JP2007016687A - Accumulator fuel injection control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主としてディーゼルエンジンに用いられる蓄圧式燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a pressure accumulation type fuel injection control device mainly used for a diesel engine.
従来より、ディーゼルエンジン用の燃料噴射装置として、高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器(コモンレール)と、このコモンレール内の高圧燃料をエンジンの各気筒内に噴射供給するインジェクタ(燃料噴射弁)と、加圧室内に吸入される燃料を加圧して高圧化しコモンレールに圧送する吸入調量型の燃料供給ポンプ(サプライポンプ)とを備えた蓄圧式燃料噴射装置が知られている。
Conventionally, as a fuel injection device for a diesel engine, a pressure accumulating container (common rail) for accumulating high pressure fuel, an injector (fuel injection valve) for supplying high pressure fuel in the common rail into each cylinder of the engine, and
この蓄圧式燃料噴射装置においては、燃料の噴射圧力に相当するコモンレール内の燃料圧力(コモンレール圧力)を狙いの燃料圧力に調整するために、コモンレールへ吐出圧送する燃料量を調整する吸入調量弁をサプライポンプに内蔵させている。この構成下、例えば加速時に、吸入調量弁が燃料タンクから加圧室内へ燃料を導入する燃料供給路の開口度合を調整して、サプライポンプより吐出されるポンプ吐出量を変更してコモンレール圧力を昇圧するように構成されている。また、コモンレール圧力を高圧から低圧へ減圧させる減圧弁をコモンレールの端部に設置している。この構成下、例えば減速時に、減圧弁がコモンレールから燃料系の低圧側(燃料タンク)へ燃料を排出する燃料排出路を開成(開弁)して、コモンレール圧力を減圧するように構成されている。 In this accumulator fuel injection device, an intake metering valve that adjusts the amount of fuel delivered to the common rail in order to adjust the fuel pressure in the common rail (common rail pressure) corresponding to the fuel injection pressure to the target fuel pressure. Is built into the supply pump. Under this configuration, for example, when accelerating, the suction metering valve adjusts the opening degree of the fuel supply passage through which fuel is introduced from the fuel tank into the pressurized chamber, and changes the pump discharge amount discharged from the supply pump to change the common rail pressure. Is configured to boost the voltage. In addition, a pressure reducing valve for reducing the common rail pressure from a high pressure to a low pressure is installed at the end of the common rail. Under this configuration, for example, at the time of deceleration, the pressure reducing valve is configured to open (open) a fuel discharge path for discharging fuel from the common rail to the low pressure side (fuel tank) of the fuel system to reduce the common rail pressure. .
このように、コモンレール圧はサプライポンプより吐出されるポンプ吐出量で調整されており、このポンプ吐出量は、インジェクタからの噴射量と、各部のシール部、例えばインジェクタのシール部、サプライポンプのシール部、減圧弁のシール部等、からの燃料リーク量などより決定される。この場合、図7に示すようにサプライポンプの調量弁が全開でなく、ポンプ吐出量が限界(上限)に達していない通常のコモンレール圧制御状態においては、調量弁でコモンレール圧を制御できる状態である。つまりコモンレール圧が狙い圧に調整できる範囲であり、圧力追従上で問題はない。しかし、調量弁が全開状態となり、ポンプ吐出量が限界状態でコモンレール圧を制御しているような場合ににおいて、狙いのコモンレール圧力が大きくなったり、燃料温度が大きくなったり、あるいは燃料性状が小さくなったりする事態が生じると、図2(a)に示すように燃料リーク量が増加し、サプライポンプよりの吐出量が必要吐出量を補えなくなり、コモンレール圧に追従することができなくなる。 Thus, the common rail pressure is adjusted by the pump discharge amount discharged from the supply pump, and this pump discharge amount is determined by the injection amount from the injector and the seal portions of each part, for example, the seal portion of the injector, the seal of the supply pump. And the amount of fuel leak from the seal portion of the pressure reducing valve, etc. In this case, as shown in FIG. 7, in the normal common rail pressure control state in which the metering valve of the supply pump is not fully opened and the pump discharge amount has not reached the limit (upper limit), the common rail pressure can be controlled by the metering valve. State. That is, the common rail pressure is within a range where the target pressure can be adjusted, and there is no problem in following the pressure. However, when the metering valve is fully open and the common rail pressure is controlled when the pump discharge is at the limit, the target common rail pressure increases, the fuel temperature increases, or the fuel properties When the situation becomes smaller, the amount of fuel leakage increases as shown in FIG. 2A, the discharge amount from the supply pump cannot supplement the required discharge amount, and cannot follow the common rail pressure.
即ち図2(a)に示すように、調量弁を全開して最大吐出量でサプライポンプを運転している場合、必要吐出量が目標(狙い)のコモンレール圧、噴射量及びリーク量によって所定値に決められていても、燃料温度の上昇による燃料性状の変化によりリーク量が増加することによってサプライポンプの吐出量が必要吐出量より少なくなることがある。即ち、サプライポンプの吐出量が不足し、目標のコモンレール圧に達しないようになる。 That is, as shown in FIG. 2A, when the supply pump is operated at the maximum discharge amount with the metering valve fully opened, the required discharge amount is predetermined depending on the target (target) common rail pressure, injection amount, and leak amount. Even if the value is determined, the discharge amount of the supply pump may be smaller than the required discharge amount due to the increase in the leak amount due to the change in the fuel property due to the increase in fuel temperature. That is, the discharge amount of the supply pump is insufficient and the target common rail pressure is not reached.
図3(a)は、燃料温度の変化による実際のコモンレール圧(実圧力)の変動を示すグラフである。即ち、燃料温度が高くなると吐出量が不足するようになり、コモンレールの実圧力は目標コモンレール圧より低下するようになって、目標コモンレール圧への圧力追従ができなくなる。このように実圧力が目標圧より低下することによって、燃料温度が低下するようになる。燃料温度が低下するとリーク量が少なくなり、サプライポンプの吐出量が必要吐出量を満たすようになり、今度は実圧力が上昇するようになる。このように、コモンレールの一定の目標圧に対して、実圧力は、図3(a)に破線で示すように波状に変動するようになる。 FIG. 3A is a graph showing fluctuations in actual common rail pressure (actual pressure) due to changes in fuel temperature. That is, when the fuel temperature rises, the discharge amount becomes insufficient, and the actual common rail pressure becomes lower than the target common rail pressure, making it impossible to follow the target common rail pressure. As described above, the actual temperature decreases from the target pressure, so that the fuel temperature decreases. When the fuel temperature decreases, the amount of leak decreases, the supply pump discharge amount meets the required discharge amount, and the actual pressure increases this time. As described above, the actual pressure fluctuates in a wave shape as indicated by a broken line in FIG. 3A with respect to a constant target pressure of the common rail.
このようなコモンレールの実圧力の変動は、インジェクタの噴射量の制御を難しくしており、精度の良い噴射量制御は困難であるという問題がある。
また、コモンレールの目標圧力は、最も効率の良い燃焼が行われるように設定しており、コモンレールの実圧力が目標圧力より低くなった場合は、スモークの増加や、出力及び燃費の低減をもたらすという不都合を生じる。
Such fluctuations in the actual pressure of the common rail make it difficult to control the injection amount of the injector, and there is a problem that accurate injection amount control is difficult.
In addition, the target pressure of the common rail is set so that the most efficient combustion is performed, and if the actual pressure of the common rail becomes lower than the target pressure, it will increase smoke and reduce output and fuel consumption. Cause inconvenience.
なお、特許文献1には、サプライポンプの吐出停止から所定条件を満足するまでの間の使用燃料の圧力降下量を測定し、その測定された圧力降下量から、燃料性状(使用燃料の粘性)、噴射系の機差ばらつき、および経時変化分を含む要因による燃料リーク量を推定し、これにより、燃料リーク量に対応した噴射系制御補正量を用いて噴射系制御(例えばポンプ吐出量制御、コモンレール圧制御)の補正に利用するようにした蓄圧式燃料噴射装置が示されている。
しかしながら、この特許文献1による方法では、予測圧力降下量と実圧力降下量から補正量を算出する必要があり、頻繁に制御を繰り返し行わなければならず、制御が煩雑である。
In
However, in the method according to
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、サプライポンプからコモンレールへの燃料吐出量が定量圧送状態(最大吐出)で、かつコモンレールからインジェクタ等への燃料供給量が定量吐出状態にあっても、サプライポンプによる圧送量不足を解消でき、それによりコモンレール圧の実圧力の変動を防止しほぼその目標圧力に維持でき、インジェクタによる噴射量制御を容易に精度良く行うことができて、効率の良い燃焼を行うことができ、出力及び燃費の向上を図ることが可能な蓄圧式燃料噴射制御装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is that the amount of fuel discharged from the supply pump to the common rail is in a constant pressure feed state (maximum discharge), and the amount of fuel supplied from the common rail to the injector or the like is quantified. Even in the discharge state, the shortage of the pumping amount by the supply pump can be solved, thereby preventing the fluctuation of the actual pressure of the common rail pressure and maintaining it almost at the target pressure, and the injection amount control by the injector can be easily and accurately performed. It is possible to provide an accumulator fuel injection control device that can perform efficient combustion and improve output and fuel consumption.
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の蓄圧式燃料噴射制御装置を提供する。
請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射制御装置は、蓄圧容器内の燃料の目標圧力を設定する目標圧設定手段と、燃料供給ポンプによる蓄圧容器への定量圧送状態を検出する定常圧送検出手段と、蓄圧容器より燃料低圧側への定量吐出状態を検出する定常吐出検出手段と、燃料供給ポンプの持つ圧送能力が最大能力を発揮している限界領域にあるか否かを検出する限界圧送領域検出手段と、蓄圧容器の周期的な圧力うねり変動の幅値である圧力うねり変動幅値が所定値以上であるか否かを検出する圧うねり検出手段と、を備えていて、目標圧設定手段は、前記した定量圧送状態の検出と、前記した定量吐出状態の検出と、および、前記した限界領域にあるとの検出と、の全てを検出する条件下、圧うねり検出手段による所定値以上のうねり状態であることを検出したら、蓄圧容器内の燃料の目標圧力を現在目標圧よりも下方に修正するようにしたものであり、これによって、蓄圧容器内の圧力が安定し、噴射量の制御が容易であると共に、エンジンが良好な燃焼状態を維持でき、出力及び燃費を改善することができる。
The present invention provides the accumulator fuel injection control device according to each of the claims as means for solving the above-mentioned problems.
The accumulator fuel injection control device according to
請求項2の蓄圧式燃料噴射制御装置は、蓄圧容器内の燃料圧力を直接検出する圧力検出手段を更に備え、圧うねり検出手段は、圧力検出手段による検出値に基づいて、圧うねり状態であることを検出するようにしたものであり、このように、圧うねり状態を直接に検出するようにしてもよい。
請求項3の蓄圧式燃料噴射制御装置は、蓄圧式燃料噴射制御装置を循環する燃料の温度を検出する燃料温度検出手段を更に備え、圧うねり検出手段は、燃料温度検出手段による検出値に基づいて、循環燃料の粘性指数を検出し、予め記憶した、粘性指数と圧力うねり変動幅値との対応値に基づいて、圧うねり状態であることを検出するようにしたものであり、このように、圧うねり状態を間接的に検出するようにしてもよい。
The pressure accumulation type fuel injection control device according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided the pressure accumulation type fuel injection control device further comprising fuel temperature detection means for detecting the temperature of the fuel circulating through the pressure accumulation type fuel injection control device, wherein the pressure swell detection means is based on a value detected by the fuel temperature detection means. Thus, the viscosity index of the circulating fuel is detected, and the pressure swell state is detected based on the corresponding value of the viscosity index and the pressure swell fluctuation range stored in advance. Alternatively, the pressure swell state may be detected indirectly.
請求項4の蓄圧式燃料噴射制御装置は、粘性指数の検出値が高い(粘性が高い)と、蓄圧容器内の燃料の目標圧力を現在目標圧よりも下方に修正するようにしたものであり、これにより、圧うねり状態を低減することができる。
請求項5の蓄圧式燃料噴射制御装置は、蓄圧式燃料噴射制御装置を循環する燃料の粘性を検出する、粘性センサよりなる粘性検出手段を更に備え、圧うねり検出手段は、予め記憶した、粘性センサよりの出力値と圧力うねり変動幅値との対応値に基づいて、圧うねり状態であることを検出するようにしたものであり、このように、粘性センサによる出力値からも蓄圧容器内の圧うねり状態を検出することができる。
In the pressure accumulation type fuel injection control device according to
The pressure-accumulation fuel injection control device according to claim 5 further comprises viscosity detection means comprising a viscosity sensor for detecting the viscosity of the fuel circulating through the pressure-accumulation fuel injection control device, and the pressure swell detection means stores the viscosity stored in advance. Based on the corresponding value between the output value from the sensor and the pressure swell fluctuation range value, the pressure swell state is detected. Thus, from the output value from the viscosity sensor, the pressure in the accumulator vessel is also detected. A pressure swell state can be detected.
請求項6の蓄圧式燃料噴射制御装置は、粘性検出手段によって検出された粘性検出値が所定の閾値より高いか低いかによって高粘性か低粘性かを判定し、燃料が低粘性のときは、目標圧設定手段によって現在の目標圧力を下方に修正するようにしたものであり、これによって、燃料供給ポンプの吐出量が必要吐出量(必要圧送量)を確保でき、燃料の実圧力が変動せずに略目標圧力を維持することが可能となる。
請求項7の蓄圧式燃料噴射制御装置は、燃料の温度を検出する燃料温度検出手段を更に備えていて、検出された粘性検出値と燃料温度とに基づいて決められた目標圧力に修正されるようにしたものであり、これにより、温度による粘性の違いを加味することができ、目標圧力を一層正確に設定することができる。
The pressure-accumulation fuel injection control device according to
The pressure-accumulation fuel injection control device according to claim 7 further includes fuel temperature detection means for detecting the temperature of the fuel, and is corrected to a target pressure determined based on the detected viscosity detection value and the fuel temperature. Thus, the difference in viscosity due to temperature can be taken into account, and the target pressure can be set more accurately.
以下、図面に従って本発明の実施の形態の蓄圧式燃料噴射制御装置について説明する。図1は、本発明の実施の形態の蓄圧式燃料噴射制御装置の全体構成を示す概念図である。蓄圧式燃料噴射制御装置は、燃料の噴射圧に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧室を形成する蓄圧容器(コモンレール)1と、この蓄圧容器1にそれぞれ接続されて、多気筒ディーゼルエンジン等の各気筒に燃料を噴射するための複数個のインジェクタ(燃料噴射弁)2と、エンジンにより回転駆動されるサプライポンプ(燃料供給ポンプ)3と、複数個のインジェクタ2及びサプライポンプ3を電子制御する制御部としての電子制御ユニット(ECU)10とを備えている。図1では、1つの気筒に対応するインジェクタ2のみを示し、他の気筒に対応するインジェクタについては省略している。
Hereinafter, an accumulator fuel injection control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of an accumulator fuel injection control apparatus according to an embodiment of the present invention. The accumulator fuel injection control device is connected to an accumulator vessel (common rail) 1 that forms an accumulator chamber for accumulating high-pressure fuel corresponding to the fuel injection pressure, and is connected to the
蓄圧容器1には、連続的に燃料の噴射圧力に相当する高い圧力が蓄圧される必要があり、そのために蓄圧容器1に蓄圧燃料は、高圧流路11を介してサプライポンプ3から供給されている。各気筒のインジェクタ2は、蓄圧容器1より分岐する複数の高圧流路12(図1では1つのみ示す)の下流端に接続されて、エンジンの各気筒への燃料噴射を行う燃料噴射ノズル、この燃料噴射ノズル内に収容されたノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁式アクチュエータ、及びノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等の付勢手段を有する電磁式燃料噴射弁である。これらのインジェクタ2から各気筒への燃料の噴射は、燃料噴射ノズルのノズルニードルの背圧を制御する電磁式アクチュエータとしての噴射制御用電磁弁4への通電及び通電停止(ON/OFF)により電子制御される。即ち、各気筒のインジェクタ2の噴射制御用電磁弁4が開弁している間、蓄圧容器1に蓄圧された高圧燃料がエンジンの各気筒に噴射供給される。
A high pressure corresponding to the fuel injection pressure needs to be continuously stored in the
サプライポンプ3は、エンジンのクランク軸の回転に伴ってポンプ駆動軸が回転することで、燃料タンク5から低圧燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ(図示せず)と、ポンプ駆動軸により駆動されるプランジャ(図示せず)と、このプランジャの往復運動により燃料を加圧する加圧室(図示せず)とを有している。このサプライポンプ3は、フィードポンプ(低圧供給ポンプ)により燃料タンク5からフィルタ6を介して吸入される低圧燃料を高圧に加圧して、高圧流路11を経て蓄圧容器1へ圧送する高圧供給ポンプである。このサプライポンプ3のフィードポンプから加圧室へ至る燃料流路には、その燃料流路の開口度合(開度)を調整することで、サプライポンプ3から蓄圧容器1への燃料の吐出量(ポンプ吐出量)を変更する電磁式アクチュエータとしての調量弁7が取り付けられている。
The
調量弁7は、ECU10からのポンプ駆動信号によって電子制御されることにより、サプライポンプ3の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入調量弁で、ポンプ吐出量を変更することで各インジェクタ2からエンジンの各気筒へ噴射される燃料噴射圧に相当するコモンレール圧を制御する。この調量弁7は、ECU10からのポンプ駆動信号、即ちECU10から供給される駆動電流が大きくなる程、ポンプ吐出量が増える側(弁開度が大きくなる側)に作動する。なお、調量弁7への駆動電流の制御は、デューティ制御により行うことが望ましい。単位時間当りのポンプ駆動信号のオン/オフの割合(デューティ比)を調整して調量弁7の弁開度を変化させるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能になる。
The metering valve 7 is an intake metering valve that adjusts the amount of fuel sucked into the pressurizing chamber of the
インジェクタ2からのリーク燃料及びサプライポンプ3からのリーク燃料は、共に低圧流路13,14を通って燃料タンク5に戻る。また、高圧流路11の途中には、プレッシャリミッタ(図示せず)が配設されて、コモンレール圧が異常に高くなることを防止する圧力安全弁として機能する。即ち、プレッシャリミッタは、コモンレール圧が限界設定圧を超えた際に、弁体がスプリングの付勢力に抗して開弁して低圧流路内に燃料を逃がし、燃料圧を限界設定圧以下に抑える。
Both the leaked fuel from the
ECU10には、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラム及びデータを保存する記憶装置(EEPROM,RAM)、入力回路、出力回路、電源回路及びポンプ駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、各種センサからのセンサ信号は、A/D変換器でA/D変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
The
ECU10は、噴射量・噴射時期制御手段を有し、各気筒のインジェクタ2の噴射量制御・噴射時期制御を行うように構成されている。それは、エンジンの運転条件に応じた最適な噴射時期(噴射開始時期)、目標噴射量(噴射期間)を算出する噴射量・噴射時期算出手段と、エンジンの運転条件及び目標噴射量に応じた噴射パルスを算出する噴射パルス時間(噴射パルス幅)のインジェクタ噴射パルスを算出する噴射パルス幅算出手段と、インジェクタ駆動回路(図示せず)を介して各気筒のインジェクタ2の噴射制御用電磁弁4にインジェクタ噴射パルスを印加するインジェクタ駆動手段とから構成されている。
The
即ち、ECU10は、回転速度センサ21によって検出されたエンジン回転速度(エンジン回転数)及びアクセス開度センサ22によって検出されたアクセス開度等のエンジン運転情報、更には冷却水温センサ23によって検出されたエンジン冷却水温及び燃料温度センサ24によって検出された燃料温度の補正を加味して目標噴射量を算出し、コモンレール圧センサ25によって検出されるコモンレール圧及び目標噴射量から算出された噴射パルス幅に応じて各気筒のインジェクタ2の噴射制御用電磁弁4にインジェクタ噴射パルスを印加するように構成されている。これにより、エンジンが運転される。
That is, the
更に本実施形態では、ECU10は、サプライポンプ3から蓄圧容器1の高圧流路11に設けられた流量センサ27によって検出された検出値から、サプライポンプ3から蓄圧容器1への定量圧送状態を検出する定常圧送検出手段と、蓄圧容器1からインジェクタ2への高圧流路12に設けた流量センサ28によって検出された検出値から、蓄圧容器1からインジェクタ2(燃料低圧側)への定量吐出状態を検出する定常吐出検出手段と、調量弁7を全開して、サプライポンプ3のもつ圧送能力が最大能力を発揮している限界領域にあるか否かを検出する限界圧送領域検出手段と、蓄圧容器1に設けた圧力センサ25から検出された検出値に基づき、蓄圧容器1の周期的な圧力うねり変動の幅値Wである圧力うねり変動幅値Wが所定値W0以上であるか否かを検出する圧うねり検出手段と、調量弁7を全開してサプライポンプ3から蓄圧容器1への燃料吐出量が定量圧送状態(最大吐出)で、かつ蓄圧容器1からインジェクタ2への燃料供給量が定量吐出状態にあるときのコモンレール圧を目標圧力として設定する目標圧設定手段とを有していて、粘性検出手段26によって検出された燃料の粘性検出値に応じて、又は圧うねり検出手段によって圧力うねり変動幅値Wが所定値W0以上であるとされたときに、目標圧設定手段によって設定されたコモンレール圧の現在の目標圧力を下方に修正し、使用燃料の性状(粘性)に応じてコモンレール圧の目標圧力を変更できるようになっている。
なお、圧うねり検出手段は、上記した蓄圧容器1の圧力センサ25で直接検出するのに代えて、燃料温度センサ24である燃料温度検出手段による検出値に基づいて、循環燃料の粘性指数を検出し、予め記憶した粘性指数と圧力うねり変動幅値Wとの対応値に基づいて、圧うねり状態であることを検出する間接検出方式にしてもよい。
Further, in the present embodiment, the
The pressure swell detection means detects the viscosity index of the circulating fuel based on the detection value by the fuel temperature detection means which is the
即ち、調量弁7を全開してサプライポンプ3から蓄圧容器1への燃料吐出量が定量圧送状態で、かつ蓄圧容器1からインジェクタ2への燃料供給量が定量吐出状態においては、図2(a)に示すようにサプライポンプ3の燃料吸入量Q1は一定であるのに対し、サプライポンプ3の吐出量(圧送量)Q2は燃料温度の上昇とともにリーク量Lが増大するため、このリーク量Lの増大に比例して減少する傾向にある。燃料の粘性が大きい場合は、サプライポンプ3の吐出量Q2は破線で示すように燃料温度が上昇しても、コモンレール圧の目標圧力によって決められる一定の必要吐出量(必要圧送量)Qoを確保することができるが、燃料の粘性が小さい場合には、吐出量Q2は実線で示すように燃料温度が上昇すると吐出量Q2が不足し必要吐出量Qoを確保できなくなることが起きる。
That is, when the metering valve 7 is fully opened and the fuel discharge amount from the
このように燃料温度が上昇し、サプライポンプ3の吐出量Q2が不足し必要吐出量Qoを確保できなくなると、図3(a)に示すように蓄圧容器1のコモンレール圧の実圧力P1は破線で示すように一定の目標圧力Poよりも低下するようになる。この実圧力P1の低下に伴なってインジェクタ2の噴射量も適合状態から外れ、気筒内での十分な燃焼が確保できなくなるため、燃料温度も低下するようになる。燃料温度が下がってくると燃料のリーク量Lが低下し、サプライポンプ3の吐出量Q2が必要吐出量Qoを満足するようになり、蓄圧容器1の実圧力P1が上昇し始める。このようにして、コモンレール圧の実圧力P1は、目標圧力Po以下で波状に変動するようになる。このような実圧力P1の変動は、インジェクタ2の正確な噴射量制御を難しくしている。
Thus the fuel temperature increases, the discharge amount Q 2 of the
そこで、本実施形態では、コモンレール圧の実圧力P1のこのような変動を防止するために、前述したようにサプライポンプ3の定量圧送状態を検出する定常圧送検出手段、蓄圧容器1からの定量吐出状態を検出する定常吐出検出手段、サプライポンプ3の限界領域を検出する限界圧送領域検出手段、蓄圧容器1内の圧力うねり変動幅値Wが所定値W0以上かを検出する圧力うねり検出手段、燃料の粘性を検出する粘性検出手段26、蓄圧容器1のコモンレール圧の目標圧力を設定する目標圧設定手段及びこの目標圧力を燃料の粘性又は圧力うねり変動幅に応じて修正することができるようにしたものである。
即ち、サプライポンプ3の吐出量Q2が必要吐出量Qoを満足しないような事態が生じないように、粘性検出手段26によって検出された燃料の粘性が所定の閾値よりも低い場合は、燃料が低粘性であるとして、又は圧力うねり検出手段が圧力うねり変動幅値Wが所定値W0以上を検出した場合に、圧力変動が大きすぎるとして図2(b)に示すようにコモンレール圧の目標圧力Poを目標圧修正手段によって下方修正して必要吐出量Qoを下方の変更後必要吐出量Q′oに下げる。
Therefore, in the present embodiment, in order to prevent such fluctuation of the actual common rail pressure P 1 , as described above, the steady-state pumping detecting means for detecting the constant-pumping state of the
That is, as a situation that does not satisfy the discharge amount Q 2 must discharge amount Q o of the
このように目標圧力Poを下方に修正した修正目標圧力P′oとすることにより、燃料温度が上昇してもサプライポンプ3の吐出量Q2が変更後必要吐出量Q′oを満足させることができる。したがって圧送量不足からくる実圧力P1の変動がなくなり、図3(b)に示すように一定の修正目標圧力P′oと略同じである略一定の実圧力P1を維持するようになる。このように実圧力P1が低下した状態で安定するために、燃料温度Tもまた低めで安定するようになる。
Thus, by setting the target pressure P o to the corrected target pressure P ′ o corrected downward, the discharge amount Q 2 of the
なお、粘性検出手段26としては、粘性センサを使用してもよいが、内燃機関の停止時における単位時間当りの蓄圧容器内の燃料の圧力降下量と燃料の粘性を示す指標値との比較によって検出するようにしてもよい。即ち、蓄圧容器1への燃料の入りと、蓄圧容器1からの燃料の出との双方が停止している、例えば、内燃機関の停止状態であって、この機関停止直後における蓄圧容器内に残存する燃料高圧状態が圧降下する程度を、圧降下量/所定時間当たりの値として検出する。この検出値は、燃料の粘性を示す指標値として利用できる。具体的には、圧降下量/所定時間当たりの値と燃料の粘性を示す指標値との対応値を予め記憶、或いは計算により導くことを行う。
A viscosity sensor may be used as the viscosity detection means 26, but by comparing the pressure drop amount of the fuel in the pressure accumulating container per unit time when the internal combustion engine is stopped with an index value indicating the viscosity of the fuel. You may make it detect. That is, both the fuel entry into the
図4は、本発明の第1実施例である、コモンレール圧の目標圧力の修正手順を示すフローチャートである。まず、ステップS1で定常圧送検出手段によってサプライポンプ3から蓄圧容器1への燃料の吐出量が定量圧送状態であるかどうかが検出される。定量圧送状態にあるときは、ステップS2に進み、定常吐出検出手段により蓄圧容器1からインジェクタ2への燃料供給量が定量吐出状態であるかどうかが検出される。定量吐出状態にあるときは、ステップS3に進み、限界圧送領域検出手段によりサプライポンプ3のもつ圧送能力が最大能力を発揮している限界領域にあるか否かが検出される。サプライポンプ3の圧送能力が限界領域にあるときは、ステップS4に進む。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for correcting the target pressure of the common rail pressure according to the first embodiment of the present invention. First, in step S1, it is detected whether or not the amount of fuel discharged from the
このようにして、サプライポンプ3から蓄圧容器1への燃料吐出量が定量圧送状態で、かつ蓄圧容器1からインジェクタ2への燃料供給量が定量吐出状態であり、更にサプライポンプ3の圧送能力が最大能力を発揮しているという条件下のもとで、圧うねり検出手段によって蓄圧容器1内の周期的な圧力うねり変動幅値Wが所定値W0以上であるかが検出される(ステップS4)。所定値W0以上のうねり状態であることを検出したら、ステップS5に進み、目標圧設定手段によって設定された現在の目標圧力P0を下方に修正する。なお、ステップS1〜S4でそれぞれNoとされた場合は、スタートに戻る。このようにして、蓄圧容器1のコモンレール圧の実圧力の変動を防止することが可能となる。
In this manner, the fuel discharge amount from the
図5は、本発明の第2実施例である、コモンレール圧の目標圧力の修正の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、エンジン始動時及び燃料の給油を検出したときに実施する。まず、ステップS11で粘性検出手段26によって燃料の粘性を検出する。次でステップS12で、検出された粘性検出値が所定の閾値より大きいか又は小さいかによって、燃料が高粘性か低粘性であるかを判別する。燃料が高粘性であると判定されたときは、ステップS13に進み、コモンレール圧の目標圧力(圧力上限値)Poを通常に設定する。即ち、燃料温度が上昇しても、サプライポンプ3の吐出量Q2が必要吐出量Qoを下回ることはないと判断して、目標圧設定手段で設定された目標圧力Poのままにしておく。ステップS12で燃料が低粘性であると判定されたときは、ステップS14に進み、コモンレール圧の目標圧力(圧力上限値)Poを目標圧設定手段によって下方に修正し、修正目標圧力P′oにする。
このように、燃料性状(粘性)により使用可能圧力を事前に設定することによって、蓄圧容器1のコモンレール圧の実圧力(実際の圧力)の変動を防止することが可能となる。
なお、この場合、図4の第1実施例のステップS1〜S4の成立が前提条件となるものである。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for correcting the target pressure of the common rail pressure according to the second embodiment of the present invention. This flowchart is executed when the engine is started and when fuel supply is detected. First, in step S11, the viscosity of the fuel is detected by the
As described above, by setting the usable pressure in advance according to the fuel property (viscosity), it is possible to prevent fluctuations in the actual pressure (actual pressure) of the common rail pressure of the
In this case, the establishment of steps S1 to S4 in the first embodiment of FIG. 4 is a prerequisite.
図6は、本発明の第3実施例であるコモンレール圧の目標圧力の設定の手順を示すフローチャートである。まず、ステップS21で粘性検出手段26により燃料の粘性を検出する。次いでステップS22で検出された粘性検出値により、コモンレール圧の目標圧力(圧力上限値)を算出する。この場合、燃料性状(粘性)による使用可能圧力をテーブル化してECU10内に記憶させ、このテーブルから圧力上限値を引き出すようにする。この場合、第2実施例のように目標圧設定手段で設定された目標圧力Poとテーブルから引き出された圧力上限値とが異なる場合は、目標圧設定手段で目標圧力Poを圧力上限値に合わせるように修正してもよいが、このような手順を踏まずに直接テーブルから引き出された圧力上限値を目標圧力として設定するようにしてもよい。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for setting a target pressure of the common rail pressure according to the third embodiment of the present invention. First, in step S21, the viscosity of the fuel is detected by the
図7は、本発明の第4実施例であるコモンレール圧の目標圧力の設定の手順を示すフローチャートである。まず、エンジン始動時及び燃料の給油を検出したときに、ステップS31に示す燃料の粘性の検出を行い、検出された粘性検出値を記憶しておく。次に通常運転中に定期的にステップS32に示す燃料の温度を検出する。ステップS33では、検出された粘性検出値及び燃料温度からコモンレール圧の目標圧力(圧力上限値)を算出する。この場合でも、第3実施例と同様に燃料性状(粘性)と燃料温度とによる使用可能圧力をテーブル化してECU10内に記憶させ、このテーブルから圧力上限値を引き出すようにする。この場合でも、目標圧設定手段で設定された目標圧力Poとテーブルから引き出された圧力上限値とが異なる場合は、目標圧設定手段で目標圧力Poを圧力上限値に合わせるように修正してもよいが、このような手順を踏まずに直接テーブルから引き出された圧力上限値を目標圧力として設定するようにしてもよい。
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for setting the target pressure of the common rail pressure according to the fourth embodiment of the present invention. First, when the engine is started and when fuel supply is detected, the fuel viscosity is detected in step S31, and the detected viscosity detection value is stored. Next, the temperature of the fuel shown in step S32 is periodically detected during normal operation. In step S33, a target pressure (pressure upper limit value) of the common rail pressure is calculated from the detected viscosity detection value and the fuel temperature. Even in this case, as in the third embodiment, the usable pressure based on the fuel property (viscosity) and the fuel temperature is tabulated and stored in the
以上説明したように、従来の蓄圧式燃料噴射装置においては、使用燃料の性状(粘性)によってリーク量が大きく異なり、通常の燃料において特性を調整している場合において、粘性の小さい燃料を使用する時には、リーク量の影響によってサプライポンプの吐出量が不足する恐れがあったが、本発明においては、この吐出量の不足を燃料性状(粘性)により予め予測することにより、コモンレール圧の目標圧力を下げてやることによって、この吐出量不足を防止することができる。これによって、コモンレール圧の実圧力がバランスし圧力安定状態を確保することができる。 As described above, in the conventional accumulator fuel injection device, the amount of leak varies greatly depending on the properties (viscosity) of the fuel used, and the fuel with low viscosity is used when the characteristics are adjusted for normal fuel. In some cases, the discharge amount of the supply pump may be insufficient due to the influence of the leakage amount. In the present invention, the shortage of the discharge amount is predicted in advance based on the fuel property (viscosity), so that the target pressure of the common rail pressure is set. By lowering, it is possible to prevent the discharge amount from being insufficient. Thereby, the actual pressure of the common rail pressure is balanced, and a stable pressure state can be secured.
1 蓄圧容器(コモンレール)
2 インジェクタ(燃料噴射弁)
3 サプライポンプ(燃料供給ポンプ)
4 噴射制御用電磁弁
5 燃料タンク
7 調量弁
10 電子制御ユニット(ECU)
11,12 高圧流路
13,14 低圧流路
1 Pressure storage container (common rail)
2 Injector (fuel injection valve)
3 Supply pump (fuel supply pump)
4 Electromagnetic valve for injection control 5 Fuel tank 7
11,12 High
Claims (7)
前記燃料供給ポンプから圧送された高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器と、
前記蓄圧容器の高圧燃料をエンジンに噴射する燃料噴射弁と、
前記蓄圧容器内の燃料の目標圧力を設定する目標圧設定手段と、
を備えている蓄圧式燃料噴射制御装置であって、
前記燃料供給ポンプによる前記蓄圧容器への定量圧送状態を検出する定常圧送検出手段と、
前記蓄圧容器より燃料低圧側への定量吐出状態を検出する定常吐出検出手段と、
前記燃料供給ポンプの持つ圧送能力が最大能力を発揮している限界領域にあるか否かを検出する限界圧送領域検出手段と、
前記蓄圧容器の周期的な圧力うねり変動の幅値である圧力うねり変動幅値が所定値以上であるか否かを検出する圧うねり検出手段と、を備え、
前記目標圧設定手段は、前記した定量圧送状態の検出と、前記した定量吐出状態の検出と、および、前記した限界領域にあるとの検出と、の全てを検出する条件下、前記圧うねり検出手段による所定値以上のうねり状態であることを検出したら、前記蓄圧容器内の燃料の目標圧力を現在目標圧よりも下方に修正することを特徴とする蓄圧式燃料噴射制御装置。 A fuel supply pump that pressurizes and pumps inhaled fuel; and
An accumulator container for accumulating high-pressure fuel pumped from the fuel supply pump;
A fuel injection valve for injecting high-pressure fuel from the pressure accumulator into the engine;
Target pressure setting means for setting a target pressure of fuel in the pressure accumulating vessel;
An accumulator fuel injection control device comprising:
A steady-state pumping detecting means for detecting a constant pumping state to the pressure accumulating container by the fuel supply pump;
Steady discharge detection means for detecting a fixed discharge state from the pressure accumulator to the fuel low pressure side;
Limit pumping area detecting means for detecting whether the pumping capacity of the fuel supply pump is in a limit area where the maximum capacity is exhibited;
Pressure swell detection means for detecting whether or not the pressure swell fluctuation width value, which is the width value of the periodic pressure swell fluctuation of the accumulator vessel, is a predetermined value or more,
The target pressure setting means detects the pressure swell under conditions for detecting all of the detection of the above-described quantitative pumping state, the above-described detection of the constant discharge state, and the detection of being in the limit region. An accumulator fuel injection control device that corrects the target pressure of the fuel in the accumulator container to be lower than the current target pressure when it is detected that the swell state is a predetermined value or more by the means.
前記圧うねり検出手段は、前記圧力検出手段による検出値に基づいて、圧うねり状態であることを検出することを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射制御装置。 Pressure detecting means for directly detecting the fuel pressure in the pressure accumulating vessel,
2. The accumulator fuel injection control device according to claim 1, wherein the pressure swell detection means detects a pressure swell state based on a detection value by the pressure detection means.
前記圧うねり検出手段は、前記燃料温度検出手段による検出値に基づいて、循環燃料の粘性指数を検出し、予め記憶した、前記粘性指数と前記圧力うねり変動幅値との対応値に基づいて、圧うねり状態であることを検出することを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射制御装置。 A fuel temperature detecting means for detecting the temperature of the fuel circulating in the pressure accumulation type fuel injection control device;
The pressure swell detection means detects the viscosity index of the circulating fuel based on the detection value by the fuel temperature detection means, and prestores the correspondence value between the viscosity index and the pressure swell fluctuation value, The pressure accumulation type fuel injection control device according to claim 1, wherein a pressure swell state is detected.
前記圧うねり検出手段は、予め記憶した、前記粘性センサよりの出力値と前記圧力うねり変動幅値との対応値に基づいて、圧うねり状態であることを検出することを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射制御装置。 Viscosity detection means comprising a viscosity sensor for detecting the viscosity of the fuel circulating through the accumulator fuel injection control device,
2. The pressure swell detection means detects a pressure swell state based on a pre-stored value corresponding to the output value from the viscosity sensor and the pressure swell fluctuation range value. 2. The accumulator fuel injection control device according to 1.
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