JP4026063B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧燃料が蓄圧されたコモンレールから燃料噴射弁(インジェクタ)を介して、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の各気筒へ燃料を噴射するための蓄圧式燃料噴射装置に関するものであり、特にコモンレールへの燃料の圧送量を変更してコモンレール内の燃料圧力を制御する蓄圧式燃料噴射装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ディーゼルエンジンに使用される蓄圧式燃料噴射装置では、各インジェクタの噴射量、噴射時期が、エンジン回転速度、アクセル開度などの運転条件に応じて算出され、さらに、算出された噴射量(基本噴射量)とコモンレール内の燃料圧力(コモンレール圧力)に基づき、制御装置が指令する指令噴射期間が算出されていた。しかし、コモンレール圧力は燃料供給ポンプ(サプライポンプ)からの燃料の圧送等により常時変動しており、特に加速時等の過渡時には、コモンレール圧力の検出時と燃料噴射時との間で大きな圧力差がある。これにより基本噴射量と実際に噴射される実噴射量との間に誤差が生じるため、燃料噴射直前に再度コモンレール圧力を検出して指令噴射期間の補正を行う方法が提案されている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−140689公報(第3―6頁、図2、図3、図4)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コモンレール圧力の再検出を行った後も、コモンレール圧力は種々の要因により変動する。特に、インジェクタでの燃料噴射、サプライポンプによる燃料圧送は大きな要因となっている。すなわち、インジェクタで燃料噴射が行われるとコモンレール圧力は減少する方向に変動し、サプライポンプによる燃料圧送が行われるとコモンレール圧力は増加する方向に変動する。
【0005】
よって、全ての気筒において、インジェクタでの燃料の噴射期間とサプライポンプによる燃料のポンプ圧送期間とが、重ならないように設定すべきである。しかし、エンジンや使用するサプライポンプなどの制約によって、設定できない気筒が存在する。このため、インジェクタでの燃料の噴射期間、およびサプライポンプによる燃料のポンプ圧送期間が重なる気筒と、重ならない気筒とでは、実際に燃料が噴射される実噴射量が大きく異なっていた。さらに、噴射期間とポンプ圧送期間との重複状態によっても実噴射量は異なっていた。
【0006】
【発明の目的】
本発明の目的は、インジェクタでの燃料噴射およびサプライポンプによる燃料圧送に伴うコモンレール圧力の変動を考慮して気筒間圧力差を低減し、さらに噴射期間とポンプ圧送期間との重複状態をも考慮して、気筒間の実噴射量差を縮小することが可能な蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の発明によれば、燃料圧力制御手段は、重複気筒への燃料噴射直前のコモンレール圧力(以下、直前コモンレール圧力、と略す)と、非重複気筒の直前コモンレール圧力との圧力差を求めるとともに、圧力差が低減するように圧送量を補正する圧送量補正手段を有することを特徴とする。
それによって、ポンプ圧送の影響を受けない非重複気筒の直前コモンレール圧力を基準に、圧送量を補正できるので、気筒間圧力差を低減して気筒間の実噴射量差を縮小することができる。
【0008】
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の発明によれば、圧送量の補正量の絶対値は、重複気筒の直前コモンレール圧力と非重複気筒の直前コモンレール圧力との圧力差が大きいほど大きくなることを特徴とする。
それによって、重複気筒の直前コモンレール圧力が非重複気筒の直前コモンレール圧力に比べて大きいほど、補正量の絶対値をマイナス方向に大きくすることができ、逆に重複気筒の直前コモンレール圧力が非重複気筒の直前コモンレール圧力に比べて小さいほど、補正量の絶対値をプラス方向に大きくすることができるので、補正の方向を、気筒間圧力差を縮小する方向に一致させることができる。
【0009】
〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の発明によれば、燃料圧力制御手段は、第2噴射量決定手段により算出された重複気筒の噴射量(第2噴射量)、および噴射量増分決定手段により算出された噴射量増分の合計と、第1噴射量決定手段により算出された非重複気筒の噴射量(第1噴射量)との差に応じて、圧送量補正手段により圧送量を補正するか否かを判断する補正要否判定手段を有することを特徴とする。
それによって、ポンプ圧送の影響を受けない非重複気筒への噴射量計算値を基準に圧送量を補正できるので、重複気筒と非重複気筒との気筒間圧力差を低減して気筒間の実噴射量差を縮小することができる。
【0010】
〔請求項4の手段〕
請求項4に記載の発明によれば、基本噴射量と、重複気筒の直前コモンレール圧力とに応じて噴射量増分を算出することを特徴とする。
それによって、内燃機関の運転条件と重複気筒の直前コモンレール圧力とを考慮して噴射量増分を算出できるので、内燃機関の制御性を損なうことなく、気筒間圧力差を低減して気筒間の実噴射量差を縮小することができる。
【0011】
〔請求項5の手段〕
請求項5に記載の発明によれば、噴射量増分決定手段を2以上備え、燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と燃料噴射弁の噴射期間との重複状態が異なる2以上の重複気筒群ごとに噴射量増分決定手段が備えられていることを特徴とする。
それによって、重複状態に応じて噴射量増分を算出することができるので、重複状態が異なる重複気筒間でも、気筒間圧力差を低減して気筒間の実噴射量差を縮小することができる。
【0012】
〔請求項6の手段〕
請求項6に記載の発明によれば、燃料圧力制御手段は、第2噴射期間決定手段により算出された重複気筒の噴射期間(第2噴射期間)、および噴射期間増分決定手段により算出された噴射期間増分の合計と、第1噴射期間決定手段により算出された非重複気筒の噴射期間(第1噴射期間)との差に応じて、圧送量補正手段により圧送量を補正するか否かを判断する補正要否判定手段を有することを特徴とする。
それによって、ポンプ圧送の影響を受けない非重複気筒への噴射期間計算値を基準に圧送量を補正できるので、重複気筒と非重複気筒との気筒間圧力差を低減して気筒間の実噴射量差を縮小することができる。
【0013】
〔請求項7の手段〕
請求項7に記載の発明によれば、基本噴射量と、重複気筒の直前コモンレール圧力とに応じて噴射期間増分を算出することを特徴とする。
それによって、内燃機関の運転条件と重複気筒の直前コモンレール圧力とを考慮して噴射期間増分を算出できるので、内燃機関の制御性を損なうことなく、気筒間圧力差を低減して気筒間の実噴射量差を縮小することができる。
【0014】
〔請求項8の手段〕
請求項8に記載の発明によれば、噴射期間増分決定手段を2以上備え、燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と燃料噴射弁の噴射期間との重複状態が異なる2以上の重複気筒群ごとに噴射期間増分決定手段が備えられていることを特徴とする。
それによって、重複状態に応じて噴射期間増分を算出することができるので、重複状態が異なる重複気筒間でも、気筒間圧力差を低減して気筒間の実噴射量差を縮小することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態の構成〕
本実施形態を図1ないし図7に基づいて説明する。本実施形態にかかる蓄圧式燃料噴射装置1は、図1に示すごとく自動車等の車両に搭載された6気筒のディーゼルエンジン等の内燃機関(エンジン)11の各気筒へ燃料を噴射するものである。
蓄圧式燃料噴射装置1は、燃料タンク12から燃料を汲み上げ加圧して圧送する燃料供給ポンプ(サプライポンプ)2、このサプライポンプ2により圧送された高圧燃料を蓄圧するコモンレール3、このコモンレール3内に蓄圧された高圧燃料をエンジン11の各気筒の燃焼室内へ噴射供給する6個の燃料噴射弁(インジェクタ)4、および蓄圧式燃料噴射装置1の作動を制御するエンジン制御ユニット(ECU)13などを備えている。
【0016】
サプライポンプ2は、燃料タンク12から吸入される低圧燃料を高圧に加圧してコモンレール3へ圧送する。そして、サプライポンプ2は、例えば加速時又はエンジン始動時に速やかにコモンレール圧力を低圧から高圧へ昇圧させる昇圧性能に優れる吸入調量型の高圧供給ポンプである。
【0017】
このサプライポンプ2は、図1および図2に示すごとく、エンジン11のクランク軸14に伴ってポンプ駆動軸21が回転することで燃料タンク12から燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ(低圧供給ポンプ:図示せず)、ポンプ駆動軸21により回転駆動されるカム軸22と、カム軸22により回転するカム23、カム23の回転により上死点と下死点との間を往復するように駆動されるプランジャ24、プランジャ24が往復することにより吸入された燃料を加圧する加圧室25、およびこの加圧室25内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する吐出弁26を有する。なお、サプライポンプ2は、プランジャ24および加圧室25を2つ有している。
【0018】
そして、図3に示したように、2つのプランジャ24(プランジャ#1、プランジャ#2)が上死点位置から下死点位置まで移動する期間が、加圧室25内に低圧燃料を吸入する吸入期間とされ、その後に、吐出弁26が開弁している間、つまり吐出弁26が開弁してからプランジャ#1、#2が上死点位置に戻るまでの期間が、加圧室25内で加圧された高圧燃料を圧送するポンプ圧送期間とされている。なお、サプライポンプ2では、プランジャ#1、#2間の位相が90度ずれるようにカム23がカム軸22に取り付けられている(図2参照)。このため、プランジャ#1が上死点の位置にある時、プランジャ#2は下死点の位置にある。これにより、プランジャ#1によるポンプ圧送期間とプランジャ#2による圧送期間とが、重ならないようになっている。
また、サプライポンプ2には、内部の燃料温度が高温にならないように、リークポートが設けられており、サプライポンプ2からのリーク燃料は、燃料還流路27から燃料還流路15を経て燃料タンク12にリターンされる。
【0019】
サプライポンプ2内に形成される低圧供給ポンプから加圧室25に至る燃料流路には、その燃料流路の開口度合(弁体のリフト期間または弁口の開口面積)を調整することで、加圧室25内への燃料の吸入量、すなわち、サプライポンプ2からコモンレール3への燃料の圧送量(燃料吐出量)を変更して、コモンレール圧力を制御する電磁式アクチュエータとしての吸入調量型の電磁弁(以下、SCVと言う)28が取り付けられている。
【0020】
SCV28は、ポンプ駆動回路(図示せず)を介してECU13から印加されるSCV駆動電流によって電子制御されることにより、サプライポンプ2の加圧室25内に吸入される燃料の吸入量を調整する。このSCV28は、低圧供給ポンプから加圧室25内へ燃料を送るための燃料流路の開口度合を調整するバルブ(弁体:図示せず)、バルブを閉弁方向に駆動するソレノイドコイル(電磁コイル:図示せず)、およびバルブを開弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段(図示せず)を有している。また、SCV28は、ポンプ駆動回路を介してソレノイドコイルに印加される電流(SCV駆動電流)の大きさに比例して、サプライポンプ2の加圧室25から、コモンレール3へ吐出される高圧燃料の圧送量を変更して、コモンレール圧力、すなわち各インジェクタ4からエンジン11の各気筒内へ噴射供給する燃料噴射圧力を制御する。
【0021】
コモンレール3には、連続的に燃料噴射圧力に相当する高い圧力が蓄圧される必要があり、そのためにコモンレール3に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管31を介してサプライポンプ2から供給されている。コモンレール3の一端側には、コモンレール圧力が限界設定圧力を超えることがないように、圧力を逃すためのプレッシャリミッタ33が取り付けられている。そして、プレッシャリミッタ33には、コモンレール圧力が限界設定圧力を超えた場合にコモンレール3から燃料タンク12に燃料をリリーフするリリーフ配管32が接続されている。なお、プレッシャリミッタ33の代わりに、リリーフ配管32への燃料排出路の開口度合を調整することが可能な常閉型の減圧弁を取り付けるようにしてもよい。そして、コモンレール3の他端側には、コモンレール圧力を検出する燃料圧力検出手段としての燃料圧力センサ35が取り付けられている。
【0022】
エンジン11の各気筒に搭載されたインジェクタ4は、コモンレール3より分岐する分岐管(高圧燃料流路)34の下流端に接続されている。このインジェクタ4は、図4(a)に示すごとく、エンジン11の各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する燃料噴射ノズル40と、この燃料噴射ノズル40内に収容されたノズルニードル41を開弁方向に駆動する電磁式アクチュエータとしての2方弁式電磁弁5と、ノズルニードル41を閉弁方向に付勢するリターンスプリング42とから構成される。
【0023】
燃料噴射ノズル40は、複数個の噴射孔43を開閉するノズルニードル41、およびこのノズルニードル41に連動して動作するコマンドピストン44等から構成されている。ノズルニードル41およびコマンドピストン44等を収容するノズル本体には、常に高圧燃料が供給される燃料溜まり45、燃料の流入または流出によりコマンドピストン44の背圧を制御する背圧制御室46、燃料溜まり45および背圧制御室46に高圧燃料を供給するための燃料通路(高圧通路)47、通過する燃料の流量を調節するための入口側、出口側オリフィス48、49が備えられている。
【0024】
電磁弁5は、車載電源51およびインジェクタ駆動回路に内蔵された常開型スイッチ52を介して電気的に接続されたソレノイドコイル53、このソレノイドコイル53の起磁力により図示上方へ吸引されるアマーチャ付きの弁体54、およびこの弁体54を閉弁方向に付勢するリターンスプリング55等から構成されている。なお、インジェクタ4から燃料タンク12へリークするリーク燃料はインジェクタ4内の各摺動部および背圧制御室46からソレノイドコイル53の周囲を巡る燃料流路56より外部に排出され、内部に燃料還流路(リーク燃料流路)を形成するリーク配管57を経て燃料タンク12に還流するように構成されている(図1および図4(a)参照)。
【0025】
そして、各気筒のインジェクタ4からエンジン11への燃料の噴射は、電磁弁5を駆動するインジェクタ駆動回路への電磁弁制御信号により電子制御されて行われる。まず、図4(b)に示すごとく、エンジン1の特定気筒への噴射時期がくると、特定気筒のインジェクタ4に対応したインジェクタ駆動回路内の常開型スイッチ52が閉じられる。これにより、インジェクタ駆動回路からソレノイドコイル53にインジェクタ駆動電流が印加され、ソレノイドコイル53に起磁力が生じる。それによって、弁体54が、図示上方へ吸引され出口側オリフィス49が開放され、背圧制御室46内の燃料が流出する。この間、入口側オリフィス48から背圧制御室46内へ流入する燃料流量は、燃料溜まり45に向かう燃料流量よりも少ないためコマンドピストン44の背圧が小さくなり、ノズルニードル41が弁座からリフトされる。それによって、噴射孔43と燃料溜まり45とが連通され、燃料の噴射が始まる。
【0026】
その後、予め設定された噴射期間が経過したら、インジェクタ駆動回路の常開型スイッチ52が開かれる。これにより、図4(c)に示すごとくリターンスプリング55の復元力により弁体54は元の位置に戻り、出口側オリフィス49を閉止する。出口側オリフィス49の閉止後、背圧制御室46内に高圧燃料が充満して背圧が回復するので、リターンスプリング42の復元力によりノズルニードル41が弁座に着座する。それによって、噴射孔43と燃料溜まり45との連通状態が遮断され燃料の噴射が終了する。
【0027】
以上のように、背圧制御室46における背圧の下降または上昇などに要する時間のため、インジェクタ駆動回路内の常開型スイッチ52の開閉と、ノズルニードル41による噴射孔43の開閉との間には、時間的なずれが生じている。このため、図3に示すごとく、インジェクタ駆動回路の通電期間と燃料の実噴射期間との間には、タイムラグが生じている(#1気筒のみ図示)。そして、噴射期間とポンプ圧送期間との重複は、インジェクタ駆動回路の通電期間とポンプ圧送期間との関係から判断される。
【0028】
これによると、#1、#4気筒ではプランジャ#1によるポンプ圧送が行われている時にインジェクタ駆動回路の通電が行われ、#2、#5気筒ではポンプ圧送が行われていない時にインジェクタ駆動回路の通電が行われ、#3、#6気筒ではプランジャ#2によりポンプ圧送が行われている時にインジェクタ駆動回路の通電が行われる。よって#1、#3、#4、#6気筒が重複気筒となり、#2、#5気筒が非重複気筒となる。
【0029】
ECU13には、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置(ROM、RAM等のメモリ)、入力回路、出力回路、電源回路、ポンプ駆動回路、インジェクタ駆動回路およびDUTY発生回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ECU13は、図1に示すごとく各種センサからのセンサ信号が、A/D変換器でA/D変換された後に、ECU13に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。また、ECU13は、エンジン11をクランキングさせた後にエンジンキーをIG位置に戻して、イグニッションスイッチ(図示せず)がオン(ON)すると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、例えばサプライポンプ2やインジェクタ4等の各制御部品のアクチュエータを電子制御するように構成されている。
【0030】
マイクロコンピュータには、燃料圧力センサ35と、エンジンの運転状態または運転条件を検出する手段としてのクランク角度センサ16と、アクセル開度センサ17と、冷却水温センサ、燃料温度センサ等(冷却水温センサや燃料温度センサ等を一括して、その他センサ18と呼ぶ)とが接続されている。
クランク角度センサ16は、エンジン11のクランク軸14の回転角度を検出する。アクセル開度センサ17は、アクセル開度(ACCP)を検出する。冷却水温センサは、エンジン冷却水温(THW)を検出する。燃料温度センサは、サプライポンプ2への吸入側の燃料流路、もしくはインジェクタ4のリーク出口側の燃料流路における燃料温度(THF)を検出する。
【0031】
クランク角度センサ16は、エンジン11のクランク軸14、あるいはサプライポンプ2のポンプ駆動軸21に取り付けられたNEタイミングロータ(図示せず)の外周に対向するように設けられている。NEタイミングロータの外周面には、所定角度ごとに凸状歯が複数個配置されている。そして、クランク角度センサ16は電磁ピックアップ(図示せず)よりなり、NEタイミングロータの各凸状歯がクランク角度センサ16に対して接近離反することにより、図3のNEのトレンドに示すごとく、電磁誘導によってパルス状の回転位置信号(NEパルス信号)が出力される。そして、ECU13は、このNEパルス信号の間隔時間を計測することによって、エンジン回転速度(NE)を検出する。
【0032】
また、NEタイミングロータの凸状歯は、気筒判別において基準となる位置(#1気筒および#4気筒における噴射直前位置)では、他の凸状歯よりも幅広になっている。これにより、#1気筒および#4気筒のピストンが噴射直前位置に達したときには幅広のNEパルス信号が出力されるため、気筒判別カウンタによる気筒判別が可能になる。気筒判別は、ECU13が有する気筒判別カウンタ(図示せず)により行われる。
【0033】
気筒判別カウンタでは、NEパルス信号をカウントし、所定数だけカウントすると前回出力値に1だけプラスしてマイクロコンピュータに出力する。この所定数とは、NEタイミングロータにおいて、ある気筒の噴射直前位置から、次に噴射する気筒の噴射直前位置の間に存在する凸状歯の数である。そして、幅広のNEパルス信号が検出されたら、マイクロコンピュータへの出力値を0とする。これにより、#1気筒および#4気筒のピストンが噴射直前位置に達したときには0が出力され、#2気筒および#5気筒のピストンが噴射直前位置に達したときには1が出力され、#3気筒および#6気筒のピストンが噴射直前位置に達したときには2が出力される。したがって、重複気筒が噴射直前位置にあるときは0または2が出力され、非重複気筒が噴射直前位置にあるときは1が出力される。
【0034】
ECU13は、クランク角度センサ16によって検出されたエンジン回転速度(NE)とアクセル開度センサ17によって検出されたアクセル開度(ACCP)とに応じて設定される基本噴射量(QBASE)を算出する基本噴射量決定手段と、エンジン回転速度(NE)と基本噴射量(QBASE)とから指令噴射時期(TFIN)を算出する噴射時期決定手段と、基本噴射量(QBASE)と燃料圧力センサ35によって検出されるコモンレール圧力(NPC)とから指令噴射パルス時間(TQ)を算出する噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動回路を介して各気筒のインジェクタ4の電磁弁5にパルス状のインジェクタ駆動電流を印加するインジェクタ駆動手段などを有している。
なお、基本噴射量(QBASE)は、冷却水温センサおよび燃料温度センサ等からの入力値を加味して算出してもよく、指令噴射パルス時間(TQ)は、さらに直前コモンレール圧力を加味して、再算出してもよい。
【0035】
さらに、ECU13は、コモンレール圧力(NPC)を制御する燃料圧力制御手段を有している。燃料圧力制御手段では、まず基本噴射量(QBASE)とエンジン回転速度(NE)とから、エンジン11の運転条件又は運転状態に応じた最適なコモンレール圧力(目標燃料圧力:PFIN)を演算する。そして、この目標燃料圧力(PFIN)を達成するために、SCV28のソレノイドコイルに印加するSCV駆動電流を調整して、サプライポンプ2よりコモンレール3内へ圧送される燃料の圧送量を変更する。このように燃料圧力制御手段は、サプライポンプ2よりコモンレール3内へ圧送される燃料の圧送量を変更することにより、コモンレール圧力(NPC)を制御して、目標燃料圧力(PFIN)を達成する。
【0036】
さらに、より好ましくは、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、燃料圧力センサ35によって検出されるコモンレール圧力(NPC)が、目標燃料圧力(PFIN)と略一致するように、PID制御によってSCV28のソレノイドコイルに印加するSCV駆動電流をフィードバック制御することが望ましい。
なお、SCV駆動電流の制御は、デューティ(DUTY)制御により行うことが望ましい。すなわち、コモンレール圧力(NPC)と目標燃料圧力(PFIN)との偏差(E)に応じて単位時間当たりの制御パルス信号(パルス状のポンプ駆動信号)のオン/オフの割合(通電時間割合・DUTY比)を調整して、SCV28の弁体のリフト期間または弁孔の開口面積を変化させるDUTY制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能になる。これにより、目標燃料圧力(PFIN)に対する実燃料圧力(コモンレール圧力:NPC)の制御応答性及び追従性を改善することができる。
【0037】
〔第1実施形態の制御方法〕
次に、第1実施形態の制御方法を説明する。第1実施形態の制御方法では、サプライポンプ2の圧送量の変更を、SCV駆動電流のDUTY比を制御するDUTY制御により行う。このDUTY制御では、コモンレール圧力(NPC)が目標燃料圧力(PFIN)と略一致するように、PID制御によってフィードバック制御されている。そして、重複気筒と非重複気筒との実噴射量差を縮小するため、非重複気筒と重複気筒との直前コモンレール圧力の差(以降、ΔPと称する)に応じてDUTY比の補正を行っている。このDUTY比の補正により、ΔPに応じた圧送量の補正、すなわち圧送量補正手段としての機能が実行される。
以下、第1実施形態の制御方法を、図5に示すフローチャートに従って説明する。なお、図5の制御プログラムは、イグニッションスイッチがONとなった後に、所定のタイミングごとに繰り返される。
【0038】
まず、ECU6は、クランク角度センサ16によって検出されるエンジン回転速度(NE)、アクセル開度センサ17によって検出されるアクセル開度(ACCP)およびその他の入力信号(冷却水温、燃料温度センサなどの検出値)を取り込む(ステップS1)。そして、これらの入力値に基づき基本噴射量(QBASE)を算出し(ステップS2)、この基本噴射量(QBASE)とエンジン回転速度(NE)とに基づき、目標燃料圧力(PFIN)を算出する(ステップS3)。そして、この目標燃料圧力(PFIN)、基本噴射量(QBASE)、およびサプライポンプ2からの燃料のリーク量に基づいて、基本となるSCV駆動電流のDUTY比(駆動ベースDUTY)を算出する(ステップS4)。
【0039】
次に、駆動ベースDUTYのフィードバック補正を行う。まず、燃料圧力センサ35によって検出される実コモンレール圧力(NPC)を取り込む(ステップS5)。この実コモンレール圧力(NPC)に基づいて目標燃料圧力(PFIN)と実コモンレール圧力(NPC)との偏差(E=NPC−PFIN)を算出し、同時に、基本噴射量(QBASE)と実コモンレール圧力(NPC)とに基づいて指令噴射パルス時間(TQ)を算出する(ステップS6)。続いて、駆動ベースDUTYと偏差(E)に基づき、フィードバックゲイン(比例ゲインKp、積分ゲインKi、微分ゲインKd)を算出する(ステップS7)。この比例ゲインKp、積分ゲインKi、微分ゲインKdの値を用いて、数式1によりフィードバック補正量(FBDUTY)を算出する(ステップS8)。
【数1】
【0040】
そして、数式2により駆動ベースDUTYにフィードバック補正量(FBDUTY)を加算して、ΔPによる補正前の駆動DUTY(TFBASE)を求める(ステップS9)。
【数2】
【0041】
その後、基本噴射量(QBASE)とエンジン回転速度(NE)とに基づき、指令噴射時期(TFIN)を算出したのち(ステップS10)、直前コモンレール圧力(NPCM)を取り込む(ステップS11)。次に、気筒判別カウンタによる気筒判別を行う。そして気筒判別カウンタからの出力(CCYLN)が1のとき、すなわち非重複気筒が噴射直前位置にあるときはステップS13へ進む。CCYLNが0または2のとき、すなわち重複気筒が噴射直前位置にあるときはステップS14へ進む(ステップS12)。
まず、CCYLN=1の場合には、数式3によりΔPの計算の基準となる非重複気筒の直前コモンレール圧力(NPCL)を更新する(ステップS13)。
【数3】
【0042】
一方、CCYLN=0または2の場合には、重複気筒と非重複気筒との実噴射量差を縮小するため、ΔPに応じた駆動DUTY(TFBASE)の補正を行う。まず、重複気筒の直前コモンレール圧力と非重複気筒の直前コモンレール圧力(NPCL)との差(ΔP)を数式4により算出する(ステップS14)。そして、ステップS14と以下に述べるステップS15、S16とで、ΔPが低減するようにサプライポンプ2の圧送量を補正する圧送量補正手段としての機能が実行される。
【数4】
ΔP=NPCM−NPCL
【0043】
続いて、ΔPの値に応じた補正量(ΔTFE)を、図6に示すごとく、予め作成された特性マップを用いて算出する(ステップS15)。この特性マップは、駆動DUTYの補正量(ΔTFE)とΔPとの相関を示すものである。そして、ΔPが大きいほど、すなわちNPCMがNPCLに比べ大きいほど、ΔTFEはマイナス方向に大きくなっている。逆に、ΔPが小さいほど、すなわちNPCMがNPCLに比べ小さいほどプラス方向に大きくなっている。
最後に、数式5によりTFBASEにΔTFEを加算した値を、ΔPによる補正後の駆動DUTY(TFE)とする(ステップS16)。なお、CCYLN=1の場合には、TFBASEをTFEとする。
【数5】
【0044】
以上のフローチャートにより算出された駆動DUTY(TFE)は、DUTY発生回路にて所定の変換係数を用いて制御パルス信号に変換される。この制御パルス信号に変換されたSCV駆動電流が、ポンプ駆動回路を介してSCV28のソレノイドコイルに印加され、SCV28の弁体のリフト期間または弁孔の開口面積が調節される。これにより、サプライポンプ2の圧送量が変更される。
【0045】
〔第1実施形態の効果〕
以上のように、サプライポンプ2からコモンレール3への圧送量を変更することにより、コモンレール圧力を制御する燃料圧力制御手段を備えた蓄圧式燃料噴射装置1において、重複気筒の直前コモンレール圧力と非重複気筒の直前コモンレール圧力との圧力差(ΔP)に応じて算出した補正量で、圧送量を補正する。これにより、重複気筒の直前コモンレール圧力と非重複気筒の直前コモンレール圧力との圧力差を低減することができる。
【0046】
具体的には、#1気筒のΔP(ΔP1)は、図7に示すごとくマイナスの値になるのでDUTY比の補正量(ΔTFE)は、図6の特性マップよりプラスの値になり、駆動DUTYの値はΔTFEを加算しない場合に比べ大きくなる。このため、SCV28の弁体のリフト期間または弁孔の開口面積が大きくなるので、加圧室25内への燃料の吸入量が増える。これにより、図3に示すごとく、ΔTFEに対応して増加した吸入量に相当する時間(補正量1)だけ、ポンプ圧送の開始が早くなる。このため、圧送量が増え#1気筒の実噴射時のコモンレール圧力が増加する。したがって、#1気筒の実噴射時のコモンレール圧力を、#2気筒の実噴射時のコモンレール圧力に近づけることができる。
【0047】
一方、#3気筒のΔP(ΔP3)は、図7に示すごとくプラスの値になるのでDUTY比の補正量(ΔTFE)は、図6の特性マップよりマイナスの値になり、駆動DUTYの値はΔTFEを加算しない場合に比べ小さくなる。このため、SCV28の弁体のリフト期間または弁孔の開口面積が小さくなるので、加圧室25内への燃料の吸入量が減る。これにより、図3に示すごとく、ΔTFEに対応して減少した吸入量に相当する時間(補正量3)だけ、ポンプ圧送の開始が遅くなる。このため、圧送量が減り#3気筒の実噴射時のコモンレール圧力が減少する。したがって、#3気筒の実噴射時のコモンレール圧力を、#2気筒の実噴射時のコモンレール圧力に近づけることができる。
以上により、重複気筒(#1および#3気筒)と非重複気筒(#2気筒)の実噴射時のコモンレール圧力を近づけることができるので、気筒間圧力差を低減して気筒間の実噴射量差を縮小することができる。
【0048】
〔第2実施形態の構成〕
第2実施形態では、さらにECU13は、直前コモンレール圧力(NPCM)に応じた非重複気筒の噴射量(第1噴射量:Q2A)を算出する第1噴射量決定手段と、直前コモンレール圧力(NPCM)に応じた重複気筒の噴射量(第2噴射量:Q1A、Q3A)を算出する第2噴射量決定手段(Q1Aは#1、#4気筒に対応、Q3Aは#3、#6気筒に対応)と、ポンプ圧送による噴射量増分を基本噴射量(QBASE)と直前コモンレール圧力(NPCM)とに基づいて算出する噴射量増分決定手段とを有している。
【0049】
ECU13は、噴射量増分決定手段を2つ有している。一方は、#1、#4気筒の第1重複気筒群の噴射量増分を算出する手段であり、他方は、#3、#6気筒の第3重複気筒群の噴射量増分を算出する手段である。
第1重複気筒群は、図3に示すごとくプランジャ#1によるポンプ圧送の開始直後にインジェクタ駆動回路への通電が開始されている。一方、第3重複気筒群は、プランジャ#2によるポンプ圧送の終了直前にインジェクタ駆動回路への通電が開始される。これにより、第1重複気筒群と第3重複気筒群とは、噴射期間とポンプ圧送期間との重複状態が異なるので、ECU13は、各々の気筒群ごとに個別の噴射量増分決定手段を有している。
【0050】
〔第2実施形態の制御方法〕
次に、第2実施形態の制御方法を説明する。第2実施形態の制御方法では、ポンプ圧送期間と噴射期間との重複状態が異なる重複気筒間で、実噴射量差を縮小するため、重複状態が異なる第1重複気筒群および第3重複気筒群ごとに個別の噴射量増分決定手段によって、ポンプ圧送による噴射量増分を算出している。そして、重複気筒の直前コモンレール圧力に応じた噴射量と噴射量増分の和が、非重複気筒の直前コモンレール圧力に応じた噴射量に近づくように、駆動DUTYの補正を行っている。すなわち、第2実施形態の制御方法では、重複気筒の直前コモンレール圧力に応じた噴射量と噴射量増分の和と、非重複気筒の直前コモンレール圧力に応じた噴射量との差に応じて、圧送量補正手段の機能を実行するか否かを判断する(このような判断を実行する機能を補正要否判定手段とする)。そして、差の絶対値が所定値よりも大きいときに、第1実施形態と同様の圧送量補正手段の機能を実行し、ΔPが低減するように圧送量を補正する。以下、第2実施形態の制御方法を、図8に示すフローチャートに従って説明する。
【0051】
まず、ECU13は、クランク角度センサ16によって検出されるエンジン回転速度(NE)、アクセル開度センサ17によって検出されるアクセル開度(ACCP)およびその他の入力信号(冷却水温、燃料温度などの検出値)を取り込む(ステップS21)。次に、燃料圧力センサ35によって検出される実コモンレール圧力(NPC)を取り込む(ステップS22)。そして、エンジン回転速度(NE)、アクセル開度(ACCP)およびその他の入力信号に基づき基本噴射量(QBASE)を算出する(ステップS23)。次に、この基本噴射量(QBASE)とエンジン回転速度(NE)とに基づき目標燃料圧力(PFIN)を算出し、同時に、基本噴射量(QBASE)と実コモンレール圧力(NPC)とに基づいて指令噴射パルス時間(TQ)を算出する(ステップS24)。
【0052】
そして、この目標燃料圧力(PFIN)、基本噴射量(QBASE)、およびサプライポンプ2からの燃料のリーク量に基づいて、ΔPによる補正前の駆動DUTY(TFBASE)を算出する(ステップS25)。なお、TFBASEの算出では、第1実施形態の制御方法において示したのと同様の方法でフィードバック補正を行い、駆動ベースDUTYにフィードバック補正量(FBDUTY)を加算することにより、TFBASEを算出してもよい。
次に、気筒判別カウンタにより、気筒判別を行う。そして気筒判別カウンタからの出力(CCYLN)が1のとき、すなわち非重複気筒が噴射直前位置にあるときはステップS27へ行く。CCYLNが0または2のとき、すなわち重複気筒が噴射直前位置にあるときはステップS31へ行く(ステップS26)。
【0053】
まず、CCYLN=1の場合には、基本噴射量(QBASE)とエンジン回転速度(NE)とに基づき、指令噴射時期(TFIN)を算出したのち(ステップS27)、直前コモンレール圧力(NPCM)を取り込む(ステップS28)。この直前コモンレール圧力(NPCM)と基本噴射量(QBASE)とに基づいて、非重複気筒の直前コモンレール圧力に応じた第1噴射量(Q2A)を算出する(ステップS29)。そして、数式6によりΔPの計算の基準となる非重複気筒の直前コモンレール圧力(NPCL)を更新する(ステップS30)。
【数6】
【0054】
一方、CCYLN=0または2の場合には、重複気筒と非重複気筒との実噴射量差、およびポンプ圧送期間と噴射期間との重複状態が異なる非重複気筒間での実噴射量差を縮小するため、重複状態の異なる重複気筒群ごとにポンプ圧送による噴射量増分を算出し、これに応じて駆動DUTY(TFBASE)の補正を行う。
【0055】
まず、第1重複気筒群(#1、#4気筒)の駆動DUTYの補正量(ΔTFE1)、および第3重複気筒群(#3、#6気筒)の駆動DUTYの補正量(ΔTFE3)について、初期値を0にする(ステップS31)。次に、基本噴射量(QBASE)とエンジン回転速度(NE)とに基づき指令噴射時期(TFIN)を算出し(ステップS32)、気筒判別カウンタによる気筒群判別を行う。そして気筒判別カウンタからの出力(CCYLN)が0のとき、すなわち第1重複気筒群の気筒が噴射直前位置にあるときはステップS34へ進む。CCYLNが2のとき、すなわち第3重複気筒群の気筒が噴射直前位置にあるときはステップS41へ進む(ステップS33)。
【0056】
CCYLN=0の場合には、まず数式7によりTFBASEにΔTFE1を加算した値を、ΔPによる補正後の駆動DUTY(TFE1)とする(ステップS34)。
【数7】
【0057】
次に、直前コモンレール圧力(NPCM)を取り込む(ステップS35)。この直前コモンレール圧力(NPCM)と基本噴射量(QBASE)とに基づいて、第1重複気筒群の直前コモンレール圧力に応じた第2噴射量(Q1A)と、ポンプ圧送による噴射量増分(Q1B)を算出する(ステップS36)。なお、噴射量増分(Q1B)は、図9に示す特性マップから算出される。この特性マップは、第1重複気筒群における噴射量増分(Q1B)と基本噴射量(QBASE)および直前コモンレール圧力(NPCM)との相関を示すものである。
【0058】
次に、第1重複気筒群の直前コモンレール圧力に応じた第2噴射量(Q1A)および噴射量増分(Q1B)の和と、非重複気筒の直前コモンレール圧力に応じた第1噴射量(Q2A)との差の絶対値(ABS1)を、数式8により算出する(ステップS37)。
【数8】
【0059】
そして、このABS1が所定値(CONST1)以下であれば、制御プログラムを終了し、CONST1以上であれば駆動DUTYの補正量(ΔTFE1)を算出するためステップS39へ進む(ステップS38)。すなわち、ステップS38は、補正要否判定手段の機能を実行するものである。
ΔTFE1の算出は、図6の特性マップを用いて第1実施形態における補正量(ΔTFE)の算出と同様の方法により行う。まず、重複気筒の直前コモンレール圧力と非重複気筒の直前コモンレール圧力(NPCL)との差(ΔP)を数式9により算出する(ステップS39)。
【数9】
ΔP=NPCM−NPCL
【0060】
続いて、ΔPの値に応じたΔTFE1を、図6に示す特性マップを用いて求める(ステップS40)。そして、ステップS34に戻り、新たに求めたΔTFE1を用いて数式7により、ΔPによる補正後の駆動DUTY(TFE1)を、再算出する。すなわち、ステップS34、S39、S40は、圧送量補正手段の機能を実行するものである。
以降、ABS1がCONST1以下になるまで、このルーチンが繰り返される。
【0061】
CCYLN=2の場合も、ステップS41〜S47において、ステップS34〜S40と同様の方法により、駆動DUTYの補正量(ΔTFE3)およびΔPによる補正後の駆動DUTY(TFE3)が算出される。すなわち、第3重複気筒群の直前コモンレール圧力に応じた第2噴射量(Q3A)および噴射量増分(Q3B)の和と、非重複気筒の直前コモンレール圧力に応じた第1噴射量(Q2A)との差の絶対値(ABS3)が所定値(CONST3)以下になるまで、ΔTFE3およびTFE3が算出される。なお、噴射量増分(Q3B)の算出には、図9に示す第1重複気筒群の特性マップと別個の第3重複気筒群の特性マップが用いられる。
なお、CCYLN=2の場合、ステップ45が補正要否判定手段の機能を実行するものであり、ステップS41、S46、S47が圧送量補正手段の機能を実行するものである。
【0062】
以上のフローチャートにより算出された駆動DUTY(TFE1、TFE3)は、DUTY発生回路にて所定の変換係数を用いて制御パルス信号に変換される。この制御パルス信号に変換されたSCV駆動電流が、ポンプ駆動回路を介してSCV28のソレノイドコイルに印加され、SCV28の弁体のリフト期間または弁孔の開口面積が調節される。これにより、サプライポンプ2の圧送量が変更される。
【0063】
〔第2実施形態の効果〕
以上のように、サプライポンプ2からコモンレール3への圧送量を変更することによりコモンレール圧力を制御する燃料圧力制御手段を備えた蓄圧式燃料噴射装置1において、重複気筒のポンプ圧送による噴射量増分を、重複状態が異なる第1重複気筒群および第3重複気筒群ごとに算出し、この噴射量増分(Q1B、Q3B)および直前コモンレール圧力に応じて算出される第2噴射量(Q1A、Q3A)の和と、非重複気筒の直前コモンレール圧力に応じて算出される第1噴射量(Q2A)との差の絶対値(ABS1、ABS3)が、所定値(CONST1、CONST3)以下となるように、圧送量を補正する。なお、補正量は、重複気筒の直前コモンレール圧力と非重複気筒の直前コモンレール圧力との圧力差(ΔP)に応じて算出される。
これにより、非重複気筒と重複気筒との気筒間圧力差だけでなく、重複状態が異なる重複気筒群同士の気筒間圧力差をも低減することができるので、重複状態が異なる重複気筒群同士でも実噴射量差を縮小することができる。
【0064】
すなわち、第2実施形態の補正を実施しない場合には、図10(a)に示すごとく、#1気筒、#2気筒、および#3気筒の実噴射量は、互いに大きく異なっていた。なお、図10(a)では、#1気筒の第2噴射量に対応する実噴射量分をQ1Aで表し、#1気筒の噴射量増分に対応する実噴射量分をQ1Bで表している。同様に、#3気筒の第2噴射量に対応する実噴射量分をQ3Aで表し、#3気筒の噴射量増分に対応する実噴射量分をQ3Bで表している。また、第2気筒については、実噴射量はすべて第1噴射量に対応すると考えQ2Aのみで表している。
【0065】
これに対し、第2実施形態の補正を実施すると、図10(b)に示すごとく、#1気筒および#3気筒の実噴射量を、#2気筒の実噴射量に一致させることができる。なお、図10(b)では、#1気筒の補正実施後の第2噴射量に対応する実噴射量分をQ1A′で表し、#1気筒の補正実施後の噴射量増分に対応する実噴射量分をQ1B′で表している。同様に、#3気筒の補正実施後の第2噴射量に対応する実噴射量分をQ3A′で表し、#3気筒の補正実施後の噴射量増分に対応する実噴射量分をQ3B′で表している。
【0066】
また、第2実施形態の補正を実施しない場合は図11(a)に示すごとく、#1気筒、#2気筒、および#3気筒の噴射率は、互いに大きく異なっていた。しかし、第2実施形態の補正を実施すると、図11(b)に示すごとく、#1気筒、#2気筒、および#3気筒の噴射率を、互いに一致させることができる。なお、噴射率とは、全実噴射量に占める単位時間あたりの実噴射量の割合を示すものである。
【0067】
〔他の実施形態〕
本実施形態では、SCV駆動電流のDUTY比をΔPに基づいて補正することにより、圧送量を補正しているが、SCV28の弁体のリフト期間または開口面積を、直接、ΔPに基づいて補正することにより、圧送量を補正してもよい。また、SCV駆動電流の値そのものを、ΔPに基づいて補正することにより、圧送量を補正してもよく、圧送期間、圧送開始時期、または圧送開始角度(例えば、制御基準位置からのクランク軸14の回転角度)を、ΔPに基づいて補正することにより、圧送量を補正してもよい。実コモンレール圧力(NPC)を目標燃料圧力(PFIN)に略一致させるためのフィードバック補正は、SCV駆動電流のDUTY比に対して行ってもよく、SCV28の弁体のリフト期間または開口面積に対して行ってもよく、SCV駆動電流の値に対して行ってもよく、圧送期間、圧送開始時期、または圧送開始角度(例えば、制御基準位置からのクランク軸14の回転角度)に対して行ってもよい。
【0068】
また、目標圧送量(目標吐出量)をΔPに基づいて補正することにより、圧送量を補正してもよい。なお、目標吐出量は、実コモンレール圧力(NPC)が目標燃料圧力(PFIN)と略一致するように、要求吐出量をフィードバック補正することで算出されたものである。要求吐出量は、基本噴射量などに対応して求められた噴射量、サプライポンプ2からの燃料のリーク量、および目標燃料圧力(PFIN)に応じて算出される。
さらに、要求吐出量をΔPに基づいて補正することにより、圧送量を補正してもよい。実コモンレール圧力(NPC)を目標燃料圧力(PFIN)に略一致させるためのフィードバック補正は、SCV駆動電流のDUTY比に対して行ってもよく、SCV28の弁体のリフト期間または開口面積に対して行ってもよく、SCV駆動電流の値に対して行ってもよく、圧送期間、圧送開始時期、または圧送開始角度(例えば、制御基準位置からのクランク軸14の回転角度)に対して行ってもよい。
【0069】
本実施形態では、インジェクタ駆動回路の通電とポンプ圧送が重複しない#2、#5気筒の直前コモンレール圧力を基準に、圧送量の補正を行ったが、いずれの気筒の直前コモンレール圧力を基準に、圧送量の補正を行ってもよい。例えば、第1実施形態において、#1、#4気筒を基準にする場合は、#1、#4気筒の直前コモンレール圧力と#2、#5気筒または#3、#6気筒の直前コモンレール圧力との圧力差に応じて、圧送量を補正してもよい。あるいは、第2実施形態において、#1、#4気筒を基準にする場合は、噴射量増分を#2、#5気筒または#3、#6気筒について算出し、#2、#5気筒または#3、#6気筒の噴射量および噴射量増分の合計と#1、#4気筒の噴射量との差を求め、その絶対値が所定値以下となるように圧送量を補正してもよい。
【0070】
第2実施形態では、ECU13は噴射量増分決定手段を2つ有していたが、1つ有しているだけでもよい。すなわち、1つの噴射量増分決定手段で、第1重複気筒群および第3重複気筒群の噴射量増分を算出してもよい。
第2実施形態では、噴射量増分は基本噴射量(QBASE)と直前コモンレール圧力(NPCM)とに基づいて算出されたが、基本噴射量(QBASE)のみに基づいて算出してもよく、直前コモンレール圧力(NPCM)のみに基づいて算出してもよい。また重複気筒と非重複気筒との直前コモンレール圧力の差(ΔP)に基づいて算出してもよい。
【0071】
第2実施形態では、ECU13は第1噴射量決定手段、第2噴射量決定手段、および噴射量増分決定手段を有していたが、これらのかわりに、非重複気筒の直前コモンレール圧力に基づいて算出した噴射期間を第1噴射期間とする第1噴射期間決定手段、重複気筒の直前コモンレール圧力に基づいて算出した噴射期間を第2噴射期間とする第2噴射期間決定手段、および重複気筒へのポンプ圧送による噴射量増分に対応する噴射期間増分を重複気筒への直前コモンレール圧力に基づいて算出する噴射期間増分決定手段を有していてもよい。そして、第2噴射期間および噴射期間増分の合計と第1噴射期間との差を求め、その絶対値が所定値以下となるように圧送量を補正してもよい。
【0072】
また、噴射期間増分決定手段を2以上備え、ポンプ圧送期間と噴射期間との重複状態が異なる2以上の重複気筒群ごとに噴射期間増分決定手段が備えられていてもよい。また、噴射期間増分は基本噴射量と直前コモンレール圧力とに基づいて算出してもよく、基本噴射量のみに基づいて算出してもよいし、重複気筒と非重複気筒との直前コモンレール圧力の差(ΔP)に基づいて算出してもよい。
【0073】
さらに、噴射量および噴射量増分のかわりに噴射期間および噴射期間増分を算出する場合にも、いずれの気筒の直前コモンレール圧力を基準に、補正を行ってもよい。例えば、#1、#4気筒を基準にする場合は、噴射期間増分を#2、#5気筒または#3、#6気筒について算出し、#2、#5気筒または#3、#6気筒の噴射期間および噴射期間増分の合計と#1、#4気筒の噴射期間との差を求め、その絶対値が所定値以下となるように圧送量を補正してもよい。
【0074】
本実施形態では、指令噴射パルス時間(TQ)を算出する際に用いられるコモンレール圧力(NPC)は、TQ算出の直前に取り込まれた値であったが、TQ算出直前までの所定の時間間隔における移動平均値であってもよい。
本実施形態では、指令噴射時期(TFIN)をエンジン回転速度(NE)と基本噴射量(QBASE)とから算出しているが、インジェクタ駆動回路の通電開始から実噴射開始までの遅れ時間(TDM)を考慮して算出してもよい。
本実施形態では、基本噴射量(QBASE)とコモンレール圧力(NPC)とから指令噴射パルス時間(TQ)を算出しているが、遅れ時間(TDM)を考慮して算出してもよい。この遅れ時間(TDM)は、直前コモンレール圧力(NPCM)に基づいて算出してもよく、先に検出したコモンレール圧力(NPC)に基づいて算出してもよい。また、指令噴射パルス時間(TQ)を直前コモンレール圧力(NPCM)に基づいて、再度、算出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。
【図2】サプライポンプの構成図である。
【図3】エンジン回転速度、コモンレール圧力、#1気筒のインジェクタ駆動回路の通電および実噴射の状態、およびサプライポンプのプランジャ#1、#2の位相の推移を示すトレンド図である。
【図4】インジェクタの作動状態を示した説明図である。
【図5】第1実施形態の制御方法を示したフローチャートである。
【図6】ΔPと駆動DUTYの補正量との相関を示す特性マップである。
【図7】非重複気筒と重複気筒との燃料噴射直前のコモンレール圧力の差(ΔP)を示した説明図である。
【図8】第2実施形態の制御方法を示したフローチャートである。
【図9】非重複気筒への燃料噴射直前のコモンレール圧力および基本噴射量とポンプ圧送による噴射量増分との相関を示す特性マップである。
【図10】第2実施形態における気筒間の実噴射量差の改善を示した説明図である。
【図11】第2実施形態における噴射率の改善を示した説明図である。
【符号の説明】
1 蓄圧式燃料噴射装置
11 エンジン(内燃機関)
13 ECU(燃料圧力制御手段、第1噴射量決定手段、第2噴射量決定手段)2 サプライポンプ(燃料供給ポンプ)
28 SCV(吸入調量弁)
3 コモンレール
35 燃料圧力センサ(燃料圧力検出手段)
4 インジェクタ(燃料噴射弁)
5 電磁弁
Claims (8)
- 燃料噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
内燃機関により駆動されて、吸入した燃料を加圧して前記コモンレール内に圧送する燃料供給ポンプと、
前記内燃機関の各気筒に搭載された燃料噴射弁と、
前記コモンレール内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
この燃料圧力検出手段によって検出される前記コモンレール内の燃料圧力を、前記燃料供給ポンプより圧送される燃料の圧送量を変更することにより制御する燃料圧力制御手段とを備えた蓄圧式燃料噴射装置であって、
前記燃料圧力制御手段は、
前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複する重複気筒への燃料噴射直前の前記コモンレール内の燃料圧力と、
前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複しない非重複気筒への燃料噴射直前の前記コモンレール内の燃料圧力との圧力差を求めるとともに、前記圧力差が低減するように圧送量を補正する圧送量補正手段を有することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 - 請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
前記圧送量の補正量は、前記圧力差が大きいほど、その絶対値は大きくなることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 - 燃料噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
内燃機関により駆動されて、吸入した燃料を加圧して前記コモンレール内に圧送する燃料供給ポンプと、
前記内燃機関の各気筒に搭載された燃料噴射弁と、
前記コモンレール内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複しない非重複気筒への燃料噴射直前における前記コモンレール内の燃料圧力に応じて算出した噴射量を第1噴射量とする第1噴射量決定手段と、
前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複する重複気筒への燃料噴射直前における前記コモンレール内の燃料圧力に応じて算出した噴射量を第2噴射量とする第2噴射量決定手段と、
前記重複気筒へのポンプ圧送による噴射量増分を算出する噴射量増分決定手段と、
前記燃料圧力検出手段によって検出される前記コモンレール内の燃料圧力を、前記燃料供給ポンプより圧送される燃料の圧送量を変更することにより制御する燃料圧力制御手段とを備えた蓄圧式燃料噴射装置であって、
前記燃料圧力制御手段は、
前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複する重複気筒への燃料噴射直前の前記コモンレール内の燃料圧力と、前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複しない非重複気筒への燃料噴射直前の前記コモンレール内の燃料圧力との圧力差を求めるとともに、前記圧力差が低減するように圧送量を補正する圧送量補正手段と、
前記第2噴射量決定手段により算出された第2噴射量、および前記噴射量増分決定手段により算出された噴射量増分の合計と、
前記第1噴射量決定手段により算出された第1噴射量との差に応じて、前記圧送量補正手段により圧送量を補正するか否かを判断する補正要否判定手段とを有することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 - 請求項3に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
前記内燃機関の運転条件に応じて基本噴射量を算出する基本噴射量決定手段を備え、
前記噴射量増分決定手段は、前記基本噴射量決定手段により算出される基本噴射量と、前記重複気筒への燃料噴射直前の前記コモンレール内の燃料圧力とに応じて噴射量増分を算出することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 - 請求項4に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
前記噴射量増分決定手段を2以上備え、
前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間との重複状態が異なる2以上の重複気筒群ごとに前記噴射量増分決定手段が備えられていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 - 燃料噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
内燃機関により駆動されて、吸入した燃料を加圧して前記コモンレール内に圧送する燃料供給ポンプと、
前記内燃機関の各気筒に搭載された燃料噴射弁と、
前記コモンレール内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複しない非重複気筒への燃料噴射直前における前記コモンレール内の燃料圧力に応じて算出した噴射期間を第1噴射期間とする第1噴射期間決定手段と、
前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複する重複気筒への燃料噴射直前における前記コモンレール内の燃料圧力に応じて算出した噴射期間を第2噴射期間とする第2噴射期間決定手段と、
前記重複気筒へのポンプ圧送による噴射量増分に対応する噴射期間増分を、前記重複気筒への燃料噴射直前の前記コモンレール内の燃料圧力に応じて算出する噴射期間増分決定手段と、
前記燃料圧力検出手段によって検出される前記コモンレール内の燃料圧力を、前記燃料供給ポンプより圧送される燃料の圧送量を変更することにより制御する燃料圧力制御手段とを備えた蓄圧式燃料噴射装置であって、
前記燃料圧力制御手段は、
前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複する重複気筒への燃料噴射直前の前記コモンレール内の燃料圧力と、前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複しない非重複気筒への燃料噴射直前の前記コモンレール内の燃料圧力との圧力差を求めるとともに、前記圧力差が低減するように圧送量を補正する圧送量補正手段と、
前記第2噴射期間決定手段により算出された第2噴射期間、および前記噴射期間増分決定手段により算出された噴射期間増分の合計と、
前記第1噴射期間決定手段により算出された第1噴射期間との差に応じて、前記圧送量補正手段により圧送量を補正するか否かを判断する補正要否判定手段とを有することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 - 請求項6に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
前記内燃機関の運転条件に応じて基本噴射量を算出する基本噴射量決定手段を備え、
前記噴射期間増分決定手段は、前記基本噴射量決定手段により算出される基本噴射量と、前記重複気筒への燃料噴射直前の前記コモンレール内の燃料圧力とに応じて噴射期間増分を算出することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 - 請求項7に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
前記噴射期間増分決定手段を2以上備え、
前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間との重複状態が異なる2以上の重複気筒群ごとに前記噴射期間増分決定手段が備えられていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
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