JP2015010509A - Fuel injection system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。更に具体的には、油圧作動式の燃料噴射弁を備える燃料噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to a fuel injection device including a hydraulically operated fuel injection valve.
例えば、特許文献1には、気体燃料を噴射するための燃料噴射弁であるインジェクタが開示されている。このインジェクタは上下に移動することで噴射孔を開閉するニードル弁を有している。ニードル弁は、制御室の圧力とスプリングとによって閉弁方向に付勢されている。また、このインジェクタは制御室上部に電磁弁を有している。電磁弁は、非通電時には制御室と作動油のリターン通路との間を遮断状態とし、通電時には制御室とリターン通路との間を連通状態とする。この遮断、連通状態の切り替えにより制御室内の作動油が増減されることで、制御室の圧力が増減される。制御室の圧力の増減によりニードル弁にかかる付勢力が増減し、ニードル弁が開閉される。 For example, Patent Document 1 discloses an injector that is a fuel injection valve for injecting gaseous fuel. This injector has a needle valve that opens and closes an injection hole by moving up and down. The needle valve is urged in the valve closing direction by the pressure in the control chamber and the spring. In addition, this injector has a solenoid valve in the upper part of the control chamber. When the solenoid valve is not energized, the control chamber and the hydraulic oil return path are disconnected, and when energized, the control chamber and the return path are in communication. The hydraulic oil in the control chamber is increased or decreased by switching between the shut-off and the communication state, thereby increasing or decreasing the pressure in the control chamber. As the pressure in the control chamber increases or decreases, the urging force applied to the needle valve increases or decreases, and the needle valve is opened or closed.
上記特許文献1のような2流体式の燃料噴射弁の場合、作動油による制御室圧力とスプリング荷重とはニードル弁の閉弁力として作用し、燃料ガスの圧力とサック部の圧力(閉弁中は筒内圧力)とは、ニードル弁の開弁力として作用する。ここで作動油と燃料とは個別に供給される。このため作動油の圧力と燃料ガスの圧力とのバランスが偏る場合があり、燃料ガスの圧力が設定されている圧力よりも高まると、ニードル弁にかかる閉弁力より、燃料がニードル弁を開弁力の方が大きな状態となる場合がある。このような場合、気体燃料の異常噴射が発生する事態も生じ得る。 In the case of the two-fluid fuel injection valve as in Patent Document 1, the control chamber pressure and the spring load due to the hydraulic oil act as the valve closing force of the needle valve, and the pressure of the fuel gas and the pressure of the sack portion (valve closing) In-cylinder pressure) acts as a valve opening force of the needle valve. Here, the hydraulic oil and the fuel are supplied separately. For this reason, the balance between the hydraulic oil pressure and the fuel gas pressure may be biased. When the fuel gas pressure rises above the set pressure, the fuel opens the needle valve due to the closing force applied to the needle valve. The valve force may be larger. In such a case, an abnormal injection of gaseous fuel may occur.
この発明は上記課題を解決することを目的とし、燃料を噴射するための油圧作動式の燃料噴射弁による異常噴射を抑制するよう改良された内燃機関の燃料噴射装置を提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel injection device for an internal combustion engine which is improved to suppress abnormal injection by a hydraulically operated fuel injection valve for injecting fuel.
本発明は、上記の目的を達成する内燃機関の燃料噴射装置であり、内燃機関に供給される燃料を噴射する油圧作動式の燃料噴射弁を備える。燃料噴射弁は、燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給路に接続されている。また、燃料噴射弁の噴孔を開閉するニードル弁を閉弁方向に付勢する圧力を制御する圧力制御室には、圧力制御室に作動油を供給する作動油供給路が接続されている。燃料供給路には、燃料供給路を開閉する遮断弁が設置されている。燃料噴射装置は、燃料圧力値と作動油圧力値とを取得する手段を有している。ここで燃料圧力値は、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力の値、又は、燃料の圧力と相関を有する値である。同様に、作動油圧力値は、圧力制御室に供給される作動油の圧力の値、又は、作動油の圧力と相関を有する値である。本発明の燃料噴射装置は、作動油圧力値に応じて設定される第1基準値と、燃料圧力値との差が、第1閾値より小さい状態となった場合に、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を低下させる圧力低下手段を備えている。 The present invention is a fuel injection device for an internal combustion engine that achieves the above object, and includes a hydraulically operated fuel injection valve that injects fuel supplied to the internal combustion engine. The fuel injection valve is connected to a fuel supply path that supplies fuel to the fuel injection valve. In addition, a hydraulic oil supply path for supplying hydraulic oil to the pressure control chamber is connected to the pressure control chamber that controls the pressure that biases the needle valve that opens and closes the nozzle hole of the fuel injection valve in the valve closing direction. A shut-off valve that opens and closes the fuel supply path is installed in the fuel supply path. The fuel injection device has means for acquiring a fuel pressure value and a hydraulic oil pressure value. Here, the fuel pressure value is a value of the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve or a value correlated with the pressure of the fuel. Similarly, the hydraulic oil pressure value is a value of the hydraulic oil pressure supplied to the pressure control chamber or a value having a correlation with the hydraulic oil pressure. The fuel injection device of the present invention is supplied to the fuel injection valve when the difference between the first reference value set according to the hydraulic oil pressure value and the fuel pressure value is smaller than the first threshold value. Pressure reducing means for reducing the pressure of the fuel.
本発明における第1基準値は、作動油圧力値に応じて適宜設定される値である。また第1基準値又は第1閾値は、作動油の圧力を増減する手段が作動油を昇圧する能力に相関する昇圧能力値に応じて補正されるものとしてもよい。また第1基準値又は第1閾値は、更に、燃料タンク内の圧力又はこれに相関する値であるタンク圧力値と燃料圧力値と、に応じて補正されるものとしてもよい。 The first reference value in the present invention is a value that is appropriately set according to the hydraulic oil pressure value. Further, the first reference value or the first threshold value may be corrected according to a pressure increase capability value that correlates with a capability of increasing or decreasing the pressure of the hydraulic fluid by the means for increasing or decreasing the hydraulic fluid pressure. Further, the first reference value or the first threshold value may be further corrected in accordance with a pressure in the fuel tank or a tank pressure value and a fuel pressure value, which are values correlated therewith.
また本発明の燃料噴射弁は、燃料供給路に接続され、燃料供給路内の燃料を燃料供給路の外部に流出させる圧抜通路と、圧抜通路を開閉する圧抜弁とを有するものであってもよい。そしてこの場合、第2基準値と燃料圧力値との差が、第2閾値より小さい状態となった場合に、圧抜弁を開弁するものとしてもよい。ここで第2基準値は、作動油圧力値に応じて設定される値である。なお、このように第1基準値と第2基準値とが用いられる場合、第2基準値が第1基準値より大きな値に設定されるか、あるいは、第2閾値が第1閾値よりも小さな値に設定される。 The fuel injection valve of the present invention is connected to the fuel supply passage, and has a pressure relief passage for allowing the fuel in the fuel supply passage to flow out of the fuel supply passage, and a pressure relief valve for opening and closing the pressure relief passage. May be. In this case, the pressure relief valve may be opened when the difference between the second reference value and the fuel pressure value is smaller than the second threshold value. Here, the second reference value is a value set according to the hydraulic oil pressure value. When the first reference value and the second reference value are used in this way, the second reference value is set to a value larger than the first reference value, or the second threshold value is smaller than the first threshold value. Set to a value.
上記の発明において第1閾値又は第2閾値は、圧力制御室の圧力の他、ニードル弁にかかる閉弁方向の力と、開弁方向の力とのバランス、及び第1基準値と作動油圧力値との関係に基づいて適宜設定される値である。従って、例えば第1閾値はゼロとされてもよい。この場合、本発明の燃料噴射装置は、言い換えると、燃料圧力値が第1基準値を超えた場合に、遮断弁を閉弁するものである。 In the above invention, the first threshold value or the second threshold value is the balance between the force in the valve closing direction applied to the needle valve and the force in the valve opening direction in addition to the pressure in the pressure control chamber, and the first reference value and the hydraulic oil pressure. It is a value set as appropriate based on the relationship with the value. Therefore, for example, the first threshold value may be zero. In this case, in other words, the fuel injection device of the present invention closes the shutoff valve when the fuel pressure value exceeds the first reference value.
また、圧力低下手段は遮断弁を閉弁することで、燃料の圧力を低下させるものとすることができる。また、上述した圧抜通路と圧抜弁とを有する構成の場合、圧力低下手段は、圧抜弁を開弁することで、燃料の圧力を低下させるものとしてもよい。 Further, the pressure reducing means can reduce the fuel pressure by closing the shutoff valve. In the case of the above-described configuration including the pressure relief passage and the pressure relief valve, the pressure reducing means may reduce the fuel pressure by opening the pressure relief valve.
本発明によれば、作動油圧値に応じて設定された第1基準値と、燃料圧力値との差が、第1閾値よりも小さくなった場合に、燃料の圧力を低下させる。これにより燃料の圧力上昇による異常噴射の発生を抑制することができる。また燃料圧力値と比較される第1基準値は、作動油圧に応じて設定される。従って、燃料圧力値だけでなく、作動油圧力と燃料圧力との関係において異常噴射が発生し得る状態か否かが判断されることとなる。従って、より高い精度で異常噴射の発生し得る状態が予測されるため、必要な場合にのみ燃料の圧力を低下させる制御を行うようにすることができる。 According to the present invention, when the difference between the first reference value set according to the hydraulic pressure value and the fuel pressure value becomes smaller than the first threshold value, the fuel pressure is reduced. As a result, the occurrence of abnormal injection due to an increase in fuel pressure can be suppressed. The first reference value to be compared with the fuel pressure value is set according to the operating oil pressure. Accordingly, it is determined whether or not abnormal injection can occur in relation to not only the fuel pressure value but also the hydraulic oil pressure and the fuel pressure. Therefore, since a state in which abnormal injection can occur is predicted with higher accuracy, control for reducing the fuel pressure can be performed only when necessary.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
実施の形態1.
[実施の形態1のシステムの全体構成]
図1は、本発明の実施の形態1のシステムの全体構成を説明するための図である。図1のシステムは内燃機関2を有している。内燃機関2は水素を燃料として用いることができ、例えば車両の動力源として好ましく使用することができる。内燃機関2には複数の気筒が備えられている。内燃機関2の各気筒の吸気ポートには吸気通路4が連通している。内燃機関2の各気筒の排気ポートには排気通路6が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[Overall Configuration of System of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of the system according to the first embodiment of the present invention. The system of FIG. 1 has an
内燃機関2の各気筒には、筒内に燃料として水素を噴射するためのインジェクタ10が設置されている。インジェクタ10は油圧作動式電子制御型の燃料噴射弁である。各気筒のインジェクタ10は燃料通路12を有している。燃料通路12の端部には外部から燃料供給を受けるための燃料供給口(図示せず)が設けられており、燃料通路12の燃料供給口において共通の燃料デリバリパイプ14に連結されている。
Each cylinder of the
燃料デリバリパイプ14には燃料圧力センサ16が設置されている。燃料圧力センサ16によれば、燃料デリバリパイプ14内の燃料の圧力(以下「燃料圧」とも称する)を検知することができる。燃料デリバリパイプ14には燃料ライン18が連結している。燃料ライン18は、その上流側で分岐通路20、22、24に分岐している。分岐通路20の上流側端部は高圧水素燃料タンク26に接続され、分岐通路22の上流側端部は高圧水素燃料タンク28に接続されている。分岐通路20、22それぞれには、分岐通路20、22を開閉する主止弁30、32が設けられている。また分岐通路24は燃料の充填口34に接続されている。
A
燃料ライン18の分岐通路20、22への分岐点近傍には、高圧水素燃料タンク26又は28からの水素燃料の圧力を検出するためのタンク圧センサ36が設置されている。燃料ライン18の分岐点より下流には、減圧機構38が設置されている。減圧機構38は、高圧に圧縮された燃料を段階的に目標値まで減圧する装置である。燃料ライン18の減圧機構38より下流側には、燃料ライン18を開閉する遮断弁40が設置されている。
A tank pressure sensor 36 for detecting the pressure of the hydrogen fuel from the high-pressure
また、燃料デリバリパイプ14には圧抜ライン42(圧抜き通路)が接続されている。圧抜ライン42には圧抜ライン42を開閉するための圧抜弁44が設けられている。圧抜弁44の開弁により、燃料デリバリパイプ14内の燃料を、燃料デリバリパイプ14から圧抜ライン42側に導出することができる。
Further, a pressure release line 42 (pressure release passage) is connected to the fuel delivery pipe 14. The pressure release line 42 is provided with a
また各気筒のインジェクタ10は作動油通路50を有している。作動油通路50の端部には外部から作動油の供給を受けるための作動油供給口(図示せず)が設けられており、作動油通路50は、この作動油供給口において作動油デリバリパイプ52に連結されている。
In addition, the
作動油デリバリパイプ52には油圧センサ54が設置されている。油圧センサ54によれば、作動油デリバリパイプ52に導入される作動油の圧力(以下「油圧」とも称する)を検知することができる。作動油デリバリパイプ52には作動油ライン56が接続され、作動油ライン56は作動油ポンプ58に接続されている。作動油ポンプ58の上流側は図示しない作動油の供給部に接続されている。作動油としては、例えば軽油、ガソリン、エンジンオイル等が用いられる。作動油ポンプ58により、作動油の供給部から作動油ライン56に作動油が導入され、作動油デリバリパイプ52及び作動油通路50を介して、インジェクタ10に作動油が供給される。
A
図1のシステムはECU60を備えている。ECU60は、内燃機関の運転を制御する制御装置である。ECU60は、燃料圧力センサ16、油圧センサ54、タンク圧センサ36を含む各種センサの信号を取り込み処理する。各種センサは内燃機関2及び車両の各所に取り付けられている。ECU60は取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムに従って各アクチュエータを操作する。ECU60によって操作されるアクチュエータには、インジェクタ10の電磁弁、主止弁30、32、遮断弁40、圧抜弁44等が含まれている。ECU60に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示す以外にも多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
The system in FIG. 1 includes an
[実施の形態1のインジェクタの構成]
図2は、本実施の形態1のインジェクタ10について説明するための図である。図2はインジェクタ10の一部を拡大して表している。インジェクタ10の燃料通路12は、インジェクタ10のボディ内部に伸びて、ニードル弁70とボディとの間に形成されるノズル室72に接続している。ニードル弁70は、軸方向に移動自在な状態でインジェクタ10のボディ内に内蔵されている。ニードル弁70の軸方向の移動によりボディの先端に形成された噴孔が開閉され、噴孔が開かれている間噴孔から気体燃料を噴射させる。
[Configuration of Injector of Embodiment 1]
FIG. 2 is a diagram for explaining the
ニードル弁70の噴孔とは反対側の端部はコマンドピストン74に当接している。コマンドピストン74はボディ内に軸方向に移動自在に配置されている。コマンドピストン74のニードル弁70と当接する側の端部近傍には、ニードル弁70を閉弁側に付勢するスプリング76が設置されている。
The end of the
コマンドピストン74のニードル弁70とは反対側の端部は、制御室78(圧力制御室)の壁面を構成する。制御室78には作動油通路50が連通し、作動油通路50から制御室78内に作動油が供給される。この構成によりコマンドピストン74には、制御室78内の作動油の圧力が作用する。
The end of the
また、制御室78にはリターン通路80が連通している。制御室78とリターン通路80との間には、電磁弁の弁88が設置されている。電磁弁の弁88はスプリング90によって閉弁方向に付勢されている。電磁弁は、非通電時にはスプリング90の付勢力により制御室78とリターン通路80との間を遮断する。一方、電磁弁は、通電時には、弁88が開弁方向に吸引されることで、制御室78とリターン通路80との間を連通状態とする。
In addition, a
[実施の形態1のインジェクタの動作]
上記のように構成されたインジェクタ10による燃料噴射は、基本的には電磁弁の通電、非通電の切り替えによる制御室78の圧力増減によって制御される。ところでインジェクタ10のニードル弁70に作用する主な力は(1)制御室78の圧力、(2)スプリング76による付勢力、(3)ノズル室72の圧力、(4)サック圧(又は閉弁時は筒内圧力)である。このうち上記(1)、(2)は、ニードル弁70を閉弁側に付勢する閉弁力として作用し、(3)、(4)は、ニードル弁70を開弁方向に付勢する開弁力として作用する。
[Operation of Injector of Embodiment 1]
The fuel injection by the
(1)の制御室78の圧力は、油圧と、電磁弁の非通電、通電の切り替えにより変化する。即ち、電磁弁が非通電の状態ではリターン通路80が閉じられているため(1)の制御室78の圧力は、油圧に応じた高圧の状態となる。一方、電磁弁の通電時には、作動油がリターン通路80側に流入するため(1)の制御室圧力が低い状態となる。また(3)のノズル室72の圧力と(4)のサック室の圧力は、共に、燃料圧によって変化する。
The pressure in the
従って、電磁弁の非通電時には閉弁力が開弁力より大きくなり、電磁弁の通電時には開弁力が閉弁力より大きくなる状態が正しく確保されるためには、油圧と燃料圧とのバランスが、適正な範囲に維持されることが要求される。 Therefore, in order to ensure that the valve closing force is greater than the valve opening force when the solenoid valve is not energized and the valve opening force is greater than the valve closing force when the solenoid valve is energized, it is necessary to The balance is required to be maintained within an appropriate range.
[本実施の形態の制御]
そこで、本実施の形態1においてECU60は、油圧と燃料圧との差圧を調整する下記の制御を実行する。図3及び図4は、本発明の実施の形態1における制御について説明するためのタイミングチャートである。図3は、油圧が高い場合の例であり、図4は油圧が低い場合の例である。図3、4において、油圧の破線は、実際の油圧に対して、油圧と燃料圧とに必要な一定の差圧分を減じた値である。即ち、油圧の破線が、燃料圧の上昇が許容される上限値である第1上限値を示す。
[Control of this embodiment]
Therefore, in the first embodiment, the
例えば、図3に示される例では、時刻t1において、電磁弁が通電状態とされ燃料噴射が開始される。燃料噴射の開始により油圧及び燃料圧は一時的に低下するが、フィードバック制御により、油圧及び燃料圧はそれぞれの目標値に向けて次第に昇圧される。その後、時刻t2において燃料噴射が停止される。時刻t2における燃料噴射停止後次に燃料噴射が開始される時刻t3まで、燃料圧は高い状態に維持される。図3の例では、燃料圧は第1基準値よりも低い状態に維持され、油圧と燃料圧との間に必要な差圧が確保されている。従って、遮断弁40は開弁状態に維持される。 For example, in the example shown in FIG. 3, at time t1, the solenoid valve is energized and fuel injection is started. Although the hydraulic pressure and the fuel pressure are temporarily decreased by the start of fuel injection, the hydraulic pressure and the fuel pressure are gradually increased toward the respective target values by feedback control. Thereafter, fuel injection is stopped at time t2. The fuel pressure is kept high until the time t3 when the fuel injection is started next after the fuel injection is stopped at the time t2. In the example of FIG. 3, the fuel pressure is kept lower than the first reference value, and a necessary differential pressure is ensured between the hydraulic pressure and the fuel pressure. Accordingly, the shutoff valve 40 is maintained in the open state.
一方、図4に示される例では、時刻t4において燃料噴射が開始されると、同様に、油圧と燃料圧が一時的に低下した後、フィードバック制御により燃料圧は上昇している。一方、油圧は一度上昇した後、再び低下している。図4の例では、時刻t5において燃料噴射弁が閉弁された後、時刻t6において、燃料圧が第1上限値を超えている。このように燃料圧が第1上限値を超えた状態となった場合、燃料圧と油圧との間に必要な差圧が確保されていない状態となっていると判断される。従って、このような状態となった同時刻t6において、遮断弁40は閉弁される。遮断弁40の閉弁によって燃料ライン18からの燃料供給が停止される。その後、遮断弁40は閉弁状態が維持されたまま時刻t7において再びインジェクタ10からの燃料噴射が行われる。これにより燃料圧は低下を開始し、第1上限値よりも小さい状態に戻される。
On the other hand, in the example shown in FIG. 4, when fuel injection is started at time t4, similarly, after the oil pressure and the fuel pressure are temporarily reduced, the fuel pressure is increased by feedback control. On the other hand, the hydraulic pressure once rises and then decreases again. In the example of FIG. 4, after the fuel injection valve is closed at time t5, the fuel pressure exceeds the first upper limit value at time t6. As described above, when the fuel pressure exceeds the first upper limit value, it is determined that a necessary differential pressure is not secured between the fuel pressure and the hydraulic pressure. Accordingly, at the same time t6 when such a state is reached, the shutoff valve 40 is closed. The fuel supply from the
本実施の形態の制御においては、燃料圧の上限値となる第1上限値を油圧に応じて設定する。第1上限値と油圧との関係は、予めECU60にマップとして記憶される。第1上限値と油圧との関係は、閉弁力と開弁力とのバランスが正しく確保されるために必要な、油圧と燃料圧との差圧に基づいて適宜、設定される。必要な差圧は、インジェクタ10の構成ごとに異なるものであり、実験やシミュレーション等により求めることができる。
In the control of the present embodiment, the first upper limit value that is the upper limit value of the fuel pressure is set according to the hydraulic pressure. The relationship between the first upper limit value and the hydraulic pressure is stored in advance in the
また、本実施の形態では、燃料圧が第1上限値を超えた場合には、遮断弁40の閉弁を行うと共に、作動油ポンプ58により油圧を上昇させる油圧上昇制御を実行する。これにより早期に油圧と燃料圧との差圧を大きくすることができる。
Further, in the present embodiment, when the fuel pressure exceeds the first upper limit value, the shutoff valve 40 is closed and the hydraulic pressure increase control for increasing the hydraulic pressure by the
[本実施の形態の具体的な制御]
図5は、本発明の実施の形態1においてECU60が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図5のルーチンは、内燃機関2の運転中、一定時間ごとに繰り返し実行されるルーチンである。図5のルーチンでは、まずステップS102において、油圧epcrが検出される。ECU60は油圧センサ54の出力を取り込んで、これに応じた油圧epcrを検出する。
[Specific Control of this Embodiment]
FIG. 5 is a flowchart for illustrating a control routine executed by
次に、ステップS104において燃料圧eprが検出される。ここでは燃料圧力センサ16の出力がECU60に取り込まれ、これに応じて燃料圧eprが検出される。次に、ステップS106で、第1上限値mx1が設定される。第1上限値mx1は、ステップS102で検出された油圧epcrに応じ、予めECU60に記憶された油圧epcrと第1上限値mx1との関係を定めるマップ等に従って求められる。
Next, in step S104, the fuel pressure epr is detected. Here, the output of the
次に、ステップS108において、ステップS106で検出された燃料圧eprが、ステップS104において設定された第1上限値mx1より大きいか否かが判別される。ステップS108において燃料圧eprが第1上限値mx1より大きいことが認められない場合、ステップS110に進み、遮断弁40は現在の開度に維持され、通常時の燃料圧の制御が維持される。 Next, in step S108, it is determined whether or not the fuel pressure epr detected in step S106 is greater than the first upper limit value mx1 set in step S104. In step S108, when it is not recognized that the fuel pressure epr is larger than the first upper limit value mx1, the process proceeds to step S110, the cutoff valve 40 is maintained at the current opening degree, and the control of the fuel pressure at the normal time is maintained.
一方、ステップS108において、燃料圧eprが第1上限値mx1より大きいことが認められた場合、次に、ステップS112において遮断弁40が閉弁される。遮断弁40の閉弁は、ECU60からの制御信号により実行される。これにより燃料デリバリパイプ14への燃料供給が一旦停止し、次回燃料噴射により燃料圧が低下する。次に、ステップS114において油圧上昇制御が実行される。油圧上昇はECU60からの制御信号によって作動油ポンプ58が稼動されることで実行される。その後、今回の処理は一旦終了する。
On the other hand, if it is determined in step S108 that the fuel pressure epr is greater than the first upper limit value mx1, then in step S112, the shutoff valve 40 is closed. The shut-off valve 40 is closed by a control signal from the
以上説明したように、本実施の形態によれば、燃料圧が、油圧に応じて設定された第1基準値より大きくなった場合に、燃料圧を低下させて油圧を高める制御が行われる。これにより、燃料圧と油圧との差圧が許容範囲を超えて小さくなった場合に、インジェクタ10の開弁力と閉弁力とのバランスを正しい状態に戻すことができる。従って、インジェクタ10の異常噴射を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the fuel pressure becomes larger than the first reference value set in accordance with the oil pressure, the control for decreasing the fuel pressure and increasing the oil pressure is performed. Thereby, when the differential pressure between the fuel pressure and the hydraulic pressure becomes smaller than the allowable range, the balance between the valve opening force and the valve closing force of the
また、例えば、燃料圧に対する上限値を固定値として、燃料圧が上限値(固定値)を超えた場合に遮断弁を閉弁することとすると、油圧と燃料圧との差圧が十分にある状態でも遮断弁が閉弁される場合が生じる。これに対し本実施の形態では、燃料圧に対する上限値が、油圧に応じて設定される。従って、燃料圧が油圧より十分小さいような場合にまで遮断弁40が閉弁されるのを抑制することができ、開閉回数の増加による遮断弁40の劣化を抑制することができる。 Also, for example, if the upper limit value for the fuel pressure is a fixed value and the shutoff valve is closed when the fuel pressure exceeds the upper limit value (fixed value), there is a sufficient differential pressure between the hydraulic pressure and the fuel pressure. Even in this state, the shut-off valve may be closed. On the other hand, in the present embodiment, the upper limit value for the fuel pressure is set according to the oil pressure. Accordingly, the shutoff valve 40 can be prevented from closing until the fuel pressure is sufficiently smaller than the hydraulic pressure, and deterioration of the shutoff valve 40 due to an increase in the number of opening / closing operations can be suppressed.
なお、本実施の形態では、油圧と燃料圧とに必要な差圧を固定値とし、この固定値分を油圧から減じた値を第1上限値とする例について説明した。しかし、本発明において、油圧と燃料圧との必要な差圧は、全ての圧力範囲で一定値である場合に限られない。従って、本発明において第1上限値は、油圧に応じて適宜設定されるものであればよく、例えば油圧に一定の係数を乗じた値を、第1上限値とするものであってもよい。これは、以下の実施の形態においても同様である。 In the present embodiment, the example has been described in which the differential pressure required for the hydraulic pressure and the fuel pressure is a fixed value, and the value obtained by subtracting the fixed value from the hydraulic pressure is the first upper limit value. However, in the present invention, the necessary differential pressure between the hydraulic pressure and the fuel pressure is not limited to a constant value in the entire pressure range. Therefore, in the present invention, the first upper limit value may be set as appropriate according to the oil pressure, and for example, a value obtained by multiplying the oil pressure by a certain coefficient may be used as the first upper limit value. The same applies to the following embodiments.
また、本発明において、燃料圧が油圧に応じて設定された第1上限値を超えた場合に、遮断弁40を閉弁する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、燃料圧と第1上限値との差が、第1閾値を超えた場合に遮断弁40を閉弁する構成としてもよい。即ち、実施の形態は、第1閾値=0と設定し、油圧から必要な差圧を減圧した値を第1基準値とした例である。しかし、例えば、油圧に応じて設定される第1基準値として、例えば、油圧の検出値、検出された油圧の平均値やなまし値、推定値の他、検出された油圧に応じて算出される油圧に関連する値を第1基準値としてもよい。この場合には、油圧と燃料圧とに必要な差圧に応じて、第1閾値を設定し、第1基準値と燃料圧との差圧が、第1閾値を超えた場合に、遮断弁40を閉弁するように制御すればよい。またこの場合、第1閾値は、油圧又は燃料圧に応じて設定されるような値であってもよい。これは以下の実施の形態においても同様である。 In the present invention, the case where the shutoff valve 40 is closed when the fuel pressure exceeds the first upper limit value set according to the hydraulic pressure has been described. However, the present invention is not limited to this, and the shutoff valve 40 may be closed when the difference between the fuel pressure and the first upper limit value exceeds the first threshold value. In other words, the embodiment is an example in which the first threshold value is set to 0, and the value obtained by reducing the required differential pressure from the hydraulic pressure is used as the first reference value. However, for example, the first reference value set according to the oil pressure is calculated according to the detected oil pressure, in addition to the detected value of the oil pressure, the average value, the smoothed value, and the estimated value of the detected oil pressure. A value related to the hydraulic pressure may be set as the first reference value. In this case, the first threshold value is set according to the differential pressure required for the hydraulic pressure and the fuel pressure, and when the differential pressure between the first reference value and the fuel pressure exceeds the first threshold value, the cutoff valve What is necessary is just to control so that 40 may be closed. In this case, the first threshold value may be a value set according to the hydraulic pressure or the fuel pressure. The same applies to the following embodiments.
また、本実施の形態では、インジェクタ10が正常であれば、油圧に応じた第1基準値が燃料圧よりも高くなるように設定されている場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、インジェクタ10のスプリング76の付勢力を大きくすることで、油圧よりも燃料圧が小さなバランスに設定されたものであってもよい。このように正常時にも油圧より燃料圧が高いバランスで使用されるインジェクタの場合にも、本発明の制御は、油圧に応じて設定される第1基準値と燃料圧との差である「第1基準値―燃料圧」が、第1閾値よりも小さいか否かにより、燃料の圧を低減する制御を実施するか否かを判断すればよい。また、この判断は例えば、第1基準値と燃料圧との比率によっても同様に行うことができる。例えば、第1基準値に対する燃料圧の比である「燃料圧/第1基準値」が第1閾値より小さい場合に、燃料圧を低減する制御を行うこととしてもよい。これは以下の実施の形態においても同様である。
In the present embodiment, the case where the first reference value corresponding to the hydraulic pressure is set to be higher than the fuel pressure if the
また、本実施の形態においては、燃料圧と油圧との差が小さくなった場合に、遮断弁40を閉弁する制御により燃料圧を低減させる場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、主止弁30又は32の閉弁により、燃料圧を低下させるものであってもよいし、圧抜弁44の開弁により燃料圧を低下させるものとしてもよい。これは以下の実施の形態においても同様である。
In the present embodiment, the case where the fuel pressure is reduced by the control for closing the shutoff valve 40 when the difference between the fuel pressure and the hydraulic pressure becomes small has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the fuel pressure may be reduced by closing the
また、本実施の形態においては、燃料圧及び油圧の取得や、インジェクタ10の電磁弁や遮断弁40の制御等が、ECU60によって実行される場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではない。本発明において燃料圧及び油圧の取得や、燃料圧を低下させるための遮断弁40等の閉弁制御等、ECU60とは別に設けられた制御装置によって実行されるものであってもよく、更には、インジェクタ10にマイコンを設置し、マイコンによって燃料圧及び油圧の取得や開弁制御等が実行されるものとしてもよい。これは以下の実施の形態においても同様である。
Moreover, in this Embodiment, the case where acquisition of fuel pressure and hydraulic pressure, control of the electromagnetic valve of the
また、本発明において圧抜ライン42の連結先は特に限定されない。圧抜ライン42は安全に設置された排出ラインに接続され、燃料が安全に外部に排出される構成としてもよい。あるいは、低圧のタンクを別途設置し、圧抜ライン42をこのタンクに連結し、燃料をタンクに排出するようにしてもよい。この場合、タンクから燃料が吸気系に供給されるような構成や、排気系に排出して後処理に活用される構成としてもよい。これは、以下の実施の形態においても同様である。 In the present invention, the connection destination of the press line 42 is not particularly limited. The depressurization line 42 may be connected to a safely installed discharge line so that the fuel can be safely discharged to the outside. Alternatively, a low-pressure tank may be separately installed, and the depressurization line 42 may be connected to the tank so that the fuel is discharged to the tank. In this case, the fuel may be supplied from the tank to the intake system, or may be discharged to the exhaust system and used for post-processing. The same applies to the following embodiments.
また、本実施の形態では燃料圧と油圧との差が小さくなった場合に、遮断弁40の閉弁により燃料圧を低下させる制御と共に、油圧を上昇させる制御を行う場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、燃料圧を低下させる制御のみを行うようにしてもよい。これは以下の実施の形態においても同様である。 Further, in the present embodiment, when the difference between the fuel pressure and the hydraulic pressure becomes small, the control for increasing the hydraulic pressure is performed together with the control for decreasing the fuel pressure by closing the shutoff valve 40. However, the present invention is not limited to this, and only control for reducing the fuel pressure may be performed. The same applies to the following embodiments.
また本実施の形態では、燃料圧力センサ16の出力に基づき求められた燃料デリバリパイプ14内の圧力を「燃料圧」とし、油圧センサ54の出力に基づき求められた作動油デリバリパイプ52内の圧力を「油圧」として用いる場合について説明した。しかし、本発明においてはこれに限られるものではなく、インジェクタ10に供給される燃料の圧力又はこれに相関する値を、他の手段により検出又は推定し、これを用いてもよい。また同様に、インジェクタ10の制御室78に供給される作動油の圧力又はこれに相関する値を、他の手段により検出又は推定し、これを用いてもよい。これは、以下の実施の形態においても同様である。
In the present embodiment, the pressure in the fuel delivery pipe 14 determined based on the output of the
また、本実施の形態では、燃料として水素が用いられる場合について説明した。しかし、本発明の燃料噴射装置は、燃料を水素とする場合に限られるものではなく、特に気体燃料の燃料噴射装置として好ましく用いることができる。 In the present embodiment, the case where hydrogen is used as the fuel has been described. However, the fuel injection device of the present invention is not limited to the case where hydrogen is used as the fuel, and can be preferably used particularly as a fuel injection device for gaseous fuel.
なお、本実施の形態において、燃料ライン18及び燃料デリバリパイプ14及び燃料通路12で構成される燃料の通路は、本発明における「燃料供給路」に相当する。また、作動油ライン56及び作動油デリバリパイプ52及び作動油通路50により構成される作動油の通路は、本発明における「作動油通路」に相当する。また、本実施の形態における遮断弁40又は主止弁30又は32は、本発明における「遮断弁」に相当する。
In the present embodiment, the fuel passage composed of the
また、本実施の形態の図5のルーチンにおいて、ステップS102の処理が実行されることで、本発明における「作動油圧力値を取得する手段」が実現し、ステップS104の処理が実行されることで「燃料圧力値を取得する手段」が実現し、ステップS112の処理が実行されることで「圧力低減手段」が実現する。 Further, in the routine of FIG. 5 of the present embodiment, the process of step S102 is executed, thereby realizing the “means for obtaining the hydraulic oil pressure value” in the present invention, and the process of step S104 is executed. Thus, the “means for obtaining the fuel pressure value” is realized, and the “pressure reducing means” is realized by executing the processing of step S112.
実施の形態2.
実施の形態2のシステムは実施の形態1のシステムと同一の構成を有している。実施の形態2のシステムは、実施の形態1の制御に加え、第1上限値より大きい第2上限値を設定し、燃料圧が第2上限値を上回る場合には、圧抜弁44を開弁する制御を行う。ここで第2上限値は、油圧を一定量小さくした値とする。油圧と第2上限値との差は、油圧と第1上限値との差より小さく設定される。即ち、第1上限値より第2上限値の方が大きく油圧に近い値に設定される。
The system of the second embodiment has the same configuration as the system of the first embodiment. In the system of the second embodiment, in addition to the control of the first embodiment, a second upper limit value that is larger than the first upper limit value is set, and when the fuel pressure exceeds the second upper limit value, the
第2上限値と油圧との関係は、予めECU60にマップとして記憶される。このような第2上限値と油圧との関係は、閉弁力と開弁力とのバランスが正しく確保されるために最低限必要な油圧と燃料圧との差圧に基づいて適宜、設定される。このような差圧は、インジェクタ10の構成ごとに異なるものであり、実験やシミュレーション等により求めることができる。
The relationship between the second upper limit value and the hydraulic pressure is stored in advance in the
図6は、本発明の実施の形態2においてECU60が実行する制御のルーチンについて説明するための図である。図6のルーチンは、図5のルーチンに替えて実行されるルーチンであり、図5のルーチンのステップS114の処理の後に、ステップS202〜S206の処理を有する点を除いて図5のルーチンと同じものである。
FIG. 6 is a diagram for illustrating a control routine executed by
図6のルーチンでは、ステップS114の油圧上昇制御が実行された場合、次に、ステップS202において、第2上限値mx2が算出される。第2上限値mx2は、予めECU60に記憶されているマップに従って算出される。
In the routine of FIG. 6, when the hydraulic pressure increase control in step S114 is executed, next, in step S202, the second upper limit value mx2 is calculated. The second upper limit value mx2 is calculated according to a map stored in advance in the
次に、ステップS204において、ステップS104で検出された燃料圧eprが第2上限値mx2より大きいか否かが判別される。ステップS204において、燃料圧eprが第2上限値mx2より大きいことが認められない場合には、今回の処理はこのまま終了する。 Next, in step S204, it is determined whether or not the fuel pressure epr detected in step S104 is greater than the second upper limit value mx2. If it is not determined in step S204 that the fuel pressure epr is greater than the second upper limit value mx2, the current process ends as it is.
一方、ステップS204において、燃料圧eprが第2上限値mx2より大きいと判別された場合には、次に、ステップS206で圧抜弁44が開弁される。これにより燃料デリバリパイプ14から、圧抜ライン42に燃料が排出され、燃料圧が低下を開始する。その後、今回の処理は終了する。
On the other hand, if it is determined in step S204 that the fuel pressure epr is greater than the second upper limit value mx2, then the
以上説明したように、本実施の形態では、第1上限値よりも大きな第2上限値を設け、燃料圧が第2上限値にまで上昇する場合には、遮断弁40の閉弁と共に、圧抜弁44を開弁する。これにより、例えば、減圧機構38と遮断弁40とが同時に故障するなど、遮断弁40の閉弁だけでは対応できないような場合にも、異常噴射の発生を抑えることができる。
As described above, in the present embodiment, when the second upper limit value larger than the first upper limit value is provided and the fuel pressure rises to the second upper limit value, the pressure is increased along with the closing of the shutoff valve 40. The valve-
なお、本実施の形態では、第1上限値の設定の場合と同様、最低限必要な油圧と燃料圧との差圧を固定値とし、この固定値分を油圧から減じた値を第2上限値とする例について説明した。しかし、本発明において、最低限必要な差圧は、全ての圧力範囲で一定値である場合に限られない。従って、第2上限値は、油圧に応じて適宜設定されるものであればよく、例えば油圧に一定の係数を乗じた値を、第2上限値とするものであってもよい。これは、以下の実施の形態においても同様である。 In the present embodiment, as in the case of setting the first upper limit value, the differential pressure between the minimum required oil pressure and fuel pressure is a fixed value, and the value obtained by subtracting this fixed value from the oil pressure is the second upper limit value. An example of values has been described. However, in the present invention, the minimum required differential pressure is not limited to a constant value in the entire pressure range. Therefore, the second upper limit value may be set as appropriate according to the oil pressure, and for example, a value obtained by multiplying the oil pressure by a certain coefficient may be used as the second upper limit value. The same applies to the following embodiments.
また、本発明において、燃料圧が油圧に応じて設定された第2上限値を超えた場合に、圧抜弁44を開弁する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、燃料圧と第2上限値との差が、第2閾値を超えた場合に圧抜弁44を開弁する構成としてもよい。即ち、本実施の形態は第2閾値=0と設定し、油圧から最低限必要な差圧を減圧した値を第2基準値とした例である。しかし、例えば、第2基準値を、最低限必要な差圧分を含まない値、例えば、油圧の検出値、検出された油圧の平均値やなまし値、推定値の他、検出された油圧に応じて演算される値としてもよい。この場合には、油圧と燃料圧とに最低限必要な差圧に応じて、第2閾値を設定し、第2基準値と燃料圧との差圧が、第2閾値を超えた場合に、圧抜弁44を開弁するように制御すればよい。またこの場合、第2閾値は、油圧又は燃料圧に応じて設定されるような値であってもよい。また、本発明は、このように第2閾値を最低限必要な差圧とし、第1閾値より小さな値に設定するものであれば、第1基準値と第2基準値とを同じ値としてもよい。これは以下の実施の形態においても同様である。
In the present invention, the case where the
また、本実施の形態では、インジェクタ10が正常であれば、油圧及び第1、第2基準値が燃料圧よりも高くなるように設定されている場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、インジェクタ10のスプリング76の付勢力を大きくすることで、油圧よりも燃料圧が小さなバランスに設定されたものであってもよい。このように正常時にも油圧より燃料圧が高いバランスで使用されるインジェクタの場合にも、本発明の制御は、油圧に応じて設定される第2基準値と燃料圧との差である「第2基準値―燃料圧」が、第2閾値よりも小さいか否かにより、燃料圧を低減する制御を実施するか否かを判断すればよい。この判断は例えば、第2基準値と燃料圧との比率によっても同様に行うことができる。例えば、第2基準値に対する燃料圧の比である「燃料圧/第2基準値」が第2閾値より小さい場合に、燃料圧を低減する制御を行うこととしてもよい。これは以下の実施の形態においても同様である。
In the present embodiment, the case has been described in which the hydraulic pressure and the first and second reference values are set higher than the fuel pressure if the
実施の形態3.
実施の形態3のシステムは、実施の形態1のシステムと同一の構成を有している。実施の形態3においては、実施の形態2の制御に加え、第1上限値を、昇圧能力と高圧水素燃料タンク26又は28の圧力と燃料圧との差圧とに応じて補正された値に設定する制御を行う。
Embodiment 3 FIG.
The system of the third embodiment has the same configuration as the system of the first embodiment. In the third embodiment, in addition to the control of the second embodiment, the first upper limit value is set to a value corrected according to the pressure increase capability and the pressure difference between the pressure of the high-pressure
[第1上限値の算出]
図7は、本発明の実施の形態3における、第1上限値のベース値と第1上限値と第2上限値とについて説明するための図である。本発明の実施の形態3において設定される第1、第2上限値について説明するための図である。図7において横軸は油圧を表し、縦軸は燃料圧を表している。また、図7において(a)はベース値、(b)は第1上限値、(c)は第2上限値を表している。
[Calculation of first upper limit value]
FIG. 7 is a diagram for describing the base value of the first upper limit value, the first upper limit value, and the second upper limit value in the third embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the 1st, 2nd upper limit set in Embodiment 3 of this invention. In FIG. 7, the horizontal axis represents the hydraulic pressure, and the vertical axis represents the fuel pressure. In FIG. 7, (a) represents a base value, (b) represents a first upper limit value, and (c) represents a second upper limit value.
本実施の形態3においては、まず、図7の(a)に示されるように、油圧に応じて、燃料圧ベース値が設定される。燃料圧ベース値は油圧に応じてマップに従って設定されるものであり、例えば、実施の形態1における第1基準値と同じ値である。本実施の形態では、ベース値を、圧能力と高圧水素燃料タンク26又は28の圧力(以下「タンク圧」とも称する)と燃料圧との差圧(以下「燃料差圧」とも称する)とに応じて補正した値を第1上限値とする。具体的には、下記に説明するように、昇圧能力に応じたオフセット値ofsと燃料差圧に応じた補正係数kとを設定し、ベース値mxbを次式(1)により補正した値を、第1上限値mx1を用いる。
第1上限値mx1=ベース値mxb−オフセット値ofs×補正係数k ・・(1)
In the third embodiment, first, as shown in FIG. 7A, the fuel pressure base value is set according to the hydraulic pressure. The fuel pressure base value is set according to the map according to the oil pressure, and is, for example, the same value as the first reference value in the first embodiment. In the present embodiment, the base value is set to the pressure capacity and the differential pressure between the pressure of the high-pressure
First upper limit value mx1 = base value mxb−offset value ofs × correction coefficient k (1)
[オフセット値について]
例えば、燃料圧が高くなくなる場合でも、燃料圧と油圧との最低限必要な差圧が確保されているうちに油圧を高くすることができれば、燃料圧と油圧との間に最低限必要な差圧を維持することができる。一方、作動油ポンプ58による油圧の昇圧能力が低く、燃料圧の上昇が油圧の上昇よりも早い場合、燃料圧と油圧との差圧は早い段階で最低限必要な差圧よりも小さくなることが予想される。
[About offset value]
For example, even if the fuel pressure does not increase, if the hydraulic pressure can be increased while the minimum required differential pressure between the fuel pressure and the hydraulic pressure is secured, the minimum required difference between the fuel pressure and the hydraulic pressure. The pressure can be maintained. On the other hand, when the pressure increase capability of the hydraulic pressure by the
そこで、本実施の形態では、第1上限値として、作動油ポンプ58の昇圧能力に応じたオフセット値により補正された値を用いる。図8は、油圧ポンプ58の昇圧能力とオフセット値との関係を説明するための図である。本実施の形態では、オフセット値は、油圧に応じて設定されたベース値から減じられる値である。図8に示されるように、オフセット値は、昇圧能力が高くなるに連れて、小さくなる。オフセット値は設定されたベース値から減算される値であるから、燃料圧に対して設定される第1上限値は、昇圧能力が低い場合ほど、低い値となるように補正されたものとなる。また、作動油ポンプ58の昇圧能力が低い場合ほど、第2上限値と第1上限値との差が大きくなり、大きなマージンが確保される。
Therefore, in the present embodiment, a value corrected by an offset value corresponding to the boosting capability of the
なお、実際の制御においては、作動油ポンプの昇圧能力を示す値として、たとえば単位当たりの油圧の変化率等、昇圧能力に相関する値である昇圧能力値が用いられる。昇圧能力値とオフセット値との具体的な関係は、油圧と燃料圧との必要な差圧分や、第1上限値と第2上限値との間に必要なマージン等を考慮して、実験やシミュレーション等により求められ、設定される。設定された関係を定めたマップは、予めECU60に記憶しておく。
In actual control, a boosting capability value that is a value correlated with the boosting capability, such as a rate of change in hydraulic pressure per unit, is used as a value indicating the boosting capability of the hydraulic oil pump. The specific relationship between the boosting capacity value and the offset value is determined by considering the necessary differential pressure between the hydraulic pressure and the fuel pressure, and the necessary margin between the first upper limit value and the second upper limit value. Or obtained by simulation or the like. A map that defines the set relationship is stored in the
[補正係数について]
また、燃料圧が上昇している場合においても、その燃料圧の上昇度合いは、タンク圧に近づくに連れて小さくなり、タンク圧に達した時点で燃料圧の上昇が停止するものと予想される。つまり、燃料差圧が小さい場合程、燃料圧のその後の上昇度合いは小さくなるものと予想される。従って、燃料圧が高くても、燃料差圧が小さい場合には、燃料圧を低下させる制御や油圧上昇制御を開始する時期が遅くなっても、油圧と燃料圧との差圧が確保された状態を維持できると考えられる。
[About correction factors]
Further, even when the fuel pressure is increasing, the degree of increase in the fuel pressure is reduced as the tank pressure is approached, and the increase in fuel pressure is expected to stop when the tank pressure is reached. . That is, the smaller the fuel differential pressure, the smaller the subsequent increase in fuel pressure is expected. Therefore, even if the fuel pressure is high, if the fuel differential pressure is small, the differential pressure between the hydraulic pressure and the fuel pressure is secured even if the timing to start the control to lower the fuel pressure or the hydraulic pressure increase control is delayed. It is thought that the state can be maintained.
そこで本実施の形態では、第1上限値のベース値に対する補正値であるオフセット値を、タンク圧と燃料圧との差圧に応じて補正して用いるものとする。図9は、本実施の形態における燃料差圧と、オフセット値に対する補正係数との関係について説明するための図である。 Therefore, in the present embodiment, an offset value, which is a correction value for the base value of the first upper limit value, is corrected and used according to the differential pressure between the tank pressure and the fuel pressure. FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the fuel differential pressure and the correction coefficient for the offset value in the present embodiment.
図9に示されるように、補正係数は、燃料差圧が大きい場合ほど大きくなるように設定される。補正係数は、オフセット値に掛けて用いられる。従って、オフセット値の値が、燃料差圧が大きい場合ほど大きくなるように補正される。これにより第1上限値は、同一油圧、かつ同一の昇圧能力の場合を比較すると、燃料差圧が大きい場合ほど小さな値となるように補正された値である。即ち、燃料差圧が大きい場合ほど、燃料圧の上昇が早いため、早期に遮断弁40が閉鎖されて、作動油圧を上昇させる制御が行われる。又、燃料差圧が大きい場合ほど、第1上限値と第2上限値との間のマージンが大きく取られ、確実に異常噴射が防止される。 As shown in FIG. 9, the correction coefficient is set so as to increase as the fuel differential pressure increases. The correction coefficient is used by multiplying the offset value. Accordingly, the offset value is corrected so as to increase as the fuel differential pressure increases. Accordingly, the first upper limit value is a value corrected so as to be smaller as the fuel differential pressure is larger when the same hydraulic pressure and the same boosting capacity are compared. That is, the higher the fuel differential pressure, the faster the fuel pressure rises. Therefore, the shutoff valve 40 is closed early and control is performed to increase the hydraulic pressure. Further, the larger the fuel differential pressure, the larger the margin between the first upper limit value and the second upper limit value, thereby reliably preventing abnormal injection.
図9に示されるような、燃料差圧と補正係数kとの具体的な関係は、予めインジェクタ10に実験やシミュレーション等によるデータに基づいて求められる。この関係は、例えば、マップ等として定め、ECU60に記憶しておく。
The specific relationship between the fuel differential pressure and the correction coefficient k as shown in FIG. 9 is obtained in advance in the
図10は、本発明の実施の形態3における制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図10のルーチンは、図6のルーチンに替えて実行され、図6のルーチンのステップS104の処理の後、ステップS106の処理に替えてステップS302〜S312の処理を有する点を除き図6のルーチンと同一である。 FIG. 10 is a flowchart for illustrating a control routine in the third embodiment of the present invention. The routine shown in FIG. 10 is executed in place of the routine shown in FIG. 6. The routine shown in FIG. 6 has the processes shown in steps S302 to S312 in place of the process in step S106 after the process in step S104 of the routine shown in FIG. Is the same.
図10のルーチンにおいて油圧epcrが検出された後、次に、ステップS302においてベース値mxbが算出される。ベース値mxbは、例えば実施の形態1における第1上限値であり、油圧epcrに応じてECU60に予め記憶されたマップに従って算出される。
After the hydraulic pressure epcr is detected in the routine of FIG. 10, the base value mxb is calculated in step S302. The base value mxb is, for example, the first upper limit value in the first embodiment, and is calculated according to a map stored in advance in the
次に、ステップS304において作動油ポンプ58の昇圧能力値が検出される。油圧ポンプの昇圧能力値は、ECU60に予め記憶された演算式等に従って算出される。次に、ステップS306において昇圧能力値に応じてオフセット値ofsが算出される。昇圧能力値とオフセット値ofsとの関係は、予めECU60にマップとして定められている。ステップS306の処理では、このマップに従って、ステップS304において算出された昇圧能力値に応じたオフセット値ofsが演算される。
Next, in step S304, the boosting capacity value of the
次に、ステップS308において、タンク圧epgbが検出される。ここではECU60にタンク圧センサ36の出力が取り込まれ、これに基づいてタンク圧epgbが検出される。
Next, in step S308, the tank pressure epgb is detected. Here, the output of the tank pressure sensor 36 is taken into the
次に、ステップS310においてオフセット値ofsに対する補正係数kが算出される。ECU60には予め、補正係数kとタンク圧epgbとの関係がマップとして記憶されている。ここではマップに従って、ステップS308で検出されたタンク圧epgbに応じた補正係数kが演算される。
Next, in step S310, a correction coefficient k for the offset value ofs is calculated. The
次にステップS312において第1上限値mx1が演算される。第1上限値mx1は、ステップS302、S306、S310のそれぞれにおいて演算されたベース値mxb、オフセット値ofs、補正係数kを用いて、上記式(1)に従って演算される。 Next, in step S312, the first upper limit value mx1 is calculated. The first upper limit value mx1 is calculated according to the above equation (1) using the base value mxb, the offset value ofs, and the correction coefficient k calculated in steps S302, S306, and S310.
次に、ステップS106の判別処理が実行される。但し、ここではステップS312において演算された第1上限値mx1が用いられる。ステップS106以降、ステップS106〜S114及びS202〜S206の処理は図6のルーチンと同様に進められ、今回の処理は終了する。 Next, the determination process of step S106 is executed. However, here, the first upper limit value mx1 calculated in step S312 is used. After step S106, the processing of steps S106 to S114 and S202 to S206 proceeds in the same manner as the routine of FIG. 6, and the current processing ends.
以上説明したように、本実施の形態によれば、第1上限値は、作動油圧に応じて設定されるベース値を昇圧能力値に応じて補正した値である。この補正により第1上限値は、油圧が同一である場合を比較すると、昇圧能力が低い場合程小さくなるように設定される。これにより作動油の昇圧が遅い場合ほど、燃料圧がより低い段階で遮断弁40の閉弁と油圧上昇制御とが開始される。従って、油圧の昇圧能力が低い場合にも、燃料圧と油圧との差圧が許容範囲を超えて小さくなるのを抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, the first upper limit value is a value obtained by correcting the base value set according to the hydraulic pressure according to the boosting capacity value. As a result of this correction, the first upper limit value is set to be smaller when the boosting capability is lower than when the oil pressure is the same. As a result, as the hydraulic oil pressure increases later, the shutoff valve 40 and the hydraulic pressure increase control are started at a stage where the fuel pressure is lower. Therefore, even when the pressure increase capability of the hydraulic pressure is low, it is possible to suppress the differential pressure between the fuel pressure and the hydraulic pressure from becoming smaller than the allowable range.
また作動油ポンプ58の昇圧能力が低い場合程、第1上限値mx1と第2上限値mx2とのマージンが大きくなる。従って油圧昇圧能力が低い場合にも燃料圧が第2上限値mx2に達するまでの余裕を大きく確保することができ、燃料圧が第2上限値mx2に達する前に、油圧を高め、燃料圧の上限値として設定される第2上限値mx2を高めることができる。従って、圧抜弁44の開放により燃料が圧抜ライン42から外部に排出されるのを抑制することができる。
Further, the lower the boosting capacity of the
また、本実施の形態では、燃料差圧が小さく燃料の上昇率が小さいと予想される場合ほど、第1上限値mx1が大きな値となるように設定される場合について説明した。これにより、不必要な場合にまで遮断弁40が閉弁されるのを回避することができる。また第1上限値mx1と第2上限値mx2とのマージンは、燃料差圧が大きい場合ほど大きくなるように設定される。このように燃料圧の上昇率に応じてマージンが決定されるため、不必要な圧抜弁44の開弁による無駄な燃料の排出を抑制することができる。
In the present embodiment, the case has been described in which the first upper limit value mx1 is set to a larger value as the fuel differential pressure is smaller and the fuel increase rate is expected to be smaller. Thereby, it is possible to avoid closing the shutoff valve 40 until it is unnecessary. The margin between the first upper limit value mx1 and the second upper limit value mx2 is set so as to increase as the fuel differential pressure increases. Thus, since the margin is determined according to the rate of increase in the fuel pressure, unnecessary fuel discharge due to the unnecessary opening of the
なお、実施の形態1、2において説明したように、本実施の形態においても、燃料圧が第1、第2上限値を超えたか否かに基づいて、遮断弁40の閉弁又は圧抜弁44の開弁を行う場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、燃料圧と第1又は第2上限値との差が、第1又は第2閾値を超えた場合に遮断弁40の閉弁又は圧抜弁44の開弁を行う構成としてもよい。即ち、本実施の形態は、第1、第2閾値=0と設定し、油圧から必要な差圧を減圧した値を第1、第2基準値とした例である。しかし、例えば、油圧に応じた値として、例えば、油圧の検出値、又は、その平均値、油圧の推定値、その他、検出された油圧に応じて算出される油圧に関連する値を第1、第2基準値としてもよい。
As described in the first and second embodiments, also in the present embodiment, the shutoff valve 40 is closed or the
また、本実施の形態では、作動油ポンプ58の昇圧能力に応じて、第1基準値を変化させる場合について説明した。しかし本発明はこれに限るものではない。本発明は、例えば、燃料圧と第1基準値との差が、第1閾値より小さくなる場合に、遮断弁40を閉弁する制御を行うものとし、作動油ポンプ58の昇圧能力に応じて、第1閾値を補正するものとしてもよい。この場合には、作動油ポンプ58の昇圧能力が大きい場合ほど、第1閾値が小さくなるように設定するものとすればよい。このようにしても、作動油ポンプ58による昇圧能力が低い場合に、油圧と燃料圧との差圧が大きい段階で燃料圧を低下させる制御を開始することができる。
Further, in the present embodiment, the case where the first reference value is changed according to the pressure increasing capability of the
同様に、本実施の形態では、燃料差圧に応じて、第1基準値を変化させる場合について説明した。しかし本発明はこれに限られるものではない。本発明は、例えば、燃料圧と第1基準値との差が、第1閾値より小さくなる場合に、遮断弁を閉弁する制御を行うものとし、燃料差圧に応じて第1閾値を補正するものとしてもよい。この場合には、燃料差圧が大きい場合ほど第1閾値が大きな値となるように、燃料差圧と第1閾値との関係を設定すればよい。このようにしても、燃料圧とタンク圧との差圧が大きい場合ほど、油圧と燃料圧との差圧が大きい段階で、燃料圧を低下させる制御を開始することができる。 Similarly, in the present embodiment, the case where the first reference value is changed according to the fuel differential pressure has been described. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, when the difference between the fuel pressure and the first reference value is smaller than the first threshold value, the shutoff valve is controlled to be closed, and the first threshold value is corrected according to the fuel differential pressure. It is good also as what to do. In this case, the relationship between the fuel differential pressure and the first threshold value may be set so that the first threshold value increases as the fuel differential pressure increases. Even in this case, as the differential pressure between the fuel pressure and the tank pressure is larger, the control for reducing the fuel pressure can be started when the differential pressure between the hydraulic pressure and the fuel pressure is larger.
なお、本実施の形態では、第1基準値又は第1閾値に対し、作動油ポンプ58の昇圧能力と、燃料差圧とに応じた補正値を設定し、これにより第1基準値または第1閾値を補正する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、第1基準値又は第1閾値が、油圧と昇圧能力値と燃料差圧とに応じて直接設定されるものであってもよい。
In the present embodiment, a correction value corresponding to the pressure increase capability of the
また、本実施の形態では、第1基準値又は第1閾値が、燃料差圧に応じて設定される場合について説明した。しかし、本発明は、このように燃料差圧を考慮するものに限られるものではなく、第1基準値又は第1閾値が、油圧と昇圧能力値とに応じて設定されるものであってもよい。 In the present embodiment, the case where the first reference value or the first threshold value is set according to the fuel differential pressure has been described. However, the present invention is not limited to the above in consideration of the fuel differential pressure, and even if the first reference value or the first threshold is set according to the hydraulic pressure and the boosting capacity value. Good.
また、本実施の形態では、作動油ポンプ58は本発明の「増減手段」に相当する。但し、本発明において増減手段は、作動油ポンプ58に限られるものではなく、作動油供給路に流通する作動油の油圧を増減させることができるものであれば、他の構成であってもよい。
In the present embodiment, the
また、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 Further, in the above embodiment, when the number of each element, number, quantity, range, etc. is mentioned, it is mentioned unless otherwise specified or clearly specified in principle. The invention is not limited to the numbers. The structures, steps, and the like described in this embodiment are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.
なお、本実施の形態において、ステップS304の処理が実行されることで、本発明の「昇圧能力値として取得する手段」が実現し、ステップS312の処理が実行されることで「補正手段」が実現する。 In the present embodiment, by executing the process of step S304, the “means for obtaining as a boosting capability value” of the present invention is realized, and by executing the process of step S312, the “correcting means” is realized. Realize.
2 内燃機関
4 吸気通路
6 排気通路
10 インジェクタ
12 燃料通路
14 燃料デリバリパイプ
16 燃料圧力センサ
18 燃料ライン
20、22、24 分岐通路
26、28 高圧水素燃料タンク
30、32 主止弁
34 充填口
36 タンク圧センサ
38 減圧機構
40 遮断弁
42 圧抜ライン
44 圧抜弁
50 作動油通路
52 作動油デリバリパイプ
54 油圧センサ
56 作動油ライン
58 作動油ポンプ
60 ECU
70 ニードル弁
72 ノズル室
74 コマンドピストン
76 スプリング
78 制御室
80 リターン通路
88 弁
90 スプリング
2 Internal combustion engine 4 Intake passage 6
70
Claims (6)
前記燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給路と、
前記燃料供給路に設置され、前記燃料供給路を開閉する遮断弁と、
前記燃料噴射弁の噴孔を開閉するニードル弁を閉弁方向に付勢する圧力を制御する圧力制御室に接続され、前記圧力制御室に作動油を供給する作動油供給路と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力又は燃料の圧力と相関を有する値を燃料圧力値として取得する手段と、
前記圧力制御室に供給される作動油の圧力又は作動油の圧力と相関を有する値を作動油圧力値として取得する手段と、
前記燃料圧力値と前記作動油圧力値に応じて設定される第1基準値との差が、第1閾値より小さい状態となった場合に、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を低下させる圧力低下手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 A hydraulically operated fuel injection valve that injects fuel supplied to the internal combustion engine;
A fuel supply path for supplying fuel to the fuel injection valve;
A shut-off valve installed in the fuel supply path to open and close the fuel supply path;
A hydraulic oil supply path connected to a pressure control chamber for controlling a pressure for energizing a needle valve for opening and closing the nozzle hole of the fuel injection valve in a valve closing direction, and for supplying hydraulic oil to the pressure control chamber;
Means for obtaining, as a fuel pressure value, a fuel pressure supplied to the fuel injection valve or a value correlated with the fuel pressure;
Means for obtaining, as a hydraulic oil pressure value, a hydraulic oil pressure supplied to the pressure control chamber or a value correlated with the hydraulic oil pressure;
When the difference between the fuel pressure value and the first reference value set according to the hydraulic oil pressure value is smaller than a first threshold value, the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve is reduced. Pressure reducing means for causing,
A fuel injection device for an internal combustion engine, comprising:
前記圧抜き通路を開閉する圧抜弁と、
前記燃料圧力値の、前記作動油圧力値に応じて設定された値である第2基準値との差が、第2閾値より小さい状態となった場合に、前記圧抜弁を開弁する手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 A pressure relief passage that is connected to the fuel supply passage and allows the fuel in the fuel supply passage to flow out of the fuel supply passage;
A pressure relief valve for opening and closing the pressure relief passage;
Means for opening the pressure relief valve when a difference between the fuel pressure value and a second reference value, which is a value set according to the hydraulic oil pressure value, is smaller than a second threshold value; ,
The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising:
前記圧抜通路を開閉する圧抜弁と、を更に備え、
前記圧力低下手段は、前記圧抜弁を開弁することで燃料の圧力を低下させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 A depressurization passage connected to the fuel supply passage and allowing the fuel in the fuel supply passage to flow out of the fuel supply passage;
A pressure relief valve for opening and closing the pressure relief passage,
2. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the pressure reducing means reduces the fuel pressure by opening the pressure relief valve. 3.
前記増減手段が前記作動油の昇圧する能力に相関する値を昇圧能力値として取得する手段と、
前記第1基準値又は前記第1閾値を、前記昇圧能力値に応じて補正する補正手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 Increase / decrease means for increasing / decreasing the pressure of the hydraulic oil flowing through the hydraulic oil supply path;
Means for obtaining, as the boosting capacity value, a value that correlates to the ability of the hydraulic oil to boost the hydraulic oil;
Correction means for correcting the first reference value or the first threshold according to the boosting capability value;
The fuel injection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
前記補正手段は、前記第1基準値又は前記第1閾値を、前記タンク圧力値と前記燃料圧力値とに応じて、更に補正することを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 Means for obtaining a pressure value in a fuel tank connected to the fuel supply path or a correlation value correlated with a pressure in the fuel tank as a tank pressure value;
6. The fuel injection for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the correction means further corrects the first reference value or the first threshold value according to the tank pressure value and the fuel pressure value. apparatus.
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JP2020504560A (en) * | 2017-01-08 | 2020-02-06 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | Method and apparatus for controlling cross-link interference |
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