JP5644564B2 - Fuel pumping system, fuel pumping control device and computer program - Google Patents
Fuel pumping system, fuel pumping control device and computer program Download PDFInfo
- Publication number
- JP5644564B2 JP5644564B2 JP2011024845A JP2011024845A JP5644564B2 JP 5644564 B2 JP5644564 B2 JP 5644564B2 JP 2011024845 A JP2011024845 A JP 2011024845A JP 2011024845 A JP2011024845 A JP 2011024845A JP 5644564 B2 JP5644564 B2 JP 5644564B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- fuel
- amount
- plunger
- pumping
- 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.)
- Active
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 110
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims description 62
- 238000004590 computer program Methods 0.000 title description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 62
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 100
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 description 50
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 31
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 18
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、燃料を加圧して噴射する技術に関し、特に内燃機関の燃焼に使用される燃料の噴射に好ましい技術に関する。 The present invention relates to a technique for injecting fuel under pressure, and more particularly to a technique preferable for injecting fuel used for combustion of an internal combustion engine.
内燃機関の燃料噴射システムとして、コモンレール(蓄圧部)式の燃料噴射システムが知られている。この燃料噴射システムは、コモンレールへ燃料を圧送する圧送ポンプを備えている。近年、多種の内燃機関、すなわち気筒数が異なる内燃機関(例えば、4気筒エンジン、5気筒エンジン、6気筒エンジン等)に対し、共通の圧送ポンプを使用する共用化が図られている。この共用化のために、内燃機関の燃焼サイクル(各気筒のインジェクタの噴射サイクル)と、圧送ポンプからの燃料の圧送サイクルとが、必ずしも同期しなくともコモンレールへ燃料圧送を行える非同期化が求められている。しかしながら、一般的に、燃料の圧送とインジェクタの噴射の非同期化は、インジェクタの実噴射量の変動の要因となって気筒間噴射量に差が発生していた。インジェクタの実噴射量の変動は、コモンレールへの燃料の圧送期間とインジェクタの噴射期間とに重複が発生すると、インジェクタの噴射量が変動することに起因していた。このような問題に対して、噴射期間における燃料の圧送量から補正量を算出し、インジェクタの指令噴射量を補正する技術も提案されている(特許文献1)。この補正量は、インジェクタの噴射期間におけるコモンレールへの燃料の圧送量を算出し、その算出量とコモンレール圧力から算出される。 As a fuel injection system for an internal combustion engine, a common rail (pressure accumulator) type fuel injection system is known. This fuel injection system includes a pressure pump that pumps fuel to a common rail. In recent years, common use of a common pressure pump has been attempted for various internal combustion engines, that is, internal combustion engines having different numbers of cylinders (for example, a 4-cylinder engine, a 5-cylinder engine, a 6-cylinder engine, and the like). For this common use, the combustion cycle of the internal combustion engine (injection cycle of the injector of each cylinder) and the fuel pumping cycle of the fuel from the pumping pump need to be asynchronous so that the fuel pumping to the common rail is not necessarily synchronized. ing. However, in general, the desynchronization of fuel pumping and injector injection has caused a variation in the actual injection amount of the injector, resulting in a difference in the inter-cylinder injection amount. The change in the actual injection amount of the injector is caused by a change in the injection amount of the injector when an overlap occurs between the fuel feeding period to the common rail and the injection period of the injector. In order to solve such a problem, a technique has been proposed in which a correction amount is calculated from a fuel pumping amount during an injection period, and a command injection amount of an injector is corrected (Patent Document 1). This correction amount is calculated from the amount of fuel pumped to the common rail during the injector injection period and the calculated amount and the common rail pressure.
一方、従来は、圧送量(圧送ポンプからコモンレールへの吐出量)は、コモンレールへの燃料の圧送を行なう圧送ポンプが容積型ポンプであることを利用して、その内部の圧力室の容積変化に基づいて算出することが出願時の当業者の技術常識として形成されていた。容積型ポンプとは、圧力室の容積を往復運動または回転運動で変化させて液体を吐出するポンプである。 On the other hand, conventionally, the pumping amount (discharge amount from the pumping pump to the common rail) is based on the volume change of the internal pressure chamber by utilizing the positive displacement pump that pumps fuel to the common rail. Calculation based on this has been formed as common technical knowledge of those skilled in the art at the time of filing. The positive displacement pump is a pump that discharges liquid by changing the volume of a pressure chamber by a reciprocating motion or a rotational motion.
しかし、本発明者は、圧送ポンプの吐出圧の高圧化に伴って圧送ポンプにおける、吐出圧送時の漏洩が無視できない量となりつつある点を新たに発見した。 However, the present inventor newly discovered that leakage at the time of discharge pumping is becoming a non-negligible amount in the pumping pump as the discharge pressure of the pumping pump is increased.
本発明は、上述の従来の課題を解決するために創作されたものであり、コモンレールへの燃料の圧送量の算出精度を向上させる技術を提供することを目的とする。 The present invention was created to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a technique for improving the calculation accuracy of the amount of fuel pumped to the common rail.
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。 Hereinafter, effective means for solving the above-described problems will be described while showing effects and the like as necessary.
第1の発明は、燃料を蓄圧する蓄圧部と、内部に圧力室が形成されているシリンダと、前記シリンダ内において加圧方向への移動である加圧移動を行ない、前記加圧移動で前記圧力室内の容積変化を生じさせることによって燃料を前記蓄圧部へ圧送するプランジャと、前記蓄圧部への燃料の圧送量を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記シリンダの内周面(圧力室を形成)と前記プランジャの外周面との間の隙間からの燃料の漏洩量を推定し、前記推定された漏洩量と、前記加圧移動時のプランジャのストロークに応じた前記圧力室内の容積変化量と、を使用して前記圧送量を算出する圧送量算出部を有する。 In the first invention, a pressure accumulating portion for accumulating fuel, a cylinder in which a pressure chamber is formed, and a pressurizing movement that is a movement in a pressurizing direction in the cylinder are performed. A plunger that pumps fuel to the pressure accumulating unit by causing a volume change in the pressure chamber; and a control unit that controls a pumping amount of fuel to the pressure accumulating unit, and the control unit includes an inner circumference of the cylinder. The amount of fuel leakage from the gap between the surface (forming a pressure chamber) and the outer peripheral surface of the plunger is estimated, and the pressure according to the estimated amount of leakage and the stroke of the plunger during the pressurizing movement And a volume change amount in the room, and a pumping amount calculation unit that calculates the pumping amount using the volume change amount.
上記発明によれば、圧力室を形成するシリンダの内周面とプランジャの外周面との間の隙間からの燃料の漏洩量を推定し、その推定値を利用して圧送量を算出することができるので、その隙間からの燃料の漏洩量に起因する圧送量の誤差を抑制することができる。これにより、コモンレールへの燃料の圧送量の算出精度を向上させることができる。本発明者の実験によれば、シリンダの内周面とプランジャの外周面との間の隙間からの漏れは、コモンレールへの吐出圧の上昇に応じて非線形(急激)に増大することが見出された。したがって、本発明は、コモンレールの超高圧化において重要性を増す技術であることが分る。 According to the above invention, the amount of fuel leakage from the gap between the inner peripheral surface of the cylinder forming the pressure chamber and the outer peripheral surface of the plunger is estimated, and the pumping amount is calculated using the estimated value. Therefore, it is possible to suppress an error in the amount of pumping due to the amount of fuel leakage from the gap. Thereby, the calculation accuracy of the fuel pumping amount to the common rail can be improved. According to the experiments of the present inventors, it has been found that leakage from the gap between the inner peripheral surface of the cylinder and the outer peripheral surface of the plunger increases nonlinearly (rapidly) as the discharge pressure to the common rail increases. It was done. Therefore, it can be seen that the present invention is a technology that is becoming increasingly important in increasing the pressure of the common rail.
第2の発明は、前記圧送量算出部は、前記隙間を流れる燃料の流れに対する抵抗値を前記ストロークに基づいて算出し、前記抵抗値を使用して前記漏洩量を推定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the pumping amount calculation unit calculates a resistance value with respect to the flow of fuel flowing through the gap based on the stroke, and estimates the leakage amount using the resistance value. .
上記発明によれば、シリンダの内周面とプランジャの外周面との間の隙間からの漏洩の算出において、燃料の流れに対する流路抵抗の抵抗値をストロークに基づいて算出することができるので、漏洩量を簡易かつ正確に推定することができる。 According to the above invention, in the calculation of leakage from the gap between the inner peripheral surface of the cylinder and the outer peripheral surface of the plunger, the resistance value of the flow path resistance against the fuel flow can be calculated based on the stroke. The amount of leakage can be estimated easily and accurately.
第3の発明は、前記圧送量算出部は、前記加圧時の圧力室内の圧力であるプランジャ室圧と、前記蓄圧部の圧力との差に基づいて前記蓄圧部への圧送速度を算出することを特徴とする。 In a third aspect of the invention, the pumping amount calculation unit calculates a pumping speed to the pressure accumulating unit based on a difference between a plunger chamber pressure that is a pressure in the pressure chamber at the time of pressurization and a pressure of the pressure accumulating unit. It is characterized by that.
上記発明によれば、プランジャ室圧と蓄圧部の圧力との差に基づいて、高圧通路への圧送速度を算出することができる。この方法は、容積型ポンプとの仮定に基づき容積型ポンプの圧力室の容積変化に応じて圧送量を算出する従来の方法と相違し、圧力室内の容積変化から圧力変化を算出し、その圧力変化に基づいて圧送量を算出することができる。これにより、従来の容積型ポンプとの仮定を必要しないので、超高圧化に伴って忠実性が低下する容積型ポンプの仮定に起因する誤差を排除して正確かつ信頼性の高い計測を高圧化で実現することができるのである。 According to the above invention, the pumping speed to the high pressure passage can be calculated based on the difference between the plunger chamber pressure and the pressure in the pressure accumulating portion. This method is different from the conventional method in which the pumping amount is calculated according to the volume change of the pressure chamber of the positive displacement pump based on the assumption of the positive displacement pump, and the pressure change is calculated from the volume change in the pressure chamber. The pumping amount can be calculated based on the change. This eliminates the need for the assumption of a conventional positive displacement pump, and eliminates the error caused by the assumption of the positive displacement pump, which decreases in fidelity as the pressure increases. Can be realized.
第4の発明は、前記圧送量算出部は、前記燃料を所定の圧縮性流体とみなし、前記所定の圧縮性流体の体積弾性係数を使用して前記加圧移動に起因する前記加圧時の圧力室内の圧力であるプランジャ室圧の上昇量を算出し、前記所定の圧縮性流体は、前記シリンダと前記プランジャの少なくとも一方の弾性変形と、前記燃料の体積弾性変形の少なくとも一方に基づいて予め決定されている体積弾性係数を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the pumping amount calculation unit regards the fuel as a predetermined compressive fluid, and uses the bulk elastic modulus of the predetermined compressive fluid during the pressurization caused by the pressurization movement. The amount of increase in the plunger chamber pressure, which is the pressure in the pressure chamber, is calculated, and the predetermined compressive fluid is previously determined based on at least one of elastic deformation of at least one of the cylinder and the plunger and volume elastic deformation of the fuel. It has a determined bulk modulus.
上記発明によれば、燃料がシリンダとプランジャの少なくとも一方の弾性変形と、燃料の体積弾性変形の少なくとも一方に基づいて予め決定されている体積弾性係数を有する所定の圧縮性流体として扱われているので、簡易に弾性変形による圧力室53等の拡大を考慮した計算を実現することができる。
According to the above invention, the fuel is treated as a predetermined compressive fluid having a predetermined bulk elastic modulus based on at least one of the elastic deformation of at least one of the cylinder and the plunger and the bulk elastic deformation of the fuel. Therefore, it is possible to easily realize calculation in consideration of expansion of the
なお、本発明は、燃料圧送システムだけでなく、燃料圧送制御装置やその制御方法や制御機能を具現化するコンピュータプログラム、そのプログラムを格納するプログラム媒体あるいはプログラム製品といった形で具現化することもできる。 The present invention can be embodied not only in a fuel pumping system but also in the form of a fuel pumping control device, a computer program that embodies the control method and control function, a program medium that stores the program, or a program product. .
以下、本発明にかかるコモンレール式燃料噴射システム10を搭載したディーゼルエンジンに適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
Hereinafter, an embodiment applied to a diesel engine equipped with a common rail
(吐出量算出処理の内容)
図1は、本実施形態にかかるコモンレール式燃料噴射システム10の構成を示す全体構成図である。コモンレール式燃料噴射システム10は、図示しない4サイクル(ストローク)の4気筒ディーゼルエンジン80(以下エンジンと呼ぶ)の各気筒に燃料を噴射するためのシステムである。コモンレール式燃料噴射システム10は、4個のインジェクタ71〜74と、蓄圧容器であるコモンレール60と、コモンレール60に燃料を圧力送する高圧ポンプ50と、高圧ポンプ50に燃料を供給するフィードポンプ30と、フィードポンプ30から高圧ポンプ50への燃料供給量を制御する供給制御弁(SCV)40と、燃料タンク20と、これらを電子制御する電子制御ユニット(以下ECUと呼ぶ)70とを備えている。
(Details of discharge amount calculation process)
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a configuration of a common rail
なお、コモンレール60は、蓄圧部とも呼ばれる。また、電子制御ユニット70は、制御装置や制御部とも呼ばれ、上述の圧送量算出部としても機能している。
The
コモンレール60は、高圧燃料を蓄圧してインジェクタ71〜74に供給するための蓄圧容器である。コモンレール60には、高圧供給配管16を介して高圧ポンプ50から吐出された高圧燃料が供給されている。高圧供給配管16には、高圧ポンプ50への逆流防止用のチェックバルブ15が装備されている。コモンレール60は、その内部に蓄圧されている高圧燃料の圧力を計測するレール圧センサ61を備えている。レール圧センサ61の出力値Poutは、ECU70に入力されている。ECU70は、レール圧力Poutに基づいてコモンレール60の内部に蓄圧されている高圧燃料の総量の変動量を推定することができる。本推定の詳細については後述する。
The
ECU70は、エンジン回転数Neやアクセル量に応じて噴射タイミングや噴射量を決定し、4個のインジェクタ71〜74に対して噴射指令を実行する。インジェクタ71〜74は、コモンレール60から供給された高圧燃料を4気筒ディーゼルエンジン80の各気筒に燃料を噴射するための電磁式燃料噴射弁である。噴射量については、さらに噴射タイミングと高圧ポンプ50からコモンレール60への圧送タイミングの重複が発生している場合には補正処理が実行される。補正処理の内容については後述する。なお、インジェクタ71〜74は、噴射部とも呼ばれる。
The ECU 70 determines the injection timing and the injection amount according to the engine speed Ne and the accelerator amount, and executes an injection command to the four injectors 71 to 74. The injectors 71 to 74 are electromagnetic fuel injection valves for injecting the high-pressure fuel supplied from the
燃料タンク20には、フィードポンプ30に燃料を供給するための燃料供給配管11とリターン流路17とが接続されている。リターン流路17は、高圧ポンプ50のリーク燃料を燃料タンク20に還流させるための流路である。リターン流路17には、コモンレール60のリーク燃料を還流させるためのリターン流路18と、インジェクタ71〜74のリーク燃料を還流させるためのリターン流路19とが直接的にあるいは間接的に接続されている。
A
フィードポンプ30は、供給制御弁40と燃料供給配管12,13とを介して高圧ポンプ50に燃料を供給する。燃料供給配管13には、供給制御弁40への逆流防止用のチェックバルブ14が装備されている。供給制御弁40は、高圧ポンプ50への燃料の供給量を調整(絞り調整)するための弁である。供給量の調整は、ECU70からの指令によって行なわれる。
The
高圧ポンプ50は、円筒状の内壁であるシリンダ壁面54と、シリンダ壁面54に摺動可能に格納されているプランジャ51と、プランジャ51に往復運動させるために駆動するカム52とを備えている。プランジャ51は、シリンダ壁面54とともに圧力室53を形成する平面状の端面56と、円柱外周面の形状を有する外周面55とを有している。外周面55は、シリンダ壁面54との間にミクロンオーダーの微小なクリアランス量Crの隙間を有するような外径に設定されている。外周面55とシリンダ壁面54との間の潤滑性は、燃料の一部が圧力室53から内部リターン流路58にリークすることで実現されている。
The high-
高圧ポンプ50の作動内容は以下のとおりである。カム52は、エンジン80のクランクシャフト(図示せず)からの駆動力によって角速度ωで回転する。高圧ポンプ50は、図1では、プランジャ51が下死点からストロークX1だけ圧力室53を狭くする方向に移動した状態である。下死点は、プランジャ51の端面56がシリンダ壁面54の端部面57から距離Lだけ挿入された位置に設定されている。外周面55とシリンダ壁面54との間の摺動面は、軸線方向に長さX2だけ形成されている。長さX2は、端部面57から下死点位置の端面56までの距離Lと、プランジャ51のストロークX1との加算量となる。
The operation content of the high-
高圧ポンプ50は、以下のようにして圧力室53に燃料を吸入する。燃料の吸入は、カム52によって駆動されたプランジャ51が供給制御弁40からの燃料の供給量に応じて下降(圧力室53を拡大する方向)に移動することによって行なわれる。高圧ポンプ50は、以下のようにしてコモンレール60に燃料を圧送する。燃料の圧送は、カム52によって駆動されたプランジャ51が上昇(圧力室53を狭くする方向)に移動して加圧することによって行なわれる。このような移動は、加圧移動とも呼ばれる。
The
高圧ポンプ50は、プランジャを有するいわゆる容積型ポンプなので、従来は、燃料を非圧縮性流体として捉えて圧力室53の変動量を基礎としてコモンレール60への吐出量Q1を計測していた。しかしながら、本発明者は、コモンレール60の高圧化に伴って、外周面55とシリンダ壁面54との間のクリアランス量Crの隙間からのリーク量Q2が急激に増大することを発見するとともに、リーク量Q2の増大に関わらず吐出量Q1を正確に計測する技術を考案した。
Since the high-
図2は、コモンレールの圧力と高圧ポンプの吐出量(圧送量)の関係の実験結果を表すグラフである。横軸は、コモンレールの圧力であるレール圧Poutの実験時の最大圧力を「1」としてその対比として示している。縦軸は、所定のストロークでの高圧ポンプの吐出量の実験時の最大吐出量を「1」としてその対比として示している。 FIG. 2 is a graph showing the experimental results of the relationship between the pressure of the common rail and the discharge amount (pressure feed amount) of the high-pressure pump. The horizontal axis shows the maximum pressure at the time of the experiment of the rail pressure Pout which is the pressure of the common rail as “1” as a comparison. The vertical axis shows the maximum discharge amount during the experiment of the discharge amount of the high-pressure pump at a predetermined stroke as “1” as a comparison.
線C1は、リーク量Q2を考慮しない従来の方法で計測した結果を表している。線C2は、リーク量Q2を考慮する後述の実施形態の方法で計測した結果を表している。線C3は、実測値である。本図から分かるように、従来の方法では、コモンレールの高圧化に伴って誤差が急激に拡大しているのに対して、実施形態の方法は、高圧化に関わらず正確に吐出量を計測可能なことがわかる。 A line C1 represents a result measured by a conventional method that does not consider the leak amount Q2. A line C2 represents a result measured by a method of an embodiment described later in consideration of the leak amount Q2. A line C3 is an actual measurement value. As can be seen from the figure, in the conventional method, the error rapidly increases with the increase in the pressure of the common rail, whereas the method of the embodiment can accurately measure the discharge amount regardless of the increase in the pressure. I understand that.
図3は、高圧ポンプ50の吐出量を計算するための算出式を示す図である。算出式F1〜F4は、従来の圧力室53の容量変化に基づく方法とは本質的に相違し、圧力に基づいて算出する点を特徴としている。算出式F1は、チェックバルブ15をオリフィスとみなして流量を計算する算出式である。算出式F1は、圧力室53の圧力であるプランジャ室圧Proomと、コモンレール60の内部圧力であるレール圧Poutの差圧を利用して瞬間吐出量(流量レートあるいは流速)ΔQ1を算出する。
FIG. 3 is a diagram showing a calculation formula for calculating the discharge amount of the high-
チェックバルブ15の下流の圧力は、高圧供給配管16における圧力降下がチェックバルブ15における圧力降下に比べて無視できる量であるとしてレール圧Poutで代用している。レール圧Poutは、レール圧センサ61によって計測可能な値である。流量係数Cqは、実験値であり、既知の固定値として利用される。吐出弁開口面積Aは、チェックバルブ15のオリフィス面積(既知)である。燃料密度ρは、既知の固定値である。ただし、プランジャ室圧Proomは、プランジャ室圧の瞬時変化量(変化レート)ΔProomの積算(あるいは積分)によって算出される。
The pressure downstream of the
プランジャ室圧の瞬時変化量ΔProomは、算出式F2,F3を使用して算出することができる。算出式F2は、理想気体(圧縮性流体)の状態方程式と同じ考え方によるものである。すなわち、プランジャ室圧の瞬時変化量ΔProomは、燃料加圧量ΔQroomを圧力室53の内容積である圧力室容積Vで除し、体積弾性係数κを乗ずることによって算出される。圧力室容積Vは、プランジャストロークX1に基づいて算出される量である。燃料加圧量ΔQroomは、圧力室容積Vの減少分に相当する燃料が流入したとみなすことによって現れる仮想流量レート(流速)である。
The instantaneous change amount ΔProom of the plunger chamber pressure can be calculated using calculation formulas F2 and F3. The calculation formula F2 is based on the same concept as the state equation of an ideal gas (compressible fluid). That is, the instantaneous change amount ΔProom of the plunger chamber pressure is calculated by dividing the fuel pressurization amount ΔQroom by the pressure chamber volume V which is the internal volume of the
体積弾性係数κは、燃料の体積弾性係数(既知)を利用することができる。ただし、燃料の体積弾性係数だけでなく、シリンダ壁面54の変形やプランジャ51の少なくとも一方の弾性変形による圧力室53の拡大を燃料の体積弾性変形の一部とみなして取り扱うようにしてもよい。すなわち、圧力室53の弾性変形による拡大を燃料の圧縮とみなして体積弾性係数κを決定し、体積弾性係数κを有する所定の流体を燃料の代わりに使用するようにしてもよい。こうすれば、簡易に弾性変形による圧力室53の拡大を考慮した計算を実現することができる。弾性変形は、有限要素法による計算や実験等によって決定することができる。
As the bulk modulus κ, the bulk modulus (known) of the fuel can be used. However, not only the bulk elastic coefficient of the fuel but also the expansion of the
算出式F3は、燃料加圧量(流速)ΔQroomを計算する算出式である。燃料加圧量ΔQroomでは、プランジャストロークX1の時間微分値と圧力室内面積S1との積として圧力室容積Vの減少分を算出し、その減少分に相当する燃料が流入したとみなされている。一方、圧力室容積Vの減少の際には、外周面55とシリンダ壁面54との間のクリアランス量Crの隙間からのリークも発生するので、リーク量(レート)ΔQ2を上述の仮想流量から減じている。
The calculation formula F3 is a calculation formula for calculating the fuel pressurization amount (flow velocity) ΔQroom. In the fuel pressurization amount ΔQroom, a decrease in the pressure chamber volume V is calculated as a product of the time differential value of the plunger stroke X1 and the pressure chamber area S1, and it is considered that fuel corresponding to the decrease has flowed in. On the other hand, when the pressure chamber volume V is decreased, a leak from the clearance Cr between the outer
リーク量ΔQ2は、算出式F4を使用して算出することができる。算出式F4は、円筒の隙間流れ(層流の粘性流)を想定した算出式である。π×d(プランジャ径)は、プランジャ51の外周長なので既知の固定値である。クリアランス量Crは、外周面55とシリンダ壁面54との間の既知の固定値である。μは、燃料の粘性係数なので既知の固定値である。X2は、クリアランス量Crの隙間の軸線方向の長さ(隙間長)であり、プランジャストロークX1に距離L(図1参照)を加算することによって求めることができる。なお、クリアランス量Crは、プランジャ室圧Proomに応じて増大する量として取り扱ってもよい。
The leak amount ΔQ2 can be calculated using the calculation formula F4. The calculation formula F4 is a calculation formula assuming a crevice flow of a cylinder (a laminar viscous flow). Since π × d (plunger diameter) is the outer peripheral length of the
算出式F4において、プランジャ室圧Proomの係数の逆数は、流路抵抗の抵抗値として把握することもできる。すなわち、円筒の隙間を流路として把握し、その流路抵抗として考えることができるので、流路抵抗は、流路長X2に比例する値としてプランジャストロークX1の関数として取り扱うこともできる。 In the calculation formula F4, the reciprocal of the coefficient of the plunger chamber pressure Proom can also be grasped as the resistance value of the channel resistance. That is, since the gap between the cylinders can be grasped as a flow path and considered as the flow path resistance, the flow path resistance can also be handled as a function of the plunger stroke X1 as a value proportional to the flow path length X2.
外周面55とシリンダ壁面54との間の円筒隙間(クリアランス量Cr)は、ミクロンオーダーの極めて狭い隙間なので、その中の流体の流れは一般に層流となる。乱流判別に利用可能なレイノルズ数Reが極めて小さくなるからである。レイノルズ数Reは、数値が大きくなると流れが乱流に遷移することが知られているが、その計算式(=特性長さL×特性速度v/動粘性係数ν)において特性長さLが隙間の厚さなので数値が極めて小さくなるからである。ただし、乱流となる場合も乱流用の周知の計算式が利用可能であり、リーク量ΔQが隙間長X2に反比例する点で共通している。
Since the cylindrical gap (clearance amount Cr) between the outer
図4は、高圧ポンプ50の吐出量を計算するための処理内容を示すフローチャートである。本計算処理は、専用ツール(たとえばAME−Simモデル)や数値積分法(あるいは積算法)を使用してECU70によって実行される。本実施形態では、説明を分かり易くするために最も簡略化された積算方法を例示して説明する。本積算方法は、たとえば10マイクロ秒毎に実行される繰り返し計算処理を含んでいる。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents for calculating the discharge amount of the high-
ステップS1では、ECU70は、初期値を入力する。初期値は、加圧開始時の圧力室53の初期圧力Proom0とプランジャ51のプランジャストロークX1である。初期圧力Proom0は、加圧開始時なのでゲージ圧ゼロとなる。プランジャストロークX1は、供給制御弁40によって調量される高圧ポンプ50への燃料の吸入量に基づいて決定される。
In step S1, the ECU 70 inputs an initial value. The initial values are the initial pressure Proom0 of the
ステップS2では、ECU70は、算出式F2〜F4を使用してプランジャ圧上昇量ΔProomを算出する。ECU70は、先ず、算出式F3を使用して燃料加圧量ΔQroomを算出する。プランジャストロークX1の積算量ΔX1は、カム52の角速度ωとカム52のカムプロファイルに基づいて10マイクロ秒の間に進むプランジャストロークX1として算出される。一方、初期圧力Proom0がゲージ圧ゼロなので、リーク量ΔQ2はゼロとなる。最後に、ECU70は、算出された燃料加圧量ΔQroomを使用してプランジャ圧上昇量ΔProomを算出する。
In step S2, ECU 70 calculates plunger pressure increase amount ΔProom using calculation formulas F2 to F4. The ECU 70 first calculates the fuel pressurization amount ΔQroom using the calculation formula F3. The integrated amount ΔX1 of the plunger stroke X1 is calculated as the plunger stroke X1 that advances in 10 microseconds based on the angular velocity ω of the
ステップS3では、ECU70は、プランジャ圧上昇量ΔProomを初期圧力Proom0(ゲージ圧ゼロ)に加算してプランジャ室圧Proomを決定する。なお、プランジャ圧上昇量ΔProomの算出時には、算出式F3から分るようにコモンレール60への吐出量は考慮されないが、その理由については後述する。
In step S3, the ECU 70 determines the plunger chamber pressure Proom by adding the plunger pressure increase amount ΔProom to the initial pressure Proom0 (gauge pressure zero). In addition, when calculating the plunger pressure increase amount ΔProom, the discharge amount to the
ステップS4では、ECU70は、プランジャ室圧Proomとレール圧Poutとを比較し、プランジャ室圧Proomがレール圧Pout以下のときには、処理をステップS8に進めて、ステップS5〜ステップS7をスキップする。一方、ECU70は、プランジャ室圧Proomがレール圧Poutよりも大きいときには、処理をステップS5に進める。レール圧Poutは、前述のようにレール圧センサ61(図1参照)の計測値を使用することができる。 In step S4, the ECU 70 compares the plunger chamber pressure Proom and the rail pressure Pout. When the plunger chamber pressure Proom is equal to or lower than the rail pressure Pout, the ECU 70 proceeds to step S8 and skips steps S5 to S7. On the other hand, when the plunger chamber pressure Proom is larger than the rail pressure Pout, the ECU 70 advances the process to step S5. As described above, the measured value of the rail pressure sensor 61 (see FIG. 1) can be used as the rail pressure Pout.
ステップS5では、ECU70は、高圧ポンプ50からコモンレール60への燃料の瞬間吐出量ΔQ1を算出する。吐出量の算出は、算出式F1を使用して行われる。瞬間吐出量ΔQ1は、コモンレール60に10マイクロ秒間で吐出される燃料の量である。
In step S5, the ECU 70 calculates an instantaneous fuel discharge amount ΔQ1 from the high-
ステップS6では、ECU70は、プランジャ圧降下量ΔProomを算出する。プランジャ圧降下量ΔProomは、瞬間吐出量ΔQ1の吐出に起因して降下するプランジャ室圧Proomの変動量である。プランジャ圧降下量ΔProomは、算出式F2を使用して燃料加圧量ΔQroomの代わりに瞬間吐出量ΔQ1を代入することによって算出することができる。 In step S6, the ECU 70 calculates a plunger pressure drop amount ΔProom. The plunger pressure drop amount ΔProom is a fluctuation amount of the plunger chamber pressure Proom that drops due to the discharge of the instantaneous discharge amount ΔQ1. The plunger pressure drop amount ΔProom can be calculated by substituting the instantaneous discharge amount ΔQ1 instead of the fuel pressurization amount ΔQroom using the calculation formula F2.
ステップS7では、ECU70は、プランジャ圧降下量ΔProomをプランジャ室圧Proom(ステップS3での決定値)から減算することによってプランジャ室圧Proomを決定する。このように、本計算処理では、プランジャ51の上昇に起因するプランジャ室圧Proomの上昇、コモンレール60への瞬間吐出量ΔQ1の燃料吐出、および燃料吐出(圧送)に起因するプランジャ室圧Proomの降下といった挙動をモデル化している。
In step S7, the ECU 70 determines the plunger chamber pressure Proom by subtracting the plunger pressure drop amount ΔProom from the plunger chamber pressure Proom (the determined value in step S3). Thus, in this calculation process, the plunger chamber pressure Proom increases due to the
ただし、現実には、プランジャ51の上昇に起因するプランジャ室圧Proomの上昇は、燃料吐出に起因するプランジャ室圧Proomの降下によって相殺されつつ発生する。しかしながら、計算処理の時間刻み(この例では10マイクロ秒毎)を適切に小さな値とすることによって、現実の挙動とモデルの差に起因する算出誤差を十分に小さな値とすることができる。これにより、算出式F2,F3を簡略化して簡易な積算を実現している。
However, in reality, the increase in the plunger chamber pressure Proom due to the increase in the
このような計算処理(ステップS2〜S7)は、プランジャ51が上死点に達するまで継続して実行され、上死点に達した時点で算出された数値が全てクリアされる。本計算処理は、高圧ポンプ50からコモンレール60への燃料の吐出が現実に開始される前に実行することが可能なので、以下に説明するようにインジェクタ71〜74からの燃料噴射のフィードフォワード制御処理に利用することもできる。
Such calculation processing (steps S2 to S7) is continuously executed until the
このように、本実施形態の吐出量算出処理は、外周面55とシリンダ壁面54との間の円筒隙間(クリアランス量Cr)から漏れる燃料の量である漏洩量を算出して、コモンレール60への燃料の圧送量(吐出総量)を算出することができる。これにより、コモンレール60の噴射圧(蓄圧)の圧力の上昇に応じて漏れが増大しても、吐出量(圧送量)の算出精度を維持させることができる。
As described above, the discharge amount calculation process of the present embodiment calculates the amount of fuel that leaks from the cylindrical gap (clearance amount Cr) between the outer
さらに、本実施形態の吐出量算出処理は、プランジャ室圧Proomとコモンレール60の内部圧力であるレール圧Poutの差圧を利用して瞬間吐出量ΔQ1を算出することができるので、レール圧Poutが変動する噴射期間中の吐出についても正確に算出することができる。本発明者は、このような特徴を活かした噴射量補正処理を新たに創作した。
Furthermore, since the discharge amount calculation process of the present embodiment can calculate the instantaneous discharge amount ΔQ1 using the differential pressure between the plunger chamber pressure Proom and the rail pressure Pout that is the internal pressure of the
(噴射量補正処理の内容)
図5は、インジェクタの噴射期間とコモンレールへの圧送期間(吐出期間)の重複に起因して噴射量が増加する様子を示す説明図である。図5(a)は、両期間の重複である圧送重複期間が発生しない同期システムを示している。図5(b)は、圧送重複期間が発生する非同期システムを示している。本図中の#1,#2,#3,#4は、エンジン80の各気筒の番号である。
(Details of injection amount correction processing)
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the injection amount increases due to the overlap of the injection period of the injector and the pressure feeding period (discharge period) to the common rail. FIG. 5 (a) shows a synchronous system in which a pumping overlap period that is an overlap of both periods does not occur. FIG. 5 (b) shows an asynchronous system in which a pumping overlap period occurs. In the drawing, # 1, # 2, # 3, and # 4 are numbers of the cylinders of the
本実施形態では、同期と非同期は、インジェクタ71〜74の噴射期間とコモンレール60への圧送期間の同期性に着目した概念である。一方、高圧ポンプ50を駆動するカム52は、エンジン80のクランクシャフト(図示せず)によって駆動されて、カム52とクランクシャフトの回転は同期している。これにより、ECU70は、非同期システムにおいても噴射期間と圧送期間のタイミングの関係を予測することができる。
In this embodiment, synchronous and asynchronous are concepts that focus on the synchronism between the injection period of the injectors 71 to 74 and the pumping period to the
図5(a)の同期システムでは、エンジン80のサイクルが完了して4個全ての気筒の噴射が完了する間において、ポンプの圧送回数が4回となっている。図5(a)では、たとえば周知の構成である2個の高圧ポンプ50をカム52の両側から挟む構成とし、カム52の2回転で4回の圧送が行なわれている。一方、エンジン80は、4ストロークの内燃機関なので、クランクシャフトが2回転する毎に1サイクルが完了し、全気筒の噴射が完了することになる。すなわち、ポンプ回転数NPとエンジン回転数Neの回転比は、1:1であり、カム52が1回転する毎にクランクシャフトが1回転することになる。
In the synchronous system shown in FIG. 5A, the number of pumping pumps is four while the cycle of the
ECU70は、ポンプのカムリフトに基づいて駆動電流波形のタイミングを調整して、噴射期間とポンプの圧送期間を同期させることができる。これにより、ポンプの圧送期間を噴射期間から外すことができるので、噴射期間とポンプの圧送期間の重複(圧送重複期間)に起因する噴射量のばらつきを排除することができる。 The ECU 70 can adjust the timing of the drive current waveform based on the cam lift of the pump to synchronize the injection period and the pumping period of the pump. Thereby, since the pumping period of the pump can be excluded from the injection period, it is possible to eliminate the variation in the injection amount due to the overlap of the injection period and the pumping period of the pump (pressure overlapping period).
図5(b)の同期システムでは、ポンプ回転数NPとエンジン回転数Neの回転比は、3:4であり、カム52が3回転する毎にクランクシャフトが4回転することになる。この例では、エンジン80のサイクルが完了して4個全ての気筒の噴射が完了する間において、ポンプの圧送回数が3回となる。このような例は、たとえば比較的に小排気量のエンジンに高圧ポンプ50を共用させる際に、過大な高圧ポンプ50の容量を考慮して圧送回数を削減することによって発生する。
In the synchronous system shown in FIG. 5B, the rotation ratio between the pump rotational speed NP and the engine rotational speed Ne is 3: 4, and each time the
このような非同期システムでは、ECU70は、ポンプのカムリフトに基づいて駆動電流波形のタイミングを調整して、噴射期間とポンプの圧送期間を同期させることができない。この結果、圧送期間の重複(圧送重複)に起因する噴射量のばらつき(増大)が発生し、気筒間噴射量差が発生することになる。 In such an asynchronous system, the ECU 70 cannot synchronize the injection period and the pumping period by adjusting the timing of the drive current waveform based on the cam lift of the pump. As a result, the injection amount variation (increase) due to the overlap of the pumping periods (pressure overlap) occurs, resulting in a difference in the injection amount between the cylinders.
図6は、本実施形態の噴射補正の内容を比較例(上述の例)と比較して示す説明図である。比較例に示されるように、非同期システムでは、圧送重複に起因して噴射量が増大していることが分る。この増大は、駆動電流波形が噴射時において、燃料噴射に起因するレール圧の低下の発生を想定しているにも関わらず、高圧ポンプ50からの燃料の圧送によってレール圧が上昇してしまうことに起因している。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the content of the injection correction of this embodiment in comparison with a comparative example (the above-described example). As shown in the comparative example, in the asynchronous system, it can be seen that the injection amount is increased due to the overlap of pumping. This increase is due to the fact that the rail pressure rises due to the pumping of fuel from the high-
本実施形態では、ポンプの圧送に起因するレール圧の上昇を想定した波形の補正(TQ補正、すなわち閉弁タイミングを早くする補正)を行なうことによって重複吐出量を抑制することによって実現されている。重複吐出量とは、ポンプの圧送に起因する噴射量の増大を意味している。 In the present embodiment, this is realized by suppressing the overlapping discharge amount by performing waveform correction (TQ correction, that is, correction for accelerating the valve closing timing) that assumes an increase in rail pressure due to pump pumping. . The overlapping discharge amount means an increase in the injection amount due to pumping by the pump.
図7は、噴射量補正を実行するための処理内容を示すフローチャートである。図8は、本処理の主要な処理の内容を示すブロック図である。図9は、噴射量補正に使用される算出式を示す図である。本計算処理は、ECU70によって実行される。本処理は、エンジン80の気筒毎に一定の周期で実施される処理である。
FIG. 7 is a flowchart showing the processing contents for executing the injection amount correction. FIG. 8 is a block diagram showing the contents of the main processing of this processing. FIG. 9 is a diagram illustrating a calculation formula used for injection amount correction. This calculation process is executed by the ECU 70. This process is a process performed at a constant cycle for each cylinder of the
ステップS11では、ECU70は、エンジン80の運転状態が定常であるか否かを判定する。処理の結果、アクセルが踏み込まれて加速中であるといった非定常状態であると判定されると、処理がステップS12に進められて全ての補正処理がスキップされる。非定常状態では、噴射タイミングが刻々と変動するのでフィードフォワード制御処理の前提となっている予測が崩れて補正処理によって却って悪影響を発生させる可能性があるからである。一方、定常であると判定されると、処理がステップS13とステップS14とに進められる。
In step S11, the ECU 70 determines whether or not the operating state of the
ECU70は、ステップS13とステップS14の処理を並行して実行する。ステップS13では、噴射期間が算出される。噴射期間は、エンジン80の回転数Neと負荷とによって決定される。具体的には、たとえば噴射期間の始期はエンジン80の回転数Neによって決定され、噴射期間の終期は負荷によって決定される。一方、ステップS14では、ポンプ吐出期間が算出される。ポンプ吐出期間の始期は、高圧ポンプ50の吐出量に基づいて決定される(図8のステップS14参照)。
ECU70 performs the process of step S13 and step S14 in parallel. In step S13, an injection period is calculated. The injection period is determined by the rotational speed Ne of the
ステップS15では、ECU70は、噴射期間と吐出期間の有無を判定する。本実施形態では、#1,#2,#3の気筒は、常に重複が発生することになる。一方、#4の気筒は、重複が発生しないことになる。したがって、本実施形態のエンジン80では、ステップS15は不用とも考えられるが、カム52とクランクシャフトの回転比やエンジン80の噴射特性によっては必要となるステップである。
In step S15, the ECU 70 determines whether or not there are an injection period and a discharge period. In the present embodiment, the
ステップS16では、ECU70は、重複期間を算出する。重複期間の算出は、ステップS13とステップS14の算出値を使用して行われる。これにより、重複期間の始期と終期とが算出される。 In step S16, the ECU 70 calculates an overlap period. The overlap period is calculated using the calculated values in step S13 and step S14. Thereby, the start and end of the overlap period are calculated.
ステップS17では、ECU70は、重複時吐出量Qoutを算出する。重複時吐出量Qoutは、算出式F5(図9参照)を使用し、上述の方法(図3,図4)の処理方法を利用して算出することができる。この際に、重複時吐出量Ooutに起因するレール圧Poutの変動(上昇)をも考慮した計算によって算出精度を向上させるようにしてもよいし、あるいは重複時吐出量Ooutに起因するレール圧Poutの変動(上昇)を考慮しない簡易な計算方法としても良い。 In step S <b> 17, the ECU 70 calculates an overlapping discharge amount Qout. The overlapping discharge amount Qout can be calculated by using the calculation method F5 (see FIG. 9) and the processing method described above (FIGS. 3 and 4). At this time, the calculation accuracy may be improved by calculation that also takes into account the fluctuation (rise) of the rail pressure Pout caused by the overlapping discharge amount Oout, or the rail pressure Pout caused by the overlapping discharge amount Oout. It is also possible to use a simple calculation method that does not take into account fluctuations (rise).
ステップS18では、ECU70は、フィードバックがあるか否かを判定する。この判定は、後述するフィードバックフラグに基づいて判定される。フィードバックがある場合には、フィードバック量Qfbが加算(ステップS19)された後に処理がステップS21に進められる。一方、フィードバックがない場合には、フィードバック量Qfbが非加算(ステップS20)で処理がステップS21に進められる。 In step S18, the ECU 70 determines whether there is feedback. This determination is made based on a feedback flag described later. If there is feedback, the process proceeds to step S21 after the feedback amount Qfb is added (step S19). On the other hand, if there is no feedback, the feedback amount Qfb is not added (step S20), and the process proceeds to step S21.
ステップS21では、ECU70は、レール圧変化量ΔPoutを算出する。レール圧変化量ΔPoutは、算出式F6(図9参照)を使用して算出することができる。算出式F6は、上述の算出式F2と同様の考え方に基づく式である。レール圧変化量ΔPoutは、たとえば重複時吐出量Ooutとフィードバック量Qfbの加算量(あるいは非加算)に基づいて算出することができる(図8参照)。 In step S21, the ECU 70 calculates the rail pressure change amount ΔPout. The rail pressure change amount ΔPout can be calculated using a calculation formula F6 (see FIG. 9). The calculation formula F6 is a formula based on the same concept as the calculation formula F2 described above. The rail pressure change amount ΔPout can be calculated, for example, based on the addition amount (or non-addition) of the overlap discharge amount Oout and the feedback amount Qfb (see FIG. 8).
ステップS22では、ECU70は、噴射期間TQの補正量TQcを決定する。補正量TQcの決定は、予め準備されているマップ(図8のステップS22参照)を使用して行われる。本マップは、実験によって求められたものである。これにより、フィードフォワード制御による噴射量の補正処理の準備が噴射前に完了したことになる。 In step S22, the ECU 70 determines a correction amount TQc for the injection period TQ. The correction amount TQc is determined using a map prepared in advance (see step S22 in FIG. 8). This map is obtained by experiments. As a result, preparation for the injection amount correction processing by feedforward control is completed before injection.
ステップS23では、ECU70は、噴射処理を実行する。噴射処理は、補正量TQcを使用して補正された駆動電流波形を使用して駆動することによって実行される。補正量TQcは、噴射期間の短縮量の決定に利用される。 In step S23, the ECU 70 executes an injection process. The injection process is executed by driving using the drive current waveform corrected using the correction amount TQc. The correction amount TQc is used for determining the shortening amount of the injection period.
ステップS24では、ECU70は、噴射前後のレール圧を実測する。レール圧の実測は、レール圧センサ61を使用して行われる。レール圧の実測は、次回のサイクルの噴射量補正のためにフィードバック処理(図8のステップS24,S25参照)を実現するために実行される。
In step S24, the ECU 70 measures the rail pressure before and after injection. The actual measurement of the rail pressure is performed using the
ステップS25では、ECU70は、気筒差検出処理を実行する。気筒差検出処理は、高圧ポンプ50への圧送期間(吐出期間)と噴射期間の重複がない#4の気筒の噴射量の実測値Qi(基準噴射量)と、重複がある他の#1〜#3の気筒の噴射量の実測値Q‘i(補正噴射量)とを比較し、これにより重複の有無に起因する噴射量の気筒差を検出する処理である。各気筒の噴射量は、コモンレール60の内部燃料の圧力降下の実測値に基づいて算出される。
In step S25, the ECU 70 executes a cylinder difference detection process. In the cylinder difference detection process, the measured value Qi (reference injection amount) of the
図10は、非重複時と重複時の噴射におけるコモンレール60の内部燃料の圧力降下の様子を示すチャートである。非重複時においては、噴射開始時の噴射圧P1から噴射終了時の噴射圧P2までコモンレール60の内部燃料の圧力が降下する。この圧力は、噴射に起因するものなので、この圧力降下量を使用して噴射量を計測することができる。具体的には、重複がない#4の気筒の噴射量Qiは、図9の算出式F7を使用してECU70によって算出される。
一方、重複時においては、噴射開始時の噴射圧P’1から噴射終了時の噴射圧P’2までコモンレール60の内部燃料の圧力が降下する。ただし、圧力降下量は、重複時吐出量Ooutに起因するΔPoutによって減殺されているのでΔPoutが加算されている。この結果、重複がある#1〜#3の気筒の噴射量の実測値Q’iは、図9の算出式F8を使用してECU70によって算出されることになる。
FIG. 10 is a chart showing the pressure drop of the internal fuel in the
On the other hand, at the time of duplication, the internal fuel pressure in the
気筒差検出処理は、重複がない#4の気筒の噴射量Qiを基準とし、その基準値と重複がある#1〜#3の気筒の噴射量Q’iの各々との差を検出(図9の算出式F9参照)して、フィードバック量Qfbを算出する処理である。これにより、#1〜#3の気筒の各々についてフィードバック量Qfbが算出されることになる。なお、重複がない#4の気筒に燃料を噴射するインジェクタ74は、基準インジェクタとも呼ばれる。重複がある#1〜#3の気筒に燃料を噴射するインジェクタ71〜73、補正対象インジェクタとも呼ばれる。
The cylinder difference detection process is based on the injection amount Qi of the
ステップS26では、ECU70は、フィードバック量Qfbが閾値以内(すなわち所定の範囲内)であるか否かを判定する。この判定の結果、フィードバック量Qfbが閾値以内であるときには、フィードバックフラグを「フィードバック有り」にし、ECU70が有する図示しないメモリにフィードバック量Qfbを格納する。一方、フィードバック量Qfbが閾値以外であるときには、フィードバックフラグを「フィードバック無し」にする。 In step S26, the ECU 70 determines whether or not the feedback amount Qfb is within a threshold value (that is, within a predetermined range). As a result of the determination, when the feedback amount Qfb is within the threshold value, the feedback flag is set to “with feedback”, and the feedback amount Qfb is stored in a memory (not shown) of the ECU 70. On the other hand, when the feedback amount Qfb is other than the threshold value, the feedback flag is set to “no feedback”.
フィードバックフラグは、上述のステップS18(フィードバックの有無の判定)において使用される。フィードバック量ΔQfbは、上述のステップS19(フィードバック量加算)で使用される。これにより、次回の噴射では、フィードバック量ΔQfbを使用することによって実測値に基づいた補正がなされた駆動電流波形で噴射することができる。 The feedback flag is used in the above-described step S18 (determination of presence / absence of feedback). The feedback amount ΔQfb is used in step S19 (feedback amount addition) described above. Thereby, in the next injection, it is possible to inject with a drive current waveform corrected based on the actual measurement value by using the feedback amount ΔQfb.
本発明者は、フィードバック量ΔQfbを使用する補正は、特に実使用環境(燃料粘性)変化によるフィードフォワード補正量のズレの補償に利用することができるという顕著な効果を奏することを見出した。 The present inventor has found that the correction using the feedback amount ΔQfb has a remarkable effect that it can be used to compensate for the deviation of the feedforward correction amount due to the change in the actual usage environment (fuel viscosity).
このように、本実施形態の噴射量補正処理は、コモンレール60への圧送期間と噴射期間が重複してもコモンレール60への圧送量(吐出量)を予測して、フィードフォワード補正を行なって重複圧送に起因する噴射誤差を補償することができる。さらに、本実施形態の噴射量補正処理は、噴射時の噴射圧を監視することによって、気筒差検出処理によってフィードバック量ΔQfbを生成することができるので、フィードフォワード補正の予測の誤差をも補償して信頼性と精度の高い補正の実現にも成功している。
As described above, the injection amount correction processing according to the present embodiment predicts the pumping amount (discharge amount) to the
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
(1)上記実施形態では、ポンプ回転数NPとエンジン回転数Neの回転比は、3:4のシステムであるが、これに限られず、本発明は、インジェクタの噴射期間とポンプの圧送期間とが重複するシステムに広く適用することができる。 (1) In the above embodiment, the rotation ratio between the pump rotational speed NP and the engine rotational speed Ne is a system of 3: 4. However, the present invention is not limited to this, and the present invention provides an injection period of the injector and a pumping period of the pump. Can be widely applied to overlapping systems.
(2)上記実施形態では、高圧ポンプの調量方式は絞り調整であるが、たとえば溢流方式といった他の調量方式にも適用することができる。 (2) In the above embodiment, the metering method of the high-pressure pump is throttling adjustment, but it can also be applied to other metering methods such as an overflow method.
10…コモンレール式燃料噴射システム、16…高圧供給配管、20…燃料タンク、30…フィードポンプ、40…供給制御弁、50…高圧ポンプ、51…プランジャ、52…カム、53…圧力室、54…シリンダ壁面、60…コモンレール、61…レール圧センサ、70…ECU。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
内部に圧力室が形成されているシリンダと、
前記シリンダ内において加圧方向への移動である加圧移動を行ない、前記加圧移動で前記圧力室内の容積変化を生じさせることによって燃料を前記蓄圧部へ圧送するプランジャと、
前記蓄圧部への燃料の圧送量を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記圧力室の内周面と前記プランジャの外周面との間の隙間からの燃料の漏洩量を推定し、前記推定された漏洩量と、前記加圧移動時のプランジャのストロークに応じた前記圧力室内の容積変化量と、を使用して前記圧送量を算出する圧送量算出部を有し、
前記圧送量算出部は、前記加圧時の圧力室内の圧力であるプランジャ室圧と、前記蓄圧部の圧力との差に基づいて前記蓄圧部への圧送速度を算出する燃料圧送システム。 A pressure accumulator for accumulating fuel;
A cylinder having a pressure chamber formed therein;
A plunger that performs a pressurization movement that is a movement in a pressurization direction in the cylinder, and that pumps fuel to the pressure accumulating unit by causing a volume change in the pressure chamber by the pressurization movement;
A control unit for controlling the pumping amount of fuel to the pressure accumulating unit;
With
The controller estimates the amount of fuel leakage from the gap between the inner circumferential surface of the pressure chamber and the outer circumferential surface of the plunger, and the estimated leakage amount and the stroke of the plunger during the pressurizing movement the use and change in volume of the pressure chamber, the have a pumping quantity calculation unit configured to calculate the pumping amount in accordance with,
The pumping amount calculation unit is a fuel pumping system that calculates a pumping speed to the pressure accumulating unit based on a difference between a plunger chamber pressure that is a pressure in the pressure chamber at the time of pressurization and a pressure of the pressure accumulating unit .
前記所定の圧縮性流体は、前記シリンダと前記プランジャの少なくとも一方の弾性変形と、前記燃料の体積弾性変形の少なくとも一方に基づいて予め決定されている体積弾性係数を有する請求項1又は2に記載の燃料圧送システム。 The pumping amount calculation unit regards the fuel as a predetermined compressive fluid, and uses the bulk elastic modulus of the predetermined compressive fluid to indicate the pressure in the pressure chamber during the pressurization caused by the pressurization movement. Calculate the increase in plunger chamber pressure,
It said predetermined compressible fluid, at least one of the elastic deformation of the cylinder and the plunger, according to claim 1 or 2 having a bulk modulus that is previously determined based on at least one of the volume elastic deformation of the fuel Fuel pumping system.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011024845A JP5644564B2 (en) | 2011-02-08 | 2011-02-08 | Fuel pumping system, fuel pumping control device and computer program |
CN201210026275.3A CN102635454B (en) | 2011-02-08 | 2012-02-07 | Fuel pressurization conveying system, fuel pressurization conveying control device and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011024845A JP5644564B2 (en) | 2011-02-08 | 2011-02-08 | Fuel pumping system, fuel pumping control device and computer program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012163055A JP2012163055A (en) | 2012-08-30 |
JP5644564B2 true JP5644564B2 (en) | 2014-12-24 |
Family
ID=46619994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011024845A Active JP5644564B2 (en) | 2011-02-08 | 2011-02-08 | Fuel pumping system, fuel pumping control device and computer program |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5644564B2 (en) |
CN (1) | CN102635454B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112020602B (en) * | 2018-04-10 | 2023-03-28 | 康明斯公司 | Adaptive high pressure fuel pump system and method of predicting pumping quality |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5685268A (en) * | 1996-05-20 | 1997-11-11 | Siemens Automotive Corporation | Fuel leakage detector system |
DE19726756C2 (en) * | 1997-06-24 | 2002-03-07 | Bosch Gmbh Robert | System for operating an internal combustion engine, in particular a motor vehicle |
KR100612784B1 (en) * | 2002-01-31 | 2006-08-17 | 가부시키가이샤 덴소 | Accumulator injection system |
JP2005127164A (en) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Denso Corp | Common rail type fuel injection apparatus |
JP2006138264A (en) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Toyota Motor Corp | Control device for fuel pump |
JP4894492B2 (en) * | 2006-12-08 | 2012-03-14 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel injection control device |
JP4951380B2 (en) * | 2007-03-26 | 2012-06-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | High pressure fuel system controller |
-
2011
- 2011-02-08 JP JP2011024845A patent/JP5644564B2/en active Active
-
2012
- 2012-02-07 CN CN201210026275.3A patent/CN102635454B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012163055A (en) | 2012-08-30 |
CN102635454B (en) | 2015-04-29 |
CN102635454A (en) | 2012-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5212501B2 (en) | Fuel injection device | |
JP4609524B2 (en) | Fuel pressure control device and fuel pressure control system | |
JP3798615B2 (en) | Abnormality detection device for high-pressure fuel supply system | |
US11781500B2 (en) | System and method for measuring fuel injection during pump operation | |
JP4118652B2 (en) | Accumulated fuel injection system | |
JP6546105B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5644564B2 (en) | Fuel pumping system, fuel pumping control device and computer program | |
JP5582052B2 (en) | Fuel injection system, fuel injection control device, and computer program | |
JP2013256888A (en) | Rail pressure control method and common rail type fuel injection control device | |
JP4497045B2 (en) | Fuel injection control device | |
CN112020602A (en) | Adaptive high pressure fuel pump system and method of predicting pumping quality | |
JP2019085892A (en) | Fuel injection control device | |
JP4597220B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4193302B2 (en) | Accumulated fuel injection system | |
JP2000314340A (en) | Common rail fuel pressure control device for internal combustion engine | |
JP5229965B2 (en) | Fuel injection control device | |
JP2005133573A (en) | Fuel supply controller for internal combustion engine | |
WO2018061472A1 (en) | Vehicular control device | |
JP2013217277A (en) | Fuel kinematic viscosity calculation method, and common rail type fuel injection control device | |
JP6330678B2 (en) | Pressure reducing valve controller | |
JP5584098B2 (en) | Pump discharge flow rate learning control processing device and accumulator fuel injection control device | |
JP2011185125A (en) | Control device of accumulator fuel injection device | |
JP5994677B2 (en) | Fuel injection control device | |
JP6094464B2 (en) | Fuel injection control device | |
JP5229256B2 (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: 20130425 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140320 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140325 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140520 |
|
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: 20141007 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141020 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5644564 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 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |