JP4969611B2 - High pressure fuel pump control device for internal combustion engine - Google Patents
High pressure fuel pump control device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4969611B2 JP4969611B2 JP2009147175A JP2009147175A JP4969611B2 JP 4969611 B2 JP4969611 B2 JP 4969611B2 JP 2009147175 A JP2009147175 A JP 2009147175A JP 2009147175 A JP2009147175 A JP 2009147175A JP 4969611 B2 JP4969611 B2 JP 4969611B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle
- control
- fuel
- pump
- energization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title description 166
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title description 51
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 43
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010044048 Tooth missing Diseases 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の装置に係り、特に高圧燃料ポンプを備えた高圧燃料供給装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine device mounted on an automobile or the like, and more particularly to a high pressure fuel supply device including a high pressure fuel pump.
現在の自動車は、環境保全の観点から自動車の排出ガスに含まれる一酸化炭素(CO),炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)等の排出ガス物質の削減が求められており、これらの削減を目的として、筒内噴射エンジンの開発が行われている。筒内噴射エンジンは、燃料噴射弁による燃料噴射を気筒の燃焼室内に直接行うものであり、燃料噴射弁から噴射される燃料の粒径を小さくさせることによって噴射燃料の燃焼を促進し、排出ガス物質の削減及びエンジン出力の向上等を図っている。 Current automobiles are required to reduce exhaust gas substances such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx) contained in automobile exhaust gas from the viewpoint of environmental conservation. In-cylinder injection engines have been developed for the purpose of reducing this. An in-cylinder injection engine performs fuel injection by a fuel injection valve directly into a combustion chamber of a cylinder, promotes combustion of injected fuel by reducing the particle size of fuel injected from the fuel injection valve, and emits exhaust gas. It aims to reduce substances and improve engine output.
ここで、燃料噴射弁から噴射される燃料の粒径を小さくするためには燃料の高圧化を図る手段が必要になり、燃料噴射弁に高圧の燃料を圧送する高圧燃料ポンプの技術が各種提案されている。 Here, in order to reduce the particle size of the fuel injected from the fuel injection valve, a means for increasing the pressure of the fuel is required, and various proposals have been made on the technology of a high-pressure fuel pump that pumps high-pressure fuel to the fuel injection valve. Has been.
例えば、特許文献1においては、ノーマルクローズ型の電磁弁を備えた高圧燃料ポンプにかかる技術が提案されている。
For example,
ノーマルクローズ型の電磁弁を備えた高圧燃料ポンプは、高圧燃料ポンプ制御装置内位相演算部で適切な通電開始・終了要求位相を演算し、制御装置内駆動信号出力部において要求位相通りに通電開始,終了を実施しなければ意図しない蓄圧室(以下、コモンレールと呼ぶ)内の昇圧・降圧が発生し、最適な燃焼を実現するために目標とする燃料圧力とならず燃焼の安定性および排出ガス性能の悪化を招く。 A high-pressure fuel pump equipped with a normally-closed solenoid valve calculates an appropriate energization start / end request phase in the high-pressure fuel pump control unit phase calculation unit, and starts energization according to the required phase in the control unit drive signal output unit. , Unintended pressure increase / decrease in the accumulator chamber (hereinafter referred to as common rail) will occur unless it is terminated. Combustion stability and exhaust gas will not be the target fuel pressure to achieve optimal combustion. Incurs performance degradation.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ノーマルクローズ型の電磁弁を備えた高圧燃料ポンプ装置において、制御装置内位相演算部で適切な通電開始・終了要求位相を演算し、制御装置内駆動信号出力部において要求位相通りに通電開始,終了を実施することにより燃料システムの安定化、燃焼の安定化及び排出ガス性能の改善に貢献する内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to appropriately start energization in a control unit phase calculation unit in a high-pressure fuel pump device including a normally closed electromagnetic valve. The internal combustion engine contributes to stabilization of the fuel system, stabilization of combustion, and improvement of exhaust gas performance by calculating the end request phase and starting and stopping energization according to the required phase in the drive signal output unit in the control device. A high-pressure fuel pump control device is provided.
流体の吸入通路と、流体の吐出通路と、前記吸入通路と前記吐出通路とを繋ぐ加圧室と、前記加圧室内の流体を前記吐出通路に圧送する加圧部材と、前記吐出通路内に設けられた吐出弁と、前記吸入通路内に設けられ、通電時に開弁する電磁弁とを有するポンプを制御する制御装置において、前記電磁弁の駆動信号に対する要求値は、ON信号出力かつ/またはOFF信号出力予定位相の規定タイミング前に再度前記駆動信号に対する要求値を演算することを特徴とする内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置を提供する。 A suction passage of the fluid, and a discharge passage of the fluid, the compression chamber connecting said discharge passage and said suction passage, a pressure member for pumping fluid in the pressure chamber to the discharge passage, the discharge passage and provided with a discharge valve, wherein provided in the suction passage, the control apparatus for controlling a pump having a solenoid valve which opens when energized, demand values for the drive signal of the solenoid valve, oN signal output and / or Provided is a high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine, wherein a required value for the drive signal is calculated again before a predetermined timing of an OFF signal output scheduled phase.
本発明にかかる内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置は、制御装置内位相演算部で適切な通電開始・終了要求位相を演算し、制御装置内駆動信号出力部において要求位相通りに通電開始,終了を実施することが可能となるので、燃料システムの安定化,燃焼の安定化及び排出ガス性能の改善に貢献することができる。 The high-pressure fuel pump control device for an internal combustion engine according to the present invention calculates an appropriate energization start / end request phase in the in-control device phase calculation unit, and the energization start / end in accordance with the requested phase in the in-control device drive signal output unit. Since it can be implemented, it can contribute to stabilization of the fuel system, stabilization of combustion, and improvement of exhaust gas performance.
以下、図面に基づき本発明の内燃機関における高圧燃料供給制御装置の一実施形態について説明する。図1は、本実施形態の筒内噴射エンジン507の制御システム全体構成を示したものである。筒内噴射エンジン507は4気筒からなるが、ここではその中のひとつについて説明する。シリンダ507bに導入する空気は、エアクリーナ502の入口部から取り入れられ、空気流量計(エアフロセンサ503)を通り、吸気流量を制御する電制スロットル弁505aが収容されたスロットルボディ505を通ってコレクタ506に入る。コレクタ506に吸入された空気は、筒内噴射エンジン507の各シリンダ507bに接続された各吸気管501に分配された後、ピストン507a,シリンダ507b等によって形成される燃焼室507cに導かれる。また、エアフロセンサ503からは、吸気流量を表す信号が本実施形態の高圧燃料ポンプ制御装置を有するエンジン制御装置(コントロールユニット515)に出力されている。さらに、スロットルボディ505には、電制スロットル弁505aの開度を検出するスロットルセンサ504が取り付けられており、その信号もコントロールユニット515に出力されるようになっている。
Hereinafter, an embodiment of a high pressure fuel supply control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of the control system of the
一方、ガソリン等の燃料は、燃料タンク50から低圧燃料ポンプ51により一次加圧されて燃圧レギュレータ52により一定の圧力(例えば3kg/cm2)に調圧されるとともに、後述する高圧燃料ポンプ1でより高い圧力(例えば50kg/cm2)に2次加圧され、コモンレール53を介して各シリンダ507bに設けられている燃料噴射弁(以下、インジェクタ54と呼ぶ)から燃焼室507cに噴射される。燃焼室507cに噴射された燃料は、点火コイル522で高電圧化された点火信号により点火プラグ508で着火される。
On the other hand, fuel such as gasoline is primarily pressurized from a
筒内噴射エンジン507のクランク軸507dに取り付けられたクランク角センサ(以下ポジションセンサ516と呼ぶ)は、クランク軸507dの回転位置を表す信号をコントロールユニット515に出力する。また、排気弁526の開閉タイミングを可変にする機構に備えられたカム軸(図示省略)に取り付けられたカム角センサ(以下フェーズセンサ511と呼ぶ)は、カム軸の回転位置を表す角度信号をコントロールユニット515に出力するとともに、排気弁526のカム軸の回転に伴って回転する高圧燃料ポンプ1のポンプ駆動カム100の回転位置を表す角度信号をもコントロールユニット515に出力する。
A crank angle sensor (hereinafter referred to as a position sensor 516) attached to the
コントロールユニット515の主要部を図2に示す。コントロールユニット515は、MPU603,EP−ROM602,RAM604及びA/D変換器を含むI/OLSI601等で構成され、ポジションセンサ516,フェーズセンサ511,水温センサ517,アクセルセンサ(図示省略),空燃比センサ518,エアフロセンサ503,燃圧センサ56,イグニションスイッチ(図示せず)を含む各種のセンサ等からの信号を入力として取り込む。その後、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号をアクチュエータである高圧ポンプソレノイド200,低圧燃料ポンプ51,各インジェクタ54,点火コイル522,電制スロットル弁505a等に供給して、燃料吐出量の制御,燃料噴射量の制御及び点火時期の制御等を実行するものである。
The main part of the
図3は、高圧燃料ポンプ1を備えた燃料系システムの全体構成図を示し、図4は、高圧燃料ポンプ1の縦断面図を示している。
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a fuel system including the high-
高圧燃料ポンプ1は、燃料タンク50からの燃料を加圧してコモンレール53に高圧の燃料を圧送するものであり、燃料吸入通路10,燃料吐出通路11,燃料加圧室12が形成されている。燃料加圧室12には、加圧部材であるプランジャ2が摺動可能に保持されている。燃料吐出通路11には、下流側の高圧燃料を加圧室に逆流させないために燃料吐出弁6が設けられている。また、燃料吸入通路10には、燃料の吸入を制御する電磁弁8が設けられている。電磁弁8はノーマルクローズ型の電磁弁であり、非通電時に閉弁方向に力が作用し、通電時には開弁方向に力が作用する。
The high-
燃料は、燃料タンク50から低圧燃料ポンプ51にて高圧燃料ポンプ1の燃料導入口(燃料吸入通路10につながる)に、燃圧レギュレータ52によって一定の圧力に調圧されて導かれる。その後、高圧燃料ポンプ1にて加圧され、燃料吐出通路を経て燃料吐出口からコモンレール53に圧送される。
The fuel is led from the
コモンレール53には、インジェクタ54(本実施例では4つ),燃圧センサ56,圧力調整弁(以下リリーフ弁55と呼ぶ)が装着されている。リリーフ弁55はコモンレール53内の燃料圧力が所定値を超えた際に開弁し、高圧配管系の破損を防止する。
The
インジェクタ54は、エンジンの気筒毎に装着されており、コントロールユニット515から与えられる駆動電流(制御信号)に従って燃料を噴射する。燃圧センサ56は取得した圧力データをコントロールユニット515に出力する。コントロールユニット515は各種センサから得られるエンジン状態量(例えばクランク回転角,スロットル開度,エンジン回転数,燃料圧力等)に基づいて適切な噴射燃料量や燃料圧力等を演算し、ポンプ1やインジェクタ54を制御する。
The
プランジャ2は、エンジン507における排気弁526のカム軸の回転に伴って回転するポンプ駆動カム100に圧接されたリフタ3を介して往復運動し、燃料加圧室12の容積を変化させている。プランジャ2が下降して加圧室12の容積が拡大すると、電磁弁8が開弁し、燃料吸入通路10から加圧室12に燃料が流入する。このプランジャ2が下降する行程を以下、吸入行程と記す。プランジャ2が上昇し、電磁弁8が閉弁すると、加圧室12内の燃料は昇圧され、燃料吐出弁6を押し開けてコモンレール53へ圧送される。燃料吐出弁6は、逆止弁となっており、コモンレール53から燃料吐出通路に向けて燃料が流れることはない構造となっている。このプランジャ2が上昇する行程を以下、圧縮行程と記す。
The
図5は、高圧燃料ポンプ1の動作タイミングチャートを示している。なお、ポンプ駆動カム100で駆動するプランジャ2の実際のストローク(実位置)は、図6の下図に示すような曲線になるが、上死点と下死点の位置を分かり易くするために、以下、プランジャ2のストロークを図6の上図のごとく直線的に表すこととする。
FIG. 5 shows an operation timing chart of the high-
圧縮行程中に電磁弁8が閉じれば、吸入行程中に加圧室12に吸入された燃料は加圧され、コモンレール53側へ吐出される。また、燃料吸入通路10内の圧力は、コモンレール53内の圧力よりも低いため、圧縮行程中に電磁弁8が開弁していれば、その間、燃料は吸入通路10側へ押し戻され、加圧室12内の燃料はコモンレール53側へは吐出されない。このように、ポンプ1の燃料吐出は電磁弁8の開閉によって操作される。電磁弁8の開閉はコントロールユニット515によって制御される。
If the electromagnetic valve 8 is closed during the compression stroke, the fuel sucked into the pressurizing
電磁弁8は弁体5、弁体5を閉弁方向に付勢するばね92,ソレノイド200,アンカ91を構成部品として有する。ソレノイド200に電流が流れると、アンカ91に電磁力が発生して図中右側に引き寄せられ、アンカ91と一体に形成された弁体5が開弁する。ソレノイド200に電流が流れないと、弁体5を閉弁方向に付勢するばね92により、弁体5は閉じる。電磁弁8は駆動電流を流さない状態で閉弁する構造の弁であるため、ノーマルクローズ型の電磁弁と称する。
The electromagnetic valve 8 includes a
吸入行程中は、燃料加圧室12の圧力が燃料吸入通路10の圧力よりも低くなり、その圧力差によって吸入通路10内にある燃料が弁体5を押し開け、燃料が加圧室12に吸入される。このとき、ばね92は弁体5が閉弁方向に引っ張られるように設置するが、圧力差により、燃料が弁体を押し開けられるように設計されているここで、ソレノイド200に駆動電流を流せば、弁体5は更に開弁しやすくなる。
During the intake stroke, the pressure in the
一方、圧縮行程中は加圧室12の圧力の方が吸入通路10よりも高くなるため、弁体5は、圧力差により、閉弁方向に力を受ける。ここで、ソレノイド200に駆動電流が流れていなければ、弁体5を閉弁方向に付勢するばね力などにより、弁体5は閉弁する。一方、ソレノイド200に駆動電流が流れ十分な磁気吸引力が発生していれば、磁気吸引力により弁体5は開弁する。
On the other hand, the pressure in the pressurizing
よって、吸入行程中に電磁弁8のソレノイド200に駆動電流を与え始め、圧縮行程中も与え続けると、弁体5は開弁した状態で保持される。その間、加圧室12内の燃料は燃料吸入通路10に逆流するため、燃料はコモンレール内へ圧送されない。一方、圧縮行程中あるタイミングで駆動電流を与えるのを止めると、弁体5は閉弁し、加圧室12内の燃料が加圧され、吐出通路11側へ吐出される。駆動電流を与えるのを止めるタイミングが早いと、加圧される燃料の容量が大きく、タイミングが遅いと、加圧される燃料の容量が小さくなる。よって、コントロールユニット515は弁体5が閉じるタイミングを制御することにより、ポンプ1の吐出流量を制御することができる。
Therefore, when the drive current starts to be applied to the
さらに、燃圧センサ56の信号に基づき、コントロールユニット515にて適切な通電OFFタイミングを演算し、ソレノイド200をコントロールすることにより、コモンレール53の圧力を目標値にフィードバック制御させることができる。
Further, the
図7は、高圧燃料ポンプ制御装置を有するコントロールユニット515のMPU603が実施する高圧燃料ポンプ1の制御ブロック図の一態様である。高圧燃料ポンプ制御装置は、燃圧センサ56からの信号をフィルタ処理して実燃圧を出力する燃圧入力処理手段701,エンジン回転数と負荷とからその動作点に最適な目標燃圧を算出する目標燃圧算出手段702,実燃圧と目標燃圧とからポンプの吐出流量を制御するための位相パラメータを演算するポンプ制御角度算出手段703,バッテリ電圧とエンジン回転数とからポンプの駆動信号であるデューティ信号のパラメータを演算するポンプ制御DUTY算出手段704,筒内噴射エンジン507の状態を判定してポンプ制御モードを遷移させるポンプ状態遷移判定手段705,ソレノイド200にデューティ信号から生成される電流を与えるソレノイド駆動手段706から構成される。
FIG. 7 is an example of a control block diagram of the high-
図8にポンプ制御角度算出手段703の一態様を示す。ポンプ制御角度算出手段703は、通電開始角度算出手段801および通電終了角度算出手段802から構成される。
FIG. 8 shows an aspect of the pump control
図9に通電開始角度算出手段801の一態様を示す。エンジン回転数とバッテリ電圧とを入力とした基本通電開始角度算出マップ901から基本通電開始角度STANGMAPを演算し、ポンプ駆動カム軸の可変バルブタイミング機構による位相差EXCAMADV分を補正することにより通電開始角度STANGを演算する。
FIG. 9 shows one mode of the energization start angle calculation means 801. The basic energization start angle STANGMAP is calculated from the basic energization start
可変バルブタイミング機構による位相差の補正は、動作角0位置に対して進角側に動作する場合は、減算をし、遅角側に動作する可変バルブタイミング機構であれば加算する。本実施例では、遅角側に動作する可変バルブタイミング機構を前提とする。以下、ポンプ制御位相パラメータにおいて、可変バルブタイミング機構による位相差補正が必要な部分は同様の考え方である。
The correction of the phase difference by the variable valve timing mechanism is performed by subtracting when operating on the advance side with respect to the
図10に、基本通電開始角度STANGMAPの設定方法について示す。基本通電開始角度STANGMAPは、可変バルブタイミング機構による位相差が0のときには、通電開始角度STANGと等しい。本ポンプはノーマルクローズ式であるため、ポンププランジャ下死点までに電磁弁8を開弁することが可能となる力が働いていなければ、電磁弁8は閉弁し全吐出となる。 FIG. 10 shows a method for setting the basic energization start angle STANGMAP. The basic energization start angle STANGMAP is equal to the energization start angle STANG when the phase difference due to the variable valve timing mechanism is zero. Since this pump is of a normally closed type, if there is no force that can open the solenoid valve 8 by the bottom dead center of the pump plunger, the solenoid valve 8 is closed and full discharge is performed.
プランジャ2により燃料加圧室12内の燃料を加圧するタイミングが、弁を開弁するタイミングよりも早い場合、駆動電流により弁を開く力よりも、燃料加圧室12と燃料吸入通路10との圧力差により弁を閉じる力のほうが大きくなるため(特に燃料がガソリンの場合、プランジャ2の上昇により燃料加圧室12内の圧力は即座に上昇する)、開弁することができなくなる。これは、駆動電流により弁を開弁させる力は、それほど大きくすることはできないことによる。このような状況下では、コントロールユニット515で演算された燃料の吐出量にかかわらず、プランジャ2の上昇により燃料加圧室内に吸入された燃料は全て吐出弁を押し開けコモンレール53内に流入することになる。
When the timing at which the fuel in the
このため、通電開始角度を内燃機関の運転状態に応じて正確に制御しなければ意図しない昇圧状態が発生し、燃焼状態の悪化を招き排出ガス性能が悪化する。このため、本発明者は通電開始角度の制御精度向上手段に注目している。また、通電開始角度を可変とせず、画一的にポンププランジャ上死点から通電を開始した場合には、必要以上の電磁弁開弁力発生時間を与えることとなり、ポンプソレノイドの消費電力増大,発熱量増加に繋がる。 For this reason, if the energization start angle is not accurately controlled in accordance with the operating state of the internal combustion engine, an unintended boosted state occurs, leading to deterioration of the combustion state and exhaust gas performance. For this reason, the inventor pays attention to means for improving the control accuracy of the energization start angle. Also, if the energization start angle is not made variable and energization is started from the top dead center of the pump plunger, it will give more electromagnetic valve opening force generation time than necessary, increasing the power consumption of the pump solenoid, This leads to an increase in the calorific value.
開弁することが可能となる力は、回転数に比例して大きくなり、プランジャ2による燃料加圧室12内の昇圧が行われる前であれば、閉弁方向にはたらく力に勝る程度の力である。よって、ソレノイドに発生する力は電流に比例するので、ポンプ下死点までにソレノイド200に一定値以上の電流が流れている必要がある。その一定値に到達するまでの時間は、ソレノイド200に対する電源であるバッテリの電圧に依存し、その一定値は回転数に依存するので、基本通電開始角度算出マップ901には、エンジン回転数とバッテリ電圧とを入力する。
The force capable of opening the valve increases in proportion to the rotational speed, and is a force that is superior to the force that works in the valve closing direction before the pressure in the
また、ソレノイド200に流れる電流が一定値まで到達する時間は、吸入行程期間以内であることが前述のポンプの動作特性上必要である。よって、通電開始角度範囲すなわちON信号の出力を要求される角度範囲は、基本的にはポンプ吸入行程中内となる。
In addition, the time required for the current flowing through the
加えて、ポンプ駆動カムには組付け時の位相バラツキがある。このため、ポンプが最進角側のバラツキを持つ場合でもポンプ下死点までにソレノイド200に一定値以上の電流が流れるように設定することにより、カム組付けがバラツキを持つ場合でも意図しない昇圧状態を回避できる。バラツキを考慮する設定方法としては、基本通電開始角度STANGMAPにバラツキ分込みで設定する方法がある。
In addition, the pump drive cam has phase variations during assembly. For this reason, even when the pump has a variation on the most advanced angle side, by setting so that a current of a certain value or more flows through the
図11に通電終了角度算出手段802の一態様を示す。本ポンプは、通電終了角度を変化させることにより吐出量が制御される。インジェクタによる噴射量とエンジン回転数を入力とした基本角度マップ1101より基本角度BASANGを演算する。BASANGは、定常運転状態における要求吐出量を吐出に対応する閉弁角度を設定する。
FIG. 11 shows an aspect of the energization end
図12に、基本角度BASANGの設定方法について示す。図12は閉弁タイミングに対する高圧燃料ポンプ吐出量を表した図である。本ポンプは、電磁弁閉弁タイミングがプランジャ上死点に近づくほど吐出量が減少する。また、高圧燃料ポンプの吐出量は、エンジン回転数に応じて吐出効率が異なるため、変化する。よって、基本角度BASANGは回転数により変化する。このため、インジェクタによる噴射量とエンジン回転数を入力としたマップより基本角度BASANGを演算することにより制御応答性を高めることが可能となる。 FIG. 12 shows a method for setting the basic angle BASANG. FIG. 12 is a diagram showing the discharge amount of the high-pressure fuel pump with respect to the valve closing timing. In this pump, the discharge amount decreases as the solenoid valve closing timing approaches the top dead center of the plunger. Further, the discharge amount of the high-pressure fuel pump changes because the discharge efficiency varies depending on the engine speed. Therefore, the basic angle BASANG changes depending on the rotation speed. For this reason, it is possible to improve control responsiveness by calculating the basic angle BASANG from a map in which the injection amount by the injector and the engine speed are input.
燃圧F/B制御演算部1102では、目標燃圧と実燃圧より演算されたF/B分を基本角度BASANGに加算することにより基準角度REFANGを演算する。基準角度REFANGは、可変バルブタイミング動作が無いと仮定した場合の、基準REFからの電磁弁8を閉弁したい角度を示している。ここで基準REFとは、位相制御の基準点となる位置である。コントロールユニット515において、要求された位相に出力を実施するためには基準点の設定が必要である。
The fuel pressure F / B
基準角度REFANGに、REFANGとエンジン回転数を入力とした閉弁遅れ演算マップ1103より演算した閉弁遅れPUMDLYと可変バルブタイミング動作角を加減算することにより通電終了角度OFFANGを演算する。ここで閉弁遅れPUMDLYにREFANGとエンジン回転数を用いるのは、閉弁タイミングと回転数によってポンプ内に発生する流体力が異なるためである。
The energization end angle OFFANG is calculated by adding / subtracting the valve closing delay PUMDLY and the variable valve timing operating angle calculated from the valve closing
また、OFFANGは、出力強制終了角度CPOFFANGを上限値に持つ。CPOFFANGは、回転数とバッテリ電圧を入力としたマップ値より可変バルブタイミング動作角を加算した値である。 OFFANG has an output forcible end angle CPOFFANG as an upper limit value. CPOFFANG is a value obtained by adding the variable valve timing operating angle from the map value having the rotational speed and the battery voltage as inputs.
図13に、出力強制終了角度CPOFFANGの設定方法について示す。CPOFFANGの目的は、通電を止めた場合においても無吐出になる角度領域は通電を止め、消費電力の低減・ソレノイド200の発熱防止を図る目的である。このため、出力強制終了角度CPOFFANGを運転条件に応じて精度良く制御することが必要である。図13に示すように上死点以前に駆動信号を停止しても閉弁遅れがあるため上死点付近まで開弁し、ポンプは無吐出運転となる。
FIG. 13 shows a method for setting the forced output end angle CPOFFANG. The purpose of CPOFFANG is to stop energization in an angular region where no discharge occurs even when energization is stopped, thereby reducing power consumption and preventing the
出力強制終了角度CPOFFANGは、ポンプ無吐出運転を要求される燃料カット時にも使用し、この角度でソレノイドへの通電を終了する。このことにより、ソレノイド200へ全通電制御することにより無吐出運転状態をつくることよりも消費電力を低減し、ソレノイド200の発熱防止も図ることが可能となる。
The output forced end angle CPOFFANG is also used at the time of fuel cut where pump non-discharge operation is required, and the energization to the solenoid is ended at this angle. As a result, it is possible to reduce power consumption and prevent the
図14に、ポンプ状態遷移判定手段705の一態様を表す状態遷移図を示す。制御ブロックは、A制御,B制御,フィードバック制御(以下F/B制御と記す),燃料カット中制御(以下F/C中制御と記す)から構成される。
FIG. 14 is a state transition diagram showing an aspect of the pump state
A制御は、デフォルト制御であり、もし始動時においてエンジンが回転中である場合、ポンプは全吐出を実施する。B制御は、コモンレール内の残圧が高い場合においてREF信号認識前の昇圧防止を目的としている。F/B制御は、目標燃圧となるように制御することを目的とし、F/C中制御はF/C中におけるコモンレール内燃圧の昇圧防止を目的として、圧送を停止する。 The A control is a default control, and if the engine is rotating at start-up, the pump performs full discharge. The purpose of the B control is to prevent a boost before the REF signal is recognized when the residual pressure in the common rail is high. The F / B control is aimed at controlling to the target fuel pressure, and the F / C control is stopped for the purpose of preventing the common rail internal combustion pressure from being raised during F / C.
まず、イグニッションスイッチがOFFからONになり、コントロールユニット515のMPU603がリセット状態になると、A制御ブロック1402である無通電制御状態になり、ポンプ状態変数:PUMPMD=0とし、ソレノイド200に対する通電は行われない。
First, when the ignition switch is switched from OFF to ON and the
次に、スタータスイッチがONになり、エンジン507がクランキング状態となってクランク角信号CRANKを検出し、コモンレール53内の燃圧が高い場合、条件1が成立してB制御ブロック1403である等間隔通電制御状態に遷移し、ポンプ状態変数:PUMPMD=1とする。ここで、B制御ブロック1403は、クランク角信号CRANKのパルスは検出しているものの、REF信号であるプランジャ2のストロークの認識は行われておらず、未だクランク角信号CRANKとカム角信号CAMとのプランジャ位相が確定されていない状態であり、すなわち高圧燃料ポンプ1のプランジャ2が下死点位置に来るタイミングを認識できない状態である。
Next, when the starter switch is turned on, the
そして、クランキング状態が初期から中期に入り、クランク角信号CRANKとカム角信号CAMとのプランジャ位相が確定し、基準REFを生成可能な運転状態になると、条件3が成立してF/B制御ブロック1404に遷移し、ポンプ状態変数:PUMPMD=2とするとともに、燃圧入力処理手段701で算出された実燃圧が、目標燃圧算出手段702で算出された目標燃圧となるようにソレノイド制御信号を出力する。図19に基準REF生成方法の一例を示す。クランク角センサ信号には歯欠け部分(通常のクランク角センサ信号間隔より間隔を広くした部分)が存在する。エンジン始動時から初回歯欠け認識時のクランク角センサを基準REFとし、以後一定角度毎にクランク角センサ値から基準REFを生成する。歯欠け認識はクランク角センサ入力間隔より判定する。
Then, when the cranking state starts from the initial stage to the middle stage, the plunger phase of the crank angle signal CRANK and the cam angle signal CAM is determined, and the operation state in which the reference REF can be generated is established, the
なお、B制御中にプランジャ位相が確定せずREF信号が生成できない場合等は条件2が成立し、A制御に遷移する。
If the plunger phase is not determined during the B control and the REF signal cannot be generated, the
また、スタータスイッチがONになり、エンジン507がクランキング状態となって、コモンレール53内の燃圧が低い場合、A制御を実施することにより昇圧を促進し、ポンプ基準REFが生成されており、かつ目標燃圧とコモンレール内燃圧が収束しつつあると条件4が成立し、F/B制御ブロック1404に遷移する。これは、ポンプ基準REFが生成されている場合においても、目標燃圧と比較してコモンレール内燃圧が大幅に低い場合にはA制御を継続した方がポンプは全吐出をするので、昇圧を促進することが可能となるためである。
In addition, when the starter switch is turned on, the
以降、エンストが発生しない限り、F/B制御ブロック1404が継続する。しかし、F/B制御ブロック1404において、車両の減速等による燃料カットが生ずる場合には、インジェクタ54による燃料噴射は行われず、コモンレール53からの燃料量の減少がないので、条件5が成立してF/C中制御ブロック1405に遷移し、ポンプ状態変数:PUMPMD=3とし、高圧燃料ポンプ1からコモンレール53への燃料圧送が止まる。なお、F/C中制御ブロック1405からは、燃料カットの終了により条件6が成立してF/B制御ブロック1404に遷移し、通常のフィードバック制御に戻る。
Thereafter, the F /
なお、F/B制御、またはF/C中制御中にコントロールユニット515がエンストを認識すると条件7が成立し、A制御ブロック1402に遷移する。
If the
図15に、F/B制御中におけるソレノイド200への通電信号のタイムチャートを示す。通電開始角度STANGから通電終了角度OFFANGまでオープン電流制御デューティを出力する。オープン電流制御デューティは、初期通電時間TPUMONおよび初期通電後のデューティにより構成される。ここで、初期通電時間TPUMONおよび初期通電後のデューティ比PUMDTYは、ポンプ制御DUTY算出手段704内で演算する。図18にポンプ制御DUTY算出手段704内での演算の一例を示す。初期通電時間TPUMONは、バッテリ電圧とエンジン回転数のマップ(ブロック1801)により演算される。
FIG. 15 shows a time chart of the energization signal to the
また、デューティ比PUMDTYは、回転数とバッテリ電圧のマップ(ブロック1802)から演算される。 The duty ratio PUMDTY is calculated from a map of the rotational speed and the battery voltage (block 1802).
初期通電時間TPUMONおよびデューティ比PUMDTYは、運転状態を示すパラメータである回転数およびバッテリ電圧より演算される。このため制御精度向上には、運転状態の正確な把握が必要であるため常に設定可能な最新値を使用することが良い。 The initial energization time TPUMON and the duty ratio PUMDTY are calculated from the rotation speed and the battery voltage, which are parameters indicating the operating state. For this reason, in order to improve the control accuracy, it is necessary to use the latest value that can always be set because it is necessary to accurately grasp the operating state.
図16に、コントロールユニット515による燃圧の制御に対するソレノイド制御信号の通電開始角度STANG及び通電終了角度OFFANGに用いられる各パラメータを示したものである。
FIG. 16 shows parameters used for the energization start angle STANG and the energization end angle OFFANG of the solenoid control signal for the control of the fuel pressure by the
CRANK信号とCAM信号に基づいて生成される基準REFと、プランジャ2のストロークからソレノイド信号の通電開始角度STANG及び通電終了角度OFFANGが設定され、まず、通電開始角度STANGは、図9に記したようにエンジン回転数とバッテリ電圧を入力としたマップ値にポンプ駆動カム軸の可変バルブタイミング機構による位相差を補正することにより演算する。
The energization start angle STANG and the energization end angle OFFANG of the solenoid signal are set from the reference REF generated based on the CRANK signal and the CAM signal and the stroke of the
また、通電終了角度OFFANGは、式1のように求めることができる。
Further, the energization end angle OFFANG can be obtained as shown in
OFFANG=REFANG+EXCAMADV−PUMDLY (式1)
ここで、REFANGは基準角度であり、式2のように求めることができる。
OFFANG = REFANG + EXCAMADV-PUMDLY (Formula 1)
Here, REFANG is a reference angle and can be obtained as shown in
REFANG=BASANG+FBGAIN (式2)
ここで、BASANGは基本角度であり、エンジン507の運転状態に基づいて基本角度マップ1101(図11)で演算される。EXCAMADVはカム作動角であり、可変バルブタイミングの動作角に相当する。PUMDLYはポンプ遅れ角度であり、FBGAINは、フィードバック分である。
REFANG = BASANG + FBGAIN (Formula 2)
Here, BASANG is a basic angle, and is calculated by a basic angle map 1101 (FIG. 11) based on the operating state of the
図17に各制御状態における、ソレノイド200に対する通電信号を示す。A制御中は、ソレノイド200に通電を実施しない。B制御中は、B制御許可時から初回基準REFまでオープン電流制御デューティを出力する。F/B制御中は、通電開始角度STANGから通電終了角度OFFANGまでオープン電流制御デューティを出力する。F/C中制御中は、通電開始角度STANGから強制通電終了角度CPOFFANGまでオープン電流制御デューティを出力する。
FIG. 17 shows energization signals for the
図10に対する説明中で記したように、通電開始角度を正確に制御することは重要である。通電開始角度の制御精度向上には、以下の対応が必要である。 As described in the description of FIG. 10, it is important to accurately control the energization start angle. The following measures are necessary to improve the control accuracy of the energization start angle.
(1)通電開始角度STANGの演算精度を向上させる。
(2)要求値として演算した通電開始角度STANGと実際の出力開始角度との誤差を小さくする。
(1) Improve the calculation accuracy of the energization start angle STANG.
(2) The error between the energization start angle STANG calculated as the required value and the actual output start angle is reduced.
上記(1)への対応の第一の実施例を図20に示す。図20は、基準REFとプランジャ変位の関係を示している。基準REFを通電開始角度設定範囲の直前(最進角位相)のクランク角信号上に配置することにより演算精度を向上させる。これは、基準REFにおいて、そのときの運転状態に基づいた通電開始角度要求値を決定するので、基準REFと通電開始角度設定範囲が離れていると、運転状態の変化を受けやすく、通電開始時には運転状態が変わっている(要求値が変わっている)可能性があるからである。クランク角信号上に配置するのは、回転数の変動等の影響を受けずに、常に同一位相を基準とするためである。また、カム角センサ出力をポンプ駆動カム上死点に配置することにより、クランク角センサが故障した場合においても、カム角センサ出力を利用することにより通電開始角度の制御精度を保つことが可能となる。 FIG. 20 shows a first embodiment corresponding to the above (1). FIG. 20 shows the relationship between the reference REF and the plunger displacement. Arranging the reference REF on the crank angle signal immediately before the energization start angle setting range (the most advanced angle phase) improves the calculation accuracy. This is because, in the reference REF, the energization start angle request value based on the operation state at that time is determined. Therefore, if the reference REF is away from the energization start angle setting range, the operation state is easily changed. This is because there is a possibility that the operating state has changed (the required value has changed). The reason why it is arranged on the crank angle signal is that it is always based on the same phase without being affected by fluctuations in the rotational speed. In addition, by arranging the cam angle sensor output at the top dead center of the pump drive cam, it is possible to maintain the control accuracy of the energization start angle by using the cam angle sensor output even when the crank angle sensor fails. Become.
本実施例では、通電開始位置を重要なパラメータとして取り扱うことによりシステム性能の向上を図り、そのためには基準REFをポンプの圧縮行程に配置することが必要であることを見出している。 In the present embodiment, it has been found that the system performance is improved by handling the energization start position as an important parameter, and for that purpose, it is necessary to arrange the reference REF in the compression stroke of the pump.
通電開始角度設定範囲は、ポンプ動作特性から要求される範囲に加えて、可変バルブタイミング最大動作角、およびセンサおよびカム取り付けバラツキ分を加えた範囲となる。図23にポンプ動作特性から要求される通電開始角度設定範囲および出力強制終了角度設定範囲を示す。通電開始角度設定範囲は、ポンプ動作特性上、基本的にはプランジャ上死点後から運転状態に応じて決定される範囲となる。一方、出力強制終了角度設定範囲は、ポンプ動作特性上、プランジャ上死点前から運転状態に応じて決定される範囲となる。 The energization start angle setting range is a range obtained by adding the variable valve timing maximum operating angle and the sensor and cam mounting variation in addition to the range required from the pump operating characteristics. FIG. 23 shows the energization start angle setting range and the output forced end angle setting range required from the pump operating characteristics. The energization start angle setting range is basically a range determined in accordance with the operation state after the top dead center of the plunger in terms of pump operation characteristics. On the other hand, the output forced end angle setting range is a range determined according to the operation state from before the top dead center of the plunger due to the pump operation characteristics.
加えて、精度向上のため、基準REF間に通電開始要求位相範囲が収まることが良い。これは通電開始要求位相範囲の途中に基準REFが存在すると、基準REFより進角側の範囲は、一つ前からの基準REFでの決定値を使わなくてはならず制御精度が落ちる。加えて、基準REFにおいて、手前のREFからの要求値か今回の基準REFからの要求値かの切換え制御が必要となり、コントロールユニットの演算負荷を圧迫し、かつ制御精度が落ちる。 In addition, in order to improve accuracy, it is preferable that the energization start requested phase range falls within the reference REF. If the reference REF exists in the middle of the energization start requested phase range, the range advanced from the reference REF must use the decision value of the reference REF from the previous one, and the control accuracy is lowered. In addition, in the reference REF, it is necessary to control whether the required value from the previous REF or the current reference REF is switched, which imposes a calculation load on the control unit and lowers the control accuracy.
図21は、可変バルブタイミングが進角側に動くカムとポンプ駆動カムが同一システムの場合を示した図である。この場合も、通電開始角度設定範囲は、ポンプ特性から要求される範囲に加えて、可変バルブタイミング最大動作角およびセンサおよびカム取り付けバラツキ分を加えた範囲となり、前述した理由で基準REFは通電開始角度設定範囲の直前(最進角位相)のクランク角信号上に配置するのが良く、基準REFは圧縮行程上となる。 FIG. 21 is a diagram showing a case where the cam in which the variable valve timing moves to the advance side and the pump drive cam are in the same system. In this case as well, the energization start angle setting range is a range obtained by adding the variable valve timing maximum operating angle and the sensor and cam mounting variation in addition to the range required from the pump characteristics. It is preferable to arrange it on the crank angle signal immediately before the angle setting range (the most advanced angle phase), and the reference REF is on the compression stroke.
同様に出力強制終了角度についても演算精度を向上させる必要があることは、図13に対する説明中で記している。出力強制終了角度演算精度向上手段の一実施例を図22に示す。図22は、基準REFとプランジャ変位の関係を示している。基準REFを出力強制終了角度設定範囲の直前(最進角位相)に配置することにより演算精度を向上させる。これは、基準REFにおいて、そのときの運転状態に基づいた出力強制終了角度要求値を決定するので、基準REFと出力強制終了角度設定範囲が離れていると、運転状態の変化を受けやすく、出力強制終了時には運転状態が変わっている(要求値が変わっている)可能性があるからである。 Similarly, the fact that it is necessary to improve the calculation accuracy for the forced output end angle is described in the explanation for FIG. An embodiment of the means for improving the output forced end angle calculation accuracy is shown in FIG. FIG. 22 shows the relationship between the reference REF and the plunger displacement. Arranging the reference REF immediately before the output forced end angle setting range (the most advanced angle phase) improves the calculation accuracy. This is because, in the reference REF, the output forced end angle request value is determined based on the operation state at that time. Therefore, if the reference REF and the output forcible end angle setting range are separated from each other, the operation state is likely to be changed. This is because there is a possibility that the operating state has changed (the required value has changed) at the time of forced termination.
出力強制終了角度設定範囲は、ポンプ動作特性から要求される範囲に加えて、可変バルブタイミング最大動作角範囲を加えた範囲となる。また、センサおよびカム取り付けバラツキ分を考慮しても良い。 The output forced end angle setting range is a range obtained by adding the variable valve timing maximum operating angle range in addition to the range required from the pump operating characteristics. Also, sensor and cam mounting variation may be taken into consideration.
また、図22のように基準REFを出力強制終了角度設定範囲の直前(最進角位相)に配置し、通電開始角度と通電終了角度の基準REFに同一の信号を使うことにより、基準REFの近傍に精度の必要な通電開始角度設定範囲および出力強制終了角度設定範囲を配置することが可能となり、同一の信号を利用することにより、ポンプ制御方法を簡易化することが可能となり、演算負荷の低減を図ることが可能となる。 Further, as shown in FIG. 22, the reference REF is arranged immediately before the output forced end angle setting range (the most advanced angle phase), and the same signal is used for the reference REF of the energization start angle and the energization end angle, thereby It is possible to place the energization start angle setting range and the output forced end angle setting range that require accuracy in the vicinity. By using the same signal, the pump control method can be simplified, and the calculation load can be reduced. Reduction can be achieved.
上記(1)への対応の第二の実施例を図24に示す。通電開始角度演算方法を示したタイムチャートである。基準REF時において、通電開始角度(仮値)および通電開始角度再演算タイミングを設定する。ここで、通電開始角度(仮値)とは、基準REF前の定時周期(例えば10ms周期)タイミングで演算された通電開始角度である。通電開始角度再演算タイミングは、通電開始角度(仮値)より演算する。通電開始角度再演算タイミングを設定する目的は、通電開始時期直前の運転状態を認識することを目的とする。このため、通電開始角度再演算タイミングは、通電開始角度(仮値)以前に設定する。通電開始角度(仮値)と通電開始角度再演算タイミングとの間隔は、通電開始角度(仮値)までに最演算が終了する時間以上に設定する。時間の代わりとしてクランク角信号を使用しても良い。 FIG. 24 shows a second embodiment corresponding to the above (1). It is a time chart which showed the energization start angle calculation method. At the time of the reference REF, the energization start angle (temporary value) and the energization start angle recalculation timing are set. Here, the energization start angle (temporary value) is an energization start angle calculated at a fixed cycle (for example, 10 ms cycle) timing before the reference REF. The energization start angle recalculation timing is calculated from the energization start angle (temporary value). The purpose of setting the energization start angle recalculation timing is to recognize the operating state immediately before the energization start time. For this reason, the energization start angle recalculation timing is set before the energization start angle (temporary value). The interval between the energization start angle (temporary value) and the energization start angle recalculation timing is set to be equal to or longer than the time when the maximum calculation is completed before the energization start angle (temporary value). A crank angle signal may be used instead of time.
次に通電開始角度再演算タイミング時に、再度通電開始角度を演算し、設定する。本演算により基準REF後の定時周期(例えば10ms周期)タイミングで演算された通電開始角度を反映することが可能となり、通電開始角度の演算精度を向上することが可能となる。 Next, the energization start angle is calculated and set again at the energization start angle recalculation timing. By this calculation, it is possible to reflect the energization start angle calculated at a fixed period (for example, 10 ms period) after the reference REF, and it is possible to improve the calculation accuracy of the energization start angle.
同様の制御を通電終了角度演算にも実施することにより、通電終了角度においても演算精度を向上することが可能となる。 By performing the same control for the energization end angle calculation, it is possible to improve the calculation accuracy at the energization end angle.
図25は、通電開始角度再演算タイミング時に、再度演算した通電開始角度が通電開始角度再演算タイミングより以前の要求値だった場合および通電終了角度再演算タイミング時に、再度演算した通電終了角度が通電終了角度再演算タイミングより以前の要求値だった場合のタイムチャートである。通電開始角度再演算タイミング時に、再度演算した通電開始角度が通電開始角度再演算タイミングより以前の要求値だった場合、即時に通電を開始する。通電終了角度再演算タイミング時に、再度演算した通電終了角度が通電終了角度再演算タイミングより以前の要求値だった場合、即時に通電を終了する。 FIG. 25 shows the case where the recalculated energization end angle is the energization end angle when the recalculated energization start angle is the requested value before the energization start angle recalculation timing and at the energization end angle recalculation timing. It is a time chart when it is a required value before the end angle recalculation timing. When the energization start angle calculated again at the energization start angle recalculation timing is a request value before the energization start angle recalculation timing, energization is immediately started. When the energization end angle calculated again at the energization end angle recalculation timing is a request value before the energization end angle recalculation timing, energization is immediately terminated.
上記(2)への対応の実施例を図26に示す。要求値として演算した通電開始角度STANGと実際の出力開始角度との誤差を小さくするために、角度+時間制御を実施する。角度+時間制御についての説明を図27に示す。角度+時間制御では、クランク角センサから所定クランク角度間隔において出力されるクランク信号(例えば10deg)を基にして制御角度を設定する。図27は、基準REF時に通電開始角度STANG=33degを要求された場合の制御方法を示している。クランク信号毎にカウントアップされるカウンタ:ONCANTが3になったとき(=基準REFから30degの距離になったとき)、残り3deg分をONCNT=2中の時間Aより3deg分の時間を設定する。つまり、本実施例では
3deg分=時間A×0.3 (式3)
となる。前記クランク信号毎にカウントアップするカウンタによる設定方法を角度制御、3deg分の設定方法を時間制御と呼ぶ。角度+時間制御は、時間制御のみと比較して、回転数急変時において制御精度が高い。
An embodiment corresponding to the above (2) is shown in FIG. In order to reduce the error between the energization start angle STANG calculated as the required value and the actual output start angle, angle + time control is performed. An explanation of the angle + time control is shown in FIG. In the angle + time control, the control angle is set based on a crank signal (for example, 10 deg) output at a predetermined crank angle interval from the crank angle sensor. FIG. 27 shows a control method when the energization start angle STANG = 33 deg is requested at the time of the reference REF. Counter counted up for each crank signal: When ONCANT becomes 3 (= 30 deg from the reference REF), the remaining 3 deg is set to 3 deg from the time A in ONCNT = 2. . That is, in this embodiment, 3 deg = time A × 0.3 (formula 3)
It becomes. A setting method using a counter that counts up for each crank signal is referred to as angle control, and a setting method for 3 deg is referred to as time control. The angle + time control has higher control accuracy at the time of sudden change in the rotation speed than the time control alone.
本ノーマルクローズ式吸入弁を備えた高圧燃料ポンプ1では、通電終了角度の制御精度も必要である。このため、通電終了制御に対しても角度+時間制御を実施する。つまり、本高圧燃料ポンプの通電開始および通電終了は、角度+時間制御とする。加えて、本高圧燃料ポンプの制御において、通電開始角度および出力強制終了角度が重要である。このため、図28に示すように通電開始角度設定範囲および出力強制終了角度設定範囲上には歯欠けが存在しないようにクランク角センサ信号とポンプ駆動カム位相の配置を実施する。
これは、歯欠け上では、クランク角信号が無いため時間制御の期間が長くなり、制御精度が低下するためである。
In the high-
This is because when there is no tooth, there is no crank angle signal, the time control period becomes longer, and the control accuracy is lowered.
図32および図33は、通電開始角度のみを角度+時間制御とし、通電終了角度を時間制御とした場合の実施例について記している。本実施例では、最も重要なパラメータである通電開始角度のみを角度+時間制御とすることにより、制御精度を確保している。コントロールユニット515内のMPU603の演算負荷を抑制したい場合、図32および図33に示す実施例が適している。
FIGS. 32 and 33 show an embodiment in which only the energization start angle is set to angle + time control and the energization end angle is set to time control. In this embodiment, only the energization start angle, which is the most important parameter, is set to angle + time control to ensure control accuracy. When it is desired to suppress the calculation load of the
図29は、通電中にポンプ制御角度設定タイミングである基準REFが入ってきた場合のタイムチャートを示す。シーン1は次回基準REF時においての通電終了角度OFFANGの要求が、基準REF間隔以下の値だった場合である。この場合、要求を満足するために基準REFにおいて即時に通電を終了する。
FIG. 29 shows a time chart when a reference REF, which is a pump control angle setting timing, enters during energization.
シーン2は次回基準REF時において、設定に使用する通電終了角度OFFANGの要求が、基準REF間隔以上の値だった場合である。この場合、(OFFANG−基準REF間隔(例えば90deg))の角度を設定する。このことにより最新の運転状態を反映できることとなり制御精度を向上することが可能となる。
図29に示すように通電中に次回の基準REFが入ってくる場合は、設定初回の基準REF時に判別可能であるため、設定初回基準REF時には、通電終了のための時間+角度制御設定は実施しない。この方式により、各基準REF時には多い場合でも通電開始時期と通電終了時期の各一つずつを設定すれば良くなり、制御ロジックの簡易化および演算負荷の低減に貢献する。 As shown in FIG. 29, when the next reference REF is input during energization, it can be determined at the time of the initial setting reference REF. Therefore, at the time of the initial setting reference REF, the time + angle control setting for the end of energization is performed. do not do. With this method, even when there are many reference REFs, it is sufficient to set each one of the energization start timing and the energization end timing, which contributes to simplification of the control logic and reduction of the calculation load.
図30は、基準REFから通電開始時期と通電終了時期の各一つずつを角度+時間制御で設定した場合において、設定が逆転した場合の対策を記したタイムチャートである。2つの角度+時間制御を併用した場合、クランク角信号のノイズ等により制御開始順序が逆転する場合がある。図30に示す状態の場合、通電終了時期は通電開始時期より前に存在する。通電開始時期から次期基準REF間に通電終了要求が入ってきた場合、その要求はノイズ等による誤制御と判断し、通電終了要求を受け付けない。通電終了要求を受け付けない理由は、本ポンプでは通電をしない場合、全吐出する可能性があるためである。 FIG. 30 is a time chart showing a countermeasure when the setting is reversed when each of the energization start timing and the energization end timing is set by angle + time control from the reference REF. When two angle + time controls are used together, the control start order may be reversed due to the noise of the crank angle signal or the like. In the state shown in FIG. 30, the energization end time exists before the energization start time. When an energization end request is input between the energization start timing and the next reference REF, the request is determined to be erroneous control due to noise or the like, and the energization end request is not accepted. The reason for not accepting the energization end request is that there is a possibility of full discharge when the pump is not energized.
一方、図31に示す状態の場合、通電終了時期は通電開始時期より後に存在する。通電終了制御から次期基準REF間に通電開始要求が入ってきた場合、その要求はノイズ等による誤制御と判断するが、通電開始要求を受け付ける。これは、無通電による全吐出を回避するためである。 On the other hand, in the state shown in FIG. 31, the energization end timing exists after the energization start timing. If an energization start request is input between the energization end control and the next reference REF, the request is determined to be erroneous control due to noise or the like, but an energization start request is accepted. This is for avoiding all discharges due to non-energization.
また、上記(2)への別対応として、基準REF時のMPU603の演算量を抑制することが挙げられる。基準REF時の演算量が多い場合、角度設定までに時間を要し要求出力開始時期に間に合わないことが考えられる。このため、ポンプ駆動信号に対する要求値である通電開始角度STANG,通電終了角度OFFANG,初期通電時間TPUMON,デューティ比PUMDTY等は定時周期(例えば10ms)で演算することにより、基準REF割込み時のMPU603の演算量を抑制する。
Further, as another response to the above (2), it is possible to suppress the calculation amount of the
以上のように、本発明の実施形態は、上記の構成によって次の機能を奏するものである。 As described above, the embodiment of the present invention exhibits the following functions by the above configuration.
本実施例のコントロールユニット515は、シリンダ507bに備えられたインジェクタ54と、インジェクタ54に燃料を圧送するノーマルクローズ式吸入弁を備えた高圧燃料ポンプ1とコモンレール53と燃圧センサ56とを有する筒内噴射エンジン507の高圧燃料ポンプ制御装置であって、制御装置内位相演算部で適切な通電開始・終了要求位相を演算し、制御装置内駆動信号出力部において要求位相通りに通電開始,終了を実施することにより燃料システムの安定化,燃焼の安定化及び排出ガス性能の改善を図ることが出来る。
The
本実施例の効果の一例を図34により述べる。図34は本実施例の場合の制御装置と従来技術においてのタイムチャートである。従来技術では、通電開始角度と基準REFとの間隔が大きく、角度設定点である基準REF時に認識した運転状態と、通電開始時の運転状態が異なる場合がある(図34では、バッテリ電圧で例示)。このとき、意図しない昇圧が発生する場合がある。 An example of the effect of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 34 is a time chart of the control device and the prior art in the present embodiment. In the prior art, the interval between the energization start angle and the reference REF is large, and the operation state recognized at the reference REF, which is the angle set point, may be different from the operation state at the start of energization (in FIG. 34, the battery voltage is illustrated as an example. ). At this time, an unintended boost may occur.
本実施例では、基準REFと通電開始時期を近づけることにより基準REF時に認識した運転状態と通電開始時の運転状態をほぼ同じにすることが可能となり、高回転時まで安定して吐出量を制御することが出来る。より燃料システムを安定化し、燃焼の安定化及び排出ガス性能の改善を図ることが出来る。 In the present embodiment, the operation state recognized at the time of the reference REF and the operation state at the start of energization can be made substantially the same by bringing the reference REF close to the energization start timing, and the discharge amount can be controlled stably until the high rotation speed. I can do it. The fuel system can be further stabilized, combustion can be stabilized, and exhaust gas performance can be improved.
以上、本実施例について詳述したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく設計において種々の変更ができるものである。 Although the present embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments, and various changes can be made in the design without departing from the spirit of the present invention described in the claims. Is.
1 高圧燃料ポンプ
2 プランジャ
3 リフタ
4 下降ばね
5 弁体
6 燃料吐出弁
8 電磁弁
10 燃料吸入通路
11 燃料吐出通路
12 燃料加圧室
50 燃料タンク
51 低圧燃料ポンプ
52 燃圧レギュレータ
53 コモンレール
54 インジェクタ
55 リリーフ弁
56 燃圧センサ
91 アンカ
92 ばね
100 ポンプ駆動カム
200 ソレノイド
502 エアクリーナ
503 エアフロセンサ
504 スロットルセンサ
505 スロットルボディ
505a 電制スロットル弁
506 コレクタ
507 筒内噴射エンジン
507a ピストン
507b シリンダ
507c 燃焼室
507d クランク軸
508 点火プラグ
511 フェーズセンサ
515 コントロールユニット
516 ポジションセンサ
522 点火コイル
526 排気弁
601 I/OLSI
602 EP−ROM
603 MPU
604 RAM
701 燃圧入力処理手段
702 目標燃圧算出手段
703 ポンプ制御角度算出手段
704 ポンプ制御デューティ算出手段
705 ポンプ状態遷移判定手段
706 ソレノイド駆動手段
801 通電開始角度算出手段
802 通電終了角度算出手段
1101 基本角度マップ
1102 燃圧F/B制御演算部
1402 A制御ブロック
1403 B制御ブロック
1404 F/B制御ブロック
1405 F/C中制御ブロック
DESCRIPTION OF
602 EP-ROM
603 MPU
604 RAM
701 Fuel pressure input processing means 702 Target fuel pressure calculation means 703 Pump control angle calculation means 704 Pump control duty calculation means 705 Pump state transition determination means 706 Solenoid drive means 801 Energization start angle calculation means 802 Energization end angle calculation means 1101
Claims (3)
前記制御装置は、要求された位相に出力を実施するための基準である基準信号を生成し、前記基準信号に基づいて、
ON信号出力かつ/またはOFF信号出力予定位相と、
前記ON信号出力予定位相を再演算する通電開始角度再演算タイミングかつ/または
前記OFF信号出力予定位相を再演算する通電終了角度再演算タイミングとを設定し、
かつ、前記通電開始角度再演算タイミングは前記ON信号出力予定位相までに、
前記通電終了角度再演算タイミングは前記OFF信号出力予定位相までに、
前記再演算を終了するように設定することを特徴とする制御装置。 A fluid suction passage; a fluid discharge passage; a pressurization chamber connecting the suction passage and the discharge passage; a pressurization member that pumps fluid in the pressurization chamber to the discharge passage; and In a control device for controlling a pump having a provided discharge valve and an electromagnetic valve provided in the suction passage and opened when energized,
The control device generates a reference signal that is a reference for performing output at a requested phase, and based on the reference signal,
ON signal output and / or OFF signal output planned phase;
Energization start angle recalculation timing for recalculating the ON signal output scheduled phase and / or
Set the energization end angle recalculation timing to recalculate the OFF signal output scheduled phase,
And the energization start angle recalculation timing is before the ON signal output scheduled phase,
The energization end angle recalculation timing is before the OFF signal output scheduled phase,
Controller characterized that you set to terminate the recalculation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009147175A JP4969611B2 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009147175A JP4969611B2 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007058010A Division JP2008215321A (en) | 2007-03-08 | 2007-03-08 | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011275264A Division JP5470363B2 (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009209941A JP2009209941A (en) | 2009-09-17 |
JP2009209941A5 JP2009209941A5 (en) | 2010-02-18 |
JP4969611B2 true JP4969611B2 (en) | 2012-07-04 |
Family
ID=41183299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009147175A Expired - Fee Related JP4969611B2 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4969611B2 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008215321A (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-18 | Hitachi Ltd | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine |
-
2009
- 2009-06-22 JP JP2009147175A patent/JP4969611B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009209941A (en) | 2009-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4327183B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP5124612B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP2008215321A (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP4101802B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP5202123B2 (en) | Fuel supply control device for internal combustion engine | |
JP2010043614A (en) | Engine control device | |
JP5497556B2 (en) | Engine control device | |
JP4081308B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP5470363B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP5982536B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP2010077838A (en) | High-pressure fuel pump control device for engine | |
JP4969611B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP5810140B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP4871972B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP2009057860A (en) | Control device for internal combustion engine and internal combustion engine | |
JP4516370B2 (en) | Control device and control method for high-pressure fuel pump of engine | |
JP4408936B2 (en) | High pressure fuel pump control device for cylinder injection internal combustion engine | |
JP6063793B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5575833B2 (en) | High pressure fuel pump control device for internal combustion engine | |
JP5042288B2 (en) | High pressure fuel pump control device | |
JP4224950B2 (en) | Fuel supply device for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091225 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091225 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20100112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110405 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110704 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111025 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111216 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120306 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120403 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150413 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4969611 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |