JP4348876B2

JP4348876B2 - Fuel supply device for internal combustion engine

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Publication number: JP4348876B2
Application number: JP2001152770A
Authority: JP
Inventors: 京彦黒田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2021-05-22
Also published as: JP2002349328A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の燃料供給装置に関し、特に内燃機関の燃料供給装置の燃料供給能力に係わるエネルギー消費を低減する構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料供給装置としては、燃料タンクから汲み上げた燃料を、内燃機関へ噴射する燃料噴射弁に供給する燃料ポンプと、この燃料ポンプから吐出される燃料の圧力（以下、燃圧と呼ぶ）を所定圧に調圧するプレッシャレギュレータと、内燃機関の運転状態に応じて燃料ポンプ等の各種アクチュエータを制御する制御回路とを備えたものが知られている。
【０００３】
この種の燃料供給装置は、燃料ポンプを常時オン動作させて燃料ポンプから燃料を吐出させ、かつプレーシャレギュレータにて余剰燃料を燃料タンクへリターンさせることで、常時一定燃圧の燃料を燃料噴射弁へ供給する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来構成では、内燃機関の燃料供給装置の燃料供給能力を安定確保するため、燃料ポンプを常時オン動作させているので、装置全体としての電力消費量が大となってしまう問題があった。
【０００５】
このため、バッテリ等の電源による給電に頼らずに始動させたい場合に対応できる配慮が十分なされていない。
【０００６】
すなわち、例えば辺境の地において車両がバッテリあがり起こしてしまって歩いて帰るには人里から遠すぎるとき、あるいは車両によっては軽量化のために小容量のバッテリを搭載する車両またはバッテリレス車両を運転者等が選択したいとき、運転者等が外部電源に頼らずにキック機能等の人力による発電によって始動させたい場合である。
【０００７】
このとき、例えばキック機能により一時的に発電できたとしても、常時オン状態に維持することが必要な燃料ポンプと、開弁期間を可変に駆動されることで内燃機関へ噴射する燃料噴射量を調整する燃料噴射弁と、それらを制御する制御回路とに、それぞれ連続的に供給できるように、キックし続けて始動させることは困難である。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、内燃機関の運転状態に応じて電子制御されるものにおいて、燃料供給能力の確保に要するエネルギー消費を低減しつつ、燃料噴射弁から噴射される燃料の調量が可能な内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によると、燃料タンクから燃料を汲み上げる燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出された燃料を内燃機関へ噴射する燃料噴射弁と、燃料噴射弁の開弁期間を可変にすることで燃料噴射量を調整する制御手段とを備えた内燃機関の燃料供給装置において、燃料ポンプと燃料噴射弁との間には、蓄圧タンクと、この蓄圧タンク内の燃圧を検出する燃圧検出手段とが設けられており、制御手段は、蓄圧タンク内に蓄えられる燃料が所定の燃圧の範囲に確保されるように、燃圧検出手段により検出された燃圧の挙動から燃料ポンプの駆動期間を制御して間欠駆動させるとともに、燃圧挙動に応じて燃料噴射弁の開弁期間を制御し、かつ前記燃圧挙動から前記燃料ポンプの駆動期間を制御するとは、前記燃圧検出手段により検出された燃圧の燃圧変化特性から前記所定燃圧に到達する経過時間を求め、該経過時間に前記燃料ポンプの動作遅れ時間を見込んで、前記燃料ポンプのオン、オフ動作時期を制御する。
【００１０】
このため、燃料ポンプと燃料噴射弁を繋ぐ燃料径路途中に蓄圧タンクとこの蓄圧タンク内の燃圧を検出する燃圧検出手段とを設けて、蓄圧タンク内に蓄えられる燃料が所定の燃圧の範囲を確保するように、燃圧検出手段により検出された燃圧の挙動から燃料ポンプの駆動期間が制御手段によって制御されるので、駆動によるエネルギー消費が低減可能な燃料ポンプの間欠駆動が行なえると共に、燃圧検出手段により検出された燃圧挙動に応じて燃料噴射弁の開弁期間を制御するので、燃料噴射弁から噴射される燃料の調量制御が可能である。
【００１１】
上記燃圧挙動から燃料ポンプの駆動期間を制御するとは、上記請求項１に記載するように、燃圧検出手段により検出された燃圧の燃圧変化特性から所定燃圧に到達する経過時間を求め、この経過時間に燃料ポンプの動作遅れ時間を見込んで、燃料ポンプのオン、オフ動作時期を制御する。
【００１２】
これにより、燃圧検出手段により検出された燃圧の燃圧変化特性から所定燃圧に到達する時間に燃料ポンプの動作遅れ時間を見込んだ経過時間によって燃料ポンプのオン、オフ動作時期を制御するので、蓄圧タンク内に蓄えられる燃料が所定燃圧の範囲に確実に確保される。
【００１３】
上記燃圧変化特性は、本発明の請求項２に記載するように、所定の計測間隔にて検出された燃圧値より算出される。
【００１４】
これにより、燃圧変化特性は、燃圧検出手段により燃圧を連続的に検出したものではなく、所定の計測間隔にて検出された燃圧値より算出されるので、例えば上記制御手段によって燃圧変化特性を算出することも可能であるので、安価なシステムを提供可能である。
【００１５】
上記所定計測間隔は、本発明の請求項３に記載するように、内燃機関の運転状態に応じて変える。
【００１６】
一般的に、内燃機関へ燃料噴射する燃料噴射弁は、内燃機関の運転状態に応じた最適な燃料噴射時期に間欠噴射されるので、燃料噴射弁と燃料ポンプを繋ぐ燃料径路に貯められた燃料の燃圧は、間欠噴射する燃料噴射弁によって流出した燃料分だけ圧力降下が生じる。
【００１７】
これに対して、本発明の内燃機関の燃料供給装置を用いれば、内燃機関の運転状態に応じて燃圧変化特性を算出するための所定計測間隔を変えるので、内燃機関の運転状態に応じた燃圧挙動を表す燃圧変化特性を捉えることができる。
【００１８】
本発明の請求項４によると、燃料ポンプが制御されるオン、オフ動作時期は、燃圧上昇段階および下降段階のそれぞれについて、燃圧検出手段により検出された少なくとも２点からなる燃圧値から求められた燃圧変化式より推定する燃料ポンプのオン、オフそれぞれに対応した所定の燃圧に到達する経過時間に対応している。
【００１９】
すなわち燃料ポンプのオン動作中に生じる上記燃料経路内の燃圧が上昇する燃圧上昇段階の燃圧変化特性と、オフ動作中に生じる上記燃料経路内の燃圧が下降する燃圧下降段階の燃圧変化特性のそれぞれについて燃圧検出手段により検出された少なくとも２点からなる燃圧値から求められた燃圧変化式より推定するので、燃圧変化式より推定される燃圧上昇段階の燃圧変化特性および燃圧下降段階の燃圧変化特性から、燃料ポンプのオン、オフそれぞれに対応した所定の燃圧に到達する経過時間つまり燃料ポンプが制御されるオン、オフ動作時期を算出することができる。
【００２０】
本発明の請求項５によると、燃料ポンプが制御されるオン、オフ動作時期は、燃料噴射量の積算値から求めた燃料ポンプのオン、オフそれぞれに対応した所定の燃圧に到達する経過時間に対応している。
【００２１】
燃料ポンプのオフ動作中に燃料噴射弁からの噴射による燃料流出がなければ、上記燃料経路内の燃圧が下降することはない。つまり燃料ポンプのオフ動作中の燃圧下降量は、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量の積算値に応じて生じるので、燃料噴射量の積算値によって、燃料ポンプのオン、オフそれぞれに対応した所定の燃圧に到達する経過時間つまり燃料ポンプが制御されるオン、オフ動作時期を算出することが可能である。
【００２２】
本発明の請求項６によると、制御手段は、外部からの給電により作動する制御回路であって、制御回路は、燃料ポンプのオン、オフそれぞれに対応した所定の燃圧に到達する経過時間を、内燃機関の運転状態を表す回転数と負荷による２次元マップからなる運転状態経過時間として有しており、トリガーが掛けられる燃圧値となるトリガー燃圧時期を検出し、トリガー燃圧時期に応じて燃料ポンプのオン、オフ動作時期を補正する。
【００２３】
これにより、制御手段としての制御回路は、燃料ポンプのオン、オフそれぞれに対応した所定の燃圧に到達する経過時間を２次元マップからなる運転状態経過時間として有するので、燃料供給装置、特に燃料ポンプの燃料吐出特性の製造ばらつきを、トリガーが掛けられる燃圧値となるトリガー燃圧時期に応じて補正することで解消できる。
【００２４】
したがって、燃料供給装置、特に燃料ポンプの燃料吐出特性の製造ばらつきに起因して生じるオン、オフ動作時期ずれによって燃料ポンプが無駄に駆動することがなくなるので、燃料ポンプを駆動するため制御回路を介して燃料ポンプへ給電する電力エネルギー量を抑えることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内燃機関の燃料供給装置を、いわゆる点火式内燃機関の燃料供給装置に適用して、具体化した実施形態を図面に従って説明する。図１は、本発明の実施形態の一実施例に係わる内燃機関の燃料供給装置が適用された内燃機関及びその周辺装置の概略構成を表す構成図である。図２は、本発明の実施形態の内燃機関の燃料供給装置の構成を表す模式的構成図である。図３は、図２中の燃料ポンプの動作特性を表す模式図である。また、図４は、図２中の燃料ポンプの動作と蓄圧タンク内の燃料圧との関係を説明するためのタイムチャートである。図５は、図２中の燃料ポンプの動作と蓄圧タンク内の燃料圧、および燃料噴射弁の動作との関係を説明するための部分的タイムチャートである。
【００２６】
まず、図１に基いて内燃機関のシステム全体の概略構成を以下説明する。内燃機関１００の吸気管２の最上流部には、エアクリーナ３が設けられ、このエアクリーナ３の下流側に、図示しないアクセルペダルの操作に連動して開閉されるスロットルバルブ１１が設けられている。このスロットルバルブ１１が開閉されることにより、吸気管２内を流れる吸入空気量が調節される。
【００２７】
このスロットルバルブ１１の下流側には、内燃機関１００の各気筒に空気を導入する吸気マニホルド４が接続されている。各気筒の吸気マニホルド４内の吸入ポートに導入された吸入空気は、内燃機関１００の各気筒に形成された吸気バルブ６を介して燃焼室７へ流入する。また、内燃機関１００の吸気マニホルド４の近傍の吸気管２には、燃料噴射弁５が取付けられている。この燃料噴射弁５は、後述する燃料供給システムＦによって燃料噴射弁５から噴射される燃料が供給される。この燃料噴射弁５から噴射される燃料は、制御回路３０によって駆動される燃料噴射弁５の開弁期間を可変にすることで調量され、吸入空気とともに混合気となって内燃機関１００の燃焼室７へ供給される。
【００２８】
なお、スロットルバルブ１１には、スロットルバルブ１１の弁軸開度を検出するスロットルセンサ１１ａが設けられ、スロットルバルブ１１の下流側には、吸気管２内の吸気圧ＰＭを検出する吸気圧センサ２１が設けられている。このスロットルセンサ１１ａは、スロットル開度ＴＨＡに応じたアナログ信号と共に、スロットルバルブ１１がほぼ全閉であることを検出するアイドルスイッチからのオン−オフ信号も出力される。
【００２９】
また、内燃機関１００のクランク軸１２にはその回転に伴うクランク角〔°ＣＡ（ＣＡは、ＣｒａｎｋＡｎｇｌｅの略語）〕を検出するクランク角センサ２２が設けられている。このクランクセンサ２２で検出されたクランク角信号が後述する制御回路３０に送信されると、制御回路３０では、このクランク角センサ２２で検出されるクランク角に応じて内燃機関１００の機関回転数が算出される。
【００３０】
また、内燃機関１００のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ１３が配設されている。この点火プラグ１３には、クランク角センサ２２で検出されるクランク角に同期して制御回路３０から出力される点火指令信号に基いて、点火コイル１４から高電圧が印加される。詳しくは、点火コイル１４の１次コイル側には後述の点火回路４０から供給される高エネルギーの電荷が印加され、この印加によって点火コイル１４を介して点火プラグ１３が点火される。これにより燃焼室７内の混合気の点火燃焼が行われる。
【００３１】
一方、内燃機関１００の排気ガスは、排気バルブ８を介して排気マニホルドから排気管９に導出され外部に排出される。
【００３２】
制御手段としての制御回路（以下、ＥＣＵと呼ぶ）３０は、図示しない制御プログラムを格納したリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、各種データを格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、各種演算処理を実行する中央処理装置としてのマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、入出力回路およびそれらを接続する入力ポート、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュータとして構成されている。
【００３３】
このＥＣＵ３０は、後述のバッテリ９０若しくは発電機６０から給電され、燃料供給システムＦ、点火システムＩｇを制御する。詳しくは、このＥＣＵ３０には、吸気圧センサ２１からの吸気圧ＰＭ、クランク角センサ２２からのクランク角、スロットルセンサ１１ａからの弁軸開度ＴＨＡ、および後述する燃圧センサ５４から送信される信号等が入力されている。これら各種センサの情報に基いて、ＥＣＵ３０は内燃機関の運転状態を検出し、この運転状態に応じて燃料噴射量および燃料噴射時期を算出するとともに、運転状態に応じた点火時期を算出する。これら燃料噴射量および燃料噴射時期に対応するＥＣＵ３０からの駆動信号によって燃料噴射弁５から噴射する燃料噴射量および燃料噴射時期が適宜、制御される。また、この点火時期に対応する駆動信号によって、点火回路４０および点火コイル１４を介して、点火プラグ１３の点火時期が適宜、制御される。
【００３４】
また、図１に示すように、始動装置は、スタータシステム８０と、発電機６０と、キック機能等による発電機６０を駆動する人力発電システム７０とを含んで構成されている。なお、発電機６０は、クランク軸１２と一体的に駆動が可能なものであって周知の構造であるので説明は省略する。
【００３５】
スタータシステム８０は、始動モータ８１と、中間ギヤ８２と、クランク軸１２と一体回転可能なスタータギヤ８３とからなる。スタータギヤ８３は、中間ギヤ８２を介して、始動モータ８１の出力軸８１ａが始動モータ８１の始動時のみ噛み合うように構成されている。これにより、始動時には、始動モータ８１により中間ギヤ８２およびスタータギヤ８３を介してクランク軸１２を強制的に回転して内燃機関１００を駆動させるとともに、発電機６０を発電させることが可能である。
【００３６】
人力発電システム７０は、キック機能による人力発電であって、キックレバー７１と、キックレバーギヤ７２と、中間ギヤ７３と、クランク軸１２と一体回転可能な始動ギヤ７４とからなる。始動ギヤ７４は中間ギヤ７３と噛み合い、さらにこの中間ギヤ７３にキックレバーギヤ７２がキックレバー７１回転時のみ噛み合うように構成されている。キックレバー７１によりキックレバーギヤ７２が回転し、これにより中間ギヤ７３および始動ギヤ７４を介してクランク軸１２を強制的に回転させるので、例えばバッテリ９０の容量不足により始動モータ８１が作動できない状態等においても、キックレバー７１による人力よって内燃機関１００を駆動させるとともに、発電機６０を発電させることが可能である。
【００３７】
（燃料供給システムＦの詳細）
次に、各気筒の燃料噴射弁５へ燃料を供給する燃料供給システムＦの構成を、図１、図２に基いて以下説明する。
【００３８】
燃料供給システムＦは、燃料タンク５１と、燃料ポンプ５２と、燃料噴射弁５と、燃料タンク５１と燃料ポンプ５２とを繋ぐ燃料経路としての燃料配管５５ａと、燃料ポンプ５２と燃料噴射弁５とを繋ぐ燃料経路としての燃料配管５５ｂ、５５ｃと、燃料ポンプ５２と燃料噴射弁５とを繋ぐ燃料経路５５ｂ、５５ｃの途中に配設された蓄圧タンク５３と、燃圧検出手段としての燃圧センサ５４と、制御手段としてのＥＣＵ３０とを含んで構成されている。
【００３９】
燃料を貯留する燃料タンク５１内または燃料タンク５１の外には、燃料を汲み上げる燃料ポンプ５２が配置されている。以下、本実施形態では、図１，２に示す燃料タンク５１の外に配設された燃料ポンプ５２にて説明する。
【００４０】
この燃料ポンプ５２は、バッテリ９０（図２参照）または発電機６０から給電されて駆動する電動モータであって、例えばいわゆるインラインポンプが用いられている。この燃料ポンプ５２から吐出される燃料は、燃料径路としての燃料配管５５ｂ、５５ｃを通して燃料噴射弁５に供給される。
【００４１】
燃料配管５５ｃ、５５ｃの途中には、図１、図２に示すように、例えば容積５３ａが１０ｃｃ程度の蓄圧タンク５３が接続され、この蓄圧タンク５３によって燃料ポンプ５２から吐出される燃料の燃圧が所定の燃圧の範囲（例えば０．１〜０．３ＭＰａ程度）に調圧される。この畜圧タンク５３による調圧によって、燃料ポンプ５２から吐出される燃料を余剰分として燃料タンク５１内に戻すことなく、所定燃圧範囲の燃料を燃料噴射弁５へ供給できる。なお、この燃圧は、図１、図２に示すように、燃圧検出手段としての燃圧センサ５４によって検出される。
【００４２】
詳しくは、燃料ポンプ５２が図３に示すように所定の燃圧範囲（例えば下限燃圧Ｐ１＝０．１ＭＰａから上限燃圧Ｐ２＝０．３ＭＰａの範囲）でオン、オフ駆動される。すなわち、図４に示すように、下限燃圧Ｐ１＝０．１ＭＰａに達すると、燃料ポンプ５２がオン動作され、燃料ポンプ５２から吐出される燃料は、燃料ポンプ５２と燃料噴射弁５を繋ぐ燃料経路としての畜圧タンク５３および燃料配管５５ｂ、５５ｃへ充填される。一方、燃料ポンプ５２のオン動作によって燃圧がさらに上昇して上限燃圧Ｐ２＝０．３ＭＰａに達すると、燃料ポンプ５２はオフ動作される。これにより、燃料噴射弁５から燃料噴射されない限り、上限燃圧Ｐ２＝０．３ＭＰａに維持される。
【００４３】
なお、ここで、下限燃料圧Ｐ１は、少なくとも、内燃機関１００の始動に必要な燃圧、いわゆる燃料噴射圧が確保できる所定の燃圧以上であることが望ましい。
【００４４】
（内燃機関の始動時）
内燃機関１００の始動時には、燃料ポンプ５２によって燃料タンク５１から燃料を汲み上げて初めて上記燃料径路５３、５５ｂ、５５ｃに大気圧以上の燃圧が生じる。このため、燃圧が上限燃圧Ｐ２に達するまでは、燃料ポンプ５２はオン動作される。このとき、燃圧センサ５４によって検出される燃圧が所定燃圧、例えば下限燃圧Ｐ１に達するまでは、ＥＣＵ３０によって燃料噴射弁５からの燃料噴射を禁止するように設定すれば、内燃機関１００の始動に必要な燃料噴射圧が確保できるので、内燃機関の始動が可能である。
【００４５】
なお、下限燃圧Ｐ１に達して燃料噴射の禁止が解除されると、上限燃圧Ｐ２に達するまでは、燃料噴射弁５から噴射される燃料噴射量分だけ燃圧上昇率が抑えれながら燃圧上昇する。
【００４６】
これにより、燃料ポンプ５２と燃料噴射弁５との間に、間欠駆動される燃料ポンプ５２から吐出される燃料が所定の燃圧の範囲になるように貯留される蓄圧タンク５３を有するので、キック機能の人力による人力発電システム７０による発電によって一時的に得られた電気エネルギーを用いて始動させた場合でも、燃料ポンプ５２を間欠駆動させて所定燃圧範囲に達した燃料を燃料噴射弁５へ供給できる。
【００４７】
（内燃機関の始動後以降の運転状態）
下限燃料圧Ｐ１に達して燃料ポンプ５２がオン動作されると、上限燃圧Ｐ２に達するまでは、燃料噴射弁５から噴射される燃料噴射量分だけ燃圧上昇率が抑えれながら燃圧上昇する。一方、上限燃圧Ｐ２に達し、燃料ポンプがオフ動作されると、燃料噴射弁５から噴射される燃料噴射量に応じて燃圧降下が生じる。この燃料噴射の累積によって燃圧が降下して下限燃圧Ｐ１に達すると再び燃料ポンプ５２がオン動作される。所定の燃圧範囲すなわち下限燃圧Ｐ１＝０．１ＭＰａから上限燃圧Ｐ２＝０．３ＭＰａの範囲で燃料ポンプ５２がオン、オフ駆動されるので、燃料ポンプ５２を駆動するための電気エネルギーの消費量が低減できる。
【００４８】
なお、燃料供給装置、特に燃料ポンプ５２を駆動するために消費する消費電力量を低減するとともに、燃料噴射弁５から噴射される燃料調量ができる構成および動作の詳細については、後述する。
【００４９】
（点火システムＩｇの詳細）
点火システムＩｇは、点火プラグ１３と、点火プラグ１３に高電圧を印加する点火コイル１４と、点火回路４０と、制御手段としてのＥＣＵ３０とを含んで構成されている。なお、点火プラグ１３、および点火コイル１４は周知の構造であるので説明は省略する。
【００５０】
点火回路（以下、ＣＤＩと呼ぶ）４０は、外部から給電されるエネルギーを電荷として蓄積可能なコンデンサ（図示せず）を備え、このコンデンサに蓄えられた電荷を点火コイル１４の１次コイルに急激に放電することで、点火コイル１４の２次コイルに高電圧を発生させて点火を行うものである。なお、ＣＤＩとは、ＣａｐａｃｉｔｏｒＤｉｓｃｈａｒｇｅＩｇｎｉｔｉｏｎの略語である。
【００５１】
これにより、連続的に継続して外部から給電がされなくても、ＣＤＩ４０には電荷として蓄積可能なコンデンサを有するので、例えば間欠的な発電によって一時的に外部から給電される場合でも、間欠的な発電を繰返すことで点火コイル１４に高電圧を発生させ、点火プラグ１３を点火可能である。
【００５２】
（燃料供給システムＦおよび点火システムＩｇ、特に燃料供給装置Ｆを制御する制御手段３０の詳細）
本実施形態の燃料供給装置は、内燃機関の運転状態応じて電子制御されるものであって、この燃料供給装置の燃料供給能力の確保に要するエネルギー消費量を低減するため、以下の特徴を有する。
【００５３】
まず、制御手段としてのＥＣＵ３０は、外部からの給電によって作動する他の装置、すなわち燃料供給システムＦの燃料ポンプ５２、燃料噴射弁５および点火システムＩｇの点火回路４０等に優先して給電を受ける構成を有することが望ましい。すなわち、ＥＣＵ３０は、図２に示すように、給電手段としてのバッテリ９０、人力発電システム７０によって発電する発電機６０ａ、および内燃機関の駆動力によって発電する発電機６０ｂから選択的に接続する構成を有する。
【００５４】
これにより、ＥＣＵ３０は、図１、２に示すように、給電手段としてのバッテリ９０、人力発電システム７０によって発電する発電機６０ａ、および内燃機関の駆動力によって発電する発電機６０ｂから選択的に給電を受けることができると共に、制御手段としてのＥＣＵ３０の動作の安定性確保が可能である。
【００５５】
次に、制御手段としてのＥＣＵ３０は、図２に示すように、燃圧検出手段としての燃圧センサ５４の燃圧信号が入力され、後述する燃圧制御方法（詳しくは、燃料ポンプ５２の駆動方法）を用いて、燃圧信号に応じて燃料ポンプ５２を間欠駆動させるとともに、この燃圧に応じて燃料噴射弁５の開弁期間ＴＱ（図５参照）を調整する。詳しくは、この開弁期間ＴＱが図４に示すような燃圧変化を補正するように調整されることで、内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射量の調整が可能である。
【００５６】
なお、この燃料ポンプ５２が間欠駆動される駆動周期ＴＴ（図４、図５参照）は、燃料噴射弁５が間欠噴射される噴射周期ＴＱＴ（図５参照）より大きいことが望ましい。
【００５７】
ここで、燃料供給能力の確保に要するエネルギー消費を低減、すなわち駆動に伴う電力消費量を低減するとともに、燃料噴射弁５から噴射される燃料調量が可能、すなわち安定した燃圧挙動（詳しくは、所定の周期性を有する燃圧変化特性）となる燃料吐出が可能な燃料ポンプの駆動方法を、以下図５、図６に従って説明する。
【００５８】
なお、燃料供給装置の燃料供給能力とは、燃料供給源としての燃料ポンプの燃料噴射弁５へ吐出する燃料供給量と、燃料噴射弁５から内燃機関１００へ流出する燃料量とが安定して供給できることである。
【００５９】
図５は、図２中の燃料ポンプの動作と蓄圧タンク内の燃料圧、および燃料噴射弁の動作との関係を説明するための部分的タイムチャートであって、図５（ａ）は、燃料噴射弁５を駆動するため、ＥＣＵ３０から燃料噴射弁５へ送信される燃料噴射弁駆動信号の波形特性であり、図５（ｂ）は、燃圧センサ５４によって検出される燃圧の挙動を表す燃圧変化特性であり、図５（ｃ）は、ＥＣＵ３０から燃料ポンプへ送信される燃料ポンプ駆動信号である。なお、横軸は、時間（または、クランク角）で表される。
【００６０】
一般に、燃料ポンプ５２は、オン動作によって図５（ｃ）に示す駆動信号の波形が立上がっても、燃料ポンプ５２の駆動によって燃料タンク５１から汲み上げられた燃料が燃料噴射弁５への燃料径路としての燃料配管５５ｂ、５５ｃおよび蓄圧タンク５３に流入して燃圧が上昇し始めるまでには、応答遅れ時間（以下、燃料ポンプ５２の動作遅れ時間と呼ぶ）ΔＴ（図５参照）が生じる。言換えると、実際の燃圧変化特性は、燃料径路５５ｂ、５５ｃ、５３への流出、流入流量から算出される予測燃圧変化特性（図５（ｂ）における一点鎖線の燃圧変化特性）に対し、ほぼ動作遅れ時間ΔＴに相当する経過時間分ずれた実線の燃圧変化特性のようになる。
【００６１】
これに対して、本実施形態に係わる燃料ポンプ５２の駆動方法では、図５（ｃ）に示すように、ＥＣＵ３０によって、所定のオン動作時間ＴＰ、およびオン−オフ駆動周期ＴＴを備えた燃料ポンプ駆動信号が燃料ポンプ５２へ送信され、燃料ポンプ５２が間欠駆動されるので、図５（ｂ）に示す下限燃圧Ｐ１から上限燃圧Ｐ２まで周期的に燃圧挙動する所定燃圧の範囲（例えば下限燃圧Ｐ１＝０．１ＭＰａおよび上限燃圧Ｐ２＝０．３ＭＰａとする０．１ＭＰａ〜０．３ＭＰａの範囲）の燃料を燃料噴射弁５へ供給できる。なお、動作遅れ時間ΔＴを見込んで燃料ポンプ５２を間欠駆動しているので、燃料噴射弁５へ供給する燃料は、所定燃圧の範囲に確実に確保できる。
【００６２】
また、ＥＣＵ３０は、燃圧変化に応じて補正した開弁期間ＴＱによって燃料噴射弁５を制御する。これにより、燃料噴射弁５から噴射される燃料の調量制御が可能である。
【００６３】
したがって、駆動による電力消費量低減が可能な燃料ポンプ５２の間欠駆動が行なえるとともに、燃圧センサ５４により検出された周期的な燃圧変化特性に応じて補正された開弁期間ＴＱによる燃料噴射弁５の制御によって燃料噴射弁５から噴射される燃料の調量が可能である。
【００６４】
（内燃機関の始動時）
始動のときバッテリ９０の容量不足により始動モータ８１が作動できない状態において、例えばキック機能による人力による一時的な発電であっても、燃料ポンプ５２を間欠駆動させて、蓄圧可能な蓄圧タンク５３を備えた燃料径路へ燃料を充填させているので、燃料ポンプ５２の駆動に伴う電力消費量を低減するとともに、安定した燃圧挙動（詳しくは、所定の周期性を有する燃圧変化特性）が確保できるので、内燃機関１００の始動が可能である。
【００６５】
詳しくは、バッテリ９０の容量不足により始動モータ８１が作動できない状態である場合には、ＥＣＵ３０によって、人力発電システム７０の発電による発電機６０ａからの給電手段が選択され、始動後には、内燃機関の駆動力の発電による発電機６０ｂからの給電手段が選択される。
【００６６】
これにより、人力発電システム７０のキックによる一時的な発電であっても、電力消費量を節約できる燃料ポンプ５２の間欠駆動と、電気エネルギーを電荷として蓄積可能なコンデンサを有する点火装置としてのＣＤＩ４０とによって、始動のための人力発電による総発電量を抑えることできるので、内燃機関１００を確実に始動させることが可能である。
【００６７】
（内燃機関の始動後以降の運転状態）
始動後は、ＥＣＵ３０によって、内燃機関の駆動力の発電による発電機６０ｂからの給電手段に切換えられるので、内燃機関の燃料供給装置には、内燃機関の駆動力による連続的な発電によって生じた電気エネルギーが内燃機関停止するまで継続的に供給される。
【００６８】
しかも、上記駆動方法による燃料ポンプ５２の間欠駆動を用いて、周期的な燃圧変化特性に応じて補正がなされた開弁期間ＴＱによって燃料噴射弁５が制御されるので、燃料噴射弁５から噴射される燃料の調量ができ、従って内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射量の調整が可能である。
【００６９】
（変形例１）
上述の実施形態に係わる燃料ポンプ５２の駆動方法において、燃圧変化特性の検出を燃圧センサ５４の連続検出として説明したが、変形例１としては、この燃圧変化特性の検出を、図６（ｂ）に示すように、燃圧検出手段としての燃圧センサ５４による所定の計測時間間隔よって検出される構成を有する。
【００７０】
これにより、燃圧変化特性は、燃圧センサ５４より燃圧挙動を連続的に検出したものではなく、所定の計測時間間隔にて検出された燃圧値よりオン、オフ動作時期に係わる経過時間としてのオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴが算出可能である。したがって、安価なシステムを提供することが可能である。
【００７１】
（変形例２）
上述の実施形態に係わる燃料ポンプ５２の駆動方法を用いれば、周期的な燃圧変化特性が得られるので、変形例２としては、図６（ｃ）に示すように、燃圧上昇段階および下降段階のそれぞれについて燃圧センサ５４より検出された少なくとも２点（詳しくは、図６（ｃ）では２点）からなる燃圧値によって燃圧変化特性を検出し、ＥＣＵ３０によってこれら燃圧値から燃圧変化式が推定される構成とする。
【００７２】
詳しくは、所望の所定燃圧範囲に調圧したい上限燃圧Ｐ２と下限燃圧Ｐ１の間において、下限燃圧Ｐ１よりは高圧の下限側検出燃圧Ｐｄと、この下限側検出燃圧Ｐｄに比べ、上限燃圧Ｐ２に近い上限側検出燃圧ＰｔとをＥＣＵ３０内に設定しておき、燃圧上昇段階および下降段階のそれぞれについて下限側検出燃圧Ｐｄ、上限側検出燃圧Ｐｔとなる経過時間をから燃圧センサ５４より検出すれば、オン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴが算出可能である。
【００７３】
例えば、内燃機関の運転状態によって上限燃圧Ｐ２と下限燃圧Ｐ１とを変え、運転状態に応じた所望の所定燃圧範囲に調圧したい場合に好適である。
【００７４】
（変形例３）
変形例３としては、燃圧変化特性の検出を、図６（ｄ）に示すように、燃圧検出手段としての燃圧センサ５４による所定のクランク角間隔によって検出される構成を有する。
【００７５】
これにより、内燃機関の運転状態に応じて燃圧変化特性を算出するための計測時間間隔を変えることができる。したがって、例えば、周期的に変化する燃圧変化特性の燃圧上昇段階および下降段階のそれぞれの燃圧値から推定する燃圧変化式の精度が、内燃機関の低速運転、高速運転状態に係わらず、検出点数に起因して一定に保証することが可能である。
【００７６】
（変形例４）
変形例４としては、燃圧変化特性を、燃料噴射量の積算値からオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴを算出する構成を有する。
【００７７】
例えば上限燃圧Ｐ２に到達してオフ動作されたとき、燃料ポンプ５２のオフ動作中に燃料噴射弁５からの噴射による燃料流出がなければ、燃料経路５５ｂ、５５ｃ、５３内の燃圧が下降することはない。つまり燃料ポンプ５３のオフ動作中の燃圧下降量は、燃料噴射弁５から噴射される燃料噴射量の積算値に応じて生じるので、燃料ポンプ５２のオン、オフそれぞれに対応した所定の燃圧に到達する経過時間つまりオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴを、燃料噴射量の積算値から算出することが可能である。
【００７８】
（変形例５）
変形例５としては、ＥＣＵ３０には予め、内燃機関の運転状態に対応した所定の燃圧に達する経過時間としてのオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴの基準値が格納されており、予め設定したトリガーを掛ける燃圧値となるトリガー燃圧時期を燃圧センサ５４によって検出し、トリガー燃圧時期に応じて燃料ポンプ５２のオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴを補正する構成を以下図７に従って説明する。
【００７９】
図７の燃圧制御（詳しくは、燃料ポンプ５２の間欠駆動制御）の処理を表すフローチャートに示す燃料ポンプ５２の間欠駆動制御は、オン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴの基準値を内燃機関の運転状態を表す機関回転数ＮＥと負荷（詳しくは燃料噴射量Ｑ）による２次元マップからなる運転状態経過時間を求める手段と、この手段によって求められたオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴの基準値と、トリガー燃圧時期から推定される実オン動作時間ＴＰｏｂおよび実オン−オフ駆動周期ＴＴｏｂとを比較して補正する補正手段からなる。
【００８０】
すなわち、図７に示すように、Ｓ７０１（Ｓはステップを表す）では、クランク角センサ２２で検出されるクランク角信号から機関回転数ＮＥを求め、またスロットルセンサ１１ａで検出される弁軸開度検出信号から弁軸開度ＴＨＡを求める。
【００８１】
次に、Ｓ７０２では、Ｓ７０１で求められた内燃機関の運転状態を表す機関回転数ＮＥと弁軸開度ＴＨＡから、負荷としての燃料噴射量Ｑを算出する。
【００８２】
次に、Ｓ７０３では、ＥＣＵ３０に予め機関回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑによる２次元マップとして格納されているオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴの基準値から、Ｓ７０１およびＳ７０２から算出した内燃機関の運転状態を示す機関回転数ＮＥと弁軸開度ＴＨＡに対応したオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴを求める。
【００８３】
次に、Ｓ７０４では、燃圧センサ５４による検出したトリガー燃圧時期Ｔｏｂから推定される実オン動作時間ＴＰｏｂおよび実オン−オフ駆動周期ＴＴｏｂと、Ｓ７０３で求められたオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴとをそれぞれを比較して、その差が所定値ΔＴｊを越えるか否かを判断する。その差が所定値ΔＴｊ以下であれば、Ｓ７０６へ移行する。逆に、その差が所定値ΔＴｊを越えれば、Ｓ７０５へ移行する。
【００８４】
Ｓ７０５では、Ｓ７０３で求められたオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴを補正し、その後Ｓ７０６へ移行する。
【００８５】
Ｓ７０６では、Ｓ７０３で求められたオン動作時間ＴＰおよびオン−オフ駆動周期ＴＴ若しくはＳ７０５にて補正されたものを用いて、燃料ポンプ５２を間欠駆動する。
【００８６】
これにより、燃料供給装置、特に燃料ポンプ５２の燃料吐出特性の製造ばらつきを、トリガー燃圧時期に応じて補正することで解消できる。
【００８７】
したがって、燃料ポンプの燃料吐出特性の製造ばらつきに起因して生じるオン、オフ動作時期ずれによって燃料ポンプ５２が無駄に駆動することがなくなるので、燃料ポンプ５２を駆動するためＥＣＵ３０を介して燃料ポンプ５２へ給電する電力消費量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一実施例に係わる内燃機関の燃料供給装置が適用された内燃機関及びその周辺装置の概略構成を表す構成図である。
【図２】本発明の実施形態の内燃機関の燃料供給装置の構成を表す模式的構成図である。
【図３】図２中の燃料ポンプの動作特性を表す模式図である。
【図４】図２中の燃料ポンプの動作と蓄圧タンク内の燃料圧との関係を説明するためのタイムチャートである。
【図５】図２中の燃料ポンプの動作と蓄圧タンク内の燃料圧、および燃料噴射弁の動作との関係を説明するための部分的タイムチャートである。
【図６】燃圧変化特性の検出に係わる変形例を説明するためのタイムチャートであって、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｃ）は、それぞれ変形例１、変形例２、変形例３を表すタイムチャートである。
【図７】燃圧変化特性の検出に係わる変形例５であって、燃圧制御の処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
５燃料噴射弁
７燃焼室
１１、１１ａスロットルバルブ、スロットルセンサ
１２クランク軸
１３点火プラグ
１４点火コイル
２２クランク角センサ
３０ＥＣＵ（制御手段としての制御回路）
４０ＣＤＩ（点火回路）
５１燃料タンク
５２燃料ポンプ
５３蓄圧タンク
５４燃圧センサ（燃圧検出手段）
５５ｂ、５５ｃ（燃料経路としての）燃料配管
６０発電機
７０人力発電システム
７１キックレバー
８０スタータシステム８０は、始動モータ８１と、中間ギヤ８２
８１始動モータ
９０バッテリ
１００内燃機関
Ｆ燃料供給システム
Ｉｇ点火システム
Ｐ１、Ｐ２所定の燃圧の範囲（下限燃圧、上限燃圧）
ＴＰ、ＴＴ燃料ポンプ５２のオン、オフ動作に対応した所定の燃圧に到達する経過時間（オン動作時間ＴＰ、オン−オフ駆動周期）
Ｑ負荷としての燃料噴射量[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine, and more particularly to a configuration for reducing energy consumption related to the fuel supply capability of a fuel supply device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
The fuel supply device includes a fuel pump that supplies fuel pumped up from a fuel tank to a fuel injection valve that injects the fuel into an internal combustion engine, and a pressure of fuel discharged from the fuel pump (hereinafter referred to as fuel pressure) to a predetermined pressure. A pressure regulator that regulates pressure and a control circuit that controls various actuators such as a fuel pump in accordance with the operating state of the internal combustion engine are known.
[0003]
In this type of fuel supply device, the fuel pump is always turned on to discharge the fuel from the fuel pump, and the excess fuel is returned to the fuel tank by the pressure regulator, so that fuel with a constant fuel pressure is always supplied to the fuel injection valve. To supply.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional configuration, since the fuel pump is always turned on in order to stably secure the fuel supply capability of the fuel supply device of the internal combustion engine, there is a problem that the power consumption of the entire device becomes large.
[0005]
For this reason, the consideration which can respond to the case where it wants to start without relying on the electric power feeding by power supplies, such as a battery, is not enough.
[0006]
In other words, for example, when a vehicle rises in a remote area and is too far away from walking to return home, or depending on the vehicle, a vehicle with a small capacity battery or a battery-less vehicle is driven to reduce weight. When the driver or the like wants to select, the driver or the like wants to start by power generation by human power such as a kick function without relying on an external power source.
[0007]
At this time, for example, even if power can be temporarily generated by the kick function, the fuel pump that needs to be kept on at all times and the fuel injection amount that is injected into the internal combustion engine by being driven variably in the valve opening period It is difficult to start and continue kicking so that the fuel injection valves to be adjusted and the control circuit for controlling them can be continuously supplied.
[0008]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the object thereof is to electronically control the internal combustion engine according to the operating state of the internal combustion engine, while reducing the energy consumption required to secure the fuel supply capacity. Another object of the present invention is to provide a fuel supply device for an internal combustion engine capable of adjusting the amount of fuel injected from a fuel injection valve.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to claim 1 of the present invention, the fuel pump for pumping fuel from the fuel tank, the fuel injection valve for injecting the fuel discharged from the fuel pump to the internal combustion engine, and the valve opening period of the fuel injection valve are made variable. In a fuel supply apparatus for an internal combustion engine having a control means for adjusting a fuel injection amount, a pressure accumulation tank and a fuel pressure detection means for detecting a fuel pressure in the pressure accumulation tank are provided between the fuel pump and the fuel injection valve. The control means is intermittently controlled by controlling the driving period of the fuel pump from the behavior of the fuel pressure detected by the fuel pressure detecting means so that the fuel stored in the pressure accumulating tank is secured within a predetermined fuel pressure range. Drive and control the fuel injection valve opening period according to the fuel pressure behavior And controlling the driving period of the fuel pump from the fuel pressure behavior is to obtain an elapsed time to reach the predetermined fuel pressure from the fuel pressure change characteristic of the fuel pressure detected by the fuel pressure detecting means, and at the elapsed time, the fuel pump The on / off operation timing of the fuel pump is controlled in anticipation of the operation delay time of .
[0010]
For this reason, an accumulator tank and fuel pressure detecting means for detecting the fuel pressure in the accumulator tank are provided in the middle of the fuel path connecting the fuel pump and the fuel injection valve, and the fuel stored in the accumulator tank ensures a predetermined fuel pressure range. Thus, since the drive period of the fuel pump is controlled by the control means from the behavior of the fuel pressure detected by the fuel pressure detection means, the fuel pump can be intermittently driven and the fuel pressure detection means can reduce energy consumption by driving. Since the valve opening period of the fuel injection valve is controlled according to the fuel pressure behavior detected by the above, the metering control of the fuel injected from the fuel injection valve is possible.
[0011]
Controlling the drive period of the fuel pump from the above fuel pressure behavior Claim 1 above The elapsed time to reach the predetermined fuel pressure is obtained from the fuel pressure change characteristic of the fuel pressure detected by the fuel pressure detecting means, and the fuel pump on / off operation is estimated by considering the operation delay time of the fuel pump in this elapsed time. Control the timing.
[0012]
As a result, the on / off operation timing of the fuel pump is controlled by the elapsed time when the operation delay time of the fuel pump is estimated to reach the predetermined fuel pressure from the fuel pressure change characteristic of the fuel pressure detected by the fuel pressure detecting means. The fuel stored inside is reliably ensured within a predetermined fuel pressure range.
[0013]
The fuel pressure change characteristic of the present invention Claim 2 As described in the above, it is calculated from the fuel pressure value detected at a predetermined measurement interval.
[0014]
As a result, the fuel pressure change characteristic is not continuously detected by the fuel pressure detection means, but is calculated from the fuel pressure value detected at a predetermined measurement interval. For example, the fuel pressure change characteristic is calculated by the control means. Therefore, an inexpensive system can be provided.
[0015]
The predetermined measurement interval is determined according to the present invention. Claim 3 As described in the above, it changes according to the operating state of the internal combustion engine.
[0016]
In general, a fuel injection valve that injects fuel into an internal combustion engine is intermittently injected at an optimal fuel injection timing according to the operating state of the internal combustion engine. Therefore, fuel stored in a fuel path that connects the fuel injection valve and the fuel pump. The fuel pressure drops by the amount of fuel flowing out by the fuel injection valve that performs intermittent injection.
[0017]
On the other hand, if the fuel supply device for an internal combustion engine of the present invention is used, the predetermined measurement interval for calculating the fuel pressure change characteristic is changed according to the operating state of the internal combustion engine, so the fuel pressure corresponding to the operating state of the internal combustion engine is changed. The fuel pressure change characteristic representing the behavior can be captured.
[0018]
Of the present invention Claim 4 According to the above, the on / off operation timing when the fuel pump is controlled is estimated from the fuel pressure change equation obtained from the fuel pressure value consisting of at least two points detected by the fuel pressure detecting means for each of the fuel pressure increasing stage and the falling stage. This corresponds to the elapsed time to reach a predetermined fuel pressure corresponding to each on / off of the fuel pump.
[0019]
That is, the fuel pressure change characteristic at the fuel pressure increase stage in which the fuel pressure in the fuel path rises during the fuel pump on operation and the fuel pressure change characteristic at the fuel pressure decrease stage in which the fuel pressure in the fuel path decreases during the off operation. Is estimated from the fuel pressure change formula obtained from the fuel pressure value consisting of at least two points detected by the fuel pressure detection means, so from the fuel pressure change characteristic at the fuel pressure rise stage and the fuel pressure change characteristic at the fuel pressure drop stage estimated from the fuel pressure change formula The elapsed time to reach a predetermined fuel pressure corresponding to each on / off of the fuel pump, that is, the on / off operation timing at which the fuel pump is controlled can be calculated.
[0020]
Of the present invention Claim 5 According to this, the on / off operation timing at which the fuel pump is controlled corresponds to the elapsed time to reach a predetermined fuel pressure corresponding to the on / off of the fuel pump obtained from the integrated value of the fuel injection amount.
[0021]
If there is no fuel outflow due to injection from the fuel injection valve during the off operation of the fuel pump, the fuel pressure in the fuel path will not drop. In other words, the amount of decrease in fuel pressure during the off-operation of the fuel pump is generated in accordance with the integrated value of the fuel injection amount injected from the fuel injection valve, so that the fuel pump is turned on and off according to the integrated value of the fuel injection amount. It is possible to calculate the elapsed time to reach a predetermined fuel pressure, that is, the on / off operation timing when the fuel pump is controlled.
[0022]
Of the present invention Claim 6 According to the present invention, the control means is a control circuit that operates by power supply from the outside, and the control circuit determines the elapsed time to reach a predetermined fuel pressure corresponding to each on / off of the fuel pump, and the operating state of the internal combustion engine. It has as the operating state elapsed time consisting of a two-dimensional map with the number of revolutions and load to be expressed, detects the trigger fuel pressure timing that becomes the fuel pressure value to be triggered, and the fuel pump on / off operation timing according to the trigger fuel pressure timing Correct.
[0023]
As a result, the control circuit as the control means has the elapsed time for reaching the predetermined fuel pressure corresponding to each on / off of the fuel pump as the operating state elapsed time consisting of the two-dimensional map. This variation in the fuel discharge characteristics can be eliminated by correcting the trigger fuel pressure timing, which is the fuel pressure value at which the trigger is applied.
[0024]
Therefore, the fuel pump is not driven unnecessarily due to the on / off operation time lag caused by manufacturing variations in the fuel discharge characteristics of the fuel supply device, particularly the fuel pump. Thus, the amount of power energy supplied to the fuel pump can be suppressed.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a specific embodiment in which a fuel supply device for an internal combustion engine of the present invention is applied to a fuel supply device for a so-called ignition type internal combustion engine will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which a fuel supply device for an internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention is applied and its peripheral devices. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the fuel supply device for the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing the operating characteristics of the fuel pump in FIG. FIG. 4 is a time chart for explaining the relationship between the operation of the fuel pump in FIG. 2 and the fuel pressure in the accumulator tank. FIG. 5 is a partial time chart for explaining the relationship between the operation of the fuel pump in FIG. 2, the fuel pressure in the accumulator tank, and the operation of the fuel injection valve.
[0026]
First, a schematic configuration of the entire internal combustion engine system will be described below with reference to FIG. An air cleaner 3 is provided at the most upstream portion of the intake pipe 2 of the internal combustion engine 100, and a throttle valve 11 that is opened and closed in conjunction with the operation of an accelerator pedal (not shown) is provided downstream of the air cleaner 3. By opening and closing the throttle valve 11, the amount of intake air flowing through the intake pipe 2 is adjusted.
[0027]
An intake manifold 4 for introducing air into each cylinder of the internal combustion engine 100 is connected to the downstream side of the throttle valve 11. The intake air introduced into the intake port in the intake manifold 4 of each cylinder flows into the combustion chamber 7 via the intake valve 6 formed in each cylinder of the internal combustion engine 100. A fuel injection valve 5 is attached to the intake pipe 2 in the vicinity of the intake manifold 4 of the internal combustion engine 100. The fuel injection valve 5 is supplied with fuel injected from the fuel injection valve 5 by a fuel supply system F described later. The fuel injected from the fuel injection valve 5 is metered by making the valve opening period of the fuel injection valve 5 driven by the control circuit 30 variable, and becomes an air-fuel mixture together with intake air to burn the internal combustion engine 100. It is supplied to the chamber 7.
[0028]
The throttle valve 11 is provided with a throttle sensor 11a for detecting the valve shaft opening degree of the throttle valve 11. An intake pressure sensor 21 for detecting the intake pressure PM in the intake pipe 2 is provided downstream of the throttle valve 11. Is provided. The throttle sensor 11a also outputs an on / off signal from an idle switch that detects that the throttle valve 11 is almost fully closed, along with an analog signal corresponding to the throttle opening THA.
[0029]
The crankshaft 12 of the internal combustion engine 100 is provided with a crank angle sensor 22 that detects a crank angle [° CA (CA is an abbreviation for Crank Angle)] accompanying the rotation. When a crank angle signal detected by the crank sensor 22 is transmitted to a control circuit 30 described later, the control circuit 30 determines the engine speed of the internal combustion engine 100 according to the crank angle detected by the crank angle sensor 22. Calculated.
[0030]
In addition, a spark plug 13 is provided for each cylinder in the cylinder head of the internal combustion engine 100. A high voltage is applied to the spark plug 13 from the ignition coil 14 based on an ignition command signal output from the control circuit 30 in synchronization with the crank angle detected by the crank angle sensor 22. Specifically, a high energy charge supplied from an ignition circuit 40 described later is applied to the primary coil side of the ignition coil 14, and the ignition plug 13 is ignited via the ignition coil 14 by this application. Thereby, ignition combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 7 is performed.
[0031]
On the other hand, the exhaust gas of the internal combustion engine 100 is led from the exhaust manifold to the exhaust pipe 9 via the exhaust valve 8 and is discharged to the outside.
[0032]
A control circuit (hereinafter referred to as ECU) 30 as a control means includes a read only memory (ROM) that stores a control program (not shown), a random access memory (RAM) that stores various data, and a central process that executes various arithmetic processes. It is configured as a microcomputer having a known configuration in which a microprocessor (CPU) as an apparatus, an input / output circuit, an input port for connecting them, and an output port are connected to each other via a bidirectional bus.
[0033]
The ECU 30 is supplied with power from a battery 90 or a generator 60 described later, and controls the fuel supply system F and the ignition system Ig. Specifically, the ECU 30 includes an intake pressure PM from the intake pressure sensor 21, a crank angle from the crank angle sensor 22, a valve shaft opening THA from the throttle sensor 11a, a signal transmitted from a fuel pressure sensor 54 described later, and the like. Is entered. Based on the information of these various sensors, the ECU 30 detects the operating state of the internal combustion engine, calculates the fuel injection amount and the fuel injection timing according to the operating state, and calculates the ignition timing according to the operating state. The fuel injection amount and the fuel injection timing injected from the fuel injection valve 5 are appropriately controlled by a drive signal from the ECU 30 corresponding to the fuel injection amount and the fuel injection timing. Further, the ignition timing of the spark plug 13 is appropriately controlled via the ignition circuit 40 and the ignition coil 14 by a drive signal corresponding to the ignition timing.
[0034]
As shown in FIG. 1, the starting device includes a starter system 80, a generator 60, and a human power generation system 70 that drives the generator 60 by a kick function or the like. Since the generator 60 can be driven integrally with the crankshaft 12 and has a well-known structure, the description thereof is omitted.
[0035]
The starter system 80 includes a starter motor 81, an intermediate gear 82, and a starter gear 83 that can rotate integrally with the crankshaft 12. The starter gear 83 is configured such that the output shaft 81 a of the starter motor 81 is engaged only when the starter motor 81 is started via the intermediate gear 82. Thereby, at the time of starting, the crankshaft 12 can be forcibly rotated by the starting motor 81 via the intermediate gear 82 and the starter gear 83 to drive the internal combustion engine 100 and the generator 60 can generate electric power.
[0036]
The human power generation system 70 is a human power generation by a kick function, and includes a kick lever 71, a kick lever gear 72, an intermediate gear 73, and a start gear 74 that can rotate integrally with the crankshaft 12. The starting gear 74 is engaged with the intermediate gear 73, and the kick lever gear 72 is engaged with the intermediate gear 73 only when the kick lever 71 rotates. The kick lever gear 72 is rotated by the kick lever 71, thereby forcibly rotating the crankshaft 12 via the intermediate gear 73 and the start gear 74. For example, the start motor 81 cannot be operated due to insufficient capacity of the battery 90, etc. In this case, the internal combustion engine 100 can be driven by the human power by the kick lever 71 and the generator 60 can be caused to generate electric power.
[0037]
(Details of fuel supply system F)
Next, the configuration of the fuel supply system F that supplies fuel to the fuel injection valve 5 of each cylinder will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
[0038]
The fuel supply system F includes a fuel tank 51, a fuel pump 52, a fuel injection valve 5, a fuel pipe 55 a as a fuel path connecting the fuel tank 51 and the fuel pump 52, a fuel pump 52 and a fuel injection valve 5 Fuel pipes 55b and 55c as fuel paths connecting the fuel pumps 52, a pressure accumulation tank 53 disposed in the middle of the fuel paths 55b and 55c connecting the fuel pump 52 and the fuel injection valve 5, and a fuel pressure sensor 54 as fuel pressure detecting means, And an ECU 30 as control means.
[0039]
A fuel pump 52 that pumps up fuel is disposed in or outside the fuel tank 51 that stores fuel. Hereinafter, in the present embodiment, the fuel pump 52 disposed outside the fuel tank 51 shown in FIGS.
[0040]
The fuel pump 52 is an electric motor that is driven by being supplied with power from the battery 90 (see FIG. 2) or the generator 60. For example, a so-called inline pump is used. The fuel discharged from the fuel pump 52 is supplied to the fuel injection valve 5 through fuel pipes 55b and 55c serving as fuel paths.
[0041]
1 and 2, for example, a pressure accumulation tank 53 having a volume 53a of about 10 cc is connected in the middle of the fuel pipes 55c and 55c, and the fuel pressure of the fuel discharged from the fuel pump 52 by the pressure accumulation tank 53 is reduced. The pressure is regulated within a predetermined fuel pressure range (for example, about 0.1 to 0.3 MPa). By adjusting the pressure in the stock pressure tank 53, fuel in a predetermined fuel pressure range can be supplied to the fuel injection valve 5 without returning the fuel discharged from the fuel pump 52 to the fuel tank 51 as a surplus. The fuel pressure is detected by a fuel pressure sensor 54 as fuel pressure detecting means as shown in FIGS.
[0042]
Specifically, as shown in FIG. 3, the fuel pump 52 is driven on and off within a predetermined fuel pressure range (for example, a range from the lower limit fuel pressure P1 = 0.1 MPa to the upper limit fuel pressure P2 = 0.3 MPa). That is, as shown in FIG. 4, when the lower limit fuel pressure P <b> 1 = 0.1 MPa is reached, the fuel pump 52 is turned on, and the fuel discharged from the fuel pump 52 connects the fuel pump 52 and the fuel injection valve 5. The stock pressure tank 53 and the fuel pipes 55b and 55c are filled. On the other hand, when the fuel pressure is further increased by the ON operation of the fuel pump 52 and reaches the upper limit fuel pressure P2 = 0.3 MPa, the fuel pump 52 is turned OFF. Thereby, unless fuel is injected from the fuel injection valve 5, the upper limit fuel pressure P2 is maintained at 0.3 MPa.
[0043]
Here, it is desirable that the lower limit fuel pressure P1 is at least a predetermined fuel pressure that can secure a fuel pressure necessary for starting the internal combustion engine 100, that is, a so-called fuel injection pressure.
[0044]
(When starting the internal combustion engine)
When the internal combustion engine 100 is started, the fuel pressure above the atmospheric pressure is generated in the fuel passages 53, 55 b, 55 c only after the fuel is pumped from the fuel tank 51 by the fuel pump 52. For this reason, the fuel pump 52 is turned on until the fuel pressure reaches the upper limit fuel pressure P2. At this time, if the ECU 30 is set to prohibit fuel injection from the fuel injection valve 5 until the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 54 reaches a predetermined fuel pressure, for example, the lower limit fuel pressure P1, it is necessary to start the internal combustion engine 100. Since a sufficient fuel injection pressure can be ensured, the internal combustion engine can be started.
[0045]
If the fuel injection prohibition is canceled when the lower limit fuel pressure P1 is reached, the fuel pressure rises while the fuel pressure increase rate is suppressed by the amount of fuel injection injected from the fuel injection valve 5 until the upper limit fuel pressure P2 is reached.
[0046]
As a result, since the fuel pump 52 and the fuel injection valve 5 have the pressure accumulation tank 53 that stores the fuel discharged from the intermittently driven fuel pump 52 within a predetermined fuel pressure range, the kick function The fuel pump 52 can be intermittently driven to supply the fuel that has reached a predetermined fuel pressure range to the fuel injection valve 5 even when the engine is started using electric energy temporarily obtained by the power generation by the human power generation system 70 using the human power. .
[0047]
(Operating state after starting the internal combustion engine)
When the lower limit fuel pressure P1 is reached and the fuel pump 52 is turned on, the fuel pressure rises while the fuel pressure increase rate is suppressed by the amount of fuel injection injected from the fuel injection valve 5 until the upper limit fuel pressure P2 is reached. On the other hand, when the upper limit fuel pressure P2 is reached and the fuel pump is turned off, a fuel pressure drop occurs according to the fuel injection amount injected from the fuel injection valve 5. When the fuel pressure drops due to the accumulation of the fuel injection and reaches the lower limit fuel pressure P1, the fuel pump 52 is turned on again. Since the fuel pump 52 is driven on and off within a predetermined fuel pressure range, that is, the lower limit fuel pressure P1 = 0.1 MPa to the upper limit fuel pressure P2 = 0.3 MPa, the consumption of electric energy for driving the fuel pump 52 is reduced. it can.
[0048]
The details of the configuration and operation for reducing the amount of power consumed to drive the fuel supply device, particularly the fuel pump 52, and for adjusting the amount of fuel injected from the fuel injection valve 5 will be described later.
[0049]
(Details of ignition system Ig)
The ignition system Ig includes an ignition plug 13, an ignition coil 14 that applies a high voltage to the ignition plug 13, an ignition circuit 40, and an ECU 30 as control means. Since the ignition plug 13 and the ignition coil 14 have a well-known structure, description thereof is omitted.
[0050]
The ignition circuit (hereinafter referred to as CDI) 40 includes a capacitor (not shown) capable of storing energy supplied from the outside as electric charge, and the electric charge stored in the capacitor is rapidly applied to the primary coil of the ignition coil 14. Is discharged to generate a high voltage in the secondary coil of the ignition coil 14 to perform ignition. CDI is an abbreviation for Capacitor Discharge Ignition.
[0051]
As a result, even if power is not continuously supplied from the outside, the CDI 40 has a capacitor that can store electric charge. For example, even when power is temporarily supplied from the outside by intermittent power generation, the CDI 40 is intermittent. By repeating such power generation, a high voltage is generated in the ignition coil 14 and the spark plug 13 can be ignited.
[0052]
(Details of the control means 30 for controlling the fuel supply system F and the ignition system Ig, particularly the fuel supply apparatus F)
The fuel supply device of the present embodiment is electronically controlled according to the operating state of the internal combustion engine, and has the following characteristics in order to reduce energy consumption required to ensure the fuel supply capability of the fuel supply device. .
[0053]
First, the ECU 30 as the control means receives power supply with priority over other devices that operate by power supply from the outside, that is, the fuel pump 52 of the fuel supply system F, the fuel injection valve 5, the ignition circuit 40 of the ignition system Ig, and the like. It is desirable to have a configuration. That is, as shown in FIG. 2, the ECU 30 is configured to selectively connect from a battery 90 as a power supply unit, a generator 60 a that generates power using the human power generation system 70, and a generator 60 b that generates power using the driving force of the internal combustion engine. Have.
[0054]
Thereby, as shown in FIGS. 1 and 2, the ECU 30 selectively supplies power from the battery 90 as power supply means, the generator 60 a that generates power by the human power generation system 70, and the generator 60 b that generates power by the driving force of the internal combustion engine. It is possible to ensure the stability of the operation of the ECU 30 as the control means.
[0055]
Next, as shown in FIG. 2, the ECU 30 as the control means receives the fuel pressure signal of the fuel pressure sensor 54 as the fuel pressure detection means, and uses a fuel pressure control method (specifically, a method for driving the fuel pump 52) described later. The fuel pump 52 is intermittently driven according to the fuel pressure signal, and the valve opening period TQ (see FIG. 5) of the fuel injection valve 5 is adjusted according to the fuel pressure. Specifically, by adjusting the valve opening period TQ so as to correct the change in fuel pressure as shown in FIG. 4, the fuel injection amount can be adjusted according to the operating state of the internal combustion engine.
[0056]
The drive cycle TT (see FIGS. 4 and 5) at which the fuel pump 52 is intermittently driven is preferably longer than the injection cycle TQT (see FIG. 5) at which the fuel injection valve 5 is intermittently injected.
[0057]
Here, the energy consumption required to ensure the fuel supply capacity is reduced, that is, the power consumption associated with driving is reduced, and the fuel injection injected from the fuel injection valve 5 is possible, that is, the stable fuel pressure behavior (in detail, A method for driving a fuel pump capable of discharging fuel with a fuel pressure change characteristic having a predetermined periodicity will be described below with reference to FIGS.
[0058]
The fuel supply capacity of the fuel supply device is that the fuel supply amount discharged to the fuel injection valve 5 of the fuel pump as a fuel supply source and the fuel amount flowing out from the fuel injection valve 5 to the internal combustion engine 100 are stable. It can be supplied.
[0059]
FIG. 5 is a partial time chart for explaining the relationship between the operation of the fuel pump in FIG. 2, the fuel pressure in the pressure accumulating tank, and the operation of the fuel injection valve. FIG. 5B is a waveform characteristic of a fuel injection valve drive signal transmitted from the ECU 30 to the fuel injection valve 5 in order to drive the injection valve 5, and FIG. 5B shows a change in fuel pressure that represents the behavior of the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 54. FIG. 5C shows a fuel pump drive signal transmitted from the ECU 30 to the fuel pump. The horizontal axis is represented by time (or crank angle).
[0060]
In general, even if the fuel pump 52 is turned on and the waveform of the drive signal shown in FIG. 5C rises, the fuel pumped up from the fuel tank 51 by the drive of the fuel pump 52 leads to the fuel path to the fuel injection valve 5. A response delay time (hereinafter referred to as an operation delay time of the fuel pump 52) ΔT (see FIG. 5) occurs until the fuel pressure starts to rise after flowing into the fuel pipes 55b and 55c and the pressure accumulating tank 53. In other words, the actual fuel pressure change characteristic is almost the same as the predicted fuel pressure change characteristic calculated from the outflow and inflow flow rates to the fuel paths 55b, 55c, and 53 (the fuel pressure change characteristic of the one-dot chain line in FIG. 5B). A solid fuel pressure change characteristic shifted by an elapsed time corresponding to the operation delay time ΔT is obtained.
[0061]
On the other hand, in the driving method of the fuel pump 52 according to the present embodiment, as shown in FIG. 5C, the fuel pump having a predetermined on-operation time TP and an on-off driving cycle TT by the ECU 30. Since the drive signal is transmitted to the fuel pump 52 and the fuel pump 52 is intermittently driven, a predetermined fuel pressure range (for example, the lower limit fuel pressure P1) in which the fuel pressure behaves periodically from the lower limit fuel pressure P1 to the upper limit fuel pressure P2 shown in FIG. = 0.1 MPa and upper limit fuel pressure P2 = 0.3 MPa (range of 0.1 MPa to 0.3 MPa) can be supplied to the fuel injection valve 5. Since the fuel pump 52 is intermittently driven in anticipation of the operation delay time ΔT, the fuel supplied to the fuel injection valve 5 can be reliably ensured within a predetermined fuel pressure range.
[0062]
Further, the ECU 30 controls the fuel injection valve 5 by the valve opening period TQ corrected according to the fuel pressure change. Thereby, the metering control of the fuel injected from the fuel injection valve 5 is possible.
[0063]
Accordingly, the fuel pump 52 capable of reducing the power consumption by driving can be intermittently driven, and the fuel injection valve 5 with the valve opening period TQ corrected according to the periodic fuel pressure change characteristic detected by the fuel pressure sensor 54. The amount of fuel injected from the fuel injection valve 5 can be adjusted by controlling the above.
[0064]
(When starting the internal combustion engine)
In a state in which the starter motor 81 cannot be operated due to insufficient capacity of the battery 90 at the time of start-up, for example, even with temporary power generation by human power by a kick function, the fuel pump 52 is intermittently driven to include a pressure accumulation tank 53 capable of accumulating pressure. Since the fuel path is filled with fuel, the power consumption associated with driving the fuel pump 52 can be reduced, and stable fuel pressure behavior (specifically, fuel pressure change characteristics having a predetermined periodicity) can be secured. The internal combustion engine 100 can be started.
[0065]
Specifically, when the starter motor 81 cannot operate due to a shortage of the capacity of the battery 90, the ECU 30 selects the power supply means from the generator 60a by the power generation of the human power generation system 70. A power supply means from the generator 60b by power generation of the driving force is selected.
[0066]
As a result, even with temporary power generation by kicking the human power generation system 70, the intermittent drive of the fuel pump 52 that can save power consumption, and the CDI 40 as an ignition device having a capacitor capable of storing electric energy as electric charge, Therefore, it is possible to suppress the total amount of power generated by human power generation for starting, and thus it is possible to start the internal combustion engine 100 reliably.
[0067]
(Operating state after starting the internal combustion engine)
After starting, the ECU 30 switches the power supply means from the generator 60b by power generation of the driving force of the internal combustion engine, so that the fuel supply device of the internal combustion engine has electric power generated by continuous power generation by the driving force of the internal combustion engine. Energy is continuously supplied until the internal combustion engine stops.
[0068]
Moreover, since the fuel injection valve 5 is controlled by the valve opening period TQ corrected according to the periodic fuel pressure change characteristic using the intermittent drive of the fuel pump 52 by the above driving method, the fuel injection valve 5 performs injection. Therefore, the fuel injection amount can be adjusted according to the operating state of the internal combustion engine.
[0069]
(Modification 1)
In the driving method of the fuel pump 52 according to the above-described embodiment, the detection of the fuel pressure change characteristic has been described as the continuous detection of the fuel pressure sensor 54. As a first modification, the detection of the fuel pressure change characteristic is illustrated in FIG. As shown in FIG. 3, the fuel pressure sensor 54 as the fuel pressure detecting means detects the detected time interval.
[0070]
As a result, the fuel pressure change characteristic does not continuously detect the fuel pressure behavior from the fuel pressure sensor 54, but the ON operation as an elapsed time related to the ON / OFF operation timing from the fuel pressure value detected at a predetermined measurement time interval. The time TP and the on-off driving cycle TT can be calculated. Therefore, it is possible to provide an inexpensive system.
[0071]
(Modification 2)
If the driving method of the fuel pump 52 according to the above-described embodiment is used, periodic fuel pressure change characteristics can be obtained. Therefore, as a second modification, as shown in FIG. A fuel pressure change characteristic is detected by a fuel pressure value consisting of at least two points (specifically, two points in FIG. 6 (c)) detected by the fuel pressure sensor 54 for each, and a fuel pressure change equation is estimated from these fuel pressure values by the ECU 30. The configuration.
[0072]
Specifically, between the upper limit fuel pressure P2 and the lower limit fuel pressure P1 to be adjusted to a desired predetermined fuel pressure range, the lower limit fuel pressure Pd is higher than the lower limit fuel pressure P1, and the upper limit fuel pressure P2 is compared with the lower limit side detected fuel pressure Pd. If the close upper limit side detected fuel pressure Pt is set in the ECU 30 and the elapsed time at which the lower limit side detected fuel pressure Pd and the upper limit side detected fuel pressure Pt are reached is detected from the fuel pressure sensor 54 for each of the fuel pressure rising stage and the lowering stage, The on operation time TP and the on-off drive cycle TT can be calculated.
[0073]
For example, it is suitable when the upper limit fuel pressure P2 and the lower limit fuel pressure P1 are changed depending on the operating state of the internal combustion engine and it is desired to adjust the pressure to a desired predetermined fuel pressure range according to the operating state.
[0074]
(Modification 3)
The modification 3 has a configuration in which the detection of the fuel pressure change characteristic is detected by a predetermined crank angle interval by a fuel pressure sensor 54 as fuel pressure detection means, as shown in FIG. 6 (d).
[0075]
Thereby, the measurement time interval for calculating the fuel pressure change characteristic can be changed according to the operating state of the internal combustion engine. Therefore, for example, the accuracy of the fuel pressure change equation estimated from the fuel pressure values at the fuel pressure rising stage and the falling stage of the periodically changing fuel pressure change characteristic is the number of detection points regardless of the low speed operation or high speed operation state of the internal combustion engine. Due to this, it is possible to guarantee a certain amount.
[0076]
(Modification 4)
Modification 4 has a configuration in which the on-operation time TP and the on-off drive cycle TT are calculated from the integrated value of the fuel injection amount as the fuel pressure change characteristic.
[0077]
For example, when the fuel pump 52 is turned off when reaching the upper limit fuel pressure P2 and there is no fuel outflow due to injection from the fuel injection valve 5, the fuel pressure in the fuel passages 55b, 55c, 53 decreases. There is no. That is, the amount of decrease in the fuel pressure during the off operation of the fuel pump 53 occurs according to the integrated value of the fuel injection amount injected from the fuel injection valve 5, and therefore reaches a predetermined fuel pressure corresponding to each of the on and off of the fuel pump 52. The elapsed time, that is, the on-operation time TP and the on-off drive cycle TT can be calculated from the integrated value of the fuel injection amount.
[0078]
(Modification 5)
As a fifth modified example, the ECU 30 stores in advance a reference value for the on-operation time TP and the on-off driving cycle TT as an elapsed time to reach a predetermined fuel pressure corresponding to the operating state of the internal combustion engine. A configuration in which the fuel pressure sensor 54 detects the trigger fuel pressure timing that is the fuel pressure value to apply the trigger and corrects the on-operation time TP and the on-off drive cycle TT of the fuel pump 52 in accordance with the trigger fuel pressure timing will be described with reference to FIG. To do.
[0079]
The intermittent drive control of the fuel pump 52 shown in the flowchart showing the processing of the fuel pressure control (specifically, the intermittent drive control of the fuel pump 52) in FIG. 7 uses the reference values of the ON operation time TP and the ON / OFF drive cycle TT as the internal combustion engine. Means for determining an elapsed operation state time consisting of a two-dimensional map based on the engine speed NE and the load (specifically, the fuel injection amount Q), and the on operation time TP and the on-off drive cycle obtained by this means. It comprises correction means for comparing and correcting the reference value of TT, the actual on-operation time TPob estimated from the trigger fuel pressure timing, and the actual on-off drive cycle TTob.
[0080]
That is, as shown in FIG. 7, in S701 (S represents a step), the engine speed NE is obtained from the crank angle signal detected by the crank angle sensor 22, and the valve shaft opening detected by the throttle sensor 11a. The valve shaft opening THA is obtained from the detection signal.
[0081]
Next, in S702, a fuel injection amount Q as a load is calculated from the engine speed NE representing the operating state of the internal combustion engine and the valve shaft opening THA obtained in S701.
[0082]
Next, in S703, the internal combustion engine calculated from S701 and S702 from the reference values of the on-operation time TP and the on-off drive cycle TT stored in the ECU 30 as a two-dimensional map based on the engine speed NE and the fuel injection amount Q in advance. An on-operation time TP and an on-off drive cycle TT corresponding to the engine speed NE indicating the operating state of the engine and the valve shaft opening THA are obtained.
[0083]
Next, in S704, the actual on-operation time TPob and the actual on-off drive cycle TTo estimated from the trigger fuel pressure timing Tob detected by the fuel pressure sensor 54, the on-operation time TP and the on-off drive cycle determined in S703. TT is compared with each other to determine whether or not the difference exceeds a predetermined value ΔTj. If the difference is less than or equal to the predetermined value ΔTj, the process proceeds to S706. On the contrary, if the difference exceeds the predetermined value ΔTj, the process proceeds to S705.
[0084]
In S705, the ON operation time TP and the ON / OFF drive cycle TT obtained in S703 are corrected, and then the process proceeds to S706.
[0085]
In S706, the fuel pump 52 is intermittently driven using the ON operation time TP obtained in S703 and the ON-OFF drive cycle TT or the value corrected in S705.
[0086]
As a result, manufacturing variations in the fuel discharge characteristics of the fuel supply device, particularly the fuel pump 52, can be eliminated by correcting according to the trigger fuel pressure timing.
[0087]
Therefore, the fuel pump 52 is not driven unnecessarily due to a shift in the on / off operation timing caused by manufacturing variations in the fuel discharge characteristics of the fuel pump. Therefore, the fuel pump 52 is driven via the ECU 30 to drive the fuel pump 52. It is possible to reduce the amount of power consumed to supply power.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which a fuel supply device for an internal combustion engine according to an example of an embodiment of the present invention is applied and its peripheral devices.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a fuel supply device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing operating characteristics of the fuel pump in FIG.
4 is a time chart for explaining the relationship between the operation of the fuel pump in FIG. 2 and the fuel pressure in the pressure accumulating tank. FIG.
5 is a partial time chart for explaining the relationship between the operation of the fuel pump in FIG. 2, the fuel pressure in the accumulator tank, and the operation of the fuel injection valve. FIG.
6 is a time chart for explaining a modification example related to detection of a change characteristic of fuel pressure, and FIG. 6 (b), FIG. 6 (c), and FIG. 6 (c) are Modification Example 1 and Modification Example, respectively. 2 is a time chart showing a third modification.
FIG. 7 is a flowchart showing a fuel pressure control process, which is a fifth modified example related to detection of a fuel pressure change characteristic;
[Explanation of symbols]
5 Fuel injection valve
7 Combustion chamber
11, 11a Throttle valve, throttle sensor
12 Crankshaft
13 Spark plug
14 Ignition coil
22 Crank angle sensor
30 ECU (control circuit as control means)
40 CDI (ignition circuit)
51 Fuel tank
52 Fuel pump
53 Accumulation tank
54 Fuel pressure sensor (Fuel pressure detection means)
55b, 55c Fuel piping (as fuel path)
60 generator
70 Human power generation system
71 kick lever
80 A starter system 80 includes a starter motor 81 and an intermediate gear 82.
81 Starting motor
90 battery
100 Internal combustion engine
F Fuel supply system
Ig ignition system
P1, P2 Predetermined fuel pressure range (lower limit fuel pressure, upper limit fuel pressure)
TP, TT Elapsed time to reach a predetermined fuel pressure corresponding to ON / OFF operation of the fuel pump 52 (ON operation time TP, ON-OFF drive cycle)
Q Fuel injection amount as load

Claims

A fuel pump that pumps fuel from the fuel tank;
A fuel injection valve that injects fuel discharged from the fuel pump into the internal combustion engine;
A fuel supply apparatus for an internal combustion engine, comprising: a control unit that adjusts a fuel injection amount by making a valve opening period of the fuel injection valve variable;
Between the fuel pump and the fuel injection valve, a pressure accumulation tank and a fuel pressure detection means for detecting a fuel pressure in the pressure accumulation tank are provided,
The control means controls the drive period of the fuel pump from the behavior of the fuel pressure detected by the fuel pressure detection means so that the fuel stored in the pressure accumulation tank is ensured within a predetermined fuel pressure range. Driving and controlling the valve opening period of the fuel injection valve according to the fuel pressure behavior ,
And controlling the fuel pump drive period from the fuel pressure behavior means that an elapsed time to reach the predetermined fuel pressure is obtained from the fuel pressure change characteristic of the fuel pressure detected by the fuel pressure detecting means, and the operation of the fuel pump is performed at the elapsed time. A fuel supply apparatus for an internal combustion engine, which controls an on / off operation timing of the fuel pump in consideration of a delay time .

2. The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel pressure change characteristic is calculated from a fuel pressure value detected at a predetermined measurement interval .

The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the predetermined measurement interval is changed according to an operating state of the internal combustion engine.

The on / off operation timing when the fuel pump is controlled is estimated from the fuel pressure change equation obtained from the fuel pressure value consisting of at least two points detected by the fuel pressure detecting means for each of the fuel pressure increasing stage and the falling stage. 4. The fuel supply device for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein the fuel supply device corresponds to an elapsed time to reach a predetermined fuel pressure corresponding to each of ON and OFF of the fuel pump . 5.

The on / off operation timing at which the fuel pump is controlled corresponds to the elapsed time to reach a predetermined fuel pressure corresponding to the on / off of the fuel pump obtained from the integrated value of the fuel injection amount. The fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3 , wherein the fuel supply device is an internal combustion engine.

The control means is a control circuit that operates by power supply from the outside,
The control circuit has an elapsed time to reach a predetermined fuel pressure corresponding to each of the on and off of the fuel pump as an operating state elapsed time composed of a two-dimensional map with a rotational speed and a load representing the operating state of the internal combustion engine. The fuel pressure timing at which the trigger is applied is detected, and the fuel pump on / off operation timing is corrected according to the trigger fuel pressure timing . The fuel supply device for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.