JP5338650B2 - Accumulated fuel injection system - Google Patents
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Description
本発明は、コモンレールから燃料噴射弁に高圧燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置に関するものである。 The present invention relates to an accumulator fuel injection device that supplies high pressure fuel from a common rail to a fuel injection valve.
従来、ディーゼル式内燃機関では、回転数やアクセル開度等の負荷に応じて、燃料の指令噴射量が算出されている（たとえば、特許文献１）。また、特許文献１のものは、コモンレールから燃料噴射弁に燃料を供給する蓄圧式燃料噴射装置を用いたディーゼル式内燃機関であり、コモンレール内の燃料圧は、高圧ポンプからの燃料圧送等により変動している。
Conventionally, in a diesel internal combustion engine, a commanded fuel injection amount is calculated according to a load such as a rotational speed and an accelerator opening (for example, Patent Document 1).
また、蓄圧式燃料噴射装置では、燃料噴射時の燃料圧は時間当たりの燃料噴射量に影響する。具体的には、コモンレールの燃料圧が高いほど時間当たりの燃料噴射量が多くなる。そのため、特許文献１では、コモンレールの燃料圧を検出し、検出した燃料圧と指令噴射量とに基づいて、燃料圧が高いほど短い期間に噴射期間を設定している（特許文献１の図７）。そして、噴射開始時点となったと判断したら、燃料噴射弁に通電を開始し、上記のようにして設定した噴射期間だけ通電を行なう。
Further, in the accumulator fuel injection device, the fuel pressure at the time of fuel injection affects the fuel injection amount per hour. Specifically, the fuel injection amount per hour increases as the fuel pressure of the common rail increases. Therefore, in
特許文献１では、燃料噴射弁に通電を開始した直後（すなわち燃料噴射の直前）に検出した噴射時燃料圧ＮＰＣＭ、または、制御基準位置よりも前（すなわち燃料噴射弁に通電を開始するよりも前）に検出した燃料圧ＮＰＣに基づいて噴射期間を算出している。すなわち、特許文献１では一時点の燃料圧に基づいて噴射期間を設定している。
In
ところで、前述のように、コモンレール内の燃料圧は、高圧ポンプからの燃料圧送により変動している。また、高圧ポンプは、上記噴射期間も動作している。従って、噴射期間中は、燃料が噴射されることに起因する圧力変動が生じるのはもちろんのこと、それのみならず、高圧ポンプからの燃料圧送に起因する圧力変動がコモンレール内に生じる。 Incidentally, as described above, the fuel pressure in the common rail fluctuates due to fuel pumping from the high-pressure pump. The high pressure pump is also operating during the injection period. Therefore, during the injection period, not only the pressure fluctuation caused by the fuel injection occurs, but also the pressure fluctuation caused by the fuel pumping from the high pressure pump occurs in the common rail.
さらに、高圧ポンプとコモンレールとの間には距離があり、この距離があることによって、高圧ポンプ内の圧力がコモンレールに伝播するまでにはある程度の伝播時間が必要となるが、この伝播時間は燃料温度によって変化する。 In addition, there is a distance between the high-pressure pump and the common rail, and this distance requires a certain amount of propagation time before the pressure in the high-pressure pump propagates to the common rail. Varies with temperature.
よって、燃料が実際に噴射される期間と高圧ポンプからの燃料圧送による圧力上昇期間との重なりの程度は燃料温度によって変化することになる。すなわち、燃料噴射時以降の燃料圧の変動は、燃料温度の影響を受けることになる。そして、前述のように、燃料噴射時の燃料圧は時間当たりの燃料噴射量、ひいては、噴射期間に影響する。 Therefore, the degree of overlap between the period during which fuel is actually injected and the pressure increase period due to fuel pumping from the high-pressure pump varies depending on the fuel temperature. That is, the change in fuel pressure after fuel injection is affected by the fuel temperature. As described above, the fuel pressure at the time of fuel injection affects the fuel injection amount per time, and hence the injection period.
しかしながら、前述のように、特許文献１では、噴射期間の設定の際に燃料温度を考慮していない。そのため、指令噴射量と実際に噴射される噴射量との誤差が少なくない場合もあった。
However, as described above,
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、噴射量の誤差の少ない蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。 The present invention has been made based on this situation, and an object of the present invention is to provide a pressure accumulation type fuel injection device with a small injection amount error.
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、内燃機関の気筒毎に設けられて気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料を昇圧して圧送する高圧ポンプと、その高圧ポンプにより圧送された燃料を蓄圧して燃料噴射弁に供給するコモンレールと、そのコモンレールの燃料圧を検出する燃料圧検出手段と、前記内燃機関の運転状態から前記燃料噴射弁への指令噴射量を算出する指令噴射量算出手段と、前記燃料噴射弁の作動を制御する制御手段とを備えた蓄圧式燃料噴射装置であって、
燃料温度を検出する燃料温度検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記燃料噴射弁から燃料を噴射させる燃料噴射期間を、前記指令噴射量算出手段が算出した前記指令噴射量と、前記燃料圧検出手段が検出した前記燃料圧と、前記燃料温度検出手段で検出した前記燃料温度とを用いて算出するようになっており、さらに、前記制御手段は、前記燃料温度が低い場合に、前記高圧ポンプより圧送された燃料の圧力が前記コモンレールにまで伝播される時間である伝播時間が長くなることに応じて、前記燃料噴射期間中の燃料の圧力が狙った燃料圧に対して低くなることを考慮して、前記燃料温度が狙い通りの制御ができる温度よりも低いほど、前記燃料噴射期間を長くする特性を予め記憶した特性マップを有しており、
前記制御手段は、前記高圧ポンプからの燃料圧送による圧力上昇期間が前記燃料噴射期間と重なることを狙った制御をしている場合には、前記特性マップに基づいて、前記燃料温度検出手段が検出した前記燃料温度が低くなるほど前記燃料噴射期間を長くするように前記燃料噴射期間を補正することを特徴とする。
In order to achieve the object, the invention according to
Fuel temperature detecting means for detecting fuel temperature is further provided, and the control means includes a fuel injection period during which fuel is injected from the fuel injection valve, the command injection amount calculated by the command injection amount calculating means, and the fuel pressure. said fuel pressure detected by the detecting means, the fuel temperature detecting means is adapted to calculate using the said fuel temperature detected by the further, the control unit, when the fuel temperature is low, the high-pressure The fuel pressure during the fuel injection period becomes lower than the target fuel pressure as the propagation time, which is the time during which the pressure of the fuel pumped from the pump is propagated to the common rail, becomes longer. In consideration, the fuel temperature has a characteristic map that prestores the characteristic that lengthens the fuel injection period as the fuel temperature is lower than the temperature at which control can be performed as intended.
The control means detects the fuel temperature detection means based on the characteristic map when the control is aimed at a pressure increase period due to fuel pumping from the high pressure pump overlapping the fuel injection period. The fuel injection period is corrected so that the fuel injection period becomes longer as the fuel temperature becomes lower .
このように、本発明では、指令噴射量、燃料圧に加えて、燃料温度も用いて噴射期間を算出する。そのため、燃料温度によって、高圧ポンプからコモンレールまで圧力が伝播する伝播時間が変化しても、指令噴射量と実際に噴射される噴射量との誤差を少なくすることができる。 Thus, in the present invention, the injection period is calculated using the fuel temperature in addition to the command injection amount and the fuel pressure. Therefore, even if the propagation time during which pressure propagates from the high-pressure pump to the common rail changes depending on the fuel temperature, the error between the command injection amount and the actual injection amount can be reduced.
ここで、請求項２は、前記制御手段は、前記燃料温度と燃料圧とに基づいて補正量を算出し、その算出した補正量を、前記指令噴射量算出手段が算出した指令噴射量と前記燃料圧検出手段が検出した燃料圧とに基づいて算出した期間に加えることで、最終的な噴射期間を算出することを特徴とする。
Here, in
このように、指令噴射量と燃料圧とに基づいて従来と同様の噴射期間を算出し、その噴射期間を補正量によって補正して最終的な噴射期間を算出することによって、燃料温度を考慮した噴射期間を算出することができる。 Thus, the fuel temperature is considered by calculating the injection period similar to the conventional one based on the command injection amount and the fuel pressure, and correcting the injection period with the correction amount to calculate the final injection period. The injection period can be calculated.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態としてのディーゼル式内燃機関の蓄圧式燃料噴射装置の概略構成を示したものである。ディーゼル式の内燃機関１には、気筒毎に燃焼室に対して燃料噴射弁２が配設され、燃料噴射弁２から気筒内への燃料噴射は、噴射制御用電磁弁３のオン・オフにより制御される。燃料噴射弁２は各気筒共通の高圧コモンレール４に接続され、噴射制御用電磁弁３が開いている間、コモンレール４内の燃料が燃料噴射弁２により内燃機関１に噴射される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a pressure accumulation type fuel injection device for a diesel internal combustion engine as an embodiment of the present invention. In the diesel
即ち、この燃料噴射弁２は、噴孔を開閉するニードルの背圧側にコモンレール４の燃料圧が作用する背圧室が設けられ、更に、この背圧室と低圧側との間に前記噴射制御用電磁弁３が設けられる。そして、前記噴射制御用電磁弁３が閉じているときには、背圧室内のコモンレール４からの燃料圧の作用によってニードルは噴孔を閉じ、噴射制御用電磁弁３が開くときには、背圧室内の燃料が低圧側へ抜かれることによって、ニードルがリフトし、噴孔を開くことにより噴射が行われる。このため、コモンレール４には連続的に燃料噴射圧に相当する高圧燃料が蓄えられる必要があり、チェックバルブ５を介装した供給配管６により高圧ポンプ７が接続されている。
That is, the
高圧ポンプ７は、燃料タンク８から燃料供給ポンプ９を経て吸入した燃料を、内燃機関１の回転に同期するカム（図示せず）によりプランジャを往復動させて、要求される所定高圧に昇圧し、コモンレール４に供給するものであり、燃料圧を所定高圧に維持するための吐出量制御装置１０を備えている。
The
噴射制御用電磁弁３と吐出量制御装置１０の作動は、電子制御回路（以下、ＥＣＵと言う）１１から出力される制御信号により制御される。ＥＣＵ１１には、回転数センサ１２及びアクセル開度センサ１３からの検出信号が入力されると共に、コモンレール４の燃料圧を検出する圧力センサ１４（特許請求の範囲の燃料圧検出手段に相当）、高圧ポンプ７内の燃料の温度を検出する燃料温度センサ１５（特許請求の範囲の燃料温度検出手段に相当）、及び水温、吸気温、吸気圧等の各種センサ１６からの入力信号が入力される。
The operation of the injection control
ＥＣＵ１１は、回転数センサ１２からの検出信号などの入力信号に基づき内燃機関１の運転状態を判断し、噴射制御用電磁弁３及び吐出量制御装置１０に対する制御信号を出力する。したがって、このＥＣＵ１が特許請求の範囲の制御手段に相当する。また、ＥＣＵ１１は、検出データ、制御プログラム等を記憶するメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭいずれも図示しない）を備えている。
The
次に、ＥＣＵ１１において行われる燃料噴射制御処理を図２〜図５のフローチャートによって説明する。まず、回転数センサ１２の検出信号に基づいて回転数Ｎｅを取り込むと共に、アクセル開度センサ１３の検出信号に基づいてアクセル開度Ａｃｃｐを取り込む（ステップ１００）。次に、この回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃｐとに基づいて、所定のプログラムに従い特性マップ（図示せず）を用い、指令噴射量ＱＦＩＮを算出する（ステップ１１０）。このステップ１１０の処理が指令噴射量算出手段に相当する処理である。
Next, the fuel injection control process performed in the
また、この回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃｐとに基づいて、特性マップ（図示せず）を用いて、コモンレール４の圧力に対する指令値である指令コモンレール圧ＰＦＩＮも算出する（ステップ１１５）。 Further, based on the rotational speed Ne and the accelerator opening degree Accp, a command common rail pressure PFIN that is a command value for the pressure of the common rail 4 is also calculated using a characteristic map (not shown) (step 115).
続いて、同様に、特性マップ（図示せず）を用い、前記回転数Ｎｅ、指令噴射量ＱＦＩＮから指令噴射時期ＴＦＩＮを算出する（ステップ１２０）。そして、圧力センサ１４の検出信号に基づいてコモンレール４の燃料圧ＮＰＣnを取り込む（ステップ１３０）。尚、添字ｎは、今回の処理の実行により検出した分を示す。 Subsequently, similarly, a command injection timing TFIN is calculated from the rotation speed Ne and the command injection amount QFIN using a characteristic map (not shown) (step 120). Then, the fuel pressure NPC n of the common rail 4 is taken in based on the detection signal of the pressure sensor 14 (step 130). Note that the subscript n indicates the amount detected by execution of the current process.
次に、燃料をプレ噴射等の複数回に分けて噴射するマルチ噴射を実行するか否かを判断する（ステップ１４０）。マルチ噴射を実行するか否かは、運転条件等により決定するようにしてもよく、あるいは、予め設定スイッチ等で設定するようにしてもよい。 Next, it is determined whether or not to execute multi-injection in which fuel is injected in multiple times such as pre-injection (step 140). Whether or not to perform multi-injection may be determined according to operating conditions or the like, or may be set in advance using a setting switch or the like.
マルチ噴射ではないと判断すると、ステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧ＮＰＣnから下記式に基づいて見込み圧ＮＰＣＦを算出する（ステップ１５０）。ここで、ＮＰＣｎ−１は前回のステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧、ＮＰＣＭｎ−１は前回の後述するステップ２４０の処理により取り込んだ噴射時燃料圧である。
ＮＰＣＦ＝ＮＰＣn＋△ＰＣ
△ＰＣ＝ＮＰＣＭｎ−１−ＮＰＣｎ−１
前回の処理時の燃料圧ＮＰＣｎ−１と前回の噴射時燃料圧ＮＰＣＭｎ−１との圧力差△ＰＣが、今回の処理時にも定常走行時または過渡時にかかわらず、ほぼ同様に生じるので、この圧力差△ＰＣを加味した見込み圧ＮＰＣＦを算出して、今回の噴射時の誤差を低減している。
If it is determined that the fuel injection is not multi-injection, the expected pressure NPCF is calculated from the fuel pressure NPC n taken in by the processing of
NPCF = NPC n + △ PC
ΔPC = NPCM n−1 −NPC n−1
Since the pressure difference ΔPC between the fuel pressure NPC n-1 at the previous processing and the fuel pressure NPCM n-1 at the previous injection occurs almost the same at the time of the current processing regardless of the steady running or the transient time, The estimated pressure NPCF is calculated taking this pressure difference ΔPC into consideration, and the error during the current injection is reduced.
次に、算出した見込み圧ＮＰＣＦに基づいて、噴射遅れ時間ＴＤＭを特性マップ（図７）から算出する（ステップ１６０）。噴射遅れ時間ＴＤＭは、図６に示すように、燃料噴射弁２に通電を開始してから（ＴＱパルスの立ち上がり時点）、実際に燃料が噴射されるまでの時間である。燃料噴射弁２は、供給される燃料圧の作用を受けてニードルがリフトして開弁する構成のものであるので、燃料圧に応じて噴射遅れ時間が異なる。燃料圧と噴射遅れ時間との関係を予め実験等により求めて、特性マップを作成するとよい。
Next, the injection delay time TDM is calculated from the characteristic map (FIG. 7) based on the calculated expected pressure NPCF (step 160). As shown in FIG. 6, the injection delay time TDM is the time from when the
続いて、ステップ１２０の処理により算出した指令噴射時期ＴＦＩＮと、ステップ１６０の処理により算出した噴射遅れ時間ＴＤＭとに基づいて、下記式から、燃料噴射弁通電開始時期を算出する（ステップ１７０）。燃料噴射弁通電開始時期は、本実施形態では、図６に示すように、制御基準位置から噴射開始直前までの噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦと、このパルスから噴射開始時までの余り時間ＴＴＭＦからなる。
（Ａ−ＴＦＩＮ）／Ｘ＝ＣＮＥＣＡＭＦ＋Ｚ
（Ｚ／Ｘ）×Ｙ−ＴＤＭ＝ＴＴＭＦ
また、ＴＴＭＦ＜０であるなら、下記処理を行う。
ＣＮＥＣＡＭＦ←ＣＮＥＣＡＭＦ−１
ＴＴＭＦ←ＴＴＭＦ＋Ｙ
ここで、ＣＮＥＣＡＭＦは整数であり、Ｚは余りである。図６に示すように、Ａは制御基準位置から上死点ＴＤＣまでの角度であり、Ｘは回転数センサ１２から出力される１パルスに相当する角度である。Ｙはそのときの回転速度で角度Ｘだけ回転するのに要する時間である。
Subsequently, based on the command injection timing TFIN calculated by the processing of
(A-TFIN) / X = CNECAMF + Z
(Z / X) × Y-TDM = TTMF
If TTMF <0, the following processing is performed.
CNECAMMF ← CNECAMF-1
TTMF ← TTMF + Y
Here, CNECAMF is an integer and Z is a remainder. As shown in FIG. 6, A is an angle from the control reference position to the top dead center TDC, and X is an angle corresponding to one pulse output from the
次に、指令噴射量ＱＦＩＮと見込み圧ＮＰＣＦとに基づいて、特性マップ（図８）から仮噴射期間ＴＱＭＦを算出する（ステップ１８０）。さらに、燃料温度センサ１５から燃料温度を取り込む（ステップ１８１）。そして、この取り込んだ燃料温度に基づいて、ステップ１８０で算出した仮噴射期間ＴＱＭＦを補正する（ステップ１８２）。詳しくは、まず、ステップ１８１で取り込んだ燃料温度と、ステップ１１５で算出した指令コモンレール圧ＰＦＩＮとに基づいて、特性マップ（図示せず）から、噴射期間に対する温度補正量ΔＴＱＭを算出する。この特性マップは、燃料温度が変化することによって、噴射期間中の燃料圧が狙った燃料圧に対して高くなるか低くなるかを実験等に基づいて確認し、その実験等の結果に基づいて決定する。そして、この温度補正量ΔＴＱＭをステップ１８０で算出した仮噴射期間ＴＱＭＦに加算する。以下では、仮噴射期間ＴＱＭＦを温度補正量ΔＴＱＭで補正した後の噴射期間を補正後仮噴射期間ＴＱＭＦ’という。このように、指令噴射量ＱＦＩＮと見込み圧ＮＰＣＦとに基づいて算出した仮噴射期間ＴＱＭＦを、燃料温度に基づいて補正することで、燃料温度によって、高圧ポンプ７内の圧力がコモンレール４に伝播するまでの伝播時間が変化すること、ひいては、燃料温度によって噴射期間中の燃料圧が変化することを考慮した噴射期間とすることができる。
Next, the temporary injection period TQMF is calculated from the characteristic map (FIG. 8) based on the command injection amount QFIN and the estimated pressure NPCF (step 180). Further, the fuel temperature is taken in from the fuel temperature sensor 15 (step 181). Then, based on the captured fuel temperature, the temporary injection period TQMF calculated in
ステップ１８２で補正後仮噴射期間ＴＱＭＦ’を算出したら、続いて、図３に示す処理を実行する。まず、制御基準位置か否かを回転数センサ１２からの出力信号に基づいて判断する（ステップ１９０）。制御基準位置でないときには、制御基準位置になるまで待機し、制御基準位置となったときには、回転数センサ１２から出力されるパルスのカウントを開始する（ステップ２００）。
When the corrected temporary injection period TQMF ′ is calculated in
そして、カウントしたパルス数が、噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなったか否かを判断する（ステップ２１０）。噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなっていないときには、噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなるまで待機する。噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとなったときには、噴射時期余り時間ＴＴＭＦが経過したか否かを判断する（ステップ２２０）。 Then, it is determined whether or not the counted number of pulses has become the injection timing pulse number CNECAMF (step 210). When the injection timing pulse number CNECAMF is not reached, the process waits until the injection timing pulse number CNECAMF is reached. When the injection timing pulse number CNECAMF is reached, it is determined whether the injection timing surplus time TTMF has elapsed (step 220).
噴射時期余り時間ＴＴＭＦが経過するまで待機し、噴射時期余り時間ＴＴＭＦが経過したときには、燃料噴射弁２に通電を開始する（ステップ２３０）。これにより、燃料噴射弁２の図示しないニードルが燃料圧を受けて開弁方向にリフトを開始する。
The process waits until the injection timing surplus time TTMF elapses. When the injection timing surplus time TTMF elapses, the
また、このときの圧力センサ１４により検出されるコモンレール４の噴射時燃料圧ＮＰＣＭnを取り込む（ステップ２４０）。次に、取り込んだ噴射時燃料圧ＮＰＣＭnとステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧ＮＰＣnとの差の絶対値が所定値α以上か否かを判断する（ステップ２５０）。尚、所定値αは実験等により定めればよい。
Further, the fuel pressure NPCM n during injection of the common rail 4 detected by the
差の絶対値が所定値αより小さければ、取り込んだ噴射時燃料圧ＮＰＣＭnはノイズ等の影響を受けることなく正常に取り込まれたと判断して、この噴射時燃料圧ＮＰＣＭnを用いて補正後噴射期間ＴＱＭＦ’の再算出を行なう（ステップ２６０）。 If the absolute value of the difference is smaller than the predetermined value α, it is determined that the taken-in fuel pressure NPCM n is properly taken in without being affected by noise or the like, and is corrected using this fuel pressure NPCM n during the injection. The injection period TQMF ′ is recalculated (step 260).
すなわち、ステップ２６０では、まず、ステップ１１０で算出した指令噴射量ＱＦＩＮとステップ２４０で取り込んだ噴射時燃料圧ＮＰＣＭｎとに基づいて、特性マップ（図８）から噴射期間ＴＱＭＦを算出する。次いで、補正後仮噴射期間ＴＱＭＦ’の算出過程においてステップ１８２で算出した温度補正量ΔＴＱＭをこのステップ２６０で算出した噴射期間ＴＱＭＦに加算することで補正後噴射期間ＴＱＭＦ’を算出する。このように、温度補正量ΔＴＱＭによって噴射期間ＴＱＭＦを補正する理由は、燃料温度によって噴射期間中の燃料圧が変化することを考慮した噴射期間とするためである。
That is, in
一方、差の絶対値が所定値αより大きいときには、取り込んだ燃料圧ＮＰＣＭnはノイズ等の影響を受けた異常な値であると判断して、ステップ１８２の処理により算出した補正後仮噴射期間ＴＱＭＦ’をそのまま補正後噴射期間として適用する（ステップ２７０）。
On the other hand, when the absolute value of the difference is larger than the predetermined value α, it is determined that the captured fuel pressure NPCM n is an abnormal value affected by noise or the like, and the corrected provisional injection period calculated by the processing of
次に、ステップ２６０またはステップ２７０で再算出または適用すると決定した補正後噴射期間ＴＱＭＦ’が経過したか否かを判断する（ステップ２８０）。補正後噴射期間ＴＱＭＦ’が経過していない場合には経過するまで待機し、補正後噴射期間ＴＱＭＦ’が経過したときには、燃料噴射弁２への通電を終了する（ステップ２９０）。これにより、燃料噴射弁２のニードルは燃料圧を受けて閉弁方向にリフトし、燃料噴射が終了する。ステップ２９０の処理を実行後、一旦本制御処理を終了する。
Next, it is determined whether or not the corrected injection period TQMF ′ determined to be recalculated or applied in
次に、ステップ１４０の処理の実行により、マルチ噴射であると判断された場合を説明する。この処理は図４、５に示す。ステップ１４０の処理によりマルチ噴射であると判断されると、プレ噴射量ＱＰＲＥを図示しない特性マップを用いて算出する（ステップ３０５）。そして、ステップ１１０の処理により算出した指令噴射量ＱＦＩＮからプレ噴射量ＱＰＲＥを減算してメイン噴射量ＱＭＩＮを算出する（ステップ３１０）。
ＱＭＩＮ←ＱＦＩＮ−ＱＰＲＥ
次に、プレ噴射とメイン噴射とのインターバルＴＩＮＴ（図１１参照）を回転数Ｎｅと指令噴射量ＱＦＩＮとに基づいて、特性マップ（図９）から算出する（ステップ３２０）。続いて、メイン噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＭを下記式により算出する（ステップ３３０）。
Next, the case where it is determined that the multi-injection is performed by executing the process of
QMIN ← QFIN-QPRE
Next, an interval TINT (see FIG. 11) between the pre-injection and the main injection is calculated from the characteristic map (FIG. 9) based on the rotational speed Ne and the command injection amount QFIN (step 320). Subsequently, the expected pressure NPCFM at the time of main injection is calculated by the following equation (step 330).
ＮＰＣＦＭ←ＮＰＣn＋（ＮＰＣＭｎ−１−ＮＰＣｎ−１）
ここで、ＮＰＣnは、ステップ１３０の処理により取り込んだコモンレール４の燃料圧であり、ＮＰＣＭｎ−１はステップ２４０の前回の処理により取り込んだコモンレール４の燃料圧であり、ＮＰＣｎ−１は前回のステップ１３０の処理により取り込んだコモンレール４の燃料圧である。
NPCFM ← NPC n + (NPCM n−1 −NPC n−1 )
Here, NPC n is the fuel pressure of the common rail 4 captured by the process of
次に、プレ噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＰを下記式により算出する（ステップ３４０）。
ＮＰＣＦＰ←ＮＰＣn＋（ＮＰＣＰｎ−１−ＮＰＣｎ−１）
ここで、ＮＰＣＰｎ−１は後述するステップ５３０の前回の処理により取り込んだコモンレール４の燃料圧である。
Next, the expected pressure NPCFP at the time of pre-injection is calculated by the following equation (step 340).
NPCFP ← NPC n + (NPCP n−1 −NPC n−1 )
Here, NPCP n−1 is the fuel pressure of the common rail 4 taken in by the previous processing in
続いて、ステップ３４０の処理により算出したプレ噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＰとステップ３０５の処理により算出したプレ噴射量ＱＰＲＥとから、図８と同様の図示しない特性マップに基づいて仮プレ噴射期間ＴＱＰＦを算出する（ステップ３５０）。
Subsequently, based on the estimated pressure NPCFP at the time of pre-injection calculated by the process of
次に、プレ噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＰとプレ噴射量ＱＰＲＥとから、プレ噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰを図示しない特性マップに基づいて算出する（ステップ３６０）。プレ噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰは、噴射制御用電磁弁３をオフにした後、燃料噴射弁２から実際に燃料の噴射が終了するまでの時間である。その後、メイン噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＭから、図７に示す特性マップに基づいて、メイン噴射遅れ時間ＴＤＭを算出する（ステップ３７０）。
Next, the pre-injection end delay time TDEP is calculated from the expected pressure NPCFP at the time of pre-injection and the pre-injection amount QPRE based on a characteristic map (not shown) (step 360). The pre-injection end delay time TDEP is the time from when the injection control
次に、上死点ＴＤＣを基準に、指令噴射時期ＴＦＩＮ、インターバルＴＩＮＴ、プレ噴射終了遅れ時間ＴＤＥＰ、ステップ３５０の処理により算出した仮プレ噴射期間ＴＱＰＦに基づいて、図１１に示すように、プレ噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとプレ噴射時期余り時間ＴＴＰＦをステップ１７０の処理と同様に算出する（ステップ３８０）。
Next, as shown in FIG. 11, the pre-injection timing TFIN, the interval TINT, the pre-injection end delay time TDEP, and the provisional pre-injection period TQPF calculated by the processing of
その後、後述する処理により設定されるハンチング防止フラグＦが１か否かを判断する（ステップ３９０）。１であるときには、インターバルＴＩＮＴが第１しきい値Ｔ１を越えているか否かを判断する（ステップ４００）。第１しきい値Ｔ１より大きいときには、上死点ＴＤＣを基準に、指令噴射時期ＴＦＩＮ、メイン噴射遅れ時間ＴＤＭに基づいて、ステップ１７０の処理と同様にして、メイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦ、メイン噴射時期余り時間ＴＴＭＦを算出する（ステップ４１０）。そして、ハンチング防止フラグＦに余り角制御を実行中であることを示す１を代入する（ステップ４２０）。
Thereafter, it is determined whether or not a hunting prevention flag F set by processing to be described later is 1 (step 390). When it is 1, it is determined whether or not the interval TINT exceeds the first threshold value T1 (step 400). When larger than the first threshold value T1, based on the top dead center TDC and based on the command injection timing TFIN and the main injection delay time TDM, the main injection timing pulse number CNECAMF, the main injection is performed in the same manner as the processing of
一方、ステップ４００の処理の実行により、インターバルＴＩＮＴが第１しきい値Ｔ１より小さいと判断されると、メイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦにプレ噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦを代入する（ステップ４３０）。次に、図１２に示すように、指令噴射時期ＴＦＩＮとステップ３７０の処理により算出したメイン噴射遅れ時間ＴＤＭとに基づいて、ステップ１７０の処理と同様にして、メイン噴射時期余り時間ＴＴＭＦを算出する（ステップ４４０）。そして、ハンチング防止フラグＦに時間制御を実行中であることを示す０を代入する（ステップ４５０）。
On the other hand, if it is determined that the interval TINT is smaller than the first threshold value T1 by executing the process of
この時間制御を実行する理由は、噴射制御用電磁弁３の特性、特に残留磁気の影響から、図１３に示すように、インターバルＴＩＮＴが短くなると、急激に噴射遅れ時間ＴＤＭが変化するからである。これによって、回転変動時及び過渡時、ＥＣＵ１１により算出されたインターバルＴＩＮＴより実際のインターバルＴＩＮＴが小さくなって、急激に噴射量が増加する恐れがある。これは、メイン噴射期間ＴＱＭＦは同じであるためである。
The reason for executing this time control is that, as shown in FIG. 13, the injection delay time TDM changes abruptly when the interval TINT is shortened as shown in FIG. 13 due to the characteristics of the
そこで、本実施形態では、インターバルＴＩＮＴが小さい場合には時間制御を実行する。時間制御では、図１２に示すように、プレ噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとメイン噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＭＦとを同じとし、メイン噴射時期余り時間ＴＴＭＦにより、通電開始を制御する。これにより、回転変動の影響によるインターバルＴＩＮＴの変動を抑えられ、急激な噴射量の変化を抑制できる。 Therefore, in the present embodiment, time control is executed when the interval TINT is small. In the time control, as shown in FIG. 12, the pre-injection timing pulse number CNECAPF and the main injection timing pulse number CNECAMF are made the same, and the start of energization is controlled by the main injection timing remaining time TTMF. Thereby, the fluctuation | variation of the interval TINT by the influence of a rotation fluctuation | variation can be suppressed, and the rapid change of the injection quantity can be suppressed.
ステップ３９０の処理の実行により、ハンチング防止フラグＦが１でないと判断されると、インターバルＴＩＮＴが第２しきい値Ｔ２より大きいか否かを判断する（ステップ４６０）。第２しきい値Ｔ２より大きいときには、ステップ４１０以下の余り角制御を実行し、第２しきい値Ｔ２より小さいときには、ステップ４３０以下の時間制御を実行する。図１０に示すように、第１しきい値Ｔ１と第２しきい値Ｔ２とを用いることにより、余り角制御と時間制御との頻繁な切換を防止できる。
If it is determined that the hunting prevention flag F is not 1 by the execution of the process of
以降の処理は図５に示す。ステップ４２０又はステップ４５０の処理を実行した後、ステップ３１０及びステップ３３０の処理の実行により算出したメイン噴射量ＱＭＡＩＮ及びメイン噴射時の見込み圧ＮＰＣＦＭにより、仮メイン噴射期間ＴＱＭＦを図８と同様の図示しない特性マップに基づいて算出する（ステップ４７０）。さらに、燃料温度センサ１５から燃料温度を取り込む（ステップ４７１）。
The subsequent processing is shown in FIG. After executing the process of
そして、この取り込んだ燃料温度に基づいて、ステップ３５０で算出した仮プレ噴射期間ＴＱＰＦを補正する（ステップ４７２）。詳しくは、まず、ステップ４７１で取り込んだ燃料温度と、ステップ１１５で算出した指令コモンレール圧ＰＦＩＮとに基づいて、特性マップ（図示せず）から、プレ噴射期間に対する温度補正量ΔＴＱＰを算出する。そして、この温度補正量ΔＴＱＰをステップ３５０で算出した仮プレ噴射期間ＴＱＰＦに加算する。以下では、仮プレ噴射期間ＴＱＰＦを温度補正量ΔＴＱＰで補正した後の噴射期間を補正後仮プレ噴射期間ＴＱＰＦ’という。
And based on this taken-in fuel temperature, the temporary pre-injection period TQPF calculated at
また、ステップ４７１で取り込んだ燃料温度に基づいて、ステップ４７０で算出した仮メイン噴射期間ＴＱＭＦも補正する（ステップ４７３）。この補正は、前述したステップ１８２と実質的に同一の補正であり、まず、ステップ１８２と同様にして温度補正量ΔＴＱＭを算出する。そして、この温度補正量ΔＴＱＭをステップ４７０で算出した仮メイン噴射期間ＴＱＭＦに加算する。以下では、仮メイン噴射期間ＴＱＭＦを温度補正量ΔＴＱＭで補正した後の噴射期間を補正後仮メイン噴射期間ＴＱＭＦ’という。
Further, the temporary main injection period TQMF calculated in
次に、回転数センサ１２により検出されるパルスが制御基準位置となったか否かを判断し（ステップ４８０）、制御基準位置となっていないときには制御基準位置となるまで待機する。
Next, it is determined whether or not the pulse detected by the
制御基準位置となったときには、制御基準位置からのパルス数のカウントを開始する（ステップ４９０）。そして、カウントしたパルス数がプレ噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとなったか否かを判断し（ステップ５００）、まだ、プレ噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとなっていないときには待機し、プレ噴射時期パルス数ＣＮＥＣＡＰＦとなったときには、プレ噴射時期余り時間ＴＴＰＦが経過したか否かを判断する（ステップ５１０）。 When the control reference position is reached, counting of the number of pulses from the control reference position is started (step 490). Then, it is determined whether or not the counted number of pulses has become the pre-injection timing pulse number CNECAPF (step 500). If it is determined, it is determined whether or not the pre-injection timing surplus time TTPF has elapsed (step 510).
プレ噴射時期余り時間ＴＴＰＦが経過していないときには、経過するまで待機し、経過したときには燃料噴射弁２へ通電を開始する（ステップ５２０）。次に、そのときのコモンレール４のプレ噴射時燃料圧ＮＰＣＰnを圧力センサ１４により検出して取り込む（ステップ５３０）。この新たに検出したプレ噴射時燃料圧ＮＰＣＰnとステップ１３０の処理により取り込んだ燃料圧ＮＰＣnとの差の絶対値が所定値βより大きいか否かを判断する（ステップ５４０）。
When the pre-injection timing surplus time TTPF has not elapsed, the system waits until it elapses, and when it has elapsed, energization of the
所定値βより小さいときには、プレ噴射時燃料圧ＮＰＣＰnが正常に取り込まれたと判断して、このプレ噴射時燃料圧ＮＰＣＰnにより、ステップ３５０、４７２の処理と同様にして、補正後プレ噴射期間ＴＱＰＦ’を再算出する（ステップ５５０）。そして、この再算出した補正後プレ噴射期間ＴＱＰＦ’が経過したか否かを判断し（ステップ５６０）、経過した後に燃料噴射弁２への通電を終了する（ステップ５７０）。
If it is smaller than the predetermined value β, it is determined that the pre-injection fuel pressure NPCP n has been normally taken in, and the corrected pre-injection period is determined by this pre-injection fuel pressure NPCP n in the same manner as the processing in
一方、ステップ５４０の処理により所定値βより大きいと判断されたときには、プレ噴射時燃料圧ＮＰＣＰnの取り込みがノイズ等の影響を受けて異常であったと判断して、ステップ４７２の処理により算出した補正後仮プレ噴射期間ＴＱＰＦ’を、補正後プレ噴射期間として適用する（ステップ５８０）。そして、この補正後プレ噴射期間（すなわち補正後仮プレ噴射期間）ＴＱＰＦ’が経過したか否かを判断し（ステップ５６０）、経過した後に燃料噴射弁２への通電を終了する（ステップ５７０）。
On the other hand, when it is determined by the process of
その後、前述したステップ２１０以下の処理を実行して、前述したと同様に、図１１、図１２に示すように、メイン噴射時燃料圧ＮＰＣＭnを取り込んで、補正後メイン噴射期間ＴＱＭＦ’を再算出し、メイン噴射を実行する。
Thereafter, the processing from
以上詳述したように本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置は、燃料噴射弁２から燃料を噴射させる燃料噴射期間として、補正後噴射期間、補正後仮噴射期間を算出する（ステップ２６０、ステップ１８２）。これら補正後噴射期間および補正後仮噴射期間は、いずれも、指令噴射量ＱＦＩＮ、燃料圧（ＮＰＣＭｎまたはＮＰＣｎ）に加えて、燃料温度も用いて算出する。そのため、燃料温度によって、高圧ポンプ７からコモンレール４まで圧力が伝播する伝播時間が変化しても、指令噴射量ＱＦＩＮと実際に噴射される噴射量との誤差を少なくすることができる。
As described above in detail, the accumulator fuel injection device of this embodiment calculates the corrected injection period and the corrected temporary injection period as the fuel injection period for injecting fuel from the fuel injection valve 2 (
図１４は、燃料温度を考慮しない期間である噴射期間ＴＱＭＦを用いて制御を行った場合の噴射期間中の燃料圧（図１４（ａ））と、燃料温度を考慮した期間である補正後噴射期間ＴＱＭＦ’を用いて制御を行った場合の噴射期間中の燃料圧（図１４（ｂ））とを比較して示す図である。また、図１４の例は、高圧ポンプ７からの燃料圧送による圧力上昇期間が、燃料噴射開始後の噴射期間中と重なることを狙った制御を行っているものとする。
FIG. 14 shows the fuel pressure during the injection period (FIG. 14A) when the control is performed using the injection period TQMF, which is a period not considering the fuel temperature, and the corrected injection, which is a period considering the fuel temperature. It is a figure which compares and shows the fuel pressure (FIG.14 (b)) during the injection period at the time of controlling using period TQMF '. In the example of FIG. 14, it is assumed that control is performed so that the pressure increase period due to the fuel pumping from the high-
図１４（ａ）において「燃料温度高」は、高圧ポンプ７からの燃料圧送による圧力上昇期間が燃料噴射開始後の噴射期間中と重なる、すなわち、狙い通りの制御ができている場合の燃料温度を意味している。
In FIG. 14 (a), “high fuel temperature” means that the pressure increase period due to fuel pumping from the
この「燃料温度高」よりも低い燃料温度である「燃料温度低」の場合、高圧ポンプ７からコモンレール４までの圧力伝播時間が「燃料温度高」よりも長くなる。そのため、高圧ポンプ７からの燃料圧送による圧力上昇期間は遅くなる。一方、燃料噴射開始時点は「燃料温度高」の場合と同じ時点である。よって、高圧ポンプ７からの燃料圧送による圧力上昇期間と噴射期間ＴＱＭＦとの重なりが相対的に少なくなってしまうので、噴射期間中の燃料圧は「燃料温度高」の場合ほどには高くならない。従って、実際に噴射される燃料噴射量は、噴射期間ＴＱＭＦが同じであるにも係わらず、「燃料温度高」の場合よりも少なくなってしまう。
In the case of “low fuel temperature” which is a fuel temperature lower than “high fuel temperature”, the pressure propagation time from the
次に、図１４（ｂ）を説明する。図１４（ｂ）において「燃料温度高」は図１４（ａ）と同じ波形である。一方、図１４（ｂ）において「燃料温度低」は、補正後噴射期間ＴＱＭＦ’による制御を行っている。前述のように、図１４の例では、高圧ポンプ７からの燃料圧送による圧力上昇期間が、燃料噴射開始後の噴射期間中と重なることを狙った制御をしている。このような制御を行っている場合には、図１４（ａ）で説明したように、同じ噴射期間でも燃料温度が低いほど、高圧ポンプ７からの燃料圧送による圧力上昇期間と噴射期間ＴＱＭＦとの重なりが相対的に少なくなくなってしまうので、実際の燃料噴射量が少なくなる。そのため、温度補正量ΔＴＱＭを決定する特性マップは、燃料温度が低いほど温度補正量ΔＴＱＭが大きくなる傾向のマップとなる。この特性マップを用いると、「燃料温度低」の場合のＴＱパルス（噴射期間）は実線で示す期間となり、破線で示す「燃料温度高」の場合の噴射期間よりも長い期間となる。このように「燃料温度高」の場合の噴射期間よりも長い期間となるので、図１４（ｂ）の燃料圧に示すように、噴射期間中の燃料圧が破線で示す「燃料温度高」ほどには高くならなくても、実際の燃料噴射量を「燃料温度高」の場合と略同じ噴射量とすることができる。
Next, FIG. 14B will be described. In FIG. 14B, “high fuel temperature” has the same waveform as in FIG. On the other hand, in FIG. 14B, “low fuel temperature” is controlled by the post-correction injection period TQMF ′. As described above, in the example of FIG. 14, control is performed so that the pressure increase period due to the fuel pumping from the high-
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The following embodiment is also contained in the technical scope of this invention, and also the summary other than the following is also included. Various modifications can be made without departing from the scope.
たとえば、図１４の例は、高圧ポンプ７からの燃料圧送による圧力上昇期間が、燃料噴射開始後の噴射期間中と重なるように制御をしている例であったが、図１４の例とは異なり、高圧ポンプ７からの燃料圧送による圧力上昇のピークが燃料噴射開始時点と重なるように制御するものにも本発明は適用可能である。なお、この場合も、燃料温度が変化することによって、噴射期間中の燃料圧が狙った燃料圧に対して高くなるか低くなるかを実験等によって確認して、温度補正量ΔＴＱＭの特性マップを決定する。
For example, the example of FIG. 14 is an example in which control is performed so that the pressure increase period due to fuel pumping from the
また、前述の実施形態では、温度補正量ΔＴＱＭを決定するための圧力として指令コモンレール圧ＰＦＩＮを用いていたが、これに代えて、燃料圧ＮＰＣnや噴射時燃料圧ＮＰＣＭを用いてもよい。 In the above-described embodiment, the command common rail pressure PFIN is used as the pressure for determining the temperature correction amount ΔTQM. However, instead of this, the fuel pressure NPCn or the injection fuel pressure NPCM may be used.
また、前述の実施形態では、高圧ポンプ７内の燃料温度を検出していたが、これに代えて、コモンレール４内の燃料温度を検出してもよい。
In the above-described embodiment, the fuel temperature in the high-
１：内燃機関、 ２：燃料噴射弁、 ３：噴射制御用電磁弁、 ４：コモンレール、 ６：供給配管、 ７：高圧ポンプ、 ８：燃料タンク、 ９：燃料供給ポンプ、 １０：吐出量制御装置、 １１：電子制御回路（ＥＣＵ）（制御手段、指令噴射量算出手段）、 １２：回転数センサ、 １３：アクセル開度センサ、 １４：圧力センサ（燃料圧検出手段）、 １５：燃料温度センサ（燃料温度検出手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Internal combustion engine 2: Fuel injection valve 3: Injection control solenoid valve 4: Common rail 6: Supply piping 7: High-pressure pump 8: Fuel tank 9: Fuel supply pump 10: Discharge amount control device 11: Electronic control circuit (ECU) (control means, command injection amount calculation means), 12: Rotational speed sensor, 13: Accelerator opening sensor, 14: Pressure sensor (fuel pressure detection means), 15: Fuel temperature sensor ( Fuel temperature detection means)
Claims (2)
燃料を昇圧して圧送する高圧ポンプと、
その高圧ポンプにより圧送された燃料を蓄圧して燃料噴射弁に供給するコモンレールと、
そのコモンレールの燃料圧を検出する燃料圧検出手段と、
前記内燃機関の運転状態から前記燃料噴射弁への指令噴射量を算出する指令噴射量算出手段と、
前記燃料噴射弁の作動を制御する制御手段とを備えた蓄圧式燃料噴射装置であって、
燃料温度を検出する燃料温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記燃料噴射弁から燃料を噴射させる燃料噴射期間を、前記指令噴射量算出手段が算出した前記指令噴射量と、前記燃料圧検出手段が検出した前記燃料圧とを用いて算出するようになっており、
さらに、前記制御手段は、前記燃料温度が低い場合に、前記高圧ポンプより圧送された燃料の圧力が前記コモンレールにまで伝播される時間である伝播時間が長くなることに応じて、前記燃料噴射期間中の燃料の圧力が狙った燃料圧に対して低くなることを考慮して、前記燃料温度が狙い通りの制御ができる温度よりも低いほど、前記燃料噴射期間を長くする特性を予め記憶した特性マップを有しており、
前記制御手段は、前記高圧ポンプからの燃料圧送による圧力上昇期間が前記燃料噴射期間と重なることを狙った制御をしている場合には、前記特性マップに基づいて、前記燃料温度検出手段が検出した前記燃料温度が低くなるほど前記燃料噴射期間を長くするように前記燃料噴射期間を補正することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 A fuel injection valve that is provided for each cylinder of the internal combustion engine and injects fuel into the cylinder;
A high-pressure pump that boosts and pumps fuel, and
A common rail that accumulates fuel pumped by the high-pressure pump and supplies the fuel to the fuel injection valve;
Fuel pressure detecting means for detecting the fuel pressure of the common rail;
Command injection amount calculating means for calculating a command injection amount to the fuel injection valve from an operating state of the internal combustion engine;
A pressure accumulating fuel injection device comprising control means for controlling the operation of the fuel injection valve,
A fuel temperature detecting means for detecting the fuel temperature;
The control means includes
A fuel injection period for injecting fuel from the fuel injection valve is calculated using the command injection amount calculated by the command injection amount calculation means and the fuel pressure detected by the fuel pressure detection means. And
Further, the control means is configured so that when the fuel temperature is low , the fuel injection period is increased in response to an increase in propagation time, which is a time during which the pressure of the fuel pumped from the high pressure pump is propagated to the common rail. In consideration of the fact that the pressure of the fuel inside becomes lower than the target fuel pressure, the characteristic that the fuel injection period becomes longer as the fuel temperature is lower than the temperature at which the control can be performed as intended. Have a map,
The control means detects the fuel temperature detection means based on the characteristic map when the control is aimed at a pressure increase period due to fuel pumping from the high pressure pump overlapping the fuel injection period. The accumulator fuel injection apparatus, wherein the fuel injection period is corrected so that the fuel injection period becomes longer as the fuel temperature becomes lower .
前記制御手段は、前記燃料温度と燃料圧とに基づいて補正量を算出し、その算出した補正量を、前記指令噴射量算出手段が算出した指令噴射量と前記燃料圧検出手段が検出した燃料圧とに基づいて算出した期間に加えることで、最終的な噴射期間を算出することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 In claim 1,
The control unit calculates a correction amount based on the fuel temperature and the fuel pressure, and the calculated correction amount is calculated based on the command injection amount calculated by the command injection amount calculation unit and the fuel detected by the fuel pressure detection unit. An accumulator fuel injection device that calculates a final injection period by adding to a period calculated based on pressure.
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