JP2008215186A - Fuel injection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料を内燃機関に噴射するための燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device for injecting fuel into an internal combustion engine.
従来の燃料噴射装置は、電荷の充放電により伸縮するピエゾスタックを用いてノズルの開閉弁作動を制御するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の燃料噴射装置は、ピエゾスタックに印加される充電電圧(以下、ピエゾ電圧という)とピエゾスタックの伸縮量との関係が、個体間でばらつくとともに、経時劣化によっても変化してしまう。そのため、個体間ばらつきにより噴射開始時期が目標噴射開始時期からずれたり、或いは経時劣化により噴射開始時期が経時変化してしまい、噴射開始時期や噴射量を精度よく制御することができないという問題があった。 However, in the conventional fuel injection device, the relationship between the charging voltage applied to the piezo stack (hereinafter referred to as piezo voltage) and the amount of expansion / contraction of the piezo stack varies among individuals and also changes with time. As a result, the injection start timing deviates from the target injection start timing due to individual variation, or the injection start timing changes over time due to deterioration over time, and there is a problem that the injection start timing and the injection amount cannot be accurately controlled. It was.
本発明は上記点に鑑みて、ピエゾスタックの特性の個体間ばらつきや経時劣化に拘わらず、噴射開始時期や噴射量を精度よく制御可能にすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, it is an object of the present invention to make it possible to control the injection start timing and the injection amount with high accuracy regardless of the variability of individual characteristics of the piezo stack and the deterioration over time.
本発明は、ピエゾスタック(41)に充電することにより制御弁(3)がバルブ室(14)と高圧燃料通路(13)との間を閉じてノズル(2)を開弁させるように構成された燃料噴射弁(1)を有する燃料噴射装置であって、ピエゾスタック(41)が発生する荷重を検出する荷重センサ(7)と、ピエゾスタック(41)に充電電流を供給する駆動回路(130)と、この駆動回路(130)に駆動信号を出力して駆動回路(130)の作動を制御する制御装置(140)と、ピエゾスタック(41)への充電を開始してからピエゾスタック(41)の荷重が閾値に達するまでの制御弁応答時間を算出する応答時間算出手段(S104)と、制御弁応答時間が目標制御弁応答時間に一致するように駆動信号を補正する応答時間補正手段(S106)を備えることを特徴とする。 The present invention is configured such that by charging the piezo stack (41), the control valve (3) closes the space between the valve chamber (14) and the high-pressure fuel passage (13) to open the nozzle (2). A fuel injection device having a fuel injection valve (1), a load sensor (7) for detecting a load generated by the piezo stack (41), and a drive circuit (130 for supplying a charging current to the piezo stack (41). ), A control device (140) for controlling the operation of the drive circuit (130) by outputting a drive signal to the drive circuit (130), and charging the piezo stack (41) after starting the piezo stack (41) ) Response time calculation means (S104) for calculating the control valve response time until the load reaches the threshold value, and response time correction means (S104) for correcting the drive signal so that the control valve response time matches the target control valve response time. Characterized in that it comprises 106).
ここで、ピエゾスタック(41)への充電を開始してから噴射が開始されるまでの時間のうち、ピエゾスタック(41)への充電を開始してから制御弁(3)がバルブ室(14)と高圧燃料通路(13)との間を閉じるまでの時間はピエゾスタック(41)の特性の影響を受けるが、制御弁(3)がバルブ室(14)と高圧燃料通路(13)との間を閉じてから噴射が開始されるまでの時間はピエゾスタック(41)の特性の影響を受けない。 Here, of the time from the start of charging to the piezo stack (41) to the start of injection, the control valve (3) is connected to the valve chamber (14) from the start of charging to the piezo stack (41). ) And the high-pressure fuel passage (13) is affected by the characteristics of the piezo stack (41), but the control valve (3) is connected between the valve chamber (14) and the high-pressure fuel passage (13). The time from when the interval is closed to when the injection is started is not affected by the characteristics of the piezo stack (41).
そして、本発明では、ピエゾスタック(41)の荷重が閾値に達したときに制御弁(3)がバルブ室(14)と高圧燃料通路(13)との間を閉じたと判断して制御弁応答時間を算出する。したがって、本発明によれば、ピエゾスタック(41)の特性の個体間ばらつきや経時劣化に拘わらず、制御弁応答時間を目標制御弁応答時間に一致させることができるため、ピエゾスタック(41)の特性の個体間ばらつきや経時劣化に拘わらず、噴射開始時期や噴射量を精度よく制御することができる。 In the present invention, when the load of the piezo stack (41) reaches a threshold value, the control valve (3) determines that the space between the valve chamber (14) and the high-pressure fuel passage (13) is closed, and the control valve response. Calculate time. Therefore, according to the present invention, the control valve response time can be made to coincide with the target control valve response time regardless of the individual variation of the characteristics of the piezo stack (41) or deterioration with time. The injection start timing and the injection amount can be accurately controlled regardless of the individual variation in characteristics and deterioration with time.
この場合、駆動信号の補正によりピエゾスタック(41)に対する充電速度が変更されるようにすれば、制御弁応答時間を容易に調節することができる。 In this case, if the charging speed for the piezo stack (41) is changed by correcting the drive signal, the control valve response time can be easily adjusted.
ところで、制御弁(3)が高圧側シート面(34)に当接した状態では、制御弁(3)は高圧燃料通路(13)の燃料圧力によって高圧側シート面(34)から離れる向きに付勢されるため、バルブ室(14)と高圧燃料通路(13)との間を確実に閉じた状態にするには、燃料圧力が高くなるほど制御弁(3)を高圧側シート面(34)に大きな力で押し付ける必要がある。 By the way, when the control valve (3) is in contact with the high pressure side seat surface (34), the control valve (3) is attached in a direction away from the high pressure side seat surface (34) by the fuel pressure in the high pressure fuel passage (13). Therefore, in order to ensure that the space between the valve chamber (14) and the high pressure fuel passage (13) is closed, the control valve (3) is moved to the high pressure side seat surface (34) as the fuel pressure increases. It is necessary to press with great force.
そこで、高圧燃料通路(13)の燃料圧力が高くなるほど閾値の値を大きくすることにより、制御弁(3)がバルブ室(14)と高圧燃料通路(13)との間を実質的に閉じたタイミングを正確に検出することができ、ひいては制御弁応答時間を正確に算出することができる。 Therefore, by increasing the threshold value as the fuel pressure in the high pressure fuel passage (13) increases, the control valve (3) substantially closes the space between the valve chamber (14) and the high pressure fuel passage (13). The timing can be accurately detected, and thus the control valve response time can be accurately calculated.
また、充電開始時刻から所定時間が経過したときに荷重センサ(7)で検出したピエゾスタック(41)の荷重を第1時刻荷重とし、所定時間が経過した後さらに所定時間が経過したときに荷重センサ(7)で検出したピエゾスタック(41)の荷重を第2時刻荷重としたとき、第2時刻荷重が第1時刻荷重以上の場合に異常状態であると判定することができる。 Further, the load of the piezo stack (41) detected by the load sensor (7) when a predetermined time has elapsed from the charging start time is defined as a first time load, and the load is applied when a predetermined time elapses after the predetermined time elapses. When the load of the piezo stack (41) detected by the sensor (7) is the second time load, it can be determined that the second time load is equal to or greater than the first time load.
ここで、第1時刻荷重は、制御弁(3)が低圧側シート面(33)から離れるタイミング近傍でのピエゾスタック(41)の荷重に相当し、第2時刻荷重は、制御弁(3)が高圧側シート面(34)に当接する直前でのピエゾスタック(41)の荷重に相当する。これによると、ピエゾスタック(41)の異常等による制御弁(3)の作動不良を検出することができる。 Here, the first time load corresponds to the load of the piezo stack (41) in the vicinity of the timing when the control valve (3) leaves the low pressure side seat surface (33), and the second time load is the control valve (3). Corresponds to the load of the piezo stack (41) immediately before coming into contact with the high-pressure side seat surface (34). According to this, it is possible to detect a malfunction of the control valve (3) due to an abnormality of the piezo stack (41).
また、制御弁応答時間が許容時間範囲を外れている場合に異常状態であると判定するようにすれば、ピエゾスタック(41)の異常等による制御弁(3)の作動不良を検出することができる。 Further, if it is determined that the control valve response time is out of the allowable time range, it is possible to detect a malfunction of the control valve (3) due to an abnormality of the piezo stack (41). it can.
また、ピエゾスタック(41)の充電が完了した後に荷重センサ(7)で検出したピエゾスタック(41)の荷重を充電後荷重としたとき、この充電後荷重が許容荷重範囲に入るように駆動信号を補正することができる。 Further, when the load of the piezo stack (41) detected by the load sensor (7) after the piezo stack (41) is completely charged is used as the post-charge load, the drive signal is set so that the post-charge load falls within the allowable load range. Can be corrected.
このようにすれば、高圧側シート面(34)への制御弁押し付け荷重が不足することによるシール不良を防止できるとともに、過大な制御弁押し付け荷重による制御弁(3)や高圧側シート面(34)の摩耗を防止ないしは抑制することができる。 In this way, it is possible to prevent a seal failure due to insufficient control valve pressing load on the high pressure side seat surface (34), and to control the control valve (3) or high pressure side seat surface (34 due to excessive control valve pressing load. ) Can be prevented or suppressed.
また、駆動信号の補正によりピエゾスタック(41)に対する充電エネルギ量が変更されるようにすれば、充電後荷重を容易に調節することができる。 Further, if the charge energy amount for the piezo stack (41) is changed by correcting the drive signal, the post-charge load can be easily adjusted.
また、ピエゾスタック(41)に対する充電エネルギ量の補正値が予め規定された許容範囲を外れる場合に異常状態であると判定するようにすれば、ピエゾスタック(41)の異常等を検出することができる。 Further, if it is determined that the state is abnormal when the correction value of the charge energy amount for the piezo stack (41) is out of a predetermined allowable range, an abnormality of the piezo stack (41) can be detected. it can.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
本発明の一実施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置の全体構成を示す断面図、図2は図1のA部の拡大断面図、図3は図1の荷重センサおよびピエゾスタックを示す斜視図である。 An embodiment of the present invention will be described. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a fuel injection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view showing a load sensor and a piezo stack in FIG. It is.
本実施形態の燃料噴射装置は、多気筒内燃機関(より詳細にはディーゼルエンジン、図示せず)のシリンダヘッドに燃料噴射弁1が装着され、蓄圧器(図示せず)内に蓄えられた高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴射するものである。 The fuel injection device according to the present embodiment has a high pressure stored in a pressure accumulator (not shown) in which a fuel injection valve 1 is mounted on a cylinder head of a multi-cylinder internal combustion engine (more specifically, a diesel engine, not shown). The fuel is injected into the cylinder of the internal combustion engine.
図1〜図3に示すように、燃料噴射弁1のボデー1aは、蓄圧器からの高圧燃料が導入される燃料入口部11と、燃料噴射弁1内部の燃料を燃料タンク100に向けて流出させる燃料出口部12とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ボデー1aの軸方向一端側に、開弁時に燃料を噴射するノズル2が配置されている。このノズル2は、ボデー1aに摺動自在に保持されたニードル21と、ニードル21を閉弁向きに付勢するノズルスプリング22と、ニードル21のピストン部21aが挿入されたノズルシリンダ23とを有している。
A
ボデー1aの軸方向一端には、高圧燃料通路13を介して燃料入口部11と連通する噴孔24が形成され、この噴孔24から高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴出させるようになっている。この噴孔24の上流側にテーパ状の弁座25が形成されており、ニードル21に形成されたシート部21bが弁座25に接離することにより噴孔24が開閉される。
At one end in the axial direction of the
ピストン部21aは、ノズルシリンダ23に摺動自在に且つ液密的に挿入されており、ピストン部21aとノズルシリンダ23とにより、内部の燃料圧力が高圧と低圧に切り替えられる制御室26が形成されている。そして、ニードル21は、制御室26内の燃料圧力により閉弁向きに付勢されるとともに、燃料入口部11から高圧燃料通路13を介して噴孔24側に導かれる高圧燃料により開弁向きに付勢される。
The
ボデー1aの軸方向中間部には、制御室26の圧力を制御する制御弁3が収納されるバルブ室14が形成されている。制御室26は、連絡通路15を介してこのバルブ室14と常時連通されている。より詳細には、制御室26は、バルブ室14のみと連通している。この連絡通路15には、コモンオリフィス50が設けられている。
A
バルブ室14は、高圧燃料通路13から分岐された高圧連絡通路13aが接続されている。また、バルブ室14は、低圧燃料通路16を介して燃料出口部12に接続されている。この低圧燃料通路16には、アウトオリフィス60が設けられている。
The
制御弁3は、低圧側シート面33に接離してバルブ室14と低圧燃料通路16との間を開閉するとともに、高圧側シート面34に接離してバルブ室14と高圧連絡通路13aとの間を開閉する弁体31と、バルブ室14と高圧連絡通路13aとの間が開かれるとともにバルブ室14と低圧燃料通路16との間が閉じられる向きに弁体31を付勢するバルブスプリング32とを有している。
The
ボデー1aの軸方向他端側には、制御弁3を駆動するアクチュエータ4が収納されるアクチュエータ室17が形成されている。このアクチュエータ室17は、低圧連絡通路16aを介して低圧燃料通路16に接続されている。
An
アクチュエータ4は、ピエゾ素子が多数積層されて電荷の充放電により伸縮するピエゾスタック41と、ピエゾスタック41の伸縮変位を制御弁3の弁体31に伝達する伝達部とを備えている。
The
伝達部は以下のように構成されている。アクチュエータシリンダ42に第1ピストン43および第2ピストン44が摺動自在に且つ液密的に挿入されており、第1ピストン43と第2ピストン44との間には、燃料が充填された液室45が形成されている。
The transmission unit is configured as follows. A
第1ピストン43は、第1スプリング46によりピエゾスタック41側に向かって付勢されており、ピエゾスタック41により直接駆動されるようになっている。そして、ピエゾスタック41の伸長時には、第1ピストン43により液室45の圧力が高められるようになっている。
The
第2ピストン44は、第2スプリング47により制御弁3の弁体31側に付勢されており、液室45の圧力を受けて作動して弁体31を駆動するようになっている。そして、第2ピストン44は、ピエゾスタック41の伸長時には、高圧化された液室45の圧力を受けて作動して、バルブ室14と高圧連絡通路13aとの間が閉じられるとともにバルブ室14と低圧燃料通路16との間が開かれる位置に弁体31を駆動する。一方、ピエゾスタック41の収縮時、すなわち液室45の圧力が低いときには、第2ピストン44は、第2スプリング47に抗して制御弁3のバルブスプリング32により第1ピストン43側に押し戻される。
The
ピエゾスタック41の反伝達部側には、ピエゾスタック41が発生する荷重を検出する荷重センサ7がピエゾスタック41に隣接して配置されている。この荷重センサ7は、ピエゾ素子を多数積層して構成されており、ピエゾ素子の圧電効果を利用して荷重を検出するものである。
A
燃料タンク100と燃料出口部12とを接続するリターン経路110には、低圧燃料通路16側の圧力を制御する背圧弁120が配置されている。因みに、蓄圧器内に蓄えられた高圧燃料の圧力が100MPa以上であるのに対し、背圧弁120は低圧燃料通路16側の圧力を1MPa程度に制御する。
A
ピエゾスタック41には、駆動回路130を介して充電電流が供給されるようになっている。この駆動回路130は、電子制御装置(以下、ECUという)140により制御される。
A charging current is supplied to the
本実施形態では、ピエゾスタック41をマルチスイッチング方式(以下、MS方式という)によって駆動する。
In this embodiment, the
すなわち、駆動回路130は、直流電源(図示せず)からインダクタ(図示せず)を介してピエゾスタック41に通電する経路中に、直流電源を直接切り離すことができるスイッチング素子(図示せず)を備えており、MS方式は、ECU140からの充電制御信号に基づいて当該スイッチング素子を複数回オン/オフすることにより、ピエゾスタック41を数回に分けて充電するものである。そして、スイッチング素子がオンしている間は、ピエゾスタック41へ漸増する充電電流が流れる。スイッチング素子がオフされると、フライホイール作用でピエゾスタック41へ漸減する充電電流が流れる。このようにピエゾスタック41に充電電流が流れる間、ピエゾ電圧は増加し続ける。なお、MS方式の詳細な駆動方法や回路構成等は、例えば特開2001−53348号にて周知である。
That is, the
荷重センサ7からの電荷と電圧信号は、駆動回路130を介してECU140に入力される。ECU140は、MPU1401、AD変換部1402、DSP1403等から成り、入力された電荷と電圧信号を高速A/D処理することにより、ピエゾスタック41が発生している荷重を算出する。
The charge and voltage signals from the
また、ECU140は、図示しないROM、EEPROM、RAM等を備え、MPU1401は、ROMに記憶したプログラムに従って演算処理を行う。なお、ECU140には、吸入空気量、アクセルペダルの踏み込み量、内燃機関回転数、蓄圧器内の燃料圧等を検出する各種センサ(図示せず)から信号が入力される。
The
次に、上記燃料噴射装置の作動を説明する。ピエゾスタック41に駆動回路130を介して充電電流が供給されてピエゾ電圧が上昇すると、ピエゾスタック41が伸長して第1ピストン43が駆動され、第1ピストン43により液室45の圧力が高められる。高圧化された液室45の圧力により第2ピストン44が制御弁3の弁体31側に向かって駆動される。
Next, the operation of the fuel injection device will be described. When a charging current is supplied to the
そして、第2ピストン44にて弁体31が駆動されることにより、弁体31が高圧側シート面34に当接してバルブ室14と高圧連絡通路13aとの間が閉じられるとともに、弁体31が低圧側シート面33から離れてバルブ室14と低圧燃料通路16との間が開かれる。したがって、制御室26の燃料は、コモンオリフィス50、連絡通路15、バルブ室14、アウトオリフィス60、および低圧燃料通路16を介して燃料タンク100へ戻される。
Then, when the
これにより、制御室26の圧力が低下してニードル21を閉弁向きに付勢する力が小さくなるため、ニードル21が開弁向きに移動し、シート部21bが弁座25から離れて噴孔24が開かれ、噴孔24から内燃機関の気筒内に燃料が噴射される。
As a result, the pressure in the
その後、ピエゾスタック41から電荷が放電されてピエゾ電圧が低下すると、ピエゾスタック41が縮むため第1ピストン43は第1スプリング46によりピエゾスタック41側に戻される。また、バルブスプリング32により、弁体31および第2ピストン44が第1ピストン43側に戻される。
After that, when the electric charge is discharged from the
これにより、弁体31が高圧側シート面34から離れてバルブ室14と高圧連絡通路13aとの間が開かれるとともに、弁体31が低圧側シート面33に当接してバルブ室14と低圧燃料通路16との間が閉じられる。したがって、蓄圧器からの高圧燃料が、高圧燃料通路13、高圧連絡通路13a、バルブ室14、連絡通路15、およびコモンオリフィス50を介して制御室26に導入される。
As a result, the
これにより、制御室26の圧力が上昇してニードル21を閉弁向きに付勢する力が大きくなるため、ニードル21が閉弁向きに移動し、シート部21bが弁座25に着座して噴孔24が閉じられ、燃料噴射が終了する。
As a result, the pressure in the
次に、上記燃料噴射装置のピエゾスタック41を駆動する際の制御について、図4および図5に基づいて詳細に説明する。図4はECU140にて実行される制御処理を示すフローチャート、図5はその制御処理を行ったときの作動例を示すタイムチャートである。
Next, control when driving the
図4に示す処理は、燃料噴射弁1から燃料を噴射させることを許可する噴射許可信号がオンになると開始される。 The process shown in FIG. 4 is started when an injection permission signal for permitting fuel to be injected from the fuel injection valve 1 is turned on.
図4に示すように、噴射許可信号がオンすると、ステップS100では、駆動回路130の作動を制御するための充電制御信号を駆動回路130に出力する。充電制御信号がオンしている間は、前述したスイッチング素子がオンされてピエゾスタック41へ漸増する充電電流が流れ、また充電制御信号がオフになるとスイッチング素子がオフされてフライホイール作用でピエゾスタック41へ漸減する充電電流が流れ、これによりピエゾ電圧は増加し続ける。なお、充電制御信号は、本発明の駆動信号に相当する。
As shown in FIG. 4, when the injection permission signal is turned on, in step S100, a charge control signal for controlling the operation of the
次のステップS101では、第1時刻Taと、第2時刻Tbにおいて、ピエゾスタック41が発生している荷重(以下、ピエゾ荷重という)を荷重センサ7で検出する。
In the next step S101, the
ここで、図5の時刻T0は、駆動回路130からピエゾスタック41へ充電電流の供給が開始された時刻であり、以下、充電開始時刻という。第1時刻Taは、充電開始時刻T0から所定時間が経過したときであり、弁体31が低圧側シート面33から離れるタイミング近傍に予め設定されている。この第1時刻Taは、ECU140のROMに記憶されている。なお、第1時刻Taで検出したピエゾ荷重Faを、以下、第1時刻荷重という。
Here, a time T0 in FIG. 5 is a time when the supply of the charging current from the driving
また、第2時刻Tbは、第1時刻Taからさらに所定時間が経過したときであり、弁体31が高圧側シート面34に当接する直前のタイミングに予め設定されている。この第2時刻Tbは、ECU140のROMに記憶されている。なお、第2時刻Tbで検出したピエゾ荷重Fbを、以下、第2時刻荷重という。
The second time Tb is a time when a predetermined time has elapsed from the first time Ta, and is set in advance at a timing immediately before the
次のステップS102では、第1時刻荷重Faと第2時刻荷重Fbとを比較して、弁体31が低圧側シート面33から離れているか否かを判定する。なお、ステップS102は、本発明の第1異常判定手段に相当する。
In the next step S102, the first time load Fa and the second time load Fb are compared to determine whether or not the
ここで、弁体31が低圧側シート面33に当接している状態では、バルブ室14と低圧燃料通路16との圧力差により弁体31が低圧側シート面33側に付勢されるのに対し、弁体31が低圧側シート面33および高圧側シート面34のいずれにも当接していない状態では、圧力差により弁体31が低圧側シート面33側に付勢される力は発生しない。したがって、Fa>Fbの場合は(S101がYES)、弁体31が正常に作動していると判断し、ステップS103に進む。
Here, in a state where the
ステップS103では、弁体31が高圧側シート面34に当接してバルブ室14と高圧燃料通路13との間を閉じたタイミングTc(以下、高圧側閉時刻という)を検出する。具体的には、弁体31が高圧側シート面34に当接するとピエゾ荷重が大きくなるので、第2時刻Tb以後においてピエゾ荷重が閾値Fcに達したときに、弁体31が高圧側シート面34を閉じたものと推定する。
In step S103, the timing Tc (hereinafter referred to as the high-pressure side closing time) at which the
ところで、弁体31が高圧側シート面34に当接した状態では、弁体31は高圧燃料通路13の燃料圧力によって高圧側シート面34から離れる向きに付勢されるため、バルブ室14と高圧燃料通路13との間を確実に閉じた状態にするには、燃料圧力が高くなるほど弁体31を高圧側シート面34に大きな力で押し付ける必要がある。
By the way, when the
そこで、本実施形態では、図6に示すように、蓄圧器内の燃料圧力Pc(以下、コモンレール圧という)が高くなるのに伴って閾値Fcを大きくするようにしている。これによれば、弁体31がバルブ室14と高圧燃料通路13との間を実質的に閉じたタイミングを正確に検出することができる。なお、図6に示す関係を定義したマップは、ECU140のROMに記憶されている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the threshold value Fc is increased as the fuel pressure Pc in the accumulator (hereinafter referred to as common rail pressure) increases. According to this, it is possible to accurately detect the timing at which the
そして、応答時間算出手段としてのステップS104では、ピエゾスタック41への充電を開始してから弁体31がバルブ室14と高圧燃料通路13との間を閉じるまでの時間ΔT(以下、制御弁応答時間という)を算出する。具体的には、制御弁応答時間ΔTは、充電開始時刻T0から高圧側閉時刻Tcまでの時間(すなわち、ΔT=Tc−T0)である。
In step S104 as response time calculation means, a time ΔT (hereinafter referred to as control valve response) from when charging of the
次のステップS105では、制御弁応答時間ΔTが、予め定めた許容範囲内(ΔTmin≦ΔT≦ΔTmax)にあるか否かを判定する。このステップS105は、本発明の第2異常判定手段に相当する。 In the next step S105, it is determined whether or not the control valve response time ΔT is within a predetermined allowable range (ΔTmin ≦ ΔT ≦ ΔTmax). This step S105 corresponds to the second abnormality determination means of the present invention.
なお、本実施形態は、ピエゾスタック41に充電しているときのピエゾ電圧の上昇速度Vc(以下、充電速度という)を適宜補正することにより、制御弁応答時間ΔTを目標制御弁応答時間ΔTpに一致させるものであるが、図7に示すように、ΔTminは補正可能な制御弁応答時間ΔTの許容最小値であり、ΔTmaxは補正可能な制御弁応答時間ΔTの許容最大値である。なお、補正可能な制御弁応答時間ΔTの許容最小値ΔTminおよび許容最大値ΔTmaxは、ECU140のROMに記憶されている。
In the present embodiment, the control valve response time ΔT is set to the target control valve response time ΔTp by appropriately correcting the increase speed Vc of the piezo voltage when the
そして、制御弁応答時間ΔTが許容範囲内(ΔTmin≦ΔT≦ΔTmax)にある場合は(S105がYES)、ステップS106に進む。 If the control valve response time ΔT is within the allowable range (ΔTmin ≦ ΔT ≦ ΔTmax) (YES in S105), the process proceeds to step S106.
応答時間補正手段としてのステップS106では、次回噴射時の充電速度Vcおよび次回噴射時の充電制御信号(すなわち、補正後の充電制御信号)を算出する。具体的には、制御弁応答時間ΔTが目標制御弁応答時間ΔTpに一致するように、次回噴射時の充電速度Vcを、次回噴射時の目標制御弁応答時間ΔTpに基づいて算出する。また、次回噴射時の充電速度Vcを実現するための補正後の充電制御信号を算出する。 In step S106 as response time correction means, the charging speed Vc at the next injection and the charging control signal at the next injection (that is, the corrected charging control signal) are calculated. Specifically, the charging speed Vc at the next injection is calculated based on the target control valve response time ΔTp at the next injection so that the control valve response time ΔT matches the target control valve response time ΔTp. Further, a corrected charge control signal for realizing the charging speed Vc at the next injection is calculated.
例えば、次回噴射時の目標制御弁応答時間ΔTpが今回噴射時の制御弁応答時間ΔTよりも短い場合には、次回噴射時の充電速度Vcを高くする。具体的には、図5に一点鎖線で示すように、次回噴射時における最初の充電制御信号のオン時間を長くすることにより、ピエゾスタック41へ漸増する充電電流が流れる期間を長くする。この際、次回噴射時の合計の充電エネルギ量が今回噴射時の合計の充電エネルギ量と等しくなるように、次回噴射時における2回目以降の充電制御信号のオン時間を短くする。一方、次回噴射時の目標制御弁応答時間ΔTpが今回噴射時の制御弁応答時間ΔTよりも長い場合には、次回噴射時における最初の充電制御信号のオン時間を短くして次回噴射時の充電速度Vcを低くする。
For example, when the target control valve response time ΔTp at the next injection is shorter than the control valve response time ΔT at the current injection, the charging speed Vc at the next injection is increased. Specifically, as indicated by a one-dot chain line in FIG. 5, the period during which the gradually increasing charging current flows to the
なお、この充電速度Vcは、ECU140のROMに記憶された演算式にて求められる。また、充電速度Vcと充電制御信号との関係を定義したマップがECU140のROMに記憶されており、そのマップを用いて、次回噴射時の充電速度Vcに対応する充電制御信号を求める。
The charging speed Vc is obtained by an arithmetic expression stored in the ROM of the
次に、ステップS107では、ピエゾスタック41の充電完了後、ピエゾ荷重が安定したときの第3時刻Tdにおけるピエゾ荷重F1(以下、充電後荷重という)を計測する。なお、第3時刻Tdは、ECU140のROMに記憶されている。
Next, in step S107, a piezo load F1 (hereinafter referred to as a post-charge load) at the third time Td when the piezo load is stabilized after the
次に、ステップS108では、充電後荷重F1と目標充電後荷重F0との荷重誤差ΔF(すなわち、ΔF=F1−F0)を求める。なお、目標充電後荷重F0は、ECU140のROMに記憶されている。
Next, in step S108, a load error ΔF (that is, ΔF = F1-F0) between the post-charge load F1 and the target post-charge load F0 is obtained. The target post-charge load F0 is stored in the ROM of the
次に、ステップS109では、荷重誤差ΔFが所定範囲内(ΔFmin≦ΔF≦ΔFmax)にあるか否かを判定する。なお、本実施形態は、ステップS106で求めた充電制御信号をさらに補正して充電エネルギ量を適宜補正することにより、充電後荷重F1を適切な大きさ(すなわち、許容荷重範囲内)にするものであるが、図8に示すように、ΔFminは荷重誤差ΔFの許容最小値であり、ΔFmaxは荷重誤差ΔFの許容最大値である。この荷重誤差ΔFの許容最小値ΔFminおよび許容最大値ΔFmaxは、ECU140のROMに記憶されている。
Next, in step S109, it is determined whether or not the load error ΔF is within a predetermined range (ΔFmin ≦ ΔF ≦ ΔFmax). In the present embodiment, the post-charge load F1 is set to an appropriate magnitude (ie, within the allowable load range) by further correcting the charge control signal obtained in step S106 and appropriately correcting the charge energy amount. However, as shown in FIG. 8, ΔFmin is an allowable minimum value of the load error ΔF, and ΔFmax is an allowable maximum value of the load error ΔF. The allowable minimum value ΔFmin and the allowable maximum value ΔFmax of the load error ΔF are stored in the ROM of the
そして、荷重誤差ΔFが所定範囲内にある場合(S109がYES)、換言すると、充電後荷重F1が許容荷重範囲内にある場合は、ステップS110に進む。ステップS110では、今回の充電エネルギ量E0の値を保持し、次回噴射時の充電エネルギ量E1をE0とする。したがって、ステップS106で求めた充電制御信号は補正されず、次回噴射時の充電後荷重F1は変化しない。 If the load error ΔF is within the predetermined range (YES in S109), in other words, if the post-charge load F1 is within the allowable load range, the process proceeds to step S110. In step S110, the current charging energy amount E0 is held, and the charging energy amount E1 at the next injection is set to E0. Therefore, the charge control signal obtained in step S106 is not corrected, and the post-charge load F1 at the next injection does not change.
一方、ステップS109がNOの場合、すなわち、荷重誤差ΔFが所定範囲に入っていない場合は、ステップS111に進む。ステップS111では、荷重誤差ΔFに基づいて充電エネルギ補正値ΔE(荷重誤差ΔFの関数)を算出する。なお、荷重誤差ΔFと充電エネルギ補正値ΔEとの関係を定義したマップ(図8参照)がECU140のROMに記憶されており、そのマップを用いて充電エネルギ補正値ΔEを求める。
On the other hand, if step S109 is NO, that is, if the load error ΔF is not within the predetermined range, the process proceeds to step S111. In step S111, a charge energy correction value ΔE (a function of the load error ΔF) is calculated based on the load error ΔF. A map (see FIG. 8) defining the relationship between the load error ΔF and the charging energy correction value ΔE is stored in the ROM of the
次に、第3異常判定手段としてのステップS112では、充電エネルギ補正値ΔEが、予め規定された範囲内(ΔEmin≦ΔE≦ΔEmax)にあるか否かを判定する。なお、図8に示すように、ΔEminは充電エネルギ補正値ΔEの許容最小値であり、ΔEmaxは充電エネルギ補正値ΔEの許容最大値である。この充電エネルギ補正値ΔEの許容最小値ΔEminおよび許容最大値ΔEmaxは、ECU140のROMに記憶されている。
Next, in step S112 as the third abnormality determining means, it is determined whether or not the charging energy correction value ΔE is within a predetermined range (ΔEmin ≦ ΔE ≦ ΔEmax). As shown in FIG. 8, ΔEmin is an allowable minimum value of charging energy correction value ΔE, and ΔEmax is an allowable maximum value of charging energy correction value ΔE. The allowable minimum value ΔEmin and the allowable maximum value ΔEmax of the charging energy correction value ΔE are stored in the ROM of the
そして、充電エネルギ補正値ΔEが予め規定された範囲内(ΔEmin≦ΔE≦ΔEmax)にある場合は(ステップS112がYES)、ステップS113に進む。 If the charging energy correction value ΔE is within a predetermined range (ΔEmin ≦ ΔE ≦ ΔEmax) (YES in step S112), the process proceeds to step S113.
充電後荷重補正手段としてのステップS113では、次回噴射時の充電エネルギ量E1および次回噴射時の充電制御信号(すなわち、補正後の充電制御信号)を算出する。 In step S113 as post-charge load correcting means, a charge energy amount E1 at the next injection and a charge control signal at the next injection (that is, a corrected charge control signal) are calculated.
具体的には、今回噴射時の充電エネルギ量E0に充電エネルギ補正値ΔEを加算した値を、次回噴射時の充電エネルギ量E1とする。また、次回噴射時の充電エネルギ量E1を実現するために、ステップS106で求めた充電制御信号をさらに補正する。例えば、充電エネルギ補正値ΔEが正の場合は、ステップS106で求めた充電制御信号における最後の充電制御信号のオン時間を長くする。充電エネルギ補正値ΔEが負の場合は、ステップS106で求めた充電制御信号における最後の充電制御信号のオン時間を短くする。 Specifically, a value obtained by adding the charging energy correction value ΔE to the charging energy amount E0 at the current injection is set as the charging energy amount E1 at the next injection. Moreover, in order to implement | achieve the charge energy amount E1 at the time of next injection, the charge control signal calculated | required by step S106 is further correct | amended. For example, when the charge energy correction value ΔE is positive, the on-time of the last charge control signal in the charge control signal obtained in step S106 is lengthened. When the charge energy correction value ΔE is negative, the on-time of the last charge control signal in the charge control signal obtained in step S106 is shortened.
なお、次回噴射時の充電エネルギ量E1と充電制御信号の補正量との関係を定義したマップがECU140のROMに記憶されており、そのマップを用いて充電制御信号の補正量を求める。
A map defining the relationship between the charging energy amount E1 at the next injection and the correction amount of the charging control signal is stored in the ROM of the
そして、次回のステップS100では、ステップS106で求めた充電制御信号、或いはステップS113でさらに補正した充電制御信号を、駆動回路130に出力する。
In the next step S100, the charge control signal obtained in step S106 or the charge control signal further corrected in step S113 is output to the
ここで、ピエゾスタック41への充電を開始してから噴射が開始されるまでの時間のうち、ピエゾスタック41への充電を開始してから弁体31がバルブ室14と高圧燃料通路13との間を閉じるまでの時間はピエゾスタック41の特性の影響を受けるが、弁体31がバルブ室14と高圧燃料通路13との間を閉じてから噴射が開始されるまでの時間はピエゾスタック41の特性の影響を受けない。
Here, of the time from the start of charging to the
したがって、ステップS106で求めた充電制御信号に基づいてピエゾスタック41への充電を制御することにより、ピエゾスタック41の特性の個体間ばらつきや経時劣化に拘わらず、ピエゾスタック41への充電を開始してから弁体31がバルブ室14と高圧燃料通路13との間を閉じるまでの制御弁応答時間ΔTを目標制御弁応答時間ΔTpに一致させることができるため、ピエゾスタック41の特性の個体間ばらつきや経時劣化に拘わらず、噴射開始時期や噴射量を精度よく制御することができる。
Therefore, by controlling the charging of the
また、ステップS113で補正した充電制御信号に基づいてピエゾスタック41への充電を制御することにより、充電後荷重F1が許容荷重範囲内に調整されるため、高圧側シート面34への弁体31の押し付け荷重が不足することによるシール不良を防止できるとともに、過大な押し付け荷重による弁体31や高圧側シート面34の摩耗を防止ないしは抑制することができる。
Further, by controlling the charging of the
ステップS110またはステップS113に続いて実行されるステップS114では、噴射許可信号がオフしたか否かが判定される。本ステップにて噴射許可信号がオフしていないと判定されると、引き続き噴射許可信号がオフされたか否かがモニタされる。また、本ステップにて噴射許可信号がオフされたと判定されるとステップ115に進む。 In step S114 executed subsequent to step S110 or step S113, it is determined whether or not the injection permission signal is turned off. If it is determined in this step that the injection permission signal is not turned off, it is continuously monitored whether or not the injection permission signal is turned off. If it is determined in this step that the injection permission signal is turned off, the process proceeds to step 115.
ステップ115では、放電制御信号を駆動回路130に出力して、ピエゾスタック41に充電された電荷を周知の方法で放電させる。これにより、弁体31が高圧側シート面34から離れてバルブ室14と高圧連絡通路13aとの間が開かれるとともに、弁体31が低圧側シート面33に当接してバルブ室14と低圧燃料通路16との間が閉じられ、燃料噴射が終了する。そして、ステップ115の処理を実行後、本フローは終了する。
In step 115, a discharge control signal is output to the
なお、ステップS102がNOの場合(すなわちFa≦Fb)、ステップS105がNOの場合(すなわちΔTmin>ΔT>ΔTmax)、およびステップS112がNOの場合は(すなわちΔEmin>ΔE>ΔEmax)、ピエゾスタック41や伝達部の異常等による制御弁3の作動不良と判定し、ステップS116に進む。
When step S102 is NO (ie, Fa ≦ Fb), when step S105 is NO (ie, ΔTmin> ΔT> ΔTmax), and when step S112 is NO (ie, ΔEmin> ΔE> ΔEmax), the
そして、ステップS116では、ステップS102、S105、S112で異常と判定した燃料噴射弁1がどの気筒の燃料噴射弁1であるかの情報を、ECU140のEEPROMに記憶するとともに、その気筒の燃料噴射を禁止する処置をする。
In step S116, information on which cylinder fuel injection valve 1 is determined to be abnormal in steps S102, S105, and S112 is stored in the EEPROM of
1…燃料噴射弁、2…ノズル、3…制御弁、7…荷重センサ、13…高圧燃料通路、14…バルブ室、15…連絡通路、16…低圧燃料通路、21…ニードル、24…噴孔、26…制御室、33…低圧側シート面、34…高圧側シート面、41…ピエゾスタック、130…駆動回路、140…制御装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel injection valve, 2 ... Nozzle, 3 ... Control valve, 7 ... Load sensor, 13 ... High pressure fuel passage, 14 ... Valve chamber, 15 ... Communication passage, 16 ... Low pressure fuel passage, 21 ... Needle, 24 ... Injection hole , 26 ... control chamber, 33 ... low pressure side seat surface, 34 ... high pressure side seat surface, 41 ... piezo stack, 130 ... drive circuit, 140 ... control device.
Claims (8)
電荷の充放電により伸縮して前記制御弁(3)を駆動するピエゾスタック(41)と、
連絡通路(15)を介して前記バルブ室(14)と常時連通される制御室(26)と、
前記制御室(26)の燃料圧力によりニードル(21)が噴孔(24)を閉弁する向きに付勢されるノズル(2)とを備え、
前記ピエゾスタック(41)に充電することにより前記制御弁(3)が前記バルブ室(14)と高圧燃料通路(13)との間を閉じて前記ノズル(2)を開弁させるように構成された燃料噴射弁(1)を有する燃料噴射装置であって、
前記ピエゾスタック(41)が発生する荷重を検出する荷重センサ(7)と、
前記ピエゾスタック(41)に充電電流を供給する駆動回路(130)と、
この駆動回路(130)に駆動信号を出力して前記駆動回路(130)の作動を制御する制御装置(140)と、
前記駆動回路(130)から前記ピエゾスタック(41)へ充電電流の供給を開始したときを充電開始時刻としたとき、この充電開始時刻から前記荷重センサ(7)で検出した前記ピエゾスタック(41)の荷重が閾値に達するまでの制御弁応答時間を算出する応答時間算出手段(S104)と、
前記応答時間算出手段(S104)にて算出した制御弁応答時間と目標制御弁応答時間とを比較し、前記制御弁応答時間が前記目標制御弁応答時間に一致するように前記駆動信号を補正する応答時間補正手段(S106)を備えることを特徴とする燃料噴射装置。 It is arranged in the valve chamber (14), opens and closes the valve chamber (14) and the low-pressure fuel passage (16) by contacting and separating from the low-pressure side seat surface (33), A control valve (3) that opens and closes between the valve chamber (14) and the high-pressure fuel passage (13).
A piezo stack (41) that expands and contracts due to charge and discharge of electric charges and drives the control valve (3);
A control chamber (26) that is always in communication with the valve chamber (14) via a communication passage (15);
A nozzle (2) urged in a direction in which the needle (21) closes the nozzle hole (24) by the fuel pressure in the control chamber (26),
By charging the piezo stack (41), the control valve (3) is configured to close the space between the valve chamber (14) and the high pressure fuel passage (13) and open the nozzle (2). A fuel injection device having a fuel injection valve (1),
A load sensor (7) for detecting a load generated by the piezo stack (41);
A drive circuit (130) for supplying a charging current to the piezo stack (41);
A control device (140) for controlling the operation of the drive circuit (130) by outputting a drive signal to the drive circuit (130);
When the supply start of charging current from the drive circuit (130) to the piezo stack (41) is a charge start time, the piezo stack (41) detected by the load sensor (7) from the charge start time. Response time calculating means (S104) for calculating a control valve response time until the load reaches a threshold value;
The control valve response time calculated by the response time calculation means (S104) is compared with the target control valve response time, and the drive signal is corrected so that the control valve response time matches the target control valve response time. A fuel injection device comprising response time correction means (S106).
前記第2時刻荷重が前記第1時刻荷重以上の場合に異常状態であると判定する第1異常判定手段(S102)を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の燃料噴射装置。 The load of the piezo stack (41) detected by the load sensor (7) when a predetermined time has elapsed from the charging start time is defined as a first time load, and a predetermined time has elapsed after the predetermined time has elapsed. When the load of the piezo stack (41) detected by the load sensor (7) is a second time load,
4. The apparatus according to claim 1, further comprising first abnormality determination means (S <b> 102) that determines that the second time load is an abnormal state when the second time load is equal to or greater than the first time load. Fuel injection device.
この充電後荷重が許容荷重範囲に入るように前記駆動信号を補正する充電後荷重補正手段(S113)を備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の燃料噴射装置。 When the load of the piezo stack (41) detected by the load sensor (7) after the charge of the piezo stack (41) is completed is a post-charge load,
The fuel injection device according to any one of claims 1 to 5, further comprising post-charge load correction means (S113) for correcting the drive signal so that the post-charge load falls within an allowable load range.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010203410A (en) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Denso Corp | Fuel injection valve |
WO2011146907A2 (en) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Cummins Intellectual Properties, Inc. | Piezoelectric fuel injector system, method for estimating timing characteristics of a fuel injector event |
JP2014510233A (en) * | 2011-04-07 | 2014-04-24 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Fuel injector |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
DE102012204272B4 (en) * | 2012-03-19 | 2021-10-28 | Vitesco Technologies GmbH | Method for operating a fuel injection system with control of the injection valve to increase the quantity accuracy and fuel injection system |
DE102016201435B4 (en) * | 2016-02-01 | 2022-02-24 | Vitesco Technologies GmbH | Procedure for charging and discharging a piezo actuator |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6343383A (en) * | 1986-08-08 | 1988-02-24 | Toyota Motor Corp | Piezoelectric drive |
JPH10136664A (en) * | 1996-10-25 | 1998-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Piezoelectric controller |
JP2002371896A (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Denso Corp | Injection control device for internal combustion engine |
JP2006226137A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Denso Corp | Fuel injection device |
JP2006316779A (en) * | 2005-04-15 | 2006-11-24 | Denso Corp | Fuel injection device |
Family Cites Families (6)
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---|---|---|---|---|
JPS58152161A (en) * | 1982-03-05 | 1983-09-09 | Nippon Soken Inc | Controlling device of fuel injection |
DE19636088C2 (en) * | 1996-09-05 | 2003-02-06 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Process for direct fuel injection control |
DE19804196A1 (en) * | 1998-02-03 | 1999-08-12 | Siemens Ag | Process for evaluating characteristic values of piezo-mechanical systems |
DE19927087A1 (en) | 1999-06-15 | 2000-12-21 | Bosch Gmbh Robert | Arrangement for charging and discharging several piezoelectric elements e.g. for fuel injectors in IC engine, has piezoelectric elements divided into groups, each able to be mutually independently charged or discharged |
JP4433598B2 (en) * | 1999-12-24 | 2010-03-17 | 株式会社デンソー | Common rail fuel injection system |
DE102004063295A1 (en) * | 2004-12-29 | 2006-07-20 | Siemens Ag | Injection valve controlling method for internal combustion engine, involves determining preset analytic function based on pairs parameter and adjusting current signal based on characteristic point and local maximum and minimum of function |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6343383A (en) * | 1986-08-08 | 1988-02-24 | Toyota Motor Corp | Piezoelectric drive |
JPH10136664A (en) * | 1996-10-25 | 1998-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Piezoelectric controller |
JP2002371896A (en) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Denso Corp | Injection control device for internal combustion engine |
JP2006226137A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Denso Corp | Fuel injection device |
JP2006316779A (en) * | 2005-04-15 | 2006-11-24 | Denso Corp | Fuel injection device |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010203410A (en) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Denso Corp | Fuel injection valve |
WO2011146907A2 (en) * | 2010-05-20 | 2011-11-24 | Cummins Intellectual Properties, Inc. | Piezoelectric fuel injector system, method for estimating timing characteristics of a fuel injector event |
WO2011146907A3 (en) * | 2010-05-20 | 2012-04-19 | Cummins Intellectual Properties, Inc. | Piezoelectric fuel injector system, method for estimating timing characteristics of a fuel injector event |
US8863727B2 (en) | 2010-05-20 | 2014-10-21 | Cummins Intellectual Property, Inc. | Piezoelectric fuel injector system, method for estimating timing characteristics of a fuel injection event |
JP2014510233A (en) * | 2011-04-07 | 2014-04-24 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Fuel injector |
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