JP4985674B2 - 燃料圧力制御装置 - Google Patents
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Description
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。
(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。
(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。
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。
=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。
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。
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。
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。
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。
・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。
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。
上記実施形態では、2回の燃料圧送以降のコモンレール圧の予測圧として、2圧送後予測圧を採用した。これに対し、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。
Claims (6)
- 内燃機関の各気筒に供給する燃料を蓄圧するコモンレールと、
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2回の燃料圧送以降の前記コモンレール圧を予測する圧力予測手段と、
前記コモンレール圧が前記目標コモンレール圧を超える前において、2回の燃料圧送以降の前記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と前記圧力予測手段が予測すると、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、
を備えることを特徴とする燃料圧力制御装置。 - 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回の燃料圧送以降に上昇すると予測される前記コモンレール圧の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コモンレール圧と、今回よりも前に前記圧力予測手段が前記コモンレール圧を予測してから2回の燃料圧送以降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コモンレール圧に対する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圧力フィードバック量とに基づいて2回の燃料圧送以降の前記コモンレール圧を予測する、
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料圧力制御装置。 - 前記昇圧量予測手段は、前記燃料供給ポンプから圧送される燃料の圧送量と前記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前記予測昇圧量を算出することを特徴とする請求項2に記載の燃料圧力制御装置。
- 前記減圧弁制御手段は、前記圧力予測手段が予測する前記コモンレール圧と前記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、前記圧力予測手段が予測する前記コモンレール圧に基づく前記減圧弁の制御を停止することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の燃料圧力制御装置。
- 前記燃料供給ポンプの燃料圧送量は、前記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ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の燃料圧力制御装置。
- 前記減圧弁制御手段は、蓄電池からの電力により直接駆動される前記減圧弁を制御することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の燃料圧力制御装置。
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