JP2006291843A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device that injects and supplies fuel to an engine.
〔従来の技術〕
従来から、燃料タンクから燃料を吸入するとともに加圧して吐出する燃料供給ポンプと、燃料供給ポンプから吐出された燃料を蓄圧するコモンレールと、開弁することで、コモンレールに蓄圧された燃料をエンジンの気筒内に噴射するインジェクタと、燃料供給ポンプやインジェクタ等の作動を制御する制御手段とを備えた燃料噴射装置が知られている。
[Conventional technology]
Conventionally, a fuel supply pump that sucks in fuel from a fuel tank and pressurizes and discharges the fuel, a common rail that accumulates fuel discharged from the fuel supply pump, and a valve that opens the fuel accumulated in the common rail. 2. Description of the Related Art There is known a fuel injection device including an injector that injects into a cylinder and a control unit that controls operations of a fuel supply pump, an injector, and the like.
ここで、インジェクタは、噴孔を開閉する弁体と、弁体に対し噴孔を閉鎖する方向に背圧を及ぼす燃料(背圧燃料)を給排するアクチュエータとを有する。そして、アクチュエータが給電を受けて作動し背圧燃料を排出することで、弁体が噴孔を開放する方向に駆動され、これにより、インジェクタが開弁し燃料の噴射が行われる。 Here, the injector includes a valve body that opens and closes the nozzle hole and an actuator that supplies and discharges fuel (back pressure fuel) that exerts a back pressure on the valve body in a direction of closing the nozzle hole. Then, the actuator is actuated by receiving power supply and discharges the back pressure fuel, so that the valve body is driven in a direction to open the injection hole, thereby opening the injector and injecting the fuel.
従来の燃料噴射装置では、イグニッションオフ後に、エンジンを確実に他の機器に先行して停止させるため、インジェクタの作動を停止させた後に燃料供給ポンプの作動を停止させている。すなわち、図6に示すように、イグニッションオフ直後の制御サイクルで、インジェクタの作動状態を噴射実行状態から噴射停止状態に移行させて燃料の噴射を停止する。そして、次の制御サイクルで、燃料供給ポンプの作動状態を吸入実行状態から吸入停止状態に移行させて燃料の吸入を停止する。 In the conventional fuel injection device, after the ignition is turned off, the operation of the fuel supply pump is stopped after the operation of the injector is stopped in order to surely stop the engine ahead of other devices. That is, as shown in FIG. 6, in the control cycle immediately after the ignition is turned off, the operation state of the injector is shifted from the injection execution state to the injection stop state, and the fuel injection is stopped. In the next control cycle, the operating state of the fuel supply pump is shifted from the suction execution state to the suction stop state, and the fuel suction is stopped.
このため、インジェクタの噴射停止前に燃料供給ポンプにより吸入された燃料が、噴射停止後に吐出される可能性がある。そして、噴射停止前に吸入された燃料が、噴射停止後に吐出されると、イグニッションオフ後であるにもかかわらず実レール圧が上昇する。また、燃料供給ポンプの吐出停止後も、一旦、吐出された燃料は慣性によりコモンレール等に流入する。そして、このような慣性に伴う燃料の流入によっても、イグニッションオフ後の実レール圧が上昇する。 For this reason, the fuel sucked by the fuel supply pump before the injection of the injector is stopped may be discharged after the injection is stopped. When the fuel sucked before the injection is stopped is discharged after the injection is stopped, the actual rail pressure rises even after the ignition is turned off. Even after the fuel supply pump stops discharging, the discharged fuel once flows into the common rail or the like due to inertia. Also, the actual rail pressure after ignition off increases due to the inflow of fuel accompanying such inertia.
〔従来技術の不具合〕
近年、燃料噴射装置について、噴射応答性の向上や噴霧微粒化の促進等を目的として、装置内における燃料の高圧化に対する要求が高まっている。この要求に対し、上記のような特性を有する従来の燃料噴射装置で高圧化を進めると、イグニッションオフ後の実レール圧がコモンレール等の機器の保障圧力を超え、機器が破損する虞が生じる。
[Problems with conventional technology]
In recent years, with respect to fuel injection devices, there is an increasing demand for high pressure fuel in the devices for the purpose of improving injection response and promoting atomization of sprays. In response to this requirement, if the pressure is increased with the conventional fuel injection device having the above-described characteristics, the actual rail pressure after ignition off exceeds the guaranteed pressure of the equipment such as the common rail, and the equipment may be damaged.
このように実レール圧が保障圧力を超えることを阻止するため、コモンレールにプレッシャリミッタを装着する方法も考えられる。しかし、プレッシャリミッタが故障により正常に作動しない可能性もあり、さらに、プレッシャリミッタの性能ばらつきにより実レール圧が保障圧力を超える可能性もある。このため、プレッシャリミッタを装着しても、機器破損の虞がある。 In order to prevent the actual rail pressure from exceeding the guaranteed pressure in this way, a method of attaching a pressure limiter to the common rail is also conceivable. However, the pressure limiter may not operate normally due to a failure, and the actual rail pressure may exceed the guaranteed pressure due to performance variations of the pressure limiter. For this reason, even if a pressure limiter is attached, there is a risk of equipment damage.
なお、実レール圧を減圧するには、コモンレールに装着された減圧弁を開弁させる技術や(例えば、特許文献1参照)、インジェクタによる噴射を多段化することで、いわゆる動的リーク量を増加させる技術(例えば、特許文献2参照)が公知となっている。ここで、動的リーク量とは、背圧燃料の排出等の制御上の意図的な操作により、インジェクタを通じてコモンレール等から排出される燃料の量を意味する。しかし、これらの技術は、エンジンの運転中に実レール圧の減圧を実行するものであり、イグニッションオフ後の実レール圧の上昇を抑えることに対応するものではない。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料噴射装置において、イグニッションオフ後の装置内の燃料の圧力上昇を抑え、機器の破損の虞を低減することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress an increase in the pressure of fuel in the apparatus after the ignition is turned off in the fuel injection apparatus and reduce the possibility of damage to the equipment. There is.
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の燃料噴射装置は、燃料タンクから燃料を吸入するとともに加圧して吐出する燃料供給ポンプと、燃料供給ポンプから吐出された燃料を蓄圧するコモンレールと、コモンレールに蓄圧された燃料の圧力である実レール圧に応じて、燃料供給ポンプの作動を制御する制御手段とを備え、コモンレールに蓄圧された燃料をエンジンに噴射供給するものである。そして、制御手段は、エンジンが停止する際に燃料供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出を停止するとともに、エンジンの停止後の実レール圧の上昇量を予測し、この予測の結果に応じて実レール圧を減圧するか否かを決定する。
[Means of Claim 1]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel injection device that sucks fuel from a fuel tank and pressurizes and discharges the fuel, a common rail that accumulates fuel discharged from the fuel supply pump, and a fuel that is accumulated in the common rail. And control means for controlling the operation of the fuel supply pump according to the actual rail pressure, which is a pressure, and injects and supplies the fuel accumulated in the common rail to the engine. The control means stops the discharge of fuel from the fuel supply pump to the common rail when the engine stops, and predicts the amount of increase in the actual rail pressure after the engine stops, and executes the actual operation according to the result of this prediction. Decide whether to reduce rail pressure.
これにより、イグニッションオフ後には、先ず、燃料供給ポンプによる燃料の吐出が停止されるので、イグニッションオフ後にコモンレール等に流入する燃料の量は従来よりも減少する。また、イグニッションオフ後に、慣性によりコモンレール等に燃料が流入しても、事前に実レール圧の上昇量が予測され、この予測の結果に応じて実レール圧を減圧するか否かが決定されている。このため、上昇量が大きいと予測される場合には、実レール圧を減圧するための処理が実行される。 Thereby, after the ignition is turned off, first, the fuel supply pump stops discharging the fuel, so that the amount of fuel flowing into the common rail or the like after the ignition is turned off is reduced as compared with the prior art. In addition, even if fuel flows into the common rail or the like due to inertia after the ignition is turned off, the amount of increase in the actual rail pressure is predicted in advance, and whether to reduce the actual rail pressure is determined according to the prediction result. Yes. For this reason, when the amount of increase is predicted to be large, a process for reducing the actual rail pressure is executed.
以上のように、イグニッションオフ後にコモンレール等に流入する燃料の量を減らすとともに、上昇量が大きいと予測される場合には、実レール圧を減圧するための処理を実行することで、イグニッションオフ後の実レール圧の上昇を抑え、機器の破損の虞を確実に低減することができる。 As described above, after reducing the amount of fuel flowing into the common rail and the like after the ignition is turned off, and when the amount of increase is predicted to be large, the processing for reducing the actual rail pressure is executed, so that after the ignition is turned off. The increase in the actual rail pressure can be suppressed, and the possibility of equipment damage can be reliably reduced.
なお、燃料供給ポンプには、燃料タンクからの燃料の吸入量を調節することで、コモンレールへの燃料の吐出量を目標吐出量に略一致させる吸入調量方式と、燃料タンクから吸入した燃料を吐出する際に吐出量を調節することで、コモンレールへの燃料の吐出量を目標吐出量に略一致させる吐出調量方式とを採用することができる。そして、吸入調量方式および吐出調量方式のいずれの燃料供給ポンプにおいても、「燃料供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出を停止する」とは、制御手段から燃料供給ポンプに与えられる吐出停止指令に対し、即座に応じて燃料の吐出を停止することを意味するものとする。 In addition, the fuel supply pump adjusts the amount of fuel drawn from the fuel tank so that the amount of fuel discharged to the common rail substantially matches the target amount of discharge, and the amount of fuel drawn from the fuel tank. By adjusting the discharge amount at the time of discharge, it is possible to adopt a discharge metering method in which the discharge amount of fuel to the common rail substantially matches the target discharge amount. In any of the fuel supply pumps of the intake metering method and the discharge metering method, “stopping the discharge of fuel from the fuel supply pump to the common rail” means a discharge stop command given from the control means to the fuel supply pump. On the other hand, it means that the discharge of fuel is stopped immediately.
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の燃料噴射装置は、エンジンの各気筒に搭載されるとともに、制御手段によりエンジンの運転状態に応じて作動を制御され、開弁することでコモンレールに蓄圧された燃料をエンジンの気筒内に噴射するインジェクタを備える。そして、制御手段は、実レール圧を減圧すると決定したら、全てのインジェクタを開弁させる。
これにより、実レール圧を速やかに減圧することができる。
[Means of claim 2]
The fuel injection device according to
As a result, the actual rail pressure can be quickly reduced.
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の燃料噴射装置は、コモンレールに装着されるとともに、制御手段により実レール圧に応じて作動を制御され、開弁することで実レール圧を減圧する減圧弁を備える。そして、制御手段は、実レール圧を減圧すると決定したら減圧弁を開弁させる。
これにより、実レール圧を速やかに減圧することができる。
[Means of claim 3]
According to a third aspect of the present invention, the fuel injection device includes a pressure reducing valve that is attached to the common rail, and whose operation is controlled in accordance with the actual rail pressure by the control means, and the actual rail pressure is reduced by opening the valve. Then, when it is determined that the actual rail pressure is reduced, the control means opens the pressure reducing valve.
As a result, the actual rail pressure can be quickly reduced.
〔請求項4の手段〕
請求項4に記載の燃料噴射装置は、エンジンの各気筒に搭載されるとともに、制御手段によりエンジンの運転状態に応じて作動を制御され、開弁することでコモンレールに蓄圧された燃料をエンジンの気筒内に噴射するインジェクタを備える。インジェクタは、噴孔を開閉する弁体と、弁体に対し噴孔を閉鎖する方向に背圧を及ぼす燃料を給排するアクチュエータとを有し、アクチュエータが給電を受けて作動し背圧を及ぼす燃料を排出することで、噴孔を開放する方向に弁体を駆動して開弁する。そして、制御手段は、実レール圧を減圧すると決定したら、アクチュエータへの給電能力の上限に応じて開弁させるインジェクタを選択し、選択されたインジェクタを開弁させる。
これにより、アクチュエータへの給電能力に応じて、確実に弁体を駆動して噴孔を開放することができる。
[Means of claim 4]
The fuel injection device according to claim 4 is mounted in each cylinder of the engine, and the operation is controlled according to the operating state of the engine by the control means, and the valve stores the fuel accumulated in the common rail by opening the valve. An injector for injecting into the cylinder is provided. The injector has a valve body that opens and closes the nozzle hole, and an actuator that supplies and discharges fuel that applies back pressure to the valve body in the direction of closing the nozzle hole. By discharging the fuel, the valve element is driven in the direction to open the nozzle hole to open the valve. Then, when it is determined that the actual rail pressure is to be reduced, the control means selects an injector to be opened according to the upper limit of the power supply capability to the actuator, and opens the selected injector.
Thereby, according to the electric power feeding capability to an actuator, a valve body can be driven reliably and an injection hole can be opened.
最良の形態1の燃料噴射装置は、燃料タンクから燃料を吸入するとともに加圧して吐出する燃料供給ポンプと、燃料供給ポンプから吐出された燃料を蓄圧するコモンレールと、コモンレールに蓄圧された燃料の圧力である実レール圧に応じて、燃料供給ポンプの作動を制御する制御手段とを備え、コモンレールに蓄圧された燃料をエンジンに噴射供給するものである。そして、制御手段は、エンジンが停止する際に燃料供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出を停止するとともに、エンジンの停止後の実レール圧の上昇量を予測し、この予測の結果に応じて実レール圧を減圧するか否かを決定する。
The fuel injection device of the
また、燃料噴射装置は、エンジンの各気筒に搭載されるとともに、制御手段によりエンジンの運転状態に応じて作動を制御され、開弁することでコモンレールに蓄圧された燃料をエンジンの気筒内に噴射するインジェクタを備える。そして、制御手段は、実レール圧を減圧すると決定したら、全てのインジェクタを開弁させる。 The fuel injection device is mounted in each cylinder of the engine, and the operation is controlled by the control means according to the operating state of the engine, and the fuel accumulated in the common rail is injected into the engine cylinder by opening the valve. An injector is provided. And if a control means determines to reduce an actual rail pressure, it will open all the injectors.
最良の形態2の燃料噴射装置は、コモンレールに装着されるとともに、制御手段により実レール圧に応じて作動を制御され、開弁することで実レール圧を減圧する減圧弁を備える。そして、制御手段は、実レール圧を減圧すると決定したら減圧弁を開弁させる。
The fuel injection device of the
最良の形態3の燃料噴射装置は、インジェクタが、噴孔を開閉する弁体と、弁体に対し噴孔を閉鎖する方向に背圧を及ぼす燃料を給排するアクチュエータとを有し、アクチュエータが給電を受けて作動し背圧を及ぼす燃料を排出することで、噴孔を開放する方向に弁体を駆動して開弁する。そして、制御手段は、実レール圧を減圧すると決定したら、アクチュエータへの給電能力の上限に応じて開弁させるインジェクタを選択し、選択されたインジェクタを開弁させる。 In the fuel injection device of the best mode 3, the injector has a valve body that opens and closes the injection hole, and an actuator that supplies and discharges fuel that applies back pressure to the valve body in the direction of closing the injection hole. The valve body is driven in the direction to open the nozzle hole by opening the valve body by discharging the fuel that operates by receiving power supply and exerts back pressure. Then, when it is determined that the actual rail pressure is to be reduced, the control means selects an injector to be opened according to the upper limit of the power supply capability to the actuator, and opens the selected injector.
〔実施例1の構成〕
実施例1の燃料噴射装置1の構成を、図1ないし図3を用いて説明する。
燃料噴射装置1は、図1に示すように、燃料タンク2から燃料を吸入するとともに加圧して吐出する燃料供給ポンプ3と、燃料供給ポンプ3から吐出された燃料を蓄圧するコモンレール4と、エンジン(図示せず)の各気筒に搭載されるとともに、開弁することでコモンレール4に蓄圧された燃料をエンジンの気筒内に噴射するインジェクタ5と、コモンレール4に装着されるとともに、開弁することでコモンレール4に蓄圧された燃料の圧力(実レール圧)を減圧する減圧弁6と、燃料供給ポンプ3およびインジェクタ5等の作動を制御する制御手段7とを備え、ディーゼルエンジン等の直噴型エンジンに燃料を噴射供給するものである。
[Configuration of Example 1]
A configuration of the
As shown in FIG. 1, the
また、制御手段7は、各種センサから入力される検出値に基づいて、インジェクタ5等の各機器に与える各種の指令値を算出し、指令信号として出力するマイコン8と、マイコン8から出力される指令信号に応じて、車載電源(図示せず)から各機器へ給電を行う各種の駆動回路とから構成されている。
Further, the control means 7 calculates various command values to be given to each device such as the
ここで、指令値とは、例えば、燃料供給ポンプ3に与えるポンプ指令値、インジェクタ5に与えるインジェクタ指令値および減圧弁6に与える減圧弁指令値等であり、各種の駆動回路とは、燃料供給ポンプ3へ給電を行うポンプ駆動回路9、インジェクタ5へ給電を行うインジェクタ駆動回路10および減圧弁6へ給電を行う減圧弁駆動回路11等である。
Here, the command values are, for example, a pump command value given to the fuel supply pump 3, an injector command value given to the
燃料供給ポンプ3は、燃料タンク2から汲み上げた燃料を、コモンレール4に蓄圧された燃料の目標圧力(目標レール圧)に応じて吸入するとともに調量する吸入調量弁12、吸入調量弁12で吸入された燃料を加圧して高圧配管16に吐出する高圧ポンプ(図示せず)を有する。
The fuel supply pump 3 sucks the fuel pumped up from the
ここで、吸入調量弁12には、マイコン8からポンプ駆動回路9を介して、ポンプ指令値としてのポンプ駆動電流が与えられる。ポンプ指令値は、実レール圧が目標レール圧に略一致するように算出される。そして、ポンプ指令値に基づく大きさの電流が吸入調量弁12のソレノイド(図示せず)に通電されることで、吸入調量弁12の弁開度が調節され、目標レール圧に応じた調量が行われる。なお、吸入調量弁12は、通電される電流がゼロであるときに、弁開度がゼロとなる常閉型が採用されている。また、燃料タンク2から汲み上げられた燃料は、フィルタ17により異物が除去された後、吸入調量弁12により吸入される。
Here, the
コモンレール4は、燃料供給ポンプ3の吐出口と高圧配管16を介して接続され、加圧された燃料の供給を受けて燃料を高圧状態で蓄圧するとともに、各インジェクタ5と高圧配管18を介して接続され、実レール圧の燃料を各インジェクタ5に供給する。すなわち、コモンレール4は、高圧の燃料を蓄圧する蓄圧容器として機能するとともに、高圧の燃料を各インジェクタ5に分配する分配容器として機能する。
The common rail 4 is connected to the discharge port of the fuel supply pump 3 via a high-
コモンレール4の一端には、実レール圧を検出するとともに、その検出値を検出信号としてマイコン8に出力するレール圧センサ19が装着されている。また、他端には、実レール圧が限界値を超えたら開弁し、実レール圧を限界値以下に抑えるプレッシャリミッタ20が装着されている。なお、プレッシャリミッタ20が開弁する圧力、つまり上記の限界値はコモンレール4等の機器の保障圧力と略同一の値に設定されている。
A
インジェクタ5は、図2に示すように、高圧配管18が接続されてコモンレール4と連通するとともに、気筒内に燃料を噴射する噴射ノズル23、噴射ノズル23を作動させる電磁弁24等により構成されている。なお、インジェクタ5は、気筒数と同数だけ備えられている。
As shown in FIG. 2, the
噴射ノズル23は、噴孔25を開閉するニードル状の弁体(以下、噴射弁体と呼ぶ)26を有する。噴射弁体26は、高圧配管18およびボディ27に設けられた高圧流路28を介してコモンレール4から溜まり部29に供給された燃料の圧力により、噴孔25を開く方向(開孔側)に付勢されるとともに、噴射弁体26の反噴孔側に配設されるスプリング30、およびコマンドピストン31から伝達される背圧により噴孔25を閉じる方向(閉孔側)に付勢される。
The
ここで、背圧とは、背圧室32に供給された燃料の圧力であり、背圧室32は、噴射弁体26の反噴孔側で、コマンドピストン31により下方を閉鎖されて形成されている。背圧室32は、高圧配管18およびオリフィス33を介してコモンレール4と連通しており、コモンレール4から燃料の供給を受けることで背圧が上昇する。なお、コモンレール4からの燃料の供給はオリフィス33により制限を受ける。また、背圧室32は、電磁弁24の弁体34により開放されることで、オリフィス35を介して燃料が排出され背圧が低下する。なお、オリフィス33、35は、オリフィス35からの燃料の排出量がオリフィス33からの燃料の供給量よりも大きくなるように設けられている。
Here, the back pressure is the pressure of the fuel supplied to the
電磁弁24は、噴射弁体26に対し閉孔側に背圧を及ぼす燃料(つまり、背圧室32の燃料)を給排することで、インジェクタ5のアクチュエータとして作動するものである。すなわち、電磁弁24が給電を受けて作動し、背圧室32の燃料が排出されることで、開孔側に噴射弁体26が駆動されインジェクタ5が開弁する。
The
この電磁弁24は、磁気吸引力を受けて背圧室32を開放する方向(開室側)に変位する弁体34、高電圧の印加および定電流の通電を受け、弁体34を開室側に変位させるとともに開室側で保持する磁気吸引力を発生するソレノイド36、背圧室32を閉鎖する方向(閉室側)に、弁体34を付勢するスプリング37等により構成されている。
The
電磁弁24には、マイコン8からインジェクタ駆動回路10を介して、インジェクタ指令値としての噴射開始時期および噴射期間が与えられる。これらのインジェクタ指令値は、エンジンの運転状態に応じた時期に、エンジンの運転状態に応じた量の燃料が噴射されるように算出される。そして、噴射開始時期および噴射期間に基づいて、マイコン8からインジェクタ駆動回路10に指令信号が出力され、この指令信号に応じてインジェクタ駆動回路10は、高電圧をソレノイド36に印加するとともに所定の定電流をソレノイド36に通電させる。これにより、エンジンの運転状態に応じた時期に、エンジンの運転状態に応じた量の燃料が噴射される。
The
すなわち、ソレノイド36に高電圧が印加され、引き続き定電流の通電が行われると、弁体34が開室側に変位して背圧室32が開放され、この開放状態が続くので、背圧室32からの燃料の排出量が背圧室32への燃料の供給量よりも大きくなり背圧が低下する。これにより、噴射弁体26に対し開孔側に作用する付勢力(溜まり部29の燃料圧力による付勢力)の方が、閉孔側に作用する付勢力(背圧による付勢力およびスプリング30による付勢力)よりも強くなる。この結果、噴射弁体26が開孔側に変位して噴孔25が開放され噴射が行われる。
That is, when a high voltage is applied to the
やがて、ソレノイド36への通電が停止すると、弁体34が閉室側に変位して背圧室32が閉鎖され、背圧室32からの燃料の排出が停止するので、オリフィス33からの燃料の供給により背圧が上昇する。これにより、噴射弁体26に対し閉孔側に作用する付勢力の方が、開孔側に作用する付勢力よりも強くなる。この結果、噴射弁体26が閉孔側に変位して噴孔25が閉鎖され噴射が停止される。
When the energization of the
また、電磁弁24には、噴射に用いられなかったインジェクタ5内の余剰の燃料を低圧配管38にリークするためのリークポート39が設けられている。ここで、リークする燃料には、静的リークに起因する燃料と動的リークに起因する燃料とがある。
In addition, the
静的リークとは、インジェクタ5の内部の摺動部を通して燃料がリークすることであり、例えば、溜まり部29の燃料が、ボディ27と噴射弁体26との摺動部からリークしたり、背圧室32の燃料が、ボディ27とコマンドピストン31との摺動部からリークしたりすることである。そして、溜まり部29および背圧室32からリークした燃料は、噴射弁体26とコマンドピストン31との間に形成されスプリング30を収容するスプリング室40に流入し、ボディ27に設けられる低圧流路41、電磁弁24に設けられる低圧流路42を経てリークポート39から低圧配管38にリークする。
The static leak means that the fuel leaks through the sliding portion inside the
動的リークとは、背圧を低下させるために背圧室32から燃料を排出するときのように、制御上の意図的な操作により、燃料がリークすることである。そして、背圧室32からオリフィス35を介して排出された燃料は、低圧流路42で静的リークによる燃料と合流しリークポート39から低圧配管38にリークする。
The dynamic leak is that the fuel leaks by an intentional control operation, such as when the fuel is discharged from the
減圧弁6は、コモンレール4に装着されるとともに、開弁してコモンレール4から低圧配管48に燃料を逃すことで実レール圧を減圧するものである。減圧弁6は、図3に示すように、コモンレール4と低圧配管48との間を連通または遮断することで開弁動作または閉弁動作をするボール状の弁体49、弁体49に当接するとともに磁気吸引力を受けて開弁側に変位する可動子50、駆動電流の通電を受け、可動子50を開弁側に変位させる磁気吸引力を発生するソレノイド51、ソレノイド51への通電により励磁され可動子50を磁気吸引する固定子52、可動子50と固定子51との間に配設され、可動子50を閉弁側に付勢するスプリング53等により構成されている。
The
減圧弁6には、マイコン8から減圧弁駆動回路11を介して、減圧弁指令値が与えられる。この減圧弁指令値は、減圧弁6が開弁している期間を示す開指令期間であり、ソレノイド51に通電が行われる期間を示すものである。この減圧弁指令値(開指令期間)は、実レール圧と目標レール圧との差に応じて算出される。そして、開指令期間に基づいて、マイコン8から減圧弁駆動回路11に指令信号が出力され、この指令信号に応じて減圧弁駆動回路11は、ソレノイド51に駆動電流を通電させる。これにより、減圧弁6が開弁してコモンレール4から低圧配管48に燃料が逃され、実レール圧が低下する。
A pressure reducing valve command value is given to the
なお、低圧配管48は、インジェクタ5からリークした燃料が流入する低圧配管38に接続され、コモンレール4から逃された燃料は、インジェクタ5からリークした燃料とともに、燃料タンク2に戻る。
The
マイコン8は、制御処理および演算処理を行うCPU、各種プログラムおよびデータ等を記憶するROM、RAM等の記憶手段、入力回路、出力回路等により構成される周知構造のコンピュータである。そして、レール圧センサ19、エンジン回転数を検出する回転数センサ56、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ57等の各種センサから入力される検出値に基づいて、ポンプ指令値、インジェクタ指令値および減圧弁指令値等を算出し、指令信号として各駆動回路に出力する。
The
各駆動回路には、指令信号に応じて作動したり作動を停止したりするスイッチング素子が組み込まれている。そして、このスイッチング素子が作動したり作動を停止したりすることで、各指令値に応じた給電が車載電源からインジェクタ5等の各機器へ行われる。
Each drive circuit incorporates a switching element that operates or stops operating in response to a command signal. Then, when the switching element is activated or deactivated, power supply corresponding to each command value is performed from the in-vehicle power source to each device such as the
以上の構成により、燃料噴射装置1では、実レール圧がエンジンの運転状態に応じた目標レール圧に略一致するように、燃料供給ポンプ3からの燃料の供給量、および減圧弁6からの燃料の逃し量が制御される。また、燃料噴射装置1では、エンジンの運転状態に応じた時期に、エンジンの運転状態に応じた量の燃料が噴射されるように、インジェクタ5による噴射開始時期および噴射期間が制御される。この結果、実レール圧が目標レール圧に略一致するとともに、実レール圧に相当する圧力の燃料が各気筒内に噴射され、エンジンの状態に応じた運転が行われる。
With the above configuration, in the
〔実施例1の特徴〕
実施例1の燃料噴射装置1の特徴を説明する。
実施例1のマイコン8は、エンジンが停止する際(イグニッションオフ時:以下、エンジンが停止することをイグニッションオフと呼ぶ)に燃料供給ポンプ3による燃料の吸入を停止させるとともに、イグニッションオフ後の実レール圧の上昇量を予測し、この予測の結果に応じて実レール圧を減圧するか否かを決定する。
[Features of Example 1]
The characteristics of the
The
先ず、マイコン8は、イグニッションオフ時にポンプ指令値に基づく指令信号の出力を停止し、吸入調量弁12のソレノイドへの通電を停止させる。これにより、吸入調量弁12の弁開度はゼロとなり、吸入調量弁12による燃料の吸入量がゼロとなる。この結果、燃料供給ポンプ3による燃料の吸入が停止される。
First, the
また、マイコン8は、イグニッションオフ直前のエンジン回転数や、イグニッションオフ直前およびイグニッションオフ直後のインジェクタ5による燃料の噴射、または燃料供給ポンプ3による燃料の吐出等に伴うコモンレール4における燃料の流出入量に基づいて、イグニッションオフ後の実レール圧の上昇量を予測する。
In addition, the
この予測に際し、マイコン8は、先ず、イグニッションオフ直前のエンジン回転数の検出値を記憶するとともに、イグニッションオフ直前のコモンレール4における燃料の流出入量を算出しその算出値を記憶する(以下、コモンレール4からの燃料の流出量を、レール流出量と、燃料供給ポンプ3からの燃料の流入量を、レール流入量と、コモンレール4における燃料の流出入量を、レール流出入量と呼ぶ)。イグニッションオフ直前のレール流出入量は、イグニッションオフ直前の実レール圧の変化率と燃料の体積弾性率とから算出することができる。
In this prediction, the
ここで、レール流出入量は、実レール圧の変化率が正の値であるとき、レール流入量の方がレール流出量よりも多く、正の値として算出される。また、レール流出入量は、実レール圧の変化率が負の値であるとき、レール流出量の方がレール流入量よりも多く、負の値として算出される。 Here, when the change rate of the actual rail pressure is a positive value, the rail inflow / outflow amount is calculated as a positive value because the rail inflow amount is larger than the rail outflow amount. The rail inflow / outflow amount is calculated as a negative value when the rate of change in the actual rail pressure is a negative value, the rail outflow amount is greater than the rail inflow amount.
次に、マイコン8は、イグニッションオフ直前のエンジン回転数やアクセル開度等のエンジンの運転状態に基づき、インジェクタ5による燃料の噴射量の目標値、すなわち、イグニッションオフ直後にコモンレール4から流出すると予測される燃料の流出量(つまり、イグニッションオフ直後のレール流出量)を算出する。
Next, the
そして、マイコン8は、記憶されたイグニッションオフ直前のエンジン回転数の検出値、記憶されたイグニッションオフ直前のレール流出入量の算出値、およびイグニッションオフ直後のレール流出量の算出値等に基づき、イグニッションオフ後の実レール圧の上昇量を予測する。
Then, the
なお、イグニッションオフ直前のレール流出入量は、エンジンの運転状態に基づき算出される目標値(つまり、燃料供給ポンプ3による燃料の吐出量の目標値、およびインジェクタ5による燃料の噴射量の目標値)に基づき算出することもできる。 Note that the rail inflow / outflow amount immediately before the ignition is turned off is a target value calculated based on the operating state of the engine (that is, a target value of the fuel discharge amount by the fuel supply pump 3 and a target value of the fuel injection amount by the injector 5). ).
以上により算出された実レール圧の上昇量の予測値を、イグニッションオフ直前の実レール圧の検出値に加算することで、イグニッションオフ後の実レール圧の可能到達圧力を算出する。そして、実レール圧の可能到達圧力が、コモンレール4等の機器の保障圧力の値を超える場合には、実レール圧を減圧するための処理(減圧処理)を実行する。 By adding the predicted value of the increase amount of the actual rail pressure calculated as described above to the detected value of the actual rail pressure immediately before the ignition is turned off, the possible reach pressure of the actual rail pressure after the ignition is turned off is calculated. And when the possible reach | attainment pressure of an actual rail pressure exceeds the value of the guarantee pressure of apparatuses, such as the common rail 4, the process (pressure reduction process) for reducing an actual rail pressure is performed.
実施例1の減圧処理は、全てのインジェクタ5を開弁させることである。つまり、マイコン8は、実レール圧を減圧すると決定したら、全てのインジェクタ5が開弁するようにインジェクタ指令値を算出し、算出されたインジェクタ指令値に応じて指令信号を合成するとともにインジェクタ駆動回路10に出力する。これにより、全てのインジェクタ5が開弁する。
The decompression process of the first embodiment is to open all the
〔実施例1の制御方法〕
実施例1の制御方法を、図4に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップS1で、イグニッションオフか否かを判定する。そして、イグニッションオフであれば(YES)、ステップS2、S3に進み、イグニッションオフでなければ(NO)、イグニッションオフになるまで待機する。
[Control Method of Example 1]
The control method of Example 1 is demonstrated using the flowchart shown in FIG.
First, in step S1, it is determined whether or not the ignition is off. If the ignition is off (YES), the process proceeds to steps S2 and S3. If the ignition is not off (NO), the process waits until the ignition is off.
先ず、ステップS2では、燃料供給ポンプ3による燃料の吸入を停止する。この処理は、ポンプ指令値に基づく指令信号の出力を停止し、吸入調量弁12のソレノイドへの通電を停止することで、実行される。
First, in step S2, the intake of fuel by the fuel supply pump 3 is stopped. This process is executed by stopping the output of the command signal based on the pump command value and stopping the energization of the solenoid of the
また、ステップS3では、イグニッションオフ後の実レール圧の上昇量を予測する。この処理は、イグニッションオフ直前のエンジン回転数、イグニッションオフ直前のレール流出入量およびイグニッションオフ直後のレール流出量等に基づき実レール圧の上昇量を算出することで、実行される。そして、ステップS4で、イグニッションオフ後の実レール圧の可能到達圧力を算出する。この処理は、実レール圧の上昇量の予測値を、イグニッションオフ直前の実レール圧の検出値に加算することで、実行される。 Further, in step S3, an increase amount of the actual rail pressure after the ignition is turned off is predicted. This process is executed by calculating the increase amount of the actual rail pressure based on the engine speed immediately before the ignition is turned off, the rail inflow / outflow amount immediately before the ignition is turned off, the rail outflow amount immediately after the ignition is turned off, and the like. In step S4, a possible reach pressure of the actual rail pressure after the ignition is turned off is calculated. This process is executed by adding the predicted value of the increase amount of the actual rail pressure to the detected value of the actual rail pressure immediately before the ignition is turned off.
そして、ステップS5で、実レール圧の可能到達圧力が、コモンレール4等の機器の保障圧力よりも小さいか否かを判定する。そして、可能到達圧力が保障圧力よりも小さければ(YES)、ステップS8に進み、可能到達圧力が保障圧力以上であれば(NO)、ステップS6に進む。 In step S5, it is determined whether or not the possible reach pressure of the actual rail pressure is smaller than the guaranteed pressure of the equipment such as the common rail 4. If the possible reach pressure is smaller than the guaranteed pressure (YES), the process proceeds to step S8. If the possible reach pressure is equal to or greater than the ensure pressure (NO), the process proceeds to step S6.
ステップS6では、減圧処理を実行する。実施例1の減圧処理は、全てのインジェクタ5を開弁させることである。この減圧処理は、全てのインジェクタ5が開弁するようにインジェクタ指令値を算出し、算出されたインジェクタ指令値に応じて指令信号を合成するとともにインジェクタ駆動回路10に出力することで、実行される。
In step S6, a decompression process is executed. The decompression process of the first embodiment is to open all the
次に、ステップS7で、減圧処理実行後の実レール圧が基準圧力よりも小さいか否かを判定する。ここで、基準圧力は、保障圧力に基づき算出された閾値である。そして、実レール圧が基準圧力よりも小さければ(YES)、ステップS8に進み、実レール圧が基準圧力以上であれば(NO)、ステップS6に戻り、再度、減圧処理を実行する。
ステップS8では、インジェクタ5による噴射を停止する。この処理は、インジェクタ指令値に基づく指令信号の出力を停止し、電磁弁24のソレノイド36への通電を停止することで、実行される。
Next, in step S7, it is determined whether or not the actual rail pressure after execution of the pressure reduction process is smaller than the reference pressure. Here, the reference pressure is a threshold value calculated based on the guaranteed pressure. If the actual rail pressure is smaller than the reference pressure (YES), the process proceeds to step S8. If the actual rail pressure is equal to or higher than the reference pressure (NO), the process returns to step S6, and the decompression process is executed again.
In step S8, the injection by the
〔実施例1の作用〕
実施例1の燃料噴射装置1の作用を、図5を用いて説明する。
先ず、時間t0において、イグニッションオフになったらエンジン回転数が低下を開始するとともに、燃料供給ポンプ3の吸入調量弁12のソレノイドへの通電が止まり、燃料供給ポンプ3への燃料の吸入が停止する。また、実レール圧の上昇量が予測され実レール圧の可能到達圧力が算出される。そして、可能到達圧力が保障圧力以上と判定されれば、減圧処理が実行される。これにより、破線Aに示すように保障圧力を超えると予測された実レール圧が、実線Bのように保障圧力を超えずに推移する。この結果、実レール圧が保障圧力以上になることで、コモンレール4等の機器が破損する虞が低減される。
[Operation of Example 1]
The operation of the
First, at the time t0, when the ignition is turned off, the engine speed starts to decrease, the energization to the solenoid of the
〔実施例1の効果〕
実施例1の燃料噴射装置1の制御手段7は、イグニッションオフ時に燃料供給ポンプ3による燃料の吸入を停止する。また、制御手段7は、イグニッションオフ後の実レール圧の上昇量を予測し、予測された上昇量を用いて算出された可能到達圧力と保障圧力とを比較し、この比較の結果に応じて実レール圧を減圧するか否かを決定する。
[Effect of Example 1]
The control means 7 of the
これにより、イグニッションオフ後には、先ず、燃料供給ポンプ3による燃料の吸入が停止される。このため、イグニッションオフ後にコモンレール4等に流入する燃料の量は、従来のように燃料供給ポンプ3による燃料の吸入よりもインジェクタ5による燃料の噴射の方を先に停止する場合よりも、確実に減少する。また、イグニッションオフ後にコモンレール4等に燃料が流入しても、事前に実レール圧の上昇量が予測され、可能到達圧力と保障圧力との比較の結果に応じて実レール圧を減圧するか否かが決定されている。このため、上昇量が大きく可能到達圧力が保障圧力以上であると予測される場合には、実レール圧を減圧するための処理が実行される。
Thereby, after the ignition is turned off, first, the fuel intake by the fuel supply pump 3 is stopped. For this reason, the amount of fuel flowing into the common rail 4 and the like after the ignition is turned off is more reliable than in the case where the fuel injection by the
以上のように、燃料噴射装置1を用いれば、イグニッションオフ後にコモンレール4等に流入する燃料の量を減らすとともに、上昇量が大きいと予測される場合には、実レール圧を減圧するための処理を実行することで、イグニッションオフ後の実レール圧の上昇を抑え、コモンレール4等の機器の破損の虞を確実に低減することができる。
As described above, when the
また、制御手段7は、実レール圧を減圧すると決定したら、全てのインジェクタ5を開弁させる。これにより、実レール圧を速やかに減圧することができる。
Further, when it is determined that the actual rail pressure is reduced, the control means 7 opens all the
実施例2の燃料噴射装置1の制御手段7は、実レール圧を減圧すると決定したら減圧弁6を開弁させる。すなわち、実施例2の減圧処理は、減圧弁6を開弁させることである。つまり、マイコン8は、実レール圧を減圧すると決定したら、可能到達圧力が保障圧力よりも小さくなるように減圧弁指令値を算出し、算出された減圧弁指令値に応じて指令信号を合成するとともに減圧弁駆動回路11に出力する。これにより、減圧弁6を開弁して、実レール圧を速やかに減圧することができる。また、インジェクタ5による燃料の噴射を行わずに減圧処理を実行するので、エンジン回転数を速やかに低下させることもできる。
When the control means 7 of the
実施例3の燃料噴射装置1の制御手段7は、実レール圧を減圧すると決定したら、インジェクタ5のソレノイド36への給電能力の上限に応じて、開弁させるインジェクタ5を選択し、選択されたインジェクタ5を開弁させる。すなわち、実施例3の減圧処理は、車載電源やインジェクタ駆動回路10等による給電能力の上限に応じて、開弁させるインジェクタ5を選択し、選択されたインジェクタ5を開弁させることである。
When it is determined that the actual rail pressure is reduced, the control means 7 of the
つまり、マイコン8は、実レール圧を減圧すると決定したら、給電能力の上限を算出するとともに、算出された上限に応じて開弁させるインジェクタ5を選択する。そして、マイコン8は、選択されたインジェクタ5が開弁するようにインジェクタ指令値を算出し、算出されたインジェクタ指令値に応じて指令信号を合成するとともにインジェクタ駆動回路10に出力する。これにより、選択されたインジェクタ5が開弁する。
これにより、車載電源等のソレノイド36への給電能力に応じて、確実に噴射弁体26を駆動して噴孔25を開放することができる。
That is, when the
Thereby, the
〔変形例〕
実施例1および実施例3の減圧処理は、インジェクタ5に燃料の噴射を行わせることで実行されたが、インジェクタ5に「空打ち駆動」を行わせることで実行することもできる。空打ち駆動とは、電磁弁24による背圧室32の開放から噴射弁体26による噴孔25の開放に至るまでの時間(噴射遅延時間)よりも短い噴射期間をインジェクタ5に与えることで、実質的に噴射を行わせず、背圧室32の開閉のみを行うことである。この空打ち駆動によれば、燃料の噴射によらず、動的リークや静的リークによりインジェクタ5を介して実レール圧を低下させることができるため、エンジン回転数を速やかに低下させることができる。
[Modification]
The decompression process of the first and third embodiments is performed by causing the
本実施例の燃料供給ポンプ3には、燃料タンク2からの燃料の吸入量を調節することで、コモンレール4への燃料の吐出量を目標吐出量に略一致させる吸入調量方式が採用されていたが、燃料タンク2から吸入した燃料を吐出する際に吐出量を調節することで、コモンレール4への燃料の吐出量を目標吐出量に略一致させる吐出調量方式を採用することもできる。
The fuel supply pump 3 of the present embodiment employs an intake metering system in which the amount of fuel discharged from the
1 燃料噴射装置
2 燃料タンク
3 燃料供給ポンプ
4 コモンレール
5 インジェクタ
6 減圧弁
7 制御手段
24 電磁弁(アクチュエータ)
25 噴孔
26 噴射弁体(弁体)
DESCRIPTION OF
25
Claims (4)
この燃料供給ポンプから吐出された燃料を蓄圧するコモンレールと、
前記コモンレールに蓄圧された燃料の圧力である実レール圧に応じて、前記燃料供給ポンプの作動を制御する制御手段とを備え、前記コモンレールに蓄圧された燃料をエンジンに噴射供給する燃料噴射装置において、
前記制御手段は、前記エンジンが停止する際に前記燃料供給ポンプから前記コモンレールへの燃料の吐出を停止するとともに、前記エンジンの停止後の前記実レール圧の上昇量を予測し、この予測の結果に応じて前記実レール圧を減圧するか否かを決定することを特徴とする燃料噴射装置。 A fuel supply pump that sucks fuel from the fuel tank and pressurizes and discharges the fuel;
A common rail for accumulating fuel discharged from the fuel supply pump;
A fuel injection device that controls the operation of the fuel supply pump according to an actual rail pressure that is a pressure of the fuel accumulated in the common rail, and that injects the fuel accumulated in the common rail to the engine. ,
The control means predicts the amount of increase in the actual rail pressure after the engine stops, and stops the discharge of fuel from the fuel supply pump to the common rail when the engine stops. In accordance with the fuel injection device, it is determined whether or not to reduce the actual rail pressure.
前記エンジンの各気筒に搭載されるとともに、前記制御手段により前記エンジンの運転状態に応じて作動を制御され、開弁することで前記コモンレールに蓄圧された燃料を前記エンジンの気筒内に噴射するインジェクタを備え、
前記制御手段は、前記実レール圧を減圧すると決定したら、全てのインジェクタを開弁させることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 1,
An injector which is mounted in each cylinder of the engine and whose operation is controlled by the control means in accordance with the operating state of the engine and opens the valve to inject fuel accumulated in the common rail into the cylinder of the engine With
When the control means determines to reduce the actual rail pressure, all the injectors are opened.
前記コモンレールに装着されるとともに、前記制御手段により前記実レール圧に応じて作動を制御され、開弁することで前記実レール圧を減圧する減圧弁を備え、
前記制御手段は、前記実レール圧を減圧すると決定したら、前記減圧弁を開弁させることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 1,
A pressure reducing valve that is attached to the common rail, controlled in operation according to the actual rail pressure by the control means, and reduces the actual rail pressure by opening the valve,
If the control means determines to reduce the actual rail pressure, the control means opens the pressure reducing valve.
前記エンジンの各気筒に搭載されるとともに、前記制御手段により前記エンジンの運転状態に応じて作動を制御され、開弁することで前記コモンレールに蓄圧された燃料を前記エンジンの気筒内に噴射するインジェクタを備え、
このインジェクタは、噴孔を開閉する弁体と、前記弁体に対し前記噴孔を閉鎖する方向に背圧を及ぼす燃料を給排するアクチュエータとを有し、このアクチュエータが給電を受けて作動し背圧を及ぼす燃料を排出することで、前記噴孔を開放する方向に前記弁体を駆動して開弁し、
前記制御手段は、前記実レール圧を減圧すると決定したら、前記アクチュエータへの給電能力の上限に応じて開弁させるインジェクタを選択し、選択されたインジェクタを開弁させることを特徴とする燃料噴射装置。 The fuel injection device according to claim 1,
An injector which is mounted in each cylinder of the engine and whose operation is controlled by the control means in accordance with the operating state of the engine and opens the valve to inject fuel accumulated in the common rail into the cylinder of the engine With
The injector includes a valve body that opens and closes a nozzle hole, and an actuator that supplies and discharges fuel that exerts a back pressure on the valve body in a direction in which the nozzle hole is closed. By discharging the fuel that exerts back pressure, the valve element is driven in the direction to open the nozzle hole, and the valve is opened,
When it is determined that the actual rail pressure is reduced, the control means selects an injector to be opened according to the upper limit of the power supply capacity to the actuator, and opens the selected injector. .
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