JP4155168B2 - Common rail fuel injection system - Google Patents
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Description
本発明は、コモンレール式燃料噴射装置に関するもので、特にサプライポンプに吸入される燃料の流量を調整してコモンレールの圧力を調整する吸入調量弁(以下、SCVと称す)の制御に関する。 The present invention relates to a common rail fuel injection device, and more particularly to control of an intake metering valve (hereinafter referred to as SCV) that adjusts the pressure of a common rail by adjusting the flow rate of fuel sucked into a supply pump.
コモンレール式燃料噴射装置は、サプライポンプからコモンレールに高圧燃料を供給し、コモンレール内に蓄圧された高圧燃料をインジェクタから噴射する構成となっている。 コモンレール圧は、サプライポンプに搭載された吸入調量弁によって調整されるものであり、吸入調量弁に搭載されたソレノイドの駆動電流値を可変することによってコモンレール圧が制御される(例えば、特許文献1参照)。
(1)第1の課題
内燃機関(以下、エンジンと称す)の始動を行う際、ECU(エンジン・コントロール・ユニットの略)は、エンジンの始動時に応じたポンプ吐出量(予め与えられたプログラムから算出された値)を求め、そのポンプ吐出量に応じた駆動電流値をSCVに与え、実レール圧(コモンレールの実際の圧力)を目標レール圧(エンジンの始動時に応じたコモンレールの目標圧力)にしてエンジンの始動を行っている。
しかし、極寒期など外気温度が低い状態でエンジンの始動を行う場合には、低温の影響で燃料の粘度が高くなり、SCVの開度が目標開度になっていても、実レール圧が始動時に応じた目標レール圧に達せず、始動性が低下する可能性がある。
(1) First Problem When starting an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine), an ECU (abbreviation of engine control unit) is configured to output a pump discharge amount (from a program given in advance) according to the engine start. (Calculated value) is calculated, the drive current value corresponding to the pump discharge amount is given to the SCV, and the actual rail pressure (common rail actual pressure) is set to the target rail pressure (common rail target pressure according to engine start). The engine is starting up.
However, when starting the engine with a low outside air temperature, such as in the cold season, the fuel viscosity increases due to the low temperature, and the actual rail pressure starts even if the SCV opening reaches the target opening. There is a possibility that the target rail pressure corresponding to the time is not reached and the startability is lowered.
(2)第2の課題
ECUからSCVに与えられる駆動電流値(I)と、サプライポンプの吐出量(Q)との関係を図6に示す。この図6中、破線で示すように、駆動電流値(図中、駆動電流I)に対してサプライポンプの吐出量(Q)は、サプライポンプの機差バラツキ等で変化する。
(2) Second Problem FIG. 6 shows the relationship between the drive current value (I) given from the ECU to the SCV and the discharge amount (Q) of the supply pump. In FIG. 6, as indicated by a broken line, the discharge amount (Q) of the supply pump varies with the difference in the supply pump, etc. with respect to the drive current value (drive current I in the figure).
コモンレール式燃料噴射装置には、目標レール圧と実レール圧の差圧に基づいて駆動電流値(または駆動電流値を算出する前の基本ポンプ吐出量)を補正して、上記機差バラツキを抑えるフィードバック制御(以下、フィードバックをF/Bと称す)が設けられている。
このF/B制御は、目標レール圧と実レール圧の差圧に基づいて比例項と積分項を求め、この比例項と積分項に基づいて駆動電流値(または駆動電流値を算出する前の基本ポンプ吐出量)を補正するものである。
The common rail fuel injection device corrects the drive current value (or the basic pump discharge amount before calculating the drive current value) based on the differential pressure between the target rail pressure and the actual rail pressure, and suppresses the above-described machine difference variation. Feedback control (hereinafter, feedback is referred to as F / B) is provided.
In this F / B control, a proportional term and an integral term are obtained based on the differential pressure between the target rail pressure and the actual rail pressure, and a drive current value (or a drive current value before the drive current value is calculated based on the proportional term and the integral term). Basic pump discharge amount) is corrected.
一方、コモンレール式燃料噴射装置では、サプライポンプの学習補正を行っている。この学習補正は、アイドリングなどエンジンの運転状態が安定した状態で学習条件(例えば、アイドリングなどエンジンの安定した状態で、且つ積分項の値が一定時間以上継続した場合等)が成立すると、F/B制御における積分項を学習値として記憶し、記憶した学習値を用いて駆動電流値(または駆動電流値を算出する前の基本ポンプ吐出量)を補正するものである。 On the other hand, in the common rail fuel injection device, learning correction of the supply pump is performed. This learning correction is performed when the learning condition (for example, when the engine is in a stable state such as idling and the value of the integral term continues for a certain time or longer) is satisfied when the engine is in a stable state such as idling. The integral term in the B control is stored as a learning value, and the driving current value (or basic pump discharge amount before calculating the driving current value) is corrected using the stored learning value.
ここで、図7を参照して、エンジンの安定した状態(アイドリング状態)で、SCVに異物の噛み込みが発生した場合における実レール圧(図中、レール圧)、SCVの開度(図中、SCV開度)、駆動電流値(図中、ポンプ駆動電流I)、比例項(図中、F/B比例項Ip)、積分項(図中、F/B積分項Ii)、学習値(図中、学習値Iq)の時系列変化を説明する。 Here, referring to FIG. 7, the actual rail pressure (rail pressure in the figure) and the opening degree of SCV (in the figure) when foreign matter is caught in SCV in the engine stable state (idling state). , SCV opening), drive current value (pump drive current I in the figure), proportional term (F / B proportional term Ip in the figure), integral term (F / B integral term Ii in the figure), learning value ( In the figure, the time series change of the learning value Iq) will be described.
SCVに異物の噛み込みが発生し(図中、a1 参照)、SCVの開度が大きくなると(図中、a2 参照)、サプライポンプの過圧送が生じて実レール圧が上昇する(図中、a3 参照)。この結果、実レール圧を目標レール圧と一致させるべく、比例項(Ip)と積分項(Ii)が変化し(図中、a4 参照)、駆動電流値(I)が補正される(図中、a5 参照)。これによって、実レール圧が目標レール圧に補正される。 When a foreign object is caught in the SCV (see a1 in the figure) and the opening of the SCV increases (see a2 in the figure), oversupply of the supply pump occurs and the actual rail pressure rises (in the figure, a3). As a result, in order to make the actual rail pressure coincide with the target rail pressure, the proportional term (Ip) and the integral term (Ii) change (see a4 in the figure), and the drive current value (I) is corrected (in the figure). A5). As a result, the actual rail pressure is corrected to the target rail pressure.
このように、SCVに異物の噛み込みが発生し、サプライポンプの過圧送が生じると、積分項(Ii)は負の値(吐出量を減らす値)となり、その状態で学習条件が成立すると(図中、a6 参照)、その積分項(Ii)が学習値(Iq)に転化され(図中、a7 参照)、積分項(Ii)はリセットされる。
SCVに異物が噛み込んだ状態のままで再始動する場合(図中、破線の右側参照)、再始動前の学習値(Iq)が駆動電流値(I)に反映される(図中、a8 参照)。このため、スタータによってエンジンを回転駆動するクランキングによって実レール圧が目標レール圧に上昇する。この結果、エンジンの再始動時、エンジンを良好に始動できる。
In this way, when the foreign matter is caught in the SCV and the supply pump is over-pressured, the integral term (Ii) becomes a negative value (a value that reduces the discharge amount), and the learning condition is satisfied in that state ( The integral term (Ii) is converted into a learning value (Iq) (see a7 in the drawing), and the integral term (Ii) is reset.
When restarting while foreign matter is caught in the SCV (see the right side of the broken line in the figure), the learning value (Iq) before restarting is reflected in the drive current value (I) (a8 in the figure). reference). For this reason, the actual rail pressure rises to the target rail pressure due to cranking in which the engine is rotationally driven by the starter. As a result, the engine can be started well when the engine is restarted.
SCVに噛み込んだ異物が除去された場合の各値の時系列変化を図1を参照して説明する。
SCVに噛み込んだ異物が除去されると(図中、b1 参照)、SCVの開度が正常に戻される(図中、b2 参照)。しかし、異物が除去される前の学習値(Iq)が駆動電流値(I)に反映されるため、サプライポンプの圧送不足が生じて実レール圧が下降を開始する(図中、b3 参照)。すると、実レール圧を目標レール圧と一致させるべく、比例項(Ip)と積分項(Ii)が変化し(図中、b4 参照)、駆動電流値(I)を補正する(図中、b5 参照)。これによって、実レール圧が目標レール圧に補正される。
このように、SCVに噛み込んだ異物が除去され、サプライポンプの圧送不足が生じると、積分項(Ii)は正の値(吐出量を増やす値)となり、その状態で学習条件が成立すると(図中、破線b6 参照)、その積分項(Ii)が学習値(Iq)に転化され(図中、破線b7 参照)、積分項(Ii)は異物が噛み込む前の状態に戻される。この結果、エンジンの停止後において、エンジンを良好に始動できる。
A time-series change of each value when the foreign matter caught in the SCV is removed will be described with reference to FIG.
When the foreign matter caught in the SCV is removed (see b1 in the figure), the SCV opening is returned to normal (see b2 in the figure). However, since the learned value (Iq) before the foreign matter is removed is reflected in the drive current value (I), the supply pump is insufficiently pumped and the actual rail pressure starts to decrease (see b3 in the figure). . Then, in order to make the actual rail pressure coincide with the target rail pressure, the proportional term (Ip) and the integral term (Ii) change (see b4 in the figure), and the drive current value (I) is corrected (b5 in the figure). reference). As a result, the actual rail pressure is corrected to the target rail pressure.
As described above, when the foreign matter caught in the SCV is removed and the supply pump is insufficiently pumped, the integral term (Ii) becomes a positive value (a value for increasing the discharge amount), and the learning condition is satisfied in that state ( The integral term (Ii) is converted into a learning value (Iq) (see the broken line b7 in the figure), and the integral term (Ii) is returned to the state before the foreign object bites. As a result, the engine can be started well after the engine is stopped.
しかし、SCVに噛み込んだ異物が除去された後、学習条件が成立する以前にエンジンが停止する場合が考えられる。
このような場合では、SCVに噛み込んだ異物が除去されているにもかかわらず、再始動前の学習値(Iq)が駆動電流値(I)に反映されてSCVの開度が抑えられるため(図中、b8 参照)、クランキングが長く実施されても実レール圧の上昇が抑えられてしまう。この結果、再始動時のクランキング時間が長くなり、始動性が悪い。
However, it is conceivable that the engine is stopped before the learning condition is satisfied after the foreign matter caught in the SCV is removed.
In such a case, the learning value (Iq) before the restart is reflected in the drive current value (I) and the opening degree of the SCV is suppressed even though the foreign matter caught in the SCV is removed. (Refer to b8 in the figure) Even if the cranking is carried out for a long time, the increase in the actual rail pressure is suppressed. As a result, the cranking time at the time of restart becomes longer and the startability is poor.
[発明の目的]
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンを始動する際、(1)低温で燃料の粘度が上がってサプライポンプの吐出能力が低下している場合、(2)SCVに噛み込んだ異物が除去されたにもかかわらず、異物が噛み込んだ状態のままの学習値が戻されずにサプライポンプの吐出能力が低下している場合であっても、始動時間を短縮できるコモンレール式燃料噴射装置の提供にある。
[Object of invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to (1) When the engine starts, (1) When the viscosity of the fuel increases at low temperatures and the discharge capacity of the supply pump decreases, 2) Even when the foreign matter caught in the SCV has been removed, even if the supply value of the supply pump is reduced without returning the learning value in the state where the foreign matter is stuck, the start time Is to provide a common rail fuel injection device capable of shortening the fuel consumption.
[請求項1、2の手段]
請求項1、2の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置は、エンジンのクランキング時間が所定時間を経過すると、積分項のゲインを高める。
これによって、エンジンの始動時のSCVの開度が大きくなり、サプライポンプの吐出能力が上昇して実レール圧の上昇が早まるため、始動性を向上でき、始動時間を短縮できる。即ち、例えば低温で燃料の粘度が上がってサプライポンプの吐出能力が低下している状態であっても、積分項のゲインを高めることによって、エンジンの始動時のSCVの開度が広げられ、サプライポンプの吐出能力が上昇して実レール圧が高まるため、始動性を向上でき、始動時間を短縮できる。
[Means of
The common rail type fuel injection device adopting the means of
As a result, the opening of the SCV at the start of the engine is increased, the discharge capacity of the supply pump is increased, and the actual rail pressure is rapidly increased, so that the startability can be improved and the start time can be shortened. That is, for example, even in a state where the viscosity of the fuel increases at low temperatures and the discharge capacity of the supply pump decreases, the SCV opening at the start of the engine is widened by increasing the gain of the integral term. Since the discharge capacity of the pump is increased and the actual rail pressure is increased, the startability can be improved and the start time can be shortened.
[請求項3の手段]
請求項3の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置は、所定の学習条件が成立した際に積分項を学習値として記憶し、記憶した学習値を用いて駆動電流値またはポンプ吐出量を補正する学習手段を備える。
この構成を採用することによって、SCVに噛み込んだ異物が除去されたにもかかわらず、異物が噛み込んだ状態のままの学習値が戻されずにサプライポンプの吐出能力が抑えられた状態でエンジンが停止される可能性がある。
そのような状態でエンジンの再始動を行う場合、SCVに噛み込んだ異物が除去されているにもかかわらず、再始動前の学習値が駆動電流値に反映されてSCVの開度が抑えられ、クランキングが長く実施されても実レール圧の上昇が抑えられてしまう。
しかるに、請求項1の手段と組み合わされることによって、SCVに噛み込んだ異物が除去されたにもかかわらず、異物が噛み込んだ状態のままの学習値が戻されずにサプライポンプの吐出能力が抑えられている状態であっても、エンジンのクランキング時間が所定時間を経過すると、積分項のゲインが高められることによって、エンジンの始動時のSCVの開度が広げられ、サプライポンプの吐出能力が上昇して実レール圧が高まるため、始動性を向上でき、始動時間を短縮できる。
[Means of claim 3]
A common rail fuel injection device employing the means of
By adopting this configuration, the engine is maintained in a state in which the discharge capacity of the supply pump is suppressed without returning the learned value in the state in which the foreign matter is caught while the foreign matter caught in the SCV is removed. May be stopped.
When restarting the engine in such a state, the learning value before the restart is reflected in the drive current value and the opening degree of the SCV is suppressed even though the foreign matter caught in the SCV is removed. Even if the cranking is performed for a long time, the increase in the actual rail pressure is suppressed.
However, in combination with the means of
[請求項4の手段]
請求項4の手段を採用するコモンレール式燃料噴射装置は、エンジンのクランキング時間が所定時間を経過すると、積分項のゲインを徐々に高めるものである。
[Means of claim 4]
The common rail type fuel injection device adopting the means of claim 4 gradually increases the gain of the integral term when the engine cranking time elapses a predetermined time.
最良の形態1のコモンレール式燃料噴射装置は、インジェクタ、コモンレール、サプライポンプ、SCV、エンジンの運転状態に応じてソレノイドに与える駆動電流値を算出するフィードフォワード制御手段を備える制御装置を具備する。
そして、制御装置は、エンジンの運転状態に応じた目標レール圧と実レール圧の差圧に基づき比例項および積分項を求め、この比例項および積分項に基づいて駆動電流値を補正するフィードバック制御手段と、エンジンのクランキング時間が所定時間を経過すると積分項のゲインを高める積分ゲイン補正手段とを備える。
The common rail fuel injection device of the
The control device obtains a proportional term and an integral term based on the differential pressure between the target rail pressure and the actual rail pressure according to the operating state of the engine, and feedback control that corrects the drive current value based on the proportional term and the integral term. And an integral gain correcting means for increasing the gain of the integral term when the engine cranking time has passed a predetermined time.
最良の形態2のコモンレール式燃料噴射装置は、インジェクタ、コモンレール、サプライポンプ、SCV、エンジンの運転状態に応じてサプライポンプのポンプ吐出量を算出するフィードフォワード制御手段を備え、そのポンプ吐出量に応じた駆動電流をソレノイドに与える制御装置を具備する。
そして、制御装置は、エンジンの運転状態に応じた目標レール圧と実レール圧との差圧に基づき比例項および積分項を求め、この比例項および積分項に基づいてポンプ吐出量(駆動電流値を算出する前の基本ポンプ吐出量)を補正するフィードバック制御手段と、エンジンのクランキング時間が所定時間を経過すると積分項のゲインを高める積分ゲイン補正手段とを備える。
The common rail type fuel injection device of the
The control device obtains a proportional term and an integral term based on the differential pressure between the target rail pressure and the actual rail pressure according to the operating state of the engine, and the pump discharge amount (drive current value) based on the proportional term and the integral term. Feedback control means for correcting the basic pump discharge amount before calculating), and integral gain correction means for increasing the gain of the integral term when the cranking time of the engine passes a predetermined time.
最良の形態3のコモンレール式燃料噴射装置は、上記最良の形態1または最良の形態2に加え、所定の学習条件が成立した際に積分項を学習値として記憶し、記憶した学習値を用いて駆動電流値またはポンプ吐出量(駆動電流値を算出する前の基本ポンプ吐出量)を補正する学習手段を備える。
The common rail fuel injection device of the
実施例1を図1〜図5を参照して説明する。
まず、コモンレール式燃料噴射装置の構成を図4、図5を参照して説明する。
コモンレール式燃料噴射装置は、例えばディーゼルエンジン(以下、エンジン)1に燃料噴射を行う装置であり、コモンレール2、インジェクタ3、サプライポンプ4、ECU5(制御装置に相当する)等から構成されている。
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of the common rail fuel injection device will be described with reference to FIGS.
The common rail type fuel injection device is a device that injects fuel into, for example, a diesel engine (hereinafter referred to as an engine) 1 and includes a
コモンレール2は、インジェクタ3に供給する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、連続的に燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように燃料配管(高圧燃料流路)6を介して高圧燃料を吐出するサプライポンプ4の吐出口と接続されている。
なお、インジェクタ3からのリーク燃料は、リーク配管(燃料還流路)7を経て燃料タンク8に戻される。
また、コモンレール2から燃料タンク8へのリリーフ配管(燃料還流路)9には、プレッシャリミッタ11が取り付けられている。このプレッシャリミッタ11は、コモンレール2内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール2の燃料圧を限界設定圧以下に抑えるための圧力安全弁である。
The
The leaked fuel from the
A
インジェクタ3は、エンジン1の各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒へ噴射供給するものであり、コモンレール2より分岐する複数の分岐管の下流端に接続されて、コモンレール2に蓄圧された高圧燃料を各気筒に噴射供給する燃料噴射ノズル、およびこの燃料噴射ノズル内に収容されたニードルのリフト制御を行う電磁弁等を搭載する。
The
サプライポンプ4を図5を参照して説明する。
このサプライポンプ4は、コモンレール2へ高圧に圧縮した燃料を送るものであり、フィードポンプ12(図中では90°展開した状態で開示される)、レギュレータバルブ13、SCV14、高圧ポンプ15等から構成される。
The supply pump 4 will be described with reference to FIG.
This supply pump 4 feeds fuel compressed to a high pressure to the
フィードポンプ12は、燃料タンク8から燃料を吸引して高圧ポンプ15へ送る低圧供給ポンプであり、カムシャフト16によって回転駆動されるトロコイドポンプによって構成される。このフィードポンプ12が駆動されると燃料入口17から吸引した燃料をSCV14を介して高圧ポンプ15に供給するものである。
なお、カムシャフト16はポンプ駆動軸であり、図4に示されるように、エンジン1のクランク軸18によって回転駆動されるものである。
The
The
レギュレータバルブ13は、フィードポンプ12の吐出側と供給側とを連通する燃料流路19に配置されてフィードポンプ12の吐出圧が所定圧に上昇すると開弁して、フィードポンプ12の吐出圧が所定圧を超えないようにするものである。
The
SCV14は、フィードポンプ12から高圧ポンプ15へ燃料を導く燃料通路21に配置されて、高圧ポンプ15の加圧室22(プランジャ室)に吸入される燃料の吸入量を調整して、コモンレール圧を変更および調整するものである。
このSCV14は、フィードポンプ12から高圧ポンプ15へ燃料を導く燃料通路21の開度を変更するバルブ23と、ECU5から与えられる駆動電流によってバルブ23の弁開度を調整するためのリニヤソレノイド24(以下、ソレノイド)とを有するものであり、実施例1では、ソレノイド24の通電が停止されると弁開度が全閉状態となるノーマリクローズタイプを例に説明する。
The
The
高圧ポンプ15は、SCV14から供給された燃料を高圧に圧縮してコモンレール2へ供給するプランジャポンプであり、カムシャフト16によって往復駆動されるプランジャ25、このプランジャ25の往復動によって容積が変化する加圧室22に燃料を供給する吸入弁26、加圧室22で圧縮された燃料をコモンレール2へ向けて吐出する吐出弁27を備える。
プランジャ25は、カムシャフト16のエキセンカム28の周囲に装着されたカムリング29にスプリング30によって押し付けられており、カムシャフト16が回転するとカムリング29の偏心動作に伴ってプランジャ25が往復動する。
プランジャ25が下降して加圧室22の圧力が低下すると、吐出弁27が閉弁するとともに、吸入弁26が開弁してSCV14で調量された燃料が加圧室22内に供給される。 逆に、プランジャ25が上昇して加圧室22の圧力が上昇すると吸入弁26が閉弁する。そして、加圧室22で加圧された圧力が所定圧力に達すると吐出弁27が開弁して加圧室22で加圧された高圧燃料がコモンレール2へ向けて吐出される。
The high-
The
When the
ECU5は、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置(ROM、スタンバイRAMまたは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およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成されている。そして、ECU5に読み込まれたセンサ類の信号(エンジンパラメータ:乗員の運転状態、エンジン1の運転状態等に応じた信号)に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。
なお、ECU5に接続されるセンサ類は、図4に示されるように、アクセル開度を検出するアクセルセンサ41、エンジン回転数を検出する回転数センサ42、エンジン1の冷却水温度を検出する水温センサ43、エンジン1に吸入される吸気温度を検出する吸気温度センサ44、実レール圧を検出するレール圧センサ45、インジェクタ3に供給される燃料温度を検出する燃料温度センサ46、およびその他のセンサ類47がある。
The
As shown in FIG. 4, the sensors connected to the
[実施例1の特徴]
ECU5によるSCV14の駆動電流制御について説明する。
ECU5は、運転状態(各センサによって検出された値)に応じてSCV14のソレノイド24に与える基本駆動電流値(Ibase)を算出するフィードフォワード制御手段(プログラム:以下、フィードフォワードをF/Fと称す)と、目標レール圧と実レール圧の差圧(偏差)に基づいてF/F制御手段で算出した基本駆動電流値(Ibase)を補正するF/B制御手段(プログラム)と、補正された駆動電流値(I)をデューティ信号に変換するデューティ信号算出手段(プログラム)とを備える。
[Features of Example 1]
The drive current control of the
The
F/F制御手段は、エンジン回転数(NE)、実レール圧、インジェクタ3の指示噴射量、燃料温度等からポンプ吐出量(燃料消費量=インジェクタ噴射量+リーク量)を算出し、そのポンプ吐出量に応じた基本駆動電流値(Ibase)をマップなどによって求めるものである。
The F / F control means calculates the pump discharge amount (fuel consumption = injector injection amount + leakage amount) from the engine speed (NE), the actual rail pressure, the commanded injection amount of the
F/B制御手段は、運転状態に応じた目標レール圧と、レール圧センサ45によって検出された実レール圧との差圧に基づき比例項(Ip)および積分項(Ii)を求め、この比例項(Ip)および積分項(Ii)によって基本駆動電流値(Ibase)を補正するものである。
なお、比例項(Ip)は、目標レール圧と実レール圧の差圧に比例した補正電流値である。
また、積分項(Ii)は、目標レール圧と実レール圧の差圧と時間経過の積に応じた補正電流値であり、そのゲイン(α)は運転状態に応じて可変するように設けられている。ゲイン(α)の可変制御については後述する。
The F / B control means obtains the proportional term (Ip) and the integral term (Ii) based on the differential pressure between the target rail pressure corresponding to the operating state and the actual rail pressure detected by the
The proportional term (Ip) is a correction current value proportional to the differential pressure between the target rail pressure and the actual rail pressure.
The integral term (Ii) is a correction current value corresponding to the product of the difference between the target rail pressure and the actual rail pressure and the passage of time, and the gain (α) is provided so as to vary depending on the operating state. ing. The variable control of the gain (α) will be described later.
一方、ECU5には、所定の学習条件が成立した際に積分項(Ii)を学習値(Iq)として記憶し、記憶した学習値(Iq)を用いて基本駆動電流値(Ibase)を補正する学習手段が設けられている。
即ち、SCV14のソレノイド24に与えられる駆動電流値(I)は、
I=Ibase+Ip+Ii・α+Iq ・・・(1)
によって求められるものである。
On the other hand, the
That is, the drive current value (I) given to the
I = Ibase + Ip + Ii · α + Iq (1)
Is required.
次に、図1を参照して、アイドリング時などエンジン1が安定した状態においてSCV14に異物の噛み込みが発生し、その後に噛み込んだ異物が除去された場合における実レール圧(図中、レール圧)、SCV14の開度(図中、SCV開度)、駆動電流値(図中、ポンプ駆動電流I)、比例項(図中、F/B比例項Ip)、積分項(図中、F/B積分項Ii)、学習値(図中、学習値Iq)の時系列変化を説明する。
Next, referring to FIG. 1, the actual rail pressure (in the figure, rails) when foreign matter is caught in
SCV14に異物の噛み込みが発生し(図中、a1 参照)、SCV14の開度が大きくなると(図中、a2 参照)、サプライポンプ4の過圧送が生じて実レール圧が上昇を開始する(図中、a3 参照)。この結果、実レール圧を目標レール圧と一致させるべく、比例項(Ip)と積分項(Ii)が変化し(図中、a4 参照)、駆動電流値(I)が補正される(図中、a5 参照)。これによって、実レール圧が目標レール圧に補正される。
When a foreign object is caught in the SCV 14 (see a1 in the figure) and the opening of the
このように、SCV14に異物の噛み込みが発生し、サプライポンプ4の過圧送が生じると、積分項(Ii)は負の値(吐出量を減らす値)となり、その状態で学習条件が成立すると(図中、a6 参照)、その積分項(Ii)が学習値(Iq)に転化され(図中、a7 参照)、積分項(Ii)はリセットされる。
SCV14に異物が噛み込んだ状態のままで再始動する場合、再始動前の学習値(Iq)が駆動電流値(I)に反映されるため、スタータによってエンジン1を回転駆動するクランキングによって実レール圧が目標レール圧に上昇する。この結果、エンジン1の再始動時、エンジン1を良好に始動できる。
In this way, when the foreign matter is caught in the
When restarting in a state where foreign matter is caught in the
しかし、SCV14に噛み込んだ異物がエンジン1の運転中に除去され(図中、b1 参照)、その後、学習条件が成立する以前にエンジン1が停止する可能性がある。
このような状態でエンジン1を始動する場合、SCV14に噛み込んだ異物が除去されているにもかかわらず、エンジン停止前の学習値(Iq)が駆動電流値(I)に反映されてSCV14の開度が抑えられるため(図中、b8 参照)、クランキングが長く実施されても実レール圧の上昇が抑えられてしまう。この結果、再始動時のクランキング時間が長くなり、始動性が悪くなってしまう。
However, there is a possibility that the foreign matter caught in the
When the
そこで、この実施例1のECU5には、エンジン1のクランキング時間(スタータの作動時間)が所定時間(例えば、搭載される車種におけるスタータをONしてから完爆が完了するまでの平均時間)を経過すると、上述した積分項(Ii)のゲイン(α)を高める積分ゲイン補正手段(プログラム)が設けられている。
具体的に、この実施例1では、図2に示すように、エンジン1のクランキング時間(Tcr)が所定時間を経過すると、クランキング時間(Tcr)に応じて積分項(Ii)のゲイン(α)を徐々に高めるように設けられている。
Therefore, in the
Specifically, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, when the cranking time (Tcr) of the
この積分ゲイン補正手段の制御例を、図3のフローチャートを参照して説明する。
ECU5が作動すると(スタート)、まず、始動時(スタータスイッチがONされたクランキング状態)であるか否かの判断を行う(ステップS1 )。このステップS1 の判断結果がNOの場合は、リターンする。
ステップS1 の判断結果がYES の場合は、レール圧が一定値以下(例えば、レール圧センサ45で検出される実レール圧が、ECU5で算出した目標レール圧に達していない状態)であるか否かの判断を行う(ステップS2 )。
A control example of the integral gain correcting means will be described with reference to the flowchart of FIG.
When the
If the determination result in step S1 is YES, whether or not the rail pressure is below a certain value (for example, the state where the actual rail pressure detected by the
このステップS2 の判断結果がYES の場合は、図2に示すように、クランキング時間(Tcr)に応じたゲイン(α)をマップ等より求める(ステップS3 )。このステップS3 の制御により、エンジン1のクランキング時間(Tcr)が所定時間を経過することにより、クランキング時間(Tcr)に応じて積分項(Ii)のゲイン(α)を徐々に高めることができる。
続いて、上述した数式(1)を用いて駆動電流値(I)を算出し、その駆動電流値(I)をSCV14に与え(ステップS4 )、その後リターンする。
上述したステップS2 の判断結果がNOの場合は、ゲイン(α)を変更する必要がなく、ゲイン(α)を1.0とし(ステップS5 )、その後上述したステップS4 へ進む。
If the determination result in step S2 is YES, as shown in FIG. 2, the gain (α) corresponding to the cranking time (Tcr) is obtained from a map or the like (step S3). By controlling the step S3, the gain (α) of the integral term (Ii) can be gradually increased according to the cranking time (Tcr) when the cranking time (Tcr) of the
Subsequently, the drive current value (I) is calculated using the above-described equation (1), the drive current value (I) is given to the SCV 14 (step S4), and then the process returns.
If the determination result in step S2 is NO, it is not necessary to change the gain (α), the gain (α) is set to 1.0 (step S5), and then the process proceeds to step S4 described above.
積分ゲイン補正手段を設けたことによる作動を、再び図1を参照して説明する。
上述したように、エンジン1の運転中に、SCV14に噛み込んだ異物が除去され(図中、b1 参照)、その後、学習条件が成立する以前にエンジン1が停止された場合、再始動時において、SCV14に噛み込んだ異物が除去されているにもかかわらず、再始動前の学習値(Iq)が駆動電流値(I)に反映されてSCV14の開度が抑えられる。
The operation by providing the integral gain correction means will be described with reference to FIG. 1 again.
As described above, when the
しかるに、始動時のクランキング時間(Tcr)が所定時間を経過すると、積分ゲイン補正手段によって積分項(Ii)のゲイン(α)が高められ(図中、c1 破線参照)、SCV14に与えられる駆動電流値(I)が高まる(図中、c2 破線参照)。これによって、エンジン1の始動時におけるSCV14の開度が広げられて(図中、c3 破線参照)、サプライポンプ4の吐出能力が高まり、実レール圧が上昇する(図中、c4 破線参照)。
However, when the cranking time (Tcr) at the time of start elapses a predetermined time, the gain (α) of the integral term (Ii) is increased by the integral gain correcting means (see the broken line c1 in the figure), and the drive given to the
(実施例1の効果)
上述したように、SCV14に噛み込んだ異物が除去されたにもかかわらず、異物が噛み込んだ状態のままの学習値(Iq)が戻されていない状態であっても、エンジン1のクランキング時間(Tcr)が所定時間を経過すると、積分項(Ii)のゲイン(α)が高められることによって、サプライポンプ4の吐出能力が高まり、実レール圧が上昇して始動性を向上でき、始動時間を短縮できる。
また、極寒期など低温により燃料の粘度が上がってサプライポンプ4の吐出能力が低下している状態であっても、積分項(Ii)のゲイン(α)を高めることによって、エンジン1の始動時のSCV14の開度が広げられ、サプライポンプ4の吐出能力が高まる。この結果、燃料の粘度が上がっている状態であっても、実レール圧を上昇させることができるため、始動性を向上でき、始動時間を短縮できる。
(Effect of Example 1)
As described above, even if the foreign matter caught in the
Further, even in a state where the viscosity of the fuel is increased due to a low temperature such as in the extremely cold season and the discharge capacity of the supply pump 4 is decreased, the gain (α) of the integral term (Ii) is increased to start the
実施例2を説明する。
上記実施例1のECU5は、運転状態に応じて算出した駆動電流値(基本駆動電流値Ibase)を、補正電流値(比例項Ip+積分項Ii)で補正する例を示した。
これに対し、この実施例2のECU5は、運転状態に応じたポンプ吐出量(駆動電流値を算出する前の基本ポンプ吐出量)を求め、そのポンプ吐出量を比例項(Ip)と積分項(Ii)で補正するものである。
A second embodiment will be described.
The
On the other hand, the
具体的に説明すると、F/F制御手段は、エンジン回転数(NE)、実レール圧、インジェクタ3の指示噴射量、燃料温度等からポンプ吐出量(インジェクタ噴射量+リーク量)を算出する。
F/B制御手段は、運転状態に応じた目標レール圧と、レール圧センサ45によって検出された実レール圧との差圧に基づき比例項(Ip)および積分項(Ii)を求め、この比例項(Ip)および積分項(Ii)に基づいてポンプ吐出量を補正するものである。
なお、比例項(Ip)は、目標レール圧と実レール圧の差圧に比例した補正吐出量である。
また、積分項(Ii)は、目標レール圧と実レール圧の差圧と時間経過の積に応じた補正吐出量であり、そのゲイン(α)は実施例1で説明した積分ゲイン補正手段によって、クランキング時間(Tcr)に応じて大きくなるものである。
このように設けられても、上記実施例1と同様の効果を得ることができる。
More specifically, the F / F control means calculates the pump discharge amount (injector injection amount + leakage amount) from the engine speed (NE), the actual rail pressure, the commanded injection amount of the
The F / B control means obtains the proportional term (Ip) and the integral term (Ii) based on the differential pressure between the target rail pressure corresponding to the operating state and the actual rail pressure detected by the
The proportional term (Ip) is a corrected discharge amount proportional to the differential pressure between the target rail pressure and the actual rail pressure.
The integral term (Ii) is a corrected discharge amount corresponding to the product of the difference between the target rail pressure and the actual rail pressure and the passage of time, and the gain (α) is obtained by the integral gain correcting means described in the first embodiment. , And increases according to the cranking time (Tcr).
Even if provided in this way, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[変形例]
上記の実施例では、クランキング時間(Tcr)が所定時間を経過すると、ゲイン(α)が比例的に上昇する例を示したが、クランキング時間(Tcr)が所定時間を経過した場合にゲイン(α)を急激に上げたり、段階的に上げたり、クランキング時間(Tcr)が長くなるに応じて上昇率を上げるなど、他の手段でゲイン(α)を上昇させても良い。
上記の実施例では、ソレノイド24の通電が停止されると弁開度が全閉状態となるノーマリクローズタイプのSCV14を例に示したが、逆にソレノイド24の通電が停止されると弁開度が全開状態となるノーマリオープンタイプのSCV14を用いても良い。その場合、ソレノイド24の駆動電流値を上げるとSCV14の開度が小さくなるため、ソレノイド24の駆動電流値の増減制御は上記実施例とは逆に行うものである。
[Modification]
In the above embodiment, when the cranking time (Tcr) elapses a predetermined time, the gain (α) increases proportionally. However, when the cranking time (Tcr) elapses the predetermined time, the gain is increased. The gain (α) may be increased by other means such as increasing (α) abruptly, stepwise, or increasing the increase rate as the cranking time (Tcr) becomes longer.
In the above embodiment, the normally closed
1 エンジン(内燃機関)
2 コモンレール
3 インジェクタ
4 サプライポンプ
5 ECU(フィードフォワード制御手段、フィードバック制御手段、積分ゲイン補正手段および学習手段の機能がプログラミングされた制御装置)
14 SCV(吸入調量弁)
22 加圧室
24 ソレノイド
1 engine (internal combustion engine)
2
14 SCV (Suction metering valve)
22
Claims (4)
前記コモンレールに高圧燃料を供給するサプライポンプと、
ソレノイドに与えられる駆動電流値を可変することによって前記サプライポンプの加圧室に吸入される流量を調整して、前記コモンレールの圧力を調整する吸入調量弁と、
内燃機関の運転状態に応じて前記ソレノイドに与える駆動電流値を算出するフィードフォワード制御手段を備える制御装置と、
を具備するコモンレール式燃料噴射装置において、
前記制御装置は、
前記内燃機関の運転状態に応じた目標レール圧と、前記コモンレールの実際の圧力である実レール圧との差圧に基づき比例項および積分項を求め、この比例項および積分項に基づいて前記駆動電流値を補正するフィードバック制御手段と、
前記内燃機関のクランキング時間が所定時間を経過すると前記積分項のゲインを高める積分ゲイン補正手段と、
を備えることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。 An injector for injecting high-pressure fuel stored in a common rail;
A supply pump for supplying high pressure fuel to the common rail;
An intake metering valve that adjusts the flow rate sucked into the pressurizing chamber of the supply pump by varying the drive current value applied to the solenoid, and adjusts the pressure of the common rail;
A control device comprising a feedforward control means for calculating a drive current value to be given to the solenoid according to an operating state of the internal combustion engine;
In a common rail fuel injection device comprising:
The controller is
A proportional term and an integral term are obtained based on a differential pressure between a target rail pressure corresponding to an operating state of the internal combustion engine and an actual rail pressure that is an actual pressure of the common rail, and the driving is performed based on the proportional term and the integral term. Feedback control means for correcting the current value;
Integral gain correction means for increasing the gain of the integral term when the cranking time of the internal combustion engine passes a predetermined time;
A common rail fuel injection device comprising:
前記コモンレールに高圧燃料を供給するサプライポンプと、
ソレノイドに与えられる駆動電流値を可変することによって前記サプライポンプの加圧室に吸入される流量を調整して、前記コモンレールの圧力を調整する吸入調量弁と、
内燃機関の運転状態に応じて前記サプライポンプのポンプ吐出量を算出するフィードフォワード制御手段を備え、そのポンプ吐出量に応じた駆動電流を前記ソレノイドに与える制御装置と、
を具備するコモンレール式燃料噴射装置において、
前記制御装置は、
前記内燃機関の運転状態に応じた目標レール圧と、前記コモンレールの実際の圧力である実レール圧との差圧に基づき比例項および積分項を求め、この比例項および積分項に基づいて前記ポンプ吐出量を補正するフィードバック制御手段と、
前記内燃機関のクランキング時間が所定時間を経過すると前記積分項のゲインを高める積分ゲイン補正手段と、
を備えることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。 An injector for injecting high-pressure fuel stored in a common rail;
A supply pump for supplying high pressure fuel to the common rail;
An intake metering valve that adjusts the flow rate sucked into the pressurizing chamber of the supply pump by varying the drive current value applied to the solenoid, and adjusts the pressure of the common rail;
A control device that includes feedforward control means for calculating a pump discharge amount of the supply pump according to an operating state of the internal combustion engine, and that supplies a drive current according to the pump discharge amount to the solenoid;
In a common rail fuel injection device comprising:
The controller is
A proportional term and an integral term are obtained based on a differential pressure between a target rail pressure corresponding to an operating state of the internal combustion engine and an actual rail pressure that is an actual pressure of the common rail, and the pump is obtained based on the proportional term and the integral term. Feedback control means for correcting the discharge amount;
Integral gain correction means for increasing the gain of the integral term when the cranking time of the internal combustion engine passes a predetermined time;
A common rail fuel injection device comprising:
前記制御装置は、所定の学習条件が成立した際に前記積分項を学習値として記憶し、記憶した学習値を用いて前記駆動電流値または前記ポンプ吐出量を補正する学習手段を備えることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。 In the common rail type fuel injection device according to claim 1 or 2,
The control device includes learning means for storing the integral term as a learning value when a predetermined learning condition is satisfied, and correcting the driving current value or the pump discharge amount using the stored learning value. A common rail fuel injection device.
前記積分ゲイン補正手段は、
前記内燃機関のクランキング時間が所定時間を経過すると、前記積分項のゲインを徐々に高めるように設けられていることを特徴とするコモンレール式燃料噴射装置。
In the common rail type fuel injection device according to any one of claims 1 to 3,
The integral gain correcting means includes
A common rail fuel injection device, which is provided so as to gradually increase the gain of the integral term when a cranking time of the internal combustion engine passes a predetermined time.
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