JP3518417B2 - Common rail fuel injector - Google Patents

Common rail fuel injector

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JP3518417B2
JP3518417B2 JP12361299A JP12361299A JP3518417B2 JP 3518417 B2 JP3518417 B2 JP 3518417B2 JP 12361299 A JP12361299 A JP 12361299A JP 12361299 A JP12361299 A JP 12361299A JP 3518417 B2 JP3518417 B2 JP 3518417B2
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pump
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コモンレール式燃
料噴射装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a common rail fuel injection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃料噴射装置とし
てコモンレール式の燃料噴射装置が知られている。コモ
ンレール式の燃料噴射装置では、インジェクタに供給す
る高圧燃料を保持するコモンレールを備えている。コモ
ンレールは全気筒に共通で、ここに必要な量の高圧燃料
を燃料ポンプにより圧送供給することでコモンレール圧
を所定値に維持している。インジェクタの燃料噴射およ
び燃料ポンプの燃料圧送は制御手段を構成する電子制御
ユニット(ECU)により制御される。
2. Description of the Related Art A common rail type fuel injection device is known as a fuel injection device for a diesel engine. The common rail fuel injection device is provided with a common rail that holds high-pressure fuel supplied to the injector. The common rail is common to all the cylinders, and a necessary amount of high-pressure fuel is pressure-fed and supplied by a fuel pump to maintain the common rail pressure at a predetermined value. The fuel injection of the injector and the fuel pressure feeding of the fuel pump are controlled by an electronic control unit (ECU) which constitutes a control means.

【0003】燃料ポンプは通常、エンジン動力が伝達さ
れてエンジン回転数の1/2で回転するポンプ駆動軸に
より、各気筒の燃料噴射が一巡するポンプ駆動軸1回転
あたり気筒数と同じ回数の燃料圧送を行う(1噴射1圧
送)ように構成されている(例えば特開昭62−258
160号公報)。上記特開昭62−258160号公報
記載の装置には、複数のプランジャバレルを備え、各プ
ランジャに対応してポンプ駆動軸に設けられたカムによ
りプランジャをそれぞれ駆動してプランジャバレル内の
燃料を加圧し圧送する構成の燃料ポンプが用いられてい
る。燃料圧送量は、プランジャバレル内の燃料を逃がす
PCVバルブの開閉タイミングに応じて設定される。
In a fuel pump, normally, a pump drive shaft that rotates at half the engine speed when engine power is transmitted rotates the fuel injection of each cylinder, and the same number of fuels as the number of cylinders per rotation of the pump drive shaft. It is configured to perform pressure feeding (1 injection 1 pressure feeding) (for example, JP-A-62-258).
No. 160). The device disclosed in the above-mentioned JP-A-62-258160 is provided with a plurality of plunger barrels, and the cams provided on the pump drive shafts corresponding to the respective plungers drive the plungers respectively to add fuel in the plunger barrels. A fuel pump configured to press and feed is used. The fuel pressure feed amount is set according to the opening / closing timing of the PCV valve that allows the fuel in the plunger barrel to escape.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コモン
レール式燃料噴射装置を最高回転数の高い(5000r
pm以上)小型ディーゼルエンジンに適用するに際し次
の問題がある。すなわち、一般にエンジン回転数が高い
ほど燃料ポンプの作動速度も高速化し、高回転域でも吸
入不良等を生じずに高い調量精度にて安定した燃料圧送
を行うことが難しい。それゆえ、上記PCVバルブによ
り応答性のよいものが必要になる等、燃料ポンプに対す
る要求仕様が高くなり、新たに高性能な燃料ポンプの開
発が必要になる。また、燃料圧送精度や燃料噴射時期精
度を向上すべくECUにおいてエンジンクランク角度情
報をより多く取り込むために、ECUの角度割り込み演
算負荷が大きくなる。
However, the common rail type fuel injection device has a high maximum rotation speed (5000r).
When applied to a small diesel engine (pm or more), there are the following problems. That is, generally, the higher the engine speed is, the higher the operating speed of the fuel pump is, and it is difficult to perform stable fuel pressure feeding with high metering accuracy without causing suction failure even in a high rotation range. Therefore, the required specifications for the fuel pump are high, such as the PCV valve having high responsiveness is required, and it is necessary to newly develop a high-performance fuel pump. Further, in order to increase the engine crank angle information in the ECU in order to improve the fuel pressure feeding accuracy and the fuel injection timing accuracy, the angle interrupt calculation load of the ECU becomes large.

【0005】本発明は、上記実情に鑑みなされたもの
で、燃料ポンプ要求仕様の緩和、演算負荷軽減を可能に
するコモンレール式燃料噴射装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a common rail type fuel injection device capable of reducing the specifications required for the fuel pump and reducing the calculation load.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、エンジンの気筒ごとに設けられたインジェクタの燃
料噴射制御およびエンジンの動力で容積が拡縮する圧力
室に導入された燃料をPCVバルブを閉弁することで閉
じ込め圧力室の容積の縮小とともに圧力室内の燃料をコ
モンレールに圧送する燃料ポンプであって1噴射1圧送
が可能に上記圧力室が拡縮する燃料ポンプの燃料圧送制
御を行う制御手段に、上記PCVバルブの閉弁を禁止し
て上記圧力室内の燃料を非加圧状態とすることにより燃
料圧送を間引き、各気筒の燃料噴射が一巡する間の燃料
ポンプによる燃料圧送回数を気筒数よりも少ない回数に
設定する圧送回数設定手段を具備せしめる。上記圧送回
数設定手段は、エンジン回転数が低回転域から所定の回
転数までは燃料圧送が燃料噴射に同期して行われ、エン
ジン回転数が上記所定の回転数を超えると上記PCVバ
ルブの閉弁禁止制御を行うようにする。
According to a first aspect of the present invention, the fuel introduced into the pressure chamber whose volume is expanded and contracted by the fuel injection control of the injector provided for each cylinder of the engine and the power of the engine is supplied to the PCV valve. the fuel in the pressure chamber with reduction of the volume of the pressure chamber confined by closing a fuel pump for pumping the common rail 1 injection 1 pumping
In the control means for controlling the fuel pressure feed of the fuel pump in which the pressure chamber expands and contracts so as to enable the fuel pressure feed to be thinned by prohibiting the closing of the PCV valve and making the fuel in the pressure chamber non-pressurized. A means for setting the number of times of pressure feed by the fuel pump during one cycle of the fuel injection of each cylinder is set to a number smaller than the number of cylinders. The above pressure feed
The engine speed setting means sets the engine speed to
Up to the number of revolutions, fuel pressure feeding is performed in synchronization with fuel injection,
When the gin rotation speed exceeds the predetermined rotation speed, the PCV voltage
Perform valve closing prohibition control.

【0007】燃料圧送を間引くことにより、次の圧送ま
での間隔を上記1噴射1圧送の装置よりも長く、ポン
プ作動に余裕が生じ燃料ポンプの要求仕様を緩和するこ
とができる。また燃料圧送制御を間引くことになるの
で演算負荷を軽減することができる。
By thinning the fuel pressure feeding, the interval until the next pressure feeding can be made longer than that of the above-mentioned one-injection one-pressure feeding device, and a margin can be given to the pump operation to relax the required specifications of the fuel pump. Further , since the fuel pressure feeding control is thinned out, the calculation load can be reduced.

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】請求項記載の発明では、コモンレールの
燃料圧を検出するコモンレール圧検出手段を具備せし
め、上記制御手段を、各気筒の燃料噴射制御ごとにコモ
ンレールの燃料圧を読み込み該燃料圧に基づいて燃料噴
射量を演算するように設定する。
According to the second aspect of the present invention, a common rail pressure detecting means for detecting the fuel pressure of the common rail is provided, and the control means reads the fuel pressure of the common rail for each fuel injection control of each cylinder, and based on the fuel pressure. Set to calculate the fuel injection amount.

【0011】燃料圧送が燃料噴射に非同期で行われる場
合にも燃料噴射時間がその時のコモンレールの燃料圧に
即して決定されるから、十分な燃料噴射量精度を得るこ
とができる。
When fuel pumping is performed asynchronously with fuel injection
In this case, the fuel injection time will be the fuel pressure of the common rail at that time.
Since it is decided immediately, it is necessary to obtain sufficient fuel injection amount accuracy.
You can

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1(A)に本発明の実施形態に
なるコモンレール式燃料噴射装置の構成を示す。エンジ
ン1には各気筒の燃焼室に対応する複数のインジェクタ
2が配設され、これらインジェクタ2は全気筒共通のコ
モンレール3に接続されている。インジェクタ2は制御
信号に応じて開弁または閉弁し、コモンレール3から供
給される燃料の噴射と停止とを切り換え可能である。制
御信号はインジェクタ2内蔵の噴射制御用電磁弁21を
オンオフし、例えば電磁弁21が開弁している間、コモ
ンレール3内の燃料がインジェクタ2から対応する気筒
に噴射される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1A shows the configuration of a common rail fuel injection device according to an embodiment of the present invention. The engine 1 is provided with a plurality of injectors 2 corresponding to the combustion chambers of each cylinder, and these injectors 2 are connected to a common rail 3 common to all the cylinders. The injector 2 opens or closes according to a control signal, and can switch between injection and stop of fuel supplied from the common rail 3. The control signal turns on and off the injection control electromagnetic valve 21 built in the injector 2, and for example, while the electromagnetic valve 21 is open, the fuel in the common rail 3 is injected from the injector 2 to the corresponding cylinder.

【0015】コモンレール3には、コモンレール3を連
続的に燃料噴射圧に相当する高い所定圧の燃料により蓄
圧せしめる燃料ポンプ4が接続される。燃料ポンプ4
は、燃料タンク5から燃料を吸い上げるフィードポンプ
部4aおよび吸い上げられた低圧燃料を加圧しコモンレ
ール3に圧送する高圧ポンプ部4bとを具備してなり、
コモンレール3内の燃料を所定の高圧に制御する。
A fuel pump 4 is connected to the common rail 3 for continuously accumulating the common rail 3 with fuel having a high predetermined pressure corresponding to the fuel injection pressure. Fuel pump 4
Comprises a feed pump section 4a for sucking fuel from the fuel tank 5 and a high-pressure pump section 4b for pressurizing the sucked low-pressure fuel and pumping it to the common rail 3.
The fuel in the common rail 3 is controlled to a predetermined high pressure.

【0016】また、インジェクタ2の燃料噴射および燃
料ポンプ4の燃料圧送制御はECU6により実行され
る。ECU6はCPU等を有する一般的なハード構成の
もので、エンジン状態を検出する各種センサ等からの入
力信号情報に基づいてインジェクタ2の開弁時期および
開弁時間を算出しインジェクタ2に制御信号を出力する
とともに、燃料ポンプ4の燃料圧送量を算出し燃料ポン
プ4に制御信号を出力する。
The ECU 6 executes fuel injection control of the injector 2 and fuel pressure feed control of the fuel pump 4. The ECU 6 has a general hardware configuration including a CPU and the like, calculates the valve opening timing and valve opening time of the injector 2 based on input signal information from various sensors for detecting the engine state, and sends a control signal to the injector 2. In addition to the output, the fuel pumping amount of the fuel pump 4 is calculated and a control signal is output to the fuel pump 4.

【0017】上記各種センサとして、コモンレール3に
保持される燃料の圧力(以下、単にコモンレール圧とい
う)を検出するコモンレール圧検出手段たる圧力センサ
71が配設され、これよりECU6にコモンレール圧信
号が入力している。また、ECU6には、圧力センサ7
1の他、上記各種センサとしてエンジン回転数センサ7
2、スロットルセンサ73等のエンジン状態信号が入力
している。
A pressure sensor 71, which is a common rail pressure detecting means for detecting the pressure of fuel held on the common rail 3 (hereinafter, simply referred to as common rail pressure), is provided as the above-mentioned various sensors, and a common rail pressure signal is input to the ECU 6 from this. is doing. The ECU 6 has a pressure sensor 7
1, the engine speed sensor 7 as various sensors described above.
2. An engine status signal from the throttle sensor 73 or the like is input.

【0018】図1(B)に上記燃料ポンプ4が付設され
たエンジン1を示す。エンジン1はエンジンブロック1
1の下方にオイルパン12を備えるとともに上方にはヘ
ッドカバー13が覆着されており、エンジンルーム内に
搭載される。エンジンブロック11に形成された6つの
気筒101,102,103,104,105,106
において発生する動力はクランク軸100に伝達され
る。インジェクタ2から各気筒101〜106への燃料
噴射は、略120°CAごとに#1気筒101、#5気
筒105、#3気筒103、#6気筒106、#2気筒
102、#4気筒104の順で順次行われ、クランク軸
100の回転(エンジン回転)2回転で一巡する。な
お、本発明は、直列6気筒エンジンに限らず直列4気筒
エンジン等へも適用可能であるが、以下の説明において
はエンジン1は6気筒エンジンとして説明する。
FIG. 1B shows an engine 1 provided with the above fuel pump 4. Engine 1 is engine block 1
1, an oil pan 12 is provided below the head cover 13, and a head cover 13 is covered above the oil pan 12, and the head cover 13 is mounted in the engine room. Six cylinders 101, 102, 103, 104, 105, 106 formed in the engine block 11
The power generated at is transmitted to the crankshaft 100. The fuel injection from the injector 2 into each of the cylinders 101 to 106 is performed by the # 1 cylinder 101, # 5 cylinder 105, # 3 cylinder 103, # 6 cylinder 106, # 2 cylinder 102, # 4 cylinder 104 at every 120 ° CA. The crankshaft 100 rotates once (engine rotation) twice to complete one cycle. The present invention can be applied not only to the in-line 6-cylinder engine but also to the in-line 4-cylinder engine and the like, but in the following description, the engine 1 will be described as a 6-cylinder engine.

【0019】エンジンブロック11の側面には燃料ポン
プ4が付設され、そのハウジングからクランク軸100
と平行にポンプ駆動軸400が突出しており、クランク
軸100の回転が減速ギア機構8を介してポンプ駆動
軸400に減速されて伝達される。減速ギア機構8はク
ランク軸100の外周に嵌設されたクランクギア81
と、減速ギア82と、ポンプ駆動軸400の外周に嵌設
されたポンプ駆動ギア83とで構成され、クランク軸1
00が2回転する間にポンプ駆動軸400を3/4回転
せしめるようになっている。これにより、クランク軸1
00が2回転する間にポンプ駆動軸400が1回転する
従来の装置よりもポンプ作動を緩やかに行うことができ
る。燃料ポンプ4の構成はロータリサプライポンプ等、
提案されている種々の方式のポンプが用いられ得る。な
お、以下の説明においてはロータリサプライポンプとし
て説明する。
A fuel pump 4 is attached to a side surface of the engine block 11, and a crankshaft 100 is provided from a housing of the fuel pump 4.
Has projecting parallel to the pump drive shaft 400 is a rotation of the crank shaft 100 is transmitted at a reduced speed to the pump drive shaft 400 via a reduction gear mechanism 8. The reduction gear mechanism 8 includes a crank gear 81 fitted around the crankshaft 100.
, A reduction gear 82, and a pump drive gear 83 fitted around the pump drive shaft 400.
The pump drive shaft 400 can be rotated 3/4 rotation while 00 rotates twice. This allows the crankshaft 1
The pump operation can be performed more slowly than in the conventional device in which the pump drive shaft 400 makes one revolution while 00 makes two revolutions. The configuration of the fuel pump 4 includes a rotary supply pump,
Various types of proposed pumps may be used. In the following description, a rotary supply pump will be described.

【0020】図2に燃料ポンプ4の高圧ポンプ部4bの
全体機能構成を示す。フィードポンプ4aから送出され
る低圧燃料はPCVバルブ41を通り燃料圧送部42に
流入する。燃料圧送部42において圧縮加圧された燃料
はチェック弁43を通りコモンレール3へと供給され
る。ここで、PCVバルブ41はソレノイド412への
通電により弁体411が吸引されて閉弁する電磁弁であ
り、ソレノイド412への通電はECU6からの制御信
号として与えられる。また、チェック弁43は、燃料圧
送部42からコモンレール3へ向かう方向を順方向とし
てある。
FIG. 2 shows the overall functional structure of the high-pressure pump section 4b of the fuel pump 4. The low-pressure fuel delivered from the feed pump 4a passes through the PCV valve 41 and flows into the fuel pumping section 42. The fuel compressed and pressurized in the fuel pumping unit 42 is supplied to the common rail 3 through the check valve 43. Here, the PCV valve 41 is an electromagnetic valve in which the valve body 411 is attracted and closed by energization of the solenoid 412, and energization of the solenoid 412 is given as a control signal from the ECU 6. The check valve 43 has a forward direction from the fuel pumping section 42 toward the common rail 3.

【0021】図3は上記高圧ポンプ部4bの燃料圧送部
42における、ポンプ回転軸400に垂直な面の断面構
造を示すもので、ヘッド401にポンプ回転軸400の
中心線を交叉する方向にシリンダ402が形成され、シ
リンダ402には、それぞれ対向する1対のプランジャ
403が摺動自在に挿入される。4本のプランジャ40
3の先端面で囲まれた空間は圧力室404としてある。
各プランジャ403の基端部には、ヘッド401の外周
を囲むシューガイド405と摺接するシュー406、ロ
ーラ407と一体的にシリンダ402内を直線動するよ
うになっている。シューガイド405の外周には、ポン
プ駆動軸400と同軸に連結し回転するカム408が配
設されている。カム408はローラ407と対向する内
周部にカム山が形成され、ローラ407を介してプラン
ジャ403を押圧するようになっている。しかして、カ
ム408のカムリフト変化に応じてプランジャ403が
変位し圧力室404の容積が拡縮する。
FIG. 3 shows a sectional structure of a surface of the fuel pumping section 42 of the high-pressure pump section 4b which is perpendicular to the pump rotation shaft 400. The head 401 is a cylinder in a direction crossing the center line of the pump rotation shaft 400. A pair of plungers 403 facing each other are slidably inserted into the cylinder 402. 4 plungers 40
The space surrounded by the tip surface of 3 is a pressure chamber 404.
At the base end of each plunger 403, a shoe 406 that is in sliding contact with a shoe guide 405 that surrounds the outer periphery of the head 401 and a roller 407 are linearly moved in the cylinder 402 integrally. On the outer periphery of the shoe guide 405, a cam 408 that is coaxially connected to the pump drive shaft 400 and rotates is disposed. A cam ridge is formed on the inner peripheral portion of the cam 408 facing the roller 407, and the plunger 403 is pressed via the roller 407. Then, the plunger 403 is displaced according to the change in the cam lift of the cam 408, and the volume of the pressure chamber 404 is expanded or contracted.

【0022】燃料の圧送はつぎのように行われる。図4
に示すようにカムリフトは一定周期で往復変化するが、
プランジャ403が円心方向に移動し目標とするPCV
バルブ41の閉弁時期になるとECU6からPCVバル
ブ41に制御信号が出力されてPCVバルブ41が閉じ
られ、圧力室404は低圧のフィードポンプ4a側と遮
断される。これ以後は、円心方向へのプランジャ403
の直線動に伴って圧力室404の燃料が圧縮され、その
圧力がコモンレール圧を上回るとチェック弁43が開い
て圧力室404からコモンレール3への燃料の圧送が開
始される。
The fuel is pressure-fed as follows. Figure 4
As shown in, the cam lift changes back and forth at a constant cycle,
The target PCV when the plunger 403 moves in the direction of the center of the circle
At the closing timing of the valve 41, a control signal is output from the ECU 6 to the PCV valve 41 to close the PCV valve 41, and the pressure chamber 404 is shut off from the low pressure feed pump 4a side. After this, the plunger 403 in the direction of the center of the circle
The fuel in the pressure chamber 404 is compressed in accordance with the linear movement of the above, and when the pressure exceeds the common rail pressure, the check valve 43 opens and pressure feeding of the fuel from the pressure chamber 404 to the common rail 3 is started.

【0023】PCVバルブ41の閉弁時期は予め定めた
所定の基準位置からの経過角度TF(°CA)により与
えられる。TFが小さいほど、カムリフトの小さい段階
すなわち圧力室容積の大きい段階でPCVバルブ41が
閉じられることになるので、燃料圧送量は多くなる。反
対にTFが大きいほど圧送量は少なくなる。
The closing timing of the PCV valve 41 is given by the elapsed angle TF (° CA) from a predetermined reference position. The smaller the TF is, the more the PCV valve 41 is closed in the stage where the cam lift is small, that is, the stage where the pressure chamber volume is large, so that the fuel pressure feed amount increases. On the contrary, the larger the TF, the smaller the pumping amount.

【0024】図例の燃料ポンプ4ではカム408にカム
山が4つ形成されてポンプ駆動軸400が1回転する間
に4回の燃料圧送が可能である。したがって、上記減速
ギア機構8の上記減速比より、各気筒101〜106の
燃料噴射が一巡する、クランク軸100が2回転する間
(720°CA)に3回(=4×3/4)すなわち24
0°CAごとに圧送が行われる。したがって図5に示す
ように2回の燃料噴射に対して1回燃料圧送が行われ
る。図例では#1気筒101、#2気筒102、#3気
筒103が圧送が行われる気筒となる。
In the fuel pump 4 of the illustrated example, four cam lobes are formed on the cam 408, and fuel can be fed four times during one rotation of the pump drive shaft 400. Therefore, from the speed reduction ratio of the speed reduction gear mechanism 8, the fuel injection into each cylinder 101 to 106 makes one round, and the crankshaft 100 rotates twice (720 ° CA) three times (= 4 × 3/4), that is, 24
Pumping is performed every 0 ° CA. Therefore, as shown in FIG. 5, the fuel is fed once for every two fuel injections. In the illustrated example, the # 1 cylinder 101, the # 2 cylinder 102, and the # 3 cylinder 103 are the cylinders for which pressure feeding is performed.

【0025】なお、2噴射に対して1圧送を行うには一
般的には次のようになる。エンジンの気筒数m、ポンプ
駆動軸1回転あたりの圧送回数n、エンジン回転数re
、減速ギア機構により減速されるポンプ駆動軸の回転
数rp とすると、n×rp =(m/2) ×(re /2)
となるから減速比(rp /re )=m/4nとする。ま
た、より好ましくは、減速比(rp /re )は従来装置
の減速比である1/2以下とするのがよい。したがっ
て、n≧m/2とする。
In general, the following method is used to perform one pressure feed for two injections. Number of cylinders of the engine m, number of times of pumping n per revolution of the pump drive shaft, engine speed re
, And the rotational speed rp of the pump drive shaft decelerated by the reduction gear mechanism, n × rp = (m / 2) × (re / 2)
Therefore, the reduction ratio (rp / re) = m / 4n. Further, more preferably, the reduction ratio (rp / re) is set to 1/2 or less, which is the reduction ratio of the conventional device. Therefore, n ≧ m / 2.

【0026】次にECU6において実行されるインジェ
クタ2の燃料噴射制御および燃料ポンプ4の燃料圧送制
御について説明する。図6がインジェクタ2の燃料噴射
制御であり、図7、図8が燃料ポンプ4の燃料圧送制御
である。いずれも120°CA毎に実行される。
Next, the fuel injection control of the injector 2 and the fuel pressure feed control of the fuel pump 4 executed in the ECU 6 will be described. 6 shows the fuel injection control of the injector 2, and FIG. 7 and FIG. 8 show the fuel pressure feed control of the fuel pump 4. Both are executed every 120 ° CA.

【0027】燃料噴射制御について説明する。ステップ
S101ではアクセル開度ACCPや車速などの運転条
件パラメータに基づいて目標噴射量QFINを算出し、
ステップS102で実コモンレール圧NPCを読み込
み、ステップS103で気筒番号を読み込む。ステップ
S104では上記目標噴射量QFINおよび実コモンレ
ール圧NPCから噴射パルスTQを算出する。噴射パル
スTQはインジェクタ2への開弁制御信号の長さであ
る。ステップS105では目標噴射量QFINおよびエ
ンジン回転数NEから噴射時期TFINを算出する。
The fuel injection control will be described. In step S101, the target injection amount QFIN is calculated based on the operating condition parameters such as the accelerator opening ACCP and the vehicle speed,
The actual common rail pressure NPC is read in step S102, and the cylinder number is read in step S103. In step S104, the injection pulse TQ is calculated from the target injection amount QFIN and the actual common rail pressure NPC. The injection pulse TQ is the length of the valve opening control signal to the injector 2. In step S105, the injection timing TFIN is calculated from the target injection amount QFIN and the engine speed NE.

【0028】ステップS104,S105で算出された
噴射パルスTQ、噴射時期TFINをセットし、セット
された噴射パルスTQ、噴射時期TFINに基づいてイ
ンジェクタ2が制御される。
The injection pulse TQ and injection timing TFIN calculated in steps S104 and S105 are set, and the injector 2 is controlled based on the set injection pulse TQ and injection timing TFIN.

【0029】燃料圧送制御について説明する。ステップ
S201では気筒番号を読み込み、続くステップS20
2にてその気筒が燃料噴射と同期して燃料圧送を行う気
筒(#1,#2,#3)か否かを判断する。気筒番号が
#1,#2,#3のときはステップS203に進む。
The fuel pressure feeding control will be described. In step S201, the cylinder number is read, and then in step S20.
At 2, it is determined whether or not the cylinder is a cylinder (# 1, # 2, # 3) that performs fuel pressure feed in synchronization with fuel injection. When the cylinder numbers are # 1, # 2, and # 3, the process proceeds to step S203.

【0030】ステップS203では目標噴射量QFIN
およびエンジン回転数NEから目標コモンレール圧PF
INを算出し、ステップS204では実コモンレール圧
NPCを読み込む。
In step S203, the target injection amount QFIN
And engine speed NE to target common rail pressure PF
IN is calculated, and in step S204, the actual common rail pressure NPC is read.

【0031】ステップS205では目標噴射量QFIN
および目標コモンレール圧PFINからPCVバルブ4
1の基本閉弁時期TFBASEを算出する。
In step S205, the target injection amount QFIN
And target common rail pressure PFIN to PCV valve 4
The basic valve closing timing TFBASE of 1 is calculated.

【0032】ステップS206では、閉弁時期比例補正
項TFPを、実コモンレール圧NPCと目標コモンレー
ル圧PFINとの偏差から算出し、ステップS207で
は、閉弁時期積分補正項TFIを、実コモンレール圧N
PCと目標コモンレール圧PFINとの偏差の積分値か
ら算出する。
In step S206, the valve closing timing proportional correction term TFP is calculated from the deviation between the actual common rail pressure NPC and the target common rail pressure PFIN. In step S207, the valve closing timing integral correction term TFI is calculated.
It is calculated from the integrated value of the deviation between the PC and the target common rail pressure PFIN.

【0033】ステップS208ではステップS205〜
S207で算出された上記基本閉弁時期TFBASE、
閉弁時期比例補正項TFP、閉弁時期積分補正項TFI
から式(1)により最終閉弁時期TFを算出する。かか
る比例補正および積分補正を行うことでより良好にコモ
ンレール圧を目標コモンレール圧に制御することができ
る。 TF=TFBASE+TFP+TFI・・・(1)
In step S208, steps S205 to S205.
The basic valve closing timing TFBASE calculated in S207,
Valve closing timing proportional correction term TFP, valve closing timing integral correction term TFI
From this, the final valve closing timing TF is calculated by the equation (1). By performing such proportional correction and integral correction, the common rail pressure can be controlled to the target common rail pressure better. TF = TFBASE + TFP + TFI (1)

【0034】ステップS209では上記最終閉弁時期T
Fをセットし、セットされた最終閉弁時期TFに基づい
て燃料ポンプ4が駆動される。
In step S209, the final valve closing timing T
F is set, and the fuel pump 4 is driven based on the set final valve closing timing TF.

【0035】ステップS202で、読み込まれた気筒番
号が圧送気筒の番号ではない(#2,#4,#6)とき
はステップS203以降の手順を実行することなく本制
御ルーチンを終了する。
In step S202, when the read cylinder number is not the number of the pressure-fed cylinder (# 2, # 4, # 6), this control routine is terminated without executing the procedure from step S203.

【0036】このように、#2,#4,#6気筒10
2,104,106の燃料噴射では燃料ポンプ4による
燃料圧送は行われないが、各気筒の燃料噴射ごとに、実
コモンレール圧NPCを検出して実コモンレール圧NP
Cに応じて噴射パルスTQを設定しているのでいずれの
気筒の燃料噴射においても高い精度で燃料噴射を行うこ
とができる。
Thus, the # 2, # 4 and # 6 cylinders 10
In the fuel injection of Nos. 2, 104, and 106, the fuel pump 4 does not perform fuel pressure feeding, but the actual common rail pressure NPC is detected and the actual common rail pressure NP is detected for each fuel injection of each cylinder.
Since the injection pulse TQ is set according to C, the fuel injection can be performed with high accuracy in the fuel injection of any cylinder.

【0037】さて、本コモンレール式燃料噴射装置で
は、減速ギア機構8により、従来の1噴射1圧送よりも
燃料圧送回数の少ない2噴射1圧送となるので、燃料ポ
ンプ4に、ポンプ駆動軸400の1回転での燃料圧送回
数すなわちカム408のカム山数(4)が気筒数(6)
よりも少ない構成のものを用いることができる。したが
って、最高エンジン回転数の高いエンジンに適用される
場合であってもポンプ作動に余裕が生じ燃料ポンプの要
求仕様を緩和することができ、低コストにできる。例え
ば、燃料圧送量の調量精度を決めるPCVバルブ41の
応答性は特に高いものである必要はない。また、燃料ポ
ンプ4を、上記のごとくカム山やプランジャバレル数が
気筒数よりも少ない構成とすることができるので、燃料
ポンプの小型化が可能である。
In the common rail type fuel injection device, the reduction gear mechanism 8 allows two injections and one pumping with a smaller number of times of fuel pumping than the conventional one injection and one pumping. The number of times fuel is fed per revolution, that is, the number of cam peaks of the cam 408 (4) is the number of cylinders (6)
Lesser configurations can be used. Therefore, even when it is applied to an engine with a high maximum engine speed, there is a margin in pump operation, the required specifications of the fuel pump can be relaxed, and the cost can be reduced. For example, the responsiveness of the PCV valve 41 that determines the adjustment accuracy of the fuel pressure feed amount does not need to be particularly high. Further, since the fuel pump 4 can be configured so that the cam crests and the number of plunger barrels are smaller than the number of cylinders as described above, the fuel pump can be downsized.

【0038】燃料ポンプ4による燃料圧送は、#1,#
2,#3気筒101,102,103の燃料噴射に同期
してのみ行われ、従来の1噴射1圧送の装置に比べる
と、圧送制御回数が少なくてよいからECU6における
演算負荷を軽減することができる。
Fuel pressure feeding by the fuel pump 4 is carried out by # 1, #
It is performed only in synchronism with the fuel injection of the # 2, # 3 cylinders 101, 102 and 103, and the number of times of pressure feeding control may be smaller than that of a conventional device for one injection and one pressure feeding, so that the calculation load on the ECU 6 can be reduced. it can.

【0039】また、本実施形態では減速ギア機構8によ
り2回の噴射に対して1回の圧送を行うように設定して
いるが、圧送回数を減じるのをPCVバルブの開閉制御
により行ってもよい。すなわち、燃料圧送は通常、カム
山に対応して行われ、図3のものではポンプ駆動軸1回
転に対して4回圧送を行い得るが、PCVバルブの開閉
制御により圧送を間引くようにする。すなわち、燃料圧
送を行うべきであれば通常どおり圧力室容積が縮小して
いくタイミングでPCVバルブを閉じ、圧送を行うべき
ではないときは圧力室容積が縮小していくタイミングで
あってもPCVバルブの閉弁を禁止する。PCVバルブ
の閉弁が禁止されたときには圧力室内の燃料が加圧され
ないので、燃料の圧送は行われない。これにより、圧送
回数を減じることができ、燃料圧送から次の圧送までの
間隔を十分確保できる。したがってPCVバルブの応答
性が燃料圧送を各燃料噴射にそれぞれ同期して行うには
十分ではなくとも、燃料圧送において、高い調量精度を
得ることができる。
Further, in the present embodiment, the reduction gear mechanism 8 is set to perform the pressure feeding once for the two injections, but the number of the pressure feedings can be reduced by controlling the opening / closing of the PCV valve. Good. That is, the fuel pressure feeding is normally performed corresponding to the cam crest, and in the case of FIG. 3, the pressure feeding can be performed four times for one rotation of the pump drive shaft, but the pressure feeding is thinned by the opening / closing control of the PCV valve. That is, if the fuel should be pumped, the PCV valve is closed at the timing when the pressure chamber volume is reduced normally, and if the pressure is not sent, the PCV valve is closed at the timing when the pressure chamber volume is reduced. Prohibit closing the valve. Since the fuel in the pressure chamber is not pressurized when the closing of the PCV valve is prohibited, the fuel is not pumped. As a result, the number of times of pressure feeding can be reduced, and a sufficient interval between fuel pressure feeding and the next pressure feeding can be secured. Therefore, even if the responsiveness of the PCV valve is not sufficient to perform fuel pumping in synchronization with each fuel injection, high metering accuracy can be obtained in fuel pumping.

【0040】この場合、ポンプの作動速度の遅い低回転
域においては噴射に同期して行い、エンジン回転数が所
定値を越えたらPCVバルブの閉弁禁止制御を行うよう
にECUを設定するのもよい。
In this case, it is also possible to set the ECU so as to perform the control in synchronization with the injection in the low rotation speed region where the operating speed of the pump is slow, and to perform the PCV valve closing prohibition control when the engine speed exceeds a predetermined value. Good.

【0041】なおコモンレール式燃料噴射装置の各部は
本実施形態に記載のものに限定されるものではなく、本
発明の趣旨に反しない限り任意である。例えば燃料ポン
プはロータリサプライポンプではなく上記特開昭62−
258160号公報に記載の方式の燃料ポンプでもよ
い。また、ポンプ駆動軸1回転で4回の圧送を行う構成
のものでなくともよい。
The parts of the common rail fuel injection device are not limited to those described in the present embodiment, and may be arbitrary as long as they do not violate the spirit of the present invention. For example, the fuel pump is not a rotary supply pump but the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 62-
The fuel pump of the system described in Japanese Patent No. 258160 may be used. Further, the pump drive shaft does not have to be configured to perform pressure feeding four times with one rotation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)は本発明の実施形態になるコモンレール
式燃料噴射装置の全体構成図であり、(B)はコモンレ
ール式燃料噴射装置を構成する燃料ポンプが付設される
エンジンの斜視図である。
FIG. 1A is an overall configuration diagram of a common rail fuel injection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view of an engine equipped with a fuel pump that constitutes the common rail fuel injection device. is there.

【図2】本発明の実施形態になるコモンレール式燃料噴
射装置の燃料ポンプの機能構成図である。
FIG. 2 is a functional configuration diagram of a fuel pump of the common rail fuel injection device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態になるコモンレール式燃料噴
射装置の燃料ポンプの要部断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts of a fuel pump of the common rail fuel injection device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態になるコモンレール式燃料噴
射装置の作動を示す第1のタイムチャートである。
FIG. 4 is a first time chart showing the operation of the common rail fuel injection device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態になるコモンレール式燃料噴
射装置の作動を示す第2のタイムチャートである。
FIG. 5 is a second time chart showing the operation of the common rail fuel injection device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態になるコモンレール式燃料噴
射装置の電子制御ユニットにおいて実行される制御を示
す第1のフローチャートである。
FIG. 6 is a first flowchart showing control executed in an electronic control unit of the common rail fuel injection device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態になるコモンレール式燃料噴
射装置の電子制御ユニットにおいて実行される制御を示
す第2のフローチャートである。
FIG. 7 is a second flowchart showing control executed in the electronic control unit of the common rail fuel injection device according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態になるコモンレール式燃料噴
射装置の電子制御ユニットにおいて実行される制御を示
す第3のフローチャートである。
FIG. 8 is a third flowchart showing control executed in the electronic control unit of the common rail fuel injection device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 100 クランク軸 2 インジェクタ 21 電磁弁 3 コモンレール 4 燃料ポンプ 400 ポンプ駆動軸 41 PCVバルブ(電磁弁) 4a フィードポンプ部 4b 高圧ポンブ部 6 電子制御ユニット(制御手段、圧送回数設定手段) 71 圧力センサ(コモンレール圧検出手段 1 engine 100 crankshaft 2 injector 21 solenoid valve 3 common rail 4 fuel pump 400 pump drive shaft 41 PCV valve (solenoid valve) 4a feed pump section 4b high pressure pump section 6 electronic control unit (control means , pressure feed number setting means ) 71 pressure sensor (Common rail pressure detection means )

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−287536(JP,A) 特開 平11−62779(JP,A) 特開 平8−144826(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/38 F02D 41/20 395 F02M 47/00 Continuation of front page (56) References JP-A-9-287536 (JP, A) JP-A-11-62779 (JP, A) JP-A-8-144826 (JP, A) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) F02D 41/38 F02D 41/20 395 F02M 47/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エンジンの気筒ごとに設けられて気筒内
に燃料を噴射するインジェクタと、所定圧に蓄圧された
燃料を保持しインジェクタに供給するコモンレールと、
エンジンの動力で容積が拡縮する圧力室に導入された燃
料をPCVバルブを閉弁することで閉じ込め圧力室の容
積の縮小とともに圧力室内の燃料をコモンレールに圧送
する燃料ポンプであって1噴射1圧送が可能に上記圧力
室が拡縮する燃料ポンプと、インジェクタの燃料噴射制
御および燃料ポンプの燃料圧送制御を行う制御手段とを
具備するコモンレール式燃料噴射装置において、上記制
御手段には、上記PCVバルブの閉弁を禁止して上記圧
力室内の燃料を非加圧状態とすることにより燃料圧送を
間引き、各気筒の燃料噴射が一巡する間の燃料ポンプに
よる燃料圧送回数を気筒数よりも少ない回数に設定する
圧送回数設定手段を具備せしめ、かつ、上記圧送回数設
定手段は、エンジン回転数が低回転域から所定の回転数
までは燃料圧送が燃料噴射に同期して行われ、エンジン
回転数が上記所定の回転数を超えると上記PCVバルブ
の閉弁禁止制御を行うようにしたことを特徴とするコモ
ンレール式燃料噴射装置。
1. An injector which is provided for each cylinder of an engine and injects fuel into the cylinder, and a common rail which holds fuel accumulated at a predetermined pressure and supplies it to the injector.
The fuel in the pressure chamber with reduction of the volume of the pressure chamber confining the fuel volume introduced into the pressure chamber to scaled by the power of the engine by closing the PCV valve to a fuel pump for pumping the common rail 1 injection 1 pumping Can be above the pressure
In a common rail fuel injection device comprising a fuel pump whose chamber expands and contracts, and control means for performing fuel injection control of an injector and fuel pressure feeding control of a fuel pump, the control means prohibits closing of the PCV valve. By setting the fuel in the pressure chamber to a non-pressurized state, the fuel pressure feeding is thinned, and the number of times of pressure feeding of the fuel by the fuel pump during one cycle of the fuel injection of each cylinder is set to a number smaller than the number of cylinders. It allowed comprising a, and the pumping number setting
The fixing means is designed so that the engine speed is in the low speed range to a predetermined speed.
Until the fuel is pumped in synchronism with fuel injection,
When the rotation speed exceeds the predetermined rotation speed, the PCV valve
A common rail type fuel injection device characterized by performing a valve closing prohibition control of the .
【請求項2】 請求項1記載のコモンレール式燃料噴射
装置において、コモンレールの燃料圧を検出するコモン
レール圧検出手段を具備し、上記制御手段を、各気筒の
燃料噴射制御ごとにコモンレールの燃料圧を読み込み該
燃料圧に基づいて燃料噴射量を演算するように設定した
コモンレール式燃料噴射装置。
2. The common rail fuel injection device according to claim 1, wherein a common rail fuel pressure is detected.
A rail pressure detecting means is provided, and the control means is provided for each cylinder.
Read the fuel pressure of the common rail for each fuel injection control
Set to calculate the fuel injection amount based on the fuel pressure
Common rail fuel injection device.
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