JP4124097B2 - Fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、筒内噴射用燃料噴射弁と吸気ポート噴射用燃料噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine that includes a fuel injection valve for in-cylinder injection and a fuel injection valve for intake port injection.
燃焼室内に燃料を噴射するための筒内噴射用燃料噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するための吸気ポート噴射用燃料噴射弁とを備え、運転状況に応じて筒内噴射と吸気ポート噴射とを切り替えて実行する燃料噴射装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
しかし吸気ポート噴射用燃料噴射弁にて吸気ポート噴射を実行している時には、高圧ポンプの内部機構、例えばプランジャは内燃機関の回転により往復運動を継続しているが、実際には筒内噴射がなされないので高圧ポンプとしての機能は不要である。このため高圧ポンプは、低圧燃料経路から高圧室内に低圧燃料を吸い込んだり戻したりを繰り返すのみとなる。 However, when the intake port injection is performed by the intake port injection fuel injection valve, the internal mechanism of the high-pressure pump, for example, the plunger continues to reciprocate due to the rotation of the internal combustion engine. Since it is not made, the function as a high pressure pump is unnecessary. For this reason, the high-pressure pump only repeats suction and return of low-pressure fuel from the low-pressure fuel path into the high-pressure chamber.
このように高圧ポンプが低圧燃料の吸い込みと吸い戻しとを繰り返すと、低圧燃料側では燃料圧力脈動が生じる。したがって例えば燃料圧力脈動の内でも高い圧力となる位相で吸気ポート噴射用燃料噴射弁から燃料噴射された気筒は、低い圧力の位相で燃料噴射された気筒よりも多くの燃料が噴射されることになる。このことにより燃料噴射量が気筒間でばらつくことになり、気筒間の出力トルクに差が生じる。したがって吸気ポート噴射と筒内噴射とを実行する燃料供給系では、高圧ポンプの状態に起因する燃料圧力脈動を考慮しないと、気筒間にトルク変動を生じて内燃機関の回転変動を生じることになる。 When the high-pressure pump repeats the suction and the suck-back of the low-pressure fuel in this way, fuel pressure pulsation occurs on the low-pressure fuel side. Therefore, for example, a cylinder in which fuel is injected from a fuel injection valve for intake port injection at a phase where the pressure is high even in fuel pressure pulsation is injected more than a cylinder in which fuel is injected at a phase of low pressure. Become. As a result, the fuel injection amount varies between the cylinders, resulting in a difference in output torque between the cylinders. Therefore, in a fuel supply system that performs intake port injection and in-cylinder injection, if the fuel pressure pulsation caused by the state of the high-pressure pump is not taken into account, torque fluctuations occur between the cylinders, resulting in rotational fluctuations of the internal combustion engine. .
本発明は、吸気ポート噴射と筒内噴射とを実行する燃料供給系を備えた内燃機関において、吸気ポート噴射時における気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制することを目的とするものである。 An object of the present invention is to suppress variation in fuel injection amount between cylinders during intake port injection in an internal combustion engine having a fuel supply system that performs intake port injection and in-cylinder injection.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射装置は、複数気筒の各吸気ポートへ燃料を噴射する吸気ポート噴射用燃料噴射弁と複数気筒の各燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁とを備え、低圧ポンプにより加圧された低圧燃料を前記吸気ポート噴射用燃料噴射弁に供給し、前記低圧燃料を高圧ポンプにより加圧して高圧燃料として前記筒内噴射用燃料噴射弁に供給する燃料供給系を備えた内燃機関の燃料噴射装置であって、前記吸気ポート噴射用燃料噴射弁から燃料を噴射する内燃機関運転時には、前記高圧ポンプの状態に起因して前記低圧燃料に生じる燃料圧力脈動にて同一燃料圧力となるタイミングが、各気筒に対する前記低圧燃料の噴射期間内となるように前記低圧燃料の噴射タイミングを調節する低圧燃料噴射タイミング調節手段を備えたことを特徴とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
A fuel injection device for an internal combustion engine according to
低圧燃料噴射タイミング調節手段により、前記燃料圧力脈動にて同一燃料圧力となるタイミングが各気筒に対する低圧燃料の噴射期間内となるように、低圧燃料の噴射タイミングを調節している。このため各気筒について同一レベルの燃料圧力状態で吸気ポート噴射用燃料噴射弁から燃料を噴射することが可能となる。 The low-pressure fuel injection timing adjusting means adjusts the low-pressure fuel injection timing so that the same fuel pressure in the fuel pressure pulsation is within the low-pressure fuel injection period for each cylinder. For this reason, it becomes possible to inject fuel from the fuel injection valve for intake port injection at the same level of fuel pressure for each cylinder.
したがって吸気ポート噴射時における気筒間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。
請求項2に記載の内燃機関の燃料噴射装置は、複数バンクを備えた内燃機関の各気筒の吸気ポートへ燃料を噴射する吸気ポート噴射用燃料噴射弁と、各バンク毎に設けられ前記吸気ポート噴射用燃料噴射弁が配列して設けられている低圧燃料分配管と、低圧ポンプにより加圧された低圧燃料を前記低圧燃料分配管に供給するとともに前記低圧燃料を高圧ポンプにより加圧して高圧燃料として各気筒の燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁に供給する燃料供給系とを備えた内燃機関の燃料噴射装置であって、前記高圧ポンプから前記各低圧燃料分配管への低圧燃料の燃料圧力脈動伝達経路の形状が、前記高圧ポンプの状態に起因して前記低圧燃料に生じる燃料圧力脈動が同一位相で前記各低圧燃料分配管へ到達するように設定されていることを特徴とする。
Therefore, variation in the fuel injection amount between the cylinders at the time of intake port injection is suppressed.
The fuel injection device for an internal combustion engine according to
複数バンクを備えた内燃機関の場合には、各低圧燃料分配管への低圧燃料の燃料圧力脈動の位相にずれがあった場合には、内燃機関回転数の変化によって燃料圧力脈動の位相ずれの程度も変化するため、バンクの違いによる気筒間の燃料噴射量のばらつきが生じ易い。 In the case of an internal combustion engine having a plurality of banks, if there is a shift in the phase of the fuel pressure pulsation of the low pressure fuel to each low pressure fuel distribution pipe, the phase shift of the fuel pressure pulsation is caused by a change in the rotational speed of the internal combustion engine. Since the degree also changes, variation in the fuel injection amount between the cylinders due to the difference in banks tends to occur.
しかし本発明では高圧ポンプから各低圧燃料分配管への低圧燃料の燃料圧力脈動伝達経路の形状が、高圧ポンプの状態に起因して低圧燃料に生じる燃料圧力脈動が同一位相で各低圧燃料分配管へ到達するように設定されている。このことにより、内燃機関回転数が変化してもバンク間で燃料圧力脈動の位相ずれが生じることが無く、同一燃料圧力下での吸気ポート噴射制御が容易となり、バンク間における吸気ポート噴射時の燃料噴射量のばらつきを容易に抑制できる。このことにより内燃機関全体として吸気ポート噴射時における気筒間の燃料噴射量のばらつきも容易に抑制される。 However, in the present invention, the shape of the fuel pressure pulsation transmission path of the low-pressure fuel from the high-pressure pump to each low-pressure fuel distribution pipe is such that the fuel pressure pulsation generated in the low-pressure fuel due to the state of the high-pressure pump is in the same phase. Is set to reach. As a result, there is no phase shift of fuel pressure pulsation between banks even if the internal combustion engine speed changes, and intake port injection control under the same fuel pressure is facilitated. Variations in the fuel injection amount can be easily suppressed. As a result, the variation in the fuel injection amount between the cylinders at the time of intake port injection as a whole internal combustion engine can be easily suppressed.
請求項3に記載の内燃機関の燃料噴射装置では、請求項2において、前記高圧ポンプから前記各低圧燃料分配管への低圧燃料の燃料圧力脈動伝達経路における長さと径とが同一に形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a fuel injection device for an internal combustion engine according to the second aspect, wherein a length and a diameter of a fuel pressure pulsation transmission path of low pressure fuel from the high pressure pump to the low pressure fuel distribution pipes are formed to be the same. It is characterized by being.
このように高圧ポンプから各低圧燃料分配管への低圧燃料の燃料圧力脈動伝達経路における長さと径とが同一であることにより、全く同一状態の燃料圧力脈動が各低圧燃料分配管へ到達することになる。このため同一燃料圧力下での吸気ポート噴射制御が容易となり、バンク間における吸気ポート噴射時の燃料噴射量のばらつきを容易に抑制できる。 Since the length and diameter of the fuel pressure pulsation transmission path of the low pressure fuel from the high pressure pump to each low pressure fuel distribution pipe are the same, the fuel pressure pulsation in exactly the same state reaches each low pressure fuel distribution pipe. become. For this reason, intake port injection control under the same fuel pressure is facilitated, and variations in the fuel injection amount during intake port injection between banks can be easily suppressed.
請求項4に記載の内燃機関の燃料噴射装置では、請求項2又は3において、前記吸気ポート噴射用燃料噴射弁から燃料を噴射する内燃機関運転時には、前記高圧ポンプの状態に起因して前記低圧燃料に生じる燃料圧力脈動にて同一燃料圧力となるタイミングが、各気筒に対する前記低圧燃料の噴射期間内となるように前記低圧燃料の噴射タイミングを調節する低圧燃料噴射タイミング調節手段を備えたことを特徴とする。
A fuel injection device for an internal combustion engine according to
このように複数バンクを備えた内燃機関においても、低圧燃料噴射タイミング調節手段により、前記燃料圧力脈動にて同一燃料圧力となるタイミングが各気筒に対する低圧燃料の噴射期間内となるように、低圧燃料の噴射タイミングを調節している。このため各気筒について同一レベルの燃料圧力状態で吸気ポート噴射用燃料噴射弁から燃料を噴射することが可能となる。 Thus, even in the internal combustion engine having a plurality of banks, the low-pressure fuel injection timing adjusting means adjusts the low-pressure fuel so that the timing at which the fuel pressure pulsates at the same fuel pressure is within the low-pressure fuel injection period for each cylinder. The injection timing is adjusted. For this reason, it becomes possible to inject fuel from the fuel injection valve for intake port injection at the same level of fuel pressure for each cylinder.
したがって吸気ポート噴射時における気筒間の燃料噴射量のばらつきが一層効果的に抑制される。
請求項5に記載の内燃機関の燃料噴射装置では、請求項1又は4において、前記低圧燃料噴射タイミング調節手段は、燃料圧力脈動の同一位相タイミングが、各気筒に対する前記低圧燃料の噴射期間内となるように前記低圧燃料の噴射タイミングを調節することを特徴とする。
Therefore, the variation in the fuel injection amount between the cylinders at the time of intake port injection is further effectively suppressed.
The fuel injection device for an internal combustion engine according to
このように低圧燃料噴射タイミング調節手段により、燃料圧力脈動の同一位相タイミングが、各気筒に対する前記低圧燃料の噴射期間内となるように低圧燃料の噴射タイミングを調節することによって、同一燃料圧力となるタイミングが各気筒に対する低圧燃料の噴射期間内となるようにすることができる。 In this way, the low pressure fuel injection timing adjusting means adjusts the low pressure fuel injection timing so that the same phase timing of the fuel pressure pulsation is within the low pressure fuel injection period for each cylinder, thereby achieving the same fuel pressure. The timing can be set within the injection period of low-pressure fuel for each cylinder.
請求項6に記載の内燃機関の燃料噴射装置では、請求項1又は4において、前記低圧燃料噴射タイミング調節手段は、前記低圧燃料に生じる燃料圧力脈動にて同一燃料圧力となるタイミングが、各気筒に対する前記低圧燃料の噴射期間の中央となるように前記低圧燃料の噴射タイミングを調節することを特徴とする。
The fuel injection device for an internal combustion engine according to
このように低圧燃料噴射タイミング調節手段により、低圧燃料に生じる燃料圧力脈動にて同一燃料圧力となるタイミングが、各気筒に対する低圧燃料の噴射期間の中央となるようにすることにより、一層高精度に気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制することができる。 As described above, the low pressure fuel injection timing adjustment means makes the timing at which the fuel pressure pulsates in the low pressure fuel become the same fuel pressure at the center of the low pressure fuel injection period for each cylinder, thereby achieving higher accuracy. Variations in the fuel injection amount between the cylinders can be suppressed.
請求項7に記載の内燃機関の燃料噴射装置では、請求項1又は4において、前記低圧燃料噴射タイミング調節手段は、前記低圧燃料に生じる燃料圧力脈動の中央となるタイミングが、各気筒に対する前記低圧燃料の噴射期間の中央となるように前記低圧燃料の噴射タイミングを調節することを特徴とする。 The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 7, wherein the low pressure fuel injection timing adjusting means is configured such that the timing at which the fuel pressure pulsation generated in the low pressure fuel becomes the center is the low pressure for each cylinder. The injection timing of the low-pressure fuel is adjusted so as to be in the center of the fuel injection period.
同一位相でなくても燃料圧力脈動の中央であれば各気筒に対する吸気ポート噴射時の燃料圧力は同一となるので気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制することができる。 Even if they are not in the same phase, if the fuel pressure pulsation is in the center, the fuel pressure at the time of intake port injection for each cylinder will be the same, and therefore variations in the fuel injection amount among the cylinders can be suppressed.
[実施の形態1]
図1は、上述した燃料噴射装置が適用された内燃機関及び燃料供給系の概略構成図である。ここで内燃機関はガソリンエンジン(以下、エンジンと称する)2であり、2つのバンク2a,2bを備えたV型6気筒エンジンである。各バンク2a,2bは3つの気筒から構成され、左バンク2aには#1気筒4、#3気筒8及び#5気筒12が形成され、右バンク2bには#2気筒6、#4気筒10及び#6気筒14が形成されている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine and a fuel supply system to which the above-described fuel injection device is applied. Here, the internal combustion engine is a gasoline engine (hereinafter referred to as an engine) 2 and is a V-type 6-cylinder engine provided with two
左バンク2aには各気筒4,8,12毎に、燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁4a,8a,12aが設けられ、高圧燃料分配管16から高圧燃料が供給されている。更に左バンク2aにおいて各気筒4,8,12の吸気ポートには各吸気ポートへ燃料を噴射する吸気ポート噴射用燃料噴射弁4b,8b,12bが設けられ、低圧燃料分配管18から低圧燃料が供給されている。
The
同様にして、右バンク2bには各気筒6,10,14毎に、燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁6a,10a,14aが設けられ、高圧燃料分配管20から高圧燃料が供給されている。更に右バンク2bにおいて各気筒6,10,14の吸気ポートには各吸気ポートへ燃料を噴射する吸気ポート噴射用燃料噴射弁6b,10b,14bが設けられ、低圧燃料分配管22から低圧燃料が供給されている。
Similarly, the
各分配管16,18,20,22への燃料供給は、低圧ポンプとしてのフィードポンプ24及び高圧ポンプとしての高圧燃料ポンプ26によりなされる。
高圧燃料ポンプ26は、エンジン2の吸気カムシャフト28に取り付けられた三角状のポンプカム30、シリンダ32及びこのシリンダ32内にて往復動するプランジャ34を備えている。そして高圧燃料ポンプ26は、シリンダ32とプランジャ34とにより区画形成された部分を加圧室36とするとともに、この加圧室36に開口している燃料導入口38に電磁開閉弁40を備えている。
Fuel supply to each
The high-
高圧燃料ポンプ26の吸入行程時においては、加圧室36には、燃料導入口38と低圧燃料経路42を介してフィードポンプ24により燃料タンク44から燃料が供給される。尚、フィードポンプ24にて汲み上げられた低圧燃料の内で高圧燃料ポンプ26に吸入されなかった低圧燃料はリリーフ弁46を介して燃料タンク44に戻される。高圧燃料ポンプ26の加圧行程時においては、加圧室36にて加圧された高圧燃料はチェック弁48を押し開く。そして2つに分岐している高圧燃料通路50を介して各高圧燃料分配管16,20側に高圧燃料が供給される。このことにより各筒内噴射用燃料噴射弁4a,6a,8a,10a,12a,14aへは、エンジン2の燃焼室内に燃料噴射が可能な高圧燃料を供給することができる。尚、分配管16,20にて燃料噴射に用いられない過剰な燃料が生じた場合には、リリーフ弁52を介して燃料タンク44側へ戻される。
During the intake stroke of the high-
低圧燃料分配管18,22へは、フィードポンプ24により供給される低圧燃料が低圧燃料経路42から低圧燃料通路54を介して供給される。このことにより各吸気ポート噴射用燃料噴射弁4b,6b,8b,10b,12b,14bへは、エンジン2の吸気ポート内に燃料噴射するための低圧燃料を供給することができる。ここで低圧燃料通路54は2つの低圧燃料分配管18,22へ低圧燃料を供給するために2つの分岐通路54a,54bに分岐しているが、これら分岐通路54a,54bは同一の長さ及び同一の径とされている。
The low pressure fuel supplied from the
高圧燃料ポンプ26における高圧燃料通路50側に圧送される高圧燃料の調量は、電子制御ユニット(以下、「ECU」と略す)56による電磁開閉弁40の開閉駆動制御によりなされる。ECU56はデジタルコンピュータを中心として構成された電子回路であり、エンジン回転数センサ、カムポジションセンサ、高圧燃料用の燃料圧力センサ及びその他の各種センサやスイッチ類から各種データ信号を入力している。ECU56は、これらの検出信号に基づいて演算を実行して電源から電磁開閉弁40への通電・非通電のタイミングを設定することで、電磁開閉弁40を駆動制御している。更にECU56は、燃料噴射制御、点火時期制御などのエンジン制御を実行している。尚、本実施の形態の燃料噴射制御においては、エンジン低負荷時には吸気ポート噴射用燃料噴射弁4b〜14bから各吸気ポートへ燃料を噴射する制御を実行する。そしてエンジン高負荷時には筒内噴射用燃料噴射弁4a〜14aから各燃焼室内へ燃料を噴射する制御を実行している。
The metering of the high pressure fuel pumped to the high
電磁開閉弁40は、励磁コイル40aに通電されることにより、弁体40bがスプリング40cの付勢力に抗して加圧室36とは反対側に移動してシート部40dへ着座し閉弁する。そして通電が停止されると弁体40bがスプリング40cの付勢力により加圧室36側に移動してシート部40dから離れて開弁する。このように電磁開閉弁40はノーマルオープン型の内開弁として構成されている。
When the
筒内噴射制御時に行われる高圧燃料調量時には、まずポンプカム30の回転により、プランジャ34が押し下げスプリング34aの付勢力にて押し下げられると、加圧室36の容積が拡大する。この時に励磁コイル40aは非通電状態とされて電磁開閉弁40は開弁しているので吸入行程となり、低圧燃料経路42内の低圧燃料が加圧室36内に吸入される。そしてポンプカム30の回転により、スプリング34aの付勢力に抗してプランジャ34が押し上げられると、加圧室36の容積が縮小するので、加圧室36内の燃料は加圧されて燃料導入口38を介して低圧燃料経路42側へ戻されるようになる。しかしこの加圧行程中に励磁コイル40aが通電されて電磁開閉弁40が閉じられるので燃料導入口38が閉塞され加圧室36内の燃料は高圧化する。このことにより加圧室36内の高圧燃料はチェック弁48を押し開き、高圧燃料通路50を介して各高圧燃料分配管16,20側へ流れ込む。この加圧行程中での励磁コイル40aの通電タイミング制御により高圧燃料の調量がなされている。
At the time of high-pressure fuel metering performed during in-cylinder injection control, first, when the
そして、前述した吸気ポート噴射用燃料噴射弁4b〜14bによる吸気ポート噴射制御時では、各高圧燃料分配管16,20内の高圧燃料が消費されないので、高圧燃料通路50側への高圧燃料圧送が不要となる。したがってECU56は、励磁コイル40aを非通電状態に維持し、電磁開閉弁40を開弁したままの制御を実行する。この時、ポンプカム30はエンジン2の吸気カムシャフト28の回転によりプランジャ34を駆動するが、燃料導入口38は開放されたままである。このため、プランジャ34が加圧室36内の容積を縮小する方向に移動しても燃料は燃料導入口38から低圧燃料経路42側に戻るので、加圧室36内は高圧化せず、各高圧燃料分配管16,20側へ高圧燃料が圧送されることはない。
During the intake port injection control by the intake port injection fuel injection valves 4b to 14b described above, the high pressure fuel in the high pressure
このように吸気ポート噴射制御時は、高圧燃料ポンプ26はポンプとして機能せず、低圧燃料経路42側から加圧室36内へ燃料を吸い込む吸入状態と、加圧室36内から低圧燃料経路42側へ燃料を排出する戻し状態とを繰り返すことになる。このことにより低圧燃料経路42においては低圧燃料圧力脈動を生じることになる。エンジン1サイクルにつき、ポンプカム30は1回転するので、エンジン1サイクルにつき3周期の脈動が生じることになる。
Thus, at the time of intake port injection control, the high-
この低圧燃料圧力脈動は、低圧燃料通路54の分岐通路54a,54bにより低圧燃料分配管18,22に伝達されるが、前述したごとく2つの分岐通路54a,54bは同一の長さ及び同一の径であるので、2つの低圧燃料分配管18,22では、低圧燃料圧力脈動の位相が全く同じとなる。例えば図2に示すごとくの位相及び振幅が同一の低圧燃料圧力脈動が2つの低圧燃料分配管18,22で生じる。
The low pressure fuel pressure pulsation is transmitted to the low pressure
ここでECU56は、吸気ポート噴射時には、#1気筒4、#3気筒8及び#5気筒12については、クランク角にして240°間隔で生じる燃料圧力脈動のピークとなる位相にそれぞれの燃料噴射期間の中央が来るように燃料噴射タイミングを設定している。このような燃料噴射タイミングの設定は、予め実験や計算にてエンジン回転数及び燃料噴射量と燃料噴射タイミングとの関係を求めてマップ化しておき、このマップを用いて、実際のエンジン運転時のエンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて燃料噴射タイミングを設定することにより実現している。
Here, at the time of intake port injection, the
そして、#2気筒6、#4気筒10及び#6気筒14についての吸気ポート噴射期間は、それぞれ#1気筒4、#3気筒8及び#5気筒12に一致させている。このことにより図2に示したごとく、低圧燃料に生じる燃料圧力脈動にて同一燃料圧力(ここではピーク燃料圧力)となるタイミングが、各気筒に対する低圧燃料の噴射期間内となるように低圧燃料の噴射タイミングが調節されることになる。
The intake port injection periods for # 2
上述した構成において、ECU56が低圧燃料噴射タイミング調節手段に相当する。
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).本実施の形態では、高圧燃料ポンプ26から左バンク2aの低圧燃料分配管18への低圧燃料の燃料圧力脈動伝達経路と、高圧燃料ポンプ26から右バンク2bの低圧燃料分配管22への低圧燃料の燃料圧力脈動伝達経路とは、分岐通路54a,54b部分が経路として異なる。しかしこれ以外の低圧燃料経路42及び低圧燃料通路54は経路として共通である。そして前述したごとく2つの分岐通路54a,54bは同一長さで同一径である。したがって高圧燃料ポンプ26から各低圧燃料分配管18,22への低圧燃料の燃料圧力脈動伝達経路は同一長さでかつ同一径となる。
In the configuration described above, the
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). In the present embodiment, the fuel pressure pulsation transmission path of the low pressure fuel from the high
このことにより、エンジン回転数が変化しても吸気ポート噴射用燃料噴射弁4b〜14bに対してバンク2a,2b間で常に位相のずれがない全く同一の燃料圧力脈動状態となる。したがって図2のグラフに示したごとく、ECU56は、#1気筒4と#2気筒6とで、#3気筒8と#4気筒10とで、及び#5気筒12と#6気筒14とで、同時に吸気ポート噴射を実行することで、同一燃料圧力下での吸気ポート噴射制御が容易となる。このことによりバンク2a,2b間における吸気ポート噴射時の燃料噴射量のばらつきを容易に抑制でき、エンジン2全体としても吸気ポート噴射時における気筒4〜14間の燃料噴射量のばらつきを容易に抑制できる。
As a result, even if the engine speed changes, the fuel pressure pulsation state is always the same with no phase shift between the
(ロ).ECU56は、燃料圧力脈動の同一位相タイミング(ここではピーク燃料圧力となるタイミング)が、各気筒4〜14に対する低圧燃料の噴射期間内であって、しかも噴射期間の中央となるように噴射制御している。このことにより高精度に気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制することができる。
(B). The
[実施の形態2]
本実施の形態では、ECU56は、図3に示すごとく、クランク角120°毎に燃料圧力脈動に生じる脈動中央に、各気筒4〜14に対する低圧燃料の噴射期間の中央を一致させている。このような燃料噴射タイミングの設定は前記実施の形態1にて説明したごとくである。すなわち予め実験や計算にてエンジン回転数及び燃料噴射量と、脈動中央に噴射期間の中央が来る燃料噴射タイミングとの関係を求めてマップ化しておき、このマップを用いて、実際のエンジン運転時のエンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて燃料噴射タイミングを設定することにより実現できる。これ以外の構成は前記実施の形態1と同じである。
[Embodiment 2]
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
以上説明した本実施の形態2によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態1の(イ)の効果を生じる。
(ロ).燃料圧力脈動において同一位相でなくても燃料圧力脈動の中央であれば各気筒4〜14に対する吸気ポート噴射時の燃料圧力は同一となるので気筒4〜14間の燃料噴射量のばらつきを抑制することができる。
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The effect (a) of the first embodiment is produced.
(B). Even if the fuel pressure pulsation is not in the same phase, if the fuel pressure pulsation is in the middle, the fuel pressure at the time of intake port injection to each cylinder 4-14 will be the same, so variation in the fuel injection amount between the cylinders 4-14 will be suppressed. be able to.
しかも高圧燃料ポンプ26のポンプカム30はエンジン1サイクルについて1回転するので、燃料圧力脈動の中央は図3に示したごとく1サイクルに6回、しかもクランク角にして等間隔(120°)に発生する。したがって燃料脈動の中央となるタイミングは、より適切に各気筒4〜14の燃料噴射期間に対応させることができる。このように吸気ポート噴射タイミングを設定すると、各気筒4〜14の吸気ポートからは、燃料の気化状態が同一の混合気が燃焼室内に吸入されることになるので、燃焼状態も同一となり、吸気ポート噴射時の気筒間のトルク変動防止に一層効果的となる。
Moreover, since the
[実施の形態3]
本実施の形態は、図4に示すごとく直列6気筒のエンジン102に対する例である。ここで高圧燃料分配管116及び低圧燃料分配管118は各1本が設けられている。高圧燃料分配管116には6気筒分の筒内噴射用燃料噴射弁104a,106a,108a,110a,112a,114aが設けられて、高圧燃料が分配供給されている。低圧燃料分配管118には6気筒分の吸気ポート噴射用燃料噴射弁104b,106b,108b,110b,112b,114bが設けられて、低圧燃料が分配供給されている。尚、高圧燃料分配管116及び低圧燃料分配管118側へ燃料を圧送する側の構成については、前記実施の形態1と同一であるので、同一の符号にて示している。
[Embodiment 3]
This embodiment is an example for an in-line 6-
ここで高圧燃料分配管116及び低圧燃料分配管118は各1本であるので、高圧燃料通路50及び低圧燃料通路54は両者とも分岐していない。更に6気筒104,106,108,110,112,114の点火順序は、#1気筒104→#5気筒112→#3気筒108→#6気筒114→#2気筒106→#4気筒110とされている。このためECU156は、吸気ポート噴射時には、#1気筒104、#3気筒108及び#2気筒106については、クランク角にして240°間隔で噴射期間の中央が来るように燃料噴射タイミングを設定している。このような燃料噴射タイミングの設定は前記実施の形態1にて説明したごとくのマップを用いて、実際のエンジン運転時のエンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて設定することができる。
Here, since there is one high-pressure
そして、#5気筒112、#6気筒114及び#4気筒110についての吸気ポート噴射期間は、それぞれ#1気筒104、#3気筒108及び#2気筒106に一致させている。このことにより図5に示したごとく、全気筒104〜114について、吸気ポート噴射用燃料噴射弁104b〜114bからの燃料噴射は低圧燃料圧力脈動上の同一の燃料圧力タイミングでなされることになる。
The intake port injection periods for # 5
上述した構成において、ECU156が低圧燃料噴射タイミング調節手段に相当する。
以上説明した本実施の形態3によれば、以下の効果が得られる。
(イ).1本の低圧燃料分配管118に対しても、ECU156は、#1気筒104、#2気筒106及び#3気筒108の吸気ポート噴射期間を、燃料圧力脈動の同一位相としている。更に#4気筒110については#2気筒106に、#5気筒112については#1気筒104に、#6気筒114については#3気筒108に、吸気ポート噴射期間を一致させている。このことにより全気筒104〜114について、燃料圧力脈動に対して同一燃料圧力となるタイミングに燃料噴射することができる。
In the configuration described above, the
According to the third embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). Also for one low pressure
したがって直列型エンジン102においても吸気ポート噴射時における気筒104〜114間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。
(ロ).前記実施の形態1の(ロ)の効果を生じる。
Therefore, also in the
(B). The effect (b) of the first embodiment is produced.
[実施の形態4]
本実施の形態では、ハード構成は図4に示したごとくであるが、ECU156は、図6に示すごとく、クランク角120°毎に燃料圧力脈動に生じる脈動中央に、各気筒104〜114に対する低圧燃料の噴射期間の中央を一致させている。これ以外の構成は前記実施の形態3と同じである。
[Embodiment 4]
In the present embodiment, the hardware configuration is as shown in FIG. 4, but as shown in FIG. 6, the
以上説明した本実施の形態4によれば、以下の効果が得られる。
(イ).前記実施の形態2の(ロ)の効果を生じる。
[実施の形態5]
本実施の形態は、図7に示すごとくである。ここでエンジン2、フィードポンプ24及び高圧燃料ポンプ26は、前記実施の形態1と同一の構成であるので同一の符号を付している。低圧燃料通路254は、左バンク2a側の低圧燃料分配管18へ低圧燃料を供給し、更に低圧燃料通路254から分岐した分岐通路254aが右バンク2b側の低圧燃料分配管22へ低圧燃料を供給している。したがって燃料圧力脈動伝達経路の形状、特に長さが左右バンク2a,2bで異なることになるので、図8に示すごとく左バンク2a側の低圧燃料圧力脈動と右バンク2b側の低圧燃料圧力脈動とは位相が一致せず、しかもこの低圧燃料圧力脈動の不一致の程度はエンジン回転数の程度により異なることになる。
According to the fourth embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The effect (b) of the second embodiment is produced.
[Embodiment 5]
The present embodiment is as shown in FIG. Here, since the
ここでECU256は前記実施の形態1にて述べたごとくのマップにより、燃料圧力脈動のピーク位相に噴射期間の中央が来るように燃料噴射タイミングを設定している。しかし、#1気筒4、#3気筒8及び#5気筒12に対するマップと、#2気筒6、#4気筒10及び#6気筒14に対するマップとでは、低圧燃料圧力脈動の位相ずれに対応して異なるマップが用いられている。
Here, the
このことにより図8に示したごとく、全気筒4〜14における吸気ポート噴射期間の中央にて燃料圧力脈動がピーク位相となるので、全気筒4〜14に対して同一の燃料圧力で吸気ポートに燃料が噴射される。
As a result, as shown in FIG. 8, the fuel pressure pulsation reaches a peak phase in the center of the intake port injection period in all the
上述した構成において、ECU256が低圧燃料噴射タイミング調節手段に相当する。
以上説明した本実施の形態5によれば、以下の効果が得られる。
(イ).バンク2a,2b間で燃料圧力脈動にずれがあっても、ECU256が、前記マップをバンク2a,2b毎に切り替えて燃料噴射タイミングを算出することにより、いずれの気筒4〜14においても同一の燃料圧力で噴射できるようにしている。したがって吸気ポート噴射時における気筒4〜14間の燃料噴射量のばらつきを抑制できる。
In the configuration described above, the
According to the fifth embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). Even if there is a deviation in fuel pressure pulsation between the
[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態1,3,5において、燃料圧力脈動の内で、燃料圧力のピークが全気筒について吸気ポート燃料噴射期間の中央に来るように設定していたが、全気筒について同一の燃料圧力であれば、燃料圧力ピーク以外のタイミングでも良い。例えば燃料圧力のボトムでも良く、燃料圧力ピークと燃料圧力ボトムとの中間位相でも良い。
[Other embodiments]
(A). In the first, third, and fifth embodiments, the fuel pressure peak is set so that the peak of the fuel pressure is at the center of the intake port fuel injection period for all the cylinders. If so, timing other than the fuel pressure peak may be used. For example, it may be the bottom of the fuel pressure, or may be an intermediate phase between the fuel pressure peak and the fuel pressure bottom.
又、吸気ポート燃料噴射期間の中央以外のタイミングに、同一の燃料圧力状態を設定するようにしても良い。例えば、吸気ポート燃料噴射期間の開始時でも良いし、終了時でも良い。又、これらの中間でも良い。 Further, the same fuel pressure state may be set at a timing other than the center of the intake port fuel injection period. For example, it may be at the start or end of the intake port fuel injection period. Moreover, the middle of these may be sufficient.
(b).前記各実施の形態の構成に低圧燃料圧力脈動を小さくするためのパルセーションダンパーを低圧燃料通路に取り付けても良い。特に、パルセーションダンパーを1つ取り付ける場合には、前記実施の形態1,2のように、左バンク2aと右バンク2bとで燃料圧力脈動位相を一致させる場合には、低圧燃料通路54が分岐通路54a,54bに分かれる分岐部に設定することにより、燃料圧力脈動位相の一致状態を維持することができる。
(B). A pulsation damper for reducing the low pressure fuel pressure pulsation may be attached to the low pressure fuel passage in the configuration of each of the embodiments. In particular, when one pulsation damper is attached, the low
(c).高圧燃料ポンプはスピル調量タイプであったが、加圧室内への燃料吸入時に吸入燃料量を調量する吸入調量タイプの高圧燃料ポンプであっても良い。
(d).前記各実施の形態では6気筒のエンジンにて説明したが、本発明は6気筒未満の複数気筒エンジンにも、6気筒を越える複数気筒エンジンにも適用できる。
(C). Although the high-pressure fuel pump is a spill metering type, it may be a suction metering type high-pressure fuel pump that meteres the amount of fuel sucked when fuel is sucked into the pressurized chamber.
(D). In each of the above-described embodiments, the description has been given of the six-cylinder engine. However, the present invention can be applied to a multi-cylinder engine having less than six cylinders and a multi-cylinder engine having more than six cylinders.
2…エンジン、2a…左バンク、2b…右バンク、4,6,8,10,12,14…気筒、4a,8a,12a,6a,10a,14a…筒内噴射用燃料噴射弁、4b,8b,12b,6b,10b,14b…吸気ポート噴射用燃料噴射弁、16,20…高圧燃料分配管、18,22…低圧燃料分配管、24…フィードポンプ、26…高圧燃料ポンプ、28…吸気カムシャフト、30…ポンプカム、32…シリンダ、34…プランジャ、34a…スプリング、36…加圧室、38…燃料導入口、40…電磁開閉弁、40a…励磁コイル、40b…弁体、40c…スプリング、40d…シート部、42…低圧燃料経路、44…燃料タンク、46…リリーフ弁、48…チェック弁、50…高圧燃料通路、52…リリーフ弁、54…低圧燃料通路、54a,54b…分岐通路、56…ECU、102…エンジン、104,106,108,110,112,114…気筒、104a,106a,108a,110a,112a,114a…筒内噴射用燃料噴射弁、104b,106b,108b,110b,112b,114b…吸気ポート噴射用燃料噴射弁、116…高圧燃料分配管、118…低圧燃料分配管、156…ECU、254…低圧燃料通路、254a…分岐通路、256…ECU。
2 ... Engine, 2a ... Left bank, 2b ... Right bank, 4, 6, 8, 10, 12, 14 ... Cylinder, 4a, 8a, 12a, 6a, 10a, 14a ... Fuel injection valve for in-cylinder injection, 4b, 8b, 12b, 6b, 10b, 14b ... fuel injection valve for intake port injection, 16, 20 ... high pressure fuel distribution pipe, 18, 22 ... low pressure fuel distribution pipe, 24 ... feed pump, 26 ... high pressure fuel pump, 28 ... intake air Camshaft, 30 ... Pump cam, 32 ... Cylinder, 34 ... Plunger, 34a ... Spring, 36 ... Pressurization chamber, 38 ... Fuel inlet, 40 ... Electromagnetic on-off valve, 40a ... Excitation coil, 40b ... Valve body, 40c ...
Claims (7)
前記吸気ポート噴射用燃料噴射弁から燃料を噴射する内燃機関運転時には、前記高圧ポンプの状態に起因して前記低圧燃料に生じる燃料圧力脈動にて同一燃料圧力となるタイミングが、各気筒に対する前記低圧燃料の噴射期間内となるように前記低圧燃料の噴射タイミングを調節する低圧燃料噴射タイミング調節手段を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 Low pressure pressurized by a low pressure pump, comprising an intake port injection fuel injection valve that injects fuel into each cylinder's intake port and an in-cylinder injection fuel injection valve that directly injects fuel into each cylinder's combustion chamber A fuel injection device for an internal combustion engine comprising a fuel supply system that supplies fuel to the intake port injection fuel injection valve, pressurizes the low pressure fuel by a high pressure pump, and supplies the fuel as high pressure fuel to the in-cylinder injection fuel injection valve Because
During operation of the internal combustion engine that injects fuel from the intake port injection fuel injection valve, the timing at which the same fuel pressure is caused by the fuel pressure pulsation generated in the low pressure fuel due to the state of the high pressure pump is the low pressure for each cylinder. A fuel injection device for an internal combustion engine, comprising: a low-pressure fuel injection timing adjusting means for adjusting an injection timing of the low-pressure fuel so as to be within a fuel injection period.
前記高圧ポンプから前記各低圧燃料分配管への低圧燃料の燃料圧力脈動伝達経路の形状が、前記高圧ポンプの状態に起因して前記低圧燃料に生じる燃料圧力脈動が同一位相で前記各低圧燃料分配管へ到達するように設定されていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 An intake port injection fuel injection valve that injects fuel into the intake port of each cylinder of an internal combustion engine having a plurality of banks, and a low pressure that is provided for each bank and is arranged in an array of the intake port injection fuel injection valves In-cylinder in which fuel distribution pipe and low-pressure fuel pressurized by a low-pressure pump are supplied to the low-pressure fuel distribution pipe and the low-pressure fuel is pressurized by a high-pressure pump and directly injected into the combustion chamber of each cylinder as high-pressure fuel A fuel injection device for an internal combustion engine comprising a fuel supply system for supplying to a fuel injection valve for injection,
The shape of the fuel pressure pulsation transmission path of the low pressure fuel from the high pressure pump to each of the low pressure fuel distribution pipes is such that the fuel pressure pulsation generated in the low pressure fuel due to the state of the high pressure pump is in the same phase. A fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the fuel injection device is set to reach a pipe.
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