KR100704567B1 - 커먼레일식 연료분사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 증압기구의 작동 직전에, 각 기통의 증압 제어밸브를 분사제어밸브의 밸브 개방 시기에 대해서 오버랩하지 않는 시기에 밸브 개방시키고, 또한, 증압 제어밸브의 밸브 개방 기간을 점차 증가시킴으로써, 증압이 개시되었을 때에 증압기구의 연료소비량이 급증하는 사태를 방지한다.

Description

커먼레일식 연료분사장치{COMMON RAIL TYPE FUEL INJECTION DEVICE}
도 1은 실시형태의 커먼레일식 연료분사장치를 나타내는 전체구성도이다.
도 2는 증압기구의 작동시기와 분사압 파형의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 목표 분사압을 설정하기 위한 맵을 나타내는 도면이다.
도 4는 증압 플래그를 설정하기 위한 맵을 나타내는 도면이다.
도 5는 ECU가 실행하는 모드 전환 루틴을 나타내는 플로우차트이다.
도 6은 제 1 실시형태의 증압 딜레이 제어 및 레일압 램프 제어의 실행상황을 나타내는 타임 차트이다.
도 7은, 제 2 실시형태의 공구동(空擊) 제어의 실행상황을 나타내는 타임 차트이다.
도 8은, 공구동 제어 중의 연료분사에 대한 증압 상황을 나타내는 타임 차트이다.
도 9는, 제 3 실시형태의 증압기간 제어 및 제 4 실시형태의 증압시기 제어의 실행상황을 나타내는 타임 차트이다.
도 10은, 증압기간 제어 중의 연료분사에 대한 증압 상황을 나타내는 타임 차트이다.
도 11은, 증압시기 제어 중의 연료분사에 대한 증압 상황을 나타내는 타임 차트이다.
도 12는, 증압기간 제어 및 증압시기 제어를 병용하였을 때의 연료분사에 대한 증압 상황을 나타내는 타임 차트이다.
도 13은, 선행기술에 의한 증압기구의 작동 상황을 나타내는 타임 차트이다.
본 발명은 커먼레일식 연료분사장치에 관한 것이며, 특히 커먼레일로부터 공급되는 고압연료를 증압기구에 의해 증압함으로써 연료의 분사압 파형을 제어할 수 있는 증압형 커먼레일식 연료분사장치에 관한 것이다.
서플라이 펌프로부터 압송되는 고압연료를 커먼레일에 축압하고, 엔진의 운전상태에 따른 소정 시기에 연료분사밸브로부터 기관의 통내에 분사하는 커먼레일식 연료분사장치가 실용화되어 있다. 이러한 종류의 연료분사장치는 분사압력과 분사 시기를 독립 제어할 수 있으므로, 차량용 디젤엔진의 주류가 되고 있지만, 예컨대 분사압 파형이 거의 직사각형이기 때문에 초기 분사량이 많은 것 등, NOx의 저감이나 연소소음의 저감에 관해서는 개선의 여지가 있었다.
그래서, 분사압 파형을 제어할 수 있는 연료분사장치로서, 증압형 커먼레일식 연료분사장치가 개발되어 있다[예컨대, 특허문헌1 참조]. 이러한 종류의 연료분사장치에서는, 커먼레일로부터 공급되는 연료를 증압기구에 의해 증압하도록 구성하고, 증압기구에 의한 증압의 유무나 작동시기를 임의로 설정함으로써 연료의 분 사압 파형을 제어할 수 있게 하고 있다. 증압기구에 의한 증압은 증압 피스톤에 의해 행해지고, 증압 피스톤에 백 프레셔로서 작용하고 있는 연료압을 배제함으로써 증압 피스톤을 작동시켜 연료를 가압하고 있다.
[특허문헌1] 일본 특허공개 2002-364484호 공보
상기 증압기구에 의한 증압은, 커먼레일압만으로는 요구되는 통 내로의 연료분사압을 달성할 수 없을 경우에 실시되고, 구체적으로는 도 3에 나타내는 맵에 따라 액셀러레이터 조작량(요구 부하)이나 엔진회전속도의 증가에 따라 목표 분사압이 증가하였을 때에, 도 4에 나타내는 맵에 의해 세트된 증압 플래그에 기초하여 증압기구에 의한 증압이 개시된다. 예컨대 차량의 저속주행시에는, 엔진 부하 및 회전속도가 낮은 것을 받아서 비교적 낮은 목표 분사압이 설정되어서, 증압기구가 정지된 채 연료분사가 실시되는 한편, 이 상태로부터 가속하기 위해 액셀러레이터가 밟아지면, 도 13의 타임 차트에 나타내는 바와 같이, 요구 부하의 급증을 받아들여 목표 분사압이 증가하고, 이 목표 분사압을 달성하기 위해 증압기구가 증압을 개시한다.
그런데, 증압 피스톤에 대한 연료압의 배제는 연료분사 이외의 가압 연료의 소비로 이어지기 때문에, 증압기구의 증압 개시에 따라 가압연료의 소비량은 대폭적으로 증가하여, 필연적으로 소정의 커먼레일압을 유지하기 위해 서플라이 펌프의 연료토출량이 급증하게 된다. 결과적으로 도 13에 나타내는 바와 같이 증압기구의 작동 및 정지에 따라 가압 연료의 소비량이 급변하였을 때에, 서플라이 펌프의 연료토출량(구동 부하)이 급변하는 사태가 생기고, 서플라이 펌프를 구동하는 엔진에 토크 쇼크나 회전 변동이 발생하여 주행성능을 저하시켜 버린다는 문제가 있었다. 또한, 엔진은 연료분사압에 따라 연소상태, 나아가서는 연소음을 변화시키는 특성을 갖기 때문에, 상기와 같이 액셀 밟음 등에 따라 목표 분사압이 급변하면, 연소음도 급변해서 운전자에게 위화감을 준다는 문제도 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 증압기구의 작동 및 정지에 의한 토크 쇼크나 회전 변동을 억제해서 양호한 주행성능을 실현할 수 있음과 아울러, 엔진의 운전 영역의 전환에 따라 연료분사압과 함께 연소음이 급변해서 운전자에게 위화감을 주는 사태를 미연에 방지할 수 있는 커먼레일식 연료분사장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가압펌프에 의해 가압된 연료를 커먼레일에 저장하고, 그 저장된 연료를 연료분사밸브에 의해 기관의 통내에 분사함과 아울러, 상기 커먼레일로부터의 연료를 증압기구에 의해 더욱 가압하여 연료분사압을 임의로 증압할 수 있는 커먼레일식 연료분사장치에 있어서, 상기 증압기구의 작동 또는 정지의 적어도 한쪽의 작동 전환시에, 상기 가압펌프의 연료토출량을 점증 또는 점감시키는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하고, 구체적인 일례로서 커먼레일의 목표 레일압을 제어가능하게 하는 커먼레일식 연료분사장치에 있어서, 증압기구의 작동 또는 정지의 적어도 한쪽에 따른 목표 레일압의 전환시에, 목표 레일압을 전환전의 값에서 전환후의 값으로 연속적으로 제어하는 레일압 램프 제어 수단과, 레일압 램프 제어수단에 의한 목표 레일압의 전환 개시시에, 증압 요구 시기에 대해서 소정의 딜레이 기간만큼 지연시켜 증압기구를 작동 또는 정지시키는 증압 딜레이 제어수단을 구비한 것이다.
따라서, 가압펌프에 의해 가압된 연료가 커먼레일에 저장되고, 저장된 연료가 연료분사밸브에 의해 기관의 통내에 분사된다. 커먼레일압을 초과하는 높은 연료분사압이 요구될 때에는 증압기구가 작동해서 증압된 연료가 분사됨과 아울러, 증압기구의 작동시에는 과잉한 증압을 억제하기 위해 커먼레일의 목표 레일압이 감소측으로 제어된다.
그리고, 증압기구의 작동 또는 정지에 따른 목표 레일압의 전환시에는, 레일압 램프 제어수단에 의해 목표 레일압이 전환전의 값에서 전환후의 값으로 연속적으로 제어되기 때문에, 실제 레일압도 완만하게 변화되어 증압후의 연료분사압의 급변, 나아가서는 연소상태의 급변이 억제된다.
또한, 목표 레일압이 실제 레일압에 반영되기 위해서는 응답 지연이 발생하지만, 증압 딜레이 제어수단에 의해 목표 레일압의 전환 개시에 대해서 딜레이 시간만큼 지연해서 증압기구가 작동 또는 정지하기 때문에, 실제 레일압이 목표 레일압에 접근한 적절한 타이밍에서 연료 증압이 개시 또는 중지되고, 연료분사압의 일시적인 급증이나 급감이 회피되어 NOx나 스모크의 급증을 방지하여 엔진의 배기가스 특성을 개선할 수 있다.
[제 1 실시형태]
이하, 본 발명을 차량용 엔진의 커먼레일식 연료분사장치에 구체화한 제 1 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 실시형태의 커먼레일식 연료분사장치를 나타내는 전체구성도이다. 차량에 설치된 연료탱크(1)는 탱크 연료로(2)를 통해서 피드 펌프(3)와 접속되고, 피드 펌프(3)는 피드 연료로(6)를 통해서 필터(4) 및 전자식 연료공급량 조정밸브(5)를 구비한 서플라이 펌프(7)(가압펌프)에 접속되어 있다. 서플라이 펌프(7)는 체크밸브(8)를 구비한 1쌍의 서플라이 연료로(9)를 통해서 커먼레일(10)과 접속되어 있다. 도면에서는 피드 펌프(3) 및 서플라이 펌프(7)를 분리하여 표시하고 있지만, 실제의 이들 펌프(3,7)는 일체화되어 있고, 공통의 구동축(11)을 통해서 도시하지 않은 엔진에 의해 구동된다.
연료탱크(1) 내의 연료는 피드 펌프(3)에 의해 퍼올려져 탱크 연료로(2) 및 피드 연료로(6)를 거쳐 서플라이 펌프(7)에 공급되고, 서플라이 펌프(7)에 의해 더욱 가압되어 서플라이 연료로(9)를 거쳐 커먼레일(10)에 공급된다. 연료공급량 조정밸브(5)의 개방도에 따라 서플라이 펌프(7)의 연료흡입량이 제한되고, 그것에 따라 서플라이 펌프(7)의 연료토출량이 제어되어 커먼레일(10) 내의 연료압이 조정된다.
커먼레일(10)에는 엔진의 각 기통에 설치된 연료분사밸브(21)가 각각 커먼레일 연료로(22)를 통해서 접속되고, 연료분사밸브(21)는 선단(하측)을 각 기통의 통내로 면하게 한 자세로 배치되어 있다. 연료분사밸브(21)의 구성은, 엔진의 통내로의 연료분사를 제어하는 연료분사기구(31), 및 연료분사기구(31)에 공급되는 연료를 사전에 증압하는 증압기구(51)로 크게 나누어진다.
우선, 연료분사기구(31)의 구성을 설명하면, 연료분사밸브(21)의 보디(21a)에는 선단측에서부터 분사구멍부(32), 연료저류부(33), 스프링 실(34), 압력실(35)이 연속해서 형성되어 있다. 분사구멍부(32) 및 연료저류부(33) 내에는 니들 밸브(36)의 선단부(36a)가 배치되고, 스프링 실(34) 내에는 니들 밸브(36)의 플랜지부(36b)가 배치되고, 압력실(35) 내에는 니들 밸브(36)의 피스톤부(36c)가 배치되고, 이들 선단부(36a), 플랜지부(36b), 피스톤부(36c)는 각각이 조합되어 형성되어 있다. 스프링 실(34) 내에 있어서 니들 밸브(36)의 플랜지부(36b)의 상면과 스프링 실(34)의 상벽 사이에는 스프링(37)이 끼워져 장착되고, 이 스프링(37)의 가압력에 의해 니들 밸브(36)는 하방으로 가압되어 있다.
상기 커먼레일 연료로(22)는 연료분사밸브(21)의 보디(21a) 내에 형성된 연료공급로(38)의 일단에 접속되고, 연료공급로(38)에는 체크밸브(39)가 설치되어 있다. 연료공급로(38)의 타단은 연료분사기구(31)의 연료저류부(33)에 접속되고, 커먼레일 연료로(22)로부터의 연료는 연료공급로(38) 및 연료저류부(33)를 거쳐 분사구멍부(32)까지 도입되고 있다.
연료공급로(38)의 체크밸브(39)보다 하류측[연료저류부(33)측]의 개소에는 오리피스(40)를 구비한 압력로(41)의 일단이 접속되고, 압력로(41)의 타단은 상기 압력실(35)의 상부와 접속되어 있다. 따라서, 연료공급로(38)의 연료압이 압력로(41)를 거쳐 압력실(35) 내에 위치하는 니들 밸브(36)의 피스톤부(36c)의 상면에 백 프레셔로서 작용하는 한편, 니들 밸브(36)에는 연료저류부(33)의 개소에 있어서 상방으로의 연료압이 작용하고 있다. 니들 밸브(36)의 피스톤부(36c)의 상면에 작 용하는 연료압과 스프링(37)의 가압력의 합력은 연료저류부(33)에 작용하는 연료압을 상회하기 때문에, 니들 밸브(36)는 하방으로 가압되어 선단부(36a)를 분사구멍부(32)에 압접시킨 밸브폐쇄상태로 유지되어 있다.
압력실(35)의 상부에는 오리피스(42)를 통해서 전자식의 분사제어밸브(43)가 접속되고, 분사제어밸브(43)는 리턴로(44)를 통해서 상기 연료탱크(1)와 접속되어 있다. 분사제어밸브(43)의 밸브 개방에 따라 압력실(35) 내의 상부의 연료가 리턴로(44)를 거쳐 연료탱크(1)에 회수되어서, 니들 밸브(36)의 피스톤부(36c)의 상면에 백 프레셔로서 작용하는 연료압이 급감하기 때문에, 상기 연료압의 대소관계가 역전하여, 니들 밸브(36)는 상방으로 가압되어 밸브개방상태로 전환된다.
한편, 증압기구(51)는 연료분사기구(31)의 상측에 설치되어 있다. 연료분사밸브(21)의 보디(21a)에는 증압기구(51)의 실린더(52)가 형성되고, 실린더(52) 내에는 증압 피스톤(53)이 상하이동 가능하게 배치되어 스프링(60)에 의해 상방으로 가압되어 있다. 증압 피스톤(53)은 상측의 대경부(53a) 및 하측의 소경부(53b)로 이루어지고, 증압 피스톤(53)의 대경부(53a)에 의해 실린더(52) 내는 상측 실린더 실(52a) 및 하측 실린더 실(52b)로 구획됨과 아울러, 증압 피스톤(53)의 소경부(53b)의 하측에는 가압실(52c)이 구획되어 있다.
상기 연료공급로(38)의 체크밸브(39)보다 상류측의 개소는, 상측 공급로(54)를 통해서 상측 실린더 실(52a)과 접속됨과 아울러, 오리피스(55)를 구비한 하측 공급로(56)를 통해서 하부 실린더 실(52b)과 접속되고, 각각의 실린더(52a,52b) 내에 연료가 도입되고 있다. 또한, 연료공급로(38)의 체크밸브(39)보다 하류측의 개 소는 가압로(57)를 통해서 가압실(52c)에 접속되고, 가압실(52c) 내에도 연료가 도입되어 있다. 증압 피스톤(53)의 대경부(53a)의 하면에 백 프레셔로서 작용하는 연료압과 스프링(60)의 가압력의 합력은 대경부(53a)의 상면에 작용하는 연료압을 상회하기 때문에, 증압 피스톤(53)은 상방으로 가압되어 가압실(52c)을 최대용적으로 유지하고 있다.
증압기구(51)의 하측 실린더 실(52b)에는 전자식의 증압 제어밸브(58)가 접속되고, 증압 제어밸브(58)는 리턴로(59)를 통해서 상기 연료탱크(1)와 접속되어 있다. 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방에 따라 하부 실린더 실(52b) 내의 연료가 리턴로(59)를 거쳐 연료탱크(1)로 되돌아가서, 증압 피스톤(53)의 대경부(53a)의 하면에 백 프레셔로서 작용하는 연료압이 급감하기 때문에, 상기 연료압의 대소관계가 역전하여, 증압 피스톤(53)은 하방으로 가압되어 가압실(52c)의 용적을 축소한다.
한편, 차실내에는, 도시하지 않은 입출력장치, 제어프로그램이나 제어 맵 등의 기억에 제공되는 기억장치(ROM, RAM 등), 중앙처리장치(CPU), 타이머 카운터 등을 구비한 ECU(91)(전자제어유닛)가 설치되어 있다. ECU(91)의 입력측에는, 커먼레일(10) 내의 연료압을 검출하는 레일압 센서(92), 도시하지 않은 액셀러레이터 조작량을 검출하는 액셀러레이터 센서, 각 기통을 판별하기 위한 기통 판별센서, 엔진의 회전에 동기한 크랭크각 신호를 출력하는 크랭크각 센서 등의 센서류가 접속되어 있다. 또한, ECU(91)의 출력측에는, 연료공급량 조정밸브(5), 각 기통의 연료분사밸브(21)의 분사제어밸브(43), 증압 제어밸브(58) 등의 장치류가 접속되어 있 다.
그리고, ECU(91)는 액셀러레이터 센서에 의해 검출된 액셀러레이터 조작량(기관 부하)이나 크랭크각 센서로부터의 크랭크각 신호로부터 산출한 엔진회전속도 등의 엔진 운전상태에 관한 각종 정보에 기초하여, 커먼레일압, 연료분사량, 연료분사시기, 증압기구(51)에 의한 연료 증압의 유무, 증압기구(51)의 작동시기 등의 목표치를 설정하고, 연료공급량 조정밸브(5), 분사제어밸브(43), 증압 제어밸브(58)를 구동 제어하여, 엔진의 운전상태에 대해서 최적인 분사압 파형으로 연료분사를 실행하고 있다.
그래서, 이 ECU(91)의 처리에 기초하는 커먼레일식 연료분사장치의 작동, 특히 증압기구(51)의 작동 상황에 대해서 설명한다.
엔진에 구동되는 피드 펌프(3)에 의해 연료탱크(1) 내의 연료가 퍼올려지고, 탱크 연료로(2) 및 피드 연료로(6)를 거쳐 필터(4)에 의해 철분이 제거된 후에 서플라이 펌프(7)에 공급되고, 서플라이 펌프(7)에 의해 더욱 가압되어 서플라이 연료로(9)를 거쳐 커먼레일(10)에 공급된다. ECU(91)는 연료공급량 조정밸브(5)의 개방도 제어에 의해 서플라이 펌프(7)의 연료흡입량을 제한하여 연료토출량을 조정하고, 레일압 센서(92)에 의해 검출된 실제 레일압을 레일압의 목표치로 피드백 제어한다.
한편, 연료분사밸브(21)는 분사제어밸브(43) 및 증압 제어밸브(58)의 개폐에 따라 이하와 같이 작동한다.
커먼레일(10)의 연료는 커먼레일 연료로(22)에 의해 각 기통의 연료분사밸브 (21)에 공급되고, 각 연료분사밸브(21)의 보디(21a) 내에서 연료분사기구(31)의 연료공급로(38) 및 연료저류부(33)를 거쳐 분사구멍부(32)까지 도입되는 한편, 압력로(41)를 거쳐 압력실(35)의 상부까지 도입되어 있다. 그리고, 분사제어밸브(43)의 밸브 폐쇄시에는, 니들 밸브(36)의 피스톤부(36c)의 상면에 백 프레셔로서 작용하는 연료압에 의해, 니들 밸브(36)는 하방으로 가압되어 밸브폐쇄상태로 유지되어 있다.
또한, 커먼레일 연료로(22)로부터의 연료는 상측 공급로(54)를 경유하여 증압기구(51)의 상측 실린더 실(52a) 내에 도입됨과 아울러, 하측 공급로(56)를 경유하여 하측 실린더 실(52b) 내에 도입되고, 가압로(57)를 통해서 가압실(52c) 내에도 도입되어 있다. 이것에 의해, 증압 피스톤(53)의 대경부(53a)의 상면 및 하면에는 연료압이 작용하고 있다. 그리고, 증압 제어밸브(58)의 밸브 폐쇄시에는, 증압 피스톤(53)의 대경부(53a)의 하면에 백 프레셔로서 작용하는 연료압에 의해, 증압 피스톤(53)은 상방으로 가압되어 가압실(52c)을 최대용적으로 유지하고 있다.
상기 상태에서 분사제어밸브(43)가 밸브 개방되면, 압력실(35) 내의 상부의 연료가 리턴로(44)를 통해서 연료탱크(1)측으로 되돌려져서, 니들 밸브(36)의 피스톤부(36c)의 상면에 백 프레셔로서 작용하는 연료압이 급감하기 때문에, 니들 밸브(36)가 상방으로 가압되어 밸브개방상태로 전환되고, 분사구멍부(32)로부터 연료분사가 개시된다. 그 후, 분사제어밸브(43)가 밸브폐쇄되면, 연료탱크(1)로의 연료 유통이 중지되어 피스톤부(36c)의 상부의 연료압이 회복되기 때문에, 다시 니들 밸브(36)가 하방으로 가압되어 밸브폐쇄상태로 복귀하여 연료분사가 중지된다.
이상은 증압기구(51)에 의한 연료 증압을 행하지 않고, 커먼레일압의 연료를 그대로 분사하였을 경우이며, 증압기구(51)에 의한 연료 증압을 실시할 경우에는, 분사제어밸브(43)의 개폐에 대하여 소정의 타이밍에서 증압 제어밸브(58)가 개폐 구동된다.
예컨대 도 2에 실선으로 나타내는 바와 같이, 증압기구(51)의 증압 제어밸브(58)는 분사제어밸브(43)의 밸브 개방에 선행하는 소정 시기에 밸브 개방된다. 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방에 따라 하부 실린더 실(52b) 내의 연료가 리턴로(59)를 거쳐 연료탱크(1)에 되돌려져서, 증압 피스톤(53)의 대경부(53a)의 하면에 백 프레셔로서 작용하는 연료압이 급감하기 때문에, 증압 피스톤(53)은 하방으로 가압되어 가압실(52c)의 용적을 축소하는 방향으로 움직인다. 즉, 증압 피스톤(53)의 대경부(53a)에 작용하는 연료압을 이용해서 소경부(53b)측에서 가압실(52c) 내의 연료가 가압되게 되고, 연료공급로(38)의 체크밸브(39)보다 하류측[가압실(52c),연료공급로(38),연료저류부(33),분사구멍부(32)]에 존재하는 연료가 원래의 커먼레일압에 상당하는 연료압에서 더욱 증가한다. 이 때의 연료 증압비는, 증압 피스톤(53)의 대경부(53a)와 소경부(53b)의 면적비 등, 증압기구(51)의 사양에 따라 미리 정해져 있다.
따라서, 그 후에 분사제어밸브(43)가 밸브 개방되었을 때에는, 분사압이 분사 초기부터 급격하게 상승하여 커먼레일압보다 고압으로 유지되고, 그 후, 분사제어밸브(43) 및 증압 제어밸브(58)가 서로 전후하여 밸브폐쇄되면, 분사압이 급감해서 연료분사가 중지된다. 그리고, 파선이나 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 시기를 지각(retard)시킬수록[분사제어밸브(43)의 밸브 개방 시기에 접근시킬수록], 분사 초기에 있어서의 분사압의 상승이 완만하게 되어, 초기분사를 억제한 분사압 파형이 실현된다. 이러한 특성을 전제로 하여, ECU(91)에서는 액셀러레이터 조작량이나 엔진회전속도 등에 기초하여 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 시기를 제어하고, 이것에 의해 엔진의 운전상태에 대하여 항상 최적인 분사압 파형으로 조정하고 있다.
한편, ECU(91)는 도 3의 맵에 따라서 액셀러레이터 조작량(요구 부하) 및 엔진회전속도로부터 연료분사밸브(21)의 목표 분사압을 설정하고 있고, 액셀러레이터 조작량이나 엔진회전속도의 증가에 따라 목표 분사압을 증가측으로 제어하여 요구 출력을 확보한다. 또한, 도 4의 맵에 따라서 액셀러레이터 조작량 및 엔진회전속도로부터 증압 플래그를 설정하고 있고, 액셀러레이터 조작량 및 엔진회전속도가 소정값 미만이고 커먼레일압만으로 목표 분사압을 달성할 수 있는 운전 영역에서는 증압 플래그를 리셋(OFF)하고, 액셀러레이터 조작량 및 엔진회전속도가 소정값 이상이고 커먼레일압만으로는 목표 분사압을 달성할 수 없는 운전 영역에서는 증압 플래그를 세트(ON)하여, 이 증압 플래그의 설정에 따라 증압기구(51)를 작동 또는 정지시킨다.
상기와 같이 증압기구(51)에 의한 증압 중에는, 연료분사마다 백 프레셔로서 작용하는 연료가 연료탱크(1)에 되돌려짐으로써 가압 연료의 소비량이 대폭적으로 증가하기 때문에, 필연적으로 소정의 커먼레일압을 유지하기 위해 서플라이 펌프(7)의 연료토출량이 급증한다. 이 때문에 증압기구(51)의 작동 및 정지에 따라 서 플라이 펌프(7)의 연료토출량과 함께 구동 부하가 급변해서 엔진의 토크 쇼크나 회전 변동의 요인이 됨과 아울러, 연료분사압의 변화에 따라 연소상태, 나아가서는 연소음이 급변해서 운전자에게 위화감을 주어버린다.
그래서, 본 실시형태에서는 주로 연료분사압의 변화에 기인하는 연소음의 급변을 억제하기 위해서, 증압 플래그의 전환시에 증압 과도 모드를 실행하고 있고, 이하, 증압 과도 모드의 상세를 설명한다.
ECU(91)는 도 5에 나타내는 모드 전환 루틴을 소정의 제어 인터벌로 실행하고 있고, 우선, 스텝S2에서 증압 플래그가 전환되었는지의 여부를 판정한다. 증압 플래그가 전환되지 않고 스텝S2의 판정이 No(부정)일 때에는 스텝S4로 이행하여 통상 모드를 실행한 후, 일단 루틴을 종료한다. 통상 모드는 증압기구(51)의 작동 또는 정지가 계속되고 있을 때에 실행되는 정상적인 모드이며, 맵에 기초하는 설정 값에 따라 통상대로의 순서로 증압기구(51)에 의한 증압 기간, 증압 시기, 커먼레일압 등이 제어된다.
한편, 증압 플래그가 전환되어 스텝S2의 판정이 Yes(긍정)로 되면, 스텝S6으로 이행하여 증압 과도 모드를 실행한 후에 루틴을 종료한다. 따라서, 증압 플래그가 전환될 때마다 스텝S6에서 증압 과도 모드가 실행된다. 증압 과도 모드는 증압 플래그의 전환시에 과도적으로 실행되는 모드이며, 본 실시형태에서는 증압 과도 모드로서, 증압 플래그의 전환에 대하여 실제의 증압 개시 및 중지를 지연시키는 증압 딜레이 제어, 및 증압기구(51)의 작동 및 정지에 대하여 목표 레일압을 서서히 변화시키는 레일압 램프 제어를 실행한다.
도 6은 증압 딜레이 제어 및 레일압 램프 제어의 실행상황을 나타내는 타임 차트이다. 또한, 이 도면에서는 액셀러레이터 조작량(요구 부하)의 증감에 의해 증압 플래그가 전환된 경우를 나타내고 있지만, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니고, 엔진회전속도의 증감에 의해 증압 플래그가 전환된 경우, 또는 액셀러레이터 조작량 및 엔진 회전속도의 쌍방의 증감에 의해 증압 플래그가 전환된 경우에도, 마찬가지의 처리가 행해진다.
액셀 페달의 밟기에 따라 요구 부하가 급증하면, 도 3의 맵에서는 목표 분사압이 급증하는 한편, 도 4의 맵에서는 증압 플래그가 세트된다. 증압기구(51)에 의한 연료 증압은 소정의 증압비로 행해지기 때문에, 소기의 목표 분사압을 유지하기 위해서는 목표 분사압의 증가를 예상해서 증압 개시와 함께 커먼레일압을 저하시킬 필요가 생긴다. 종래의 상기 처리는 도 13에 나타내는 바와 같이 목표 레일압을 스텝형상으로 저하시키고 있지만, 본 실시형태에서는 상기 레일압 램프 제어에 의해 목표 레일압을 소정의 변화율에 따라 완만하게 저하시키고 있고(레일압 램프 제어수단), 목표 레일압에 기초하는 서플라이 펌프(7)의 제어의 결과, 도 6에 파선으로 나타내는 바와 같이 실제 레일압도 완만하게 저하되고, 종래와 같이 목표 레일압을 스텝형상으로 저하시킨 경우에 비해서, 증압후의 연료분사압의 급변이 억제된다.
또한, 증압 플래그의 세트에 대해서, 상기 증압 딜레이 제어에 의해 증압기구(51)의 작동은 미리 설정된 딜레이 기간(t1)만큼 지연된 시기에 개시된다(증압 딜레이 제어수단). 또한, 도 6에서는 목표 레일압의 저하 완료와 일치한 타이밍에서 증압기구(51)의 작동을 개시하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 쌍방의 타이밍을 서로 전후시켜도 좋다.
본 실시형태와 같이 목표 레일압을 완만하게 저하시킨 경우는 물론, 종래예와 같이 목표 레일압을 스텝적으로 저하시킨 경우이여도, 서플라이 펌프(7)의 제어를 통해서 목표 레일압이 실제 레일압에 반영되기 위해서는 약간의 응답 지연이 발생하기 때문에, 실제 레일압이 목표 레일압까지 저하하기 이전에 증압이 개시되면, 증압후의 연료분사압이 일시적으로 목표 분사압을 초과해 급증해서 NOx를 증가시켜 버린다. 상기와 같이 증압기구(51)의 작동은, 목표 레일압의 저하 개시보다 딜레이 기간(t1)만큼 지연해서 개시되기 때문에, 결과적으로 실제 레일압이 목표 레일압과 일치한 최적의 타이밍에서 증압이 개시되고, 증압후의 연료분사압은 일시적인 급증이 생기는 일없이 목표 분사압으로 유지된다.
한편, 액셀 페달의 해방에 따라 요구 부하가 급감하였을 경우의 처리는 상기 와는 반대이고, 도 4의 맵에서의 증압 플래그의 리셋을 받아서, 레일압 램프 제어에 의해 목표 레일압이 소정의 변화율에 따라 완만하게 증가하고, 이것에 의해 실제 레일압도 완만하게 증가한다.
또한, 이 증압 중지시에 있어서는, 레일압 제어의 지연에 의해 실제 레일압이 목표 레일압까지 증가하기 이전에 증압이 중지되면, 증압후의 연료분사압이 일시적으로 목표분사압을 초과해 급감하여 스모크를 증가시켜 버리지만, 증압 딜레이 제어에 의해 증압 플래그의 리셋(목표 레일압의 증가 개시)보다 딜레이 기간(t2)만큼 지연되어 증압기구(51)가 정지되기 때문에, 실제 레일압이 목표 레일압과 일치한 최적의 타이밍에서 증압이 중지되고, 증압 중지후의 연료분사압은 일시적인 급 감이 생기는 일없이 목표 분사압으로 유지된다. 또한, 딜레이 기간(t1,t2)은 동일값이여도 다른 값으로 설정해도 좋다.
이상과 같이 본 실시형태의 커먼레일식 연료분사장치에서는, 레일압 램프 제어에 의해 목표 레일압을 소정의 변화율로 증감시켜 증압기구(51)의 작동 및 정지에 따르는 실제 레일압의 급격한 변동을 억제하고 있기 때문에, 결과적으로 증압후의 연료분사압의 급변도 억제되어서, 연료분사압의 변화에 따라 연소상태, 나아가서는 연소음이 급변해서 운전자에게 위화감을 주는 사태를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 증압 딜레이 제어에 의해 증압 플래그의 전환에 대하여 증압기구(51)의 작동 및 정지를 지연시키고 있기 때문에, 실제로 레일압이 목표 레일압과 일치한 최적의 타이밍에서 증압가 개시 또는 중지되고, 부적절한 타이밍의 증압 개시에 의해 일시적으로 연료분사압이 급증해서 NOx를 급증시키는 사태, 또는 부적절한 타이밍의 증압 중지에 의해 일시적으로 연료분사압이 급감해서 스모크를 급증시키는 사태를 미연에 방지하여, 엔진의 배기 가스 특성을 개선할 수 있다.
[제 2 실시형태]
다음에, 본 발명을 다른 차량용 엔진의 커먼레일식 연료분사장치에 구체화한 제 2 실시형태를 설명한다. 본 실시형태의 커먼레일식 연료분사장치의 하드적인 구성은 상기 제 1 실시형태의 것과 동일하고, 차이점은 ECU(91)가 실행하는 증압 과도 모드에 있고, 본 실시형태에서는 주로 엔진의 토크 쇼크나 회전 변동을 억제하기 위해, 증압 과도 모드로서 연료분사와는 관계없는 시기에 증압기구(51)를 작동시키는 공구동 제어를 실행하고 있다. 따라서, 구성이 공통인 개소의 설명은 생략 하고, 차이점인 공구동 제어의 실행상황을 중점적으로 설명한다.
도 7은 공구동 제어의 실행상황을 나타내는 타임 차트, 도 8은 공구동 제어 중의 연료분사에 대한 증압 상황을 나타내는 타임 차트이다. 액셀 페달의 밟음에 따라 요구 부하가 급증하면, 목표 분사압이 급증함과 아울러 증압 플래그가 세트되고, 증압 플래그의 세트에 대해서 증압기구(51)에 의한 연료 증압은 딜레이 기간(t3)만큼 지연된 시기에 개시되고, 이것과 동기해서 목표 레일압이 저하되고, 이 딜레이 기간(t3) 중에 공구동 제어가 실행된다.
당연히 딜레이 기간(t3)이 경과후의 연료 증압은 연료분사에 오버랩하는 시기, 바꾸어 말하면 증압기구(51)의 작동에 의해 연료분사압을 커먼레일압보다 증가시킬 수 있는 시기에 실시되지만, 도 8에 나타내는 바와 같이, 공구동 제어에서는 각 기통의 연료분사밸브의 증압 제어밸브(58)가 분사제어밸브(43)의 밸브 개방 시기에 대해서 오버랩하지 않는 시기에 밸브 개방되고, 또한, 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간은 딜레이 기간(t3)의 개시로부터 소정의 변화율에 따라 점차 증가하도록 제어되어서, 딜레이 기간(t3)의 경과후에는 연료 증압이 개시되었을 때의 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간(액셀러레이터 조작량 및 엔진회전속도로부터 설정된다)과 일치한다(공구동 제어수단).
연료 증압이 연료분사와 관계없는 시기에 행해지기 때문에, 딜레이 기간(t3) 중의 연료분사압은 증압되는 일없이 커먼레일압에 기초하여 연료분사가 실시된다. 그리고, 이 공구동 제어의 실시에 의해 딜레이 기간(t3) 중에 있어서 증압기구(51)의 작동에 따라 가압연료의 소비량은 완만하게 증가하고, 이 상태에서 연료 증압이 개시되기 때문에, 증압기구(51)가 정지에서 작동으로 전환될 때에 가압 연료의 소비량이 급변하는 사태가 미연에 방지된다.
한편, 액셀 페달의 해방에 따라 요구 부하가 급감하였을 경우에는, 증압 플래그의 리셋과 동시에 증압기구(51)에 의한 연료 증압이 중지됨과 아울러 목표 레일압이 증가되고, 증압 중지로부터 딜레이 기간(t4)이 경과할 때까지 공구동 제어가 실행된다. 공구동 제어에서는 각 기통의 증압 제어밸브(58)가 분사제어밸브(43)의 밸브 개방 시기에 대해서 오버랩하지 않는 시기에 밸브 개방됨과 아울러, 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간은 연료 증압이 중지되었을 때의 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간으로부터 소정의 변화율에 따라 점차 감소하도록 제어되어서, 딜레이 기간(t4)의 경과후에는 밸브 개방 기간이 0으로 되기 때문에, 증압기구(51)가 작동에서 정지로 전환될 때에 가압 연료의 소비량이 급감하는 사태가 미연에 방지된다.
이상과 같이 본 실시형태의 커먼레일식 연료분사장치에서는, 증압기구(51)의 작동시에는, 작동 개시에 선행해서 공구동 제어를 실시하여 증압기구(51)에서의 가압 연료의 소비량을 점차 증가시키는 한편, 증압기구(51)의 정지시에는, 정지후에 공구동 제어를 실시해서 증압기구(51)에서의 가압 연료의 소비량을 점차적으로 감소시키고 있다. 따라서, 증압기구(51)의 작동 및 정지에 따른 가압 연료의 소비량의 급변을 억제하여, 서플라이 펌프(7)의 연료토출량과 함께 구동 부하가 급변하는 사태를 미연에 방지할 수 있고, 이로써 구동 부하의 급변에 기인하는 엔진의 토크 쇼크나 회전 변동을 억제해서 양호한 주행성능을 실현할 수 있다.
[제 3 실시형태]
다음에, 본 발명을 다른 차량용 엔진의 커먼레일식 연료분사장치에 구체화한 제 3 실시형태를 설명한다. 본 실시형태의 커먼레일식 연료분사장치의 하드적인 구성은 상기 제 1 실시형태의 것과 동일하고, 차이점은 ECU(91)가 실행하는 증압 과도 모드에 있고, 본 실시형태에서는 엔진의 토크 쇼크나 회전 변동과 연소음의 급변을 함께 억제하기 위해서, 증압 과도 모드로서 연료의 증압 개시 및 중지시에 증압 기간[증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간]을 연속적으로 변화시키는 증압기간 제어를 실행하고 있다. 따라서, 구성이 공통인 개소의 설명은 생략하고, 차이점인 증압기간 제어의 실행상황을 중점적으로 설명한다.
도 9는 증압기간 제어의 실행상황을 나타내는 타임 차트, 도 10은 증압기간 제어 중의 연료분사에 대한 증압 상황을 나타내는 타임 차트이다. 액셀 페달의 밟음에 따라 요구 부하가 급증하면, 목표 분사압이 급증함과 아울러 증압 플래그가 세트되고, 이것과 동기해서 증압기구(51)에 의한 연료 증압이 개시되고, 목표 레일압이 저하된다. 그리고, 증압 플래그의 세트로부터 딜레이 기간(t5)이 경과되기 까지의 동안에 증압기간 제어가 실행된다.
증압기간 제어는, 단적으로 표현하면 상기 공구동 제어와 마찬가지의 제어를 증압 기간 중에 실행하는 것이고, 각 기통의 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간은 딜레이 기간(t5)의 개시로부터 소정의 변화율에 따라 점차 증가하도록 제어되어서, 딜레이 기간(t5)의 경과후에는 연료 증압 중에 있어서의 본래의 증압 제어 밸브(58)의 밸브 개방 기간과 일치한다(증압기간 제어수단). 따라서, 증압기구(51)에 의한 연료 증압가 개시되어도 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간은 급격하게 증가하는 일없이 완만하게 증가하기 때문에, 증압기구(51)에서의 가압 연료의 소비량도 완만하게 증가한다.
한편, 액셀 페달의 해방에 따라 요구 부하가 급감하였을 경우에는, 증압 플래그가 리셋되어도 증압기구(51)에 의한 연료 증압은 계속되고, 증압 플래그의 리셋으로부터 딜레이 기간(t6)이 경과한 후에, 연료 증압이 중지됨과 아울러 목표 레일압이 증가되고, 이 딜레이 기간(t6) 중에 증압기간 제어가 실행된다. 이 때의 증압기간 제어에서는, 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간이 연료 증압 중의 본래의 밸브 개방 기간으로부터 소정의 변화율에 따라 점차 감소하도록 제어되어서, 딜레이 기간(t6)의 경과후에는 밸브 개방 기간이 0으로 되기 때문에, 증압기구(51)에서의 가압 연료의 소비량도 완만하게 감소한다.
이상과 같이 본 실시형태의 커먼레일식 연료분사장치에서는, 증압기구(51)의 작동 개시시에는 증압기간 제어를 실시해서 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간을 점차 증가시키는 한편, 증압기구(51)의 정지시에는 증압기간 제어를 실시해서 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간을 점차적으로 감소시키고 있다. 따라서, 증압 기구(51)의 작동 및 정지에 따른 가압 연료의 소비량의 급변을 억제하여, 서플라이 펌프(7)의 연료토출량과 함께 구동 부하가 급변하는 사태를 미연에 방지할 수 있고, 이로써 구동 부하의 급변에 기인하는 엔진의 토크 쇼크나 회전 변동을 억제하여 양호한 주행성능을 실현할 수 있다.
또한, 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간, 즉 증압기구(51)에 의한 증압 기간은 증압후의 연료분사압을 결정하는 요소이기 때문에, 이 증압기간 제어는, 증압기구(51)의 작동 및 정지에 따른 연료분사압의 급변을 억제하는 작용도 한다. 따라서, 증압기구(51)의 전환시에 연료분사압의 변화에 따라 연소상태, 나아가서는 연소음이 급변해서 운전자에게 위화감을 주는 사태를 미연에 방지할 수 있음과 아울러, 연소상태의 급변에 의해 일어나는 과도적인 NOx나 스모크의 증가를 억제할 수 있다는 이점도 얻어진다.
또한, 목표 레일압을 스텝형상으로 증감시키는 대신에, 도 9에 파선으로 나타내는 바와 같이, 딜레이 기간(t5,t6) 중에 실시되는 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간의 증감에 맞추어서 목표 레일압을 연속적으로 증감시켜도 좋다.
[제 4 실시형태]
다음에, 본 발명을 다른 차량용 엔진의 커먼레일식 연료분사장치에 구체화한 제 4 실시형태를 설명한다. 본 실시형태의 커먼레일식 연료분사장치의 하드적인 구성은 상기 제 1 실시형태의 것과 동일하고, 차이점은 ECU(91)가 실행하는 증압 과도 모드에 있고, 본 실시형태에서는 연소음의 급변을 억제하기 위해서, 증압 과도 모드로서 연료의 증압 개시 및 중지시에 증압 시기[증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 시기]를 연속적으로 변화시키는 증압시기 제어를 실행하고 있다. 따라서, 구성이 공통인 개소의 설명은 생략하고, 차이점인 증압시기 제어의 실행상황을 중점적으로 설명한다.
도 11은 증압시기 제어 중의 연료분사에 대한 증압 상황을 나타내는 타임 차트이다. 또한, 증압시기 제어의 실행상황은 도 9에 나타내는 상기 제 3 실시형태의 증압기간 제어와 완전히 동일하기 때문에, 설명은 생략한다.
증압시기 제어는, 단적으로 표현하면 상기 증압기간 제어의 증압 기간 대신에 증압 시기를 제어하는 것이다. 즉, 요구 부하의 급증에 의해 증압 플래그가 세트되면, 딜레이 기간(t5) 중에 각 기통의 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 시기는, 도 11에 나타내는 바와 같이 지각측에서 진각(advance)측으로 소정의 변화율에 따라 점차 변경되고, 딜레이 기간(t5)의 경과후에는 연료 증압 중에 있어서의 본래의 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 시기와 일치한다(증압시기 제어수단). 반대로 요구 부하의 급감에 의해 증압 플래그가 리셋되면, 딜레이 기간(t6) 중에 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 시기는 본래의 밸브 개방 시기로부터 소정의 변화율에 따라 진각측에서 지각측으로 점차 변경된다.
도 2에 기초하여 설명한 바와 같이 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 시기, 즉 증압기구(51)에 의한 증압 시기는 증압후의 연료분사압 파형을 결정하는 요소이며, 도 2에 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이 증압 시기를 지각시킬수록 초기분사를 억제한 분사압 파형, 바꾸어 말하면 연료 증압을 실시하지 않을 때의 분사압 파형에 가깝게 된다. 따라서, 증압기구(51)의 작동 직후에는, 증압 시기의 진각측으로의 제어에 따라 증압후의 분사압 파형은 비증압 중의 형상에서 증압중의 형상으로 완만하게 변화되고, 증압기구(51)의 정지 직전에는, 증압 시기의 지각측으로의 제어에 따라 증압후의 분사압 파형은 증압중의 형상에서 비증압중의 형상으로 완만하게 변화되게 된다.
이상과 같이 본 실시형태의 커먼레일식 연료분사장치에서는, 증압기구(51)의 작동 개시시에는 증압시기 제어를 실시해서 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 시기를 진각측으로 제어하는 한편, 증압기구(51)의 정지시에는 증압시기 제어를 실시해서 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 시기를 지각측으로 제어하고 있기 때문에, 증압기구(51)의 작동시 및 정지시에 분사압 파형을 완만하게 변화시킬 수 있다. 제 3 실시형태에서 서술한 연료분사압과 마찬가지로 분사압 파형이 급변하면 연소상태의 급변으로 이어지지만, 이러한 사태를 방지함으로써 연소음의 급변에 의한 운전자의 위화감을 미연에 방지할 수 있음과 아울러, 연소상태의 급변에 기인하는 과도적인 NOx나 스모크의 증가를 억제할 수 있다.
게다가 상기 제 3 실시형태의 공구동 제어는, 고속 회전 영역에서 딜레이 기간(t3,t4)을 설정할 여지가 없어지면 실시 불능에 빠지지만, 이러한 경우에도 본 실시형태의 증압시기 제어나 제 3 실시형태의 증압기간 제어는 문제없이 실시를 계속할 수 있다는 이점도 있다. 이상에서 실시형태의 설명을 마치지만, 본 발명의 형태는 이 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 각 실시형태에서는, 차량용 엔진의 커먼레일식 연료분사장치에 구체화했지만, 적용 대상은 차량용의 엔진에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 정치형 엔진에 적용해도 좋다.
또한, 상기 제 1 실시형태의 증압 딜레이 제어 및 레일압 램프 제어, 제 2 실시형태의 공구동 제어, 제 3 실시형태의 증압기간 제어, 제 4 실시형태의 증압시기 제어는 개별적으로 실시하는 일없이, 임의로 조합해서 실시할 수도 있고, 예컨대 증압기간 제어와 증압시기 제어를 병용해도 된다. 구체적으로는 도 12에 나타내는 바와 같이, 증압 플래그의 세트시에는, 각 기통의 증압 제어밸브(58)의 밸브 개 방 기간을 점차 증가시키면서 밸브 개방 시기를 지각측에서 진각측으로 점차 변경하고, 증압 플래그의 리셋시에는, 반대로 증압 제어밸브(58)의 밸브 개방 기간을 점차 감소시키면서 밸브 개방 시기를 진각측에서 지각측으로 점차 변경하면 된다.
본 발명의 커먼레일식 연료분사장치에 의하면, 증압기구의 작동 및 정지에 의한 토크 쇼크나 회전 변동을 억제해서 양호한 주행성능을 실현할 수 있음과 아울러, 엔진의 운전 영역의 전환에 따라 연료분사압과 함께 연소음이 급변해서 운전자에게 위화감을 주는 사태를 미연에 방지할 수 있는 효과를 가지고 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 가압펌프에 의해 가압된 연료를 커먼레일에 저장하고, 그 저장된 연료를 연료분사밸브에 의해 기관의 통내에 분사함과 아울러, 상기 커먼레일로부터의 연료를 증압기구에 의해 더욱 가압하여 연료분사압을 임의로 증압가능하게 구성되어, 상기 커먼레일의 목표 레일압을 제어가능하게 하는 커먼레일식 연료분사장치에 있어서,
    상기 증압기구의 작동 또는 정지의 적어도 한쪽에 따르는 상기 목표 레일압의 전환시에, 그 목표 레일압을 전환전의 값에서 전환후의 값으로 연속적으로 제어하는 레일압 램프 제어수단; 및
    상기 레일압 램프 제어수단에 의한 목표 레일압의 전환 개시시에, 상기 증압 요구 시기에 대해서 소정의 딜레이 기간만큼 지연시켜 상기 증압기구를 작동 또는 정지시키는 증압 딜레이 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 커먼레일식 연료분사장치.
  3. 가압펌프에 의해 가압된 연료를 커먼레일에 저장하고, 그 저장된 연료를 연료분사밸브에 의해 기관의 통내에 분사함과 아울러, 상기 커먼레일로부터의 연료를 증압기구에 의해 더욱 가압하여 연료분사압을 임의로 증압가능한 커먼레일식 연료분사장치에 있어서,
    상기 증압기구의 작동 직전 또는 정지 직후의 적어도 한쪽에서, 상기 연료분사밸브의 작동시기와 오버랩하지 않는 시기에 상기 증압기구를 작동시킴과 아울러, 상기 증압기구의 작동 직전에 있어서는 상기 증압기구의 증압 기간을 점차 증가시키고, 상기 증압기구의 정지 직후에 있어서는 그 증압기구의 증압 기간을 점차 감소시키는 공구동 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 커먼레일식 연료분사장치.
  4. 가압펌프에 의해 가압된 연료를 커먼레일에 저장하고, 그 저장된 연료를 연료분사밸브에 의해 기관의 통내에 분사함과 아울러, 상기 커먼레일로부터의 연료를 증압기구에 의해 더욱 가압하여 연료분사압을 임의로 증압가능한 커먼레일식 연료분사장치에 있어서,
    상기 증압기구의 작동 개시 직후 또는 정지 직전의 적어도 한쪽에서, 상기 증압기구의 작동 개시 직후에 있어서는 상기 증압기구의 증압 기간을 점차 증가시키고, 상기 증압기구의 정지 직전에 있어서는 그 증압기구의 증압 기간을 점차 감소시키는 증압기간 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 커먼레일식 연료분사장치.
  5. 가압펌프에 의해 가압된 연료를 커먼레일에 저장하고, 그 저장된 연료를 연료분사밸브에 의해 기관의 통내에 분사함과 아울러, 상기 커먼레일로부터의 연료를 증압기구에 의해 더욱 가압하여 연료분사압을 임의로 증압가능한 커먼레일식 연료분사장치에 있어서,
    상기 증압기구의 작동 개시 직후 또는 정지 직전의 적어도 한쪽에서, 상기 증압기구의 작동 개시 직후에 있어서는 상기 증압기구의 증압 시기를 점차 진각시키고, 상기 증압기구의 정지 직전에 있어서는 상기 증압기구의 증압 시기를 점차로 지각시키는 증압시기 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 커먼레일식 연료분사장치.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006132467A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp コモンレール式燃料噴射装置
DE102006047977B3 (de) 2006-10-10 2008-01-31 Siemens Ag Verfahren zur Durchführung eines Hochdruckstarts einer Brennkraftmaschine, Steuervorrichtung und Brennkraftmaschine
US20100313854A1 (en) 2006-12-27 2010-12-16 Mitsubishi Fuso Truck And Bus Corporation Fuel injection control device of internal combustion engine
JP4245639B2 (ja) * 2007-04-13 2009-03-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射弁
US20090139488A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Caterpillar Inc. Diagnostic system for high pressure fuel system
WO2009155074A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-23 Pc/Rc Products, L.L.C. Integration of electronics fuel regulator in a single unit for 4 cycle engines
CN107701317A (zh) * 2017-11-15 2018-02-16 潍柴动力股份有限公司 喷油器及其控制方法、柴油车
CN109322754A (zh) * 2018-12-10 2019-02-12 广西玉柴机器股份有限公司 发动机瞬态动力性的优化方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001088364A1 (fr) * 2000-05-17 2001-11-22 Bosch Automotive Systems Corporation Dispositif d'injection de carburant
JP2006132467A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp コモンレール式燃料噴射装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142497A (en) * 1975-11-06 1979-03-06 Allied Chemical Corporation Fuel pressure booster and regulator
US5355856A (en) * 1992-07-23 1994-10-18 Paul Marius A High pressure differential fuel injector
JP2885076B2 (ja) * 1994-07-08 1999-04-19 三菱自動車工業株式会社 蓄圧式燃料噴射装置
DE19738502A1 (de) * 1997-09-03 1999-03-04 Bosch Gmbh Robert System zur Hochdruckerzeugung
US6494182B1 (en) * 1999-02-17 2002-12-17 Stanadyne Automotive Corp. Self-regulating gasoline direct injection system
US6439199B2 (en) * 2000-04-20 2002-08-27 Bosch Rexroth Corporation Pilot operated throttling valve for constant flow pump
DE10060089A1 (de) * 2000-12-02 2002-06-20 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung
DE10126686A1 (de) * 2001-06-01 2002-12-19 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit Druckverstärker
JP2002364484A (ja) * 2001-06-04 2002-12-18 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 燃料噴射装置
JP4078874B2 (ja) * 2002-04-30 2008-04-23 三菱ふそうトラック・バス株式会社 増圧型燃料噴射装置
JP4308487B2 (ja) * 2002-07-11 2009-08-05 株式会社豊田中央研究所 燃料噴射装置における燃料噴射方法
DE10248467A1 (de) * 2002-10-17 2004-05-06 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit Druckübersetzer und fördermengenreduziertem Niederdruckkreis
US6786205B2 (en) * 2003-01-08 2004-09-07 The United States Of America As Represented By The Environmental Production Agency Hydraulically intensified high pressure fuel system for common rail application

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001088364A1 (fr) * 2000-05-17 2001-11-22 Bosch Automotive Systems Corporation Dispositif d'injection de carburant
JP2006132467A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp コモンレール式燃料噴射装置
US20060118090A1 (en) 2004-11-08 2006-06-08 Mitsubishi Fuso Truck And Bus Corporation Common rail fuel injection system

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Publication number Publication date
CN1773097A (zh) 2006-05-17
JP2006132467A (ja) 2006-05-25
US7225794B2 (en) 2007-06-05
CN100395446C (zh) 2008-06-18
DE102005052958A1 (de) 2006-06-29
US20060118090A1 (en) 2006-06-08
DE102005052958B4 (de) 2008-01-10
KR20060052248A (ko) 2006-05-19

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