JP2007046568A - High pressure fuel supply controller for engine - Google Patents
High pressure fuel supply controller for engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007046568A JP2007046568A JP2005233650A JP2005233650A JP2007046568A JP 2007046568 A JP2007046568 A JP 2007046568A JP 2005233650 A JP2005233650 A JP 2005233650A JP 2005233650 A JP2005233650 A JP 2005233650A JP 2007046568 A JP2007046568 A JP 2007046568A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- fuel
- valve
- engine
- fuel supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
本発明は、自動車等に搭載されるエンジンの高圧燃料供給制御装置に係り、特に、高圧燃料ポンプにより燃料を蓄圧室に加圧供給し、該蓄圧室内の燃料を燃焼室に直接噴射するための燃料噴射弁へと供給する高圧燃料供給系を備えたエンジンの高圧燃料供給制御装置に関する。 The present invention relates to a high-pressure fuel supply control device for an engine mounted on an automobile or the like, and more particularly to pressurize and supply fuel to a pressure accumulating chamber by a high-pressure fuel pump and inject the fuel in the pressure accumulating chamber directly into a combustion chamber. The present invention relates to a high-pressure fuel supply control device for an engine provided with a high-pressure fuel supply system that supplies a fuel injection valve.
現在の自動車は、環境保全の観点から自動車の排出ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)等の排出ガス物質の削減が求められており、これらの削減を目的として、筒内噴射式エンジンの開発が行われている。筒内噴射エンジンは、燃料噴射弁による燃料噴射を気筒の燃焼室内に直接行うものであり、燃料噴射弁から噴射される燃料の粒径を小さくすることによって噴射燃料の燃焼を促進し、排出ガス物質の削減及びエンジン出力の向上等を図っている。 Current automobiles are required to reduce exhaust gas substances such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx) contained in automobile exhaust gas from the viewpoint of environmental conservation. In order to reduce this, in-cylinder injection engines have been developed. An in-cylinder injection engine performs fuel injection by a fuel injection valve directly into a combustion chamber of a cylinder, promotes combustion of injected fuel by reducing the particle size of fuel injected from the fuel injection valve, and emits exhaust gas. It aims to reduce substances and improve engine output.
前記筒内噴射エンジンにおいて、エンジン運転条件に応じて所望の燃料噴射圧力に制御することが必要である。 In the in-cylinder injection engine, it is necessary to control to a desired fuel injection pressure in accordance with engine operating conditions.
この要求に対して、下記特許文献1に所載の高圧燃料供給制御装置においては、燃料噴射弁からの燃料噴射量に基づいて設定されたフィードフォワード制御量と、燃圧センサで検出される燃料畜圧室(以下コモンレールと記す)内の燃圧が目標圧力に一致するようなフィードバック制御量により燃料ポンプの吐出量を制御し、燃圧を制御する構成となっている。
In response to this requirement, in the high-pressure fuel supply control device described in
また、前記コモンレール内の燃圧は脈動するため、定常状態における実燃圧の目標に対するオフセット及び実燃圧の長い周期での変動を回避しつつ、実燃圧の検出応答性を確保することを目的として、下記特許文献2には、燃圧についてエンジン回転速度に応じて加重平均処理における重みを設定する構成となっている。
Further, since the fuel pressure in the common rail pulsates, the following is intended to ensure the detection response of the actual fuel pressure while avoiding the offset of the actual fuel pressure in the steady state and the fluctuation of the actual fuel pressure in a long cycle. In
ここで、図13を参照しながら燃圧脈動発生メカニズムについて説明する。燃圧脈動はポンプ非吐出期間において、燃料噴射弁から燃料が噴射され、燃圧が低下することによって発生する。このため、燃料噴射量が多くなるほど燃圧の低下量が大きくなり、燃圧脈動の振幅が大きくなる。 Here, the fuel pressure pulsation generation mechanism will be described with reference to FIG. Fuel pressure pulsation occurs when fuel is injected from the fuel injection valve and the fuel pressure decreases during the non-discharge period of the pump. For this reason, as the fuel injection amount increases, the amount of decrease in fuel pressure increases and the amplitude of fuel pressure pulsation increases.
実燃圧の脈動の振幅が大きい場合、燃圧及び燃料噴射弁からの燃料噴射量を精度良く制御することができない。 When the amplitude of the pulsation of the actual fuel pressure is large, the fuel pressure and the fuel injection amount from the fuel injection valve cannot be controlled with high accuracy.
燃圧及び燃料噴射弁からの燃料噴射量を精度良く制御できないことによって燃料噴射弁からの噴射燃料の粒径が大きくなる、空燃比がばらつく等により安定した燃焼が得ることはできず、燃費および排出ガス性能の悪化を招く。 The fuel pressure and the amount of fuel injected from the fuel injection valve cannot be controlled accurately, so that the particle size of the fuel injected from the fuel injection valve becomes large, the air-fuel ratio varies, etc., and stable combustion cannot be obtained. It causes deterioration of gas performance.
燃圧脈動の振幅を小さくするためのはコモンレールの容積を大きくすることが考えられるが、容積を大きくすると、燃圧の応答性の悪化を招く。 In order to reduce the amplitude of the fuel pressure pulsation, it is conceivable to increase the volume of the common rail. However, if the volume is increased, the responsiveness of the fuel pressure is deteriorated.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、脈動振幅の大きな運転条件では、コモンレール容積を大きくすることにより実燃圧の脈動の影響小さくし、脈動振幅の影響の少ない運転条件では、コモンレール容積を小さくすることにより燃圧の応答性を高め、燃焼の安定化及び排出ガス性能(排気エミッション特性)の改善に貢献するエンジンの高圧燃料供給制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to reduce the influence of the pulsation of the actual fuel pressure by increasing the common rail volume under an operating condition with a large pulsation amplitude. To provide a high-pressure fuel supply control system for engines that contributes to improving combustion pressure responsiveness by reducing the common rail volume, and improving combustion stability and exhaust gas performance (exhaust emission characteristics) by reducing the volume of the common rail under operating conditions with little impact. It is in.
前記目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの高圧燃料供給制御装置は、基本的には、高圧燃料ポンプにより燃料を蓄圧室に加圧供給し、該蓄圧室内の燃料を燃焼室に直接噴射するための燃料噴射弁へと供給する高圧燃料供給系と、前記蓄圧室内の圧力が所定値以上に上昇した際には燃料を低圧側に戻すことにより圧力を調整する圧力調整手段と、前記蓄圧室内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記蓄圧室内の圧力を制御する制御手段と、を備える。 In order to achieve the above object, the high-pressure fuel supply control apparatus for an engine according to the present invention basically supplies a pressurized fuel to a pressure accumulating chamber by a high-pressure fuel pump and directly injects the fuel in the pressure accumulating chamber into the combustion chamber. A high pressure fuel supply system for supplying fuel to the fuel injection valve, a pressure adjusting means for adjusting the pressure by returning the fuel to a low pressure side when the pressure in the pressure accumulating chamber rises above a predetermined value, and the pressure accumulating Pressure detecting means for detecting the pressure in the room, and control means for controlling the pressure in the pressure accumulating chamber.
そして、前記蓄圧室が複数個設けられるとともに、それらの蓄圧室間を開閉する遮断弁が設けられていることを特徴としている。 A plurality of the pressure accumulating chambers are provided, and a shutoff valve for opening and closing the pressure accumulating chambers is provided.
前記遮断弁は、好ましくは、前記制御手段により選択的に開閉可能とされ、また、前記圧力調整手段は、好ましくは、前記複数個の蓄圧室のうちの、前記燃料噴射弁が設けられている蓄圧室側に付設される。 The shut-off valve is preferably opened and closed selectively by the control means, and the pressure adjusting means is preferably provided with the fuel injection valve of the plurality of pressure accumulating chambers. Attached to the accumulator side.
好ましい態様では、前記複数の蓄圧室にそれぞれ前記圧力検出手段が備えられる。 In a preferred embodiment, each of the plurality of pressure accumulating chambers is provided with the pressure detecting means.
前記制御手段は、好ましくは、前記遮断弁の開閉時期を、エンジン回転数、燃料噴射量、吸入空気量、及び、前記蓄圧室内の圧力のうちの少なくとも一つに基づいて設定するようにされる。 Preferably, the control means sets the opening / closing timing of the shutoff valve based on at least one of an engine speed, a fuel injection amount, an intake air amount, and a pressure in the pressure accumulating chamber. .
他の好ましい態様では、前記制御手段は、前記遮断弁の開弁後、所定時間が経過するまでは前記高圧ポンプの吐出量を増量するようにされる。 In another preferred aspect, the control means increases the discharge amount of the high-pressure pump until a predetermined time elapses after the shut-off valve is opened.
別の好ましい態様では、前記制御手段は、前記高圧ポンプの吐出量の増量期間又は増量分を前記蓄圧室内の圧力に基づいて求めるようにされる。 In another preferred aspect, the control means obtains an increase period or an increase in the discharge amount of the high-pressure pump based on the pressure in the pressure accumulating chamber.
また、前記制御手段は、好ましくは、エンジンの停止時に、前記蓄圧室内の圧力に基づいて前記遮断弁を開弁するようにされる。 The control means preferably opens the shut-off valve based on the pressure in the pressure accumulating chamber when the engine is stopped.
好ましい態様では、前記制御手段は、エンジンの始動時には前記遮断弁を閉弁するようにされる。 In a preferred aspect, the control means closes the shut-off valve when the engine is started.
他の好ましい態様では、前記制御手段は、前記蓄圧室内の圧力変化率に基づいて、前記遮断弁の故障の有無を判定するようにされる。 In another preferred aspect, the control means determines whether or not the shut-off valve has failed based on a pressure change rate in the pressure accumulating chamber.
さらに別の好ましい態様では、前記制御手段は、前記複数の蓄圧室内の圧力差分に基づいて、前記遮断弁の故障の有無を判定するようにされる。 In still another preferred aspect, the control means determines the presence or absence of a failure of the shutoff valve based on a pressure difference in the plurality of pressure accumulating chambers.
本発明に係るエンジンの高圧燃料供給制御装置では、第1の蓄圧室(コモンレール)に加えて第2の蓄圧室(コモンレール)と遮断弁が備えられ、運転条件に応じて遮断弁の開閉を制御し、コモンレール容積を可変としているので、燃圧を最適かつ迅速に制御することができて、燃圧脈動を低減することができ、それにより、燃料噴射量のバラツキを抑えることができる。よって、燃焼の安定化及び排ガス性能(排気エミッション特性)の改善を図ることができる。 In the high pressure fuel supply control device for an engine according to the present invention, in addition to the first pressure accumulation chamber (common rail), a second pressure accumulation chamber (common rail) and a shut-off valve are provided, and the opening and closing of the shut-off valve is controlled according to operating conditions. In addition, since the common rail volume is variable, the fuel pressure can be controlled optimally and quickly, and the fuel pressure pulsation can be reduced, thereby suppressing variations in the fuel injection amount. Therefore, it is possible to stabilize combustion and improve exhaust gas performance (exhaust emission characteristics).
より詳細には、燃料噴射量が多くなるとコモンレール容積を大きくし、燃圧脈動を低減する。燃圧脈動を低減することにより、燃料噴射量のバラツキを低減することが可能となる。燃料噴射量バラツキを低減することにより、失火を防ぎ空燃比を正確に制御することが可能となるので、排気エミッション特性の改善に貢献する。 More specifically, as the fuel injection amount increases, the common rail volume is increased and the fuel pressure pulsation is reduced. By reducing the fuel pressure pulsation, it is possible to reduce the variation in the fuel injection amount. By reducing the variation in the fuel injection amount, misfire can be prevented and the air-fuel ratio can be accurately controlled, which contributes to the improvement of exhaust emission characteristics.
以下、本発明のエンジンの高圧燃料供給制御装置の実施の形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of a high-pressure fuel supply control device for an engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る高圧燃料供給制御装置の一実施形態を、それが適用された車載用筒内噴射式エンジンの一例と共に示す全体構成図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a high-pressure fuel supply control device according to the present invention together with an example of an in-vehicle in-cylinder injection engine to which the high-pressure fuel supply control device is applied.
図示の筒内噴射式エンジン10は、例えば4つの気筒#1、#2、#3、#4を有する直列4気筒エンジンであって、シリンダヘッド11と、シリンダブロック12と、このシリンダブロック12内に摺動自在に嵌挿されたピストン15とを有し、該ピストン15上方には燃焼室17が画成される。燃焼室17には、点火コイル34から高電圧が印加される点火プラグ35及び燃焼室17内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁30が臨設されている。なお、図において、点火プラグ35及び燃料噴射弁30は、便宜上、燃焼室17の天井部の左右に並設されているが、それらの配設位置は適宜に設定可能である。
The illustrated in-
燃料の燃焼に供せられる空気は、吸気通路20の始端部に設けられたエアクリーナ21の入口部21aから取り入れられ、エアフローセンサ24を通り、電制スロットル弁25が収容されたスロットルボディ26を通ってコレクタ27に入り、このコレクタ27から前記吸気通路20の下流部分を形成する分岐通路部(吸気管、吸気ポート)及びその下流端に配在された、吸気カムシャフト29により開閉駆動される吸気弁28を介して各気筒#1、#2、#3、#4の燃焼室17に吸入される。
Air to be used for fuel combustion is taken from an
燃焼室17に吸入された空気と燃料噴射弁30から噴射された燃料との混合気は、点火プラグ35により点火されて爆発燃焼せしめられ、その燃焼廃ガス(排ガス)は、排気カムシャフト49により開閉駆動される排気弁48を介して排気通路40に排出され、排気通路40に配備された触媒コンバータ46で浄化された後、外部に排出される。
The air-fuel mixture of the air sucked into the
一方、前記燃料噴射弁30から噴射されるガソリン等の燃料は、燃料タンク50から低圧燃料ポンプ51により一次加圧されて燃料圧力レギュレータ52により一定の圧力(例えば3kg/cm2)に調圧されるとともに、排気カムシャフト49に設けられたポンプ駆動カム47により駆動される高圧燃料ポンプ60において、より高い圧力に二次加圧(例えば50kg/cm2)されて蓄圧室(第1のコモンレール)53へ圧送され、このコモンレール53から燃料が気筒#1、#2、#3、#4毎に設けられた燃料噴射弁30に供給される。燃料噴射弁30に供給される燃料の圧力(燃圧)は燃圧センサ56により検出されるようになっている。
On the other hand, fuel such as gasoline injected from the
また、前記コモンレール53には、エンジン10の気筒数(ここでは、4)にあわせて、燃料噴射弁30の他、リリーフ弁55、燃圧センサ56、遮断弁57が備えられていて、遮断弁57は、第2のコモンレール58と接続されており、それらによりコモンレール容積を可変にすることが可能となっている(後で詳述)
そして、本実施形態の高圧燃料供給制御装置1においては、高圧燃料ポンプ60を含むエンジン10の種々の制御を行うため、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット100が備えられている。
Further, the
In the high-pressure fuel
コントロールユニット100は、基本的には、図2に示される如くに、MPU101、EP−ROM102、RAM103、及び、A/D変換器を含むI/OLSI104等で構成され、入力信号として、エアフローセンサ24により検出される吸入空気量に応じた信号、燃圧センサ56により検出される燃料圧力に応じた信号、スロットルセンサ23により検出されるスロットル弁25の開度に応じた信号、カム角センサ(フェーズセンサ)36からの排気カムシャフト49の位相(回転位置)並びに高圧燃料ポンプ60のポンプ駆動カム47の回転位置を表す検出(角度)信号、クランク角センサ(ポジションセンサ)37からのクランクシャフト18の回転角度・位相(回転位置)を表す検出(角度)信号、排気通路40に配設された空燃比センサ44により検出される排ガス中の例えば酸素濃度に応じた信号、シリンダブロック12に配設された水温センサ19により検出されるエンジン冷却水温に応じた信号の他、図1には図示されていないイグニッションスイッチからの始動開始(クランキング開始)を示す信号、アクセルセンサから得られるアクセルペダルの踏み込み量を示す信号等も供給される。
As shown in FIG. 2, the
コントロールユニット100は、前記各信号を所定の周期をもって取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された制御信号を、各燃料噴射弁30、点火コイル34、高圧燃料ポンプ60、低圧燃料ポンプ51、電制スロットル弁25、後述する遮断弁57等に供給して、燃料噴射(噴射量、噴射時期)制御、点火時期制御、燃料圧力制御、スロットル弁25の開度制御等を実行する。
The
そして、本実施形態の高圧燃料供給制御装置1においては、高圧燃料ポンプ60に備えられているアクチュエータ(ソレノイド90)や遮断弁57(のソレノイド57b)に対する制御(駆動)信号の出力制御に特徴を有するものであり、これを以下に詳細に説明する。
The high-pressure fuel
図3は、本実施形態における高圧燃料ポンプ60を備えた燃料供給システムの全体構成を示し、図4は、高圧燃料ポンプ60の拡大縦断面を示している。
FIG. 3 shows an overall configuration of a fuel supply system including the high-
前記高圧燃料ポンプ60は、燃料タンク50からの燃料を加圧して第1のコモンレール53に高圧の燃料を圧送するものであり、シリンダ室67と、ポンプ室68と、ソレノイド室69とからなり、前記シリンダ室67は、前記ポンプ室68の下方に配置され、前記ソレノイド室69は、前記ポンプ室68の吸入側に配置されている。
The high-
前記シリンダ室67には、プランジャ62、リフタ63、プランジャ下降ばね64が配在され、前記プランジャ62は、排気カムシフト49に設けられてそれと一体回転するポンプ駆動カム47に圧接せしめられたリフタ63を介して往復動せしめられ、加圧室72の容積を変化させる。
The
前記ポンプ室68は、低圧燃料の吸入通路71、加圧室72、高圧燃料の吐出通路73から構成され、吸入通路71と加圧室72との間には、燃料通過弁とされる吸入弁65が設けられている。この吸入弁65は、燃料の流通方向を制限する逆止弁であり、閉弁ばね65aにより閉弁方向(ポンプ室68からソレノイド室69に向かう方向)に付勢されている。前記加圧室72と吐出通路73との間には吐出弁66が設けられており、前記吐出弁66もまた、燃料の流通方向を制限する逆止弁であり、閉弁ばね66aにより閉弁方向に付勢されている。なお、閉弁ばね65aは、プランジャ62による加圧室72内の容積変化により、吸入弁65を挟んで、加圧室72側の圧力が吸入通路71側の圧力に対して同等又はそれ以上になった場合には、前記吸入弁65を閉弁させるように付勢するものである。
The
前記ソレノイド室69には、アクチュエータであるソレノイド90、吸入弁操作部材91、及び開弁ばね92が配在されており、前記吸入弁操作部材91は、前記吸入弁65に相対する位置に配在され、その先端(ロッド部)が前記吸入弁65に接離自在に接当せしめられ、ソレノイド90が通電励磁されると、その電磁力によりソレノイド室69側に吸引され、これによって、前記吸入弁65が閉弁方向に移動せしめられる。一方、ソレノイド90が通電励磁されていない状態では、前記吸入弁操作部材91の後端に圧接する開弁ばね92の付勢力により、前記吸入弁65は、前記吸入弁操作部材91を介して開弁方向に移動せしめられ、開弁状態にされる。
In the
燃料タンク50から燃料ポンプ51及び燃圧レギュレータ52を介して所定圧力に調圧された燃料は、前記ポンプ室68の吸入通路71に導かれ、その後、前記ポンプ室68内の加圧室72で前記プランジャ62の往復動により加圧され、前記ポンプ室68の吐出通路73から第1のコモンレール53に圧送される。
The fuel adjusted to a predetermined pressure from the
前記第1のコモンレール53には、燃料噴射弁30、30、30、30の他、遮断弁57を介して、第2のコモンレール58が接続されている。
In addition to the
前記遮断弁57は、第1のコモンレール53と第2のコモンレール58との間に配在された遮断室57d、この遮断室57d内を遮断(閉弁)−開成(開弁)する遮断弁体57a、この遮断弁体57aを開弁方向に駆動するアクチュエータである遮断弁ソレノイド57b、及び、遮断弁体57aを閉弁方向に付勢する開弁ばね57cから構成されている。
The shut-off
かかる遮断弁57は、遮断弁ソレノイド57bのOFF時(非通電時)は、閉弁しており、燃料は第2のコモンレール58へは流れない。第2のコモンレール58に燃料が流れないことにより、コモンレール総容積は第1のコモンレール53の容積のみとなり、燃圧応答性を高めることが可能となる。
The shut-off
それに対し、遮断弁ソレノイド57bのON時(通電時)には、前記遮断弁体57aが開弁方向に移動し、燃料は第2のコモンレール58へも流れるようになる。第2のコモンレール58へも燃料が流れることにより、コモンレール容積は大きくなり、その結果、脈動振幅幅が低減される。
On the other hand, when the shut-off
ここで、コントロールユニット100は、クランク角センサ37、カム角センサ36、及び前記コモンレール53に設けられた燃圧センサ56等からの各検出信号に基づいて、前記遮断弁57(のソレノイド57b)に対する制御(駆動)信号を出力して、遮断弁57の開閉制御を行う。なお、前記コモンレール53と燃料タンク50との間には、配管系破損の防止を図るべく、リリーフ弁57が配在されており、このリリーフ弁57は、前記コモンレール53内の圧力が所定値を超えた場合に開弁されるようになっている。
Here, the
図5は、前記高圧燃料ポンプ60の動作タイムチャートを示している。なお、ポンプ駆動カム47で駆動されるプランジャ62の実際のストローク(実位置)は、図6の下段に示される如くの曲線になるが、上死点と下死点の位置を分かり易くするため、図6以外のプランジャ62のストロークが示されている図(図13等)においては、プランジャ62のストロークは直線的に描かれている。
FIG. 5 shows an operation time chart of the high-
プランジャ62が、前記ポンプ駆動カム47の回転によりプランジャ下降ばね64の付勢力に応じて上死点側から下死点側に移動すると、前記ポンプ室68の吸入行程が行われる。この吸入行程では、前記吸入弁操作部材91が開弁ばね92の付勢力に応じて吸入弁65を開弁方向に移動させる。これにより、加圧室72内の圧力が低下する。
When the
次に、プランジャ62が、前記カム47の回転によりプランジャ下降ばね64の付勢力に抗して下死点側から上死点側に移動すると、前記ポンプ室68の圧縮行程が行われる。この圧縮行程では、コントロールユニット100からアクチュエータであるソレノイド90の駆動信号が出力されてソレノイド90が通電励磁状態(ON状態)にされると、前記吸入弁操作部材91が開弁ばね92の付勢力に抗して吸入弁65を閉弁させる方向に移動せしめられ、その先端が前記吸入弁65から離間して、前記吸入弁65が閉弁ばね65aの付勢力に応じて閉弁方向に移動する。これにより、加圧室72内の圧力が上昇する。
Next, when the
そして、前記吸入弁操作部材91がソレノイド90側に最も吸引され、プランジャ62の往復動に同期する吸入弁65が閉弁して加圧室72内の圧力が高くなると、加圧室72内の燃料が吐出弁66を押圧し、該吐出弁66は、閉弁ばね66aの付勢力に抗して自動的に開弁し、加圧室72の容積減少分の高圧燃料がコモンレール53側に吐出される。なお、ソレノイド90の通電(駆動信号の出力)は、前記吸入弁65がソレノイド90側に移動せしめられて閉弁されると停止(OFF)されるが、上記のように、前記加圧室72内の圧力が高いため、吸入弁65は閉弁状態で維持されてコモンレール53側への燃料の吐出が行われる。
When the suction
また、プランジャ62が、前記カム47の回転によりプランジャ下降ばね64の付勢力に応じて上死点側から下死点側に移動すると、前記ポンプ室68の吸入行程が行われ、前記加圧室72内の圧力低下に伴って、前記吸入弁操作部材91が開弁ばね92の付勢力に応じて吸入弁65を開弁する方向に移動せしめられるともに、吸入弁65がプランジャ62の往復動に同期して自動的に開弁し、前記吸入弁65の開弁状態が保持される。そして、加圧室72内は圧力の低下が生じていることにより吐出弁66の開弁が行われない。以後前記動作を繰り返す。
When the
よって、前記プランジャが上死点に達する前の圧縮行程の途中で、ソレノイド90がON状態(通電励磁状態)にされると、コモンレール53への燃料圧送が行われ、また、燃料圧送が一度始まれば、加圧室72内の圧力は上昇しているので、その後に、ソレノイド90をOFF状態にしても、吸入弁65は閉弁状態を維持する一方で、吸入行程の始まりに同期して自動開弁することができる。そのため、ソレノイド90の駆動信号の出力開始タイミングにより、コモンレール53側への燃料の吐出量を調節することができる。さらに、燃圧センサ56からの信号に基づき、適切な出力開始タイミングを設定して、ソレノイド90をコントロールすることにより、コモンレール53の圧力を目標値にフィードバック制御することができる。
Therefore, when the
図7に、本実施形態においてコントロールユニット100が実行する遮断弁57の制御ルーチンの一例をフローチャートで示す。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a control routine for the
まず、ステップ701で本ルーチンの割込み処理が始まる。割込み処理は、例えば10ms毎のような時間同期である。ステップ702から704では、エンジン回転数、燃料噴射量、吸入空気量を読込む。本読込みの目的は、回転数および燃料噴射量が大きくなるに従い増大する燃圧脈動が許容不可能な領域にあるか否かを判断するためである。
First, in
続くステップ705では、燃圧応答性必要領域であるか否かを判断する。燃圧応答性必要領域であると判断された場合(必要領域判断フラグ:#FPRESNES=1)、遮断弁ソレノイド制御信号ONフラグ:#FSHTSOL=0とし、ステップ708に進み、遮断弁ソレノイド57bの制御信号をOFFとする。ステップ706では、脈動を低減しなければならない領域であるか否かを判断し、脈動低減領域であると判断された場合、遮断弁ソレノイド制御信号ONフラグ:#FSHTSOL=1とし、ステップ707に進み遮断弁ソレノイド57bの制御信号をONとする。
In the
図8に、ステップ705の詳細をフローチャートで示す。ここでは、燃圧応答性を良くすることが必要な領域として始動時を例にとって説明する。
FIG. 8 is a flowchart showing details of
始動時には燃料の霧化促進のため、高圧の燃料が必要となる。そこで、ステップ801で割込み処理を開始し、ステップ802、803では、スタータ駆動信号、燃圧を読込む。ステップ804では、スタータ駆動中であるか否かを判断する。スタータ駆動中であると判断された場合、ステップ807に進み、燃圧応答性必要領域であるとして、必要領域判断フラグ:#FPRESNES=1とする。ステップ805では、始動後所定時間以内かつ所定燃圧以下であるか否かを判断する。前記始動後所定時間としては、始動時の目標燃圧に到達するのに十分な時間を設定し、前記所定燃圧としては、目標燃圧を設定する。前記条件を満たすと判断された場合、ステップ807に進み、燃圧応答性必要領域であるとして、必要領域判断フラグ:#FPRESNES=1とする。
At start-up, high-pressure fuel is required to promote fuel atomization. Therefore, interrupt processing is started in
次に、図9を参照しながら脈動低減領域判定方法(図7のステップ706)を説明する。燃圧脈動は、エンジン回転数および燃料噴射量が大きくなるに従い増大するので、図9の曲線Eより上の領域が脈動を低減したい領域となる。例えば、燃料噴射量軸と回転数軸のマップによって脈動低減領域を判定する。 Next, the pulsation reduction region determination method (step 706 in FIG. 7) will be described with reference to FIG. Since the fuel pressure pulsation increases as the engine speed and the fuel injection amount increase, the region above the curve E in FIG. 9 is a region where pulsation is desired to be reduced. For example, the pulsation reduction region is determined by a map of the fuel injection amount axis and the rotation speed axis.
図10に、本実施形態においてコントロールユニット100が実行する遮断弁ソレノイド制御信号ONフラグ:#FSHTSOLに対応する高圧燃料ポンプ60の制御ルーチンの一例をフローチャートで示す。本制御ルーチンの目的は、遮断弁57が閉から開になった瞬間の目標燃圧と実燃圧との乖離を防止することである。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of a control routine for the high-
まず、ステップ1001で割込み処理を開始し、ステップ1002では、燃圧を読込む。続くステップ1003では、遮断弁57の開閉状態を遮断弁ソレノイド制御信号ONフラグ:#FSHTSOLにより判断する。#FSHTSOL=1、すなわち遮断弁57が開の場合には、ステップ1004に進む。ステップ1004では、目標燃圧と実燃圧を比較し、目標燃圧の方が大きい場合には、ステップ1005に進み、高圧燃料ポンプ60の吐出量を増量する。本例では、全吐出を実施することとしているが、目標燃圧と実燃圧の差分に比例した量を増量する方法でも良い。ステップ1004において、目標燃圧と実燃圧が等しいと判断された場合には、ポンプの増量を終了する。
First, interrupt processing is started in
次に、第2のコモンレール58を増設して前記制御を行うことによる作用効果を、図12のタイムチャートを参照しながら説明する。
Next, the operation and effect obtained by adding the second
第2のコモンレール58はコモンレール53と比較して、接続されている弁の数が少ない(第2のコモンレール58が接続されているのは遮断弁57のみ)のでコモンレール内の残圧を保持する期間が長い。よって、エンジン停止後に一定期間経た場合には、第2のコモンレール58内の燃圧の方が第1のコモンレール53内の燃圧より高くなる(図11参照)。
The second
図12において、コントロールユニット100の電源ON時に遮断弁ソレノイド制御信号ONフラグ:#FSHTSOL=1とする。これにより、第2のコモンレール58内の燃圧によって第1のコモンレール53内の燃圧は昇圧される。スタータ駆動前に第1のコモンレール53内の燃圧を昇圧することにより、始動時の燃料噴射の霧化が促進され、排ガス浄化性能(排気エミッション特性)が向上する。#FSHTSOLは、前記したように始動時には遮断弁57を閉弁した方が良いため、スタータ駆動信号がONとなったときにクリアする。
In FIG. 12, when the
ここで、本制御は第2のコモンレール58内の燃圧により第1のコモンレール53内の燃圧を補助することを目的としており、アイドルストップ後の再始動直前にも利用可能な制御である。
Here, the purpose of this control is to assist the fuel pressure in the first
図14に、本実施形態においてコントロールユニット100が実行する遮断弁閉故障判定ルーチンの一例をフローチャートで示す。まず、ステップ1401において割込み処理を開始し、ステップ1402では、燃圧を読込む。ステップ1403では、遮断弁ソレノイド制御信号ONフラグ:#FSHTSOL=1であるか否かを判断する。#FSHTSOL=1の場合、すなわち遮断弁57を開弁する命令を出している場合、ステップ1404に進む。ステップ1404では、第1のコモンレール53内の圧力変化率が所定値以上であるか否かを判断する。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of a shut-off valve closing failure determination routine executed by the
ここで、図18に高圧燃料ポンプ60の吐出量を一定とした場合の圧力上昇率を示す。圧力上昇率は、コモンレール容積が小さくなるほど大きくなる。前記所定値を、第1のコモンレール53に第2のコモンレール58を加えた容積に対応する圧力変化率とした場合、圧力変化率が前記所定値を超えるときには、遮断弁57が閉故障していると考えられる。よって、ステップ1404でコモンレール53内の圧力変化率が所定値以上であると判断された場合、ステップ1405において、遮断弁57が閉故障していると判定する。
Here, FIG. 18 shows the rate of pressure increase when the discharge amount of the high-
図15に、本実施形態においてコントロールユニット100が実行する遮断弁開故障判定ルーチンの一例をフローチャートで示す。まず、ステップ1501において割込み処理を開始し、ステップ1502では、燃圧を読込む。ステップ1503では、遮断弁ソレノイド制御信号ONフラグ:#FSHTSOL=0であるか否かを判断する。#FSHTSOL=0の場合、すなわち遮断弁57を閉弁する命令を出している場合、ステップ1504に進む。ステップ1504では、第1のコモンレール53内の圧力変化率が所定値以下であるか否かを判断する。前記所定値をコモンレール53の容積に対応する圧力変化率とした場合、圧力変化率が前記所定値以下となるときには、遮断弁57が開故障していると考えられる。よって、ステップ1504でコモンレール53内の圧力変化率が所定値以下であると判断された場合、ステップ1505において、遮断弁57が開故障していると判定する。
FIG. 15 is a flowchart showing an example of a shut-off valve open failure determination routine executed by the
図16は、高圧燃料ポンプ60を備えた燃料供給システムの全体構成の他の例を示す。本例は、図3に示される構成例に対して、第2のコモンレール58に燃圧センサ59が追加されている。その他の構成は前記実施形態と基本的には同じである。
FIG. 16 shows another example of the overall configuration of the fuel supply system including the high-
図16に示される構成例においてコントロールユニット100が実行する遮断弁閉故障判定ルーチンの一例を図17にフローチャートで示す。まず、ステップ1701において割込み処理を開始し、ステップ1702では、コモンレール53内の燃圧(燃圧Aとする)を読込む。ステップ1703では、第2のコモンレール58内の燃圧(燃圧Bとする)を読込む。ステップ1704では、遮断弁ソレノイド制御信号ONフラグ:#FSHTSOL=1であるか否かを判断する。#FSHTSOL=1の場合、すなわち遮断弁57を開弁する命令を出している場合、ステップ1705に進む。ステップ1705では、燃圧A―燃圧Bの絶対値が所定値以上となる状態が所定時間以上になったか否かを判断する。
An example of a shut-off valve closing failure determination routine executed by the
燃圧A−燃圧Bの絶対値が所定値以上となる状態が所定時間以上経過しているときは、遮断弁57が閉故障していると考えられる。よって、ステップ1705で燃圧A−燃圧Bの絶対値が所定値以上となる状態が所定時間以上になっていると判断された場合、ステップ1405において、遮断弁57が閉故障していると判定する。
When the state where the absolute value of fuel pressure A-fuel pressure B is equal to or greater than a predetermined value has elapsed for a predetermined time or more, it is considered that the
前記の如くの構成とされた本実施形態の高圧燃料供給制御装置では、次のような作用効果が得られる。 In the high pressure fuel supply control device of the present embodiment configured as described above, the following operational effects can be obtained.
すなわち、第1のコモンレール53に加えて第2のコモンレール58と遮断弁57とが備えられ、運転条件に応じて遮断弁57の開閉を制御し、コモンレール容積を可変としているので、燃圧を最適かつ迅速に制御することができ、燃圧脈動を低減することができ、それにより、噴射量のバラツキを抑えることができる。よって、燃焼の安定化及び排ガス性能(排気エミッション特性)の改善を図ることができる。
That is, in addition to the first
より詳細には、図19のタイムチャートに示される如くに、燃料噴射量が多くなるとコモンレール容積を大きくし、燃圧脈動を低減する。燃圧脈動を低減することにより、燃料噴射量のバラツキを低減することが可能となる。噴射量バラツキを低減することにより、失火を防ぎ空燃比を正確に制御することが可能となるので、排気エミッション特性の改善に貢献する。 More specifically, as shown in the time chart of FIG. 19, as the fuel injection amount increases, the common rail volume is increased and the fuel pressure pulsation is reduced. By reducing the fuel pressure pulsation, it is possible to reduce the variation in the fuel injection amount. By reducing the variation in the injection amount, misfire can be prevented and the air-fuel ratio can be accurately controlled, which contributes to the improvement of exhaust emission characteristics.
1 高圧燃料供給制御装置
10 筒内噴射式エンジン
30 燃料噴射弁
36 カム角センサ
37 クランク角センサ
47 ポンプ駆動カム
49 排気カムシャフト
53 第1のコモンレール
55 リリーフ弁
56、59 燃圧センサ
57 遮断弁
57b 遮断弁ソレノイド
58 第2のコモンレール
60 高圧燃料ポンプ
65 吸入弁
90 ソレノイド(アクチュエータ)
100 コントロールユニット
DESCRIPTION OF
100 control unit
Claims (11)
前記蓄圧室が複数個設けられるとともに、それらの蓄圧室間を開閉する遮断弁が設けられていることを特徴とするエンジンの高圧燃料供給制御装置。 A high-pressure fuel pump pressurizes and supplies fuel to the pressure accumulating chamber, and supplies the fuel in the pressure accumulating chamber to a fuel injection valve for directly injecting the fuel into the combustion chamber; and the pressure in the pressure accumulating chamber exceeds a predetermined value A pressure adjusting means for adjusting the pressure by returning the fuel to the low pressure side, a pressure detecting means for detecting the pressure in the pressure accumulating chamber, and a control means for controlling the pressure in the pressure accumulating chamber. A high pressure fuel supply control device for an engine,
A high-pressure fuel supply control device for an engine, wherein a plurality of the pressure accumulating chambers are provided and a shutoff valve for opening and closing the pressure accumulating chambers is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005233650A JP4286819B2 (en) | 2005-08-11 | 2005-08-11 | Engine high-pressure fuel supply control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005233650A JP4286819B2 (en) | 2005-08-11 | 2005-08-11 | Engine high-pressure fuel supply control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007046568A true JP2007046568A (en) | 2007-02-22 |
JP4286819B2 JP4286819B2 (en) | 2009-07-01 |
Family
ID=37849586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005233650A Expired - Fee Related JP4286819B2 (en) | 2005-08-11 | 2005-08-11 | Engine high-pressure fuel supply control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4286819B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009174415A (en) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
JP2010090735A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control device |
JP2011236753A (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Denso Corp | Device for failure diagnosis of fuel supply system in cylinder injection type internal combustion engine |
KR101813817B1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-01-30 | 주식회사 현대케피코 | Pressure control system for fuel rail in diesel engine |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140174409A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | United Techologies Corporation | Gear Pump Protection Valve |
-
2005
- 2005-08-11 JP JP2005233650A patent/JP4286819B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009174415A (en) * | 2008-01-24 | 2009-08-06 | Toyota Motor Corp | Control device for internal combustion engine |
JP2010090735A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control device |
JP2011236753A (en) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Denso Corp | Device for failure diagnosis of fuel supply system in cylinder injection type internal combustion engine |
KR101813817B1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-01-30 | 주식회사 현대케피코 | Pressure control system for fuel rail in diesel engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4286819B2 (en) | 2009-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4164021B2 (en) | Engine high-pressure fuel pump controller | |
RU2702953C2 (en) | Method (embodiments) and control system of suction pump | |
JP4101802B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
US7757669B2 (en) | High-pressure fuel pump control apparatus for an internal combustion engine | |
JP2006348908A (en) | Engine control device, engine control system and engine control method | |
US20140251280A1 (en) | Control apparatus for internal combustion engine and control method for internal combustion engine | |
JP2008215321A (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP2009079514A (en) | Fuel pressure control device for cylinder injection type internal combustion engine | |
JP4286819B2 (en) | Engine high-pressure fuel supply control device | |
JP4857371B2 (en) | High pressure fuel pump control device for engine | |
JP2002242793A (en) | Control device for internal combustion engine having fuel feeding device | |
JP5497556B2 (en) | Engine control device | |
JP2002188545A (en) | High-pressure fuel pump control device for cylinder injection engine | |
JP5282468B2 (en) | Diesel engine automatic stop control method and automatic stop device | |
JP4516370B2 (en) | Control device and control method for high-pressure fuel pump of engine | |
JP2009191853A (en) | High pressure fuel supply device for internal combustion engine | |
JP2009057860A (en) | Control device for internal combustion engine and internal combustion engine | |
JP5018374B2 (en) | Fuel injection system for internal combustion engine | |
JP4408934B2 (en) | High pressure fuel pump control device for engine | |
JP4058301B2 (en) | High pressure fuel supply device for internal combustion engine | |
JP2012193626A (en) | Fuel supply device of internal combustion engine | |
JP4408936B2 (en) | High pressure fuel pump control device for cylinder injection internal combustion engine | |
JP5042288B2 (en) | High pressure fuel pump control device | |
JP2008082341A (en) | High-pressure fuel supply device for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070711 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081202 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090310 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090325 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4286819 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |