JP3881950B2 - コモンレール用高圧ポンプの運転制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コモンレール用高圧ポンプの運転制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
燃料タンク内の燃料を高圧ポンプを用いて高圧燃料とし、この高圧燃料をコモンレール内に蓄えておき、このようにしてコモンレール内に蓄えられている高圧燃料をインジェクタを用いて内燃機関の各気筒内に噴射供給するようにしたコモンレールシステムが公知である。
【0003】
従来のコモンレール用高圧ポンプシステムの典型例が図4に示されている。図4に示した高圧ポンプシステム1は、燃料タンク2内の燃料Fがフィルタ3を備えた供給管4によって高圧ポンプ装置10に供給され、高圧ポンプ装置10で余った燃料がオーバーフロー管5を介して燃料タンク2内に戻される構成となっている。
【0004】
高圧ポンプ装置10は、フィードポンプ11によって燃料タンク2内の燃料Fを供給管4を介して吸い上げ、プランジャ12に送給する構成となっている。このため、フィードポンプ11とプランジャ12との間には送給油路13が設けられており、送給油路13には調量弁14と一方向弁15とが図示の如く設けられている。そして、オーバーフロー油路5の一端は、一方向弁16を介してフィードポンプ11と調量弁14との間にある送給油路13に接続されており、調量弁14の出口側とフィードポンプ11の入口側とは、ゼロデリバリィオリフィス17の設けられている戻し油路18によって接続されている。
【0005】
高圧ポンプ装置10は以上のように構成されているので、フィードポンプ11によって吸い上げられた燃料Fは、調量弁14によって調量された量だけプランジャ12に送られ、ここで加圧されて得られた高圧燃料が、一方向弁19を備えた高圧燃料油路20を介してコモンレール(図示せず)に送られる。ここで、調量弁14による調量で余った燃料Fはオーバーフロー油路5を介して燃料タンク2に戻される。また、調量弁14はその調量を零に調節しても燃料の漏れがあるが、この漏れ燃料は、一方向弁15を開くまでの圧力はなく、戻し油路18を介してフィードポンプ11手前に戻される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
コモンレール用の高圧ポンプシステムは以上のように構成され、動作するため、ガス欠、フィルタの交換、その他の理由で低圧燃料の配管系統に空気が混入した場合、その一部はプランジャ12からコモンレールへと送られるが、ゼロ圧送性能を確保する目的で設けられた戻し油路18に空気が入り込むと、これがフィードポンプ11により調量弁14の出力に現れ、再び戻し油路18に入り込むというサイクルに陥る。これがため、クランキング時に空気が上記した経路中を循環し続け、フィードポンプ11が燃料タンク2から燃料を吸い上げることができなくなって高圧燃料の圧送ができなくなるため、内燃機関の始動に支障を生じる場合がある。
【0007】
本発明の目的はコモンレール用の高圧ポンプの低圧燃料系統に空気が混入してしまった場合、この混入した空気を低圧燃料系統から速やかに除去することができるコモンレール用高圧ポンプの運転制御方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、フィードポンプによって送給された低圧燃料を調量弁によって調量してプランジャに送り高圧燃料を得るように構成されており、前記調量弁の出口側と前記フィードポンプの入口側との間にゼロデリバリィオリフィスを有する戻し油路を配設してゼロ圧送性能を確保すると共に、前記調量弁の入口側に生じる前記調量弁による調量で余った燃料を一方向弁とオーバーフロー油路とを介して燃料低圧側に戻すようにした、コモンレール用高圧ポンプの運転制御方法であって、クランキング時に所定時間内にコモンレール圧が所定値に達したか否かを判別し、前記所定時間内にコモンレール圧が所定値に達しなかった場合には、前記調量弁を全閉状態としてクランキングを行うようにしたことを特徴とするコモンレール用高圧ポンプの運転制御方法が提案される。
【0009】
クランキング時に所定時間内にコモンレール圧が所定値に達したか否かの判別は、クランキング運転が所定時間継続した後に実レール圧をチェックし、この実レール圧が所定の目標レール圧に達しているか否かを判別するようにすることができ、実レール圧が所定の目標レール圧に達していない場合に調量弁を全閉とする構成とすることができる。この判別処理は、マイクロコンピュータによるデータ処理で実現することができる。
【0010】
また、実レール圧が所定の目標レール圧に達していないと判定された場合に調量弁を全閉とする操作は、操作者が手動により行う構成とすることもできる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明の実施の形態を一例を示すシステムブロック図である。図1において、1は図4に示した高圧ポンプシステムと同一の構成の高圧ポンプシステム、30はコモンレール、31はコモンレール30内の高圧燃料の圧力を検出するためのレール圧センサ、32はマイクロコンピュータを用いた制御ユニットで、中央演算処理装置(CPU)33とメモリ34とを備えている。
【0013】
制御ユニット32は、レール圧センサ31から出力されるレール圧信号PAと図示しないエンジン回転センサからの回転数信号Neとに基づき、高圧ポンプ10の運転を電子的に制御するように構成されている。高圧ポンプ装置10の運転制御は、メモリ34に格納されている運転制御プログラムをCPU33において実行させることにより行われる。
【0014】
図2及び図3は、運転制御プログラムを示すフローチャートであり、以下、図2を参照して高圧ポンプ装置10の運転制御について説明する。
【0015】
図2は、主制御プログラムを示すフローチャートであり、主制御プログラムが起動されるとステップ41で始動時調整弁制御処理が実行され、これにより始動時のエア抜きのための制御が行われる。
【0016】
図3は、ステップ41の詳細フローチャートであり、以下、図3を参照して、ステップ41における始動時調整弁制御処理の詳細について説明する。
【0017】
まず、ステップ51で初期化が行われ、ステップ52でデータの読み込みが実行され、ここでレール圧信号PA及び回転数信号Neの値等が読み込まれ、メモリ34に格納される。以下の説明では、この読み込まれた値をレール圧PA及び回転数Neと称することがある。
【0018】
次のステップ53では、調量弁14を内燃機関の始動に必要な開度にセットし、ステップ54に入る。
【0019】
ステップ54では、回転数Neに基づいて内燃機関がクランキング中であるか否かが判別される。具体的には、回転数Neが所定の回転数範囲(NA〜NB)にあるか否かで判定している。ここで、NA及びNBの値はクランキングを判別するのに必要な適宜の値に設定することができる。NA<Ne<NBでない場合には内燃機関はクランキング状態にないと判断され、ステップ54の判別信号はNOとなり、主制御プログラムのステップ42に進む。
【0020】
一方、ステップ54で、NA<Ne<NBであると、内燃機関はクランキング中であると判断され、その判別結果はYESとなりステップ55に入る。ステップ55では、ステップ54での判別結果がYESとなってから所定時間T1が経過したか否かが判別される。所定時間T1が経過するまではステップ55の判別結果はNOとなってステップ55を繰り返し実行し、所定時間T1が経過すると、ステップ55の判別結果がYESとなってステップ56に進む。
【0021】
ステップ56では、検出されたそのときのレール圧PAが圧送状態判定圧力POより高いか否かが判別される。PA>POの場合は高圧ポンプ装置10が正常に運転されていると判断され、その判別結果はYESとなり、ステップ42に進む。一方、PA≦POの場合は、所定時間T1が経過してもレール圧が目標値に達していないので、高圧ポンプ装置10が正常に運転されていないと判断し、その判別結果がNOとなり、ステップ57に入る。
【0022】
ステップ57では、調量弁14を所定時間T2だけ全閉とする。調量弁14を全閉とすれば、フィードポンプ11からの送給燃料は殆どオーバーフロー油路5を介して燃料タンク2に戻されることになる。この結果、戻し油路18内にあった燃料中の空気は徐々にオーバーフロー油路5から燃料タンク2に排出されて大気中に戻されることになる。そして、燃料タンク2からは空気の混入していない燃料がフィードポンプ11に供給されるので、結局、高圧ポンプ装置10の低圧燃料系統に混入していた空気が調量弁14を全閉とすることにより除去できる。
【0023】
次のステップ58では、ステップ54の実行が終了してから所定時間T3が経過したか否かが判別される。所定時間T3が経過していない場合にはその判別結果はNOとなりステップ53に戻り、ステップ53以降のステップが再び上述の如くして実行される。
【0024】
ステップ58において所定時間T3が経過したと判別されると、ステップ58の判別結果はYESとなり、ステップ42に進む。
【0025】
図2に戻ると、ステップ42ではエア抜きが完了したか否かが判別され、エア抜きが完了したと判別されるとステップ42の判別結果はYESとなり、ステップ43に入る。
【0026】
ステップ43では、高圧ポンプ装置10により、レール圧を所定の値にするための高圧ポンプ運転制御(通常運転制御)が実行され、本制御プログラムの実行が終了する。
【0027】
一方、ステップ42の判別結果がNOの場合には、ステップ44に進み、ここで高圧ポンプ装置10の運転を停止し、この本制御プログラムの実行を終了する。
【0028】
高圧ポンプ装置10は、制御ユニット32によって以上のように制御されるので、高圧ポンプ装置10の低圧燃料系統に何等かの理由で空気が混入してしまったことによりレール圧が所要の目標値にまで上昇しないというような不具合が発生した場合には、これを、内燃機関の回転数に基づくクランキング動作判別(ステップ54、55)及びレール圧センサ31からの実レール圧情報に基づくレール圧の適否判別(ステップ56)に基づいて判別し、調量弁14を全閉とすることによってその低圧燃料系統内に混入した空気を抜気するようにしたので、低圧燃料系統内に空気が混入した場合でも内燃機関を確実に始動できるようにすることができる。
【0029】
上記説明から判るように、高圧ポンプ装置10の運転の不具合の判別及び調量弁14の全閉制御は、制御ユニット32におけるソフトウエアの変更によって可能であるめ、コストを殆ど上昇させることなしに本発明による制御を実施でき、これにより、ガス欠、フィルタ交換等の後におけるハンドプライマによる手動プライミング工数の低減を図ることができる。
【0030】
なお、上記実施の形態では、レール圧上昇不良が判別された場合、エア抜きのための調量弁14の全閉動作を自動的に実行する構成としたが、本発明はこの構成に限定されず、ステップ41の判別結果がNOとなった場合、この結果を操作者に表示するに止め、調量弁14を全閉とするためのスイッチを別に設け、その表示結果を操作者が見て当該スイッチのオン、オフ操作を操作者の判断で行うようにしてもよい。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、上述の如く、コモンレール用高圧ポンプの低圧側に空気が混入してしまい、レール圧の上昇不良を生じるような不具合が発生した場合、これを極めて簡単に且つ低コストで正常状態に戻すことができるので、内燃機関の始動を確実に行える信頼性の高いコモンレールシステムの提供に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を一例を示すシステムブロック図。
【図2】図1の制御ユニットで実行される運転制御プログラムの主制御プログラムを示すフローチャート。
【図3】図2に示す主制御プログラムの始動時調整弁制御処理ステップの詳細フローチャート。
【図4】従来のコモンレール用高圧ポンプシステムのシステム構成図。
【符号の説明】
1 高圧ポンプシステム
2 燃料タンク
F 燃料
3 フィルタ
4 供給管
10 高圧ポンプ装置
5 オーバーフロー油路
11 フィードポンプ
12 プランジャ
13 送給油路
14 調量弁
15、16 一方向弁
17 ゼロデリバリィオリフィス
18 戻し油路
30 コモンレール
31 レール圧センサ
32 制御ユニット
33 中央演算処理装置(CPU)
34 メモリ
Claims (1)
- フィードポンプによって送給された低圧燃料を調量弁によって調量してプランジャに送り高圧燃料を得るように構成されており、前記調量弁の出口側と前記フィードポンプの入口側との間にゼロデリバリィオリフィスを有する戻し油路を配設してゼロ圧送性能を確保すると共に、前記調量弁の入口側に生じる前記調量弁による調量で余った燃料を一方向弁とオーバーフロー油路とを介して燃料低圧側に戻すようにした、コモンレール用高圧ポンプの運転制御方法であって、
クランキング時に所定時間内にコモンレール圧が所定値に達したか否かを判別し、前記所定時間内にコモンレール圧が所定値に達しなかった場合には、前記調量弁を全閉状態としてクランキングを行うようにしたことを特徴とするコモンレール用高圧ポンプの運転制御方法。
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