JP2009085074A - 蓄圧式燃料噴射システムの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジンのコモンレール式燃料噴射システムとして、コモンレール12と、燃料ポンプ11と、インジェクタ20とを備えている。燃料ポンプ11は複数の燃料圧送系を有する。インジェクタ20の燃料取込口には圧力センサ20aが設けられている。ECU30は、燃料ポンプ11の複数の燃料圧送系によるそれぞれの燃料圧送時に、燃料ポンプ11からインジェクタ20までの間の燃料経路における燃料圧力の変化を逐次検出し、その検出した圧力変化に基づいて、燃料圧送系ごとに圧送特性を算出する。
【選択図】 図1
Description
・蓄圧容器の燃料出口に、それよりも下流側の燃料通路内で生じる燃料脈動を軽減する燃料脈動軽減手段が設けられた蓄圧式燃料噴射システムにおいて、燃料圧力センサが、前記燃料脈動軽減手段よりも燃料下流側に設けられている構成とする。なお、前記燃料脈動軽減手段は、オリフィス、フローダンパ、又はそれらの組合せによって構成されるものであるとよい。
・燃料圧力センサが、燃料噴射弁の内部又は近傍に設けられている構成とする。例えば、燃料噴射弁に設けられた燃料通路内の燃料圧力を検出するものとして設けられるとよい。
・燃料圧力センサが、燃料噴射弁の燃料取込口に設けられている構成とする。
・燃料圧力センサが、蓄圧容器の燃料出口に接続される高圧配管において、蓄圧容器よりも燃料噴射弁の燃料噴射口の方に近い位置に設けられている構成とする。
・燃料圧力センサのセンサ出力を、該センサ出力で圧力推移波形の軌跡が描かれる程度に短い間隔にて逐次取得する。
・より具体的には、燃料圧力センサのセンサ出力を「50μsec」よりも短い間隔で逐次取得する。
・各燃料圧送系について圧送開始から圧送終了までの期間で燃料圧送前の燃料圧力と圧送開始後の燃料圧力との差である圧力変化量の積算値を算出し、同積算値に基づいて、各燃料圧送系の圧送特性を算出する(請求項9)。
・各燃料圧送系について燃料の圧送開始後における燃料圧力の変化勾配を算出し、その変化勾配に基づいて、各燃料圧送系の圧送特性を算出する(請求項10)。
・各燃料圧送系について圧送開始に伴う圧力上昇から圧送終了に伴う圧力収束までの所要時間を算出し、その所要時間に基づいて、各燃料圧送系の圧送特性を算出する(請求項11)。
・減圧開始から減圧終了までの期間で減圧開始前の燃料圧力と減圧開始後の燃料圧力との差である圧力変化量の積算値を算出し、同積算値に基づいて減圧特性を算出する(請求項19)。
・減圧開始後における燃料圧力の変化勾配を算出し、その変化勾配に基づいて減圧特性を算出する(請求項20)。
・減圧開始に伴う圧力降下から減圧終了に伴う圧力収束までの所要時間を算出し、その所要時間に基づいて減圧特性を算出する(請求項21)。
(1)第1プランジャ51aによる燃料圧送の開始直前、例えばポンプ駆動信号の立ち上がり時に算出した燃圧(S42の算出値)を圧送前圧力Pref1とする(図4(c)参照)。
(2)第1プランジャ51aによる燃料圧送の開始から終了までの期間において、所定周期(20μsec周期)で算出される燃圧PAから圧送前圧力Pref1を減算して圧力変化量ΔP1(=PA−Pref1)を逐次算出する。
(3)第1プランジャ51aによる燃料圧送の開始から終了までの期間において圧力変化量ΔP1を積分演算することで、第1プランジャ51aの燃料圧送量Q1を算出する。
・燃料圧送量Q1,Q2のうち大きい方(又は小さい方)を基準とし、基準とならない方のプランジャについてのみ圧送補正量を算出する。例えば、Q1>Q2でありかつ燃料圧送量が大きい方の第1プランジャ51aを基準とする場合に、第1プランジャ51aの圧送補正量を0とするとともに、第2プランジャ51bの圧送補正量を「Q1−Q2」に相当する値とする。
・燃料圧送量の標準値をあらかじめ定めておき、燃料圧送量Q1,Q2について、標準値からの差を圧送補正量として算出する。
(1)減圧弁15による減圧の開始直前、例えば減圧信号の立ち上がり時に算出した燃圧(S53の算出値)を減圧前圧力Pref2とする(図5(c)参照)。
(2)減圧弁15による減圧の開始から終了までの期間において、減圧前圧力Pref2から、所定周期(20μsec周期)で算出される燃圧PAを減算して圧力変化量ΔP2(=Pref2−PA)を逐次算出する。
(3)減圧弁15による減圧の開始から終了までの期間において圧力変化量ΔP2を積分演算することで減圧量Q3を算出する。
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されても良い。
(1)燃料ポンプ11(高圧ポンプ11b)の各プランジャ51a,51bについての圧送特性の算出処理及び圧送量補正処理、
(2)減圧弁15についての減圧特性の算出処理及び減圧量補正処理、
を共に実行する構成としたが、これらのいずれか一方のみを実行する構成であってもよい。すなわち、上記(1)のみ、又は上記(2)のみを実行する構成であってもよい。
Claims (21)
- エンジン出力軸の回転に伴い各々異なるタイミングで燃料の吸入と吐出とを繰り返し実行する複数の燃料圧送系を有する燃料ポンプを備え、該燃料ポンプから蓄圧容器に燃料を圧送するとともに、蓄圧容器内の高圧燃料を燃料噴射弁から噴射させる蓄圧式燃料噴射システムにて適用され、
前記複数の燃料圧送系によるそれぞれの燃料圧送時に、前記燃料ポンプから前記燃料噴射弁までの間の燃料経路における燃料圧力の変化を逐次検出する圧送時圧力検出手段と、
前記圧送時圧力検出手段により検出した圧力変化に基づいて、前記燃料圧送系ごとに圧送特性を算出する圧送特性算出手段と、
を備えることを特徴とする蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。 - 前記圧送特性算出手段により算出された各燃料圧送系の圧送特性に基づいて、前記複数の燃料圧送系ごとに燃料圧送時の指令圧送量を補正する圧送量補正手段を備える請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記圧送量補正手段は、同一の圧送条件下において前記複数の燃料圧送系での燃料圧送量が同一となるよう前記指令圧送量を補正する請求項2に記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記圧送特性算出手段により算出された各燃料圧送系の圧送特性に基づいて、前記複数の燃料圧送系ごとの機差を示す学習値を算出するとともに、同学習値を保存する機差学習手段を備える請求項1乃至3のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の噴射口までの燃料通路のうち前記蓄圧容器の燃料出口よりも燃料下流側に設けられる燃料圧力センサを備える蓄圧式燃料噴射システムに適用され、
前記圧送時圧力検出手段は、前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記燃料圧送時の燃料圧力の変化を検出する請求項1乃至4のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。 - 多気筒内燃機関の気筒ごとに燃料噴射弁が設けられ同燃料噴射弁により所定の順序で燃料噴射が順次行われる一方、気筒ごとに前記燃料圧力センサが設けられる蓄圧式燃料噴射システムに適用され、
前記圧送時圧力検出手段は、都度の噴射気筒でない非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記燃料圧送時の燃料圧力の変化を検出する請求項5に記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。 - 前記圧送時圧力検出手段は、前記気筒ごとに設けられる各燃料圧力センサについて、前記燃料ポンプから同センサによる圧力測定箇所に至る経路長の差異を加味して、前記燃料圧力の変化を検出する請求項6に記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記圧送時圧力検出手段は、複数の燃料圧力センサの出力の平均値により前記燃料圧力の変化を検出する請求項5乃至7のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記圧送特性算出手段は、各燃料圧送系について圧送開始から圧送終了までの期間で燃料圧送前の燃料圧力と圧送開始後の燃料圧力との差である圧力変化量の積算値を算出し、同積算値に基づいて、各燃料圧送系の圧送特性を算出する請求項1乃至8のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記圧送特性算出手段は、各燃料圧送系について燃料の圧送開始後における燃料圧力の変化勾配を算出し、その変化勾配に基づいて、各燃料圧送系の圧送特性を算出する請求項1乃至8のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記圧送特性算出手段は、各燃料圧送系について圧送開始に伴う圧力上昇から圧送終了に伴う圧力収束までの所要時間を算出し、その所要時間に基づいて、各燃料圧送系の圧送特性を算出する請求項1乃至8のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記蓄圧容器に設けられた減圧弁の開弁により同蓄圧容器内の燃料を排出して燃料圧力を低減させる蓄圧式燃料噴射システムにて適用され、
前記減圧弁による燃料排出時に、前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁までの間の燃料経路における燃料圧力の変化を逐次検出する減圧時圧力検出手段と、
前記減圧時圧力検出手段により検出した圧力変化に基づいて、前記減圧弁の減圧特性を算出する減圧特性算出手段と、
を備える請求項1乃至11のいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。 - 燃料ポンプから圧送される高圧燃料を蓄圧容器に貯留するとともに、該蓄圧容器内の高圧燃料を燃料噴射弁から噴射させる一方、前記蓄圧容器に設けられた減圧弁の開弁により同蓄圧容器内の燃料を排出して燃料圧力を低減させる蓄圧式燃料噴射システムにて適用され、
前記減圧弁による燃料排出時に、前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁までの間の燃料経路における燃料圧力の変化を検出する減圧時圧力検出手段と、
前記減圧時圧力検出手段により検出した圧力変化に基づいて、前記減圧弁の減圧特性を算出する減圧特性算出手段と、
を備えることを特徴とする蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。 - 前記減圧特性算出手段により算出された減圧特性に基づいて、前記減圧弁による燃料排出時の指令減圧量を補正する減圧量補正手段を備える請求項12又は13に記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記減圧特性算出手段により算出された減圧特性に基づいて、前記減圧特性のずれを示す学習値を算出するとともに、同学習値を保存する減圧特性学習手段を備える請求項12乃至14のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の噴射口までの燃料通路のうち前記蓄圧容器の燃料出口よりも燃料下流側に設けられる燃料圧力センサを備える蓄圧式燃料噴射システムに適用され、
前記減圧時圧力検出手段は、前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記減圧弁による燃料排出時の燃料圧力の変化を検出する請求項12乃至15のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。 - 多気筒内燃機関の気筒ごとに燃料噴射弁が設けられ同燃料噴射弁により所定の順序で燃料噴射が順次行われる一方、気筒ごとに前記燃料圧力センサが設けられる蓄圧式燃料噴射システムに適用され、
前記減圧時圧力検出手段は、前記気筒ごとに設けられる各燃料圧力センサについて、前記減圧弁から同センサによる圧力測定箇所に至る経路長の差異を加味して、前記燃料圧力の変化を検出する請求項16に記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。 - 前記減圧時圧力検出手段は、複数の燃料圧力センサの出力の平均値により前記燃料圧力の変化を検出する請求項12乃至17のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記減圧特性算出手段は、減圧開始から減圧終了までの期間で減圧開始前の燃料圧力と減圧開始後の燃料圧力との差である圧力変化量の積算値を算出し、同積算値に基づいて減圧特性を算出する請求項12乃至18のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記減圧特性算出手段は、減圧開始後における燃料圧力の変化勾配を算出し、その変化勾配に基づいて減圧特性を算出する請求項12乃至18のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
- 前記減圧特性算出手段は、減圧開始に伴う圧力降下から減圧終了に伴う圧力収束までの所要時間を算出し、その所要時間に基づいて減圧特性を算出する請求項12乃至18のいずれか1つに記載の蓄圧式燃料噴射システムの制御装置。
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