JP6819425B2 - Common rail fuel injection system - Google Patents
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Description
本開示は、コモンレール式燃料噴射装置に関する。 The present disclosure relates to a common rail fuel injection device.
従来、燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールに加圧、圧送され、コモンレールに接続されたインジェクターを介して、エンジンへ高圧燃料の噴射を行うコモンレール式燃料噴射装置がある。 Conventionally, there is a common rail type fuel injection device in which fuel in a fuel tank is pressurized and pumped to a common rail by a high pressure pump, and high pressure fuel is injected into an engine via an injector connected to the common rail.
ところで、例えば、エンジンを停止した後、長時間運転しないと、燃料タンクなどから空気が高圧ポンプに侵入する場合がある。この空気は、クランキング時に高圧ポンプからコモンレールを通してインジェクターに流れ込む。これにより、空気がインジェクターから燃料と共に噴射されるため、正確な燃料噴射量を噴射できず、エンジンを始動できない場合があるという問題がある。 By the way, for example, if the engine is not operated for a long time after being stopped, air may enter the high-pressure pump from a fuel tank or the like. This air flows from the high-pressure pump to the injector through the common rail during cranking. As a result, air is injected from the injector together with the fuel, so that there is a problem that an accurate fuel injection amount cannot be injected and the engine may not be started.
本開示の目的は、クランキング時にインジェクターへの空気の流れ込みを防止することができるコモンレール式燃料噴射装置を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a common rail fuel injection device capable of preventing air from flowing into an injector during cranking.
本開示のコモンレール式燃料噴射装置は、
減圧弁を有し、高圧で燃料を貯留するコモンレールと、
前記コモンレール内の圧力を検知する検知部と、
クランキング時において、前記検知部から取得した前記圧力に基づいて、所定時間ごとに空気が混入しているか否かを判定するとともに、空気が混入していると判定する場合には、前記減圧弁を所定時間より短い駆動時間の間開放させる制御部と、
を備える。
The common rail fuel injection device of the present disclosure is
A common rail that has a pressure reducing valve and stores fuel at high pressure,
A detector that detects the pressure in the common rail and
At the time of cranking, based on the pressure acquired from the detection unit, it is determined whether or not air is mixed at predetermined time intervals, and if it is determined that air is mixed, the pressure reducing valve is used. With a control unit that opens the air for a drive time shorter than a predetermined time,
To be equipped.
本開示によれば、クランキング時にインジェクターへの空気の流れ込みを防止することができる。 According to the present disclosure, it is possible to prevent air from flowing into the injector during cranking.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本開示の一実施の形態に係るコモンレール式燃料噴射装置100の構成について図1を参照して説明する。
The configuration of the common rail
図1は、コモンレール式燃料噴射装置100の全体構成の一例を示すブロック図である。コモンレール式燃料噴射装置100が搭載される内燃機関1は、複数の気筒を有するディーゼルエンジンである。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the common rail
図1に示すコモンレール式燃料噴射装置100は、インジェクター2と、コモンレール3と、圧送ポンプ4と、減圧弁5と、圧力センサ10(本発明の「検知部」に対応)と、電子制御ユニット(ECU)20(本発明の「制御部」に対応)とを備えている。
The common rail type
インジェクター2は、気筒内に燃料を直接噴射する。 The injector 2 injects fuel directly into the cylinder.
コモンレール3は、インジェクター2に供給する燃料を高圧状態で蓄える。 The common rail 3 stores the fuel supplied to the injector 2 in a high pressure state.
圧送ポンプ4は、コモンレール3に燃料を圧送する。圧送ポンプ4は、フィードポンプ12、および高圧ポンプ13を有している。
The
フィードポンプ12は、燃料タンク11から燃料を汲み上げるためのポンプである。
The
高圧ポンプ13は、フィードポンプ12からの低圧燃料を吸入して高圧燃料を吐出するポンプである。高圧ポンプ13は、ポンプシリンダ内を摺動して高圧の燃料を吐出するプランジャ(図示略)を有する。
The high-
減圧弁5は、コモンレール3の長手方向の一端部に設けられている。減圧弁5は、燃料還流路を介して燃料タンク11に接続されている。減圧弁5は、開閉することにより、コモンレール3内の燃料が燃料還流路を介して燃料タンク11に還流するのを可能にする。減圧弁5は、開度を変更可能に構成されている。減圧弁5は、ECU20からの減圧弁駆動信号(後述する)によって電子制御される。
The pressure reducing valve 5 is provided at one end of the common rail 3 in the longitudinal direction. The pressure reducing valve 5 is connected to the
圧力センサ10は、コモンレール3の長手方向の他端部に設けられている。圧力センサ10は、コモンレール圧Pcを検知する。
The
ECU20には各種センサが電気的に接続されている。具体的に、ECU20には圧力センサ10が電気的に接続されている。ECU20はクランキング時にコモンレール圧Pcを所定時間T1ごとに取得する。
Various sensors are electrically connected to the
ECU20は、コモンレール圧Pcに基づいてコモンレール3内に空気が混入しているか否か判定する(「エア混入判定」と称す)。なお、本実施の形態において、ECU20は、コモンレール圧Pcが所定値Pa(図2参照)未満である場合に、コモンレール3内に空気が混入していると判定する。なお、所定値Paは、エンジンの型式に応じて定められている。 The ECU 20 determines whether or not air is mixed in the common rail 3 based on the common rail pressure Pc (referred to as "air mixing determination"). In the present embodiment, the ECU 20 determines that air is mixed in the common rail 3 when the common rail pressure Pc is less than a predetermined value Pa (see FIG. 2). The predetermined value Pa is determined according to the model of the engine.
ECU20には、クランキング速度を検出するためのクランキング速度検出センサ16が電気的に接続されている。ECU20は、クランキング速度を取得する。ECU20は、クランキング速度に応じて、所定時間T1および駆動時間T2(後述する)を定める。時間T1,T2はECU20の内部メモリ−に格納されている。ここで、時間T1,T2は、図2に示すように、T1>T2の関係にある。例えば、ECU20の内部メモリ−には、クランキング中にコモンレール圧Pcを複数回取得可能な時間T1、および、時間T1未満の時間T2が記憶されている。時間T1,T2は、クランキング速度が上がるに応じてそれぞれ短く設定される。なお、時間T1,T2は、実験またはシミュレーションの結果から求められる。
A cranking
ECU20は、タイマー(図示略)、比較部22および減圧弁制御部24を備えている。
The
比較部22は、クランキング時において、上記のコモンレール圧Pcと所定値Paとを比較する。比較部22は、比較した結果を減圧弁制御部24に出力する。
At the time of cranking, the
減圧弁制御部24は、減圧弁駆動信号により減圧弁5を開閉させる。減圧弁5が開放されることにより、コモンレール圧Pcが減圧され、燃料が燃料タンク11へ還流される。また、コモンレール3内に空気が混入している場合、空気が燃料と共にコモンレール3から排出される(「エア抜き」と称する)。また、減圧弁制御部24は、減圧弁駆動信号により減圧弁5の開度を変更する。これにより、燃料の燃料タンク11へ還流される燃料および空気の量が調整される。
The pressure reducing
減圧弁制御部24は、コモンレール圧Pcと所定値Paとを比較した結果に基づいて、コモンレール圧Pcが所定値Pa以上になるまで、所定時間T1ごとに、減圧弁5を駆動時間T2だけ開放させる。
Based on the result of comparing the common rail pressure Pc with the predetermined value Pa, the pressure reducing
<クランキング時におけるエア抜き処理>
次に、クランキング時におけるエア抜き処理一例について図2を参照して説明する。なお、図2に示す処理は、電源が投入された場合に実行される。
<Air bleeding process during cranking>
Next, an example of the air bleeding process at the time of cranking will be described with reference to FIG. The process shown in FIG. 2 is executed when the power is turned on.
ステップS100において、ECU20は、クランキングが開始されたか否かを判断する。ECU20は、クランキングが開始された場合に(ステップS100:YES)、処理をステップS110に移す。ECU20は、クランキングが開始されない場合に(ステップS100:NO)、処理をステップS100に戻す。
In step S100, the ECU 20 determines whether or not cranking has been started. When cranking is started (step S100: YES), the
ステップS110において、ECU20は、コモンレール圧Pcを取得する。
In step S110, the
ステップS120において、ECU20は、タイマーをリセットし、コモンレール圧Pcを取得してからの経過時間Tをカウントする。
In step S120, the
ステップS130において、ECU20(具体的には比較部22)は、コモンレール圧Pcと所定値Paとを比較する。ECU20(具体的には減圧弁制御部24)は、コモンレール圧Pcが所定値Pa以上である場合に(ステップS130:NO)、処理を終了する。一方、ECU20は、コモンレール圧Pcが所定値Pa未満である場合に(ステップS130:YES)、減圧弁5を駆動時間T2だけ開放させる(ステップS140)。これにより、コモンレール3内の空気が排出される。その後、ECU20は、処理をステップS150に戻す。
In step S130, the ECU 20 (specifically, the comparison unit 22) compares the common rail pressure Pc with the predetermined value Pa. The ECU 20 (specifically, the pressure reducing valve control unit 24) ends the process when the common rail pressure Pc is equal to or higher than the predetermined value Pa (step S130: NO). On the other hand, when the common rail pressure Pc is less than the predetermined value Pa (step S130: YES), the
ステップS150において、ECU20は、コモンレール圧Pcを破棄する。
In step S150, the
ステップS160において、ECU20は、経過時間Tが所定時間T1以上であるか否かを判断する。
In step S160, the
ECU20は、経過時間Tが所定時間T1以上である場合に(ステップS160:YES)、処理をステップS110に移す。一方、ECU20は、経過時間Tが所定時間T1未満である場合に(ステップS160:NO)、処理をステップS160に戻す。
When the elapsed time T is equal to or longer than the predetermined time T1 (step S160: YES), the
図3は、コモンレール式燃料噴射装置100の動作一例を示すタイムチャートである。図3の上側において横軸に時間を表し、縦軸にコモンレール圧Pcを表す。また、ECU20が取得したコモンレール圧Pcを「×」印で示す。また、図3の下側において横軸に時間を表し、縦軸に減圧弁5の開閉状態を示す。図3に、予め設定されたクランキングおよびエンジン始動の時間帯を示す。
ECU20は、t1時に取得したコモンレール圧Pcが所定値Pa未満である場合に、コモンレール3内に空気が混入していると判定し、t1時から所定時間T1を経過したt2時までの駆動時間T2の間に減圧弁5を開放させる。
FIG. 3 is a time chart showing an operation example of the common rail
When the common rail pressure Pc acquired at t1 is less than the predetermined value Pa, the
t2時に取得したコモンレール圧Pcも所定値Pa未満であるため、ECU20は、t1時と同様に、t2時から所定時間T1を経過したt3までの駆動時間T2の間に減圧弁5を開放させる。
Since the common rail pressure Pc acquired at t2 is also less than the predetermined value Pa, the
t3時に取得したコモンレール圧Pcも所定値Pa未満であるため、ECU20は、t1時およびt2時と同様に、t3時から所定時間T1を経過したt4までの駆動時間T2の間に減圧弁5を開放させる。
Since the common rail pressure Pc acquired at t3 is also less than the predetermined value Pa, the
t4時に取得したコモンレール圧Pcは所定値Pa以上である。ECU20は、コモンレール3内に空気が混入していないと判定し、減圧弁5を開放させない。ECU20は、インジェクター2への空気の流れ込みを防止し、正確な燃料噴射量を噴射することができる。このため、エンジンを始動することが可能となる。
The common rail pressure Pc acquired at t4 is a predetermined value Pa or more. The
<本実施の形態の効果>
以上のように、本実施の形態に係るコモンレール式燃料噴射装置100は、減圧弁5を有し、高圧で燃料を貯留するコモンレール3と、コモンレール3内の圧力を検知する圧力センサ10と、クランキング時において、圧力センサ10から取得したコモンレール圧Pcに基づいて、コモンレール圧Pcが所定値未満であるか否かを判定し、コモンレール圧Pcが所定値Pa以上になるまで、コモンレール圧Pcを取得してから次のコモンレール圧Pcを取得するまでの所定時間T1の間に、減圧弁5を駆動時間T2だけ開放させるECU20と、を備える。これにより、コモンレール3内に空気の混入があった場合に、クランキング時において、空気を所定時間T1間隔でコモンレール3から排出させ、クランキング中にコモンレール3内に混入する空気量を減らしていくことができる。そのため、クランキング時にインジェクー2への空気の流れ込みを防止することができる。
<Effect of this embodiment>
As described above, the common rail type
また、本実施の形態に係るコモンレール式燃料噴射装置100によれば、所定時間T1は、クランキング速度に応じて定められる。これにより、クランキングに合わせてコモンレール3内に空気が混入しているか否かを判定するため、判定結果に基づいて、クランキング中にコモンレール3内から空気を排出させることができる。
Further, according to the common rail type
また、本実施の形態に係るコモンレール式燃料噴射装置100によれば、駆動時間T2は、クランキング速度に応じて定められる。これにより、クランキングに合わせてコモンレール3内から空気を排出させるためインジェクター2への空気の流れ込みを防止することができる。
Further, according to the common rail type
また、本実施の形態に係るコモンレール式燃料噴射装置100によれば、減圧弁制御部24は、圧力センサ10から取得したコモンレール圧Pcに応じて減圧弁5の開度を制御する。これにより、例えば、コモンレール圧Pcと所定値Paとの間の圧力差が大きければ、開度を上げることで、コモンレール3内から排出される時間当たりの空気量を多くして、コモンレール3内から空気を短時間に排出させることが可能となる。また、クランキング中に確実に空気をコモンレール3内から排出させることが可能となる。
Further, according to the common rail type
また、本実施の形態に係るコモンレール式燃料噴射装置100によれば、クランキング時においてコモンレール圧Pcをどの程度上げるかは、エンジンの型式に応じて設定されるため、コモンレール圧Pcと比較される所定値Paは、エンジンの型式に応じて定められる。これにより、比較部22は、コモンレール圧Pcと適正な所定値Paと比較し、減圧弁制御部24は、比較した結果に基づいて、適正な減圧弁駆動信号を出力することができる。
Further, according to the common rail type
<本実施の形態の変形例>
次に、本実施の形態の変形例について図4を参照して説明する。図4は、コモンレール式燃料噴射装置100の全体構成の一例を示すブロック図である。なお、変形例の説明においては、上記実施の形態と異なる構成について主に説明し、同じ構成については同一符号を付しその説明を省略する。
<Modified example of this embodiment>
Next, a modified example of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the common rail
上記実施の形態にかかるECU20において、比較部22はコモンレール圧Pcと所定値Paとを比較する。減圧弁制御部24は、コモンレール圧Pcが所定値Pa以上になるまで、減圧弁制御信号を減圧弁5に出力して、減圧弁5を駆動時間T2の間開放させる。
In the
これに対し、変形例にかかるECU20において、圧力変化量算出部26は、所定時間T1毎に圧力センサ10から取得した圧力に基づいて、所定時間T1における圧力の変化量ΔPを算出する。また、比較部22Aは、算出された圧力の変化量ΔPと所定値Pbとを比較する。また、減圧弁制御部24は、圧力の変化量ΔPが所定値Pb未満である場合には、減圧弁制御信号を減圧弁5に出力して、減圧弁5を駆動時間T2だけ開放させる。これにより、コモンレール3内に空気の混入があった場合に、クランキング中にコモンレール3内から空気が排出される。そのため、クランキング時にインジェクター2への空気の流れ込みを防止することができる。
On the other hand, in the
また、減圧弁制御部24は、圧力の変化量に応じて減圧弁5の開度を上げさせる。これにより、コモンレール3内から空気が効率よく排出され、インジェクター2への空気の流れ込みを防止することができる。
Further, the pressure reducing
また、上記変形例において、所定値Pbは、エンジンの型式に応じて定められてもよい。クランキング時において所定時間T1当たりのコモンレール圧Pcの変化量は、エンジンの型式に応じて設定されるため、圧力の変化量と比較される所定値Pbは、エンジンの型式に応じて定められる。これにより、比較部22Aは、圧力の変化量と適正な所定値Pbと比較し、減圧弁制御部24は、比較した結果に基づいて、適正な減圧弁駆動信号を出力することができる。
Further, in the above modification, the predetermined value Pb may be determined according to the model of the engine. Since the amount of change in the common rail pressure Pc per predetermined time T1 during cranking is set according to the engine model, the predetermined value Pb to be compared with the pressure change amount is determined according to the engine model. As a result, the
また、上記変形例におけるクランキング時におけるエア抜き処理は、上記実施の形態におけるエア抜き処理に代えて行うことができ、また、上記実施の形態におけるエア抜き処理と組み合わせて行うことができる。組み合わせた場合に、圧力が所定値Pa以上であり、または、圧力の変化量が所定値Pb以上である場合に、エア抜きを止めてもよく、圧力が所定値Pa以上であり、かつ、圧力の変化量が所定値Pb以上である場合に、エア抜きを止めてもよい。これにより、精度良くエア混入の判定をすることができ、エンジンをより確実に始動させることができる。 Further, the air bleeding process at the time of cranking in the above modification can be performed instead of the air bleeding process in the above embodiment, and can be performed in combination with the air bleeding process in the above embodiment. When combined, when the pressure is a predetermined value Pa or more, or the amount of change in pressure is a predetermined value Pb or more, the air bleeding may be stopped, the pressure is a predetermined value Pa or more, and the pressure. The air bleeding may be stopped when the amount of change in is equal to or greater than the predetermined value Pb. As a result, it is possible to accurately determine the air mixing, and the engine can be started more reliably.
また、上記変形例において、減圧弁制御部24は、所定時間T1における圧力の変化量に基づいて、減圧弁5を制御するが、本発明はこれに限らず、所定時間T1間隔で取得される第1および第2の圧力の間の圧力差に基づいて、減圧弁5を制御してもよく、第1および第2の圧力の間の圧力差が生じるまでに要した所要時間に基づいて、減圧弁5を制御してしてもよい。
Further, in the above modification, the pressure reducing
本開示のコモンレール式燃料噴射装置は、クランキング時にインジェクターへの空気の流れ込みを防止することが要求されるディーゼルエンジンとして有用である。 The common rail fuel injection device of the present disclosure is useful as a diesel engine that is required to prevent air from flowing into the injector during cranking.
1 内燃機関
2 インジェクター
3 コモンレール
4 圧送ポンプ
5 減圧弁
10 圧力センサ
11 燃料タンク
12 フィードポンプ
13 高圧ポンプ
16 クランキング速度検出センサ
20 ECU
22 比較部
22A 比較部
24 減圧弁制御部
26 圧力変化量算出部
100 コモンレール式燃料噴射装置
1 Internal combustion engine 2 Injector 3
22
Claims (8)
前記コモンレール内の圧力を検知する検知部と、
クランキング時において、前記検知部から取得した前記圧力に基づいて、クランキング速度に応じて定められる所定時間ごとに空気が混入しているか否かを判定するとともに、空気が混入していると判定する場合には、前記減圧弁を前記所定時間より短い駆動時間の間開放させる制御部と、
を備える、コモンレール式燃料噴射装置。 A common rail that has a pressure reducing valve and stores fuel at high pressure,
A detector that detects the pressure in the common rail and
At the time of cranking, based on the pressure acquired from the detection unit, it is determined whether or not air is mixed at predetermined time determined according to the cranking speed, and it is determined that air is mixed. when the control unit the pressure reducing valve for opening a short driving time than the predetermined time,
A common rail fuel injection system equipped with.
The common rail fuel injection device according to any one of claims 6 or 7 , wherein the control unit controls the opening degree of the pressure reducing valve according to the amount of change in the pressure.
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