JP2014202075A - Fuel injection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料ポンプから圧送された燃料を高圧状態で畜圧容器に蓄え、蓄えられた高圧燃料を燃料噴射弁により噴射供給する燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device that stores fuel pressure-fed from a fuel pump in a high-pressure state in an animal pressure vessel and supplies the stored high-pressure fuel by a fuel injection valve.
内燃機関のクランク軸の回転力によって駆動され、燃料タンクから汲み上げた燃料を高圧化して圧送する燃料ポンプと、燃料ポンプから圧送された燃料を高圧状態で蓄える畜圧容器と、畜圧容器に蓄えられた高圧燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた燃料噴射装置が知られている(例えば、特許文献1)。 A fuel pump that is driven by the rotational force of the crankshaft of the internal combustion engine to increase the pressure of the fuel pumped up from the fuel tank and pump it, a stock pressure vessel that stores the fuel pumped from the fuel pump in a high pressure state, and a stock pressure vessel There is known a fuel injection device that includes a fuel injection valve that injects the high-pressure fuel that has been injected (for example, Patent Document 1).
このような燃料噴射装置では、噴射量精度の向上や燃料圧力のオーバーシュートの抑制等のため、燃料ポンプから畜圧容器への圧送タイミングと、燃料噴射タイミングすなわち内燃機関の上死点におけるクランク角との位相差を固定している。 In such a fuel injection device, in order to improve the injection amount accuracy and suppress the overshoot of the fuel pressure, the pumping timing from the fuel pump to the animal pressure vessel and the fuel injection timing, that is, the crank angle at the top dead center of the internal combustion engine. The phase difference is fixed.
上述したような燃料噴射装置では、ポンプシャフトのキーと内燃機関側のギアとの相対位置を固定することにより、圧送タイミングと燃料噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差を固定している。それゆえ、車両に内燃機関を組み付ける際に、燃料ポンプ又は内燃機関を回転させて、ポンプシャフトのキーの位置と内燃機関側のギアの所定位置とを合わせる必要があり、内燃機関の組付けに手間がかかるという問題がある。 In the fuel injection device as described above, the relative position between the key of the pump shaft and the gear on the internal combustion engine side is fixed, so that the phase difference between the crank angle between the pumping timing and the fuel injection timing is fixed. Therefore, when assembling the internal combustion engine in the vehicle, it is necessary to rotate the fuel pump or the internal combustion engine so that the key position of the pump shaft matches the predetermined position of the gear on the internal combustion engine side. There is a problem that it takes time and effort.
しかしながら、ポンプシャフトのキーの位置と内燃機関側のギアの所定位置との位置合わせをしないと、圧送タイミングと燃料噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差を取得できない。ひいては、クランク角の位相差を用いて、噴射量のばらつきや燃料圧力のオーバーシュートを抑制するような各種補正を行うこともできない。 However, unless the key position of the pump shaft and the predetermined position of the gear on the internal combustion engine are aligned, the phase difference between the crank angles at the pumping timing and the fuel injection timing cannot be acquired. As a result, it is also impossible to perform various corrections using the crank angle phase difference to suppress variations in the injection amount and overshoot of the fuel pressure.
本発明は、上記実情に鑑み、燃料ポンプと内燃機関との組付け時に位置合わせを行わなくても、圧送タイミングと燃料噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差を取得可能な燃料噴射装置を提供することを主たる目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a fuel injection device capable of acquiring a crank angle phase difference between a pumping timing and a fuel injection timing without performing alignment when the fuel pump and the internal combustion engine are assembled. The main purpose.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は燃料噴射装置であって、燃料を高圧状態で蓄える畜圧容器と、内燃機関のクランク軸に連結されて駆動され、前記畜圧容器に対して燃料を圧送する燃料ポンプと、前記畜圧容器に蓄えられた前記燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記畜圧容器内の燃圧を所定期間毎に検出する燃圧検出手段と、前記燃圧検出手段により所定期間毎に検出された燃圧に基づいて、前記燃料ポンプによる圧送に伴う燃圧の上昇傾きを算出する傾き算出手段と、前記傾き算出手段により算出された前記燃圧の上昇傾きに基づいて、前記燃料ポンプによる圧送のタイミングを推定するタイミング推定手段と、前記タイミング推定手段により推定された前記圧送のタイミングと、前記燃料噴射弁による噴射のタイミングとにおける前記クランク軸の回転角度差を記憶する記憶手段と、を備える。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、内燃機関の動力により駆動される燃料ポンプにより、燃料が畜圧容器へ圧送される。圧送された燃料は高圧状態で畜圧容器に蓄えられる。畜圧容器に蓄えられた燃料は、燃料噴射弁により噴射される。 According to the first aspect of the present invention, the fuel is pumped to the animal pressure vessel by the fuel pump driven by the power of the internal combustion engine. The pumped fuel is stored in the animal pressure vessel in a high pressure state. The fuel stored in the animal pressure vessel is injected by the fuel injection valve.
畜圧容器内の燃圧は所定期間毎に検出され、検出された燃圧に基づいて圧送に伴う燃圧の上昇傾きが算出される。そして、算出された燃圧の上昇傾きに基づいて、圧送のタイミングが推定され、推定された圧送のタイミングと、噴射のタイミングとにおけるクランク軸の回転角度差が記憶される。 The fuel pressure in the stock pressure vessel is detected every predetermined period, and the rising slope of the fuel pressure accompanying pumping is calculated based on the detected fuel pressure. Then, the pumping timing is estimated based on the calculated fuel pressure rising slope, and the crankshaft rotation angle difference between the estimated pumping timing and the injection timing is stored.
よって、予めポンプシャフトのキーと内燃機関側ギアの所定の歯との位置合わせを行わなくても、燃料ポンプによる圧送のタイミングを推定することにより、圧送タイミングと噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差を取得することができる。 Therefore, the phase difference of the crank angle between the pumping timing and the injection timing can be estimated by estimating the pumping timing by the fuel pump without previously aligning the key of the pump shaft and the predetermined tooth of the internal combustion engine side gear. Can be obtained.
以下、燃料噴射装置を車両に搭載した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る燃料噴射装置は、4気筒のディーゼルエンジンに搭載されることを想定している。 Hereinafter, an embodiment in which a fuel injection device is mounted on a vehicle will be described with reference to the drawings. The fuel injection device according to the present embodiment is assumed to be mounted on a four-cylinder diesel engine.
図1を参照して、本実施形態に係る燃料噴射装置の概略について説明する。本燃料噴射装置は、燃料タンク10、燃料ポンプ11、コモンレール12(畜圧容器)、燃圧センサ13(燃圧検出手段)、各気筒に設けられた燃料噴射弁20(#1,#2,#3,#4)、ECU30を備える。
With reference to FIG. 1, the outline of the fuel-injection apparatus which concerns on this embodiment is demonstrated. This fuel injection device includes a
燃料タンク10は、対象エンジンの燃料(軽油)を溜めておくためのタンク(容器)である。
The
燃圧ポンプ11は、図2のように構成されている。燃料ポンプ11は、低圧ポンプ40及び高圧ポンプ50を有する。燃料ポンプ11は、低圧ポンプ40によって燃料タンク10から燃料フィルタ10aを介して汲み上げられた燃料を、高圧ポンプ50によって加圧し、配管11eを介してコモンレール12に対して吐出(圧送)するように構成されている。
The
燃料ポンプ11を構成する2種のポンプのうち、低圧ポンプ40は、トロコイド式のフィードポンプとして構成されている。外側にアウタロータ、内側にインナロータを有し、それら各ロータによって作られるスペースを各ロータの回転に応じて増減させ、その増減に合わせて燃料の吸入及び吐出を行う。低圧ポンプ40は、燃料タンク10の燃料を入口42から吸引して高圧ポンプ50へ送るものであり、駆動軸41の回転により駆動されるようになっている。なお、駆動軸41は、クランク軸24(図1)と連動しており、エンジン出力による動力で駆動されるようになっている。すなわち駆動軸41は、クランク軸24の回転に伴い駆動され、例えばクランク軸24の1回転に対して「1/1」又は「1/2」等の比率で回転する。
Of the two types of pumps constituting the
低圧ポンプ40により吸い上げられた燃料は、燃料フィルタ42aを通り、吸入調整弁60(SCV:Suction Control Valve)へ送られる。この際、低圧ポンプ40の吐出圧(燃圧)は、レギュレータバルブ43により所定圧以下に制限(調節)される。レギュレータバルブ43は、低圧ポンプ40の吐出圧が所定圧以上となる場合に低圧ポンプ40の吐出側と供給側とを連通させるものである。また、吸入調整弁60へ送られる燃料の温度は、燃温センサ43aにより検出される。
The fuel sucked up by the low-
吸入調整弁60(調整弁)は、例えば非通電時に開弁するノーマリオン型のリニアソレノイド式電磁弁を備えて構成され、高圧ポンプ50の吸入燃料量、ひいては、高圧ポンプ50からコモンレール12へ圧送される圧送量を調節するものである。ECU30からの制御信号により、吸入調整弁60に対する通電時間(駆動電流量)すなわち開弁期間を制御することで、低圧ポンプ40から燃料通路44を通じて高圧ポンプ50へ吸入される燃料量を調節できるようになっている。すなわち、低圧ポンプ40により送られた燃料は、吸入調整弁60によって必要吐出量(目標燃料圧送量)に調整され、吸入弁53(サクションバルブ)を通って高圧ポンプ50へ入ることになる。
The suction regulating valve 60 (regulating valve) is configured to include, for example, a normally-on type linear solenoid solenoid valve that opens when not energized. The suction fuel amount of the high-pressure pump 50 and, consequently, the pressure feed from the high-pressure pump 50 to the
高圧ポンプ50は、吸入調整弁60によって調量された燃料を加圧してコモンレール12へ吐出するプランジャポンプである。高圧ポンプ50は、大きくは、駆動軸41によって往復駆動されるプランジャ51と、ハウジング52の内壁52bとプランジャ51の頂面との間に形成される加圧室52aとを備えて構成され、加圧室52a(プランジャ室)の体積(容積)は、プランジャ51の軸方向への往復動によって変化する。
The high-pressure pump 50 is a plunger pump that pressurizes the fuel metered by the
プランジャ51は、偏心カム55(エキセントリックカム)の周囲に装着されたリングカム56に、スプリング57によって押し付けられている。図示されていないが、詳しくは、略直方体形状からなるリングカム56の中心には、駆動軸41を組み付けるための円柱状のシャフト孔が形成されている。また、駆動軸41には、そのシャフト孔の形状に対応した円柱状の偏心カム55が偏心するように取り付けられている。そうして、偏心カム55のシャフト孔を駆動軸41が貫通する態様で、ちょうど駆動軸41の偏心カム55上にリングカム56が組み付けられることによって、それら駆動軸41とリングカム56とが偏心カム55を介して連結されている。高圧ポンプ50では、駆動軸41が回転すると偏心カム55が偏心して回転し、リングカム56がそれに追従して変位することにより、プランジャ51を軸方向に押して(又は引いて)変位させる。このようにして、本実施形態では2本のプランジャ51が圧送上死点から圧送下死点までの間を往復動するようになっている。なお、プランジャ51の本数は2本に限らない。
The
高圧ポンプ50の吸入側には、加圧室52aと低圧ポンプ40側とを連通又は遮断する吸入弁53が配設されている。これに対し、高圧ポンプ50の吐出側にも同様に、加圧室52aとコモンレール12側とを連通又は遮断する吐出弁54が設けられている。すなわち、プランジャ51の下降に伴い加圧室52aの体積が増大して加圧室52a内の圧力が低下すると、吐出弁54が閉弁するとともに吸入弁53が開弁する。そしてこれにより、吸入調整弁60を介して低圧ポンプ40から加圧室52a内に燃料が供給される。また逆に、プランジャ51の上昇に伴い加圧室52aの体積が減少して加圧室52a内の圧力が上昇すると、今度は吸入弁53が閉弁する。そして、加圧室52a内の圧力が所定圧力に達すると吐出弁54が開弁して、加圧室52a内で加圧された高圧燃料がコモンレール12へ向けて供給されることになる。燃料ポンプ11は、このようにして燃料の圧送供給を行っている。
On the suction side of the high-pressure pump 50, a
図1に戻り、コモンレール12は、燃料ポンプ11により配管11eを通じて圧送された燃料を高圧状態で蓄える。すなわち、コモンレール12は、高圧燃料を畜圧保持する一種のサージタンクである。コモンレール12内の燃圧が、燃料噴射弁20から燃料を噴射する際の供給圧になる。供給圧を変えて燃料噴射弁20から燃料を同じ期間噴射させると、供給圧が高いほど噴射量は多くなる。
Returning to FIG. 1, the
コモンレール12に設けられた燃圧センサ13(燃圧検出手段)は、所定期間(例えば30°CA)毎にコモンレール12内の燃圧を検出する(図3参照)。所定期間は、プランジャ51の駆動周期よりも短い期間であり、所定の時間、及び所定のクランク角のどちらでもよい。すなわち、燃圧センサ13は、所定の時間間隔、又は所定のクランク角間隔で、コモンレール12内の燃圧を検出する。
A fuel pressure sensor 13 (fuel pressure detecting means) provided on the
コモンレール12に高圧状態で蓄えられた燃料は、気筒ごとに設けられた配管14を通じて、各気筒の燃料噴射弁20へそれぞれ供給される。なお、コモンレール12と配管14との接続部分12aには、配管14を通じてコモンレール12へ伝播される燃料脈動(主に噴射時に燃料噴射弁20の燃料噴射口にて発生)を軽減するオリフィス(配管14の絞り部)が設けられている。これにより、コモンレール12内の圧力脈動を低減して、安定した圧力で各燃料噴射弁20へ燃料を供給することができるようになっている。燃料脈動軽減する手段としては、オリフィス以外に、フローダンパや、オリフィス及びフローダンパの組合せ等が適用できる。
The fuel stored in the
燃料噴射弁20は、コモンレール12に蓄えられ、配管14を介して供給された燃料を、気筒の燃焼室に噴射する。燃料噴射弁20は、燃料噴射弁20が設置されている気筒の上死点(TDC)において、燃料を噴射する。したがって、燃料ポンプ11からコモンレール12への圧送タイミングと、噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差は一定になる。
The
燃料噴射弁20のノズル部の先端には噴孔21が形成されており、ノズル部の内部には燃料噴射弁20の噴孔21への燃料通路を開閉するニードル弁が収容されている。ニードル弁が噴孔21周囲の弁座部に着座した状態では、燃料噴射は停止され、ニードル弁が弁座部から離座した状態では、噴孔21から燃料が噴射される。このニードル弁は、アクチュエータにより駆動される。具体的には、アクチュエータへの通電をオンにすると、ニードル弁が弁座部から離座して、噴孔21から燃料が噴射される。一方、アクチュエータへの通電をオフにすると、ニードル弁が弁座部に着座して、噴孔21からの燃料噴射が停止される。
A
よって、アクチュエータの駆動期間を制御することにより、燃料噴射弁20の開弁期間が制御され、ひいては、燃料噴射弁20から噴射される噴射量が制御される。アクチュエータの駆動期間は、ECU30から噴射指令期間により制御される。なお、アクチュエータとしては、例えば、ピエゾアクチュエータや電磁ソレノイドアクチュエータが挙げられる。
Therefore, by controlling the drive period of the actuator, the valve opening period of the
ECU30は、CPU31、RAM32、ROM33、EPPROM34(登録商標)、I/O、及びこれらを接続するバスライン等からなるコンピュータとして構成される。RAM32はメインメモリ、ROM33はプログラムメモリ、EPPROM34(記憶手段)はデータ保存用メモリ(電気的に書換可能な不揮発性メモリ)である。ECU30は、アクセルペダルの操作量(エンジン負荷)、エンジン回転速度等に基づき、目標供給圧及び目標噴射量からなる目標噴射状態を算出する。例えば、アクセルペダルの操作量及びエンジン回転速度に対応する最適噴射状態を噴射状態マップにして記憶させておく。ECU30は、アクセルセンサ26により検出されたアクセルペダルの操作量、及びクランク角センサ24aにより検出されたエンジン回転速度に基づき、噴射状態マップを参照して目標噴射状態を算出する。さらに、ECU30は、目標供給圧において目標噴射量を噴射させるために、燃料噴射弁20を作動させる指令噴射期間を算出し、算出した指令噴射期間を燃料噴射弁20のアクチュエータに送信する。
The
なお、アクセルセンサ26は、図示しないアクセルペダルに設けられており、アクセルペダルの変位量に応じた電気信号を出力し、運転者によるアクセルペダルの操作量、すなわちアクセル開度を検出する。また、クランク角センサ24aは、クランク軸24に設けられており、所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)クランク角信号を出力し、クランク軸24の回転速度、すなわちエンジンの回転速度を検出する。
The accelerator sensor 26 is provided in an accelerator pedal (not shown), and outputs an electric signal corresponding to the amount of displacement of the accelerator pedal, and detects the amount of operation of the accelerator pedal by the driver, that is, the accelerator opening. The crank angle sensor 24a is provided on the
また、ECU30は、CPU31がROM33に記憶されたプログラムを実行することで、傾き算出手段、タイミング推定手段、及び噴射期間補正手段としての機能を実現する。 Moreover, ECU30 implement | achieves the function as an inclination calculation means, a timing estimation means, and an injection period correction means, when CPU31 runs the program memorize | stored in ROM33.
傾き算出手段は、燃圧センサ13により所定期間毎に検出されたコモンレール12内の燃圧に基づいて、燃料ポンプ11による圧送に伴う燃圧の上昇傾きを算出する。図3に、燃圧センサ13により、圧送に伴う燃圧の変動を示す圧送波形を、所定期間毎に検出した燃圧を示す。t1〜t8の各タイミングで、燃圧センサ13により燃圧が検出されている。黒丸は想定される圧送波形Waを所定期間毎に検出した燃圧を示し、三角は想定される圧送波形Wbを所定期間毎に検出した燃圧を示す。ここで、上昇判定閾値を設定し、上昇判定閾値よりも小さい燃圧を、燃料ポンプ11による圧送前の初期圧力とする。上昇判定閾値は、目標供給圧よりも十分に小さい値である。傾き算出手段は、初期圧力の検出時よりも後で検出された燃圧のうち、上昇判定閾値よりも大きく、且つ互いに異なる値の2つ以上の燃圧の検出値から、上昇傾きを算出する。
The inclination calculating means calculates the rising inclination of the fuel pressure accompanying the pumping by the
タイミング推定手段は、傾き算出手段により算出された上昇傾きに基づいて、燃料ポンプ11による圧送の開始タイミングを推定する。タイミング推定手段は、初期圧力の検出時よりも後で検出された燃圧のうち上昇判定閾値よりも大きい燃圧と、傾き算出手段により算出された上昇傾きとから、コモンレール12内の燃圧が初期圧力から変化するタイミングを算出し、算出したタイミングを、圧送の開始タイミングとする。
The timing estimation means estimates the start timing of the pumping by the
タイミング推定手段により推定された圧送の開始タイミングと、燃料噴射弁20による噴射のタイミングとにおけるクランク軸24の回転角度差、すなわちクランク角の位相差は、EEPROM34に記憶される。これにより、燃料ポンプ11とエンジンの組み付け時に位置合わせを行わなくても、圧送タイミングと燃料噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差を取得できる。
The rotation angle difference of the
噴射期間補正手段は、EEPROM34に記憶されているクランク軸24の回転角度差に基づいて、エンジンの状態に応じて設定された指令噴射期間を補正する。一般に、エンジンの状態(エンジン負荷、エンジン回転速度)に対応して、目標噴射量及び目標供給燃圧が予め設定されており、目標噴射量及び目標供給燃圧とから燃料噴射弁を作動させる期間、すなわち指令噴射期間が設定される。しかしながら、圧送の開始タイミングと噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差によっては、噴射前にコモンレール12内の燃圧が目標供給燃圧から変動し、実際の噴射量が目標噴射量と異なるおそれがある。そこで、圧送の開始と噴射のタイミングとにおけるクランク軸24の回転角度差と、指令噴射期間の補正量とのマップを用意しておく。噴射期間補正手段は、クランク軸24の回転角度差及びマップから指令噴射期間の補正量を算出し、算出した補正量に応じて指令噴射期間を補正する。
The injection period correction means corrects the command injection period set according to the state of the engine based on the rotation angle difference of the
次に、図4のフローチャートを参照して、燃料ポンプ11による圧送の開始タイミングを推定する処理手順を説明する。
Next, with reference to the flowchart of FIG. 4, the process sequence which estimates the start timing of the pumping by the
まず、一例として、想定される圧送波形Wa(図3の黒丸)を所定期間毎に検出し、圧送タイミングを算出する処理手順について説明する。S11で、タイミングt1における燃圧を読み込む。続いて、S12で、S11で読み込んだ燃圧が上昇判定閾値以上か否か判定する。燃圧が上昇判定閾値以上でない場合は(NO)、S11の処理に戻り、燃圧が上昇判定閾値以上の場合は(YES)、S13の処理に進む。タイミングt1で読み込まれた燃圧は上昇判定閾値よりも小さいので、S11に戻り、タイミングt2における燃圧を読み込む。続いて、S12で、タイミングt2で読み込んだ燃圧が上昇判定閾値以上か否か判定する。タイミングt2で読み込んだ燃圧は上昇判定閾値よりも小さいので、S11に戻り、タイミングt3における燃圧を読み込む。続いて、S12で、タイミングt3で読み込んだ燃圧が上昇判定閾値以上か否か判定する。タイミングt3で読み込んだ燃圧は上昇判定閾値よりも大きいので、S13の処理に進む。 First, as an example, a processing procedure for detecting an assumed pumping waveform Wa (black circle in FIG. 3) every predetermined period and calculating a pumping timing will be described. In S11, the fuel pressure at timing t1 is read. Subsequently, in S12, it is determined whether or not the fuel pressure read in S11 is equal to or higher than an increase determination threshold value. When the fuel pressure is not equal to or higher than the increase determination threshold value (NO), the process returns to S11. When the fuel pressure is equal to or higher than the increase determination threshold value (YES), the process proceeds to S13. Since the fuel pressure read at timing t1 is smaller than the increase determination threshold value, the process returns to S11 and the fuel pressure at timing t2 is read. Subsequently, in S12, it is determined whether or not the fuel pressure read at timing t2 is equal to or higher than an increase determination threshold value. Since the fuel pressure read at the timing t2 is smaller than the increase determination threshold value, the process returns to S11, and the fuel pressure at the timing t3 is read. Subsequently, in S12, it is determined whether or not the fuel pressure read at timing t3 is equal to or higher than the increase determination threshold value. Since the fuel pressure read at timing t3 is larger than the increase determination threshold, the process proceeds to S13.
続いて、S13で、タイミングt2で読み込んだ燃圧を初期圧力として記憶する。タイミングt2で読み込んだ燃圧が上昇判定閾値よりも小さく、タイミングt3で読み込んだ燃圧が上昇判定閾値よりも大きいので、タイミングt2とタイミングt3の間で、コモンレール12への燃料の圧送が開始されたことがわかる。すなわち、タイミングt2の時点は圧送の開始前となるので、タイミングt2で読み込まれた燃圧は、圧送に伴い燃圧が上昇する前の初期圧力となる。
Subsequently, in S13, the fuel pressure read at timing t2 is stored as an initial pressure. Since the fuel pressure read at timing t2 is smaller than the rise determination threshold value and the fuel pressure read at timing t3 is greater than the rise determination threshold value, the pumping of fuel to the
続いて、S14で、タイミングt3で読み込んだ燃圧を記憶する。タイミングt3で読み込んだ燃圧は、圧送に伴い初期圧力よりも上昇した燃圧である。続いて、S15で、タイミングt4における燃圧を読み込み、記憶する。タイミングt4で読み込んだ燃圧は、圧送に伴いタイミングt3で読み込んだ燃圧よりも上昇した燃圧である。 Subsequently, in S14, the fuel pressure read at timing t3 is stored. The fuel pressure read at timing t3 is a fuel pressure that has risen from the initial pressure with the pumping. Subsequently, in S15, the fuel pressure at timing t4 is read and stored. The fuel pressure read at timing t4 is a fuel pressure that is higher than the fuel pressure read at timing t3 due to the pressure feeding.
続いて、S16で、S14で記憶したタイミングt3における燃圧と、S15で記憶したタイミングt4における燃圧とから、圧送に伴う燃圧の上昇傾きを算出する。 Subsequently, in S16, the rising slope of the fuel pressure accompanying the pumping is calculated from the fuel pressure at the timing t3 stored in S14 and the fuel pressure at the timing t4 stored in S15.
続いて、S17で、S13で記憶した初期圧力と、S16で算出した上昇傾きとから、圧送の開始タイミングを算出する。詳しくは、S13で記憶した初期圧力を示す初期圧力線(図3の二点鎖線)と、タイミングt3及びタイミングt4で読み込んだ燃圧を通る圧力上昇線(図3の一点鎖線)との交点を、圧送の開始タイミングとする。算出した圧送の開始タイミング(図2のx印)は、タイミングt2とタイミングt3の間で、タイミングt2寄りの時点となっている。以上で、本処理を終了する。 Subsequently, in S17, the pumping start timing is calculated from the initial pressure stored in S13 and the rising slope calculated in S16. Specifically, an intersection of an initial pressure line (two-dot chain line in FIG. 3) indicating the initial pressure stored in S13 and a pressure increase line (a one-dot chain line in FIG. 3) passing through the fuel pressure read at timing t3 and timing t4, The start timing of pumping. The calculated pumping start timing (marked with x in FIG. 2) is between timing t2 and timing t3 and is closer to timing t2. This process is complete | finished above.
次の例として、想定される圧送波形Wb(図3の三角)を所定期間毎に検出し、圧送タイミングを算出する処理手順について説明する。この場合は、タイミングt1からタイミングt3で読み込んだ圧力は上昇判定閾値よりも小さいと判定する。そして、S12において、タイミングt4で読み込んだ燃圧は上昇判定閾値以上と判定し(YES)、S13で、タイミングt3で読み込んだ燃圧を初期圧力として記憶する。この場合は、タイミングt3とタイミングt4の間で、コモンレール12への燃料の圧送が開始されたことがわかる。
As a next example, a processing procedure for detecting an assumed pumping waveform Wb (triangle in FIG. 3) every predetermined period and calculating pumping timing will be described. In this case, it is determined that the pressure read from timing t1 to timing t3 is smaller than the increase determination threshold value. In S12, it is determined that the fuel pressure read at timing t4 is equal to or higher than the increase determination threshold (YES), and the fuel pressure read at timing t3 is stored as an initial pressure in S13. In this case, it can be seen that fuel pumping to the
続いて、S14で、タイミングt4で読み込んだ燃圧を記憶する。続いて、S15で、タイミングt5における燃圧を読み込み、記憶する。 Subsequently, in S14, the fuel pressure read at timing t4 is stored. Subsequently, in S15, the fuel pressure at timing t5 is read and stored.
続いて、S16で、S14で記憶したタイミングt4における燃圧と、S15で記憶したタイミングt5における燃圧とから、圧送に伴う燃圧の上昇傾きを算出する。 Subsequently, in S16, the rising slope of the fuel pressure accompanying pumping is calculated from the fuel pressure at timing t4 stored in S14 and the fuel pressure at timing t5 stored in S15.
続いて、S17で、S13で記憶した初期圧力を示す初期圧力線と、タイミングt4及びタイミングt5で読み込んだ燃圧を通る圧力上昇線(図3の二点鎖線)との交点を、圧送の開始タイミングとする。算出した圧送の開始タイミング(図3のx印)は、タイミングt3とタイミングt4の間で、タイミングt3の直後の時点となっている。すなわち、圧送波形Wbでは、圧送波形Waよりも圧送の開始タイミングが遅くなっている。また、圧送の開始タイミングと噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差は、圧送波形Waよりも圧送波形Wbの方が小さくなっている。以上で本処理を終了する。 Subsequently, in S17, the intersection of the initial pressure line indicating the initial pressure stored in S13 and the pressure rise line (two-dot chain line in FIG. 3) passing through the fuel pressure read in at timing t4 and timing t5 is determined as the pumping start timing. And The calculated pumping start timing (marked x in FIG. 3) is between timing t3 and timing t4, and is immediately after timing t3. That is, in the pumping waveform Wb, the pumping start timing is later than in the pumping waveform Wa. Further, the phase difference of the crank angle between the pumping start timing and the injection timing is smaller in the pumping waveform Wb than in the pumping waveform Wa. This process is complete | finished above.
以上説明した本実実施形態によれば、以下の効果を奏する。 According to the present embodiment described above, the following effects are obtained.
・燃圧センサ13によりコモンレール12内の燃圧が所定期間毎に検出され、検出された燃圧に基づいて圧送に伴う燃圧の上昇傾きが算出される。そして、算出された燃圧の上昇傾きに基づいて、圧送の開始タイミングが推定され、推定された圧送の開始タイミングと、噴射のタイミングとにおけるクランク軸24の回転角度差が記憶される。そのため、予めポンプシャフトのキーと内燃機関側ギアの所定の歯との位置合わせを行わなくても、燃料ポンプ11による圧送の開始タイミングを推定することにより、圧送の開始タイミングと噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差を取得することができる。
The fuel pressure in the
・燃料ポンプ11による圧送に伴い初期圧力から上昇したコモンレール12内の燃圧の検出値と、所定期間毎に検出された燃圧に基づいて算出された上昇傾きとから、燃圧が上昇を開始したタイミング、すなわち圧送の開始タイミングを算出できる。
The timing at which the fuel pressure starts to rise from the detected value of the fuel pressure in the
・圧送の開始タイミングより前で検出された燃圧を用いて上昇傾きを算出すると、実際の燃圧の上昇傾きからずれるおそれがあるが、初期圧力から上昇した燃圧の検出値だけを用いて圧送に伴う燃圧の上昇傾きを算出するため、上昇傾きを高精度に算出することができる。 ・ If the rising slope is calculated using the fuel pressure detected before the start timing of pumping, there is a risk that it will deviate from the rising slope of the actual fuel pressure, but only the detected value of the fuel pressure that has risen from the initial pressure is used. Since the rising slope of the fuel pressure is calculated, the rising slope can be calculated with high accuracy.
・圧送の開始タイミングと噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差に基づいて、エンジンの状態に応じて設定された指令噴射期間を補正することにより、噴射量のばらつきを低減することができる。 By correcting the command injection period set according to the engine state based on the phase difference of the crank angle between the pumping start timing and the injection timing, it is possible to reduce the variation in the injection amount.
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be modified as follows.
・ECU30は、噴射期間補正手段の代わりに、吸入調整弁60の開弁期間を補正する開弁期間補正手段の機能を実現してもよい。一般に、エンジンの状態に対応して、目標噴射量及び目標供給燃圧が予め設定されており、目標供給燃圧に対応して燃料ポンプ11による圧送量、すなわち吸入調整弁60の開弁期間が設定されている。しかしながら、圧送の開始タイミングと噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差によっては、噴射前にコモンレール12の燃圧が目標供給圧から変動し、噴射量がばらつくおそれがある。そこで、圧送の開始タイミングと噴射タイミングとにおけるクランク角の位相差に基づいて、設定された吸入調整弁60の開弁期間を補正する。詳しくは、圧送の開始タイミングと終了タイミングとにおけるクランク軸24の回転角度差と、開弁期間の補正量とのマップを用意しておき、用意したマップを用いて開弁期間を補正する。これにより、噴射時にコモンレール12の燃圧を目標供給燃圧にすることができる。さらには、コモンレール12の燃圧が燃料ポンプ11の耐圧よりもオーバーシュートすることを抑制できる。
-ECU30 may implement | achieve the function of the valve opening period correction | amendment means which correct | amends the valve opening period of the suction |
・吸入弁53又は吐出弁54の開弁期間を調整することにより、コモンレール12への圧送量を調整してもよい。この場合、開弁期間補正手段は、吸入弁53又は吐出弁54の開弁期間を補正する。
The pressure feed amount to the
・タイミング推定手段は、圧送の開始タイミングとプランジャ51の駆動周期から決まる圧送期間とから、圧送の終了タイミングを推定してもよい。さらに、圧送の終了タイミングと、噴射タイミングとにおけるクランク軸24の回転角度差が、EEPROM34に記憶されていてもよい。
The timing estimation unit may estimate the pumping end timing from the pumping start timing and the pumping period determined from the driving cycle of the
・燃料噴射装置は、ディーゼルエンジンに限らず直噴ガソリンエンジンに搭載してもよい。また、燃料噴射装置は、4気筒以外のエンジンに搭載してもよい。また、燃料噴射装置は、車両のエンジンに限らず、船舶等のエンジンに搭載してもよい。 -A fuel-injection apparatus may be mounted not only in a diesel engine but in a direct-injection gasoline engine. The fuel injection device may be mounted on an engine other than the four cylinders. Further, the fuel injection device is not limited to a vehicle engine, and may be mounted on an engine such as a ship.
11…燃料ポンプ、12…コモンレール、13…燃圧センサ、20…燃料噴射弁、24…クランク軸、30…ECU、34…EEPROM。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
内燃機関のクランク軸(24)に連結されて駆動され、前記畜圧容器に対して燃料を圧送する燃料ポンプ(11)と、
前記畜圧容器に蓄えられた前記燃料を噴射する燃料噴射弁(20)と、
前記畜圧容器内の燃圧を所定期間毎に検出する燃圧検出手段(13)と、
前記燃圧検出手段により所定期間毎に検出された燃圧に基づいて、前記燃料ポンプによる圧送に伴う燃圧の上昇傾きを算出する傾き算出手段(30)と、
前記傾き算出手段により算出された前記燃圧の上昇傾きに基づいて、前記燃料ポンプによる圧送のタイミングを推定するタイミング推定手段(30)と、
前記タイミング推定手段により推定された前記圧送のタイミングと、前記燃料噴射弁による噴射のタイミングとにおける前記クランク軸の回転角度差を記憶する記憶手段(34)と、を備える燃料噴射装置。 A pressure vessel (12) for storing fuel in a high pressure state;
A fuel pump (11) connected to a crankshaft (24) of an internal combustion engine and driven to pump fuel to the animal pressure vessel;
A fuel injection valve (20) for injecting the fuel stored in the animal pressure vessel;
A fuel pressure detecting means (13) for detecting the fuel pressure in the animal pressure vessel every predetermined period;
An inclination calculating means (30) for calculating an increase inclination of the fuel pressure accompanying the pumping by the fuel pump based on the fuel pressure detected every predetermined period by the fuel pressure detecting means;
Timing estimating means (30) for estimating the timing of pumping by the fuel pump based on the rising slope of the fuel pressure calculated by the slope calculating means;
A fuel injection device comprising: a storage means (34) for storing a difference in rotation angle of the crankshaft between the pumping timing estimated by the timing estimation means and the injection timing by the fuel injection valve.
前記タイミング推定手段は、前記燃圧検出手段により前記初期圧力の検出時よりも後で検出された燃圧のうち前記閾値よりも大きい燃圧と、前記傾き算出手段により算出された前記上昇傾きとから、前記畜圧容器内の燃圧が前記初期圧力から変化するタイミングを算出し、算出したタイミングを前記ポンプによる圧送の開始タイミングとする請求項1に記載の燃料噴射装置。 A fuel pressure smaller than a threshold value among fuel pressures detected at predetermined intervals by the fuel pressure detection means is set as an initial pressure before pumping by the fuel pump,
The timing estimation means includes a fuel pressure that is greater than the threshold value among fuel pressures detected after the detection of the initial pressure by the fuel pressure detection means, and the rising slope calculated by the slope calculation means. The fuel injection device according to claim 1, wherein a timing at which the fuel pressure in the animal pressure vessel changes from the initial pressure is calculated, and the calculated timing is used as a start timing of pressure feeding by the pump.
前記記憶手段に記憶されているクランク軸の回転角度差に基づいて、前記内燃機関の状態に応じて設定された前記調整弁の開弁期間を補正する開弁期間補正手段(30)を備える請求項1〜4のいずれかに記載の燃料噴射装置。 The fuel pump includes a plunger (51) for pumping fuel, and an adjustment valve (60) for adjusting the amount of fuel pumped to the animal pressure vessel by the plunger,
A valve opening period correcting means (30) for correcting a valve opening period of the regulating valve set according to a state of the internal combustion engine based on a rotation angle difference of the crankshaft stored in the storage means. Item 5. The fuel injection device according to any one of Items 1 to 4.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019027340A (en) * | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 株式会社デンソー | Fuel injection control device |
| WO2020166114A1 (en) * | 2019-02-14 | 2020-08-20 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Diesel engine system |
| JP2021092167A (en) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | 株式会社デンソー | Control device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005307747A (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | Fuel supply device for internal combustion engine |
| JP2007023990A (en) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Denso Corp | Fuel injection control device |
| JP2009085084A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Denso Corp | Fuel supply quantity estimating device and fuel injection system |
-
2013
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005307747A (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | Fuel supply device for internal combustion engine |
| JP2007023990A (en) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Denso Corp | Fuel injection control device |
| JP2009085084A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Denso Corp | Fuel supply quantity estimating device and fuel injection system |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019027340A (en) * | 2017-07-28 | 2019-02-21 | 株式会社デンソー | Fuel injection control device |
| WO2020166114A1 (en) * | 2019-02-14 | 2020-08-20 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Diesel engine system |
| JP2020133430A (en) * | 2019-02-14 | 2020-08-31 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Diesel engine system |
| JP7376994B2 (en) | 2019-02-14 | 2023-11-09 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | diesel engine system |
| JP2021092167A (en) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | 株式会社デンソー | Control device |
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