JP2008014207A - Fuel injection device for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射弁からコモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射するように構成されたエンジンの燃料噴射装置に関し、エンジンの燃料噴射制御の技術分野に属する。 The present invention relates to an engine fuel injection apparatus configured to inject high-pressure fuel stored in a common rail from a fuel injection valve, and belongs to the technical field of engine fuel injection control.
一般に、エンジンの燃料噴射装置は、エンジン負荷とエンジン回転数とから求まる基本燃料噴射量を冷却水温や吸気温等で補正して目標燃料噴射量を算出すると共に、この目標燃料噴射量及びそのときの燃料圧力に基づいて燃料噴射弁の開弁時間を設定し、燃料噴射弁を駆動するように構成されている。 In general, an engine fuel injection device calculates a target fuel injection amount by correcting a basic fuel injection amount obtained from an engine load and an engine speed with a cooling water temperature, an intake air temperature, and the like. The valve opening time of the fuel injection valve is set based on the fuel pressure, and the fuel injection valve is driven.
この燃料噴射装置は、前記燃料噴射弁に加え、前記燃料噴射弁から噴射する燃料を蓄えるコモンレールと、該コモンレールに燃料タンク等から燃料を供給する高圧燃料ポンプと、エンジン負荷等のエンジン運転状態に応じた目標コモンレール圧を設定すると共に、実コモンレール圧が目標コモンレール圧となるように高圧燃料ポンプを制御するコントロールユニット等を有しており、例えば、エンジン負荷が大きく目標燃料噴射量が多い場合には目標コモンレール圧が高く設定されて、実コモンレール圧が高くなるように燃料ポンプが制御され、目標燃料噴射量が少ない場合には目標コモンレール圧が低く設定されて、実コモンレール圧力が低くなるように燃料ポンプが制御されるようになっている。 In addition to the fuel injection valve, the fuel injection device includes a common rail that stores fuel injected from the fuel injection valve, a high-pressure fuel pump that supplies fuel to the common rail from a fuel tank and the like, and an engine operating state such as an engine load. It has a control unit that controls the high-pressure fuel pump so that the actual common rail pressure becomes the target common rail pressure, for example, when the engine load is large and the target fuel injection amount is large. The fuel pump is controlled so that the target common rail pressure is set high and the actual common rail pressure is increased. When the target fuel injection amount is small, the target common rail pressure is set low and the actual common rail pressure is decreased. The fuel pump is controlled.
しかし、このような構成の場合、以下のような問題が生じる虞がある。すなわち、アクセルペダルが比較的大きく踏み込まれてエンジン負荷が大きな状態においては、実コモンレール圧が比較的高くなるように制御される。一方、この状態においてアクセルペダルの踏み込みが急速に解除されると、エンジン負荷の急減により目標燃料噴射量が少なく設定されると共に、これに伴って目標コモンレール圧が低く設定されるが、仮に前記燃料ポンプを停止させてもコモンレール内に残留している燃料の影響により実コモンレール圧は急速には低下しないので、燃料噴射期間が極端に短くなり、その結果、短時間で大きな熱発生を伴う急速燃焼が発生してノック音が生じる場合がある。 However, in such a configuration, the following problems may occur. That is, when the accelerator pedal is depressed relatively large and the engine load is large, the actual common rail pressure is controlled to be relatively high. On the other hand, if the depression of the accelerator pedal is released rapidly in this state, the target fuel injection amount is set to be small due to a sudden decrease in engine load, and the target common rail pressure is set to be low accordingly. Even if the pump is stopped, the actual common rail pressure does not decrease rapidly due to the effect of fuel remaining in the common rail, so the fuel injection period becomes extremely short, and as a result, rapid combustion with large heat generation in a short time May occur and a knocking sound may occur.
この問題に対処するものとして、例えば、特許文献１には、主噴射を分割して、一部の燃料をパイロット噴射に当てることにより、燃焼を緩慢にさせて、ノック音の発生を抑制するようにしたものが開示されている。
In order to deal with this problem, for example, in
しかし、特許文献１に記載のように主噴射を分割してパイロット噴射を行うと、エンジントルク等の動力性能に影響を与える虞がある。
However, if the main injection is divided and the pilot injection is performed as described in
そこで、本発明は、エンジンの動力性能等への影響を抑制しつつ、コモンレール圧を速やかに低下させて、ノック音の発生を抑制可能なエンジンの燃料噴射装置を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an engine fuel injection device that can quickly reduce the common rail pressure and suppress the occurrence of knocking noise while suppressing the influence on the power performance of the engine.
前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is configured as follows.
まず、本願の請求項１に記載の発明は、燃料噴射弁と、該燃料噴射弁から噴射する燃料を蓄えるコモンレールと、エンジン運転状態に応じた目標コモンレール圧を設定する目標コモンレール圧設定手段と、前記コモンレールに、実コモンレール圧が、前記目標コモンレール圧設定手段で設定された目標コモンレール圧となるように燃料を供給する燃料供給手段とが備えられたエンジンの燃料噴射装置であって、減速時、主噴射後の所定のタイミングでポスト噴射を実行する噴射制御手段が備えられていることを特徴とする。
First, the invention according to
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載のエンジンの燃料噴射装置において、前記噴射制御手段は、減速時における実コモンレール圧が所定圧以上のときに、ポスト噴射を実行することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the fuel injection device for an engine according to the first aspect, the injection control means executes post-injection when the actual common rail pressure during deceleration is equal to or higher than a predetermined pressure. It is characterized by that.
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載のエンジンの燃料噴射装置において、前記噴射制御手段は、減速時における実コモンレール圧が第１所定圧以上で第２所定圧未満のときは、主噴射前の所定のタイミングでパイロット噴射を実行し、第２所定圧以上のときに、ポスト噴射を実行することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the fuel injection device for an engine according to the first aspect, the injection control means is configured such that the actual common rail pressure during deceleration is equal to or higher than the first predetermined pressure and lower than the second predetermined pressure. The pilot injection is executed at a predetermined timing before the main injection, and the post injection is executed when the pressure is equal to or higher than the second predetermined pressure.
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１に記載のエンジンの燃料噴射装置において、前記噴射制御手段は、減速時における実コモンレール圧が第１所定圧以上で第２所定圧未満のときは、主噴射前の所定のタイミングでパイロット噴射を実行し、第２所定圧以上のときに、パイロット噴射及びポスト噴射の両方を実行することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel injection device for an engine according to the first aspect, the injection control means is configured so that the actual common rail pressure during deceleration is equal to or higher than the first predetermined pressure and lower than the second predetermined pressure. The pilot injection is executed at a predetermined timing before the main injection, and both the pilot injection and the post injection are executed when the pressure is equal to or higher than the second predetermined pressure.
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載のエンジンの燃料噴射装置において、前記噴射制御手段は、減速時における実コモンレール圧が、前記目標コモンレール圧設定手段で設定された目標コモンレール圧に対して所定圧以上高いときに、ポスト噴射を実行することを特徴とする。
Further, the invention according to
また、請求項６に記載の発明は、前記請求項１から請求項５のいずれかに記載のエンジンの燃料噴射装置において、前記ポスト噴射は、複数回に分割して行われることを特徴とする。
The invention according to
次に、本発明の効果について説明する。 Next, the effect of the present invention will be described.
まず、請求項１に記載の発明によれば、減速時、主噴射後の所定のタイミングでポスト噴射が実行されるので、このポスト噴射の分多く燃料が噴射されることとなり、実コモンレール圧が速やかに低下することとなる。したがって、ポスト噴射を行わない場合と比較して、ノック音の発生が抑制されることとなる。 First, according to the first aspect of the invention, post-injection is executed at a predetermined timing after the main injection at the time of deceleration, so that more fuel is injected by this post-injection, and the actual common rail pressure is reduced. It will drop quickly. Therefore, compared with the case where post injection is not performed, generation | occurrence | production of a knock sound will be suppressed.
その場合に、ポスト噴射は、パイロット噴射とは異なり、燃料トルクに寄与しないため、動力性能に与える影響が少ないので、燃料の噴射量を比較的大きな量に設定することができる。したがって、パイロット噴射の場合よりも、実コモンレール圧をより速やかに低下させつつ、ノック音の発生を効果的に抑制することができる。 In this case, unlike the pilot injection, the post injection does not contribute to the fuel torque, and therefore has little influence on the power performance. Therefore, the fuel injection amount can be set to a relatively large amount. Therefore, it is possible to effectively suppress the occurrence of knocking noise while reducing the actual common rail pressure more rapidly than in the case of pilot injection.
ところで、このようにポスト噴射を行うと、ポスト噴射を行わない場合よりも、燃料をよけいに噴射することとなり、燃費に悪影響を与えることとなるが、本発明者たちの研究によれば、ノック音は、実コモンレール圧が低い場合には発生しにくいことがわかった。 By the way, if post-injection is performed in this way, fuel will be injected more effectively than if no post-injection is performed, which will adversely affect fuel efficiency. It was found that the sound is less likely to occur when the actual common rail pressure is low.
そこで、請求項２に記載の発明においては、減速時における実コモンレール圧が所定圧以上のときに、ポスト噴射を実行するようにしたものであり、これによれば、燃費の悪化を抑制しつつ、実コモンレール圧を迅速に低下させて、ノック音の発生を抑制することができる。
Therefore, in the invention according to
ところで、ポスト噴射は、前述のようにパイロット噴射よりも動力性能に与える影響が少ないので、パイロット噴射よりも燃料の噴射量を大きな量に設定することができるが、その一方で、燃費が悪化しやすいという問題がある。 By the way, post-injection has less influence on power performance than pilot injection as described above, so the fuel injection amount can be set larger than pilot injection, but on the other hand, fuel consumption deteriorates. There is a problem that it is easy.
そこで、請求項３に記載の発明においては、減速時における実コモンレール圧が第１所定圧以上で第２所定圧未満のときは、パイロット噴射を実行し、第２所定圧以上のときに、ポスト噴射を実行するようにしたものである。つまり、減速時における実コモンレール圧が、パイロット噴射では十分に低下させることができないほど高い場合に限り、燃料噴射量の大きなポスト噴射を実行するようにしたものであり、これにより、燃費の悪化を抑制しつつ、ノック音の発生を抑制することができる。なお、パイロット噴射は、実コモンレール圧が第２所定圧未満のとき、すなわち実コモンレール圧がある程度下り、ノック音の発生のピークが過ぎてから行われるので、このパイロット噴射の燃料噴射量は、ポスト噴射の燃料噴射量よりも少なくてよい。つまり、パイロット噴射において大量に燃料噴射を行うと、エンジンの運転状態に影響を与える虞があるが、実コモンレール圧が第２所定圧未満となってからパイロット噴射を行うので、実コモンレール圧が第２所定圧以上のときからパイロット噴射を行う場合よりも、パイロット噴射の燃料噴射量が少なくてすみエンジンの運転状態に与える影響が少なくてすむ。すなわち、動力性能に与える影響を抑制しつつ、実コモンレール圧を速やかに低下させて、ノック音の発生を効果的に抑制することができる。
Therefore, in the invention according to
また、請求項４に記載の発明においては、減速時における実コモンレール圧が第１所定圧以上で第２所定圧未満のときは、パイロット噴射を実行し、第２所定圧以上のときに、パイロット噴射及びポスト噴射の両方を実行するようにしたものである。これによれば、請求項４の場合と比べ、減速時における実コモンレール圧が第２所定圧以上のときは、ポスト噴射に加えてパイロット噴射も実行されるので、より確実に実コモンレール圧を速やかに低下させることができる。また、請求項３と同様の理由により、パイロット噴射によるエンジン運転状態による影響は少なくてすむ。
According to a fourth aspect of the present invention, when the actual common rail pressure during deceleration is equal to or higher than the first predetermined pressure and lower than the second predetermined pressure, the pilot injection is executed, and when the actual common rail pressure is equal to or higher than the second predetermined pressure, the pilot is Both injection and post injection are executed. According to this, as compared with the case of
また、請求項５に記載の発明においては、減速時における実コモンレール圧が目標コモンレール圧に対して所定圧以上高いときに、ポスト噴射を実行するようにしたものである。すなわち、減速時においては、目標コモンレール圧は、比較的急速に低下設定されるが、減速時における実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差が所定圧以内となった場合には、実コモンレール圧はほぼ予定のところまで低下したわけであるから、この場合、そのままポスト噴射を継続して急激にコモンレール圧を低下させる必要性が少ない。そこで、このような場合には、ポスト噴射を取りやめるようにしたものであり、これにより、燃費の悪化を抑制することができる。なお、この場合においても、実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差が所定圧以内となるまでの間は、ポスト噴射が行われるので、当然ながら、実コモンレール圧を速やかに低下させて、ノック音の発生を抑制することができる。
In the invention according to
また、請求項６に記載の発明によれば、ポスト噴射は、複数回に分割して行われるので、１回当たりの噴射量を少量とすることができ、コモンレール圧の制御性が良好なものとなる。
Further, according to the invention described in
以下、本発明の実施の形態に係るエンジンの燃料噴射装置について説明する。 Hereinafter, a fuel injection device for an engine according to an embodiment of the present invention will be described.
本実施形態においては、本発明は、図１に示すディーゼルエンジン１に適用されている。このエンジン１は、例えば４気筒エンジンであって、エンジン本体２のシリンダボア内を上下動するピストン３が４つ備えられている（図１には１つのみ図示）。エンジン本体２のシリンダヘッドには気筒毎にインジェクタ４が備えられている。インジェクタ４はピストン３が画成する気筒内燃焼室に燃料を直接噴射する。図外の燃料タンクとインジェクタ４との間の燃料供給経路上に高圧燃料ポンプ５及びコモンレール６が配置されている（同経路上の矢印は燃料の流れを示す）。ポンプ５は燃料タンクからコモンレール６に燃料を圧送し、コモンレール６は圧送された燃料を蓄積する。インジェクタ４が開弁すると、コモンレール６に蓄積された燃料がインジェクタ４の噴口から高圧で噴射される。このとき、インジェクタ４の開弁時間とコモンレール６内の燃料の圧力を制御することにより（高圧ポンプ５を制御することにより）燃料噴射量が制御可能である。また、インジェクタ４の開弁時期を制御することにより燃料噴射時期（噴射タイミング）が制御可能である。
In the present embodiment, the present invention is applied to the
吸気通路１０には、図示しないエアクリーナ、エアフロメータ、過給機のコンプレッサ、インタークーラ、スロットル弁、吸気温センサ、吸気圧センサ、及び吸気弁１８等が備えられている。排気通路２０には、排気弁２１、図示しない過給機のタービン、排気温センサ、酸化触媒、排気圧力センサ、パティキュレートフィルタ等が備えられている。その他、エンジン本体２のクランクケースにはエンジン回転数センサ４１が、またシリンダブロックには水温センサ４２が設けられている。コモンレール６には、該コモンレール６内の燃料の圧力を検出するコモンレール圧センサ４３が設けられている。以下、コモンレール圧センサ４３で検出された燃料の圧力を「実コモンレール圧」という。車室にはアクセルペダル４４の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４５が設けられている。
The
このエンジン１のコントロールユニット（ＥＣＵ）５０は、前記各センサで検出される吸気量、吸気温、吸気圧、排気温、排気圧力、エンジン回転数、冷却水温、コモンレール６の実コモンレール圧、並びにエンジン負荷等に基づいて、インジェクタ４及び高圧燃料ポンプ５に制御信号を出力する。
The control unit (ECU) 50 of the
ＥＣＵ５０による通常の燃料噴射制御はおよそ次のようである。ＥＣＵ５０はエンジン負荷とエンジン回転数とから求められる基本燃料噴射量を冷却水温や吸気温等で補正して目標燃料噴射量Ｑを算出する。一方、図２に示すような特性（ＥＣＵ５０のメモリに予め格納されている）を参照し、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、パイロット噴射を実行するか否かを判定すると共に、パイロット噴射を実行する場合は、パイロット噴射の回数を設定する。ここで、パイロット噴射とは、周知のように、圧縮上死点近傍で燃料を噴射する主噴射に先立って圧縮行程中に燃料を噴射することをいう。通常の燃料噴射制御におけるパイロット噴射の目的は、過度に高い燃焼温度に起因するＮＯｘ発生の低減である。
Normal fuel injection control by the
ここで、図２に示す特性マップについて簡単に説明すると、高負荷・高回転領域Ｅではパイロット噴射は実行されない。これは、目標燃料噴射量Ｑの全量を主噴射で短時間で噴射することにより、十分な出力を確保するためである。これに対し、低負荷・低回転領域Ａでは、主噴射に加えてパイロット噴射が３回に分割して行われ、低負荷・中回転領域Ｂでは、主噴射に加えてパイロット噴射が２回に分割して行われ、低負荷・高回転領域Ｃでは、主噴射に加えてパイロット噴射が１回だけ行われる。すなわち、低負荷・低回転領域ほどパイロット噴射回数を増加させる。これは、低負荷・低回転領域ほど、静粛性が増して騒音問題が目立ちやすくなるので、急激な燃焼を避けて、燃焼騒音を低下させるためである。また、ＮＯｘの低減のためである。高負荷・低回転領域Ｄでは、パイロット噴射は進角状態で１回だけ実行される。高負荷・低回転領域Ｄではすすが発生しやすくなるので、予混によりすすの低減を図るものである。 Here, the characteristic map shown in FIG. 2 will be briefly described. In the high load / high rotation region E, pilot injection is not executed. This is to ensure a sufficient output by injecting the entire target fuel injection amount Q in a short time by main injection. In contrast, in the low load / low rotation region A, the pilot injection is divided into three times in addition to the main injection, and in the low load / medium rotation region B, the pilot injection is performed twice in addition to the main injection. In the low load / high rotation region C, the pilot injection is performed only once in addition to the main injection. That is, the number of pilot injections is increased in the low load / low rotation region. This is because the quietness increases and the noise problem becomes more conspicuous in the low load / low rotation region, so that sudden combustion is avoided and combustion noise is reduced. Moreover, it is for reduction of NOx. In the high load / low rotation region D, the pilot injection is executed only once in the advanced state. Since soot is likely to occur in the high load / low rotation region D, soot is reduced by premixing.
また、ＥＣＵ５０は、目標燃料噴射量Ｑ、エンジン回転数、冷却水温、吸気温等に基づいて目標コモンレール圧を算出し、この目標コモンレール圧が実現されるように高圧燃料ポンプ５に制御信号を出力する。
Further, the
ところで、背景技術でも説明したように、アクセルペダル４４が比較的大きく踏み込まれてエンジン負荷が大きな状態においては、実コモンレール圧が比較的高くなるように制御される。一方、この状態においてアクセルペダル４４の踏み込みが急速に解除されると、エンジン負荷の急減により目標燃料噴射量が少なく設定されると共に、これに伴って目標コモンレール圧が低く設定されるが、仮に高圧燃料ポンプ５を停止させてもコモンレール６内に残留している燃料の影響により実コモンレール圧は急速には低下しないので、燃料噴射期間が極端に短くなり、その結果、短時間で大きな熱発生を伴う急速燃焼が発生してノック音が生じることがあり、これは、ＮＶＨ上好ましくない問題である。この対策として、特許文献１に記載のもののように、主噴射を分割して、一部の燃料をパイロット噴射に当てることにより、燃焼を緩慢にさせて、ノック音の発生を防止することが考えられるが、このように主噴射を分割してパイロット噴射を行うと、エンジントルク等の動力性能に影響を与える虞がある。
Incidentally, as described in the background art, when the
また、別の対策として、例えば、コモンレールに減圧弁を設け、減速時に該減圧弁を作動させて、コモンレール圧を低下させることが考えられるが、この場合、エンジンのコストが高くなるという問題がある。 As another countermeasure, for example, a pressure reducing valve may be provided on the common rail, and the pressure reducing valve may be operated during deceleration to lower the common rail pressure. In this case, however, there is a problem that the cost of the engine increases. .
そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ５０は、前記通常の燃料噴射制御の他、減速時における所定の条件を満たしたときに、ポスト噴射（圧縮上死点近傍で燃料を噴射する主噴射より後の膨張行程中に燃料を噴射）を実行するように構成されており、以下、図３に示すフローチャートを用いて、本発明に係る燃料噴射制御の一例を説明する。
Therefore, in the present embodiment, the
まず、ステップＳ１で、前記各種センサで検出された各種信号を読み込む。そして、ステップＳ２では、減速中か否かを判定する。ここで、減速中か否かは、アクセル開度センサで検出されたアクセル開度が５％以下か否かに基づいて、５％以下であれば減速中と判定し、それ以外であれば減速中でないと判定する。また、ステップＳ３では、現在の実コモンレール圧（図６では実圧と表記）が所定圧Ｐａ以上か否かを判定する。ここで、この所定圧Ｐａは、これ以上になるとノック音が発生しやすくなるときの値であり、例えば５０ＭＰａ程度の値である。なお、この所定圧Ｐａが、特許請求の範囲の請求項２における所定圧に対応する。また、ステップＳ４では、現在の実コモンレール圧から目標コモンレール圧（図６ではもく目標圧と表記）を減算した値が、所定圧Ｐｏ以上か否かを判定する。ここで、この所定圧Ｐｏは、例えば５ＭＰａ程度の値であり、特許請求の範囲の請求項５における実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧に関する所定圧に対応する。
First, in step S1, various signals detected by the various sensors are read. In step S2, it is determined whether or not the vehicle is decelerating. Here, whether or not the vehicle is decelerating is determined based on whether or not the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor is 5% or less. Judge that it is not in. In step S3, it is determined whether or not the current actual common rail pressure (indicated as actual pressure in FIG. 6) is equal to or higher than a predetermined pressure Pa. Here, the predetermined pressure Pa is a value at which a knocking noise is likely to occur when the pressure is higher than this, for example, a value of about 50 MPa. The predetermined pressure Pa corresponds to the predetermined pressure in
そして、ステップＳ２〜Ｓ３の判定がいずれか１つでもＮＯのときは、すなわち、減速中でなく、または実コモンレール圧が所定圧Ｐａ以上でなく、または実コモンレール圧から目標コモンレール圧を減算した値が所定圧Ｐｏ以上でないときは、ステップＳ５で、図２に示すマップに基づく噴射制御を行う。 If any one of the determinations in steps S2 to S3 is NO, that is, the vehicle is not decelerating, the actual common rail pressure is not equal to or higher than the predetermined pressure Pa, or the target common rail pressure is subtracted from the actual common rail pressure. If the pressure is not equal to or higher than the predetermined pressure Po, injection control based on the map shown in FIG. 2 is performed in step S5.
一方、ステップＳ２〜Ｓ４の判定がＹＥＳのとき、すなわち、減速中で、実コモンレール圧が所定圧Ｐａ以上で、かつ実コモンレール圧から目標コモンレール圧を減算した値が所定圧Ｐｏ以上のときは、ステップＳ６で、主噴射に加えて、ポスト噴射を行う。ここで、この具体例について説明すると、図４（ａ）に示すように、主噴射は、圧縮上死点（クランク角０°）においてアクセル開度に応じた量の燃料が噴射される。ポスト噴射は、４段噴射で行われ、第１段〜第４段のポスト噴射Ｐｏ１，Ｐｏ２，Ｐｏ３，Ｐｏ４は、例えば圧縮上死点後１０°，４３°，９０°，９８°のタイミングで、それぞれ１ｍＱ（ミリキュービック）噴射される。ポスト噴射を４ｍＱの１回噴射とせず、複数回に分割して行うのは、１回当たりの噴射量を少量とすることができ、実コモンレール圧の制御性を良好なものとすることができるからである。なお、図４は、例えばエンジン回転数が１０００ｒｐｍ程度の場合の例を示しているが、ポスト噴射Ｐｏ１，Ｐｏ２，Ｐｏ３，Ｐｏ４の各タイミング、及び噴射量は、エンジン回転数やエンジン負荷等に応じて例えばマップ等を参照することにより変更可能としてもよい。
On the other hand, when the determination in steps S2 to S4 is YES, that is, during deceleration, the actual common rail pressure is equal to or higher than the predetermined pressure Pa, and the value obtained by subtracting the target common rail pressure from the actual common rail pressure is equal to or higher than the predetermined pressure Po. In step S6, post injection is performed in addition to main injection. This specific example will now be described. As shown in FIG. 4A, in the main injection, an amount of fuel corresponding to the accelerator opening is injected at the compression top dead center (crank
次に、本実施の形態の作用について説明する。すなわち、図５に示すように、車両の走行中に、乗員のアクセルペダル操作によりアクセル開度が５％以下となると、目標コモンレール圧（図７では目標圧と示している）が低下する。そして、この目標コモンレール圧が例えば所定圧Ｐａよりも小さい値に設定され、このときの実コモンレール圧が所定圧Ｐａ以上のときは、所定圧Ｐａ未満となるまでの間、主噴射に加えてポスト噴射が実行され（図４（ａ）に示す態様）、所定圧Ｐａ未満となると、図２のマップに基づく通常制御が行われる。すなわち、減速開始してから実コモンレール圧が所定圧Ｐａ未満となるまでの間は、このポスト噴射の分多く燃料が噴射されることとなり、実コモンレール圧が、従来（点線で示す）と比較して、ノック音の発生しにくいＰａ未満の状態にまで速やかに低下することとなる。換言すれば、減速開始後における実コモンレール圧がＰａ以上となっている時間が短くなり、つまりノック音の発生し得る時間が短くなり、ノック音の発生が抑制されることとなる。 Next, the operation of the present embodiment will be described. That is, as shown in FIG. 5, when the accelerator opening becomes 5% or less due to the occupant's accelerator pedal operation while the vehicle is running, the target common rail pressure (shown as target pressure in FIG. 7) decreases. The target common rail pressure is set to a value smaller than, for example, a predetermined pressure Pa. When the actual common rail pressure at this time is equal to or higher than the predetermined pressure Pa, the post-in addition to the main injection until the pressure becomes less than the predetermined pressure Pa. When the injection is executed (the mode shown in FIG. 4A) and becomes less than the predetermined pressure Pa, the normal control based on the map of FIG. 2 is performed. That is, from the start of deceleration until the actual common rail pressure becomes less than the predetermined pressure Pa, more fuel is injected by this post-injection, and the actual common rail pressure is compared with the conventional (indicated by the dotted line). As a result, it quickly decreases to a state of less than Pa where knock noise is unlikely to occur. In other words, the time during which the actual common rail pressure is equal to or higher than Pa after the start of deceleration is shortened, that is, the time during which knock noise can be generated is shortened, and the generation of knock noise is suppressed.
その場合に、ポスト噴射は、パイロット噴射とは異なり、燃料トルクに寄与しないため、動力性能に与える影響が少ないので、燃料の噴射量を比較的大きな量に設定することができ、パイロット噴射を行う場合よりも、実コモンレール圧を速やかに低下させて、ノック音の発生を効果的に抑制することができる。 In this case, unlike the pilot injection, the post injection does not contribute to the fuel torque, and therefore has little influence on the power performance. Therefore, the fuel injection amount can be set to a relatively large amount, and the pilot injection is performed. As compared with the case, the actual common rail pressure can be quickly reduced to effectively suppress the generation of knock noise.
ところで、このようにポスト噴射を行うと、ポスト噴射を行わない場合よりも、燃料をよけいに噴射することとなり、燃費に悪影響を与えることとなるが、本発明者たちの研究によれば、ノック音は、実コモンレール圧が低い場合には発生しにくいことがわかった。そこで、本実施の形態においては、実コモンレール圧が所定圧Ｐａ以上のときに限り、ポスト噴射を実行するようにしたものであり、これによれば、燃費の悪化を抑制しつつ、実コモンレール圧を迅速に低下させて、ノック音の発生を抑制することができる。 By the way, if post-injection is performed in this way, fuel will be injected more effectively than if no post-injection is performed, which will adversely affect fuel efficiency. It was found that the sound is less likely to occur when the actual common rail pressure is low. Therefore, in the present embodiment, post-injection is executed only when the actual common rail pressure is equal to or higher than the predetermined pressure Pa. According to this, the actual common rail pressure is suppressed while suppressing deterioration of fuel consumption. Can be quickly reduced to suppress the occurrence of knock noise.
また、前述したように、本実施の形態においては、減速時における実コモンレール圧が目標コモンレール圧に対して所定圧Ｐｏ以上高いときに、ポスト噴射を実行するようにしたものである。すなわち、減速時においては、目標コモンレール圧は、図５に示すように、比較的急速に低下設定されるが、減速時における実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差が所定圧以内となった場合には、実コモンレール圧はほぼ予定のところまで低下したわけであるから、この場合、そのままポスト噴射を継続して急激にコモンレール圧を低下させる必要性が少ない。そこで、このような場合には、ポスト噴射を取りやめるようにしたものであり、これにより、燃費の悪化を抑制することができる。なお、この場合においても、実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧が所定圧Ｐｏ以内となるまでの間は、ポスト噴射が行われるので、当然ながら、実コモンレール圧を速やかに低下させて、ノック音の発生を抑制することができる。 Further, as described above, in the present embodiment, post injection is performed when the actual common rail pressure during deceleration is higher than the target common rail pressure by a predetermined pressure Po or more. That is, when the vehicle is decelerated, the target common rail pressure is set to decrease relatively rapidly as shown in FIG. 5, but the difference between the actual common rail pressure and the target common rail pressure during deceleration is within a predetermined pressure. In this case, since the actual common rail pressure has been reduced to almost the expected value, in this case, there is little need to continue the post injection and reduce the common rail pressure rapidly. Therefore, in such a case, post-injection is canceled, so that deterioration of fuel consumption can be suppressed. Even in this case, since the post injection is performed until the differential pressure between the actual common rail pressure and the target common rail pressure is within the predetermined pressure Po, naturally, the actual common rail pressure is quickly reduced, Generation of knocking noise can be suppressed.
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、基本構成については、第１の実施の形態で説明した図１と同様の構成であるので説明は省略し、図６に示すフローチャートの説明から行う。 Next, a second embodiment will be described. Note that the basic configuration is the same as that of FIG. 1 described in the first embodiment, and therefore description thereof is omitted, and description is made from the description of the flowchart shown in FIG.
まず、ステップＳ１１で、前記各種センサで検出された各種信号を読み込む。そして、ステップＳ１２〜Ｓ１５で、各種の判定を行う。すなわち、ステップ１Ｓ２では、減速中か否かを判定する。ここで、減速中か否かは、アクセル開度センサで検出されたアクセル開度が５％以下か否かに基づいて、５％以下であれば減速中と判定し、それ以外であれば減速中でないと判定する。また、ステップＳ１３では、現在の実コモンレール圧が第１所定圧Ｐａ以上か否かを判定する。ここで、この第１所定圧Ｐａは、これ以上になるとノック音が発生しやすくなるときの値であり、例えば５０ＭＰａ程度の値である。なお、この第１所定圧Ｐａが、特許請求の範囲の請求項３における第１所定圧に対応する。また、ステップＳ１４では、実コモンレール圧から目標コモンレール圧を減算した値が、所定圧Ｐｏ以上か否かを判定する。ここで、この所定圧Ｐｏは、例えば５ＭＰａ程度の値であり、特許請求の範囲の請求項５における実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧に関する所定圧に対応する。また、ステップＳ１５では、実コモンレール圧が第２所定圧Ｐｂ以上か否かを判定する。ここで、この第２所定圧Ｐｂは、第１所定圧Ｐａよりも大きな例えば１００ＭＰａ程度の値であり、特許請求の範囲の請求項３における第２所定圧に対応する。
First, in step S11, various signals detected by the various sensors are read. Various determinations are made in steps S12 to S15. That is, in step 1S2, it is determined whether or not the vehicle is decelerating. Here, whether or not the vehicle is decelerating is determined based on whether or not the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor is 5% or less. Judge that it is not in. In step S13, it is determined whether or not the current actual common rail pressure is equal to or higher than a first predetermined pressure Pa. Here, the first predetermined pressure Pa is a value when a knocking noise is likely to occur when the pressure exceeds the first predetermined pressure Pa, and is, for example, a value of about 50 MPa. In addition, this 1st predetermined pressure Pa respond | corresponds to the 1st predetermined pressure in
そして、ステップＳ１２〜Ｓ１４の判定がいずれか１つでもＮＯのときは、すなわち、減速中でなく、または実コモンレール圧が第１所定圧Ｐａ以上でなく、または実コモンレール圧から目標コモンレール圧を減算した値が所定圧Ｐｏ以上でないときは、ステップＳ１６で、図２に示すマップに基づく噴射制御を行う。 If any one of the determinations in steps S12 to S14 is NO, that is, the vehicle is not decelerating, the actual common rail pressure is not equal to or higher than the first predetermined pressure Pa, or the target common rail pressure is subtracted from the actual common rail pressure. If the measured value is not equal to or higher than the predetermined pressure Po, injection control based on the map shown in FIG. 2 is performed in step S16.
一方、ステップＳ１２〜Ｓ１５の判定の全てがＹＥＳのとき、すなわち、減速中で、実コモンレール圧が第１所定圧Ｐａ以上で、実コモンレール圧から目標コモンレール圧を減算した値が所定圧Ｐｏ以上で、かつ実コモンレール圧が第２所定圧Ｐｂ以上のときは、ステップＳ１７で、主噴射に加えて、ポスト噴射を行う。ここで、このポスト噴射の具体内容は、第１の実施の形態において図４（ａ）により説明した通りである。 On the other hand, when all the determinations in steps S12 to S15 are YES, that is, during deceleration, the actual common rail pressure is equal to or higher than the first predetermined pressure Pa, and the value obtained by subtracting the target common rail pressure from the actual common rail pressure is equal to or higher than the predetermined pressure Po. When the actual common rail pressure is equal to or higher than the second predetermined pressure Pb, post injection is performed in addition to the main injection in step S17. Here, the specific contents of the post injection are as described in FIG. 4A in the first embodiment.
一方、ステップＳ１２〜Ｓ１４の判定がＹＥＳで、ステップＳ１５の判定がＮＯのとき、すなわち、減速中で、実コモンレール圧が第１所定圧Ｐａ以上だが第２所定圧Ｐｂ未満で、実コモンレール圧から目標コモンレール圧を減算した値が所定圧Ｐｏ以上のときは、ステップＳ１８で、主噴射に加えて、パイロット噴射を行う。ここで、この具体例について説明すると、図４（ｂ）に示すように、主噴射は、圧縮上死点（クランク角０°）において、アクセル開度に応じた量の燃料が噴射される。パイロット噴射は、２段噴射で行われ、第１段、第２段のパイロット噴射Ｐｉ１，Ｐｉ２は、例えば圧縮上死点（クランク角０°）前２６°，１５°のタイミングで、それぞれ１ｍＱ（ミリキュービック）噴射される。なお、減速時にパイロット噴射を行ったとしても、減速初期においては、実コモンレール圧が比較的高く、かつエアも十分に取り込まれるため、スモーク発生の虞は少ない。
On the other hand, when the determination in steps S12 to S14 is YES and the determination in step S15 is NO, that is, during deceleration, the actual common rail pressure is equal to or higher than the first predetermined pressure Pa but less than the second predetermined pressure Pb, and the actual common rail pressure is exceeded. When the value obtained by subtracting the target common rail pressure is equal to or higher than the predetermined pressure Po, pilot injection is performed in step S18 in addition to the main injection. Here, this specific example will be described. As shown in FIG. 4B, in the main injection, an amount of fuel corresponding to the accelerator opening is injected at the compression top dead center (crank
ここで、パイロット噴射Ｐｉ１，Ｐｉ２、及びポスト噴射Ｐｏ１，Ｐｏ２，Ｐｏ３，Ｐｏ４の各タイミング、噴射量は、エンジン回転数やエンジン負荷等に基づいて例えばマップを参照することにより変更可能としてもよい。 Here, each timing and injection amount of the pilot injections Pi1, Pi2, and post injections Po1, Po2, Po3, Po4 may be changed by referring to a map, for example, based on the engine speed, the engine load, and the like.
次に、第２の実施の形態の作用について説明する。すなわち、図７に示すように、車両の走行中に、乗員のアクセルペダル操作によりアクセル開度が５％以下となると、目標コモンレール圧が低下する。そして、この目標コモンレール圧が例えば第１所定圧Ｐａよりも小さい値に設定され、このときの実コモンレール圧が第２所定圧Ｐｂ以上のときは、第２所定圧Ｐｂ未満となるまでの間、主噴射に加えてポスト噴射が実行され（図４（ａ）に示す態様）、実コモンレール圧が第２所定圧Ｐｂ未満となると、第１所定圧Ｐａ未満となるまでの間、主噴射に加えてパイロット噴射が実行され（図４（ｂ）に示す態様）、実コモンレール圧が第１所定圧Ｐａ未満となると、図２のマップに基づく通常制御が行われる。したがって、実コモンレール圧が、従来（点線で示す）と比較して、ノック音の発生しにくいＰａ未満の状態にまで速やかに低下する。換言すれば、減速開始後における実コモンレール圧がＰａ以上となっている時間が短くなり、つまりノック音の発生し得る時間が短くなり、ノック音の発生が抑制されることとなる。 Next, the operation of the second embodiment will be described. That is, as shown in FIG. 7, when the accelerator opening becomes 5% or less due to the operation of the accelerator pedal by the occupant while the vehicle is running, the target common rail pressure decreases. And this target common rail pressure is set to a value smaller than, for example, the first predetermined pressure Pa, and when the actual common rail pressure at this time is equal to or higher than the second predetermined pressure Pb, until it becomes less than the second predetermined pressure Pb, In addition to the main injection, post injection is performed (the mode shown in FIG. 4A). When the actual common rail pressure becomes less than the second predetermined pressure Pb, it is added to the main injection until it becomes less than the first predetermined pressure Pa. When the pilot injection is executed (the mode shown in FIG. 4B) and the actual common rail pressure becomes less than the first predetermined pressure Pa, the normal control based on the map of FIG. 2 is performed. Therefore, the actual common rail pressure is quickly reduced to a state of less than Pa where knock noise is less likely to occur than in the conventional case (indicated by a dotted line). In other words, the time during which the actual common rail pressure is equal to or higher than Pa after the start of deceleration is shortened, that is, the time during which knock noise can be generated is shortened, and the generation of knock noise is suppressed.
なお、パイロット噴射は、実コモンレール圧が第２所定圧Ｐｂ未満のとき、すなわち実コモンレール圧がある程度下り、ノック音の発生のピークが過ぎてから行われるので、このパイロット噴射の燃料噴射量は、ポスト噴射の燃料噴射量よりも少なくてよい。つまり、パイロット噴射において大量に燃料噴射を行うと、エンジン１の運転状態に影響を与える虞があるが、実コモンレール圧が第２所定圧Ｐｂ未満となってからパイロット噴射を行うので、第２所定圧Ｐｂ以上のときからパイロット噴射を行う場合よりも、パイロット噴射の燃料噴射量が少なくてすみ、エンジン１の運転状態に与える影響が少なくてすむ。すなわち、動力性能に与える影響を抑制しつつ、実コモンレール圧を速やかに低下させて、ノック音の発生を効果的に抑制することができる。
Note that the pilot injection is performed when the actual common rail pressure is less than the second predetermined pressure Pb, that is, after the actual common rail pressure has dropped to some extent and the knocking noise peak has passed, so the fuel injection amount of this pilot injection is It may be less than the fuel injection amount of post injection. That is, if a large amount of fuel is injected in the pilot injection, the operating state of the
また、これを別の観点からとらえると、第２所定圧Ｐｂ以上のときに限り、つまり、実コモンレール圧をパイロット噴射では十分に低下させることができないほど高い場合に限り、ポスト噴射が実行されるので、燃費の悪化を抑制しつつ、実コモンレール圧を速やかに低下させて、ノック音の発生を抑制することができることともなる。 From another point of view, post-injection is executed only when the pressure is equal to or higher than the second predetermined pressure Pb, that is, only when the actual common rail pressure cannot be sufficiently reduced by pilot injection. Therefore, it is possible to quickly reduce the actual common rail pressure and suppress the occurrence of knocking noise while suppressing deterioration of fuel consumption.
また、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態同様、減速時における実コモンレール圧が目標コモンレール圧に対して所定圧Ｐｏ以上高いときに、ポスト噴射を実行するようにしており、これにより、第１の実施の形態で説明したのと同様の作用効果が得られることとなる。 Also in the second embodiment, as in the first embodiment, when the actual common rail pressure during deceleration is higher than the target common rail pressure by a predetermined pressure Po or more, post injection is performed. As a result, the same effect as described in the first embodiment can be obtained.
なお、第２の実施の形態においては、ステップＳ１５において実コモンレール圧が第２所定圧Ｐｂ以上のとき（ステップＳ１５）は、ステップＳ１８において主噴射に加えてポスト噴射のみを追加するようにしたが、図４（ｃ）に示すように、パイロット噴射、主噴射、ポスト噴射の全てを実行するようにしてもよい。これによれば、減速時に、パイロット噴射の分、より多くの燃料が噴射されることとなり、実コモンレール圧が一層速やかにかつ確実に低下することとなる。 In the second embodiment, when the actual common rail pressure is equal to or higher than the second predetermined pressure Pb in step S15 (step S15), only post injection is added in addition to main injection in step S18. As shown in FIG. 4C, all of pilot injection, main injection, and post injection may be executed. According to this, at the time of deceleration, more fuel is injected as much as pilot injection, and the actual common rail pressure is more quickly and reliably reduced.
本発明は、燃料噴射弁からコモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射するように構成されたエンジンの燃料噴射装置に広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to engine fuel injection devices configured to inject high-pressure fuel stored in a common rail from a fuel injection valve.
１ エンジン
４ インジェクタ（燃料噴射弁）
５ 高圧燃料ポンプ（燃料供給手段）
６ コモンレール
５０ コントロールユニット（目標コモンレール圧設定手段、燃料供給手段、噴射制御手段）
Ｐａ 所定圧、第１所定圧
Ｐｂ 第２所定圧
Ｐｏ 所定圧
1
5 High-pressure fuel pump (fuel supply means)
6
Pa predetermined pressure, first predetermined pressure Pb second predetermined pressure Po predetermined pressure
Claims (6)
減速時、主噴射後の所定のタイミングでポスト噴射を実行する噴射制御手段が備えられていることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 A fuel injection valve, a common rail for storing fuel injected from the fuel injection valve, target common rail pressure setting means for setting a target common rail pressure according to engine operating conditions, and an actual common rail pressure applied to the common rail. A fuel injection device for an engine provided with fuel supply means for supplying fuel so as to achieve a target common rail pressure set by a setting means,
An engine fuel injection device, comprising: an injection control means for executing post injection at a predetermined timing after main injection during deceleration.
前記噴射制御手段は、減速時における実コモンレール圧が所定圧以上のときに、ポスト噴射を実行することを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 The fuel injection device for an engine according to claim 1,
The fuel injection device for an engine, wherein the injection control means executes post injection when the actual common rail pressure during deceleration is equal to or higher than a predetermined pressure.
前記噴射制御手段は、減速時における実コモンレール圧が第１所定圧以上で第２所定圧未満のときは、主噴射前の所定のタイミングでパイロット噴射を実行し、第２所定圧以上のときに、ポスト噴射を実行することを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 The fuel injection device for an engine according to claim 1,
The injection control means executes pilot injection at a predetermined timing before main injection when the actual common rail pressure during deceleration is equal to or higher than the first predetermined pressure and lower than the second predetermined pressure, and when the actual common rail pressure is equal to or higher than the second predetermined pressure. A fuel injection device for an engine that performs post-injection.
前記噴射制御手段は、減速時における実コモンレール圧が第１所定圧以上で第２所定圧未満のときは、主噴射前の所定のタイミングでパイロット噴射を実行し、第２所定圧以上のときに、パイロット噴射及びポスト噴射の両方を実行することを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 The fuel injection device for an engine according to claim 1,
The injection control means executes pilot injection at a predetermined timing before main injection when the actual common rail pressure during deceleration is equal to or higher than the first predetermined pressure and lower than the second predetermined pressure, and when the actual common rail pressure is equal to or higher than the second predetermined pressure. An engine fuel injection apparatus that performs both pilot injection and post injection.
前記噴射制御手段は、減速時における実コモンレール圧が、前記目標コモンレール圧設定手段で設定された目標コモンレール圧に対して所定圧以上高いときに、ポスト噴射を実行することを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 The fuel injection device for an engine according to claim 1,
The engine fuel is characterized in that the injection control means performs post-injection when an actual common rail pressure during deceleration is higher than a target common rail pressure set by the target common rail pressure setting means by a predetermined pressure or more. Injection device.
前記ポスト噴射は、複数回に分割して行われることを特徴とするエンジンの燃料噴射装置。 The engine fuel injection device according to any one of claims 1 to 5,
The fuel injection device for an engine, wherein the post-injection is divided into a plurality of times.
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|---|---|---|---|---|
| JP2010071132A (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Fuel supply device for engine |
| JP2020175711A (en) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle and control method for hybrid vehicle |
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2006
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