JP6580412B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、インジェクタと、当該インジェクタに接続された燃料レールと、高圧側燃料ラインを介して当該燃料レールに燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、低圧側燃料ラインを介して上記高圧燃料ポンプに燃料を圧送する低圧燃料ポンプとを備えたエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to an injector, a fuel rail connected to the injector, a high-pressure fuel pump that pumps fuel to the fuel rail via a high-pressure side fuel line, and fuel to the high-pressure fuel pump via a low-pressure side fuel line. The present invention relates to an engine control device including a low-pressure fuel pump that pumps pressure.
従来、エンジンにおいて、低圧燃料ポンプによって燃料タンクから燃料を高圧燃料ポンプに圧送し、高圧燃料ポンプからさらに燃料レールに燃料を高圧で圧送して、この燃料レール内の燃料をインジェクタにより気筒内に噴射することが行われている。 Conventionally, in an engine, fuel is pumped from a fuel tank to a high-pressure fuel pump by a low-pressure fuel pump, fuel is further pumped from a high-pressure fuel pump to a fuel rail, and fuel in the fuel rail is injected into a cylinder by an injector. To be done.
ここで、燃料レールと低圧燃料ポンプとを連結する燃料供給ライン内を流通する燃料の圧力が飽和蒸気圧よりも低くなると、この燃料供給ライン内に気泡すなわちベーパーが発生する。燃料供給ラインにベーパーが発生すると、ポンプによって適切に燃料を燃料レールに圧送することができず、気筒内へ適切量燃料を供給できなくなるおそれがある。 Here, when the pressure of the fuel flowing through the fuel supply line connecting the fuel rail and the low-pressure fuel pump becomes lower than the saturated vapor pressure, bubbles or vapor are generated in the fuel supply line. If vapor occurs in the fuel supply line, the fuel cannot be properly pumped to the fuel rail by the pump, and an appropriate amount of fuel may not be supplied into the cylinder.
これに対して、例えば、特許文献1には、デリバリパイプ(燃料レール)内の圧力の目標値よりも実際の圧力の値の方が所定値以上低い状態が所定時間継続するとベーパーが発生したと判定し、低圧燃料ポンプの吐出圧力を高めてベーパーを解消するよう構成されたものが開示されている。すなわち、ベーパーが発生した場合には、高圧燃料ポンプが適切に燃料を圧送することができずその吐出圧力がいつまでたっても目標値に到達しないという現象が生じることを利用して、ベーパーの発生を判定している。
On the other hand, for example, in
特許文献1に係るベーパー発生の判定手順では、デリバリパイプ(燃料レール)内の圧力の目標値よりも実際の圧力の値の方が所定値以上低い状態が所定時間継続した後にはじめてベーパーが発生していると判定される。そのため、ベーパーが発生してからベーパーが発生していると判定されるまで、および、ベーパーを解消するための制御が実施されるまで比較的長い時間がかかる。従って、ベーパー発生に伴うエンジントルクの低下やエミッションの悪化量が大きくなるおそれがある。
In the vapor generation determination procedure according to
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でベーパーの発生をより早期に検出することのできるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an engine control device that can detect the occurrence of vapor earlier with a simple configuration.
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究の結果、高圧ポンプの駆動に伴い高圧ポンプの周囲には圧力変動が生じ、この圧力変動が低圧側燃料ラインに伝達することで低圧側燃料ラインに圧力脈動が生じること、および、低圧側燃料ラインにベーパーが発生すると、このベーパーが圧力変動を吸収する、あるいは、高圧燃料ポンプにベーパーが噛むことによって、上記圧力脈動の振幅が小さくなることを突き止めた。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted extensive research. As a result, pressure fluctuations occur around the high-pressure pump as the high-pressure pump is driven, and this pressure fluctuation is transmitted to the low-pressure side fuel line. When pressure pulsation occurs in the fuel line and vapor occurs in the low-pressure side fuel line, the vapor absorbs pressure fluctuations, or the high pressure fuel pump bites the vapor, thereby reducing the amplitude of the pressure pulsation. I found out.
本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、インジェクタと、当該インジェクタに接続された燃料レールと、高圧側燃料ラインを介して当該燃料レールに燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、低圧側燃料ラインを介して上記高圧燃料ポンプに燃料を圧送する低圧燃料ポンプとを備えたエンジンの制御装置であって、上記低圧側燃料ライン内の燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、上記低圧側燃料ラインにベーパーが発生しているか否かを判定するベーパー判定手段とを備え、上記ベーパー判定手段は、上記インジェクタから噴射される燃料量である噴射量が予め設定された基準噴射量以下の場合に、上記ベーパーが発生しているか否かの判定を実施し、上記圧力検出手段で検出された上記低圧側燃料ライン内の燃料圧力の振幅が、予め設定された基準値以下である場合に、上記ベーパーが発生していると判定することを特徴とする(請求項1)。 The present invention has been made based on this finding, and includes an injector, a fuel rail connected to the injector, a high-pressure fuel pump that pumps fuel to the fuel rail via a high-pressure side fuel line, and a low-pressure side. An engine control device comprising a low-pressure fuel pump that pumps fuel to the high-pressure fuel pump through a fuel line, the pressure detection means for detecting the pressure of the fuel in the low-pressure side fuel line, and the low-pressure side Vapor determination means for determining whether or not vapor is generated in the fuel line, wherein the vapor determination means is configured such that an injection amount, which is a fuel amount injected from the injector, is equal to or less than a preset reference injection amount to, implement determination of whether the vapor is generated, the amplitude of the fuel pressure in the low-pressure fuel in the line detected by the pressure detecting means, pre If the set is less than the reference value, and determines that the vapor has occurred (Claim 1).
本発明によれば、圧力検出手段で検出された低圧側燃料ライン内の燃料圧力の振幅が基準値以下となった時点、すなわち、圧力脈動の振幅が小さくなった時点でベーパーが発生していると判定されるため、簡単な構成で早期にベーパーの発生を検出することができる。 According to the present invention, the vapor is generated when the amplitude of the fuel pressure in the low-pressure side fuel line detected by the pressure detection means becomes below the reference value, that is, when the amplitude of the pressure pulsation becomes small. Therefore, it is possible to detect the occurrence of vapor early with a simple configuration.
しかも、本発明では、上記ベーパー判定手段は、上記インジェクタから噴射される燃料量である噴射量が予め設定された基準噴射量以下の場合に、上記ベーパーが発生しているか否かの判定を実施する。 Moreover, in the present invention , the vapor determining means determines whether or not the vapor is generated when the injection amount, which is the fuel amount injected from the injector, is equal to or less than a preset reference injection amount. you.
このようにすれば、噴射量が小さいことに伴って低圧側燃料ラインの圧力脈動の振幅が大きくなるときに、この振幅の変化に基づいてベーパーの発生を判定しているため、振幅の変化ひいてはベーパーの発生をより精度よく検出することができる。すなわち、噴射量が小さい場合は、低圧側燃料ラインに押し戻される燃料量が多くなるため、低圧側燃料ラインの圧力変動が大きくなる。そのため、この圧力脈動の振幅が大きくなる噴射量が少ない運転条件で、この振幅の変化に基づく判定を行えば、振幅の変化をより適切に検出することができる。 In this way, when the amplitude of the pressure pulsation in the low-pressure side fuel line increases as the injection amount is small, the occurrence of vapor is determined based on the change in this amplitude. The occurrence of vapor can be detected with higher accuracy. That is, when the injection amount is small, the amount of fuel pushed back to the low-pressure side fuel line increases, and the pressure fluctuation of the low-pressure side fuel line increases. For this reason, if the determination based on the change in the amplitude is performed under an operation condition with a small injection amount in which the amplitude of the pressure pulsation is small, the change in the amplitude can be detected more appropriately.
また、本発明は、インジェクタと、当該インジェクタに接続された燃料レールと、高圧側燃料ラインを介して当該燃料レールに燃料を圧送する高圧燃料ポンプと、低圧側燃料ラインを介して上記高圧燃料ポンプに燃料を圧送する低圧燃料ポンプとを備えたエンジンの制御装置であって、上記低圧側燃料ライン内の燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、上記低圧側燃料ラインにベーパーが発生しているか否かを判定するベーパー判定手段と、上記燃料レール内の圧力と、当該圧力の目標値との偏差に基づいて、上記高圧燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御する高圧側ポンプ制御手段とを備え、上記ベーパー判定手段は、上記圧力検出手段で検出された上記低圧側燃料ライン内の燃料圧力の振幅が、予め設定された基準値以下である場合に、上記ベーパーが発生していると判定し、上記低圧側燃料ライン内の燃料圧力の振幅が上記基準値より大きくても、上記高圧側ポンプ制御手段によって実施されるフィードバック制御の制御量の所定期間における増加量が予め設定された基準増加率よりも大きい場合には、上記ベーパーが発生していると判定することを特徴とするエンジンの制御装置を提供する。The present invention also provides an injector, a fuel rail connected to the injector, a high-pressure fuel pump for pumping fuel to the fuel rail via a high-pressure side fuel line, and the high-pressure fuel pump via a low-pressure side fuel line. And a low pressure fuel pump for pumping fuel to the pressure control means for detecting fuel pressure in the low pressure side fuel line, and whether vapor is generated in the low pressure side fuel line. Vapor determining means for determining whether or not, and high-pressure side pump control means for feedback-controlling the discharge amount of the high-pressure fuel pump based on the deviation between the pressure in the fuel rail and the target value of the pressure, The vapor determination unit is configured such that the amplitude of the fuel pressure in the low-pressure side fuel line detected by the pressure detection unit is equal to or less than a preset reference value. A predetermined period of a control amount of feedback control performed by the high-pressure side pump control means even if it is determined that the vapor is generated and the amplitude of the fuel pressure in the low-pressure side fuel line is larger than the reference value When the amount of increase in is larger than a preset reference increase rate, it is determined that the vapor is generated.
このようにすれば、低圧側燃料ラインの圧力脈動の振幅の変化に基づく判定に加えて、フィードバック制御の制御量の増加率(所定期間における増加量)に基づいてベーパーの発生が判定されるため、ベーパー発生の判定機会を多く確保することができ、より確実にベーパーの発生を検出することができる。In this way, in addition to the determination based on the change in the amplitude of the pressure pulsation of the low-pressure side fuel line, the occurrence of vapor is determined based on the rate of increase in the control amount of the feedback control (the increase amount in the predetermined period). Therefore, it is possible to secure many opportunities for determining the occurrence of vapor, and it is possible to more reliably detect the occurrence of vapor.
本発明において、上記ベーパー判定手段は、上記燃料レール内の圧力の目標値の所定期間における変化量が予め設定された基準レール圧変化率以下の場合に、上記ベーパーが発生しているか否かの判定を実施するのが好ましい(請求項3)。 In the present invention, the vapor determining unit, when the following reference rail pressure change rate change amount in a predetermined period is preset target value of the pressure in the fuel rail, whether the vapor is generated It is preferable to carry out this determination (claim 3).
このようにすれば、レール圧の目標値が急増した場合等に伴う過渡的な圧力脈動の振幅の変化の影響を受けずにベーパーの判定を行うことができベーパーの判定をより適切に行うことができる。 In this way, it is possible to perform the vapor determination without being affected by the change in the amplitude of the transient pressure pulsation that accompanies when the target value of the rail pressure increases rapidly. Can do.
また、本発明において、上記低圧燃料ポンプを制御する低圧側ポンプ制御手段を備え、当該低圧側ポンプ制御手段は、上記ベーパー判定手段によって上記ベーパーが発生していると判定されると、上記低圧燃料ポンプを、上記低圧側燃料ライン内の燃料が昇圧するように制御するが好ましい(請求項4)。 In the present invention, the low pressure side pump control means for controlling the low pressure fuel pump is provided, and the low pressure side pump control means has the low pressure fuel when the vapor judging means determines that the vapor is generated. the pump will be controlled so that the fuel in the low-pressure fuel in the line to boost preferable (claim 4).
上記のように、本発明によれば、早期にベーパーの発生を検出することができるため、ベーパーが発生していると判定されるのに伴って低圧燃料ポンプを低圧側燃料ライン内の燃料が昇圧するように制御するものに適用すれば、より早期に低圧側燃料ライン内の燃料を昇圧させてベーパーを消滅させることができ、エンジントルクの低下や排気性能の悪化をより確実に抑制することができる。 As described above, according to the present invention, since the occurrence of vapor can be detected at an early stage, the fuel in the low-pressure side fuel line is connected to the low-pressure fuel pump as it is determined that vapor has occurred. If applied to a system that controls to increase the pressure, the fuel in the low-pressure side fuel line can be boosted earlier and the vapor can be extinguished, and the decrease in engine torque and the deterioration in exhaust performance can be suppressed more reliably. Can do.
以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によれば、簡単な構成でベーパーの発生をより早期に検出することができる。 As described above, according to the engine control apparatus of the present invention, it is possible to detect the occurrence of vapor earlier with a simple configuration.
(1)エンジンの全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかるエンジンの制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。当実施形態のエンジンシステムは、4ストロークのエンジン本体1と、エンジン本体1に燃焼用の空気(吸気)を導入するための吸気通路50と、エンジン本体1から外部に排気を排出するための排気通路60とを備えている。エンジン本体1は、例えば、図1の紙面に直交する方向に並ぶ4つの気筒2aを有する4気筒エンジンである。
(1) Overall Configuration of Engine FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an engine system to which an engine control device according to an embodiment of the present invention is applied. The engine system of the present embodiment includes a four-stroke engine
エンジン本体1は、気筒2aが内部に形成されたシリンダブロック2と、シリンダブロック2の上面に設けられたシリンダヘッド3と、気筒2aに往復摺動可能に挿入されたピストン4とを有している。
The
ピストン4の上方には燃焼室5が形成されている。燃焼室5内には、インジェクタ11から燃料が噴射される。噴射された燃料と空気との混合気は燃焼室5で燃焼し、ピストン4はその燃焼による膨張力で押し下げられて上下に往復運動する。
A
ピストン4はコネクティングロッドを介してクランク軸15と連結されており、ピストン4の往復運動に応じて、クランク軸15は中心軸回りに回転する。
The piston 4 is connected to the
シリンダブロック2には、クランク軸15の回転数をエンジンの回転数として検出するエンジン回転数センサSW1が設けられている。
The cylinder block 2 is provided with an engine speed sensor SW1 that detects the speed of the
シリンダヘッド3には、インジェクタ11と、インジェクタ11から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火を行う点火プラグ10とが、各気筒2aにつきそれぞれ1組ずつ設けられている。
The
インジェクタ11は、燃料の噴射口となる複数の噴孔を先端部に有しており、各気筒2aの燃焼室5をその吸気側の側方から臨むように設けられている。インジェクタ11には、燃料タンク21内の燃料がポンプ等を介して供給される。インジェクタ11に燃料を供給するための具体的構成については後述する。
The
点火プラグ10は、火花を放電するための電極を先端部に有しており、各気筒2aの燃焼室5を上方から臨むように設けられている。
The
シリンダヘッド3には、吸気通路50から供給される空気を各気筒2aの燃焼室5に導入するための吸気ポート6と、吸気ポート6を開閉する吸気弁8と、各気筒2aの燃焼室5で生成された排気を排気通路60に導出するための排気ポート7と、排気ポート7を開閉する排気弁9とが設けられている。
The
吸気通路50には、上流側から順にエアクリーナ51、コンプレッサ52、インタークーラ53、スロットル弁54、サージタンク55が設けられており、エンジン本体1には、コンプレッサ52で圧縮された後、インタークーラ53で冷やされた空気が導入される。なお、コンプレッサ52をバイパスする通路を設けてもよい。スロットル弁54は、吸気通路50を開閉可能なバルブであり、スロットル弁54の開度に応じて吸気通路50を流通する吸気の量が調整される。また、吸気通路50には、吸気通路50を流通する吸気の流量を検出するためのエアフローセンサSW2、吸気の温度を検出するための吸気温センサSW3が設けられている。当実施形態では、エアフローセンサSW2、吸気温センサSW3は、吸気通路50のうちエアクリーナ51とコンプレッサ52との間(エアクリーナ51のすぐ下流側)の部分に設けられている。
An
排気通路60には、上流側から順に、タービン61、三元触媒等の触媒が内蔵された触媒コンバータ63が設けられている。また、排気通路60には、タービン61をバイパスするためのバイパス通路62aが形成されているとともに、エンジン本体1から排出された排気をこのバイパス通路62aに流入させてタービン61をバイパスさせるためのウエストゲートバルブ62bが設けられている。
The
(2)燃料供給システム
インジェクタ11に燃料を共有するためのシステム構成について、図1および図2を用いて次に説明する。
(2) Fuel Supply System Next, a system configuration for sharing fuel to the
各インジェクタ11には、内側に燃料を貯留する燃料レール12が接続されている。燃料レール12は、燃料供給ライン22を介して燃料タンク21と接続されている。燃料レール12には、燃料タンク21内の燃料が圧送されて貯留されている。各インジェクタ11は、この燃料レール12から供給される燃料を気筒2a内に噴射する。図2に示すように、各インジェクタ11は、気筒配列方向に延びる1本の燃料レール12にそれぞれ接続されており、この燃料レール12から各インジェクタ11に燃料が供給される。燃料レール12には、燃料レール12に貯留されている燃料の圧力(以下、適宜、この燃料レール12内の燃料圧力をレール圧という)を検出するためのレール圧センサSW4が設けられている。また、燃料レール12には、燃料レール12内の過剰な燃料を燃料供給ライン22に戻すためのリターン通路21bがリリーフ弁21aを介して接続されている。
Each
燃料供給ライン22には、燃料タンク21側から低圧ポンプ(低圧燃料ポンプ)24、フィルタ25a、高圧ポンプ(高圧燃料ポンプ)40が設けられている。以下、燃料供給ライン22のうち低圧ポンプ24と高圧ポンプ40との間の部分を低圧側燃料ライン22aといい、燃料供給ライン22のうち高圧ポンプ40と燃料レール12との間の部分を高圧側燃料ライン22bという。
The
低圧ポンプ24は、燃料タンク21内の燃料をくみ上げて高圧ポンプ40側に送り込むためのポンプである。高圧ポンプ40には、低圧ポンプ24により昇圧されてフィルタ25aを通過した後の燃料が供給される。低圧ポンプ24は、回転式のポンプであり、電動モータ28により駆動されて回転し、燃料を圧送する。なお、低圧ポンプ24には、フィルタ25bを通過した後の燃料が流入する。
The
低圧側燃料ライン22aには、当該低圧側燃料ライン22a内の燃料の温度、圧力をそれぞれ検出するための低圧側燃温センサSW5、低圧側燃圧センサ(圧力検出手段)SW6が設けられている。
The low pressure
高圧ポンプ40は、低圧ポンプ24から送り込まれた燃料を昇圧して燃料レール12に供給するためのポンプである。高圧ポンプ40は、往復式のポンプであり、排気弁9を駆動する排気カム軸上に併設された高圧ポンプカム9aにより駆動されて燃料を昇圧する。
The high-
具体的には、高圧ポンプ40は、低圧側燃料ライン22aと連通する吸入口41a、高圧側燃料ライン22bと連通する吐出口41b、および、これら吸入口41aと吐出口41bと連通する加圧室41cが形成された本体部41と、加圧室41cに先端が挿通されたプランジャ42とを有している。
Specifically, the high-
プランジャ42は、高圧ポンプカム9aの上方にこれと当接するように配置されており、高圧ポンプカム9aに押圧されることで高圧ポンプカム9aの回転に伴って上下に往復動する。すなわち、当実施形態では、高圧ポンプ40は、シリンダヘッド3の排気側の上面に、プランジャ42が高圧ポンプカム9aと当接するように配置されている。プランジャ42は、加圧室41c内において往復動することで加圧室41c内の容積を変更し、これにより加圧室41c内すなわち吸入口41aから加圧室41c内に流入した燃料を昇圧する。昇圧された燃料は、吐出口41bから高圧側燃料ライン22bを介して燃料レール12に送り込まれる。なお、吐出口41bには、チェックバルブ44が設けられており、燃料レール12側から高圧ポンプ40側に燃料が逆流しないようになっている。
The
吸入口41aには、吸入口41aを開閉するスピル弁43が設けられている。スピル弁43は、ノーマルオープン型の電磁式バルブであり、通電されることで吸入口41aを閉じ、高圧側燃料ライン22bに送り込む燃料量を制御する。当実施形態では、高圧ポンプ40から燃料レール12に圧送される燃料量(吐出量)は、このスピル弁43の閉弁期間によって変更される。より詳細には、スピル弁43はプランジャ42が上端位置から下端位置に到達するまで開弁し、その後、上端位置に到達するまでの所定のタイミングで閉弁するよう構成されており、この閉弁タイミングが変更されることで閉弁期間が変更されるようになっている。そして、スピル弁43の閉弁タイミングが早くされてスピル弁43の閉弁期間が長くされることで加圧室41cから低圧側燃料ライン22aに押し戻される燃料量が小さくなって、加圧室41cから高圧側燃料ライン22bに圧送される燃料量すなわち高圧ポンプ40の吐出量が多くされるようになっている。
The
(3)制御系
次に、図3を用いて、エンジンシステムの制御系について説明する。当実施形態のエンジンシステムは、自動車等の車両に搭載されており、車両に備わるECU(エンジン制御ユニット)100によって制御される。ECU100は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM、I/F等から構成されるマイクロプロセッサである。
(3) Control System Next, the control system of the engine system will be described with reference to FIG. The engine system of the present embodiment is mounted on a vehicle such as an automobile and is controlled by an ECU (Engine Control Unit) 100 provided in the vehicle. As is well known, the
ECU100には、各種センサからの情報が入力される。例えば、ECU100は、エンジン回転数センサSW1、エアフローセンサSW2、吸気温センサSW3、レール圧センサSW4、低圧側燃温センサSW5、低圧側燃圧センサSW6と電気的に接続されており、これらのセンサからの入力信号(エンジン回転数、吸気量、吸気温度、レール圧、低圧側燃料ラインの燃料温度、低圧側燃料ラインの燃料圧力)を受け付ける。また、車両には、運転者により操作されるアクセルペダル(不図示)の開度を検出するアクセル開度センサSW7、車速を検出する車速センサSW8、イグニッションスイッチ(IGスイッチ)SW9が設けられており、これらのセンサSW7、SW8による検出信号およびIGスイッチSW9の信号もECU100に入力される。
Information from various sensors is input to the
ECU100は、各センサ(SW1〜SW8等)および各スイッチ(SW9等)からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行しつつ、エンジンシステムの各部を制御する。すなわち、ECU100は、インジェクタ11、点火プラグ10、スロットル弁54、低圧ポンプ24(低圧ポンプ24を駆動するモータ)、スピル弁43(スピル弁43を駆動する駆動機構)等と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。
The
ECU100には、機能的に、スピル弁43すなわち高圧ポンプ40の制御を行う高圧側ポンプ制御部102(高圧側ポンプ制御手段)と、低圧ポンプ24すなわち低圧ポンプ24を駆動するモータの制御を行う低圧側ポンプ制御部(低圧側ポンプ制御手段)104とを有する。
The
低圧側ポンプ制御部104は、機能的に、燃料供給ライン22詳しくは低圧側燃料ライン22a内にベーパーが発生しているか否かを判定するベーパー判定部106(ベーパー判定手段)を有する。すなわち、低圧側燃料ライン22a内において、燃料の圧力がその温度での飽和蒸気圧よりも低くなると低圧側燃料ライン22a内に気泡いわゆるベーパーが発生する。ベーパー判定部106は、このベーパーが発生したか否かを判定する部分である。また、低圧側ポンプ制御部104は、上記ベーパー判定部106によるベーパーの判定を禁止する条件であるベーパー判定禁止条件が成立しているか否かを判定して、この条件成立時にはベーパー判定部によるベーパー発生判定を禁止するベーパー判定禁止部108(ベーパー判定禁止手段)を有する。
The low-pressure side
これら各部102、104、106、108において実施される制御手順について、図4〜図7を用いて次に説明する。
Next, control procedures performed in each of the
(i)高圧側ポンプ制御部
図4を用いて、高圧側ポンプ制御部102によるスピル弁43の制御手順について説明する。
(I) High pressure side pump control part The control procedure of the
まず、高圧側ポンプ制御部102は、ステップS1にて運転状態に応じてレール圧の目標値である目標レール圧を設定する。高圧側ポンプ制御部102は、例えば、エンジン回転数とエンジン負荷(アクセル開度)等に基づいて目標レール圧を設定する。
First, the high-pressure side
次に、ステップS2にて、高圧側ポンプ制御部102は、基本的なスピル弁43の閉弁期間である基本スピル弁閉弁期間を算出する。例えば、高圧側ポンプ制御部102は、レール圧とエンジン回転数とスピル弁43の閉弁期間とについて予め設定、記憶されているマップから、ステップS1で設定した目標レール圧と現在のエンジン回転数とに対応した値を抽出して基本スピル弁閉弁期間を決定する。
Next, in step S <b> 2, the high-pressure side
次に、ステップS3にて、高圧側ポンプ制御部102は、レール圧センサSW4で検出された現在のレール圧である実レール圧を読み込む。
Next, in step S3, the high-pressure side
次に、ステップS4にて、高圧側ポンプ制御部102は、ステップS1で設定した目標レール圧と、ステップS3で読み込んだ実レール圧との偏差を算出する。
Next, in step S4, the high-pressure side
次に、ステップS5にて、高圧側ポンプ制御部102は、ステップS4で算出したレール圧の偏差に基づいて、スピル弁43の閉弁期間のフィードバック量を算出する。具体的には、ステップS5では、上記偏差に比例するP項(比例項)を算出するとともに、上記偏差に比例する量を積算した値であるI項(積分項)を算出する。上記のように、当実施形態では、スピル弁43の閉弁期間が長くなることで高圧ポンプ40の吐出量が多くなるように設定されており、例えば、実レール圧が目標レール圧よりも低く、高圧ポンプ40の吐出量を多くする必要がある場合は、P項は0より大きな値となり、I項は増加する。
Next, in step S5, the high-pressure side
次に、ステップS6にて、高圧側ポンプ制御部102は、ステップS2で算出した基本スピル弁閉弁期間とステップS5で算出したP項およびI項とを足し合わせて、最終的なスピル弁の閉弁期間である最終スピル弁閉弁期間を算出する。
Next, in step S6, the high-pressure side
最後に、ステップS7にて、高圧側ポンプ制御部102は、ステップS7で算出した最終スピル弁閉弁期間だけスピル弁43が閉弁するように、スピル弁43を駆動する。
Finally, in step S7, the high-pressure side
このように、当実施形態では、高圧側ポンプ制御部102は、高圧ポンプ40の吐出量すなわちスピル弁43の閉弁期間をPI制御(比例積分制御)している。
Thus, in this embodiment, the high-pressure side
(ii)低圧側ポンプ制御部
図5を用いて、低圧側ポンプ制御部104による低圧ポンプ24の制御手順について説明する。
(Ii) Low pressure side pump control part The control procedure of the
まず、ステップS11にて、低圧側ポンプ制御部104は、低圧側燃料圧力の振幅、噴射量、上記ステップS1で設定された目標レール圧、上記ステップS5にて算出されたI項(高圧側ポンプ制御部102により算出される高圧ポンプ40の燃圧F/B量(フィードバック量))、および、実レール圧等を読み込む。
First, in step S11, the low pressure side
低圧側燃料圧力は、低圧側燃圧センサSW6で検出された低圧側燃料ライン22a内の燃料の圧力であり、低圧側燃料圧力の振幅は、低圧側燃料ライン22a内に生じる圧力脈動の振幅である。すなわち、上記のように高圧ポンプ40のプランジャ42がエンジン回転数に同期して往復動することに伴い、高圧ポンプ40の周囲にはエンジン回転数に同期した圧力振動が生じる。そして、この圧力振動が低圧側燃料ライン22aに伝達することで低圧側燃料ライン22a内には圧力脈動が生じる。上記低圧側燃料圧力の振幅は、このようにして発生した圧力脈動の振幅である。
The low-pressure side fuel pressure is the pressure of the fuel in the low-pressure
上記噴射量は、インジェクタ11から噴射された燃料の流量であり、ECU100がインジェクタ11に噴射するよう指令した量(指令噴射量)から算出することができる。なお、指令噴射量は、エンジン回転数やアクセル開度等に基づいて算出される。
The injection amount is a flow rate of fuel injected from the
次に、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS12にて、ベーパー判定実行条件が成立しているか否か、言い換えると、ベーパー判定禁止条件が非成立であるか否かを判定する。ベーパー判定実行条件およびベーパー判定禁止条件については後述する。
Next, in step S12, the low-pressure side
ステップS12の判定がNOであってベーパー判定実行条件が成立していない場合(ベーパー判定禁止条件が成立している場合)は、低圧側ポンプ制御部104は、そのまま処理を終了する。一方、ステップS12の判定がYESであってベーパー判定実行条件が成立している場合は、ステップS13に進む。
When the determination in step S12 is NO and the vapor determination execution condition is not satisfied (when the vapor determination prohibition condition is satisfied), the low-pressure side
ステップS13では、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS1で読み込んだ噴射量
が基準噴射量以下であるか否かを判定する。基準噴射量は、低圧側燃料ライン22aに押し戻される燃料量が多くなり、これに伴い低圧側燃料ライン22a内に生じる圧力脈動の振幅が所定値より大きくなる噴射量の最大値である。すなわち、噴射量が小さい場合には、高圧ポンプ40の吐出量が小さくなり、加圧室41cから低圧側燃料ライン22a内に押し戻される燃料量が大きくなる。そのため、低圧側燃料ライン22a内に生じる圧力脈動の振幅は大きくなる。換言すると、噴射量が大きく高圧ポンプ40の吐出量が大きい場合には、加圧室41cから低圧側燃料ライン22a内に押し戻される燃料量が小さくなるため低圧側燃料ライン22a内の圧力脈動が小さくなる。
In step S13, the low-pressure side
ステップS13の判定がNOであって、噴射量が基準噴射量よりも大きい場合、すなわち、低圧側燃料ライン22a内に生じる圧力脈動の振幅が所定値以下の場合は、後述するステップS15で実施されるこの振幅に基づくベーパーの発生判定を行わず、ステップS21に進む。すなわち、圧力脈動の振幅が小さい場合には、圧力脈動の振幅に基づくベーパーの発生判定が困難になる(ベーパーが発生していないにも関わらずベーパーが発生していると誤判定される可能性が高くなる)ので、この判定は行わない。
When the determination in step S13 is NO and the injection amount is larger than the reference injection amount, that is, when the amplitude of the pressure pulsation generated in the low-pressure
一方、ステップS13の判定がYESであって噴射量が基準噴射量以下であり低圧側燃料ライン22a内に生じる圧力脈動の振幅が所定値より大きい場合は、ステップS14に進む。
On the other hand, if the determination in step S13 is YES, the injection amount is equal to or less than the reference injection amount, and the amplitude of the pressure pulsation generated in the low pressure
ステップS14では、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS1で読み込んだ目標レール圧の変化率(所定期間における変化量)が、基準レール圧変化率以下か否かを判定する。基準レール圧変化率は、例えば、急加速するなどして噴射量が急激に増加することに伴って低圧側燃料ライン22a内に生じる圧力脈動の振幅が過渡的に所定値より小さくなる状態に変化するときのレール圧の変化率の最大値である。本実施形態では、ステップS14において、目標レール圧の変化率の絶対値が基準レール圧変化率以下か否かを判定する。すなわち、目標レール圧の変化率の絶対値が小さい場合にはエンジンの運転状態が安定した状態であるため、低圧側燃料ライン22a内に生じる圧力脈動の振幅は大きくなる。なお、噴射量の増加に伴い目標レール圧が増加する場合では、目標レール圧の変化率(絶対値ではない値)と基準レール圧変化率とを比較してもよい。
In step S14, the low-pressure side
ステップS14の判定がNOであって、目標レール圧の変化率が基準レール圧変化率よりも大きい場合、すなわち、低圧側燃料ライン22a内に生じる圧力脈動の振幅が過渡的に所定値以下となってこれに伴い上記のように圧力脈動の振幅に基づくベーパーの発生判定が困難になる場合は、そのまま処理を終了する。
If the determination in step S14 is NO and the rate of change of the target rail pressure is larger than the rate of change of the reference rail pressure, that is, the amplitude of the pressure pulsation that occurs in the low-pressure
一方、ステップS14の判定がYESであって目標レール圧の変化率が基準レール圧変化率以下であり低圧側燃料ライン22a内に生じる圧力脈動の振幅が所定値より大きい場合は、ステップS15に進む。すなわち、当実施形態では、噴射量が基準噴射量以下であり、かつ、目標レール圧の変化率が基準レール圧変化率以下であり、これに伴い圧力脈動の振幅が大きく検出される場合にのみ、ステップS15に進む。
On the other hand, if the determination in step S14 is YES, the change rate of the target rail pressure is equal to or less than the reference rail pressure change rate, and the amplitude of the pressure pulsation generated in the low pressure
ステップS15では、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS11で読みこんだ低圧側燃料圧力の振幅が基準振幅(基準値)以下であるか否かを判定する。基準振幅は、低圧側燃料ライン22a内にベーパーが発生するときの振幅の最大値であり、予め実験等により設定されている。すなわち、低圧側燃料ライン22a内にベーパーが発生すると、この低圧側燃料ライン22a内の圧力変動をベーパーが吸収すること、あるいは、高圧ポンプ40にベーパーが噛んで高圧ポンプ40周囲の圧力変動が小さく抑えられることに伴って、低圧側燃料ライン22a内の圧力脈動の振幅は小さくなる。基準振幅は、このようにベーパーがある程度発生したときの低圧側燃料ライン22a内の圧力脈動の振幅であり、圧力脈動の振幅が基準振幅以下であれば、ベーパーが発生していると考えられる。
In step S15, the low-pressure side
ステップS15の判定がNOであって、低圧側燃料圧力の振幅が基準振幅より大きい場合は、ステップS21に進む。 If the determination in step S15 is NO and the amplitude of the low-pressure fuel pressure is greater than the reference amplitude, the process proceeds to step S21.
一方、ステップS15の判定がYESであって、低圧側燃料圧力の振幅が基準振幅より小さい場合は、ポンプ制御部104は、ステップS16に進み、低圧側燃料ライン22a内にベーパーが発生していると判定する。
On the other hand, if the determination in step S15 is YES and the amplitude of the low-pressure side fuel pressure is smaller than the reference amplitude, the
ステップS16の後はステップS17に進む。 After step S16, the process proceeds to step S17.
一方、ステップS13〜S15の判定がNOの場合に進むステップS21では、低圧側ポンプ制御部104は、定常走行中であるか否かを判定する。具体的には、ステップS21において、低圧側ポンプ制御部104は、エンジン回転数、エンジン負荷、車速の変化率(所定期間における変化量、絶対値)がそれぞれ所定値以下であるか否かを判定し、エンジン回転数あるいはエンジン負荷の変化率が所定値以下であり、かつ、車速の変化率が所定値以下の場合は、定常走行中であると判定する。
On the other hand, in step S21 that proceeds when the determinations in steps S13 to S15 are NO, the low-pressure side
ステップS21の判定がNOであって定常走行中でない場合は、低圧側ポンプ制御部104は、そのまま処理を終了する。一方、ステップS21の判定がYESであって定常走行中の場合は、ステップS22に進む。
If the determination in step S21 is NO and the vehicle is not in steady running, the low-pressure side
ステップS22では、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS11で読み込んだI項の変化率(所定期間における変化量、絶対値)および実レール圧の変化率(所定期間における変化量、絶対値)がそれぞれについて予め設定された許容値以下であって安定しているか否かを判定する。
In step S22, the low-pressure side
ステップS22の判定がNOであってI項の変化率および実レール圧の変化率が許容値より大きく、I項あるいは実レール圧が急激に変化した場合は、低圧側ポンプ制御部104は、そのまま処理を終了する。一方、ステップS22の判定がYESであってI項および実レール圧の変化率が許容値におさまっておりこれらが安定している場合は、ステップS23に進む。
If the determination in step S22 is NO and the rate of change of the I term and the rate of change of the actual rail pressure are greater than the allowable values, and the term I or the actual rail pressure changes abruptly, the low-pressure side
ステップS23では、低圧側ポンプ制御部104は、I項の平均増加率が予め設定された基準増加率より大きいか否かを判定する。具体的には、低圧側ポンプ制御部104は、I項の増加率(所定時間の変化量であって、増加側を正の値とし、減少側を負の値とした値)の所定時間の平均値を算出し、この平均値が基準増加率より大きいか否かを判定する。基準増加率は0より大きい所定値に設定されている。
In step S23, the low-pressure side
ステップS23の判定がNOであってI項の平均増加率が基準増加率以下の場合は、低圧側ポンプ制御部104は、そのまま処理を終了する。一方、ステップS23の判定がYESであってI項の平均増加率が基準増加率よりも大きく、I項が増加傾向にあり、かつ、その増加率が平均的に基準増加率よりも大きい場合には、ステップS16に進み、ベーパーが発生していると判定する。その後、ステップS17に進む。
When the determination in step S23 is NO and the average increase rate of the I term is equal to or less than the reference increase rate, the low-pressure side
ステップS17では、低圧側ポンプ制御部104は、低圧ポンプ24によって燃料を昇圧させる。
In step S <b> 17, the low pressure side
このように、当実施形態では、低圧側ポンプ制御部104は、ベーパーが発生していると判定したときには、低圧側燃料ライン22a内の燃料を昇圧する。すなわち、低圧側燃料ライン22a内にベーパーが発生していると、高圧ポンプ40内に適切に燃料が流入せず、インジェクタ11から適切量燃料が噴射されなくなってエンスト等が生じるおそれがある。そこで、当実施形態では、ベーパーが発生していると判定されると、低圧側燃料ライン22a内の燃料を昇圧して燃料の圧力を飽和蒸気圧よりも高くし、これによりベーパーを消滅させる。
As described above, in this embodiment, when it is determined that the vapor is generated, the low-pressure side
また、当実施形態では、噴射量が基準噴射量以下であり、かつ、目標レール圧の変化率が基準レール圧変化率以下であり、これに伴い圧力脈動の振幅が安定して大きく検出される運転状態において、低圧側燃料圧力の振幅が基準振幅以下であればベーパーが発生していると判定するとともに、I項(高圧ポンプ燃圧F/B量)の平均増加率に基づいてもベーパーの発生を判定している。すなわち、ベーパーが発生している場合は、高圧ポンプ40に適切に燃料が流入しないため、スピル弁43の閉弁期間をいくら増大させてもレール圧が目標レール圧に到達せず、ステップS5で算出されるI項が増加し続けることになる。そのため、I項の平均変化率が基準増加率より大きければ低圧側燃料ライン22aにベーパーが発生していると考えられる。基準増加率は、このように、低圧側燃料ライン22aにベーパーが発生しているときのI高の増加率の最小値である。
In the present embodiment, the injection amount is equal to or less than the reference injection amount, and the change rate of the target rail pressure is equal to or less than the reference rail pressure change rate, and accordingly, the amplitude of the pressure pulsation is stably detected to be large. In the operating state, if the amplitude of the low-pressure side fuel pressure is below the reference amplitude, it is determined that vapor is generated, and vapor is also generated based on the average increase rate of the I term (high pressure pump fuel pressure F / B amount). Is judged. That is, when vapor is generated, the fuel does not flow properly into the high-
図7を用いて具体的に説明する。図7は、低圧ポンプ24の吐出圧(フィード圧)を一定とした状態で低圧側燃料ライン22a内に時刻t1でベーパーが発生したときの、レール圧、I項、P項、低圧側燃料ライン22a内の圧力の時間変化を示した模式的に示したものである。
This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 7 shows the rail pressure, the I term, the P term, and the low pressure side fuel line when vapor is generated in the low pressure
時刻t1でベーパーが発生すると、上記のように、低圧側燃料ライン22a内の圧力変動をベーパーが吸収するため、低圧側燃料ライン22a内の圧力脈動の振幅は小さくなる。特に、ベーパーが成長すると、これに伴いベーパーによる圧力変動の吸収量が大きくなるため圧力脈動の振幅は徐々に小さくなる。
When the vapor is generated at time t1, as described above, the vapor absorbs the pressure fluctuation in the low-pressure
また、時刻t1でベーパーが発生するまではレール圧は目標レール圧に追従する。しかしながら、時刻t1で低圧側燃料ライン22a内にベーパーが発生すると、高圧ポンプ40ひいては燃料レール12に圧送される燃料量が少なくなるためレール圧は低下する。レール圧が目標レール圧よりも低下すると、レール圧を目標レール圧に収束させるべくフィードバック制御がなされてP項およびI項が増加される。そして、高圧ポンプ40の吐出量が増加する方向にスピル弁43の閉弁期間が変更される。これにより、一時的にレール圧は増加する。しかしながら、ベーパーが発生していることでスピル弁43の閉弁期間に対応した適切な量の燃料が高圧ポンプ40に流入しないため、レール圧は目標値に収束せずハンチングしながら徐々に低下していく。そして、レール圧が徐々に低下していくのに伴い、I項は、徐々に増加していく。従って、上記のようにI項の平均変化率が正の値であって所定値(基準増加率)よりも大きくなれば、ベーパーが発生していると考えられる。
Further, the rail pressure follows the target rail pressure until vapor is generated at time t1. However, when vapor is generated in the low-pressure
また、当実施形態では、定常走行ではない場合(エンジン回転数、エンジン負荷、車速の変化率が大きい場合)、および、I項および実レール圧が安定していない場合(I項の変化率、実レール圧の変化率が大きい場合)には、ベーパーが発生しているか否かの判定を停止する。すなわち、エンジン回転数、エンジン負荷、車速の変化率が大きい場合には、ベーパーが発生していないときでもI項の平均変化率が大きく算出されることがありうる。また、ベーパーが発生していないときでも、ノイズ等の影響によって、実レール圧が瞬間的に小さくなってこれに伴ってI項が瞬間的に大きくなる可能性がある。そのため、当実施形態では、I項の変化率が許容値より大きい場合や、実レール圧の変化率が許容値より大きい場合にはI項の平均変化率に基づくベーパーの判定を停止し、エンジン回転数、エンジン負荷、車速の変化に伴うレール圧の変動およびノイズ等の影響によってI項の
平均変化率が大きく算出されてベーパーが発生していると誤判定するのを回避する。
Further, in the present embodiment, when the vehicle is not in steady running (when the change rate of the engine speed, engine load, and vehicle speed is large), and when the I term and the actual rail pressure are not stable (change rate of the I term, When the rate of change of the actual rail pressure is large), the determination of whether or not vapor is generated is stopped. That is, when the rate of change of the engine speed, engine load, and vehicle speed is large, the average rate of change of the I term may be calculated large even when no vapor is generated. Even when no vapor is generated, the actual rail pressure may be instantaneously reduced due to noise or the like, and the I term may be instantaneously increased. Therefore, in this embodiment, when the rate of change of the I term is larger than the allowable value or when the rate of change of the actual rail pressure is larger than the allowable value, the vapor determination based on the average rate of change of the I term is stopped, and the engine It is avoided that the average change rate of the I term is largely calculated due to the influence of the fluctuation of the rail pressure and the noise accompanying the change of the rotation speed, the engine load, and the vehicle speed, and that the vapor is generated.
また、当実施形態では、ベーパー判定禁止条件が成立した場合にも、ベーパーが発生しているか否かの判定を停止して、ベーパーの判定をより精度よく行う。このベーパー判定禁止条件について次に説明する。 Further, in the present embodiment, even when the vapor determination prohibition condition is satisfied, the determination of whether or not the vapor is generated is stopped, and the determination of the vapor is performed with higher accuracy. The vapor determination prohibition condition will be described next.
(iii)ベーパー判定禁止条件
図6を用いて、低圧側ポンプ制御部104によるベーパー判定禁止条件(ベーパー判定実行条件)の成否の判断手順について説明する。
(Iii) Vapor Determination Prohibition Condition A procedure for determining whether or not the vapor determination prohibition condition (vapor determination execution condition) is successful by the low-pressure side
まず、ステップS31にて、低圧側ポンプ制御部104は、高圧ポンプ40の吐出量の目標値である目標高圧ポンプ吐出量を算出する。低圧側ポンプ制御部104は、目標レール圧、エンジン回転数等に基づいて目標高圧ポンプ吐出量を算出する。
First, in step S31, the low-pressure side
次に、ステップS32にて、低圧側ポンプ制御部104は、低圧側燃料温度、噴射量、予測エンジンルーム温度、IG信号(IGスイッチSW9の信号)、ポンプ故障フラグを読み込む。
Next, in step S32, the low-pressure side
低圧側燃料温度は、低圧側燃温センサSW5で検出された低圧側燃料ライン22a内の燃料の温度である。予測エンジンルーム温度は、エンジンが配置されているエンジンルーム内の温度であって、エンジンルームのうちエンジン本体1の周囲の温度を予測した値であり、ECU100は、時々刻々この温度を予測している。例えば、ECU100は、車速および吸気温センサSW3で検出された吸気温に基づいて予測エンジンルーム温度を算出する。この場合において、車速が大きければエンジンルームが走行風により冷却される量も大きくなるため、予測エンジンルーム温度は、車速が大きい方が低く予測される。ポンプ故障フラグは、ECU100により高圧ポンプ40が故障している場合に出されるフラグである。ECU100は、高圧ポンプ40の駆動回路に設けられている電流センサ等の検出値に基づいて高圧ポンプ40が故障しているか否かを判定し、故障していると判定した場合にはポンプ故障フラグを1にする。
The low pressure side fuel temperature is the temperature of the fuel in the low pressure
次に、ステップS33にて、低圧側ポンプ制御部104は、ポンプ故障フラグが1か否かを判定する。ステップS33の判定がYESの場合、すなわち、ポンプ故障フラグが1であって高圧ポンプ40が故障していると判定されている場合には、ステップS40に進む。ステップS40では、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断される。
Next, in step S33, the low-pressure side
一方、ステップS33の判定がNOの場合は、ステップS34に進む。 On the other hand, if the determination in step S33 is no, the process proceeds to step S34.
ステップS34では、低圧側ポンプ制御部104は、低圧側燃料温度が予め設定された最低保障温度以下か否かを判定する。最低保障温度は、低圧ポンプ24により保障される低圧側燃料ライン22a内の燃料圧力の最低圧力における飽和蒸気温度である。すなわち、低圧ポンプ24は、稼働している状態において、低圧側燃料ライン22a内の燃料圧力を上記最低圧力以上に維持できるよう構成されており、最低保障温度はこの最低圧力における燃料の飽和蒸気温度である。ステップS34の判定がYESであって、低圧側燃料温度が最低保障温度以下の場合は、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS40に進み、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。
In step S34, the low-pressure side
一方、ステップS34の判定がNOであって、低圧側燃料温度が最低保障温度よりも高い場合は、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS35に進む。
On the other hand, if the determination in step S34 is NO and the low-pressure side fuel temperature is higher than the minimum guaranteed temperature, the low-pressure side
低圧側ポンプ制御部104は、噴射量が予め設定されたベーパー非発生噴射量より大きいか否かを判定する。ベーパー非発生噴射量は、低圧側燃料ライン22aの周囲の温度が高温であったとしても、低圧側燃料ライン22a内にベーパーが発生しない噴射量の最小値である。すなわち、噴射量が大きく低圧側燃料ライン22aを高速で燃料が流通している場合は、周囲温度が高くても燃料の単位質量あたりの受熱量は小さく抑えられて燃料の温度上昇は小さく抑えられる。上記ベーパー非発生噴射量は、このように燃料の単位質量あたりの受熱量が所定値以下に抑えられて燃料が蒸発しない流量の最小値である。ステップS35の判定がYESであって、噴射量がベーパー非発生噴射量よりも大きい場合は、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS40に進み、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。
The low-pressure side
一方、ステップS35の判定がNOであって、噴射量がベーパー非発生噴射量以下の場合は、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS36に進む。
On the other hand, when the determination in step S35 is NO and the injection amount is equal to or less than the non-vapor generated injection amount, the low pressure side
ステップS36では、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS32で読み込んだ予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度以下であるか否かを判定する。基準エンジンルーム温度は、低圧側燃料ライン22a内にベーパーが発生しないエンジンルーム温度の最大値であり、予め実験等により設定されている。すなわち、エンジンルームおよび低圧側燃料ライン22aの周囲の温度が低ければ、低圧側燃料ライン22a内の燃料の温度も低く抑えられてベーパーは発生しない。上記基準エンジンルーム温度は、このように低圧側燃料ライン22a内の燃料の温度が所定温度よりも低く抑えられてベーパーが発生しない状態となるエンジンルーム温度の最大値である。ステップS36の判定がYESであって予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度以下の場合は、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS40に進み、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。
In step S36, the low-pressure side
一方、ステップS36の判定がNOであって、予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度よりも高い場合は、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS37に進む。
On the other hand, when the determination in step S36 is NO and the predicted engine room temperature is higher than the reference engine room temperature, the low-pressure side
ステップS37では、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS31で算出した目標高圧ポンプ吐出量が不安定であるか否かを判定する。具体的には、目標高圧ポンプ吐出量の変化率(所定時間における変化量、絶対値)が予め設定された基準吐出量変化率以下の状態が所定時間以上継続したか否かを判定する。ステップS37の判定がNOであって目標高圧ポンプ吐出量の変化率が基準吐出量変化率以下の状態が所定時間継続しておらず、目標高圧ポンプ吐出量が安定していない場合は、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS40に進み、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。
In step S37, the low-pressure side
一方、ステップS37の判定がYESであって、目標高圧ポンプ吐出量が安定している場合は、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS38に進む。
On the other hand, when the determination in step S37 is YES and the target high-pressure pump discharge amount is stable, the low-pressure side
ステップS38では、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS32で読み込んだIG信号に基づいてエンジンの始動時(詳細には、エンジンの始動直後であって始動開始から所定時間の間)であるか否かを判定する。ステップS38の判定がYESであってエンジン始動時の場合は、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS40に進み、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。
In step S38, the low-pressure side
一方、ステップS38の判定がNOであって、エンジン始動時ではない場合は、低圧側ポンプ制御部104は、ステップS39に進む。
On the other hand, if the determination in step S38 is NO and the engine is not being started, the low-pressure side
ステップS39では、低圧側ポンプ制御部104は、ベーパー判定実行条件が成立していると判断する。
In step S39, the low pressure side
このように、当実施形態では、ステップS33〜S38の判定のいずれか一つでもYESとなれば、ベーパー判定禁止条件が成立したと判断する。 Thus, in this embodiment, if any one of the determinations in steps S33 to S38 is YES, it is determined that the vapor determination prohibition condition is satisfied.
すなわち、ポンプ故障フラグが1であって高圧ポンプ40が故障していると判定されている場合、低圧側燃料温度が最低保障温度以下の場合、噴射量がベーパー非発生噴射量よりも大きい場合、予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度以下の場合、目標高圧ポンプ吐出量が安定していない場合、エンジン始動時の場合、のいずかの場合にはベーパー判定禁止条件が成立したと判定する。そして、この場合には、ベーパーが発生しているか否かの判定を禁止する。
That is, when the pump failure flag is 1 and it is determined that the high-
(4)作用等
以上のように、当実施形態では、低圧側燃料ライン22a内にベーパーが発生すると低圧側燃料ライン22a内の圧力脈動の振幅が小さくなるという現象を利用して、この低圧側燃料ライン22a内の圧力脈動(圧力)を検出し、この圧力脈動の振幅が予め設定された基準値以下となった時点で、低圧側燃料ライン22a内にベーパーが発生していると判定する。そのため、比較的簡単な構成で、精度よく、また、より早期にベーパーが発生していることを検出することができる。そして、これに伴い、ベーパーの発生に起因するエンスト等を回避することができるとともに、低圧ポンプ24の駆動力をより小さく抑えて燃費性能を良好にすることができる。すなわち、ベーパーの発生が早期に検出されることで、より早期に低圧側燃料ライン22a内の燃料を昇圧させてベーパーを消滅させることができ、エンジントルクの低下や排気性能の悪化をより確実に抑制することができる。また、上記のように、ベーパーが発生している際に低圧ポンプ24の駆動力を高める場合において、ベーパーの発生が誤判定されれば、無駄に低圧ポンプ24の駆動力を上昇させることになり、燃費性能が悪化する。これに対して、当実施形態では、この不要な低圧ポンプ24の駆動力上昇を回避することができる。
(4) Operation and the like As described above, in the present embodiment, the phenomenon that the amplitude of the pressure pulsation in the low-pressure
特に、当実施形態では、噴射量が小さく、かつ、レール圧の目標値の変化率が小さく、これに伴って低圧側燃料ライン22aの圧力脈動の振幅が大きくなるときに、この振幅の変化に基づいてベーパーを発生している。そのため、この振幅の変化ひいてはベーパーの発生をより精度よく検出することができる。
In particular, in this embodiment, when the injection amount is small and the change rate of the target value of the rail pressure is small, and the amplitude of the pressure pulsation of the low-pressure
また、当実施形態では、上記I項(高圧ポンプ燃圧F/B量)の平均増加率によってもベーパーが発生しているか否かの判定を行っている。従って、ベーパーが発生しているか否かの判定機会を多く確保することができ、ベーパーが発生していることをより確実に検出することができる。 In this embodiment, whether or not vapor is generated is also determined based on the average increase rate of the term I (high pressure pump fuel pressure F / B amount). Therefore, many opportunities for determining whether or not vapor has occurred can be secured, and the occurrence of vapor can be more reliably detected.
さらに、当実施形態では、ベーパーが発生しない(ベーパーの発生量が所定値よりも小さい)運転状態、すなわち、低圧側燃料温度が最低保障温度以下であるという状態、予測エンジンルーム温度が基準エンジンルーム温度以下であるという状態において、ベーパーの判定を禁止している。そのため、これらの運転状態においてベーパー以外の要因によって、上記圧力脈動の振幅が小さくなったときやI項の増加率が基準増加率よりも大きくなったときにベーパーが発生していると誤判定されるのを回避することができる。 Furthermore, in the present embodiment, an operation state in which no vapor is generated (the amount of generated vapor is smaller than a predetermined value), that is, a state in which the low-pressure side fuel temperature is equal to or lower than the minimum guaranteed temperature, and the predicted engine room temperature is the reference engine room Vapor determination is prohibited when the temperature is below the temperature. Therefore, it is erroneously determined that vapor is generated when the amplitude of the pressure pulsation is reduced or the increase rate of the I term is larger than the reference increase rate due to factors other than vapor in these operating conditions. Can be avoided.
また、当実施形態では、ベーパーの発生状況によらずI項の増加率が基準増加率より大きくなる運転状態、すなわち、目標高圧燃料ポンプ吐出量が不安定であるという状態、あるいは、エンジンの始動時(始動直後)において、ベーパーの判定を禁止している。そのため、目標高圧燃料ポンプ吐出量が不安定であることやエンジン始動時であることに伴ってI項の平均増加率が基準増加率よりも大きくなったときにベーパーが発生していると誤判定されるのを回避することができる。すなわち、高圧燃料ポンプ吐出量の目標値自体が急増した場合には、これに合わせてI項が大きく算出される。また、エンジンの始動時(始動直後)には、エンジンの停止に伴って低下した燃料レール12内の圧力を急速に高める必要があり目標レール圧が急増して、これに合わせてI項が大きく算出される。そのため、これらの場合には、このI項の増加によってベーパーが発生していないにも関わらずベーパーが発生していると誤判定されるおそれがある。これに対して、当実施形態では、これらの場合にベーパーの判定を禁止しているため、この誤判定を回避することができる。
Further, in this embodiment, an operating state in which the increase rate of the I term is larger than the reference increase rate regardless of the occurrence of vapor, that is, a state in which the target high-pressure fuel pump discharge amount is unstable, or an engine start At the time (immediately after starting), vapor determination is prohibited. Therefore, when the target high-pressure fuel pump discharge amount is unstable or when the engine is started, it is erroneously determined that vapor is generated when the average increase rate of the I term becomes larger than the reference increase rate. Can be avoided. That is, when the target value itself of the high-pressure fuel pump discharge amount has increased rapidly, the I term is calculated to be large accordingly. Further, when the engine is started (immediately after the start), it is necessary to rapidly increase the pressure in the
(5)変形例
上記実施形態では、噴射量が基準噴射量以下であり、かつ、目標レール圧の変化率が基準レール圧変化率以下の場合にのみ、低圧側燃料ライン22aの圧力脈動の振幅に基づいてベーパーが発生しているか否かを判定する場合について説明したが、噴射量が基準噴射量より大きい場合や、レール圧の目標値の変化率が基準レール圧変化率より大きい場合に、この圧力脈動の振幅に基づくベーパー発生判定を行ってもよい。ただし、上記のように、これらの場合には、圧力脈動の振幅自体が小さくなるためこの振幅の変化の検出が比較的困難になる。従って、上記場合にのみ圧力脈動の振幅に基づくベーパー発生判定を実施すれば、ベーパーの発生をより精度よく検出することができる。
(5) Modification In the above embodiment, the amplitude of the pressure pulsation of the low-pressure
また、噴射量が基準噴射量以下の場合と、レール圧の目標値の変化率が基準レール圧変化率以下の場合とのいずれか一方の場合にのみ、圧力脈動の振幅に基づくベーパー発生判定を実施してもよい。ただし、これら両方の場合にのみこの判定を行えば、ベーパーの発生をより精度よく検出することができる。 Also, the vapor generation determination based on the pressure pulsation amplitude is performed only when either the injection amount is less than the reference injection amount or the change rate of the target value of the rail pressure is less than the reference rail pressure change rate. You may implement. However, if this determination is made only in both cases, the occurrence of vapor can be detected more accurately.
また、I項の増加率に基づくベーパー発生判定は省略してもよい。ただし、圧力脈動の振幅に基づく判定に加えてこのI項に基づく判定を行えば、より確実にベーパーの発生を検出することができる。 Further, the vapor generation determination based on the increase rate of the I term may be omitted. However, if the determination based on this I term is performed in addition to the determination based on the amplitude of the pressure pulsation, the occurrence of vapor can be detected more reliably.
1 エンジン本体
2a 気筒
12 燃料レール
22a 低圧側燃料ライン
24 低圧燃料ポンプ
40 高圧燃料ポンプ
102 高圧側ポンプ制御部(高圧側ポンプ制御手段)
104 低圧側ポンプ制御部(低圧側ポンプ制御手段)
106 ベーパー判定部(ベーパー判定手段)
SW6 低圧側燃圧センサ(圧力検出手段)
DESCRIPTION OF
104 Low pressure side pump controller (Low pressure side pump control means)
106 Vapor determination unit (vapor determination means)
SW6 Low pressure side fuel pressure sensor (pressure detection means)
Claims (4)
上記低圧側燃料ライン内の燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、
上記低圧側燃料ラインにベーパーが発生しているか否かを判定するベーパー判定手段とを備え、
上記ベーパー判定手段は、
上記インジェクタから噴射される燃料量である噴射量が予め設定された基準噴射量以下の場合に、上記ベーパーが発生しているか否かの判定を実施し、
上記圧力検出手段で検出された上記低圧側燃料ライン内の燃料圧力の振幅が、予め設定された基準値以下である場合に、上記ベーパーが発生していると判定することを特徴とするエンジンの制御装置。 An injector, a fuel rail connected to the injector, a high-pressure fuel pump that pumps fuel to the fuel rail via a high-pressure fuel line, and a low-pressure that pumps fuel to the high-pressure fuel pump via a low-pressure fuel line An engine control device comprising a fuel pump,
Pressure detecting means for detecting the pressure of the fuel in the low pressure side fuel line;
Vapor determination means for determining whether or not vapor is generated in the low-pressure side fuel line,
The vapor determining means is:
When the injection amount, which is the amount of fuel injected from the injector, is equal to or less than a preset reference injection amount, it is determined whether or not the vapor is generated,
The engine is characterized in that it is determined that the vapor is generated when the amplitude of the fuel pressure in the low pressure side fuel line detected by the pressure detecting means is not more than a preset reference value. Control device.
上記低圧側燃料ライン内の燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、
上記低圧側燃料ラインにベーパーが発生しているか否かを判定するベーパー判定手段と、
上記燃料レール内の圧力と、当該圧力の目標値との偏差に基づいて、上記高圧燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御する高圧側ポンプ制御手段とを備え、
上記ベーパー判定手段は、
上記圧力検出手段で検出された上記低圧側燃料ライン内の燃料圧力の振幅が、予め設定された基準値以下である場合に、上記ベーパーが発生していると判定し、
上記低圧側燃料ライン内の燃料圧力の振幅が上記基準値より大きくても、上記高圧側ポンプ制御手段によって実施されるフィードバック制御の制御量の所定期間における増加量が予め設定された基準増加率よりも大きい場合には、上記ベーパーが発生していると判定することを特徴とするエンジンの制御装置。 An injector, a fuel rail connected to the injector, a high-pressure fuel pump that pumps fuel to the fuel rail via a high-pressure fuel line, and a low-pressure that pumps fuel to the high-pressure fuel pump via a low-pressure fuel line An engine control device comprising a fuel pump,
Pressure detecting means for detecting the pressure of the fuel in the low pressure side fuel line;
Vapor determination means for determining whether or not vapor is generated in the low-pressure side fuel line;
High pressure side pump control means for feedback controlling the discharge amount of the high pressure fuel pump based on the deviation between the pressure in the fuel rail and the target value of the pressure,
The vapor determining means is:
When the amplitude of the fuel pressure in the low pressure side fuel line detected by the pressure detecting means is equal to or less than a preset reference value, it is determined that the vapor is generated,
Even if the amplitude of the fuel pressure in the low pressure side fuel line is larger than the reference value, the amount of increase in the control amount of the feedback control performed by the high pressure side pump control means in a predetermined period is larger than a preset reference increase rate. If it is too large, it is determined that the vapor is generated .
上記ベーパー判定手段は、上記燃料レール内の圧力の目標値の所定期間における変化量が予め設定された基準レール圧変化率以下の場合に、上記ベーパーが発生しているか否かの判定を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control apparatus according to claim 1 or 2,
The vapor determining unit, when the following reference rail pressure change rate change amount in a predetermined period is preset target value of the pressure in the fuel rail, carrying out determination of whether the vapor is generated An engine control device.
上記低圧燃料ポンプを制御する低圧側ポンプ制御手段を備え、
当該低圧側ポンプ制御手段は、上記ベーパー判定手段によって上記ベーパーが発生していると判定されると、上記低圧燃料ポンプを、上記低圧側燃料ライン内の燃料が昇圧するように制御することを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
Comprising low pressure side pump control means for controlling the low pressure fuel pump,
The low-pressure side pump control unit controls the low-pressure fuel pump so that the fuel in the low-pressure side fuel line is boosted when the vapor determining unit determines that the vapor is generated. Engine control device.
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