JP2011106414A - Fuel injection control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料ポンプで圧送された高圧燃料をコモンレールに蓄え、コモンレールに蓄えられた高圧燃料を噴射する燃料噴射システムに用いられる燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device used in a fuel injection system that stores high-pressure fuel pumped by a fuel pump in a common rail and injects high-pressure fuel stored in the common rail.
従来、この種の燃料噴射制御装置は、インジェクタから燃料を噴射させる期間である指令噴射期間を、要求される噴射量である要求噴射量と、コモンレール内の燃料圧力であるレール圧とに基づいて決定する。 Conventionally, this type of fuel injection control apparatus has a command injection period, which is a period for injecting fuel from an injector, based on a required injection amount that is a required injection amount and a rail pressure that is a fuel pressure in a common rail. decide.
ここで、指令噴射期間を的確に決定して燃料噴射の制御精度を高めるためには、実際の噴射開始時点におけるレール圧を精度良く把握することが重要となる。しかるに、燃料ポンプからコモンレールに燃料が圧送されているときには燃料の圧送に伴ってレール圧が上昇するため、インジェクタからの燃料噴射時期が燃料ポンプからの燃料圧送時期と重複する場合には実際の噴射開始時点におけるレール圧を精度良く把握することが困難になる。 Here, in order to accurately determine the command injection period and improve the fuel injection control accuracy, it is important to accurately grasp the rail pressure at the actual injection start time. However, when fuel is being pumped from the fuel pump to the common rail, the rail pressure increases as the fuel is pumped. Therefore, if the fuel injection timing from the injector overlaps with the fuel pump timing from the fuel pump, the actual injection It becomes difficult to accurately grasp the rail pressure at the start time.
この点に鑑みて、特許文献1の従来技術では、指令噴射開始時期にレール圧を検出するとともに、指令噴射開始時期から実際の噴射開始時点までのレール圧上昇量を燃料ポンプのプランジャの変位態様に基づいて算出し、算出されたレール圧上昇量を指令噴射開始時期におけるレール圧検出値に加算することによって、実際の噴射開始時点におけるレール圧を推定するようになっている。なお、指令噴射開始時期とは、インジェクタに対して燃料噴射の開始を指令する時期である。 In view of this point, in the prior art of Patent Document 1, the rail pressure is detected at the command injection start time, and the rail pressure increase amount from the command injection start time to the actual injection start time is determined as the displacement mode of the plunger of the fuel pump. The rail pressure at the actual injection start time is estimated by adding the calculated rail pressure increase amount to the rail pressure detection value at the command injection start timing. The command injection start time is a time for instructing the injector to start fuel injection.
しかしながら、上記特許文献1の従来技術では、レール圧を指令噴射開始時期に検出するので、レール圧検出時点と実際の噴射開始時点との間に、インジェクタの応答遅れに相当する極めて短い時間差があるに過ぎない。ここで、インジェクタの応答遅れとは、インジェクタに噴射開始を指令してから実際に噴射が開始されるまでに遅延が生じることを言う(後述する図3(a)、(b)を参照)。 However, in the prior art disclosed in Patent Document 1, since the rail pressure is detected at the command injection start time, there is an extremely short time difference corresponding to the response delay of the injector between the rail pressure detection time and the actual injection start time. Only. Here, the response delay of the injector means that a delay occurs from when the injector is instructed to start injection to when the injection is actually started (see FIGS. 3A and 3B described later).
そのため、上記特許文献1の従来技術では、レール圧の検出結果に基づく実際の噴射開始時におけるレール圧の算出、およびその算出結果に基く指令噴射期間の決定といった一連の演算処理を、実際の燃料噴射とほぼ同時に行わなければならない。換言すれば、指令噴射期間の決定処理を実際の燃料噴射に対して時間的余裕を持って行うことができない。 Therefore, in the prior art of Patent Document 1, a series of arithmetic processing such as calculation of rail pressure at the start of actual injection based on the detection result of rail pressure and determination of a command injection period based on the calculation result are performed using actual fuel. Must be done almost simultaneously with the injection. In other words, the process for determining the command injection period cannot be performed with sufficient time for actual fuel injection.
その結果、上記特許文献1の従来技術では、指令噴射期間の決定処理を極めて短い期間に行わなければならないので、処理負荷が高くなってしまうという問題がある。 As a result, the conventional technique of Patent Document 1 has a problem that the processing load increases because the determination process of the command injection period must be performed in a very short period.
本発明は上記点に鑑みて、燃料噴射の精度を高めるとともに処理負荷を軽減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and has an object to improve the accuracy of fuel injection and reduce the processing load.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、プランジャ(30)を有する燃料ポンプ(12)で圧送された燃料をコモンレール(2)に蓄え、コモンレール(2)に蓄えられた燃料をインジェクタ(4)で内燃機関の気筒内に噴射する燃料噴射システムに用いられる燃料噴射制御装置であって、
燃料ポンプ(12)が燃料の圧送を開始する圧送開始時点(t0)におけるコモンレール(2)の圧力検出値(Pc0)と、圧送開始時点(t0)におけるプランジャ(30)の位置と、インジェクタ(4)が燃料の噴射を開始する噴射開始時点(t1)におけるプランジャ(30)の位置とに基づいて、噴射開始時点(t1)におけるコモンレール(2)の圧力(Pc1)を推定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1, the fuel pumped by the fuel pump (12) having the plunger (30) is stored in the common rail (2), and the fuel stored in the common rail (2) is stored. A fuel injection control device used in a fuel injection system for injecting into a cylinder of an internal combustion engine with an injector (4),
The pressure detection value (Pc0) of the common rail (2) at the pumping start time (t0) when the fuel pump (12) starts pumping the fuel, the position of the plunger (30) at the pumping start time (t0), and the injector (4 ) Estimates the pressure (Pc1) of the common rail (2) at the injection start time (t1) based on the position of the plunger (30) at the injection start time (t1) at which the fuel injection starts. .
これによると、上記従来技術と同様に、コモンレール(2)の圧力検出値(Pc0)とプランジャ(30)の位置とに基づいて噴射開始時点(t1)におけるコモンレール(2)の圧力(Pc1)を推定するので、燃料噴射の精度を高めることができる。 According to this, as in the above-described prior art, the pressure (Pc1) of the common rail (2) at the injection start time (t1) is determined based on the pressure detection value (Pc0) of the common rail (2) and the position of the plunger (30). Since it estimates, the precision of fuel injection can be improved.
さらに、コモンレール(2)の圧力検出値(Pc0)として圧送開始時点(t0)のものを用いるので、指令噴射開始時期(ti)での圧力検出値を用いる上記従来技術と比較して、噴射開始時点(t1)におけるコモンレール(2)の圧力(Pc1)を推定するための処理負荷を軽減することができる(後述する図3を参照)。 Further, since the pressure detection value (Pc0) of the common rail (2) is the one at the pumping start time (t0), the injection start is compared with the above-described conventional technique using the pressure detection value at the command injection start timing (ti). The processing load for estimating the pressure (Pc1) of the common rail (2) at the time point (t1) can be reduced (see FIG. 3 described later).
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の燃料噴射制御装置において、圧送開始時点(t0)におけるプランジャ(30)の位置と、噴射開始時点(t1)におけるプランジャ(30)の位置とに基づいて、圧送開始時点(t0)から噴射開始時点(t1)までのコモンレール(2)の圧力上昇量(ΔPc)を求め、
前記圧力上昇量(ΔPc)を前記圧力検出値(Pc0)に加算することで噴射開始時点(t1)におけるコモンレール(2)の圧力(Pc1)を推定することを特徴とする。これにより、燃料噴射の精度をより高めることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the fuel injection control device according to the first aspect, the position of the plunger (30) at the pumping start time (t0) and the position of the plunger (30) at the injection start time (t1) On the basis of the pressure increase amount (ΔPc) of the common rail (2) from the pumping start time (t0) to the injection start time (t1),
The pressure (Pc1) of the common rail (2) at the injection start time (t1) is estimated by adding the pressure increase amount (ΔPc) to the pressure detection value (Pc0). Thereby, the precision of fuel injection can be raised more.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の燃料噴射制御装置において、圧送開始時点(t0)におけるプランジャ(30)の位置と、噴射開始時点(t1)におけるプランジャ(30)の位置とに基づいて、圧送開始時点(t0)から噴射開始時点(t1)までにおける燃料ポンプ(12)からコモンレール(2)への燃料の圧送量(Qpump)を求め、
前記圧送量(Qpump)に基づいて前記圧力上昇量(ΔPc)を求めることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the fuel injection control device according to the second aspect, the position of the plunger (30) at the pumping start time (t0) and the position of the plunger (30) at the injection start time (t1) Based on the above, the fuel pumping amount (Qpump) from the fuel pump (12) to the common rail (2) from the pumping start time (t0) to the injection start time (t1) is obtained.
The pressure increase amount (ΔPc) is obtained based on the pumping amount (Qpump).
これにより、圧送開始時点(t0)から噴射開始時点(t1)までのコモンレール(2)の圧力上昇量(ΔPc)を精度良く求めることができる。 Thereby, the amount of pressure increase (ΔPc) of the common rail (2) from the pumping start time (t0) to the injection start time (t1) can be obtained with high accuracy.
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の燃料噴射制御装置において、前回噴射が圧送開始時点(t0)から噴射開始時点(t1)までの間に行われる場合には、圧送量(Qpump)から前回噴射時の要求噴射量(Qinj)を減算することによって圧送開始時点(t0)から噴射開始時点(t1)までのコモンレール(2)の燃料変化量(ΔQ)を求め、前記燃料変化量(ΔQ)に基づいて前記圧力上昇量(ΔPc)を求めることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel injection control device according to the third aspect, when the previous injection is performed between the pressure start time (t0) and the injection start time (t1), the pumping amount ( The fuel change amount (ΔQ) of the common rail (2) from the pumping start time (t0) to the injection start time (t1) is obtained by subtracting the required injection amount (Qinj) at the previous injection from Qpump), and the fuel change The pressure increase amount (ΔPc) is obtained based on the amount (ΔQ).
これにより、燃料噴射を複数回行う際に燃料ポンプ(12)が燃料圧送を1回行う場合においても、燃料噴射の精度を高めることができる。 Thereby, when the fuel pump (12) performs fuel pumping once when performing fuel injection a plurality of times, the accuracy of fuel injection can be improved.
請求項5に記載の発明では、請求項2ないし4のいずれか1つに記載の燃料噴射制御装置において、前記圧力上昇量(ΔPc)に対して燃料噴射システムにおける燃料のリーク量に相当する補正を行うことによって補正後の圧力上昇量(ΔPc’)を求め、
補正後の圧力上昇量(ΔPc’)を前記圧力検出値(Pc0)に加算することで噴射開始時点(t1)におけるコモンレール(2)の圧力を推定することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel injection control device according to any one of the second to fourth aspects, a correction corresponding to a fuel leakage amount in the fuel injection system with respect to the pressure increase amount (ΔPc). To obtain the corrected pressure increase amount (ΔPc ′),
The pressure of the common rail (2) at the injection start time (t1) is estimated by adding the corrected pressure increase amount (ΔPc ′) to the detected pressure value (Pc0).
これにより、噴射開始時点(t1)におけるコモンレール(2)の圧力の推定精度を向上することができる。 Thereby, the estimation precision of the pressure of the common rail (2) at the injection start time (t1) can be improved.
請求項6に記載の発明では、プランジャ(30)を有する燃料ポンプ(12)で圧送された燃料をコモンレール(2)に蓄え、コモンレール(2)に蓄えられた燃料をインジェクタ(4)で内燃機関の気筒内に噴射する燃料噴射システムに用いられる燃料噴射制御装置であって、
燃料ポンプ(12)が燃料の圧送を開始する圧送開始時点(t0)におけるコモンレール(2)の圧力検出値(Pc0)と、圧送開始時点(t0)からインジェクタ(4)が燃料の噴射を開始する噴射開始時点(t1)までのコモンレール(2)の圧力上昇量(ΔPc)とに基づいて、噴射開始時点(t1)における前記コモンレール(2)の圧力(Pc1)を推定することを特徴とする。これにより、上記した請求項1に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the fuel pumped by the fuel pump (12) having the plunger (30) is stored in the common rail (2), and the fuel stored in the common rail (2) is stored in the internal combustion engine by the injector (4). A fuel injection control device used in a fuel injection system for injecting into a cylinder of
The pressure detection value (Pc0) of the common rail (2) at the pumping start time (t0) when the fuel pump (12) starts pumping the fuel, and the injector (4) starts fuel injection from the pumping start time (t0). The pressure (Pc1) of the common rail (2) at the injection start time (t1) is estimated based on the pressure increase amount (ΔPc) of the common rail (2) until the injection start time (t1). Thereby, the same effect as that of the invention described in claim 1 can be obtained.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について説明する。図1は本実施形態におけるコモンレール式燃料噴射システムを示す全体構成図である。図1に示すように、コモンレール式燃料噴射システムは、車両用ディーゼルエンジン(図示せず)に燃料を噴射するものであり、燃料供給ポンプ1、コモンレール2、EDU3、インジェクタ4、燃料噴射制御装置としてのエンジンECU5等を備えている。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a common rail fuel injection system in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the common rail type fuel injection system injects fuel into a vehicular diesel engine (not shown). As a fuel supply pump 1, a common rail 2, an EDU 3, an
燃料供給ポンプ1は、コモンレール2に高圧燃料を圧送するものである。具体的には、燃料供給ポンプ1は、燃料フィルタ6を介して燃料タンク7から燃料を汲み上げる低圧ポンプ11、低圧ポンプ11から供給される燃料を加圧してコモンレール2へ圧送する燃料ポンプとしての高圧ポンプ12、低圧ポンプ11から高圧ポンプ12へ供給される燃料流量を調整する吸入調量弁13等を備えている。
The fuel supply pump 1 pumps high-pressure fuel to the common rail 2. Specifically, the fuel supply pump 1 is a high-
燃料供給ポンプ1は、低圧ポンプ11、高圧ポンプ12、および吸入調量弁13が共通の本体ハウジングに収容されて集合体となっている。燃料タンク7および燃料フィルタ6は、本体ハウジングの外部に配置されている。
The fuel supply pump 1 is an assembly in which a
図2に示すように、燃料供給ポンプ1の筐体は、アルミ製のハウジング20、アルミ製のベアリングカバー21、および鉄系金属製の一対のシリンダヘッド22とからなる。ハウジング20内の中央部には、後述するカムリングが収容されるカム室23が形成され、ハウジング20内においてカム室23の両側には、後述するシリンダが収容されるシリンダ室24が形成されている。
As shown in FIG. 2, the housing of the fuel supply pump 1 includes an
シリンダヘッド22は、ハウジング20の外部に位置してシリンダ室24を閉塞するシリンダヘッド本体部220、およびシリンダヘッド本体部220から突出してシリンダ室24内に収容される円筒状のシリンダ221とを備えている。なお、以下の説明においては、必要に応じて、天地方向上側に位置するシリンダ室24を第1シリンダ室24a、天地方向下側に位置するシリンダ室24を第2シリンダ室24bという。
The
カム軸25は、鉄系金属製で、ジャーナル26を介してハウジング20およびベアリングカバー21に回転可能に支持され、図示しないディーゼル機関に駆動されて回転する。このカム軸25とベアリングカバー21との間はオイルシール27によりシールされている。カム軸25における軸方向中間部には、断面円形状のカム28がカム軸25に対して偏心して一体に形成されている。
The
カム28の外周には、カム軸25の周りを公転するカムリング29が嵌合されている。このカムリング29は、カムリング本体290と、このカムリング本体290に一体化されたブッシュ291とからなる。より詳細には、カムリング本体290は、鉄系金属製よりなり、外形が四角柱形状で、円形状の貫通穴が形成されている。また、ブッシュ291は、銅系やアルミ系金属または樹脂にて円筒状に形成され、カムリング本体290の貫通穴に圧入されており、カム28と摺動自在になっている。なお、カム28およびカムリング29は、カム室23に収容されている。
A
カムリング29の両側には、カムリング29の公転に追従して往復動する鉄系金属製のプランジャ30が配置されている。このプランジャ30は、シリンダ221内に往復動自在に挿入された円柱部300と、カム室23に配置されてカムリング29と対向配置された鍔状のプランジャヘッド301とを備えている。なお、以下の説明においては、必要に応じて、天地方向上側に位置するプランジャ30を第1プランジャ30a、天地方向下側に位置するプランジャ30を第2プランジャ30bという。
On both sides of the
シリンダ221の外周側に配置されたスプリング31は、シリンダヘッド本体部220とプランジャヘッド301とによって挟持されている。そして、このスプリング31により、プランジャ30がカムリング29側に付勢されて、プランジャヘッド301がカムリング29に押し付けられている。カムリング29とプランジャヘッド301の当接面は平面状に形成されており、これによりカムリング29の自転が阻止されるため、カム28の回転に伴いカムリング29はプランジャヘッド301と摺動しながら自転することなく公転する。
The
シリンダヘッド22内には、プランジャ30の往復動に伴って容積が変化する燃料加圧室32、後述する低圧ポンプから燃料加圧室32への燃料の流れのみを許容する入口側逆止弁33、および、燃料加圧室32からコモンレール2への燃料の流れのみを許容する出口側逆止弁34が設けられている。
In the
したがって、プランジャ30が下死点に達して上死点に向かって変位を開始すると、高圧ポンプ12からコモンレール2への燃料の圧送が開始される。ここで、下死点とは、プランジャ30が最もカムリング29側に変位して燃料加圧室32が最大容積になったときの位置のことである。
Accordingly, when the
このように、本実施形態では、高圧ポンプ12からコモンレール2への燃料の圧送が開始される圧送開始時点は、プランジャ30が下死点に達する下死点時点と一致することとなる。
Thus, in this embodiment, the pumping start time at which fuel pumping from the
カム軸25の一端側には、インナギア式トロコイドポンプにて構成された低圧ポンプ11が結合されている。この低圧ポンプ11は、ポンプカバー35内に回転自在に収納されている。低圧ポンプ11は、カム軸25に回転駆動されることにより燃料タンクから吸入した燃料を加圧して吐出するようになっており、その吐出圧は内燃機関の回転速度上昇に伴って上昇する。
One end of the
低圧ポンプ11から吐出された燃料は、図示しない燃料通路および入口側逆止弁33を介して燃料加圧室32に供給されるようになっている。なお、その燃料通路の途中には、燃料加圧室32に供給される燃料量を内燃機関の運転状態に応じて調量する吸入調量弁13(図2では図示せず)が設けられている。吸入調量弁13としては、ノーマリーオープン式およびノーマリークローズ式のいずれであってもよい。
The fuel discharged from the low-
また、低圧ポンプ11から吐出された燃料の一部は、ハウジング20に形成された潤滑用燃料供給通路36を介してカム室23に供給される。この潤滑用燃料供給通路36の端部は、カム室23に臨む位置に開口している。
A part of the fuel discharged from the low-
ハウジング20には、第1シリンダ室24aに臨む位置に開口するリターン燃料通路(図示せず)が形成され、このリターン燃料通路には、オーバーフローパイプ(図示せず)が圧入されている。また、オーバーフローパイプは、図1に示すリターン配管14を介して燃料タンク7に接続されている。
A return fuel passage (not shown) that opens to a position facing the
なお、カム軸25はディーゼルエンジンによって駆動される。本実施形態では、カム軸25は、エンジンのクランク軸8の回転を1/2に減速する減速機構(図示せず)を介してクランク軸8に連結されている。このため、クランク軸8が1回転(360°CA)するとカム軸25が1/2回転する。
The
図1に示すコモンレール2は、燃料供給ポンプ1より供給された高圧燃料を目標圧力(以下、目標レール圧と言う。)に保持して蓄える畜圧手段である。この目標レール圧は、例えば、アクセル開度信号、エンジン回転数信号といったディーゼルエンジンの運転状態に基づいて、エンジンECU5によって決定される。
A common rail 2 shown in FIG. 1 is a livestock pressure means that holds and stores high-pressure fuel supplied from the fuel supply pump 1 at a target pressure (hereinafter referred to as target rail pressure). This target rail pressure is determined by the
また、コモンレール2には、コモンレール2内の燃料圧力(以下、レール圧と言う。)が予め定めた上限値を超えたときに開弁してレール圧を逃がすプレッシャリミッタ(図示せず)が取り付けられている。プレッシャリミッタより流出した燃料は、図示しない燃料配管を介して燃料タンク7に戻される。 Further, a pressure limiter (not shown) that opens when the fuel pressure in the common rail 2 (hereinafter referred to as rail pressure) exceeds a predetermined upper limit value and releases the rail pressure is attached to the common rail 2. It has been. The fuel that has flowed out of the pressure limiter is returned to the fuel tank 7 via a fuel pipe (not shown).
さらに、コモンレール2にはレール圧センサ40が取り付けられており、実際のレール圧(以下、実レール圧と言う。)に応じた信号がエンジンECU5に入力されるようになっている。
Furthermore, a
EDU3は、エンジンECU5から入力される駆動信号に基づいて、インジェクタ4の噴孔を開閉させる開閉信号(駆動電流)をインジェクタ4に出力する駆動装置である。
The EDU 3 is a drive device that outputs an open / close signal (drive current) for opening and closing the nozzle hole of the
インジェクタ4には、燃料配管15を介してコモンレール2から高圧燃料が導入され、インジェクタ4内部の余剰燃料は燃料配管16を介して燃料タンク7に戻される。そして、このインジェクタ4は、ディーゼルエンジンのシリンダヘッドに取り付けられ、EDU3から入力される開閉信号に基づいて噴孔が開閉され、噴孔が開かれたときにディーゼルエンジンの燃焼室内に噴孔から燃料を噴射するようになっている。
High pressure fuel is introduced into the
インジェクタ4は、ディーゼルエンジンの各気筒(本実施形態では4気筒)にそれぞれ装着されており、各燃料配管15を介して各インジェクタ4に高圧燃料が供給されるようになっている。
The
エンジンECU5は、図示しないCPU、ROM、EEPROM、RAM等からなるマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。
The
このエンジンECU5には、センサ類から信号が入力されるようになっており、エンジンECU5は、これらの入力信号等に基づいて、ディーゼルエンジンの運転状態に応じた最適な噴射時期や噴射量等を決定して各インジェクタ4を駆動する。
Signals are input to the
また、エンジンECU5は、レール圧センサ40により検出されるコモンレール2の実レール圧が、噴射圧力に相当する目標レール圧に追従するように、高圧ポンプ12の目標吐出量を算出し、吸入調量弁13を駆動してレール圧をフィードバック制御する。
Further, the
ここで、センサ類として、例えば、上述のレール圧センサ40の他に、エンジンのクランク軸8の回転角度を検出するクランク角センサ41、車速を検出する車速センサ42、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ43、燃料供給ポンプ1内の燃料の温度を検出する燃料温度センサ44、および車両のアクセルペダルの踏み込み量(以下アクセル開度という)を検出するアクセル開度センサ45等を備えている。
Here, as sensors, for example, in addition to the
図3は、上記構成における作動を示すタイムチャートである。エンジンECU5は、エンジンの運転状態から以下のように燃料噴射量制御を気筒毎に行う。まず、エンジンECU5は、クランク角センサ41から入力したパルス信号から求めたエンジン回転数と、アクセル開度センサ45から入力したアクセル開度と、冷却水温度センサ43から入力したエンジン冷却水の温度と、燃料温度センサ44から入力した燃料の温度とを用いて、エンジンの運転状態から必要とされる噴射量である要求噴射量(図3(b)のハッチング領域Qinjを参照)を算出する。
FIG. 3 is a time chart showing the operation in the above configuration. The
続いて、エンジンECU5は、クランク角センサ41から入力したパルス信号から求めたエンジン回転数と、アクセル開度センサ45から入力したアクセル開度とを用いて指令噴射開始時期(図3(a)の時期tiを参照)を算出し、実際の噴射開始時点(図3(b)の時点t1を参照)におけるレール圧(図3(e)の圧力Pc1を参照)と要求噴射量とを用いて、インジェクタ4に対する駆動電流の通電時間に相当する指令噴射期間(図3(a)の期間Tinjを参照)を算出する。
Subsequently, the
ここで、指令噴射開始時期は、インジェクタ4に対して燃料噴射の開始を指令する時期である。実際の噴射開始時点は、インジェクタ4からの燃料噴射が実際に開始される時点である。インジェクタ4には応答遅れがあることから、実際の噴射開始時点は指令噴射開始時期に対して遅延することとなる(図3(a)、(b)を参照)。
Here, the command injection start time is a time for instructing the
そして、エンジンECU5は、指令噴射開始時期および指令噴射期間に応じてパルス状の駆動電流をEDU3に出力する(図3(a)を参照)。EDU3が各インジェクタ4を開閉すると、各インジェクタ4からエンジンの気筒内に燃料が噴射され、エンジンが作動する。
Then, the
本実施形態では、上述のごとく、ディーゼルエンジンが4気筒であり、高圧ポンプ12が2気筒であり、ディーゼルエンジンのクランク軸8が1回転すると高圧ポンプ12のカム軸25が1/2回転する。このため、インジェクタ4が燃料噴射を2回行う際に高圧ポンプ12が燃料圧送を1回行うという2噴射1圧送の作動を行うこととなる。
In the present embodiment, as described above, the diesel engine has four cylinders, the high-
ここで、上述した指令噴射期間の算出の際に用いられる「指令噴射開始時期におけるレール圧」は、図4のフローチャートに示す演算処理によって求められる。図4の演算処理は、エンジンECU5において実行されるものであり、ディーゼルエンジンの始動時に図示しないキースイッチの操作によりエンジンECU5に電源が投入されると開始され、ディーゼルエンジンの停止時にキースイッチの操作によりエンジンECU5への電力供給が停止されると終了する。
Here, the “rail pressure at the command injection start time” used in the calculation of the command injection period described above is obtained by the arithmetic processing shown in the flowchart of FIG. The calculation process of FIG. 4 is executed in the
まずステップS100において、下死点時点t0(図3)における実レール圧Pc0(図3)をレール圧センサ40の圧力検出値に基づいて取得する。ここで、下死点時点t0は、第1、第2プランジャ30a、30bのうちいずれか一方のプランジャが下死点に達したときのことを言う。上述のごとく、本実施形態では、下死点時点t0は圧送開始時点でもある。プランジャ30が下死点にあるか否かは、クランク角センサ41によって検出されるエンジンのクランク軸8の回転角度に基づいて判定可能である。
First, in step S100, the actual rail pressure Pc0 (FIG. 3) at the bottom dead center point t0 (FIG. 3) is acquired based on the pressure detection value of the
続いてステップS110において、前回噴射時(1噴射目)に算出された要求噴射量Qinj(図3)を取得する。続いてステップS120において、下死点時点t0から次回(2噴射目)の実際の噴射開始時点t1(図3)までの時間Tpump(図3)を求める。実際の噴射開始時点t1は、指令噴射開始時期tiにインジェクタ4の応答遅れ時間を加算することで求めることができる。指令噴射開始時期tiは、上述のごとく、エンジン回転数とアクセル開度とを用いて算出される。
Subsequently, in step S110, the required injection amount Qinj (FIG. 3) calculated at the time of the previous injection (first injection) is acquired. Subsequently, in step S120, a time Tpump (FIG. 3) from the bottom dead center time t0 to the next actual injection start time t1 (FIG. 3) is obtained. The actual injection start time t1 can be obtained by adding the response delay time of the
インジェクタ4の応答遅れ時間は、指令噴射開始時期に対する実際の噴射開始時点の遅延時間のことである。インジェクタ4の応答遅れ時間はレール圧に依存する。また、インジェクタ4の応答遅れ時間は、前回噴射によって生じる圧力脈動によって変化する。したがって、インジェクタ4の応答遅れ時間は、前回噴射から次回噴射までの時間間隔と、実レール圧Pc0とに基づいて算出することができる。
The response delay time of the
続いてステップS130において、下死点時点t0から時間Tpump経過したときまで(すなわち実際の噴射開始時点t1まで)のコモンレール2への燃料の圧送量である燃料圧送量Qpump(図3)を求める。具体的には、下死点時点t0における第1、第2プランジャ30a、30bの位置と、下死点時点t0から時間Tpump経過したとき(すなわち実際の噴射開始時点t1)における第1、第2プランジャ30a、30bの位置とを求め、第1、第2プランジャ30a、30bの当該位置に基づいて燃料圧送量Qpumpを求める。
Subsequently, in step S130, a fuel pumping amount Qpump (FIG. 3) which is a pumping amount of fuel to the common rail 2 until the time Tpump elapses from the bottom dead center time t0 (that is, until the actual injection start time t1) is obtained. Specifically, the positions of the first and
ここで、下死点時点t0から時間Tpump経過したときにおける第1、第2プランジャ30a、30bの位置は、時間Tpumpに対応するカム軸25の回転角度に基づいて求めることができる。時間Tpumpに対応するカム軸25の回転角度は、時間Tpumpとエンジン回転数とに基づいて求めることができる。
Here, the positions of the first and
また、燃料圧送量Qpumpは、第1プランジャ30aによる送油量と第2プランジャ30bによる送油量との和であり、図3の例では、図3(d)のハッチング領域の面積に相当する。
Further, the fuel pressure feed amount Qpump is the sum of the oil feed amount by the
続いてステップS140において、燃料圧送量Qpumpおよび前回噴射時の要求噴射量Qinjに基づき、下死点時点t0から時間Tpump経過したときまで(すなわち実際の噴射開始時点t1まで)のコモンレール2の圧力上昇量であるレール圧上昇量ΔPc(図3)を求める。具体的には、まず、燃料圧送量Qpumpから前回噴射時の要求噴射量Qinjを減算することによって、下死点時点t0から時間Tpump経過したときまで(すなわち実際の噴射開始時点t1まで)のコモンレール2内の燃料変化量ΔQ=Qpump−Qinjを求め、この燃料変化量ΔQと、ECU5に予め記憶されたマップまたは計算式とに基づいて、レール圧上昇量ΔPcを求める。
Subsequently, in step S140, based on the fuel pumping amount Qpump and the required injection amount Qinj at the previous injection, the pressure increase of the common rail 2 until the time Tpump elapses from the bottom dead center time t0 (that is, until the actual injection start time t1). A rail pressure increase amount ΔPc (FIG. 3), which is an amount, is obtained. Specifically, first, by subtracting the required injection amount Qinj at the previous injection from the fuel pumping amount Qpump, the common rail until the time Tpump elapses from the bottom dead center time t0 (that is, until the actual injection start time t1). 2 is obtained, and the rail pressure increase amount ΔPc is obtained based on the fuel change amount ΔQ and a map or calculation formula stored in advance in the
ここで、ECU5に予め記憶されたマップまたは計算式は、燃料変化量ΔQとレール圧上昇量ΔPcとの関係を示すものである。なお、燃料圧送量Qpumpよりも要求噴射量Qinjが上回るような場合には、燃料変化量ΔQおよびレール圧上昇量ΔPcは負の値となる。
Here, the map or calculation formula stored in advance in the
続いてステップS150において、インジェクタ4や高圧ポンプ12における機械的損失(燃料のリーク量)に相当する補正をレール圧上昇量ΔPcに対して行い、補正後のレール圧上昇量ΔPc’を求める。なお、ステップS150において、各配管部等における圧力損失に相当する補正を行ってもよい。
Subsequently, in step S150, correction corresponding to the mechanical loss (fuel leakage amount) in the
そして、ステップS160において、下死点時点t0における実レール圧Pc0に補正後レール圧上昇量ΔPc’を加算することによって、次回の実際の噴射開始時点t1におけるレール圧Pc1(図3)を求める。 In step S160, the rail pressure Pc1 (FIG. 3) at the next actual injection start time t1 is obtained by adding the corrected rail pressure increase ΔPc ′ to the actual rail pressure Pc0 at the bottom dead center time t0.
本実施形態によると、上記従来技術と同様に、コモンレール2の圧力検出値Pc0とプランジャ30の位置とに基づいて噴射開始時点t1におけるレール圧Pc1を推定するので、燃料噴射の精度を高めることができる。
According to the present embodiment, the rail pressure Pc1 at the injection start time point t1 is estimated based on the pressure detection value Pc0 of the common rail 2 and the position of the
さらに、コモンレール2の圧力検出値Pc0として圧送開始時点すなわち下死点時点t0のものを用いるので、指令噴射開始時期tiでの圧力検出値を用いる上記従来技術と比較して、噴射開始時点t1におけるレール圧Pc1を推定するための処理負荷を軽減することができる(図3を参照)。 Furthermore, since the pressure detection value Pc0 of the common rail 2 is used at the pumping start time, that is, the bottom dead center time t0, compared with the above-described conventional technique using the pressure detection value at the command injection start timing ti, at the injection start time t1. The processing load for estimating the rail pressure Pc1 can be reduced (see FIG. 3).
特に、本実施形態では、ステップS140、S160のごとく、圧送開始時点t0におけるプランジャ30の位置と、実際の噴射開始時点t1におけるプランジャ30の位置とに基づいて、圧送開始時点t0から実際の噴射開始時点t1までのレール圧上昇量ΔPcを求め、レール圧上昇量ΔPcを圧力検出値Pc0に加算することで実際の噴射開始時点t1におけるレール圧Pc1を推定するので、燃料噴射の精度をより高めることができる。
In particular, in the present embodiment, as in steps S140 and S160, the actual injection start from the pumping start time t0 based on the position of the
しかも、本実施形態では、ステップS130、S140のごとく、圧送開始時点t0におけるプランジャ30の位置と、実際の噴射開始時点t1におけるプランジャ30の位置とに基づいて、圧送開始時点t0から実際の噴射開始時点t1までにおける燃料圧送量Qpumpを求め、燃料圧送量Qpumpに基づいて圧力上昇量ΔPcを求めるので、圧送開始時点t0から実際の噴射開始時点t1までのコモンレール2の圧力上昇量ΔPcを精度良く求めることができる。
In addition, in the present embodiment, as in steps S130 and S140, the actual injection start from the pumping start time t0 based on the position of the
さらに、本実施形態では、ステップS150、S160のごとく、圧力上昇量ΔPcに対して、燃料噴射システムにおける燃料のリーク量に相当する補正を行い、補正後の圧力上昇量ΔPc’を、圧送開始時点t0における圧力検出値Pc0に加算することで噴射開始時点t1におけるコモンレール2の圧力を推定するので、噴射開始時点t1におけるコモンレール2の圧力の推定精度を向上することができる。 Further, in this embodiment, as in steps S150 and S160, correction corresponding to the amount of fuel leakage in the fuel injection system is performed on the pressure increase amount ΔPc, and the corrected pressure increase amount ΔPc ′ is set to the point at which pumping starts. Since the pressure of the common rail 2 at the injection start time t1 is estimated by adding to the pressure detection value Pc0 at t0, it is possible to improve the estimation accuracy of the pressure of the common rail 2 at the injection start time t1.
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、2噴射1圧送の作動を行うが、本実施形態では、図5に示すように、1噴射1圧送の作動を行う。すなわち、本実施形態では、ディーゼルエンジンのクランク軸8が1回転(360°CA)すると高圧ポンプ12のカム軸25が1回転するように構成されている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the two-injection one-pressure feeding operation is performed. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the one-injection one-pressure feeding operation is performed. That is, in the present embodiment, the
本実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、圧送開始時点である下死点時点t0における実レール圧Pc0に基づいて次回の実際の噴射開始時点t1におけるレール圧Pc1を推定できるので、エンジンECU5における指令噴射期間の演算処理の負荷を軽減することができる。
Also in the present embodiment, the rail pressure Pc1 at the next actual injection start time t1 can be estimated based on the actual rail pressure Pc0 at the bottom dead center time t0, which is the pumping start time, as in the first embodiment. It is possible to reduce the load of calculation processing for the command injection period in the
因みに、本実施形態では、前回の噴射が下死点時点t0よりも前に完了することとなるので、ステップS140において燃料圧送量Qpumpから減算される要求噴射量Qinjは零となる。 Incidentally, in the present embodiment, since the previous injection is completed before the bottom dead center point t0, the required injection amount Qinj subtracted from the fuel pumping amount Qpump in step S140 becomes zero.
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態では、ステップS130において、第1、第2プランジャ30a、30bの位置のみに基づいて燃料圧送量Qpumpを求めているが、第1、第2プランジャ30a、30bの位置と吸入調量弁13の開度とに基づいて燃料圧送量Qpumpを求めてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, in step S130, the fuel pumping amount Qpump is obtained based only on the positions of the first and
また、上記各実施形態では、高圧ポンプ12の燃料入口部に吸入調量弁13を設け、低圧ポンプ11から高圧ポンプ12へ供給される燃料流量を吸入調量弁13で調整することによって、高圧ポンプ12からコモンレール2へ圧送する燃料流量を調整しているが、高圧ポンプ12の燃料出口部に吐出量制御弁を設け、高圧ポンプ12からコモンレール2へ圧送する燃料流量を吐出量制御弁によって調整するようにしてもよい。この場合には、吐出量制御弁が開かれた時点が圧送開始時点となる。
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、ステップS130、S140において、プランジャ30の位置に基づいて燃料圧送量Qpumpを求め、燃料圧送量Qpumpに基づいてレール圧上昇量ΔPcを求めるが、必ずしも燃料圧送量Qpumpを求める必要はなく、プランジャ30の位置と予めエンジンECU5に記憶されたマップとに基づいてレール圧上昇量ΔPcを求めてもよい。ここで、予めエンジンECU5に記憶されたマップは、プランジャ30の位置とレール圧上昇量ΔPcとの関係を示すものであればよい。
In each of the above embodiments, in steps S130 and S140, the fuel pumping amount Qpump is obtained based on the position of the
また、上記各実施形態では、要求噴射量の燃料を一度に噴射する燃料噴射システムに本発明を適用しているが、要求噴射量の燃料をプレ噴射、メイン噴射、アフタ噴射というように分割して噴射する燃料噴射システムにも本発明を適用可能である。 In each of the above embodiments, the present invention is applied to a fuel injection system that injects a required injection amount of fuel at one time. However, the required injection amount of fuel is divided into pre-injection, main injection, and after injection. The present invention can also be applied to a fuel injection system that injects fuel.
また、上記各実施形態では、ディーゼルエンジンに本発明を適用しているが、これに限定されることなく、例えば筒内噴射式ガソリンエンジン等の種々の内燃機関に本発明を適用可能である。 Moreover, in each said embodiment, although this invention is applied to the diesel engine, this invention is applicable to various internal combustion engines, such as a cylinder injection type gasoline engine, for example, without being limited to this.
2 コモンレール
4 インジェクタ
12 高圧ポンプ(燃料ポンプ)
30 プランジャ
Pc0 圧送開始時点における実レール圧(圧力検出値)
Pc1 噴射開始時点におけるレール圧
Qpump 燃料圧送量
t0 圧送開始時点
t1 噴射開始時点
ΔPc 圧力上昇量
2
30 Plunger Pc0 Actual rail pressure at the start of pumping (pressure detection value)
Pc1 Rail pressure at the start of injection Qpump Fuel pumping amount t0 Pumping start point t1 Injection start point ΔPc Pressure increase
Claims (6)
前記燃料ポンプ(12)が前記燃料の圧送を開始する圧送開始時点(t0)における前記コモンレール(2)の圧力検出値(Pc0)と、前記圧送開始時点(t0)における前記プランジャ(30)の位置と、前記インジェクタ(4)が前記燃料の噴射を開始する噴射開始時点(t1)における前記プランジャ(30)の位置とに基づいて、前記噴射開始時点(t1)における前記コモンレール(2)の圧力(Pc1)を推定することを特徴とする燃料噴射制御装置。 Fuel that is pumped by a fuel pump (12) having a plunger (30) is stored in a common rail (2), and the fuel stored in the common rail (2) is injected into a cylinder of an internal combustion engine by an injector (4) A fuel injection control device used in an injection system,
The pressure detection value (Pc0) of the common rail (2) at the pumping start time (t0) when the fuel pump (12) starts pumping the fuel, and the position of the plunger (30) at the pumping start time (t0) And the position of the plunger (30) at the injection start time (t1) at which the injector (4) starts the fuel injection, the pressure of the common rail (2) at the injection start time (t1) ( A fuel injection control device that estimates Pc1).
前記圧力上昇量(ΔPc)を前記圧力検出値(Pc0)に加算することで前記噴射開始時点(t1)における前記コモンレール(2)の圧力(Pc1)を推定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。 Based on the position of the plunger (30) at the pumping start time (t0) and the position of the plunger (30) at the injection start time (t1), the injection start time ( The amount of pressure increase (ΔPc) of the common rail (2) until t1) is obtained,
The pressure (Pc1) of the common rail (2) at the injection start time (t1) is estimated by adding the pressure increase amount (ΔPc) to the pressure detection value (Pc0). The fuel injection control device described.
前記圧送量(Qpump)に基づいて前記圧力上昇量(ΔPc)を求めることを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射制御装置。 Based on the position of the plunger (30) at the pumping start time (t0) and the position of the plunger (30) at the injection start time (t1), the injection start time ( The fuel pumping amount (Qpump) from the fuel pump (12) to the common rail (2) until t1) is determined.
The fuel injection control device according to claim 2, wherein the pressure increase amount (ΔPc) is obtained based on the pumping amount (Qpump).
前記補正後の圧力上昇量(ΔPc’)を前記圧力検出値(Pc0)に加算することで前記噴射開始時点(t1)における前記コモンレール(2)の圧力を推定することを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1つに記載の燃料噴射制御装置。 A corrected pressure increase amount (ΔPc ′) is obtained by performing correction corresponding to the fuel leak amount in the fuel injection system on the pressure increase amount (ΔPc),
The pressure of the common rail (2) at the injection start time (t1) is estimated by adding the corrected pressure increase amount (ΔPc ') to the pressure detection value (Pc0). 5. The fuel injection control device according to any one of items 4 to 4.
前記燃料ポンプ(12)が前記燃料の圧送を開始する圧送開始時点(t0)における前記コモンレール(2)の圧力検出値(Pc0)と、前記圧送開始時点(t0)から前記インジェクタ(4)が前記燃料の噴射を開始する噴射開始時点(t1)までの前記コモンレール(2)の圧力上昇量(ΔPc)とに基づいて、前記噴射開始時点(t1)における前記コモンレール(2)の圧力(Pc1)を推定することを特徴とする燃料噴射制御装置。 Fuel that is pumped by a fuel pump (12) having a plunger (30) is stored in a common rail (2), and the fuel stored in the common rail (2) is injected into a cylinder of an internal combustion engine by an injector (4) A fuel injection control device used in an injection system,
The pressure detection value (Pc0) of the common rail (2) at the pumping start time (t0) when the fuel pump (12) starts pumping the fuel, and the injector (4) from the pumping start time (t0) Based on the pressure increase amount (ΔPc) of the common rail (2) up to the injection start time (t1) at which fuel injection is started, the pressure (Pc1) of the common rail (2) at the injection start time (t1) is determined. A fuel injection control device characterized by estimating.
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