JPH04203451A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射量制御装置Info
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- JPH04203451A JPH04203451A JP33361990A JP33361990A JPH04203451A JP H04203451 A JPH04203451 A JP H04203451A JP 33361990 A JP33361990 A JP 33361990A JP 33361990 A JP33361990 A JP 33361990A JP H04203451 A JPH04203451 A JP H04203451A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
よび燃料噴射時間が同一であっても燃料噴射弁毎に実際
の燃料噴射量が異なる。また、燃料噴射弁を長時間使用
しているうちに燃料噴射圧および燃料噴射時間が同一で
あっても実際の燃料噴射量が変化する。従って、実際の
燃料噴射量を、機関回転数および機関負荷に基づいて計
算された基本噴射量に一致せしめることが困難である。
公報には、燃料供給ポンプの燃料吐出口をリザーバタン
クを介して燃料噴射弁に連結し、機関回転数および機関
負荷から基本噴射量を計算し、リザーバタンク内の燃料
圧を検出するための燃料圧センサの出力信号に基づき1
回の燃料噴射の前後の圧力変化を求めてこの圧力変化か
ら実噴射量を計算し、この実噴射量によって基本噴射量
を補正することにより燃料噴射弁の噴射量を制御するよ
うにした内燃機関の燃料噴射量制御装置が開示されてい
る。
タンク内の燃料圧の低下量に対して、燃料供給ポンプに
よるリザーバタンク内の燃料圧の変動量が相対的に大き
いために、1回の燃料噴射によるリザーバタンク内の燃
料圧の低下量を精度良く検出することができないという
問題を生ずる。
して実噴射量を基本噴射量に精度良く一致せしめること
ができないという問題を生ずる。
明の構成図に示すように、燃料供給ポンプ200の燃料
吐出口を燃料通路201を介して燃料噴射弁202に連
結した内燃機関において、機関回転数および機関負荷か
ら基本噴射量を設定する基本噴射量設定手段203と、
燃料通路内201の燃料圧を検出する燃料圧センサ20
4と、燃料供給ポンプ200から燃料通路201への燃
料供給を停止せしめるための燃料供給停止手段205と
、燃料供給停止手段205によって燃料供給が停止せし
められている間において燃料圧センサ204の出力信号
に基づき複数回の燃料噴射によって生しる圧力低下量を
求めてこの圧力低下量から実噴射量を計算する実噴射量
計算手段206と、実噴射量計算手段206の計算結果
から基本噴射量を補正することにより燃料噴射弁202
の噴射量を定める噴射量設定手段207とを具備してい
る。
において、複数回の燃料噴射によって生じる圧力低下量
を求めてこの圧力低下量から実噴射量を計算する。すな
わち、燃料供給を停止すると共に複数回の燃料噴射によ
って生しる圧力低下量を検出しているため、圧力低下量
を扁精度に検出することができる。このため実噴射量を
正確に計算することができる。
関の全体図を示す。同図において、1は機関本体、2は
サージタンク、3はエアクリーナ、4はサージタンク2
とエアクリーナ3とを連結する吸気管、5は各気筒内に
燃料噴射する電歪式の燃料噴射弁、6は点火栓、7は高
圧用リザーバタンク、8は吐出圧制御可能な高圧燃料ポ
ンプ、9は高圧燃料ポンプ8からの高圧燃料をリザーバ
タンク7に導くための高圧導管、10は燃料タンク、1
1は導管12を介して燃料タンク10から高圧燃料ポン
プ8に燃料を供給する低圧燃料ポンプを夫々示す。低圧
燃料ポンプ11の吐出側は、各燃料噴射弁5のピエゾ圧
電素子を冷却するための圧電素子冷却用導入管13に接
続される。圧電素子冷却用返戻管14は燃料タンク10
に連結され、この返戻管14を介して圧電素子冷却用導
入管13を流れる燃料を燃料タンク10に回収する。各
枝管15は、各高圧燃料噴射弁5を高圧用リザーバタン
ク7に接続する。
り、双方向性ハス21によって相互に接続されたROM
(リードオンリメモリ)22、RAM(ランダムアク
セスメモリ)23、CP[J (マイクロプロセッサ)
24、入力ポート25および出力ボート26を具備する
。
27は高圧用リザーバタンク7内の圧力を検出し、その
検出信号はA/Dコンバータ28を介して入力ポート2
5に入力される。機関回転数N、に比例した出力パルス
を発生するクランク角センサ29の出力パルスは入力ポ
ート25に入力される。アクセルペダル(図示せず)の
踏込み量(アクセル開度θA)に応じた出力電圧を発生
するアクセル開度センサ30の出力電圧はA/Dコンバ
ータ31を介して入力ポート25に入力される。一方、
各燃料噴射弁5は各駆動回路34を介して出力ポート2
6に接続される。また高圧燃料ポンプ8は駆動回路36
を介して出力ポート26に接続される。
照すると、40はノズル50内に挿入されたニードル、
41は加圧ロッド、42は可動プランジャ、43はばね
収容室44内に配置されかつニードル40を下方に向け
て押圧する圧縮ばね、45は加圧ピストン、46はピエ
ゾ圧電素子、47は可動プランジャ42の頂部とピスト
ン45間に形成されかつ燃料で満たされた加圧室、48
はニードル加圧室を夫々示す。
して高圧用リザーバタンク7(第2図)に連結され、従
って高圧用リザーバタンク7内の高圧燃料が枝管15お
よび燃料通路49を介してニードル加圧室48内に供給
される。ピエゾ圧電素子46に電荷がチャージされると
ピエゾ圧電素子46が伸長し、それによって加圧室47
内の燃料圧が高められる。その結果、可動プランジャ4
2が下方に押圧され、ノズル口53は、ニードル40に
よって閉弁状態に保持される。一方、ピエゾ圧電素子4
6にチャージされた電荷がディスチャージされるとピエ
ゾ圧電素子46が収縮し、加圧室47内の燃料圧が低下
する。その結果、可動プランジャ42が上昇するために
ニードル40が上昇し、ノズル口53から燃料が噴射さ
れる。
シリンダヘッド、62はピストン、63はピストン62
の頂面に形成された略円筒状凹部、64はピストン62
頂面とシリンダヘッド61内壁面間に形成されたシリン
ダ室を夫々示す。点火栓6はシリンダ室64に臨んでシ
リンダヘッド61のほぼ中央部に取り付けられる。図面
には示さないがシリンダヘンドロ1内には吸気ボートお
よび排気ボートが形成され、これら吸気ボートおよび排
気ボートのシリンダ室64内への開口部には夫々吸気弁
および排気弁が配置される。燃料噴射弁5はスワール型
の燃料噴射弁であり、広がり角が大きく貫徹力の弱い噴
霧状の燃料を噴射する。燃料噴射弁5は、斜め下方を指
向して、シリンダ室64の頂部に配置され、点火栓6近
傍に向かって燃料噴射するように配置される。また、燃
料噴射弁5の燃料噴射方向および燃料噴射時期は、噴射
燃料がピストン62頂部に形成された凹部63を指向す
るように決められる。
の高圧燃料ポンプ8は大きく別けるとポンプ部Aと、ポ
ンプ部Aの吐出量を制御する吐出量制御部Bとにより構
成される。第6図はポンプ部Aの断面図を示しており、
第7図は吐出量制御部Bの拡大側面断面図を示している
。
ジャ、71は各プランジャ70によって形成される加圧
室、72は各プランジャ70の下端部に取付けられたプ
レート、73はタペット、74はプレート72をタペッ
ト73に向けて押圧する圧縮ばね、75はタペット73
により回転可能に支承されたローラ、76は機関によっ
て駆動されるカムシャフト、77はカムシャフト76上
に一体形成されたカムを夫々示し、ローラ75はカム7
7のカム面上に転動する。従ってカムシャフト76が回
転せしめられるとそれに伴なって各プランジャ70が上
下動する。
ア8が形成され、この燃料供給ロア8は低圧燃料ポンプ
11 (第2図)の吐出口に接続される。
0を介して加圧室71に接続される。従ってプランジャ
70が上陸したときに燃料供給通路79から加圧室71
内に燃料が供給される。81はプランジャ70周りから
の漏洩燃料を燃料供給通路79へ返戻するための燃料返
戻通路を示す。一方、第5図および第6図に示されるよ
うに各加圧室71は対応する逆止弁82を介して各加圧
室71に対し共通の加圧燃料通路83に接続される。こ
の加圧燃料通路83は逆止弁84を介して加圧燃料吐出
口85に接続され、この加圧燃料吐出口85はリザーバ
タンク7(第2図)に接続される。従ってプランジャ7
0が上昇して加圧室71内の燃料圧が上昇すると加圧室
71内の高圧の燃料は逆止弁82を介して加圧燃料通路
83内に吐出され、次いでこの燃料は逆上弁84および
燃料吐出口85を介してリザーバタンク7(第2図)内
に送り込まれる。一対のカム77の位相は180度だけ
ずれており、従って一方のプランジャ70が上昇行程に
あって加圧燃料を吐出しているときには他方のプランジ
ャ70は下降行程にあって燃料を加圧室71内に吸入し
ている。従って加圧燃料通路83内には一方の加圧室7
1から必ず高圧の燃料が供給されており、従って加圧燃
料通路83内には各プランジャ70によって常時高圧の
燃料が供給され続けている。
路90が分岐され、この燃料溢流通路90は吐出量制御
部Bに接続される。
に形成された燃料溢流室91と、燃料溢流通路90から
燃料溢流室9工に向かう燃料流を制御する溢流制御弁9
2とを具備する。溢流制御弁92は燃料溢流室91内に
配置された弁部93を有し、この弁部93によって弁ボ
ート94の開閉制御が行なわれる。
2を駆動するためのアクチュエータ95が配置される。
内に摺動可能に挿入された加圧ピストン96と、加圧ピ
ストン96を駆動するためのピエゾ圧電素子97と、加
圧ピストン96によって画定された加圧室98と、加圧
ピストン96をピエゾ圧電素子95に向けて押圧する皿
ばね99と、吐出量制御部Bのハウジング内に摺動可能
に挿入された加圧ピン100とにより構成される。加圧
ピンI00の上端面は溢流制御弁92の弁部93に当接
しており、加圧ピン100の下端面は加圧室98内に露
呈している。
に向けて付勢する皿ばねlOlが配置される。溢流制御
弁92の上方にはばね室102が形成され、このばね室
102内には圧縮ばね103が挿入される。
方に向けて押圧される。燃料溢流室91は燃料流出孔1
04を介してばね室102内に連通しており、このばね
室102は燃料流出孔105、逆止弁106および燃料
流出口107を介して燃料タンク10 (第2図)に接
続される。この逆止弁106は通常燃料流出孔105を
閉鎖するチエツクボール108と、このチエツクボール
108を燃料流出孔105に向けて押圧する圧縮ばね1
09とにより構成される。更に燃料溢流室91は燃料流
出孔110、逆止弁+ti 、ピエゾ圧電素子97の周
囲に形成された燃料流出通路112および燃料流出口1
13を介して燃料タンク10(第2図)に接続される。
エツクボール114と、このチエツクボール114を燃
料流出孔110に向けて押圧する圧縮ばね115とによ
り構成される。また燃料溢流室91は絞り通路116お
よび逆止弁117を介して加圧室98内に接続される。
ツクボール118と、このチエツクボール118を絞り
通路116に向けて押圧する圧縮ばね119とにより構
成される。
ユニット20(第2図)接続されており、従ってピエゾ
圧電素子97は電子制御ユニッ)20の出力信号によっ
て制御される。ピエゾ圧電素子97は多数の薄板状圧電
素子を積層した積層構造をなしており、ピエゾ圧電素子
97に電荷をチャージするとピエゾ圧電素子97は軸方
向に伸長し、ピエゾ圧電素子97にチャージされた電荷
をディスチャージするとピエゾ圧電素子97は軸方向に
収縮する。燃料溢流室91および加圧室98は燃料で満
たされており、従ってピエゾ圧電素子97に電圧が印加
されてピエゾ圧電素子97が軸方向に伸長すると加圧室
98内の燃料圧が上昇する。加圧室98内の燃料圧が上
昇すると加圧ピン100が上昇せしめられ、それに伴な
って溢流制御弁92も上昇せしめられる。その結果、溢
流制御弁92の弁部93が弁ボート94を閉鎖し、その
結果燃料溢流通路90から燃料溢流室91内への燃料の
溢流が停止せしめられる。従ってこのときプランジャ7
0の加圧室71からの加圧燃料通路83内(第6図)吐
出された全ての加圧燃料はリザーバタンク7(第2図)
内に送り込まれる。
られてピエゾ圧電素子97が収縮すると加圧ピストン9
6が下降するために加圧室98の容積が増大する。その
結果、加圧室98内の燃料圧が低下するために溢流制御
弁92および加圧ピン100は圧縮ばね103のばね力
により下降し、斯くして溢流制御弁92の弁体93が弁
ボート94を開弁する。このときプランジャ70の加圧
室71から加圧燃料通路83(第6図)内に吐出された
全ての加圧燃料は燃料溢流通路90および弁ポート94
を介して燃料溢流室91内に送り込まれる。従ってこの
ときにはリザーバタンク7(第2図)内に加圧燃料は供
給されない。
は各燃料流出孔104.105.110および逆止弁1
06、111を介して燃料タンク10(第2図)に返戻
される。
めに、一定クランク角毎に溢流制御弁92が閉弁せしめ
られてプランジャ70の加圧室71から吐出された加圧
燃料がリザーバタンク7内に補給され、次いで再び溢流
制御弁92が閉弁せしめられるまで溢流制御弁92は開
弁状態に保持される。この場合、一定クランク角の間で
溢流制御弁92が閉弁しているクランク角の割合が大き
くなればリザーバタンク7内に補給される加圧燃料の量
が増大する。ここで第8図に示されるように一定のクラ
ンク角θ。の間で溢流制御弁92が閉弁しているクラン
ク角θの割合、即ち一定のクランク角θ。の間でピエゾ
圧電素子97が伸長せしめられているクランク角θの割
合をデユーティ比DT (=θ/θ。)と称すると、デ
ユーティ比DTが大きくなるほどリザーバタンク7内に
補給される加圧燃料の量が増大することになる。
制御するためのルーチンを示す、このルーチンは一定ク
ランク角毎の割込みによって実行される。
ーバタンク7内の平均圧力丁が読込まれる。
バタンク7内の圧力P、を複数回検出してその平均をと
ったものである。ステップ151では後述するポンプフ
ラグFPが1にセットされているか否か判定される。通
常F、はIであるためステップ152に進む。ステップ
152ではリザーバタンク7内の平均−P−が予め定め
られた目標燃料圧PM以上か否か判定される。1’≧P
Hの場合ステップ153に進みデユーティ比DTがαだ
け滅しられる。これによってリザーバタンク7内に補給
される加圧燃料の量が減少することになる。一方、P<
PMの場合、ステップ154に進みデユーティ比DTが
αだけ増大せしめられる。これによってリザーバタンク
7内に補給される加圧燃料の量が増大することになる。
場合ステップ155に進みデユーティ比DTは0とされ
る。これによってリザーバタンク7内には高圧燃料ポン
プ8から燃料は供給されない。
ためのルーチンを示す。このルーチンは一定クランク角
毎の割込みによって実行される。
セル開度θAが読込まれる。次いでステン7”161に
おいて機関回転数N0およびアクセル開度θAに基づい
て基本噴射IQ、が計算される。
22内に記憶されており、このマツプから基本噴射量
Q、が計算される。ステップ162では基本噴射量Q1
に補正係数に、を乗じて補正噴射量Qを計算し、この補
正噴射量Qに基づいて燃料噴射弁5の開弁時間τが比例
計算される。
係数に、の更新のため燃料圧計測時におけるリザーバタ
ンク7内の燃料圧の変化を示す。
チンを示す。このルーチンは一定時間毎に実行される。
フラグF□が1か否か判定される。
ラグI”stが0の場合にはステップ171に進んで計
測フラグF0を0にリセットした後本ルーチンを終了す
る。
関冷却水温THWが80°C以上か否か判定される。T
HW < 80℃の場合にはステップ171に進んだ後
本ルーチンを終了する。7141280°Cの場合には
ステップ173に進みアイドル運転か否か判定される。
本ルーチンを終了する。アイドル運転の場合にはステッ
プ174に進み、計測フラグF cmが0にリセットさ
れているか否か判定される。現在、計測フラグF0は0
であるため、ステップ175に進み計測フラグFC1は
1にセットされる0次いでステップ176では累積燃料
噴射量QcがOにクリアされ、ステップ177でリザー
バタンク7内の燃料圧P2が計測開始燃料圧P、(第1
1図参照)に格納される0次回以降の処理サイクルにお
いては計測フラグF cmは1となっているためステッ
プ174において否定判定されるため、ステップ175
からステップ177はスキップされる。ステップ178
では計測完了フラグF。kが1にセットされているか否
か判定され、計測完了フラグFo&が1にセントされて
いればステップ179以下に進んで補正係数に2が更新
される。
チンを示す。このルーチンは180クランク角毎の割込
みによって実行される。第13図を参照すると、ステッ
プ190では計測フラグF caが1にセットされてい
るか否か判定される。計測フラグF cmがリセットさ
れていれば何も実行せず本ルーチンを終了する。計測フ
ラグF caが1にセットされていれば、ステップ19
1に進み、リザーバタンク7内の燃料圧P、が予め定め
られた下限燃料圧PI (第11図参照)以下か否か判
定される。下限燃料圧PIはリザーバタンク7内の目標
燃料圧Pイ (第9図ステップ152参照)に対し十分
に低い燃料圧であるが、燃料噴射に支障ない程度の燃料
圧である。リザーバタンク7内の燃料圧は目標燃料圧P
、となるように制御されているため、ステップ191で
は否定判定されステップ192に進む。
される。このため第9図のステップ151において否定
判定され、デユーティ比DTが0とされる。
の加圧燃料供給が停止せしめられる。斯くして、第11
図に示すように、燃料噴射が実行される毎にリザーバタ
ンク7内の燃料圧は低下する。
料供給が停止されて最初の燃料噴射が実行される直前の
燃料圧を示している。
射が実行される毎に基本噴射量Q1が累積燃料噴射量Q
cに累積されていく。
と、ステップ194に進み、このときリザーバタンク7
内の燃料P、、が計測終了燃料圧P、に格納される0次
いでステップ195ではポンプフラグF、が1にセット
される。これによって、第9図のステップ151におい
て肯定判定されるため、リザーバタンク7内の燃料圧が
目標燃料圧P、となるようにデユーティ比DTが制御せ
しめられ、リザーバタンク7内に加圧燃料が供給開始さ
れる。
1にセットされる。
セットされると、リザーバタンク7内への加圧燃料供給
を停止せしめると共にこのときのリザーバタンク7内の
燃料圧をP。とじ、燃料圧が下限燃料圧PI以下となる
まで、基本噴射量Q1を燃料噴射毎に加算し、燃料圧が
下限燃料圧P。
バタンク7内への加圧燃料供給を開始すると共に計測完
了フラグFokをセットするようにしている。
が完了すると計測完了フラグFokが1にセットされる
ため、ステップ178で肯定判定されてステップ179
に進む。ステップ179では低下燃料圧ΔPが次式によ
り計算される。
内の低下燃料圧ΔPに基づいて次式から実際の総燃料噴
射量Qpが計算される。
仮補正係数K pnが計算される。
れるべき総燃料噴射量)Qcを100とし、このときの
実際の総燃料噴射量Q、を95とすると、K p、l=
K p−100/95となって仮補正係数Kp、、は
大きくなる。このため、燃料噴射時間τ(第10図参照
)は増大するために、実際の燃料噴射量は増大しQ、を
Qcに等しくすることができる。ステラ1182では次
式に基づいて補正係数に、が更新セしめられる。
、K□に1の重み付けをすることによってに、を更新し
ているのである。次いでステップ183では計測完了フ
ラグF ok、計測フラグFC,、および始動フラグF
stが夫々0にリセットされる。
の燃料供給を停止せしめ、この間において複数回の燃料
噴射によって生じる圧力低下量を検出するようにしてい
るため、圧力低下量を高精度に検出することができる。
して実噴射量を基本噴射量量に精度良く一致せしめるこ
とができる。
射量の精度を向上せしめることができる。
ることができる。
全体図、第3図は燃料噴射弁の縦断面図、第4図は第2
図に示す機関の縦断面図、第5図は高圧燃料ポンプの縦
断面図、第6図は第5図の■−■線に沿ってみた高圧燃
料ポンプの断面図、第7図は第5図の吐出量制御部の拡
大側面断面図、第8図はピエゾ圧電素子および溢流制御
弁の作動を示すタイムチャート、第9図はデユーティ比
DTを制御するためのフローチャート、第1O図は燃料
噴射時間τを計算するためのフローチャート、第11図
は燃料噴射タイミングおよびリザーバタンク内の燃料圧
の変化を示す線図、第12図は補正係数に、を更新する
ためのフローチャート、第13図はポンプフラグF、等
を制御するためのフローチャートである。 5・・・燃料噴射弁、 7・−・リザーバタンク
、8・・・高圧燃料ポンプ、 27・・・燃料圧センサ
。 第1 図 第4図 1−v+ 第8図 第9図 第10図 第13図
Claims (1)
- 燃料供給ポンプの燃料吐出口を燃料通路を介して燃料噴
射弁に連結した内燃機関において、機関回転数および機
関負荷から基本噴射量を設定する基本噴射量設定手段と
、前記燃料通路内の燃料圧を検出する燃料圧センサと、
前記燃料供給ポンプから前記燃料通路への燃料供給を停
止せしめるための燃料供給停止手段と、該燃料供給停止
手段によって燃料供給が停止せしめられている間におい
て前記燃料圧センサの出力信号に基づき複数回の燃料噴
射によって生じる圧力低下量を求めて該圧力低下量から
実噴射量を計算する実噴射量計算手段と、該実噴射量計
算手段の計算結果から前記基本噴射量を補正することに
より燃料噴射弁の噴射量を定める噴射量設定手段とを具
備した内燃機関の燃料噴射量制御装置。
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JP2015102033A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 株式会社デンソー | 内燃機関の制御装置 |
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-
1990
- 1990-11-30 JP JP33361990A patent/JP2817397B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
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EP1085193A2 (en) | 1999-09-20 | 2001-03-21 | Isuzu Motors Limited | Common-rail fuel-injection system |
US6349702B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-02-26 | Isuzu Motors Limited | Common-rail fuel-injection system |
JP2015102033A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 株式会社デンソー | 内燃機関の制御装置 |
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