JP5630464B2 - Fuel injection control device - Google Patents
Fuel injection control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5630464B2 JP5630464B2 JP2012143045A JP2012143045A JP5630464B2 JP 5630464 B2 JP5630464 B2 JP 5630464B2 JP 2012143045 A JP2012143045 A JP 2012143045A JP 2012143045 A JP2012143045 A JP 2012143045A JP 5630464 B2 JP5630464 B2 JP 5630464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- fuel
- pressure pump
- low
- pumping amount
- 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
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3082—Control of electrical fuel pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/3809—Common rail control systems
- F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
- F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
- F02D41/3854—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped with elements in the low pressure part, e.g. low pressure pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/406—Electrically controlling a diesel injection pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
- F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
- F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
- F02M59/366—Valves being actuated electrically
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
- F02D2200/0602—Fuel pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
- F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
- F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
本発明は、電動の低圧ポンプから供給される燃料を加圧して圧送する高圧ポンプの圧送量を調量弁により調量する燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device applied to a fuel injection system that uses a metering valve to meter a pumping amount of a high-pressure pump that pressurizes and pumps fuel supplied from an electric low-pressure pump.
従来、電動の低圧ポンプから供給される燃料を加圧して圧送する高圧ポンプの圧送量を調量弁で調量し、高圧ポンプで加圧された燃料を蓄圧室で蓄圧して燃料噴射弁から噴射する燃料噴射システムが知られている(例えば、特許文献1参照。)。圧送量の調量方式としては、高圧ポンプへの吸入量を調量弁で制御して圧送量を調量する吸入調量方式と、圧送行程における加圧開始タイミングを調量弁で制御して圧送量を調量する吐出調量方式のいずれかが採用されている。 Conventionally, a high-pressure pump that pressurizes and feeds fuel supplied from an electric low-pressure pump is metered by a metering valve, and fuel pressurized by a high-pressure pump is accumulated in a pressure accumulating chamber and then fed from a fuel injection valve. A fuel injection system that injects fuel is known (for example, see Patent Document 1). The metering method of the pumping amount includes the suction metering method in which the amount of suction to the high-pressure pump is controlled by the metering valve, and the pressurization start timing in the pumping stroke is controlled by the metering valve. One of the discharge metering methods for metering the pumping amount is adopted.
このような燃料噴射システムでは、高圧系の蓄圧室の燃料圧力を圧力センサで検出し、検出した実圧力と目標圧力との差圧に基づいて調量弁への通電をフィードバック制御して高圧ポンプの圧送量を調量することにより、実圧力を目標圧力に追随させることが行われている。 In such a fuel injection system, the fuel pressure in the accumulator of the high-pressure system is detected by a pressure sensor, and the energization to the metering valve is feedback-controlled based on the differential pressure between the detected actual pressure and the target pressure, and the high-pressure pump The actual pressure is made to follow the target pressure by metering the amount of pumping.
吐出調量方式の場合、高圧ポンプの取り付け角度の誤差、ならびに機差および経時変化による通電制御に対する調量弁の応答性のばらつきのために、目標の加圧開始タイミングとなるように調量弁を通電制御しても加圧開始タイミングがずれることがある。加圧開始タイミングがずれると、目標圧送量に対して高圧ポンプの圧送量がずれる。 In the case of the discharge metering method, the metering valve is set to the target pressurization start timing due to the error in the mounting angle of the high-pressure pump and the variation in the response of the metering valve to the energization control due to machine differences and changes over time. Even if energization control is performed, the pressurization start timing may be shifted. When the pressurization start timing is shifted, the pumping amount of the high-pressure pump is shifted from the target pumping amount.
高圧系の実圧力と目標圧力との差圧に基づいて調量弁への通電をフィードバック制御して高圧ポンプの圧送量を調量する場合、目標圧送量に対して高圧ポンプの圧送量がずれると、目標圧力に実圧力が追随する応答性が低下する。 When the pumping amount of the high-pressure pump is metered by feedback control of energization to the metering valve based on the differential pressure between the actual pressure of the high-pressure system and the target pressure, the pumping amount of the high-pressure pump deviates from the target pumping amount. As a result, the responsiveness of the actual pressure following the target pressure decreases.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、高圧ポンプの圧送量を目標圧送量に高精度に調量する燃料噴射制御装置およびそれを用いた燃料噴射システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection control device that accurately adjusts the pumping amount of a high-pressure pump to a target pumping amount and a fuel injection system using the same. And
高圧ポンプで加圧する加圧開始タイミングを調量弁で制御して高圧ポンプの圧送量を調量する燃料噴射システムでは、高圧ポンプの圧送行程において調量弁が開弁している間は加圧室の燃料を低圧系に戻し、調量弁が閉弁すると加圧室において燃料の加圧が開始されることにより高圧ポンプの圧送量を調量することが行われている。 In a fuel injection system that controls the pressurization start timing of pressurization with a high pressure pump with a metering valve to meter the pumping amount of the high pressure pump, pressurization is performed while the metering valve is open during the pumping stroke of the high pressure pump. When the fuel in the chamber is returned to the low-pressure system and the metering valve is closed, pressurization of the fuel in the pressurizing chamber is started to meter the pumping amount of the high-pressure pump.
この調量方式の場合、調量弁が開弁して低圧系から高圧ポンプに燃料を吸入している吸入行程においては低圧系の燃料圧力は低く、圧送行程において調量弁が開弁して加圧室の燃料を低圧系に戻している間は低圧系の燃料圧力が上昇し、圧送行程において調量弁が閉弁し加圧された燃料を高圧側に圧送している間は低圧系の燃料圧力が低下する。したがって、低圧系の燃料圧力の変化を検出すれば、燃料噴射システムにおいてエンジンに対する高圧ポンプの組み付け角度の誤差、通電制御に対する調量弁の応答性のばらつきに関わらず、高圧ポンプの圧送量を決定する加圧期間を検出できる。 In this metering method, the fuel pressure in the low pressure system is low in the intake stroke where the metering valve is opened and fuel is sucked into the high pressure pump from the low pressure system, and the metering valve is opened in the pressure feed stroke. While the fuel in the pressurizing chamber is returned to the low pressure system, the fuel pressure in the low pressure system rises. During the pumping stroke, the metering valve is closed and the pressurized fuel is pumped to the high pressure side. The fuel pressure decreases. Therefore, if a change in the fuel pressure in the low-pressure system is detected, the pumping amount of the high-pressure pump is determined regardless of errors in the assembly angle of the high-pressure pump with respect to the engine and variations in the responsiveness of the metering valve to the energization control in the fuel injection system. The pressurizing period to be detected can be detected.
そこで、本発明の燃料噴射制御装置によると、電動低圧ポンプと高圧ポンプとの間の低圧系の燃料圧力または燃料圧力に関連する物理量の検出値を電気信号として取得し、検出値に基づいて推定する高圧ポンプの圧送量に基づいて調量弁を制御することにより加圧開始タイミングを調整して高圧ポンプの圧送量を調量する。
これにより、燃料噴射システムにおいてエンジンに対する高圧ポンプの組み付け角度の誤差、通電制御に対する調量弁の応答性のばらつきに関わらず、高圧ポンプの圧送量を決定する加圧期間を検出し、この加圧期間に基づいて推定する高圧ポンプの圧送量に基づいて調量弁を制御して加圧開始タイミングを調整することにより、高圧ポンプの圧送量を目標圧送量に高精度に調量できる。
Therefore, according to the fuel injection control device of the present invention, a low-pressure fuel pressure between the electric low-pressure pump and the high-pressure pump or a detected value of a physical quantity related to the fuel pressure is acquired as an electric signal and estimated based on the detected value. The pressurization start timing is adjusted by controlling the metering valve based on the pumping amount of the high-pressure pump, and the pumping amount of the high-pressure pump is metered.
This detects the pressurization period that determines the pumping amount of the high-pressure pump regardless of the error in the assembly angle of the high-pressure pump with respect to the engine and the variation in the responsiveness of the metering valve to the energization control in the fuel injection system. By controlling the metering valve based on the pumping amount of the high-pressure pump estimated based on the period and adjusting the pressurization start timing, the pumping amount of the high-pressure pump can be accurately metered to the target pumping amount.
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、またはそれらの組合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.
(燃料噴射システム)
図1に示す燃料噴射システム2は、例えば、自動車用の多気筒のディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」ともいう。)に燃料を噴射するためのものである。燃料噴射システム2は、フィードポンプ(Feed Pump:FP)12と、高圧ポンプ20と、コモンレール40と、燃料噴射弁50と、電子制御装置(Electronic Control Unit:ECU)60とから主に構成されている。尚、図1では、複数の気筒のうち一つの気筒に対応する燃料噴射弁50だけを図示し、他の気筒の燃料噴射弁50の図示を省略している。
(Fuel injection system)
A
FP12は、円板状の回転体の外周に複数の羽根を形成したインペラをモータにより回転させる電動ポンプである。FP12は、インペラが回転することにより燃料タンク10内の燃料を吸入し高圧ポンプ20側に供給する。FP12は、バッテリと直接接続されて駆動電流を供給されている。したがって、FP12の回転速度が一定であれば、FP12の駆動電流はほぼ一定になる。
The FP 12 is an electric pump that rotates, by a motor, an impeller having a plurality of blades formed on the outer periphery of a disk-shaped rotating body. The FP 12 sucks the fuel in the
図2に示すように、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22が往復移動することにより、FP12から低圧配管100を通って供給される燃料を加圧室200に吸入して加圧する公知のポンプである。
As shown in FIG. 2, the high-
調量弁24は通電をオフされると開弁し、燃料入口26を開放する。これにより、プランジャ22が上死点から下死点に向けて下降する吸入行程において低圧配管100と加圧室200とが連通し、加圧室200に燃料が吸入される。
When the energization is turned off, the
調量弁24は通電をオンされると閉弁し、燃料入口26を閉じる。プランジャ22が下死点から上死点に向けて上昇する圧送行程において、調量弁24が閉弁して燃料入口26を閉じ低圧配管100と加圧室200との連通を遮断することにより、加圧室200の燃料の加圧が開始される。
When the energization is turned on, the
吐出弁28は、加圧室200の燃料が加圧され所定の開弁圧以上になると開弁し、加圧室200の燃料が高圧配管104に圧送される。したがって、高圧ポンプ20の圧送量は、調量弁24が閉弁するときに加圧室200に残っている燃料量によって決定される。言い換えれば、高圧ポンプ20の圧送量は、圧送行程において調量弁24が閉弁される加圧開始タイミングによって決定される。
The
図1に示すレギュレート弁30は、FP12から高圧ポンプ20に燃料を供給する低圧配管100と、高圧ポンプ20の余剰燃料を燃料タンク10にリターンするリターン配管102とを接続する配管に設置されている。レギュレート弁30は、所定の開弁圧で開弁することにより、低圧配管100の過剰燃料をリターン配管102から燃料タンク10にリターンする。これにより、レギュレート弁30と高圧ポンプ20との間の低圧配管100の燃料圧力の変動を抑制する。
The regulating
本実施形態のように調量弁24が閉弁することにより加圧開始タイミングを決定して高圧ポンプ20の圧送量を調量する吐出調量式の調量弁24を使用する構成では、高圧ポンプ20の上流側の低圧系の燃料圧力は、吸入行程において加圧室200の容量分の燃料を吸入できる圧力以上であればよいので、吸入調量式の調量弁を使用する構成に比べ、レギュレート弁30の開弁圧は高く、流量は少なく、開閉応答性は遅くてもよい。
In the configuration using the discharge metering
圧力センサ32はレギュレート弁30と高圧ポンプ20との間の低圧配管100に設置されている。レギュレート弁30と高圧ポンプ20との間で高圧ポンプ20の上流側直近に圧力センサ32を設置することにより、FP12から供給される燃料による圧力の変動を排除しつつ、高圧ポンプ20の作動に伴う低圧系の燃料圧力の変化を圧力の減衰による影響を極力排除して高精度に検出できる。
The
コモンレール40は、高圧ポンプ20から圧送される燃料を蓄圧する蓄圧室を形成する中空の部材である。コモンレール40には、コモンレール内の燃料圧力を検出する高圧用の圧力センサ42が設置されている。
The
ECU60は、CPU、RAM、ROM、フラッシュメモリ等を中心とするマイクロコンピュータにて主に構成されている。ECU60は、ROMまたはフラッシュメモリに記憶されている制御プログラムをCPUが実行することにより、FP12の駆動電流の電流値、圧力センサ32、42等のエンジン運転状態を表わす各種情報を入力し、燃料噴射システム2の各種制御を実行する。
The ECU 60 is mainly configured by a microcomputer centering on a CPU, RAM, ROM, flash memory and the like. The ECU 60 executes the control program stored in the ROM or the flash memory, and inputs various information representing the engine operating state such as the current value of the driving current of the
例えば、ECU60は、圧力センサ42が検出するコモンレール圧力が目標圧力になるように調量弁24の閉弁タイミングを制御し、高圧ポンプ20の圧送量を調量する。
また、ECU60は、燃料噴射弁50の噴射量、噴射時期、ならびに、メイン噴射の前にパイロット噴射、プレ噴射、パイロット噴射の後にアフター噴射、ポスト噴射等を実施する多段噴射のパターンを制御する。
For example, the
Further, the
ECU60は、燃料噴射弁50に噴射を指令する噴射指令信号のパルス幅(T)と噴射量(Q)との相関を示す所謂TQマップを、コモンレール圧力の所定の圧力領域毎にROMまたはフラッシュメモリに記憶している。そして、ECU60は、エンジン回転数およびアクセル開度に基づいて燃料噴射弁50の目標噴射量が決定されると、圧力センサ42が検出するコモンレール圧力に応じて該当する圧力領域のTQマップを参照し、目標噴射量を燃料噴射弁50に指令する噴射指令信号のパルス幅をTQマップから取得する。
The
(高圧ポンプ20の作動)
次に、高圧ポンプ20の作動、ならびに高圧ポンプ20の作動に伴うFP12の駆動電流、低圧系の燃料圧力の変化について説明する。
(Operation of high-pressure pump 20)
Next, the operation of the high-
図3に示すように、ECU60は、高圧ポンプ20のプランジャ22がカムのプロフィールに応じて上死点から下死点に下降する吸入行程においては、調量弁24への通電をオフにする。これにより燃料入口26が開放されるので、低圧配管100の低圧燃料が燃料入口26を通り加圧室200に吸入される。このとき、圧力センサ32が検出する低圧系の燃料圧力は低下する。
As shown in FIG. 3, the
低圧系の燃料圧力が低下すると、FP12の回転を妨げる力が低下するのでFP12の回転数が上昇し、FP12のモータに発生する逆起電力が増加する。これにより、FP12を流れる駆動電流が低下する。
When the fuel pressure in the low-pressure system decreases, the force that hinders the rotation of the
プランジャ22が下死点から上死点に向けて上昇する圧送行程において、ECU60は途中まで調量弁24への通電をオフにする。すると、加圧室200の燃料は、プランジャ22の上昇により燃料入口26から低圧配管100に戻される。このとき、圧力センサ32が検出する低圧系の燃料圧力は上昇する。
In the pumping stroke in which the
低圧系の燃料圧力が上昇すると、FP12の回転を妨げる力が増加するのでFP12の回転数が低下し、FP12のモータに発生する逆起電力が低下する。これにより、駆動電流が上昇する。
When the fuel pressure in the low-pressure system increases, the force that hinders the rotation of the
圧送行程の途中で調量弁24への通電がオンにされ調量弁24が閉弁すると燃料入口26が閉じるので、プランジャ22の上昇により加圧室200の燃料が加圧される。調量弁24が閉弁すると低圧配管100に加圧室200の燃料が戻されなくなるので、圧力センサ32が検出する低圧系の燃料圧力は急激に低下する。
When the energization of the
低圧系の燃料圧力が低下すると、FP12の回転数が上昇し、FP12のモータに発生する逆起電力が増加する。これにより、駆動電流が低下する。
加圧室200の燃料圧力が吐出弁28の開弁圧以上になると吐出弁28が開弁し、加圧室200の燃料が高圧配管104を通りコモンレール40に圧送される。
When the fuel pressure in the low-pressure system decreases, the rotation speed of the
When the fuel pressure in the pressurizing
ECU60は、調量弁24への通電をオンにして所定時間が経過すると、プランジャ22が圧送行程の上死点に達する前に調量弁24への通電をオフにする。この場合、加圧室200の燃料圧力により調量弁24の弁部材は燃料入口26を閉じる閉弁方向に力を受けるので、調量弁24は閉弁状態を保持する。
The
調量弁24への通電がオフされた状態でプランジャ22が上死点に達すると圧送行程は終了する。そして、プランジャ22が上死点から下降を開始すると、通電がオフにされている調量弁24が開弁し吸入行程が開始されるので、加圧室200に燃料が吸入される。
When the
次に、低圧系の燃料圧力、または低圧系の燃料圧力に関連する物理量の変化を検出して高圧ポンプ20の圧送量を推定する推定方法について説明する。
(圧送量推定)
高圧ポンプ20の圧送量は、圧送行程において調量弁24が閉弁し加圧室200の燃料の加圧が開始されて吐出弁28が開弁してから、プランジャ22が上死点に達して圧送が終了するまでの加圧期間により決定される。
Next, an estimation method for estimating the pumping amount of the high-
(Pumping amount estimation)
The pumping amount of the high-
前述したように、圧送行程において、プランジャ22が下死点から上死点に向けて上昇を開始すると低圧系の燃料圧力が上昇し、調量弁24が閉弁して燃料圧送が開始すると低圧系の燃料圧力は急激に低下する。したがって、圧送行程において、低圧系の燃料圧力が上昇を開始してから急激に低下するまでの期間を圧力上昇期間とすると、加圧期間は、圧送行程の期間を表わす圧送行程期間から圧力上昇期間を減算した値である。
As described above, in the pumping stroke, when the
カムシャフトを駆動するクランク軸の回転角度を表わすクランク角度で判断すると、圧力上昇期間は調量弁24の閉弁タイミングにより変化するが、圧送行程期間はエンジン回転速度に関わらず一定の固定値である。したがって、圧力上昇期間が分かれば加圧期間が決定され、加圧期間から高圧ポンプ20の圧送量を推定できる。圧送行程期間が固定値であるから、圧力上昇期間から高圧ポンプ20の圧送量を推定することもできる。
Judging from the crank angle that represents the rotation angle of the crankshaft that drives the camshaft, the pressure rise period varies depending on the valve closing timing of the
圧送量は、(1)圧力センサ32の検出圧力、または(2)FP12の駆動電流により次のようにして推定できる。
(1)圧力センサ32の検出圧力
圧力センサ32が低圧系の燃料圧力を検出することにより、低圧系の燃料圧力が上昇を開始してから上昇が終了し急激に低下するまでの圧力上昇期間Tpを直接求めることができる。低圧系の燃料圧力の上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとはECU60がサンプリングするときの時間で検出され、圧力上昇期間Tpも時間で求められる。
The pumping amount can be estimated as follows from (1) the detected pressure of the
(1) Pressure detected by the
具体的には、高圧ポンプ20の圧送量Qは、燃料圧力の上昇開始タイミングをTG、上昇終了タイミングをTRとすると次式(1)から求められる。
Q=F(TG−TR) ・・・(1)
(TG−TR)は圧力上昇期間Tpを表わすパラメータである。前述したように、圧力上昇期間が分かれば加圧期間が決定される。関数Fは、(TG−TR)をパラメータとして、カムのプロフィールにより決定される圧送量を求める数式またはマップデータである。
Specifically, the pumping amount Q of the high-
Q = F (TG-TR) (1)
(TG-TR) is a parameter representing the pressure increase period Tp. As described above, if the pressure increase period is known, the pressurization period is determined. The function F is a mathematical expression or map data for obtaining a pumping amount determined by the cam profile using (TG-TR) as a parameter.
ただし、時間で表わされた圧力上昇期間Tpのままでは圧送量を求めることができないので、時間で表わされた圧力上昇期間Tpをエンジン回転数に基づいてクランク角度に換算し、角度で表わされた圧力上昇期間Tpから圧送量を求める。 However, since the pumping amount cannot be obtained with the pressure increase period Tp expressed in time, the pressure increase period Tp expressed in time is converted into a crank angle based on the engine speed, and expressed in angle. The pumping amount is obtained from the passed pressure increase period Tp.
ここで、高圧ポンプ20の取付け角度に誤差がある場合、正常に高圧ポンプ20が取り付けられた場合のクランク角度に対して上昇開始タイミングTGと上昇終了タイミングTRとはずれていることがある。また、検出した上昇開始タイミングTGと上昇終了タイミングTRとは、圧力センサ32が検出する燃料圧力の伝播遅れにより実際の上昇開始タイミングTGと上昇終了タイミングTRとからずれていることがある。
Here, if there is an error in the mounting angle of the high-
しかし、式(1)のように上昇開始タイミングTGと上昇終了タイミングTRとの差分(TG−TR)を圧力上昇期間を表わすパラメータとして高圧ポンプ20の圧送量を求めることにより、高圧ポンプ20の取り付け角度の誤差および圧力の伝播遅れを相殺して圧送量を高精度に推定できる。
However, the attachment of the high-
尚、高圧ポンプ20の取付け角度の誤差、ならびに圧力センサ32が検出する燃料圧力の伝播遅れが無視できる程度であれば、上昇終了タイミングTRから圧送行程の上死点までの期間が加圧期間を表わすので、上昇終了タイミングTRだけから高圧ポンプ20の圧送量を推定してもよい。
If the error in the mounting angle of the high-
(2)駆動電流
FP12の駆動電流は、圧力センサ32が検出する低圧系の燃料圧力に対して時間遅れはあるものの、前述したように低圧系の燃料圧力に応じて変化する。駆動電流が上昇を開始する上昇開始タイミングTGと上昇を終了する上昇終了タイミングTRとの期間である電流上昇期間Tiは、圧力上昇期間Tpと同じ長さである。したがって、駆動電流の上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとから電流上昇期間Tiを求めることにより、圧力センサ32で低圧系の燃料圧力を検出する場合と同様に、式(1)から高圧ポンプ20の圧送量Qを求めることができる。
(2) Drive Current The drive current of the
尚、高圧ポンプ20の作動により生じる低圧系の燃料圧力の変化は、高圧ポンプ20からFP12に伝播する間に配管長のために減衰する。この減衰が大きいと、FP12の駆動電流の変化から電流上昇期間Tiを高精度に求めることが困難になる。そこで、FP12に伝播する燃料圧力の減衰を極力低下させるために、低圧配管100に弾性係数の高い材質を使用することが望ましい。
Note that the change in the low-pressure fuel pressure caused by the operation of the high-
また、圧力センサ32が検出する低圧系の燃料圧力の値は、レギュレート弁30の機差、高圧ポンプ20の回転数、燃料噴射弁50の噴射量、低圧系に設置された燃料フィルタの異物捕集による圧損の程度、燃料性状、燃料温度等により変化する。したがって、圧力センサ32が検出する燃料圧力の値と固定の閾値とを比較しても、燃料圧力の上昇開始タイミングおよび上昇終了タイミングを高精度に求めることはできない。
Further, the value of the low-pressure fuel pressure detected by the
そこで、低圧系の燃料圧力の微分値、傾き、変化幅等、あるいはこれらの組合せで、上昇開始タイミングおよび上昇終了タイミングを求めることにより、圧力上昇期間Tpを高精度に求めることができる。 Therefore, the pressure rise period Tp can be obtained with high accuracy by obtaining the rise start timing and the rise end timing using a differential value, a slope, a change width, or the like of the low-pressure fuel pressure.
同様に、FP12の駆動電流の上昇開始タイミングおよび上昇終了タイミングを求める場合も、駆動電流の微分値、傾き、変化幅等、あるいはこれらの組合せで、上昇開始タイミングおよび上昇終了タイミングを求めることにより、電流上昇期間Tiを高精度に求めることができる。
Similarly, when obtaining the rise start timing and rise end timing of the drive current of the
FP12の駆動電流の場合、FP12が燃料を圧送するときにインペラの外周に形成された羽根により生じる圧力脈動、ならびにモータの周方向の磁気むらにより生じる回転速度むらにより、図3に示すようにノイズが生じる。したがって、バンドパスフィルタによりこのノイズを除去してから、駆動電流の上昇開始タイミングおよび上昇終了タイミングを求めることが望ましい。
In the case of the driving current of the
次に、ECU60がROM等に記憶されている制御プログラムにより実行する高圧ポンプ20の圧送量制御処理1、2について説明する。図4および図5のフローチャートにおいて「S」はステップを表わしている。
Next, the pumping
(圧送量制御処理1)
図4に示す圧送量制御処理1では、FP12の駆動電流に基づいて高圧ポンプ20の圧送量を推定する。
(Pressure feed amount control process 1)
In the pumping amount control process 1 shown in FIG. 4, the pumping amount of the high-
ECU60は、FP12の駆動電流を所定の時間間隔でサンプリングしてAD変換し(S400)、FP12の回転数とインペラの羽根の数、ならびにFP12のモータの磁気むらにより決定されるノイズ周波数帯域でAD変換値にバンドパスフィルタをかける(S402)。
The
フィルタ通過後の駆動電流の前後の傾きと上昇幅との両方がそれぞれ所定の上昇範囲になったときに駆動電流の上昇開始タイミングTGであると判断し(S404)、フィルタ通過後の駆動電流の前後の傾きと減少幅との両方がそれぞれ所定の減少範囲になったときに駆動電流の上昇終了タイミングTRであると判断する(S406)。 It is determined that the drive current rise start timing TG is reached when both the forward and backward inclination and the rise width of the drive current after passing through the filter are in a predetermined rise range (S404). When both the forward and backward inclination and the decrease range are within the predetermined decrease ranges, it is determined that the drive current increase end timing TR is reached (S406).
S408においてECU60は、上昇開始タイミングTGおよび上昇終了タイミングTRに基づき式(1)から高圧ポンプ20の推定圧送量を求める。
S410においてECU60は、レール圧センサとしての圧力センサ42が正常であるか否かを判定する。圧力センサ42が正常であるか否かは、圧力センサ42の出力信号のレベルで判定する。圧力センサ42の出力信号が所定の出力レベルの範囲で変化すれば圧力センサ42は正常であり、出力レベルが「ハイ」または「ロー」に固定されていれば圧力センサ42は異常であると判定する。
In S408, the
In S410, the
圧力センサ42が正常であれば(S410:Yes)、例えば圧力センサ42が検出するコモンレール圧力がエンジン運転状態から決定した目標圧力に追随するように目標圧送量を決定し、目標圧送量となるように調量弁24を通電制御して加圧開始タイミングを制御する(S412)。
If the
この場合、高圧ポンプ20の実際の圧送量を考慮せず、目標圧力と実圧力との差圧に基づいて決定された目標圧送量となるように調量弁24を通電制御してもよいし、式(1)から求める推定圧送量が目標圧力と実圧力との差圧に基づいて決定された目標圧送量となるように調量弁24に対する通電をフィードバック制御してもよい。
In this case, the
圧力センサ42が異常であれば(S410:No)、式(1)から求める推定圧送量に基づいて、高圧ポンプ20の圧送量がエンジン運転状態から要求される目標圧送量となるように調量弁24を通電制御する(S414)。このときの調量弁24に対する通電制御は、オープン制御でもよいし、フィードバック制御でもよい。
If the
(圧送量制御処理2)
図5に示す圧送量制御処理2では、圧力センサ32が検出する低圧系の燃料圧力に基づいて高圧ポンプ20の圧送量を推定する。
(Pressure feed amount control process 2)
In the pumping
ECU60は、低圧系の燃料圧力を検出する圧力センサ32の出力信号を所定の時間間隔でサンプリングしてAD変換する(S420)。そして、低圧系の燃料圧力の前後の傾きと上昇幅との両方がそれぞれ所定の上昇範囲になったときに低圧系の燃料圧力の上昇開始タイミングTGであると判断し(S422)、低圧系の燃料圧力の前後の傾きと減少幅との両方がそれぞれ所定の減少範囲になったときに低圧系の燃料圧力の上昇終了タイミングTRであると判断する(S424)。S426以降の処理は、図4のS408以降の処理と実質的に同一であるから説明を省略する。
The
図5の圧送量制御処理2では、圧力センサ32で検出した低圧系の燃料圧力に基づいて高圧ポンプ20の圧送量を推定するので、より高精度に高圧ポンプ20の圧送量を制御できる。
In the pumping
以上説明した本実施形態によると、低圧系の燃料圧力に関連して変化するFP12の駆動電流または低圧系の燃料圧力自体により高圧ポンプ20の圧送量を推定するので、推定した圧送量に基づいて、高圧ポンプ20の圧送量を目標圧送量に高精度に調量できる。
According to the present embodiment described above, since the pumping amount of the high-
また、コモンレール40の燃料圧力を検出する高圧用の圧力センサがなくても高圧ポンプ20の圧送量を高精度に調量できる。低圧系の燃料圧力を圧力センサで検出する場合にも、高圧用の燃料圧力センサを使用するよりも安価な圧力センサを使用できる。
Further, even if there is no high pressure sensor for detecting the fuel pressure of the
FP12の駆動電流に基づいて高圧ポンプ20の圧送量を推定する場合は、高圧用および低圧用の両方の圧力センサを不要にしてもよい。
[他の実施形態]
上記実施形態では、低圧系の燃料圧力に関連する物理量としてFP12の駆動電流を検出した。これ以外にも、FP12の回転数または低圧配管100の流量等を検出できるのであれば、これらを低圧系の燃料圧力に関連する物理量として検出してもよい。
When estimating the pumping amount of the high-
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the driving current of the
上記実施形態では、駆動電流または低圧系の燃料圧力の傾きと上昇幅または下降幅が表わす変化幅との両方に基づいて上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとを検出した。これに対し、駆動電流または低圧系の燃料圧力の傾きまたは変化幅だけに基づいて上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとを検出してもよい。また、傾きに代えて微分値を用いてもよい。 In the above embodiment, the rise start timing and the rise end timing are detected based on both the drive current or the slope of the low-pressure fuel pressure and the change width represented by the rise or fall width. On the other hand, the rise start timing and the rise end timing may be detected based only on the gradient or change width of the drive current or the low-pressure fuel pressure. Further, a differential value may be used instead of the slope.
上記実施形態では、FP12の駆動電流または低圧系の燃料圧力を所定の時間間隔でサンプリングし、上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとを検出した。これに対し、FP12の駆動電流または低圧系の燃料圧力をクランク角度に同期してサンプリングし、上昇開始タイミングと上昇終了タイミングとを検出してもよい。
In the above embodiment, the driving current of the
本発明は、ディーゼルエンジン用のコモンレールシステムに限らず、デリバリパイプが形成する蓄圧室で燃料を蓄圧する直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射システムに適用してもよい。 The present invention is not limited to a common rail system for a diesel engine, and may be applied to a fuel injection system of a direct injection gasoline engine that accumulates fuel in a pressure accumulating chamber formed by a delivery pipe.
上記実施形態では、検出値取得手段、制御手段および圧送量推定手段の機能を、制御プログラムにより機能が特定されるECU60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 detection value acquisition means, the control means, and the pumping amount estimation 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:燃料噴射システム、12:FP(低圧ポンプ)、20:高圧ポンプ、24:調量弁、32:圧力センサ、40:コモンレール、50:燃料噴射弁、60:ECU(燃料噴射制御装置、検出値取得手段、制御手段、圧送量推定手段) 2: fuel injection system, 12: FP (low pressure pump), 20: high pressure pump, 24: metering valve, 32: pressure sensor, 40: common rail, 50: fuel injection valve, 60: ECU (fuel injection control device, detection) Value acquisition means, control means, pumping amount estimation means)
Claims (5)
前記低圧ポンプと前記高圧ポンプとの間の低圧系の燃料圧力または前記燃料圧力に関連する物理量のいずれかの検出値を電気的な信号として取得する検出値取得手段(S400
、S420)と、
前記検出値取得手段が取得する前記検出値に基づいて前記高圧ポンプの前記圧送量を推定する圧送量推定手段(S408、S426)と、
前記圧送量推定手段が推定する前記圧送量に基づいて前記調量弁を制御することにより前記加圧開始タイミングを調整して前記高圧ポンプの圧送量を調量する制御手段(S414、S432)と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。 The pressurization start timing for pressurizing the fuel supplied from the electric low-pressure pump (12) by the high-pressure pump (20) is controlled by the metering valve (24) to meter the pumping amount of the high-pressure pump, and the high-pressure pump A fuel injection control device (60) applied to a fuel injection system (2) for accumulating the fuel pressurized in the pressure accumulation chamber (40) and injecting the fuel from the fuel injection valve (50),
Detection value acquisition means (S400) that acquires, as an electrical signal, a detection value of either a low-pressure fuel pressure between the low-pressure pump and the high-pressure pump or a physical quantity related to the fuel pressure.
, S420),
Pumping amount estimating means (S408, S426) for estimating the pumping amount of the high-pressure pump based on the detection value acquired by the detection value acquiring means;
Control means (S414, S432) for adjusting the pressurization start timing by controlling the metering valve based on the pumping amount estimated by the pumping amount estimating means and metering the pumping amount of the high-pressure pump. ,
A fuel injection control device comprising:
前記制御手段(S410、S412、S414、S428、S430、S432)は、前記蓄圧室センサが正常な場合は前記蓄圧室センサが検出する前記蓄圧室の燃料圧力に基づいて前記調量弁を制御し、前記蓄圧室センサが異常になると前記圧送量推定手段が推定する前記圧送量に基づいて前記調量弁を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射制御装置。 The fuel injection system includes a pressure accumulation chamber sensor (42) for detecting a fuel pressure in the pressure accumulation chamber,
The control means (S410, S412, S414, S428, S430, S432) controls the metering valve based on the fuel pressure of the pressure accumulation chamber detected by the pressure accumulation chamber sensor when the pressure accumulation chamber sensor is normal. , When the pressure accumulation chamber sensor becomes abnormal, the metering valve is controlled based on the pumping amount estimated by the pumping amount estimating means .
The fuel injection control device according to claim 1 .
前記低圧ポンプから供給される燃料を加圧する加圧開始タイミングを調量弁で制御して圧送量を調量する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプから供給される燃料を蓄圧するコモンレールと、
前記コモンレールで蓄圧された燃料を噴射する燃料噴射弁と、
請求項1から4のいずれか一項に記載された燃料噴射制御装置と、
を備えることを特徴とする燃料噴射システム。 An electric low-pressure pump;
A high-pressure pump that controls the pressurization start timing for pressurizing the fuel supplied from the low-pressure pump with a metering valve to meter the pumping amount;
A common rail for accumulating fuel supplied from the high-pressure pump;
A fuel injection valve for injecting fuel accumulated in the common rail;
A fuel injection control device according to any one of claims 1 to 4 ,
A fuel injection system comprising:
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012143045A JP5630464B2 (en) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | Fuel injection control device |
DE102013106712.3A DE102013106712B4 (en) | 2012-06-26 | 2013-06-26 | Fuel injection control unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012143045A JP5630464B2 (en) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | Fuel injection control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014005798A JP2014005798A (en) | 2014-01-16 |
JP5630464B2 true JP5630464B2 (en) | 2014-11-26 |
Family
ID=49754274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012143045A Expired - Fee Related JP5630464B2 (en) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | Fuel injection control device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5630464B2 (en) |
DE (1) | DE102013106712B4 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6387905B2 (en) | 2015-06-10 | 2018-09-12 | 株式会社デンソー | Gasoline fuel supply system |
GB2587647A (en) * | 2019-10-03 | 2021-04-07 | Delphi Automotive Systems Lux | Method of controlling a fuel pump |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19644915A1 (en) * | 1996-10-29 | 1998-04-30 | Bosch Gmbh Robert | high pressure pump |
JP2002055544A (en) | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
JP2002089453A (en) * | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Akebono Brake Res & Dev Center Ltd | Hydraulic control device |
DE10139054C1 (en) * | 2001-08-08 | 2003-01-30 | Bosch Gmbh Robert | Operating method for direct fuel injection engine has controlled inlet valve with variable opening duration controlling fuel quantity supplied to common-rail for fuel injection valves |
JP2005133573A (en) * | 2003-10-28 | 2005-05-26 | Toyota Motor Corp | Fuel supply controller for internal combustion engine |
JP2005307931A (en) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Hitachi Ltd | Fuel supply device for internal combustion engine |
JP2006029096A (en) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Yanmar Co Ltd | Pressure accumulating fuel injector |
US8740579B2 (en) * | 2009-02-20 | 2014-06-03 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | High-pressure fuel supply pump and discharge valve unit used therein |
JP2010196472A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Denso Corp | Fuel supply control device for internal combustion engine |
JP2010255544A (en) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Denso Corp | Fuel injection device |
JP2011202553A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Aisan Industry Co Ltd | Feedback control device |
EP2703625A1 (en) | 2011-04-27 | 2014-03-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Metering device for high-pressure pump |
JP5630462B2 (en) | 2012-06-19 | 2014-11-26 | 株式会社デンソー | Fuel injection control device |
-
2012
- 2012-06-26 JP JP2012143045A patent/JP5630464B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-06-26 DE DE102013106712.3A patent/DE102013106712B4/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102013106712A1 (en) | 2014-01-02 |
DE102013106712B4 (en) | 2018-06-14 |
JP2014005798A (en) | 2014-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5630462B2 (en) | Fuel injection control device | |
JP4424395B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
JP5126311B2 (en) | Fuel temperature detector | |
US9127612B2 (en) | Fuel-injection-characteristics learning apparatus | |
JP5141723B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
JP6281581B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US9617947B2 (en) | Fuel injection control device | |
JP5939227B2 (en) | Pump control device | |
JP2010043614A (en) | Engine control device | |
JP5370348B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
JP4148134B2 (en) | Fuel injection device | |
JP5630464B2 (en) | Fuel injection control device | |
US8849592B2 (en) | Fuel-injection condition detector | |
JP2015203307A (en) | Pump control device | |
JP5045640B2 (en) | Fuel injection control device for in-cylinder internal combustion engine | |
JP2009103059A (en) | Control device for cylinder injection internal combustion engine | |
CN112020602B (en) | Adaptive high pressure fuel pump system and method of predicting pumping quality | |
JP3982516B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP6431826B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
JP5556572B2 (en) | Fuel pressure sensor diagnostic device | |
JP4689695B2 (en) | Fuel injection system | |
JP6504041B2 (en) | Pump controller | |
JP2019085892A (en) | Fuel injection control device | |
JP2010270724A (en) | Fuel injection device | |
JP6303992B2 (en) | Fuel injection control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140424 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140507 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140630 |
|
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: 20140909 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140922 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5630464 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |