図面 (/)

技術 燃料噴射制御装置

出願人 いすゞ自動車株式会社
発明者 佐藤友紀浅見好洋
出願日 2014年10月2日 (6年1ヶ月経過) 出願番号 2014-203901
公開日 2016年5月12日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2016-075153
状態 特許登録済
技術分野 燃料噴射装置 内燃機関に供給する空気・燃料の電気的制御
主要キーワード 作動閾値 中断直前 時間積分値 圧送量 圧送ポンプ 微分項 微分ゲイン 時間微分値
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年5月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

積分項由来するコモンレールレール圧の低下を抑制することが可能な燃料噴射制御装置を提供する。

解決手段

インジェクタ2に供給する燃料を蓄えるコモンレール3と、コモンレール3に燃料を圧送する圧送ポンプ4と、コモンレール3のレール圧を目標レール圧に制御すべく、コモンレール3の実レール圧と目標レール圧の偏差に応じてPID制御により圧送ポンプ4の燃料圧送量を制御するPID制御部5と、コモンレール3に設けられ、実レール圧と目標レール圧の偏差が予め設定した減圧弁作動閾値範囲内にあるとき開弁されてコモンレール3内の燃料を燃料タンク7に戻す減圧弁6と、を備え、PID制御部5は、圧送ポンプ4の燃料圧送量が予め設定した圧送量閾値以下であり、かつ、燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下であるとき、積分項の演算を停止するように構成されるものである。

概要

背景

インジェクタに供給する燃料高圧状態で蓄えるコモンレールと、コモンレールに燃料を圧送する圧送ポンプと、コモンレールのレール圧目標レール圧に制御すべく、コモンレールの実レール圧と目標レール圧の偏差に応じてPID制御により圧送ポンプの燃料圧送量を制御するPID制御部と、を備えた燃料噴射制御装置が知られている。

ところで、近年、供給された燃料の一部を燃料タンクに戻す静的リーク機構を有さないインジェクタが用いられている。

このような静的リーク機構を有さないインジェクタを用いる場合、燃料噴射制御装置では、減圧弁と呼ばれるレール圧を低下させる機構をコモンレールに備え、この減圧弁を開閉制御することでコモンレール圧の制御を行うのが一般的である。

減圧弁は、目標レール圧と実レール圧の偏差が、予め設定した減圧弁作動閾値範囲内にあるとき(予め設定した閾値より大きいとき)に開弁され、コモンレール内の燃料を燃料タンクに戻すように構成されている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献1〜4がある。

概要

積分項由来するコモンレールのレール圧の低下を抑制することが可能な燃料噴射制御装置を提供する。インジェクタ2に供給する燃料を蓄えるコモンレール3と、コモンレール3に燃料を圧送する圧送ポンプ4と、コモンレール3のレール圧を目標レール圧に制御すべく、コモンレール3の実レール圧と目標レール圧の偏差に応じてPID制御により圧送ポンプ4の燃料圧送量を制御するPID制御部5と、コモンレール3に設けられ、実レール圧と目標レール圧の偏差が予め設定した減圧弁作動閾値範囲内にあるとき開弁されてコモンレール3内の燃料を燃料タンク7に戻す減圧弁6と、を備え、PID制御部5は、圧送ポンプ4の燃料圧送量が予め設定した圧送量閾値以下であり、かつ、燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下であるとき、積分項の演算を停止するように構成されるものである。

目的

本発明の目的は、上記課題を解決し、積分項に由来するコモンレールのレール圧の低下を抑制することが可能な燃料噴射制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

インジェクタに供給する燃料を蓄えるコモンレールと、前記コモンレールに燃料を圧送する圧送ポンプと、前記コモンレールのレール圧目標レール圧に制御すべく、前記コモンレールの実レール圧と前記目標レール圧の偏差に応じてPID制御により前記圧送ポンプの燃料圧送量を制御するPID制御部と、前記コモンレールに設けられ、前記実レール圧と前記目標レール圧の偏差が予め設定した減圧弁作動閾値範囲内にあるとき開弁されて前記コモンレール内の燃料を燃料タンクに戻す減圧弁と、を備えた燃料噴射制御装置において、前記PID制御部は、前記圧送ポンプの燃料圧送量が予め設定した圧送量閾値以下であり、かつ、燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下であるとき、積分項演算を停止するように構成されることを特徴とする燃料噴射制御装置。

請求項2

前記PID制御部は、前記実レール圧が予め設定したレール圧閾値以下であるときのみ、積分項の演算を停止するように構成される請求項1記載の燃料噴射制御装置。

技術分野

0001

本発明は、燃料噴射制御装置に関するものである。

背景技術

0002

インジェクタに供給する燃料高圧状態で蓄えるコモンレールと、コモンレールに燃料を圧送する圧送ポンプと、コモンレールのレール圧目標レール圧に制御すべく、コモンレールの実レール圧と目標レール圧の偏差に応じてPID制御により圧送ポンプの燃料圧送量を制御するPID制御部と、を備えた燃料噴射制御装置が知られている。

0003

ところで、近年、供給された燃料の一部を燃料タンクに戻す静的リーク機構を有さないインジェクタが用いられている。

0004

このような静的リーク機構を有さないインジェクタを用いる場合、燃料噴射制御装置では、減圧弁と呼ばれるレール圧を低下させる機構をコモンレールに備え、この減圧弁を開閉制御することでコモンレール圧の制御を行うのが一般的である。

0005

減圧弁は、目標レール圧と実レール圧の偏差が、予め設定した減圧弁作動閾値範囲内にあるとき(予め設定した閾値より大きいとき)に開弁され、コモンレール内の燃料を燃料タンクに戻すように構成されている。

0006

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献1〜4がある。

先行技術

0007

特開2007−278169号公報
特開2005−113704号公報
特開2002−195081号公報
特開平05−163994号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、上述のような減圧弁を用いた燃料噴射制御装置では、目標レール圧と実レール圧の偏差が閾値より小さい場合には、減圧弁が作動しない。つまり、従来の燃料噴射制御装置では、目標レール圧と実レール圧の偏差が閾値より小さい場合には、目標レール圧と実レール圧の偏差が残ったままになる。

0009

そのため、燃料圧送量の制御をPID制御で行う場合には、残った偏差が積分項(I項)として積算され続けてしまい、不具合が発生するおそれがあった。

0010

具体的には、例えば、車両が坂道惰性で下っている場合には、燃料噴射が行われず燃料圧送量が低く制御されるため、実レール圧は目標レール圧よりも若干高く(上述の偏差分高く)なる。この状態では、積分項が実レール圧と目標レール圧の偏差分を減算し続けることとなり、積分項がマイナスとなり燃料圧送量が低下していく。

0011

よって、その後、坂道が終了する等して燃料噴射を再開したときに、積算された積分項の影響により燃料圧送量が不十分となってしまう場合が考えられる。

0012

すなわち、積分項がマイナスとなった状態で燃料噴射を再開した際には、燃料噴射によるレール圧の低下と燃料圧送量の不足の影響によりコモンレールのレール圧が大きく低下し、最悪の場合、燃料噴射量が不足してエンジンが停止してしまうおそれがある。

0013

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、積分項に由来するコモンレールのレール圧の低下を抑制することが可能な燃料噴射制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0014

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、インジェクタに供給する燃料を蓄えるコモンレールと、前記コモンレールに燃料を圧送する圧送ポンプと、前記コモンレールのレール圧を目標レール圧に制御すべく、前記コモンレールの実レール圧と前記目標レール圧の偏差に応じてPID制御により前記圧送ポンプの燃料圧送量を制御するPID制御部と、前記コモンレールに設けられ、前記実レール圧と前記目標レール圧の偏差が予め設定した減圧弁作動閾値範囲内にあるとき開弁されて前記コモンレール内の燃料を燃料タンクに戻す減圧弁と、を備えた燃料噴射制御装置において、前記PID制御部は、前記圧送ポンプの燃料圧送量が予め設定した圧送量閾値以下であり、かつ、燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下であるとき、積分項の演算を停止するように構成される燃料噴射制御装置である。

0015

前記PID制御部は、前記実レール圧が予め設定したレール圧閾値以下であるときのみ、積分項の演算を停止するように構成されてもよい。

発明の効果

0016

本発明によれば、積分項に由来するコモンレールのレール圧の低下を抑制することが可能な燃料噴射制御装置を提供できる。

図面の簡単な説明

0017

本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置の概略構成図である。
(a)は、本発明におけるレール圧と燃料噴射量のタイムチャート、(b)は、従来技術におけるレール圧と燃料噴射量のタイムチャートである。
本発明におけるPID制御部の制御フローを示すフロー図である。

実施例

0018

以下、本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。

0019

図1は、本実施形態に係る燃料噴射制御装置の概略構成図である。

0020

図1に示すように、燃料噴射制御装置1は、インジェクタ2に供給する燃料を高圧状態で蓄えるコモンレール3と、コモンレール3に燃料を圧送する圧送ポンプ4と、コモンレール3のレール圧を目標レール圧に制御すべく圧送ポンプ4を制御するPID制御部5と、コモンレール3に設けられた減圧弁6と、を備えている。

0021

本実施形態では、インジェクタ2としては、供給された燃料の一部を燃料タンク7に戻す静的リーク機構を有さないものが用いられる。

0022

PID制御部5は、車両の電子制御ユニット(以下、ECUという)8に搭載される。ECU8には、図示しないセンサ等により、コモンレール3の実レール圧、圧送ポンプ4の燃料圧送量、燃料噴射量、エンジン回転数など、燃料噴射制御に必要な各種情報が入力されている。目標レール圧は、燃料噴射量やエンジン回転数等を基に、ECU8にて演算される。

0023

PID制御部5は、コモンレール3の実レール圧と目標レール圧の偏差(以下、単に偏差という場合がある)に応じて、PID制御により圧送ポンプ4の燃料圧送量を制御するように構成される。

0024

より具体的には、PID制御部5は、実レール圧と目標レール圧の偏差に比例ゲインを乗じた比例項P項)と、偏差の時間積分値累積値)に積分ゲインを乗じた積分項(I項)と、偏差の時間微分値微分ゲインを乗じた微分項(D項)とを足し合わせることによって、圧送ポンプ4の燃料圧送量を求める。PID制御部5は、求めた燃料圧送量に応じた駆動電流を圧送ポンプ4に出力することで、所望の燃料圧送量が圧送ポンプ4から圧送されるように制御する。

0025

減圧弁6は、実レール圧と目標レール圧の偏差が予め設定した減圧弁作動閾値範囲内にあるとき(予め設定した閾値より大きいとき)に開弁されて、コモンレール3内の燃料を燃料タンク7に戻すように構成されている。減圧弁6の開閉制御は、ECU8により行われる。

0026

さて、本実施形態に係る燃料噴射制御装置1では、PID制御部5は、圧送ポンプ4の燃料圧送量が予め設定した圧送量閾値以下であり、かつ、燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下であるとき、積分項の演算を停止するように構成されている。

0027

図2(a)に示すように、下り坂で車両を惰性で走行させているようなときには、燃料噴射が行われないため、目標レール圧が徐々に低下し、燃料圧送量と燃料噴射量が共に極めて小さく制御される。実レール圧は目標レール圧に追随して低下していくことになるが、このときの実レール圧の低下は減圧弁6を開くことによって実現されることになる。

0028

減圧弁6は、実レール圧と目標レール圧の偏差が予め設定した閾値より大きいときに開弁されるため、実レール圧は目標レール圧よりも高い状態となる。よって、この状態が続くと、従来技術では、積分項が実レール圧と目標レール圧の偏差分を減算し続けることとなり、積分項が減少し続けてしまうことになる。

0029

本実施形態では、このような場合に、積分項の演算を停止させる。より具体的には、積分項の演算を一次中断させ、中断直前の積分項の値を用いてPID制御を続行させる。これにより、積分項が減少し続けることを抑制し、後の加速時に速やかに燃料圧送量を増加させて、コモンレール3のレール圧の低下を抑制することが可能になる。

0030

なお、本実施形態では中断直前の積分項の値を用いてPID制御を続行するようにしたが、例えば、積分項をリセットしたり、積分項を除外して演算するようにPID制御部5を構成することも考えられる。ただし、この場合、積分項をリセットあるいは除外したタイミングでPID制御による操作量(ここでは燃料圧送量)が急激に変化してしまうことになるため、好ましくない。

0031

なお、燃料圧送量が予め設定した圧送量閾値以下であり、かつ、燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下である場合であっても、例えば、積分項がプラスの値になっていると、燃料の圧送と減圧弁6の作動を繰り返して、コモンレール3のレール圧のハンチングを引き起こしてしまうおそれが生じる。

0032

そこで、本実施形態では、さらに、実レール圧が予め設定したレール圧閾値以下であるときのみ、積分項の演算を停止するようにPID制御部5を構成している。実レール圧が十分に小さい場合には、実レール圧が目標レール圧より若干高い値で安定しており、積分項の値が十分に小さくなっていると考えられるためである。

0033

なお、参考のために、図2(b)に、積分項の演算を停止しない従来装置におけるレール圧の変動の一例を示している。図2(b)に示すように、積分項が減算され続けた後に燃料噴射を再開すると、図示Aの領域に示されるように、燃料噴射によるレール圧の低下と燃料圧送量の不足の影響によりコモンレール圧が大きく低下し、エンジンが停止などの不具合が発生するおそれがある。

0034

次に、燃料噴射制御装置1の制御フローを説明する。燃料噴射制御装置1は、例えば、車両のイグニションスイッチ(図示せず)がオンとされている間、図3の制御フローを実行するように構成される。

0035

図3に示すように、まず、ステップS1にて、燃料圧送量が圧送量閾値以下かを判断する。ステップS1でNOと判断された場合、ステップS4にて、積分項(I項)の演算を再開するか積分項の演算を継続し、ステップS1に戻る。

0036

ステップS1でYESと判断された場合、ステップS2にて、燃料噴射量が噴射量閾値以下かを判断する。ステップS2でNOと判断された場合、ステップS4にて、積分項の演算を再開するか積分項の演算を継続し、ステップS1に戻る。

0037

ステップS2でYESと判断された場合、ステップS3にて、コモンレール3の実レール圧がレール圧閾値以下かを判断する。ステップS3でNOと判断された場合、ステップS4にて、積分項の演算を再開するか積分項の演算を継続し、ステップS1に戻る。

0038

ステップS3でYESと判断された場合、燃料圧送量が圧送量閾値以下で、かつ、燃料噴射量が噴射量閾値以下で、かつ、実レール圧がレール圧閾値以下という条件を満たしたことになるため、ステップS5にて、積分項(I項)の演算を停止するか積分項の演算の停止を継続し、ステップS1に戻る。

0039

以上説明したように、本実施形態に係る燃料噴射制御装置1では、圧送ポンプ4の燃料圧送量が予め設定した圧送量閾値以下であり、かつ、燃料噴射量が予め設定した噴射量閾値以下であるとき、積分項の演算を停止している。

0040

これにより、積分項が実レール圧と目標レール圧の偏差分を減算し続けてしまうことがなくなり、例えば、燃料噴射していない状態から燃料噴射を再開した場合であっても、コモンレール3のレール圧の低下を抑制することが可能になる。その結果、レール圧の低下に起因するエンジン停止等の不具合を抑制することが可能となる。

0041

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

0042

1燃料噴射制御装置
2インジェクタ
3コモンレール
4圧送ポンプ
5PID制御部
6減圧弁
7 燃料タンク

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ