JP2009114922A - Accumulator fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄圧式燃料噴射装置に関するものである。 The present invention relates to an accumulator fuel injection device.
従来、多気筒ディーゼルエンジン等のエンジンにより回転駆動される燃料供給ポンプによってコモンレール内に高圧燃料を加圧圧送して蓄圧するとともに、そのコモンレール内に蓄圧された高圧燃料をエンジンの各気筒に搭載されたインジェクタに分配し、各気筒の燃焼室内へ噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置が知られている(特許文献1等参照)。
Conventionally, high-pressure fuel is compressed and stored in a common rail by a fuel supply pump that is driven by an engine such as a multi-cylinder diesel engine, and the high-pressure fuel stored in the common rail is mounted on each cylinder of the engine. There is known an accumulator fuel injection device that distributes the fuel to the injector and injects it into the combustion chamber of each cylinder (see
この種の燃料噴射装置では、一つの燃料圧力センサによってコモンレール内の燃料圧力を実コモンレール圧として検出し、この実コモンレール圧が、エンジンの運転状態に基づいて設定された目標コモンレール圧と略一致するように、燃料供給ポンプの吐出量をフィードバック制御する吐出量制御を実施している。また、実コモンレール圧およびエンジンの運転状態に基づいて設定された目標噴射量をベースにして噴射パルス幅を演算し、噴射パルス幅に応じた噴射駆動信号をインジェクタに通電制御する噴射量制御を実施している。 In this type of fuel injection device, the fuel pressure in the common rail is detected as an actual common rail pressure by a single fuel pressure sensor, and the actual common rail pressure substantially matches the target common rail pressure set based on the operating state of the engine. As described above, the discharge amount control for feedback control of the discharge amount of the fuel supply pump is performed. Also, injection amount control is performed to calculate the injection pulse width based on the target injection amount set based on the actual common rail pressure and the operating state of the engine, and to energize the injector with an injection drive signal corresponding to the injection pulse width. is doing.
近年の排気ガス規制の強化に伴ない、蓄圧式燃料噴射装置に対しても高精度な噴射制御、即ち噴射量精度向上の要請に対応するべく、インジェクタの個体差を吸収する技術(特許文献2参照)や噴射制御において学習制御を取り入れる技術(特許文献3参照)が提案されている。 With the recent tightening of exhaust gas regulations, a technique for absorbing individual differences among injectors in order to respond to a request for highly accurate injection control, that is, an improvement in injection amount accuracy, even for an accumulator fuel injection device (Patent Document 2) And a technique that incorporates learning control in injection control (see Patent Document 3) has been proposed.
具体的には、特許文献2の開示する技術では、予めインジェクタ個々の噴射特性を計測しておき、噴射特性に対応した噴射量制御信号(噴射駆動信号)の補正データを情報記憶媒体に記憶させ、当該情報記憶媒体をインジェクタに取り付けることで、エンジンに組み込んだ各インジェクタを情報記憶媒体で識別し、インジェクタ個々の噴射特性に応じた噴射量の補正演算を付加してインジェクタの個体差を吸収するのである。
しかしながら、上記特許文献による従来技術では、インジェクタの個体差による噴射量ばらつきを、上記情報記憶媒体に記憶した噴射量制御信号の補正データによって、補正することはできるが、噴射量制御信号を設定する際に、基本となるコモンレール側の燃料圧力センサで検出する実コモンレール圧のばらつきが考慮されていない。 However, in the prior art according to the above-mentioned patent document, the injection amount variation due to the individual difference of the injector can be corrected by the correction data of the injection amount control signal stored in the information storage medium, but the injection amount control signal is set. In this case, the variation of the actual common rail pressure detected by the basic common rail fuel pressure sensor is not taken into consideration.
さて、発明者は、特許文献2等に開示されているような構成の蓄圧式燃料噴射装置において、鋭意研究を行った結果、以下の事項を見出した。
As a result of intensive studies on the pressure accumulation type fuel injection device having a configuration as disclosed in
即ち、まず、初期特性ばらつきにおいて、検出する圧力が高くなるに従ってそのばらつきが拡大する傾向にある。言い換えると、近年の排気ガス規制の強化に伴ない、蓄圧式燃料噴射装置の燃料噴射圧力の高圧化が要求されており、従来に比べて実コモンレール圧の検出範囲が拡大する傾向にあるため、従来技術では燃料圧力センサの個体差により噴射量精度の低下を招くという問題がある。 That is, first, the initial characteristic variation tends to increase as the detected pressure increases. In other words, with the recent tightening of exhaust gas regulations, it is required to increase the fuel injection pressure of the accumulator fuel injection device, and the detection range of the actual common rail pressure tends to expand compared to the conventional, In the prior art, there is a problem that the injection amount accuracy is lowered due to individual differences in the fuel pressure sensor.
次に、劣化特性においては、初期状態に比べて劣化後の圧力ばらつきが拡大する傾向にあるが、使用環境並びに使用条件により劣化後の圧力特性が初期状態に比べて増加するものや減少するものがあるため、例えば予め劣化特性を予測するのは難しいのである。 Next, in the deterioration characteristics, the pressure variation after deterioration tends to increase compared to the initial state, but the pressure characteristics after deterioration increase or decrease compared to the initial state depending on the use environment and use conditions. For example, it is difficult to predict the deterioration characteristics in advance.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、燃料噴射圧の高圧化による検出範囲の拡大に対応して、噴射量の高精度化が可能な蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a pressure accumulation type fuel injection device capable of increasing the accuracy of the injection amount corresponding to the expansion of the detection range by increasing the fuel injection pressure. There is to do.
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を備える。 In order to achieve the above object, the present invention comprises the following technical means.
即ち、請求項1乃至6に記載の発明では、燃料の噴射圧に相当する高圧燃料をコモンレール内に蓄圧するとともに、そのコモンレール内に蓄圧された高圧燃料を内燃機関の各気筒に搭載されたインジェクタに分配供給する蓄圧式燃料噴射装置において、
コモンレールに設けられ、燃料の噴射圧に相当する燃料圧信号を出力する圧力センサと、圧力センサの燃料圧信号の誤差を記憶した圧力センサ個体差記憶媒体とを備え、圧力センサ個体差記憶媒体を、圧力センサまたはコモンレールに付設したことを特徴とする。
That is, in the invention according to any one of
A pressure sensor that is provided on the common rail and outputs a fuel pressure signal corresponding to the fuel injection pressure; and a pressure sensor individual difference storage medium that stores an error in the fuel pressure signal of the pressure sensor. Attached to the pressure sensor or common rail.
かかる発明では、コモンレール内の燃料圧力(以下、「実コモンレール圧」という)を、目標とする燃料の噴射圧相当の圧力(以下、「目標コモンレール圧」という)に一致するように調整することになるが、個々のコモンレールに装着される圧力センサの燃料圧信号の誤差を、圧力センサ個体差記憶媒体に記憶させておき、当該圧力センサまたはコモンレールに付設される。このような構成によると、圧力センサ個体差記憶媒体に記憶させた圧力センサの燃料圧信号の誤差に基づいて実コモンレール圧の補正を行なうことができ、ひいてはインジェクタの個体差のみを吸収する従来技術に比べて実コモンレール圧と目標コモンレール圧とのずれが効果的に抑制される。 In this invention, the fuel pressure in the common rail (hereinafter referred to as “actual common rail pressure”) is adjusted so as to coincide with the pressure equivalent to the target fuel injection pressure (hereinafter referred to as “target common rail pressure”). However, the error of the fuel pressure signal of the pressure sensor attached to each common rail is stored in the pressure sensor individual difference storage medium and attached to the pressure sensor or the common rail. According to such a configuration, it is possible to correct the actual common rail pressure based on the error of the fuel pressure signal of the pressure sensor stored in the pressure sensor individual difference storage medium, and thus absorb only the individual difference of the injector. Compared to the above, the deviation between the actual common rail pressure and the target common rail pressure is effectively suppressed.
以上の請求項1に記載の発明によれば、燃料噴射圧の高圧化に対応して設定された目標コモンレール圧に相当する高圧燃料をインジェクタから噴射する際に、噴射量の高精度化が可能である。 According to the first aspect of the present invention, when the high-pressure fuel corresponding to the target common rail pressure set corresponding to the increase in the fuel injection pressure is injected from the injector, the injection amount can be made highly accurate. It is.
また、請求項2に記載の発明では、圧力センサ個体差記憶媒体に記憶される燃料圧信号の誤差は、コモンレールにおいて外部の圧力発生装置により一定圧に加圧された複数の高圧燃料条件にて、コモンレールに装着された圧力センサで検出した出力信号の誤差であって、圧力センサで検出する燃料の噴射圧の圧力範囲において下限燃料噴射圧、および上限燃料噴射圧に相当する出力信号の誤差を含むことを特徴とする。 In the second aspect of the invention, the error of the fuel pressure signal stored in the pressure sensor individual difference storage medium is caused by a plurality of high-pressure fuel conditions in which the pressure is increased to a constant pressure by an external pressure generator in the common rail. The error of the output signal detected by the pressure sensor mounted on the common rail, the error of the output signal corresponding to the lower limit fuel injection pressure and the upper limit fuel injection pressure in the pressure range of the fuel injection pressure detected by the pressure sensor. It is characterized by including.
かかる発明では、蓄圧式燃料噴射装置の工場出荷前の製造工程において、圧力センサ単体または圧力センサを搭載したコモンレールの状態において、圧力センサ個々の燃料圧信号を計測し、当該圧力センサの個体差の指標として燃料圧信号の誤差を、例えばバーコードなどの圧力センサ個体差記憶媒体に記憶させることになる。ここで、上記製造工程において、蓄圧式燃料噴射装置を構成するインジェクタ及びコモンレールに高圧燃料を供給する供給装置を組付けた後に、圧力センサの燃料圧信号を計測すると、後工程の、コモンレール、インジェクタ等の構成部材を個々に内燃機関に組付ける内燃機関の組付工程との関係から、蓄圧式燃料噴射装置の生産性が低下する。一方、圧力センサ単体で個体差を計測すると、蓄圧式燃料噴射装置の使用条件と計測条件が一致しない場合や、固体差としてセンサ出力検査装置を用いた抵抗特性などの個体特性を利用することになるため、計測した圧力センサ単体の個体特性を燃料信号に変換する際に誤差を生じることが懸念させる。 In this invention, in the manufacturing process before the factory shipment of the pressure accumulating fuel injection device, the fuel pressure signal of each pressure sensor is measured in the state of the pressure sensor alone or the common rail equipped with the pressure sensor, and the individual difference of the pressure sensor is measured. The fuel pressure signal error is stored as an index in a pressure sensor individual difference storage medium such as a barcode. Here, in the above manufacturing process, after the fuel pressure signal of the pressure sensor is measured after the injector and the supply device for supplying high-pressure fuel to the common rail are assembled in the accumulator fuel injection device, the common rail and injector in the subsequent process The productivity of the accumulator fuel injection device is reduced due to the relationship with the assembly process of the internal combustion engine in which the components such as the above are individually assembled to the internal combustion engine. On the other hand, when individual differences are measured with a single pressure sensor, the use conditions of the accumulator fuel injection device and measurement conditions do not match, or individual characteristics such as resistance characteristics using a sensor output inspection device are used as solid differences. Therefore, it is concerned that an error may occur when the measured individual characteristic of the pressure sensor is converted into a fuel signal.
しかし、圧力センサを装着したコモンレールにおいて外部の圧力発生装置により一定圧に加圧された複数の高圧燃料条件ごとに、圧力センサで検出した出力信号の誤差を計測する構成とするため、蓄圧式燃料噴射装置のうちのコモンレール及び圧力センサ以外の構成部材を、コモンレール及び圧力センサに組付けなくとも、実質的に蓄圧式燃料噴射装置に搭載した状態での圧力センサの燃料圧信号の誤差として、上記出力信号の誤差を計測することができる。 However, in order to measure the error of the output signal detected by the pressure sensor for each of a plurality of high-pressure fuel conditions pressurized to a constant pressure by an external pressure generator on the common rail equipped with the pressure sensor, As an error in the fuel pressure signal of the pressure sensor in a state where it is substantially mounted on the accumulator fuel injection device without assembling components other than the common rail and pressure sensor of the injection device to the common rail and pressure sensor, The error of the output signal can be measured.
しかも、当該高圧燃料条件を変えて計測する複数の出力信号の誤差として、圧力センサで検出する実コモンレール圧の圧力範囲において下限燃料噴射圧、および上限燃料噴射圧に相当する出力信号を含んでいるので、下限燃料噴射圧及び上限燃料噴射圧に対応した出力信号に基づいて、上記圧力範囲の全体にわったって実コモンレール圧を容易に補正することができる。 In addition, as errors in a plurality of output signals measured by changing the high-pressure fuel condition, output signals corresponding to the lower limit fuel injection pressure and the upper limit fuel injection pressure are included in the pressure range of the actual common rail pressure detected by the pressure sensor. Therefore, the actual common rail pressure can be easily corrected over the entire pressure range based on the output signals corresponding to the lower limit fuel injection pressure and the upper limit fuel injection pressure.
また、上記下限噴射圧は、請求項3乃至4に記載の発明の如く、内燃機関の停止後の所定放置条件を満足したとき生じる燃料圧である。 Further, the lower limit injection pressure is a fuel pressure generated when a predetermined leaving condition is satisfied after the internal combustion engine is stopped, as in the third to fourth aspects of the invention.
かかる発明では、内燃機関の停止後の所定放置条件を満足したとき生じる燃料圧は、実質的に大気圧となるため、そのような下限噴射圧では、蓄圧式燃料噴射装置を内燃機関に組付け完了した以後においても、圧力センサの燃料圧信号を繰り返し計測でき、当該燃料圧信号の変化即ち経時劣化による変化を計測することが可能であるのである。そのような経時劣化による変化と、初期状態の圧力センサ個体差を加味し、当該加味した偏差値に基づいて実コモンレール圧を補正することができ、ひいては初期状態及び経時劣化後の状態において許容可能な噴射量精度を維持することが可能である。 In this invention, the fuel pressure generated when the predetermined leaving condition after the internal combustion engine is stopped is substantially atmospheric pressure. Therefore, at such a lower limit injection pressure, the accumulator fuel injection device is assembled to the internal combustion engine. Even after the completion, the fuel pressure signal of the pressure sensor can be repeatedly measured, and the change of the fuel pressure signal, that is, the change due to deterioration over time can be measured. The actual common rail pressure can be corrected based on such a change due to deterioration over time and individual pressure sensor individual differences in the initial state, and based on the added deviation value, which is acceptable in the initial state and the state after deterioration over time. It is possible to maintain a precise injection amount accuracy.
特に、請求項4に記載の如く、請求項3に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、内燃機関の停止後の所定放置条件を満足するごとに、圧力センサにて燃料圧信号を検出し、繰り返し検出される燃料圧信号間の偏差に基づいて圧力センサから出力される燃料圧信号を補正することが好ましい。
In particular, as described in
ここで、例えば内燃機関の初期状態において上記実コモンレール圧を補正する方法の一つとして、初期状態の圧力センサ個体差記憶媒体に記憶の圧力センサの個体差(燃料圧信号の誤差)が所定の固体差以上にない場合には補正しないという補正方法が考えられる。このような補正方法では、初期状態では圧力センサの燃料圧信号の誤差(以下、「初期誤差」という)が許容できる誤差範囲内であっても、経時劣化によりその初期誤差が拡大して誤差(以下、「劣化後誤差」という)となって、許容誤差範囲外、ひいては許容可能な噴射量精度を維持できなくなる懸念がある。 Here, for example, as one method of correcting the actual common rail pressure in the initial state of the internal combustion engine, the individual difference (fuel pressure signal error) of the pressure sensor stored in the pressure sensor individual difference storage medium in the initial state is predetermined. A correction method is considered in which correction is not performed when the difference is not greater than the individual difference. In such a correction method, even if the error of the fuel pressure signal of the pressure sensor (hereinafter referred to as “initial error”) is within an allowable error range in the initial state, the initial error is increased due to deterioration with time, and the error ( (Hereinafter referred to as “post-degradation error”), there is a concern that it is not possible to maintain the accuracy of the injection amount outside the allowable error range.
これに対して請求項4に記載の発明では、所定放置条件を満足する内燃機関停止時において圧力センサの燃料圧信号を計測を繰り返し、初期状態の燃料圧信号、当該燃料圧信号の偏差に基づいて劣化後誤差が許容誤差範囲外であるか否かを判定することが可能である。そのような判定結果に基づいて補正を実施することにより許容可能な噴射量精度を維持することができるのである。
On the other hand, in the invention described in
また、請求項5に記載の発明によると、圧力センサで出力された燃料圧信号を前記燃料の噴射圧としての実コモンレール圧に変換するとともに、実コモンレール圧および内燃機関の運転状態に応じて設定される目標噴射量に基づいてインジェクタを駆動制御する制御装置とを備え、制御装置は、圧力センサ個体差記憶媒体に記憶された燃料圧信号の誤差を読み取り、読み込んだ燃料圧信号の誤差に基づいて実コモンレール圧を補正する。
According to the invention described in
このような構成では、圧力センサから出力される燃料圧信号から変換される実コモンレール圧を、圧力センサ個体差記憶媒体に記憶された燃料圧信号の誤差に基づいて補正するため、インジェクタの個体差のみを吸収する従来技術に比べて圧力センサの固体差を吸収し、実コモンレール圧と目標コモンレール圧とのずれが効果的に抑制することができる。したがって、計測精度が高められた実コモンレール圧および内燃機関の運転状態に応じて設定される目標噴射量に基づいて噴射制御されるインジェクタからの噴射量は、高い噴射量精度が得られる。 In such a configuration, the actual common rail pressure converted from the fuel pressure signal output from the pressure sensor is corrected based on the error of the fuel pressure signal stored in the pressure sensor individual difference storage medium. Compared with the prior art that absorbs only the pressure sensor, the difference between the pressure sensors can be absorbed, and the deviation between the actual common rail pressure and the target common rail pressure can be effectively suppressed. Therefore, the injection amount from the injector that is injection-controlled based on the target common injection amount that is set according to the actual common rail pressure with the increased measurement accuracy and the operating state of the internal combustion engine provides high injection amount accuracy.
また、請求項6に記載の発明によると、圧力センサで出力された燃料圧信号を前記燃料の噴射圧としての実コモンレール圧に変換するとともに、実コモンレール圧に基づいて目標コモンレール圧に一致するように高圧燃料供給源から供給される燃料吐出量をフィードバック制御する制御装置とを備え、制御装置は、圧力センサ個体差記憶媒体に記憶された燃料圧信号の誤差を読み取り、読み込んだ燃料圧信号の誤差に対応する前記実コモンレール圧の誤差圧に基づいて燃料吐出量または燃料吐出量を示す燃料吐出量指標値を補正する。 According to the sixth aspect of the present invention, the fuel pressure signal output from the pressure sensor is converted into the actual common rail pressure as the fuel injection pressure, and the target common rail pressure is matched with the actual common rail pressure. And a control device that performs feedback control of the fuel discharge amount supplied from the high-pressure fuel supply source, and the control device reads an error of the fuel pressure signal stored in the pressure sensor individual difference storage medium and reads the read fuel pressure signal. The fuel discharge amount or the fuel discharge amount index value indicating the fuel discharge amount is corrected based on the error pressure of the actual common rail pressure corresponding to the error.
このような構成では、圧力センサから出力される燃料圧信号から変換される実コモンレール圧を、圧力センサ個体差記憶媒体に記憶された燃料圧信号の誤差に対応する当該実コモンレール圧の誤差圧を加味して修正し、ひいては上記フィードバック制御により実コモンレール圧と目標コモンレール圧とが実質的に一致するので、従来技術に比べて更に高精度なフィードバック制御が実現できる。 In such a configuration, the actual common rail pressure converted from the fuel pressure signal output from the pressure sensor is changed to the error pressure of the actual common rail pressure corresponding to the error of the fuel pressure signal stored in the pressure sensor individual difference storage medium. The actual common rail pressure and the target common rail pressure substantially coincide with each other by the above feedback control, so that feedback control with higher accuracy than that of the conventional technology can be realized.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態を適用した蓄圧式燃料噴射装置のシステム全体図を示し、図2は本発明の実施形態の要部を示す外観図を示している。また、図3は、エンジン並びに車両の製造工程のいずれかであって、コモンレールに装備される燃料圧力センサにおいて、当該燃料圧力センサに付設された記憶媒体の固有データをECUに転送するシステムを示している。 FIG. 1 shows an overall system diagram of a pressure accumulating fuel injection apparatus to which an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is an external view showing a main part of the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a system for transferring specific data of a storage medium attached to the fuel pressure sensor to the ECU in a fuel pressure sensor mounted on the common rail, which is one of the manufacturing processes of the engine and the vehicle. ing.
図1に示す蓄圧式燃料噴射装置は、エンジン(例えばディーゼルエンジン)100の各気筒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、制御装置としてのエンジン制御ユニット(以下、ECU)4、および駆動ユニット(以下、EDU)を含んで構成されている。
1 is a system that injects fuel into each cylinder of an engine (for example, a diesel engine) 100, and includes a
コモンレール1は、インジェクタ2に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように高圧ポンプ配管6を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ3の吐出口と接続されるとともに、各インジェクタ2へ高圧燃料を供給する複数のインジェクタ配管7が接続されている。
The
インジェクタ配管7とコモンレール1との間には、安全装置部21がコモンレール1に一体的に設けられている。安全装置部21は、コモンレール圧が過剰になった場合や、インジェクタ2に流量異常が生じた場合にインジェクタ2への燃料供給を遮断する装置である。
Between the injector pipe 7 and the
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は圧力安全弁であり、コモンレール1内の燃料圧が限界設定圧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圧以下に抑える。
A
また、コモンレール1には、減圧弁11が取り付けられている。この減圧弁11は、ECU4から与えられる開弁指示信号によって開弁してリリーフ配管9を介してコモンレール圧を急速に減圧するものである。このように、コモンレール1に減圧弁11を搭載することによって、ECU4はコモンレール圧を車両走行状態に応じた圧力へ素早く低減制御できる。
A pressure reducing valve 11 is attached to the
インジェクタ2は、エンジン100の気筒毎に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものであり、コモンレール1より分岐する複数のインジェクタ配管7の下流端に接続されて、コモンレール1に蓄圧された高圧燃料を各気筒内に噴射供給する燃料噴射ノズル(図示せず)、およびこの燃料噴射ノズル内に収容されたニードルのリフト制御を行う電磁弁(図示せず)等を搭載している。なお、インジェクタ2からのリーク燃料も、リリーフ配管9を経て燃料タンク8に戻される。
The
サプライポンプ3は、コモンレール1へ高圧燃料を圧送する高圧燃料ポンプであり、燃料タンク8内の燃料を、フィルタ12を介してサプライポンプ3へ吸引するフィードポンプ(図示せず)を搭載し、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール1へ圧送する。フィードポンプおよびこれを内蔵するサプライポンプ3は共通のカムシャフト13によって駆動される。なお、このカムシャフト13は、エンジンによって回転駆動されるものである。
The
サプライポンプ3は、電気的に吐出量を制御する機構を有しており、当該機構として、燃料を高圧に加圧する加圧室内に燃料を導く燃料流路に、その燃料流路の開度度合を調整するための吸入調量弁(以下、SCV)14が取り付けられている。このSCV14は、ECU4からのポンプ駆動信号によって制御されることにより、加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整し、コモンレール1へ圧送する燃料の吐出量を変更するバルブであり、コモンレール1へ圧送する燃料の吐出量を調整することにより、コモンレール圧を調整するものである。即ち、ECU4はSCV14を制御することにより、コモンレール圧を車両走行状態に応じた圧力に制御できる。
The
ECU4は、CPU、RAM、ROM等(図示しない)を搭載しており、ROMに記憶されたプログラムと、RAMに読み込まれたセンサ類の信号(当該信号で検出される車両及びエンジンの運転状態)とに基づいて各種の演算処理を行う。
The
具体的な演算の一例を示すと、ECU4は、燃料の噴射毎に、ROMに記憶されたプログラムと、RAMに読み込まれたセンサ類の信号(車両の運転状態)とに基づいて、各気筒毎の目標噴射量、噴射形態、インジェクタ2の開弁閉弁時期を決定するように設けられている。
An example of a specific calculation is as follows. For each fuel injection, the
EDU5は、ECU4から与えられるインジェクタ開弁信号に基づいてインジェクタ2の電磁弁へ開弁駆動電流を与える駆動回路であり、開弁駆動電流を電磁弁に与えることにより高圧燃料が気筒内に噴射供給され、開弁駆動電流を停止することで燃料噴射が停止するものである。
The
また、ECU4には、車両の運転状態等を検出する手段として、コモンレール1内のコモンレール圧を検出する燃料圧力センサ(以下、Pcセンサ)15の他に、アクセル開度を検出するアクセルセンサ(図示せず)、エンジン回転数を検出する回転数センサ(図示せず)、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ(図示せず)等のセンサ類が接続されている。
In addition to the fuel pressure sensor (hereinafter referred to as Pc sensor) 15 that detects the common rail pressure in the
また、ECU4は、メモリ内に記憶されたプログラムを実行することで実現する主な機能を手段で表すと、インジェクタ2の噴射動作を制御する噴射手段と、コモンレール1内のコモンレール圧を目標燃料圧力(目標コモンレール圧)に制御するコモンレール圧制御手段とを備えている。目標コモンレール圧とは、インジェクタ2より噴射される燃料噴射圧に相当するものであって、エンジンの運転状態に応じた最適な燃料圧力に設定されている。
In addition, when the
噴射手段は、目標噴射量決定手段と、噴射時期決定手段と、噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動手段とから構成されている。目標噴射量決定手段は、各種センサ類により検出したエンジンの運転状態に応じて最適な目標噴射量Qfinを決定する。噴射時期決定手段は、目標噴射量Qfinとエンジン回転数Neとに基づいて指令噴射時期(通電パルス時期)Tfinを決定する。噴射期間決定手段は、コモンレール圧Pcと目標噴射量Qfinとに基づいて指令噴射期間(通電パルス時間)Tinjを決定する。インジェクタ駆動手段は、各気筒のインジェクタ2に、指令噴射時期(Tfin)から噴射指令パルス時間(Tinj)が経過するまでの間、略パルス状の通電電流を印加する。
The injection means includes target injection amount determination means, injection timing determination means, injection period determination means, and injector drive means. The target injection amount determining means determines an optimal target injection amount Qfin according to the engine operating state detected by various sensors. The injection timing determining means determines a command injection timing (energization pulse timing) Tfin based on the target injection amount Qfin and the engine speed Ne. The injection period determining means determines a command injection period (energization pulse time) Tinj based on the common rail pressure Pc and the target injection amount Qfin. The injector driving means applies a substantially pulsed energizing current to the
コモンレール圧制御手段は、サプライポンプ3のコモンレール1への吐出量を制御する吐出量制御手段とを備えており、Pcセンサ15によりコモンレール1内の実燃料圧力(以下、実コモンレール圧という)を検出し、実コモンレール圧Pcfが目標コモンレール圧Pcaに一致するようにフィードバック制御する。
The common rail pressure control means includes a discharge amount control means for controlling the discharge amount of the
吐出量制御手段は、目標コモンレール圧Pcaと燃料温度Tfとに基づいてSCV14への基本駆動信号を決定してサプライポンプ3を駆動制御し、Pcセンサ15により検出された実コモンレール圧Pcaと目標コモンレール圧Pcaが一致しない場合には、実コモンレール圧Pcfと目標コモンレール圧Pcaの差に応じて基本駆動信号を補正し、補正された補正後駆動信号によりサプライポンプ3を駆動制御する。なお、基本駆動信号及び補正後駆動信号は、それぞれ、サプライポンプから吐出する目標吐出量、及び補正後吐出量に相当する指標値であり、ECU4の駆動制御対象のSCV14を駆動制御するための物理量である。
The discharge amount control means determines the basic drive signal to the
以上のように蓄圧式燃料噴射装置は、ECU4の噴射手段及び吐出量制御手段においてPcセンサ15で実コモンレール圧Pcfを検出し、この圧Pcfを基準として最適な噴射量及び吐出量指標値(補正駆動信号)を決めるため、上記噴射手段及び吐出量制御手段により実現する噴射制御において重要な物理量である。実コモンレール圧Pcfを検出するPcセンサ15及びコモンレールの詳細については後述する。
As described above, in the accumulator fuel injection device, the actual common rail pressure Pcf is detected by the
また、蓄圧式燃料噴射装置の如き燃料噴射システムにおいては、コモンレール1、インジェクタ2、およびECU4等の構成部材が各構成部材の製造工程にて別個に製造され、これらの完成した構成部材はエンジン組付工程に集められエンジン100に組付けられるものである。
Further, in a fuel injection system such as an accumulator fuel injection device, components such as the
次に、コモンレール1の詳細構成を、図1および図2に従って説明する。図1に示すように、コモンレール1は、内部に高圧の燃料を蓄える略筒形状を呈するレール本体20と、レール本体20に凸状の安全装置部21及び高圧ポンプ配管6やリリーフ配管9を接続するための配管継手部22と、Pcセンサ15と、減圧弁11等を備えている。
Next, the detailed structure of the
Pcセンサ15は、製造工程で製造される個々の完成品15において図5の初期状態での出力特性(Pc−V特性)に示すように、個体差により固有出力特性PcVpを有するものである。
The
図5において、Pcセンサ15の基本出力特性(例えば製造規格の中央品またはマスタ品の特性)PcVsを太い実線で示し、細い実線は、個々の完成品15の一例を示している。なお、添え字「(1)」、「(2)」は異なる完成品であることを示すものである。基本出力特性PcVs及び各固有出力特性PcVpは、コモンレール圧Pcと出力電圧Vとの関係が概ね線形性を示すものである。なお、図中で例示される各固有出力特性PcVpは、基本出力特性PcVsとの差異を判り易くするための模式的な特性であり、実際の線形性精度を示すものではない。
In FIG. 5, basic output characteristics of the Pc sensor 15 (for example, characteristics of a central product or a master product of the manufacturing standard) PcVs are shown by a thick solid line, and a thin solid line shows an example of each
ここで、発明者は上記噴射制御の実施に当り重要な物理量(実コモンレール圧Pcf)を検出するPcセンサ15について、製造工程の完成品及び継続的に使用された市場回収品や耐久試験の実施品等を調査し、以下の図4に示す固有出力特性の偏差の態様に対する知見を得た。図4において、上記偏差は、基本出力特性PcVsからの固有出力特性PcVpのずれ量を示すものであり、この偏差は、出力電圧Vの偏差ではなく、この電圧Vから上記線形関係に基づいて変換されたコモンレール圧Pcの偏差ΔPcを示している。
Here, the inventor conducted a finished product in the manufacturing process, a continuously used market recovery product, and an endurance test on the
図4において実線で示す偏差特性は、Pcセンサ15が初期状態(例えば製造工程での完成品状態)にあるときの偏差ΔPcを示しており、エンジン運転時の検出範囲(以下、第1検出範囲)の例えば20〜200MPaでは、検出する実コモンレール圧Pcfが高くなるに従ってその偏差(ばらつき)ΔPcが拡大する。詳しくは偏差ΔPcは、コモンレール圧Pcfが20Mpa、200MPaのとき、それぞれ、1、5MPa、2MPaと誤差値が拡大する。
The deviation characteristic indicated by the solid line in FIG. 4 indicates the deviation ΔPc when the
この第1検出範囲は、燃料噴射圧力の高圧化要求により拡大する傾向にあるため、従来技術による通常の噴射制御の方法では、Pcセンサ15の個体差により噴射量精度の低下を招くおそれがある。
Since this first detection range tends to expand due to a demand for higher fuel injection pressure, the conventional injection control method according to the conventional technique may cause a decrease in injection amount accuracy due to individual differences in the
また、図4において破線で示す偏差特性は、Pcセンサ15が経時劣化した状態での偏差ΔPcを示しており、上記初期状態の偏差特性に比べて、第2検出範囲の全体にわったて更に偏差(ばらつき)ΔPcが増加する。また、経時劣化状態に相当する上記市場回収品や耐久試験の結果から、使用環境並びに使用条件により劣化後の圧力特性が初期状態に比べて増加するものや減少するものがあることが判っている。このような経時劣化状態での偏差ΔPcを予測するのは難しいのである。
Further, the deviation characteristic indicated by a broken line in FIG. 4 indicates the deviation ΔPc in a state where the
ここで、図4に示す偏差特性において、第1検出範囲外の低圧側のコモンレール圧Pcは、初期状態においても誤差率が約10%以上あり、特に、検出する圧Pcが2MPa以下の低圧状態では誤差率が100%を越えることになるため、上記第1検出範囲外の低圧側の範囲においてPcセンサ15の検出した出力電圧Vに基づいて実コモンレール圧Pcf自体を算出することは意味をなさない。
Here, in the deviation characteristic shown in FIG. 4, the common rail pressure Pc on the low pressure side outside the first detection range has an error rate of about 10% or more even in the initial state, and in particular, the low pressure state where the detected pressure Pc is 2 MPa or less. Then, since the error rate exceeds 100%, it does not make sense to calculate the actual common rail pressure Pcf itself based on the output voltage V detected by the
しかしながら、上記市場回収品や耐久試験の結果から、個々のPcセンサ15の固有特性PcVpにおいて線形性特性がほとんど変化しないことを確認している。言い換えると、例えば大気圧相当の圧P0をPcセンサ15で検出し、当該Pcセンサ15の出力電圧(以下、大気圧時出力電圧)V0において、例えば初期状態での大気圧時出力電圧と、経時劣化状態での大気圧時出力電圧との偏差を求めて、当該偏差に基づいて、経時劣化状態での固有出力特性を、偏差分オフセットすることにより、初期状態での固有出力特性に補償する(戻す)ことができるのである。
However, it has been confirmed that the linearity characteristic hardly changes in the characteristic characteristic PcVp of each
なお、ここで、Pcセンサの検出範囲において、大気圧相当の圧P0を含む検出範囲を、上記第1検出範囲と区別して、始動時準備状態(エンジン停止状態)を含む検出範囲(以下、第2検出範囲)という。 Here, in the detection range of the Pc sensor, the detection range including the pressure P0 corresponding to the atmospheric pressure is distinguished from the first detection range, and the detection range including the start-up preparation state (engine stop state) (hereinafter referred to as the first detection range). 2 detection range).
そこで、発明者は、Pcセンサ15及びコモンレール1を、以下の構成とした。即ち、
上記Pcセンサ15の固有出力特性PcVpに付き、基本出力特性PcVsに対する出力電圧Vの誤差(ずれ)を記憶する情報コード71を、Pcセンサ15またはコモンレール1のレール本体20に付設する構成とした。
Therefore, the inventors configured the
An
情報コード71は情報データを記憶する記憶媒体であり、例えば図2(b)に示すような2次元コードの一種のQR(Quick Response)コード(QRコードは、株式会社デンソーウエーブの登録商標)や、図2(c)に示すバーコード等であればよい。また、情報コード71をPcセンサ15レール本体20に付設する方法としては、これらの基部にレーザマーキング等により形成する方法や、情報データを転写したフィルムを貼付ける方法であってもよい。なお、本実施例では、図2(a)如く、情報コード71がレーザマーキングによりPcセンサの基部に形成される。
The
また、上記情報コード71に記憶するPcセンサ15の特有の誤差としては、図6のPcセンサ(1)の例に示すように、特定のコモンレール圧PCの測定条件P0、P2において、それぞれ計測する誤差Δ0、Δ2である。なお、誤差Δ0、Δ2は、Pcセンサ15またはコモンレール1の製造工程において、上記測定条件P0、P2を設定可能な圧力発生装置を備えているものであれば、Pcセンサ15の製造工程およびコモンレール1の製造工程のいずれの工程で計測してもよい。なお、上記出力電圧Vの誤差Δ0、Δ2は固有データともいうものとする。
Further, as the error peculiar to the
上記圧力発生装置は、Pcセンサ15の検出部に一定の圧力を加圧できるものであればよく、また、その圧力は燃料圧に限らず、気体、液体等の流体圧であってもよい。
The pressure generator is not limited as long as it can pressurize the detection unit of the
上記Pcセンサ15の製造工程において上記誤差Δ0、Δ2を計測する場合には、情報コード71の付設対象はPcセンサ15の基部に限られる。
When the errors Δ0 and Δ2 are measured in the manufacturing process of the
なお、ここで、情報コード71を付設したPcセンサ15単品、または情報コード71をPcセンサ15及びレール本体20のいずれかに付設した付設したコモンレール1は、ECU4と共に、エンジン組付工程でエンジン100に組付けられることになるが、上記情報コード71による情報データ(誤差Δ0、Δ2)を、当該エンジン100と一緒に組付けられる固有のECU4に転送するために、以下のシステムが用いられる。即ち、図3の一例に示すように、システム90は情報コード71の読み取り及びECU4内の記憶部への書き込みを行なう装置であり、読み取り装置としてのコードリーダ91、コントローラ92、および書き込み装置93を備えた周知の装置である。
Here, the
また、ECU4は、情報コード71から読み出された情報データ(誤差Δ0、Δ2)に基づいてPcセンサ個体差による固有出力特性PcVpを補正する個体差補正手段を備えており、例えば初期状態での固有出力特性PcVp1を基本出力特性PcVsに実質近似する特性(以下、補正された固有出力特性)PcVp2に補償する。さらに、この個体差補正手段は、経時劣化状態において、補正された固有出力特性PcVp2または未補正の固有出力特性PcVp1が劣化した特性を、基本出力特性PcVsに収束させる(修正する)第2個体差補正手段を備えている。
Further, the
次に、上述した構成を有する蓄圧式燃料噴射装置の作動、特にPcセンサ15の個々の固有出力特性において、基本出力特性との偏差(ずれ)を縮小するにする個体差補正方法について、図8〜図10に基づいて説明する。図8〜図10は上記噴射手段及び吐出量制御手段等の機能を実現する噴射制御での制御処理を示しており、図8は噴射制御の全体、図9及び図10は初期状態及び経時劣化状態においてPcセンサ15の個体差を吸収するための各制御処理の一例を示している。なお、図9は、Pcセンサ15の初期状態において実施する制御処理に相当しており、当該制御処理が例えばエンジン組付工程で行われるものとする。また図10中の制御処理は、Pcセンサ15の経時劣化状態において実施する制御処理に相当するものである。
Next, an individual difference correction method for reducing the deviation (deviation) from the basic output characteristic in the operation of the pressure-accumulation fuel injection apparatus having the above-described configuration, in particular, the individual output characteristics of the
図8に示すように、S100(Sはステップ)では、ECU4は、Pcセンサ15の固有データ(誤差Δ0、Δ2)が、情報コード71から読み取られてECU4の記憶部に当該固有データが記憶されているか否かを判定する。固有データ(誤差Δ0、Δ2)の読み取りが行われECU4に記憶されている場合には、S200へ移行し、通常の噴射制御に移行する。固有データ(誤差Δ0、Δ2)が記憶されていない場合には、情報コード71からの読み取り及びECU4への記憶が実施されるまで、繰り返しS100の判定が繰り返される。
As shown in FIG. 8, in S100 (S is a step), the
S200では、Pcセンサ15の固有出力特性PcVp(詳しくはPcVp1またはPcVp2)を基本出力特性PcVsに実質的に近似する制御(以下、個体差吸収制御という)を行なう。
In S200, control (hereinafter referred to as individual difference absorption control) is performed to substantially approximate the inherent output characteristic PcVp (specifically, PcVp1 or PcVp2) of the
S300では、S200の制御処理で基本出力特性PcVsに実質的に近似するものと認められた特性に基づいて、ECU4は出力電圧Vを実コモンレール圧PcFに変換し、通常の噴射制御を実施するのである。
In S300, the
次に、主にエンジンの初期状態にて実施する個体差吸収制御を、図9に基づいて説明する。なお、この個体差吸収制御は、エンジン100の初期状態に限らず、市場においてサービス工場等においてPcセンサ15を新品なものに交換する際に、新品のPcセンサ15の固有データ(誤差Δ0、Δ2)を新たにECU4へ転送することで、実施することができるものである。図9に示す個体差吸収制御は、図7において図7(b)及び(d)の過程において実施する制御処理に相当するものである。図7(b)は固有データ(誤差Δ0、Δ2)が設定基準値(Δa1)より大きい場合の処理例、図7(d)は設定基準値(Δa1)より小さい場合の処理例を示している。
Next, individual difference absorption control performed mainly in the initial state of the engine will be described with reference to FIG. Note that this individual difference absorption control is not limited to the initial state of the
S211では、情報コード71から読み取り済みで、ECU4に記憶部に記憶された固有データ(誤差Δ0、Δ2)を読み出す。
In S211, the unique data (errors Δ0 and Δ2) read from the
S212では、Pcセンサ15固有の圧力特性の偏差ΔPcが所定の偏差圧ΔPcbより大きいか否かを判定する。所定の偏差圧ΔPcbとは、例えばPcセンサ15の検出時において繰り返し測定する際の測定誤差に相当するものでる。偏差圧ΔPcb以下である場合には、Pcセンサ15の固有出力特性PcVpが実質的に基本出力特性PcVsと同等と判定できるのである。
In S212, it is determined whether or not the pressure characteristic deviation ΔPc unique to the
具体的にはS211において、上記固有データ(誤差Δ0、Δ2)と設定基準値(Δa1)を比較し、固有出力特性PcVpが実質的に基本出力特性PcVsと同等か否かを判定する。本実施例では、例えば誤差Δ2が設定基準値Δa1より大きいか否かを判定するのである。圧力センサ15固有の誤差Δ2が設定基準値Δa1以下の場合には、固有出力特性PcVpが実質的に基本出力特性PcVsと同等であると判断し、S215へ移行する。逆に、当該誤差Δ2が設定基準値Δa1より大きい場合には、固有出力特性PcVpを補正する必要があると判断し、S213へ移行する。
Specifically, in S211, the unique data (errors Δ0, Δ2) and the set reference value (Δa1) are compared to determine whether the unique output characteristic PcVp is substantially equal to the basic output characteristic PcVs. In this embodiment, for example, it is determined whether or not the error Δ2 is larger than the set reference value Δa1. If the error Δ2 inherent in the
S213では、S211にて固有出力特性PcVpを補正する必要があると判断されたため、図7(b)の如く、初期状態の固有出力特性PcVp1を、基本出力特性PcVs側へ上限誤差Δ2分だけオフセットした特性PcVp2に補償する。即ち、この処理(以下、初期状態補正処理)後は、圧力センサ15から出力される出力電圧Vを、当該オフセット量Δ2で補正した後に、補正した出力電圧を、基本出力特性PcVsに基づく出力電圧Vとコモンレール圧Pcの関係に基づいて、検出した実コモンレール圧Pcfを求めるのである。
In S213, since it is determined in S211 that the specific output characteristic PcVp needs to be corrected, the initial specific output characteristic PcVp1 is offset by the upper limit error Δ2 toward the basic output characteristic PcVs as shown in FIG. 7B. The compensated characteristic PcVp2 is compensated. That is, after this processing (hereinafter referred to as initial state correction processing), the output voltage V output from the
これにより、上記初期状態補正処理以後は、圧力センサ15の出力電圧Vに基づいて検出された実コモンレール圧Pcfは、基本出力特性PcVsに実質的に同等な補正された固有出力特性PcVp2に従って検出されることになるので、従来技術に比べて高精度な実コモンレール圧Pcfを検出することができるのである。なお、図7(b)中の下限燃料圧P0における補正後誤差はΔ01となり、当該誤差Δ01はΔ01=Δ0−Δ2である。
Thus, after the initial state correction process, the actual common rail pressure Pcf detected based on the output voltage V of the
S214では、補正フラグfcをfc=1とし、S213にて上記初期状態補正処理が実施されたことを記録する。 In S214, the correction flag fc is set to fc = 1, and it is recorded in S213 that the initial state correction process has been performed.
S215では、S211にて固有出力特性PcVpが実質的に基本出力特性PcVsと同等であると判断されたため、図7(d)の如く、初期状態の固有出力特性PcVp1を補正しない。即ち、上記初期状態補正処理を行なうことなく、圧力センサ15から出力される出力電圧Vを、上記基本出力特性PcVsの出力電圧Vとコモンレール圧Pcの関係に基づいて、実コモンレール圧Pcfを求めるのである。
In S215, since it is determined in S211 that the specific output characteristic PcVp is substantially equal to the basic output characteristic PcVs, the initial specific output characteristic PcVp1 is not corrected as shown in FIG. That is, the actual common rail pressure Pcf is obtained from the output voltage V output from the
S216では、補正フラグfcをfc=0とし、上記初期状態補正処理を実施してないことを記録する。 In S216, the correction flag fc is set to fc = 0, and it is recorded that the initial state correction process is not performed.
なお、ここで、S212及びS215の制御処理では、Pcセンサ15の固有出力特性PcV1の誤差Δ2の大きさがPcセンサ15の測定誤差以下の大きさ場合において、上記初期状態補正処理を行なうことによる過度な補正を防止することができる。
Here, in the control processing of S212 and S215, when the magnitude of the error Δ2 of the specific output characteristic PcV1 of the
また、本実施例では、上記固有データ(誤差Δ0、Δ2)のうちの上限誤差Δ2を、設定基準値Δa1と比較判定したが、上限誤差Δ2に限らず、例えば第1検出範囲の上限圧P2と、下限圧P1との間の中間圧であってもよい。 In this embodiment, the upper limit error Δ2 of the specific data (errors Δ0, Δ2) is compared with the set reference value Δa1, but is not limited to the upper limit error Δ2, and for example, the upper limit pressure P2 of the first detection range. And an intermediate pressure between the lower limit pressure P1.
次に、エンジンの経時劣化状態において実施する個体差吸収制御を、図10に基づいて説明する。図10に示す個体差吸収制御は、図7において図7(c)及び(e)の過程にて実施する制御処理に相当するものである。図7(c)は上記初期状態補正処理の実施後であることを前提とする処理例、図7(e)は上記初期状態補正処理が未実施であることを前提とする処理例を示している。 Next, individual difference absorption control performed in the engine deterioration state with time will be described with reference to FIG. The individual difference absorption control shown in FIG. 10 corresponds to the control process performed in the process of FIGS. 7C and 7E in FIG. FIG. 7C shows a processing example on the assumption that the initial state correction processing has been performed, and FIG. 7E shows a processing example on the assumption that the initial state correction processing has not been performed. Yes.
ここで、エンジン停止後所定期間放置すると、コモンレール1内の燃料圧Pcが低下し、その当該圧Pcが大気圧相当の一定圧になる。そこで、図10の個体差吸収制御においては、当該圧Pcが大気圧相当の一定圧になる燃料圧条件においてPcセンサ15の出力電圧Vを計測し、当該出力特性を補正するものである。
Here, if the engine is stopped for a predetermined period, the fuel pressure Pc in the
S231からS235の制御処理は、エンジン停止後所定放置条件を満足しているか否かを判定する制御処理であり、エンジン100の運転及び停止の全期間において当該判定が実施されるのである。
The control process from S231 to S235 is a control process for determining whether or not a predetermined leaving condition is satisfied after the engine is stopped, and the determination is performed during the entire period of operation and stop of the
具体的には、S220では、ECU4は、エンジン運転状態を示すエンジンパラメータを取り込む。エンジンパラメータとしては、エンジン回転数Ne、アクセル開度等や、イグニッションスイッチ(以下、IG)のON、OFFの切換り信号、始動装置であるスタータ(以下、STA)のON、OFFの始動信号、及び圧力センサ15の燃料圧信号(出力電圧V)等を取り込むのである。
Specifically, in S220, the
S231では、IGがOFFか否かを判定する。IGがOFFの場合には、エンジン100が停止していると判断できるため、S234へ移行しエンジン停止時間Tstopをカウントする。IGがOFFでない場合には、S232へ移行する。
In S231, it is determined whether or not IG is OFF. When IG is OFF, it can be determined that the
なお、ここで、S232及びS233の制御処理は、エンジン停止の継続状態であるか否かを判定するものであって、S232ではエンジン100が停止しているか否かを判定し、S233ではSTAがOFFか否かを判定するのである。上記IGがOFFでない場合には、エンジン100の状態が、始動準備前の状態、アイドルストップ制御等で一時的に停止している一時停止状態、エンジンが運転されている運転状態等の各状態が想定されるからである。
Here, the control processing in S232 and S233 is to determine whether or not the engine is in a stopped state. In S232, it is determined whether or not the
S232及びS233にてエンジン停止、かつSTAがOFFの場合には、S234へ移行しエンジン停止時間Tstopをカウントする。一方、S232及びS233のいずれかにおいてエンジン100が停止以外の状態である場合、STAがONである場合には、エンジン運転状態や一時的停止状態等が考えられるので、当該制御処理を終了する。
When the engine is stopped and the STA is OFF in S232 and S233, the process proceeds to S234 and the engine stop time Tstop is counted. On the other hand, if the
S235では、上記エンジン停止後所定放置条件を満足しているか否かを判定する。具体的には、エンジン停止時間Tstopが所定時間Taを経過したか否かを判定する。エンジン停止時間Tstopが所定時間Taを経過している場合には、エンジン停止後所定放置条件を満足して、コモンレール1内の燃料圧条件P0が大気圧であると判断されるので、S241へ移行して、Pcセンサ15の出力判定(大気圧相当の下限燃料圧P0での出力判定)を許可する。逆にエンジン停止時間Tstopが所定時間Taに達していない場合には、所定時間Taが経過するまで待機しているのである。
In S235, it is determined whether or not a predetermined leaving condition is satisfied after the engine is stopped. Specifically, it is determined whether the engine stop time Tstop has passed a predetermined time Ta. If the engine stop time Tstop has passed the predetermined time Ta, it is determined that the predetermined standstill condition is satisfied after the engine is stopped, and the fuel pressure condition P0 in the
S242では、S241にて下限燃料圧P0での出力判定が許可されると、補正フラグfcを読み出し、fc=1即ち上記初期状態補正処理の実施後であるか否かを判定する。上記初期状態補正処理の実施後である場合にはS251へ移行し、上記初期状態補正処理が未実施である場合にはS261へ移行する。 In S242, when the output determination at the lower limit fuel pressure P0 is permitted in S241, the correction flag fc is read, and it is determined whether fc = 1, that is, whether or not the initial state correction process is performed. If the initial state correction process has been performed, the process proceeds to S251. If the initial state correction process has not been performed, the process proceeds to S261.
S251では、初期状態補正処理により補正された固有出力特性PcVp2が、図7(c)の如く経時劣化した特性(以下、劣化後の固有出力特性)PcVp3にあるため、その視出力電圧の偏差Δ0dを算出し、当該偏差Δodが劣化基準値Δa2より大きいか否かを判定する。なお、上記偏差Δ0dは、今回計測した劣化後の固有出力特性PcVp3での誤差Δ02と、補正後誤差Δ02とは、Δod=Δ02−Δ01の関係にある。 In S251, the characteristic output characteristic PcVp2 corrected by the initial state correction process is a characteristic deteriorated with time as shown in FIG. 7C (hereinafter referred to as a characteristic output characteristic after deterioration) PcVp3. Is calculated, and it is determined whether or not the deviation Δod is larger than the deterioration reference value Δa2. The deviation Δ0d has a relationship of Δod = Δ02−Δ01 between the error Δ02 in the inherent output characteristic PcVp3 after deterioration measured this time and the corrected error Δ02.
上記偏差Δodが劣化基準値Δa2より大きい場合には、S252へ移行し、劣化後の固有出力特性PcVp3を固有出力特性PcVp2に補償する(戻す)補正処理を行なう。一方、上記偏差Δodが劣化基準値Δa2以下の場合には、上記補正処理を行なうことなく、当該制御処理を終了する。 When the deviation Δod is larger than the degradation reference value Δa2, the process proceeds to S252, and a correction process is performed to compensate (return) the degraded specific output characteristic PcVp3 to the specific output characteristic PcVp2. On the other hand, when the deviation Δod is equal to or less than the deterioration reference value Δa2, the control process is terminated without performing the correction process.
これにより、補正された固有出力特性PcVp2は、初期状態において基本出力特性PcVsに実質的に同等であることが勿論、経時劣化状態においても基本出力特性PcVsに実質的に同等な状態に維持し続けられるのである。 As a result, the corrected specific output characteristic PcVp2 is substantially equal to the basic output characteristic PcVs in the initial state, and is maintained to be substantially equal to the basic output characteristic PcVs even in the time-degraded state. It is done.
S261では、初期状態補正処理が未実施の固有出力特性PcVp1が、図7(c)の如く劣化後の固有出力特性PcVp3にあるため、劣化後の固有出力特性PcVp3での誤差Δ02と、設定基準Δa1を比較し、当該誤差Δ02が設定基準Δa1より大きい否かを判定する。 In S261, the inherent output characteristic PcVp1 for which the initial state correction processing has not been performed is in the degraded specific output characteristic PcVp3 as shown in FIG. 7C, so that the error Δ02 in the degraded specific output characteristic PcVp3 and the setting reference Δa1 is compared to determine whether or not the error Δ02 is larger than the set reference Δa1.
上記誤差Δ02が設定基準Δa1より大きい場合には、上記誤差Δ02がPcセンサ15の測定誤差以上の大きさである判断し、S262に移行する。S262では、上限燃料圧P2及び下限燃料圧P0を、Δ02でオフセット補正することで、上記S213と同様な効果を得る個体差補正を実施する。これにより、例えばエンジン組付工程から出荷され市場走行の段階において、初期状態補正処理未実施の固有出力特性PcVp1が、基本出力特性PcVsに実質的に同等な状態に維持されるのである。
If the error Δ02 is larger than the set reference Δa1, it is determined that the error Δ02 is larger than the measurement error of the
さらに、S263では、補正フラグfcをfc=1とする。S262の制御処理において、エンジン組付工程の如き初期状態ではないが当該所定時間経過時点において、初期状態補正処理を実施したからである。 Further, in S263, the correction flag fc is set to fc = 1. This is because, in the control process of S262, the initial state correction process is performed at the time when the predetermined time has elapsed, although it is not the initial state as in the engine assembly process.
これにより、エンジン組付工程から出荷され市場走行の段階において、初期状態補正処理が未実施の固有出力特性PcVp1を、基本出力特性PcVsに実質的に同等な状態に維持することができる。 As a result, the intrinsic output characteristic PcVp1 that has been shipped from the engine assembling process and has not been subjected to the initial state correction process can be maintained in a state substantially equivalent to the basic output characteristic PcVs.
なお、ここで、Pcセンサ15は請求範囲に記載の圧力センサに相当し、情報コード71は請求範囲に記載の圧力センサ個体差記憶媒体に相当する。出力電圧Vは請求範囲に記載の燃料圧信号に相当する。また、第2検出範囲はエンジンの運転及び停止の全期間においてコモンレール1内で生じる圧力範囲であり、請求範囲に記載の噴射圧の圧力範囲に相当するものであり、下限燃料圧P0及び上限燃料圧P2は請求範囲に記載の下限燃料噴射圧及び上限燃料噴射圧に相当する。ECU4は請求範囲に記載の制御装置に相当するものである。
Here, the
以上説明した本実施形態では、蓄圧式燃料噴射装置はPcセンサ15の出力電圧Vに基づいて算出されたコモンレール1内の実コモンレール圧Pcfを、目標コモンレール圧Pcaに一致するように噴射制御を行って調整することになるが、個々のコモンレール1に装着されるPcセンサ15の出力電圧Vの誤差Δ0、Δ2を、情報コード71に記憶させておき、当該Pcセンサまたはコモンレール1のレール本体20に情報コード71を付設する構成としている。
In the present embodiment described above, the accumulator fuel injector performs injection control so that the actual common rail pressure Pcf in the
このような構成によると、情報コード71に記憶させたPcセンサ15の出力電圧Vの誤差に基づいて実コモンレール圧Pcfの補正を行なうことができ、ひいてはインジェクタ2の個体差のみを吸収する従来技術に比べて実コモンレール圧Pcfと目標コモンレール圧Pcaとのずれが効果的に抑制される。その結果、燃料噴射圧の高圧化に対応して設定された目標コモンレール圧に相当する高圧燃料をインジェクタ2から噴射する際に、噴射量の高精度化が可能である。
According to such a configuration, it is possible to correct the actual common rail pressure Pcf based on the error of the output voltage V of the
エンジン100に組付けられる構成部材において、上記Pcセンサまたはコモンレール1のレール本体20に情報コード71を付設する構成部材単位の態様としては、情報コード71を付設したPcセンサ15単品、または情報コード71をPcセンサ15及びレール本体20のいずれかに付設した付設したコモンレール1のいずれであってもよい。
In the component assembled to the
ここで、これらはECU4と共に、エンジン組付工程でエンジン100に組付けられることになるが、情報コードを設ける上記構成部材単位によってその構成部材の製造工程の生産性の低下を招いたり、Pcセンサ15の個体差を出力電圧以外の機能特性で代用されるおそれがある。
Here, these are assembled to the
即ち、上記製造工程において、蓄圧式燃料噴射装置を構成するインジェクタ2、コモンレール1、及びサプライポンプ3を組付けた後に、Pcセンサ15の出力電圧Vを計測する第1の場合、圧力センサ単体で個体差を計測する第2の場合が考えられる。第1の場合では、後工程のインジェクタ2等の構成部材を個々にエンジン100に組付けるエンジン組付工程との関係から、蓄圧式燃料噴射装置の生産性が低下する。また、第2の場合では、固体差としてセンサ出力検査装置を用いた抵抗特性などの個体特性を利用することになるため、Pcセンサ15の出力電圧Vの個体差である誤差Δ0、Δ2を直接計測するものではない故に、抵抗特性等の代用特性を出力電圧Vの固有データ(誤差Δ0、Δ2)に変換する際に、当該固有データにおいて誤差を生じることが懸念させる。なお、第2の場合には、蓄圧式燃料噴射装置での調整条件(使用条件)と、Pcセンサ単体での計測条件がそもそも一致しない場合がある。
That is, in the above manufacturing process, after assembling the
これに対して本実施形態では、Pcセンサ15の製造工程ではなく、蓄圧式燃料噴射装置の製造工程においてPcセンサ15の個体差を計測する。しかも、Pcセンサ51を組み付けたコモンレール1において、生産設備である外部の圧力発生装置により一定圧に加圧することで、個体差を計測する測定条件(上限燃料圧P2、下限燃料圧P0)を形成する。そのため、蓄圧式燃料噴射装置のうちのコモンレール1及びPcセンサ15以外の構成部材を、コモンレール1及びPcセンサ15に組付けなくとも、実質的に蓄圧式燃料噴射装置に搭載した状態でのPcセンサの出力電圧Vの誤差として、上記誤差Δ0、Δ2を計測することができる。したがって、蓄圧式燃料噴射装置の製造工程の生産性の低下を招くことなく、Pcセンサ15個々の出力電圧Vの誤差を高精度に測定することが可能である。
On the other hand, in this embodiment, the individual difference of the
しかも、上記個体差を計測する測定条件は、Pcセンサ15で検出する第2検出範囲の下限燃料圧P0、および上限燃料圧P2の二条件が含まれているので、これら下限燃料圧及び上限燃料圧に対応した出力電圧Vに対応した固有出力特性PcVpを、個々のPcセンサごとに決定することができる。それ故に、当該情報コード71に記憶の固有データ(誤差Δ0、Δ2)によって固有出力特性PcVpが決定され、決定された固有出力特性PcVpに基づいて、圧力検出範囲の全体にわったって実コモンレール圧Pcfを容易に補正することができる。さらに、上記圧力検出範囲のうちの少なくとも第1圧力検出範囲においては、Pcセンサ15の出力電圧Vから変換した実コモンレール圧Pcfの燃料圧精度を高めることができる。
In addition, the measurement conditions for measuring the individual differences include the two conditions of the lower limit fuel pressure P0 and the upper limit fuel pressure P2 of the second detection range detected by the
また、以上説明した本実施形態において、上記下限燃料圧P0は、エンジン停止後の所定放置条件を満足したとき生じる燃料圧であり、実質的に大気圧に相当するものである。
そのような下限噴射圧(大気圧)P0では、蓄圧式燃料噴射装置をエンジン100に組付け完了した以後においても、上記放置条件満足時に、一定燃料圧P0下でのPcセンサ15の出力電圧Vを繰り返し計測でき、当該出力電圧Vの変化(誤差Δ)即ち経時劣化による劣化後誤差Δ02を計測することが可能であるのである。
Further, in the present embodiment described above, the lower limit fuel pressure P0 is a fuel pressure generated when a predetermined leaving condition after the engine is stopped, and substantially corresponds to atmospheric pressure.
At such a lower limit injection pressure (atmospheric pressure) P0, the output voltage V of the
そのような経時劣化による劣化後誤差Δ02と、初期状態の圧力センサ個体差(Δ0またはΔ01)を加味し、当該加味した偏差値Δ0dに基づいて実コモンレール圧Pcfを補正することができ、ひいては初期状態及び経時劣化後の状態において許容可能な噴射量精度を維持することが可能である。 The actual common rail pressure Pcf can be corrected based on the added deviation value Δ0d by taking into account the post-degradation error Δ02 due to such deterioration over time and the pressure sensor individual difference (Δ0 or Δ01) in the initial state. It is possible to maintain an acceptable injection amount accuracy in the state and the state after deterioration with time.
また、以上説明した本実施形態では、情報コード71に記憶の固有データである誤差Δ2の大きさが、繰り返し測定誤差に相当する設定基準値Δa1以下の場合には、固有出力特性PcVpを補償する初期状態補正処理の実行を停止する構成としている。これにより、上記初期状態補正処理を行なうことによる過度な補正を防止することができる。
Further, in the present embodiment described above, the inherent output characteristic PcVp is compensated when the magnitude of the error Δ2 that is the inherent data stored in the
ここで、上記固有出力特性PcVp1を有するPcセンサ15は、初期状態補正処理を未実施のまま、その後の使用環境及び使用条件を通じて経時劣化した固有出力特性PcVp3となる。即ちこのような補正方法では、初期状態ではPcセンサ15の固有出力特性PcVp1の初期誤差Δ0、Δ2が許容できる誤差範囲内であっても、経時劣化によりその初期誤差が拡大して劣化後誤差Δ02となって、許容誤差範囲外、ひいては許容可能な噴射量精度を維持できなくなる懸念がある。
Here, the
これに対して本実施形態では、エンジン停止後の所定放置条件を満足するごとに、Pcセンサ15の下記燃料圧P0での出力電圧を検出し、繰り返し検出される出力電圧間の偏差に基づいてPcセンサ15の劣化した固有出力特性PcVp3を、固有出力特性PcVp1に補償する(戻す)構成としている。これにより、固有出力特性PcVp1は、初期状態において基本出力特性PcVsに実質的に同等であることが勿論、経時劣化状態においても基本出力特性PcVsに実質的に同等な状態に維持し続けられるのである。
On the other hand, in the present embodiment, every time the predetermined leaving condition after the engine stops is satisfied, the output voltage at the following fuel pressure P0 of the
以上説明した本実施形態では、ECU4は、情報コード71に記憶された固有データ(誤差Δ0、Δ2)を読み取り、読み込んだ当該誤差Δ0、Δ2に基づいて実コモンレール圧Pcfを実質的に補正している。
In the present embodiment described above, the
このような構成では、インジェクタ2の個体差のみを吸収する従来技術に比べてPcセンサの固体差を吸収して、実コモンレール圧Pcfと目標コモンレール圧Pcaとのずれが効果的に抑制することができる。したがって、計測精度が高められた実コモンレール圧Pcfおよびエンジン運転状態に応じて設定される目標噴射量に基づいて噴射制御されるインジェクタ2からの噴射量は、高い噴射量精度が得られるのである。
In such a configuration, the difference between the actual common rail pressure Pcf and the target common rail pressure Pca is effectively suppressed by absorbing the individual difference of the Pc sensor as compared with the conventional technique that absorbs only the individual difference of the
さらに、以上説明した本実施形態では、ECU4は、実質的に、読み込んだPcセンサ15の固有出力特性PcVp1の誤差Δ0、Δ2に対応する実コモンレール圧の誤差圧に基づいて燃料吐出量指標値(補正駆動信号)を補正する吐出量制御を行なうものである。これにより、従来技術に比べて更に高精度な吐出量制御が実現できる。
Further, in the present embodiment described above, the
(他の実施形態)
(1)以上説明した本実施形態では、Pcセンサに係わる情報コード71を付設する構成部材単位の態様として、Pcセンサ15を装着したコモンレール1とし、情報コード71をPcセンサ15の基部に付設した。これに限らず、情報コード71を付設したPcセンサ15単品、あるいはPcセンサ15及びこれ以外の他の部材を装着したコモンレールであってもよい。
(Other embodiments)
(1) In this embodiment described above, as a configuration member unit to which the
(2)また、以上説明した本実施形態では、蓄圧式燃料噴射装置の製造工程においてPcセンサ15の固有データ(誤差Δ0、Δ2)を計測したが、これに限らず、Pcセンサ15の製造工程で固有データ(誤差Δ0、Δ2)またはこれに対応する代用データを計測するものであってもよい。
(2) In the present embodiment described above, the unique data (error Δ0, Δ2) of the
(3)また、以上説明した本実施形態では、Pcセンサ15の固有データである誤差Δ2と比較する設定基準値Δa1の大きさを、Pcセンサ15の繰り返し測定誤差の大きさで定義した。設定基準値は、これに限らず、許容可能な実コモンレール圧の誤差に相当する許容値であってもよい。
(3) Further, in the present embodiment described above, the magnitude of the set reference value Δa1 to be compared with the error Δ2 that is unique data of the
1 コモンレール
2 インジェクタ
3 サプライポンプ
4 ECU(制御手段、制御装置、エンジン制御ユニット)
5 EDU(駆動ユニット)
11 減圧弁
14 SCV(吸入調量弁)
15 Pcセンサ(圧力センサ)
20 レール本体
21 安全装置部
71 情報コード(記憶媒体)
90 書き込みシステム
91 コードリーダ
92 コントローラ
93 書き込み装置
100 エンジン
1
5 EDU (drive unit)
11
15 Pc sensor (pressure sensor)
20
90
Claims (6)
前記コモンレールに設けられ、前記燃料の噴射圧に相当する燃料圧信号を出力する圧力センサと、
前記圧力センサの燃料圧信号の誤差を記憶した圧力センサ個体差記憶媒体とを備え、
前記圧力センサ個体差記憶媒体を、前記圧力センサまたは前記コモンレールに付設したことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 In an accumulator fuel injection device that accumulates high-pressure fuel corresponding to the fuel injection pressure in a common rail and distributes the high-pressure fuel accumulated in the common rail to injectors mounted in each cylinder of the internal combustion engine.
A pressure sensor provided on the common rail and outputting a fuel pressure signal corresponding to the fuel injection pressure;
A pressure sensor individual difference storage medium storing an error of the fuel pressure signal of the pressure sensor,
The pressure accumulation type fuel injection device, wherein the pressure sensor individual difference storage medium is attached to the pressure sensor or the common rail.
前記コモンレールにおいて外部の圧力発生装置により一定圧に加圧された複数の高圧燃料条件にて、前記コモンレールに装着された前記圧力センサで検出した出力信号の誤差であって、
前記圧力センサで検出する燃料の噴射圧の圧力範囲において下限燃料噴射圧、および上限燃料噴射圧に相当する出力信号の誤差を含むことを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射装置。 The error of the fuel pressure signal stored in the pressure sensor individual difference storage medium is:
An error of an output signal detected by the pressure sensor mounted on the common rail under a plurality of high-pressure fuel conditions pressurized to a constant pressure by an external pressure generator in the common rail,
The pressure accumulation type fuel injection device according to claim 1, wherein the pressure range of the fuel injection pressure detected by the pressure sensor includes an error of an output signal corresponding to a lower limit fuel injection pressure and an upper limit fuel injection pressure.
前記内燃機関の停止後の所定放置条件を満足するごとに、前記圧力センサにて燃料圧信号を検出し、
当該繰り返し検出される燃料圧信号間の偏差に基づいて前記圧力センサから出力される燃料圧信号を補正することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 The pressure accumulation type fuel injection device according to claim 3,
Every time a predetermined leaving condition after the internal combustion engine is stopped is satisfied, a fuel pressure signal is detected by the pressure sensor,
An accumulator fuel injection device that corrects a fuel pressure signal output from the pressure sensor based on a deviation between the fuel pressure signals repeatedly detected.
前記制御装置は、前記圧力センサ個体差記憶媒体に記憶された燃料圧信号の誤差を読み取り、当該読み込んだ燃料圧信号の誤差に基づいて前記実コモンレール圧を補正することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。 The fuel pressure signal output from the pressure sensor is converted into an actual common rail pressure as an injection pressure of the fuel, and based on the actual common rail pressure and a target injection amount set according to the operating state of the internal combustion engine. A control device for driving and controlling the injector,
The control device reads an error of the fuel pressure signal stored in the pressure sensor individual difference storage medium, and corrects the actual common rail pressure based on the error of the read fuel pressure signal. The accumulator fuel injection device according to any one of claims 1 to 4.
前記制御装置は、前記圧力センサ個体差記憶媒体に記憶された燃料圧信号の誤差を読み取り、当該読み込んだ燃料圧信号の誤差に対応する前記実コモンレール圧の誤差圧に基づいて燃料吐出量または燃料吐出量を示す燃料吐出量指標値を補正することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料噴射装置。 A fuel pressure signal output from the pressure sensor is converted into an actual common rail pressure as an injection pressure of the fuel, and fuel supplied from a high pressure fuel supply source so as to coincide with a target common rail pressure based on the actual common rail pressure A control device for feedback control of the discharge amount,
The control device reads an error of the fuel pressure signal stored in the pressure sensor individual difference storage medium, and determines a fuel discharge amount or a fuel based on an error pressure of the actual common rail pressure corresponding to the error of the read fuel pressure signal. The pressure accumulation type fuel injection device according to any one of claims 1 to 5, wherein a fuel discharge amount index value indicating a discharge amount is corrected.
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JP2019183652A (en) * | 2018-04-02 | 2019-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of hybrid vehicle |
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- 2007-11-05 JP JP2007287683A patent/JP2009114922A/en active Pending
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