JP2004218611A - 内燃機関用燃料噴射装置 - Google Patents
内燃機関用燃料噴射装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004218611A JP2004218611A JP2003009924A JP2003009924A JP2004218611A JP 2004218611 A JP2004218611 A JP 2004218611A JP 2003009924 A JP2003009924 A JP 2003009924A JP 2003009924 A JP2003009924 A JP 2003009924A JP 2004218611 A JP2004218611 A JP 2004218611A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- discharge amount
- pressure
- current
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/3809—Common rail control systems
- F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
- F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D41/1402—Adaptive control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
- F02D41/2464—Characteristics of actuators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1409—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/141—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a feed-forward control element
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
- F02D2041/2058—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using information of the actual current value
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
- F02D2200/0602—Fuel pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
- F02D2200/0602—Fuel pressure
- F02D2200/0604—Estimation of fuel pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
- F02D2250/31—Control of the fuel pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
【解決手段】目標燃料圧力と実燃料圧力との圧力偏差を基に通常制御、学習制御共に、燃料吐出量F/Bを行うようにしている。これにより、学習制御状態から通常制御状態への切り替わり時に、従来の技術のような電流F/Bから燃料吐出量F/Bに切り替えるのため徐変制御を実施する必要はない。また、学習制御時には、基準特性回りで釣り合った、上記の燃料吐出量F/Bによって求められた目標となる燃料吐出量を変換した第1要求駆動電流値(I1)と、本来釣り合うべき既知のアイドル運転時燃料吐出量を変換した第2要求駆動電流値(I2)との差分を、目標駆動電流値(IPMP)を学習補正するための電流学習値(ISTUDY)として算出し、メモリに更新して記憶している。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸入調量弁を経て加圧室内に吸入される燃料を加圧して高圧化し、コモンレール内に圧送する吸入調量型の燃料供給ポンプを設置した内燃機関用燃料噴射装置に関するもので、特にコモンレール内の燃料圧力が目標燃料圧力と略一致するように、燃料供給ポンプより吐出される燃料の吐出量をフィードバック制御する内燃機関用燃料噴射装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】
従来より、コモンレール内に高圧燃料を蓄圧し、コモンレールより分岐した燃料配管の下流端に接続された電磁式燃料噴射弁(インジェクタ)から所定のタイミングで内燃機関の各気筒の燃焼室内に燃料を噴射供給するように構成された蓄圧式燃料噴射装置がある。コモンレールには、燃料の噴射圧力に相当する燃料圧力を常時蓄圧する必要が有るため、吸入調量型の燃料供給ポンプから燃料配管を経て高圧燃料が圧送され、コモンレール内の燃料圧力が目標燃料圧力と略一致するようにフィードバック制御している。
【0003】
これは、内燃機関の運転条件または運転状態によって設定される指令噴射量(以下噴射量と言う:Q)を算出し、次にエンジン回転速度(NE)と指令噴射量(Q)とによって設定される目標燃料圧力(PFIN)を算出し、次にコモンレールに設置された燃料圧力センサによって検出されたコモンレール内の燃料圧力(実燃料圧力:PC)と目標燃料圧力(PFIN)との圧力偏差(ΔP=PFIN−PC)に応じて、燃料供給ポンプに内蔵された吸入調量弁に印加する駆動電流値をフィードバック制御することで実行される(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
ここで、通常制御時の吸入調量弁に印加する目標駆動電流値を、公知の比例積分微分(PID)制御を用いて算出する方法を、図7の制御ロジックに示す。これは、実燃料圧力(PC)と目標燃料圧力(PFIN)との圧力偏差(ΔP=PFIN−PC)を用い、公知のPID制御にて、フィードバック圧力量(PFB)を算出する。この演算式を下記の数1の式に示す。
【数1】
【0005】
次に、フィードバック圧力量(PFB)に、体積弾性係数(Kα)をコモンレール内体積(V)で除したものを乗算してフィードバック燃料吐出量(QFB)を算出する。次に、所定のクランク角度期間中の燃料噴射量(QINJ)と所定のクランク角度期間中の燃料リーク量(QLEAK)とフィードバック燃料吐出量(QFB)とを加算して燃料吐出量(QPMP)を算出する。次に、燃料吐出量(QPMP)と燃料圧力とをパラメータとする2次元マップ(図示せず)を用いて、燃料吐出量(QPMP)を吸入指令量に変換し、更に、吸入量とエンジン回転速度(NE)とをパラメータとする2次元マップ(図示せず)を用いて、吸入指令量を駆動電流に変換する。
【0006】
次に、この駆動電流に前回の学習制御によってメモリ等に記憶されている前回電流学習値を加算して目標駆動電流値(IPMP)を算出する。そして、この目標駆動電流値(IPMP)を、燃料供給ポンプに内蔵された吸入調量弁に印加することで、吸入調量弁のリフト量または開口面積を調整し、燃料供給ポンプからコモンレール内に向けて最適な燃料吐出量を実現している(例えば、特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−82230(第1−18頁、図1−図20)
【特許文献2】
特開2000−282929(第1−12頁、図1−図15)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、吸入調量弁の電磁コイルに印加する駆動電流に対する燃料吐出量特性(電流−吐出量特性)は、図6に示したように、燃料供給ポンプ毎に大きな個体差が有ることが分かっている。また、アイドル運転時吐出量のばらつきは、基準特性(機差中央品)に対して電流方向にオフセットする形でばらつくことが分かっているため、電流学習値は駆動電流として持つことが望ましい。そこで、従来より、通常制御時は燃料吐出量にてフィードバック制御(燃料吐出量F/B)を実施するが、学習制御時は駆動電流にてフィードバック制御(電流F/B)を実施していた。なお、図6中の破線は駆動電流に対する実際の燃料吐出量の特性(基準特性)を示し、また、図6中の実線は駆動電流に対する実際の燃料吐出量の特性(現在の燃料供給ポンプの推定特性)を示す。
【0009】
ここで、学習制御時の吸入調量弁に印加する目標駆動電流値を、公知の比例積分(PI)制御を用いて算出する方法を、図8の制御ロジックに示す。これは、アイドル安定状態等の学習制御条件が成立した際に実施され、実燃料圧力(PC)と目標燃料圧力(PFIN)との圧力偏差(ΔP=PFIN−PC)から求まる要求燃料圧力を、要求燃料吐出量に変換し、更に、その要求燃料吐出量を、要求駆動電流に変換する。次に、要求駆動電流を用い、公知のPI制御にて、フィードバック電流量(PFI)を算出する。
【0010】
次に、このフィードバック電流量(PFI)に前回の学習制御によってメモリ等に記憶されている前回電流学習値を加算して今回電流学習値を算出する。そして、今回電流学習値を前回電流学習値としてメモリ等に記憶する。次に、所定のクランク角度期間中の燃料噴射量(QINJ)と所定のクランク角度期間中の燃料リーク量(QLEAK)と今回電流学習値とを加算して目標駆動電流値(I)を算出する。
【0011】
ところが、従来の内燃機関用燃料噴射装置においては、通常制御時に、燃料吐出量によるフィードバック制御(燃料吐出量F/B)によって算出されるフィードバック燃料吐出量(QFB)と、学習制御時に、駆動電流によるフィードバック制御(電流F/B)によって算出されるフィードバック電流量(PFI)との2種類のフィードバック補正量を持つことになり、制御上、制御の複雑さからくる適合負荷が増加するという問題が生じている。また、学習制御状態から通常制御状態への切り替わり時に、駆動電流によるフィードバック制御(電流F/B)から燃料吐出量によるフィードバック制御(燃料吐出量F/B)に変わるため、徐変制御を実施することになり、制御の複雑化、適合工数の増加および管理の手間の増加等を招くことになるという問題が生じている。
【0012】
【発明の目的】
本発明の目的は、制御上、制御の複雑さからくる適合負荷の増加を抑制することのできる内燃機関用燃料噴射装置を提供することにある。さらに、制御の複雑化、適合工数の増加および管理の手間の増加等を招くことのない内燃機関用燃料噴射装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明によれば、通常制御時、学習制御時共に、目標燃料圧力と実燃料圧力との圧力偏差から、少なくとも燃料噴射量または燃料リーク量または目標燃料圧力のうちのいずれか1つ以上に対応した要求吐出量に対して必要となるフィードバック燃料吐出量を算出する(燃料吐出量によるフィードバック制御)が実施される。そして、通常制御時には、目標となる燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて変換した第1要求駆動電流値と電流学習値とを加算した値に対応した目標駆動電流値を吐出量制御弁に印加することで、吐出量制御弁の開口面積またはリフト量を調整して、実燃料圧力が目標燃料圧力と略一致するようにフィードバック制御が行われる。
【0014】
また、学習制御時には、目標となる燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて変換した第1要求駆動電流値と、予め定められた既知の燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて変換した第2要求駆動電流値との差分から電流学習値を算出し、第1要求駆動電流値と電流学習値とを加算した値に対応した目標駆動電流値を吐出量制御弁に印加することで、吐出量制御弁の開口面積またはリフト量を調整して、実燃料圧力が目標燃料圧力と略一致するようにフィードバック制御が行われる。
【0015】
それによって、目標燃料圧力と実燃料圧力との圧力偏差を基に通常制御、学習制御共に、燃料吐出量によるフィードバック制御を行うことで、制御上、制御の複雑さからくる適合負荷の増加を抑制することができる。また、学習制御状態から通常制御状態への切り替わり時に、駆動電流によるフィードバック制御から燃料吐出量によるフィードバック制御に切り替えるための徐変制御を実施する必要はなく、制御の複雑化、適合工数の増加および管理の手間の増加等を招くことはない。
【0016】
請求項2に記載の発明によれば、目標となる燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて第1要求駆動電流値に変換すると共に、予め定められた既知の燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて第2要求駆動電流値に変換することにより、第1要求駆動電流値と第2要求駆動電流値との差分から電流学習値を算出し易くなる。また、請求項3に記載の発明によれば、電流学習値を今回電流学習値として算出し、今回電流学習値を前回電流学習値として更新して記憶するか、あるいは電流学習値を今回電流学習値として算出し、今回電流学習値と前回電流学習値とを加算した値を前回電流学習値として更新して記憶することにより、学習制御後の通常制御時に最新の前回電流学習値に基づいて、燃料吐出量によるフィードバック制御を実施できる。
【0017】
請求項4に記載の発明によれば、学習制御時とは、内燃機関の運転状態がアイドル安定状態である時または内燃機関の始動時または車両の走行距離が所定の走行距離に達した時のうちの1つ以上の学習制御条件が成立した時であることを特徴としている。ここで、通常制御時とは、過度運転時(アイドルスイッチ等がオフされて回転速度、エンジン負荷が変動する場合)および過度運転時を含む全運転領域にて制御データ更新(駆動電流値または目標駆動電流値の算出)が成され、学習制御時とは、定常運転(アイドルスイッチ等がオンされて回転速度、エンジン負荷の変動がない場合)であって、且つ既に記憶された前回電流学習値との差が所定値以上かけ離れた際において、制御データ更新されるゼロ点学習(ベース値更新)である。より詳細には、吸入調量弁の開口部形状の製造上のばらつきや、吸入調量弁の弁体を付勢するばね部材のばね力のばらつき等の機差(燃料供給ポンプまたは吸入調量弁の個体差)による運転初回時にベース値が更新されたり、経時変化等による吸入調量弁の機能劣化(性能低下)または特性変化に対応してベース値が更新されるものである。また、請求項5に記載の発明によれば、目標となる燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて第1要求駆動電流値に変換することにより、第1要求駆動電流値と電流学習値とを加算した値に対応した目標駆動電流値の算出がし易くなる。
【0018】
請求項6に記載の発明によれば、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧すると共に、蓄圧された高圧燃料を内燃機関の各気筒毎に搭載された複数の燃料噴射弁に分配供給するためのコモンレールを備えている。そして、吐出量制御弁は、燃料供給ポンプの加圧室内に吸入される燃料の吸入量を駆動電流値に応じて変更する吸入調量弁であり、燃料供給ポンプは、吸入調量弁を経て加圧室内に吸入される燃料を加圧してコモンレール内に圧送する吸入調量型の燃料供給ポンプである。ここで、吐出調量を行う燃料供給ポンプの場合には、電磁弁が加圧室内の燃料圧力を直接受ける構成であるので、高耐圧性が要求され、電磁弁が大型化して高コストとなり易いが、吸入調量を行う燃料供給ポンプの場合には、吸入調量弁を通過する際の燃料圧力が非常に低いので、吸入調量弁の小型化および低コスト化を実現できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
[実施形態の構成]
図1ないし図6は本発明の実施形態を示したもので、図1はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した図である。
【0020】
本実施形態のコモンレール式燃料噴射システムは、例えば自動車等の車両に搭載された4気筒のディーゼルエンジン等の内燃機関(以下エンジンと呼ぶ)の各気筒に噴射供給する燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール1と、このコモンレール1にそれぞれ接続されて、エンジンの各気筒内に燃料を噴射するための複数個(本例では4個)の電磁式燃料噴射弁(インジェクタ)2と、エンジンにより回転駆動される燃料供給ポンプ(サプライポンプ)3と、複数個のインジェクタ2およびサプライポンプ3を電子制御するエンジン制御ユニット(以下ECUと呼ぶ)10とを備えている。この図1では、4気筒エンジンの1つの気筒に対応するインジェクタ2のみを示し、他の気筒については図示を省略している。
【0021】
コモンレール1には、連続的に燃料の噴射圧力に相当する高い圧力が蓄圧される必要があり、そのためにコモンレール1に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管11を介してサプライポンプ3から供給されている。そして、コモンレール1には、燃料タンク5に連通する燃料排出路(燃料還流路)15、16への燃料排出路(燃料還流路)13の開口度合を調整することが可能な常閉型の減圧弁7が設置されている。なお、減圧弁7の代わりに、コモンレール1と燃料還流路13との間に、コモンレール1内の燃料圧力が限界設定圧力を超えることがないように、コモンレール1内の燃料圧力を逃がすためのプレシャリミッタを取り付けるようにしても良い。
【0022】
減圧弁7は、減圧弁駆動回路を介してECU10から印加される減圧弁駆動電流によって電子制御されることにより、例えば減速時またはエンジン停止時に速やかにコモンレール1内の燃料圧力(コモンレール圧力)を高圧から低圧へ減圧させる降圧性能に優れる電磁弁である。
この減圧弁7は、コモンレール1から燃料タンク5へ燃料を還流させるための燃料還流路13の開度を調整するバルブ(弁体:図示せず)、このバルブを開弁方向に駆動するソレノイドコイル(電磁コイル:図示せず)、およびバルブを閉弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段(図示せず)を有している。そして、減圧弁7は、減圧弁駆動回路を介してソレノイドコイルに印加される減圧弁駆動電流の大きさに比例して、コモンレール1内から燃料還流路13、15、16を経て燃料タンク5に還流される燃料の還流量(減圧弁流量)を調整して、コモンレール1内の燃料圧力(コモンレール圧力)を変更する。
【0023】
エンジンの各気筒毎に搭載されたインジェクタ2は、コモンレール1より分岐する複数の高圧配管12の下流端に接続されて、エンジンの各気筒内への燃料噴射を行なう燃料噴射ノズル、この燃料噴射ノズル内に収容されたノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁式アクチュエータ、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段等から構成された電磁式燃料噴射弁である。
【0024】
これらのインジェクタ2からエンジンの各気筒への燃料噴射は、ノズルニードルに連結したコマンドピストンの背圧制御室内の圧力を増減制御する電磁式アクチュエータとしての電磁弁4への通電および通電停止により電子制御される。つまり、各気筒のインジェクタ2の電磁弁4が開弁している間、コモンレール1から背圧制御室内に供給される高圧燃料を燃料系の低圧側(燃料タンク5)へ溢流させてノズルニードルおよびコマンドピストンをニードル付勢手段の付勢力に抗してリフトさせて噴射孔を開弁させることで、コモンレール1内に蓄圧された高圧燃料がエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される。
【0025】
サプライポンプ3は、燃料タンク5からフィルタ9を介して吸入される低圧燃料を高圧に加圧してコモンレール1へ圧送し、例えば加速時またはエンジン始動時に速やかにコモンレール1内の燃料圧力(コモンレール圧力)を低圧から高圧へ昇圧させる昇圧性能に優れる吸入調量型の高圧供給ポンプである。
【0026】
このサプライポンプ3は、エンジンのクランクシャフトの回転に伴ってポンプ駆動軸が回転することで、燃料タンク5から低圧燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ(低圧供給ポンプ:図示せず)と、ポンプ駆動軸により回転駆動されるカム(図示せず)と、このカムに駆動されて上死点と下死点との間を往復運動する2個のプランジャ#1、#2と、これらのプランジャ#1、#2が気筒内を往復摺動することにより吸入された燃料を加圧する2個の加圧室(プランジャ室:図示せず)と、これらの加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する2個の吐出弁(図示せず)とを有している。
【0027】
そして、サプライポンプ3は、図2に示したように、プランジャ#1、#2が上死点(TDC)位置から下死点位置を過ぎるまでの期間が加圧室内に低圧燃料を吸入する吸入期間とされ、その後に、吐出弁が開弁している間、つまりプランジャ#1、#2が上死点(TDC)位置に戻るまでの期間が加圧室内で加圧された高圧燃料を圧送する圧送期間とされている。また、サプライポンプ3には、内部の燃料温度が高温にならないように、リークポートが設けられており、サプライポンプ3からのリーク燃料は、燃料還流路14から燃料還流路16を経て燃料タンク5にリターンされる。
【0028】
このサプライポンプ3内に形成される燃料流路、つまりフィードポンプから加圧室に至る燃料供給路(図示せず)には、その燃料供給路の開口度合(弁体のリフト量または弁孔の開口面積)を調整することで、サプライポンプ3からコモンレール1への燃料の吐出量(ポンプ吐出量、ポンプ圧送量)を変更して、コモンレール1内の燃料圧力(コモンレール圧力)を制御するための吸入調量弁(以下SCVと言う)6が取り付けられている。
【0029】
SCV6は、ポンプ駆動回路を介してECU10から印加されるSCV駆動電流によって電子制御されることにより、サプライポンプ3の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する。このSCV6は、フィードポンプから加圧室内へ燃料を送るための燃料供給路の開度を調整するバルブ(弁体:図示せず)、バルブを閉弁方向に駆動するソレノイドコイル(電磁コイル:図示せず)、およびバルブを開弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段(図示せず)を有している。また、SCV6は、ポンプ駆動回路を介してソレノイドコイルに印加されるSCV駆動電流の大きさに比例して、サプライポンプ3の加圧室から、コモンレール1へ吐出される高圧燃料の圧送量(ポンプ吐出量)を調整して、コモンレール1内の燃料圧力(コモンレール圧力)、つまり各インジェクタ2からエンジンの各気筒内へ噴射供給する燃料噴射圧力を変更する。
【0030】
ECU10には、制御処理、演算処理を行なうCPU、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置(EEPROM、RAM等のメモリ)、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路(EDU)、ポンプ駆動回路、減圧弁駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。ここで、EEPROM等のメモリ内には、図5に示した制御ロジックを実行するための前回電流学習値(初期値は基準特性(機差中央品)のアイドル運転時燃料吐出量に対する駆動電流値)が更新して記憶されており、また、本来釣り合うべき既知のアイドル運転時燃料吐出量が予め記憶されている。そして、各種センサからのセンサ信号は、A/D変換器でA/D変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【0031】
そして、ECU10は、図1に示したように、燃料圧力センサ(燃料圧力検出手段)25からの電圧信号や、その他の各種センサからのセンサ信号が、A/D変換器でA/D変換された後に、ECU10に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。また、ECU10は、エンジンをクランキングさせた後にエンジンキーをIG位置に戻して、図示しないイグニッションスイッチがオン(ON)すると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、例えばインジェクタ2やサプライポンプ3等の各制御部品のアクチュエータを電子制御するように構成されている。
【0032】
ここで、マイクロコンピュータには、エンジンの運転状態または運転条件を検出する運転条件検出手段としての、エンジンのクランクシャフトの回転角度を検出するためのクランク角度センサ21、アクセル開度(ACCP)を検出するためのアクセル開度センサ(エンジン負荷検出手段)22、エンジン冷却水温(THW)を検出するための冷却水温センサ23およびサプライポンプ3内に吸入されるポンプ吸入側の燃料温度(THF)を検出するための燃料温度センサ24等が接続されている。
【0033】
上記のセンサのうちクランク角度センサ21は、エンジンのクランクシャフト、あるいはサプライポンプ3のポンプ駆動軸に取り付けられたNEタイミングロータ(図示せず)の外周に対向するように設けられている。そのNEタイミングロータの外周面には、所定角度毎に凸状歯が複数個配置されている。なお、本実施形態では、図2に示したように、エンジンの各気筒にそれぞれを対応させるように、基準とする各気筒の基準位置(上死点位置:気筒#1のTDC位置、気筒#3のTDC位置、気筒#4のTDC位置、気筒#2のTDC位置)を判別するための4個の凸状歯が所定角度(180°CA)毎に設けられている。また、サプライポンプ3の吸入開始時期(上死点位置:プランジャ#1のTDC位置、プランジャ#2のTDC位置)を判別するための2個の凸状歯が所定角度(360°CA)毎に設けられている。
【0034】
そして、クランク角度センサ21は、電磁ピックアップよりなり、NEタイミングロータの各凸状歯がクランク角度センサ21に対して接近離反することにより、電磁誘導によってパルス状の回転位置信号(NE信号パルス)、特にサプライポンプ3の回転速度(ポンプ回転速度)と同期したNE信号パルスが出力される。なお、ECU10は、クランク角度センサ21より出力されたNE信号パルスの間隔時間を計測することによってエンジン回転速度(NE)を検出する回転速度検出手段として働く。
【0035】
そして、ECU10は、クランク角度センサ21等の回転速度検出手段によって検出されたエンジン回転速度(NE)とアクセル開度センサ22によって検出されたアクセル開度(ACCP)とに応じて設定される指令噴射量(QFIN)を算出する噴射量決定手段と、エンジン回転速度(NE)と指令噴射量(QFIN)とから指令噴射時期(TFIN)を算出する噴射時期決定手段と、指令噴射量(QFIN)と燃料圧力センサ25によって検出されるコモンレール圧力(NPC)とから指令噴射パルス時間(TQ)を算出する噴射期間決定手段と、インジェクタ駆動回路(EDU)を介して各気筒のインジェクタ2の電磁弁4にパルス状のインジェクタ駆動電流を印加するインジェクタ駆動手段とから構成されている。
【0036】
そして、ECU10は、エンジンの運転条件または運転状態に応じた最適な燃料噴射圧力を演算し、ポンプ駆動回路を介してSCV6のソレノイドコイルを駆動する燃料圧力制御装置(ポンプ制御装置、SCV制御装置、減圧弁制御装置)を有している。これは、指令噴射量(QFIN)とエンジン回転速度(NE)とによって目標燃料圧力(PFIN)を算出し、この目標燃料圧力(PFIN)を達成するために、SCV6のソレノイドコイルに印加するSCV駆動電流を調整して、サプライポンプ3よりコモンレール1内へ吐出される燃料の吐出量(ポンプ吐出量)またはコモンレール1から燃料タンク5へ還流させる減圧弁流量(燃料還流量)を制御するように構成されている。
【0037】
さらに、より好ましくは、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、燃料圧力センサ25によって検出されるコモンレール1内のコモンレール圧力(NPC)が目標燃料圧力(PFIN)と略一致するように、PID制御によって、SCV6のソレノイドコイルに印加するSCV駆動電流をフィードバック制御することが望ましい。なお、SCV駆動電流の制御は、デューティ(DUTY)制御により行なうことが望ましい。すなわち、コモンレール圧力(NPC)と目標燃料圧力(PFIN)との圧力偏差(ΔP)に応じて単位時間当たりの制御パルス信号(パルス状のポンプ駆動信号)のオン/オフの割合(通電時間割合・デューティ比)を調整して、SCV6のリフト量およびSCV6の開口面積を変化させるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能になる。これにより、目標燃料圧力(PFIN)に対する実燃料圧力(NPC)の制御応答性および追従性を改善することができる。
【0038】
[実施形態の制御方法]
次に、本実施形態のSCV6のソレノイドコイルに印加するSCV駆動電流の制御方法を図1ないし図6に基づいて簡単に説明する。ここで、SCV駆動電流を、公知の比例積分微分(PID)制御を用いて算出する方法を、図3および図4(a)の制御ロジックに示す。
【0039】
ECU10は、クランク角度センサ21等の回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度(NE)とアクセル開度センサ22によって検出されるアクセル開度(ACCP)とによって設定された基本噴射量(Q)に、冷却水温センサ23によって検出されるエンジン冷却水温(THW)や燃料温度センサ24によって検出される燃料温度(THF)等の噴射量補正量を加味して指令噴射量(QFIN)を算出する(噴射量決定手段)。また、ECU10は、指令噴射量(QFIN)とエンジン回転速度(NE)とによって指令噴射時期(噴射開始時期:TFIN)を算出する(噴射時期決定手段)。また、ECU10は、指令噴射量(QFIN)とエンジン回転速度(NE)とによって目標燃料圧力(PFIN)を算出する(燃料圧力決定手段)。
【0040】
ECU10は、クランク角度センサ21等の回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度(NE)と燃料圧力センサ25によって検出される実燃料圧力(コモンレール圧力:NPC)と燃料リーク量の基準値との関係を予め実験等により求めて作成した特性マップまたは演算式を用いて燃料リーク量の基準値を算出する。次に、燃料リーク量の基準値に、燃料温度センサ24によって検出される燃料温度(THF)を考慮した燃料温度補正係数を乗算して燃料リーク量(QLEAK)を算出する(燃料リーク量演算手段)。
【0041】
また、ECU10は、実燃料圧力(NPC)と目標燃料圧力(PFIN)との圧力偏差(=ΔP)とフィードバックゲイン(比例ゲインGP 、積分ゲインGI 、微分ゲインGD )との関係を予め実験等により測定して作成したフィードバックゲインマップに基づいて、フィードバックゲイン(比例ゲインGP 、積分ゲインGI 、微分ゲインGD )を算出する。そして、下記の数2の演算式に基づいてフィードバック圧力量(PFB)を算出する。
【数2】
但し、ΔPは目標燃料圧力(PFIN)と実燃料圧力(NPC)との圧力偏差である。
【0042】
次に、フィードバック圧力量(PFB)を、所定の変換係数(K1)を用いて、燃料噴射量(QINJ)、燃料リーク量(QLEAK)および目標燃料圧力(PFIN)に対応した要求吐出量に対して必要となるフィードバック燃料吐出量(QFB)に変換する。例えばフィードバック圧力量(PFB)に、体積弾性係数(Kα)をコモンレール内体積(V)で除したものを乗算してフィードバック燃料吐出量(QFB)を算出する(補正量決定手段)。以上のフィードバック圧力量(PFB)の算出処理、フィードバック圧力量(PFB)からフィードバック燃料吐出量(QFB)への変換処理が燃料吐出量によるフィードバック制御(燃料吐出量F/B:図3参照)に相当する。
【0043】
次に、所定のクランク角度(例えば360°CA)期間中の燃料噴射量(QINJ)と所定のクランク角度(例えば360°CA)期間中の燃料リーク量(QLEAK)と目標燃料圧力(PFIN)に対応した要求吐出量を算出する(要求吐出量決定手段)。ここで、所定のクランク角度(例えば360°CA)期間中の燃料噴射量(QINJ)は、実際の噴射量を用いても良いが、便宜上指令噴射量(QFIN)×2を用いる。その要求吐出量と上記のフィードバック燃料吐出量(QFB)とを加算して、目標となる燃料吐出量(目標吐出量:QPMP)を算出する(燃料吐出量決定手段)。
【0044】
次に、目標となる燃料吐出量(QPMP)を、所定の変換係数を用いて第1要求駆動電流値(I1)に変換する。例えば目標となる燃料吐出量(QPMP)と燃料圧力とをパラメータとする2次元マップ(図示せず)を用いて、目標となる燃料吐出量(QPMP)を吸入指令量に変換し、更に、吸入量とエンジン回転速度(NE)とをパラメータとする2次元マップ(図示せず)を用いて、吸入指令量を目標駆動電流値(I1)に変換する(第1吐出量/電流変換手段)。
【0045】
そして、ECU10は、下記の数3の演算式に基づいて、目標駆動電流値(I1)と前回電流学習値(ISTUDY)とを加算して目標駆動電流値(IPMP)を算出する(学習値反映手段)。
【数3】
【0046】
そして、ECU10は、図2および図4(a)に示したように、クランク角度センサ21より出力されるポンプ回転速度と同期したNE信号パルスを読み込んで、ポンプ回転速度(NP)を算出し、更にサプライポンプ3のプランジャ#1のTDC位置判別信号およびプランジャ#2のTDC位置判別信号を入力し、ポンプ回転速度(NP)と2つのTDC位置判別信号とからサプライポンプ3のポンプ吸入周期を算出する(吸入周期演算手段)。なお、図2のサプライポンプ3のプランジャ#1位置およびプランジャ#2位置の推移は、サプライポンプ3のカムプロフィールまたはカム位相であっても同様な波形を形成する。
【0047】
次に、ECU10は、サプライポンプ3のポンプ吸入周期に応じてSCV6の駆動電流周期を算出する(駆動電流周期決定手段)。そして、ECU10は、その駆動電流周期と目標燃料圧力(PFIN)に対して必要な目標駆動電流値(IPMP)とからSCV駆動電流のDUTY比を算出する(DUTY比決定手段)。このDUTY比の算出方法は、ECU10内にて目標駆動電流値(IPMP)とDUTY値との関係を予め実験等により測定して作成した駆動電流値/DUTY値変換マップまたは演算式に基づいて、図4(b)に示したように、SCV駆動電流周期に対するDUTY値を算出する。
【0048】
そして、ECU10は、SCV6の駆動電流周期に対するDUTY値を所定の変換係数を用いて制御パルス信号(パルス状のポンプ駆動信号)に変換する。そして、ECU10は、パルス状のポンプ駆動信号(SCV駆動電流)を、SCV駆動回路を介してSCV6のソレノイドコイルに印加する。これにより、SCV駆動電流に対応してSCV6のバルブのリフト量およびSCV6の開口面積が調整され、サプライポンプ3の加圧室から高圧配管11を経てコモンレール1へ加圧圧送される燃料吐出量が制御される。したがって、コモンレール1内の実燃料圧力(NPC)が目標燃料圧力(PFIN)と略一致するようにフィードバック制御される。
【0049】
次に、目標駆動電流値(IPMP)を学習補正するための電流学習値を、公知の比例積分微分(PID)制御を用いて算出する方法を、図3ないし図5に基づいて説明する。ここで、図5は目標駆動電流値(IPMP)を学習補正するための電流学習値の算出処理(学習制御)を示したフローチャートである。この図5の制御ルーチンは、イグニッションスイッチがONとなった後に、所定のタイミング毎に繰り返される。
【0050】
図5の制御ルーチンに進入するタイミングになると、実燃料圧力(NPC)と目標燃料圧力(PFIN)との圧力偏差(=ΔP)を算出する(ステップS1)。次に、上記の数2の演算式に基づいてフィードバック圧力量(PFB)を算出する。次に、フィードバック圧力量(PFB)を、所定の変換係数(K1)を用いてフィードバック燃料吐出量(QFB)に変換する(ステップS2)。
【0051】
次に、上述したように、所定のクランク角度(例えば360°CA)期間中の燃料噴射量(QINJ)、所定のクランク角度(例えば360°CA)期間中の燃料リーク量(QLEAK)および目標燃料圧力(PFIN)に対応した要求吐出量とフィードバック燃料吐出量(QFB)とを加算して、目標となる燃料吐出量(目標吐出量:QPMP)を算出する(ステップS3)。次に、目標となる燃料吐出量(QPMP)を、上記の変換処理方法を用いて第1要求駆動電流値(I1)に変換する(第1吐出量/電流変換手段:ステップS4)。
【0052】
次に、学習実行条件が成立しているか否かを判定する(ステップS5)。この判定結果がNOの場合には、通常制御を実施するために、ステップS8の処理に進む。ここで、下記の条件を全て満足した時に、学習実行条件が成立(YES)し、下記の条件のうちうずれか1つでも満足しない時に、学習実行条件が不成立(NO)となる。
【0053】
先ず、エンジンまたは車両に取り付けられた各種センサやスイッチからの信号によりエンジンの運転状態がアイドル安定状態であるか否かを確認する。例えばエンジン回転速度(NE)が所定値(1000rpm)以下または所定範囲(800〜1000rpm)内、アクセル開度(ACCP)が所定値(5%)以下、目標燃料圧力(PFIN)が所定範囲(30〜40MPa)内、実燃料圧力(NPC)と目標燃料圧力(PFIN)との圧力偏差(ΔP)が所定値(30MPa)以内、指令噴射量(QFIN)が所定値(1mm3 /st)以下、燃料温度(THF)が所定範囲(20〜60℃)内、エンジン冷却水温(THW)が所定範囲(60〜100℃)内、トランスミッションのギアポジションがN(ニュートラル)またはセレクトレバーのシフトポジションがN(ニュートラル)レンジであることを検出した際に、エンジンの運転状態がアイドル安定状態であることを検出できる。
【0054】
なお、本実施形態では、アイドル安定状態になった時点でタイマーのカウント(CN)を開始し、カウント(CN)が所定値に達したら、つまりアイドル安定状態になってから一定時間経過後に、目標駆動電流値(IPMP)を学習補正するための電流学習値の算出処理(学習制御)を実施するように構成されている。また、タイマーのカウント(CN)が所定値に達する前にアイドル安定状態を抜けたら、タイマーのカウント(CN)をリセットし、再びアイドル安定状態に入ったら最初からタイマーのカウント(CN)を開始する。
【0055】
また、ステップS5の判定結果がYESの場合、つまり学習実行条件が成立している場合には、目標駆動電流値(IPMP)を学習補正するための電流学習値の算出処理(学習制御)を実施する(学習制御実行手段)。
先ず、図3に示したように、既知のアイドル運転時燃料吐出量(マスタ品吐出量)をEEPROM等のメモリより取り出す。なお、既知のアイドル運転時燃料吐出量は、予め実験等によって測定された燃料吐出量で、アイドル安定状態になってから一定時間経過後、つまり学習制御実施時に本来取るべきアイドル運転時吐出量である。
【0056】
次に、既知のアイドル運転時燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて第2要求駆動電流値(I2)に変換する。例えば既知のアイドル運転時燃料吐出量と燃料圧力とをパラメータとする2次元マップ(図示せず)を用いて、既知のアイドル運転時燃料吐出量を吸入指令量に変換し、更に、吸入量とエンジン回転速度(NE)とをパラメータとする2次元マップ(図示せず)を用いて、吸入指令量を目標駆動電流値(I2)に変換する(第2吐出量/電流変換手段:ステップS6)。
【0057】
次に、第1要求駆動電流値(I1)から第2要求駆動電流値(I2)を減算した値を今回電流学習値(ISTUDY)とし、この今回電流学習値(ISTUDY)を前回電流学習値(ISTUDY)としてEEPROM等のメモリに更新して記憶する(学習値記憶手段:ステップS7)。次に、上記の数3の演算式に基づいて、目標駆動電流値(I1)と前回電流学習値(ISTUDY)とを加算して、目標燃料圧力(PFIN)に対して必要な目標駆動電流値(IPMP)を算出する(学習値反映手段:ステップS8)。その後に、目標駆動電流値(IPMP)を学習補正するための電流学習値の算出処理(学習制御)を終了する。
【0058】
[実施形態の特徴]
以上のように、本実施形態のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、通常制御時、学習制御時共に、目標燃料圧力(PFIN)と実燃料圧力(NPC)との圧力偏差(ΔP)からフィードバック圧力量(PFB)を算出した後に、フィードバック圧力量(PFB)を、所定の変換係数(K1)を用いて、燃料噴射量(QINJ)、燃料リーク量(QLEAK)および目標燃料圧力(PFIN)に対応した要求吐出量に対して必要となるフィードバック燃料吐出量(QFB)を算出する(燃料吐出量によるフィードバック制御)が実施される。すなわち、目標燃料圧力(PFIN)と実燃料圧力(NPC)との圧力偏差(ΔP)を基に通常制御、学習制御共に、燃料吐出量によるフィードバック制御(燃料吐出量F/B)を実施している。
【0059】
そして、通常制御時には、従来制御と同じく、フィードバック燃料吐出量(QFB)と要求吐出量とを加算して目標となる燃料吐出量(QPMP)を算出し、その目標となる燃料吐出量(QPMP)を、所定の変換係数を用いて第1要求駆動電流値(I1)に変換した後に、前回電流学習値(ISTUDY)を加算した値に対応した目標駆動電流値(IPMP)を算出している。また、電流学習値の算出処理(学習制御)時には、基準特性回りで釣り合った、上記の目標となる燃料吐出量(QPMP)を、所定の変換係数を用いて駆動電流に変換した第1要求駆動電流値(I1)と、アイドル安定状態になってから一定時間経過後、つまり学習制御実施時に本来釣り合うべき既知のアイドル運転時燃料吐出量を駆動電流に変換した第2要求駆動電流値(I2)との差分を、目標駆動電流値(IPMP)を学習補正するための電流学習値として算出し、EEPROM等のメモリに更新して記憶している。
【0060】
このような電流学習値の算出処理方法は、従来の技術のような駆動電流によるフィードバック制御(電流F/B)を用いた電流学習値の算出処理に比べて非常に簡素であり、また本実施形態による電流学習値の算出処理は従来の技術に対して同等以上の精度であるため、サプライポンプ3より吐出される燃料吐出量の制御およびコモンレール圧力制御の制御ロジックを簡素化することができ、目標燃料圧力(PFIN)に対する実燃料圧力(NPC)の制御応答性および追従性を改善することができる。また、目標燃料圧力(PFIN)と実燃料圧力(NPC)との圧力偏差(ΔP)を基に通常制御、学習制御共に、燃料吐出量によるフィードバック制御(燃料吐出量F/B)を行うようにしているので、制御上、制御の複雑さからくる適合負荷の増加を抑制することができる。
【0061】
また、学習制御状態から通常制御状態への切り替わり時に、駆動電流によるフィードバック制御(電流F/B)から燃料吐出量によるフィードバック制御(燃料吐出量F/B)に切り替えるための徐変制御を実施する必要はなく、制御の複雑化、適合工数の増加および管理の手間の増加等を招くこともない。なお、駆動電流−燃料吐出量特性は、図6に示したように、サプライポンプ3毎に大きな個体差が有り、そのばらつきが駆動電流方向にオフセットする形(略平行移動する形)でばらつくことが分かっているため、電流学習値は、アイドル運転時のみでなく、エンジンの全運転領域に反映させることができる。
【0062】
[他の実施形態]
本実施形態では、本発明の内燃機関用燃料噴射装置の一例として、コモンレール式燃料噴射システムに適用した例を説明したが、コモンレール等の蓄圧容器を持たず、燃料供給ポンプから高圧配管を経て直接インジェクタに高圧燃料を供給するタイプの内燃機関用燃料噴射装置に適用しても良い。また、本実施形態では、本発明を、PID制御によってサプライポンプ3より吐出される燃料吐出量をフィードバック制御する方法に適用したが、本発明を、PI制御によってサプライポンプ3より吐出される燃料吐出量をフィードバック制御する方法に適用しても良い。
【0063】
本実施形態では、燃料圧力センサ25をコモンレール1に直接取り付けて、コモンレール1内に蓄圧される実燃料圧力(コモンレール圧力:NPC)を検出するようにしているが、燃料圧力検出手段をサプライポンプ3のプランジャ室(加圧室)からインジェクタ2内の燃料通路までの間の燃料配管等に取り付けて、サプライポンプ3の加圧室より吐出された燃料の吐出圧力(実燃料圧力)、あるいはインジェクタ2内に供給されてエンジンの各気筒内に噴射される燃料の噴射圧力(実燃料圧力)を検出するようにしても良い。
【0064】
本実施形態では、フィードポンプから加圧室に至る燃料供給路の開口度合(弁のリフト量または弁孔の開口面積)を調整して、フィードポンプから加圧室内に吸入される燃料の吸入量を駆動電流値に応じて変更することで、サプライポンプ3より吐出される燃料の吐出量を制御する吸入調量弁(SCV)6を設けたが、このSCV6は、その電磁コイル(ソレノイドコイル)への通電停止時に全開、つまり弁孔の開口面積が最大、リフト量が最小となるノーマリオープンタイプ(常開型)の電磁弁を用いても、あるいはソレノイドコイルへの通電停止時に全閉、つまり弁孔の開口面積が最小、リフト量が最小となるノーマリクローズタイプ(常閉型)の電磁弁を用いても良い。また、吸入調量弁として電動モータ駆動式の吸入調量弁を用いても良い。
【0065】
本実施形態では、学習制御時に、第1要求駆動電流値I1と第2要求駆動電流値I2との差分を前回電流学習値ISTUDYとして更新して記憶する学習値記憶手段としてEEPROM等のメモリを用いたが、スタンバイRAM、EPROM、フラッシュ・メモリ等の不揮発性メモリ、DVD−ROM、CD−ROM、あるいはフレキシブル・ディスクのような他の記憶媒体を用いて、前回電流学習値を記憶するようにしても良い。この場合にも、イグニッションスイッチをオフ(IG・OFF)した後、あるいはエンジンキーをキーシリンダより抜いた後も、記憶した内容は保存される。
【0066】
また、前回の学習制御時にメモリに記憶された前回電流学習値と今回の学習制御時に算出された今回電流学習値との差が所定値以上の場合には、サプライポンプ3自体の異常故障やECU10の制御異常等が考えられるので、この場合には、異常警告ランプ(インジケータランプ)を点灯して運転者にサプライポンプ3やECU10等の交換を促すようにしても良い。また、上記の目標駆動電流値(IPMP)を学習補正するための電流学習値の算出処理(学習制御)を、一定または可変の学習補正頻度(例えば車両の走行距離やサプライポンプ3の使用期間等)にて実施できるようにしても良い。
【0067】
また、今回の学習制御時に算出された電流学習値を今回電流学習値(または今回仮電流学習値)として算出し、その今回電流学習値を前回電流学習値としてEEPROM等のメモリに更新して記憶したり、今回の学習制御時に算出された電流学習値を今回電流学習値として算出し、その今回電流学習値と前回の学習制御時にメモリに記憶された前回電流学習値とを加算した値を前回電流学習値としてEEPROM等のメモリに更新して記憶したりしても良い。
【0068】
また、今回の学習制御時に算出される今回電流学習値、あるいは今回仮電流学習値と前回電流学習値とを加算した値(今回最終学習値)を、エンジン停止時またはエンジン停止制御中にEEPROM等のメモリに前回電流学習値として記憶保持し、一旦エンジンを停止させた後の再始動後における通常制御時に、その記憶保持した前回電流学習値を目標駆動電流値の算出に反映させるようにしても良い。この場合には、エンジンの運転途中に、電流学習値等の制御データが更新されて、サプライポンプ3より吐出される実際の燃料吐出量が急変することによるドライバビリティの不安定を回避できる。
【0069】
本実施形態では、学習制御時に、目標駆動電流値(IPMP)を学習補正しているが、SCV6の開口部形状の製造上のばらつきや、SCV6の弁体を付勢するばね部材のばね力のばらつき等の機差(SCV6の個体差)、あるいは経時変化によるSCV6の機能劣化(性能低下または特性変化)に起因する、目標となる燃料吐出量(目標吐出量:QPMP)に対する目標駆動電流値(IPMP)を学習補正しても良い。また、学習制御時に、SCV6の開口部形状の製造上のばらつきや、SCV6の弁体を付勢するばね部材のばね力のばらつき等の機差(SCV6の個体差)、あるいは経時変化によるSCV6の機能劣化(性能低下または特性変化)に起因する、サプライポンプ3より吐出される実際の燃料吐出量に対して、SCV6のソレノイドコイルに印加する駆動電流値を学習補正するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】コモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した概略図である(実施形態)。
【図2】NE信号パルス、サプライポンプのプランジャ#1位置、サプライポンプのプランジャ#2位置の推移を示したタイミングチャートである(実施形態)。
【図3】ECUの制御ロジックを示した図である(実施形態)。
【図4】(a)はECUの制御ロジックを示した図で、(b)はSCV駆動電流波形を示した図である(実施形態)。
【図5】目標駆動電流値を学習補正するための電流学習値の算出処理を示したフローチャートである(実施形態)。
【図6】駆動電流−燃料吐出量特性を示した特性図である(実施形態)。
【図7】ECUの制御ロジックを示した図である(従来の技術)。
【図8】ECUの制御ロジックを示した図である(従来の技術)。
【符号の説明】
1 コモンレール
2 インジェクタ(燃料噴射弁)
3 サプライポンプ(燃料供給ポンプ)
6 SCV(吐出量制御弁、吸入調量弁)
10 ECU(燃料圧力決定手段、補正量決定手段、燃料吐出量決定手段、学習制御手段、通常制御手段)
25 燃料圧力センサ(燃料圧力検出手段)
Claims (6)
- (a)内燃機関により回転駆動されて、吸入した燃料を加圧して圧送する燃料供給ポンプと、
(b)この燃料供給ポンプより吐出される燃料の吐出量を駆動電流値に応じて変更する吐出量制御弁と、
(c)前記燃料供給ポンプより吐出される実燃料圧力、あるいは前記内燃機関の気筒内に噴射供給される実燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
(d)前記内燃機関の運転状態または運転条件に応じて目標燃料圧力を算出する燃料圧力決定手段と、
(e)前記実燃料圧力と前記目標燃料圧力との圧力偏差から、少なくとも燃料噴射量または燃料リーク量または前記目標燃料圧力のうちのいずれか1つ以上に対応した要求吐出量に対して必要となるフィードバック燃料吐出量を算出する補正量決定手段と、
(f)少なくとも前記要求吐出量と前記フィードバック燃料吐出量とを加算して目標となる燃料吐出量を算出する燃料吐出量決定手段と、
(g)学習制御時に、前記目標となる燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて変換した第1要求駆動電流値と、予め定められた既知の燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて変換した第2要求駆動電流値との差分から電流学習値を算出する学習値算出手段を有し、
前記第1要求駆動電流値と前記電流学習値とを加算した値に対応した目標駆動電流値を前記吐出量制御弁に印加して、前記実燃料圧力が前記目標燃料圧力と略一致するようにフィードバック制御を行う学習制御手段と、
(h)通常制御時に、前記目標となる燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて変換した第1要求駆動電流値と前記電流学習値とを加算した値に対応した目標駆動電流値を前記吐出量制御弁に印加して、前記実燃料圧力が前記目標燃料圧力と略一致するようにフィードバック制御を行う通常制御手段と
を備えた内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1に記載の内燃機関用燃料噴射装置において、
前記学習制御手段は、前記目標となる燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて前記第1要求駆動電流値に変換する第1吐出量/電流変換手段、および予め定められた既知の燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて前記第2要求駆動電流値に変換する第2吐出量/電流変換手段を有していることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1または請求項2に記載の内燃機関用燃料噴射装置において、
前記学習制御手段は、前記電流学習値を今回電流学習値として算出し、前記今回電流学習値を前回電流学習値として更新して記憶するか、
あるいは前記電流学習値を今回電流学習値として算出し、前記今回電流学習値と前回電流学習値とを加算した値を前回電流学習値として更新して記憶する学習値記憶手段を有していることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載の内燃機関用燃料噴射装置において、
前記学習制御時とは、前記内燃機関の運転状態がアイドル安定状態である時または前記内燃機関の始動時または車両の走行距離が所定の走行距離に達した時のうちの1つ以上の学習制御条件が成立した時であることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載の内燃機関用燃料噴射装置において、
前記通常制御手段は、前記目標となる燃料吐出量を、所定の変換係数を用いて前記第1要求駆動電流値に変換する吐出量/電流変換手段を有していることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。 - 請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載の内燃機関用燃料噴射装置において、
燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧すると共に、蓄圧された高圧燃料を前記内燃機関の各気筒毎に搭載された複数の燃料噴射弁に分配供給するためのコモンレールを備え、
前記吐出量制御弁は、前記燃料供給ポンプの加圧室内に吸入される燃料の吸入量を駆動電流値に応じて変更する吸入調量弁であり、
前記燃料供給ポンプは、前記吸入調量弁を経て前記加圧室内に吸入される燃料を加圧して前記コモンレール内に圧送する吸入調量型の燃料供給ポンプであることを特徴とする内燃機関用燃料噴射装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003009924A JP2004218611A (ja) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | 内燃機関用燃料噴射装置 |
EP04000881A EP1441119A3 (en) | 2003-01-17 | 2004-01-16 | Fuel injection system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003009924A JP2004218611A (ja) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | 内燃機関用燃料噴射装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004218611A true JP2004218611A (ja) | 2004-08-05 |
Family
ID=32588565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003009924A Pending JP2004218611A (ja) | 2003-01-17 | 2003-01-17 | 内燃機関用燃料噴射装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1441119A3 (ja) |
JP (1) | JP2004218611A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008215201A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Denso Corp | 燃料噴射圧力制御装置及び燃料噴射圧力制御システム |
JP2008274843A (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Denso Corp | ポンプ制御装置およびそれを用いた燃料噴射システム |
JP2009293460A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Denso Corp | 燃料供給装置 |
JP2011153552A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Bosch Corp | コモンレール式燃料噴射制御装置における調量弁の駆動制御方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4111123B2 (ja) * | 2003-11-05 | 2008-07-02 | 株式会社デンソー | コモンレール式燃料噴射装置 |
DE102005020686B4 (de) | 2005-05-03 | 2007-08-02 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichung zum Steuern einer Kraftstoffzuführeinrichtung einer Brennkraftmaschine |
JP2006336482A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Denso Corp | 内燃機関用燃料噴射装置 |
DE102006018164B3 (de) * | 2006-04-19 | 2007-08-30 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine |
EP2128416A1 (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-02 | GM Global Technology Operations, Inc. | A method and system for controlling a high pressure pump, particularly for a diesel engine fuel injection system |
DE102013220642B4 (de) * | 2013-10-14 | 2016-10-27 | Continental Automotive Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Dieselpumpe bei Nullförderung |
ITUB20159189A1 (it) * | 2015-12-16 | 2017-06-16 | Torino Politecnico | Apparato e metodo per il controllo della quantita' di combustibile iniettato in un motore a combustione interna |
CN113250841B (zh) * | 2021-06-18 | 2023-05-19 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种高压共轨燃油喷射***及其轨压控制方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3060266B2 (ja) * | 1992-11-09 | 2000-07-10 | 株式会社ユニシアジェックス | エンジンの燃料供給装置 |
EP0964150B1 (en) * | 1998-04-15 | 2005-06-15 | Denso Corporation | Fuel injection system for internal combustion engine |
DE19853823A1 (de) * | 1998-11-21 | 2000-05-25 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs |
JP4240673B2 (ja) * | 1999-09-09 | 2009-03-18 | 株式会社デンソー | 燃料噴射装置 |
-
2003
- 2003-01-17 JP JP2003009924A patent/JP2004218611A/ja active Pending
-
2004
- 2004-01-16 EP EP04000881A patent/EP1441119A3/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008215201A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Denso Corp | 燃料噴射圧力制御装置及び燃料噴射圧力制御システム |
JP4525691B2 (ja) * | 2007-03-05 | 2010-08-18 | 株式会社デンソー | 燃料噴射圧力制御装置及び燃料噴射圧力制御システム |
JP2008274843A (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Denso Corp | ポンプ制御装置およびそれを用いた燃料噴射システム |
JP4605182B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2011-01-05 | 株式会社デンソー | ポンプ制御装置およびそれを用いた燃料噴射システム |
JP2009293460A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Denso Corp | 燃料供給装置 |
JP2011153552A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Bosch Corp | コモンレール式燃料噴射制御装置における調量弁の駆動制御方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1441119A3 (en) | 2010-06-16 |
EP1441119A8 (en) | 2004-10-27 |
EP1441119A2 (en) | 2004-07-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008309011A (ja) | 燃料噴射制御装置及びエンジン制御システム | |
JP4289280B2 (ja) | 噴射量学習制御装置 | |
JP2006336482A (ja) | 内燃機関用燃料噴射装置 | |
JP5774521B2 (ja) | 燃料漏れ検出装置 | |
JP3786062B2 (ja) | 蓄圧式燃料噴射装置 | |
JP2004308464A (ja) | 内燃機関用燃料噴射装置の故障診断装置 | |
JP2004218611A (ja) | 内燃機関用燃料噴射装置 | |
JP2005171931A (ja) | 燃料噴射制御装置 | |
JP4207580B2 (ja) | 内燃機関用運転状態学習制御装置 | |
JP4269975B2 (ja) | 噴射量学習制御装置 | |
JP2005155561A (ja) | 内燃機関用燃料噴射装置 | |
JP3941667B2 (ja) | 蓄圧式燃料噴射装置 | |
JP3695411B2 (ja) | 内燃機関用燃料噴射制御装置 | |
JP5556209B2 (ja) | 高圧燃料ポンプの基準時期算出装置 | |
JP2003343328A (ja) | 内燃機関用燃料噴射制御装置 | |
JP3979167B2 (ja) | 内燃機関用噴射量制御装置 | |
JP3982516B2 (ja) | 内燃機関用燃料噴射装置 | |
EP1447546B1 (en) | Engine control unit including phase advance compensator | |
JP2003227393A (ja) | 燃料噴射装置 | |
JP3722218B2 (ja) | 内燃機関用燃料噴射装置 | |
JP2005344573A (ja) | 内燃機関用燃料噴射装置 | |
JP2005163559A (ja) | 蓄圧式燃料噴射装置 | |
JP3969104B2 (ja) | 蓄圧式燃料噴射装置 | |
JP6252327B2 (ja) | 燃料供給制御装置 | |
JP4232426B2 (ja) | 内燃機関用噴射量制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050328 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070702 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070703 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070903 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071218 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080422 |