JP2005330907A - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 内燃機関201により駆動される燃料供給手段106、107と、前記燃料供給手段からの燃料を蓄える燃料蓄圧手段110と、前記燃料蓄圧手段の燃料を前記内燃機関の燃焼室内に供給する燃料噴射手段112と、前記蓄圧手段に蓄えられた燃料の圧力を推定する燃圧推定手段218とを備えた内燃機関の燃料供給制御装置において、前記内燃機関の停止期間を算出する停止期間算出手段218を設け、前記燃圧推定手段が前記内燃機関の停止期間に応じて推定燃圧値の初期値を設定する構成とする。
【選択図】図3
Description
Pccal=K/Vcr×∫(vp−vi)dst
ただし、Pccal:推定燃圧
K :体積弾性率
Vcr :コモンレール容積
vp :高圧ポンプ圧送体積
vi :インジェクタ噴射体積
st :エンジン行程数
である。
なお、推定燃圧(Pccal)の初期値は、エンジン始動時の目標レール圧をセットしていた。(例えば特許文献1参照)。
PR = PRn−1 − K × Qf
ただし、PR :燃料圧力
PRn−1:前回のルーチンで算出された燃料圧力
K :定数(燃料性状、レール容積等により決まる)
Qf :目標燃料噴射量の最新値
である。
なお、燃料圧力(PR)の初期値には、燃圧センサが故障する直前に燃圧センサで検出した燃圧値が設定されていた。(例えば特許文献2参照)。
MPs = Ps0 + Pa × Pb − Pc
ただし、MPs:燃料圧力
Ps0:残存燃料圧力(燃圧センサでの検出値)
Pa :燃料圧力係数(累積回転回数に応じた値)
Pb :燃料圧力係数(回転速度に応じた値)
Pc :消費燃料圧力(燃料噴射弁からの消費燃料量に応じた値)
である。
なお、残存燃料圧力(Ps0)は燃圧センサの検出値によって設定されていた。(例えば特許文献3参照)。
実際の燃圧は、機関の停止期間が十分長い場合には燃圧はゼロまで低下するため、高圧ポンプで加圧されないフィードポンプでの吐出圧となる。また、機関の停止期間が短い場合には停止直前の目標燃圧から少し低下しただけの燃圧となる。
よって、実際の燃圧と推定燃圧には初期値から差があるという問題点があった。
実際の燃圧と推定燃圧に差が生じれば、初期値以降の推定値にもずれが生じることとなる。実際の燃圧と推定燃圧にずれが生じれば、推定燃圧で燃料噴射制御を行なうと噴射量に誤差が生じることとなり、その結果、空燃比(A/F)にずれが生じ、始動性の悪化、始動後の回転低下、エンストの発生等が生じることとなり、排ガス悪化を招くという問題点があった。
さらに、特許文献3に開示されたものにおいては、残存燃料圧力値に燃圧センサの検出値を設定するようになっているため、この場合も燃圧センサが必要であり、コストアップ要因になるという問題点があった。
また、精度の高い燃圧推定が可能となれば、燃圧センサは必要ではなくなるためコスト低減が図れるものである。
以下、この発明の実施の形態1を図にもとづいて説明する。図1は、実施の形態1における燃料供給及び燃圧制御装置の構成及び概要を示す概略図である。
図示のように、燃料タンク101よりフィードポンプ102で燃料を汲み上げ、フィルタ103を通過した燃料は低圧レギュレータ104で燃圧調整され、上流側逆止弁105Aを通過して高圧ポンプの容積室106に導入される。
Qf=Qa/Ne×K
ただし、Qf:燃料量[g/s]
Qa:吸入空気量[g/s]
Ne:回転速度[r/m]
K :各種補正
である。
Qft=Qf×Kft×Kfp
ただし、Qft:インジェクタ駆動時間[ms]
Kft:流量→時間変換係数
Kfp:燃圧補正係数
である。
開弁時間が同じであっても燃圧によって噴射量が変化するため、燃圧によらず同一噴射量となるように燃圧補正係数で補正する。
Kfp=√(Pt/Pf)
ただし、Pt:目標燃圧[MPa]
Pf:推定燃圧[MPa]
である。
図3は、イグニッションスイッチがONされ、ECU218に最初に電源が投入された時に実行される処理を示すフローチャートである。この処理はイグニッションスイッチON時の1回のみ実施される。
また、図3のステップS2でのTon算出では、例えば吸気温が0℃、水温が70℃であれば、図5の水温60℃と80℃の中間値からTonは80.5[min]となる。
図3のステップS3で算出されるTBoffは、上記の結果から80.5[min]−50[min]=30.5[min]となり、エンジン停止の基準時間(TBoff)は30.5[min]となる。
このため、図3のステップS4で吸気温変化(△AT)から吸気温変化補正係数(Kta)を算出する。
ただし、△AT :吸気温変化
AToff:エンジン停止時の吸気温
ATon :エンジン始動時の吸気温
である。
吸気温変化が0℃の時は図6に示すように、補正係数は1、吸気温変化が0℃よりも大きい、即ちエンジン停止時の方が始動時よりも吸気温が高い場合は図6に示すように、補正係数は1よりも大きく、また、吸気温変化が0℃よりも小さい場合は補正係数は1よりも小さい値に設定しておく。
図3のステップS5でエンジン停止の基準時間(TBoff)と吸気温変化補正係数(Kta)とを乗算してエンジン停止時間(Toff)を算出する。
図7はエンジン停止からの燃圧遷移を示すグラフであり、時間経過とともに燃圧が低下することが分かる。算出は図7の特性を2次元マップとしてROMに記憶させておき、これを参照することによって行なう。
図7で説明すると、上記で算出したTBoff=30.5[min]に対応する燃圧を図7のマップを参照して求めると、推定燃圧(Pf)は1.945[MPa]となる。
また、ステップS4のf2は吸気温変化(△AT)から2次元マップを参照して吸気温補正係数を算出することを意味する。さらに、ステップS6のf3はエンジン停止時間(Toff)から2次元マップデータを参照して推定燃圧(Pf)を算出することを意味する。
エンジン停止時の水温(WToff)はバッテリバックアップされ、イグニッションスイッチOFF後も記憶されている。
図9は、行程毎、例えばBTDC5度のクランク角センサ信号入力毎に実行されるフローチャートである。ステップS21で1行程毎の燃圧変化量を次式にもとづいて算出する。
dPf=Kt/Vfr×(Vp−Vi)
ただし、dPf:1行程での変化燃圧[MPa]
Kt :体積弾性係数[MPa]
Vfr:フューエルレール容積[cc]
Vp :高圧ポンプ吐出量[cc]
Vi :インジェクタ噴射量[cc]
である。
Pf=min(Pf[i−1]+dPf,Pmax)
ただし、Pmax:最大燃圧[MPa]
である。
前回の推定燃圧(Pf[i−1])に1行程での変化燃圧(dPf)を加算したものが最大燃圧(Pmax)よりも大きい場合は、推定燃圧(Pf)を最大燃圧(Pmax)とし、前回の推定燃圧(Pf[i−1])に1行程での変化燃圧(dPf)を加算したものが最大燃圧(Pmax)以下の場合は、推定燃圧(Pf)は、前回の推定燃圧(Pf[i−1])と1行程での変化燃圧(dPf)を加算したものとなる。
なお、エンジン停止期間中にタイマでの計測を行なうと電力消費が懸念されるが、水温による停止期間算出ではエンジン停止期間中にタイマ等の装置を駆動する必要がなく、従って、電力消費量増加によるバッテリ上がりの懸念がなくなる。
104 低圧レギュレータ、 105A 上流側逆止弁、 105B下流側逆止弁、
106 高圧ポンプ容積室、 107 高圧ポンプピストン、 108 ポンプカム、
109 高圧レギュレータ、 110 フューエルレール。
Claims (6)
- 内燃機関により駆動される燃料供給手段と、前記燃料供給手段からの燃料を蓄える燃料蓄圧手段と、前記燃料蓄圧手段の燃料を前記内燃機関の燃焼室内に供給する燃料噴射手段と、前記蓄圧手段に蓄えられた燃料の圧力を推定する燃圧推定手段とを備えた内燃機関の燃料供給制御装置において、前記内燃機関の停止期間を算出する停止期間算出手段を設け、前記燃圧推定手段が前記内燃機関の停止期間に応じて推定燃圧値の初期値を設定することを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
- 前記内燃機関の機関温度を検出する温度検出手段と、前記内燃機関が吸入する空気の温度を検出する吸気温検出手段とをさらに備え、前記停止期間算出手段は前記温度検出手段で検出した前回内燃機関が停止した時の機関温度と、今回内燃機関が始動した時の機関温度と、今回内燃機関の始動時に前記吸気温検出手段で検出した吸気温度とから内燃機関の停止期間を算出することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
- 前記停止期間算出手段は、前回内燃機関が停止した時の吸気温度と、今回内燃機関が始動した時の吸気温度との差に応じて前記内燃機関の停止期間を補正することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
- 前記燃圧推定手段は、前記内燃機関の行程毎の前記燃料供給手段の吐出量と、前記燃料噴射手段での燃料噴射量とから初期値以降の燃圧を推定することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
- 前記燃圧推定手段で推定した燃圧によって、前記燃料噴射手段での演算量を補正することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
- 前記燃料蓄圧手段の最大燃圧を制限する燃圧調整手段をさらに備え、前記燃圧推定手段は前記燃圧調整手段で制限される燃圧に到達するまでは、前記燃料供給手段での吐出量と前記燃料噴射手段での噴射量とによって推定燃圧を算出し、前記燃圧調整手段で制限される燃圧到達以降は、前記燃圧調整手段での調整燃圧とすることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
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