JP3855828B2 - 蓄圧式燃料噴射システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄圧室から供給される高圧燃料をインジェクにより内燃機関の気筒内に噴射する蓄圧式燃料噴射システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来公知の蓄圧式燃料噴射システムは、高圧ポンプから供給される燃料を蓄圧室に高圧状態で蓄え、その蓄圧室内の高圧燃料をディーゼル機関の各気筒毎に取り付けられたインジェクタより噴射するシステムである。
このシステムでは、インジェクタで消費される燃料量（噴射量とリーク量）に基づいて、蓄圧室の燃料圧力が目標値となるように高圧ポンプの吐出量を制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のシステムでは、インジェクタの予定リーク量をマップにて保持し、そのマップから求められる予定リーク量を圧力制御に使用しているため、インジェクタ個々のリーク量（実際のリーク量）とマップに投入されている予定リーク量との差が大きい場合には、蓄圧室内の燃料収支のバランス（インジェクタの燃料消費量と高圧ポンプの吐出量とのバランス）が悪くなるため、圧力制御性が悪化するという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、インジェクタの燃料消費量と高圧ポンプの吐出量とのバランス悪化を抑制して、圧力制御性を向上できる蓄圧式燃料噴射システムを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
本発明は、インジェクタの予定リーク量をマップにて保持し、このマップから得られる予定リーク量及びインジェクタの噴射量に基づいて、蓄圧室の燃料圧力が目標値となるように高圧ポンプの吐出量を制御する蓄圧式燃料噴射システムであって、予めインジェクタのリーク量を実測して得られた実リーク量を記憶する実リーク量記憶手段と、この実リーク量記憶手段に記憶されている実リーク量に基づいてマップに投入されている予定リーク量を補正するリーク量補正手段とを有し、このリーク量補正手段は、内燃機関の気筒数によりインジェクタ個々の実リーク量を平均化した後、その平均リーク量をマップに投入されている予定リーク量と比較してリーク量補正値を算出し、このリーク量補正値にて予定リーク量を補正することを特徴とする。
【０００５】
この構成によれば、予め実測して得られたインジェクタの実リーク量に基づいてマップに投入されている予定リーク量を補正するので、燃料収支のバランスを良好に維持できる。言い換えると、マップに投入されている予定リーク量とインジェクタの実リーク量との差を考慮して高圧ポンプの吐出量を制御できるので、インジェクタ消費量（噴射量とリーク量）と高圧ポンプの吐出量とのバランス悪化を抑制でき、圧力制御性を向上できる。
また、内燃機関の各気筒に取り付けられるインジェクタ毎にマップの予定リーク量を補正する必要がなく、インジェクタ個々の実リーク量を平均化して、その平均リーク量によってマップの予定リーク量を補正するので、リーク量補正手段の制御を単純化でき、低コストで圧力制御性の向上を実現できる。
【０００６】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した蓄圧式燃料噴射システムにおいて、
実リーク量記憶手段は、インジェクタに搭載されるメモリであることを特徴とする。
この場合、インジェクタ自体に実リーク量記憶手段（メモリ）を搭載することにより、例えばインジェクタを取り付ける気筒を固定する必要がなく、各気筒に対するインジェクタの組合せを自由に選定できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は蓄圧式燃料噴射システムの全体図である。
本実施例の蓄圧式燃料噴射システムは、例えば４気筒のディーゼル機関（以下エンジンと呼ぶ）に適用されるもので、図１に示すように、燃料を高圧状態で蓄えるコモンレール１（本発明の蓄圧室）、燃料タンク２から汲み上げられた燃料を加圧してコモンレール１に圧送する高圧ポンプ３、コモンレール１から高圧配管４を介して供給される高圧燃料をエンジンの気筒内に噴射するインジェクタ５等を備え、ＥＣＵ６（電子制御装置）により制御される。
【０００９】
コモンレール１には、コモンレール１内の燃料圧力を検出してＥＣＵ６に出力する圧力センサ７と、コモンレール１の燃料圧力が予め設定された上限値を超えないように燃料圧力の上限値を制限するプレッシャリミッタ８が取り付けられている。
高圧ポンプ３は、燃料タンク２から汲み上げられた燃料をポンプ室（図示しない）に導入する燃料通路（図示しない）に電磁調量弁３ａが設けられ、ポンプ室に内蔵されるプランジャの上昇中に電磁調量弁３ａが燃料通路を遮断すると、ポンプ室の燃料が加圧されて燃料圧力が上昇し、図示しない逆止弁を押し開いてコモンレール１へ高圧燃料を圧送する。
【００１０】
インジェクタ５は、ニードル（図示しない）を内蔵するノズル５ａと、ニードルの背圧を制御するための電磁弁５ｂとを有し、この電磁弁５ｂの通電時にノズル５ａより燃料噴射を行う。具体的には、電磁弁５ｂに通電すると、ノズル５ａの背後に設けられる圧力制御室（コモンレール１から高圧燃料が導入される）から低圧側に高圧燃料が流出して、ニードルを閉弁方向に付勢する燃料圧力がノズル５ａの開弁圧まで低下すると、ニードルが上昇して噴射が開始される。その後、電磁弁５ｂへの通電を停止すると、圧力制御室の燃料圧力が上昇して、ニードルを閉弁方向に付勢する燃料圧力がノズル５ａの閉弁圧まで上昇すると、ニードルが押し下げられて噴射が終了する。従って、電磁弁５ｂへの通電時期により噴射時期が制御され、電磁弁５ｂへの通電時間により噴射時間が制御される。
【００１１】
ＥＣＵ６は、エンジンの運転状態等を検出する各種センサ（圧力センサ７を含む）から入力する情報に基づいてインジェクタ５の噴射量及び噴射時期を算出し、これらの演算結果に従ってインジェクタ５の電磁弁５ｂを電子制御する。
また、ＥＣＵ６は、目標とするコモンレール圧を維持するために、インジェクタ５の燃料消費量（噴射量とリーク量）と高圧ポンプ３の吐出量とがバランスするように高圧ポンプ３の電磁調量弁３ａを制御している。
【００１２】
次に、本発明に係わるＥＣＵ６の制御内容について説明する。
ＥＣＵ６は、予めインジェクタ５の予定リーク量をマップとして保持しているが、個々のインジェクタ５のリーク量にバラツキがあるため、マップに投入されている予定リーク量を補正してリーク量を算出している。
なお、リーク量には、定常的に発生する静的リーク量（いわゆる無噴射時に発生するリーク量）と、インジェクタ５の駆動時に発生する動的リーク量（噴射時のリーク量から静的リーク量を差し引いたリーク量）とがあり、それぞれ静的リーク量マップ及び動的リーク量マップとしてＥＣＵ６に保持されている。
【００１３】
ここで、マップ上の予定リーク量を補正するための手順を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。
Step10…個々のインジェクタ５の実リーク量データを入力する。この実リーク量データは、予め個々のインジェクタ５のリーク量をそれぞれ測定して得られた実際のリーク量データであり、例えばインジェクタ５毎に搭載されるＲＯＭ（本発明の実リーク量記憶手段）に記憶されている。
Step20…エンジン気筒数（本実施例では４）により個々のインジェクタ５の実リーク量を平均化する。
Step30…Step20で求められた平均リーク量とマップに投入されている予定リーク量とを比較してリーク量補正値を算出する。
【００１４】
Step40…Step30で求められたリーク量補正値をマップに投入する（図３及び図４参照）。
ここで、静的リーク量マップを補正する場合は、エンジン回転数と圧力とのパラメータによって補正値投入領域を決定する（図３参照）。また、動的リーク量マップを補正する場合は、圧力と噴射期間とのパラメータによって補正値投入領域を決定する（図４参照）。
補正値投入領域の決定においては、それぞれマップメッシュと同数のリーク量データがあればある程、リーク量の補正が細かくなり、インジェクタ５の燃料消費量と高圧ポンプ３の吐出量とのバランス精度も向上する。なお、この補正値投入領域は、車両メーカーの要求精度、コスト等を考慮して決定される。
【００１５】
（本実施例の効果）
本システムによれば、予め実測して求められたインジェクタ５の実リーク量データに基づいてマップに投入されている予定リーク量を補正しているので、コモンレール１内の燃料収支を良好にバランスさせることができる。即ち、マップに投入されている予定リーク量とインジェクタ５の実リーク量との差を考慮して高圧ポンプ３の吐出量を制御できるので、インジェクタ５の燃料消費量（噴射量とリーク量）と高圧ポンプ３の吐出量とのバランスを高精度に維持できる。その結果、コモンレール１の燃料圧力を目標値に保つための圧力制御性を向上できる。
【００１６】
また、本実施例では、インジェクタ５に搭載するＲＯＭに、そのインジェクタ５の実リーク量を記憶させているので、例えばインジェクタ５を取り付ける気筒を固定する必要がなく、各気筒に対するインジェクタ５の組合せを自由に選定できる。
なお、本実施例では、エンジン気筒数により個々のインジェクタ５の実リーク量を平均化した後、その平均リーク量をマップに投入されている予定リーク量と比較してリーク量補正値を算出しているが、平均化することなく、インジェクタ５毎にリーク量を補正しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓄圧式燃料噴射システムの全体図である。
【図２】リーク量を補正するための手順を示すフローチャートである。
【図３】静的リーク量の特性図である。
【図４】動的リーク量の特性図である。
【符号の説明】
１ コモンレール（蓄圧室）
３ 高圧ポンプ
５ インジェクタ
６ ＥＣＵ（リーク量補正手段）

Claims (2)

1. 燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、
   燃料を加圧して前記蓄圧室に圧送する高圧ポンプと、
   前記蓄圧室から供給される高圧燃料を内燃機関の気筒内に噴射するインジェクタとを備え、
   このインジェクタの予定リーク量をマップにて保持し、このマップから得られる予定リーク量及び前記インジェクタの噴射量に基づいて、前記蓄圧室の燃料圧力が目標値となるように前記高圧ポンプの吐出量を制御する蓄圧式燃料噴射システムであって、
   予め前記インジェクタのリーク量を実測して得られた実リーク量を記憶する実リーク量記憶手段と、
   この実リーク量記憶手段に記憶されている実リーク量に基づいて前記マップに投入されている予定リーク量を補正するリーク量補正手段とを有し、このリーク量補正手段は、前記内燃機関の気筒数により前記インジェクタ個々の実リーク量を平均化した後、その平均リーク量を前記マップに投入されている予定リーク量と比較してリーク量補正値を算出し、このリーク量補正値にて前記予定リーク量を補正することを特徴とする蓄圧式燃料噴射システム。
2. 請求項１に記載した蓄圧式燃料噴射システムにおいて、
   前記実リーク量記憶手段は、前記インジェクタに搭載されるメモリであることを特徴とする蓄圧式燃料噴射システム。

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