WO2014208264A1 - コモンレール式燃料噴射装置の制御装置 - Google Patents

コモンレール式燃料噴射装置の制御装置 Download PDF

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孝広 長崎
和義 成田
鈴木　健太
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いすゞ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control device for a common rail fuel injection device, and more particularly to drive control of a flow rate adjusting valve for adjusting the discharge amount of a pressure feed pump and a pressure reducing valve for reducing the pressure in the common rail.
  • a general common rail type fuel injection device includes a pressure feed pump for supplying pressurized fuel from a fuel tank to the common rail, and a pressure reducing valve for reducing pressure in the common rail (hereinafter referred to as common rail pressure). . Further, the pressure pump is provided with a plurality of flow rate adjusting valves that adjust the discharge amount of the pressurized fuel.
  • the plurality of flow rate adjustment valves and pressure reducing valves are each provided with an electromagnetic drive unit including a solenoid.
  • an electromagnetic drive unit including a solenoid.
  • ECU electronice control unit
  • the entire circuit may be increased in size, and the amount of heat generated by the entire ECU may be increased by increasing the number of circuits.
  • the electromagnetic drive unit 61 of the first flow rate adjustment valve (PCV1) and the electromagnetic drive unit 63 of the pressure reducing valve (RPR) are replaced with the first drive circuit 51.
  • the second drive circuit 52 controls the electromagnetic drive unit 62 of the second flow rate adjustment valve (PCV2).
  • An object of the present invention is to provide a control device for a common rail fuel injection device that can control the common rail pressure while avoiding simultaneous driving of the pressure pump and the pressure reducing valve.
  • a control device for a common rail fuel injection device includes a first and a second flow rate adjusting valve for adjusting a discharge amount of a pressure pump for pumping fuel to a common rail, and the common rail.
  • a control device for a common rail fuel injection device including a pressure reducing valve for reducing the pressure of the first flow rate control valve, wherein the electromagnetic driving unit of the second flow rate adjusting valve and the electromagnetic driving unit of the pressure reducing valve are controlled.
  • a drive instruction to the second flow rate adjustment valve is prohibited.
  • the second drive control unit may prohibit the drive instruction to the first flow rate adjusting valve when the first drive control unit outputs a drive instruction to the pressure reducing valve.
  • the first drive control unit when the first drive control unit outputs a drive instruction to the second flow rate adjustment valve, and the drive of the pressure reducing valve is required, the first drive control unit The driving of the pressure reducing valve may be suspended until the driving is completed, and a driving signal may be output to the electromagnetic driving unit of the pressure reducing valve immediately after the driving of the pressure feeding pump is completed.
  • a control device for a common rail fuel injection device that can control the common rail pressure while avoiding simultaneous driving of the pressure feed pump and the pressure reducing valve.
  • FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing an ECU and an electromagnetic drive unit according to an embodiment of the present invention. It is a time chart which shows the drive instruction
  • a common rail fuel injection device includes a fuel tank 11 that stores fuel, a pressure pump 12 that pumps fuel, a common rail 13 that pressurizes high-pressure fuel, and a diesel engine (hereinafter referred to as “fuel tank”).
  • a plurality of injectors 15 that directly inject fuel into a cylinder of an engine 14) and an ECU 20 as a control device are provided.
  • the engine 14 is shown as a four-cylinder engine, but may be a single-cylinder engine or a multi-cylinder engine other than the four-cylinder engine.
  • the pressure pump 12 includes a feed pump 12A that pumps fuel from the fuel tank 11 through a fuel pipe 15 by rotation of a pump drive shaft (not shown) that is driven by the power of the engine 14, and two cylinders 12C and D. And a pump body 12B.
  • a plunger driven by a cam provided on a pump drive shaft (not shown) is disposed so as to be able to reciprocate. By this reciprocation of the plunger, the fuel sucked into a pressure chamber (not shown) is pressurized.
  • the pressure feed pump 12 is formed with a fuel flow path (not shown) for introducing fuel from the feed pump 12A to the pressurizing chamber.
  • the fuel flow path is provided with a first flow rate adjustment valve 12E (hereinafter referred to as a first PCV) and a second flow rate adjustment valve 12F (hereinafter referred to as a second PCV) for adjusting the fuel discharge amount.
  • first PCV and the second PCV includes electromagnetic drive units 31 and 32 (see FIG. 2) each including a solenoid (not shown).
  • the common rail 13 pressurizes high-pressure fuel supplied from the pressure feed pump 12 via the high-pressure pipe 16.
  • Each injector 15 is connected to the common rail 13 via a supply pipe, and high pressure fuel is constantly supplied to these injectors 15.
  • the common rail 13 is provided with a pressure reducing valve 18 for adjusting the common rail pressure.
  • the pressure reducing valve 18 includes an electromagnetic drive unit 33 (see FIG. 2) including a solenoid (not shown).
  • the ECU 20 performs various controls such as fuel injection of the injector 15, and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like. In order to perform these various controls, the output signals of various sensors such as the common rail pressure sensor 19, an engine rotation sensor (not shown), and an accelerator opening sensor are input to the ECU 20 after A / D conversion.
  • various sensors such as the common rail pressure sensor 19, an engine rotation sensor (not shown), and an accelerator opening sensor are input to the ECU 20 after A / D conversion.
  • the ECU 20 applies a pulsed current to the electromagnetic drive unit 32 of the second PCV and the electromagnetic drive unit 33 of the pressure reducing valve 18 to drive it, and the electromagnetic of the first PCV.
  • a second drive circuit 22 that drives the drive unit 31 by applying a pulsed current.
  • the amount of current applied from the first drive circuit 21 and the second drive circuit 22 to the electromagnetic drive units 31 to 33 is detected by the target fuel pressure calculated based on the operating state of the engine 14 and the common rail pressure sensor 19.
  • the feedback control is performed so that the common rail pressure to be matched.
  • the ECU 20 has a prohibition function for prohibiting a drive instruction to the electromagnetic drive unit 32 of the second PCV when a drive instruction is given from the first drive circuit 21 to the electromagnetic drive unit 33 of the pressure reducing valve 18. . That is, when the second PCV target drive time calculated based on the detection value of the engine rotation sensor or the accelerator opening sensor and the target drive time of the pressure reducing valve 18 overlap, as shown in FIG. The driving of the second PCV is prohibited by giving priority to the driving of 18. Thereby, even if the drive circuit for the second PCV and the pressure reducing valve 18 is shared, simultaneous driving of the second PCV and the pressure reducing valve 18 can be reliably avoided.
  • the pressure reducing valve 18 when the drive of the pressure reducing valve 18 is required when the drive instruction is output from the first drive circuit 21 to the electromagnetic drive unit 32 of the second PCV, the pressure reducing valve 18 is not driven until the drive of the pressure pump 12 is completed.
  • the drive instruction may be suspended, and then a drive signal may be output to the electromagnetic drive unit 33 of the pressure reducing valve 18 immediately after the drive of the pressure feed pump 12 is completed.
  • the first drive circuit 21 controls the drive of the electromagnetic drive unit 32 of the second PCV and the electromagnetic drive unit 33 of the pressure reducing valve 18, and the second drive circuit 22 is the electromagnetic drive unit 31 of the first PCV. Control the drive.
  • a drive instruction is issued from the first drive circuit 21 to the electromagnetic drive unit 33 of the pressure reducing valve 18, a drive instruction to the electromagnetic drive unit 32 of the second PCV is prohibited.
  • control device of the common rail fuel injection device of the present embodiment simultaneous driving of the pressure feed pump 12 and the pressure reducing valve 18 can be reliably avoided.
  • the pressure pump 12 is not limited to one having two flow rate adjustment valves, and may be one having three or more.
  • the engine 14 is not limited to a diesel engine, and can be applied to other engines such as a gasoline engine.

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Abstract

コモンレール式燃料噴射装置の制御装置に関し、圧送ポンプと減圧弁との同時駆動を回避して、コモンレール圧の制御を可能にする。コモンレール（１３）に燃料を圧送する圧送ポンプ（１２）の吐出量を調整するための第１及び第２の流量調整弁（１２Ｅ，Ｆ）と、コモンレール圧を減圧するための減圧弁（１８）とを含むコモンレール式燃料噴射装置の制御装置であって、第２の流量調整弁（１２Ｆ）の電磁駆動部（３２）及び、減圧弁（１８）の電磁駆動部（３３）を制御する第１の駆動制御部（２１）と、第１の流量調整弁（１２Ｅ）の電磁駆動部（３１）を制御する第２の駆動制御部（２２）とを備え、第１の駆動制御部（２１）は、減圧弁（１８）に駆動指示を出力する場合に第２の流量調整弁（１２Ｆ）への駆動指示を禁止する。

Description

コモンレール式燃料噴射装置の制御装置
　本発明は、コモンレール式燃料噴射装置の制御装置に関し、特に圧送ポンプの吐出量を調整する流量調整弁及びコモンレール内の圧力を減圧する減圧弁の駆動制御に関する。
　一般的なコモンレール式燃料噴射装置は、燃料タンクからコモンレールに加圧燃料を供給するための圧送ポンプと、コモンレール内の圧力（以下、コモンレール圧という）を減圧するための減圧弁とを備えている。また、圧送ポンプには、加圧燃料の吐出量を調整する複数の流量調整弁が設けられている。
　複数の流量調整弁及び減圧弁は、ソレノイドを含む電磁駆動部をそれぞれ備えている。これら電磁駆動部を制御するためには、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）に駆動回路を設ける必要がある。しかしながら、複数の流量調整弁及び減圧弁の駆動回路を個別に設けると、回路全体の大型化を招くと共に、回路数の増加によりＥＣＵ全体の発熱量を増大させる可能性がある。
　そのため、流量調整弁と減圧弁との電磁駆動部を共通の駆動回路で制御することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３－３２２０６７号公報
　駆動回路の一部を共通化する一例として、図４に示すように、第１流量調整弁（ＰＣＶ１）の電磁駆動部６１及び、減圧弁（ＲＰＲ）の電磁駆動部６３を第１駆動回路５１で制御し、第２流量調整弁（ＰＣＶ２）の電磁駆動部６２を第２駆動回路５２で制御する構成がある。
　しかしながら、このような回路構成では、第１流量調整弁（ＰＣＶ１）と減圧弁（ＲＰＲ）とを同時駆動させると、図５に示すように、各電磁駆動部６１，６３に定格の電流が供給されず、規定の動作を実現できない課題がある。その結果、コモンレール圧を目標とする圧力に制御できず、エンジンの破損等を招く可能性がある。
　本発明の目的は、圧送ポンプと減圧弁との同時駆動を回避して、コモンレール圧の制御を可能にするコモンレール式燃料噴射装置の制御装置を提供することにある。
　上述の目的を達成するため、本発明のコモンレール式燃料噴射装置の制御装置は、コモンレールに燃料を圧送する圧送ポンプの吐出量を調整するための第１及び第２の流量調整弁と、前記コモンレールの圧力を減圧するための減圧弁とを含むコモンレール式燃料噴射装置の制御装置であって、前記第２の流量調整弁の電磁駆動部及び、前記減圧弁の電磁駆動部を制御する第１の駆動制御部と、前記第１の流量調整弁の電磁駆動部を制御する第２駆動制御部と、を備え、前記第１の駆動制御部は、前記減圧弁に駆動指示を出力する場合に前記第２の流量調整弁への駆動指示を禁止することを特徴とする。
　また、前記第２の駆動制御部は、前記第１の駆動制御部が前記減圧弁に駆動指示を出力する場合に前記第１の流量調整弁への駆動指示を禁止してもよい。
　また、前記第１の駆動制御部は、前記第２の流量調整弁に駆動指示を出力している際に、前記減圧弁の駆動が必要とされた場合は、前記第２の流量調整弁の駆動完了まで前記減圧弁の駆動を保留し、前記圧送ポンプの駆動完了直後に前記減圧弁の電磁駆動部に駆動信号を出力するものであってもよい。
　本発明によれば、圧送ポンプと減圧弁との同時駆動を回避して、コモンレール圧の制御を可能にするコモンレール式燃料噴射装置の制御装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るコモンレール式燃料噴射装置を示す模式的な全体構成図である。 本発明の一実施形態に係るＥＣＵ及び電磁駆動部を示す模式的な回路図である。 本発明の一実施形態に係るＥＣＵによる駆動指示信号を示すタイムチャートである。 従来のコモンレール式燃料噴射装置のＥＣＵ及び電磁駆動部を示す模式的な回路図である。 従来のコモンレール式燃料噴射装置のＥＣＵによる駆動指示信号を示すタイムチャートである。
　以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るコモンレール式燃料噴射装置の制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
　図１に示すように、本実施形態のコモンレール式燃料噴射装置は、燃料を貯留する燃料タンク１１と、燃料を圧送する圧送ポンプ１２と、高圧燃料を畜圧するコモンレール１３と、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１４の筒内に燃料を直接噴射する複数のインジェクタ１５と、制御装置としてのＥＣＵ２０とを備えている。なお、本実施形態において、エンジン１４は４気筒エンジンとして示されているが、単気筒や４気筒以外の多気筒エンジンであってもよい。
　圧送ポンプ１２は、エンジン１４の動力で駆動するポンプ駆動軸（不図示）の回転により、燃料タンク１１から燃料配管１５を介して燃料を汲み上げるフィードポンプ１２Ａと、二個のシリンダ１２Ｃ，Ｄを含むポンプ本体１２Ｂとを備えている。シリンダ１２Ｃ，Ｄ内には、何れも図示しないポンプ駆動軸に設けられたカムによって駆動するプランジャが往復移動可能に配設されている。このプランジャの往復移動によって、図示しない加圧室に吸入された燃料が加圧されるように構成されている。
　また、圧送ポンプ１２には、フィードポンプ１２Ａから加圧室に燃料を導入する図示しない燃料流路が形成されている。この燃料流路には、燃料の吐出量を調整するための第１流量調整弁１２Ｅ（以下、第１ＰＣＶという）及び、第２流量調整弁１２Ｆ（以下、第２ＰＣＶという）がそれぞれ設けられている。これら第１ＰＣＶ及び第２ＰＣＶは、何れも図示しないソレノイドを含む電磁駆動部３１，３２（図２参照）をそれぞれ備えている。
　コモンレール１３は、圧送ポンプ１２から高圧配管１６を介して供給される高圧燃料を畜圧する。コモンレール１３には、供給配管を介して各インジェクタ１５がそれぞれ接続されており、これらインジェクタ１５には高圧燃料が常時供給されている。
　また、コモンレール１３には、コモンレール圧を調整するための減圧弁１８が設けられている。この減圧弁１８は、図示しないソレノイドを含む電磁駆動部３３（図２参照）を備えている。減圧弁１８の開弁によりコモンレール１３内の高圧燃料が排出配管１７を介して燃料タンク１１に戻されると、コモンレール圧は減少する。
　ＥＣＵ２０は、インジェクタ１５の燃料噴射等、各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。この各種制御を行うために、ＥＣＵ２０には、コモンレール圧センサ１９や何れも図示しないエンジン回転センサ、アクセル開度センサ等の各種センサの出力信号がＡ／Ｄ変換された後に入力される。
　また、ＥＣＵ２０は、図２に示すように、第２ＰＣＶの電磁駆動部３２及び減圧弁１８の電磁駆動部３３にパルス状の電流を印加して駆動させる第１駆動回路２１と、第１ＰＣＶの電磁駆動部３１にパルス状の電流を印可して駆動させる第２駆動回路２２とを備えている。これら第１駆動回路２１及び第２駆動回路２２から各電磁駆動部３１～３３に印加される電流量は、エンジン１４の運転状態に基づいて演算される目標燃料圧と、コモンレール圧センサ１９で検出されるコモンレール圧とが一致するようにフィードバック制御される。
　本実施形態において、ＥＣＵ２０は、第１駆動回路２１から減圧弁１８の電磁駆動部３３に駆動指示を行う場合に、第２ＰＣＶの電磁駆動部３２への駆動指示を禁止する禁止機能を備えている。すなわち、エンジン回転センサやアクセル開度センサの検出値に基づいて演算される第２ＰＣＶの目標駆動時期と、減圧弁１８の目標駆動時期とが重なった場合は、図３に示すように、減圧弁１８の駆動を優先させて第２ＰＣＶの駆動を禁止するように構成されている。これにより、第２ＰＣＶと減圧弁１８との駆動回路を共通にしても、これら第２ＰＣＶ及び減圧弁１８の同時駆動を確実に回避することができる。
　なお、第１駆動回路２１から減圧弁１８の電磁駆動部３３に駆動指示を行う場合は、第２駆動回路２２から第１ＰＣＶの電磁駆動部３１への駆動指示も禁止する機能をさらに備えて構成してもよい。
　また、第１駆動回路２１から第２ＰＣＶの電磁駆動部３２に駆動指示を出力している際に、減圧弁１８の駆動が必要とされた場合は、圧送ポンプ１２の駆動完了まで減圧弁１８の駆動指示を保留し、その後、圧送ポンプ１２の駆動が完了した直後に減圧弁１８の電磁駆動部３３に駆動信号を出力するように構成してもよい。
　次に、本実施形態に係るコモンレール式燃料噴射装置の制御装置による作用効果を説明する。
　本実施形態の制御装置では、第１駆動回路２１が第２ＰＣＶの電磁駆動部３２及び減圧弁１８の電磁駆動部３３の駆動を制御すると共に、第２駆動回路２２が第１ＰＣＶの電磁駆動部３１の駆動を制御する。そして、第１駆動回路２１から減圧弁１８の電磁駆動部３３に駆動指示を行う場合は、第２ＰＣＶの電磁駆動部３２への駆動指示を禁止するように構成されている。
　したがって、本実施形態のコモンレール式燃料噴射装置の制御装置によれば、圧送ポンプ１２と減圧弁１８との同時駆動を確実に回避することができる。また、コモンレール圧の適切な制御が可能になり、エンジン１４の破損等を確実に防止することができる。
　なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
　例えば、圧送ポンプ１２は、流量調整弁を二個備えるものに限定されず、三個以上を備えるものであってもよい。また、エンジン１４はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他のエンジンにも適用することが可能である。
　１１　燃料タンク
　１２　圧送ポンプ
　１２Ｅ　第１の流量調整弁（第１ＰＣＶ）
　１２Ｆ　第１の流量調整弁（第２ＰＣＶ）
　１３　コモンレール
　１４　エンジン
　１５　インジェクタ
　１８　減圧弁
　１９　コモンレール圧センサ
　２０　ＥＣＵ
　２１　第１駆動回路
　２２　第２駆動回路
　３１　電磁駆動部
　３２　電磁駆動部
　３３　電磁駆動部

Claims (3)

  1. 　コモンレールに燃料を圧送する圧送ポンプの吐出量を調整するための第１及び第２の流量調整弁と、前記コモンレールの圧力を減圧するための減圧弁とを含むコモンレール式燃料噴射装置の制御装置であって、
    　前記第２の流量調整弁の電磁駆動部及び、前記減圧弁の電磁駆動部を制御する第１の駆動制御部と、
    　前記第１の流量調整弁の電磁駆動部を制御する第２の駆動制御部と、を備え、
    　前記第１の駆動制御部は、前記減圧弁に駆動指示を出力する場合に前記第２の流量調整弁への駆動指示を禁止する
    　ことを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置の制御装置。
  2. 　前記第２の駆動制御部は、前記第１の駆動制御部が前記減圧弁に駆動指示を出力する場合に前記第１の流量調整弁への駆動指示を禁止する
    　請求項１に記載のコモンレール式燃料噴射装置の制御装置。
  3. 　前記第１の駆動制御部は、前記第２の流量調整弁に駆動指示を出力している際に、前記減圧弁の駆動が必要とされた場合は、前記第２の流量調整弁の駆動完了まで前記減圧弁の駆動を保留し、前記圧送ポンプの駆動完了直後に前記減圧弁の電磁駆動部に駆動信号を出力する
    　請求項１又は２に記載のコモンレール式燃料噴射装置の制御装置。
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