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公開番号2021092167
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210617
出願番号2019221814
出願日20191209
発明の名称制御装置
出願人株式会社デンソー,デンソー インターナショナル インディア プライベート リミテッド
代理人個人,個人
主分類F02D 41/40 20060101AFI20210521BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】位相ずれを正確に取得することのできる制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置10は、レール150に貯えられた燃料の圧力の、所定期間における時間変化の波形を取得する波形取得部11と、ポンプ130で往復動作するプランジャ135が特定位置に到達するタイミングと、車両MVの内燃機関160で往復動作するピストンが特定位置に到達するタイミングと、の間のずれである位相ずれを、波形取得部11により取得された波形に基づいて取得する位相ずれ取得部12と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
車両(MV)用の制御装置(10)であって、
前記車両は、
プランジャ(135)を往復動作させることにより燃料を送り出すポンプ(130)と、
前記ポンプから送り出された燃料を貯えるレール(150)と、
前記レールから供給される燃料を噴射する燃料噴射弁(170)と、が設けられたものであり、
前記レールに貯えられた燃料の圧力の、所定期間における時間変化の波形を取得する波形取得部(11)と、
前記ポンプで往復動作する前記プランジャが特定位置に到達するタイミングと、前記車両の内燃機関で往復動作するピストンが特定位置に到達するタイミングと、の間のずれである位相ずれを、前記波形取得部により取得された前記波形に基づいて取得する位相ずれ取得部(12)と、を備える制御装置。
続きを表示(約 1,700 文字)【請求項2】
前記波形取得部により取得される前記波形と、当該波形に対応する前記位相ずれと、の組み合わせを、予め複数組記憶している記憶部(13)、を更に備え、
前記位相ずれ取得部は、前記記憶部に記憶されている前記組み合わせを参照することにより、前記波形取得部により取得された前記波形、に対応する前記位相ずれを取得する、請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記記憶部に予め記憶されている前記波形は、当該波形における圧力の最大値と最小値との差が所定値となるように正規化された状態で記憶されている、請求項2に記載の制御装置。
【請求項4】
前記位相ずれ取得部は、前記波形取得部によって取得された前記波形を、当該波形における圧力の最大値と最小値との差が所定値となるように正規化した後に、当該波形に対応する前記位相ずれを取得する、請求項2又は3に記載の制御装置。
【請求項5】
前記波形取得部により取得された前記波形と、前記記憶部に予め記憶されている前記波形と、の一致の度合いを示す指標である一致度、を算出する一致度算出部(14)を更に備え、
前記位相ずれ取得部は、前記一致度算出部によって算出された前記一致度に基づいて前記位相ずれを取得する、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項6】
前記位相ずれ取得部は、
前記記憶部に予め記憶されている前記波形のうち、前記一致度算出部によって算出された前記一致度が最も高い前記波形、に対応する前記位相ずれを、実際の前記位相ずれとして取得する、請求項5に記載の制御装置。
【請求項7】
前記位相ずれ取得部は、
前記記憶部に予め記憶されている前記波形のうち、前記一致度算出部によって算出された前記一致度が所定の閾値(TH)以上となっている複数の前記波形、にそれぞれ対応する前記位相ずれの平均値を、実際の前記位相ずれとして取得する、請求項5に記載の制御装置。
【請求項8】
前記波形取得部は、前記レールに貯えられた燃料の圧力を、前記所定期間において所定周期でサンプリングすることによって前記波形を取得するものであり、
前記一致度算出部は、前記波形取得部によりサンプリングされたそれぞれの圧力値と、前記記憶部に予め記憶されている前記波形に示される圧力値と、の差の2乗の総和に基づいて、前記一致度を算出する、請求項5乃至7のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項9】
前記波形取得部は、所定の取得条件が成立したときに前記波形を取得する、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項10】
前記位相ずれ取得部によって取得された前記位相ずれに基づいて、燃料噴射弁からの燃料の噴射量を補正する噴射量補正部(16)、を更に備える、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項11】
前記燃料噴射弁によって燃料が噴射されている期間において、前記ポンプから送り出される燃料の量、を噴射中吐出量としたときに、
前記噴射量補正部は、
前記位相ずれが規定値である場合における前記噴射中吐出量と、前記位相ずれ取得部によって取得された前記位相ずれに対応する実際の前記噴射中吐出量と、の差分を算出し、当該差分に基づいて、燃料噴射弁からの燃料の噴射量を補正する、請求項10に記載の制御装置。
【請求項12】
前記ポンプには、前記ポンプから送り出される燃料の量についての要求値に応じて、前記ポンプに供給される燃料の量を調整する調量弁(140)が設けられており、
前記噴射量補正部は、
前記調量弁が全開のときにおいて前記ポンプから送り出される燃料の量の時間変化のグラフを、前記要求値に応じてオフセットさせたものを参照することにより、
前記位相ずれが規定値である場合における前記噴射中吐出量と、前記位相ずれ取得部により取得された前記位相ずれに対応する実際の前記噴射中吐出量と、のそれぞれを算出し、前記差分を算出する、請求項11に記載の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、車両用の制御装置に関する。
続きを表示(約 5,200 文字)【背景技術】
【0002】
所謂「コモンレール式」の燃料供給系を有する車両には、プランジャを往復動作させることにより燃料を送り出すポンプと、ポンプから送り出された燃料を貯えるレールと、レールから供給される燃料を噴射する燃料噴射弁と、が設けられる。このような車両用の制御装置は、レール内の燃料の圧力を概ね一定に保ちながら、適切なタイミング及び期間において燃料噴射弁を開状態とすることで、内燃機関の各気筒に燃料噴射弁から燃料を噴射させる制御を行う。
【0003】
ところで、ポンプで往復動作するプランジャが特定位置(例えば上死点)に到達するタイミングと、内燃機関で往復動作するピストンが特定位置(例えば上死点)に到達するタイミングと、の間のずれである位相ずれが、当初の設計値とは異なる値になっている場合には、目標の噴射量と、燃料噴射弁を開状態としておくべき期間と、の対応関係が変化してしまう。
【0004】
このため、車両にポンプを取り付ける際には、位相ずれが設計値通りとなるように作業を行う必要があった。しかしながら、当該作業は作業者の熟練を要するものである上、一部の部材にキー溝を予め形成しておく必要がある。このため、製造コスト及び部品コストが上昇してしまう。
【0005】
そこで、下記特許文献1に記載されている制御装置では、ポンプの取り付け後において位相ずれを取得し、取得された位相ずれの値に基づいて、燃料の噴射量を補正することとしている。このような方法によれば、ポンプを取り付ける際において、位相ずれを特定の値に正確に一致させておく必要性をなくすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2013−167187号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献1に記載されている制御装置では、内燃機関の始動時において、単位時間当たりにおけるレール圧の変化量、すなわち、燃料の圧力の上昇特性を取得し、この上昇特性のグラフが変曲点となるタイミングに基づいて位相ずれを取得するように構成されている。
【0008】
しかしながら、燃料の圧力の変化には、多くの場合、脈動等のノイズが含まれてしまう。このため、上記のような特定の一点のタイミングを正確に判定し、当該判定に基づいて位相ずれを正確に取得することは難しいと考えられる。
【0009】
本開示は、位相ずれを正確に取得することのできる制御装置、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示に係る制御装置は、車両(MV)用の制御装置(10)である。制御対象である車両は、プランジャ(135)を往復動作させることにより燃料を送り出すポンプ(130)と、ポンプから送り出された燃料を貯えるレール(150)と、レールから供給される燃料を噴射する燃料噴射弁(170)と、が設けられたものである。この制御装置は、レールに貯えられた燃料の圧力の、所定期間における時間変化の波形を取得する波形取得部(11)と、ポンプで往復動作するプランジャが特定位置に到達するタイミングと、車両の内燃機関で往復動作するピストンが特定位置に到達するタイミングと、の間のずれである位相ずれを、波形取得部により取得された波形に基づいて取得する位相ずれ取得部(12)と、を備える。
【0011】
本発明者らが行った実験等によれば、レール内に貯えられた燃料の圧力の時間変化の波形と、位相ずれとの間には相関がある、という知見が得られている。そこで、上記構成の制御装置では、位相ずれ取得部が、波形取得部により取得された波形に基づいて位相ずれを取得することとしている。例えば、波形と位相ずれとの組み合わせを予め複数組用意しておけば、当該組み合わせを示すマップを参照することで、波形取得部により取得された波形に対応する位相ずれを取得することができる。
【0012】
この制御装置では、燃料の圧力の変化が変曲点となるタイミング等のような、特定のタイミングに基づくのではなく、所定期間における時間変化を示すグラフの形状(すなわち波形)そのものに基づいて位相ずれを取得する。このため、波形の一部に脈動等のノイズが含まれていたとしても、当該ノイズの影響を低減し、位相ずれを比較的正確に取得することができる。
【発明の効果】
【0013】
本開示によれば、位相ずれを正確に取得することのできる制御装置、が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1は、本実施形態に係る制御装置、及び当該制御装置が搭載された車両の構成を模式的に示す図である。
図2は、ポンプの構成を模式的に示す図である。
図3は、位相ずれについて説明するための図である。
図4は、位相ずれについて説明するための図である。
図5は、位相ずれと、燃料の圧力の波形との関係について説明するための図である。
図6は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
図7は、波形取得部により取得された波形の例を示す図である。
図8は、2乗和の算出方法について説明するための図である。
図9は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
図10は、一致度の算出方法について説明するための図である。
図11は、一致度に基づいて位相ずれを取得する方法について説明するための図である。
図12は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
図13は、噴射中吐出量の算出方法について説明するための図である。
図14は、噴射中吐出量の算出方法について説明するための図である。
図15は、燃料の噴射量を補正するために予め作成されるマップ、の例を模式的に示す図である。
図16は、各気筒における燃料噴射のタイミングと、ポンプから燃料が送り出されるタイミングと、の関係について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0016】
本実施形態に係る制御装置10は、内燃機関160と共に車両MVに搭載され、内燃機関160等の制御を行うための装置として構成されている。図1を参照しながら、車両MVの構成について先ず説明する。
【0017】
図1には、車両MVのうち、内燃機関160及び燃料供給系の構成が模式的に示されている。車両MVは、燃料タンク110と、ポンプ130と、レール150と、燃料噴射弁170と、内燃機関160と、を備えている。
【0018】
燃料タンク110は、内燃機関160に供給される燃料を貯えておくための容器である。本実施形態では、内燃機関160がディーゼルエンジンとして構成されており、燃料として軽油が用いられている。燃料タンク110には、燃料配管101の一端が接続されている。燃料配管101の他端は、後述のレール150に接続されている。
【0019】
燃料配管101のうち、燃料タンク110とポンプ130との間となる位置には、フィルタ120が設けられている。フィルタ120は、燃料配管101を通る燃料から、当該燃料に混入している異物を捕集して除去するためのフィルタである。尚、燃料配管101のうちフィルタ120よりも上流側となる位置には、燃料タンク110から燃料を送り出す低圧ポンプが設けられているのであるが、図1においてはその図示が省略されている。低圧ポンプから送り出された燃料は、フィルタ120を通り異物が除去された後、次に述べるポンプ130に供給される。
【0020】
ポンプ130は、上記の低圧ポンプから供給される燃料を更に加圧して、下流側のレール150に向けて送り出すためのポンプである。図2には、ポンプ130の構成が模式的に示されている。同図に示されるように、ポンプ130は、本体部131と、プランジャ135と、を有している。
【0021】
本体部131は、概ね筒状の容器であって内部に空間が形成されている。当該空間には、図2における下方側からプランジャ135が挿通されている。プランジャ135の上端と、本体部131の内面との間には、加圧室134が形成されている。
【0022】
本体部131には、入口部132と出口部133とが形成されている。入口部132は、燃料タンク110から加圧室134に供給される燃料の入口として形成された開口である。出口部133は、加圧室134からレール150に向けて送り出される燃料の出口として形成された開口である。
【0023】
プランジャ135は、内燃機関160が有する不図示のシリンダの動作に同期して、図2における上下方向に往復動作する。このような往復動作を実現するために、プランジャ135のうち本体部131の外側にある方の端部136が、不図示のクランクシャフトに設けられたカムからの力を受けるように構成されている。
【0024】
プランジャ135が図2の下方側に移動して、加圧室134の容積が大きくなると、入口部132から加圧室134へと燃料が供給される。その後、プランジャ135が図2の上方側に移動して、加圧室134の容積が小さくなると、加圧室134の燃料は加圧されて出口部133から送り出される。尚、出口部133には、加圧室134に向けた燃料の逆流を防止するための弁が設けられているのであるが、図2においてはその図示が省略されている。
【0025】
本体部131の内面と、プランジャ135の外周面との間には、微小な隙間が形成されている。本体部131には、当該隙間に流入した燃料を外部に排出するための、不図示のオーバーフロー流路が形成されている。オーバーフロー流路に流入した燃料は、図1に示されるオーバーフローパイプ103及びリターンパイプ106を通り、燃料タンク110へと戻される。
【0026】
以上のように、ポンプ130は、プランジャ135を往復動作させることにより燃料を送り出すポンプ、として構成されている。尚、このようなポンプ130の構成としては、既に公知となっている構成を採用することができる。このため、ポンプ130の更なる詳細な構造については、その図示や説明を省略する。
【0027】
ポンプ130には調量弁140が設けられている。調量弁140は、外部からの信号に応じてその開度を調整することのできる電磁弁として構成されており、ポンプ130のうち入口部132の近傍に設けられている。調量弁140の開度が小さくなると、入口部132から加圧室134に供給される燃料の量、すなわち、ポンプ130に供給される燃料の量が少なくなる。逆に、調量弁140の開度が大きくなると、ポンプ130に供給される燃料の量は多くなる。
【0028】
制御装置100は、ポンプ130からレール150へと送り出される燃料の量についての要求値を算出し、当該要求値に応じて調量弁140の開度を適宜変化させることで、ポンプ130に供給される燃料の量を調整する。その結果として、ポンプ130から送り出される燃料の量を要求値に一致させる。
【0029】
図1に戻って説明を続ける。レール150は、「コモンレール」とも称されるものであり、ポンプ130から送り出された燃料を貯えるための容器である。レール150には、ポンプ130によって加圧された燃料が供給されるので、ポンプ130の内部における燃料の圧力は高圧に保たれる。これにより、後述の燃料噴射弁170から高圧の燃料を噴射することが可能となっている。
【0030】
レール150には、燃圧センサ152と、減圧弁151と、が設けられている。燃圧センサ152は、レール150の内部における燃料の圧力を測定するための圧力センサである。燃圧センサ152によって測定された燃料の圧力は、制御装置10へと送信される。
(【0031】以降は省略されています)

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