力を短 時間に得ることができ、 始動時間の短縮化が可能である。
以下、 添付図面と本発明の好適な実施形態の記載から、 本発明を 一層十分に理解できるであろう。 図面の簡単な説明
図 1 は ECU の処理手順を示すフローチャートである。
図 2は本実施例の制御状態を示すタイムチャー トである。
図 3は蓄圧式燃料噴射装置のシステム図である。
図 4は高圧燃料ポンプの構成を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態
次に、 本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 図 3は蓄圧式燃料噴射装置のシステム図である。
本実施例の蓄圧式燃料噴射装置 1 は、 例えば 4気筒のディーゼル 機関 （以下、 エンジンと呼ぶ） に適用されるもので、 低圧ポンプ 2 (図 4参照） によ り燃料タンク 3から汲み上げられた燃料を燃料フ ィルタ 4を通して吸入し、 所定の圧力まで加圧して吐出する高圧燃 料ポンプ 5 と、 この高圧燃料ポンプ 5 より圧送された高圧燃料を蓄 えるコモンレール 6 と、 このコモンレール 6から供給される高圧燃 料をエンジンの気筒内に噴射するィンジェクタ 7 と、 各種センサか ら入力した情報に基づいて本システムの作動を制御する電子制御装 置 （ECU8と呼ぶ） とを備えている。
高圧燃料ポンプ 5は、 図 4に示す様に、 エンジンの回転に同期し てシリ ンダ 5 a内を往復運動するプランジャ 5 b、 低圧ポンプ 2に よ り燃料タンク 3から汲み上げられた燃料をシリ ンダ 5 a内に形成 されるポンプ室 5 cに導く吸入通路 5 d、 この吸入通路 5 dを開閉 するポンプ制御弁 9 (本発明の電磁弁） 、 ポンプ室 5 cで加圧され た高圧燃料を吐出する吐出通路 5 e、 この吐出通路 5 eに設けられ た逆止弁 5 f 等よ り構成される。
次に、 この高圧燃料ポンプ 5の作動を説明する。
先ず、 プランジャ 5 bの下降行程においてポンプ制御弁 9が吸入 通路 5 dを開く と、 低圧ポンプ 2によ り汲み上げられた燃料が吸入 通路 5 dを通ってポンプ室 5 cに吸入される。 その後、 プランジャ 5 bの上昇行程においてポンプ制御弁 9が吸入通路 5 dを閉じる と 、 ポンプ室 5 cに吸入された燃料が加圧され、 その燃料圧力が逆止 弁 5 f の閉弁圧に打ち勝つと、 高圧燃料が逆止弁 5 f を押し開き、 吐出通路 5 e及び高圧配管 10 (図 3参照） を通ってコモンレール 6 へ圧送される。
ECU8は、 コモンレール 6に設置された圧力センサ 11の実圧力をフ ィー ドパック し、 エンジンの回転速度と負荷に応じてエンジンに求 められる目標コモンレール圧が得られる様に、 ポンプ制御弁 9を通 じて高圧燃料ポンプ 5から吐出される燃料吐出量を制御する。
また、 ECU8は、 駆動回路（EDU) 12を介してインジヱクタ 7に内蔵 される電磁弁 （図示しない） を通電制御し、 その電磁弁への通電時 期及び通電時間によ りインジェクタ 7から嘖射される嘖射量と噴射 時期を制御している。
また、 本実施例の蓄圧式燃料噴射装置は、 エンジンを停止する際 に、 高圧燃料ポンプ 5に燃料を吸入させるための燃料吸入モー ドが 設定され、 ECU8によって実行される。
この燃料吸入モー ドを実行する ECU8の処理手順を図 1に示すフ口 一チャートに基づいて説明する。
St eplOO …エンジンの制御状態を現すパラメータ （例えばェンジ ン回転数、 アクセル開度等） を取り込む。
St eplOl … IGスィ ッチが ONから OFF になってから所定時間経過し たか否かを判定する。 この判定結果が YES の時 （所定時間以内の時 ) は St eP102 へ進み、 判定結果が NOの時 （所定時間経過した時） は St epl05 へ進む。
St epl02 … ェンジン回転数 NEが所定値 αよ り大きいか否かを判定 する。 ここで、 所定値ひは、 高圧燃料ポンプ 5が燃料を吸入するこ とはできる力 コモンレール 6への圧送はできない時の回転数とす る。 この判定結果が YES の時 （NE > ひ ） は St epl03 へ進み、 判定結 果が NOの時 （ΝΕ≤ ο; ) は St epl04 へ進む。
Stepl03 …ポンプ制御弁 9に対する開度出力の指令値を D i = 0 ( 全閉指令） と設定し、 St epl06 へ進む。
St epl04 …ポンプ制御弁 9に対する開度出力の指令値を D i = K ( 所定開度） と設定し、 Stepl06 へ進む。 St epl05 ·'· Ε( υ8の電源電圧を OFF するための指令値を設定し、 St epl06 へ迪む。
Stepl06 〜St epl03 または St epl04 で設定された指令値 D i ある いは Stepl05 で設定された OFF 指令値を ECU8の出力ポートにセッ ト する。
次に本実施例の作動を図 2に示すタイムチャートに基づいて説明 する。
IGスィ ッチが OFF された時点 （図中 a ) でエンジン回転数 NEが所 定値 α以上の時は、 次回エンジン始動に備え、 コモンレール圧が高 くなり過ぎない様に、 ポンプ制御弁 9を全閉に制御する。 これによ り、 高圧燃料ポンプ 5は、 新たに燃料を吸入することができず、 且 っェンジン回転数 ΝΕが所定値 αに低下するまではコモンレール 6へ の燃料圧送が行われるので、 ポンプ 5内の燃料量は次第に低下する (図中 a ~ b ) 。
その後、 エンジン回転数 NEが所定値 Q!まで低下した時点 （図中 c
) で、 ポンプ制御弁 9を開状態と し、 高圧燃料ポンプ 5に燃料を吸 入させる。 この時、 既にエンジン回転数 NEが低下しているので、 吸 入不足が発生しない様にポンプ制御弁 9の弁開度を設定する （例え ば全開にする） 。
IGスィ ッチが OFF されてから所定時間経過した時点 （図中 d ) で ECU8の電源電圧を OFF して燃料吸入モー ドを終了する。
本実施例の蓄圧式燃料噴射装置 1 は、 エンジンを停止する際に、 エンジン回転数 NEが所定値 a以下に低下した状態で燃料吸入モー ド を実行するので、 高圧燃料ポンプ 5に吸入された燃料がコモンレー ル 6へ圧送されることはなく、 ポンプ 5内に所定量の燃料を溜める ことができる。 これによ り、 次回のエンジン始動時には、 ポンプ 5 内に溜めておいた燃料をコモンレール 6へ圧送できるので、 始動初 期の空圧送を防止できる。 その結果、 エンジン始動に必要な燃料圧 力を短時間に得ることができ、 始動時間の短縮化が可能である。
また、 燃料吸入モー ドを実行する際に、 エンジン回転数 NEが所定 値 aまで低下する間は、 ポンプ制御弁 9を閉じておくので、 高圧燃 料ポンプ 5が燃料を吸入することはなく、 コモンレール 6への圧送 も次第に低下するので、 エンジン停止時にコモンレール 6の燃料圧 力が高くなり過ぎることを防止できる。
更に、 IGスィ ッチが OFF されてから所定時間経過した時点で ECU8 の電源電圧を OFF して燃料吸入モー ドを終了することにより、 ボン プ制御弁 9に対する無駄な通電を防止できる。
なお、 本発明についての特定の実施形態に基づいて詳述している 、 当業者であれば、 本発明の請求の範囲及び思想から逸脱すること なく、 様々の変更、 修正等が可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 内燃機関によって駆動される高圧燃料ポンプと、
この高圧燃料ポンプより圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレー ルと、
前記高圧燃料ポンプが燃料を吸入する吸入通路の開閉を行う電磁 弁と、
前記内燃機関が運転停止の指令を受けてから実際に運転停止する
(機関回転数 = 0 ) までの間に、 前記高圧燃料ポンプに燃料を吸入 させる燃料吸入モードが設定され、 この燃料吸入モー ドを実行する 制御手段とを備えている蓄圧式燃料噴射装置。
2 . 請求項 1 に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御手段は、 前記内燃機関の運転停止を指令する運転停止信 号に同期して前記電磁弁をー且閉弁した後、 機関回転数が所定数ま で低下した時点で前記電磁弁を所定開度まで開弁して前記燃料吸入 モー ドを実行する蓄圧式燃料噴射装置。
3 . 請求項 2に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御手段は、 前記内燃機関の運転停止信号を入力してから所 定時間経過した時点で前記電磁弁を閉弁して前記燃料吸入モー ドを 終了する蓄圧式燃料噴射装置。
4 . 内燃機関によって高圧燃料ポンプを駆動する段階と、 この高圧燃料ポンプより圧送された高圧燃料をコモンレールで蓄 える段階と、
前記高圧燃料ポンプが燃料を吸入する吸入通路の開閉を電磁弁で 行う段階と、
前記内燃機関が運転停止の指令を受けてから実際に運転停止する (機関回転数 = 0 ) までの間に、 前記高圧燃料ポンプに燃料を吸入 させる燃料吸入モードを設定し、 この燃料吸入モー ドを実行するよ うに制御する段階とを備えた蓄圧式燃料噴射方法。
5 . 前記内燃機関の運転停止を指令する運転停止信号に同期して 前記電磁弁をー且閉弁した後、 機関回転数が所定数まで低下した時 点で前記電磁弁を所定開度まで開弁して前記燃料吸入モードを実行 するように制御する段階とを備えた請求項 4に記載の蓄圧式燃料嘖 射方法。
6 . 前記内燃機関の蓮転停止信号を入力してから所定時間経過し た時点で前記電磁弁を閉弁して前記燃料吸入モー ドを終了するよ う に制御する請求項 4に記載の蓄圧式燃料噴射方法。
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