JP5835117B2 - 内燃機関の燃料供給制御装置 - Google Patents
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Description
前記燃料噴射弁に供給される燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、
前記燃料噴射弁の駆動電流を制御する電気駆動ユニットと、
を備え、
前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力が高い場合には、当該燃料圧力が低い場合よりも当該燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が高くなるように設定された内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が所定の圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値を、所定の電流制御範囲内の最大値に設定する、もしくは、前記過上昇が認められた時の値よりも高くするものであって、
前記電気駆動ユニットは、複数の前記燃料噴射弁の駆動電流を制御するものであって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が前記圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記複数の燃料噴射弁による燃料噴射の開始時期を固定することを特徴とする。
燃料圧力が前記圧力制御範囲を超えて過上昇したときにエンジン回転数が所定回転数よりも高い場合には、前記燃料噴射弁による燃料噴射を禁止することを特徴とする。
前記燃料噴射弁に供給される燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、
前記燃料噴射弁の駆動電流を制御する電気駆動ユニットと、
を備え、
前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力が高い場合には、当該燃料圧力が低い場合よりも当該燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が高くなるように設定された内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が所定の圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値を、所定の電流制御範囲内の最大値に設定する、もしくは、前記過上昇が認められた時の値よりも高くするものであって、
前記電気駆動ユニットは、複数の前記燃料噴射弁の駆動電流を制御するものであって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が前記圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記複数の燃料噴射弁の噴射間隔が前記電気駆動ユニットの過熱限界となる限界噴射間隔よりも短くならないように、前記複数の燃料噴射弁の噴射時間を制限することを特徴とする。
前記複数の燃料噴射弁の噴射間隔が前記限界噴射間隔よりも短くならないように前記複数の燃料噴射弁の噴射時間が制限されているときに、制限された噴射時間の下での空燃比が所定値よりもリーンである場合に前記燃料噴射弁による燃料噴射を禁止することを特徴とする。
燃料圧力が前記圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記燃料噴射弁が前記内燃機関の1サイクル中に複数回に分割して燃料を噴射することを禁止することを特徴とする。
前記燃料噴射弁に供給される燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、
前記燃料噴射弁の駆動電流を制御する電気駆動ユニットと、
を備え、
前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力が高い場合には、当該燃料圧力が低い場合よりも当該燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が高くなるように設定された内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が所定の圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値を、所定の電流制御範囲内の最大値に設定する、もしくは、前記過上昇が認められた時の値よりも高くするものであって、
前記燃料供給制御装置は、外気温度が所定値以下であるときに、エンジン冷却水温度が所定値に達するまで、前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値を所定の電流制御範囲内の最大値に設定し、かつ、要求燃料圧力を所定の圧力制御範囲内の最大値に設定することを特徴とする。
前記燃料噴射弁に供給される燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、
前記燃料噴射弁の駆動電流を制御する電気駆動ユニットと、
を備え、
前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力が高い場合には、当該燃料圧力が低い場合よりも当該燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が高くなるように設定された内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が所定の圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値を、所定の電流制御範囲内の最大値に設定する、もしくは、前記過上昇が認められた時の値よりも高くするものであって、
燃料圧力が高くなるにつれ、少なくとも2段階で前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が段階的に高くなるように設定されており、
実燃料圧力および要求燃料圧力のうちの何れか一方が閾値を上回った場合に前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が高められ、一方、実燃料圧力および要求燃料圧力の双方が所定の閾値を下回った場合に前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が下げられることを特徴とする。
前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が低い場合には、当該ピーク値が高い場合に比して、要求燃料噴射量の下限値が小さくなるように制御されることを特徴とする。
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係る燃料供給制御装置を備える内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。内燃機関10は、直列4気筒型のガソリンエンジン(一例)であり、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。内燃機関10の燃焼室には、吸気通路12および排気通路14が連通している。
図2に示すように、高圧燃料ポンプ30の吸入口30aには、低圧燃料ポンプ(フィードポンプ)32によって汲み上げられた燃料タンク34内の燃料が燃料パイプ36を介して供給される。高圧燃料ポンプ30の吐出口30bとデリバリパイプ28とは、燃料パイプ38によって接続されている。
図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50の入力部には、上述したエアフローメータ18に加え、燃料圧力センサ52、A/Fセンサ54、クランク角センサ56および冷却水温度センサ58等の内燃機関10の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。燃料圧力センサ52は、各気筒の燃料噴射弁26に供給される燃料圧力を検出するためにデリバリパイプ28に取り付けられている。A/Fセンサ54は、排気通路14を流れる排気ガスの空燃比を検出するためのセンサであり、クランク角センサ56は、エンジン回転数を検出するためのセンサであり、冷却水温度センサ58は、エンジン冷却水温度を検出するためのセンサである。また、ECU50の入力部には、外気温度を検出するための外気温度センサ60が接続されている。一方、ECU50の出力部には、上述したスロットルバルブ24、燃料噴射弁26および電磁スピル弁30dに加え、混合気に点火するための点火プラグ62等の内燃機関10の運転を制御するための各種のアクチュエータが接続されている。より具体的には、各気筒の燃料噴射弁26は、当該燃料噴射弁26を駆動するための電気駆動ユニット(以下、「EDU(Electrical Driver Unit)」と称する)64を介してECU50に接続されている。ECU50は、それらのセンサ出力と所定のプログラムとに従って上記各種のアクチュエータを駆動することにより、内燃機関10の運転状態を制御するものである。
次に、以上説明した構成を有する高圧燃料ポンプ30が正常に機能している場合の高圧燃料ポンプ30の基本動作について説明する。以下の説明では、燃料加圧室30c内の容積が最も減少した際(すなわち、図2においてプランジャ30fが最も上昇した際)のプランジャ30fの位置を「プランジャ30fの上死点」と称し、逆に、燃料加圧室30c内の容積が最も拡大した際(すなわち、図2においてプランジャ30fが最も下降した際)のプランジャ30fの位置を「プランジャ30fの下死点」と称する。
図3は、燃料圧力(燃圧)の変化に対する燃料噴射弁26の駆動電流(ピーク値)の設定例を表した図である。
図3(A)に示すように、本実施形態のシステムでは、燃料噴射弁26の駆動電流のピーク値は、所定の電流制御範囲内で、燃料圧力に応じて変化するように設定されている。図3(A)では、燃料圧力が高くなるほど、燃料噴射弁26の駆動電流のピーク値がlow、HighおよびMaxの三段階で高くなるように設定されている。尚、駆動電流の最大値(Max)は、内燃機関10の環境条件を加味し、所定のエンジン回転数以下の領域ではEDU64が故障に至らないように予め設定された値である。
高圧燃料ポンプ30に生じ得る故障態様の1つとして、例えば、電磁スピル弁30dのソレノイド30d1の通電を制御する電気回路上で短絡故障が発生することによりソレノイド30d1が常に通電状態となってしまうというものがある。このような状態となると、プランジャ30fが下降する行程においては、ソレノイド30d1が電動スピル弁30dを閉弁させようとする力が作用していても、この力よりも、吸入口30a側から電動スピル弁30dを開弁する方向に加わる吸入燃料の圧力と、付勢ばね30d2のばね力と、プランジャ30fの下降に伴って燃料加圧室30c内に発生する負圧との合力が大きくなる。その結果、プランジャ30fの下降行程において電動スピル弁30dが開いたままとなり、燃料加圧室30c内に燃料が吸入されることになる。そして、その後にプランジャ30fが下死点に到達すると、燃料加圧室30cに燃料が流入しなくなるため、ソレノイド30d1が発する力が付勢ばね30d2のばね力に打ち勝ち、電動スピル弁30dが閉弁される。このため、最大量で燃料が吐出される。このような動作によって、上記故障が生じた場合には、高圧燃料ポンプ30からの燃料の吐出量が最大値で固定された状態で、高圧燃料ポンプ30から過剰な量の燃料が吐出され続けることになる。
そこで、本実施形態では、高圧燃料ポンプ30への故障発生により燃料圧力が上記圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、各気筒の燃料噴射弁26の駆動電流のピーク値を、上記電流制御範囲内の最大値(Max)に設定(固定)するようにした。より具体的には、燃料圧力が過上昇したと判定された時点の駆動電流のピーク値がLowやHighに制御されていた状況であれば、駆動電流のピーク値が最大値(Max)となるように高められる。また、燃料圧力が過上昇したと判定された時点の駆動電流のピーク値が既に最大値(Max)に制御されていた状況であれば、駆動電流のピーク値が最大値(Max)で維持される。
図5に示すサブルーチンでは、エンジン回転数NEが所定回転数(例えば、4000rpm)よりも高いか否かが判定される(ステップ200)。その結果、本判定が成立する高エンジン回転数時である場合には、各気筒に対して燃料カットが実行される(ステップ202)。
次に、図6を主に参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1および図2に示すハードウェア構成、並びに図3(A)または図3(B)に示す駆動電流と燃圧との関係を用いるものであって、ECU50に図4に示すメインルーチンとともに、図5に示すサブルーチンに代えて後述の図6に示すサブルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
次に、図7を主に参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態のシステムは、図1および図2に示すハードウェア構成、並びに図3(A)または図3(B)に示す駆動電流と燃圧との関係を用いるものであって、ECU50に後述の図7に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。尚、本実施形態の制御は、上述した実施の形態1または2の制御と並行して実機上で実行可能なものである。
次に、図8を主に参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態のシステムは、図1および図2に示すハードウェア構成、並びに図3(A)に示す駆動電流と燃圧との関係を用いるものであって、ECU50に後述の図8に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。尚、本実施形態の制御は、上述した実施の形態1、2または3の制御に並行して実機上で実行可能なものである。
12 吸気通路
14 排気通路
16 エアクリーナ
18 エアフローメータ
20 ターボ過給機
22 インタークーラ
24 スロットルバルブ
26 燃料噴射弁
28 デリバリパイプ
30 高圧燃料ポンプ
30a 高圧燃料ポンプの吸入口
30b 高圧燃料ポンプの吐出口
30c 高圧燃料ポンプの燃料加圧室
30d 高圧燃料ポンプの電磁スピル弁
30d1 電磁スピル弁のソレノイド
30d2 電磁スピル弁の付勢ばね
30e 高圧燃料ポンプの加圧用カム
30f 高圧燃料ポンプのプランジャ
30g 高圧燃料ポンプの圧接ばね
30h 高圧燃料ポンプの逆止弁
34 燃料タンク
36、38 燃料パイプ
40 カム軸
50 ECU(Electronic Control Unit)
52 燃料圧力センサ
54 A/Fセンサ
56 クランク角センサ
58 冷却水温度センサ
60 外気温度センサ
62 点火プラグ
64 EDU(Electrical Driver Unit)
Claims (8)
- 内燃機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、
前記燃料噴射弁の駆動電流を制御する電気駆動ユニットと、
を備え、
前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力が高い場合には、当該燃料圧力が低い場合よりも当該燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が高くなるように設定された内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が所定の圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値を、所定の電流制御範囲内の最大値に設定する、もしくは、前記過上昇が認められた時の値よりも高くするものであって、
前記電気駆動ユニットは、複数の前記燃料噴射弁の駆動電流を制御するものであって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が前記圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記複数の燃料噴射弁による燃料噴射の開始時期を固定することを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。 - 内燃機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、
前記燃料噴射弁の駆動電流を制御する電気駆動ユニットと、
を備え、
前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力が高い場合には、当該燃料圧力が低い場合よりも当該燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が高くなるように設定された内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が所定の圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値を、所定の電流制御範囲内の最大値に設定する、もしくは、前記過上昇が認められた時の値よりも高くするものであって、
前記電気駆動ユニットは、複数の前記燃料噴射弁の駆動電流を制御するものであって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が前記圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記複数の燃料噴射弁の噴射間隔が前記電気駆動ユニットの過熱限界となる限界噴射間隔よりも短くならないように、前記複数の燃料噴射弁の噴射時間を制限することを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。 - 前記複数の燃料噴射弁の噴射間隔が前記限界噴射間隔よりも短くならないように前記複数の燃料噴射弁の噴射時間が制限されているときに、制限された噴射時間の下での空燃比が所定値よりもリーンである場合に前記燃料噴射弁による燃料噴射を禁止することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
- 内燃機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、
前記燃料噴射弁の駆動電流を制御する電気駆動ユニットと、
を備え、
前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力が高い場合には、当該燃料圧力が低い場合よりも当該燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が高くなるように設定された内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が所定の圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値を、所定の電流制御範囲内の最大値に設定する、もしくは、前記過上昇が認められた時の値よりも高くするものであって、
前記燃料供給制御装置は、外気温度が所定値以下であるときに、エンジン冷却水温度が所定値に達するまで、前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値を所定の電流制御範囲内の最大値に設定し、かつ、要求燃料圧力を所定の圧力制御範囲内の最大値に設定することを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。 - 内燃機関の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、
前記燃料噴射弁の駆動電流を制御する電気駆動ユニットと、
を備え、
前記燃料噴射弁に供給される燃料圧力が高い場合には、当該燃料圧力が低い場合よりも当該燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が高くなるように設定された内燃機関の燃料供給制御装置であって、
前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が所定の圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値を、所定の電流制御範囲内の最大値に設定する、もしくは、前記過上昇が認められた時の値よりも高くするものであって、
燃料圧力が高くなるにつれ、少なくとも2段階で前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が段階的に高くなるように設定されており、
実燃料圧力および要求燃料圧力のうちの何れか一方が閾値を上回った場合に前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が高められ、一方、実燃料圧力および要求燃料圧力の双方が所定の閾値を下回った場合に前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が下げられることを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。 - 前記燃料噴射弁の駆動電流のピーク値が低い場合には、当該ピーク値が高い場合に比して、要求燃料噴射量の下限値が小さくなるように制御されることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
- 前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が前記圧力制御範囲を超えて過上昇したときにエンジン回転数が所定回転数よりも高い場合には、前記燃料噴射弁による燃料噴射を禁止することを特徴とする請求項1、4〜6の何れか1つに記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
- 前記燃料供給制御装置は、燃料圧力が前記圧力制御範囲を超えて過上昇したときに、前記燃料噴射弁が前記内燃機関の1サイクル中に複数回に分割して燃料を噴射することを禁止することを特徴とする請求項1〜7の何れか1つに記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
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