JP2008291808A - コモンレール式燃料噴射装置及び高圧ポンプの圧送特性補償方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御装置4は、エンジンに対する減速指令が発生した場合、コモンレール1が減圧される過程でエンジン回転数が所定の測定対象値まで下降すると、高圧燃料を所定量だけ供給させる制御指令をサプライポンプ3に与え、その際のコモンレール1のレール圧変化をレール圧センサ31により検出する。そして、検出されたレール圧変化に基づきサプライポンプ3による実際の高圧燃料の吐出量を計算し、計算された実吐出量とサプライポンプ3の基準特性とを比較して燃料吐出量の補正値を計算すると、計算された補正値に基づき制御指令に対する燃料吐出量の特性を補償する。
【選択図】図1
Description
上記タイプのコモンレール式燃料噴射装置では、制御装置が与える制御指令により吸入調量弁の開度を調整することで、高圧ポンプの吐出量を制御し、レール圧を制御している。このため、吸入調量弁に与えられる調量弁制御値(所定の吸入調量弁の開度を得るための駆動電流値)に対する高圧ポンプの吐出量が、所定のポンプ特性となることが要求される。
例えば、特許文献1には、コモンレールの圧力制御に先立ち、温間アイドル時と強制アイドルアップ時において、吸入調量弁の実際の印加電流−吐出量特性と予め設定された中央特性との電流方向のズレ量をそれぞれ算出すると共に回転数方向の補正を行い、補正後のズレ量と対応する吐出量に基づいて印加電流−吐出量特性線の傾きズレ量を算出し、傾き方向の補正を行う技術が開示されている。
また、特許文献2の技術では、吐出量が少ない領域から多い領域にわたって学習・補償を行うことはできるが、その補償が、コモンレールの目標圧が変化しない定常運転時を条件として行われるため、学習頻度が少なくなってしまうという問題がある。
すなわち、減速指令が発せられた場合は、コモンレールが減圧されると共にエンジンの回転数が低下するので、その過程において圧送特性を補償するためのデータを取得する回転数は、比較的高い自由度で選択することが可能であり、低回転数における選択も容易である。そして、所望のエンジン回転数に達した時点で高圧ポンプに制御指令を与えて高圧燃料を所定量だけ吐出させ、コモンレールのレール圧変化を検出すれば、そのレール圧変化に基づいて高圧ポンプの圧送特性を補償することができる。
以下、本発明の第1実施例について図1ないし図5を参照して説明する。まず、コモンレール式燃料噴射装置の構成につき、図4及び図5を参照して説明する。図4に示すコモンレール式燃料噴射装置は、4気筒のエンジン(例えばディーゼルエンジン:図示しない)に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール1、インジェクタ2、サプライポンプ3、制御装置(圧力変化検出手段,吐出量計算手段,補正値計算手段,特性補償手段)4等から構成されている。この制御装置4は、ECU(エンジン制御ユニット:Electronic Control Unit)とEDU(駆動ユニット:Electronic Drive Unit)から構成されるもので、図4では1つの制御装置4内にECUとEDUを搭載する例を示すが、ECUとEDUを個別に搭載するものであっても良い。
コモンレール1から燃料タンク8へ燃料を戻すリリーフ配管9には、プレッシャリミッタ10が取り付けられている。このプレッシャリミッタ10は安全弁であり、コモンレール1内の燃料圧が限界設定値を超えた際に開弁して、コモンレール1の燃料圧を限界設定値以下に抑える。
レギュレータバルブ13は、フィードポンプ12の吐出側と供給側とを連通する燃料流路19に配置されており、フィードポンプ12の吐出圧が所定圧に上昇すると開弁して、フィードポンプ12の吐出圧が所定圧を超えないように調整する。
制御装置4のECUには、車両の運転状態を検出する手段として、レール圧を検出するレール圧センサ(圧力センサ)31の他に、アクセル開度を検出するアクセルセンサ32、エンジン回転数を検出する回転数センサ33、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ34、エンジンに吸入される吸気温度を検出する吸気温度センサ35、他のセンサ類36が接続されている。
そして、吐出量のバラツキが一定値以内か否かによって補正の可否を判断し(ステップS12)、バラツキが一定値以内で補正が可であると判断すると(YES)、ステップS10で求めた、所定のエンジン回転数において所定の吐出指令(電流指令)を与えた場合の実際の吐出量と、サプライポンプ3の仕様として定められている基準特性とを比較することで吐出量の補正量を算出する(ステップS13)。
以上の処理を繰り返し実行することで、予め定めた複数の測定対象ポイント(I−Q座標点)について順次実吐出量を求めるようにすれば、サプライポンプ3の吐出量の広い範囲に亘って実際の圧送特性を学習し、補償することができる。
すなわち、車両の運転中に減速指令が発せられた場合は、コモンレール1が減圧されると共にエンジンの回転数が低下するので、その過程において回転数は比較的高い自由度で選択でき、低回転数域における選択も容易である。また、エンジンの減速指令は、車両の運転中に高い頻度で発せられる。そして、所望のエンジン回転数に達した時点で、サプライポンプ3に高圧燃料を所定量だけ吐出させてレール圧変化を検出すれば、その変化量に基づいてサプライポンプ3の圧送特性を補償することができる。
また、制御装置4は、検出されたレール圧変化に基づいて、サプライポンプ3による実際の高圧燃料の吐出量を計算するので、その実吐出量を特性補償に利用することができ、計算された実吐出量とサプライポンプ3の基準特性とを比較して、サプライポンプ3による燃料吐出量の補正値を計算するので、補正値を広い回転数範囲に亘って取得できる。更に、制御装置4は、計算された補正値に基づいて、制御指令に対するサプライポンプ3による燃料吐出量の特性(圧送特性)を補償するので、広い回転数範囲に亘って圧送特性を補償するための学習を高い頻度で行うことができる。
図6は本発明の第2実施例を示すものである。第2実施例は、第1実施例の図2:ステップS8において、サプライポンプ3が燃料を吐出した後にレール圧をA/D変換する場合のタイミングを最適に設定するための詳細を示す。吸入調量方式を採用するサプライポンプ3の場合、吸入調量弁14を介して燃料を吸入してから高圧ポンプ15がコモンレール1側に燃料を吐出し、その結果が実際のレール圧に反映されるまでには時間遅れが存在する。また、吸入調量弁14の電磁弁としての応答特性により、ポンプ制御値(電流指令)が与えられてから弁の開度が安定するまでについても、やはり時間遅れが存在する。
すなわち、時点Aにおいて所定のポンプ制御値を与えた場合にサプライポンプ3の吐出量を最初に算出するには、吐出前のA/D変換タイミングを時点D,吐出後のA/D変換タイミングを時点Eとすれば良く、時点D以降にA/D変換するように測定範囲を設定することで、レール圧の測定を高精度で行うことが可能となる。
吸入調量弁14および減圧弁11として開口面積可変式の弁を用いる例を示したが、開口時間を可変することで開度を調整しても良い。
ノーマリオープンタイプの吸入調量弁を使用しても良い。
吸入調量弁14は必要に応じて設ければ良く、吐出調量式のポンプに適用しても良い。
高圧ポンプは、2プランジャタイプに限ることなく、1プランジャ,或いは3個以上のプランジャを備えるものでも良い。
Claims (12)
- 高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、このコモンレールに蓄えられた高圧燃料をエンジンに噴射するインジェクタと、前記コモンレールに蓄えられた前記高圧燃料の圧力を検出する圧力センサと、燃料を吸引して加圧する加圧室を備え、この加圧室で加圧された前記高圧燃料を前記コモンレールに吐出するとともに、前記高圧燃料の吐出量を調整可能に構成される高圧ポンプと、前記吐出量を制御する制御装置とを備えるコモンレール式燃料噴射装置において、
前記制御装置は、前記エンジンに対する減速指令が発生することで、前記コモンレールが減圧される過程において前記エンジンの回転数が所定の測定対象値まで下降すると、前記高圧ポンプにより高圧燃料を所定量だけ吐出させる制御指令を前記高圧ポンプに与え、
その際に、前記圧力センサにより検出されるセンサ値によって、前記コモンレールのレール圧変化を検出する圧力変化検出手段を備えることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。 - 前記圧力変化検出手段により検出されたレール圧変化に基づいて、前記高圧ポンプによる実際の高圧燃料の吐出量を計算する吐出量計算手段を備えることを特徴とする請求項1記載のコモンレール式燃料噴射装置。
- 前記吐出量計算手段により計算された吐出量と、前記高圧ポンプの基準特性とを比較することで、前記高圧ポンプによる燃料吐出量の補正値を計算する補正値計算手段を備えることを特徴とする請求項2記載のコモンレール式燃料噴射装置。
- 前記補正値計算手段により計算された補正値に基づいて、前記制御指令に対する前記高圧ポンプによる燃料吐出量の特性補償を行う特性補償手段を備えることを特徴とする請求項3記載のコモンレール式燃料噴射装置。
- 前記圧力変化検出手段は、前記高圧ポンプによる燃料の吐出タイミングに基づいて、前記制御指令が出力された時点から、前記高圧ポンプによる燃料の圧送状態が安定した時点以降に、前記コモンレールのレール圧変化の測定タイミングを設定することを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載のコモンレール式燃料噴射装置。
- 前記高圧ポンプへ燃料を送る供給路の開度を調整して、前記高圧ポンプの吐出量を調整する吸入調量弁を備えることを特徴とする請求項1ないし5の何れかに記載のコモンレール式燃料噴射装置。
- 高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、このコモンレールに蓄えられた高圧燃料をエンジンに噴射するインジェクタと、燃料を吸引して加圧する加圧室を備え、この加圧室で加圧された前記高圧燃料を前記コモンレールに吐出するとともに、前記高圧燃料の吐出量を調整可能に構成される高圧ポンプと、前記吐出量を制御する制御装置とを備えるコモンレール式燃料噴射装置において、前記高圧ポンプの圧送特性を補償する方法であって、
前記エンジンに対する減速指令が発生することで、前記コモンレールが減圧される過程において前記エンジンの回転数が所定の測定対象値まで下降すると、前記高圧ポンプにより高圧燃料を所定量だけ吐出させる制御指令を与えて前記コモンレールのレール圧変化を検出し、
前記レール圧変化に基づいて、前記制御指令に対する前記高圧ポンプによる燃料吐出量の特性補償を行うことを特徴とする高圧ポンプの圧送特性補償方法。 - 前記レール圧変化に基づいて、前記高圧ポンプによる実際の高圧燃料の吐出量を計算することを特徴とする請求項7記載の高圧ポンプの圧送特性補償方法。
- 計算された吐出量と、前記高圧ポンプの基準特性とを比較することで、前記高圧ポンプによる燃料吐出量の補正値を計算することを特徴とする請求項8記載の高圧ポンプの圧送特性補償方法。
- 計算された補正値に基づいて、前記制御指令に対する燃料吐出量の特性補償を行うことを特徴とする請求項9記載の高圧ポンプの圧送特性補償方法。
- 前記高圧ポンプによる燃料の吐出タイミングに基づいて、前記制御指令が出力された時点から、前記高圧ポンプによる燃料の圧送状態が安定した時点以降に、前記コモンレールのレール圧変化の測定タイミングを設定することを特徴とする請求項7ないし10の何れかに記載の高圧ポンプの圧送特性補償方法。
- 前記高圧ポンプへ燃料を送る供給路の開度を調整して、前記高圧ポンプの吐出量を調整する吸入調量弁を備えるものに適用することを特徴とする請求項7ないし11の何れかに記載の高圧ポンプの圧送特性補償方法。
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