JP4985673B2 - Fuel pressure control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料供給ポンプから圧送される燃料をコモンレールで蓄圧し、コモンレールの燃料圧力を減圧弁で減圧する燃料供給システムに適用され、コモンレール圧を制御する燃料圧力制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel pressure control device that is applied to a fuel supply system that accumulates fuel pumped from a fuel supply pump with a common rail and reduces the fuel pressure of the common rail with a pressure reducing valve, and controls the common rail pressure.
燃料供給ポンプから圧送される燃料をコモンレールで蓄圧し内燃機関の各気筒に供給するコモンレール式の燃料供給システムにおいては、エンジン回転数、アクセル開度等の運転状態に基づいてコモンレール内の燃料圧力であるコモンレール圧の目標コモンレール圧が設定される。例えば、一定速度で走行しており、目標コモンレール圧と圧力センサ等で検出される実際のコモンレール圧(実コモンレール圧とも言う。)とがほぼ一致している状態から、アクセルが踏み込まれ加速運転が指令されると、目標コモンレール圧は実コモンレール圧よりも高く設定される。 In a common rail fuel supply system in which fuel pumped from a fuel supply pump is accumulated in a common rail and supplied to each cylinder of an internal combustion engine, the fuel pressure in the common rail is determined based on the operating conditions such as the engine speed and accelerator opening. A target common rail pressure for a certain common rail pressure is set. For example, when the vehicle is traveling at a constant speed and the target common rail pressure and the actual common rail pressure detected by a pressure sensor or the like (also referred to as the actual common rail pressure) are almost the same, the accelerator is depressed and acceleration operation is performed. When commanded, the target common rail pressure is set higher than the actual common rail pressure.
この場合、特許文献1に開示されているように、実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差に基づいて、実コモンレール圧が目標コモンレール圧に一致するように燃料供給ポンプの燃料圧送量をフィードバック制御することが知られている。
In this case, as disclosed in
例えば、定常運転から加速運転に移行する場合、実コモンレール圧はフィードバック制御により目標コモンレール圧に向けて上昇していく。このとき、フィードバック制御により算出した燃料圧送量に基づいて実際に燃料を圧送するときに、燃料圧送量を算出したときよりも実コモンレール圧が目標コモンレール圧に近づいていることがある。その結果、算出した燃料圧送量が、目標コモンレール圧に実コモンレール圧を一致させるために必要な燃料圧送量よりも多くなり、コモンレール圧が目標コモンレール圧を過度に超える恐れがある。コモンレール圧が目標コモンレール圧を過度に超えてオーバーシュートすると、燃料配管、コモンレール等に過度に高い燃料圧力が加わり、燃料供給システムの信頼性が損なわれる恐れがある。 For example, when shifting from steady operation to acceleration operation, the actual common rail pressure increases toward the target common rail pressure by feedback control. At this time, when the fuel is actually pumped based on the fuel pumping amount calculated by feedback control, the actual common rail pressure may be closer to the target common rail pressure than when the fuel pumping amount is calculated. As a result, the calculated fuel pumping amount becomes larger than the fuel pumping amount required to make the actual common rail pressure coincide with the target common rail pressure, and the common rail pressure may excessively exceed the target common rail pressure. If the common rail pressure exceeds the target common rail pressure and overshoots, an excessively high fuel pressure is applied to the fuel pipe, the common rail, etc., and the reliability of the fuel supply system may be impaired.
そこで、特許文献1では、今回の燃料圧送開始前のコモンレール圧と、今回の燃料噴射量と、今回の燃料圧送量とに基づいて、次回の燃料圧送開始前のコモンレール圧を予測する。そして、次回の燃料圧送量をフィードバック制御するときに、現在のコモンレール圧ではなく予測したコモンレール圧を目標コモンレール圧と比較するコモンレール圧としている。これにより、特許文献1では、次回の燃料圧送時のコモンレール圧に近い予測コモンレール圧と目標コモンレール圧とに基づいて次回の燃料圧送量を算出し、コモンレール圧が目標コモンレール圧を過度に超えることを防止しようとしている。
Therefore, in
しかしながら、作動量、リーク量、応答性に関して燃料供給ポンプ、燃料噴射弁、または燃料供給ポンプの燃料圧送量を調量する調量弁等に機差のばらつき、または経時変化が生じていると、燃料噴射量および燃料圧送量の指令値と実際の燃料噴射量および燃料圧送量とに差が生じる。このように、燃料供給ポンプ、燃料噴射弁、または燃料供給ポンプの燃料圧送量を調量する調量弁等に機差のばらつき、または経時変化が生じていると、特許文献1において、今回の燃料圧送開始前のコモンレール圧と、今回の燃料噴射量と、今回の燃料圧送量とに基づいて次回の燃料圧送開始前のコモンレール圧を高精度に予測することは困難である。その結果、不適切な予測コモンレール圧と目標コモンレール圧とに基づいて次回の燃料圧送量が算出され、コモンレール圧が目標コモンレール圧を過度に超える恐れがある。コモンレール圧が目標コモンレール圧を過度に超えると、燃料配管、コモンレール等に過度に高い燃料圧力が加わるという問題がある。 However, when there is a variation in machine difference or a change over time in the fuel supply pump, the fuel injection valve, or the metering valve for metering the fuel pumping amount of the fuel supply pump with respect to the operation amount, the leak amount, and the responsiveness, There is a difference between the command value for the fuel injection amount and the fuel pumping amount and the actual fuel injection amount and the fuel pumping amount. As described above, when a variation in machine difference or a change with time occurs in a fuel supply pump, a fuel injection valve, or a metering valve for metering the fuel pumping amount of the fuel supply pump, It is difficult to predict the common rail pressure before the start of the next fuel pumping with high accuracy based on the common rail pressure before the start of the fuel pumping, the current fuel injection amount, and the current fuel pumping amount. As a result, the next fuel pumping amount is calculated based on the inappropriate predicted common rail pressure and the target common rail pressure, and the common rail pressure may excessively exceed the target common rail pressure. When the common rail pressure exceeds the target common rail pressure excessively, there is a problem that an excessively high fuel pressure is applied to the fuel pipe, the common rail, and the like.
ここで、コモンレール圧が目標コモンレール圧を超える場合、減圧弁を用いればコモンレール圧を速やかに減圧することはできる。しかし、コモンレール圧が目標コモンレール圧を過度に超えてから減圧弁を作動させても、燃料配管、コモンレール等に過度に高い燃料圧力が加わることを防止することはできない。 Here, when the common rail pressure exceeds the target common rail pressure, the common rail pressure can be quickly reduced by using a pressure reducing valve. However, even if the pressure reducing valve is operated after the common rail pressure excessively exceeds the target common rail pressure, an excessively high fuel pressure cannot be prevented from being applied to the fuel pipe, the common rail, and the like.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、コモンレール圧の予測圧に基づいて減圧弁を制御し、実コモンレール圧が目標コモンレールよりも過度に上昇することを防止する燃料圧力制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and controls the pressure reducing valve based on the predicted common rail pressure to prevent the actual common rail pressure from excessively rising from the target common rail. An object is to provide an apparatus.
請求項1から4に記載の発明によると、圧力予測手段は、今回の実際の前記コモンレール圧と、昇圧量予測手段が予測する1圧送後予測昇圧量と、圧力フィードバック算出手段が算出する1圧送後圧力フィードバック量とに基づいて1圧送後予測圧を予測するとともに、今回の実際のコモンレール圧と、昇圧量予測手段が予測する2圧送後予測昇圧量と、圧力フィードバック算出手段が算出する2圧送後圧力フィードバック量とに基づいて2圧送後予測圧を予測する。
そして、圧力フィードバック算出手段は、今回よりも前に圧力予測手段が予測した1圧送後予測圧と、今回よりも前に圧力予測手段が1圧送後予測圧を予測してから1回の燃料圧送後における実際のコモンレール圧とに基づいて、圧力予測手段が予測する1圧送後予測圧に対する1圧送後圧力フィードバック量を算出するとともに、今回よりも前に圧力予測手段が予測した2圧送後予測圧と、今回よりも前に圧力予測手段が2圧送後予測圧を予測してから2回の燃料圧送後における実際のコモンレール圧とに基づいて、圧力予測手段が予測する2圧送後予測圧に対する2圧送後圧力フィードバック量を算出する。
According to the invention described in
Then, the pressure
ここで、圧力予測手段が今回よりも前に1回の燃料圧送以降のコモンレール圧として予測した1回の燃料圧送後および2回の燃料圧送後におけるコモンレール圧が、今回よりも前に圧力予測手段がコモンレール圧を予測してから1回の燃料圧送以降の実際のコモンレール圧と大きく異なっている場合は、今回よりも前に予測されたコモンレール圧が不適切であったことを表している。今回よりも前に予測されたコモンレール圧が実際のコモンレール圧と大きく異なっている原因には、作動量、リーク量、応答性に関して燃料供給ポンプ、燃料噴射弁、または調量弁等の機差のばらつき、または経時変化が含まれている。 Here, the pressure prediction means predicts the common rail pressure after the first fuel pumping and the common rail pressure after the second fuel pumping as the common rail pressure after the fuel pumping once before the current time. Is significantly different from the actual common rail pressure after one fuel pumping after predicting the common rail pressure, it indicates that the common rail pressure predicted before this time was inappropriate. The reason why the common rail pressure predicted before this time is significantly different from the actual common rail pressure is due to the difference in the operating amount, leak amount, and responsiveness of the fuel supply pump, fuel injection valve, metering valve, etc. Variations or changes over time are included.
そこで、今回よりも前に圧力予測手段が予測したコモンレール圧と、今回よりも前に圧力予測手段がコモンレール圧を予測してから1回の燃料圧送以降における実際のコモンレール圧とに基づいて圧力フィードバック量を算出することにより、燃料供給ポンプ、燃料噴射弁、または調量弁等の機差のばらつき、または経時変化を含めて圧力フィードバック量を算出できる。これにより、今回の実際のコモンレール圧と、昇圧量予測手段が予測する予測昇圧量と、圧力フィードバック算出手段が算出する圧力フィードバック量とに基づいて、1回の燃料圧送以降のコモンレール圧を圧力予測手段は高精度に予測できる。その結果、予測された1回の燃料圧送以降のコモンレール圧が目標コモンレール圧を超える場合、減圧弁制御手段が予め減圧弁を作動させることにより、コモンレール圧が目標コモンレール圧よりも過度に上昇することを防止し、コモンレール圧を目標コモンレール圧に近づけることができる。 Therefore, the pressure feedback is based on the common rail pressure predicted by the pressure prediction means before this time and the actual common rail pressure after one fuel pumping after the pressure prediction means predicts the common rail pressure before this time. By calculating the amount, it is possible to calculate the pressure feedback amount including variations in machine differences such as the fuel supply pump, the fuel injection valve, or the metering valve, or changes with time. Accordingly, the common rail pressure after one fuel pumping is pressure-predicted based on the actual common rail pressure this time, the predicted boost amount predicted by the boost amount predicting unit, and the pressure feedback amount calculated by the pressure feedback calculating unit. The means can be predicted with high accuracy. As a result, when the predicted common rail pressure after one fuel pumping exceeds the target common rail pressure, the pressure reducing valve control means operates the pressure reducing valve in advance, so that the common rail pressure is excessively higher than the target common rail pressure. The common rail pressure can be brought close to the target common rail pressure.
ところで、コモンレール圧の変化は、コモンレールにおける燃料の増減量、つまりコモンレールに流入する燃料量とコモンレールから流出する燃料量との差により決定される。そこで、請求項2に記載の発明によると、昇圧量予測手段は、燃料供給ポンプから圧送される燃料の圧送量と燃料供給ポンプから圧送される燃料の消費量とに基づいて1圧送後予測昇圧量および2圧送後予測昇圧量を算出する。 By the way, the change in the common rail pressure is determined by the amount of increase / decrease of the fuel in the common rail, that is, the difference between the fuel amount flowing into the common rail and the fuel amount flowing out from the common rail. Therefore, according to the second aspect of the present invention, the boosting amount predicting means predicts the boosting after one pumping based on the pumping amount of the fuel pumped from the fuel supply pump and the consumption amount of the fuel pumped from the fuel supply pump. The amount and the predicted pressure increase after two pumps are calculated.
燃料供給ポンプから圧送される燃料の圧送量と燃料供給ポンプから圧送される燃料の消費量との差は、コモンレールにおける燃料の増減量を表している。したがって、燃料供給ポンプから圧送される燃料の圧送量と燃料供給ポンプから圧送される燃料の消費量とに基づいて、実際のコモンレール圧から燃料供給ポンプによる1回の燃料圧送以降に上昇すると予測されるコモンレール圧の予測昇圧量を高精度に予測できる。 The difference between the pumping amount of the fuel pumped from the fuel supply pump and the consumption amount of the fuel pumped from the fuel supply pump represents an increase / decrease amount of the fuel in the common rail. Therefore, based on the pumping amount of fuel pumped from the fuel supply pump and the consumption amount of fuel pumped from the fuel supply pump, the actual common rail pressure is expected to increase after one fuel pumping by the fuel supply pump. The predicted amount of common rail pressure can be predicted with high accuracy.
ただし機差のばらつき、または経時変化による燃料圧送量および燃料消費量のばらつきを考慮することは困難である。機差のばらつき、または経時変化は、今回よりも前に圧力予測手段が予測したコモンレール圧と今回よりも前に圧力予測手段がコモンレール圧を予測してから1回の燃料圧送以降の実際のコモンレール圧とに基づいて圧力フィードバック算出手段が算出する圧力フィードバック量により吸収される。 However, it is difficult to consider variations in machine differences or variations in fuel pumping amount and fuel consumption due to changes over time. Variations in machine differences or changes over time are caused by the common rail pressure predicted by the pressure prediction means before this time and the actual common rail after one fuel pumping after the pressure prediction means predicted the common rail pressure before this time. It is absorbed by the pressure feedback amount calculated by the pressure feedback calculation means based on the pressure.
ところで、減圧弁を作動させると、コモンレール圧を速やかに減圧することができる。しかし、圧力予測手段が予測するコモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧が所定値よりも小さい場合、つまり、圧力予測手段が予測するコモンレール圧が目標コモンレール圧を所定値以上超えていない場合に減圧弁を駆動すると、コモンレール圧が目標コモンレール圧から低下し過ぎる恐れがある。 By the way, when the pressure reducing valve is operated, the common rail pressure can be quickly reduced. However, if the differential pressure between the common rail pressure predicted by the pressure prediction means and the target common rail pressure is smaller than the predetermined value, that is, if the common rail pressure predicted by the pressure prediction means does not exceed the target common rail pressure by a predetermined value or more, the pressure is reduced. If the valve is driven, the common rail pressure may drop too much from the target common rail pressure.
そこで、請求項3に記載の発明によると、減圧弁制御手段は、圧力予測手段が予測する1圧送後予測圧と2圧送後予測圧とのうち圧力の高い方の予測圧と目標コモンレール圧との圧力偏差が所定値よりも小さい場合、圧力予測手段が予測する1圧送後予測圧および2圧送後予測圧に基づく減圧弁の制御を停止する。 Therefore, according to the third aspect of the present invention, the pressure reducing valve control means includes the predicted pressure of the higher one of the predicted pressure after one pumping and the predicted pressure after two pumps predicted by the pressure predicting means, and the target common rail pressure. When the pressure deviation is smaller than a predetermined value, the control of the pressure reducing valve based on the predicted pressure after 1 pressure feeding and the predicted pressure after 2 pressures predicted by the pressure predicting means is stopped.
これにより、圧力予測手段が予測するコモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧が所定値よりも小さい場合に減圧弁の駆動を停止し、コモンレール圧が目標コモンレール圧から低下し過ぎることを防止できる。 Thus, when the differential pressure between the common rail pressure predicted by the pressure predicting means and the target common rail pressure is smaller than a predetermined value, the drive of the pressure reducing valve is stopped, and the common rail pressure can be prevented from excessively decreasing from the target common rail pressure.
請求項4に記載の発明によると、燃料供給ポンプの燃料圧送量は、燃料供給ポンプが吸入する燃料の吸入量を調量弁が制御することにより調量される。
According to the invention described in
燃料供給ポンプの燃料吸入量を制御して燃料圧送量を調量する場合、燃料圧送量は燃料圧送の前に制御された燃料吸入量によって決定される。つまり、燃料吸入量に基づいて燃料圧送量を決定してから、決定された燃料圧送量の燃料が圧送されるまでには、時間遅れが生じる。このような場合に、本発明のように、1回の燃料圧送以降のコモンレール圧を高精度に予測することにより、コモンレール圧が目標コモンレール圧を超える前に予め減圧弁を作動させ、コモンレール圧が目標コモンレール圧よりも過度に上昇することを防止できる。 When the fuel pumping amount is adjusted by controlling the fuel suction amount of the fuel supply pump, the fuel pumping amount is determined by the fuel suction amount controlled before the fuel pumping. That is, there is a time delay between the determination of the fuel pumping amount based on the fuel suction amount and the pumping of the determined fuel pumping amount of fuel. In such a case, as in the present invention, by predicting the common rail pressure after one fuel pumping with high accuracy, the pressure reducing valve is operated in advance before the common rail pressure exceeds the target common rail pressure. It is possible to prevent an excessive rise from the target common rail pressure.
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。 The functions of the plurality of means provided in the present invention are realized by hardware resources whose functions are specified by the configuration itself, hardware resources whose functions are specified by a program, or a combination thereof. The functions of the plurality of means are not limited to those realized by hardware resources that are physically independent of each other.
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(燃料供給システム10)
図1に、本実施形態の燃料供給システム10を示す。燃料供給システム10は、例えば、自動車用の4気筒のディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」ともいう。)2の各気筒に燃料を噴射するためのものである。燃料供給システム10は、コモンレール70に燃料を供給する高圧ポンプ20と、高圧燃料を蓄えるコモンレール70と、コモンレール70から供給される高圧燃料をエンジン2の各気筒の燃焼室に噴射する燃料噴射弁80と、本システムを制御する電子制御装置(Electronic Control Unit:ECU)90とを備えている。
(Fuel supply system 10)
FIG. 1 shows a
高圧ポンプ20は、燃料タンク12から燃料を汲み上げるフィードポンプを内蔵している。高圧ポンプ20は、カムシャフトのカムの回転に伴いプランジャが往復移動することにより、フィードポンプから加圧室100(図2参照)に吸入した燃料を加圧するポンプである。尚、図1および図2ではフィードポンプを省略している。
The high-
図2に示すように、カムシャフト22に偏心して円形のカム24が取り付けられており、カム24の外周に断面四角形状のカムリング26が外挿されている。円形のカム24がカムシャフト22の回転にともない回転することにより、カムリング26は、カム24の外周面と摺動しながら自転することなく公転する。カムシャフト22の回転に伴いカムリング26が公転すると、プランジャ30は往復移動する。高圧ポンプ20のプランジャ30は、断面四角形状のカムリング26を挟んで180°反対側にカムリング26の外周面と接して設置されているので、カムシャフト22が1回転する間に、2本のプランジャ30は180°反対の位相で吸入と圧送を繰り返す。カムシャフト22は図示しないクランクシャフトが2回転する間に1回転するので、各プランジャ30により、360°CA(クランクアングル)毎に燃料が圧送される。
As shown in FIG. 2, an eccentric
調量アクチュエータとしての調量弁40は、高圧ポンプ20の吸入側に設置されており、電流制御されることにより高圧ポンプ20が吸入行程で吸入する燃料吸入量を制御する。調量弁40に対する電流制御はデューティ比制御により行われる。そして、燃料吸入量が制御されることにより、高圧ポンプ20の燃料吐出量が調量される。調量弁40は、通電をオフするときに開弁する常開弁である。したがって、図3に示すように、調量弁40への駆動電流を大きくすると、加圧室100に吸入される燃料吸入量は減少する。
The
高圧ポンプ20の加圧室100の燃料吸入側に、逆止弁50が設置されている。逆止弁50は、プランジャ30が下降している吸入行程において開弁し、調量弁40が吸入量を制御した燃料が加圧室100に吸入されることを許可する。また、逆止弁50は、プランジャ30が上昇している圧送行程において閉弁し、加圧燃料が調量弁40側に逆流することを防止する。
A
吐出弁60は、加圧室100の燃料吐出側に設置されている。吐出弁60は、プランジャ30が下降している吸入行程において閉弁する。また、吐出弁60は、プランジャ30が上昇している圧送行程において、加圧室100の燃料圧力が所定圧以上になると開弁する。吐出弁60が開弁すると、加圧室100の燃料が加圧室100からコモンレール70に向けて圧送される。
The
図1に示すように、コモンレール70には、コモンレール圧を検出する圧力センサ72が設置されている。減圧弁74は、通電オフ時に閉弁し、通電オン時に開弁する電磁弁である。減圧弁74が開弁すると、コモンレール70内の燃料が排出されることにより、コモンレール圧は減圧する。図4に示すように、減圧弁74への通電オン時間が長くなると、コモンレール70からの燃料排出量が増加するので、コモンレール圧の減圧量が増加する。減圧弁74への通電をオンしてから減圧弁74が開弁するまでには応答遅れがある。
As shown in FIG. 1, the
燃料噴射弁80は、例えば、噴孔を開閉するノズルニードルのリフトを制御室の圧力で制御する公知の電磁駆動式の噴射弁である。燃料噴射弁80から燃料を噴射するときには、制御室と低圧側とを連通させることにより、コモンレール70から制御室に供給された高圧燃料を低圧側に溢流させる。これにより、制御室の燃料圧力が低下し、ノズルニードルがリフトする。燃料噴射弁80の制御室から低圧側に溢流した燃料は、燃料タンク12にリターンされる。
The
エンジン2には、運転状態を検出するセンサとして、エンジン2の回転数を検出する回転数センサ82が設置されている。さらに、運転状態を検出する他のセンサとして、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出するアクセルセンサ、吸入空気の温度(吸気温)および燃料温度(燃温)をそれぞれ検出する温度センサ等が燃料供給システム10に設けられている。
The
ECU90は、CPU、ROM、RAM、フラッシュメモリ、入出力インタフェース等を中心とするマイクロコンピュータにて構成されている。そして、ECU90は、圧力センサ72、回転数センサ82、アクセルセンサ、吸気温センサ、燃温センサを含む各種センサの出力信号を取り込んでエンジン運転状態を検出し、検出したエンジン運転状態に基づいてエンジン運転状態を制御する。
The
ECU90は、エンジン運転状態に基づいて、調量弁40への通電を制御して高圧ポンプ20の燃料圧送量を制御する。また、ECU90は、減圧弁74への通電を制御してコモンレール圧を減圧する。また、ECU90は、燃料噴射弁80への通電を制御して、燃料噴射量、燃料噴射時期を制御する。そして、ECU90は、ROMまたはフラッシュメモリに記憶している制御プログラムを実行することにより、以下の各制御を実行する。
The
(燃料圧力制御)
(1)通常フィードバック制御
ECU90は、エンジン運転状態に基づいて目標コモンレール圧を算出する。そして、圧力センサ72の出力信号に基づいて検出する実コモンレール圧が目標コモンレール圧に一致するように、実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧に基づいて、PID制御により調量弁40を駆動する駆動電流をフィードバック制御する。これにより、高圧ポンプ20の燃料吸入量が制御され、燃料圧送量が調量される。
(Fuel pressure control)
(1) Normal feedback control The
ECU90は、実コモンレール圧が目標コモンレール圧よりも所定圧以上高い場合には、高圧ポンプ20の燃料圧送量をフィードバック制御するだけではコモンレール圧を速やかに減圧できないと判断し、減圧弁74を駆動してコモンレール圧を減圧する。
(2)予測圧制御
ECU90は、通常のフィードバック制御に加え、高圧ポンプ20による1回の燃料圧送以降として、1圧送後および2圧送後のコモンレール圧を予測し、予測コモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧に基づいてコモンレール圧を制御する。ECU90は、予測コモンレール圧が目標コモンレール圧よりも所定値以上高い場合には、減圧弁74を駆動してコモンレール圧を減圧する。
When the actual common rail pressure is higher than the target common rail pressure by a predetermined pressure or more, the
(2) Predicted pressure control In addition to normal feedback control, the
例えば、一定速度で走行している定常運転から運転者がアクセルペダルを踏み込むことにより加速運転が指令されると、図5に示すように、ECU90は、エンジン運転状態に基づいて目標コモンレール圧(目標圧とも言う。)を定常運転時よりも高く設定する。
For example, when an acceleration operation is commanded by a driver depressing an accelerator pedal from a steady operation traveling at a constant speed, as shown in FIG. 5, the
そして、ECU90は、1圧送後および2圧送後のコモンレール圧の予測圧を、次式(1)、(2)に基づいて算出する。本実施形態では、エンジン2は4気筒であるから、コモンレール70から供給される燃料は180°CA毎にいずれかの気筒の燃料噴射弁80から噴射される。そこで、ECU90は、1圧送後および2圧送後のコモンレール圧の予測圧を180°CA毎に算出する。
Then, the
1圧送後予測圧[n]=今回の実コモンレール圧+1圧送後予測昇圧量[n]+1圧送後F/B量[n] ・・・(1)
2圧送後予測圧[n]=1圧送後予測圧[n]+2圧送後予測昇圧量[n]+2圧送後F/B量[n] ・・・(2)
式(2)に式(1)の1圧送後予測圧[n]を代入すると、2圧送後予測圧[n]は次式(3)で表される。
Predicted pressure after one pumping [n] = Current actual common rail pressure + 1 Predicted pressure increase after pumping [n] + 1F / B amount after pumping [n] (1)
2 predicted pressure after pumping [n] = 1 predicted pressure after pumping [n] + predicted pressure increase after 2 pumping [n] +2 post-feeding F / B amount [n] (2)
Substituting the predicted pressure [n] after one pumping of the formula (1) into the formula (2), the predicted pressure [n] after two pumping is expressed by the following formula (3).
2圧送後予測圧[n]
=今回の実コモンレール圧
+(1圧送後予測昇圧量[n]+2圧送後予測昇圧量[n])
+(1圧送後F/B量[n]+2圧送後F/B量[n])・・・(3)
式(2)、(3)において2圧送後予測昇圧量は、1圧送後予測圧[n]から2圧送後に昇圧すると予測される予測昇圧量である。したがって、式(3)において(1圧送後予測昇圧量[n]+2圧送後予測昇圧量[n])は、今回の圧力制御タイミングを基準として2圧送後に昇圧すると予測される予測昇圧量である。また、式(3)において(1圧送後F/B量[n]+2圧送後F/B量[n])は、2圧送後のコモンレール圧を高精度に予測するための圧力F/B量である。圧力F/B量の詳細については後述する。
Predicted pressure after 2 pumping [n]
= Actual common rail pressure of this time + (1 predicted pressure increase after pumping [n] + 2 predicted pressure increase after pumping [n])
+ (F / B amount after 1 pumping [n] +2 F / B amount after pumping [n]) (3)
In equations (2) and (3), the predicted pressure increase after two pumps is the predicted pressure increase that is predicted to increase after two pumps from the predicted pressure after [1] [n]. Therefore, in Formula (3), (1 post-feed predicted pressure increase [n] +2 post-feed predicted pressure increase [n]) is a predicted boost amount that is predicted to be boosted after 2 pumps based on the current pressure control timing. . Further, in equation (3), (F / B amount [n] after one pumping + 2 F / B amount [n] after two pumping) is the pressure F / B amount for predicting the common rail pressure after two pumping with high accuracy. It is. Details of the pressure F / B amount will be described later.
したがって、2圧送後予測圧[n]は、今回の実コモンレール圧と、今回から2圧送後に昇圧すると予測される予測昇圧量と、圧力F/B量とに基づいて予測されると言える。 Therefore, it can be said that the predicted pressure [n] after the two pumps is predicted based on the current actual common rail pressure, the predicted boost amount that is predicted to be boosted after two pumps from this time, and the pressure F / B amount.
尚、1圧送後、2圧送後という場合、図5に示す圧力制御タイミングにおいて、今回の圧力制御を実施するタイミングを基準とし、今回の圧力制御タイミングが燃料吸入と燃料圧送との切り替わりタイミングであれば、今回の圧力制御タイミングで実行を開始する燃料圧送を1回目の圧送とする。また、今回の圧力制御タイミングが燃料圧送中であれば、今回の圧力制御タイミングで実行中の燃料圧送を1回目の圧送とする。そして、1回目の燃料圧送が終了するときを1圧送後、2回目の燃料圧送が終了するときを2圧送後とする。 In the case of after one pumping and after two pumping, the pressure control timing shown in FIG. 5 is based on the timing of the current pressure control, and the current pressure control timing is the switching timing between fuel suction and fuel pumping. For example, the fuel pumping that is started at the current pressure control timing is the first pumping. Further, if the current pressure control timing is during fuel pumping, the fuel pumping being executed at the current pressure control timing is set as the first pumping. Then, the time when the first fuel pumping is finished is assumed to be after one pumping, and the time when the second fuel pumping is finished is assumed to be after two pumps.
例えば、今回の圧力制御タイミングが図5に示すタイミング1であり燃料吸入と燃料圧送との切り替わりタイミングの場合は、1圧送後は360°CA後のタイミング3を表し、2圧送後は720°CA後のタイミング5を表す。このように、圧力制御タイミングがタイミング1、3、5、7のときには燃料吸入と燃料圧送とが切り替わるので、1圧送後および2圧送後のタイミングは、プランジャ30による圧送行程が終了するときと一致する。
For example, if the current pressure control timing is the
一方、圧力制御タイミングがタイミング2、4、6であり燃料圧送中の場合には、今回の圧力制御タイミングから360°CAを1圧送後、720°CAを2圧送後とすると、1圧送後および2圧送後は圧送行程の途中になる。そこで、本実施形態では、圧力制御タイミングがタイミング2、4、6のときには、1圧送後を180°CA、2圧送後を540°CAにし、タイミング1、3、5と同じく圧送行程が終了するときのコモンレール圧を予測する。つまり、現在実行中の燃料圧送を含め、1圧送後および2圧送後のタイミングを決定する。
On the other hand, if the pressure control timing is timing 2, 4, 6 and fuel is being pumped, if 360 ° CA is pumped by 1 and 720 ° CA is pumped by 2 from the current pressure control timing, After 2 pumps, it is in the middle of the pumping stroke. Therefore, in this embodiment, when the pressure control timing is the
ただし、1圧送後および2圧送後のタイミングが圧送途中であっても、コモンレール圧を予測することはできる。1圧送後の場合には、例えばタイミング2においてプランジャ#2の燃料吸入量が算出されているので、タイミング3から開始される燃料圧送量を算出できる。したがって、タイミング2において、1圧送後としてタイミング4におけるコモンレール圧を予測できる。
However, the common rail pressure can be predicted even if the timing after the first pumping and the second pumping is in the middle of the pumping. In the case of one pumping, for example, since the fuel intake amount of the
2圧送後の場合には、今回の圧力制御タイミングがタイミング2の場合、720°CA後はタイミング6になる。タイミング5から開始されるタイミング6におけるプランジャ#1による燃料圧送量は、タイミング3から始まるプランジャ#1による燃料吸入量から算出される。しかし、タイミング2においてはタイミング3から開始される燃料吸入量はまだ算出されていないので、タイミング3から開始される燃料吸入量に基づいてタイミング6における燃料圧送量を算出できない。この場合、燃料圧送量の履歴、または直前のプランジャ#2による燃料圧送量に基づいてタイミング6における燃料圧送量を算出し、タイミング6におけるコモンレール圧を予測することができる。
In the case of two pressure feeds, when the current pressure control timing is timing 2, the timing is 6 after 720 ° CA. The fuel pumping amount by the
そして、式(1)、(2)に基づいて予測した1圧送後予測圧220または2圧送後予測圧222が目標コモンレール圧よりも所定圧以上高くなると、予め減圧弁74を駆動して開弁させ、コモンレール70から燃料を排出してコモンレール圧を減圧する。
Then, when the predicted
図5では、タイミング3で算出した2圧送後予測圧222が目標コモンレール圧よりも所定圧以上高く、減圧弁74を駆動する閾値以上になるので、タイミング3で減圧弁74を駆動してコモンレール圧の上昇を抑制する。タイミング3に続いて、タイミング4、5において算出した2圧送後予測圧222も減圧弁74を駆動する閾値以上になるので、減圧弁74を駆動してコモンレール圧の上昇を抑制する。
In FIG. 5, the predicted
タイミング6においては、1圧送後予測圧220および2圧送後予測圧222がともに減圧弁74の駆動閾値よりも低いので、減圧弁74の駆動を停止する。
At
このように、目標コモンレール圧に向けてコモンレール圧が上昇しながら近づいていく過程において、1圧送後予測圧220および2圧送後予測圧222に基づいて予め減圧弁74を駆動してコモンレール圧の上昇を抑制することにより、コモンレール圧の予測圧に基づいて減圧弁74を駆動しない場合のコモンレール圧210のように、コモンレール圧が目標コモンレール圧に対して過度にオーバーシュートすることを防止しつつ、目標コモンレール圧に実コモンレール圧200を近づけることができる。
In this way, in the process in which the common rail pressure approaches the target common rail pressure while increasing, the
ECU90は、式(1)、(2)から算出した予測圧に基づいて減圧弁74を駆動するとともに、目標コモンレール圧に実コモンレール圧が近づくように、調量弁40に対する駆動電流を制御する。図5では、目標コモンレール圧に実コモンレール圧が近づくにしたがい、調量弁40に対する駆動電流を増加して燃料圧送量を減少させる。
The
(2−1)予測昇圧量
ECU90は、式(1)の1圧送後予測昇圧量として、今回、圧力センサ72の出力信号に基づいて検出した実コモンレール圧から1圧送後に上昇するコモンレール圧の昇圧量を、高圧ポンプ20から圧送される今回の燃料圧送量と、高圧ポンプ20から圧送される燃料圧送量を燃料供給システム10が消費する燃料消費量とに基づいて算出する。燃料圧送量と燃料消費量との差は、コモンレール70における燃料の増減量である。そして、コモンレール70における燃料の増減量に基づいてコモンレール圧の昇圧量が算出される。
(2-1) Predicted Boost Pressure The
また、ECU90は、式(2)の2圧送後予測昇圧量として、式(1)により算出された1圧送後予測圧から2圧送後に上昇するコモンレール圧の昇圧量を、今回の燃料圧送量と燃料消費量とに基づいて算出する。
Further, the
(2−2)圧力フィードバック量
例えば図6において、今回の圧力制御タイミングがタイミング[n]である場合、ECU90は、式(1)の1圧送後F/B量[n]を次式(4)の値に基づいて算出し、式(2)の2圧送後F/B量[n]を次式(5)の値に基づいて算出する。
(2-2) Pressure Feedback Amount In FIG. 6, for example, when the current pressure control timing is the timing [n], the
今回の実コモンレール圧−(1圧送後予測圧[n−1]−減圧弁による減圧量[n−1]) ・・・(4)
今回の実コモンレール圧−(2圧送後予測圧[n−3]−減圧弁による減圧量[n−1]−減圧弁による減圧量[n−2]−減圧弁による減圧量[n−3])・・・(5)
ここで、式(1)、(2)は、1圧送後予測圧[n]または2圧送後予測圧[n]が目標コモンレール圧よりも所定圧以上高くなるときに減圧弁74を駆動するための判定に使用される。したがって、式(1)、(2)により算出する1圧送後予測圧[n]および2圧送後予測圧[n]には、今回のタイミング[n]でコモンレール圧の予測圧が目標コモンレール圧よりも所定圧以上高くなる場合に、減圧弁74を駆動してコモンレール圧を減圧する減圧量は含まれていない。すなわち、減圧弁74を駆動してコモンレール圧を減圧する場合、1圧送後予測圧[n]および2圧送後予測圧[n]から減圧弁74による減圧量を減算した値が、実際の1圧送後および2圧送後の予測圧に相当する。
Actual common rail pressure of this time-(predicted pressure after one pumping [n-1]-pressure reduction amount by pressure reducing valve [n-1]) (4)
Actual common rail pressure this time- (2 predicted pressure after pumping [n-3] -pressure reduction amount by pressure reducing valve [n-1] -pressure reduction amount by pressure reducing valve [n-2] -pressure reduction amount by pressure reducing valve [n-3] (5)
Here, the equations (1) and (2) are for driving the
そこで、1圧送後F/B量[n]を算出する場合、ECU90は、式(4)において、今回のタイミング[n]よりも前の前回のタイミング[n−1]で式(1)に基づいて予測した1圧送後予測圧[n−1]から、前回のタイミング[n−1]で減圧弁74を駆動してコモンレール圧を減圧した場合の減圧量[n−1]を減算した値と、今回の実コモンレール圧とを比較する。図6では、符号230で示されている。減圧弁74を駆動しなかった場合、式(4)において減圧弁による減圧量[n−1]は0になる。
Therefore, when calculating the F / B amount [n] after one pumping, in the equation (4), the
ECU90は、前回のタイミング[n−1]で式(1)に基づいて予測した1圧送後予測圧[n−1]から減圧弁による減圧量[n−1]を減算した値、つまり(1圧送後予測圧[n−1]−減圧弁による減圧量[n−1])が今回の実コモンレール圧よりも高い場合には、式(4)に基づいて、今回予測する1圧送後予測圧[n]を低下させるように1圧送後F/B量[n]を算出する。(1圧送後予測圧[n−1]−減圧弁による減圧量[n−1])が今回の実コモンレール圧よりも低い場合には、ECU90は、式(4)に基づいて、今回予測する1圧送後予測圧[n]を上昇させるように1圧送後F/B量[n]を算出する。
The
2圧送後F/B量[n]を算出する場合、ECU90は、式(5)において、今回のタイミング[n]よりも前の前回のタイミング[n−3]で式(2)に基づいて予測した2圧送後予測圧[n−3]から、前回のタイミング[n−3]と今回のタイミング[n]との間で今回のタイミング[n]を除き減圧弁74を駆動してコモンレール圧を減圧した場合の減圧量[n−1]、減圧量[n−2]、減圧量[n−3]を減算した値と、今回の実コモンレール圧とを比較する。図6では、符号232で示されている。式(5)において、減圧弁74を駆動しなかったタイミングにおける減圧弁による減圧量[n−1]、減圧量[n−2]、減圧量[n−3]は0になる。
When calculating the F / B amount [n] after two pumps, the
ECU90は、2圧送後予測圧[n−3]から減圧弁74による減圧量[n−1]、減圧量[n−2]、減圧量[n−3]を減算した値、つまり(2圧送後予測圧[n−3]−減圧弁による減圧量[n−1]−減圧弁による減圧量[n−2]−減圧弁による減圧量[n−3])が今回の実コモンレール圧よりも高い場合には、式(5)に基づいて、今回予測する2圧送後予測圧[n]を低下させるように2圧送後F/B量[n]を算出する。(2圧送後予測圧[n−3]−減圧弁による減圧量[n−1]−減圧弁による減圧量[n−2]−減圧弁による減圧量[n−3])が今回の実コモンレール圧よりも低い場合には、ECU90は、式(5)に基づいて、今回予測する2圧送後予測圧[n]を上昇させるように2圧送後F/B量[n]を算出する。
The
式(4)、(5)において、今回よりも前に予測圧を算出したタイミングをタイミング[n−1]、[n−3]にしているのは、今回のタイミング[n]に最も近いタイミングで算出された1圧送後予測圧および2圧送後予測圧から減圧弁による減圧量を減算した値と今回の実コモンレール圧とを比較することにより、より高精度に1圧送後F/B量および2圧送後F/B量を算出できるからである。
In equations (4) and (5), the timing when the predicted pressure is calculated before this time is set to timing [n−1] and [n-3], which is the timing closest to the current timing [n]. By comparing the actual common rail pressure with the value obtained by subtracting the amount of pressure reduction by the pressure reducing valve from the predicted pressure after 1 pumping and the predicted pressure after 2 pumping calculated in
尚、図6において、1圧送後F/B量を算出するタイミングが燃料吸入と燃料圧送との切り替わりであるタイミング[n−2]、[n]の場合には、今回のタイミングよりも前のタイミング[n−3]、[n−1]で、今回のタイミング[n−2]、[n]のコモンレール圧を予測している。 In FIG. 6, when the timing for calculating the F / B amount after one pumping is the timing [n−2] and [n] when switching between fuel suction and fuel pumping, the timing before the current timing At the timings [n-3] and [n-1], the common rail pressures at the current timings [n-2] and [n] are predicted.
これに対し、1圧送後F/B量を算出する今回の圧力制御タイミングが燃料圧送の途中であるタイミング[n−3]、[n−1]の場合には、今回の圧力制御タイミングよりも前のタイミングにおいて、1圧送後予測圧としてタイミング[n−3]、[n−1]のコモンレール圧は予測されていない。これは、前述したように、本実施形態では、コモンレール圧の予測圧は、燃料吸入と燃料圧送との切り替わりタイミングに対して算出されるからである。その結果、今回の圧力制御タイミングよりも前のタイミングで予測した1圧送後予測圧から減圧弁による減圧量を減算した値と、今回の実コモンレール圧とを比較して1圧送後F/B量を算出することができない。 On the other hand, when the current pressure control timing for calculating the F / B amount after one pumping is the timing [n-3] and [n-1] during the fuel pumping, the current pressure control timing is higher than the current pressure control timing. At the previous timing, the common rail pressure at the timing [n-3] and [n-1] is not predicted as the predicted pressure after one pumping. This is because, as described above, in the present embodiment, the predicted common rail pressure is calculated with respect to the switching timing between fuel suction and fuel pumping. As a result, the value obtained by subtracting the amount of pressure reduction by the pressure reducing valve from the predicted pressure after one pressure feeding predicted at the timing before the current pressure control timing is compared with the actual common rail pressure this time, and the F / B amount after one pressure feeding. Cannot be calculated.
そこで、本実施形態では、燃料圧送の途中であるタイミング[n−3]、[n−1]に関しては、1圧送後F/B量として、タイミング[n−4]、[n−2]で算出した1圧送後F/B量[n−4]、[n−2]を今回の1圧送後F/B量として使用する。 Therefore, in the present embodiment, the timings [n-3] and [n-1] in the middle of fuel pumping are the timings [n-4] and [n-2] as the F / B amount after one pumping. The calculated F / B amount after one pumping [n-4] and [n-2] are used as the current F / B amount after one pumping.
2圧送後F/B量についても同様に、図6において、2圧送後F/B量を算出する場合、燃料吸入と燃料圧送との切り替わりであるタイミング[n]に関しては、今回のタイミングよりも前タイミング[n−4]で、今回のタイミング[n]のコモンレール圧を予測している。 Similarly, in the case of calculating the F / B amount after the two pumps in FIG. 6, when calculating the F / B amount after the two pumps, the timing [n] for switching between the fuel suction and the fuel pumping is more than the current timing. The common rail pressure at the current timing [n] is predicted at the previous timing [n-4].
これに対し、今回の圧力制御タイミングとして燃料圧送の途中であるタイミング[n−1]に関しては、今回のタイミングよりも前のタイミングにおいて、2圧送後予測圧としてタイミング[n−1]のコモンレール圧は予測されていない。 On the other hand, regarding the timing [n−1] during the fuel pressure feeding as the current pressure control timing, the common rail pressure at the timing [n−1] as the predicted pressure after the two pressure feeding at the timing before the current timing. Is not expected.
そこで、本実施形態では、燃料圧送の途中であるタイミング[n−1]に関しては、2圧送後F/B量として、タイミング[n−4]で算出した2圧送後F/B量[n−4]を今回の2圧送後F/B量として使用する。 Therefore, in the present embodiment, for the timing [n−1] in the middle of fuel pumping, the F / B amount after two pumping [n−] calculated at the timing [n−4] as the F / B amount after two pumping. 4] is used as the F / B amount after the current two pumping.
(燃料圧力制御ルーチン1)
図7に、燃料圧力制御ルーチン1を示す。図7のルーチンはコモンレール圧を予測するルーチンであり、180°CA毎に実行される。図7において、「S」はステップを表している。
(Fuel pressure control routine 1)
FIG. 7 shows the fuel
S400においてECU90は、各種パラメータとして、次に示すものを取得する。
・目標コモンレール圧
エンジン運転状態に基づいて算出される。
・実コモンレール圧
圧力センサ72の出力信号から検出される。
・高圧ポンプ20の吸入量
ECU90は、目標コモンレール圧と実コモンレール圧との差圧に基づいて、今回の燃料吸入量を算出している。ECU90は、高圧ポンプ20の吸入量として、今回の燃料吸入量およびその履歴情報を取得する。
・燃料噴射弁80の消費量
燃料噴射弁80の今回の噴射量および燃料噴射弁80からのリーク量を含む。
・エンジン運転状態を示す各種情報
エンジン回転数(NE)、吸気温度、燃料温度等。
In S400, the
・ Target common rail pressure Calculated based on engine operating conditions.
-Actual common rail pressure Detected from the output signal of the
The intake amount of the high-
-Consumption amount of the
・ Various information indicating the engine operating state Engine speed (NE), intake air temperature, fuel temperature, etc.
S402においてECU90は、高圧ポンプ20の燃料吸入量、エンジン回転数、燃料温度、実コモンレール圧、および高圧ポンプ20のリーク量等に基づき、高圧ポンプ20から圧送される燃料圧送量を算出する。
In S402, the
S404においてECU90は、燃料噴射弁80におけるリーク量および噴射量の和である燃料消費量、燃料配管のリーク量等に基づいて、燃料供給システム10の燃料消費量を算出する。
In S404, the
S406においてECU90は、S402において算出した燃料圧送量とS404において算出した燃料消費量とに基づいて、今回の実コモンレール圧から高圧ポンプ20による1回の燃料圧送以降に上昇するコモンレール圧の昇圧量である1圧送後昇圧量および2圧送後昇圧量をそれぞれ算出する。
In S406, the
S408においてECU90は、式(4)、(5)に基づいて、1圧送後F/B量および2圧送後F/B量を算出する。そして、S410、S412においてECU90は、式(1)、(2)から1圧送後予測圧および2圧送後予測圧をそれぞれ算出する。
In S408, the
S414においてECU90は、予測圧を使用して減圧弁74を制御する条件、つまり実コモンレール圧が目標コモンレール圧に向けて上昇しているかを、実コモンレール圧の変化率が継続して増加しているかにより判定する。実コモンレール圧の変化率が継続して所定値以上である場合、実コモンレール圧は目標コモンレール圧をオーバーシュートする可能性がある。
In S414, the
予測圧を使用して減圧弁74を制御する条件が成立している場合(S414:Yes)、S416においてECU90は、1圧送後予測圧と2圧送後予測圧のうち、圧力の高い方の予測圧と目標コモンレール圧との差圧を予測差圧として算出する。
When the condition for controlling the
予測圧を使用して減圧弁74を制御する条件が成立していない場合(S414:No)、S418においてECU90は、予測差圧を0に設定する。
If the condition for controlling the
(燃料圧力制御ルーチン2)
図8に、燃料圧力制御ルーチン2を示す。図8のルーチンは減圧弁74への通電時間を制御するルーチンであり、燃料圧力制御ルーチン1に続いて180°CA毎に実行される。図8において、「S」はステップを表している。
(Fuel pressure control routine 2)
FIG. 8 shows the fuel
S420においてECU90は、各種パラメータとして、図7の燃料圧力制御ルーチン1で算出した予測差圧、図7のS400で取得したパラメータ等を取得する。
In S420, the
S422においてECU90は、コモンレール圧の圧力偏差を算出する。ECU90は、予測差圧が0でない場合には、圧力偏差として予測差圧を設定し、予測差圧が0の場合には、実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧を圧力偏差として設定する。
In S422, the
S424においてECU90は、圧力偏差が所定値以上であるかを判定する。圧力偏差が所定値よりも小さい場合(S424:No)、ECU90は減圧弁74を駆動する必要はないと判断し、本ルーチンを終了する。
In S424, the
圧力偏差が所定値以上の場合(S424:Yes)、S426においてECU90は、圧力偏差と実コモンレール圧とに基づいて、圧力偏差を解消するためにコモンレール70の燃料を減圧弁74から排出する燃料排出量を算出する。
When the pressure deviation is equal to or larger than the predetermined value (S424: Yes), in S426, the
そして、S428においてECU90は、S426で算出した燃料量を排出するために必要な減圧弁74への通電時間を算出する。ただし、減圧弁74には減圧弁74の加熱による損傷を防止するために連続して通電する通電時間にガード値が設定されている。そこで、S430においてECU90は、S428において算出した減圧弁74への通電時間がガード値を超える場合には、S428において算出した通電時間に代えてガード値を通電時間とする通電時間ガード処理を実行する。
In S428, the
S432においてECU90は、S430に実行された減圧弁74への通電時間ガード処理の結果に基づき、必要であれば減圧弁74を駆動することにより減圧弁74から排出される燃料排出量と、燃料排出量により決定されるコモンレール圧の減圧量とを再度算出する。
In S432, based on the result of the energization time guard process for the
そして、S434においてECU90は、減圧弁74を実際に駆動する通電時間を設定し、本ルーチンを終了する。S434において設定された通電時間に基づいて、減圧弁74への通電時間が制御される。
In S434, the
本実施形態では、高圧ポンプ20が本発明の燃料供給ポンプに相当し、ECU90が本発明の燃料圧力制御装置、圧力予測手段、減圧弁制御手段、昇圧量予測手段、圧力フィードバック算出手段、に相当する。また、図7のS400〜S406が本発明の昇圧量予測手段に相当し、S408が本発明の圧力フィードバック算出手段の機能に相当し、S410およびS412が本発明の圧力予測手段に相当する。また、本実施形態の図7のS414〜S418と図8のS420〜S434とが、本発明の減圧弁制御手段の機能に相当する。
In the present embodiment, the high-
以上説明した本実施形態によると、今回から1回の燃料圧送以降である1圧送後および2圧送後のコモンレール圧の予測圧を、今回の実コモンレール圧と、今回の実コモンレール圧から昇圧すると予測される予測昇圧量と、圧力F/B量とに基づいて算出する。さらに、圧力F/B量は、今回の実コモンレール圧と、今回よりも前に予測したコモンレール圧とに基づいて算出される。尚、圧力F/B量を算出する場合、今回よりも前に予測したコモンレール圧として、式(1)、(2)により算出した1圧送後予測圧または2圧送後予測圧から、今回よりも前にコモンレール圧を予測してから今回を除いた今回までの減圧弁74による減圧量を減算した値を採用する。減圧弁74が駆動されなかった場合、減圧量は0である。今回よりも前に予測したコモンレール圧と今回の実コモンレール圧との差圧が小さい場合には、予測したコモンレール圧が適正であったことを表し、差圧が大きい場合には、予測したコモンレール圧が不適切であったことを表している。今回の実コモンレール圧と、今回よりも前に予測したコモンレール圧との差圧のばらつきは、高圧ポンプ20、減圧弁74および燃料噴射弁80等の機差、または経時変化により生じると考えられる。
According to the present embodiment described above, the predicted common rail pressure after one and two pumps after the first fuel pump is predicted to be increased from the current common rail pressure and the current common rail pressure. The calculated pressure increase amount and the pressure F / B amount are calculated. Further, the pressure F / B amount is calculated based on the actual common rail pressure this time and the common rail pressure predicted before this time. In addition, when calculating the pressure F / B amount, the common rail pressure predicted before this time is calculated from the predicted pressure after one pumping or the predicted pressure after two pumping calculated by the equations (1) and (2). A value obtained by subtracting the amount of pressure reduction by the
したがって、今回の実コモンレール圧と、今回よりも前に予測したコモンレール圧とに基づいて算出する圧力F/B量を使用してコモンレール圧の予測圧を算出することにより、高圧ポンプ20、減圧弁74および燃料噴射弁80等の機差、または経時変化を含んでコモンレール圧の予測圧を高精度に予測できる。
Accordingly, by calculating the predicted common rail pressure using the pressure F / B amount calculated based on the actual common rail pressure this time and the common rail pressure predicted before this time, the
また、本実施形態のように、燃料吸入量を調量弁40で調量制御して高圧ポンプ20の燃料圧送量を調量する場合には、燃料吸入量を調量し高圧ポンプ20から燃料が圧送されるまでに時間遅れが生じる。このような吸入調量式の燃料供給システム10では、本実施形態のように、1圧送後および2圧送後のコモンレール圧を予測し、コモンレール圧の予測圧が目標コモンレール圧を超えると予測される場合には、予め減圧弁74を駆動してコモンレール圧の上昇を抑制することにより、コモンレール圧が目標コモンレール圧を過度にオーバーシュートすることを防止できる。
Further, as in the present embodiment, when metering control of the fuel suction amount by the
[他の実施形態]
上記実施形態では、1回の燃料圧送以降のコモンレール圧の予測圧として、1圧送後予測圧および2圧送後予測圧のいずれか圧力の高い方の予測圧と目標コモンレール圧とに基づいて減圧弁74を制御した。これに対し、1回の燃料圧送以降のコモンレール圧の予測圧として、1圧送後予測圧または2圧送後予測圧の一方だけと目標コモンレール圧とに基づいて減圧弁74を制御してもよい。また、1回の燃料圧送以降のコモンレール圧の予測圧として、3回以上の燃料圧送後のコモンレール圧を予測圧としてもよい。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, as the predicted pressure of the common rail pressure after one fuel pumping, the pressure reducing valve is based on the higher one of the predicted pressure after the first pumping pressure or the predicted pressure after the second pumping pressure and the target common rail pressure. 74 was controlled. On the other hand, the
また、燃料吸入量を調量弁で制御して高圧ポンプ20の燃料圧送量を調量するのではなく、高圧ポンプ20の燃料圧送量を調量弁で直接調量してもよい。
Further, the fuel pumping amount of the high-
上記実施形態では、圧力予測手段、減圧弁制御手段、昇圧量予測手段、圧力フィードバック算出手段の機能を、制御プログラムにより機能が特定されるECU90により実現している。これに対し、上記複数の手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。
In the above embodiment, the functions of the pressure predicting means, the pressure reducing valve control means, the pressure increase amount predicting means, and the pressure feedback calculating means are realized by the
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
2:ディーゼルエンジン(内燃機関)、10:燃料供給システム、20:高圧ポンプ(燃料供給ポンプ)、30:プランジャ、40:調量弁、70:コモンレール、72:圧力センサ、74:減圧弁、80:燃料噴射弁、90:ECU(燃料圧力制御装置、圧力予測手段、減圧弁制御手段、昇圧量予測手段、圧力フィードバック算出手段) 2: diesel engine (internal combustion engine), 10: fuel supply system, 20: high pressure pump (fuel supply pump), 30: plunger, 40: metering valve, 70: common rail, 72: pressure sensor, 74: pressure reducing valve, 80 : Fuel injection valve, 90: ECU (fuel pressure control device, pressure prediction means, pressure reducing valve control means, pressure increase amount prediction means, pressure feedback calculation means)
Claims (4)
前記コモンレールに燃料を圧送する燃料供給ポンプと、
前記コモンレールの燃料圧力を減圧する減圧弁と、
を備える燃料供給システムに適用され、前記コモンレールの燃料圧力であるコモンレール圧を制御する燃料圧力制御装置において、
前記燃料供給ポンプによる1回の燃料圧送後の前記コモンレール圧である1圧送後予測圧、ならびに前記燃料供給ポンプによる2回の燃料圧送後の前記コモンレール圧である2圧送後予測圧を予測する圧力予測手段と、
前記圧力予測手段が予測する前記1圧送後予測圧と前記2圧送後予測圧とのうち圧力の高い方の予測圧と前記目標コモンレール圧との圧力偏差が所定値以上の場合、前記減圧弁を制御して前記コモンレール圧を減圧する減圧弁制御手段と、
実際の前記コモンレール圧から前記燃料供給ポンプによる1回の燃料圧送後に上昇すると予測される前記コモンレール圧の1圧送後予測昇圧量、ならびに実際の前記コモンレール圧から前記燃料供給ポンプによる2回の燃料圧送後に上昇すると予測される前記コモンレール圧の2圧送後予測昇圧量を算出する昇圧量予測手段と、
今回よりも前に前記圧力予測手段が予測した前記1圧送後予測圧と、今回よりも前に前記圧力予測手段が前記1圧送後予測圧を予測してから1回の燃料圧送後における実際の前記コモンレール圧とに基づいて、前記圧力予測手段が予測する前記1圧送後予測圧に対する1圧送後圧力フィードバック量を算出するとともに、今回よりも前に前記圧力予測手段が予測した前記2圧送後予測圧と、今回よりも前に前記圧力予測手段が前記2圧送後予測圧を予測してから2回の燃料圧送後における実際の前記コモンレール圧とに基づいて、前記圧力予測手段が予測する前記2圧送後予測圧に対する2圧送後圧力フィードバック量を算出する圧力フィードバック算出手段と、
を備え、
前記圧力予測手段は、今回の実際の前記コモンレール圧と、前記昇圧量予測手段が予測する前記1圧送後予測昇圧量と、前記圧力フィードバック算出手段が算出する前記1圧送後圧力フィードバック量とに基づいて前記1圧送後予測圧を予測するとともに、今回の実際の前記コモンレール圧と、前記昇圧量予測手段が予測する前記2圧送後予測昇圧量と、前記圧力フィードバック算出手段が算出する前記2圧送後圧力フィードバック量とに基づいて前記2圧送後予測圧を予測する、
ことを特徴とする燃料圧力制御装置。 A common rail for accumulating fuel supplied to each cylinder of the internal combustion engine;
A fuel supply pump for pumping fuel to the common rail;
A pressure reducing valve for reducing the fuel pressure of the common rail;
A fuel pressure control device that is applied to a fuel supply system that controls a common rail pressure that is a fuel pressure of the common rail.
A pressure that predicts the predicted pressure after one pumping that is the common rail pressure after one fuel pumping by the fuel supply pump , and a predicted pressure after two pumping that is the common rail pressure after two fuel pumping by the fuel supply pump. Prediction means,
When the pressure deviation between the predicted pressure of the higher one of the predicted pressure after 1 pumping and the predicted pressure after 2 pumping predicted by the pressure predicting means and the target common rail pressure is a predetermined value or more , the pressure reducing valve is Pressure reducing valve control means for controlling and reducing the common rail pressure;
The predicted pressure increase after one pumping of the common rail pressure, which is predicted to increase after one fuel pumping by the fuel supply pump from the actual common rail pressure , and two fuels by the fuel supply pump from the actual common rail pressure A pressure increase amount predicting means for calculating a predicted pressure increase amount after two pumps of the common rail pressure that is predicted to increase after pumping ;
The predicted pressure after one pumping predicted by the pressure predicting means before this time and the actual pressure after one fuel pumping after the pressure predicting means predicted the predicted pressure after one pumping before this time. Based on the common rail pressure, a post- pump pressure feedback amount for the post-pump predicted pressure predicted by the pressure predictor is calculated, and the post-pump prediction predicted by the pressure predictor before this time The pressure predicting means predicts the 2 based on the pressure and the actual common rail pressure after the fuel is pumped twice after the pressure predicting means predicts the predicted pressure after the second pumping before the current time. Pressure feedback calculation means for calculating a pressure feedback amount after two pumping with respect to a predicted pressure after pumping ;
With
The pressure predicting means is based on the actual common rail pressure of this time, the predicted post- pressurizing boost amount after the one-pressure feeding predicted by the boosting amount predicting means, and the post- pressurizing pressure feedback amount calculated by the pressure feedback calculating means. Predicting the predicted pressure after the first pumping , the actual common rail pressure of the current time, the predicted boosting amount after the second pumping predicted by the boosting amount prediction means, and the post-two-pressure feeding calculated by the pressure feedback calculating means Predicting the predicted pressure after the two pumping based on the pressure feedback amount,
A fuel pressure control device.
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