KR100612784B1 - Accumulator injection system - Google Patents
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Abstract
연료 공급 펌프(3)는 각 실린더를 위한 연료 분사 밸브(5)를 통해 엔진(1)의 각 실린더로 공급되는 연료를 가압한다. 엔진 제어 유닛(10)은 연료 공급 펌프(3)의 펌프압송 기간과 실린더를 위한 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 기간이 중복되는 경우와, 연료 공급 펌프(3)의 펌프압송 기간과 동일한 실린더를 위한 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 기간이 중복되지 않는 경우 사이의 연료 분사 체적에서의 차이를 억제하도록 연료 분사 밸브(5)를 구동하기 위한 신호를 설정한다. 전자의 경우, 중복 시간은 펌프압송 기간과 연료 분사 기간이 중복되는 시간의 기간으로서 한정되었다. 만일 중복 기간이 가변이라면, 엔진 제어 유닛(10)은 중복 기간에 따라 연료 분사 밸브(5)를 구동하기 위한 신호를 설정한다.The fuel supply pump 3 pressurizes the fuel supplied to each cylinder of the engine 1 through the fuel injection valve 5 for each cylinder. The engine control unit 10 has the same cylinder as the pumping period of the fuel supply pump 3 and the case where the pumping period of the fuel supply pump 3 overlaps with the fuel injection period of the fuel injection valve 5 for the cylinder. The signal for driving the fuel injection valve 5 is set so as to suppress the difference in fuel injection volume between when the fuel injection periods of the fuel injection valve 5 do not overlap. In the former case, the overlapping time was defined as the period of time in which the pumping period and the fuel injection period overlap. If the overlap period is variable, the engine control unit 10 sets a signal for driving the fuel injection valve 5 in accordance with the overlap period.
연료 분사 밸브, 엔진 제어 유닛, 연료 공급 펌프, 실린더, 엔진Fuel injection valve, engine control unit, fuel supply pump, cylinder, engine
Description
도1은 본 발명의 제1 실시예에 의해 구현된 커먼 레일 연료 분사 시스템의 블록 다이어그램.1 is a block diagram of a common rail fuel injection system implemented by a first embodiment of the present invention;
도2는 본 발명의 제1 실시예의 기준 연료 분사 기간을 결정하기 위한 특성 맵을 나타내는 그래프.2 is a graph showing a characteristic map for determining a reference fuel injection period in the first embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 제1 실시예에서 기준 연료 분사 기간을 결정하기 위한 특성 맵을 나타내는 그래프.Fig. 3 is a graph showing a characteristic map for determining a reference fuel injection period in the first embodiment of the present invention.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 의해 수행되는 연료 분사 제어를 나타내는 흐름도.4 is a flowchart showing fuel injection control performed by the first embodiment of the present invention;
도5는 본 발명의 제2 실시예에 의해 수행되는 연료 분사 제어를 나타내는 흐름도.Fig. 5 is a flowchart showing fuel injection control performed by the second embodiment of the present invention.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 의해 수행되는 연료 분사 제어를 나타내는 흐름도.Fig. 6 is a flowchart showing fuel injection control performed by the second embodiment of the present invention.
도7은 본 발명의 제2 실시예에서 보정량을 결정하기 위한 특성 맵.Fig. 7 is a characteristic map for determining the correction amount in the second embodiment of the present invention.
도8은 본 발명의 제3 실시예에 의해 수행되는 연료 분사 제어를 나타내는 흐름도.Fig. 8 is a flowchart showing fuel injection control performed by the third embodiment of the present invention.
도9는 본 발명의 제3 실시예에 의해 수행되는 연료 분사 제어를 나타내는 흐 름도.Fig. 9 is a flow chart showing fuel injection control performed by the third embodiment of the present invention.
도10은 본 발명의 제3 실시예에서 펌프 토출 체적을 결정하기 위한 특성 맵을 나타내는 그래프.10 is a graph showing a characteristic map for determining a pump discharge volume in a third embodiment of the present invention.
도11은 본 발명의 제3 실시예에서 연료 분사에 관련된 타임 차트를 나타내는 파형을 모아놓은 도면.Fig. 11 is a view showing a collection of waveforms showing a time chart related to fuel injection in the third embodiment of the present invention.
도12는 본 발명의 제3 실시예에서 보정량을 결정하기 위한 특성 맵.Fig. 12 is a characteristic map for determining the correction amount in the third embodiment of the present invention.
도13은 본 발명의 제4 실시예의 연료 공급 펌프의 위상을 검출하기 위한 프로세스를 나타내는 흐름도.Fig. 13 is a flowchart showing a process for detecting a phase of a fuel supply pump in a fourth embodiment of the present invention.
도14는 본 발명의 제5 실시예에서 연료 누설을 검출하기 위한 프로세스를 나타내는 흐름도.14 is a flowchart showing a process for detecting fuel leakage in a fifth embodiment of the present invention.
도15는 본 발명의 제5 실시예에서 연료 공급 펌프에 의해 수행되는 작동의 타임 차트를 도시한 도면.Figure 15 shows a time chart of the operation performed by the fuel supply pump in the fifth embodiment of the present invention.
도16은 본 발명의 제5 실시예의 정적 누설량을 결정하기 위한 특성 맵을 도시한 도면.Figure 16 shows a characteristic map for determining the static leak amount in the fifth embodiment of the present invention.
도17은 본 발명의 제5 실시예에서 보정량을 결정하기 위한 특성 맵을 도시한 도면.Fig. 17 is a diagram showing a characteristic map for determining the correction amount in the fifth embodiment of the present invention.
도18은 본 발명의 제5 실시예에서 동적 누설량을 결정하기 위한 특성 맵을 도시한 도면.Figure 18 shows a characteristic map for determining the dynamic leak amount in the fifth embodiment of the present invention.
도19는 본 발명의 제5 실시예에서 커먼 레일 연료 압력의 변화의 타임 차트를 도시하는 도면.Fig. 19 is a diagram showing a time chart of changes in common rail fuel pressure in the fifth embodiment of the present invention.
도20은 본 발명의 제5 실시예에서 연료 소비의 분포를 도시하는 다이어그램.Figure 20 is a diagram showing the distribution of fuel consumption in the fifth embodiment of the present invention.
도21은 본 발명의 제6 실시예에 의해 구현된 엔진 제어 유닛을 도시하는 블록 다이어그램.Fig. 21 is a block diagram showing an engine control unit implemented by the sixth embodiment of the present invention.
도22는 본 발명의 제6 실시예에서 커먼 레일 연료 압력의 타임 차트를 나타내는 파형을 도시한 도면.FIG. 22 shows waveforms showing a time chart of common rail fuel pressure in a sixth embodiment of the present invention; FIG.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 엔진1: engine
2 : 커먼 레일2: common rail
3 : 연료 공급 펌프3: fuel supply pump
4 : 흡입 제어 밸브4: suction control valve
5 : 연료 분사 밸브5: fuel injection valve
7 : 연료 탱크7: fuel tank
10 : 전자 제어 유닛10: electronic control unit
16 : 크랭크축16: crankshaft
17, 19 : 연료 복귀 통로17, 19: fuel return passage
본 발명은 어큐뮬레이터 내에 공급 펌프와 같은 연료 공급 설비에 의해 토출된 고압 연료 체적을 저장하고 어큐뮬레이터 내에 축적된 고압 연료를 연료 분사 밸브를 통해 다실린더 디젤 엔진과 같은 내연 기관의 각 실린더로 공급하기 위한 축압식 연료 분사 시스템에 관한 것이다.The present invention provides a accumulator for storing a high pressure fuel volume discharged by a fuel supply facility such as a feed pump in an accumulator and for supplying the high pressure fuel accumulated in the accumulator to each cylinder of an internal combustion engine such as a multicylinder diesel engine through a fuel injection valve. A fuel injection system.
종래의 다실린더 디젤 엔진과 같은 내연 기관용 연료 분사 시스템으로서, 커먼 레일(common rail), 복수개의 연료 분사 밸브 및 공급 펌프를 포함하는 축압식 연료 분사 시스템이 공지되어 있다. 커먼 레일은 연료가 엔진의 실린더에 분사되는 압력으로 고압 연료를 가압하여 저장하기 위한 어큐뮬레이터로서 이용된다. 연료 분사 밸브는 엔진의 각각의 실린더에 장착된 전자기 연료 분사 밸브에 의해 각각 구현된다. 공급 펌프는 연료 탱크로부터 펌프 전자기 밸브를 통해 연료 공급 펌프의 가압 챔버로 들어가는 연료에 압력을 인가하고, 커먼 레일로 연료가 공급되는 동안(즉, 연료 토출 동안) 연료를 가압하기 위한 연료 공급 펌프로서 기능한다.As fuel injection systems for internal combustion engines, such as conventional multicylinder diesel engines, accumulating fuel injection systems comprising a common rail, a plurality of fuel injection valves and a supply pump are known. The common rail is used as an accumulator for pressurizing and storing high pressure fuel at a pressure at which fuel is injected into a cylinder of an engine. The fuel injection valves are each implemented by an electromagnetic fuel injection valve mounted to each cylinder of the engine. The feed pump is a fuel supply pump for applying pressure to the fuel entering the pressurization chamber of the fuel supply pump from the fuel tank through the pump electromagnetic valve and pressurizing the fuel while fuel is supplied to the common rail (ie, during fuel discharge). Function.
그러나, 종래의 축압식 연료 분사 시스템에서, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되면, 분사 압력과 연료 분사율이 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 경우보다 높아진다. 그 결과, 실제 연료 분사 체적이 엔진의 운전 조건에 따라 설정된 목표 연료 분사 체적을 초과하는 값으로 증가한다. 공급 펌프의 펌프압송 기간은 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상 사이의 주기로서 한정된다. 연료 분사 체적은 엔진의 실린더 내로 분사된 연료의 체적이다.However, in the conventional accumulator fuel injection system, when the fuel injection period of the fuel injection valve overlaps with the pump injection period of the feed pump, the injection pressure and the fuel injection rate are equal to the pump injection period of the feed pump. It is higher than it does not overlap. As a result, the actual fuel injection volume increases to a value exceeding the target fuel injection volume set according to the operating conditions of the engine. The pump pumping period of the feed pump is defined as the period between the pump pumping period start phase and the pump pumping period end phase. The fuel injection volume is the volume of fuel injected into the cylinder of the engine.
펌프압송 작동마다 1회 분사하는 것과 같은 동기 분사의 경우에, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간은 펌프압송 기간 종료 위상에 따라 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되거나 중복되지 않을 수 있다. 펌프압송 작동마다 2회 분사하거나 또 는 4회 펌프압송 작동마다 6회 분사하는 것과 같은 비동기 분사의 경우에, 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더와 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더가 있다.In the case of synchronous injection such as one injection per pump pumping operation, the fuel injection period of the fuel injection valve may or may not overlap with the pump pumping period of the feed pump, depending on the phase of the pump pumping period end. In the case of asynchronous injection, such as two injections per pump pumping operation or six injections per pump pumping operation, a cylinder and a feed pump having a fuel injection period of the fuel injection valve overlapping the pumping period of the supply pump There is a cylinder having a fuel injection period of a fuel injection valve which does not overlap with the pump pressure period of.
따라서, 연료 분사 체적, 즉 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 엔진의 실린더 내로 분사되는 연료의 체적은 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 연료 분사 체적과 상이하고, 이는 연료 분사 체적의 제어 정밀도에 악영향을 미치고, 체적이 악화된다.Accordingly, the fuel injection volume, i.e. the volume of fuel injected into the cylinder of the engine where the fuel injection period of the fuel injection valve overlaps with the pump injection period of the feed pump, overlaps with the pump injection period of the fuel injection valve. Different from the non-fuel injection volume, which adversely affects the control precision of the fuel injection volume, and the volume is deteriorated.
한편, 축압식 연료 분사 시스템은 목표 커먼 레일 연료 압력을 달성하기 위해, 펌프 제어 밸브로 흐르는 통전 전류를 조절하여 연료 공급 펌프에 의해 토출되는 연료의 체적으로 한정되는 펌프압송 체적을 제어하도록 된 구성을 갖는다. 또한, 펌프 제어 밸브의 개구를 조정함으로써 연료 공급 펌프에 의해 토출되는 연료의 펌프압송 체적을 설정하기 위해 펌프 제어 밸브로 흐르는 통전 전류의 크기에 기초하여 펌프압송 체적을 찾아내는 방법이 공지되어 있다. 따라서, 펌프 제어 밸브로 흐르는 통전 전류의 크기는 지령 펌프압송 체적으로서 고려될 수 있다. 그러나, 펌프 제어 밸브로 흐르는 통전 전류의 크기에 기초하여 펌프압송 체적을 찾아내는 방법은 연료 공급 펌프, 점성을 포함하는 연료의 상태 및 공기의 차이를 포함하는 인자에 의한 에러가 발생된다. 그 결과, 펌프 펌프압송 체적을 구하는 정밀도가 불량해지는 문제가 제기된다.On the other hand, the accumulator fuel injection system has a configuration configured to control a pumping volume defined by the volume of fuel discharged by the fuel supply pump by adjusting the energizing current flowing to the pump control valve to achieve the target common rail fuel pressure. . It is also known to find a pump delivery volume based on the magnitude of the energizing current flowing to the pump control valve to set the pump delivery volume of the fuel discharged by the fuel supply pump by adjusting the opening of the pump control valve. Therefore, the magnitude of the energizing current flowing to the pump control valve can be considered as the command pump pressure volume. However, the method of finding the pumping pressure volume based on the magnitude of the energizing current flowing to the pump control valve causes an error due to a fuel supply pump, a factor including a difference in air and a state of fuel including viscosity. As a result, a problem arises in that the precision for obtaining the pump pumping volume is poor.
연료 공급 펌프의 펌프 구동축이 엔진의 크랭크축과 동기적으로 회전할 때, 엔진의 크랭크축과 연료 공급 펌프의 조립에 에러가 있다면 에러를 검출하는 것은 불가능하다. 엔진의 크랭크축과 연료 공급 펌프의 조립의 에러는, 중복 기간이 실험 등을 통해 미리 공지되어 있더라도, 전술한 중복 기간에 따른 연료 분사 보정의 효과가 작아지는 문제점을 발생시킨다.When the pump drive shaft of the fuel supply pump rotates synchronously with the crank shaft of the engine, it is impossible to detect the error if there is an error in the assembly of the engine crankshaft and the fuel supply pump. The error in assembling the crankshaft of the engine and the fuel supply pump causes a problem that the effect of the fuel injection correction according to the overlapping period described above becomes small, even if the overlapping period is known in advance through experiments or the like.
따라서, 본 발명의 목적은 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 실린더와 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 실린더 사이의 연료 분사 체적의 차이를 제거함으로써 엔진의 각각의 실린더의 연료 분사 체적을 제어하는 정밀도를 개선할 수 있는 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel between a cylinder in which the fuel injection period of the fuel injection valve overlaps with the pump compression period of the fuel supply pump and a fuel between the cylinder in which the fuel injection period of the fuel injection valve does not overlap with the pump injection period of the fuel supply pump. It is to provide a accumulator fuel injection system which can improve the precision of controlling the fuel injection volume of each cylinder of the engine by eliminating the difference in the injection volume.
본 발명의 다른 목적은 특정 실린더에서 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 경우와 동일한 특정 실린더에서 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 경우 사이의 연료 분사 체적의 차이를 제거함으로써 엔진의 특정 실린더의 연료 분사 체적을 제어하는 정밀도를 개선할 수 있는 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is that the fuel injection period of the fuel injection valve overlaps the pumping period of the fuel supply pump in the same cylinder as the case where the fuel injection period of the fuel injection valve in the specific cylinder overlaps with the pumping period of the fuel supply pump. It is to provide a accumulator fuel injection system that can improve the precision of controlling the fuel injection volume of a particular cylinder of the engine by eliminating the difference in fuel injection volume between the case if not.
본 발명의 다른 목적은 연료 공급 펌프의 캠 위상, 더 상세히는 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상을 높은 정밀도로 검출할 수 있고, 이후에 수행되는 엔진 제어에서 검출된 위상을 반영하는 것이 가능한 축압식 연료 분사 시 스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to detect the cam phase of the fuel supply pump, more specifically the pump compression period start phase and the pump compression period end phase, with high precision, and reflect the phase detected in the engine control performed subsequently. To provide a possible accumulator fuel injection system.
본 발명의 다른 목적은 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간과 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간 사이의 중복 기간을 높은 정밀도로 검출할 수 있는 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a accumulator fuel injection system capable of detecting with high precision an overlapping period between a fuel injection period of a fuel injection valve and a pump injection period of a fuel supply pump.
본 발명의 다른 목적은 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 중복 기간에 따라 높은 정밀도로 연료 분사 체적을 보정할 수 있는 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a accumulator fuel injection system capable of correcting the fuel injection volume with high precision according to an overlapping period in which the fuel injection period of the fuel injection valve overlaps with the pump injection period of the fuel supply pump.
본 발명의 다른 목적은 높은 정밀도로 연료 공급 펌프의 펌프압송 체적을 계산하는 것이 가능한 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a accumulator fuel injection system capable of calculating the pumping volume of a fuel supply pump with high precision.
본 발명의 다른 목적은 연료 공급 펌프의 조립 에러를 검출하는 것이 가능한 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a accumulator fuel injection system capable of detecting an assembly error of a fuel supply pump.
본 발명에 따라, 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더와 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 연료 분사 밸브의 연료 공급 기간을 갖는 실린더가 미리 공지되어 있다면, 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더의 연료 분사 기간은 엔진의 운전 조건에 따라 설정된 목표 연료 분사 체적과 연료 압력 검출 수단에 의해 검출되는 연료 압력으로부터 구해진다. 한편, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 실린더의 연료 분사 기간은 목표 연료 분사 체적, 검출된 연료 압력 및 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간과 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간의 중복 기간으로부터 구해진다.According to the present invention, a cylinder having a fuel injection period of a fuel injection valve overlapping with a pump injection period of a fuel supply pump and a cylinder having a fuel supply period of a fuel injection valve not overlapping with a pump injection period of a fuel supply pump are known in advance. If so, the fuel injection period of the cylinder having the fuel injection period of the fuel injection valve not overlapping with the pumping period of the fuel supply pump is detected by the target fuel injection volume and the fuel pressure detecting means set according to the operating conditions of the engine. Obtained from pressure On the other hand, the fuel injection period of the cylinder in which the fuel injection period of the fuel injection valve overlaps with the pump injection period of the fuel supply pump is the target fuel injection volume, the detected fuel pressure and the fuel injection period of the fuel injection valve and the pump pressure of the fuel supply pump. It is calculated | required from the overlapping period of period.
따라서, 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더와 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더 사이의 연료 분사 체적의 차이를 감소시키는 것이 가능하다. 게다가, 엔진의 실린더들 사이의 연소력 차이를 억제하는 것이 또한 가능하다. 게다가, 배기 저하를 억제하는 것이 또한 가능하다.Thus, the volume of the fuel injection volume between the cylinder having the fuel injection period of the fuel injection valve overlapping the pump injection period of the fuel supply pump and the cylinder having the fuel injection period of the fuel injection valve not overlapping the pump injection period of the fuel supply pump It is possible to reduce the difference. In addition, it is also possible to suppress the combustion force difference between the cylinders of the engine. In addition, it is also possible to suppress the exhaust reduction.
본 발명에 따라, 엔진의 특정 실린더에 대하여 특정 실린더에서 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 경우와 동일한 특정 실린더에서 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 경우 사이의 실제 연료 분사 체적의 차이를 감소시키는 것이 가능하다.According to the invention, for a particular cylinder of an engine, the fuel injection period of the fuel injection valve in the specific cylinder is equal to the case where the fuel injection period of the fuel injection valve in the specific cylinder overlaps the pumping period of the fuel supply pump. It is possible to reduce the difference in the actual fuel injection volume between the pumping period and not overlapping.
본 발명에 따라, 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 소정치를 초과하는 연료 압력의 변화는 연료 공급 펌프의 캠 위상이 펌프압송 기간 개시 위상으로 간주될 수 있는 경우로 검출된다. 소정치를 초과한 후에 소정치보다 작아지는 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료 압력의 변화는 연료 공급 펌프의 캠 위상이 펌프압송 주기 종료 위상으로 간주될 수 있는 경우로 검출된다. 다르게는, 엔진 조립체에서 연료 공급 펌프의 기하학적 펌프압송 기간 종료 위상이 저장된다. 이러한 방식으로, 연료 공급 펌프의 캠 위상, 특히 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상이 높은 정밀도로 구해질 수 있다.According to the present invention, the change in fuel pressure exceeding a predetermined value detected by the fuel pressure detecting means is detected in the case where the cam phase of the fuel supply pump can be regarded as the pump compression period start phase. The change in the fuel pressure detected by the fuel pressure detecting means which becomes smaller than the predetermined value after exceeding the predetermined value is detected in the case where the cam phase of the fuel supply pump can be regarded as the pump pressure cycle end phase. Alternatively, the geometric pumping period end phase of the fuel supply pump in the engine assembly is stored. In this way, the cam phase of the fuel supply pump, in particular, the pump pumping period starting phase and the pump pumping period ending phase can be obtained with high precision.
펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상은 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상이 검출된 후에 수행되는 엔진 제어에 반영된다. 엔진 제어의 예는 연료 분사 제어와 펌프 제어이다. 예를 들어, 연료 분사 밸브의 연료 분사 주기과 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간 사이의 중복 기간을 펌프압송 기간 개시 위상 및 펌프압송 기간 종료 위상으로부터 식별하는 것이 가능하다. 다음에, 중복 기간에 따라 연료 분사 제어를 수행하는 것이 가능하다. 게다가, 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상으로부터 고정밀도로 펌프압송 체적을 구하는 것이 가능하다. 다음에, 펌프압송 체적에 따라 펌프 제어를 수행하는 것이 가능하다.The pump pumping period starting phase and the pump pumping period ending phase are reflected in the engine control performed after the pump pumping period starting phase and the pump pumping period ending phase are detected. Examples of engine control are fuel injection control and pump control. For example, it is possible to identify the overlapping period between the fuel injection cycle of the fuel injection valve and the pump compression period of the fuel supply pump from the pump injection period start phase and the pump injection period end phase. Next, it is possible to perform fuel injection control in accordance with the overlap period. In addition, it is possible to obtain the pump pressure volume with high accuracy from the pump pressure period start phase and the pump pressure period end phase. Next, it is possible to perform pump control in accordance with the pump pressure volume.
본 발명에 따라, 중복 기간의 길이는 펌프압송 기간 종료 위상, 목표 연료 분사 기간 및 목표 연료 분사 타이밍으로부터 높은 정밀도로 구해질 수 있다.According to the present invention, the length of the overlapping period can be obtained with high precision from the pump pumping period end phase, the target fuel injection period and the target fuel injection timing.
연료 공급 펌프의 캠 프로파일(또는 캠 위상 또는 플런저 위치), 펌프압송 기간 개시 위상 및 펌프압송 기간 종료 위상에 기초하여 연료 공급 펌프로부터 어큐뮬레이터의 내측으로 펌프압송된 연료의 펌프압송 체적을 정밀하게 구하는 것이 가능하다.Accurately determining the pump delivery volume of the pump pumped fuel from the fuel supply pump into the accumulator from the fuel supply pump based on the cam profile (or cam phase or plunger position), pump delivery period start phase and pump delivery period end phase of the fuel supply pump. It is possible.
고압 파이프로부터 누설되는 연료의 양은, 예를 들어 연료의 목표 펌프압송 체적, 인젝터 정적 누설량 및 인젝터 동적 누설량으로부터 높은 정밀도로 알 수 있다.The amount of fuel leaking out of the high pressure pipe can be known with high precision from, for example, the target pump pressure volume of the fuel, the injector static leak amount and the injector dynamic leak amount.
연료의 누설량이 소정치를 초과할 때, 예를 들어 펌프 제어를 개선하기 위한 연료 분사 제어가 수행된다. 더 상세히는, 연료 공급 펌프에서 비정상이 발생하는 경우, 연료 분사 밸브에서 개방 비정상이 발생하는 경우 또는 연료 파이프 시스템 에서 비정상이 발생하는 경우에는, 예를 들어 엔진이 정지되거나 또는 연료 분사 제어 또는 펌프 제어가 차량이 주행을 계속하는 것이 가능하도록 수행된다.When the leakage amount of fuel exceeds a predetermined value, fuel injection control is performed, for example, to improve pump control. More specifically, when an abnormality occurs in the fuel supply pump, when an open abnormality occurs in the fuel injection valve or when an abnormality occurs in the fuel pipe system, for example, the engine is stopped or fuel injection control or pump control is performed. Is performed so that the vehicle can continue to travel.
예를 들어, 연료 압력 센서로부터 발생된 전기적인 신호를 처리하는 데 이용되는 로우 패스 필터와 하이 패스 필터를 갖는 전자 제어 유닛을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 필터를 제공함으로써, 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상을 검출하기 위한 프로세스가 고속으로 수행될 수 있다.For example, it is desirable to provide an electronic control unit having a low pass filter and a high pass filter used to process electrical signals generated from fuel pressure sensors. By providing such a filter, a process for detecting the pump pumping period starting phase and the pump pumping period ending phase can be performed at high speed.
펌프압송 기간 종료 위상의 검출 위치와 펌프압송 기간 종료 위상의 기준 위치 사이의 차이를 발견함으로써, 예를 들어 엔진의 출력축의 선회 각으로부터 연료 공급 펌프의 캠 차이가 검출될 수 있다. 따라서 높은 정밀도로 연료 공급 펌프의 조립체 위상을 검출하는 것이 가능하다.By finding the difference between the detection position of the pump pumping period end phase and the reference position of the pump pumping period end phase, for example, the cam difference of the fuel supply pump can be detected from the turning angle of the output shaft of the engine. It is therefore possible to detect the assembly phase of the fuel supply pump with high precision.
본 발명의 양호한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.Preferred embodiments of the present invention are described with reference to the accompanying drawings.
(제1 실시예)(First embodiment)
도1 내지 도4는 본 발명의 제1 실시예를 도시한다. 특히, 도1은 커먼 레일 연료 분사 시스템의 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.1 to 4 show a first embodiment of the present invention. In particular, Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a common rail fuel injection system.
커먼 레일 연료 분사 시스템은 4 실린더 디젤 엔진과 같은 엔진(1)에 적용된다. 커먼 레일 연료 분사 시스템은 각각의 실린더 내로 연료를 분사하기 위해 연료 분사 압력과 동일한 압력으로 고압 연료가 축적되는 어큐뮬레이터로서 이용되는 커먼 레일(2)을 포함한다. 커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 흡입된 연료에 압력을 인가하고 가압된 연료를 커먼 레일(2)로 펌프압송하기 위한 연료 공급 펌프(3)를 갖는다. 커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 엔진(1)의 실린더에 커먼 레일(2)에 축적된 고압 연료를 공급하기 위한 복수개의 전자기 연료 분사 밸브(5)를 포함한다. 통상적으로, 엔진(1)은 4개의 실린더를 갖는다. 또한 전자기 연료 분사 밸브(5)는 이후에 각각 인젝터라고 한다. 커먼 레일 연료 분사 시스템에는 또한 연료 공급 펌프(3)와 전자기 연료 분사 밸브(5)를 제어하기 위한 전자 제어 유닛(10)이 제공된다. 후술하는 설명에서, 전자 제어 유닛(10)은 간단히 ECU라고 한다.The common rail fuel injection system is applied to an
연료 분사 압력과 동일한 압력으로 커먼 레일(2) 내로 고압 연료를 연속적으로 가압하고 저장하는 것이 필요하다. 이 때문에, 연료 공급 펌프(3)가 고압 파이프(11)를 통해 커먼 레일(2) 내의 고압 연료를 가압하고 저장하기 위해 이용된다. 커먼 레일(2)로부터 연료 탱크(7)로 연료를 해제하기 위한 해제 파이프(14)에, 커먼 레일(2) 내의 연료 압력이 설정 압력 제한을 초과하는 것을 방지하기 위해 고압을 막기 위한 압력 리미터(13)가 설치된다.It is necessary to continuously pressurize and store the high pressure fuel into the
간단히 공급 펌프라고도 불리는 연료 공급 펌프(3)는 커먼 레일(2)에 연료를 공급하기 위한 펌프이다. 연료 공급 펌프(3)는 연료를 가압하고 이의 토출구로부터 커먼 레일(2)로 고압 연료를 토출한다. 연료 공급 펌프(3)는 엔진(1)의 크랭크축(15)에 의해 구동되는 펌프 구동축(16)을 갖는다. 또한 연료 공급 펌프(3)는 펌프 구동축(16)에 의해 구동될 때 연료 탱크(7)로부터 연료를 펌프압송하기 위한 이송 펌프를 구비한다. 이송 펌프는 저압 연료 공급 펌프이다.The
게다가, 연료 공급 펌프(3)는 캠, 하나 이상의 플런저 및 하나 이상의 실린 더를 포함한다. 캠은 펌프 구동축(16)에 의해 회전 구동된다. 이어서, 플런저들은 캠에 의해 실린더 내에서 전후 방향 운동으로 구동된다. 플런저들과 실린더들은 연료를 흡입하고 흡입된 연료에 압력을 인가하기 위한 압력 인가 챔버 또는 플런저 챔버를 형성한다. 또한 연료 공급 펌프(3)는 압력 인가 챔버 내의 연료의 압력이 소정 수준에 도달하거나 이를 초과할 때 개방되는 토출 밸브를 포함한다. 게다가, 연료 공급 펌프(3)는 서로 180도로 상이한 위상을 갖는 2개의 플런저를 구비한다.In addition, the
또한, 연료 공급 펌프(3)는 펌프 챔버 내의 연료 온도가 높아지는 것을 방지하기 위한 누설 포트를 구비한다. 연료 공급 펌프(3)의 누설 포트로부터 누설되는 연료는 연료 복귀 통로(17, 19)를 통해 연료 탱크(7)로 복귀된다. 펌프 챔버를 연료 공급 펌프(3) 내의 압력 인가 챔버에 연결하는 연료 통로에는, 연료 공급 펌프(3)로부터 커먼 레일(2)로 흐르는 연료의 토출 체적(또는 펌프 토출 체적 또는 펌프압송 체적)을 변화시키기 위해 연료 통로의 개방도(또는 개방)를 조정하기 위한 흡입 제어 밸브(SCV; 4)가 제공된다. SCV(4)는 펌프 토출 체적 변화 수단 또는 펌프압송 체적 변화 수단으로서 기능하는 전자기 밸브이다.In addition, the
SCV(4)는 도면에 도시되지 않은 펌프 구동 회로를 통해 SCV(4)로의 ECU(10)에 의한 펌프 구동 신호 출력에 의해 전자적으로 제어된다. SCV(4)는 연료 공급 펌프(3)의 압력 인가 챔버로 인출된 연료의 흡입 체적을 조정한다. 따라서, SCV(4)는 연료 분사 압력, 따라서 커먼 레일(2) 내의 연료 압력을 변화시킨다. SCV(4)는 정상 개방식 밸브(normally open type valve)이다. 정상 개방식 밸브는 밸브로의 전류의 흐름이 차단될 때 완전히 개방된 상태가 된다. SCV(4)는 또한 펌프 전류 제어 밸브라고 불린다.The
커먼 레일(2)에는, 복수개의 분기 파이프(12)가 설치된다. 각각의 연료 분사 밸브(5)가 분기 파이프(12) 중 하나의 하류 단부에 제공된다. 각각의 연료 분사 밸브(5)는 노즐, 전자기 액츄에이터 및 밸브 폐쇄 방향으로 노즐 니들에 압력을 강제로 인가하기 위한 스프링과 같은 강제 수단이 제공된다. 노즐은 그에 형성된 분사 구멍을 갖는다. 전자기 액츄에이터는 밸브 개방 방향으로 노즐 니들을 구동한다.The
연료의 분사는 노즐 니들의 후방 압력 제어 챔버의 연료 압력을 제어하기 위한 전자기 액츄에이터로서 이용되는 연료 제어 전자기 밸브로 전류가 흐르는 것을 허용하거나 또는 허용하지 않음으로써 전자적으로 제어된다. 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브가 개방 상태일 때, 예를 들어 연료 분사 밸브(5)는 연료 분사 밸브(5)와 연관된 실린더 내로 고압 연료를 분사한다. 연료 분사 밸브(5)로부터 누설된 연료와 후면 압력 제어 챔버로부터 복귀된 연료는 연료 복귀 통로(18, 19)를 통해 연료 탱크(7)로 유동한다.The injection of fuel is controlled electronically by allowing or disallowing current to flow into the fuel control electromagnetic valve which is used as an electromagnetic actuator for controlling fuel pressure in the pressure control chamber behind the nozzle needle. When the electromagnetic valve of the
ECU(10)는 CPU, 저장 유닛, 입력 회로, 출력 회로, 전원 공급 회로, 인젝터 구동 회로 및 펌프 구동 회로의 기능을 포함하는 구성을 구비한 공지된 구조를 갖는 마이크로컴퓨터를 포함한다. CPU는 제어 및 일반적인 프로세스와 같은 프로세스를 수행한다. 다양한 프로그램과 다양한 종류의 데이터를 저장하는데 사용되는 저장 유닛은 통상적으로 ROM 및/또는 RAM이다. 다양한 센서로부터 발생된 센서 신 호 및 A/D 프로세스의 결과로서 A/D 컨버터에 의해 발생된 신호는 마이크로컴퓨터로 공급된다.The
커먼 레일 연료 분사 시스템은 실린더 결정 센서(31)를 포함하는 실린더 결정 수단을 갖는다. 실린더 결정 센서(31)는 신호 로터, 복수개의 실린더 톱니(또는 돌출부) 및 전자기 픽업을 포함한다. 신호 로터는 캠축의 회전으로 회전한다. 예컨대, 신호 로터는 크랭크축(15)이 2회전하는 동안 1회전한다. 신호 로터의 외주연부에 제공된 실린더 톱니는 실린더와 각각 연관된다. 전자기 픽업은 실린더 톱니와의 거리에 따라 실린더 결정 신호 펄스를 발생시킨다. 더 상세히는, 제1 실린더의 피스톤이 연료 분사 직전의 위치에 도달한 때, 큰 펄스 폭을 갖는 기준 실린더 결정 신호 펄스가 출력된다. 이후에, 제3 실린더의 피스톤이 연료 분사 직전의 위치에 도달할 때, 작은 펄스 폭을 갖는 실린더 결정 신호 펄스가 출력된다. 이후에, 제4 실린더의 피스톤이 연료 분사 직전의 위치에 도달한 때, 작은 펄스 폭을 갖는 실린더 결정 신호 펄스가 출력된다. 이어서, 제2 실린더의 피스톤이 연료 분사 직전의 위치에 도달한 때, 작은 펄스 폭을 갖는 실린더 결정 신호 펄스가 출력된다. 이들 펄스는 각각 G 신호라고 부른다.The common rail fuel injection system has cylinder determination means comprising a
커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 크랭크 각도 센서(32)를 포함하는 회전 속도 검출 수단을 갖는다. 크랭크 각도 센서(32)는 신호 로터, 복수개의 크랭크 각도 검출 톱니(또는 돌출부) 및 전자기 픽업을 포함한다. 신호 로터는 크랭크축(15)의 회전과 동기식으로 회전한다. 예컨대, 크랭크축(15)이 1회전하는 동안, 신호 로터는 1회전한다. 크랭크 각도 검출 톱니는 신호 로터의 외주연부에 제공된다. 전자기 픽업은 크랭크 각도 검출 톱니와의 거리에 따라 NE 신호 펄스를 발생시킨다. 크랭크 각도 센서(32)는 신호 로터가 1회전하는 동안 복수개의 NE 신호 펄스를 발생시킨다. NE 신호 펄스들 사이의 간격을 측정함으로써, ECU(10)는 엔진 속도(NE)를 알아낸다.The common rail fuel injection system also has a rotational speed detection means comprising a
커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 가속기 페달의 개방(ACCP)을 검출하기 위한 가속기 센서(33)를 갖는다. 게다가, 커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 엔진(1)의 냉각수 온도(THW)를 검출하기 위한 수온 센서(34)를 갖는다. 게다가, 커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 커먼 레일(2) 내의 연료의 연료 압력(Pc)을 검출하기 위한 연료 압력 검출 센서(35)를 갖는다. 게다가, 커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 연료 온도(THF)를 검출하기 위한 연료 온도 센서(36)도 갖는다.The common rail fuel injection system also has an accelerator sensor 33 for detecting the opening of the accelerator pedal (ACCP). In addition, the common rail fuel injection system also has a
ECU(10)는 엔진(1)의 작동 상태에 대한 커먼 레일 연료 압력 최적치를 구한다. ECU(10)는 SCV(4) 구동용 토출 체적 제어 수단(또는 SCV 제어 수단)을 갖는다. 상세히는, ECU(10)는 엔진(1)의 운전 상태에 대한 정보로부터 목표 커먼 레일 연료 압력(Pt)을 구한다. 이 정보는 엔진 속도(NE)와 가속기 개방(ACCP)을 포함한다. ECU(10)는 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 목표 커먼 레일 연료 압력(Pt)과 동일하게 되도록 SCV(4)로 공급되는 펌프 구동 신호를 조정한다. 펌프 구동 신호는 SCV(4)를 구동하는 전류의 크기 또는 SCV 통전 전류의 크기를 나타낸다.The
커먼 레일 연료 압력 센서(35)에 의해 검출된 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 목표 커먼 레일 연료 압력(Pt)과 같도록 SCV(4)에 공급된 펌프 구동 신호를 피드백 제어로 하는 것이 바람직하다. SCV(4)에 공급된 펌프 구동 신호의 제어로서 듀티 제어를 수행하는 것이 바람직하다. 달리 말하면, 펌프 구동 신호의 듀티 비는 SCV(4)의 개방을 변화시키도록 듀티 제어로 커먼 레일 연료 압력(Pt)에 따라 조정된다. 이러한 방식으로, 높은 정밀도로 디지털 제어가 수행된다. 듀티 비는 펌프 구동 신호의 오프 주기(off period)에 대한 펌프 구동 신호의 온 주기(on period)의 비율로서 정해진다.It is preferable to set the pump drive signal supplied to the
ECU(10)는 각각의 실린더의 연료 분사 밸브(5)에 대한 연료 분사 기간 제어와 연료 분사 타이밍 제어를 수행하기 위한 제어 수단을 갖는다. 제어 수단은 엔진(1)의 운전 상태에 최적인 목표 연료 분사 체적(Q)(또는 전류 통전 시간) 및 연료 분사 타이밍(T)(또는 전류 통전 개시 타이밍)을 결정하기 위해 연료 분사 체적 및 연료 분사 타이밍 결정 수단을 갖는다. 제어 수단은 엔진(1)의 운전 상태, 커먼 레일 연료 압력(Pc) 및 목표 연료 분사 체적(Q)에 따른 연료 분사 지령 펄스 주기(Tq)(또는 연료 분사 지령 펄스 폭 또는 연료 분사 펄스 기간)를 구하기 위한 연료 분사 기간 결정 수단을 갖는다. 게다가, 제어 수단은 또한 펄스 연료 분사 밸브 구동 전류(연료 분사 지령 펄스)를 연료 분사 밸브 구동 회로를 통해 각각의 실린더의 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브에 인가하기 위한 연료 분사 밸브 구동 수단을 갖는다.The
예를 들어, ECU(10)는 엔진(1)의 운전 상태에 대한 목표 연료 분사 체적(Q)을 구한다. 이러한 경우, 작동 상태는 엔진 속도(NE), 가속기 개방(ACCP) 및 수온(THW)으로써 나타내어진다. 다음에, ECU(10)는 커먼 레일 연료 압력(Pc)과 목표 연료 분사 체적(Q)으로부터 연료 분사 지령 펄스 주기(Tq)를 구한다.For example, the
엔진(1)의 작동 상태를 검출하기 위한 작동 상태 검출 수단은 흡입 공기 유동 센서, 흡입 공기 온도 센서, 흡입 공기 압력 센서, 연료 온도 센서 및 연료 분사 체적 센서를 포함할 수 있다. 목표 연료 분사 체적(Q), 연료 분사 타이밍(T) 및 목표 커먼 레일 연료 압력(Pt)은 이들 센서에 의해 발생된 신호에 따라 보정될 수 있다.The operating state detecting means for detecting the operating state of the
이 실시예에 의해 구현된 커먼 레일 연료 분사 시스템에서, 1회 펌프압송 작동마다 2회의 연료 분사가 수행된다. 연료 공급 펌프(3)의 제1 플런저를 상승시킴으로써 연료를 펌프압송하는 작동의 펌프압송 기간은 제2 실린더의 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 기간과 중복된다. 게다가, 연료 공급 펌프(3)의 제2 플런저를 상승시킴으로써 연료를 펌프압송하는 작동의 펌프압송 기간은 제3 실린더의 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간과 중복된다. 제1 및 제4 실린더의 각각의 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 기간은 어떤 펌프압송 기간과도 중복되지 않는다. 연료 공급 펌프(3)는 연료 분사 기간과 펌프압송 기간 사이의 전술한 관계를 갖도록 엔진(1)에 연결된다.In the common rail fuel injection system implemented by this embodiment, two fuel injections are performed per pump pumping operation. The pumping period of the operation of pumping fuel by raising the first plunger of the
이 실시예의 ECU(10)는 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 갖는 실린더와 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 갖는 실린더 사이의 연료 분사 체적의 차이를 억제하는 제어를 수행한다. 더 상세히는, 이러한 제어를 수행하기 위해, ECU(10)는 제1 및 제2 연료 분사 기간 결정 수단을 갖는다. 제1 연료 분사 기간 결정 수단은 도2에 도시된 제1 기준 특성 맵으로부터 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 갖는 실린더에 대한 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa) 을 알아낸다. 제1 기준 특성 맵에서 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 갖는 실린더는 제1 및 제4 실린더이다. 한편, 제2 연료 분사 기간 결정 수단은 도3에 도시된 제2 기준 특성 맵으로부터 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 갖는 실린더에 대한 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)을 알아낸다. 제1 기준 특성 맵으로부터 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 갖는 실린더는 제3 및 제2 실린더이다. 도2 및 3에 도시된 바와 같이, 목표 연료 분사 체적(Q)을 위한 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)은 동일한 목표 연료 분사 체적(Q)에 대한 기준 연료 분사 기간(Tqa)보다 짧다.The
다음의 설명은 본 실시예의 연료 분사 밸브의 연료 분사 체적 제어 방법을 설명한다. 도4는 연료 분사 체적 제어를 나타내는 흐름도이다. 도4에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴은 도면에 도시되지 않은 점화 스위치를 켠 후에 소정의 타이밍으로 반복적으로 수행된다.The following description describes the fuel injection volume control method of the fuel injection valve of this embodiment. 4 is a flowchart showing fuel injection volume control. The routine shown by the flowchart shown in Fig. 4 is repeatedly performed at a predetermined timing after turning on an ignition switch not shown in the figure.
흐름도는 엔진(1)의 크랭크 각이 주어진 실린더, 말하자면, k번째 실린더에 장착된 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 체적 제어를 수행하기 위한 제어 기준 위치와 일치하는지를 결정하기 위한 단계 S1로부터 시작한다. 결정 결과가 "아니오(NO)"이면, 수행 제어는 호출 루틴으로 복귀된다. 예컨대, k번째 실린더에 장착된 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 체적 제어는 이전 사이클에서 k번째 실린더에 장착된 연료 분사 밸브(5)의 체적 분사 종료 직후에 개시될 수 있다. 선택적으로, k번째 실린더에 장착된 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 체적 제어는 동일한 사이클에서 분사 순서대로 k번째 실린더 직전의 실린더에 장착된 연료 분사 밸브(5)의 체적 분사 종료 직후에 개시될 수 있다. k번째 실린더가 제1 실린더이면, 분사 순서대로 k번째 실린더 직전의 실린더는 제2 실린더이다. k번째 실린더가 제3 실린더이면, 분사 순서대로 k번째 실린더 직전의 실린더는 제1 실린더이다. k번째 실린더가 제4 실린더이면, 분사 순서대로 k번째 실린더 직전의 실린더는 제3 실린더이다. k번째 실린더가 제2 실린더이면, 분사 순서대로 k번째 실린더 직전의 실린더는 제4 실린더이다.The flowchart starts from step S1 for determining whether the crank angle of the
단계 S1에서 얻어진 결정 결과가 "예(YES)"이고, 한편 제어 흐름이 G 신호, NE 신호 및 가속 개방(ACCP) 신호와 같은 엔진 파라미터가 입력되는 단계 S2로 진행한다. 특히, NE 신호와 가속 개방(ACCP)이 목표 연료 분사 체적(Q)과 목표 연료 분사 타이밍(T)을 알아내기 위해서 요구된다. 이후에, 다음 단계 S3에서, 목표 연료 분사 체적(Q)은 NE 신호와 가속 개방(ACCP) 신호로부터 구해진다. 이어서, 다음 단계 S4에서, 목표 연료 분사 타이밍(T)은 NE 신호와 가속 개방도(ACCP) 신호로부터 구해진다. 이후에, 다음 단계 S5에서, 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 입력된다.The determination result obtained in step S1 is YES, while the control flow proceeds to step S2 in which engine parameters such as a G signal, an NE signal, and an ACCP signal are input. In particular, the NE signal and the accelerating opening (ACCP) are required to find the target fuel injection volume Q and the target fuel injection timing T. Then, in the next step S3, the target fuel injection volume Q is obtained from the NE signal and the acceleration open (ACCP) signal. Next, in the next step S4, the target fuel injection timing T is obtained from the NE signal and the acceleration opening degree (ACCP) signal. Thereafter, in the next step S5, the common rail fuel pressure Pc is input.
이어서, 제어 흐름이 G 및 NE 신호에 기초하여 연료가 분사되는 k번째 실린더를 식별하기 위해 단계 S6으로 진행한다. 이후에, 제어 흐름은 단계 S6에서 식별된 k번째 실린더가 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 갖는 실린더인지 또는 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 갖는 실린더인지 결정하기 위한 단계 S7로 진행한다. 결정 결과가 "아니오(NO)", 즉 k번째 실린더가 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 갖는 실린더로 정해지는 비중복 실린더이면, 제어 흐름은 단계 S8로 진행한다. 단계 S8에서, 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)은 목표 연료 분사 체적(Q), 커먼 레일 연료 압력(Pc) 및 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa) 사이의 관계를 나타낸 제1 기준 특성 맵을 이용함으로써 구해진다. 제1 기준 특성 맵은 통상적으로 실험 결과로부터 미리 설정된다. 이 실시예에서, 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 각각 갖는 실린더는 제1 및 제4 실린더이다. 다음에, 제어 흐름은 단계 S10으로 진행한다.The control flow then proceeds to step S6 to identify the k-th cylinder from which fuel is injected based on the G and NE signals. Thereafter, the control flow proceeds to step S7 for determining whether the k-th cylinder identified in step S6 is a cylinder having a pump pumping period overlapping with the fuel injection period or a cylinder having a pump pumping period not overlapping with the fuel injection period. do. If the determination result is "NO", that is, the kth cylinder is a non-redundant cylinder which is determined as a cylinder having a pumping period not overlapping with the fuel injection period, the control flow proceeds to step S8. In step S8, the first reference fuel injection period Tqa is derived from a first reference characteristic map showing a relationship between the target fuel injection volume Q, the common rail fuel pressure Pc, and the first reference fuel injection period Tqa. It is calculated | required by using. The first reference characteristic map is typically preset from the experimental results. In this embodiment, the cylinders having pump pumping periods each not overlapping with the fuel injection period are first and fourth cylinders. Next, the control flow proceeds to step S10.
단계 S7에서 얻어진 결정 결과가 "예", 즉 k번째 실린더가 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 갖는 실린더로서 한정되는 중복 실린더이면, 한편 제어 흐름은 단계 S9로 진행한다. 단계 S9에서, 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)은 목표 연료 분사 체적(Q), 커먼 레일 연료 압력(Pc) 및 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)의 관계를 나타낸 제2 기준 특성 맵을 이용하여 구해진다. 제2 기준 특성 맵은 실험 결과로부터 통상적으로 미리 설정된다. 본 실시예에서, 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 각각 갖는 실린더는 제3 및 제2 실린더이다. 다르게는, 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)이 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간의 일부인 계산된 중복 기간에 대해 구해진다는 것을 알아야 한다.If the determination result obtained in step S7 is "Yes", that is, the kth cylinder is an overlapping cylinder defined as a cylinder having a pump pumping period overlapping with the fuel injection period, the control flow proceeds to step S9. In step S9, the second reference fuel injection period Tqb uses a second reference characteristic map showing the relationship between the target fuel injection volume Q, the common rail fuel pressure Pc, and the second reference fuel injection period Tqb. Obtained by The second reference characteristic map is typically preset from the experimental results. In this embodiment, the cylinders each having a pumping period overlapping with the fuel injection period are the third and second cylinders. Alternatively, it should be noted that the second reference fuel injection period Tqb is obtained for the calculated overlap period which is part of the pumping period overlapping with the fuel injection period.
제어 흐름은 단계 S8 또는 S9로부터 목표 연료 분사 타이밍(T)이 최종 연료 분사 타이밍(TFIN)으로 변환되는 단계 10으로 진행한다. 게다가, 최종 연료 분사 타이밍(TFIN) 및 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa) 또는 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)은 최종 연료 체적 지령 값, 즉 밸브 개방 지령치와 밸브 폐쇄 지령치로 변환된다. 이후에, 연료 분사 체적 지령치는 출력 상태에서 설정된다. 이어서, 다음 단계 S11에서, 연료 분사 체적 지령치를 나타내는 연료 분사 밸브 연료 분사 지령 펄스는 k번째 실린더의 연료 분사 밸브(5)를 구동하기 위한 k번째 실린더용 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브로 출력된다. 다음에, 제어는 호출 루틴으로 복귀된다.The control flow proceeds from step S8 or S9 to step 10 where the target fuel injection timing T is converted to the final fuel injection timing TFIN. In addition, the final fuel injection timing TFIN and the first reference fuel injection period Tqa or the second reference fuel injection period Tqb are converted into the final fuel volume command value, that is, the valve opening command value and the valve closing command value. Thereafter, the fuel injection volume command value is set in the output state. Subsequently, in the next step S11, the fuel injection valve fuel injection command pulse indicating the fuel injection volume command value is output to the electromagnetic valve of the
제1 실시예에 따라, 중복되는 실린더 내로 분사되는 연료와 비중복 실린더 내로 분사되는 연료 사이의 연료 분사 체적의 차이를 감소시키는 것이 가능하다. 달리 말하면, 실린더의 출력이 동일한 크기로 조정될 수 있다. 그 결과, 엔진의 진동과 배기 가스가 억제될 수 있다.According to the first embodiment, it is possible to reduce the difference in fuel injection volume between fuel injected into the overlapping cylinder and fuel injected into the non-redundant cylinder. In other words, the output of the cylinder can be adjusted to the same magnitude. As a result, vibration of the engine and exhaust gas can be suppressed.
두 개 이상의 제1 기준 Tqa Q Pc 특성 맵과 두 개 이상의 Tqb Q Pc 특성 맵이 제공될 수 있다. 예를 들어, 연료 분사 기간과 펌프압송 기간 사이의 상이한 크기의 중복에 대해 복수개의 제1 기준 Tqa Q Pc 특성 맵 및/또는 복수개의 제2 기준 Tqb Q Pc 특성 맵이 제공될 수 있다.Two or more first reference Tqa Q Pc characteristic maps and two or more Tqb Q Pc characteristic maps may be provided. For example, a plurality of first reference Tqa Q Pc characteristic maps and / or a plurality of second reference Tqb Q Pc characteristic maps may be provided for different magnitudes of overlap between the fuel injection period and the pump compression period.
다음의 설명은 본 발명에 적용된 복수개의 다른 실시예를 설명한다. 이들은 제1 실시예와 다른 실시예들의 차이에 초점을 맞춘다. 다음의 설명에서, 제1 실시예에 채용된 대응부와 동일 또는 유사한 구성 요소는 대응부와 동일한 도면 부호를 사용하고 설명을 반복하지 않는다.The following description describes a plurality of other embodiments applied to the present invention. These focus on the differences between the first embodiment and other embodiments. In the following description, the same or similar components as the counterparts employed in the first embodiment use the same reference numerals as the counterparts and do not repeat the description.
(제2 실시예)(2nd Example)
제2 실시예의 경우에, 오직 하나의 기준 특성 맵이 이용된다. 기준 특성 맵은 비중복 실린더를 위한 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)을 알아내는데 이용된다. 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)은 중복 실린더에 대한 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)을 알아내기 위해 실제 중복 기간(t)에 따라 보정된다.In the case of the second embodiment, only one reference characteristic map is used. The reference characteristic map is used to find the first reference fuel injection period Tqa for the non-redundant cylinder. The first reference fuel injection period Tqa is corrected according to the actual overlap period t to find out the second reference fuel injection period Tqb for the overlapping cylinder.
보다 상세히는, 보정 수단은 중복되는 실린더용 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)으로부터 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)의 차이를 변화시키도록 비중복 실린더에 대한 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)을 보정하거나 또는 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)으로부터 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)의 차이를 변화시키도록 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)을 보정하기 위해 이용되어 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)이 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)보다 짧도록 한다. 게다가, 보정 수단은 보정량(ΔTq)을 이용함으로써 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)으로부터 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)의 차이를 변화시키도록 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)을 보정하거나 또는 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)으로부터 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)의 차이를 변화시키도록 제2 연료 분사 기간(Tqb)을 보정한다.More specifically, the correction means is a first reference fuel injection period Tqa for the non-redundant cylinder to change the difference between the second reference fuel injection period Tqb for the cylinder from the first reference fuel injection period Tqa. Or to correct the second reference fuel injection period Tqb to change the difference from the first reference fuel injection period Tqa to the second reference fuel injection period Tqb. Let Tqb be shorter than the first reference fuel injection period Tqa. In addition, the correction means corrects the first reference fuel injection period Tqa to change the difference between the first reference fuel injection period Tqa from the second reference fuel injection period Tqb by using the correction amount ΔTq or The second fuel injection period Tqb is corrected so as to change the difference between the first reference fuel injection period Tqa and the second reference fuel injection period Tqb.
예컨대, 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)은 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)과 보정량(ΔTq)에 기초하여 설정된다. 보정량(ΔTq)은 설정 수단에 의해 주어진다. 설정 수단은 비중복 실린더용의 보정량과 중복 실린더용의 다른 보정량을 제공할 수 있다. 설정 수단은 펌프압송 기간과 연료 분사 기간 사이의 중복 기간(t)에 따라 보정량(ΔTq)을 제공할 수 있다. 예컨대, 설정 수단은 중복 기간(t)과 커먼 레일 연료 압력(Pc)에 따라 보정량(ΔTq)을 제공한다. 중복 기간(t)은 검출 수단에 의해 주어질 수 있다. 실제 중복 기간(t)은 실제 펌프압송 기간(PSTART-PEND)과 실제 체적 분사 주기(Tq)에 기초하여 주어진다. 실제 펌프압송 기간(PSTART-PEND)은 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 통상적인 변화를 모니터링 함으로써 검출될 수 있다.For example, the second reference fuel injection period Tqb is set based on the first reference fuel injection period Tqa and the correction amount ΔTq. The correction amount [Delta] Tq is given by the setting means. The setting means can provide a correction amount for the non-redundant cylinder and another correction amount for the overlapping cylinder. The setting means can provide the correction amount [Delta] Tq in accordance with the overlap period t between the pump pumping period and the fuel injection period. For example, the setting means provides the correction amount [Delta] Tq in accordance with the overlap period t and the common rail fuel pressure Pc. The overlap period t can be given by the detecting means. The actual overlapping period t is given based on the actual pumping period PSTART-PEND and the actual volume injection period Tq. The actual pumping period PSTART-PEND can be detected by monitoring a typical change in the common rail fuel pressure Pc.
예를 들어, 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 커먼 레일 연료 압력(Pc)으로부터 검출된다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)은 또한 펌프압송 기간 개시 위상이라고도 한다. 한편, 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 또한 펌프압송 기간 종료 위상이라고도 한다. 실제 체적 분사 주기(Tq)는 기대값을 대입함으로써 대체된다. 예컨대, 실제 체적 분사 주기(Tq)에 근접한 값은 최종 연료 분사 타이밍(TFIN)과 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)으로부터 알아낼 수 있다. 따라서, 검출 수단은 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART), 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND), 최종 연료 분사 타이밍(TFIN) 및 기준 제1 연료 분사 기간(Tqa)에 기초하여 중복 기간(t)을 검출한다.For example, pump pumping period start timing PSTART and pump pumping period end timing PEND are detected from common rail fuel pressure Pc. The pump pumping period start timing PSTART is also referred to as pump pumping period start phase. On the other hand, the pump compression period end timing PEND is also referred to as the pump compression period end phase. The actual volume injection period Tq is replaced by substituting the expected value. For example, a value close to the actual volume injection period Tq can be found from the final fuel injection timing TFIN and the first reference fuel injection period Tqa. Therefore, the detection means detects the overlap period t based on the pump compression period start timing PSTART, the pump compression period end timing PEND, the final fuel injection timing TFIN, and the reference first fuel injection period Tqa. do.
도5, 도6 및 도7은 연료 분사를 제어하기 위해 제2 실시예에 적용된 방법을 도시한다. 제2 실시예의 경우에, 도4의 흐름도의 단계 S9는 도5의 도시된 흐름도의 단계 S12, S13 및 S14로 대체된다. 게다가, 도6에 도시된 흐름도의 새로운 단계 S21 내지 S24가 수행된다. 연료가 분사되는 실린더가 중복 실린더이면, 제어 흐름은 단계 S7로부터 단계 S12로 진행한다. 단계 S12에서, 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)은 도2에 도시된 제1 기준 특성 맵을 이용함으로써 알게 된다.5, 6 and 7 show the method applied to the second embodiment for controlling fuel injection. In the case of the second embodiment, step S9 of the flowchart of FIG. 4 is replaced by steps S12, S13 and S14 of the flowchart shown in FIG. In addition, new steps S21 to S24 of the flowchart shown in FIG. 6 are performed. If the cylinder into which the fuel is injected is a redundant cylinder, the control flow proceeds from step S7 to step S12. In step S12, the first reference fuel injection period Tqa is found by using the first reference characteristic map shown in FIG.
이후에, 다음 단계 S13에서, 연료 분사 체적의 보정량(ΔTq)은 도6에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 프로세스를 수행한 후에 구해진다. 연료 분사 체적의 보정량(ΔTq)은 도7에 도시된 특성 맵을 이용함으로써 구해진다. 더 상세히는, 연료 분사 체적의 보정량(ΔTq)은 중복 기간(t)과 커먼 레일 연료 압력(Pc)으로부터 알게 된다. 도7의 특성 맵은 많은 실험의 결과로 미리 설정된다. 보정량(ΔTq)은 중복 실린더에 분사된 연료와 비중복 실린더 내에 분사된 연료 사이의 연료 분사 체적의 차이를 감소하는 값으로 설정된다. 이어서, 다음 단계 S14에서, 중복 실린더용의 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)을 알아내기 위해 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)에서 보정량(ΔTq)을 뺀다. 단계 S13에서, 도6에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 프로세스가 중복 기간(t)을 알아내기 위해 수행된다.Thereafter, in the next step S13, the correction amount [Delta] Tq of the fuel injection volume is obtained after performing the process shown by the flowchart shown in FIG. The correction amount [Delta] Tq of the fuel injection volume is obtained by using the characteristic map shown in FIG. More specifically, the correction amount ΔTq of the fuel injection volume is known from the overlap period t and the common rail fuel pressure Pc. The characteristic map of FIG. 7 is preset as a result of many experiments. The correction amount [Delta] Tq is set to a value that reduces the difference in fuel injection volume between fuel injected into the overlapping cylinder and fuel injected into the non-overlapping cylinder. Next, in the next step S14, the correction amount ΔTq is subtracted from the first reference fuel injection period Tqa to find out the second reference fuel injection period Tqb for the overlapping cylinder. In step S13, the process shown by the flowchart shown in Fig. 6 is performed to find out the overlapping period t.
ECU(10)는 커먼 레일 연료 압력(Pc)을 모니터링 함으로써 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 검출한다. 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 파형을 분석함으로써 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 알아내는 것이 가능하다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 또한 소정의 파형을 검출하기 위한 전자 회로를 사용함으로써 구할 수 있다. 실행 소프트웨어가 프로세스를 수행하기 위해 ECU(10)를 이용함으로써 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 검출하는 것이 또한 가능하다.The
도6에 도시된 흐름도는 도5에 도시된 흐름도의 단계 S6에서 식별된 k번째 실린더의 표준 연료 분사 타이밍에 가장 근접한 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 입력하는 단계 S21에서 시작한다. 이러한 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 k번째 실린더의 직전 사이클에서 ECU(10)에 의해 검출된 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)이다. 단계 S21에서 수행된 처리는 펌프압송 기간 개시 위상을 알아내기 위한 수단과 펌프압송 기간 종료 위상을 알아내기 위한 수단에 상응한다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 회전 위상으로서 각각 도시된다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)은 연료 공급 펌프(3)의 토출 밸브가 개방되는 타이밍이다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)은 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 증가하는 경사도가 소정치에 도달하는 지점이다. 통상적으로, 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)은 제2 또는 제3 실린더의 BTDC 78도 CA 부근의 위치에 상응한다. 한편, 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 연료 공급 펌프(3)의 플런저가 상사점(최대 상승량 위치)에 도달하는 타이밍이다. 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 증가하는 경사도가 한번 소정의 값을 초과한 후에 소정의 값에 돌아오는 시점이다. 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 통상적으로 제2 또는 제3 실린더의 ATDC 48도 CA 부근의 위치에 상응한다.The flowchart shown in FIG. 6 inputs the pump pumping period starting timing PSTART and the pump pumping period ending timing PEND closest to the standard fuel injection timing of the k-th cylinder identified in step S6 of the flowchart shown in FIG. Start at step S21. The pump pumping period starting timing PSTART and the pump pumping period ending timing PEND are the pump pumping period starting timing PSTART and the pump pumping period ending timing PEND detected by the
이후에, 다음 단계 S22에서, 도5에 도시된 흐름도의 단계 S12에서 구해진 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)이 입력된다. 이어서, 다음 단계 S23에서, 최종 연료 분사 타이밍(TFIN)이 입력된다. 이후에, 다음 단계 S24에서, 중복 기간(t)이 구해진다. 연료 공급 펌프(3)의 실제 펌프압송 기간은 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND) 사이(PEND-PSTART)에서 차이가 있다. 시험적인 실제 펌프압송 기간은 최종 연료 분사 타이밍(TFIN)과 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)에 의해 표현된다. 단계 S24에서, 중복 기간(t)은 실제 펌프압송 기간과 시험적인 실제 펌프압송 기간으로부터 구해진다. 단계 S24에서 수행된 프로세스는 중복 기간(t)을 찾아내기 위한 수단에 상응한다. 단계 S24에서 수 행된 프로세스는 실제 펌프압송 기간을 구하기 위한 수단에 의해 수행되는 프로세스를 포함한다.Then, in the next step S22, the first reference fuel injection period Tqa obtained in step S12 of the flowchart shown in FIG. 5 is input. Next, in the next step S23, the final fuel injection timing TFIN is input. Subsequently, in the next step S24, the overlap period t is obtained. The actual pump pumping period of the
제2 실시예에 따라, 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)은 상이한 중복 기간에 대해 구해질 수 있어 높은 정밀도로 연료 분사 체적의 제어를 수행하는 것을 가능하다.According to the second embodiment, the second reference fuel injection period Tqb can be obtained for different overlapping periods so that it is possible to perform control of the fuel injection volume with high precision.
(제3 실시예)(Third Embodiment)
도8 내지 도12는 제3 실시예를 도시하고, 도8은 연료 분사 밸브에 의한 연료 분사 제어하는 방법을 나타내는 흐름도를 도시한다. 한편, 도9는 중복 기간을 찾아내는 방법을 나타낸 흐름도를 도시한다. 도8 및 도9에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴은 점화 스위치가 켜진 후에 소정의 타이밍으로 반복적으로 수행된다.8 to 12 show a third embodiment, and FIG. 8 shows a flowchart showing a method of controlling fuel injection by the fuel injection valve. 9 shows a flowchart showing a method of finding a duplicate period. The routine shown by the flowcharts shown in Figs. 8 and 9 is repeatedly performed at a predetermined timing after the ignition switch is turned on.
도8에 도시된 흐름도는 엔진 파라미터가 입력되는 단계 S31부터 시작한다. 엔진 파라미터는 엔진 속도(NE) 및 가속 개방도(ACCP)를 포함한다. 이후에, 다음 단계 S32에서, 목표 연료 분사 체적(Q)은 엔진 속도(NE) 및 가속 개방도(ACCP)로부터 구해진다. 이어서, 다음 단계 S33에서, 목표 연료 분사 타이밍(T)은 엔진 속도(NE) 및 가속 개방도(ACCP)로부터 구해진다. 다음에, 다음 단계 S34에서, 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 입력된다.The flowchart shown in Fig. 8 starts from step S31 in which engine parameters are input. Engine parameters include engine speed NE and acceleration opening degree ACCP. Thereafter, in the next step S32, the target fuel injection volume Q is obtained from the engine speed NE and the acceleration opening degree ACCP. Next, in the next step S33, the target fuel injection timing T is obtained from the engine speed NE and the acceleration opening degree ACCP. Next, in the next step S34, the common rail fuel pressure Pc is input.
이어서, 다음 단계 S35에서, 목표 연료 분사 타이밍(T)은 기준 연료 분사 타이밍(TBASE)으로 변환된다. 이후에, 기준 연료 분사 기간(TqBASE)은 커먼 레일 연료 압력(Pc) 및 기준 연료 분사 타이밍(TBASE)으로부터 구해진다. 이어서, 다음 단계 S36에서, 기준 연료 분사 타이밍(TBASE)과 기준 연료 분사 기간(TqBASE)이 보정된다. 보정된 기준 연료 분사 타이밍(TBASE) 및 보정된 기준 연료 분사 기간(TqBASE)은 각각 TCOM 및 TqCOM이라고도 한다. Subsequently, in the next step S35, the target fuel injection timing T is converted to the reference fuel injection timing TBASE. Thereafter, the reference fuel injection period TqBASE is obtained from the common rail fuel pressure Pc and the reference fuel injection timing TBASE. Next, in the next step S36, the reference fuel injection timing TBASE and the reference fuel injection period TqBASE are corrected. The corrected reference fuel injection timing TBASE and the corrected reference fuel injection period TqBASE are also referred to as TCOM and TqCOM, respectively.
이후에, 다음 단계 S37에서, 중복 기간(t)이 구해진다. 보정량(ΔTq)은 도12에 도시된 바와 같이 보정량(ΔTq), 중복 기간(t) 및 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 관계를 나타내는 특성 맵을 이용하여 구해진다. 도9는 중복 기간(t)과 커먼 레일 연료 압력(Pc)을 구하기 위한 상세한 프로세스를 나타내는 흐름도를 도시한다. 이어서, 다음 단계 S38에서, 최종 연료 분사 기간(TqFINAL)을 산출하기 위해 보정된 기준 연료 분사 기간(TqCOM)에서 보정량(ΔTq)을 뺀다.Thereafter, in the next step S37, the overlapping period t is obtained. As shown in Fig. 12, the correction amount [Delta] Tq is obtained using a characteristic map showing the relationship between the correction amount [Delta] Tq, the overlap period t and the common rail fuel pressure Pc. Fig. 9 shows a flowchart showing a detailed process for obtaining the overlap period t and the common rail fuel pressure Pc. Next, in the next step S38, the correction amount [Delta] Tq is subtracted from the corrected reference fuel injection period TqCOM to calculate the final fuel injection period TqFINAL.
이후에, 다음 단계 S39에서, 보정된 기준 연료 분사 타이밍(TCOM)은 최종 기준 연료 분사 타이밍(TFINAL)으로 변환된다. 최종 연료 분사 기간(TqFINAL)과 최종 기준 연료 분사 타이밍(TFINAL)은 연료 분사 체적 지령치, 즉 밸브 개방 지령치와 밸브 폐쇄 지령치로 변환된다. 다음에, 연료 분사 체적 지령치들은 출력 상태에서 설정된다. 이어서, 다음 단계 S40에서, 연료 분사 체적 지령값을 나타내는 연료 분사 밸브 연료 분사 지령 펄스는 k번째 실린더의 연료 분사 밸브(5)를 구동하기 위한 k번째 실린더를 위한 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브로 출력된다. 이후에, 제어는 호출 루틴으로 복귀된다.Then, in the next step S39, the corrected reference fuel injection timing TCOM is converted to the final reference fuel injection timing TFINAL. The final fuel injection period TqFINAL and the final reference fuel injection timing TFINAL are converted into a fuel injection volume command value, that is, a valve open command value and a valve close command value. Next, the fuel injection volume command values are set in the output state. Next, in the next step S40, the fuel injection valve fuel injection command pulse indicating the fuel injection volume command value is an electromagnetic valve of the
도9에 도시된 흐름도는 연료 공급 펌프(3)의 SCV(4)용 구동 신호가 입력되는 단계 S41부터 시작된다. 그런 후, 다음 단계 S42에서 펌프 토출 체적(Qp)이 도10에 도시된 특성 맵을 이용하여 구해진다. 특성 맵은 엔진 속도(NE), SCV 구동 신호 및 펌프 토출 체적(Qp) 사이의 관계를 나타내고, 이들은 실험의 결과로부터 통 상 미리 얻어진다. 다시 말해, 펌프 토출 체적(Qp)은 엔진 속도(Qp) 및 SCV 구동 신호로부터 구해진다.The flowchart shown in FIG. 9 starts from step S41 in which a drive signal for the
계속해서, 다음 단계 S43에서 펌프압송 기간은 펌프압송 토출 체적(Qp) 및 크랭크 각으로부터 구해진다. 도11에 도시된 바와 같이, 펌프압송 기간(Pd) 및 펌프 토출 체적(Qp)은 고정된 관계를 갖는다. 그런 후, 다음 단계 S44에서, 기준 연료 분사 기간(TCOM), 기본 연료 분사 타이밍(TqCOM), 연료 분사 개시 지연 시간(TDM) 및 연료 분사 종료 지연 시간(TDEM)이 입력된다. 따라서, 단계 S44에서 수행되는 프로세스는 연료 분사 개시 지연 시간 산출 수단 및 연료 분사 종료 지연 시간 산출 수단에 의해 수행되는 프로세스를 포함한다.Subsequently, the pump pumping period in the next step S43 is obtained from the pump pumping discharge volume Qp and the crank angle. As shown in Fig. 11, the pump compression period Pd and the pump discharge volume Qp have a fixed relationship. Then, in the next step S44, the reference fuel injection period TCOM, the basic fuel injection timing TqCOM, the fuel injection start delay time TDM and the fuel injection end delay time TDEM are input. Therefore, the process performed in step S44 includes the process performed by the fuel injection start delay time calculating means and the fuel injection end delay time calculating means.
도11에 도시된 바와 같이 연료 분사 개시 지연 시간(TDM)은 연료 분사 타이밍이 도달한 후에 노즐 니들을 상승시키는 작동의 개시로부터 실제 연료 분사까지의 소요되는 시간 주기이다. 연료 분사 밸브(5)는 커먼 레일 연료 압력(Pc)에 따라 노즐 니들을 상승시킴으로써 이의 전자기 밸브를 개방시키는 구성을 갖는다. 따라서, 연료 분사 개시 지연 시간(TDM)은 커먼 레일 연료 압력(Pc)에 따라 변동한다. 이러한 이유로, 통상적으로 실험의 결과로부터 연료 분사 개시 지연 시간(TDM)과 커먼 레일 연료 압력(Pc) 사이의 관계를 미리 찾아냄으로써 특성 맵을 작성하는 것이 바람직한다.As shown in Fig. 11, the fuel injection start delay time TDM is a time period from the start of the operation of raising the nozzle needle to the actual fuel injection after the fuel injection timing has been reached. The
한편, 연료 분사 종료 지연 시간(TDEM)은 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브로 흐르는 전류를 차단하는 작동으로부터 도10에 도시된 바와 같이 연료의 분사의 실제 종료까지 소요되는 시간 주기이다. 이 경우, 통상적으로 실험의 결과로부터 연료 분사 종료 지연 시간(TDEM)과 커먼 레일 연료 압력(Pc) 사이의 관계를 찾음으로써 특성 맵을 미리 생성하는 것이 가장 좋다.On the other hand, the fuel injection end delay time TDEM is a time period from the operation of blocking the current flowing to the electromagnetic valve of the
이어서, 다음 단계 S45에서 연료 분사 개시 타이밍 산출 수단은 연료 분사 개시 지연 시간(TDM)과 기준 연료 분사 기간(TCOM)으로부터 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 개시 타이밍(T1)을 구한다. 그런 후, 연료 분사 종료 타이밍 산출 수단은 연료 분사 종료 지연 시간(TDEM), 기준 연료 분사 기간(TCOM) 및 기준 연료 분사 타이밍(TqCOM)으로부터 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 종료 타이밍(T2)을 구한다. 그런 후, 실제 연료 분사 기간 산출 수단은 연료 분사 개시 타이밍(T1) 및 연료 분사 종료 타이밍(T2)으로부터 실제 연료 분사 기간(ATq)을 구한다.Next, in next step S45, the fuel injection start timing calculation means calculates the fuel injection start timing T1 of the
그런 후, 다음 단계 S46에서, 중복 기간 산출 수단은 펌프압송 기간(Pd) 및 실제 연료 분사 기간(ATq)의 중복 기간(t)을 구한다. 그 다음, 다음 단계 S47에서 연료 분사 기간 보정량 산출 수단은 실험의 결과로부터 통상적으로 미리 생성된 특성 맵을 이용하여 보정량(ΔTq)을 구한다. 도12에 도시된 바와 같이, 특성 맵은 커먼 레일 연료 압력(Pc), 중복 기간(t) 및 보정량(ΔTq) 사이의 관계를 나타낸다.Then, in the next step S46, the overlap period calculating means calculates the overlap period t of the pump pumping period Pd and the actual fuel injection period ATq. Then, in the next step S47, the fuel injection period correction amount calculation means usually calculates the correction amount [Delta] Tq from the result of the experiment using the characteristic map generated in advance. As shown in Fig. 12, the characteristic map shows the relationship between the common rail fuel pressure Pc, the overlap period t and the correction amount [Delta] Tq.
펌프 작동마다 1회 분사 또는 2회 펌프 작동마다 2회 분사와 같은 동기식 분사의 경우, 연료 분사 기간이 펌프압송 기간 종료 위상의 의존하는 임의의 방식으로 펌프압송 기간에 중복되거나 또는 중복되지 않을 수 있는 것은 가능성의 범위에 있다. 펌프압송 작동마다 2회 분사 또는 4회 펌프압송 작동마다 6회 분사와 같은 비동기식 분사의 경우에는, 한편 일부 실린더는 확실하게 중복 실린더인 반면, 다른 실린더는 확실하게 비중복 실린더이다.For synchronous injection, such as one injection per pump operation or two injections per two pump operations, the fuel injection period may or may not overlap the pumping period in any manner dependent on the pumping period end phase. Things are in the range of possibilities. In the case of asynchronous injection, such as two injections per pumping operation or six injections per four pumping operations, on the other hand some cylinders are certainly redundant cylinders, while others are certainly non-redundant cylinders.
제3 실시예에 따라, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 실린더에서 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 경우와 동일한 실린더에서 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 경우 사이의 연료 분사 체적의 차이를 억제하는 것이 가능하다. 그 결과, 연료 공급 펌프(3)의 펌프압송 기간이 실린더의 작동 기간과 상이한 엔진(1)에 사용되는 실린더의 중복된 경우와 중복되지 않은 경우 사이의 연료 분사 체적의 차이를 억제하는 것이 가능하다. 게다가, 중복 실린더와 비중복 실린더 사이의 연료 분사 체적의 차이를 억제하는 것이 가능하다.According to the third embodiment, the fuel injection period of the fuel injection valve in the same cylinder as the case where the fuel injection period of the fuel injection valve overlaps with the pump compression period of the fuel supply pump in the cylinder does not overlap with the pump compression period of the fuel supply pump. If not, it is possible to suppress the difference in fuel injection volume between. As a result, it is possible to suppress the difference in fuel injection volume between the overlapping and non-overlapping cases of the cylinders used for the
(제4 실시예)(Example 4)
제4 실시예의 경우, ECU(10)는 제2 실시예에 의해 수행되는 프로세스에 부가하여 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 검출하기 위한 프로세스를 수행한다.In the case of the fourth embodiment, the
ECU(10)는 로우 패스 필터(10a) 및 하이 패스 필터(10b)를 포함하고, 이들은 커먼 레일 연료 압력 검출 센서(35)로부터 수신되는 신호에 필터링 프로세스를 수행하기 위해 사용된다. 로우 패스 필터(10a)는 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 느린 변화를 검출한다. 로우 패스 필터(10a)에 의해 출력된 값은 평균적인 커먼 레일 연료 압력(Pc)을 나타낸다. 로우 패스 필터(10a)는 SVC(4)를 제어하기 위해 사용되는 안정된 신호를 출력한다. 로우 패스 필터(10a)에 의해 출력된 값은 연료 공급 펌프(3)의 펌프압송 행정의 종료와 다음 분사 사이의 기간에서 취한 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 평균치이다. 한편, 하이 패스 필터(10b)는 빠른 변화를 검출한 다. 하이 패스 필터(10b)에 의해 출력된 값은 순간적인 커먼 레일 연료 압력(Pc)을 나타낸다. 하이 패스 필터(10b)는 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 검출하기 위해 사용되는 신호를 출력한다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 비교적 큰 기울기를 갖는 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 변화에 기초하여 검출된다. 로우 패스 필터(10a) 및 하이 패스 필터(10b)는 ECU(10)에 의해 실행되는 소프트웨어 프로세스의 부하를 감소시켜서, 처리 속도를 증가시킨다.The
도13은 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 검출하기 위하여 제4 실시예에 의해 수행되는 검출 프로세스를 나타내는 흐름도이다. 제4 실시예의 경우에 제2 실시예의 프로세스가 도13에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 과정에서 검출된 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)에 기초하여 수행된다.Fig. 13 is a flowchart showing a detection process performed by the fourth embodiment to detect pump pumping period starting timing PSTART and pump pumping period ending timing PEND. In the case of the fourth embodiment, the process of the second embodiment is performed based on the pump pumping period starting timing PSTART and the pump pumping period ending timing PEND detected in the process shown by the flowchart shown in FIG.
점화 스위치가 켜진 후에 도13에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴이 0.5 msec 내지 1.0 msec 범위 또는 6도 CA 범위 내의 타이밍과 같은 소정 타이밍으로 수행된다.After the ignition switch is turned on, the routine shown by the flowchart shown in Fig. 13 is performed at a predetermined timing, such as a timing in a range of 0.5 msec to 1.0 msec or 6 degrees CA.
도13에 도시된 흐름도는 하이 패스 필터(10b)의 출력이 현재 커먼 레일 연료 압력(Pci)으로서 입력되는 단계 S131로 시작한다. 그런 후, 직전의 커먼 레일 연료 압력(Pci1)이 메모리로부터 판독된다. 직전의 커먼 레일 연료 압력(Pci1)은 현재 시간에서 소정 기간만큼 앞서는 이전 시간에서 또는 현재 크랭크각에서 크랭크각으로 소정 차이만큼 선행하는 이전 크랭크각에서 메모리에 입력되어 저장된다. 이어서, 루틴의 흐름은 직전의 커먼 레일 연료 압력(Pci1)으로부터 현재 커먼 레일 연료 압력(Pci)의 차이(ΔPc)를 구하는 단계 S132로 진행한다. 그런 후, 루틴은 차이(ΔPc)가 제1 소정치(PR1) 이상인 지의 여부를 결정하는 단계 S133으로 진행한다. 결정의 결과가 예(YES)이면, 루틴의 흐름은 현재 위치가 펌프압송 기간 개시 위상(PSTART)으로서 사용되고 메모리 내에 저장된다. 그런 후, 현재 커먼 레일 연료 압력(Pci)은 메모리에 바로 직전 커먼 레일 연료 압력(Pci1)으로 저장된다.The flowchart shown in FIG. 13 starts with step S131 where the output of the
한편, 만일 단계 S133에서 얻어진 결정 결과가 아니오(NO)이면, 루틴의 흐름은 차이(ΔPc)가 제2 소정치(PR2) 이상이나 제3 소정치(PR3) 이하인지를 결정하는 단계 S135로 진행한다. 제1 소정치(PR1), 제2 소정치(PR2) 및 제3 소정치(PR3)는 다음의 관계 즉 PR1 > PR3 > PR2를 만족한다는 것을 알아야 한다. 만일 결정의 결과가 아니오이면, 현재 커먼 레일 연료 압력(Pci)은 메모리에 현재 바로 직전 커먼 레일 연료 압력(Pci1)으로 저장된다. 제2 소정치(PR2)가 연료의 분사에 의해 발생하는 전압 강하로부터 차이(ΔPc)를 구별시키기 위한 값이라는 것을 알 필요가 있다. 한편, 제1 소정치(PR3)는 연료 분사 밸브(5)의 정적 누설에 의해 발생하는 전압 강하로부터 차이(ΔPc)를 구별시키기 위한 값이다.On the other hand, if the determination result obtained in step S133 is NO, the flow of the routine proceeds to step S135 in which it is determined whether the difference ΔPc is greater than or equal to the second predetermined value PR2 or less than or equal to the third predetermined value PR3. do. Note that the first predetermined value PR1, the second predetermined value PR2, and the third predetermined value PR3 satisfy the following relationship, that is, PR1> PR3> PR2. If the result of the determination is no, the current common rail fuel pressure Pci is stored in the memory as the common rail fuel pressure Pci1 immediately before. It is necessary to know that the second predetermined value PR2 is a value for distinguishing the difference ΔPc from the voltage drop generated by the injection of the fuel. On the other hand, the first predetermined value PR3 is a value for distinguishing the difference? Pc from the voltage drop generated by the static leakage of the
한편, 만일 단계 S135에서 얻어진 결정 결과가 예(YES)이면, 루틴의 흐름은 현재 위상이 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)으로서 저장되는 단계 S136으로 진행한다. 그런 후, 현재 커먼 레일 연료 압력(Pci)은 직전 커먼 레일 연료 압력(Pci1)으로 메모리에 저장된다.On the other hand, if the determination result obtained in step S135 is YES, the flow of the routine proceeds to step S136 in which the current phase is stored as the pump pumping period end phase PEND. Then, the current common rail fuel pressure Pci is stored in the memory as the immediately common rail fuel pressure Pci1.
단계 S135에서 예(YES)의 결정 결과를 얻기 위하여 현재 조건 이외 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)이 이미 검출된 조건을 부가하는 것이 가능하다. 대안으로서, 단계 S135에서 예(YES)의 결정 결과를 얻기 위하여 현재 조건 이외에 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 이미 증가하는 조건을 부가하는 것도 가능하다.In order to obtain the determination result of YES in step S135, it is possible to add a condition in which the pump pumping period start timing PSTART has already been detected in addition to the current condition. Alternatively, it is also possible to add a condition in which the common rail fuel pressure Pc already increases in addition to the current conditions in order to obtain the determination result of YES in step S135.
제4 실시예에 따라, 펌프압송 기간은 소프트웨어 프로세스를 수행함으로써 구해질 수 있다. 따라서, 중복 기간(t)은 가변 펌프압송 기간에 대해 구해질 수 있다. 그 결과, 연료 분사 체적은 높은 정밀도로 조정될 수 있다.According to the fourth embodiment, the pump compression period can be obtained by performing a software process. Therefore, the overlap period t can be obtained for the variable pump compression period. As a result, the fuel injection volume can be adjusted with high precision.
제2 및 제4 실시예에서 중복 기간을 구하기 위해 채택된 방법들이 비동기 형태의 연료 공급 펌프에도 적용될 수 있다. 예를 들면, 제4 실시예에 의해 제공된 방법의 사용으로 구해진 중복 기간(t)은 제3 실시예의 설명에서 설명된 보정량(ΔTq)을 구하기 위해 사용될 수 있다. 부가하여, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 실린더에서 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 경우와 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 동일한 실린더에서 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 경우 사이의 연료 분사 체적의 차이를 제거하는 것이 가능하다.The methods adopted for finding the overlap period in the second and fourth embodiments can also be applied to the asynchronous fuel supply pump. For example, the overlapping period t obtained by using the method provided by the fourth embodiment can be used to find the correction amount [Delta] Tq described in the description of the third embodiment. In addition, between the case where the fuel injection period of the fuel injection valve overlaps with the pump compression period of the fuel supply pump in the cylinder and when the fuel injection period of the fuel injection valve does not overlap with the pump compression period of the fuel supply pump in the same cylinder It is possible to eliminate the difference in fuel injection volume.
(제5 실시예) (Example 5)
도14 내지 도20은 본 발명의 제5 실시예를 도시한다. 도14에서 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴은 점화 스위치가 켜진 후에 소정 타이밍으로 반복적으로 수행된다.14 to 20 show a fifth embodiment of the present invention. The routine shown by the flowchart shown in Fig. 14 is repeatedly performed at a predetermined timing after the ignition switch is turned on.
흐름도는 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 입력되는 단계 S141에서 시작한다. 그런 후, 단계 S142에서 도13으로 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴이 펌프압송 기간 개시 위상(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)을 검출하고 그것들을 메모리에 저장하기 위해 호출된다. 이어서, 다음 단계(S143)에서 360도 CA의 주기 동안의 펌프압송 체적(Qp)이 펌프압송 기간 개시 위상(PSTART), 펌프압송 기간 종료 위상(PEND), 연료 공급 펌프(3)의 캠 프로파일(또는 플런저 위치) 및 크랭크각으로부터 구해진다. 도15에 도시된 바와 같이, 펌프압송 체적(Qp)은 정현 곡선에 근사화될 수 있는 캠 프로파일로부터 기하학적으로 구해질 수 있다.The flowchart starts at step S141 where the common rail fuel pressure Pc is input. Then, at step S142, the routine shown by the flowchart shown in Fig. 13 is called to detect the pump pumping period starting phase PSTART and the pump pumping period ending phase PEND and store them in the memory. Subsequently, in the next step S143, the pump pumping volume Qp for the period of 360 degrees CA includes the pump pumping period starting phase PSTART, the pump pumping period ending phase PEND, and the cam profile of the fuel supply pump 3 ( Or plunger position) and crank angle. As shown in Fig. 15, the pumping volume Qp can be obtained geometrically from a cam profile that can be approximated to a sinusoidal curve.
그런 후, 다음 단계 S144에서 기준 연료 분사 밸브 정적 누설량(QSLBASE)이 도16에 도시된 것과 같이 커먼 레일 연료 압력(Pc), 엔진 속도(NE) 및 기준 연료 분사 밸브 정적 누설량(QSLBASE) 사이의 관계를 나타내기 위하여 실험의 결과로부터 미리 생성된 특성 맵 또는 식을 사용하여 구해진다. 이어서, 연료 온도 보정 계수(α)는 도17에 도시된 바와 같이 연료 온도(THF)와 연료 온도 보정 계수(α) 사이의 관계를 나타내기 위해 실험의 결과로부터 미리 생성된 특성 맵 또는 식을 사용하여 구해진다. 최종적으로, 기준 연료 분사 밸브 정적 누설량(QSLBASE)은 정적 누설량(QSL)을 구하기 위하여 연료 온도 보정 계수(α)에 의해 곱해진다.Then, in the next step S144, the reference fuel injection valve static leakage amount QSLBASE is shown in Fig. 16 as the relationship between the common rail fuel pressure Pc, the engine speed NE, and the reference fuel injection valve static leakage amount QSLBASE. It is obtained using a property map or an expression generated in advance from the results of the experiment to represent. Subsequently, the fuel temperature correction coefficient α uses a characteristic map or equation previously generated from the results of the experiment to show the relationship between the fuel temperature THF and the fuel temperature correction coefficient α as shown in FIG. Obtained by Finally, the reference fuel injection valve static leak amount QSLBASE is multiplied by the fuel temperature correction coefficient α to obtain the static leak amount QSL.
이어서, 다음 단계 S145에서 연료 분사 밸브 동적 누설량(QDL)이 도18에 도시된 바와 같이 목표 연료 분사 기간(Tq), 커먼 레일 연료 압력(Pc) 및 연료 분사 밸브 동적 누설량(QDL) 사이의 관계를 나타내도록 실험의 결과로부터 미리 생성된 특성 맵 또는 식을 사용하여 구해진다. 그런 후, 다음 단계 S146에서 목표 연료 분사 체적(Q)이 연료 분사 체적(QINJ)으로 변환되고, 그런 후 메모리에 저장된다.Next, in the next step S145, the fuel injection valve dynamic leak amount QDL is determined as shown in FIG. 18 between the target fuel injection period Tq, the common rail fuel pressure Pc, and the fuel injection valve dynamic leak amount QDL. It is obtained using a property map or an expression generated in advance from the results of the experiment. Then, in the next step S146, the target fuel injection volume Q is converted into fuel injection volume QINJ, and then stored in the memory.
이어서, 다음 단계 S147에서, 도19의 타이밍 차트 내에 도시된 바와 같은 360도 CA 주기 동안에 일어나는 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 차이(ΔP)가 구해진다. 이를 보다 상세히 설명하면, 커먼 레일 연료 압력(Pc)은 차이(ΔP)를 구하기 위해 감시된다. 예를 들면, 커먼 레일 연료 압력(Pc)은 주기적으로 저장된다. 그런 후, 차이(ΔP)는 이전 커먼 레일 연료 압력(Pcn360)으로부터 현재 커먼 레일 연료 압력(Pcn)으로의 차이(ΔP)가 계산된다.Next, in the next step S147, the difference ΔP of the common rail fuel pressure Pc occurring during the 360 degree CA period as shown in the timing chart of FIG. 19 is obtained. To illustrate this in more detail, the common rail fuel pressure Pc is monitored to find the difference ΔP. For example, the common rail fuel pressure Pc is stored periodically. Then, the difference ΔP is calculated as the difference ΔP from the previous common rail fuel pressure Pcn360 to the current common rail fuel pressure Pcn.
그런 후, 다음 단계 S148에서, 압력 증가(ΔP) 만큼 연료 압력을 증가시키기 위해 필요한 연료 체적 증가인, 연료 분사 시스템의 고압부의 연료 체적 증가(ΔV)는 실험의 결과로부터 미리 생성된 특성 맵 또는 아래에 주어진 식을 사용하여 계산된다.Then, in the next step S148, the fuel volume increase (ΔV) of the high pressure portion of the fuel injection system, which is the fuel volume increase necessary to increase the fuel pressure by the pressure increase (ΔP), is obtained from the result map of the experiment or below. Calculated using the formula given in.
ΔV = (V/E) × ΔPΔV = (V / E) × ΔP
여기서 기호 E는 부피 계수(bulk modulus)이다.Where the symbol E is the bulk modulus.
이어서, 다음 단계 S149에서 연료 누설량 산출 수단은 아래에 주어진 식과 도20에 도시된 연료 소모 분포를 사용하여 360도 CA의 기간에서 연료 누설량(QLEAK)을 계산한다.Then, in the next step S149, the fuel leakage amount calculating means calculates the fuel leakage amount QLEAK in the period of 360 degrees CA using the equation given below and the fuel consumption distribution shown in FIG.
QLEAK = Qp - (QSL ×4) - (QDL ×2) - (QINJ ×2) - ΔVQLEAK = Qp-(QSL × 4)-(QDL × 2)-(QINJ × 2)-ΔV
상기 식은 펌프압송 작동마다 2회 분사 그리고 360도 CA마다 2회 분사인 4기통 엔진을 위한 식이다. The above equation is for a four cylinder engine with two injections per pump compression operation and two injections every 360 degrees CA.
그런 후, 루틴의 흐름은 연료 누설량(QLEAK)이 소정치(QL1)보다 큰 지를 결정하는 단계 S150으로 진행한다. 만일 결정의 결과가 아니오(NO)이면, 프로세스 흐름은 도14에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴을 벗어난다. 한편, 만일 단계 S150에서 얻어진 결정 결과가 예(YES)이면, 고압 연료 파이프 통로 내에 연료 누설 이 있다는 것으로 결정된다. 이 경우, 루틴의 흐름은 다양한 종류의 프로세스가 수행되는 단계 S151로 진행한다. 프로세스로서는 최소한의 운전 조건을 유지하거나 엔진을 정지시키도록 연료 분사 제어 또는 펌프 제어를 수행하는 것이 바람직하다.Then, the flow of the routine proceeds to step S150 in which it is determined whether the fuel leakage amount QLEAK is larger than the predetermined value QL1. If the result of the determination is NO, the process flow deviates from the routine indicated by the flowchart shown in FIG. On the other hand, if the determination result obtained in step S150 is YES, it is determined that there is fuel leakage in the high pressure fuel pipe passage. In this case, the flow of the routine proceeds to step S151 where various kinds of processes are performed. As a process, it is desirable to perform fuel injection control or pump control to maintain minimum operating conditions or to stop the engine.
전술한 바와 같이, 연료 누설량(QLEAK)은 도13에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 프로세스를 수행함으로써 구해질 수 있는 PSTART 또는 PEND로부터 정확하게 구해질 수 있다. 연료 공급 펌프(3)의 비정상 및 고장의 경우, 연료 분사 밸브(5)의 개방 이상의 경우 그리고 연료 분배 시스템의 이상 또는 고장의 경우에, 최소 운전 조건을 유지하거나 또는 엔진을 정지시키기 위해 연료 분사 제어 또는 펌프 제어를 수행하는 것이 가능하다.As described above, the fuel leakage QLEAK can be accurately obtained from PSTART or PEND, which can be obtained by performing the process shown by the flowchart shown in FIG. In case of abnormality and failure of the
(제6 실시예)(Example 6)
도21은 제6 실시예에 의해 실현된 엔진 제어 유닛(10)을 도시하는 블록 다이어그램이다. ECU(10)는 실제 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)을 검출하기 위한 검출 수단(61)을 갖는다. 검출 수단(61)은 도13에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 프로세스를 수행함에 의해 실제 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)을 검출한다. 또한, ECU(10)는 기준 펌프 종료 위상을 저장하기 위하여 기준 펌프압송 기간 종료 위상 저장 수단(62)을 갖는다. 기준 펌프압송 기간 종료 위상 저장 수단(62)은 통상적으로 EEPROM 또는 RAM 이다. 기준 펌프 종료 위상은 엔진 시스템의 설계에서 가정되는 이상적인 조립 상태를 기초하여 결정된다. 기준 펌프 종료 위상은 또한 이상적인 상태로 조정된 엔진(1) 및 연료 공급 펌프(3)의 조립 상태에서 실험적으로 구해질 수 있다. 예컨대, 커먼 레일 연료 압력(Pc)은 도22의 파형(Pc0)에 의해 도시된 이상적인 상태로 변화한다. 또한, ECU(10)는 위상 차이 산출 수단(63)을 갖는다. 위상 차이 산출 수단(63)은 실제 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)과 기준치(PRR) 사이의 차이(CC)를 구한다. 차이(CC)는 차이(CC)에 따라 엔진을 제어하기 위하여 엔진 제어 수단(64)으로 공급된다. 예를 들면, 연료 분사 체적의 제어 또는 펌프 제어는 차이(CC)에 따라 보정된다. 차이(CC)는 연료 공급 펌프(3)와 엔진(1)의 조립의 에러를 나타낸다. 크랭크축(15)의 회전 위치에 대한 위상인 연료 공급 펌프(3)의 캠축의 위상이 정상 위상으로부터 이동될 때 예컨대 차이(CC)는 증가한다. 이러한 에러가 존재할 때, 커먼 레일 연료 압력(Pc)은 도22의 파형(Pc1 또는 Pc2)에 의해 도시된 바와 같이 통상적으로 변화한다. 이 경우, 위상 차이 산출 수단(63)은 위상 차이(C1) 또는 위상 차이(C2)를 각각 생성한다.21 is a block diagram showing the
전술된 바와 같이, 제6 실시예의 경우 연료 공급 펌프(3)의 조립 에러는 검출될 수 있다. 또한, 조립 에러에 따라 엔진 제어를 수행하는 것이 가능하다.As described above, in the case of the sixth embodiment, an assembly error of the
(변경예)(Change example)
전술된 실시예의 구성 요소를 위한 대안으로서, 다음의 구성 요소가 채택될 수 있다. 예컨대, 커먼 레일 연료 압력(Pc)에 대한 대안으로서 연료 공급 펌프(3)에 의해 토출되는 연료의 압력을 사용하는 것이 가능하다. 연료 공급 펌프(3)에 의해 토출되는 연료의 압력은 연료 공급 펌프(3)와 연료 분사 밸브(5) 사이의 연료 통로 상에 설치된 연료 압력 센서를 사용하여 검출될 수 있다. As an alternative for the components of the above-described embodiments, the following components can be adopted. For example, it is possible to use the pressure of the fuel discharged by the
또한, 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브를 구동하기 위한 신호는 다중 단계로 조정될 수 있다. 예컨대, ECU(10)는 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브를 개방하는 작동으로부터 개시하는 첫번째 주기 동안 연료 분사 밸브(5)로 첫번째 전류가 안내되고, 그후 전자기 밸브를 밀폐하는 작동에 의해 종료되는 두번째 주기 동안 연료 분사 밸브(5)로 두번째 전류가 안내되는 제어 구성을 설정할 수 있다. 이 경우, 중복 기간(t)에 따른 보정이 첫번째 또는 두번째 주기 또는 양 주기 모두에 적용될 수 있다. 예컨대, 긴 중복 기간(t)의 경우 첫번째 또는 두번째 주기는 단축된다.In addition, the signal for driving the electromagnetic valve of the
실시예들에서 사용된 산출 방법들에 대한 대안으로서, 펌프압송 체적(Qp)이 엔진 속도(NE), 흡기 조정 밸브(4)의 개방 또는 흡기 조정 밸브(4)로 흐르는 전류(또는 소위 SCV 통전 전류) 및 커먼 레일 연료 압력(Pc)으로부터 구해지는 실시예를 제공하는 것이 가능하다. 더욱이, 연료 누설량(QL)이 펌프압송 체적(Qp), 목표 연료 분사 체적(Q) 및 연료 누설량(QL)으로부터 구해지는 실시예를 제공하는 것도 가능하다.As an alternative to the calculation methods used in the embodiments, the pump pressure volume Qp is the engine speed NE, the opening of the
또한, 실시예에서 수행되는 프로세스에 대한 대안으로서, 다음의 과정이 수행될 수 있다. 연료 공급 펌프(3)의 캠 프로파일(또는 캠 위상 또는 플런저 위치), 펌프압송 기간 개시 위상(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)으로부터 펌프압송 체적(Qp)을 기하학적으로 계산하는 프로세스가 수행될 수 있다. 게다가, 펌프압송 체적(Qp) 및 연료 분사 펌프(3)의 캠 프로파일로부터 실제 펌프압송 기간을 기하학적으로 계산하는 프로세스가 수행될 수 있다. 더욱이, 목표 연료 분사 기간(Tq), 목표 연료 분사 타이밍(T), 연료 분사 개시 지연 시간 및 연료 분사 종료 지연 시간으로부터 연료 분사 밸브(5)의 실제 연료 분사 타이밍을 기하학적으 로 계산하는 프로세스가 수행될 수 있다. 또한, 실제 펌프압송 기간 및 실제 연료 분사 기간으로부터 실제 중복 기간을 기하학적으로 계산하는 프로세스가 수행될 수 있다. 더욱이, 펌프압송 기간 종료 위상으로서, 연료 공급 펌프(3)의 엔진 조립의 기하학적인 위치에 대한 정보가 필요할 때에 구할 수 있도록 메모리 내에 저장될 수 있다.In addition, as an alternative to the process performed in the embodiment, the following process may be performed. The process of geometrically calculating the pump pressure volume Qp from the cam profile (or cam phase or plunger position), pump pressure period start phase PSTART and pump pressure period end phase PEND of the
비록 전술된 실시예에서 중복 기간은 시간의 기간으로 지시되었지만, 중복 기간은 크랭크각 또는 캠 각에 의해 측정되어 지시될 수 있다. Although the overlapping period is indicated by the time period in the above-described embodiment, the overlapping period may be measured and indicated by the crank angle or the cam angle.
본 발명에 의하여, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 실린더와 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 실린더 사이의 연료 분사 체적의 차이를 제거함으로써 엔진의 각각의 실린더의 연료 분사 체적을 제어하는 정밀도를 개선할 수 있는 축압식 연료 분사 시스템이 제공된다.According to the present invention, the fuel injection volume between a cylinder in which the fuel injection period of the fuel injection valve overlaps with the pump compression period of the fuel supply pump and a cylinder in which the fuel injection period of the fuel injection valve does not overlap with the pump injection period of the fuel supply pump An accumulator fuel injection system is provided that can improve the precision of controlling the fuel injection volume of each cylinder of an engine by eliminating the difference of.
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