JP2873133B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

蓄圧式燃料噴射装置

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JP2873133B2 JP4224245A JP22424592A JP2873133B2 JP 2873133 B2 JP2873133 B2 JP 2873133B2 JP 4224245 A JP4224245 A JP 4224245A JP 22424592 A JP22424592 A JP 22424592A JP 2873133 B2 JP2873133 B2 JP 2873133B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に適用する蓄圧
式燃料噴射装置に係わり、特に内燃機関に加わるストレ
スを軽減することのできる蓄圧式燃料噴射装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】内燃機関に対する燃料供給装置として、
内燃機関に沿って設置されたコモンレールに燃料を供給
し燃料噴射弁から燃料を噴射する蓄圧式燃料噴射装置は
公知である。このような蓄圧式燃料噴射装置を備える内
燃機関においては、気筒内に噴射される燃料量はコモン
レールに供給される燃料量、コモンレール内の燃料圧力
および燃料噴射弁の開弁期間によって制御される。
【0003】内燃機関への燃料供給量を電子式制御ユニ
ット(以下ECUと記す。)で制御する場合には、内燃
機関回転数およびアクセル開度をパラメータとするマッ
プに基づいて、燃料量、コモンレール内の燃料圧力およ
び燃料噴射弁の開弁時期と開弁期間を制御している。そ
してこのマップは内燃機関が通常の運転状態、即ち内燃
機関の暖機運転状態を基準として設定されることが普通
である。
【0004】しかしながら内燃機関を冷間始動する際
に、暖機運転状態を基準に設定されたマップに基づいて
決定された燃料供給量では燃料供給量が不足するため、
始動性が劣るという問題を生じる。この点を解決するた
めに、例えば冷却水温度である内燃機関の暖機の程度を
代表するパラメータを測定し、暖機運転状態を基準に設
定されたマップに基づいて燃料供給量、コモンレール内
の燃料圧力および燃料噴射弁の開弁時期の目標値を補正
することが提案されている。(特開昭63−26614
9公報参照。)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記発明
においては、内燃機関が冷間状態であれば燃料供給量お
よび燃料圧力を増加するような補正が行われる。従って
冷間始動直後に、例えば登坂走行のように高負荷運転が
なされた場合には、補正が過剰になされる。
【0006】このため内燃機関への燃料供給量が多くな
って爆発行程における気筒内圧力が過度に高くなり、内
燃機関に過度のストレスを与えるおそれがある。本発明
はかかる問題点に鑑みなされたものであって、冷間始動
直後に高負荷運転がなされた場合にも内燃機関にストレ
スを与えることを防止することのできる蓄圧式燃料噴射
装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は第1の発明にかか
る蓄圧式燃料噴射装置の基本構成図であって、内燃機関
の運転状態を示す運転状態量を検出する運転状態量検出
手段101と、運転状態量検出手段101によって検出
された運転状態量に基づいて目標燃料量、目標燃料圧力
および燃料噴射弁の目標開弁時期を演算する目標値演算
手段102と、運転状態量検出手段101によって検出
された運転状態量に基づいて目標値演算手段102で演
算された目標燃料量を増量補正して燃料供給量を演算す
る燃料供給量演算手段103と、運転状態量検出手段1
01によって検出された運転状態量に基づいてコモンレ
ール内燃料の圧力増量補正量を演算する燃料圧力補正量
演算手段104と、運転状態量検出手段101によって
検出された運転状態量に基づいて燃料噴射弁の開弁時期
の進角補正量を演算する進角補正量演算手段105と、
燃料供給量演算手段103によって演算された燃料供給
量と運転状態量検出手段101によって検出された運転
状態量との関数として増量補正抑制係数を演算する増量
補正抑制係数演算手段106と、燃料圧力補正量演算手
段104で演算された圧力増量補正量に増量補正抑制係
数演算手段106で演算された増量補正抑制係数を乗じ
て最終圧力増量補正量を演算する最終圧力増量補正量演
算手段107と、進角補正量演算手段105で演算され
た進角補正量に増量補正抑制係数演算手段106で演算
された増量補正抑制係数を乗じて最終進角補正量を演算
する最終進角補正量演算手段108と、燃料供給量演算
手段103で演算された燃料供給量に基づいて燃料噴射
弁の開弁期間を制御する開弁期間制御手段109と、目
標値演算手段102で演算された目標燃料圧力と最終圧
力増量補正量演算手段107で演算された最終圧力増量
補正量とに基づいてコモンレール内の燃料圧力を制御す
る燃料圧力制御手段110と、目標値演算手段で演算さ
れた目標開弁時期と最終進角補正量演算手段108で演
算された最終進角補正量とに基づいて燃料噴射弁の開弁
時期を制御する開弁時期制御手段111とを備えてい
る。
【0008】
【作用】本発明においては、運転状態に応じて目標燃料
量、目標圧力および目標噴射時期が決定され、暖機程度
に応じて燃料増量、圧力増量および進角増量が決定され
る。基本燃料量と燃料増量とを加算した燃料量と回転数
が大である程小となる増量補正抑制係数が乗算され最終
圧力増量および最終進角増量が演算される。そしてこの
燃料量、最終圧力増量および最終進角増量に基づいて内
燃機関への燃料供給が制御される。
【0009】
【実施例】図2は本発明にかかる蓄圧式燃料噴射装置の
実施例の構成図であって、6気筒のディーゼル内燃機関
201の各気筒に対応して燃料噴射弁202a〜202
f(4本のみ図示)が設置されるが、燃料噴射弁202
a〜202fは内燃機関201に沿って設置されるコモ
ンレール203に接続されていて、噴射制御用電磁弁2
04a〜204fが励磁されている間燃料の噴射が行わ
れる。
【0010】コモンレール203には燃料供給配管20
5および逆止弁206を介して高圧燃料ポンプ207が
接続されている。高圧ポンプ207には低圧燃料ポンプ
209によって燃料タンク208に貯蔵されている燃料
が供給される。なお高圧ポンプ207には吐出量制御装
置210が設置されていて、コモンレール203に供給
する燃料量を調節する。
【0011】コモンレール203にはコモンレール20
3内の圧力を検出するための圧力センサ211が設置さ
れている。また内燃機関201には内燃機関の回転数を
検出する回転数センサ212、アクセル開度センサ21
3および冷却水温度センサ214が設置されている。各
気筒への燃料噴射時期は電子制御ユニット(以下ECU
と記す。)215によって制御される。
【0012】ECU215は、例えばバス215a、C
PU215b、メモリ215c、入力インターフェイス
215dおよび出力インターフェイス215eからなる
マイクロコンピュータで構成される。入力インターフェ
イス215dには圧力センサ211、回転数センサ21
2、アクセル開度センサ213および冷却水温度センサ
214が接続される。
【0013】また出力インターフェイス215eには噴
射制御用電磁弁204a〜204f、吐出量制御装置2
10が接続されている。図3は燃料噴射制御ルーチンの
フローチャートであって、所定の回転角毎に実行され
る。ステップ31において、内燃機関回転数Ne、アク
セル開度ACCP および冷却水温度TW を読み込む。
【0014】ここで冷却水温度TW は内燃機関の暖機程
度を代表するパラメータとして使用する。なおステップ
31は運転状態量検出手段101を構成する。ステップ
32において、内燃機関回転数Neおよびアクセル開度
CCP の関数として目標燃料量Q0 を求め、この目標燃
料量Q0 に基づいて目標燃料圧力P0および目標噴射時
期θ0 を決定する。ここで、目標燃料圧力P0 は、目標
燃料量Q0 が多くなるほど高くなるよう設定され、目標
噴射時期Q0 は、目標燃料量Q 0 が多くなるほど、回転
数Neが高くなるほど進角されるように設定される。な
おステップ32は目標値演算手段102を構成する。
【0015】図4は目標燃料量を決定するマップであっ
て、横軸に内燃機関回転数Neを、縦軸に目標燃料量Q
0 をとる。なおパラメータとしてアクセル開度ACCP
とる。ステップ33において、目標燃料量Q0 と暖機状
態に応じて冷却水温度TW の関数として求められる燃料
増量ΔQとを加算して燃料供給量Qを求める。
【0016】図5は燃料増量ΔQを決定するマップであ
って、横軸に冷却水温度TW を、縦軸に燃料増量ΔQを
とる。即ち冷却水温度TW が低いほど燃料増量ΔQが大
となるように設定する。なおステップ33は燃料供給量
演算手段103を構成する。ステップ34において、圧
力増量ΔPおよび進角増量Δθを冷却水温度TW の関数
として決定する。圧力増量ΔPおよび進角増量Δθを定
めるための関数は図5のマップと同様に冷却水温度TW
が低いほど圧力増量ΔPおよび進角増量Δθが大となる
ように設定する。なおステップ34は燃料圧力補正量演
算手段104および進角補正量演算手段105を構成す
る。
【0017】ステップ35において、暖機状態に応じた
補正がなされた燃料供給量Qと内燃機関回転数Neとの
関数として増量補正抑制係数kを求める。図6は増量補
正抑制係数kを決定するマップであって、X軸に回転数
Neを、Y軸に燃料供給量Qを、Z軸に増量補正抑制係
数kをとる。即ち回転数Neが大となるほど、燃料供給
量Qが大となるほど燃料増量補正係数kが小となるよう
に設定される。なおステップ35は増量補正抑制係数演
算手段106を構成する。
【0018】ステップ36において、圧力増量ΔPおよ
び進角増量Δθに増量補正抑制係数kを乗じて最終圧力
増量ΔP’および最終進角増量Δθ’を決定する。なお
ステップ36は最終圧力増量補正量演算手段107およ
び最終進角補正量演算手段108を構成する。ステップ
37において、目標圧力P0 と最終圧力増量ΔP’とに
基づいてコモンレール内の燃料圧力を制御する。なおス
テップ37は燃料圧力制御手段110を構成する。
【0019】ステップ38において、目標噴射時期θ0
および最終進角増量Δθ’とに基づいて噴射時期の制御
を実行してこのルーチンを終了する。なおステップ38
は開弁期間制御手段109および開弁時期制御手段11
1を構成する。図7はステップ37で実行されるコモン
レール内の燃料圧力制御ルーチンのフローチャートであ
る。
【0020】ステップ371において、コモンレール内
燃料圧力PF を読み込む。ステップ372において、目
標圧力P0 と最終圧力増量ΔP’とを加算して燃料圧力
設定値Pset を決定する。ステップ373において、次
式に基づき圧力偏差DPを演算する。 DP= Pset − PF (1) ステップ374において、圧力偏差DPの関数として吐
出量制御装置210の駆動信号OPを演算する。なおこ
の関数としては、例えば周知の比例積分演算を使用する
ことができる。
【0021】そしてステップ75において、OPを出力
して吐出量制御装置210を制御してコモンレール20
3内の燃料圧力PF を燃料圧力設定値Pset に制御す
る。図8はステップ38で実行される噴射時期制御ルー
チンのフローチャートであって、ステップ381におい
て、燃料供給量Qの関数として燃料噴射弁開弁期間Tを
決定する。
【0022】ステップ382において、目標噴射時期θ
0 と最終進角増量Δθ’とから開弁時期θを決定する。
ステップ383で現在の回転カム角度Θが開弁時期θと
なるまで待機し、開弁時期θになればステップ384で
燃料噴射弁に開弁期間Tの間、開弁信号を出力して、こ
のルーチンを終了する。
【0023】なお本実施例においては圧力増量および進
角増量に対する増量補正抑制係数は同一の係数を使用す
るものとしたが、別個の係数を使用するものとしてもよ
い。以上に述べた実施例によると、機関の冷間始動時の
燃料圧力増量、および噴射時期進角が、回転数Neが高
くなるほど抑制されるとともに、アクセル開度が大きく
なって燃料供給量Qが多くなるほど抑制される。このた
め、冷間始動直後に機関回転数が上昇して高圧ポンプの
加圧能力が高まりコモンレール内の燃料圧力が短時間に
上昇するような事態となっても、冷間条件(水温)に応
じた燃料圧力増量が抑制されるため、冷間時に高めに増
加補正された燃料圧力がさらに高まって、内燃機関およ
び蓄圧式燃料噴射装置の各部に過大な負荷を与えること
が防止される。
【0024】また、アクセル開度の増加、あるいは燃料
供給量の増加に応じて燃料圧力を増加させる補正制御が
実行されても、冷間条件(冷却水温)に応じた燃料圧力
増量が抑制されるため、燃料供給量等の高負荷条件に応
じた燃料圧力増量にさらに冷間条件(冷却水温)に応じ
た燃料圧力増量が加えられて過度に燃料圧力が上昇する
ことが防止され、冷間時に高めに増加補正される燃料圧
力が内燃機関および蓄圧式燃料噴射装置の各部に過大な
負荷を与えることが防止される。
【0025】また、冷間始動直後にアクセル開度が大き
くなったり、機関回転数が上昇して内燃機関が高負荷運
転され、燃料噴射時期が進角されても、冷間条件(水
温)に応じた噴射時期進角が抑制されるため、高負荷条
件に応じた噴射時期進角にさらに冷間条件に応じた噴射
時期進角が加えられて過度に進角された噴射時期となる
ことが防止され、冷間時に進角側に補正される噴射時期
が内燃機関および蓄圧式燃料噴射装置の各部に過大な負
荷を与えることが防止される。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、冷間始動直後に高出力
運転をおこなった場合にもコモンレール内の燃料圧力お
よび燃料噴射弁の開弁時期進角量が過大となることが抑
制され、内燃機関に過剰のストレスが加わることを防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の基本構成図である。
【図2】図2は実施例の構成図である。
【図3】図3は燃料噴射制御ルーチンのフローチャート
である。
【図4】図4は目標燃料量を決定するマップである。
【図5】図5は燃料増量を決定するマップである。
【図6】図6は増量補正抑制係数を決定するマップであ
る。
【図7】図7はコモンレール圧力制御ルーチンのフロー
チャートである。
【図8】図8は開弁時期制御ルーチンのフローチャート
である。
【符号の説明】
201…ディーゼル内燃機関 202a〜f…燃料噴射弁 204a〜f…電磁弁 203…コモンレール 207…高圧燃料ポンプ 209…低圧燃料ポンプ 210…吐出量制御装置 211…圧力センサ 212…回転数センサ 213…アクセル開度センサ 214…冷却水温度センサ 215…電子制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 43/00 301 F02D 43/00 301W 301Z F02M 47/00 F02M 47/00 E (56)参考文献 特開 平1−253545(JP,A) 特開 昭56−56934(JP,A) 特開 昭63−50694(JP,A) 特開 平4−246261(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/00 - 45/00 395

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料ポンプによって圧送される燃料を貯
    蔵するコモンレールに取り付けられた燃料噴射弁から燃
    料を噴射することによって内燃機関の各気筒に燃料を供
    給する蓄圧式燃料噴射装置において、 内燃機関の運転状態を示す運転状態量を検出する運転状
    態量検出手段と、 該運転状態量検出手段によって検出された運転状態量に
    基づいて目標燃料量、目標燃料圧力および燃料噴射弁の
    目標開弁時期を演算する目標値演算手段と、 前記運転状態量検出手段によって検出された運転状態量
    に基づいて前記目標値演算手段で演算された目標燃料量
    を増量補正して燃料供給量を演算する燃料供給量演算手
    段と、 前記運転状態量検出手段によって検出された運転状態量
    に基づいてコモンレール内燃料の圧力増量補正量を演算
    する燃料圧力補正量演算手段と、 前記運転状態量検出手段によって検出された運転状態量
    に基づいて燃料噴射弁の開弁時期の進角補正量を演算す
    る進角補正量演算手段と、 前記燃料供給量演算手段によって演算された燃料供給量
    と前記運転状態検出手段によって検出された運転状態量
    との関数として増量補正抑制係数を演算する増量補正抑
    制係数演算手段と、 前記燃料圧力補正量演算手段で演算された圧力増量補正
    量に増量補正抑制係数演算手段で演算された増量補正抑
    制係数を乗じて最終圧力増量補正量を演算する最終圧力
    増量補正量演算手段と、 前記進角補正量演算手段で演算された進角補正量に増量
    補正抑制係数演算手段で演算された増量補正抑制係数を
    乗じて最終進角補正量を演算する最終進角補正量演算手
    段と、 前記燃料供給量演算手段で演算された燃料供給量に基づ
    いて燃料噴射弁の開弁期間を制御する開弁期間制御手段
    と、 前記目標値演算手段で演算された目標燃料圧力と前記最
    終圧力増量補正量演算手段で演算された最終圧力増量補
    正量とに基づいてコモンレール内の燃料圧力を制御する
    燃料圧力制御手段と、 前記目標値演算手段で演算された目標開弁時期と前記最
    終進角補正量演算手段で演算された最終進角補正量とに
    基づいて燃料噴射弁の開弁時期を制御する開弁時期制御
    手段とを備えることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
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JP4517849B2 (ja) * 2004-12-15 2010-08-04 株式会社デンソー エンジンの燃料噴射制御装置
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