JP2019183736A - Fuel injection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料噴射システムに関する。 The present invention relates to a fuel injection system.
従来、噴射期間において前噴射と後噴射との間隔を徐々に短縮してゆき、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射量が急増した時の噴射間隔を求めるシステムがある(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a system that obtains an injection interval when the injection amount of fuel injected from a fuel injection valve increases rapidly by gradually shortening the interval between pre-injection and post-injection during an injection period (see Patent Document 1). .
ところで、特許文献1に記載のシステムでは、燃料の噴射量が急増したことを、内燃機関の運転状態を検出するセンサ(例えば回転速度センサ)により検出している。内燃機関の運転状態は、燃料の噴射量以外の要因(例えば燃料の噴射時期等)によっても影響を受ける。このため、特許文献1に記載のシステムでは、燃料の噴射量が急増した時の噴射間隔、すなわち前噴射と後噴射とが重なった時の噴射間隔を精度よく判定することができない。
By the way, in the system described in
本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、前噴射と後噴射とが重なったことを精度よく判定することのできる燃料噴射システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve these problems, and a main object of the present invention is to provide a fuel injection system capable of accurately determining that pre-injection and post-injection overlap.
上記課題を解決するための第1の手段は、燃料噴射システム(10)であって、
燃料を吐出するポンプ(13)と、
前記ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で蓄える蓄圧容器(14)と、
前記蓄圧容器内に蓄えられた前記燃料を噴射する噴射弁(16)と、
前記蓄圧容器内の圧力を検出する圧力センサ(21)と、
噴射期間において前記噴射弁により指令間隔で前噴射と後噴射とをさせる噴射制御を実行する噴射制御部と、
前記噴射弁により噴射させる前記燃料の指令噴射量、及び前記圧力センサにより検出された前記圧力と目標圧力との差に基づいて、前記蓄圧容器内の圧力を前記目標圧力にするように前記ポンプにより前記燃料を吐出させる吐出制御を実行する吐出制御部と、
前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記圧力センサにより検出された前記圧力が前記目標圧力に対して所定圧力を超えて低下しており、且つ前記ポンプの吐出量が正常であると判定した場合に、前記前噴射と前記後噴射とが重なったと判定する判定部と、
を備える。
A first means for solving the above problem is a fuel injection system (10),
A pump (13) for discharging fuel;
A pressure accumulator (14) for storing fuel discharged by the pump in a pressurized state;
An injection valve (16) for injecting the fuel stored in the pressure accumulating vessel;
A pressure sensor (21) for detecting the pressure in the pressure accumulating vessel;
An injection control unit that performs injection control to perform pre-injection and post-injection at a command interval by the injection valve during an injection period;
Based on the command injection amount of the fuel to be injected by the injection valve and the difference between the pressure detected by the pressure sensor and the target pressure, the pump causes the pressure in the pressure accumulating vessel to become the target pressure. A discharge control unit that executes discharge control for discharging the fuel;
In a state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed, the pressure detected by the pressure sensor is lower than a predetermined pressure with respect to the target pressure, And when it determines with the discharge amount of the said pump being normal, the determination part which determines with the said front injection and the said back injection having overlapped,
Is provided.
上記構成によれば、ポンプにより燃料が吐出され、ポンプにより吐出された燃料が蓄圧容器に加圧状態で蓄えられる。蓄圧容器内に蓄えられた燃料が噴射弁により噴射され、蓄圧容器内の圧力が低下する。そして、蓄圧容器内の圧力が圧力センサにより検出される。 According to the above configuration, the fuel is discharged by the pump, and the fuel discharged by the pump is stored in the pressure accumulation container in a pressurized state. The fuel stored in the pressure accumulation container is injected by the injection valve, and the pressure in the pressure accumulation container is reduced. And the pressure in a pressure accumulation container is detected by a pressure sensor.
噴射制御部は、噴射期間において噴射弁により指令間隔で前噴射と後噴射とをさせる噴射制御を実行する。また、吐出制御部は、噴射弁により噴射させる燃料の指令噴射量、及び圧力センサにより検出された圧力と目標圧力との差に基づいて、蓄圧容器内の圧力を目標圧力にするようにポンプにより燃料を吐出させる吐出制御を実行する。このため、噴射制御及び吐出制御が実行された状態では、基本的には蓄圧容器内の圧力は目標圧力に一致する。 An injection control part performs the injection control which makes a pre-injection and a post-injection by a command interval by an injection valve in an injection period. Further, the discharge control unit uses a pump so that the pressure in the pressure accumulating container is set to the target pressure based on the command injection amount of the fuel to be injected by the injection valve and the difference between the pressure detected by the pressure sensor and the target pressure. Discharge control for discharging fuel is executed. For this reason, in the state in which the injection control and the discharge control are executed, the pressure in the pressure accumulating container basically matches the target pressure.
ここで、前噴射が終了する前に後噴射が開始される、すなわち前噴射と後噴射とが重なると、燃料の噴射量が急増する。この場合、吐出制御部により吐出制御が実行されたとしても、蓄圧容器内の圧力が目標圧力よりも低下する。また、吐出制御部による吐出制御において、ポンプの吐出量が正常時の吐出量よりも少なくなった場合も、蓄圧容器内の圧力が目標圧力よりも低下する。 Here, when the post-injection is started before the pre-injection ends, that is, when the pre-injection and the post-injection overlap, the fuel injection amount increases rapidly. In this case, even if the discharge control is executed by the discharge control unit, the pressure in the pressure accumulating container is lower than the target pressure. Further, in the discharge control by the discharge control unit, the pressure in the pressure accumulating container is lower than the target pressure even when the pump discharge amount is smaller than the normal discharge amount.
この点、判定部は、噴射制御部による噴射制御及び吐出制御部による吐出制御が実行された状態において、圧力センサにより検出された圧力が目標圧力に対して所定圧力を超えて低下しており、且つポンプの吐出量が正常であると判定した場合に、前噴射と後噴射とが重なったと判定する。このため、ポンプの吐出量が正常時の吐出量よりも少なくなっていない場合に、前噴射と後噴射とが重なったと判定することができる。さらに、噴射弁による燃料の噴射量は蓄圧容器内の圧力に精度よく反映されるため、圧力センサにより検出された圧力を用いることで、前噴射と後噴射とが重なったことを判定よく検出することができる。しかも、前噴射と後噴射とが重なったこと判定するための特別な噴射制御(例えば指令間隔を徐々に短縮する制御)を実行する必要がなく、通常の噴射制御時に前噴射と後噴射とが重なったことを判定することができる。 In this regard, in the state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed, the determination unit is such that the pressure detected by the pressure sensor is lower than a predetermined pressure with respect to the target pressure, And when it determines with the discharge amount of a pump being normal, it determines with the front injection and the rear injection having overlapped. For this reason, when the discharge amount of the pump is not smaller than the discharge amount at the normal time, it can be determined that the pre-injection and the post-injection overlap. Furthermore, since the amount of fuel injected by the injection valve is accurately reflected in the pressure in the pressure accumulating vessel, the pressure detected by the pressure sensor is used to detect with good judgment that the pre-injection and the post-injection overlap. be able to. In addition, there is no need to execute special injection control (for example, control for gradually shortening the command interval) for determining that the pre-injection and the post-injection have overlapped. It can be determined that they overlap.
吐出制御部は、吐出制御において、圧力センサにより検出された圧力と目標圧力との差に基づいて、蓄圧容器内の圧力を目標圧力にするようにポンプにより燃料を吐出させる。このため、圧力センサにより検出された圧力が目標圧力に対して所定圧力を超えて低下していると、吐出制御部はポンプによる燃料の吐出量を増加させる。しかし、蓄圧容器内の圧力の低下は、ポンプの吐出量不足が原因ではなく、前噴射と後噴射とが重なったことが原因である。このため、次の噴射期間において前噴射と後噴射とが重ならないと、ポンプの吐出量が適切な吐出量に対して過剰となる。その結果、次に噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、圧力センサにより検出される圧力が目標圧力を超える。 In the discharge control, the discharge control unit causes the pump to discharge fuel based on the difference between the pressure detected by the pressure sensor and the target pressure so that the pressure in the pressure accumulating container becomes the target pressure. For this reason, if the pressure detected by the pressure sensor is lower than a predetermined pressure with respect to the target pressure, the discharge control unit increases the amount of fuel discharged by the pump. However, the pressure drop in the pressure accumulating vessel is not caused by a shortage of the pump discharge amount, but is caused by the overlap between the pre-injection and the post-injection. For this reason, if the pre-injection and the post-injection do not overlap in the next injection period, the pump discharge amount becomes excessive with respect to the appropriate discharge amount. As a result, the pressure detected by the pressure sensor exceeds the target pressure in the state where the injection control and the discharge control are executed next.
そこで、第2の手段では、前記判定部は、前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記圧力センサにより検出された前記圧力が前記目標圧力に対して所定圧力を超えて低下しており、且つ次に前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記圧力センサにより検出された前記圧力が前記目標圧力を超えた場合に、前記前噴射と前記後噴射とが重なったと判定する。すなわち、次に噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、圧力センサにより検出された圧力が目標圧力を超えたことにより、ポンプの吐出量が正常であると判定することができる。 Therefore, in the second means, the determination unit is configured such that the pressure detected by the pressure sensor is the target pressure in a state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed. And the pressure detected by the pressure sensor in a state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed next. When the target pressure is exceeded, it is determined that the pre-injection and the post-injection overlap. That is, in the state where the injection control and the discharge control are executed next, it can be determined that the discharge amount of the pump is normal because the pressure detected by the pressure sensor exceeds the target pressure.
噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、圧力センサにより検出された圧力が目標圧力に対して所定圧力を超えて低下していても、前噴射と後噴射とが重なったことが原因でない場合もある。例えば、燃料噴射弁による噴射量が適切な噴射量よりも若干増加したり、ポンプによる吐出量が適切な吐出量よりも若干減少したりする傾向を有する場合がある。 When injection control and discharge control are executed, even if the pressure detected by the pressure sensor is lower than the target pressure by more than a predetermined pressure, it is not caused by the overlap between the pre-injection and the post-injection There is also. For example, there may be a tendency that the injection amount by the fuel injection valve slightly increases from the appropriate injection amount, or the discharge amount by the pump slightly decreases from the appropriate discharge amount.
そこで、第3の手段では、前記判定部は、前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記目標圧力から前記圧力センサにより検出された前記圧力を引いた圧力偏差を算出する第1算出部を有し、前記指令間隔が所定間隔よりも短い時に前記第1算出部により算出された前記圧力偏差が、前記指令間隔が前記所定間隔よりも長い時に前記第1算出部により算出された前記圧力偏差に対して所定圧力偏差を超えて大きく、且つ前記ポンプの吐出量が正常であると判定した場合に、前記前噴射と前記後噴射とが重なったと判定する。 Therefore, in the third means, the determination unit detects the pressure detected by the pressure sensor from the target pressure in a state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed. A first calculation unit that calculates a pressure deviation obtained by subtracting the pressure deviation, and when the command interval is shorter than the predetermined interval, the pressure deviation calculated by the first calculation unit is longer than the predetermined interval. Sometimes the pre-injection and the post-injection overlap when it is determined that the pressure deviation calculated by the first calculation unit is larger than a predetermined pressure deviation and the pump discharge amount is normal. It is determined that
上記構成によれば、噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、目標圧力から圧力センサにより検出された圧力を引いた圧力偏差が第1算出部により算出される。そして、指令間隔が所定間隔よりも短い時に第1算出部により算出された圧力偏差が、指令間隔が所定間隔よりも長い時に第1算出部により算出された圧力偏差に対して所定圧力偏差を超えて大きい場合に、前噴射と後噴射とが重なったと判定される。このため、指令間隔が所定間隔よりも長い時の圧力偏差を基準として、指令間隔が所定間隔よりも短い時の圧力偏差が大きいか否か判定することができる。したがって、指令間隔以外の要因が蓄圧容器内の圧力の低下に及ぼす影響を抑制して、前噴射と後噴射とが重なったことを精度よく検出することができる。 According to the above configuration, the pressure deviation obtained by subtracting the pressure detected by the pressure sensor from the target pressure is calculated by the first calculation unit in a state where the injection control and the discharge control are executed. The pressure deviation calculated by the first calculation unit when the command interval is shorter than the predetermined interval exceeds the predetermined pressure deviation with respect to the pressure deviation calculated by the first calculation unit when the command interval is longer than the predetermined interval. If it is large, it is determined that the pre-injection and the post-injection overlap. For this reason, it is possible to determine whether or not the pressure deviation when the command interval is shorter than the predetermined interval is large with reference to the pressure deviation when the command interval is longer than the predetermined interval. Therefore, it is possible to accurately detect that the pre-injection and the post-injection overlap each other by suppressing the influence of factors other than the command interval on the pressure drop in the pressure accumulating vessel.
第4の手段では、前記吐出制御部は、前記噴射弁により噴射させる前記燃料の指令噴射量、及び前記圧力センサにより検出された前記圧力と目標圧力との差に基づいて、前記蓄圧容器内の圧力を前記目標圧力にするように前記ポンプにより吐出させる前記燃料の指令吐出量を算出する指令算出部を有し、前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行される前と後とにおいて前記圧力センサにより検出された前記圧力に基づいて、前記ポンプにより吐出された前記燃料の推定吐出量を算出する推定算出部を有し、前記判定部は、前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記指令算出部により算出された前記指令吐出量が前記推定算出部により算出された前記推定吐出量に対して所定量を超えて多く、且つ前記ポンプの吐出量が正常であると判定した場合に、前記前噴射と前記後噴射とが重なったと判定する。 According to a fourth aspect, the discharge control unit is configured to control the inside of the pressure accumulating container based on a command injection amount of the fuel to be injected by the injection valve and a difference between the pressure detected by the pressure sensor and a target pressure. A command calculation unit that calculates a command discharge amount of the fuel to be discharged by the pump so that the pressure becomes the target pressure, and the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed; And an estimation calculation unit that calculates an estimated discharge amount of the fuel discharged by the pump based on the pressure detected by the pressure sensor before and after the determination, and the determination unit includes the injection control unit The command discharge amount calculated by the command calculation unit is calculated by the estimation calculation unit in a state where the injection control by the discharge control and the discharge control by the discharge control unit are executed. Most exceeds a predetermined amount with respect to the estimated discharge amount issued, and when the discharge amount of the pump is determined to be normal, it is determined that the said post injection and preinjection overlap.
上記構成によれば、指令算出部は、蓄圧容器内の圧力を目標圧力にするようにポンプにより吐出させる燃料の指令吐出量を算出する。また、推定算出部は、噴射制御及び吐出制御が実行される前と後とにおいて圧力センサにより検出された圧力に基づいて、ポンプにより吐出された燃料の推定吐出量を算出する。ここで、前噴射と後噴射とが重なって燃料噴射弁による噴射量が急増した場合、噴射制御及び吐出制御が実行される前から後までに蓄圧容器内の圧力が急低下する。このため、推定吐出量が少なく算出され、指令吐出量よりも推定吐出量が少なくなる。 According to the above configuration, the command calculation unit calculates the command discharge amount of the fuel to be discharged by the pump so that the pressure in the pressure accumulating container becomes the target pressure. The estimation calculation unit calculates an estimated discharge amount of the fuel discharged by the pump based on the pressure detected by the pressure sensor before and after the injection control and the discharge control are executed. Here, when the pre-injection and the post-injection overlap each other and the injection amount by the fuel injection valve increases rapidly, the pressure in the pressure accumulating container rapidly decreases from before to after the injection control and the discharge control are executed. For this reason, the estimated discharge amount is calculated to be small, and the estimated discharge amount is smaller than the command discharge amount.
この点、上記構成によれば、判定部は、噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、指令吐出量が推定吐出量に対して所定量を超えて多く、且つポンプの吐出量が正常であると判定した場合に、前噴射と後噴射とが重なったと判定する。すなわち、圧力センサにより検出された圧力が目標圧力に対して所定圧力を超えて低下した場合に、指令吐出量が推定吐出量に対して所定量を超えて多いことによって、前噴射と後噴射とが重なったことを判定することができる。さらに、吐出制御で用いられる指令吐出量を利用して、前噴射と前記後噴射とが重なったことを判定することができる。 In this regard, according to the above configuration, the determination unit is configured such that the command discharge amount is larger than the predetermined amount with respect to the estimated discharge amount and the pump discharge amount is normal in a state where the injection control and the discharge control are executed. When it is determined that there is, it is determined that the pre-injection and the post-injection overlap. That is, when the pressure detected by the pressure sensor falls below a predetermined pressure with respect to the target pressure, the command discharge amount is larger than the predetermined amount with respect to the estimated discharge amount, so that the pre-injection and the post-injection Can be determined to overlap. Furthermore, it is possible to determine that the pre-injection and the post-injection overlap using the command discharge amount used in the discharge control.
噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、指令吐出量が推定吐出量に対して所定量を超えて多くても、前噴射と後噴射とが重なったことが原因でない場合もある。例えば、燃料噴射弁による噴射量が適切な噴射量よりも若干増加したり、ポンプによる吐出量が適切な吐出量よりも若干減少したりする傾向を有する場合がある。 In a state where the injection control and the discharge control are executed, even if the commanded discharge amount exceeds the predetermined amount with respect to the estimated discharge amount, it may not be caused by the overlap between the pre-injection and the post-injection. For example, there may be a tendency that the injection amount by the fuel injection valve slightly increases from the appropriate injection amount, or the discharge amount by the pump slightly decreases from the appropriate discharge amount.
そこで、第5の手段では、前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記指令算出部により算出された前記指令吐出量から前記推定算出部により算出された前記推定吐出量を引いた吐出量偏差を算出する第2算出部を有し、前記判定部は、前記指令間隔が所定間隔よりも短い時に前記第2算出部により算出された前記吐出量偏差が、前記指令間隔が前記所定間隔よりも長い時に前記第2算出部により算出された前記吐出量偏差に対して所定吐出量偏差を超えて大きく、且つ前記ポンプの吐出量が正常であると判定した場合に、前記前噴射と前記後噴射とが重なったと判定する。 Therefore, in the fifth means, in the state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed, the estimation calculation unit calculates the command discharge amount calculated by the command calculation unit. A second calculation unit configured to calculate a discharge amount deviation obtained by subtracting the calculated estimated discharge amount, and the determination unit calculates the discharge calculated by the second calculation unit when the command interval is shorter than a predetermined interval. When the command interval is longer than the predetermined interval, the amount deviation is larger than the predetermined discharge amount deviation with respect to the discharge amount deviation calculated by the second calculation unit, and the discharge amount of the pump is normal It is determined that the pre-injection and the post-injection overlap.
上記構成によれば、噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、指令吐出量から推定吐出量を引いた吐出量偏差が第2算出部により算出される。そして、指令間隔が所定間隔よりも短い時に第2算出部により算出された吐出量偏差が、指令間隔が所定間隔よりも長い時に第2算出部により算出された吐出量偏差に対して所定吐出量偏差を超えて大きい場合に、前噴射と後噴射とが重なったと判定される。このため、指令間隔が所定間隔よりも長い時の吐出量偏差を基準として、指令間隔が所定間隔よりも短い時の吐出量偏差が大きいか否か判定することができる。したがって、指令間隔以外の要因が蓄圧容器内の圧力の低下に及ぼす影響を抑制して、前噴射と後噴射とが重なったことを精度よく検出することができる。 According to the above configuration, the discharge amount deviation obtained by subtracting the estimated discharge amount from the command discharge amount is calculated by the second calculation unit in a state where the injection control and the discharge control are executed. The discharge amount deviation calculated by the second calculation unit when the command interval is shorter than the predetermined interval is a predetermined discharge amount with respect to the discharge amount deviation calculated by the second calculation unit when the command interval is longer than the predetermined interval. When the deviation is larger than the deviation, it is determined that the pre-injection and the post-injection overlap. For this reason, it is possible to determine whether or not the discharge amount deviation when the command interval is shorter than the predetermined interval is large based on the discharge amount deviation when the command interval is longer than the predetermined interval. Therefore, it is possible to accurately detect that the pre-injection and the post-injection overlap each other by suppressing the influence of factors other than the command interval on the pressure drop in the pressure accumulating vessel.
第6の手段では、前記判定部は、前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記圧力センサにより検出された前記圧力が前記目標圧力に対して所定圧力を超えて低下しており、且つ次に前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記圧力センサにより検出された前記圧力が前記目標圧力を超えた場合に、前記ポンプの吐出量が正常であると判定する。 In a sixth means, the determination unit is configured such that the pressure detected by the pressure sensor with respect to the target pressure in a state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed. And the pressure detected by the pressure sensor is the target when the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed next. When the pressure is exceeded, it is determined that the discharge amount of the pump is normal.
上記構成によれば、第2の手段と同様に、次に噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、圧力センサにより検出された圧力が目標圧力を超えたことにより、ポンプの吐出量が正常であると判定することができる。 According to the above configuration, in the state where the injection control and the discharge control are executed next, similarly to the second means, the pump discharge amount is normal because the pressure detected by the pressure sensor exceeds the target pressure. It can be determined that
第7の手段では、前記噴射制御部は、前記判定部により前記前噴射と前記後噴射とが重なったと判定された前記噴射弁において、前記重なったと判定された時の前記指令間隔を最短間隔として学習し、以降に前記噴射制御を実行する時に、前記指令間隔を前記最短間隔よりも短くならないように設定する。 In a seventh means, the injection control unit sets the command interval at the time when it is determined that the pre-injection and the post-injection are overlapped by the determination unit as the shortest interval. When the learning is performed and the injection control is subsequently executed, the command interval is set so as not to be shorter than the shortest interval.
上記構成によれば、前噴射と後噴射とが重なったと判定された噴射弁において、前後の噴射が重なったと判定された時の指令間隔を最短間隔として学習することができる。さらに、前噴射と後噴射とが重なった噴射弁において、以降に噴射制御が実行される時に、指令間隔が最短間隔よりも短くならないように設定される。このため、前噴射と後噴射とが重ならない限りは、指令間隔で前噴射と後噴射とをさせることができる。 According to the above configuration, it is possible to learn, as the shortest interval, the command interval when it is determined that the front and rear injections are overlapped in the injection valve determined that the front injection and the rear injection overlap. Further, in the injection valve in which the pre-injection and the post-injection overlap, when the injection control is subsequently executed, the command interval is set not to be shorter than the shortest interval. For this reason, unless the pre-injection and the post-injection overlap, the pre-injection and the post-injection can be performed at the command interval.
(第1実施形態)
以下、4気筒の車載ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システムに具現化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment embodied in a common rail fuel injection system for a four-cylinder on-board diesel engine will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、燃料噴射システム10は、蓄圧式(コモンレール式)の燃料噴射システムである。燃料噴射システム10は、フィードポンプ12、高圧ポンプ13、コモンレール14、減圧弁15、インジェクタ16、及びECU17等を備えている。燃料噴射システム10は、ディーゼルエンジン18の各気筒内に燃料を適切なタイミングで噴射する。
As shown in FIG. 1, the
フィードポンプ12は、燃料タンク19から燃料を吸入して高圧ポンプ13側へ吐出する。高圧ポンプ13(ポンプ)は、エンジン18の駆動力に基づきエンジン18と同期するように往復駆動されるプランジャ(図示略)により、燃料を吸入・加圧してコモンレール14側へ吐出する。高圧ポンプ13による燃料の吐出量は、ECU17により制御される。
The
コモンレール14(蓄圧容器)は、高圧ポンプ13により吐出された燃料を加圧状態で蓄える。減圧弁15は、開弁することによりコモンレール14内の燃料を燃料タンク19に連通する低圧側通路19Aへ排出して、コモンレール14内の燃料圧力を低下させる。減圧弁15の開閉状態は、ECU17により制御される。
The common rail 14 (pressure accumulation container) stores the fuel discharged by the
複数のインジェクタ16(噴射弁)は、互いにコモンレール14に並列に接続されている。インジェクタ16は、コモンレール14内に蓄えられた燃料を各気筒内に噴射する。インジェクタ16は、ノズルニードルに閉弁方向に燃料圧力を加える制御室内の圧力を制御することにより、燃料噴射量を制御する公知の電磁駆動式又はピエゾ駆動方式のインジェクタである。
The plurality of injectors 16 (injection valves) are connected to the
圧力センサ21は、コモンレール14内の燃料圧力を検出する。回転速度センサ22は、エンジン18のクランクシャフトの回転速度を検出する。アクセルセンサ23は、車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出する。これらセンサ21〜23の検出信号は、ECU17に入力される。
The
ECU17(Electronic Control Unit)は、CPU、ROM、RAM、記憶装置、入出力インターフェース等を備える周知のマイクロコンピュータである。ECU17は、回転速度センサ22により検出されたエンジン18の回転速度、アクセルセンサ23により検出されたアクセルペダルの踏み込み量、予めROMに記憶されている制御マップ等に基づいて、インジェクタ16の開閉タイミングを制御する。インジェクタ16の開閉タイミングは、前噴射のタイミング及び期間、後噴射のタイミング及び期間を含む。ECU17は、CPUがROMに記憶されている各種プログラムを実行することにより、後述する噴射制御部、吐出制御部、判定部、第1算出部、指令算出部、推定算出部、第2算出部等の機能を実現する。
The ECU 17 (Electronic Control Unit) is a known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, storage device, input / output interface, and the like. The
まず、ECU17によるコモンレール14内の燃料圧力制御の概要を説明する。ECU17は、目標とするコモンレール14内の圧力(以下、「目標圧力Pt」という)を決定し、コモンレール14内の圧力が目標圧力Ptとなるように高圧ポンプ13及び減圧弁15を制御する。
First, an outline of fuel pressure control in the
すなわち、ECU17は、コモンレール14内の燃料圧力を目標圧力Ptにするために、高圧ポンプ13に指令して吐出させる燃料の吐出量(以下、「指令吐出量Qt」という)を算出する。また、ECU17は、高圧ポンプ13からコモンレール14へ現実に吐出されたと推定される燃料の吐出量(以下、「推定吐出量Qa」という)を算出する。
That is, the
その後、ECU17は、指令吐出量Qtと推定吐出量Qaとの差分に基づいて、コモンレール14内の燃料圧力を目標圧力Ptとするための補正吐出量を算出する。補正吐出量は、推定吐出量Qaを指令吐出量Qtとする(一致させる)ための補正吐出量(以下、「F/B補正吐出量Qf」という)である。ECU17は、指令吐出量QtにF/B補正吐出量Qfを加えた吐出量の燃料が、高圧ポンプ13から吐出されるように高圧ポンプ13を制御する。
Thereafter, the
このとき、ECU17は、指令吐出量Qtが0以上の値となったときには、指令吐出量QtにF/B補正吐出量Qfを加えた吐出量の燃料が、高圧ポンプ13から吐出されるように高圧ポンプ13を制御する。一方、ECU17は、指令吐出量Qtが負の値になったときには、高圧ポンプ13からの吐出量を0にした状態で、減圧弁15を開く。
At this time, when the command discharge amount Qt becomes a value equal to or greater than 0, the
ところで、高圧ポンプ13のプランジャは、エンジン18に同期して往復駆動される。このため、ECU17は、高圧ポンプ13のプランジャによる加圧が上死点に到達したタイミング毎に、指令吐出量Qtや推定吐出量Qa等を算出する演算処理を実行して、高圧ポンプ13及び減圧弁15の作動を制御している。演算処理タイミングは、高圧ポンプ13による吐出が終了してから、インジェクタ16による噴射が開始されるまでの間の所定タイミングである。
By the way, the plunger of the high-
したがって、ECU17は、演算処理の終了後、次回の演算開始タイミングまでに高圧ポンプ13及び減圧弁15を制御するための駆動信号を出力する。そして、次回の演算開始タイミングで、再び、指令吐出量Qtや推定吐出量Qa等を算出する演算処理を実行する。すなわち、高圧ポンプ13及び減圧弁15への制御指令は、プランジャが1往復する周期(期間)毎にされる。
Therefore, the
なお、指令吐出量Qt及び推定吐出量Qaは、質量流量ではなく体積流量であるので、質量流量が一定であっても、燃料の温度及び圧力のうちいずれが変化しても流量(体積流量)が変化する。そこで、以下、指令吐出量Qt及び推定吐出量Qa等の流量とは、基準状態(例えば、燃料温度を40℃とし、燃料圧力を1気圧とした状態)に変換した流量をいうこととする。 Since the command discharge amount Qt and the estimated discharge amount Qa are not mass flow but volume flow, the flow rate (volume flow) regardless of whether the mass flow is constant or the fuel temperature and pressure change. Changes. Therefore, hereinafter, the flow rates such as the command discharge amount Qt and the estimated discharge amount Qa are flow rates converted into a reference state (for example, a state where the fuel temperature is 40 ° C. and the fuel pressure is 1 atm).
次に、ECU17が指令吐出量Qtを算出する手順を説明する。ECU17は、今回の噴射時にインジェクタ16から噴射されるべき燃料の量、今回の噴射時にインジェクタ16で発生する燃料の漏れ量、及び目標圧力Ptと圧力センサ21により検出された圧力との差圧ΔPに基づいて指令吐出量Qtを算出する。
Next, a procedure for the
具体的には、今回の噴射時に、ECU17からインジェクタ16に対して出力された開指令信号に基づく指令噴射量を、原則として、今回の噴射時にインジェクタ16で噴射されるべき燃料の量として決定する。しかし、指令噴射量が予め設定された最小噴射量未満となるときには、最小噴射量を今回の噴射時にインジェクタ16で噴射されるべき燃料の量として決定する。
Specifically, the command injection amount based on the open command signal output from the
また、今回の噴射時にインジェクタ16で発生する燃料の漏れ量は、燃料噴射期間(インジェクタ16の開弁期間)、燃料の温度、及び燃料圧力等をパラメータとして、ROMに記憶されているマップ等に基づいて算出される。
Further, the amount of fuel leakage generated in the
ここで、「今回の噴射時」とは、演算開始タイミングから次回の演算開始タイミングまでの期間をいう。「インジェクタ16から噴射されるべき燃料の量」、すなわち「開指令信号に基づく指令噴射量」は、エンジン18の運転状態を示すパラメータ等に基づいてECU17にて決定される。
Here, “current injection time” refers to a period from the calculation start timing to the next calculation start timing. The “amount of fuel to be injected from the
また、目標圧力Ptとは、演算開始タイミングで決定された目標圧力Ptをいい、差圧ΔPとは、演算開始タイミングで検出された圧力と目標圧力Ptとの差圧をいう。 Further, the target pressure Pt refers to the target pressure Pt determined at the calculation start timing, and the differential pressure ΔP refers to the differential pressure between the pressure detected at the calculation start timing and the target pressure Pt.
なお、本実施形態では、算出された指令吐出量Qtが高圧ポンプ13の能力(最大吐出量)を超えるときは、高圧ポンプ13の最大吐出量を指令吐出量Qtとして決定する。算出された指令吐出量Qtが高圧ポンプ13の最小吐出量より少ないときは、高圧ポンプ13の最小吐出量を指令吐出量Qtとして決定する。
In the present embodiment, when the calculated command discharge amount Qt exceeds the capability (maximum discharge amount) of the
次に、ECU17が推定吐出量Qaを算出する手順を説明する。コモンレール14に燃料が供給されると、コモンレール14内の燃料圧力が上昇する。コモンレール14から燃料が排出されると、コモンレール14内の燃料圧力が低下する。そこで、ECU17は、予め設定された期間に発生したコモンレール14内(高圧ポンプ13の吐出側)の圧力変化量、及びその期間にインジェクタ16から噴射された燃料の量に基づいて推定吐出量Qaを算出する。
Next, the procedure by which the
ここで、「予め設定された期間」とは、1つ前の演算開始タイミングから演算開始タイミングまでの期間(以下、「前回期間」という)をいう。前回期間に発生したコモンレール14内の圧力変化量として、本実施形態では、圧力センサ21により検出したコモンレール14内の圧力変化量を用いている。
Here, the “preset period” refers to a period from the previous calculation start timing to the calculation start timing (hereinafter referred to as “previous period”). In this embodiment, the amount of pressure change in the
なお、ECU17は、原則として、前回期間にインジェクタ16に対して出力された開指令信号に基づく指令噴射量に、前回期間にインジェクタ16で発生した燃料の漏れ量を加えた値をインジェクタ16から噴射された燃料の量として算出する。
In principle, the
しかし、指令噴射量が予め設定された最小噴射量未満となるときには、最小噴射量に、前回期間にインジェクタ16で発生した燃料の漏れ量を加えた値を、前回期間にインジェクタ16から噴射された燃料の量として算出する。
However, when the command injection amount is less than the preset minimum injection amount, a value obtained by adding the amount of fuel leakage generated in the
図2は、噴射インターバルと噴射量(前噴射と後噴射との合計)との関係を示すグラフである。噴射インターバルは、前噴射におけるインジェクタ16の駆動指令信号が終了してから、後噴射における駆動指令信号が開始されるまでの期間である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the injection interval and the injection amount (the sum of the pre-injection and the post-injection). The injection interval is a period from the end of the drive command signal for the
実線及び破線で示すように、個々のインジェクタ16によって噴射インターバルと噴射量との関係は異なっている。インジェクタ16において前噴射と後噴射とのインターバル(間隔)が短くなると、前噴射でリフトされたノズルニードル(弁体)がシート部(弁座)に着座する前に、後噴射でのノズルニードルのリフトが開始されることがある。この場合、前噴射が終了してから後噴射が開始される場合、すなわち前噴射と後噴射とが重なっていない場合と比較して、インジェクタ16による燃料の噴射量が急増する。
As indicated by the solid line and the broken line, the relationship between the injection interval and the injection amount differs depending on the
ケース1では実線及び破線のいずれにおいても、図3に示すように、前噴射と後噴射とのインターバルが長くなっている。なお、噴射率のグラフにおいて、グラフよりも下側部分の面積は噴射量を表す。前噴射が行われる前のコモンレール14内の圧力(以下、「レール圧」という)を圧力P1とし、後噴射及び高圧ポンプ13による吐出が行われた後のレール圧を圧力P2とする。
In
ケース1では、前噴射が行われると、レール圧が前噴射の噴射量に応じて低下している。そして、前噴射が終了した後に後噴射が行われ、レール圧が後噴射の噴射量に応じて低下している。その後、高圧ポンプ13により燃料が吐出され、レール圧が圧力P2まで上昇している。ここで、ECU17は、コモンレール14内の燃料圧力を目標圧力Ptにするように、指令吐出量Qtを算出している。このため、目標圧力Ptから圧力P2を引いた圧力差dp1は、0に近い圧力差となる。
In
図2の破線におけるケース2では、上記ケース1と比較して、前噴射と後噴射とのインターバルが短くなっている。ケース2では、図4に示すように、前噴射と後噴射とは重なっていないため、インターバルが短くなっているものの、図3と同様にレール圧が変化する。
In
図2の実線におけるケース3では、前噴射と後噴射とのインターバルは、上記ケース2と同様の長さである。しかしながら、ケース3では、前噴射と後噴射とが重なっており、ケース2と比較して噴射量が増加している。ケース3では、図5に示すように、前噴射と後噴射とが重なっており、前噴射の噴射率が0になる前に、後噴射により噴射率が増加している。このため、前噴射及び後噴射が終了した時に、ケース2と比較してレール圧が大きく低下している。その後、高圧ポンプ13により燃料が吐出され、レール圧が圧力P2まで上昇している。
In
ここで、ECU17は、コモンレール14内の燃料圧力を目標圧力Ptにするように、指令吐出量Qtを算出している。しかしながら、ケース3では、想定した噴射量よりも現実の噴射量が多くなっている。このため、目標圧力Ptから圧力P2を引いた圧力差dp2は、上記圧力差dp1よりも大きくなっている。すなわち、前噴射と後噴射とが重なった場合は、圧力P2が目標圧力Ptに対して所定圧力を超えて低下する。
Here, the
図6は、各気筒の噴射率、吐出指令信号、及びレール圧を示すタイムチャートである。#1〜#4は第1〜第4気筒を表す。吐出指令信号は、高圧ポンプ13により燃料を吐出する期間を表す。
FIG. 6 is a time chart showing the injection rate, discharge command signal, and rail pressure of each cylinder. # 1 to # 4 represent the first to fourth cylinders. The discharge command signal represents a period during which fuel is discharged by the high-
タイミングt1において、ECU17は、今回の噴射時にインジェクタ16から噴射されるべき燃料の量、今回の噴射時にインジェクタ16で発生する燃料の漏れ量、及び目標圧力Ptと圧力センサ21により検出された圧力との差圧ΔPに基づいて、指令吐出量Qtを算出する。ここでは、差圧ΔPが0であるため、指令吐出量Qtは、インジェクタ16から噴射されるべき燃料の量と、インジェクタ16で発生する燃料の漏れ量との合計になる。
At timing t1, the
続いて、第1気筒#1のインジェクタ16により前噴射及び後噴射が行われ、高圧ポンプ13により指令吐出量QtにF/B補正吐出量Qfを加えた燃料が吐出される。前噴射及び後噴射によるレール圧の低下量は、低下量Δp1になっている。なお、前回の噴射制御及び吐出制御において、指令吐出量Qtと推定吐出量Qaとが一致していれば、F/B補正吐出量Qfは0となる。このとき、前噴射と後噴射とは重なっておらず、高圧ポンプ13による吐出後のレール圧は、目標圧力Ptに一致している。
Subsequently, the pre-injection and post-injection are performed by the
タイミングt2において、ECU17は、タイミングt1(前回の演算タイミング)からタイミングt2(今回の演算タイミング)までに発生したレール圧の変化量、及びその期間にインジェクタ16から噴射された燃料の量に基づいて、推定吐出量Qaを算出する。ここでは、レール圧の変化量は0になっている。また、ECU17は、タイミングt1と同様に指令吐出量Qtを算出する。
At the timing t2, the
続いて、第3気筒#3のインジェクタ16により前噴射及び後噴射が行われ、高圧ポンプ13により指令吐出量QtにF/B補正吐出量Qfを加えた燃料が吐出される。このとき、前噴射と後噴射とが重なっており、前噴射及び後噴射によるレール圧の低下量Δp2は低下量Δp1よりも大きくなっている。これに対して、タイミングt2で算出した指令吐出量Qtは、タイミングt1で算出した指令吐出量Qtと等しくなっている。このため、高圧ポンプ13による吐出後のレール圧は、目標圧力Ptよりも圧力差dp2だけ低くなっている。なお、タイミングt2からタイミングt3までに発生したレール圧の変化量も、圧力差dp2になっている。
Subsequently, pre-injection and post-injection are performed by the
タイミングt3において、ECU17は、タイミングt2からタイミングt3までに発生したレール圧の変化量(圧力差dp2)、及びその期間にインジェクタ16から噴射された燃料の量に基づいて、推定吐出量Qaを算出する。ここでは、レール圧の変化量は圧力差dp2になっているため、推定吐出量Qaはタイミングt2で算出された指令吐出量Qtよりも少なく算出される。このため、推定吐出量Qaを指令吐出量Qtとする(一致させる)ためのF/B補正吐出量Qfは、正の吐出量に算出される。また、ECU17は、インジェクタ16から噴射されるべき燃料の量、インジェクタ16で発生する燃料の漏れ量、及び目標圧力Ptと圧力センサ21により検出された圧力との差圧ΔPに基づいて、指令吐出量Qtを算出する。ここでは、差圧ΔPが圧力差dp2であるため、指令吐出量Qtはタイミングt1,t2で算出された指令吐出量Qtよりも多く算出される。
At timing t3, the
続いて、第4気筒#4のインジェクタ16により前噴射及び後噴射が行われ、高圧ポンプ13により指令吐出量QtにF/B補正吐出量Qfを加えた燃料が吐出される。このとき、前噴射と後噴射とは重なっておらず、前噴射及び後噴射によるレール圧の低下量Δp1は低下量Δp2よりも小さくなっている。これに対して、タイミングt3で算出した指令吐出量Qtは、タイミングt1,t2で算出した指令吐出量Qtよりも多くなっている。このため、高圧ポンプ13による吐出後のレール圧は、目標圧力Ptよりも圧力差dp3だけ高くなっている。
Subsequently, pre-injection and post-injection are performed by the
すなわち、第3気筒#3のように前噴射と後噴射とが重なると、燃料の噴射量が急増する。この場合、高圧ポンプ13により燃料が吐出されたとしても、レール圧が目標圧力Ptよりも低下する。ただし、前噴射と後噴射とが重なっていなくても、高圧ポンプ13の吐出量が正常時の吐出量よりも少なくなった場合も、レール圧が目標圧力Ptよりも低下する。
That is, when the pre-injection and the post-injection overlap as in the
そこで、インジェクタ16による前噴射及び後噴射、並びに高圧ポンプ13による燃料の吐出が実行された状態において、レール圧が目標圧力Ptに対して所定圧力を超えて低下しており、且つ高圧ポンプ13の吐出量が正常であれば、前噴射と後噴射とが重なったと判定することができる。そして、レール圧が目標圧力Ptに対して所定圧力を超えて低下した場合は、タイミングt3で算出された推定吐出量Qaはタイミングt2で算出された指令吐出量Qtよりも少なく算出される。また、高圧ポンプ13の吐出量が正常であれば、次の第2気筒#2において、インジェクタ16による前噴射及び後噴射、並びに高圧ポンプ13による燃料の吐出が実行された状態において、レール圧が目標圧力Ptを超える。このような考えに基づいて、ECU17は、前噴射と後噴射との重なりを判定する。
Therefore, in the state in which the pre-injection and post-injection by the
図7は、前噴射と後噴射との重なりを判定する手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ECU17により繰り返し実行される。
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for determining an overlap between the pre-injection and the post-injection. This series of processing is repeatedly executed by the
まず、上記演算処理タイミングにおいて、上述した手順により高圧ポンプ13の指令吐出量Qtを算出する(S10)。インジェクタ16により指令噴射量の燃料を、前噴射及び後噴射によって噴射させる(S11)。高圧ポンプ13により指令吐出量Qtの燃料を吐出させる(S12)。圧力センサ21によりレール圧を検出させる(S13)。なお、インジェクタ16により燃料を噴射する前のレール圧は、前回の演算処理タイミングにおいて検出されている。
First, at the calculation processing timing, the command discharge amount Qt of the high-
続いて、上述した手順により高圧ポンプ13の推定吐出量Qaを算出する(S14)。ロングインターバル時の吐出量偏差dQ_Lを算出する(S15)。具体的には、前噴射と後噴射との指令インターバル(指令間隔)が所定インターバル(所定間隔)よりも長い時に、インジェクタ16による前噴射及び後噴射、並びに高圧ポンプ13による燃料の吐出が実行された状態において、指令吐出量Qtから推定吐出量Qaを引いた吐出量偏差dQ_Lを算出する。
Subsequently, the estimated discharge amount Qa of the high-
続いて、今回の噴射における指令インターバルが、所定インターバルよりも短いか否か判定する(S16)。所定インターバルは、前噴射と後噴射との重なりが生じ始めるインターバル、例えば0.3msに設定されている。この判定において、今回の噴射における指令インターバルが、所定インターバルよりも短いと判定した場合(S16:YES)、ショートインターバル時の吐出量偏差dQ_Sを算出する(S17)。具体的には、インジェクタ16による前噴射及び後噴射、並びに高圧ポンプ13による燃料の吐出が実行された状態において、指令吐出量Qtから推定吐出量Qaを引いた吐出量偏差dQ_Sを算出する。
Subsequently, it is determined whether or not the command interval in the current injection is shorter than the predetermined interval (S16). The predetermined interval is set to an interval at which the overlap between the pre-injection and the post-injection starts to occur, for example, 0.3 ms. In this determination, when it is determined that the command interval in the current injection is shorter than the predetermined interval (S16: YES), the discharge amount deviation dQ_S at the short interval is calculated (S17). Specifically, in a state where the pre-injection and post-injection by the
続いて、ショートインターバル時の吐出量偏差dQ_Sが、ロングインターバル時の吐出量偏差dQ_Lに対して所定吐出量偏差dqを超えて大きいか否か判定する(S18)。すなわち、dQ_S>dQ_L+dqであるか否か判定する。この判定において、dQ_S>dQ_L+dqであると判定した場合(S18:YES)、次回の高圧ポンプ13による燃料の吐出が終了した時に圧力センサ21により検出したレール圧が、目標圧力Ptよりも高いか否か判定する(S19)。
Subsequently, it is determined whether or not the discharge amount deviation dQ_S at the short interval exceeds the predetermined discharge amount deviation dq with respect to the discharge amount deviation dQ_L at the long interval (S18). That is, it is determined whether dQ_S> dQ_L + dq. In this determination, if it is determined that dQ_S> dQ_L + dq (S18: YES), whether or not the rail pressure detected by the
S19の判定において、次回の吐出終了時に検出したレール圧が目標圧力Ptよりも高いと判定した場合(S19:YES)、dQ_S>dQ_L+dqであると判定した時の気筒での噴射において、前噴射と後噴射とが重なったと判定する。前噴射と後噴射とが重なったと判定された気筒(インジェクタ16)において、重なったと判定された時の指令インターバルを最短インターバル(最短間隔)として学習する。そして、その気筒において以降に燃料を噴射する時に、指令インターバルを最短インターバル(所定インターバル)よりも短くならないように設定する(S20)。その後、この一連の処理を一旦終了する(END)。 In the determination of S19, when it is determined that the rail pressure detected at the end of the next discharge is higher than the target pressure Pt (S19: YES), in the injection in the cylinder when it is determined that dQ_S> dQ_L + dq, It is determined that the post injection overlaps. In the cylinder (injector 16) determined that the pre-injection and the post-injection are overlapped, the command interval when it is determined that the overlap has occurred is learned as the shortest interval (shortest interval). Then, when fuel is subsequently injected into the cylinder, the command interval is set so as not to be shorter than the shortest interval (predetermined interval) (S20). Thereafter, this series of processing is temporarily terminated (END).
一方、S16,S18,S19のいずれかの処理において否定判定された場合、この一連の処理を一旦終了する(END)。 On the other hand, if a negative determination is made in any one of S16, S18, and S19, this series of processes is temporarily terminated (END).
なお、S10の処理が指令算出部としての処理に相当し、S11の処理が噴射制御部としての処理に相当し、S10及びS12の処理が吐出制御部としての処理に相当し、S14の処理が推定算出部としての処理に相当し、S15及びS17の処理が第2算出部としての処理に相当し、S16,S18〜S20の処理が判定部としての処理に相当する。 In addition, the process of S10 corresponds to the process as a command calculation part, the process of S11 corresponds to the process as an injection control part, the process of S10 and S12 corresponds to the process as a discharge control part, and the process of S14. The process of S15 and S17 is equivalent to the process as a 2nd calculation part, and the process of S16, S18-S20 is equivalent to the process as a determination part.
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。 The embodiment described in detail above has the following advantages.
・ECU17は、インジェクタ16の噴射制御及び高圧ポンプ13の吐出制御が実行された状態において、圧力センサ21により検出された圧力が目標圧力Ptに対して所定圧力を超えて低下しており、且つ高圧ポンプ13の吐出量が正常であると判定した場合に、前噴射と後噴射とが重なったと判定する。このため、高圧ポンプ13の吐出量が正常時の吐出量よりも少なくなっていない場合に、前噴射と後噴射とが重なったと判定することができる。さらに、インジェクタ16による燃料の噴射量はコモンレール14内の圧力に精度よく反映されるため、圧力センサ21により検出された圧力を用いることで、前噴射と後噴射とが重なったことを精度よく判定することができる。
In the state where the injection control of the
・前噴射と後噴射とが重なったこと判定するための特別な噴射制御(例えば指令インターバルを徐々に短縮する制御)を実行する必要がなく、通常の噴射制御時に前噴射と後噴射とが重なったことを判定することができる。 -There is no need to execute special injection control (for example, control for gradually shortening the command interval) for determining that the front injection and the rear injection overlap, and the front injection and the rear injection overlap during normal injection control. Can be determined.
・次に噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、圧力センサ21により検出された圧力が目標圧力Ptを超えたことにより、高圧ポンプ13の吐出量が正常であると判定することができる。
In the state where the injection control and the discharge control are executed next, it can be determined that the discharge amount of the high-
・圧力センサ21により検出された圧力が目標圧力Ptに対して所定圧力を超えて低下した場合に、指令吐出量Qtが推定吐出量Qaに対して所定量を超えて多いことによって、前噴射と前記後噴射とが重なったことを判定することができる。
When the pressure detected by the
・吐出制御で用いられる指令吐出量Qt及び推定吐出量Qaを利用して、前噴射と前記後噴射とが重なったことを判定することができる。 It can be determined that the pre-injection and the post-injection have overlapped using the command discharge amount Qt and the estimated discharge amount Qa used in the discharge control.
・噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、指令吐出量Qtが推定吐出量Qaに対して所定量を超えて多くても、前噴射と後噴射とが重なったことが原因でない場合もある。例えば、インジェクタ16による噴射量が適切な噴射量よりも若干増加したり、高圧ポンプ13による吐出量が適切な吐出量よりも若干減少したりする傾向を有する場合がある。この点、噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、指令吐出量Qtから推定吐出量Qaを引いた吐出量偏差dQが算出される。そして、指令インターバルが所定インターバルよりも短い時に算出された吐出量偏差dQ_Sが、指令インターバルが所定インターバルよりも長い時に算出された吐出量偏差dQ_Lに対して所定吐出量偏差dqを超えて大きい場合に、前噴射と後噴射とが重なったと判定される。このため、指令インターバルが所定インターバルよりも長い時の吐出量偏差dQ_Lを基準として、指令インターバルが所定インターバルよりも短い時の吐出量偏差dQ_Sが大きいか否か判定することができる。したがって、指令インターバル以外の要因がコモンレール14内の圧力の低下に及ぼす影響を抑制して、前噴射と後噴射とが重なったことを精度よく検出することができる。
In the state where the injection control and the discharge control are executed, even if the command discharge amount Qt exceeds the estimated discharge amount Qa by a predetermined amount, it may not be caused by the overlap of the pre-injection and the post-injection. . For example, there may be a tendency that the injection amount by the
・前噴射と後噴射とが重なったと判定されたインジェクタ16において、前後の噴射が重なったと判定された時の指令インターバルを最短インターバルとして学習することができる。さらに、前噴射と後噴射とが重なったインジェクタ16において、以降に噴射制御が実行される時に、指令インターバルが最短インターバルよりも短くならないように設定される。このため、前噴射と後噴射とが重ならない限りは、指令インターバルで前噴射と後噴射とをさせることができる。
In the
・図7のS16の判定において肯定判定された場合(S16:YES)、S17以降の重なり判定処理を実行し、S16の判定において否定判定された場合(S16:NO)、S17以降の重なり判定処理を実行しない。このため、必要な場合にのみ重なり判定処理を実行することができ、ECU17の処理負荷を軽減することができる。
When an affirmative determination is made in S16 of FIG. 7 (S16: YES), an overlap determination process after S17 is executed, and when a negative determination is made in the determination of S16 (S16: NO), an overlap determination process after S17 Do not execute. Therefore, the overlap determination process can be executed only when necessary, and the processing load on the
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。第2実施形態では、吐出量偏差dQ_Lと吐出量偏差dQ_Sとを区別せず、指令吐出量Qtと推定吐出量Qaとに基づいて前噴射と後噴射との重なりを判定する。なお、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. In the second embodiment, the discharge amount deviation dQ_L and the discharge amount deviation dQ_S are not distinguished, and the overlap between the pre-injection and the post-injection is determined based on the command discharge amount Qt and the estimated discharge amount Qa. In addition, about the part same as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
図8は、前噴射と後噴射との重なりを判定する手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ECU17により繰り返し実行される。図8のS10〜S14の処理は、図7のS10〜S14の処理と同一である。
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for determining an overlap between the pre-injection and the post-injection. This series of processing is repeatedly executed by the
続いて、吐出量偏差dQを算出する(S21)。具体的には、インジェクタ16による前噴射及び後噴射、並びに高圧ポンプ13による燃料の吐出が実行された状態において、指令吐出量Qtから推定吐出量Qaを引いた吐出量偏差dQを算出する。
Subsequently, the discharge amount deviation dQ is calculated (S21). Specifically, in a state where the pre-injection and post-injection by the
続いて、吐出量偏差dQが所定量よりも大きいか否か判定する(S22)。所定量は、前噴射と後噴射とが重なったことで推定吐出量Qaが指令吐出量Qtよりも少なくなったことを判定することのできる値に設定されている。この判定において、吐出量偏差dQが所定量よりも大きいと判定した場合(S22:YES)、高圧ポンプ13の吐出量が正常であるか否か判定する(S23)。具体的には、指令インターバルが所定インターバルよりも長い場合に、噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、圧力センサ21により検出されたレール圧が目標圧力Ptに略等しいか否か判定する。
Subsequently, it is determined whether or not the discharge amount deviation dQ is larger than a predetermined amount (S22). The predetermined amount is set to a value by which it can be determined that the estimated discharge amount Qa is smaller than the command discharge amount Qt due to the overlap between the pre-injection and the post-injection. In this determination, when it is determined that the discharge amount deviation dQ is larger than the predetermined amount (S22: YES), it is determined whether or not the discharge amount of the high-
続いて、指令インターバルが変化したか否か判定する(S24)。詳しくは、指令インターバルが所定インターバルよりも短くなったか否か判定する。所定インターバルは、第1実施形態の所定インターバルと同一でよい。この判定において、指令インターバルが変化したと判定した場合(S24:YES)、前噴射と後噴射とが重なったと判定する(S25)。その後、この一連の処理を一旦終了する(END)。 Subsequently, it is determined whether or not the command interval has changed (S24). Specifically, it is determined whether or not the command interval is shorter than the predetermined interval. The predetermined interval may be the same as the predetermined interval of the first embodiment. In this determination, when it is determined that the command interval has changed (S24: YES), it is determined that the pre-injection and the post-injection overlap (S25). Thereafter, this series of processing is temporarily terminated (END).
一方、S22〜S24のいずれかの処理において否定判定された場合、この一連の処理を一旦終了する(END)。 On the other hand, if a negative determination is made in any of the processes of S22 to S24, this series of processes is temporarily terminated (END).
なお、S10の処理が指令算出部としての処理に相当し、S11の処理が噴射制御部としての処理に相当し、S10及びS12の処理が吐出制御部としての処理に相当し、S14の処理が推定算出部としての処理に相当し、S22〜S24の処理が判定部としての処理に相当する。 In addition, the process of S10 corresponds to the process as a command calculation part, the process of S11 corresponds to the process as an injection control part, the process of S10 and S12 corresponds to the process as a discharge control part, and the process of S14. This corresponds to the process as the estimation calculation unit, and the processes in S22 to S24 correspond to the process as the determination unit.
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第1実施形態と異なる利点のみを述べる。 The embodiment described in detail above has the following advantages. Here, only advantages different from the first embodiment will be described.
・圧力センサ21により検出された圧力が目標圧力Ptに対して所定圧力を超えて低下した場合に、指令吐出量Qtが推定吐出量Qaに対して所定量を超えて多いことによって、前噴射と前記後噴射とが重なったことを判定することができる。すなわち、吐出量偏差dQ_Lと吐出量偏差dQ_Sとを区別して算出する必要がない。
When the pressure detected by the
なお、第2実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。 Note that the second embodiment can be implemented with the following modifications.
・S23の処理において、他の方法により、高圧ポンプ13の吐出量が正常であるか否か判定してもよい。
-In the process of S23, you may determine whether the discharge amount of the
・S24の処理において、指令インターバルが変化する噴射制御を実行しているか否か判定してもよい。また、S24の処理を省略することもできる。 -In the process of S24, you may determine whether the injection control from which a command interval changes is performed. Further, the process of S24 can be omitted.
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。第3実施形態では、ロングインターバル時の圧力偏差dP_Lと、ショートインターバル時の圧力偏差dP_Sとに基づいて、前噴射と後噴射との重なりを判定する。なお、第1実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. In the third embodiment, the overlap between the pre-injection and the post-injection is determined based on the pressure deviation dP_L at the long interval and the pressure deviation dP_S at the short interval. In addition, about the part same as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
図9は、前噴射と後噴射との重なりを判定する手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ECU17により繰り返し実行される。図9のS31〜S33の処理は、図7のS11〜S13の処理と同一である。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for determining an overlap between the pre-injection and the post-injection. This series of processing is repeatedly executed by the
続いて、ロングインターバル時の圧力偏差dP_Lを算出する(S34)。具体的には、前噴射と後噴射との指令インターバルが所定インターバルよりも長い時に、インジェクタ16による前噴射及び後噴射、並びに高圧ポンプ13による燃料の吐出が実行された状態において、目標圧力Ptから、圧力センサ21により検出されたレール圧を引いた圧力偏差dP_Lを算出する。
Subsequently, the pressure deviation dP_L at the long interval is calculated (S34). Specifically, when the command interval between the pre-injection and the post-injection is longer than the predetermined interval, the pre-injection and post-injection by the
続いて、今回の噴射における指令インターバルが、所定インターバルよりも短いか否か判定する(S35)。この判定において、今回の噴射における指令インターバルが、所定インターバルよりも短いと判定した場合(S35:YES)、ショートインターバル時の圧力偏差dP_Sを算出する(S36)。具体的には、インジェクタ16による前噴射及び後噴射、並びに高圧ポンプ13による燃料の吐出が実行された状態において、目標圧力Ptから、圧力センサ21により検出されたレール圧を引いた圧力偏差dP_Sを算出する。
Subsequently, it is determined whether or not the command interval in the current injection is shorter than the predetermined interval (S35). In this determination, when it is determined that the command interval in the current injection is shorter than the predetermined interval (S35: YES), the pressure deviation dP_S at the short interval is calculated (S36). Specifically, the pressure deviation dP_S obtained by subtracting the rail pressure detected by the
続いて、ショートインターバル時の圧力偏差dP_Sが、ロングインターバル時の圧力偏差dP_Lに対して所定圧力偏差dpを超えて大きいか否か判定する(S37)。すなわち、dP_S>dP_L+dpであるか否か判定する。この判定において、dP_S>dP_L+dpであると判定した場合(S37:YES)、次回の高圧ポンプ13による燃料の吐出が終了した時に圧力センサ21により検出したレール圧が、目標圧力Ptよりも高いか否か判定する(S38)。
Subsequently, it is determined whether or not the pressure deviation dP_S at the short interval is larger than the pressure deviation dP_L at the long interval beyond the predetermined pressure deviation dp (S37). That is, it is determined whether dP_S> dP_L + dp. In this determination, if it is determined that dP_S> dP_L + dp (S37: YES), whether or not the rail pressure detected by the
S38の判定において、次回の吐出終了時に検出したレール圧が目標圧力Ptよりも高いと判定した場合(S38:YES)、dP_S>dP_L+dpであると判定した時の気筒での噴射において、前噴射と後噴射とが重なったと判定する(S39)。その後、この一連の処理を一旦終了する(END)。 In the determination of S38, when it is determined that the rail pressure detected at the end of the next discharge is higher than the target pressure Pt (S38: YES), in the injection in the cylinder when it is determined that dP_S> dP_L + dp, It is determined that the post injection overlaps (S39). Thereafter, this series of processing is temporarily terminated (END).
一方、S35,S37,S38のいずれかの処理において否定判定された場合、この一連の処理を一旦終了する(END)。 On the other hand, if a negative determination is made in any one of S35, S37, and S38, this series of processes is temporarily terminated (END).
なお、S31の処理が噴射制御部としての処理に相当し、S32の処理が吐出制御部としての処理に相当し、S34及びS36の処理が第1算出部としての処理に相当し、S35,S37〜S39の処理が判定部としての処理に相当する。 In addition, the process of S31 corresponds to the process as an injection control part, the process of S32 corresponds to the process as a discharge control part, the process of S34 and S36 corresponds to the process as a 1st calculation part, S35, S37 The process of S39 corresponds to the process as the determination unit.
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第1実施形態と異なる利点のみを述べる。 The embodiment described in detail above has the following advantages. Here, only advantages different from the first embodiment will be described.
・噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、圧力センサ21により検出された圧力が目標圧力Ptに対して所定圧力を超えて低下していても、前噴射と後噴射とが重なったことが原因でない場合もある。この点、噴射制御及び吐出制御が実行された状態において、目標圧力Ptから圧力センサ21により検出された圧力を引いた圧力偏差dPが算出される。そして、指令インターバルが所定インターバルよりも短い時に算出された圧力偏差dP_Sが、指令インターバルが所定インターバルよりも長い時に算出された圧力偏差dP_Lに対して所定圧力偏差dpを超えて大きい場合に、前噴射と後噴射とが重なったと判定される。このため、指令インターバルが所定インターバルよりも長い時の圧力偏差dP_Lを基準として、指令インターバルが所定インターバルよりも短い時の圧力偏差dP_Sが大きいか否か判定することができる。したがって、指令インターバル以外の要因がコモンレール14内の圧力の低下に及ぼす影響を抑制して、前噴射と後噴射とが重なったことを精度よく検出することができる。
In the state where the injection control and the discharge control are executed, the pre-injection and the post-injection are overlapped even if the pressure detected by the
なお、上記各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。 It should be noted that each of the above embodiments can be implemented with the following modifications. About the same part as the said embodiment, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
・F/B補正吐出量Qfの算出を省略することもできる。その場合は、図7のS19の処理及び図9のS38の処理に代えて、次回の高圧ポンプ13による燃料の吐出が終了した時に圧力センサ21により検出したレール圧が、目標圧力Ptと略等しいか否か判定してもよい。
The calculation of the F / B corrected discharge amount Qf can be omitted. In that case, instead of the process of S19 in FIG. 7 and the process of S38 in FIG. 9, the rail pressure detected by the
・インジェクタ16の噴射制御と高圧ポンプ13の吐出制御との順序を、逆にすることもできる。
The order of the injection control of the
・エンジン18は、ディーゼルエンジンに限らず、デリバリパイプ(蓄圧容器)を備える直噴ガソリンエンジンであってもよい。また、蓄圧式の燃料噴射システム10であれば、燃料は軽油及びガソリンに限らず、アルコールとの混合燃料等を用いることもできる。
The
10…燃料噴射システム、13…高圧ポンプ、14…コモンレール、16…インジェクタ、17…ECU、21…圧力センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ポンプにより吐出された燃料を加圧状態で蓄える蓄圧容器(14)と、
前記蓄圧容器内に蓄えられた前記燃料を噴射する噴射弁(16)と、
前記蓄圧容器内の圧力を検出する圧力センサ(21)と、
噴射期間において前記噴射弁により指令間隔で前噴射と後噴射とをさせる噴射制御を実行する噴射制御部と、
前記噴射弁により噴射させる前記燃料の指令噴射量、及び前記圧力センサにより検出された前記圧力と目標圧力との差に基づいて、前記蓄圧容器内の圧力を前記目標圧力にするように前記ポンプにより前記燃料を吐出させる吐出制御を実行する吐出制御部と、
前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記圧力センサにより検出された前記圧力が前記目標圧力に対して所定圧力を超えて低下しており、且つ前記ポンプの吐出量が正常であると判定した場合に、前記前噴射と前記後噴射とが重なったと判定する判定部と、
を備える燃料噴射システム(10)。 A pump (13) for discharging fuel;
A pressure accumulator (14) for storing fuel discharged by the pump in a pressurized state;
An injection valve (16) for injecting the fuel stored in the pressure accumulating vessel;
A pressure sensor (21) for detecting the pressure in the pressure accumulating vessel;
An injection control unit that performs injection control to perform pre-injection and post-injection at command intervals by the injection valve during an injection period;
Based on the command injection amount of the fuel to be injected by the injection valve and the difference between the pressure detected by the pressure sensor and the target pressure, the pump causes the pressure in the pressure accumulating vessel to become the target pressure. A discharge control unit that executes discharge control for discharging the fuel;
In a state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed, the pressure detected by the pressure sensor is lower than a predetermined pressure with respect to the target pressure, And when it determines with the discharge amount of the said pump being normal, the determination part which determines with the said front injection and the said back injection having overlapped,
A fuel injection system (10) comprising:
前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記目標圧力から前記圧力センサにより検出された前記圧力を引いた圧力偏差を算出する第1算出部を有し、
前記指令間隔が所定間隔よりも短い時に前記第1算出部により算出された前記圧力偏差が、前記指令間隔が前記所定間隔よりも長い時に前記第1算出部により算出された前記圧力偏差に対して所定圧力偏差を超えて大きく、且つ前記ポンプの吐出量が正常であると判定した場合に、前記前噴射と前記後噴射とが重なったと判定する、請求項1に記載の燃料噴射システム。 The determination unit
A first calculation unit that calculates a pressure deviation obtained by subtracting the pressure detected by the pressure sensor from the target pressure in a state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed; Have
The pressure deviation calculated by the first calculation unit when the command interval is shorter than the predetermined interval is equal to the pressure deviation calculated by the first calculation unit when the command interval is longer than the predetermined interval. 2. The fuel injection system according to claim 1, wherein, when it is determined to be larger than a predetermined pressure deviation and the discharge amount of the pump is normal, it is determined that the pre-injection and the post-injection overlap each other.
前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行される前と後とにおいて前記圧力センサにより検出された前記圧力に基づいて、前記ポンプにより吐出された前記燃料の推定吐出量を算出する推定算出部を有し、
前記判定部は、前記噴射制御部による前記噴射制御及び前記吐出制御部による前記吐出制御が実行された状態において、前記指令算出部により算出された前記指令吐出量が前記推定算出部により算出された前記推定吐出量に対して所定量を超えて多く、且つ前記ポンプの吐出量が正常であると判定した場合に、前記前噴射と前記後噴射とが重なったと判定する、請求項1に記載の燃料噴射システム。 The discharge control unit sets the pressure in the pressure accumulating container to the target pressure based on a command injection amount of the fuel to be injected by the injection valve and a difference between the pressure detected by the pressure sensor and the target pressure. A command calculation unit for calculating a command discharge amount of the fuel to be discharged by the pump,
Estimated discharge of the fuel discharged by the pump based on the pressure detected by the pressure sensor before and after the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed. An estimation calculation unit for calculating an amount;
The determination unit calculates the command discharge amount calculated by the command calculation unit by the estimation calculation unit in a state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed. The pre-injection and the post-injection are determined to be overlapped when it is determined that the estimated discharge amount is larger than a predetermined amount and the discharge amount of the pump is normal. Fuel injection system.
前記判定部は、前記指令間隔が所定間隔よりも短い時に前記第2算出部により算出された前記吐出量偏差が、前記指令間隔が前記所定間隔よりも長い時に前記第2算出部により算出された前記吐出量偏差に対して所定吐出量偏差を超えて大きく、且つ前記ポンプの吐出量が正常であると判定した場合に、前記前噴射と前記後噴射とが重なったと判定する、請求項4に記載の燃料噴射システム。 In the state where the injection control by the injection control unit and the discharge control by the discharge control unit are executed, the estimated discharge amount calculated by the estimation calculation unit is calculated from the command discharge amount calculated by the command calculation unit. A second calculation unit for calculating the subtracted discharge amount deviation;
The determination unit calculates the discharge amount deviation calculated by the second calculation unit when the command interval is shorter than the predetermined interval, by the second calculation unit when the command interval is longer than the predetermined interval. The determination is made that the pre-injection and the post-injection overlap each other when it is determined that the discharge amount deviation is larger than a predetermined discharge amount deviation and the discharge amount of the pump is normal. The fuel injection system described.
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