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公開番号2022098277
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-07-01
出願番号2020211720
出願日2020-12-21
発明の名称燃料噴射制御システム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F02M 63/00 20060101AFI20220624BHJP(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】エンジン及び高圧ポンプ用の制御装置の異常時において燃料噴射装置の適正なる保護を図ることができる燃料噴射制御システムを提供すること。
【解決手段】燃料噴射制御システムは、蓄圧容器12、エンジン10の回転に伴い高圧燃料を圧送する高圧ポンプ13、電動式のフィードポンプ14及びインジェクタ11を備える蓄圧式燃料噴射装置に適用され、高圧ポンプ13による燃料圧送とインジェクタ11による燃料噴射とを制御する第1制御装置20及び第2制御装置30を備える。第2制御装置は、第1制御装置に異常が生じたと判定された場合に、異常発生時のエンジン回転速度を取得し、そのエンジン回転速度に基づいて、エンジン10の停止までの間に高圧ポンプ13の下流側の燃料圧力が過剰上昇するかを判定する。そして、過剰上昇すると判定された場合に、フィードポンプの燃料供給量を、異常発生前の通常供給量とゼロとの間の中間供給量に制限する。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
高圧燃料を蓄える蓄圧容器(12)と、
常開式の調量弁(13a)を有し、エンジン(10)の回転に伴い前記蓄圧容器へ高圧燃料を圧送する高圧ポンプ(13)と、
前記高圧ポンプへ低圧燃料を供給する電動式のフィードポンプ(14)と、
前記蓄圧容器に蓄えられた高圧燃料を前記エンジンに噴射するインジェクタ(11)と、
を備える蓄圧式燃料噴射装置に適用され、前記高圧ポンプによる燃料圧送と前記インジェクタによる燃料噴射とを制御する第1制御装置(20)と、その第1制御装置とは異なる第2制御装置(30)と、を備える燃料噴射制御システムであって、
前記第2制御装置は、
前記第1制御装置に異常が生じたことを判定する異常判定部と、
前記第1制御装置に異常が生じたと判定された場合に、異常発生時のエンジン回転速度を取得し、そのエンジン回転速度に基づいて、前記エンジンの停止までの間に前記高圧ポンプの下流側の燃料圧力が過剰上昇するか否かを判定する燃圧上昇判定部と、
前記燃圧上昇判定部により前記燃料圧力が過剰上昇すると判定された場合に、前記フィードポンプの燃料供給量を、異常発生前の通常供給量とゼロとの間の中間供給量に制限する制御部と、
を備える燃料噴射制御システム。
続きを表示(約 1,500 文字)【請求項2】
前記燃圧上昇判定部は、前記第1制御装置に異常が生じたと判定された場合において、前記インジェクタの噴射停止に伴う燃焼停止時のエンジン回転速度である停止時回転速度と、燃焼停止からエンジン回転速度が所定回転速度に到達するまでの前記エンジンの出力軸の積算回転数との相関関係を用いて、異常発生時のエンジン回転速度に対応する積算回転数を算出し、その積算回転数が所定値よりも大きいか否かにより、前記燃料圧力が過剰上昇するか否かを判定する請求項1に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項3】
前記第1制御装置は、前記エンジンの運転中に前記インジェクタの燃料噴射が停止される噴射停止期間において、エンジン回転速度が所定回転速度に到達するまでの前記エンジンの積算回転数を算出し、その積算回転数を、燃料噴射の停止開始時のエンジン回転速度である前記停止時回転速度と共にバックアップメモリ(21)に記憶する記憶部を備え、
前記燃圧上昇判定部は、前記記憶部により記憶された前記積算回転数と前記停止時回転速度との関係を前記相関関係として用いて、異常発生時のエンジン回転速度に対応する積算回転数を算出し、その積算回転数が前記所定値よりも大きいか否かにより、前記燃料圧力が過剰上昇するか否かを判定する請求項2に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項4】
前記記憶部は、
前記エンジンの非アイドル運転状態で燃料噴射が停止された場合に、エンジン回転速度がアイドル回転速度に到達するまでの第1積算回転数を算出するとともに、
前記エンジンのアイドル運転状態で燃料噴射が停止された場合に、エンジン回転速度がゼロになるまでの第2積算回転数を算出し、
これら各積算回転数を前記停止時回転速度と共に前記バックアップメモリに記憶する請求項3に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項5】
エンジン運転状態に基づいて前記蓄圧容器の蓄圧圧力を可変に制御する燃料噴射制御システムであって、
前記燃圧上昇判定部は、前記第1制御装置に異常が生じたと判定された場合に、異常発生時におけるエンジン回転速度と前記高圧ポンプの下流側の燃料圧力とを取得し、そのエンジン回転速度と燃料圧力とに基づいて、前記燃料圧力の過剰上昇が生じるか否かを判定する請求項1~4のいずれか1項に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項6】
エンジン運転状態に基づいて前記蓄圧容器の蓄圧圧力を可変に制御する燃料噴射制御システムであって、
前記制御部は、前記中間供給量を、異常発生時における前記高圧ポンプの下流側の燃料圧力に基づいて設定する請求項1~5のいずれか1項に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項7】
前記燃圧上昇判定部は、前記第1制御装置の異常発生時におけるエンジン回転速度とエンジン温度とに基づいて、前記燃料圧力が過剰上昇するか否かを判定する請求項1~6のいずれか1項に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項8】
前記フィードポンプは、前記高圧ポンプに向けて燃料を供給する順回転駆動と、前記高圧ポンプ側から燃料を吸い戻す逆回転駆動とが可能であり、
前記制御部は、前記燃圧上昇判定部により前記燃料圧力が過剰上昇すると判定された場合において、異常発生時のエンジン回転速度が所定の閾値よりも小さければ、前記フィードポンプの燃料供給量を前記中間供給量に制限し、異常発生時のエンジン回転速度が前記閾値よりも大きければ、前記フィードポンプを逆回転駆動させる請求項1~7のいずれか1項に記載の燃料噴射制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この明細書における開示は、エンジンの燃料噴射制御システムに関する。
続きを表示(約 2,600 文字)【背景技術】
【0002】
従来、コモンレール式燃料噴射装置が実用化されている。このコモンレール式燃料噴射装置では、燃料タンク内の燃料がフィードポンプにより高圧ポンプに供給されるとともに、高圧ポンプにより高圧化された高圧燃料がコモンレールに供給される。そして、コモンレールに蓄えられた高圧燃料がインジェクタによりエンジンに噴射供給される。
【0003】
高圧ポンプによる燃料吐出やインジェクタによる燃料噴射は、エンジン制御用の制御装置であるエンジンECUにより制御される。ここで、電源失陥等に起因してエンジンECUに異常が生じると、エンジンECUによる高圧ポンプやインジェクタの制御が停止される。この場合、高圧ポンプの調量弁として常開式の電磁弁が設けられている構成では、エンジンECUの異常発生後においてエンジンの回転が停止されるまでの期間で高圧ポンプにより不要な燃料供給が継続され、過剰な高圧化によるコンポーネント破損が生じることが懸念される。なお、高圧ポンプの調量弁として常閉式の電磁弁が設けられている構成では、仮に調量弁の電源ラインに断線等が生じた場合に、コモンレールへの燃料供給が完全に遮断されることで、車両の退避走行などの実施が不可になることが懸念される。
【0004】
例えば特許文献1には、高圧ポンプに常開式の調量弁が設けられたコモンレール式燃料噴射装置において、調量弁の非通電時に、フィードポンプのフィード圧が所定値以上に達するまで、フィードポンプから高圧ポンプへの燃料供給を機械的に遮断する燃料供給遮断手段を設けた構成が記載されている。この技術では、電磁弁の電気系失陥時において、通常の運転をある程度可能にしつつ、極低速域での高圧ポンプの焼き付き破損を防止することが可能であるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2003-139009号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上記特許文献1に記載の技術では、エンジン回転速度が例えばアイドル回転速度よりも低い場合に、高圧ポンプへの燃料供給が強制的に遮断される。この場合、例えばエンジンが高回転運転されている状態下でエンジンECUの異常が生じると、エンジンの燃焼が停止されてエンジンがアイドル回転状態に至るまでにおいて燃料が過剰に高圧化されることが懸念される。また、エンジンの低回転状態でフィードポンプによる燃料供給が遮断されることにより高圧ポンプでの潤滑機能が損なわれ、焼き付きが生じることが懸念される。そのため、エンジンECUの異常時の対策として改善の余地が残されている。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、エンジン及び高圧ポンプ用の制御装置の異常時において燃料噴射装置の適正なる保護を図ることができる燃料噴射制御システム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】
【0008】
本発明は、
高圧燃料を蓄える蓄圧容器と、
常開式の調量弁を有し、エンジンの回転に伴い前記蓄圧容器へ高圧燃料を圧送する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプへ低圧燃料を供給する電動式のフィードポンプと、
前記蓄圧容器に蓄えられた高圧燃料を前記エンジンに噴射するインジェクタと、
を備える蓄圧式燃料噴射装置に適用され、前記高圧ポンプによる燃料圧送と前記インジェクタによる燃料噴射とを制御する第1制御装置と、その第1制御装置とは異なる第2制御装置と、を備える燃料噴射制御システムであって、
前記第2制御装置は、
前記第1制御装置に異常が生じたことを判定する異常判定部と、
前記第1制御装置に異常が生じたと判定された場合に、異常発生時のエンジン回転速度を取得し、そのエンジン回転速度に基づいて、前記エンジンの停止までの間に前記高圧ポンプの下流側の燃料圧力が過剰上昇するか否かを判定する燃圧上昇判定部と、
前記燃圧上昇判定部により前記燃料圧力が過剰上昇すると判定された場合に、前記フィードポンプの燃料供給量を、異常発生前の通常供給量とゼロとの間の中間供給量に制限する制御部と、
を備える。
【0009】
蓄圧式燃料噴射装置に適用される燃料噴射制御システムにおいて、第1制御装置の異常時には高圧ポンプやインジェクタの制御が停止され、それに伴いエンジンの回転が停止される。その際、エンジン回転速度がゼロになるまでのエンジンの惰性回転期間において、高圧ポンプの燃料圧送が継続され、それに起因して蓄圧容器を含めた高圧部分が過剰高圧となり、コンポーネント破損が生じることが懸念される。このとき、エンジンが停止するまでの期間における高圧ポンプの燃料圧送量は、燃料噴射が停止された時点(すなわち第1制御装置の異常発生時)のエンジン回転速度に応じたものとなる。
【0010】
そこで本発明では、第1制御装置の異常発生時において、第1制御装置とは異なる第2制御装置が、第1制御装置の異常発生時のエンジン回転速度を取得し、そのエンジン回転速度に基づいて、エンジンの停止までの間に高圧ポンプの下流側の燃料圧力が過剰上昇するか否かを判定する。そして、燃料圧力が過剰上昇すると判定された場合に、フィードポンプの燃料供給量を、異常発生前の通常供給量とゼロとの間の中間供給量に制限するようにした。これにより、第1制御装置の異常時において、エンジン停止に至るまでに燃料が過剰に高圧化されることが抑制され、過剰高圧によるコンポーネント破損を抑制できる。また、フィードポンプの燃料供給量が、異常発生前の通常供給量とゼロとの間の中間供給量に制限されるため、フィードポンプによる燃料供給の過剰な制限が抑制される。したがって、高圧ポンプでの潤滑機能が損なわれて焼き付きが生じるといった不都合が抑制される。その結果、エンジン及び高圧ポンプ用の制御装置の異常時において燃料噴射装置の適正なる保護を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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