KR20030066411A - 축압식 연료 분사 시스템 - Google Patents

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Abstract

연료 공급 펌프(3)는 각 실린더를 위한 연료 분사 밸브(5)를 통해 엔진(1)의 각 실린더로 공급되는 연료를 가압한다. 엔진 제어 유닛(10)은 연료 공급 펌프(3)의 펌프압송 기간과 실린더를 위한 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 기간이 중복되는 경우와, 연료 공급 펌프(3)의 펌프압송 기간과 동일한 실린더를 위한 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 기간이 중복되지 않는 경우 사이의 연료 분사 체적에서의 차이를 억제하도록 연료 분사 밸브(5)를 구동하기 위한 신호를 설정한다. 전자의 경우, 중복 시간은 펌프압송 기간과 연료 분사 기간이 중복되는 시간의 기간으로서 한정되었다. 만일 중복 기간이 가변이라면, 엔진 제어 유닛(10)은 중복 기간에 따라 연료 분사 밸브(5)를 구동하기 위한 신호를 설정한다.

Description

축압식 연료 분사 시스템 {ACCUMULATOR INJECTION SYSTEM}
본 발명은 어큐뮬레이터 내에 공급 펌프와 같은 연료 공급 설비에 의해 토출된 고압 연료 체적을 저장하고 어큐뮬레이터 내에 축적된 고압 연료를 연료 분사밸브를 통해 다실린더 디젤 엔진과 같은 내연 기관의 각 실린더로 공급하기 위한 축압식 연료 분사 시스템에 관한 것이다.
종래의 다실린더 디젤 엔진과 같은 내연 기관용 연료 분사 시스템으로서, 커먼 레일(common rail), 복수개의 연료 분사 밸브 및 공급 펌프를 포함하는 축압식 연료 분사 시스템이 공지되어 있다. 커먼 레일은 연료가 엔진의 실린더에 분사되는 압력으로 고압 연료를 가압하여 저장하기 위한 어큐뮬레이터로서 이용된다. 연료 분사 밸브는 엔진의 각각의 실린더에 장착된 전자기 연료 분사 밸브에 의해 각각 구현된다. 공급 펌프는 연료 탱크로부터 펌프 전자기 밸브를 통해 연료 공급 펌프의 가압 챔버로 들어가는 연료에 압력을 인가하고, 커먼 레일로 연료가 공급되는 동안(즉, 연료 토출 동안) 연료를 가압하기 위한 연료 공급 펌프로서 기능한다.
그러나, 종래의 축압식 연료 분사 시스템에서, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되면, 분사 압력과 연료 분사율이 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 경우보다 높아진다. 그 결과, 실제 연료 분사 체적이 엔진의 운전 조건에 따라 설정된 목표 연료 분사 체적을 초과하는 값으로 증가한다. 공급 펌프의 펌프압송 기간은 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상 사이의 주기로서 한정된다. 연료 분사 체적은 엔진의 실린더 내로 분사된 연료의 체적이다.
펌프압송 작동마다 1회 분사하는 것과 같은 동기 분사의 경우에, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간은 펌프압송 기간 종료 위상에 따라 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되거나 중복되지 않을 수 있다. 펌프압송 작동마다 2회 분사하거나 또는 4회 펌프압송 작동마다 6회 분사하는 것과 같은 비동기 분사의 경우에, 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더와 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더가 있다.
따라서, 연료 분사 체적, 즉 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 엔진의 실린더 내로 분사되는 연료의 체적은 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 연료 분사 체적과 상이하고, 이는 연료 분사 체적의 제어 정밀도에 악영향을 미치고, 체적이 악화된다.
한편, 축압식 연료 분사 시스템은 목표 커먼 레일 연료 압력을 달성하기 위해, 펌프 제어 밸브로 흐르는 통전 전류를 조절하여 연료 공급 펌프에 의해 토출되는 연료의 체적으로 한정되는 펌프압송 체적을 제어하도록 된 구성을 갖는다. 또한, 펌프 제어 밸브의 개구를 조정함으로써 연료 공급 펌프에 의해 토출되는 연료의 펌프압송 체적을 설정하기 위해 펌프 제어 밸브로 흐르는 통전 전류의 크기에 기초하여 펌프압송 체적을 찾아내는 방법이 공지되어 있다. 따라서, 펌프 제어 밸브로 흐르는 통전 전류의 크기는 지령 펌프압송 체적으로서 고려될 수 있다. 그러나, 펌프 제어 밸브로 흐르는 통전 전류의 크기에 기초하여 펌프압송 체적을 찾아내는 방법은 연료 공급 펌프, 점성을 포함하는 연료의 상태 및 공기의 차이를 포함하는 인자에 의한 에러가 발생된다. 그 결과, 펌프 펌프압송 체적을 구하는 정밀도가 불량해지는 문제가 제기된다.
연료 공급 펌프의 펌프 구동축이 엔진의 크랭크축과 동기적으로 회전할 때, 엔진의 크랭크축과 연료 공급 펌프의 조립에 에러가 있다면 에러를 검출하는 것은 불가능하다. 엔진의 크랭크축과 연료 공급 펌프의 조립의 에러는, 중복 기간이 실험 등을 통해 미리 공지되어 있더라도, 전술한 중복 기간에 따른 연료 분사 보정의 효과가 작아지는 문제점을 발생시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 실린더와 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 실린더 사이의 연료 분사 체적의 차이를 제거함으로써 엔진의 각각의 실린더의 연료 분사 체적을 제어하는 정밀도를 개선할 수 있는 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 특정 실린더에서 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 경우와 동일한 특정 실린더에서 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 경우 사이의 연료 분사 체적의 차이를 제거함으로써 엔진의 특정 실린더의 연료 분사 체적을 제어하는 정밀도를 개선할 수 있는 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연료 공급 펌프의 캠 위상, 더 상세히는 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상을 높은 정밀도로 검출할 수 있고, 이후에 수행되는 엔진 제어에서 검출된 위상을 반영하는 것이 가능한 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간과 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간 사이의 중복 기간을 높은 정밀도로 검출할 수 있는 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 중복 기간에 따라 높은 정밀도로 연료 분사 체적을 보정할 수 있는 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 높은 정밀도로 연료 공급 펌프의 펌프압송 체적을 계산하는 것이 가능한 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연료 공급 펌프의 조립 에러를 검출하는 것이 가능한 축압식 연료 분사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더와 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 연료 분사 밸브의 연료 공급 기간을 갖는 실린더가 미리 공지되어 있다면, 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더의 연료 분사 기간은 엔진의 운전 조건에 따라 설정된 목표 연료 분사 체적과 연료 압력 검출 수단에 의해 검출되는 연료 압력으로부터 구해진다. 한편, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 실린더의 연료 분사 기간은 목표 연료 분사 체적, 검출된 연료 압력 및 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간과 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간의 중복 기간으로부터구해진다.
따라서, 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더와 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간을 갖는 실린더 사이의 연료 분사 체적의 차이를 감소시키는 것이 가능하다. 게다가, 엔진의 실린더들 사이의 연소력 차이를 억제하는 것이 또한 가능하다. 게다가, 배기 저하를 억제하는 것이 또한 가능하다.
본 발명에 따라, 엔진의 특정 실린더에 대하여 특정 실린더에서 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 경우와 동일한 특정 실린더에서 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 경우 사이의 실제 연료 분사 체적의 차이를 감소시키는 것이 가능하다.
본 발명에 따라, 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 소정치를 초과하는 연료 압력의 변화는 연료 공급 펌프의 캠 위상이 펌프압송 기간 개시 위상으로 간주될 수 있는 경우로 검출된다. 소정치를 초과한 후에 소정치보다 작아지는 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료 압력의 변화는 연료 공급 펌프의 캠 위상이 펌프압송 주기 종료 위상으로 간주될 수 있는 경우로 검출된다. 다르게는, 엔진 조립체에서 연료 공급 펌프의 기하학적 펌프압송 기간 종료 위상이 저장된다. 이러한 방식으로, 연료 공급 펌프의 캠 위상, 특히 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상이 높은 정밀도로 구해질 수 있다.
펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상은 펌프압송 기간 개시위상과 펌프압송 기간 종료 위상이 검출된 후에 수행되는 엔진 제어에 반영된다. 엔진 제어의 예는 연료 분사 제어와 펌프 제어이다. 예를 들어, 연료 분사 밸브의 연료 분사 주기과 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간 사이의 중복 기간을 펌프압송 기간 개시 위상 및 펌프압송 기간 종료 위상으로부터 식별하는 것이 가능하다. 다음에, 중복 기간에 따라 연료 분사 제어를 수행하는 것이 가능하다. 게다가, 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상으로부터 고정밀도로 펌프압송 체적을 구하는 것이 가능하다. 다음에, 펌프압송 체적에 따라 펌프 제어를 수행하는 것이 가능하다.
본 발명에 따라, 중복 기간의 길이는 펌프압송 기간 종료 위상, 목표 연료 분사 기간 및 목표 연료 분사 타이밍으로부터 높은 정밀도로 구해질 수 있다.
연료 공급 펌프의 캠 프로파일(또는 캠 위상 또는 플런저 위치), 펌프압송 기간 개시 위상 및 펌프압송 기간 종료 위상에 기초하여 연료 공급 펌프로부터 어큐뮬레이터의 내측으로 펌프압송된 연료의 펌프압송 체적을 정밀하게 구하는 것이 가능하다.
고압 파이프로부터 누설되는 연료의 양은, 예를 들어 연료의 목표 펌프압송 체적, 인젝터 정적 누설량 및 인젝터 동적 누설량으로부터 높은 정밀도로 알 수 있다.
연료의 누설량이 소정치를 초과할 때, 예를 들어 펌프 제어를 개선하기 위한 연료 분사 제어가 수행된다. 더 상세히는, 연료 공급 펌프에서 비정상이 발생하는 경우, 연료 분사 밸브에서 개방 비정상이 발생하는 경우 또는 연료 파이프 시스템에서 비정상이 발생하는 경우에는, 예를 들어 엔진이 정지되거나 또는 연료 분사 제어 또는 펌프 제어가 차량이 주행을 계속하는 것이 가능하도록 수행된다.
예를 들어, 연료 압력 센서로부터 발생된 전기적인 신호를 처리하는 데 이용되는 로우 패스 필터와 하이 패스 필터를 갖는 전자 제어 유닛을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 필터를 제공함으로써, 펌프압송 기간 개시 위상과 펌프압송 기간 종료 위상을 검출하기 위한 프로세스가 고속으로 수행될 수 있다.
펌프압송 기간 종료 위상의 검출 위치와 펌프압송 기간 종료 위상의 기준 위치 사이의 차이를 발견함으로써, 예를 들어 엔진의 출력축의 선회 각으로부터 연료 공급 펌프의 캠 차이가 검출될 수 있다. 따라서 높은 정밀도로 연료 공급 펌프의 조립체 위상을 검출하는 것이 가능하다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 의해 구현된 커먼 레일 연료 분사 시스템의 블록 다이어그램.
도2는 본 발명의 제1 실시예의 기준 연료 분사 기간을 결정하기 위한 특성 맵을 나타내는 그래프.
도3은 본 발명의 제1 실시예에서 기준 연료 분사 기간을 결정하기 위한 특성 맵을 나타내는 그래프.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 의해 수행되는 연료 분사 제어를 나타내는 흐름도.
도5는 본 발명의 제2 실시예에 의해 수행되는 연료 분사 제어를 나타내는 흐름도.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 의해 수행되는 연료 분사 제어를 나타내는 흐름도.
도7은 본 발명의 제2 실시예에서 보정량을 결정하기 위한 특성 맵.
도8은 본 발명의 제3 실시예에 의해 수행되는 연료 분사 제어를 나타내는 흐름도.
도9는 본 발명의 제3 실시예에 의해 수행되는 연료 분사 제어를 나타내는 흐름도.
도10은 본 발명의 제3 실시예에서 펌프 토출 체적을 결정하기 위한 특성 맵을 나타내는 그래프.
도11은 본 발명의 제3 실시예에서 연료 분사에 관련된 타임 차트를 나타내는 파형을 모아놓은 도면.
도12는 본 발명의 제3 실시예에서 보정량을 결정하기 위한 특성 맵.
도13은 본 발명의 제4 실시예의 연료 공급 펌프의 위상을 검출하기 위한 프로세스를 나타내는 흐름도.
도14는 본 발명의 제5 실시예에서 연료 누설을 검출하기 위한 프로세스를 나타내는 흐름도.
도15는 본 발명의 제5 실시예에서 연료 공급 펌프에 의해 수행되는 작동의 타임 차트를 도시한 도면.
도16은 본 발명의 제5 실시예의 정적 누설량을 결정하기 위한 특성 맵을 도시한 도면.
도17은 본 발명의 제5 실시예에서 보정량을 결정하기 위한 특성 맵을 도시한 도면.
도18은 본 발명의 제5 실시예에서 동적 누설량을 결정하기 위한 특성 맵을 도시한 도면.
도19는 본 발명의 제5 실시예에서 커먼 레일 연료 압력의 변화의 타임 차트를 도시하는 도면.
도20은 본 발명의 제5 실시예에서 연료 소비의 분포를 도시하는 다이어그램.
도21은 본 발명의 제6 실시예에 의해 구현된 엔진 제어 유닛을 도시하는 블록 다이어그램.
도22는 본 발명의 제6 실시예에서 커먼 레일 연료 압력의 타임 차트를 나타내는 파형을 도시한 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 엔진
2 : 커먼 레일
3 : 연료 공급 펌프
4 : 흡입 제어 밸브
5 : 연료 분사 밸브
7 : 연료 탱크
10 : 전자 제어 유닛
16 : 크랭크축
17, 19 : 연료 복귀 통로
본 발명의 양호한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
(제1 실시예)
도1 내지 도4는 본 발명의 제1 실시예를 도시한다. 특히, 도1은 커먼 레일 연료 분사 시스템의 구성을 도시한 블록 다이어그램이다.
커먼 레일 연료 분사 시스템은 4 실린더 디젤 엔진과 같은 엔진(1)에 적용된다. 커먼 레일 연료 분사 시스템은 각각의 실린더 내로 연료를 분사하기 위해 연료 분사 압력과 동일한 압력으로 고압 연료가 축적되는 어큐뮬레이터로서 이용되는 커먼 레일(2)을 포함한다. 커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 흡입된 연료에 압력을 인가하고 가압된 연료를 커먼 레일(2)로 펌프압송하기 위한 연료 공급펌프(3)를 갖는다. 커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 엔진(1)의 실린더에 커먼 레일(2)에 축적된 고압 연료를 공급하기 위한 복수개의 전자기 연료 분사 밸브(5)를 포함한다. 통상적으로, 엔진(1)은 4개의 실린더를 갖는다. 또한 전자기 연료 분사 밸브(5)는 이후에 각각 인젝터라고 한다. 커먼 레일 연료 분사 시스템에는 또한 연료 공급 펌프(3)와 전자기 연료 분사 밸브(5)를 제어하기 위한 전자 제어 유닛(10)이 제공된다. 후술하는 설명에서, 전자 제어 유닛(10)은 간단히 ECU라고 한다.
연료 분사 압력과 동일한 압력으로 커먼 레일(2) 내로 고압 연료를 연속적으로 가압하고 저장하는 것이 필요하다. 이 때문에, 연료 공급 펌프(3)가 고압 파이프(11)를 통해 커먼 레일(2) 내의 고압 연료를 가압하고 저장하기 위해 이용된다. 커먼 레일(2)로부터 연료 탱크(7)로 연료를 해제하기 위한 해제 파이프(14)에, 커먼 레일(2) 내의 연료 압력이 설정 압력 제한을 초과하는 것을 방지하기 위해 고압을 막기 위한 압력 리미터(13)가 설치된다.
간단히 공급 펌프라고도 불리는 연료 공급 펌프(3)는 커먼 레일(2)에 연료를 공급하기 위한 펌프이다. 연료 공급 펌프(3)는 연료를 가압하고 이의 토출구로부터 커먼 레일(2)로 고압 연료를 토출한다. 연료 공급 펌프(3)는 엔진(1)의 크랭크축(15)에 의해 구동되는 펌프 구동축(16)을 갖는다. 또한 연료 공급 펌프(3)는 펌프 구동축(16)에 의해 구동될 때 연료 탱크(7)로부터 연료를 펌프압송하기 위한 이송 펌프를 구비한다. 이송 펌프는 저압 연료 공급 펌프이다.
게다가, 연료 공급 펌프(3)는 캠, 하나 이상의 플런저 및 하나 이상의 실린더를 포함한다. 캠은 펌프 구동축(16)에 의해 회전 구동된다. 이어서, 플런저들은 캠에 의해 실린더 내에서 전후 방향 운동으로 구동된다. 플런저들과 실린더들은 연료를 흡입하고 흡입된 연료에 압력을 인가하기 위한 압력 인가 챔버 또는 플런저 챔버를 형성한다. 또한 연료 공급 펌프(3)는 압력 인가 챔버 내의 연료의 압력이 소정 수준에 도달하거나 이를 초과할 때 개방되는 토출 밸브를 포함한다. 게다가, 연료 공급 펌프(3)는 서로 180도로 상이한 위상을 갖는 2개의 플런저를 구비한다.
또한, 연료 공급 펌프(3)는 펌프 챔버 내의 연료 온도가 높아지는 것을 방지하기 위한 누설 포트를 구비한다. 연료 공급 펌프(3)의 누설 포트로부터 누설되는 연료는 연료 복귀 통로(17, 19)를 통해 연료 탱크(7)로 복귀된다. 펌프 챔버를 연료 공급 펌프(3) 내의 압력 인가 챔버에 연결하는 연료 통로에는, 연료 공급 펌프(3)로부터 커먼 레일(2)로 흐르는 연료의 토출 체적(또는 펌프 토출 체적 또는 펌프압송 체적)을 변화시키기 위해 연료 통로의 개방도(또는 개방)를 조정하기 위한 흡입 제어 밸브(SCV; 4)가 제공된다. SCV(4)는 펌프 토출 체적 변화 수단 또는 펌프압송 체적 변화 수단으로서 기능하는 전자기 밸브이다.
SCV(4)는 도면에 도시되지 않은 펌프 구동 회로를 통해 SCV(4)로의 ECU(10)에 의한 펌프 구동 신호 출력에 의해 전자적으로 제어된다. SCV(4)는 연료 공급 펌프(3)의 압력 인가 챔버로 인출된 연료의 흡입 체적을 조정한다. 따라서, SCV(4)는 연료 분사 압력, 따라서 커먼 레일(2) 내의 연료 압력을 변화시킨다. SCV(4)는 정상 개방식 밸브(normally open type valve)이다. 정상 개방식 밸브는밸브로의 전류의 흐름이 차단될 때 완전히 개방된 상태가 된다. SCV(4)는 또한 펌프 전류 제어 밸브라고 불린다.
커먼 레일(2)에는, 복수개의 분기 파이프(12)가 설치된다. 각각의 연료 분사 밸브(5)가 분기 파이프(12) 중 하나의 하류 단부에 제공된다. 각각의 연료 분사 밸브(5)는 노즐, 전자기 액츄에이터 및 밸브 폐쇄 방향으로 노즐 니들에 압력을 강제로 인가하기 위한 스프링과 같은 강제 수단이 제공된다. 노즐은 그에 형성된 분사 구멍을 갖는다. 전자기 액츄에이터는 밸브 개방 방향으로 노즐 니들을 구동한다.
연료의 분사는 노즐 니들의 후방 압력 제어 챔버의 연료 압력을 제어하기 위한 전자기 액츄에이터로서 이용되는 연료 제어 전자기 밸브로 전류가 흐르는 것을 허용하거나 또는 허용하지 않음으로써 전자적으로 제어된다. 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브가 개방 상태일 때, 예를 들어 연료 분사 밸브(5)는 연료 분사 밸브(5)와 연관된 실린더 내로 고압 연료를 분사한다. 연료 분사 밸브(5)로부터 누설된 연료와 후면 압력 제어 챔버로부터 복귀된 연료는 연료 복귀 통로(18, 19)를 통해 연료 탱크(7)로 유동한다.
ECU(10)는 CPU, 저장 유닛, 입력 회로, 출력 회로, 전원 공급 회로, 인젝터 구동 회로 및 펌프 구동 회로의 기능을 포함하는 구성을 구비한 공지된 구조를 갖는 마이크로컴퓨터를 포함한다. CPU는 제어 및 일반적인 프로세스와 같은 프로세스를 수행한다. 다양한 프로그램과 다양한 종류의 데이터를 저장하는데 사용되는 저장 유닛은 통상적으로 ROM 및/또는 RAM이다. 다양한 센서로부터 발생된 센서 신호 및 A/D 프로세스의 결과로서 A/D 컨버터에 의해 발생된 신호는 마이크로컴퓨터로 공급된다.
커먼 레일 연료 분사 시스템은 실린더 결정 센서(31)를 포함하는 실린더 결정 수단을 갖는다. 실린더 결정 센서(31)는 신호 로터, 복수개의 실린더 톱니(또는 돌출부) 및 전자기 픽업을 포함한다. 신호 로터는 캠축의 회전으로 회전한다. 예컨대, 신호 로터는 크랭크축(15)이 2회전하는 동안 1회전한다. 신호 로터의 외주연부에 제공된 실린더 톱니는 실린더와 각각 연관된다. 전자기 픽업은 실린더 톱니와의 거리에 따라 실린더 결정 신호 펄스를 발생시킨다. 더 상세히는, 제1 실린더의 피스톤이 연료 분사 직전의 위치에 도달한 때, 큰 펄스 폭을 갖는 기준 실린더 결정 신호 펄스가 출력된다. 이후에, 제3 실린더의 피스톤이 연료 분사 직전의 위치에 도달할 때, 작은 펄스 폭을 갖는 실린더 결정 신호 펄스가 출력된다. 이후에, 제4 실린더의 피스톤이 연료 분사 직전의 위치에 도달한 때, 작은 펄스 폭을 갖는 실린더 결정 신호 펄스가 출력된다. 이어서, 제2 실린더의 피스톤이 연료 분사 직전의 위치에 도달한 때, 작은 펄스 폭을 갖는 실린더 결정 신호 펄스가 출력된다. 이들 펄스는 각각 G 신호라고 부른다.
커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 크랭크 각도 센서(32)를 포함하는 회전 속도 검출 수단을 갖는다. 크랭크 각도 센서(32)는 신호 로터, 복수개의 크랭크 각도 검출 톱니(또는 돌출부) 및 전자기 픽업을 포함한다. 신호 로터는 크랭크축(15)의 회전과 동기식으로 회전한다. 예컨대, 크랭크축(15)이 1회전하는 동안, 신호 로터는 1회전한다. 크랭크 각도 검출 톱니는 신호 로터의 외주연부에제공된다. 전자기 픽업은 크랭크 각도 검출 톱니와의 거리에 따라 NE 신호 펄스를 발생시킨다. 크랭크 각도 센서(32)는 신호 로터가 1회전하는 동안 복수개의 NE 신호 펄스를 발생시킨다. NE 신호 펄스들 사이의 간격을 측정함으로써, ECU(10)는 엔진 속도(NE)를 알아낸다.
커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 가속기 페달의 개방(ACCP)을 검출하기 위한 가속기 센서(33)를 갖는다. 게다가, 커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 엔진(1)의 냉각수 온도(THW)를 검출하기 위한 수온 센서(34)를 갖는다. 게다가, 커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 커먼 레일(2) 내의 연료의 연료 압력(Pc)을 검출하기 위한 연료 압력 검출 센서(35)를 갖는다. 게다가, 커먼 레일 연료 분사 시스템은 또한 연료 온도(THF)를 검출하기 위한 연료 온도 센서(36)도 갖는다.
ECU(10)는 엔진(1)의 작동 상태에 대한 커먼 레일 연료 압력 최적치를 구한다. ECU(10)는 SCV(4) 구동용 토출 체적 제어 수단(또는 SCV 제어 수단)을 갖는다. 상세히는, ECU(10)는 엔진(1)의 운전 상태에 대한 정보로부터 목표 커먼 레일 연료 압력(Pt)을 구한다. 이 정보는 엔진 속도(NE)와 가속기 개방(ACCP)을 포함한다. ECU(10)는 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 목표 커먼 레일 연료 압력(Pt)과 동일하게 되도록 SCV(4)로 공급되는 펌프 구동 신호를 조정한다. 펌프 구동 신호는 SCV(4)를 구동하는 전류의 크기 또는 SCV 통전 전류의 크기를 나타낸다.
커먼 레일 연료 압력 센서(35)에 의해 검출된 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 목표 커먼 레일 연료 압력(Pt)과 같도록 SCV(4)에 공급된 펌프 구동 신호를 피드백 제어로 하는 것이 바람직하다. SCV(4)에 공급된 펌프 구동 신호의 제어로서 듀티제어를 수행하는 것이 바람직하다. 달리 말하면, 펌프 구동 신호의 듀티 비는 SCV(4)의 개방을 변화시키도록 듀티 제어로 커먼 레일 연료 압력(Pt)에 따라 조정된다. 이러한 방식으로, 높은 정밀도로 디지털 제어가 수행된다. 듀티 비는 펌프 구동 신호의 오프 주기(off period)에 대한 펌프 구동 신호의 온 주기(on period)의 비율로서 정해진다.
ECU(10)는 각각의 실린더의 연료 분사 밸브(5)에 대한 연료 분사 기간 제어와 연료 분사 타이밍 제어를 수행하기 위한 제어 수단을 갖는다. 제어 수단은 엔진(1)의 운전 상태에 최적인 목표 연료 분사 체적(Q)(또는 전류 통전 시간) 및 연료 분사 타이밍(T)(또는 전류 통전 개시 타이밍)을 결정하기 위해 연료 분사 체적 및 연료 분사 타이밍 결정 수단을 갖는다. 제어 수단은 엔진(1)의 운전 상태, 커먼 레일 연료 압력(Pc) 및 목표 연료 분사 체적(Q)에 따른 연료 분사 지령 펄스 주기(Tq)(또는 연료 분사 지령 펄스 폭 또는 연료 분사 펄스 기간)를 구하기 위한 연료 분사 기간 결정 수단을 갖는다. 게다가, 제어 수단은 또한 펄스 연료 분사 밸브 구동 전류(연료 분사 지령 펄스)를 연료 분사 밸브 구동 회로를 통해 각각의 실린더의 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브에 인가하기 위한 연료 분사 밸브 구동 수단을 갖는다.
예를 들어, ECU(10)는 엔진(1)의 운전 상태에 대한 목표 연료 분사 체적(Q)을 구한다. 이러한 경우, 작동 상태는 엔진 속도(NE), 가속기 개방(ACCP) 및 수온(THW)으로써 나타내어진다. 다음에, ECU(10)는 커먼 레일 연료 압력(Pc)과 목표 연료 분사 체적(Q)으로부터 연료 분사 지령 펄스 주기(Tq)를 구한다.
엔진(1)의 작동 상태를 검출하기 위한 작동 상태 검출 수단은 흡입 공기 유동 센서, 흡입 공기 온도 센서, 흡입 공기 압력 센서, 연료 온도 센서 및 연료 분사 체적 센서를 포함할 수 있다. 목표 연료 분사 체적(Q), 연료 분사 타이밍(T) 및 목표 커먼 레일 연료 압력(Pt)은 이들 센서에 의해 발생된 신호에 따라 보정될 수 있다.
이 실시예에 의해 구현된 커먼 레일 연료 분사 시스템에서, 1회 펌프압송 작동마다 2회의 연료 분사가 수행된다. 연료 공급 펌프(3)의 제1 플런저를 상승시킴으로써 연료를 펌프압송하는 작동의 펌프압송 기간은 제2 실린더의 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 기간과 중복된다. 게다가, 연료 공급 펌프(3)의 제2 플런저를 상승시킴으로써 연료를 펌프압송하는 작동의 펌프압송 기간은 제3 실린더의 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간과 중복된다. 제1 및 제4 실린더의 각각의 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 기간은 어떤 펌프압송 기간과도 중복되지 않는다. 연료 공급 펌프(3)는 연료 분사 기간과 펌프압송 기간 사이의 전술한 관계를 갖도록 엔진(1)에 연결된다.
이 실시예의 ECU(10)는 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 갖는 실린더와 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 갖는 실린더 사이의 연료 분사 체적의 차이를 억제하는 제어를 수행한다. 더 상세히는, 이러한 제어를 수행하기 위해, ECU(10)는 제1 및 제2 연료 분사 기간 결정 수단을 갖는다. 제1 연료 분사 기간 결정 수단은 도2에 도시된 제1 기준 특성 맵으로부터 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 갖는 실린더에 대한 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)을 알아낸다. 제1 기준 특성 맵에서 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 갖는 실린더는 제1 및 제4 실린더이다. 한편, 제2 연료 분사 기간 결정 수단은 도3에 도시된 제2 기준 특성 맵으로부터 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 갖는 실린더에 대한 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)을 알아낸다. 제1 기준 특성 맵으로부터 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 갖는 실린더는 제3 및 제2 실린더이다. 도2 및 3에 도시된 바와 같이, 목표 연료 분사 체적(Q)을 위한 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)은 동일한 목표 연료 분사 체적(Q)에 대한 기준 연료 분사 기간(Tqa)보다 짧다.
다음의 설명은 본 실시예의 연료 분사 밸브의 연료 분사 체적 제어 방법을 설명한다. 도4는 연료 분사 체적 제어를 나타내는 흐름도이다. 도4에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴은 도면에 도시되지 않은 점화 스위치를 켠 후에 소정의 타이밍으로 반복적으로 수행된다.
흐름도는 엔진(1)의 크랭크 각이 주어진 실린더, 말하자면, k번째 실린더에 장착된 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 체적 제어를 수행하기 위한 제어 참조 위치와 일치하는지를 결정하기 위한 단계 S1로부터 시작한다. 결정 결과가 "아니오(NO)"이면, 수행 제어는 호출 루틴으로 복귀된다. 예컨대, k번째 실린더에 장착된 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 체적 제어는 이전 사이클에서 k번째 실린더에 장착된 연료 분사 밸브(5)의 체적 분사 종료 직후에 개시될 수 있다. 선택적으로, k번째 실린더에 장착된 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 체적 제어는 동일한 사이클에서 분사 순서대로 k번째 실린더 진전의 실린더에 장착된 연료 분사 밸브(5)의 체적 분사 종료 직후에 개시될 수 있다. k번째 실린더가 제1 실린더이면, 분사 순서대로 k번째 실린더 직전의 실린더는 제2 실린더이다. k번째 실린더가 제3 실린더이면, 분사 순서대로 k번째 실린더 직전의 실린더는 제1 실린더이다. k번째 실린더가 제4 실린더이면, 분사 순서대로 k번째 실린더 직전의 실린더는 제3 실린더이다. k번째 실린더가 제2 실린더이면, 분사 순서대로 k번째 실린더 직전의 실린더는 제4 실린더이다.
단계 S1에서 얻어진 결정 결과가 "예(YES)"이고, 한편 제어 흐름이 G 신호, NE 신호 및 가속 개방(ACCP) 신호와 같은 엔진 파라미터가 입력되는 단계 S2로 진행한다. 특히, NE 신호와 가속 개방(ACCP)이 목표 연료 분사 체적(Q)과 목표 연료 분사 타이밍(T)을 알아내기 위해서 요구된다. 이후에, 다음 단계 S3에서, 목표 연료 분사 체적(Q)은 NE 신호와 가속 개방(ACCP) 신호로부터 구해진다. 이어서, 다음 단계 S4에서, 목표 연료 분사 타이밍(T)은 NE 신호와 가속 개방도(ACCP) 신호로부터 구해진다. 이후에, 다음 단계 S5에서, 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 입력된다.
이어서, 제어 흐름이 G 및 NE 신호에 기초하여 연료가 분사되는 k번째 실린더를 식별하기 위해 단계 S6으로 진행한다. 이후에, 제어 흐름은 단계 S6에서 식별된 k번째 실린더가 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 갖는 실린더인지 또는 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 갖는 실린더인지 결정하기 위한 단계 S7로 진행한다. 결정 결과가 "아니오(NO)", 즉 k번째 실린더가 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 갖는 실린더로 정해지는 비중복 실린더이면, 제어 흐름은 단계 S8로 진행한다. 단계 S8에서, 제1 기준 연료 분사기간(Tqa)은 목표 연료 분사 체적(Q), 커먼 레일 연료 압력(Pc) 및 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa) 사이의 관계를 나타낸 제1 기준 특성 맵을 이용함으로써 구해진다. 제1 기준 특성 맵은 통상적으로 실험 결과로부터 미리 설정된다. 이 실시예에서, 연료 분사 기간과 중복되지 않는 펌프압송 기간을 각각 갖는 실린더는 제1 및 제4 실린더이다. 다음에, 제어 흐름은 단계 S10으로 진행한다.
단계 S7에서 얻어진 결정 결과가 "예", 즉 k번째 실린더가 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 갖는 실린더로서 한정되는 중복 실린더이면, 한편 제어 흐름은 단계 S9로 진행한다. 단계 S9에서, 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)은 목표 연료 분사 체적(Q), 커먼 레일 연료 압력(Pc) 및 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)의 관계를 나타낸 제2 기준 특성 맵을 이용하여 구해진다. 제2 기준 특성 맵은 실험 결과로부터 통상적으로 미리 설정된다. 본 실시예에서, 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간을 각각 갖는 실린더는 제3 및 제2 실린더이다. 다르게는, 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)이 연료 분사 기간과 중복되는 펌프압송 기간의 일부인 계산된 중복 기간에 대해 구해진다는 것을 알아야 한다.
제어 흐름은 단계 S8 또는 S9로부터 목표 연료 분사 타이밍(T)이 최종 연료 분사 타이밍(TFIN)으로 변환되는 단계 10으로 진행한다. 게다가, 최종 연료 분사 타이밍(TFIN) 및 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa) 또는 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)은 최종 연료 체적 지령 값, 즉 밸브 개방 지령치와 밸브 폐쇄 지령치로 변환된다. 이후에, 연료 분사 체적 지령치는 출력 상태에서 설정된다. 이어서, 다음 단계 S11에서, 연료 분사 체적 지령치를 나타내는 연료 분사 밸브 연료 분사지령 펄스는 k번째 실린더의 연료 분사 밸브(5)를 구동하기 위한 k번째 실린더용 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브로 출력된다. 다음에, 제어는 호출 루틴으로 복귀된다.
제1 실시예에 따라, 중복되는 실린더 내로 분사되는 연료와 비중복 실린더 내로 분사되는 연료 사이의 연료 분사 체적의 차이를 감소시키는 것이 가능하다. 달리 말하면, 실린더의 출력이 동일한 크기로 조정될 수 있다. 그 결과, 엔진의 진동과 배기 가스가 억제될 수 있다.
두 개 이상의 제1 기준 Tqa Q PC 특성 맵과 두 개 이상의 Tqb Q PC 특성 맵이 제공될 수 있다. 예를 들어, 연료 분사 기간과 펌프압송 기간 사이의 상이한 크기의 중복에 대해 복수개의 제1 기준 Tqa Q PC 특성 맵 및/또는 복수개의 제2 기준 Tqb Q PC 특성 맵이 제공될 수 있다.
다음의 설명은 본 발명에 적용된 복수개의 다른 실시예를 설명한다. 이들은 제1 실시예와 다른 실시예들의 차이에 초점을 맞춘다. 다음의 설명에서, 제1 실시예에 채용된 대응부와 동일 또는 유사한 구성 요소는 대응부와 동일한 도면 부호를 사용하고 설명을 반복하지 않는다.
(제2 실시예)
제2 실시예의 경우에, 오직 하나의 기준 특성 맵이 이용된다. 기준 특성 맵은 비중복 실린더를 위한 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)을 알아내는데 이용된다. 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)은 중복 실린더에 대한 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)을 알아내기 위해 실제 중복 기간(t)에 따라 보정된다.
보다 상세히는, 보정 수단은 중복되는 실린더용 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)으로부터 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)의 차이를 변화시키도록 비중복 실린더에 대한 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)을 보정하거나 또는 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)으로부터 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)의 차이를 변화시키도록 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)을 보정하기 위해 이용되어 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)이 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)보다 짧도록 한다. 게다가, 보정 수단은 보정량(ΔTq)을 이용함으로써 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)으로부터 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)의 차이를 변화시키도록 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)을 보정하거나 또는 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)으로부터 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)의 차이를 변화시키도록 제2 연료 분사 기간(Tqb)을 보정한다.
예컨대, 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)은 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)과 보정량(ΔTq)에 기초하여 설정된다. 보정량(ΔTq)은 설정 수단에 의해 주어진다. 설정 수단은 비중복 실린더용의 보정량과 중복 실린더용의 다른 보정량을 제공할 수 있다. 설정 수단은 펌프압송 기간과 연료 분사 기간 사이의 중복 기간(t)에 따라 보정량(ΔTq)을 제공할 수 있다. 예컨대, 설정 수단은 중복 기간(t)과 커먼 레일 연료 압력(Pc)에 따라 보정량(ΔTq)을 제공한다. 중복 기간(t)은 검출 수단에 의해 주어질 수 있다. 실제 중복 기간(t)은 실제 펌프압송 기간(=PSTART-PEND)과 실제 체적 분사 주기(Tq)에 기초하여 주어진다. 실제 펌프압송 기간(PSTART-PEND)은 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 통상적인 변화를 모니터링 함으로써 검출될 수 있다.
예를 들어, 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 커먼 레일 연료 압력(Pc)으로부터 검출된다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)은 또한 펌프압송 기간 개시 위상이라고도 한다. 한편, 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 또한 펌프압송 기간 종료 위상이라고도 한다. 실제 체적 분사 주기(Tq)는 기대값을 대입함으로써 대체된다. 예컨대, 실제 체적 분사 주기(Tq)에 근접한 값은 최종 연료 분사 타이밍(TFIN)과 기준 제1 연료 분사 기간(Tqa)으로부터 알아낼 수 있다. 따라서, 검출 수단은 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART), 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND), 최종 연료 분사 타이밍(TFIN) 및 기준 제1 연료 분사 기간(Tqa)에 기초하여 중복 기간(t)을 검출한다.
도5, 도6 및 도7은 연료 분사를 제어하기 위해 제2 실시예에 적용된 방법을 도시한다. 제2 실시예의 경우에, 도4의 흐름도의 단계 S9는 도5의 도시된 흐름도의 단계 S12, S13 및 S14로 대체된다. 게다가, 도6에 도시된 흐름도의 새로운 단계 S21 내지 S24가 수행된다. 연료가 분사되는 실린더가 중복 실린더이면, 제어 흐름은 단계 S7로부터 단계 S12로 진행한다. 단계 S12에서, 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)은 도2에 도시된 제1 기준 특성 맵을 이용함으로써 알게 된다.
이후에, 다음 단계 S13에서, 연료 분사 체적의 보정량(ΔTq)은 도6에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 프로세스를 수행한 후에 구해진다. 연료 분사 체적의 보정량(ΔTq)은 도7에 도시된 특성 맵을 이용함으로써 구해진다. 더 상세히는, 연료 분사 체적의 보정량(ΔTq)은 중복 기간(t)과 커먼 레일 연료 압력(Pc)으로부터 알게 된다. 도7의 특성 맵은 많은 실험의 결과로 미리 설정된다. 보정량(ΔTq)은중복 실린더에 분사된 연료와 비중복 실린더 내에 분사된 연료 사이의 연료 분사 체적의 차이를 감소하는 값으로 설정된다. 이어서, 다음 단계 S14에서, 중복 실린더용의 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)을 알아내기 위해 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)에서 보정량(ΔTq)을 뺀다. 단계 S13에서, 도6에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 프로세스가 중복 기간(t)을 알아내기 위해 수행된다.
ECU(10)는 커먼 레일 연료 압력(Pc)을 모니터링 함으로써 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 검출한다. 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 파형을 분석함으로써 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 알아내는 것이 가능하다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 또한 소정의 파형을 검출하기 위한 전자 회로를 사용함으로써 구할 수 있다. 실행 소프트웨어가 프로세스를 수행하기 위해 ECU(10)를 이용함으로써 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 검출하는 것이 또한 가능하다.
도6에 도시된 흐름도는 도5에 도시된 흐름도의 단계 S6에서 식별된 k번째 실린더의 표준 연료 분사 타이밍에 가장 근접한 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 입력하는 단계 S21에서 시작한다. 이러한 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 k번째 실린더의 직전 사이클에서 ECU(10)에 의해 검출된 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)이다. 단계 S21에서 수행된 처리는 펌프압송 기간 개시 위상을 알아내기 위한 수단과 펌프압송 기간 종료 위상을알아내기 위한 수단에 상응한다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 회전 위상으로서 각각 도시된다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)은 연료 공급 펌프(3)의 토출 밸브가 개방되는 타이밍이다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)은 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 증가하는 경사도가 소정치에 도달하는 지점이다. 통상적으로, 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)은 제2 또는 제3 실린더의 BTDC 78도 CA 부근의 위치에 상응한다. 한편, 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 연료 공급 펌프(3)의 플런저가 상사점(최대 상승량 위치)에 도달하는 타이밍이다. 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 증가하는 경사도가 한번 소정의 값을 초과한 후에 소정의 값에 돌아오는 시점이다. 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 통상적으로 제2 또는 제3 실린더의 ATDC 48도 CA 부근의 위치에 상응한다.
이후에, 다음 단계 S22에서, 도5에 도시된 흐름도의 단계 S12에서 구해진 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)이 입력된다. 이어서, 다음 단계 S23에서, 최종 연료 분사 타이밍(TFIN)이 입력된다. 이후에, 다음 단계 S24에서, 중복 기간(t)이 구해진다. 연료 공급 펌프(3)의 실제 펌프압송 기간은 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND) 사이(PEND-PSTART)에서 차이가 있다. 시험적인 실제 펌프압송 기간은 최종 연료 분사 타이밍(TFIN)과 제1 기준 연료 분사 기간(Tqa)에 의해 표현된다. 단계 S24에서, 중복 기간(t)은 실제 펌프압송 기간과 시험적인 실제 펌프압송 기간으로부터 구해진다. 단계 S24에서 수행된 프로세스는 중복 기간(t)을 찾아내기 위한 수단에 상응한다. 단계 S24에서 수행된 프로세스는 실제 펌프압송 기간을 구하기 위한 수단에 의해 수행되는 프로세스를 포함한다.
제2 실시예에 따라, 제2 기준 연료 분사 기간(Tqb)은 상이한 중복 기간에 대해 구해질 수 있어 높은 정밀도로 연료 분사 체적의 제어를 수행하는 것을 가능하다.
(제3 실시예)
도8 내지 12는 제3 실시예를 도시하고, 도8은 연료 분사 밸브에 의한 연료 분사 제어하는 방법을 나타내는 흐름도를 도시한다. 한편, 도9는 중복 기간을 찾아내는 방법을 나타낸 흐름도를 도시한다. 도8 및 9에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴은 점화 스위치가 켜진 후에 소정의 타이밍으로 반복적으로 수행된다.
도8에 도시된 흐름도는 엔진 파라미터가 입력되는 단계 S31부터 시작한다. 엔진 파라미터는 엔진 속도(NE) 및 가속 개방(ACCP)도를 포함한다. 이후에, 다음 단계 S32에서, 목표 연료 분사 체적(Q)은 엔진 속도(NE) 및 가속 개방도(ACCP)로부터 구해진다. 이어서, 다음 단계 S33에서, 목표 연료 분사 타이밍(T)은 엔진 속도(NE) 및 가속 개방도(ACCP)로부터 구해진다. 다음에, 다음 단계 S34에서, 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 입력된다.
이어서, 다음 단계 S35에서, 목표 연료 분사 타이밍(T)은 기준 연료 분사 타이밍(TBASE)으로 변환된다. 이후에, 기준 연료 분사 기간(TqBASE)은 커먼 레일 연료 압력(Pc) 및 기준 연료 분사 타이밍(TBASE)으로부터 구해진다. 이어서, 다음 단계 S36에서, 기준 연료 분사 타이밍(TBASE)과 기준 연료 분사 기간(TqBASE)이 보정된다. 보정된 기준 연료 분사 타이밍(TBASE) 및 보정된 기준 연료 분사 기간(TqBASE)은 각각 Tcom 및 Tqcom이라고도 한다.
이후에, 다음 단계 S37에서, 중복 기간(t)이 구해진다. 보정량(ΔTq)은 도12에 도시된 바와 같이 보정량(ΔTq), 중복 기간(t) 및 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 관계를 나타내는 특성 맵을 이용하여 구해진다. 도9는 중복 기간(t)과 커먼 레일 연료 압력(Pc)을 구하기 위한 상세한 프로세스를 나타내는 흐름도를 도시한다. 이어서, 다음 단계 S38에서, 최종 연료 분사 기간(TqFINAL)을 산출하기 위해 보정된 기준 연료 분사 기간(Tqcom)에서 보정량(ΔTq)을 뺀다.
이후에, 다음 단계 S39에서, 보정된 기준 연료 분사 타이밍(Tcom)은 최종 기준 연료 분사 타이밍(TFINAL)으로 변환된다. 최종 연료 분사 기간(TqFINAL)과 최종 기준 연료 분사 타이밍(TFINAL)은 연료 분사 체적 지령치, 즉 밸브 개방 지령치와 밸브 폐쇄 지령치로 변환된다. 다음에, 연료 분사 체적 지령치들은 출력 상태에서 설정된다. 이어서, 다음 단계 S40에서, 연료 분사 체적 지령값을 나타내는 연료 분사 밸브 연료 분사 지령 펄스는 k번째 실린더의 연료 분사 밸브(5)를 구동하기 위한 k번째 실린더를 위한 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브로 출력된다. 이후에, 제어는 호출 루틴으로 복귀된다.
도9에 도시된 흐름도는 연료 공급 펌프(3)의 SCV(4)용 구동 신호가 입력되는 단계 S41부터 시작된다. 그런 후, 다음 단계 S42에서 펌프 토출 체적(Qp)이 도10에 도시된 특성 맵을 이용하여 구해진다. 특성 맵은 엔진 속도(NE), SCV 구동 신호 및 펌프 토출 체적(Qp) 사이의 관계를 나타내고, 이들은 실험의 결과로부터 통상 미리 얻어진다. 다시 말해, 펌프 토출 체적(Qp)은 엔진 속도(Qp) 및 SCV 구동 신호로부터 구해진다.
계속해서, 다음 단계 S43에서 펌프압송 기간은 펌프압송 토출 체적(Qp) 및 크랭크 각으로부터 구해진다. 도11에 도시된 바와 같이, 펌프압송 기간(Pd) 및 펌프 토출 체적(Qp)은 고정된 관계를 갖는다. 그런 후, 다음 단계 S44에서, 기준 연료 분사 기간(Tcom), 기본 연료 분사 타이밍(Tqcom), 연료 분사 개시 지연 시간(TDM) 및 연료 분사 종료 지연 시간(TDEM)이 입력된다. 따라서, 단계 S44에서 수행되는 프로세스는 연료 분사 개시 지연 시간 산출 수단 및 연료 분사 종료 지연 시간 산출 수단에 의해 수행되는 프로세스를 포함한다.
도11에 도시된 바와 같이 연료 분사 개시 지연 시간(TDM)은 연료 분사 타이밍이 도달한 후에 노즐 니들을 상승시키는 작동의 개시로부터 실제 연료 분사까지의 소요되는 시간 주기이다. 연료 분사 밸브(5)는 커먼 레일 연료 압력(Pc)에 따라 노즐 니들을 상승시킴으로써 이의 전자기 밸브를 개방시키는 구성을 갖는다. 따라서, 연료 분사 개시 지연 시간(TDM)은 커먼 레일 연료 압력(Pc)에 따라 변동한다. 이러한 이유로, 통상적으로 실험의 결과로부터 연료 분사 개시 지연 시간(TDM)과 커먼 레일 연료 압력(Pc) 사이의 관계를 미리 찾아냄으로써 특성 맵을 작성하는 것이 바람직한다.
한편, 연료 분사 종료 지연 시간(TDEM)은 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브로 흐르는 전류를 차단하는 작동으로부터 도10에 도시된 바와 같이 연료의 분사의 실제 종료까지 소요되는 시간 주기이다. 이 경우, 통상적으로 실험의 결과로부터연료 분사 종료 지연 시간(TDEM)과 커먼 레일 연료 압력(Pc) 사이의 관계를 찾음으로써 특성 맵을 미리 생성하는 것이 가장 좋다.
이어서, 다음 단계 S45에서 연료 분사 개시 타이밍 산출 수단은 연료 분사 개시 지연 시간(TDM)과 기준 연료 분사 기간(Tcom)으로부터 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 개시 타이밍(T1)을 구한다. 그런 후, 연료 분사 종료 타이밍 산출 수단은 연료 분사 종료 지연 시간(TDEM), 기준 연료 분사 기간(Tcom) 및 기준 연료 분사 타이밍(Tqcom)으로부터 연료 분사 밸브(5)의 연료 분사 종료 타이밍(T2)을 구한다. 그런 후, 실제 연료 분사 기간 산출 수단은 연료 분사 개시 타이밍(T1) 및 연료 분사 종료 타이밍(T2)으로부터 실제 연료 분사 기간(ATq)을 구한다.
그런 후, 다음 단계 S46에서, 중복 기간 산출 수단은 펌프압송 기간(Pd) 및 실제 연료 분사 기간(ATq)의 중복 기간(t)을 구한다. 그 다음, 다음 단계 S47에서 연료 분사 기간 보정량 산출 수단은 실험의 결과로부터 통상적으로 미리 생성된 특성 맵을 이용하여 보정량(ΔTq)을 구한다. 도12에 도시된 바와 같이, 특성 맵은 커먼 레일 연료 압력(Pc), 중복 기간(t) 및 보정량(ΔTq) 사이의 관계를 나타낸다.
펌프 작동마다 1회 분사 또는 2회 펌프 작동마다 2회 분사와 같은 동기식 분사의 경우, 연료 분사 기간이 펌프압송 기간 종료 위상의 의존하는 임의의 방식으로 펌프압송 기간에 중복되거나 또는 중복되지 않을 수 있는 것은 가능성의 범위에 있다. 펌프압송 작동마다 2회 분사 또는 4회 펌프압송 작동마다 6회 분사와 같은 비동기식 분사의 경우에는, 한편 일부 실린더는 확실하게 중복 실린더인 반면, 다른 실린더는 확실하게 비중복 실린더이다.
제3 실시예에 따라, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 실린더에서 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 종복되는 경우와 동일한 실린더에서 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 경우 사이의 연료 분사 체적의 차이를 억제하는 것이 가능하다. 그 결과, 연료 공급 펌프(3)의 펌프압송 기간이 실린더의 작동 기간과 상이한 엔진(1)에 사용되는 실린더의 중복된 경우와 중복되지 않은 경우 사이의 연료 분사 체적의 차이를 억제하는 것이 가능하다. 게다가, 중복 실린더와 비중복 실린더 사이의 연료 분사 체적의 차이를 억제하는 것이 가능하다.
(제4 실시예)
제4 실시예의 경우, ECU(10)는 제2 실시예에 의해 수행되는 프로세스에 부가하여 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART)과 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 검출하기 위한 프로세스를 수행한다.
ECU(10)는 로우 패스 필터(10a) 및 하이 패스 필터(10b)를 포함하고, 이들은 커먼 레일 연료 압력 검출 센서(35)로부터 수신되는 신호에 필터링 프로세스를 수행하기 위해 사용된다. 로우 패스 필터(10a)는 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 느린 변화를 검출한다. 로우 패스 필터(10a)에 의해 출력된 값은 평균적인 커먼 레일 연료 압력(Pc)을 나타낸다. 로우 패스 필터(10a)는 SVC(4)를 제어하기 위해 사용되는 안정된 신호를 출력한다. 로우 패스 필터(10a)에 의해 출력된 값은 연료 공급 펌프(3)의 펌프압송 행정의 종료와 다음 분사 사이의 기간에서 취한 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 평균치이다. 한편, 하이 패스 필터(10b)는 빠른 변화를 검출한다. 하이 패스 필터(10b)에 의해 출력된 값은 순간적인 커먼 레일 연료 압력(Pc)을 나타낸다. 하이 패스 필터(10b)는 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 검출하기 위해 사용되는 신호를 출력한다. 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)은 비교적 큰 기울기를 갖는 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 변화에 기초하여 검출된다. 로우 패스 필터(10a) 및 하이 패스 필터(10b)는 ECU(10)에 의해 실행되는 소프트웨어 프로세스의 부하를 감소시켜서, 처리 속도를 증가시킨다.
도13은 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)을 검출하기 위하여 제4 실시예에 의해 수행되는 검출 프로세스를 나타내는 흐름도이다. 제4 실시에의 경우에 제2 실시예의 프로세스가 도13에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 과정에서 검출된 펌프압송 기간 개시 타이밍(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 타이밍(PEND)에 기초하여 수행된다.
점화 스위치가 켜진 후에 도13에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴이 0.5 msec 내지 1.0 msec 범위 또는 6도 CA 범위 내의 타이밍과 같은 소정 타이밍으로 수행된다.
도13에 도시된 흐름도는 하이 패스 필터(106)의 출력이 현재 커먼 레일 연료 압력(Pci)으로서 입력되는 단계 S131로 시작한다. 그런 후, 직전의 커먼 레일 연료 압력(Pci1)이 메모리로부터 판독된다. 직전의 커먼 레일 연료 압력(Pci1)은 현재 시간에서 소정 기간만큼 앞서는 이전 시간에서 또는 현재 크랭크각에서 크랭크각으로 소정 차이만큼 선행하는 이전 크랭크각에서 메모리에 입력되어 저장된다.이어서, 루틴의 흐름은 직전의 커먼 레일 연료 압력(Pci1)으로부터 현재 커먼 레일 연료 압력(Pci)의 차이(ΔPc)를 구하는 단계 S132로 진행한다. 그런 후, 루틴은 차이(ΔPc)가 제1 소정치(PR1) 이상인 지의 여부를 결정하는 단계 S133으로 진행한다. 결정의 결과가 예(YES)이면, 루틴의 흐름은 현재 위치가 펌프압송 기간 개시 위상(PSTART)으로서 사용되고 메모리 내에 저장된다. 그런 후, 현재 커먼 레일 연료 압력(Pci)은 메모리에 바로 직전 커먼 레일 연료 압력(Pci1)으로 저장된다.
한편, 만일 단계 S133에서 얻어진 결정 결과가 아니오(NO)이면, 루틴의 흐름은 차이(ΔPc)가 제2 소정치(PR2) 이상이나 제3 소정치(PR3) 이하인지를 결정하는 단계 S135로 진행한다. 제1 소정치(PR1), 제2 소정치(PR2) 및 제3 소정치(PR3)는 다음의 관계 즉 PR1 > PR3 > PR2를 만족한다는 것을 알아야 한다. 만일 결정의 결과가 아니오이면, 현재 커먼 레일 연료 압력(Pci)은 메모리에 현재 바로 직전 커먼 레일 연료 압력(Pci1)으로 저장된다. 제2 소정치(PR2)가 연료의 분사에 의해 발생하는 전압 강하로부터 차이(ΔPc)를 구별시키기 위한 값이라는 것을 알 필요가 있다. 한편, 제1 소정치(PR3)는 연료 분사 밸브(5)의 정적 누설에 의해 발생하는 전압 강하로부터 차이(ΔPc)를 구별시키기 위한 값이다.
한편, 만일 단계 S135에서 얻어진 결정 결과가 예(YES)이면, 루틴의 흐름은 현재 위상이 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)으로서 저장되는 단계 S136으로 진행한다. 그런 후, 현재 커먼 레일 연료 압력(Pci)은 직전 커먼 레일 연료 압력(Pci1)으로 메모리에 저장된다.
단계 S135에서 예(YES)의 결정 결과를 얻기 위하여 현재 조건 이외 펌프압송기간 개시 타이밍(PSTART)이 이미 검출된 조건을 부가하는 것이 가능하다. 대안으로서, 단계 S135에서 예(YES)의 결정 결과를 얻기 위하여 현재 조건 이외에 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 이미 증가하는 조건을 부가하는 것도 가능하다.
제4 실시예에 따라, 펌프압송 기간은 소프트웨어 프로세스를 수행함으로써 구해질 수 있다. 따라서, 중복 기간(t)은 가변 펌프압송 기간에 대해 구해질 수 있다. 그 결과, 연료 분사 체적은 높은 정밀도로 조정될 수 있다.
제2 및 제4 실시예에서 중복 기간을 구하기 위해 채택된 방법들이 비동기 형태의 연료 공급 펌프에도 적용될 수 있다. 예를 들면, 제4 실시예에 의해 제공된 방법의 사용으로 구해진 중복 기간(t)은 제3 실시예의 설명에서 설명된 보정량(ΔTq)을 구하기 위해 사용될 수 있다. 부가하여, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 실린더에서 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 경우와 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 동일한 실린더에서 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 경우 사이의 연료 분사 체적의 차이를 제거하는 것이 가능하다.
(제5 실시예)
도14 내지 도20은 본 발명의 제5 실시예를 도시한다. 도14에서 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴은 점화 스위치가 켜진 후에 소정 타이밍으로 반복적으로 수행된다.
흐름도는 커먼 레일 연료 압력(Pc)이 입력되는 단계 S141에서 시작한다. 그런 후, 단계 S142에서 도13으로 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴이 펌프압송 기간 개시 위상(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)을 검출하고 그것들을 메모리에 저장하기 위해 호출된다. 이어서, 다음 단계(S143)에서 360도 CA의 주기 동안의 펌프압송 체적(Qp)은 펌프압송 기간 개시 위상(PSTART), 펌프압송 기간 종료 위상(PEND), 연료 공급 펌프(3)의 캠 프로파일(또는 플런저 위치) 및 크랭크각으로부터 구해진다. 도15에 도시된 바와 같이, 펌프압송 체적(Qp)은 정현 곡선에 근사화될 수 있는 캠 프로파일로부터 기하학적으로 구해질 수 있다.
그런 후, 다음 단계 S144에서 기준 연료 분사 밸브 정적 누설량(QSLBASE)이 도16에 도시된 것과 같이 커먼 레일 연료 압력(Pc), 엔진 속도(NE) 및 기준 연료 분사 밸브 정적 누설량(QSLBASE) 사이의 관계를 나타내기 위하여 실험의 결과로부터 미리 생성된 특성 맵 또는 식을 사용하여 구해진다. 이어서, 연료 온도 보정 계수(α)는 도17에 도시된 바와 같이 연료 온도(THF)와 연료 온도 보정 계수(α) 사이의 관계를 나타내기 위해 실험의 결과로부터 미리 생성된 특성 맵 또는 식을 사용하여 구해진다. 최종적으로, 기준 연료 분사 밸브 정적 누설량(QSLBASE)은 정적 누설량(QSL)을 구하기 위하여 연료 온도 보정 계수(α)에 의해 곱해진다.
이어서, 다음 단계 S145에서 연료 분사 밸브 동적 누설량(QDL)이 도18에 도시된 바와 같이 목표 연료 분사 기간(Tq), 커먼 레일 연료 압력(Pc) 및 연료 분사 밸브 동적 누설량(QDL) 사이의 관계를 나타내도록 실험의 결과로부터 미리 생성된 특성 맵 또는 식을 사용하여 구해진다. 그런 후, 다음 단계 S146에서 목표 연료 분사 체적(Q)이 연료 분사 체적(QINJ)으로 변환되고, 그런 후 메모리에 저장된다.
이어서, 다음 단계 S147에서, 도19의 타이밍 차트 내에 도시된 바와 같은 360도 CA 주기 동안에 일어나는 커먼 레일 연료 압력(Pc)의 차이(ΔP)가 구해진다.이를 보다 상세히 설명하면, 커먼 레일 연료 압력(Pc)은 차이(ΔP)를 구하기 위해 감시된다. 예를 들면, 커먼 레일 연료 압력(Pc)은 주기적으로 저장된다. 그런 후, 차이(ΔP)는 이전 커먼 레일 연료 압력(Pcn360)으로부터 현재 커먼 레일 연료 압력(Pcn)으로의 차이(ΔP)가 계산된다.
그런 후, 다음 단계 S148에서, 압력 증가(ΔP) 만큼 연료 압력을 증가시키기 위해 필요한 연료 체적 증가인, 연료 분사 시스템의 고압부의 연료 체적 증가(ΔV)는 실험의 결과로부터 미리 생성된 특성 맵 또는 아래에 주어진 식을 사용하여 계산된다.
ΔV = (V/E) × ΔP
여기서 기호 E는 부피 계수(bulk modulus)이다.
이어서, 다음 단계 S149에서 연료 누설량 산출 수단은 아래에 주어진 식과 도20에 도시된 연료 소모 분포를 사용하여 360도 CA의 기간에서 연료 누설량(QLEAK)을 계산한다.
QLEAK = Qp - (QSL ×4) - (QDL ×2) - (QINJ ×2) - ΔV
상기 식은 펌프압송 작동마다 2회 분사 그리고 360도 CA마다 2회 분사인 4기통 엔진을 위한 식이다.
그런 후, 루틴의 흐름은 연료 누설량(QLEAK)이 소정치(QL1)보다 큰 지를 결정하는 단계 S150으로 진행한다. 만일 결정의 결과가 아니오(NO)이면, 프로세스 흐름은 도14에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 루틴을 벗어난다. 한편, 만일 단계 S150에서 얻어진 결정 결과가 예(YES)이면, 고압 연료 파이프 통로 내에 연료 누설이 있다는 것으로 결정된다. 이 경우, 루틴의 흐름은 다양한 종류의 프로세스가 수행되는 단계 S151로 진행한다. 프로세스로서는 최소한의 운전 조건을 유지하거나 엔진을 정지시키도록 연료 분사 제어 또는 펌프 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 연료 누설량(QLEAK)은 도13에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 프로세스를 수행함으로써 구해질 수 있는 PSTART 또는 PEND로부터 정확하게 구해질 수 있다. 연료 공급 펌프(3)의 비정상 및 고장의 경우, 연료 분사 밸브(5)의 개방 이상의 경우 그리고 연료 분배 시스템의 이상 또는 고장의 경우에, 최소 운전 조건을 유지하거나 또는 엔진을 정지시키기 위해 연료 분사 제어 또는 펌프 제어를 수행하는 것이 가능하다.
(제6 실시예)
도21은 제6 실시예에 의해 실현된 엔진 제어 유닛(10)을 도시하는 블록 다이어그램이다. ECU(10)는 실제 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)을 검출하기 위한 검출 수단(61)을 갖는다. 검출 수단(61)은 도13에 도시된 흐름도에 의해 나타낸 프로세스를 수행함에 의해 실제 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)을 검출한다. 또한, ECU(10)는 기준 펌프 종료 위상을 저장하기 위하여 기준 펌프압송 기간 종료 위상 저장 수단(62)을 갖는다. 기준 펌프압송 지간 종료 위상 저장 수단(62)은 통상적으로 EEPROM 또는 RAM 이다. 기준 펌프 종료 위상은 엔진 시스템의 설계에서 가정되는 이상적인 조립 상태를 기초하여 결정된다. 기본 펌프 종료 위상은 또한 이상적인 상태로 조정된 엔진(1) 및 연료 공급 펌프(3)의 조립 상태에서 실험적으로 구해질 수 있다. 예컨대, 커먼 레일 연료 압력(Pc)은 도22의 파형(Pc0)에 의해 도시된 이상적인 상태로 변화한다. 또한, ECU(10)는 위상 차이 산출 수단(63)을 갖는다. 위상 차이 산출 수단(63)은 실제 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)과 기준치(PRR) 사이의 차이(CC)를 구한다. 차이(CC)는 차이(CC)에 따라 엔진을 제어하기 위하여 엔진 제어 수단(64)으로 공급된다. 예를 들면, 연료 분사 체적의 제어 또는 펌프 제어는 차이(CC)에 따라 보정된다. 차이(CC)는 연료 공급 펌프(3)와 엔진(1)의 조립의 에러를 나타낸다. 크랭크축(15)의 회전 위치에 대한 위상인 연료 공급 펌프(3)의 캠축의 위상이 정상 위상으로부터 이동될 때 예컨대 차이(CC)는 증가한다. 이러한 에러가 존재할 때, 커먼 레일 연료 압력(Pc)은 도22의 파형(Pc1 또는 Pc2)에 의해 도시된 바와 같이 통상적으로 변화한다. 이 경우, 위상 차이 산출 수단(63)은 위상 차이(C1) 또는 위상 차이(C2)를 각각 생성한다.
전술된 바와 같이, 제6 실시예의 경우 연료 공급 펌프(3)의 조립 에러는 검출될 수 있다. 또한, 조립 에러에 따라 엔진 제어를 수행하는 것이 가능하다.
(변경예)
전술된 실시예의 구성 요소를 위한 대안으로서, 다음의 구성 요소가 채택될 수 있다. 예컨대, 커먼 레일 연료 압력(Pc)에 대한 대안으로서 연료 공급 펌프(3)에 의해 토출되는 연료의 압력을 사용하는 것이 가능하다. 연료 공급 펌프(3)에 의해 토출되는 연료의 압력은 연료 공급 펌프(3)와 연료 분사 밸브(5) 사이의 연료 통로 상에 설치된 연료 압력 센서를 사용하여 검출될 수 있다.
또한, 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브를 구동하기 위한 신호는 다중 단계로 조정될 수 있다. 예컨대, ECU(10)는 연료 분사 밸브(5)의 전자기 밸브를 개방하는 작동으로부터 개시하는 첫번째 주기 동안 연료 분사 밸브(5)로 첫번째 전류가 안내되고, 그후 전자기 밸브를 밀폐하는 작동에 의해 종료되는 두번째 주기 동안 연료 분사 밸브(5)로 두번째 전류가 안내되는 제어 구성을 설정할 수 있다. 이 경우, 중복 기간(t)에 따른 보정이 제1 또는 제2 주기 또는 양 주기 모두에 적용될 수 있다. 예컨대, 긴 중복 기간(t)의 경우 제1 또는 제2 주기는 단축된다.
실시예들에서 사용된 산출 방법들에 대한 대안으로서, 펌프압송 체적(Qp)이 엔진 속도(NE), 흡기 조정 밸브(4)의 개방 또는 흡기 조정 밸브(4)로 흐르는 전류(또는 소위 SCV 통전 전류) 및 커먼 레일 연료 압력(Pc)으로부터 구해지는 실시예를 제공하는 것이 가능하다. 더욱이, 연료 누설량(QL)이 펌프압송 체적(Qp), 목표 연료 분사 체적(Q) 및 연료 누설량(QL)으로부터 구해지는 실시예를 제공하는 것도 가능하다.
또한, 실시예에서 수행되는 프로세스에 대한 대안으로서, 다음의 과정이 수행될 수 있다. 연료 공급 펌프(3)의 캠 프로파일(또는 캠 위상 또는 플런저 위치), 펌프압송 기간 개시 위상(PSTART) 및 펌프압송 기간 종료 위상(PEND)으로부터 펌프압송 체적(Qp)을 기하학적으로 계산하는 프로세스가 수행될 수 있다. 게다가, 펌프압송 체적(Qp) 및 연료 분사 펌프(3)의 캠 프로파일로부터 실제 펌프압송 기간을 기하학적으로 계산하는 프로세스가 수행될 수 있다. 더욱이, 목표 연료 분사 기간(Tq), 목표 연료 분사 타이밍(T), 연료 분사 개시 지연 시간 및 연료 분사 종료 지연 시간으로부터 연료 분사 밸브(5)의 실제 연료 분사 타이밍을 기하학적으로 계산하는 프로세스가 수행될 수 있다. 또한, 실제 펌프압송 기간 및 실제 연료 분사 기간으로부터 실제 중복 기간을 기하학적으로 계산하는 프로세스가 수행될 수 있다. 더욱이, 펌프압송 기간 종료 위상으로서, 연료 공급 펌프(3)의 엔진 조립의 기하학적인 위치에 대한 정보가 필요할 때에 구할 수 있도록 메모리 내에 저장될 수 있다.
비록 전술된 실시예에서 중복 기간은 시간의 기간으로 지시되었지만, 중복 기간은 크랭크각 또는 캠 각에 의해 측정되어 지시될 수 있다.
본 발명에 의하여, 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되는 실린더와 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간이 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 중복되지 않는 실린더 사이의 연료 분사 체적의 차이를 제거함으로써 엔진의 각각의 실린더의 연료 분사 체적을 제어하는 정밀도를 개선할 수 있는 축압식 연료 분사 시스템이 제공된다.

Claims (29)

  1. 내연 기관에 사용되는 축압식 연료 분사 시스템이며,
    연료를 분사하기 위한 압력으로 고압 연료를 가압하고 저장하기 위한 어큐뮬레이터와,
    연료를 흡입하고 상기 흡입된 연료를 상기 어큐뮬레이터로 펌프압송하기 위한 압력을 인가하도록 상기 내연 기관에 의해 구동되는 연료 공급 펌프와,
    상기 내연 기관의 각 실린더에 제공되고 상기 실린더 내로 상기 고압 연료를 분사함으로써 상기 어큐뮬레이터에 축적된 고압 연료를 상기 실린더로 공급하는 데 사용되는 연료 분사 밸브와,
    상기 연료 공급 펌프에 의해 토출되는 연료의 압력을 검출하기 위한 연료 압력 검출 수단과,
    상기 내연 기관의 운전 조건에 따라 설정된 목표 연료 분사 체적과 상기 연료 압력 검출 수단으로부터 검출된 연료 압력으로부터, 상기 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간이 상기 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간과 중복되지 않는 상기 내연 기관의 실린더의 연료 분사 기간을 결정하기 위한 제1 연료 분사 기간 결정 수단과,
    상기 목표 연료 분사 체적, 상기 검출된 연료 압력 및 상기 펌프압송 기간과 상기 연료 분사 기간의 중복 기간으로부터 상기 펌프압송 기간이 상기 연료 분사 기간과 중복되는 상기 내연 기관의 실린더의 연료 분사 기간을 결정하기 위한 제2연료 분사 기간 결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 연료 분사 기간 결정 수단은 상기 목표 연료 분사 체적 및 검출된 연료 압력에 의해 한정된 제1 기본 맵을 이용하여 상기 연료 분사 기간을 결정하고, 상기 제2 연료 분사 기간 결정 수단은 상기 제1 기본 맵과는 상이하고 상기 목표 연료 분사 체적 및 상기 검출된 연료 압력에 의해 한정된 제2 기본 맵을 이용하여 상기 연료 분사 기간을 결정하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 연료 분사 기간 결정 수단은 상기 목표 연료 분사 체적 및 검출된 연료 압력에 의해 한정된 기본 맵을 이용하여 제1 연료 분사 기간을 구하고, 상기 제2 연료 분사 기간 결정 수단은 상기 중복 기간에 따라 상기 제1 연료 분사 기간 결정 수단에 의해 구해진 상기 제1 연료 분사 기간을 보정하여 제2 연료 분사 기간을 구하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  4. 내연 기관에 사용되는 축압식 연료 분사 시스템이며,
    연료를 분사하기 위한 압력으로 고압 연료를 가압하고 저장하기 위한 어큐뮬레이터와,
    연료를 흡입하고 상기 흡입된 연료를 상기 어큐뮬레이터로 펌프압송하기 위한 압력을 인가하도록 상기 내연 기관에 의해 구동되는 연료 공급 펌프와,
    상기 내연 기관의 각 실린더에 제공되고 상기 실린더 내로 상기 고압 연료를 분사함으로써 상기 어큐뮬레이터에 축적된 고압 연료를 상기 실린더로 공급하는 데 사용되는 연료 분사 밸브와,
    상기 연료 공급 펌프에 의해 토출되는 연료의 압력을 검출하기 위한 연료 압력 검출 수단과,
    상기 내연 기관의 운전 조건에 따라 설정된 목표 연료 분사 체적 및 상기 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료 압력으로부터 연료 분사 기간을 결정하기 위한 연료 분사 기간 결정 수단과,
    상기 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간이 상기 연료 분사 밸브의 연료 분사 기간과 중복되는 중복 기간을 산출하기 위한 중복 기간 산출 수단과,
    상기 중복 기간에 따라 상기 연료 분사 기간을 보정하기 위한 연료 분사 기간 보정 수단을 포함하는 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 연료 분사 기간 보정 수단은 상기 중복 기간으로부터 연료 분사 기간 보정량을 계산하는 보정량 산출 수단을 구비하고, 상기 연료 분사 기간은 상기 연료 분사 기간 보정량에 기초하여 보정되는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 중복 기간 결정 수단은 상기 검출된 연료 압력으로부터 펌프압송 기간 개시 위상을 구하기 위한 펌프압송 기간 개시 위상 산출 수단과, 상기 검출된 연료 압력으로부터 펌프압송 기간 종료 위상을 구하기 위한 펌프압송 기간 종료 위상 산출 수단과, 상기 펌프압송 기간 개시 위상 및 펌프압송 기간 종료 위상으로부터 실제 펌프압송 기간을 구하기 위한 실제 펌프압송 기간 산출 수단을 포함하고,
    상기 중복 기간은 상기 실제 펌프압송 기간, 상기 연료 분사 기간 및 상기 내연 기관의 운전 상태에 따라 설정되는 연료 분사 타이밍으로부터 구해지는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 중복 기간 결정 수단은 상기 검출된 연료 압력으로부터 펌프압송 기간 개시 위상을 구하기 위한 펌프압송 기간 개시 위상 산출 수단과, 상기 검출된 연료 압력으로부터 펌프압송 기간 종료 위상을 구하기 위한 펌프압송 기간 종료 위상 산출 수단과, 상기 펌프압송 기간 개시 위상 및 상기 펌프압송 기간 종료 위상으로부터 실제 펌프압송 기간을 구하기 위한 실제 펌프압송 기간 산출 수단을 포함하고,
    상기 중복 기간은 상기 실제 펌프압송 기간, 상기 연료 분사 기간 및 상기 내연 기관의 운전 상태에 따라 설정되는 연료 분사 타이밍으로부터 구해지는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  8. 제4항에 있어서, 상기 중복 기간 산출 수단은 상기 연료 공급 펌프의 토출체적으로부터 펌프압송 기간을 계산하기 위한 펌프압송 기간 산출 수단을 구비하고, 상기 중복 기간 산출 수단은 상기 펌프압송 기간과 상기 연료 분사 기간으로부터 중복 기간을 산출하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  9. 제5항에 있어서, 상기 중복 기간 산출 수단은 상기 연료 공급 펌프의 토출 체적으로부터 펌프압송 기간을 계산하기 위한 펌프압송 기간 산출 수단을 구비하고, 상기 중복 기간 산출 수단은 상기 펌프압송 기간과 상기 연료 분사 기간으로부터 중복 기간을 계산하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  10. 제4항에 있어서, 상기 중복 기간 산출 수단은 연료 분사 개시 타이밍을 계산하기 위한 연료 분사 개시 타이밍 산출 수단과, 연료 분사 종료 타이밍을 계산하기 위한 연료 분사 종료 타이밍 산출 수단과, 상기 연료 분사 개시 타이밍과 상기 연료 분사 종료 타이밍으로부터 실제 연료 분사 기간을 계산하기 위한 실제 연료 분사 기간 산출 수단과, 펌프압송 기간을 계산하기 위한 펌프압송 기간 산출 수단을 포함하고,
    상기 중복 기간 산출 수단은 상기 실제 연료 분사 기간 및 상기 펌프압송 기간으로부터 중복 기간을 계산하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  11. 제5항에 있어서, 상기 중복 기간 산출 수단은 연료 분사 개시 타이밍을 계산하기 위한 연료 분사 개시 타이밍 산출 수단과, 연료 분사 종료 타이밍을 계산하기위한 연료 분사 종료 타이밍 산출 수단과, 상기 연료 분사 개시 타이밍 및 상기 연료 분사 종료 타이밍으로부터 실제 연료 분사 기간을 계산하기 위한 실제 연료 분사 기간 산출 수단을 구비하고,
    상기 중복 기간 산출 수단은 상기 실제 연료 분사 기간 및 상기 펌프압송 기간으로부터 중복 기간을 계산하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  12. 제6항에 있어서, 상기 중복 기간 산출 수단은 연료 분사 개시 타이밍을 계산하기 위한 연료 분사 개시 타이밍 산출 수단과, 연료 분사 종료 타이밍을 계산하기 위한 연료 분사 종료 타이밍 산출 수단과, 상기 연료 분사 개시 타이밍 및 상기 연료 분사 종료 타이밍으로부터 실제 연료 분사 기간을 계산하기 위한 실제 연료 분사 기간 산출 수단과, 펌프압송 기간을 계산하기 위한 펌프압송 기간 산출 수단을 포함하고,
    상기 중복 기간 산출 수단은 상기 실제 연료 분사 기간 및 상기 펌프압송 기간으로부터 중복 기간을 계산하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  13. 제8항에 있어서, 상기 중복 기간 산출 수단은 연료 분사 개시 타이밍을 계산하기 위한 연료 분사 개시 타이밍 산출 수단과, 연료 분사 종료 타이밍을 계산하기 위한 연료 분사 종료 타이밍 산출 수단과, 상기 연료 분사 개시 타이밍 및 상기 연료 분사 종료 타이밍으로부터 실제 연료 분사 기간을 계산하기 위한 실제 연료 분사 기간 산출 수단과, 펌프압송 기간을 계산하기 위한 펌프압송 기간 산출 수단을포함하고,
    상기 중복 기간 산출 수단은 상기 실제 연료 분사 기간 및 상기 펌프압송 기간으로부터 중복 기간을 계산하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  14. 내연 기관에 사용되는 축압식 연료 분사 시스템이며,
    연료를 분사하기 위한 압력으로 고압 연료를 가압하고 저장하기 위한 어큐뮬레이터와,
    상기 내연 기관에 의해 구동되는 캠과 상기 캠에 의해 펌프 실린더 내에서 전후로 활주하도록 구동되는 플런저를 구비하고 흡입된 연료로 압력이 인가되도록 하고 상기 흡입된 연료가 상기 어큐뮬레이터 내로 펌프압송되도록 하는 연료 공급 펌프와, 상기 내연 기관의 각 실린더에 대해 제공되고 상기 실린더 내로 상기 고압 연료의 분사에 의해 상기 실린더로 상기 어큐뮬레이터 내에 축적된 고압 연료를 공급하는 데 사용되는 연료 분사 밸브와,
    상기 연료 공급 펌프에 의해 토출된 연료의 연료 압력을 검출하기 위한 연료 압력 검출 수단과,
    상기 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료 압력의 변화가 소정 수준이상이 될 때 펌프압송 기간 개시 위상으로서 상기 연료 공급 펌프의 캠 위상을 검출하기 위한 펌프압송 기간 개시 위상 검출 수단과,
    상기 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료 압력의 변화가 상기 변화가 상기 소정 수준을 초과한 후 상기 소정 수준 이하로 된 때 펌프압송 기간 종료 위상으로서 상기 연료 공급 펌프의 캠 위상을 검출하거나, 상기 연료 공급 펌프와 상기 내연 기관 사이의 조립 관계로부터 기하학적으로 결정되는 펌프압송 기간 종료 위상을 저장하기 위한 펌프압송 기간 종료 위상 검출 수단과,
    상기 내연 기관의 제어에 상기 펌프압송 기간 개시 위상 및 상기 펌프압송 기간 종료 위상을 제어하기 위한 엔진 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 캠 위상이 이전 연료 압력으로부터 현재 연료 압력의 차이가 제1 소정치보다 적어도 동일한 값으로 증가할 때 상기 펌프압송 기간 개시 위상으로서 검출되고, 상기 이전 연료 압력은 소정 주기의 시간만큼 현재 시간에 앞서는 이전 시간에서 상기 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료 압력으로 한정되고, 상기 현재 연료 압력은 상기 소정 주기의 시간만큼 상기 이전 시간에서 지난 상기 현재 시간에서 상기 연료 압력 검출 수단에 의해 검출되는 연료 압력으로서 한정되는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 캠 위상이 상기 현재 연료 압력으로부터 이후의 연료 압력의 차이가 제3 소정치 이하의 값으로 감소할 때 상기 펌프압송 기간 종료 위상으로서 검출되고, 상기 현재 연료 압력은 이후의 시간에 소정 주기의 시간만큼 앞서는 상기 현재 시간에서 상기 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료 압력으로 한정되고, 상기 이후의 연료 압력은 상기 현재 시간 후에 상기 소정 주기의 시간만큼지난 후인 상기 이후의 시간에서 상기 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료 압력으로 한정되는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 상기 엔진 제어 수단은 상기 내연 기관의 운전 상태에 따른 지령 연료 분사 타이밍과 지령 연료 분사 체적을 구하기 위한 연료 분사 체적 및 연료 분사 타이밍 결정 수단과, 상기 연료 압력과 상기 지령 연료 분사 체적으로부터 지령 연료 분사 기간을 결정하기 위한 연료 분사 기간 결정 수단과, 상기 펌프압송 기간 개시 위상, 상기 펌프압송 기간 종료 위상, 상기 지령 연료 분사 기간 및 상기 지령 연료 분사 타이밍으로부터 상기 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간과 상기 연료 공급 밸브의 연료 분사 기간이 중복되는 중복 기간을 계산하기 위한 중복 기간 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  18. 제15항에 있어서, 상기 엔진 제어 수단은 상기 내연 기관의 운전 상태에 따른 지령 연료 분사 타이밍과 지령 연료 분사 체적을 구하기 위한 연료 분사 체적 및 연료 분사 타이밍 결정 수단과, 상기 연료 압력과 상기 지령 연료 분사 체적으로부터 지령 연료 분사 기간을 결정하기 위한 연료 분사 기간 결정 수단과, 상기 펌프압송 기간 개시 위상, 상기 펌프압송 기간 종료 위상, 상기 지령 연료 분사 기간 및 상기 지령 연료 분사 타이밍으로부터 상기 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간이 상기 연료 공급 밸브의 연료 분사 기간과 중복되는 중복 기간을 계산하기 위한 중복 기간 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 상기 엔진 제어 수단은 상기 내연 기관의 운전 상태에 따른 지령 연료 분사 타이밍 및 지령 연료 분사 체적을 구하기 위한 연료 분사 체적 및 연료 분사 타이밍 결정 수단과, 상기 연료 압력 및 상기 지령 연료 분사 체적으로부터 지령 연료 분사 기간을 결정하기 위한 연료 분사 기간 결정 수단과,
    상기 펌프압송 기간 개시 위상, 상기 펌프압송 기간 종료 위상, 상기 지령 연료 분사 기간 및 상기 지령 연료 분사 타이밍으로부터 상기 연료 공급 펌프의 펌프압송 기간이 상기 연료 공급 밸브의 연료 분사 기간과 중복되는 중복 기간을 계산하기 위한 중복 기간 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  20. 제17항에 있어서, 상기 엔진 제어 수단은 상기 중복 기간에 따라 상기 지령 연료 분사 기간을 보정하기 위한 연료 분사 기간 보정 수단을 구비하고, 상기 연료 분사 기간 보정 수단은 상기 연료 압력 및 상기 중복 기간으로부터 연료 분사 기간 보정량을 계산하기 위한 보정량 산출 수단을 구비하고, 상기 보정된 연료 분사 기간은 상기 지령 연료 분사 기간 및 상기 연료 분사 기간 보정량으로부터 구해지는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  21. 제14항에 있어서, 상기 엔진 제어 수단은 상기 연료 공급 펌프의 캠 프로파일, 상기 캠 위치 또는 상기 플런저 위치, 상기 펌프압송 기간 개시 위상 및 펌프압송 기간 종료 위상으로부터 상기 연료 공급 펌프에 의해 상기 어큐뮬레이터로 펌프압송될 연료의 펌프압송 체적을 계산하기 위한 펌프압송 체적 산출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 연료 분사 시스템.
  22. 제15항에 있어서, 상기 엔진 제어 수단은 상기 연료 공급 펌프의 캠 프로파일, 상기 캠 위치 또는 상기 플런저 위치, 상기 펌프압송 기간 개시 위상 및 상기 펌프압송 기간 종료 위상으로부터 상기 연료 공급 펌프에 의해 상기 어큐뮬레이터로 펌프압송될 연료의 펌프압송 체적을 계산하기 위한 펌프압송 체적 산출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  23. 제16항에 있어서, 상기 엔진 제어 수단은 상기 연료 공급 펌프의 캠 프로파일, 상기 캠 위치 또는 상기 플런저 위치, 상기 펌프압송 기간 개시 위상 및 상기 펌프압송 기간 종료 위상로부터 상기 연료 공급 펌프에 의해 상기 어큐뮬레이터로 펌프압송될 연료의 펌프압송 체적을 계산하기 위한 펌프압송 체적 산출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  24. 제21항에 있어서, 상기 엔진 제어 수단은 상기 내연 기관의 운전 상태에 따라서 지령 연료 분사 체적을 결정하기 위한 연료 분사 체적 결정 수단과, 상기 연료 압력 및 상기 지령 연료 분사 체적으로부터 지령 연료 분사 기간을 결정하기 위한 연료 분사 기간 결정 수단과, 연료 온도를 검출하기 위한 연료 온도 검출 수단과,
    상기 연료 온도 및 상기 연료 압력으로부터 연료 분사 밸브 정적 누설량을 구하기 위한 정적 누설량 산출 수단과, 상기 연료 압력 및 상기 지령 연료 분사 기간으로부터 연료 분사 밸브 동적 누설량을 계산하기 위한 동적 누설량 산출 수단과, 상기 연료 분사 밸브 정적 누설량과 상기 연료 분사 밸브 동적 누설량에 기초하여 고압 파이프 통로로부터 누설되는 연료량을 계산하기 위한 연료 누설량 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 연료 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 엔진 제어 수단은 상기 고압 파이프 통로로부터 누설되는 상기 연료량이 소정치 이상으로 증가될 때 안전성을 향상시키기 위해 펌프 제어 또는 연료 분사 체적 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  26. 제14항에 있어서, 상기 연료 압력 검출 수단은 검출된 연료 압력을 표시하는 전기적 신호를 발생시키기 위한 연료 압력 검출기이고, 상기 펌프압송 기간 개시 위상 검출 수단, 상기 펌프압송 기간 종료 위상 검출 수단 및 상기 엔진 제어 수단의 기능들을 포함하도록 구성된 내장형 컴퓨터를 포함하는 전자 제어 유닛이 제공되고,
    상기 전자 제어 유닛은 상기 연료 압력 센서의 상기 전기적 신호 상의 작은 변동만을 상기 컴퓨터에 전달하기 위한 로우 패스 필터와 상기 연료 압력 센서의상기 전기적 신호 상의 큰 변동만을 상기 컴퓨터에 전달하기 위한 하이 패스 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  27. 내연 기관에 이용되는 축압식 연료 분사 시스템이며,
    연료를 분사하기 위한 압력으로 고압 연료를 가압하고 저장하기 위한 어큐뮬레이터와,
    상기 내연 기관에 의해 구동되는 캠과 상기 캠에 의해 펌프 실린더 내에서 전후로 활주하도록 구동되는 플런저를 구비하고 흡입된 연료로 압력이 인가되도록 하고 상기 흡수된 연료가 상기 어큐뮬레이터 내로 펌프압송되도록 하는 연료 공급 펌프와,
    상기 내연 기관의 각 실런더에 대해 제공되고 상기 실린더 내로 상기 고압 연료를 분사함으로써 상기 실린더 내로 상기 어큐뮬레이터 내에 축적된 고압 연료를 공급하기 위한 연료 분사 밸브와,
    상기 연료 공급 펌프에 의해 토출된 연료의 연료 압력을 검출하기 위한 연료 압력 검출 수단과,
    상기 연료 압력 검출 수단에 의해 검출된 연료 압력의 변화가, 상기 변화가 소정 수준을 초과한 후에 상기 소정 수준 이하로 될 때 펌프압송 기간 종료 위상으로서 상기 연료 공급 펌프의 캠 위상을 검출하기 위한 펌프압송 기간 종료 위상 검출 수단과,
    상기 내연 기관의 출력축의 회전각과 상기 연료 공급 펌프의 캠 위상 사이의관계로부터 미리 구해진 상기 펌프압송 기간 종료 위상의 기본 값을 저장하기 위한 펌프압송 기간 종료 위상 저장 수단과,
    상기 펌프압송 기간 종료 위상에 대응하는, 상기 기본 값 중 하나와 펌프압송 기간 종료 위상으로서 검출된 캠축 사이의 위상 차이를 계산하기 위한 위상 차이 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 축압식 연료 분사 시스템.
  28. 제1항에 있어서, 상기 중복 기간은 시간의 기간, 크랭크각 또는 캠각에 의해 지시되는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
  29. 제4항에 있어서, 상기 중복 기간은 시간의 기간, 크랭크각 또는 캠각에 의해 지시되는 것을 특징으로 하는 축압식 연료 분사 시스템.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005307747A (ja) * 2004-04-16 2005-11-04 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の燃料供給装置
JP4497045B2 (ja) * 2005-07-21 2010-07-07 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
DE102007052096B4 (de) * 2007-10-31 2009-07-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Erkennung einer Kraftstoffsorte
DE102009029546A1 (de) * 2009-09-17 2011-03-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zum Betreiben einer Einspritzpumpeneinheit einer Brennkraftmaschine
JP5644564B2 (ja) * 2011-02-08 2014-12-24 株式会社デンソー 燃料圧送システム、燃料圧送制御装置およびコンピュータプログラム
JP5582052B2 (ja) * 2011-02-08 2014-09-03 株式会社デンソー 燃料噴射システム、燃料噴射制御装置およびコンピュータプログラム
FI123271B (fi) * 2011-06-23 2013-01-31 Waertsilae Finland Oy Polttoaineen ruiskutusjärjestelmä
DE102013210364A1 (de) * 2012-06-15 2013-12-19 Ford Global Technologies, Llc Brennkraftsystem, Kraftfahrzeug und Verfahren
CN103277204B (zh) * 2013-05-30 2016-04-06 北京经纬恒润科技有限公司 一种高压油路建模方法及装置
JP6620628B2 (ja) * 2016-03-23 2019-12-18 株式会社デンソー 燃料ポンプ
JP6658592B2 (ja) * 2017-02-13 2020-03-04 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射制御装置
CN110486206B (zh) * 2019-08-12 2024-04-19 中车资阳机车有限公司 一种电喷柴油机供油提前角的测量装置和测量方法
CN112727622B (zh) * 2020-12-31 2022-02-22 清华大学 蓄压泵式燃油喷射系统油量控制方法、电控设备及发动机
DE102022202221A1 (de) 2022-03-04 2023-09-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Bestimmen eines Druckverlaufs in einem Fluidspeicher
DE102022121800A1 (de) 2022-08-29 2024-02-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Steuern einer Einspritzmenge eines Kraftstoffs in jeweilige Zylinder eines Common-Rail-Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, Steuergerät sowie Kraftfahrzeug

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS582435A (ja) * 1981-04-20 1983-01-08 Hitachi Ltd デイ−ゼル機関用電磁弁駆動タイミング制御装置
JP2512960B2 (ja) * 1987-10-12 1996-07-03 日本電装株式会社 高圧燃料ポンプ制御装置
JP3426439B2 (ja) * 1996-07-17 2003-07-14 三菱ふそうトラック・バス株式会社 蓄圧式燃料噴射制御装置
GB2332241B (en) * 1997-12-11 2001-12-19 Denso Corp Accumulator fuel injection system for diesel engine of automotive vehicles
JP3287297B2 (ja) * 1998-02-10 2002-06-04 トヨタ自動車株式会社 燃料ポンプの制御装置
JP3446609B2 (ja) * 1998-06-01 2003-09-16 トヨタ自動車株式会社 蓄圧式燃料噴射装置
JP4269484B2 (ja) * 2000-05-11 2009-05-27 株式会社デンソー 蓄圧式燃料噴射装置
JP4627603B2 (ja) 2001-03-15 2011-02-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料供給装置

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