JP2008291670A - 燃料噴射制御装置およびそれを用いた燃料噴射システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高圧ポンプが燃料を圧送するとき発生する圧力変動がコモンレールから燃料噴射弁に伝わるには伝播時間ΔTを要する。燃料噴射弁の噴射期間からΔTだけ前にずれた高圧ポンプの圧送期間内に高圧ポンプから圧送される送油量QIPUMPを送油量マップ210から算出する。送油量QIPUMPから目標噴射量QMAIN1を減量補正する減量補正量QIPDELを補正マップ220から算出して目標QMAIN1から減算し、目標噴射量QMAIN2を算出する。目標噴射量QMAIN2とコモンレール圧NPCをパラメータとして基本TQマップ200から噴射期間TQMを算出する。
【選択図】図1
Description
また、特許文献2においては、燃料噴射弁の噴射開始からコモンレール圧の積分を開始し、積分値が指令噴射量に応じた目標値に達すると燃料噴射弁を閉弁することにより噴射量を制御しようとしている。
ここで、燃料供給ポンプが燃料を圧送することにより発生する圧力変動が燃料噴射弁に伝わる大きさは圧力発生送油量に応じて変化する。そして、燃料噴射弁の噴射量は燃料噴射弁に供給される燃料の圧力に応じて変化する。
これにより、内燃機関の回転により駆動される燃料供給ポンプにおいてエンジン回転数により送油量が変化しても、エンジン回転数に基づいて補正した圧力発生送油量に基づいて目標噴射量を減量補正し、燃料噴射弁の噴射量を高精度に制御できる。
これにより、燃料温度の変化により燃料の粘性が変化し燃料供給ポンプの送油量が変動しても、燃料温度に基づいて補正した圧力発生送油量に基づいて目標噴射量を減量補正し、燃料噴射弁の噴射量を高精度に制御できる。
このように、高圧ポンプの圧送特性に基づいて作成された送油量マップに基づいて圧力発生送油量を算出することにより、圧力変動の伝播時間に基づき、圧力発生送油量を高精度に、かつ容易に算出できる。
(燃料噴射システム10)
本発明の燃料噴射システムの一実施形態を図2に示す。
次に、燃料噴射システム10における圧力伝播について説明する。
高圧ポンプ12がプランジャの往復移動により加圧した燃料を圧送するとき、高圧ポンプ12から配管100に圧送される燃料には圧力変動が発生する(図2参照)。高圧ポンプ12が燃料を圧送するときの圧力は圧送していないときよりも上昇する。そして、高圧ポンプ12が燃料を圧送することにより発生する圧力変動は、高圧ポンプ12から配管100、コモンレール20、配管102を通り燃料噴射弁30に伝わる。
(噴射量制御)
次に、図1の制御フローに基づいて、燃料噴射弁30の噴射量制御について説明する。以下の噴射量制御の説明では、多段噴射を行う燃料噴射弁30のメイン噴射について説明する。尚、以下に説明する噴射量制御は、多段噴射の各噴射について行ってもよいし、メイン噴射についてだけ行ってもよい。
まず、ECU40は、圧力センサ22を含む各種センサの検出信号からエンジン運転状態を判定し、エンジン運転状態に応じた燃料噴射弁30の噴射指令時期TFINを算出するとともに、基本TQマップ200から基本噴射期間TQMを算出する。このとき算出する基本噴射期間TQMは、前述した圧力変動の伝播時間を考慮していない噴射期間である。ECU40は、噴射指令時期TFINと基本噴射期間TQMとから燃料噴射弁30の電磁駆動部32に加える噴射駆動信号をパルス信号として生成する。
TINJEND=TFIN+TQM+TDEM−ΔT ・・・(2)
(送油量算出)
次にECU40は、式(1)、(2)から算出した圧送開始時期TINJSTA、圧送終了時期TINJEND、要求送油量QPUMPをパラメータとし、基本噴射期間TQMの間に燃料噴射弁30に伝わる圧力変動を発生する高圧ポンプ12の送油量QIPUMPを送油量マップ210から算出する。送油量QIPUMPは、特許請求の範囲に記載した圧力発生送油量に相当する。
ECU40は、要求送油量QPUMPをパラメータとして選択された送油量マップ210の特性から、圧送終了時期TINJENDまでの送油量積算と圧送開始時期TINJSTAまでの送油量積算との差から送油量QIPUMPを算出する。
送油量QIPUMPにより伝播時間ΔT遅れて圧力変動が燃料噴射弁30の噴射期間中に伝わり、この圧力変動により燃料噴射弁30に供給される燃料の圧力は増加する。この圧力変動を考慮せずに算出した噴射指令時期TFINおよび基本噴射期間TQMにより燃料を噴射すると、実噴射量が目標噴射量よりも増加する。
そしてECU40は、補正した目標噴射量QMAIN2およびコモンレール圧NPCをパラメータとし、基本TQマップから伝播時間ΔTを考慮した噴射期間TQMを算出する。
上記実施形態においてでは、送油量マップ210から伝播時間ΔTを考慮した高圧ポンプ12の送油量QIPUMPを算出した。これに対し、送油量マップ210を使用しないで送油量QIPUMPを算出してもよい。例えば、高圧ポンプ12への要求送油量に基づいて高圧ポンプ12から燃料が実際に圧送される圧送期間を算出し、伝播時間ΔT前にずらした燃料噴射弁30の噴射期間と圧送期間との重複期間を算出することにより送油量QIPUMPを算出してもよい。
Claims (10)
- 燃料供給ポンプが圧送する燃料をコモンレールで蓄圧し、前記コモンレールで蓄圧した燃料を燃料噴射弁から噴射する燃料噴射システムの前記燃料噴射弁の噴射量を制御する燃料噴射制御装置において、
前記燃料供給ポンプが燃料を圧送することにより発生する圧力変動が前記燃料噴射弁に伝わる伝播時間に基づき、前記燃料噴射弁に伝わる前記圧力変動を発生する前記燃料供給ポンプの圧力発生送油量を算出する送油量算出手段と、
前記圧力発生送油量に基づいて前記燃料噴射弁を開閉する噴射駆動信号を制御する駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 前記駆動制御手段は、さらに前記コモンレール内の圧力に基づいて前記噴射駆動信号を制御することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記送油量算出手段は、前記燃料噴射弁の噴射開始よりも前記伝播時間前までに前記燃料供給ポンプが燃料を圧送する第1送油量と、前記燃料噴射弁の噴射終了よりも前記伝播時間前までに前記燃料供給ポンプが燃料を圧送する第2送油量とから前記圧力発生送油量を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記送油量算出手段は、前記第2送油量と前記第1送油量との差から前記圧力発生送油量を算出することを特徴とする請求項3に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記燃料噴射弁の噴射量は前記噴射駆動信号のパルス幅により制御され、前記駆動制御手段は、前記圧力発生送油量が多いほど前記噴射駆動信号のパルス幅を短くすることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記圧力発生送油量に基づいて前記燃料噴射弁の目標噴射量を減量補正する減量補正手段をさらに備え、
前記駆動制御手段は、減量補正された前記目標噴射量に基づいて前記噴射駆動信号を制御することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。 - 前記減量補正手段は、エンジン回転数に基づいて前記圧力発生送油量を補正し、補正した前記圧力発生送油量に基づいて前記目標噴射量を減量補正することを特徴とする請求項6に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記減量補正手段は、燃料温度に基づいて前記圧力発生送油量を補正し、補正した前記圧力発生送油量に基づいて前記目標噴射量を減量補正することを特徴とする請求項6または7に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記送油量算出手段は、前記燃料供給ポンプの圧送時間と前記燃料供給ポンプの送油量との特性を示す送油量マップに基づいて前記圧力発生送油量を算出することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
- 燃料を加圧し圧送する燃料供給ポンプと、
前記燃料供給ポンプが圧送する燃料を蓄圧するコモンレールと、
前記コモンレールが蓄圧している燃料を噴射する燃料噴射弁と、
請求項1から9のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置と、
を備えることを特徴とする燃料噴射システム。
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