JP2009299494A - Device for controlling amount of fuel injected - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コモンレールを用いた燃料噴射量制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection amount control apparatus using a common rail.
ディーゼルエンジンに適用される燃料噴射量制御装置においては、エンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクター(以下、燃料噴射弁ともいう)に蓄圧された燃料を供給するコモンレールシステムが広く利用されている。このようなコモンレールシステムでは、瞬時に規定量を噴射させることができるように、高圧ポンプによって加圧された燃料が供給されている。 In a fuel injection amount control device applied to a diesel engine, a common rail system that supplies accumulated fuel to an injector (hereinafter also referred to as a fuel injection valve) that directly injects fuel into a combustion chamber of the engine is widely used. . In such a common rail system, fuel pressurized by a high-pressure pump is supplied so that a specified amount can be injected instantaneously.
また、インジェクターの応答性改善によりインジェクターから短い噴射時間で燃料を噴射することもできるようになっている。このような応答性のよいインジェクターと前述した高圧に蓄圧できるコモンレールを組み合わせることによって燃料を勢いよくエンジンの燃焼室内に噴射し、燃料を微粒化して、燃焼特性を改善することができるようになっている。このように燃焼特性を改善することによって、排出ガスのクリーン化を図ることが行われている。 In addition, fuel can be injected from the injector in a short injection time by improving the responsiveness of the injector. Combining such a highly responsive injector and the common rail that can store high pressure as described above, fuel can be injected into the combustion chamber of the engine vigorously, fuel can be atomized, and combustion characteristics can be improved. Yes. Thus, the exhaust gas is cleaned by improving the combustion characteristics.
また、ディーゼルエンジンでは、噴射される燃料の量によって出力特性が左右される。つまり、必要なときに必要な量の燃料をエンジンに供給するためには、燃料噴射量制御装置では燃料の噴射量を適切に管理することが必要とされている。 Further, in the diesel engine, the output characteristics depend on the amount of fuel injected. That is, in order to supply a necessary amount of fuel to the engine when necessary, the fuel injection amount control device needs to appropriately manage the fuel injection amount.
このような燃料噴射量制御装置において、コモンレールの圧力変動やエンジンの周囲環境の変化などにより、アクセルの踏み込み量等に応じて決まる要求噴射量に対して実際の噴射量にずれが生じてしまう場合がある。こうした状況でも正確な燃料噴射を実現するため、燃料噴射量の目標と実際とのずれを解消する技術が必要となり、その一例が特許文献1に開示されている。
特許文献1の技術によれば、コモンレールの圧力等のパラメータと燃料噴射率との関係をマップ情報あるいは関数として用意しておき、このマップ情報あるいは関数を利用することによってインジェクターの開弁及び閉弁の制御を行っている。
しかしながら、このような方法では、コモンレールの圧力変動等に対応した正確なマップ情報や関数を作成するのに多大な手間がかかり、また、作成したマップ情報や関数がカバーしている範囲外の状況に対して有効な制御が実施不可能であるという問題がある。
According to the technique of
However, with such a method, it takes a lot of work to create accurate map information and functions corresponding to common rail pressure fluctuations, etc., and situations outside the range covered by the created map information and functions. However, there is a problem that effective control cannot be performed.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で如何なる状況下においても要求された噴射量による燃料噴射を実現することの可能な燃料噴射量制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a fuel injection amount control device capable of realizing fuel injection with a required injection amount under any circumstances with a simple configuration. There is to do.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、請求項1に記載した発明の燃料噴射量制御装置(例えば、実施の形態における燃料噴射量制御装置10)は、圧電アクチュエータ(例えば、実施の形態におけるピエゾアクチュエータ601)の駆動により燃料噴射手段(例えば、実施の形態における燃料噴射弁6)のニードル(例えば、実施の形態におけるニードル603)を動かして燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置において、前記ニードルのリフト量が所定値以上の場合には、前記燃料噴射手段による燃料噴射時間を可変とするように前記圧電アクチュエータを駆動する第1の駆動モードを用い、前記ニードルのリフト量が所定値より小さい場合には、前記圧電アクチュエータへの印加電圧を可変として前記圧電アクチュエータを駆動する第2の駆動モードを用いて、前記燃料噴射手段を制御する制御手段(例えば、実施の形態におけるECU2)を備えることを特徴とする。
このことにより、第1の駆動モードと第2の駆動モードとを切り換えて、ニードルのリフト量に応じた燃料噴射を行うことができる。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a fuel injection amount control device (for example, the fuel injection
This makes it possible to perform fuel injection according to the lift amount of the needle by switching between the first drive mode and the second drive mode.
また、請求項2に記載した発明の燃料噴射量制御装置は、前記制御手段は、前記ニードルのリフト量を前記燃料噴射手段による燃料噴射量に基づいて求めることを特徴とする。
このことにより、燃料噴射量からニードルのリフト量を求め、燃料噴射量に応じた燃料噴射を行うことができる。
In the fuel injection amount control apparatus according to the second aspect of the present invention, the control unit obtains the lift amount of the needle based on the fuel injection amount by the fuel injection unit.
Thereby, the lift amount of the needle can be obtained from the fuel injection amount, and fuel injection corresponding to the fuel injection amount can be performed.
また、請求項3に記載した発明の燃料噴射量制御装置は、前記制御手段は、前記燃料噴射手段による燃料噴射量を、前記燃料噴射手段に燃料を供給する燃料供給手段(例えば、実施の形態におけるコモンレール13及び高圧配管13b−1〜13b−4)内の圧力差に基づいて算出することを特徴とする。
このことにより、燃料供給手段内の圧力差から燃料噴射量を求めることができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the fuel injection amount control apparatus according to the third aspect, wherein the control means is a fuel supply means for supplying the fuel injection means with a fuel injection amount by the fuel injection means (for example, an embodiment). In the
Thus, the fuel injection amount can be obtained from the pressure difference in the fuel supply means.
また、請求項4に記載した発明の燃料噴射量制御装置は、前記制御手段は、前記燃料噴射手段による燃料噴射量が要求された燃料噴射量からずれていた場合、ずれを学習して次回の燃料噴射時に燃料噴射量を補正することを特徴とする。
このことにより、学習結果を利用して、次回の燃料噴射時に迅速に最適な燃料噴射を行うことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel injection amount control apparatus according to the fourth aspect of the present invention, when the fuel injection amount by the fuel injection unit deviates from the requested fuel injection amount, the control unit learns the deviation and performs the next time. The fuel injection amount is corrected at the time of fuel injection.
Thus, the optimum fuel injection can be performed quickly at the next fuel injection using the learning result.
また、請求項5に記載した発明の燃料噴射量制御装置は、前記制御手段は、要求された燃料噴射量に応じて第1又は第2の駆動モードを選択することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the control means selects the first or second drive mode in accordance with the requested fuel injection amount.
請求項1に記載した発明によれば、第1の駆動モードと第2の駆動モードとを切り換えて、ニードルのリフト量に応じた燃料噴射を行うことができる。したがって、マップ情報等を用いないので構成を簡易にでき、また、マップ情報等が対応している範囲に拘束されることがないので如何なる状況下においても所望の燃料噴射を実現することができる。 According to the first aspect of the invention, it is possible to perform fuel injection according to the lift amount of the needle by switching between the first drive mode and the second drive mode. Therefore, since the map information or the like is not used, the configuration can be simplified, and since the map information or the like is not restricted to the corresponding range, the desired fuel injection can be realized under any circumstances.
請求項2に記載した発明によれば、燃料噴射量からニードルのリフト量を求め、燃料噴射量に応じた燃料噴射を行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to determine the lift amount of the needle from the fuel injection amount and perform fuel injection according to the fuel injection amount.
請求項3に記載した発明によれば、燃料供給手段内の圧力差から燃料噴射量を求めることができる。 According to the third aspect of the invention, the fuel injection amount can be obtained from the pressure difference in the fuel supply means.
請求項4に記載した発明によれば、学習結果を利用して、次回の燃料噴射時に迅速に最適な燃料噴射を行うことができる。
According to the invention described in
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の一実施形態による燃料噴射量制御装置の全体構成図である。燃料噴射量制御装置10は、図示されない車両に搭載されるディーゼルエンジン(以下、エンジン1という)に適応され、エンジン1の燃焼室に供給される燃料の噴射量を制御する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel injection amount control apparatus according to an embodiment of the present invention. The fuel injection
燃料タンク11は、エンジン1に供給される燃料が収容される。その燃料タンク11内には、低圧ポンプP1が設けられている。
低圧ポンプP1には、ECU(Electronic Control Unit)2に接続されているモータP1−Mが設けられている。低圧ポンプP1は、ECU2によってモータP1−Mが制御され、エンジン1の運転中に常時作動する電動ポンプであり、燃料タンク11内の燃料を所定圧(例えば、5bar(バール))まで増圧して吐出する。
低圧ポンプP1の吸入側にはフィルタ17が設けられ、吐出側には燃料供給路12が接続される。接続される燃料供給路12には、ECU2からの制御によって燃料の温度制御を行うヒータを備えるフィルタ18と、同じくECU2からの制御によって低圧ポンプP1から供給される燃料の流量を制御する電磁流量制御弁21とが順次設けられている。
The
The low-pressure pump P1 is provided with a motor P1-M connected to an ECU (Electronic Control Unit) 2. The low pressure pump P1 is an electric pump whose motor P1-M is controlled by the
A
フィルタ18と電磁流量制御弁21の間の燃料供給路12には、燃料タンク11に燃料を戻す燃料戻し路16が分岐接続される。燃料戻し路16には、燃料供給路12の圧力制御を行う圧力制御弁22が介装されている。圧力制御弁22は、燃料供給路12の圧力が前述の所定圧を超えたときに開弁して燃料戻し路16を介して燃料を燃料タンク11内に戻す。
A
電磁流量制御弁21の下流側には、高圧ポンプP2が接続され、高圧ポンプP2の吐出側には高圧配管13aを介してコモンレール13が接続されている。高圧ポンプP2は、低圧ポンプP1から供給される燃料をさらに増圧してコモンレール13に供給する。高圧ポンプP2によって吐出される燃料は、電磁流量制御弁21によって流量制御されることにより、その圧力が制御される。
高圧ポンプP2に取り付けられた燃料温度センサ35は、高圧ポンプP2によって加圧された燃料の温度を検出し、検出された温度を示す検出信号をECU2に出力する。
A high pressure pump P2 is connected to the downstream side of the electromagnetic
The
コモンレール13の戻し路側には、高圧配管13cが接続され、この高圧配管13cには、燃料戻し路16が接続されている。高圧配管13cには、電磁圧力制御弁23が設けられ、電磁圧力制御弁23から燃料戻し路16までは、燃料戻し路14で接続されている。
この電磁圧力制御弁23は、機械的に動作する機能と、接続されるECU2からの制御によって電気的に動作する機能を有している。機械的な動作では、高圧ポンプP2の運転により燃料圧力Prailが所定の設定圧Prail_max(例えば、2000bar(バール))を超えたときに、開弁する。これにより、コモンレール13内の燃料が燃料タンク11内に戻され、燃料圧力Prailが所定の設定圧Prail_maxまで低減される。また、電気的動作では、必要に応じて出力されるECU2からの減圧指示にしたがって弁が開放されることにより、コモンレール13内に蓄圧された燃料を放出し減圧することができる。
A
The electromagnetic pressure control valve 23 has a function that operates mechanically and a function that operates electrically by control from the connected
また、コモンレール13は、高圧ポンプP2によって加圧され供給される燃料の量と、電磁圧力制御弁23などで放出され減圧される量とをバランスさせることによって、その内部空間を高圧の状態(例えば、2000bar(バール))で蓄える燃料室となる。コモンレール13には、燃料圧力センサ37が取り付けられ、この燃料圧力センサ37は、コモンレール13内の燃料圧力である燃料圧力Prailを検出し、検出された圧力を表す検出信号をECU2に出力する。
このコモンレール13には、エンジン1に燃料を噴射する4つの燃料噴射弁6−1〜6−4(以下、まとめて示すときには「燃料噴射弁6」という。)に燃料を供給する高圧配管13b−1〜13b−4が接続されている。
燃料噴射弁6は、ECU2からの信号により開弁してコモンレール13から供給される燃料をエンジン1の燃焼室内に噴射する。
Further, the
The
The fuel injection valve 6 is opened by a signal from the
燃料戻し路15は、それぞれの燃料噴射弁6からの燃料の戻り路を示し、並列に接続されるチェック弁24と圧力制御バルブ25を介して低圧ポンプP1とフィルタ18との間の燃料供給路12に接続されている。
この燃料戻し路15の途中に設けられるチェック弁24と圧力制御バルブ25は、燃料噴射弁6からの排出油の圧力を一定に調整する。圧力制御バルブ25は、エンジン1の運転開始時には、燃料供給路12から燃料噴射弁6に至る燃料戻し路15を燃料供給路12に接続される低圧ポンプP1によって加圧させる働きも有する。
The
A
ECU2は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)およびI/O(Input/Output)インターフェース(いずれも図示せず)などからなるマイクロコンピュータで構成される。
ECU2は、エンジン1に設けられたクランク角センサ33によって検出されるエンジン1のクランク角度情報から、燃料噴射弁6での燃料噴射タイミングを制御する。また、ECU2は、前述した燃料温度センサ35、燃料圧力センサ37などの検出信号に応じてエンジン1の運転状態を判断し、電磁流量制御弁21、電磁圧力制御弁23、低圧ポンプP1を制御することによりコモンレール13の圧力を制御するとともに、燃料噴射弁6を開閉動作させることにより燃料噴射量制御を実行する。ECU2の詳細な制御方法については後述する。
The
The
以上に示した構成により、この燃料噴射量制御装置10では、電磁流量制御弁21により流量制御される高圧ポンプP2の運転状態、電磁圧力制御弁23の開閉状態、および燃料噴射弁6の開閉状態により、コモンレール13の燃料圧力Prailが所定の設定値Prail_maxを上限とする範囲内で制御される。
なお、図1で示される実線での接続は、燃料系の配管を示し、一点鎖線での接続は、電気信号による制御線での接続を示すものとする。また、燃料タンク11内に低圧ポンプP1が設けられていることとしたが、低圧ポンプP1を燃料タンク11の外に配置したものでも良い。
With the above-described configuration, in the fuel injection
In addition, the connection by the continuous line shown by FIG. 1 shows piping of fuel system, and the connection by a dashed-dotted line shall show the connection by the control line by an electrical signal. In addition, although the low pressure pump P1 is provided in the
図2は、燃料噴射弁(インジェクター)6の断面構造を示す図である。
図2において、燃料噴射弁6における燃料の噴射は、印加電圧に応じて伸縮するピエゾアクチュエータ601の制御によって実現する。
FIG. 2 is a view showing a cross-sectional structure of the fuel injection valve (injector) 6.
In FIG. 2, the fuel injection in the fuel injection valve 6 is realized by controlling a
ピエゾアクチュエータ601の下端部は、燃料戻し路15へつながる低圧通路625と連絡する開口611を貫通して、弁室612にまで突出している。その先端に、半球状の弁体602がその平面部を下にして取り付けられている。また、弁室612の底面は、コモンレール13へつながる高圧通路621から分岐した連絡通路622と通じている。弁体602の上部球面は、ピエゾアクチュエータ601が収縮した際には開口611を塞いで、弁室612と低圧通路625とを遮断する。また、弁体602の上記平面部は、ピエゾアクチュエータ601が伸長した際には連絡通路622を塞いで、弁室612と高圧通路621側とを遮断する。
The lower end portion of the
一方、ピエゾアクチュエータ601の下方には円筒状の縦穴614が設けられ、この縦穴614内に棒状のニードル603が配置されている。ニードル603の中央付近は他の部分よりも大径に形成されており、縦穴614の当該大径部よりも下側の空間が、燃料溜まり615を形成する。この燃料溜まり615には、高圧通路621が通じてコモンレール13からの燃料が常に供給される。
On the other hand, a cylindrical
また、ニードル603の先端603aは円錐状の形状を有し、ニードル603が下降した際には、この先端603aは燃料溜まり615の底面に形成された凹部616内へと進入する。この凹部616は、ニードル603の先端603aの最大径よりも小径の開口617を有している。また、凹部616には、燃料溜まり615に蓄積された燃料をエンジン1の燃焼室へ噴射するための噴孔618が形成されている。
Further, the
さらに、ニードル603の上部には、連絡通路623によって高圧通路621へ通じるとともに、連絡通路624によって弁室612へと通じる背圧室613が形成されている。この背圧室613の天井は、ニードル603の上側方向への動きを制限している。
Further, a
このように構成された燃料噴射弁6において、ピエゾアクチュエータ601が収縮した状態では、弁体602が弁室612の底面から離座して弁室612と連絡通路622が連通するとともに、弁体602の上部球面が開口611を塞いで弁室612と低圧通路625とが遮断される。これにより、コモンレール13からの高圧燃料が高圧通路621,連絡通路622,弁室612,連絡通路624を順次通って背圧室613へ供給され、また背圧室613に供給された燃料が低圧通路625へ漏出しないので、背圧室613の圧力が上昇する。この背圧室613にかかる圧力は、ニードル603を下方へ押す力として作用し、その圧力値がある所定値以上の状態では、ニードル603は凹部616に着座してニードル先端603aが開口617を塞ぎ、噴孔618からの燃料噴射が停止する。
In the fuel injection valve 6 configured as described above, when the
上記の状態からピエゾアクチュエータ601が伸長して、弁体602の上部球面が開口611から離れた状態になると、弁室612と低圧通路625が連通して、背圧室613内に蓄積されていた燃料が低圧通路625側へ漏出し、背圧室613の圧力が低下する。するとニードル603は、背圧室613の圧力と燃料溜まり615の圧力とがバランスする位置に保持され、凹部616から離座することとなる。これにより、燃料溜まり615に蓄積された燃料が、凹部616の開口617と円錐状のニードル先端603aとの間に生じた間隙を通って凹部616側へ流出し、当該間隙の大きさに依存した燃料噴射量で噴孔618から噴射される。
When the
ピエゾアクチュエータ601が伸長するにつれて、低圧通路625への燃料の漏出量が多くなって背圧室613の圧力が低下し、ニードル603が保持されるバランス位置は上方に移動し、ニードル先端603aが凹部616へ進入している深さが浅くなって、上記の間隙が拡大する。したがって、ピエゾアクチュエータ601の伸縮を制御することにより、燃料噴射量の制御が可能である。
As the
ピエゾアクチュエータ601がさらに伸長して、弁体602が弁室612の底面に着座した状態になると、弁室612と連絡通路622とが遮断されて、コモンレール13から高圧通路621,連絡通路622,弁室612,連絡通路624を順次通る経路による背圧室613への燃料供給がなされなくなる。すると、背圧室613の圧力を維持することができなくなり、やがてニードル603の頭(上部)は背圧室613の天井と接触して、ニードル603はそれ以上、上側へ動けなくなる。したがって、上記した間隙の大きさ、言い換えれば燃料噴射量は、この状態において最大値をとることになる。
When the
図3は、ピエゾアクチュエータ601に印加される電圧Vと、上記間隙の大きさに対応する、凹部616の開口617における実際の開口面積aとの関係を表すグラフを示した図である。ここで、ピエゾアクチュエータ601は、印加電圧を小さくすると収縮し、印加電圧を大きくすると伸長する。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the voltage V applied to the
上述したように、ピエゾアクチュエータ601が収縮した状態(印加電圧Vがゼロであるとする)では、ニードル603が凹部616に着座してニードル先端603aにより開口617が塞がれるため、開口面積aはゼロである(図中のA)。また、弁体602が弁室612の底面に着座するまでピエゾアクチュエータ601が伸長した状態(このときの印加電圧をVmaxとする)では、開口面積aは、ニードル603の頭が背圧室613の天井と接触した状態におけるニードル先端603aと開口617との位置関係によって決まる値(この開口面積をamaxとする)となる(図中のC)。これ以上の印加電圧Vをピエゾアクチュエータ601に与えても、開口面積aは増加しない。ピエゾアクチュエータ601にゼロからVmaxの間の電圧を印加した状態では、電圧値に応じ、開口面積aはゼロからamaxまでの間の値をとる(図中のB)。
As described above, when the
このように、燃料噴射量を決定付ける開口面積aの挙動は、ピエゾアクチュエータ601への印加電圧Vに応じて変化する領域(図中のA〜C)と、印加電圧Vに依らず一定値をとる領域(図中のCより高電圧側)の2つに分けることができる。したがって、この2つの領域のそれぞれに合った燃料噴射量の制御を行うことが、制御の最適化につながることとなる。以降、後者の領域を、ニードル603が限界まで上昇(リフト)し切っていることからフルリフト領域と呼び、前者を非フルリフト領域と呼ぶこととする。
As described above, the behavior of the opening area a that determines the fuel injection amount has a constant value regardless of the region (A to C in the figure) that changes according to the applied voltage V to the
図4は、フルリフト領域と非フルリフト領域のそれぞれにおける燃料噴射の制御方法を示す図である。第1の駆動モードは、非フルリフト領域に適用する制御方法であり、第2の駆動モードは、フルリフト領域に適用する制御方法である。 FIG. 4 is a diagram showing a fuel injection control method in each of the full lift region and the non-full lift region. The first drive mode is a control method applied to the non-full lift region, and the second drive mode is a control method applied to the full lift region.
非フルリフト領域では、ピエゾアクチュエータ601への印加電圧Vによって開口面積aを変化させることができるため、噴射時間(ピエゾアクチュエータ601に電圧を印加して開口617を開き、燃料を噴射させる時間)を一定として、印加電圧Vを変化させることにより噴射量を制御する。これが第1の駆動モードである。第1の駆動モードでピエゾアクチュエータ601に印加される電圧Vは、図3に示す最大電圧Vmax以下である。第1の駆動モードによる制御においては、上記一定の噴射時間をT(基準噴射時間と呼ぶ)とし、ピエゾアクチュエータ601に最大電圧Vmaxを印加して基準噴射時間Tの燃料噴射をした時の燃料噴射量をQ0とすると、噴射量を0からQ0まで制御できる。
In the non-full lift region, the opening area a can be changed by the applied voltage V to the
一方、フルリフト領域では、ピエゾアクチュエータ601への印加電圧Vを変化させても開口面積aは変化しないため、印加電圧を開口面積の最大値amaxに対応する電圧値Vmaxとし、噴射時間を変化させることにより噴射量を制御する。これが第2の駆動モードである。第2の駆動モードによる制御においては、噴射量をQ0より大きい範囲で制御できる。
On the other hand, in the full lift region, even if the applied voltage V to the
上記2つの駆動モードのうち、フルリフト領域か非フルリフト領域かに応じてECU2が適切な駆動モードを選択し、選択した駆動モードに従ってECU2が燃料噴射制御を実施する。フルリフト領域か非フルリフト領域かの判断は、燃料噴射量に基づいて行うことができる。例えば、燃料噴射量が微少の場合には、開口面積aを小さくして燃料を噴射させるため、ニードル603は背圧室613の天井と接していない状態となっている、すなわち非フルリフト領域である、と判断できる。また、燃料噴射量が十分多い場合には、開口面積aを最大にして燃料を噴射させるため、ニードル603は背圧室613の天井と接した状態となっている、すなわちフルリフト領域である、と判断できる。
Of the two drive modes, the
次に、ECU2による燃料噴射の制御例を説明する。
まず、制御の基本的な考え方を図5に示す。同図において、1回目の要求噴射量はQ1であり、2回目の要求噴射量はQ2であり、3回目の要求噴射量はQ3である。但し、Q1<Q2<Q0<Q3とする。なお、要求噴射量とは、アクセルの踏み込み量等に基づいてECU2が決定した今回噴射すべき燃料の量のことである。
Next, an example of fuel injection control by the
First, the basic concept of control is shown in FIG. In the figure, the required injection quantity of the first is Q 1, the required injection amount of the second is Q 2, the required injection amount of the third time is Q 3. However, it is assumed that Q 1 <Q 2 <Q 0 <Q 3 . The required injection amount is the amount of fuel to be injected this time determined by the
1回目の噴射において、要求噴射量Q1がQ0より小さいため、ECU2は非フルリフト領域であると判断して、第1の駆動モードにより燃料噴射を制御する。すなわち、噴射時間T1は基準噴射時間Tに設定され、ピエゾアクチュエータ601への印加電圧は、要求噴射量Q1に応じた値、例えばV1(<Vmax)と設定される。また、2回目の噴射も非フルリフト領域であり、1回目の噴射と同様に、噴射時間T2は基準噴射時間Tに設定され、印加電圧は例えばV2(<Vmax)と設定される。
In the first injection, the required injection amount Q 1 is smaller than Q 0, ECU 2 is determined to be non-full lift region, controls the fuel injection by the first drive mode. That is, the injection time T 1 is set to the reference injection time T, and the voltage applied to the
3回目の噴射においては、要求噴射量Q3がQ0より大きいため、ECU2はフルリフト領域であると判断して、第2の駆動モードにより燃料噴射を制御する。すなわち、ピエゾアクチュエータ601への印加電圧は最大電圧Vmaxに設定され、噴射時間T3は、要求噴射量Q3に応じた値、例えばT3(>T)と設定される。
このように、ECU2は、要求噴射量に応じて第1の駆動モードと第2の駆動モードを切り換えて燃料噴射量を制御する。
In the third injection, the required injection amount Q 3 for greater than Q 0, ECU 2 is determined to be full lift region, controls the fuel injection by the second drive mode. That is, the voltage applied to the
As described above, the
ところで、エンジン1の稼動中に種々の要因によってコモンレール13の圧力変動が生じることがあり、そのような場合、燃料噴射弁6の燃料溜まり615や背圧室613の内圧が適正な圧力にならず、そのため指示された印加電圧と噴射時間でピエゾアクチュエータ601を駆動してニードル603の開弁時間と開口面積aを制御しても、要求噴射量と異なる噴射量で燃料が噴射されてしまうこととなる。したがって、正確な燃料噴射を実現するためには、実際の燃料噴射量と要求噴射量との差を補正する制御が必要になる。
By the way, the pressure fluctuation of the
図6及び図7に上記補正を行う制御例を示す。
図6において、要求噴射量は1回目,2回目,3回目ともに同じ値QAである。但し、QA<Q0であり、非フルリフト領域の状況である(すなわち第1の駆動モードが適用される)とする。ここで、1回目の噴射で要求噴射量QAに応じてピエゾアクチュエータ601の印加電圧をV1に設定し燃料を噴射した結果、実際に噴射された燃料の量(以下、実噴射量という)が要求噴射量QAよりΔQ1だけ少ないQ1’であったとする。このとき、2回目の噴射においては、要求噴射量は1回目と同じQAであるが、ピエゾアクチュエータ601の印加電圧は1回目と同じV1ではなく、1回目の噴射における要求噴射量と実噴射量との差ΔQ1の分だけ多い燃料を噴射できるよう、ΔQ1に応じた値だけV1より大きい値V2に補正する。
6 and 7 show control examples for performing the above correction.
In FIG. 6, the required injection amount is the same value Q A for the first time, the second time, and the third time. However, it is assumed that Q A <Q 0 and the situation is in the non-full lift region (that is, the first drive mode is applied). Here, in the first injection, the amount of fuel actually injected as a result of injecting fuel with the applied voltage of the
印加電圧がV2に設定されることにより、2回目の噴射における実噴射量は1回目よりも増大する。ここで、2回目の実噴射量が要求噴射量QAよりΔQ2だけ多いQ2’であったとする。この差ΔQ2は、2回目の印加電圧V2を1回目の差ΔQ1を考慮して補正しているため、ΔQ1より絶対値が小さくなっている。このとき、上記と同様に、3回目の噴射においては、2回目の噴射における要求噴射量と実噴射量との差ΔQ2の分だけQ2’より少ない燃料を噴射できるよう、ピエゾアクチュエータ601の印加電圧をΔQ2に応じた値だけ2回目の印加電圧V2より小さい値V3に補正する。これにより、3回目の実噴射量は2回目よりも減少し、要求噴射量QAに近付く。つまり、3回目の噴射における要求噴射量と実噴射量との差ΔQ3の絶対値は、ΔQ2の絶対値よりもさらに小さくなっている。
By setting the applied voltage to V 2 , the actual injection amount in the second injection increases from the first time. Here, it is assumed that the second actual injection amount is Q 2 ′ which is larger than the required injection amount Q A by ΔQ 2 . This difference ΔQ 2 has a smaller absolute value than ΔQ 1 because the second applied voltage V 2 is corrected in consideration of the first difference ΔQ 1 . At this time, similarly to the above, in the third injection, the
以降、同様にして、前回の噴射における要求噴射量と実噴射量の差に応じて今回の噴射におけるピエゾアクチュエータ601の印加電圧を変更することで、燃料噴射量(実噴射量)が逐次補正されていき、最終的には実噴射量が要求噴射量と一致する。したがって、要求された燃料噴射量で燃料を噴射させる最適な制御が実現される。
Thereafter, similarly, the fuel injection amount (actual injection amount) is successively corrected by changing the applied voltage of the
また、上記の最終的に実噴射量と要求噴射量とが一致した時のピエゾアクチュエータ601への印加電圧Vnを、要求噴射量がQAの場合の適正な印加電圧としてECU2がRAMに記憶し(学習し)、次回要求噴射量QAが指示された時、ECU2は、1回目の噴射から直ちにこの学習した印加電圧Vnによる燃料噴射を実施する。これにより、最終的に実噴射量と要求噴射量とが一致するのを待つことなく、迅速に最適な燃料噴射制御を実現することができる。このような学習を0<QA<Q0の範囲の任意のQAについて行ってその結果をECU2のRAMに記憶することが好適である。
Further, the
図7は、フルリフト領域の状況(すなわち第1の駆動モードが適用される)における制御例を示している。要求噴射量は、1回目,2回目,3回目ともにQ0より大きい同じ値QBである。ここで、1回目の噴射で要求噴射量QBに応じて噴射時間をT1(>T)に設定し燃料を噴射した結果、実噴射量が要求噴射量QBよりΔQ1だけ少ないQ1’であったとする。このとき、2回目の噴射においては、要求噴射量は1回目と同じQBであるが、噴射時間は1回目と同じT1ではなく、1回目の噴射における要求噴射量と実噴射量との差ΔQ1の分だけ多い燃料を噴射できるよう、ΔQ1に応じた値だけT1より長いT2に補正する。 FIG. 7 shows a control example in the situation of the full lift region (that is, the first drive mode is applied). Required injection amount is first time, second time, a Q 0 is larger than the same value Q B the third time both. Here, first the injection time according to the required injection amount Q B in injection T 1 (> T) set to a result of injecting fuel, the actual injection quantity is required injection amount Q B from only Delta] Q 1 small Q 1 Suppose that At this time, in the second injection, the required injection amount is the same Q B as in the first injection, but the injection time is not the same T 1 as the first injection, but the required injection amount and the actual injection amount in the first injection The value corresponding to ΔQ 1 is corrected to T 2 longer than T 1 so that more fuel can be injected by the difference ΔQ 1 .
噴射時間がT2に設定されることにより、2回目の噴射において実噴射量は1回目よりも増大する。ここで、図6の場合と同様、2回目の噴射の実噴射量Q2’と要求噴射量QBとの差ΔQ2は、ΔQ1より絶対値が小さくなっている。3回目の噴射においては、この差ΔQ2の分だけQ2’より少ない燃料を噴射できるよう、噴射時間をΔQ2に応じた値だけ2回目の噴射時間T2より短いT3に補正する。これにより、3回目の実噴射量は2回目よりも減少し、要求噴射量QBに近付く。 By injection time is set to T 2, the actual injection quantity in the second injection is increased than the first. Here, as in the case of FIG. 6, the difference ΔQ 2 between the actual injection amount Q 2 ′ of the second injection and the required injection amount Q B has an absolute value smaller than ΔQ 1 . In the third injection, the injection time is corrected to T 3 shorter than the second injection time T 2 by a value corresponding to ΔQ 2 so that fuel less than Q 2 ′ can be injected by this difference ΔQ 2 . Thus, the actual injection quantity of third time decreased from the second, closer to the required injection amount Q B.
以降、同様にして、前回の噴射における要求噴射量と実噴射量の差に応じて今回の噴射における噴射時間を変更することで、燃料噴射量(実噴射量)が逐次補正されていき、最終的には実噴射量が要求噴射量と一致する。したがって、要求された燃料噴射量で燃料を噴射させる最適な制御が実現される。 Thereafter, in the same manner, the fuel injection amount (actual injection amount) is sequentially corrected by changing the injection time in the current injection in accordance with the difference between the required injection amount and the actual injection amount in the previous injection. Specifically, the actual injection amount matches the required injection amount. Therefore, optimal control for injecting fuel at the required fuel injection amount is realized.
また、上記の最終的に実噴射量と要求噴射量とが一致した時の噴射時間Tnを、要求噴射量がQBの場合の適正な噴射時間としてECU2がRAMに記憶し(学習し)、次回要求噴射量QBが指示された時、ECU2は、1回目の噴射から直ちにこの学習した噴射時間Tnによる燃料噴射を実施する。これにより、最終的に実噴射量と要求噴射量とが一致するのを待つことなく、迅速に最適な燃料噴射制御を実現することができる。このような学習をQ0<QBを満たす任意のQBについて行ってその結果をECU2のRAMに記憶することが好適である。
Further, the
なお、上記説明した燃料噴射量の補正において、ピエゾアクチュエータ601の印加電圧や噴射時間を変更するために実噴射量を知る必要があるが、実噴射量Qは、次式
Q=C・A・√(2・ΔP/ρ)
を用いて求めることができる。ここで、Cは流量係数、ρは燃料(気体)の密度、ΔPは燃料圧力センサ37により計測したコモンレール13内の燃料圧力Prailと別途設けた圧力センサにより計測した各高圧配管13b−1〜13b−4内の燃料圧力との差、Aは高圧配管13b−1〜13b−4の断面積、である。
In the correction of the fuel injection amount described above, it is necessary to know the actual injection amount in order to change the applied voltage and the injection time of the
Can be obtained using Here, C is the flow coefficient, ρ is the density of the fuel (gas), ΔP is the fuel pressure Prail in the
なお、本実施形態では、燃料噴射弁6の数を4個、コモンレール13の数を1個として説明しているが、それぞれ4個と1個に制限されるものではなく、エンジン1の構成によってその数量は任意に設定することができる。
なお、エンジン1はディーゼルエンジンであることとして説明したが、この燃料供給制御装置10はガソリンエンジンに対する適応も可能である。
In the present embodiment, the number of fuel injection valves 6 is four and the number of
Although the
なお、本発明は、船外機のような船舶推進機用の内燃機関を含む、様々な産業用の内燃機関に適用することができる。 The present invention can be applied to various industrial internal combustion engines including internal combustion engines for ship propulsion devices such as outboard motors.
2 ECU(制御手段)
6 燃料噴射弁(燃料噴射手段)
10 燃料噴射量制御装置
13 コモンレール(燃料供給手段)
13b−1〜13b−4 高圧配管(燃料供給手段)
601 ピエゾアクチュエータ(圧電アクチュエータ)
603 ニードル
2 ECU (control means)
6 Fuel injection valve (fuel injection means)
10 Fuel injection
13b-1 to 13b-4 High-pressure piping (fuel supply means)
601 Piezo actuator (piezo actuator)
603 needle
Claims (5)
前記ニードルのリフト量が所定値以上の場合には、前記燃料噴射手段による燃料噴射時間を可変とするように前記圧電アクチュエータを駆動する第1の駆動モードを用い、前記ニードルのリフト量が所定値より小さい場合には、前記圧電アクチュエータへの印加電圧を可変として前記圧電アクチュエータを駆動する第2の駆動モードを用いて、前記燃料噴射手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする燃料噴射量制御装置。 In a fuel injection amount control device for controlling the fuel injection amount by moving the needle of the fuel injection means by driving a piezoelectric actuator,
When the lift amount of the needle is greater than or equal to a predetermined value, the first drive mode is used to drive the piezoelectric actuator so that the fuel injection time by the fuel injection means is variable, and the lift amount of the needle is a predetermined value. When the fuel injection amount is smaller, the fuel injection amount includes a control means for controlling the fuel injection means using a second drive mode for driving the piezoelectric actuator by changing a voltage applied to the piezoelectric actuator. Control device.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014181549A1 (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-13 | 株式会社デンソー | Fuel injection control device and fuel injection system |
JP2014218977A (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | 株式会社デンソー | Fuel injection control device and fuel injection system |
JP2014218976A (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | 株式会社デンソー | Fuel injection control device and fuel injection system |
JP2016020697A (en) * | 2015-10-02 | 2016-02-04 | 株式会社デンソー | Fuel injection control unit and fuel injection system |
WO2017006507A1 (en) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | 株式会社デンソー | Injection control device |
-
2008
- 2008-06-10 JP JP2008151852A patent/JP2009299494A/en active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014181549A1 (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-13 | 株式会社デンソー | Fuel injection control device and fuel injection system |
JP2014218977A (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | 株式会社デンソー | Fuel injection control device and fuel injection system |
JP2014218976A (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | 株式会社デンソー | Fuel injection control device and fuel injection system |
CN105189992A (en) * | 2013-05-10 | 2015-12-23 | 株式会社电装 | Fuel injection control device and fuel injection system |
US9765723B2 (en) | 2013-05-10 | 2017-09-19 | Denso Corporation | Fuel injection control device and fuel injection system |
US10087876B2 (en) | 2013-05-10 | 2018-10-02 | Denso Corporation | Fuel injection control device and fuel injection system |
WO2017006507A1 (en) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | 株式会社デンソー | Injection control device |
JP2017015033A (en) * | 2015-07-03 | 2017-01-19 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | Injection controller |
JP2016020697A (en) * | 2015-10-02 | 2016-02-04 | 株式会社デンソー | Fuel injection control unit and fuel injection system |
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