JP4605182B2 - Pump control device and fuel injection system using the same - Google Patents
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Description
本発明は、コモンレールに燃料を圧送する燃料供給ポンプの吐出量を制御するポンプ制御装置およびそれを用いた燃料噴射システムに関する。 The present invention relates to a pump control device that controls a discharge amount of a fuel supply pump that pumps fuel to a common rail, and a fuel injection system using the pump control device.
燃料供給ポンプからコモンレールに燃料を圧送し、コモンレールに蓄圧した燃料を燃料噴射弁からディーゼルエンジンの各気筒内に噴射する燃料噴射システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような従来の燃料噴射システムにおいて、燃料供給ポンプの吐出量を調量する調量弁、ならびにコモンレールの燃料圧力を減圧する減圧弁への通電を電子制御装置（Electronic Control Unit;ＥＣＵ）が制御することにより、エンジン運転状態に基づいて設定される目標圧力となるようにコモンレールの燃料圧力を制御することが公知である。 There is known a fuel injection system that pumps fuel from a fuel supply pump to a common rail and injects fuel accumulated in the common rail into each cylinder of a diesel engine from a fuel injection valve (see, for example, Patent Document 1). In such a conventional fuel injection system, the electronic control unit (ECU) controls the energization of the metering valve for metering the discharge amount of the fuel supply pump and the pressure reducing valve for reducing the fuel pressure of the common rail. By doing this, it is known to control the fuel pressure of the common rail so that the target pressure is set based on the engine operating state.
ＥＣＵは、例えばアイドル運転時等のエンジン運転状態において、調量弁への通電量に対する燃料供給ポンプの吐出量の吐出量特性を学習して補正し、補正した吐出量特性に基づき調量弁への通電を制御している。
しかしながら、燃料供給ポンプの吐出量を正確に検出することは困難であるため、前述したように吐出量特性の学習を行なうものの、実際の吐出量特性と学習した吐出量特性との間にずれが生じるという問題がある。 However, since it is difficult to accurately detect the discharge amount of the fuel supply pump, although the discharge amount characteristic is learned as described above, there is a difference between the actual discharge amount characteristic and the learned discharge amount characteristic. There is a problem that arises.
燃料供給ポンプの吐出量特性がずれた状態で燃料供給ポンプの吐出量を制御しても、圧力センサ等で検出するコモンレールの実際の燃料圧力と目標コモンレール圧との差をフィードバック制御して燃料供給ポンプの吐出量を制御し、コモンレールの燃料圧力を目標コモンレール圧に近づけることはできる。しかし、実際の吐出量特性と学習した吐出量特性とがずれていると、コモンレールの燃料圧力を目標コモンレール圧に近づけるときに燃料圧力が急激に変化し、オーバーシュートを生じることがある。また、コモンレールの圧力を目標コモンレール圧に近づけるときに燃料圧力が目標コモンレール圧に速やかに到達せず、燃料供給ポンプによるコモンレールの圧力制御の応答性が悪化するという問題がある。 Even if the discharge rate of the fuel supply pump is controlled when the discharge rate characteristics of the fuel supply pump are deviated, the fuel supply is performed by feedback control of the difference between the actual fuel pressure of the common rail detected by the pressure sensor and the target common rail pressure. The discharge amount of the pump can be controlled to bring the fuel pressure of the common rail close to the target common rail pressure. However, if the actual discharge amount characteristic deviates from the learned discharge amount characteristic, when the fuel pressure of the common rail is brought close to the target common rail pressure, the fuel pressure may change abruptly and an overshoot may occur. In addition, when the common rail pressure is brought close to the target common rail pressure, the fuel pressure does not quickly reach the target common rail pressure, and the responsiveness of the common rail pressure control by the fuel supply pump is deteriorated.
このように、コモンレールの燃料圧力が急激に変化したり、燃料供給ポンプによるコモンレールの圧力制御の応答性が悪化すると、適切な燃料圧力の燃料をコモンレールから燃料噴射弁に供給できないので、エンジン運転状態に応じた適切な燃料量を燃料噴射弁から噴射できない。その結果、ドライバビリティおよびエミッションの悪化等の問題が生じる。また、コモンレールの燃料圧力が急激に変化しオーバーシュートを起こすと、燃焼騒音が増大するとともに、燃料配管等の部品が損傷するおそれがある。 In this way, if the fuel pressure of the common rail changes suddenly or the responsiveness of the pressure control of the common rail by the fuel supply pump deteriorates, the fuel at the appropriate fuel pressure cannot be supplied from the common rail to the fuel injection valve. It is not possible to inject an appropriate amount of fuel from the fuel injection valve. As a result, problems such as deterioration of drivability and emission occur. Further, if the fuel pressure of the common rail changes suddenly and causes overshoot, combustion noise increases and parts such as fuel piping may be damaged.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、燃料供給ポンプの吐出量特性のずれを判定して適切な処理を実施できるポンプ制御装置およびそれを用いた燃料噴射システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a pump control device capable of determining a deviation in the discharge amount characteristic of a fuel supply pump and performing appropriate processing, and a fuel injection system using the pump control device. For the purpose.
請求項１から６に記載の発明では、減圧弁の開弁を指示して燃料圧力が減圧したとき、燃料供給ポンプの調量部への通電を制御することにより、コモンレールの燃料圧力が減圧弁による減圧前の圧力に戻るまでに燃料供給ポンプが吐出したと吐出量特性に基づいて取得される吐出量と減圧弁の排出量とから吐出量特性のずれを判定する。 According to the first to sixth aspects of the invention, when the fuel pressure is reduced by instructing the opening of the pressure reducing valve, the fuel pressure of the common rail is controlled by controlling the energization to the metering unit of the fuel supply pump. When the fuel supply pump discharges before returning to the pressure before pressure reduction due to the above, a deviation in the discharge amount characteristic is determined from the discharge amount acquired based on the discharge amount characteristic and the discharge amount of the pressure reducing valve.
減圧弁の排出量は、減圧弁への通電量に対する減圧弁の減圧量（排出量）の減圧特性から正確な値を取得できる。したがって、正確な減圧弁の排出量と燃料供給ポンプの吐出量とから吐出量特性のずれを判定し、吐出量特性のずれが大きい場合には、吐出量特性の補正、または燃料供給ポンプの保守、交換等の適切な処理を実施することができる。 As the discharge amount of the pressure reducing valve, an accurate value can be obtained from the pressure reducing characteristic of the pressure reducing amount (discharge amount) of the pressure reducing valve with respect to the energization amount to the pressure reducing valve. Therefore, the deviation of the discharge amount characteristic is determined from the accurate discharge amount of the pressure reducing valve and the discharge amount of the fuel supply pump. If the deviation of the discharge amount characteristic is large, the correction of the discharge amount characteristic or the maintenance of the fuel supply pump Appropriate processing such as exchange can be performed.
請求項２に記載の発明では、吐出量特性のずれに応じて吐出量特性を補正するので、吐出量特性のずれを極力小さくして燃料供給ポンプの吐出量を高精度に制御できる。
これにより、コモンレールの圧力を目標圧力に近づけるときにコモンレールの燃料圧力が急激に変化することを防止し、コモンレールの燃料圧力がオーバーシュートすることを防止できる。さらに、コモンレールの燃料圧力を急激過ぎない範囲で速やかに目標圧力に到達させることができるので、燃料供給ポンプによるコモンレールの圧力制御の応答性が向上する。
In the second aspect of the invention, since the discharge amount characteristic is corrected according to the deviation of the discharge amount characteristic, the deviation of the discharge amount characteristic can be minimized and the discharge amount of the fuel supply pump can be controlled with high accuracy.
Thereby, when the pressure of the common rail is brought close to the target pressure, the fuel pressure of the common rail can be prevented from changing suddenly, and the fuel pressure of the common rail can be prevented from overshooting. Furthermore, since the common rail fuel pressure can be quickly reached the target pressure within a range that is not too rapid, the response of the common rail pressure control by the fuel supply pump is improved.
その結果、ドライバビリティおよびエミッションの悪化を防止できる。また、コモンレールの燃料圧力のオーバーシュートを防止するので、燃料配管等の部品の損傷を防止できる。 As a result, drivability and emission can be prevented from deteriorating. Further, since overshoot of the fuel pressure of the common rail is prevented, damage to parts such as fuel piping can be prevented.
ところで、コモンレールの燃料圧力がコモンレールの目標圧力と大きくずれていたり、コモンレールの燃料圧力が大きく変動しているときには、燃料供給ポンプ以外にコモンレールの燃料圧力を変動させる外乱が生じていると考えられる。このような状態で減圧弁の排出量と、吐出量特性に基づいて取得される燃料供給ポンプの吐出量とから吐出量特性のずれを判定しても、吐出量特性のずれを正確に判定できない。 By the way, when the fuel pressure of the common rail is greatly deviated from the target pressure of the common rail, or when the fuel pressure of the common rail fluctuates greatly, it is considered that there is a disturbance that fluctuates the fuel pressure of the common rail other than the fuel supply pump. Even if the deviation of the discharge amount characteristic is determined from the discharge amount of the pressure reducing valve and the discharge amount of the fuel supply pump acquired based on the discharge amount characteristic in such a state, the deviation of the discharge amount characteristic cannot be accurately determined. .
そこで請求項３に記載の発明では、コモンレールの燃料圧力がコモンレールの目標圧力とほぼ等しい安定状態のときに減圧弁を開弁するので、減圧弁の排出量と吐出量特性に基づいて取得される燃料供給ポンプの吐出量とから吐出量特性のずれを正確に判定できる。 Therefore, in the invention according to claim 3, since the pressure reducing valve is opened when the fuel pressure of the common rail is in a stable state substantially equal to the target pressure of the common rail, it is acquired based on the discharge amount and discharge amount characteristics of the pressure reducing valve. The deviation of the discharge amount characteristic can be accurately determined from the discharge amount of the fuel supply pump.
請求項４に記載の発明では、減圧弁の最大排出量は燃料供給ポンプの最大吐出量以上である。したがって、減圧弁の排出量を変化させることにより、燃料供給ポンプの吐出量の全範囲において燃料供給ポンプの吐出量特性のずれを判定できる。 In the invention according to claim 4, the maximum discharge amount of the pressure reducing valve is not less than the maximum discharge amount of the fuel supply pump. Therefore, by changing the discharge amount of the pressure reducing valve, it is possible to determine the deviation of the discharge amount characteristic of the fuel supply pump in the entire range of the discharge amount of the fuel supply pump.
ここで、減圧弁の最大排出量および燃料供給ポンプの最大吐出量は、単位時間当たりの流量の最大値を表している。そして、減圧弁の排出量はコモンレールの燃料圧力および燃料温度等のエンジン運転状態によって変化し、燃料供給ポンプの吐出量は、エンジン回転数、燃料温度等のエンジン運転状態によって変化する。そこで、減圧弁の最大排出量および燃料供給ポンプの最大吐出量は、通常の規格内におけるエンジン運転状態において、減圧弁および燃料供給ポンプが作動するときの最大の排出量および吐出量を表すものとする。また、減圧弁の排出量は、減圧弁の開弁回数に関わりなく、単位時間に減圧弁が排出する排出量を表すものとする。 Here, the maximum discharge amount of the pressure reducing valve and the maximum discharge amount of the fuel supply pump represent the maximum value of the flow rate per unit time. The discharge amount of the pressure reducing valve changes depending on the engine operating state such as the fuel pressure and fuel temperature of the common rail, and the discharge amount of the fuel supply pump changes depending on the engine operating state such as the engine speed and the fuel temperature. Therefore, the maximum discharge amount of the pressure reducing valve and the maximum discharge amount of the fuel supply pump represent the maximum discharge amount and discharge amount when the pressure reducing valve and the fuel supply pump operate in the engine operating state within the normal specification. To do. The discharge amount of the pressure reducing valve represents the discharge amount discharged by the pressure reducing valve per unit time regardless of the number of opening times of the pressure reducing valve.
請求項５に記載の発明では、減圧弁に複数回の開弁を指示したときの燃料供給ポンプの吐出量と減圧弁の排出量の和とから吐出量特性のずれを判定する。
このように、減圧弁が複数回開弁してコモンレールの燃料圧力を減圧するので、例えば１回の開弁で減圧弁が排出する排出量と同等の排出量を複数回の開弁で排出する場合、コモンレールの燃料圧力の減圧量が小さくなる。これにより、吐出量特性のずれを判定するときに、ドライバビリティおよびエミッションの悪化を極力低減できる。
In the fifth aspect of the present invention, the deviation of the discharge amount characteristic is determined from the sum of the discharge amount of the fuel supply pump and the discharge amount of the pressure reducing valve when the pressure reducing valve is instructed to open multiple times.
In this way, the pressure reducing valve opens a plurality of times to reduce the fuel pressure of the common rail, so that, for example, a discharge amount equivalent to the discharge amount discharged by the pressure reducing valve by a single valve opening is discharged by a plurality of valve opening times. In this case, the amount of the common rail fuel pressure is reduced. Thereby, when determining the deviation of the discharge amount characteristic, it is possible to reduce the deterioration of drivability and emission as much as possible.
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。 The functions of the plurality of means provided in the present invention are realized by hardware resources whose functions are specified by the configuration itself, hardware resources whose functions are specified by a program, or a combination thereof. The functions of the plurality of means are not limited to those realized by hardware resources that are physically independent of each other.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射システムを図１に示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A fuel injection system according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG.
［燃料噴射システム１０］
蓄圧式の燃料噴射システム１０は、フィードポンプ１４、高圧ポンプ１６、コモンレール２０、圧力センサ２２、減圧弁２４、燃料噴射弁３０、ＥＣＵ４０、電子駆動装置（Electronic Driving Unit;ＥＤＵ）４２等から構成されており、４気筒のディーゼルエンジン５０の各気筒に燃料を噴射する。
[Fuel injection system 10]
The accumulator
フィードポンプ１４は燃料タンク１２から燃料を吸入し燃料供給ポンプである高圧ポンプ１６に供給する。高圧ポンプ１６は、カムシャフトのカムの回転にともないプランジャが往復移動することにより加圧室に吸入した燃料を加圧する公知のポンプである。ＥＣＵ４０が高圧ポンプ１６の調量部としての調量弁１８に供給する電流値を制御することにより、高圧ポンプ１６が吸入行程で吸入する燃料吸入量が調量される。そして、燃料吸入量が調量されることにより、高圧ポンプ１６の燃料吐出量が調量される。
The
コモンレール２０は、高圧ポンプ１６が圧送する燃料を蓄圧しエンジン運転状態に応じた所定の高圧に燃料圧力を保持する。圧力検出手段としての圧力センサ２２は、コモンレール２０の内部の燃料圧力を検出しＥＣＵ４０に出力する。
The
減圧弁２４は、開弁することによりコモンレール２０の内部の燃料を低圧側のリターン通路１００に排出する。減圧弁２４は、例えば、スプリングの荷重を閉弁方向に弁部材に加え、コイル等の電磁駆動部に通電されることによりスプリングの荷重に抗して弁部材がリフトして開弁する公知の電磁弁である。減圧弁２４の開弁時間は、減圧弁２４に通電される通電パルスのパルス幅（通電時間）に応じて長くなる。
The
また、減圧弁２４の最大排出量は、調量弁１８に供給する電流値を最大にしたときの高圧ポンプ１６の最大吐出量以上である。減圧弁２４の最大排出量および高圧ポンプ１６の最大吐出量は、単位時間当たりの流量の最大値を表している。そして、減圧弁２４の排出量はコモンレール２０の燃料圧力および燃料温度等のエンジン運転状態によって変化し、高圧ポンプ１６の吐出量は、エンジン回転数、燃料温度等のエンジン運転状態によって変化する。そこで、減圧弁２４の最大排出量および高圧ポンプ１６の最大吐出量は、通常の規格内におけるエンジン運転状態において、減圧弁２４および高圧ポンプ１６が作動するときの最大の排出量および吐出量を表すものとする。また、減圧弁２４の排出量は、減圧弁２４の開弁回数に関わりなく、単位時間に減圧弁２４が排出した排出量を表すものとする。
The maximum discharge amount of the
燃料噴射弁３０は、４気筒のディーゼルエンジン５０の各気筒に設置され、コモンレール２０が蓄圧している燃料を気筒内に噴射する。燃料噴射弁３０は、ノズルニードルに閉弁方向に燃料圧力を加える制御室の圧力を制御することにより燃料噴射量を制御する公知の電磁駆動式の弁である。
The
ポンプ制御装置としてのＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の書換可能な不揮発性メモリを中心とするマイクロコンピュータ（マイコン）からなり、圧力取得手段、通電制御手段、吐出量取得手段、排出量取得手段、開閉指示手段、判定手段、吐出量補正手段として機能する。
The
ＥＣＵ４０は、エンジン回転数（ＮＥ）を検出する回転数センサ、アクセルペダルの開度（ＡＣＣ）を検出するアクセルセンサ、クランク角度（ＣＡ）を検出するクランク角度センサ、温度センサ、圧力センサ２２等の各種センサの検出信号からディーゼルエンジン５０の運転状態を取得する。ＥＣＵ４０は、ディーゼルエンジン５０を最適な運転状態に制御するために、取得したエンジン運転状態に基づいて調量弁１８、減圧弁２４および燃料噴射弁３０等への通電を制御する。
The
ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態に応じて、調量弁１８への通電量に対する高圧ポンプ１６の吐出量の吐出量特性をマップとしてフラッシュメモリに記憶している。ＥＣＵ４０は、フラッシュメモリに記憶している高圧ポンプ１６の吐出量特性に基づき、圧力センサ２２から取得するコモンレール２０の燃料圧力（以下、実コモンレール圧ともいう。）が目標コモンレール圧となるようにＰＩＤ制御により調量弁１８への通電をフィードバック制御している。また、ＥＣＵ４０は、吐出量特性に基づき、調量弁１８への通電量に対して高圧ポンプ１６が吐出する吐出量を取得できる。
The
また、ＥＣＵ４０は、減速運転等においてコモンレール２０の燃料圧力を低下させるとき、高圧ポンプ１６からの吐出量を減少するだけでは速やかにコモンレール２０の圧力が減圧しない場合には、ＥＤＵ４２に減圧弁２４の開弁を指示して減圧弁２４を開弁し、コモンレール２０の内部の燃料をリターン通路１００に排出してコモンレール２０の燃料圧力を低下させる。
Further, when the
ＥＣＵ４０は、減圧弁２４の開弁を指示する指示信号の通電時間の長さと、減圧弁２４により減圧するコモンレール２０の圧力との関係を示す減圧特性をフラッシュメモリにマップとして記憶している。減圧弁２４がコモンレール２０の燃料圧力を減圧する減圧量は、減圧弁２４がコモンレール２０の燃料をリターン通路１００に排出する排出量により決定される。したがって、ＥＣＵ４０は、減圧特性のマップに基づき、減圧弁２４への通電時間の長さから減圧弁２４による燃料排出量を取得できる。ＥＤＵ４２は、減圧弁２４、燃料噴射弁３０に駆動電流または駆動電圧を供給するための駆動装置である。
The
［高圧ポンプ１６の制御］
次に、高圧ポンプ１６の制御について説明する。図２は、所定のクランク角度ごとにＥＣＵ４０が実施する高圧ポンプ１６の制御ルーチンであり、符号のＳはステップを表している。クランク角度信号は、ディーゼルエンジン５０のクランク軸（図示せず）が一定角度回転するごとにクランク角度センサからパルスとして出力される。本ルーチンにおける減圧弁２４の開閉駆動は、実コモンレール圧を目標コモンレール圧に近づけるために実施する通常の開閉制御ではなく、高圧ポンプ１６の吐出量特性のずれを判定し補正するために強制的に実施する開閉制御である。
[Control of high-pressure pump 16]
Next, control of the
ＥＣＵ４０は、図２の制御ルーチンを実施する前に、図３に示すように、フラッシュメモリにマップとして記憶している減圧弁２４の減圧特性２００を、減圧弁２４への通電時間に対する実際の減圧量の減圧特性２０２に補正しておく。ＥＣＵ４０は、減圧弁２４への通電時間に対して圧力センサ２２が検出するコモンレール２０の燃料圧力の変化から容易に減圧特性２００を補正できる。減圧弁２４の減圧特性２００を補正しておくことにより、本ルーチンで減圧弁２４を開弁したときに、減圧弁２４によりコモンレール２０から排出される燃料の正確な排出量を、マップとして記憶している減圧特性２００に基づき通電時間から取得できる。
Before executing the control routine of FIG. 2, the
以上の前提のもとに実行される図２の制御ルーチンにおいてＥＣＵ４０は、まずＳ３００において、ディーゼルエンジン５０の運転状態が安定しているかを判定する。ＥＣＵ４０は、例えば実コモンレール圧と目標モンレール圧との差圧ΔＰが所定値よりも小さいかを判定することにより、ディーゼルエンジン５０の運転状態が安定しているかを判定する。ディーゼルエンジン５０の運転状態が安定していない場合、ＥＣＵ４０は本ルーチンを終了する。
In the control routine of FIG. 2 executed based on the above premise, the
これは、ディーゼルエンジン５０の運転状態が安定せず実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧ΔＰが所定値以上である場合、高圧ポンプ１６以外に実コモンレール圧を変動させる外乱があるために高圧ポンプ１６の吐出量特性のずれを正確に判定できないからである。
This is because when the operation state of the
一方、ディーゼルエンジン５０の運転状態が安定し実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧ΔＰが所定値より小さい場合は、高圧ポンプ１６以外に実コモンレール圧を変動させる外乱がないか、その影響が小さいために、高圧ポンプ１６の吐出量特性のずれを正確に判定できる。
On the other hand, when the operation state of the
ディーゼルエンジン５０の運転状態が安定している場合、Ｓ３０２においてＥＣＵ４０は、減圧弁２４を強制的に開弁できるかを判定する。これは、例えばアイドル運転時等のコモンレール２０の燃料圧力が低圧のエンジン運転状態においては、減圧弁２４を強制的に開弁するとドライバビリティおよびエミッションが悪化するおそれがあるからである。一方、例えば一定速度で高速運転している場合等のコモンレール２０の燃料圧力が高圧のエンジン運転状態においては、減圧弁２４を強制的に開閉駆動してもドライバビリティおよびエミッションの悪化を極力低減できる。
When the operation state of the
減圧弁２４を強制的に開弁できる場合、Ｓ３０４においてＥＣＵ４０は、今回減圧弁２４に通電する通電時間、言い換えれば減圧特性のマップから通電時間に基いて取得する減圧弁２４からの排出量Ｑｄ［ｎ］を設定する。ＥＣＵ４０は、ドライバビィティまたはエミッションの悪化を極力低減する範囲でエンジン運転状態に応じて排出量Ｑｄ［ｎ］を設定する。
If the
Ｓ３０６においてＥＣＵ４０は、吐出量特性のマップに基づいて、減圧弁２４でコモンレール２０の燃料圧力を減圧する前のＰＩＤ制御における積分項のポンプ制御量Ｑｍ［ｎ−１］（図４参照）を制御履歴として記憶しているＲＡＭ等から取得する。ポンプ制御量Ｑｍは、高圧ポンプ１６の吐出量の積分値とみなすことができる。図４において、実線が示すポンプ制御量は高圧ポンプ１６の吐出量特性のマップに基づいてＥＣＵ４０が取得したポンプ制御量であり、点線が示すポンプ制御量は高圧ポンプ１６が実際に吐出した結果得られるポンプ制御量である。
In S306, the
Ｓ３０８においてＥＣＵ４０は、ＥＤＵ４２に減圧弁２４の開弁信号を送出して減圧弁２４を駆動させ、Ｓ３０４において設定した排出量Ｑｄ［ｎ］を排出しコモンレール２０の燃料圧力を所定圧まで減圧する。減圧弁２４を駆動して所定時間開弁させると、ＥＤＵ４２は減圧弁２４への通電をオフし減圧弁２４を閉弁する。
In S308, the
減圧弁２４が開弁し実コモンレール圧が所定圧まで減圧すると、Ｓ３１０においてＣＵ４０は、目標コモンレール圧を減圧弁２４が減圧する前の圧力に設定する。そして、実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧の絶対値が所定値よりも小さくなるまで、高圧ポンプ１６をＰＩＤ制御して実コモンレールを目標コモンレール圧に近づける（Ｓ３１２参照）。
When the
実コモンレール圧と目標コモンレール圧との差圧の絶対値が所定値よりも小さくなると、Ｓ３１４においてＥＣＵ４０は、このときの高圧ポンプ１６の制御量Ｑｍ［ｎ］を取得する（図４参照）。そして、Ｓ３１６においてＥＣＵ４０は、次式（１）から、高圧ポンプ１６の制御量偏差ｄＱｍ［ｎ］を算出する。高圧ポンプ１６の制御量偏差ｄＱｍ［ｎ］は、吐出量の偏差とみなすことができる。
When the absolute value of the differential pressure between the actual common rail pressure and the target common rail pressure becomes smaller than a predetermined value, in S314, the
ｄＱｍ［ｎ］＝Ｑｍ［ｎ］−Ｑｍ［ｎ−１］ ・・・（１）
Ｓ３１８においてＥＣＵ４０は、制御量偏差ｄＱｍ［ｎ］とＳ３０４において設定した排出量Ｑｄ［ｎ］との偏差の絶対値が所定値以上か否かを判定する。制御量偏差ｄＱｍ［ｎ］と排出量Ｑｄ［ｎ］との偏差の絶対値が所定値以上であれば高圧ポンプ１６の吐出量特性のずれが大きいと判断し、次のＳ３２０においてＥＣＵ４０は、ｄＱｍ［ｎ］と排出量Ｑｄ［ｎ］との偏差（ｄＱｍ［ｎ］−Ｑｄ［ｎ］）を学習値として算出する。
dQm [n] = Qm [n] −Qm [n−1] (1)
In S318, the
（ｄＱｍ［ｎ］−Ｑｄ［ｎ］）の値が正であれば、減圧弁２４で強制的に減圧したコモンレール２０の燃料圧力を減圧前の圧力に戻すために吐出量特性のマップに基づいて調量弁１８への通電を制御した結果、取得した高圧ポンプ１６の吐出量の増加分が減圧弁２４の排出量よりも大きかったことがわかる。一方、（ｄＱｍ［ｎ］−Ｑｄ［ｎ］）の値が負であれば、吐出量特性のマップに基づいて調量弁１８への通電を制御して取得した高圧ポンプ１６の吐出量の増加分が減圧弁２４の排出量よりも小さかったことがわかる。
If the value of (dQm [n] −Qd [n]) is positive, based on the map of the discharge amount characteristic in order to return the fuel pressure of the
そして次のＳ３２２においてＥＣＵ４０は、算出した学習値（ｄＱｍ［ｎ］−Ｑｄ［ｎ］）に応じてフラッシュメモリに記憶している吐出量特性のマップを更新して補正し、高圧ポンプ１６の調量弁１８への通電制御に学習値（ｄＱｍ［ｎ］−Ｑｄ［ｎ］）を反映させて本ルーチンを終了する。
In the next S322, the
Ｓ３１８において制御量偏差ｄＱｍ［ｎ］と排出量Ｑｄ［ｎ］との偏差の絶対値が所定値よりも小さい場合には、ＥＣＵ４０は高圧ポンプ１６の吐出量特性のずれが小さいと判断し本ルーチンを終了する。
When the absolute value of the deviation between the control amount deviation dQm [n] and the discharge amount Qd [n] is smaller than a predetermined value in S318, the
本実施形態では、減圧弁２４で強制的に減圧したときの排出量Ｑｄと、吐出量特性に基づいて高圧ポンプ１６の調量弁１８を通電制御したときの高圧ポンプ１６の制御量の偏差ｄＱｍ、言い換えると高圧ポンプ１６の吐出量の偏差との収支に基づいて、吐出量特性のずれを判定している。これにより、吐出量特性のずれに応じて適切な処理を行うことができる。
In this embodiment, the deviation dQm between the discharge amount Qd when the
さらに本実施形態では、吐出量特性のずれに応じて吐出量特性を補正することにより、補正した吐出量特性に基づいて実コモンレール圧を目標コモンレール圧に近づけることができる。 Further, in the present embodiment, by correcting the discharge amount characteristic according to the deviation of the discharge amount characteristic, the actual common rail pressure can be brought close to the target common rail pressure based on the corrected discharge amount characteristic.
これにより、吐出量特性のずれを極力小さくして燃料供給ポンプの吐出量を高精度に制御できる。その結果、実コモンレール圧を目標コモンレール圧に近づけるときに実コモンレール圧が急激に変化することを防止し、実コモンレール圧がオーバーシュートすることを防止できる。また、実コモンレール圧が急激過ぎない範囲で速やかに目標コモンレール圧に到達するので、高圧ポンプ１６によるコモンレール２０の圧力制御の応答性が向上する。その結果、ドライバビリティおよびエミッションの悪化を防止できる。また、実コモンレール圧のオーバーシュートを防止するので、燃料配管等の部品の損傷を防止できる。
Thereby, the deviation of the discharge amount characteristic can be minimized and the discharge amount of the fuel supply pump can be controlled with high accuracy. As a result, when the actual common rail pressure is brought close to the target common rail pressure, the actual common rail pressure can be prevented from changing suddenly, and the actual common rail pressure can be prevented from overshooting. Further, since the target common rail pressure is quickly reached within a range where the actual common rail pressure is not too rapid, the responsiveness of the pressure control of the
また、本実施形態では、減圧弁２４の単位時間当たりの最大排出量が高圧ポンプ１６の単位時間当たりの最大吐出量以上であるから、図２の制御ルーチンを実施して高圧ポンプ１６の吐出量特性のずれを補正する１回の補正制御において、エンジン運転状態に応じて減圧弁２４の排出量を変化させることにより、高圧ポンプ１６の吐出量の全範囲において高圧ポンプ１６の吐出量特性のずれを判定できる。
In the present embodiment, since the maximum discharge amount per unit time of the
（第２実施形態）
図５に、高圧ポンプ１６の吐出量特性を補正する他の制御を示す。
第２実施形態では、減圧弁２４に複数回通電して減圧したコモンレール２０の燃料圧力を、吐出量特性に基づいて高圧ポンプ１６の調量弁１８への通電を制御して減圧前の圧力に戻している。
(Second Embodiment)
FIG. 5 shows another control for correcting the discharge amount characteristic of the high-
In the second embodiment, the fuel pressure of the
このように、減圧弁２４に複数回通電することにより減圧弁２４が複数回開弁してコモンレール２０の燃料圧力を減圧するので、１回の開弁で減圧弁２４が排出する排出量と同等の排出量を複数回の開弁で排出する場合、コモンレール２０の燃料圧力の減圧量が小さくなる。これにより、吐出量特性のずれを判定するときに、ドライバビリティおよびエミッションの悪化を極力低減できる。
In this way, when the
また、第２実施形態のように減圧弁２４を複数回開弁する場合にも、図２の制御ルーチンを実施して高圧ポンプ１６の吐出量特性のずれを補正する１回の補正制御において、複数回開弁する減圧弁２４の単位時間当たりの最大排出量が高圧ポンプ１６の最大吐出量以上であれば、エンジン運転状態に応じて減圧弁２４の排出量および開弁回数を変化させることにより、高圧ポンプ１６の吐出量の全範囲において高圧ポンプ１６の吐出量特性のずれを判定できる。
Further, even when the
（他の実施形態）
上記実施形態では、吐出量特性のずれを判定し、吐出量特性のずれに応じて吐出量特性を補正した。これに対し、吐出量特性のずれを判定し、吐出量特性のずれに応じて他の適切な処理、例えば高圧ポンプ１６の保守または交換を行ってもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the deviation of the discharge amount characteristic is determined, and the discharge amount characteristic is corrected according to the deviation of the discharge amount characteristic. On the other hand, the deviation of the discharge amount characteristic may be determined, and other appropriate processing, for example, maintenance or replacement of the high-
また上記実施形態では、エンジン運転状態に応じて可変に減圧弁２４の減圧量を設定した。これに対し、減圧弁２４の減圧量を一定値にしてもよい。
また、上記実施形態では、減圧弁２４の最大排出量を高圧ポンプ１６の最大吐出量以上に設定した。これに対し、高圧ポンプ１６の最大吐出量よりも最大排出量の小さい減圧弁を使用し、この減圧弁の排出量の範囲内で高圧ポンプ１６の吐出量特性のずれを判定してもよい。
Moreover, in the said embodiment, the pressure reduction amount of the
In the above embodiment, the maximum discharge amount of the
また、上記実施形態では、調量弁１８に供給する電流値を制御して高圧ポンプ１６の吐出量を調量した。これに対し、通電タイミング、または通電するデューティ比を制御することにより燃料供給ポンプの吐出量を調量する調量弁を用いてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the electric current value supplied to the
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
１０：燃料噴射システム、１６：高圧ポンプ（燃料供給ポンプ）、１８：調量弁（調量部）、２０：コモンレール、２２：圧力センサ（圧力検出手段）、２４：減圧弁、３０：燃料噴射弁、４０：ＥＣＵ（ポンプ制御装置、圧力取得手段、通電制御手段、吐出量取得手段、排出量取得手段、開閉指示手段、判定手段、吐出量補正手段） 10: Fuel injection system, 16: High pressure pump (fuel supply pump), 18: Metering valve (metering unit), 20: Common rail, 22: Pressure sensor (pressure detecting means), 24: Pressure reducing valve, 30: Fuel injection Valve, 40: ECU (pump control device, pressure acquisition means, energization control means, discharge amount acquisition means, discharge amount acquisition means, open / close instruction means, determination means, discharge amount correction means)
Claims (6)
前記コモンレールが蓄圧している燃料圧力を取得する圧力取得手段と、
前記燃料供給ポンプの吐出量を調量する調量部への通電量に対する前記燃料供給ポンプの吐出量の吐出量特性に基づいて前記調量部への通電量を制御する通電制御手段と、
前記吐出量特性に基づいて前記吐出量を取得する吐出量取得手段と、
前記コモンレールの燃料を排出して前記燃料圧力を減圧する減圧弁への通電量に対する前記減圧弁の排出量を取得する排出量取得手段と、
前記減圧弁への通電を指示して前記減圧弁を開閉させる開閉指示手段と、
前記開閉指示手段が前記減圧弁の開弁を指示して前記燃料圧力が減圧したとき、前記通電制御手段が前記調量部への通電を制御することにより前記圧力取得手段が取得する前記燃料圧力が前記減圧弁による減圧前の圧力に戻るまでに前記燃料供給ポンプが吐出したと前記吐出量特性に基づいて前記吐出量取得手段が取得する前記吐出量と前記排出量取得手段が取得する前記排出量との差から前記吐出量特性のずれを判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするポンプ制御装置。 In the pump control device that controls the discharge amount of the fuel supply pump that pumps fuel to the common rail,
Pressure acquisition means for acquiring the fuel pressure accumulated by the common rail;
Energization control means for controlling the energization amount to the metering unit based on the discharge amount characteristic of the discharge amount of the fuel supply pump with respect to the energization amount to the metering unit for metering the discharge amount of the fuel supply pump;
A discharge amount acquisition means for acquiring the discharge amount based on the discharge amount characteristic;
A discharge amount obtaining means for obtaining a discharge amount of the pressure reducing valve with respect to a power supply amount to a pressure reducing valve for discharging the fuel of the common rail and reducing the fuel pressure;
Open / close instruction means for instructing energization of the pressure reducing valve to open / close the pressure reducing valve;
The fuel pressure acquired by the pressure acquisition means when the energization control means controls energization to the metering unit when the fuel pressure is reduced by the opening / closing instruction means instructing opening of the pressure reducing valve. The discharge amount acquired by the discharge amount acquisition means based on the discharge amount characteristics and the discharge acquired by the discharge amount acquisition means based on the discharge amount characteristics when the fuel supply pump has discharged before the pressure before the pressure reduction by the pressure reducing valve returns Determining means for determining a deviation of the discharge amount characteristic from a difference from the amount;
A pump control device comprising:
前記燃料供給ポンプが圧送する燃料を蓄圧するコモンレールと、
前記コモンレールが蓄圧している燃料圧力を減圧する減圧弁と、
請求項１から５のいずれか一項に記載のポンプ制御装置と、
前記コモンレールが蓄圧している燃料を噴射する燃料噴射弁と、
を備えることを特徴とする燃料噴射ステム。 A fuel supply pump that pressurizes and pumps fuel; and
A common rail for accumulating fuel pumped by the fuel supply pump;
A pressure reducing valve for reducing the fuel pressure accumulated in the common rail;
A pump control device according to any one of claims 1 to 5;
A fuel injection valve for injecting fuel accumulated in the common rail; and
A fuel injection stem comprising:
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