JP2000045839A - Control device of variable pressure regulator for internal combustion engine - Google Patents
Control device of variable pressure regulator for internal combustion engineInfo
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、筒内直噴式内燃
機関等において燃圧を目標値に制御する電子制御型の可
変プレッシャレギュレータ、特にその制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronically controlled variable pressure regulator for controlling a fuel pressure to a target value in a direct injection type internal combustion engine or the like, and more particularly to a control device therefor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えばシリンダ内にガソリン等の燃料を
直接噴射する筒内直噴式内燃機関においては、非常に高
い燃圧が要求されるため、機関出力で駆動される機械式
の高圧燃料ポンプを用いるとともに、その高圧側つまり
吐出側に電子制御型の可変プレッシャレギュレータを設
け、吐出された燃料の一部を低圧側へリークすることに
より、目標とする燃圧に調整するようにした燃料供給系
が多く採用されている（例えば特開平５−１４９１６８
号公報参照）。2. Description of the Related Art For example, in a direct injection type internal combustion engine in which fuel such as gasoline is directly injected into a cylinder, a very high fuel pressure is required. Therefore, a mechanical high-pressure fuel pump driven by the engine output is used. At the same time, there are many fuel supply systems in which an electronically controlled variable pressure regulator is provided on the high pressure side, that is, on the discharge side, and a part of the discharged fuel is leaked to the low pressure side so as to adjust to a target fuel pressure. (For example, JP-A-5-149168).
Reference).
【０００３】そして、上記可変プレッシャレギュレータ
としては、例えば、所定周波数の駆動パルス信号によっ
て開度制御が行われるリニアソレノド型バルブが用いら
れる。このリニアソレノド型のプレッシャレギュレータ
では、一般に、弁体がリターンスプリングによって閉方
向に付勢されるとともに、開方向に燃圧を受けるように
なっており、駆動パルス信号のデューティ比が大きくな
ると弁体とバルブシートとの間の開度が増大して燃圧が
低下方向に、デューティ比が小さくなると開度が減少し
て燃圧が増加方向に、それぞれ制御される。なお、微視
的に見ると、駆動パルス信号のＯＮ，ＯＦＦに伴って弁
体は僅かに往復動作するが、駆動パルス信号の周波数が
ある程度高いことから、弁体がバルブシートに当接する
ことはなく、中間開度に保持されることになる。As the variable pressure regulator, for example, a linear solenoid valve whose opening is controlled by a drive pulse signal of a predetermined frequency is used. Generally, in this linear solenoid type pressure regulator, the valve element is urged in the closing direction by a return spring and receives fuel pressure in the opening direction, and when the duty ratio of the drive pulse signal increases, the valve element and the valve When the opening between the seat and the seat increases, the fuel pressure is controlled to decrease, and when the duty ratio decreases, the opening is reduced to control the fuel pressure to increase. When viewed microscopically, the valve element slightly reciprocates with the ON / OFF of the drive pulse signal. However, since the frequency of the drive pulse signal is high to some extent, the valve element may not contact the valve seat. Therefore, it is maintained at the intermediate opening.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】筒内直噴式内燃機関の
ように燃圧が非常に高い場合に、上記可変プレッシャレ
ギュレータにおける弁体とバルブシートとの間の開度
は、例えば、数μ〜１００μ程度の非常に僅かなものと
なる。従って、燃料内に異物が混入していた場合に、こ
の異物が、弁体とバルブシートとの間に噛み込まれてし
まうことがある。また、金属摩耗粉、特に磁性体からな
る金属摩耗粉が燃料中に混入した場合、弁体を駆動する
ソレノイドの励磁に伴って弁体やバルブシートの周辺が
磁化され、その磁性により金属摩耗粉が付着，堆積する
ため、異物の噛み込みと同様に、弁体の作動不良を招来
する虞れがある。そして、このように異物を噛み込んだ
り摩耗粉が堆積したりすると、開度を小さく制御するこ
とが不能となるため、リーク量が過大となり、所定の燃
圧を維持できなくなることがある。When the fuel pressure is very high as in a direct injection type internal combustion engine, the opening between the valve element and the valve seat in the variable pressure regulator is, for example, several μ to 100 μ. It will be of a very slight degree. Therefore, when foreign matter is mixed in the fuel, the foreign matter may be caught between the valve body and the valve seat. In addition, when metal wear powder, particularly metal wear powder made of a magnetic material, is mixed into the fuel, the periphery of the valve body and the valve seat is magnetized with the excitation of the solenoid that drives the valve body, and the magnetism causes the metal wear powder to be magnetized. Adheres and accumulates, which may lead to a malfunction of the valve body as in the case of foreign matter being caught. If the foreign matter is caught or the wear powder accumulates in this manner, the opening degree cannot be controlled to be small, so that the leak amount becomes excessive and the predetermined fuel pressure may not be maintained.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関用可変
プレッシャレギュレータの制御装置は、燃料ポンプの高
圧側に配置されるとともに、駆動パルス信号のデューテ
ィ比に応じて弁体とバルブシートとの間の開度が制御さ
れ、吐出された燃料の一部をリークすることにより燃圧
を調整する内燃機関用可変プレッシャレギュレータにお
いて、弁体がリフト大小を繰り返すように通常制御時よ
りも大きな周期の掃除用パルス信号を与える掃除モード
を備え、かつこの掃除モードにおける掃除用パルス信号
のデューティ比を、内燃機関の運転条件に基づいて推定
される異物付着状態に応じて可変制御することを特徴と
している。なお請求項７のように、掃除モードの際に弁
体が着座およびリフトを繰り返すようにしてもよい。A control device for a variable pressure regulator for an internal combustion engine according to the present invention is disposed on a high pressure side of a fuel pump and is configured to connect a valve body and a valve seat in accordance with a duty ratio of a drive pulse signal. In the variable pressure regulator for the internal combustion engine, in which the opening degree is controlled and the fuel pressure is adjusted by leaking a part of the discharged fuel, the cleaning is performed at a longer cycle than during the normal control so that the valve body repeats the magnitude of the lift. A cleaning mode for providing a cleaning pulse signal, and the duty ratio of the cleaning pulse signal in the cleaning mode is variably controlled in accordance with a foreign matter adhesion state estimated based on operating conditions of the internal combustion engine. In the cleaning mode, the valve body may be repeatedly seated and lifted.
【０００６】さらに請求項２の発明は、掃除用パルス信
号のデューティ比とともにその繰り返し回数を上記異物
付着状態に応じて可変制御することを特徴としている。Further, the invention according to claim 2 is characterized in that the duty ratio of the cleaning pulse signal and the number of repetitions thereof are variably controlled according to the foreign matter adhesion state.
【０００７】すなわち、本発明に係る可変プレッシャレ
ギュレータは、通常は、適宜な周期の駆動パルス信号に
よって駆動され、そのデューティ比に応じた開度に制御
される。つまり、デューティ比の制御によってリーク量
ひいては燃圧が所望の値に制御される。そして、適宜な
時期に掃除モードが実行され、通常制御時よりも大きな
周期の掃除用パルス信号が与えられる。この掃除用パル
ス信号によって、弁体はバルブシートに接近し、かつ離
間する、という動作を繰り返す。これによって、例えば
弁体とバルブシートとの間に噛み込んでいた異物が除去
され、あるいは、弁体やバルブシートに付着していた金
属摩耗粉等が振り払われる。ここで、掃除用パルス信号
のＯＮデューティ比を大きくすると、弁体は一層大きく
ストロークすることになるが、それだけ電力消費が大と
なり、また燃圧の変動が大となる。同様に、掃除用パル
ス信号の繰り返し回数を増やせば、異物除去が図れる反
面、電力消費や燃圧変動の点では、好ましくない。That is, the variable pressure regulator according to the present invention is normally driven by a drive pulse signal having an appropriate period, and is controlled to an opening corresponding to the duty ratio. That is, the control of the duty ratio controls the amount of leak and thus the fuel pressure to a desired value. Then, the cleaning mode is executed at an appropriate time, and a cleaning pulse signal having a cycle larger than that in the normal control is provided. With the cleaning pulse signal, the valve element repeats the operation of approaching and separating from the valve seat. As a result, for example, foreign matter that has caught between the valve body and the valve seat is removed, or metal abrasion powder or the like adhering to the valve body or the valve seat is shaken off. Here, when the ON duty ratio of the cleaning pulse signal is increased, the valve body is further stroked, but the power consumption is increased and the fluctuation of the fuel pressure is increased. Similarly, if the number of repetitions of the cleaning pulse signal is increased, foreign substances can be removed, but it is not preferable in terms of power consumption and fuel pressure fluctuation.
【０００８】本発明では、内燃機関の運転条件に基づい
て推定される異物付着状態に応じて、掃除用パルス信号
のデューティ比や繰り返し回数が、適切に設定される。
例えば、内燃機関の負荷が高いと、機関で消費される燃
料量が大となり、リターン量つまり可変プレッシャレギ
ュレータを通過するリーク量が少なくなって流速が低下
するので、金属摩耗粉等の異物が付着しやすくなる。ま
た、燃料ポンプが機関出力で駆動される機械式のもので
あれば、機関回転数が低いと、上記と同様に、余剰とな
る燃料量が少なくなって流速が低下するので、異物が付
着しやすくなる。さらに、通常制御中の駆動パルス信号
のデューティ比が高い場合には、低い場合に比べて、弁
体周辺の磁化の程度が強くなるので、磁性体からなる異
物が付着しやすい。本発明では、これらの条件を考慮し
て、異物付着状態が推定され、適切に掃除モードが実行
される。In the present invention, the duty ratio and the number of repetitions of the cleaning pulse signal are set appropriately in accordance with the foreign matter adhesion state estimated based on the operating conditions of the internal combustion engine.
For example, when the load of the internal combustion engine is high, the amount of fuel consumed by the engine becomes large, and the return amount, that is, the amount of leak passing through the variable pressure regulator decreases, and the flow velocity decreases. Easier to do. Further, if the fuel pump is a mechanical type driven by the engine output, if the engine speed is low, the amount of excess fuel decreases and the flow velocity decreases, as described above. It will be easier. Further, when the duty ratio of the drive pulse signal during the normal control is high, the degree of magnetization around the valve body is stronger than when the duty ratio is low, so that foreign substances made of a magnetic material are more likely to adhere. In the present invention, the foreign matter adhesion state is estimated in consideration of these conditions, and the cleaning mode is appropriately executed.
【０００９】例えば請求項３の発明では、内燃機関の減
速時に上記掃除モードを実行する。そして、その直前の
運転条件に基づいて上記異物付着状態の推定を行う。こ
のように減速時に掃除モードを実行すれば、掃除モード
に伴う燃圧変動の影響が少なくなる。特に、請求項５の
ように減速時の燃料カット中に掃除モードを実行するよ
うにすれば、燃圧変動による車両前後振動等の運転性の
悪化を確実に回避できる。For example, according to the third aspect of the present invention, the cleaning mode is executed when the internal combustion engine is decelerated. Then, the above-mentioned foreign matter adhesion state is estimated based on the immediately preceding operating condition. Executing the cleaning mode at the time of deceleration in this way reduces the effect of fuel pressure fluctuations associated with the cleaning mode. In particular, if the cleaning mode is executed during the fuel cut at the time of deceleration as in claim 5, it is possible to reliably avoid deterioration in drivability such as vehicle longitudinal vibration due to fuel pressure fluctuation.
【００１０】また請求項４の発明では、内燃機関の減速
時に上記掃除モードを実行するとともに、その直前の適
宜な期間の運転条件の履歴に基づいて上記異物付着状態
の推定を行うようになっている。従って、異物の付着度
合いを一層精度よく推定できる。According to the present invention, the cleaning mode is executed at the time of deceleration of the internal combustion engine, and the extraneous matter adhering state is estimated based on a history of the operating conditions of an appropriate period immediately before the deceleration. I have. Therefore, it is possible to more accurately estimate the degree of adhesion of the foreign matter.
【００１１】また、請求項６に係る内燃機関用可変プレ
ッシャレギュレータの制御装置は、燃圧の異常低下を検
出する手段を有し、この異常低下検出時に、所定のデュ
ーティ比および所定の繰り返し回数の掃除用パルス信号
による掃除モードを実行することを特徴としている。す
なわち、このものでは、内燃機関の減速時に定期的な掃
除モードが実行されるほか、燃圧の異常低下時に、強制
的な掃除モードが実行される。燃圧の異常低下時は、既
にアイドル振動悪化、加速不良等の運転性の悪化が発生
しているので、このときの掃除モードでは、異物の確実
な除去を行うために、十分なストロークが得られるよう
に所定のデューティ比の掃除用パルス信号が所定回数繰
り返される。A control device for a variable pressure regulator for an internal combustion engine according to a sixth aspect of the present invention has means for detecting an abnormal decrease in fuel pressure. When the abnormal decrease is detected, cleaning is performed with a predetermined duty ratio and a predetermined number of repetitions. The cleaning mode is executed by the use pulse signal. That is, in this case, a periodic cleaning mode is executed when the internal combustion engine is decelerated, and a forced cleaning mode is executed when the fuel pressure is abnormally reduced. When the fuel pressure is abnormally reduced, the operability such as the deterioration of the idle vibration or the acceleration failure has already been deteriorated. Therefore, in the cleaning mode at this time, a sufficient stroke is obtained in order to reliably remove the foreign matter. Thus, the cleaning pulse signal having the predetermined duty ratio is repeated a predetermined number of times.
【００１２】[0012]
【発明の効果】この発明に係る内燃機関用可変プレッシ
ャレギュレータの制御装置によれば、掃除モードの実行
によって、弁体とバルブシートとの間の異物の噛み込み
や摩耗粉等の付着による動作不良を未然に防止すること
ができる。特に、機関運転条件に左右される異物付着状
態に応じて弁体のストロークや繰り返し回数を設定する
ので、掃除モードの実行による電力消費や燃圧変動を抑
制しつつ、異物の噛み込み等による動作不良を防止でき
る。According to the control device for a variable pressure regulator for an internal combustion engine according to the present invention, when the cleaning mode is executed, a malfunction occurs due to foreign matter being caught between the valve body and the valve seat and adhesion of wear powder and the like. Can be prevented beforehand. In particular, since the stroke and the number of repetitions of the valve body are set according to the foreign matter adhesion state that is affected by the engine operating conditions, malfunctions due to foreign matter being caught, etc., while suppressing power consumption and fuel pressure fluctuation due to execution of the cleaning mode are suppressed. Can be prevented.
【００１３】特に請求項３〜５のように機関の減速時に
掃除モードを実行するようにすれば、掃除モードの実行
に伴う燃圧変動の影響を一層小さなものとすることがで
きる。In particular, if the cleaning mode is executed when the engine is decelerated, the influence of the fuel pressure fluctuation accompanying the execution of the cleaning mode can be further reduced.
【００１４】また請求項６の発明によれば、減速時の定
期的な掃除モードの実行に加えて、燃圧異常低下時に十
分に大きなストロークの掃除モードが強制的に実行され
るため、異物噛み込みによる燃圧低下を速やかに解消で
きる。According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the periodic execution of the cleaning mode at the time of deceleration, the cleaning mode having a sufficiently large stroke is forcibly executed when the fuel pressure is abnormally reduced. The fuel pressure drop due to the above can be quickly eliminated.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１６】図１は、筒内直噴式内燃機関１の燃料系を
示す構成説明図であって、燃料タンク２内に電動式の低
圧燃料ポンプ３が収容されており、この低圧燃料ポンプ
３から圧送される燃料が高圧燃料ポンプ４に導入されて
いる。この高圧燃料ポンプ４は、内燃機関１のクランク
シャフトもしくはカムシャフトによって駆動される機械
式のものであって、ここで加圧された高圧燃料が、高圧
燃料通路６を介して各気筒の燃料噴射弁５に供給されて
いる。上記高圧燃料通路６には、燃圧を検出する燃圧セ
ンサ７が配設されている。また、上記高圧燃料通路６か
ら高圧燃料の一部をリークするように、可変プレッシャ
レギュレータ８が設けられている。この可変プレッシャ
レギュレータ８は、高圧燃料ポンプ４とともに高圧ポン
プユニット９として一体化されている。上記可変プレッ
シャレギュレータ８を介してリークした燃料は、リター
ン通路１０によって燃料タンク２に戻される。FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a fuel system of an in-cylinder direct injection type internal combustion engine 1. An electric low pressure fuel pump 3 is accommodated in a fuel tank 2. The fuel to be pumped is introduced into the high-pressure fuel pump 4. The high-pressure fuel pump 4 is of a mechanical type driven by a crankshaft or a camshaft of the internal combustion engine 1, and pressurized high-pressure fuel is injected through a high-pressure fuel passage 6 into each cylinder. It is supplied to the valve 5. A fuel pressure sensor 7 for detecting a fuel pressure is provided in the high-pressure fuel passage 6. Further, a variable pressure regulator 8 is provided so that a part of the high-pressure fuel leaks from the high-pressure fuel passage 6. The variable pressure regulator 8 is integrated with the high-pressure fuel pump 4 as a high-pressure pump unit 9. The fuel leaked through the variable pressure regulator 8 is returned to the fuel tank 2 through the return passage 10.
【００１７】上記可変プレッシャレギュレータ８は、コ
ントロールユニット１１から出力される駆動パルス信号
によって開度が制御されるものであって、上記コントロ
ールユニット１１には、上記燃圧センサ７によって検出
される燃圧信号が入力されるほか、機関運転条件を示す
エアフロメータ１２、クランク角センサ１３、スロット
ル開度センサ１４等の検出信号が入力されており、機関
運転条件に応じて設定される目標燃圧となるように、駆
動パルス信号のデューティ比がフィードバック制御され
るようになっている。なお、デューティ比は機関運転条
件に応じたオープンループ制御とし、燃圧センサ７の検
出値を、燃料噴射パルスの補正のみに用いるようにして
もよい。The opening of the variable pressure regulator 8 is controlled by a drive pulse signal output from a control unit 11. The control unit 11 receives a fuel pressure signal detected by the fuel pressure sensor 7. In addition to the input, detection signals of the air flow meter 12, the crank angle sensor 13, the throttle opening sensor 14, and the like indicating the engine operating conditions are input, and the target fuel pressure is set so as to be set according to the engine operating conditions. The duty ratio of the drive pulse signal is feedback-controlled. Note that the duty ratio may be set as open loop control according to the engine operating conditions, and the detection value of the fuel pressure sensor 7 may be used only for correcting the fuel injection pulse.
【００１８】上記高圧燃料ポンプ４は、例えば特開平１
０−８２３５３号公報等に記載されている複数個の加圧
シリンダを備えた公知の斜板型ポンプから構成される。The high-pressure fuel pump 4 is disclosed in, for example,
It is composed of a known swash plate type pump having a plurality of pressurizing cylinders described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 0-82353.
【００１９】図２は、この高圧燃料ポンプ４と一体化さ
れている可変プレッシャレギュレータ８の具体的な構成
を示している。また、図３は、この可変プレッシャレギ
ュレータ８の要部を示している。可変プレッシャレギュ
レータ８は、高圧燃料ポンプ４のハウジングと一体化さ
れたベース部２１と、このベース部２１に取り付けられ
た略円筒状のバルブ部２２と、に大別され、バルブ部２
２の中心にプランジャを兼ねた弁体２３が摺動可能に配
設されているとともに、この弁体２３を囲むようにソレ
ノイド２４が配設されている。またベース部２１には、
上記弁体２３先端に対向するようにバルブシート２５が
設けられており、その中心部に連通するように高圧側通
路２７が、また側方に連通するように低圧側通路２８
が、それぞれ形成されている。上記弁体２３は、リター
ンスプリング２６によって、バルブシート２５に着座す
る方向に付勢されている。FIG. 2 shows a specific configuration of the variable pressure regulator 8 integrated with the high-pressure fuel pump 4. FIG. 3 shows a main part of the variable pressure regulator 8. The variable pressure regulator 8 is roughly divided into a base portion 21 integrated with the housing of the high-pressure fuel pump 4 and a substantially cylindrical valve portion 22 attached to the base portion 21.
A valve 23 serving also as a plunger is slidably disposed at the center of the valve 2, and a solenoid 24 is disposed so as to surround the valve 23. In addition, the base portion 21 includes
A valve seat 25 is provided so as to face the distal end of the valve body 23. A high-pressure side passage 27 communicates with the center of the valve seat 25, and a low-pressure side passage 28 communicates with the side.
Are formed respectively. The valve body 23 is urged by a return spring 26 in a direction of sitting on the valve seat 25.
【００２０】図３に拡大して示すように、上記バルブシ
ート２５は、円錐形の着座面２９を有し、その中心に上
記高圧側通路２７が開口しているとともに、側方に上記
低圧側通路２８が開口している。そして、上記弁体２３
は、上記着座面２９に着座し得る略球形の先端部２３ａ
を備えている。As shown in FIG. 3 in an enlarged manner, the valve seat 25 has a conical seating surface 29, the high-pressure side passage 27 is opened at the center thereof, and the low-pressure side The passage 28 is open. And the valve element 23
Is a substantially spherical tip portion 23a that can be seated on the seating surface 29.
It has.
【００２１】上記可変プレッシャレギュレータ８は、通
常の制御時には、例えば１６０Ｈｚ程度の周波数の駆動
パルス信号でもって開度制御される。図４は、この通常
時の制御における駆動パルス信号と弁体２３のリフトと
の関係を示したものであって、図示するように、駆動パ
ルス信号がＯＮ，ＯＦＦを繰り返す結果、弁体２３は微
小変動するものの、着座位置（全閉位置）と全開位置と
の間の中間位置に保持される。そして、この平均的な開
度は、駆動パルス信号のデューティ比に応じて連続的に
変化する。図５に示すように、ＯＮデューティ比が大と
なると、開度も大となり、逆に燃圧は低下する。The opening of the variable pressure regulator 8 is controlled by a drive pulse signal having a frequency of, for example, about 160 Hz during normal control. FIG. 4 shows the relationship between the drive pulse signal and the lift of the valve element 23 in this normal control. As shown in FIG. Although slightly fluctuating, it is held at an intermediate position between the seating position (fully closed position) and the fully open position. The average opening continuously changes according to the duty ratio of the drive pulse signal. As shown in FIG. 5, when the ON duty ratio increases, the opening degree also increases, and conversely, the fuel pressure decreases.
【００２２】目標となる燃圧値は、内燃機関１の運転条
件によって定まる。この実施例では、図６に示すよう
に、内燃機関１の負荷および回転数によって、燃圧がＰ
１，Ｐ２，Ｐ３の３段階に制御され、かつ一般的には、
Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３の関係となっている。また、高圧燃料
ポンプ４の回転数は、機関回転数に比例したものとな
り、高速域ほど吐出量は大となるので、図７に示すよう
に、同一の燃圧に維持するのに必要なデューティ比は、
機関回転数（ポンプ回転数）に応じて変化し、高速域ほ
どデューティ比を大きくする必要がある。The target fuel pressure value is determined by the operating conditions of the internal combustion engine 1. In this embodiment, as shown in FIG. 6, the fuel pressure becomes P depending on the load and the rotation speed of the internal combustion engine 1.
1, P2, and P3, and generally,
P1 <P2 <P3. Further, the rotation speed of the high-pressure fuel pump 4 is proportional to the engine rotation speed, and the discharge amount increases as the engine speed increases, so that the duty ratio required to maintain the same fuel pressure as shown in FIG. Is
The duty ratio changes according to the engine speed (pump speed), and it is necessary to increase the duty ratio as the engine speed increases.
【００２３】次に、図８のフローチャートに基づいて、
本発明の要部である掃除モードの制御について説明す
る。Next, based on the flowchart of FIG.
Control of the cleaning mode, which is a main part of the present invention, will be described.
【００２４】このフローチャートの処理は、内燃機関１
の運転中繰り返し実行されるものであって、先ずステッ
プ１で内燃機関１の負荷、回転数、スロットル開度等の
運転条件を読み込み、ステップ２で、運転条件に対応し
た目標燃圧を決定する。ステップ３では、燃料カットを
伴う減速中であるか否かを判定する。ここで、減速中で
なければ、ステップ４へ進み、燃圧が異常低下していな
いか否か判定する。これは、燃圧センサ７の検出値と、
そのときの駆動パルス信号のデューティ比ならびに機関
回転数との関係で判断される。図９は、例えばある一定
の機関回転数の下でのデューティ比と燃圧との関係を示
したもので、前述したように、デューティ比が大となる
と燃圧は低下するのであるが、そのときの温度や電圧に
よって、実際の燃圧にはある程度のばらつきが生じる。
従って、図９のａの範囲にあれば、燃圧制御は正常であ
ると判定される。これに対し、図９のｂの範囲は、異物
の噛み込みによる異常な燃圧低下であると判定される。
なお、ｃの範囲は、逆に燃圧が高すぎる状態であり、例
えば、ソレノイド２４の断線や弁体２３のバルブシート
２５との固着によって発生する。The processing of this flowchart is performed by the internal combustion engine 1
First, in step 1, the operating conditions such as the load, the number of revolutions, and the throttle opening of the internal combustion engine 1 are read in step 1, and in step 2, the target fuel pressure corresponding to the operating conditions is determined. In step 3, it is determined whether or not the vehicle is being decelerated with a fuel cut. Here, if the vehicle is not decelerating, the routine proceeds to step 4, where it is determined whether or not the fuel pressure is abnormally reduced. This is the detection value of the fuel pressure sensor 7 and
The determination is made based on the relationship between the duty ratio of the drive pulse signal at that time and the engine speed. FIG. 9 shows, for example, the relationship between the duty ratio and the fuel pressure under a certain engine speed. As described above, as the duty ratio increases, the fuel pressure decreases. The actual fuel pressure varies to some extent depending on the temperature and the voltage.
Therefore, if it is in the range of FIG. 9A, it is determined that the fuel pressure control is normal. On the other hand, the range of b in FIG. 9 is determined to be an abnormal decrease in fuel pressure due to foreign matter being caught.
Meanwhile, the range of c is a state in which the fuel pressure is too high, and is generated by, for example, disconnection of the solenoid 24 or sticking of the valve body 23 to the valve seat 25.
【００２５】ステップ４で燃圧の異常低下が検出されな
かった場合は、ステップ５へ進み、目標燃圧に沿って、
通常の駆動パルス信号のデューティ比制御を実行する。If no abnormal decrease in fuel pressure is detected in step 4, the routine proceeds to step 5, where the fuel pressure is reduced along with the target fuel pressure.
The duty ratio control of the normal drive pulse signal is executed.
【００２６】一方、ステップ３で燃料カットを伴う減速
である場合には、ステップ６へ進み、減速時の掃除モー
ドであると判定する。そして、ステップ７で、その直前
の機関運転条件に基づいて異物付着状態を推定し、この
異物付着状態に基づいて、掃除モード時の掃除用パルス
信号のＯＮデューティ比およびその繰り返し回数を決定
する。ステップ８では、この決定されたデューティ比お
よび繰り返し回数に従って、所定周波数、例えば２〜５
Ｈｚの掃除用パルス信号を出力する。つまり、掃除モー
ドを実行する。これにより、図１０に示すように、弁体
２３が大きくストロークし、リフト大小を繰り返す。従
って、弁体２３とバルブシート２５との間の異物や付着
物は、弁体２３のストロークに伴って振り落とされる。
この減速時の掃除モードは、燃料カットを伴う減速の度
に繰り返し実行されるので、異物の噛み込み等による異
常を未然に防止することができる。On the other hand, if it is determined in step 3 that the deceleration is accompanied by a fuel cut, the flow advances to step 6 to determine that the mode is the cleaning mode during deceleration. Then, in step 7, the state of foreign matter attachment is estimated based on the immediately preceding engine operating condition, and the ON duty ratio of the cleaning pulse signal in the cleaning mode and the number of repetitions thereof are determined based on the foreign matter attached state. In step 8, according to the determined duty ratio and the number of repetitions, a predetermined frequency, for example, 2 to 5
Hz cleaning pulse signal is output. That is, the cleaning mode is executed. Thereby, as shown in FIG. 10, the valve element 23 makes a large stroke, and the magnitude of the lift is repeated. Therefore, the foreign matter and the deposit between the valve body 23 and the valve seat 25 are shaken off with the stroke of the valve body 23.
Since the cleaning mode at the time of deceleration is repeatedly executed each time the vehicle is decelerated with a fuel cut, it is possible to prevent an abnormality due to a foreign object from being caught or the like.
【００２７】ここでステップ７の異物付着状態の推定に
ついて説明すると、異物付着度合は、駆動パルス信号の
デューティ比が大きいほど大となり、機関回転数（ポン
プ回転数）が低いほど大となり、さらには、機関負荷
（燃料噴射量）が大きいほど大となる。そこで、デュー
ティ比（通常時の変化幅を０〜５０％とする）をＡ
（％）、機関回転数（例えば５００〜６５００ｒｐｍ）
をＢ（ｒｐｍ）、負荷（例えば０〜３５０Ｎｍ）をＣ
（Ｎｍ）とし、かつ係数ｋ１〜ｋ３を所定の定数とし
て、次式のように、異物付着度合Ｄを算出する。Here, the estimation of the foreign matter attachment state in step 7 will be described. The foreign matter attachment degree increases as the duty ratio of the drive pulse signal increases, and increases as the engine speed (pump speed) decreases. The larger the engine load (fuel injection amount), the larger the load. Therefore, the duty ratio (the normal range of change is 0 to 50%) is set to A
(%), Engine speed (for example, 500 to 6500 rpm)
Is B (rpm) and the load (for example, 0 to 350 Nm) is C
(Nm) and the coefficients k1 to k3 are predetermined constants, and the degree of foreign matter adhesion D is calculated as in the following equation.
【００２８】Ｄ＝ｋ１×Ａ＋ｋ２／Ｂ＋ｋ３×Ｃ 係数ｋ１〜ｋ３は、例えば、Ａ〜Ｃのパラメータのそれ
ぞれの変化範囲の中で、異物の付着しやすい側が１とな
るように設定する。つまり、ｋ１＝１／５０、ｋ２＝５
００、ｋ３＝１／３５０とする。なお、各パラメータの
異物付着量への影響の大小を勘案して、各係数をさらに
修正するようにしてもよい。D = k1 × A + k2 / B + k3 × C The coefficients k1 to k3 are set so that, for example, the side where the foreign matter is likely to adhere is 1 in each of the change ranges of the parameters A to C. That is, k1 = 1/50, k2 = 5
00, k3 = 1/350. Note that each coefficient may be further modified in consideration of the magnitude of the influence of each parameter on the amount of adhered foreign matter.
【００２９】掃除用パルス信号のデューティ比は、上記
の異物付着度合Ｄが大きいほど大きな値とし、また繰り
返し回数も、異物付着度合Ｄが大きいほど大とする。上
記の例では、異物付着度合Ｄは、３以下の値となるの
で、例えば、次の３段階に区分し、それぞれデューティ
比等を設定する。The duty ratio of the cleaning pulse signal is set to a larger value as the degree of foreign matter D is larger, and the number of repetitions is set to be larger as the degree of foreign matter D is larger. In the above example, the foreign matter adhesion degree D is a value of 3 or less, and therefore, for example, it is divided into the following three stages and the duty ratio and the like are set respectively.
【００３０】 Ｄ≦１…ＯＮデューティ比６０％、繰り返し回数３回。D ≦ 1: ON duty ratio 60%, number of repetitions 3 times.
【００３１】１＜Ｄ≦２…ＯＮデューティ比８０％、繰
り返し回数５回。1 <D ≦ 2: ON duty ratio 80%, number of repetitions 5 times.
【００３２】２＜Ｄ≦３…ＯＮデューティ比１００％、
繰り返し回数７回。2 <D ≦ 3: ON duty ratio 100%,
7 repetitions.
【００３３】このように掃除用パルス信号のデューティ
比や繰り返し回数を異物付着度合に応じて設定すること
により、無駄な電力消費や燃圧変動を最小限にしつつ、
確実に異物除去を行うことができる。By setting the duty ratio and the number of repetitions of the cleaning pulse signal in accordance with the degree of adherence of foreign matter, wasteful power consumption and fluctuations in fuel pressure can be minimized.
Foreign matter can be reliably removed.
【００３４】一方、ステップ４で燃圧が異常に低下して
いると判断した場合には、ステップ９の異常時掃除モー
ドへ進む。この場合、ステップ１０で、異常時に適した
掃除用パルス信号のＯＮデューティ比および繰り返し回
数を設定する。これは、例えば、上記のステップ７にお
ける最大値であるデューティ比１００％、繰り返し回数
７回とする。あるいは、これよりも大きな繰り返し回数
を与えるようにしてもよい。そして、ステップ１０から
ステップ８へ進み、この決定されたデューティ比および
繰り返し回数に従って、所定周波数、例えば２〜５Ｈｚ
の掃除用パルス信号を出力する。つまり、掃除モードを
実行する。この異常時の掃除モードは、通常の運転中で
あっても、燃圧低下を検出したときに直ちに強制的に実
行されることになる。On the other hand, if it is determined in step 4 that the fuel pressure is abnormally low, the process proceeds to step 9 in the abnormal cleaning mode. In this case, in step 10, the ON duty ratio of the cleaning pulse signal and the number of repetitions suitable for an abnormal condition are set. This is, for example, a duty ratio of 100%, which is the maximum value in step 7, and a number of repetitions of seven. Alternatively, a larger number of repetitions may be given. Then, the process proceeds from step 10 to step 8, and according to the determined duty ratio and the number of repetitions, a predetermined frequency, for example, 2 to 5 Hz
A cleaning pulse signal is output. That is, the cleaning mode is executed. This abnormal cleaning mode is forcibly executed immediately upon detecting a decrease in fuel pressure, even during normal operation.
【００３５】次に、図１１は、この発明の第２の実施例
を示すフローチャートである。なお、ステップ１〜６お
よびステップ８〜１０は、前述した図８の各ステップと
実質的に変わりがないので、重複する説明は省略する。
この実施例では、ステップ５で通常の燃圧制御が行われ
ている間、ステップ５からステップ１１へ進み、運転条
件の履歴による異物付着状態の推定演算が行われる。こ
れは、例えば直前１０秒間における上述した各パラメー
タＡ，Ｂ，Ｃの平均値を求め、異物付着度合Ｄを算出す
る。Next, FIG. 11 is a flowchart showing a second embodiment of the present invention. Note that Steps 1 to 6 and Steps 8 to 10 are substantially the same as the respective steps in FIG. 8 described above, and thus redundant description will be omitted.
In this embodiment, while the normal fuel pressure control is being performed in step 5, the process proceeds from step 5 to step 11, where the estimation calculation of the foreign matter adhesion state based on the history of the operating conditions is performed. For example, an average value of the above-described parameters A, B, and C during the immediately preceding 10 seconds is obtained, and a foreign matter adhesion degree D is calculated.
【００３６】つまり、各パラメータＡ〜Ｃのある値Ａ
ｉ，Ｂｉ，Ｃｉの累積時間をＴｉとし、かつサンプリン
グ時間（例えば１０秒）をＴとすると、異物付着度合Ｄ
は、次式により求められる。That is, a value A of each of the parameters A to C
Assuming that the accumulated time of i, Bi, and Ci is Ti and the sampling time (for example, 10 seconds) is T, the degree of foreign matter adhesion D
Is obtained by the following equation.
【００３７】Ｄ＝ｋ１×Σ（Ａｉ×Ｔｉ）／Ｔ＋ｋ２／
Σ（Ｂｉ×Ｔｉ）／Ｔ＋ｋ３×Σ（Ｃｉ×Ｔｉ）／Ｔ なお、係数ｋ１〜ｋ３を前述したように、ｋ１＝１／５
０、ｋ２＝５００、ｋ３＝１／３５０とすれば、上記の
異物付着度合Ｄは、やはり、３以下の値となる。D = k1 × Σ (Ai × Ti) / T + k2 /
Σ (Bi × Ti) / T + k3 × Σ (Ci × Ti) / T Note that the coefficients k1 to k3 are k1 = 1/5 as described above.
Assuming that 0, k2 = 500, and k3 = 1/350, the above-mentioned foreign matter adhesion degree D also becomes a value of 3 or less.
【００３８】そして、燃料カットを伴う減速となると、
ステップ１２へ進み、ステップ１１で求められている異
物付着度合Ｄに基づいて、例えば前述した実施例と同様
に３段階に区分して、掃除用パルス信号のＯＮデューテ
ィ比および繰り返し回数を決定する。When the deceleration is accompanied by a fuel cut,
Proceeding to step 12, based on the degree of foreign matter adhesion D obtained in step 11, for example, in three stages as in the above-described embodiment, the ON duty ratio of the cleaning pulse signal and the number of repetitions are determined.
【００３９】この実施例によれば、減速となる前のある
程度の期間の運転条件が反映するので、異物付着状態を
一層正確に推定することができる。According to this embodiment, the operating condition during a certain period before the vehicle is decelerated is reflected, so that it is possible to more accurately estimate the state of foreign matter adhesion.
【図１】この発明に係る可変プレッシャレギュレータを
備えた筒内直噴式内燃機関の燃料系の構成説明図。FIG. 1 is a diagram illustrating a fuel system of a direct injection type internal combustion engine equipped with a variable pressure regulator according to the present invention.
【図２】可変プレッシャレギュレータの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a variable pressure regulator.
【図３】その要部の拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part thereof.
【図４】通常時の駆動パルス信号と弁体のリフトとの関
係を示すタイムチャート。FIG. 4 is a time chart showing a relationship between a drive pulse signal and a lift of a valve element in a normal state.
【図５】駆動パルス信号のＯＮデューティ比と開度およ
び燃圧との関係を示す特性図。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between an ON duty ratio of a drive pulse signal, an opening degree, and a fuel pressure.
【図６】機関運転条件と目標燃圧との関係を示す特性
図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between engine operating conditions and a target fuel pressure.
【図７】ポンプ回転数とデューティ比と燃圧との関係を
示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a pump rotation speed, a duty ratio, and a fuel pressure.
【図８】可変プレッシャレギュレータの制御の一実施例
を示すフローチャート。FIG. 8 is a flowchart showing an embodiment of control of a variable pressure regulator.
【図９】デューティ比と燃圧の正常範囲との関係を示す
特性図。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a duty ratio and a normal range of fuel pressure.
【図１０】掃除用パルス信号による弁体の動作を示すタ
イムチャート。FIG. 10 is a time chart showing an operation of a valve element by a cleaning pulse signal.
【図１１】可変プレッシャレギュレータの制御の異なる
実施例を示すフローチャート。FIG. 11 is a flowchart showing another embodiment of the control of the variable pressure regulator.
４…高圧燃料ポンプ ８…可変プレッシャレギュレータ １１…コントロールユニット ２３…弁体 ２５…バルブシート 4 high-pressure fuel pump 8 variable pressure regulator 11 control unit 23 valve body 25 valve seat
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Claims (7)
に、駆動パルス信号のデューティ比に応じて弁体とバル
ブシートとの間の開度が制御され、吐出された燃料の一
部をリークすることにより燃圧を調整する内燃機関用可
変プレッシャレギュレータにおいて、弁体がリフト大小
を繰り返すように通常制御時よりも大きな周期の掃除用
パルス信号を与える掃除モードを備え、かつこの掃除モ
ードにおける掃除用パルス信号のデューティ比を、内燃
機関の運転条件に基づいて推定される異物付着状態に応
じて可変制御することを特徴とする内燃機関用可変プレ
ッシャレギュレータの制御装置。1. A fuel pump is disposed on a high-pressure side of a fuel pump, and an opening between a valve body and a valve seat is controlled in accordance with a duty ratio of a drive pulse signal to leak a part of discharged fuel. The variable pressure regulator for an internal combustion engine that adjusts the fuel pressure by providing a cleaning mode that provides a cleaning pulse signal having a cycle larger than that in the normal control so that the valve body repeats the magnitude of the lift, and a cleaning pulse in this cleaning mode. A control device for a variable pressure regulator for an internal combustion engine, wherein a duty ratio of a signal is variably controlled in accordance with a foreign matter adhesion state estimated based on operating conditions of the internal combustion engine.
にその繰り返し回数を上記異物付着状態に応じて可変制
御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関用可変
プレッシャレギュレータの制御装置。2. A control device for a variable pressure regulator for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the duty ratio of the cleaning pulse signal and the number of repetitions thereof are variably controlled in accordance with the foreign matter adhesion state.
行するとともに、その直前の運転条件に基づいて上記異
物付着状態の推定を行うことを特徴とする請求項１また
は２に記載の内燃機関用可変プレッシャレギュレータの
制御装置。3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the cleaning mode is executed at the time of deceleration of the internal combustion engine, and the foreign matter adhesion state is estimated based on operating conditions immediately before the cleaning mode. Control device for variable pressure regulator.
行するとともに、その直前の適宜な期間の運転条件の履
歴に基づいて上記異物付着状態の推定を行うことを特徴
とする請求項１または２に記載の内燃機関用可変プレッ
シャレギュレータの制御装置。4. The method according to claim 1, wherein the cleaning mode is executed at the time of deceleration of the internal combustion engine, and the state of adhesion of the foreign matter is estimated based on a history of operating conditions for an appropriate period immediately before the cleaning mode. 3. The control device for a variable pressure regulator for an internal combustion engine according to claim 1.
行することを特徴とする請求項３または４に記載の内燃
機関用可変プレッシャレギュレータの制御装置。5. The control device for a variable pressure regulator for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the cleaning mode is executed during fuel cut during deceleration.
この異常低下検出時に、所定のデューティ比および所定
の繰り返し回数の掃除用パルス信号による掃除モードを
実行することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記
載の内燃機関用可変プレッシャレギュレータの制御装
置。6. Means for detecting an abnormal decrease in fuel pressure,
6. The control of the variable pressure regulator for an internal combustion engine according to claim 3, wherein a cleaning mode is performed by a cleaning pulse signal having a predetermined duty ratio and a predetermined number of repetitions when the abnormal decrease is detected. apparatus.
トを繰り返すことを特徴とする請求項１〜６のいずれか
に記載の内燃機関用可変プレッシャレギュレータの制御
装置。7. The control device for a variable pressure regulator for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve body repeats seating and lifting in a cleaning mode.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10209000A JP2000045839A (en) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Control device of variable pressure regulator for internal combustion engine |
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| JP10209000A JP2000045839A (en) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Control device of variable pressure regulator for internal combustion engine |
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|---|---|
| JP2000045839A true JP2000045839A (en) | 2000-02-15 |
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