JP2000257495A - Fuel injection method for engine and its apparatus - Google Patents
Fuel injection method for engine and its apparatusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、コモンレールに
蓄圧状態で貯留された燃料をインジェクタから燃焼室内
に噴射するエンジンの燃料噴射方法及びその装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for fuel injection of an engine for injecting fuel stored in a common rail in an accumulated state from an injector into a combustion chamber.
【0002】[0002]
【従来の技術】エンジンの燃料噴射に関して、噴射圧力
の高圧化を図り、燃料の噴射タイミング及び噴射量等の
噴射条件をエンジンの運転状態に応じて最適に制御する
方式として、コモンレール燃料噴射システムが知られて
いる。コモンレール燃料噴射システムは、燃料ポンプに
よって所定圧力に加圧された燃料をコモンレール内に蓄
圧状態で貯留し、貯留された加圧燃料をコントローラに
よって燃料噴射量及び燃料噴射時期等のエンジンの運転
状態に応じた最適な燃料噴射条件で各インジェクタから
燃焼室内に噴射するシステムである。コモンレールから
燃料供給管を通じて各インジェクタの噴孔に至る燃料流
路内には、常時、噴射圧力相当の燃料圧が作用してお
り、各インジェクタは燃料供給管を通じて供給される燃
料を通過又は遮断するように作動する電磁弁を備えてい
る。コントローラは、加圧燃料が各インジェクタにおい
てエンジンの運転状態に対して最適な噴射条件で噴射さ
れるように、コモンレールの圧力と各インジェクタの電
磁弁の作動とを制御している。2. Description of the Related Art A common rail fuel injection system has been used as a system for increasing the injection pressure of an engine for fuel injection and optimally controlling injection conditions such as fuel injection timing and injection amount according to the operating state of the engine. Are known. The common rail fuel injection system stores fuel pressurized to a predetermined pressure by a fuel pump in a common rail in an accumulated pressure state, and stores the stored pressurized fuel in an engine operating state such as a fuel injection amount and a fuel injection timing by a controller. This is a system in which each injector injects fuel into the combustion chamber under optimum fuel injection conditions. In the fuel flow path from the common rail to the injection hole of each injector through the fuel supply pipe, a fuel pressure equivalent to the injection pressure is constantly applied, and each injector passes or blocks the fuel supplied through the fuel supply pipe. Valve that operates as follows. The controller controls the pressure of the common rail and the operation of the solenoid valve of each injector so that the pressurized fuel is injected in each injector under optimal injection conditions for the operating state of the engine.
【0003】図2は、コモンレール燃料噴射システムの
概要を示す図である。コモンレール燃料噴射システムに
おいて、燃料タンク4内の燃料は、フィルタ5及びフィ
ードポンプ6を経た後、燃料管7を通じて、例えばプラ
ンジャ式の可変容量式高圧ポンプである燃料ポンプ8に
供給される。燃料ポンプ8は、エンジン出力によって駆
動されるものであり、燃料を要求される所定圧力に昇圧
し、燃料管9を通じてコモンレール2に供給する。燃料
ポンプ8には、コモンレール2における燃料圧を所定圧
力に維持するため流量制御弁14が配設されている。燃
料ポンプ8からリリーフされた燃料は、戻し管10を通
じて燃料タンク4に戻る。コモンレール2内の燃料は、
燃料供給管3を通じて複数のインジェクタ1に供給され
る。燃料供給管3からインジェクタ1に供給された燃料
のうち、燃焼室への噴射に費やされなかった燃料は、戻
し管11を通じて燃料タンク4に戻る。FIG. 2 is a diagram showing an outline of a common rail fuel injection system. In the common rail fuel injection system, the fuel in the fuel tank 4 is supplied through a filter 5 and a feed pump 6 to a fuel pump 8 which is, for example, a plunger-type variable displacement high-pressure pump through a fuel pipe 7. The fuel pump 8 is driven by the output of the engine, raises the fuel pressure to a required predetermined pressure, and supplies the fuel to the common rail 2 through the fuel pipe 9. The fuel pump 8 is provided with a flow control valve 14 for maintaining the fuel pressure in the common rail 2 at a predetermined pressure. The fuel relieved from the fuel pump 8 returns to the fuel tank 4 through the return pipe 10. The fuel in the common rail 2
The fuel is supplied to a plurality of injectors 1 through a fuel supply pipe 3. Among the fuel supplied from the fuel supply pipe 3 to the injector 1, the fuel not consumed for injection into the combustion chamber returns to the fuel tank 4 through the return pipe 11.
【0004】電子制御ユニットであるコントローラ12
には、エンジンの気筒判別センサ、エンジン回転数Ne
や上死点(TDC)を検出するためのクランク角セン
サ、アクセルペダル踏込み量Accを検出するためのア
クセル開度センサ、冷却水温度Twを検出するための水
温センサ、及び吸気管内圧力を検出するための吸気管内
圧力センサ等のエンジンの運転状態を検出するための各
種センサからの信号が入力されている。コモンレール2
には圧力センサ13が設けられており、圧力センサ13
によって検出されたコモンレール2内の燃料圧の検出信
号がコントローラ12に送られる。コントローラ12
は、これらの信号に基づいて、エンジン出力が運転状態
に即した最適出力になるように、インジェクタ1による
燃料の噴射条件、即ち、燃料の噴射時期(噴射開始時期
と期間)及び噴射量を制御する。インジェクタ1が燃料
を噴射することでコモンレール2内の燃料が消費され、
コモンレール内の燃料圧は低下するが、コントローラ1
2は、コモンレール2内の燃料圧が一定となるように或
いはエンジンの運転状態に応じて必要とされる燃料噴射
圧力を得るため、燃料ポンプ8の流量制御弁14により
吐出量を制御してコモンレールの圧力を制御する。A controller 12 which is an electronic control unit
Includes an engine cylinder discrimination sensor and an engine speed Ne.
Angle sensor for detecting the pressure and top dead center (TDC), the accelerator opening sensor for detecting the accelerator pedal depression amount Acc, the water temperature sensor for detecting the cooling water temperature Tw, and the pressure in the intake pipe. From various sensors for detecting the operating state of the engine, such as a pressure sensor in the intake pipe, for example. Common rail 2
Is provided with a pressure sensor 13.
The detection signal of the fuel pressure in the common rail 2 detected by the controller 12 is sent to the controller 12. Controller 12
Controls the fuel injection conditions by the injector 1, that is, the fuel injection timing (injection start timing and period) and the injection amount based on these signals so that the engine output becomes the optimum output in accordance with the operating state. I do. The fuel in the common rail 2 is consumed by the injector 1 injecting the fuel,
Although the fuel pressure in the common rail decreases, the controller 1
2 is to control the discharge amount by the flow control valve 14 of the fuel pump 8 in order to keep the fuel pressure in the common rail 2 constant or to obtain the required fuel injection pressure according to the operating state of the engine. To control the pressure.
【0005】図3は、コモンレール式燃料噴射システム
に用いられるインジェクタの一例を示す縦断面図であ
る。インジェクタ1は、図示が省略されたシリンダヘッ
ド等のベースに設けられた穴部にシール部材によって密
封状態に取付けられる。インジェクタ1の上側側部には
燃料入口継手20を介して燃料供給管3が接続されてい
る。インジェクタ1の本体内部には、燃料通路21、2
2が形成されており、燃料供給管3及び燃料通路21、
22から燃料流路が構成されている。燃料流路を通じて
供給された燃料は、燃料溜まり23及び針弁24の周囲
の通路を通じて、針弁24のリフト時に開く噴孔25か
ら燃焼室内に噴射される。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of an injector used in a common rail type fuel injection system. The injector 1 is hermetically attached to a hole provided in a base such as a cylinder head (not shown) by a seal member. A fuel supply pipe 3 is connected to an upper side of the injector 1 via a fuel inlet joint 20. The fuel passages 21 and 2 are provided inside the main body of the injector 1.
2, the fuel supply pipe 3 and the fuel passage 21,
A fuel flow path is formed from 22. The fuel supplied through the fuel flow path is injected into the combustion chamber through a fuel reservoir 23 and a passage around the needle valve 24 from an injection hole 25 opened when the needle valve 24 is lifted.
【0006】インジェクタ1には、針弁24のリフトを
制御するために、バランスチャンバ式の針弁リフト機構
が設けられている。即ち、インジェクタ1の最上部に
は、電磁弁26が設けられており、コントローラ12の
コマンドパルスに応じた制御電流が、信号線27を通じ
て電磁弁26のソレノイド28に送られる。ソレノイド
28が励磁されると、アーマチュア29が上昇して燃料
路31の端部に設けられた開閉弁32を開くので、燃料
流路からバランスチャンバ30に供給された燃料の燃料
圧が燃料路31を通じて解放される。インジェクタ1の
本体内部に形成された中空穴33内には、コントロール
ピストン34が昇降可能に設けられている。低下したバ
ランスチャンバ30内の圧力に基づく力とリターンスプ
リング35のばね力とによってコントロールピストン3
4に働く押下げ力よりも、燃料溜まり23に臨むテーパ
面36に作用する燃料圧に基づいてコントロールピスト
ン34を押し上げる力が勝るため、コントロールピスト
ン34は上昇する。その結果、針弁24がリフトし、噴
孔25から燃料が噴射される。燃料噴射時期は針弁24
のリフト時期によって定められ、燃料噴射量は燃料流路
内の燃料圧と針弁24のリフト(リフト量、リフト期
間)とによって定められる。[0006] The injector 1 is provided with a balance chamber type needle valve lift mechanism for controlling the lift of the needle valve 24. That is, an electromagnetic valve 26 is provided at the uppermost part of the injector 1, and a control current corresponding to a command pulse of the controller 12 is sent to a solenoid 28 of the electromagnetic valve 26 through a signal line 27. When the solenoid 28 is excited, the armature 29 rises and opens the on-off valve 32 provided at the end of the fuel passage 31, so that the fuel pressure of the fuel supplied from the fuel passage to the balance chamber 30 decreases the fuel pressure of the fuel passage 31. Be released through. A control piston 34 is provided in a hollow hole 33 formed inside the main body of the injector 1 so as to be able to move up and down. The control piston 3 is controlled by the force based on the reduced pressure in the balance chamber 30 and the spring force of the return spring 35.
The control piston 34 rises because the force for pushing up the control piston 34 based on the fuel pressure acting on the tapered surface 36 facing the fuel reservoir 23 is greater than the pushing force acting on 4. As a result, the needle valve 24 is lifted, and fuel is injected from the injection hole 25. Fuel injection timing is needle valve 24
The fuel injection amount is determined by the fuel pressure in the fuel passage and the lift of the needle valve 24 (lift amount, lift period).
【0007】一般に、インジェクタ1の燃料噴射量とコ
ントローラ12が出力するコマンドパルスのパルス幅P
wとの関係が、燃料圧Pr(コモンレール2内の燃料圧
力、以下「レール圧力」という)をパラメータとして定
められている。レール圧力Prを一定とすると、パルス
幅Pwが大きいほど燃料噴射量は多くなり、また、同じ
パルス幅Pwであっても、レール圧力Prが大であるほ
ど、燃料噴射量は大きくなる。一方、燃料噴射は、コマ
ンドパルスの立ち下がり時刻と立ち上がり時刻に対して
一定時間遅れて開始又は停止されるので、コマンドパル
スがオン又はオフとなる時期を制御することによって、
噴射タイミングを制御することが可能である。燃焼サイ
クル毎の燃料噴射量は、エンジンの運転状態と基本噴射
量特性マップに基づいて計算される。エンジン回転数N
eと基本噴射量との間には、アクセルペダル踏込み量A
cをパラメータとして一定の関係がマップとして予め与
えられている。In general, the fuel injection amount of the injector 1 and the pulse width P of a command pulse output by the controller 12
The relationship with w is determined using the fuel pressure Pr (fuel pressure in the common rail 2, hereinafter referred to as “rail pressure”) as a parameter. Assuming that the rail pressure Pr is constant, the fuel injection amount increases as the pulse width Pw increases, and even with the same pulse width Pw, the fuel injection amount increases as the rail pressure Pr increases. On the other hand, since the fuel injection is started or stopped with a certain time delay with respect to the falling time and the rising time of the command pulse, by controlling the timing when the command pulse is turned on or off,
It is possible to control the injection timing. The fuel injection amount for each combustion cycle is calculated based on the operating state of the engine and the basic injection amount characteristic map. Engine speed N
e and the basic injection amount, the accelerator pedal depression amount A
A certain relation is given in advance as a map using c as a parameter.
【0008】従来のコモンレール式燃料噴射システムに
おいては、燃料噴射開始時期は、予め設定されたクラン
ク角度(例えば、TDC)からの位相差をクランク角セ
ンサで算出し、所定の時期に燃料が噴射されるようにイ
ンジェクタ1の電磁弁26への駆動電流を定めるコマン
ドパルスをコントローラが出力することによって制御さ
れている。ところで、コマンドパルスの出力時期からイ
ンジェクタ1が作動するまでの時間間隔、即ち、燃料の
噴射遅れ時間は、どのインジェクタにおいても各作動部
分の摩耗等を原因とするメカニカルなタイムラグによっ
て次第に大きくなる傾向があり、目標燃料噴射開始時期
と実際の燃料噴射開始時期がずれることに起因して排気
ガス中のスモークの悪化を招いていた。また、インジェ
クタ1の個体差により噴射遅れ時間が異なるので、各気
筒の噴射開始時期が異なり各気筒相互の燃焼のバランス
が崩れるのでエンジンの回転変動、騒音及び振動の原因
を生じていた。In a conventional common rail fuel injection system, the fuel injection start timing is calculated by calculating a phase difference from a preset crank angle (for example, TDC) by a crank angle sensor, and fuel is injected at a predetermined timing. The controller outputs a command pulse that determines the drive current to the solenoid valve 26 of the injector 1 as described above. By the way, the time interval from the output timing of the command pulse to the operation of the injector 1, that is, the fuel injection delay time tends to gradually increase in any injector due to a mechanical time lag caused by wear of each operating portion or the like. In some cases, the difference between the target fuel injection start timing and the actual fuel injection start timing causes deterioration of smoke in the exhaust gas. Further, since the injection delay time differs depending on the individual difference of the injector 1, the injection start timing of each cylinder differs, and the combustion balance between the cylinders is disrupted, thereby causing the engine rotation fluctuation, noise and vibration.
【0009】コモンレール式燃料噴射システムが適用さ
れたエンジンの燃料噴射装置において、特に、燃料の噴
射開始時期を精度良く制御する方策の一つとして、以下
の提案がなされている。この提案によれば、エンジンの
運転状態に応じてコモンレールの圧力が制御されるが、
コモンレールに設けられている圧力センサが検出した圧
力データから、インジェクタからの燃料噴射に起因して
コモンレール内の燃料圧力が降下する降下開始時期を検
出し、この時期に対して噴射ノズルからコモンレールへ
の圧力波の伝播時間を遡行させることにより実際の燃料
噴射の開始時期を算出し、この算出された燃料噴射の開
始時期と燃料噴射の開始時期の目標値との差に基づい
て、次回の燃料噴射時の目標噴射開始時期を補正してい
る(特開平10−47137号公報参照)。In a fuel injection device for an engine to which a common rail type fuel injection system is applied, the following proposal has been made as one of measures for controlling the fuel injection start timing with high accuracy. According to this proposal, the pressure of the common rail is controlled according to the operating state of the engine,
From the pressure data detected by the pressure sensor provided on the common rail, the descent start time at which the fuel pressure in the common rail drops due to fuel injection from the injector is detected. The actual fuel injection start timing is calculated by moving the propagation time of the pressure wave backward, and the next fuel injection is calculated based on the difference between the calculated fuel injection start timing and the target value of the fuel injection start timing. The target injection start timing at the time is corrected (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-47137).
【0010】インジェクタからの燃料噴射が開始されて
からコモンレールに配設されている圧力センサがレール
圧力の降下を検出するまでには、圧力変化がインジェク
タから燃料を伝播して圧力センサに到達するまでのタイ
ムラグ、即ち、圧力降下遅れがある。圧力波の伝播遅れ
であるこの圧力降下遅れ時間を考慮して、実際の燃料噴
射開始時期を推定し、推定した燃料噴射開始時期に基づ
いて目標燃料噴射開始時期がフィードバック制御されて
いる。この提案によれば、各気筒毎にリフトセンサを配
設することなく、各気筒の開弁時期を計測し、燃料噴射
開始時期の制御が行われる。From the start of fuel injection from the injector to the time when the pressure sensor provided on the common rail detects a drop in rail pressure, the change in pressure propagates from the injector to the fuel and reaches the pressure sensor. Lag, ie, pressure drop delay. The actual fuel injection start timing is estimated in consideration of the pressure drop delay time, which is the propagation delay of the pressure wave, and the target fuel injection start timing is feedback-controlled based on the estimated fuel injection start timing. According to this proposal, the valve opening timing of each cylinder is measured and the fuel injection start timing is controlled without providing a lift sensor for each cylinder.
【0011】上記の提案では、圧力降下遅れ時間は、実
験的に求められた実験値とされるか、或いは圧力伝播距
離、燃料の一般的密度等を考慮して求められた固定値と
されている。しかしながら、圧力降下遅れ時間を実験値
とする場合に、温度や燃料の性状を反映させようとする
とデータ量が大きくなりすぎると共に、データ採取条件
と異なる条件に対して補間して算出された算出値は単に
推定値に過ぎず、依然として誤差を含む。また、圧力降
下遅れ時間を固定値とする場合には、固定値の設定が困
難である。即ち、燃料密度は燃料温度に大きく依存し
(北海道や東北地方では冬季には氷点下を大幅に下回る
気温になると共に夏季には40℃にも達することがあ
る)、温度が一定であっても燃料の種類(例えば、地域
によって2号軽油、3号軽油等が使用されている)によ
って燃料密度が異なる。In the above proposal, the pressure drop delay time is set to an experimental value obtained experimentally or a fixed value obtained in consideration of the pressure propagation distance, the general density of fuel, and the like. I have. However, when the pressure drop delay time is used as an experimental value, the amount of data becomes too large when trying to reflect the temperature and the properties of the fuel, and the calculated value is obtained by interpolating for a condition different from the data collection condition. Is merely an estimate and still contains errors. When the pressure drop delay time is set to a fixed value, it is difficult to set the fixed value. That is, the fuel density greatly depends on the fuel temperature (in Hokkaido and the Tohoku region, the temperature falls significantly below the freezing point in winter and can reach as high as 40 ° C in summer). (For example, No. 2 light oil, No. 3 light oil, etc. are used depending on the area), the fuel density differs.
【0012】また、インジェクタのメカニカルな製造上
のバラツキや経時劣化を、インジェクタへの駆動信号の
オン時間から実際の燃料噴射開始時期の経過時間によっ
て算出する方法がある。従来の実際の燃料噴射開始時期
を推定する方法によって推定した燃料噴射開始時期から
上記の経過時間を検出しようとすると、単に記憶されて
いる圧力伝播時間を用いるときには、圧力伝播時間に上
記のように誤差が含まれるので、正確な経時劣化や製造
バラツキを検出することが困難である。Further, there is a method in which the mechanical manufacturing variation and the deterioration with time of the injector are calculated based on the elapsed time of the actual fuel injection start timing from the ON time of the drive signal to the injector. When trying to detect the above elapsed time from the fuel injection start timing estimated by the conventional method of estimating the actual fuel injection start timing, when the stored pressure propagation time is simply used, the pressure propagation time is as described above. Since errors are included, it is difficult to accurately detect deterioration with time and manufacturing variations.
【0013】インジェクタの燃料噴射に際して実際に作
動する構成部品、例えばニードルにセンサを配設して、
燃料噴射開始時期を正確に検出することも考えられる。
しかし、この方法は、気筒数の数だけリフトセンサを配
設する必要があり、直ちに燃料噴射装置としてのコスト
上昇を招くので、現実的でない。また、電子制御式のコ
ントローラにおいてセンサ入力部が気筒数の数だけ増加
するので、大幅な入出力部の大幅な仕様変更を強いられ
ることになる。[0013] A sensor is provided on a component that actually operates upon fuel injection of the injector, for example, a needle,
It is conceivable to accurately detect the fuel injection start timing.
However, this method is not practical because it is necessary to dispose the lift sensors by the number of cylinders and immediately raises the cost of the fuel injection device. Further, in the electronic control type controller, the number of sensor input units is increased by the number of cylinders, so that a drastic change in specifications of the input / output unit is forced.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】コモンレール式燃料噴
射システムが適用されるエンジンの燃料噴射において
は、インジェクタからの燃料噴射に起因して減少してい
くコモンレールの燃料圧力を圧力センサによって検出す
ることができる。インジェクタからの燃料噴射後に減少
していくコモンレール圧力の変化を検出することによ
り、実際の燃料噴射開始時期からレール圧力の降下開始
時期までの圧力降下遅れ時間を燃料の温度や性状を反映
した値として求める点で解決すべき課題がある。In the fuel injection of an engine to which the common rail type fuel injection system is applied, the pressure sensor detects the fuel pressure of the common rail, which decreases due to the fuel injection from the injector. it can. By detecting the change in the common rail pressure that decreases after fuel injection from the injector, the pressure drop delay time from the actual fuel injection start time to the rail pressure drop start time is set as a value that reflects the temperature and properties of the fuel. There are issues that need to be solved in terms of what you want.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、コモンレール式燃料噴射
システムにおいて、燃料噴射開始後に燃料噴射に伴って
コモンレール圧力が低下することに着目して、特別な装
置や機器の追加及び仕様の変更を招くことなく且つ燃料
の温度や性状の変化に関わらず、圧力センサで検出した
コモンレール圧力のデータから、コモンレール圧力の降
下開始時期に基づいて実際の燃料噴射開始時期を正確に
求めることができるエンジンの燃料噴射方法及びその装
置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. In a common rail type fuel injection system, attention is paid to the fact that the common rail pressure decreases with the fuel injection after the start of fuel injection. Based on the data on the common rail pressure detected by the pressure sensor, based on the start timing of the common rail pressure drop, regardless of the temperature and properties of the fuel, without adding special equipment or equipment and changing the specifications It is an object of the present invention to provide an engine fuel injection method and apparatus capable of accurately determining the fuel injection start timing of the engine.
【0016】この発明は、燃料ポンプによって送り出さ
れた燃料をコモンレールに蓄圧状態に貯留し、前記コモ
ンレールから燃料供給管を通じて供給される燃料を噴射
指令信号に基づいて駆動されるインジェクタから燃焼室
に噴射し、燃料噴射に伴って降下する前記コモンレール
の圧力の降下開始時期と前記燃料噴射に伴って降下する
前記コモンレールの圧力に現れる脈動の周期とから算出
された実際の燃料噴射開始時期に基づいて前記噴射指令
信号の出力時期を制御することから成るエンジンの燃料
噴射方法に関する。According to the present invention, fuel delivered by a fuel pump is stored in a common rail in a pressure-accumulated state, and fuel supplied from the common rail through a fuel supply pipe is injected into a combustion chamber from an injector driven based on an injection command signal. Then, based on the actual fuel injection start time calculated from the start time of the pressure drop of the common rail that drops with fuel injection and the cycle of the pulsation that appears in the pressure of the common rail that drops with the fuel injection. The present invention relates to a fuel injection method for an engine, which comprises controlling the output timing of an injection command signal.
【0017】また、この発明は、燃料ポンプによって送
り出された燃料を蓄圧状態で貯留するコモンレール、前
記コモンレールから燃料供給管を通じて供給される燃料
を燃焼室に噴射するインジェクタ、前記コモンレールの
圧力を検出する圧力センサ、前記インジェクタから燃料
を噴射するための噴射指令信号を出力するコントローラ
を備え、前記コントローラは、燃料噴射に伴って降下す
る前記コモンレールの圧力の降下開始時期と前記燃料噴
射に伴って降下する前記コモンレールの圧力に現れる脈
動の周期とから算出された実際の燃料噴射開始時期に基
づいて前記噴射指令信号の出力時期を制御することから
成るエンジンの燃料噴射装置に関する。Further, the present invention provides a common rail for storing fuel delivered by a fuel pump in an accumulated state, an injector for injecting fuel supplied from the common rail through a fuel supply pipe into a combustion chamber, and detecting a pressure of the common rail. A pressure sensor, and a controller for outputting an injection command signal for injecting fuel from the injector, wherein the controller starts dropping the pressure of the common rail, which drops with the fuel injection, and drops with the fuel injection. The present invention relates to a fuel injection device for an engine, which controls the output timing of the injection command signal based on the actual fuel injection start timing calculated from the pulsation cycle appearing in the common rail pressure.
【0018】この発明によるエンジンの燃料噴射方法及
びその装置によれば、コントローラが出力する噴射指令
信号のオンの時刻から、ある遅れ時間(噴射遅れ時間)
の後に実際の燃料噴射が開始され、更にまた別の遅れ時
間(圧力降下遅れ時間)の後にコモンレールの圧力が降
下し始める。圧力センサによって検出されたコモンレー
ル圧力の変動からコモンレール圧力の降下開始時期と脈
動の周期とが算出される。コモンレール圧力の脈動は、
インジェクタのノズル先端部から燃料供給管を経てコモ
ンレールの圧力センサ設置位置までの経路を圧力波が往
復伝播することによって生じると考えられるので、圧力
降下遅れ時間が脈動から求められ、圧力降下開始時期か
ら圧力降下遅れ時間を遡った時刻として実際の燃料噴射
開始時期が求められる。インジェクタへの噴射指令信号
の出力時期は、実際の燃料噴射開始時期が目標燃料噴射
開始時期となるように制御される。According to the fuel injection method and apparatus for an engine according to the present invention, a certain delay time (injection delay time) from the on time of the injection command signal output by the controller.
After the actual fuel injection, the common rail pressure starts to drop after another delay time (pressure drop delay time). From the fluctuation of the common rail pressure detected by the pressure sensor, the commencement time of the common rail pressure drop and the pulsation cycle are calculated. The pulsation of the common rail pressure is
Since the pressure wave is considered to be caused by the reciprocating propagation of the pressure wave from the tip of the injector nozzle through the fuel supply pipe to the common rail pressure sensor installation position, the pressure drop delay time is obtained from the pulsation, and The actual fuel injection start timing is obtained as the time that precedes the pressure drop delay time. The output timing of the injection command signal to the injector is controlled so that the actual fuel injection start timing becomes the target fuel injection start timing.
【0019】このエンジンの燃料噴射方法及びその装置
において、前記エンジンの運転状態に基づいて前記イン
ジェクタから噴射される目標燃料噴射開始時期が決定さ
れ、前記実際の燃料噴射開始時期が前記目標燃料噴射開
始時期に一致するように前記噴射指令信号の前記出力時
期が制御される。In the fuel injection method and the apparatus for the engine, a target fuel injection start timing to be injected from the injector is determined based on an operation state of the engine, and the actual fuel injection start timing is determined by the target fuel injection start timing. The output timing of the injection command signal is controlled to coincide with the timing.
【0020】また、前記実際の燃料噴射開始時期は、前
記コモンレールの圧力の前記降下開始時期から前記脈動
の周期の半分の時間を遡った時期として算出される。レ
ール圧力の脈動は、インジェクタのノズル先端部から燃
料供給管を経てコモンレールの圧力センサ設置位置まで
の経路を圧力波が往復伝播することによって生じると考
えられるので、インジェクタのノズル先端に形成されて
いる噴孔から燃料が噴射されることによる圧力降下の変
化がインジェクタから燃料供給管内の燃料を伝播してコ
モンレールに設置されている圧力センサに到達するまで
の時間は、脈動の周期の半分の期間と考えられる。In addition, the actual fuel injection start timing is calculated as a timing that is half the period of the pulsation cycle from the start timing of the decrease of the common rail pressure. The pulsation of the rail pressure is considered to be caused by the reciprocating propagation of the pressure wave from the nozzle tip of the injector through the fuel supply pipe to the pressure sensor installation position of the common rail, and is formed at the nozzle tip of the injector. The time required for the change in pressure drop due to the injection of fuel from the injection hole to propagate from the injector to the fuel in the fuel supply pipe and reach the pressure sensor installed on the common rail is half the period of the pulsation cycle. Conceivable.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
によるエンジンの燃料噴射方法及びその装置の実施例を
説明する。この発明によるエンジンの燃料噴射装置に適
用されるコモンレール式燃料噴射システム及び燃料噴射
装置に用いられるインジェクタについては、図2に示し
たシステム又は図3に示したインジェクタをそのまま用
いることができるので、実施例の説明において再度の詳
細な説明を省略する。図1は、この発明によるエンジン
の燃料噴射装置において、燃焼サイクルの圧縮上死点前
の一定期間(又はクランク角度)に渡って、インジェク
タ1の電磁弁26への制御電流(電圧)の供給又は停止
を制御する噴射指令信号としてのコマンドパルス、イン
ジェクタ1から燃焼室への燃料を噴射する燃料噴射率
q、コモンレール2における燃料圧力(レール圧力)P
r、及びその微分値を示すグラフである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a fuel injection method for an engine according to an embodiment of the present invention; The injector shown in FIG. 2 or the injector shown in FIG. 3 can be used as it is for the common rail type fuel injection system applied to the engine fuel injection device according to the present invention and the injector used for the fuel injection device. In the description of the example, a detailed description is omitted again. FIG. 1 shows the supply or supply of a control current (voltage) to a solenoid valve 26 of an injector 1 over a certain period (or crank angle) before a compression top dead center of a combustion cycle in a fuel injection device for an engine according to the present invention. A command pulse as an injection command signal for controlling the stop, a fuel injection rate q for injecting fuel from the injector 1 into the combustion chamber, and a fuel pressure (rail pressure) P on the common rail 2
It is a graph which shows r and its differential value.
【0022】各気筒について、上死点前の時刻t0 にお
いてコマンドパルスが立ち下がる(ON)ことによって
噴射指令信号が出力され、コントローラ12からインジ
ェクタ1に対して燃料噴射を行わせる駆動信号が送られ
る。インジェクタ1に備わる電磁弁26のソレノイド2
8には駆動電流が流れ、バランスチャンバ30内の作動
流体の圧力が解放されて、針弁24がリフトし、インジ
ェクタ1の先端に形成されている噴孔25から燃料が噴
射される。燃料噴射は、図1に示す燃料噴射率qが立ち
上がることから分かるように、時刻t0 から噴射遅れ時
間Δt1 後の時刻t1 (燃料噴射時刻)に開始され、コ
マンドパルスのパルス幅Pwに応じて、所定の燃料噴射
期間に渡って燃料が噴射される。レール圧力Prは、燃
料噴射が開始されても直ちに低下を示さず、時刻t
d (レール圧力の降下開始時期)で降下し始め、燃料噴
射の進行と共に次第に降下し続ける。For each cylinder, an injection command signal is output when the command pulse falls (ON) at time t 0 before the top dead center, and a drive signal for causing the injector 1 to perform fuel injection is sent from the controller 12. Can be Solenoid 2 of solenoid valve 26 provided in injector 1
A drive current flows through 8, the pressure of the working fluid in the balance chamber 30 is released, the needle valve 24 lifts, and fuel is injected from an injection hole 25 formed at the tip of the injector 1. As can be seen from the rise of the fuel injection rate q shown in FIG. 1, the fuel injection starts at time t 1 (fuel injection time) after the injection delay time Δt 1 from time t 0, and has a pulse width Pw of the command pulse. Accordingly, fuel is injected over a predetermined fuel injection period. The rail pressure Pr does not immediately decrease even when the fuel injection is started, and the time t
It begins to drop at d (rail pressure drop start time) and continues to drop gradually as fuel injection progresses.
【0023】エンジン回転数Neとアクセル操作量Ac
等の運転状態センサが検出したエンジンの運転状態か
ら、予め作成されているマップに基づいて上死点前に遡
るべき指令値ΔTbが求められて、基本目標噴射開始時
期tb が設定されている。噴射遅れ時間Δt1 は、通
常、インジェクタ1毎に異なる値を示す。なお、レール
圧力Prそれ自体も、エンジンの運転状態に対応してコ
ントローラ12が予め作成されているマップ等のデータ
に基づいて算出された目標レール圧力に一致するよう
に、可変容量式燃料ポンプ8と流量制御弁14が制御さ
れる。Engine speed Ne and accelerator operation amount Ac
From the operation state of the operation state engine detected by the sensor etc., and the command value ΔTb to date back to the top dead center is calculated based on a map that is prepared in advance, is set the basic target injection start timing t b . The injection delay time Δt 1 usually shows a different value for each injector 1. Note that the variable displacement fuel pump 8 is controlled so that the rail pressure Pr itself matches the target rail pressure calculated based on data such as a map prepared in advance by the controller 12 in accordance with the operating state of the engine. And the flow control valve 14 is controlled.
【0024】圧力センサ13によってコモンレール2の
実圧力、即ち、レール圧力Prが逐次検出されている。
この燃料噴射装置においては、圧力センサ13が検出し
たレール圧力Prのデータから、レール圧力Prの降下
開始時期とレール圧力Prが降下中における脈動の周期
を算出し、レール圧力Prの降下開始時期と脈動の周期
とから実際の燃料噴射開始時期を推定している。レール
圧力Prの降下開始時期とレール圧力Prが降下中にお
ける脈動の周期を算出するため、CPUと並列処理が可
能なDSP(Digital Signal Proc
essor)がレール圧力Prに関して短い処理時間に
大量のデータ量を処理する。DSPによるレール圧力デ
ータのバッファリングは、インジェクタ1のコマンドパ
ルスのON(立ち下がり)を検出した時に開始され、そ
の後、例えば、100KHz周期でサンプリングされ
て、コントローラ12内のメモリに蓄積され、レール圧
力Prの充分な減少と振動が確認されるまでの間、実行
される。The actual pressure of the common rail 2, that is, the rail pressure Pr is sequentially detected by the pressure sensor 13.
In this fuel injection device, from the data of the rail pressure Pr detected by the pressure sensor 13, the start time of the fall of the rail pressure Pr and the cycle of the pulsation during the fall of the rail pressure Pr are calculated, and the start time of the fall of the rail pressure Pr is calculated. The actual fuel injection start timing is estimated from the pulsation cycle. A DSP (Digital Signal Proc) that can be processed in parallel with the CPU to calculate the start time of the drop of the rail pressure Pr and the pulsation cycle during the drop of the rail pressure Pr.
ESSOR) processes a large amount of data in a short processing time with respect to the rail pressure Pr. Buffering of rail pressure data by the DSP is started when the ON (falling) of the command pulse of the injector 1 is detected, and thereafter sampled at, for example, a 100 KHz cycle, stored in a memory in the controller 12, and stored in the memory of the controller 12. This operation is performed until Pr is sufficiently reduced and vibration is confirmed.
【0025】燃料噴射に伴うコモンレールのレール圧力
Prの降下開始時期td の算出については、本出願人が
既に特許出願(特願平9−277974号、特願平10
−184210号)をすることによって提案した算出方
法がある。以下に、特願平9−277974号に開示さ
れた算出方法を簡単に説明する。レール圧力Prのデー
タはノイズを含んでいるので、移動平均処理を施す等の
フィルタリングを行ってレール圧力Prのデータは平滑
化される。時刻t0 から取得が開始されたデータのう
ち、噴射遅れ時間Δt1 の間の当初の一定期間ではレー
ル圧力Prに変動が少なく、この間の圧力の平均を取る
ことで燃料噴射前のコモンレール2の平均圧力Paを求
めることができる。また、取得したレール圧力データは
時間の経過に従った離散値データであるので、隣合った
データ値の差分を取ることによって、レール圧力Prの
時間微分が計算される。The present applicant has already applied for patents (Japanese Patent Application Nos. Hei 9-277974 and Hei 10 ) to calculate the start time t d of the rail pressure Pr of the common rail accompanying fuel injection.
184210). The calculation method disclosed in Japanese Patent Application No. 9-277974 will be briefly described below. Since the data of the rail pressure Pr includes noise, the data of the rail pressure Pr is smoothed by performing filtering such as performing a moving average process. Among the data started to be acquired from the time t 0 , the rail pressure Pr has little fluctuation in the initial fixed period during the injection delay time Δt 1 , and by taking the average of the pressure during this period, the common rail 2 before the fuel injection is obtained. The average pressure Pa can be determined. Further, since the acquired rail pressure data is discrete value data with the passage of time, the time differential of the rail pressure Pr is calculated by taking the difference between adjacent data values.
【0026】時間と前記コモンレール圧力とを座標軸と
するグラフにおいて、レール圧力Prが平均圧力Paか
ら低下し始めて後、最初に極小値をとる時刻t4 までの
間で、時間微分が最小の値を示す時刻、即ち、レール圧
力Prの圧力降下が最も大きい時刻t3 を求め、時刻t
3 の前後の数ポイントでの時刻とその時のデータに基づ
く一次回帰計算により、時刻t3 におけるレール圧力P
rの降下曲線の近似直線Ld(降下曲線の変曲点での接
線)を求める。噴射開始前の平均圧力Paを表す直線L
p(図1において時間軸に平行な一点鎖線で示す)と近
似直線Ldとの交点における時刻t2 は、レール圧力P
rの降下開始時期td とみなすことができる。なお、コ
モンレール圧力が低下していく曲線の近似として一次回
帰直線としたが、より高次の近似曲線を用いてもよい。In a graph using time and the common rail pressure as the coordinate axes, the time derivative whose time derivative is the smallest between time t 4 when the rail pressure Pr starts to decrease from the average pressure Pa and first takes a minimum value is shown. A time t 3 at which the pressure drop of the rail pressure Pr is the largest is calculated, and a time t 3
By the linear regression calculation based on the time at several points before and after 3 and the data at that time, the rail pressure P at time t 3 is obtained.
An approximate straight line Ld (tangent at the inflection point of the descent curve) of the descent curve of r is obtained. Straight line L representing the average pressure Pa before the start of injection
The time t 2 at the intersection of the approximate straight line Ld and the point p (shown by a dashed line parallel to the time axis in FIG.
It can be regarded as the d . Although a linear regression line is used as an approximation of the curve in which the common rail pressure decreases, a higher-order approximate curve may be used.
【0027】レール圧力Prの降下開始時期td を算出
する別の方法として、時刻t0 から最初に極小値をとる
時刻t4 までの間のレール圧力Prのデータに基づい
て、例えば最小自乗法による一次回帰計算により、レー
ル圧力Prの降下曲線の近似直線Le(図1において、
二点鎖線で示す)を求め、時刻t0 から時刻t4 までの
期間でレール圧力Prと近似直線Leとの差が最大にな
る時刻をレール圧力Prの降下開始時期td とみなす方
法がある(特願平10−184210号)。As another method of calculating the descent start time t d of the rail pressure Pr, for example, the least square method is used based on the data of the rail pressure Pr from time t 0 to time t 4 when the first minimum value is obtained. Approximate straight line Le of the drop curve of the rail pressure Pr (in FIG. 1,
Seeking shown by two-dot chain line), the difference between the rail pressure Pr in the period from time t 0 to time t 4 the approximate straight line Le is a method regarded as falling start timing t d of the rail pressure Pr time of maximum (Japanese Patent Application No. 10-184210).
【0028】このようにして求められたレール圧力Pr
の降下開始時期td に対して、コマンドパルスの立ち下
がり時刻t0 から実際の燃料噴射開始時期t1 までの噴
射遅れ時間Δt1 が、予め決められているマップ又は関
数によって算出される。噴射遅れ時間Δt1 を定めるパ
ラメータは、降下開始時期td それ自体の値(降下開始
時期td が遅いほど、噴射遅れ時間Δt1 も大きい傾向
にある)、レール圧力Prの大きさ(圧力伝播速度の影
響)、気筒番号(コモンレール2に設けられる圧力セン
サ13から遠い気筒ほど噴射遅れ時間Δt1 も大きい)
である。The thus obtained rail pressure Pr
The injection delay time Δt 1 from the fall time t 0 of the command pulse to the actual fuel injection start time t 1 with respect to the descent start time t d is calculated by a predetermined map or function. The parameters that determine the injection delay time Δt 1 are the value of the descent start time t d itself (the slower the descent start time t d , the larger the injection delay time Δt 1 tends to be) and the magnitude of the rail pressure Pr (pressure propagation Effect of speed), cylinder number (injection delay time Δt 1 is greater for cylinders farther from pressure sensor 13 provided on common rail 2)
It is.
【0029】燃料噴射が開始された後のレール圧力Pr
は、脈動を伴って降下する。この圧力変動は、高圧燃料
がコモンレール2からインジェクタ1に導入されるとき
に、燃料通路の形状等に応じて発生する圧力反射波がコ
モンレール2に戻り、更に、その反射波がコモンレール
2とインジェクタ1との間の燃料供給管3を含む伝播経
路を往復することに起因していると考えられる。圧力セ
ンサ13が検出し平滑化処理が施されたレール圧力Pr
に対して微分値を求めると、レール圧力Prの極大値を
示す時刻は、この微分値が正から負へのゼロクロス時期
t5 、t6 (或いは、丁度ゼロクロス点がなければ近似
直線のゼロクロス時期)として求められる。レール圧力
Prの隣合うゼロクロス時期t5 、t6 間の時間間隔と
して、脈動の周期ΔTが算出される。なお、極大値を取
る時間に代えて、極小値をとる時間を検出してもよいこ
とは勿論である。Rail pressure Pr after fuel injection is started
Descends with pulsation. This pressure fluctuation is such that when high-pressure fuel is introduced into the injector 1 from the common rail 2, a pressure reflected wave generated according to the shape of the fuel passage returns to the common rail 2, and the reflected wave is further transmitted to the common rail 2 and the injector 1. It is considered that this is caused by reciprocation in the propagation path including the fuel supply pipe 3 between. Rail pressure Pr detected by the pressure sensor 13 and subjected to smoothing processing
When the differential value is obtained, the time at which the maximum value of the rail pressure Pr is reached is the zero-cross time t 5 or t 6 at which the differential value changes from positive to negative (or the zero-cross time of the approximate straight line if there is no zero-cross point). ). The pulsation cycle ΔT is calculated as the time interval between the zero cross times t 5 and t 6 adjacent to the rail pressure Pr. It is needless to say that the time when the local minimum value is taken may be detected instead of the time when the local maximum value is taken.
【0030】レール圧力Prの脈動の周期ΔTが算出さ
れると、次の式によって実際の燃料噴射開始時期t1 を
推定することができる。 t1 =td −ΔT×(1/2) 脈動の周期ΔTは圧力波が伝播経路を往復する時間であ
るから、実際に燃料噴射が開始された時刻t1 は、コモ
ンレール2に配設されている圧力センサ13がインジェ
クタ1においてノズルの先端に形成されている噴孔から
燃料を噴射したことによる圧力波を検出した時(降下開
始時期td )よりも、その圧力波が伝播経路の片道を伝
播するのに要する時間(脈動の周期ΔTの半分、即ち、
圧力降下遅れ時間)だけ遡った時期である。このように
して求められた噴射開始時期t1をエンジンの運転状態
から求められた目標燃料噴射開始時期tb と比較し、両
者の時間差に基づいて噴射開始時期t1 が目標燃料噴射
開始時期tb と一致するように、コマンドパルスの立ち
下がり時刻t0 が決定される。When the pulsation cycle ΔT of the rail pressure Pr is calculated, the actual fuel injection start timing t 1 can be estimated by the following equation. t 1 = t d −ΔT × (1/2) Since the pulsation period ΔT is the time for the pressure wave to reciprocate on the propagation path, the time t 1 at which the fuel injection is actually started is provided on the common rail 2. When the pressure sensor 13 detects a pressure wave caused by injecting fuel from the injection hole formed at the tip of the nozzle in the injector 1 (descent start time t d ), the pressure wave is one-way in the propagation path. (Half of the pulsation period ΔT, ie,
This is a time that is traced back by the pressure drop delay time). The injection start time t 1 obtained in this way is compared with the target fuel injection start time t b obtained from the operation state of the engine, and based on the time difference between the two, the injection start time t 1 is changed to the target fuel injection start time t b The falling time t 0 of the command pulse is determined so as to coincide with b .
【0031】図1に示す例では、コマンドパルスの立ち
下がり時刻t0 は、噴射開始時期t 1 から噴射遅れ時間
Δt1 を遡った時期として噴射指令信号(コマンドパル
ス)の出力時期t0 が決定される。即ち、補正前の時刻
t0 に対して(tb −t1 )の時間間隔だけ遅らせた時
期を、次回の燃料噴射におけるコマンドパルスの最終的
な立ち下がり時刻t0 として決定される。このようにし
て決定された出力時期で出力されるコマンドパルスによ
り、目標燃料噴射開始時期に燃料を噴射すべく、インジ
ェクタ1の電磁弁26のソレノイド28に駆動電流が供
給される。コマンドパルスの立ち下がり時刻t0 、目標
燃料噴射開始時期tb 、及びレール圧力Prの降下開始
時期から脈動の周期に基づいて定められる期間を遡って
求められる実際の燃料噴射開始時期t1 とが判明してい
るので、各インジェクタのメカニカルな遅れや径年劣化
が存在していても、常に、実際の燃料噴射開始時期t1
が目標燃料噴射開始時期tb に一致するようにコマンド
パルスの立ち下がり時刻t 0 が決定される。In the example shown in FIG.
Fall time t0Is the injection start time t 1From injection delay time
Δt1The injection command signal (command pulse
Output time t)0Is determined. That is, the time before correction
t0For (tb-T1) When delayed by the time interval
Period is the final command pulse in the next fuel injection.
Falling time t0Is determined as Like this
Command pulse output at the output timing determined by
In order to inject fuel at the target fuel injection start time,
Drive current is supplied to the solenoid 28 of the solenoid valve 26 of the ejector 1.
Be paid. Fall time t of the command pulse0,Goal
Fuel injection start time tb, And start of drop of rail pressure Pr
From the period to the period determined based on the pulsation cycle
Required actual fuel injection start timing t1It turns out that
Therefore, mechanical delay of each injector and aging degradation
Is always present, the actual fuel injection start timing t1
Is the target fuel injection start timing tbCommand to match
Pulse falling time t 0Is determined.
【0032】コモンレール式燃料噴射システムでは、一
般には図2に示すようにインジェクタ1は複数個設けら
れており、コントローラは、インジェクタ1毎に実際の
燃料噴射開始時期t1 を求め、実際の燃料噴射開始時期
t1 から噴射遅れ時間Δt1を遡った時期として噴射指
令信号の出力時期を決定している。この発明によるエン
ジンの燃料噴射方法及び装置は、特に、ディーゼルエン
ジンのコモンレール式燃料噴射システムに好適である
が、直接噴射式のガソリンエンジン等の同様の構造を有
する他の燃料噴射システムにも適用可能であることは言
うまでもない。In a common rail type fuel injection system, generally, a plurality of injectors 1 are provided as shown in FIG. 2, and a controller obtains an actual fuel injection start timing t 1 for each injector 1 to obtain an actual fuel injection timing. and it determines the output timing of the injection command signal as timing predated the injection delay time Delta] t 1 from the start time t 1. The engine fuel injection method and apparatus according to the present invention are particularly suitable for a common rail fuel injection system of a diesel engine, but can also be applied to other fuel injection systems having a similar structure such as a direct injection gasoline engine. Needless to say,
【0033】[0033]
【発明の効果】この発明によるエンジンの燃料噴射方法
及びその装置は、上記のように構成されているので、次
のような効果を奏する。即ち、この発明によるエンジン
の燃料噴射方法及びその装置によれば、コモンレールの
脈動の周期を検出し、その周期に基づいてインジェクタ
からコモンレールに配設されている圧力センサまでの伝
播時間を求め、コモンレールの圧力降下開始時期を基準
として実際の燃料噴射開始時期を演算によって求めてい
るので、燃料温度の変化や燃料の性状の変化に関わら
ず、常に正確な燃料噴射開始時期を求めることができ
る。エンジンの運転状態に応じて求められた目標燃料噴
射開始時期に燃料が噴射されるようにインジェクタの作
動をフィードバック制御する場合においても、燃料性状
に関わらず常に正確に目標噴射開始時期に燃料を噴射す
ることができる。また、インジェクタ毎の噴射遅れ時間
のバラツキや同じインジェクタであっても径年変化に起
因して、エンジンが異なれば勿論のこと、同じエンジン
でも各気筒における燃焼時期の乱れによってスモークの
発生等の排気ガス性能の悪化やエンジンの騒音や振動が
生じていたが、この発明による燃料噴射方法又は装置に
よれば、各インジェクタにおける燃料噴射は、常に、エ
ンジンの運転状態に基づいて定められる最適な目標噴射
開始時期に行うことが可能になるので、エンジンの排気
ガス性能の悪化及びエンジンの騒音や振動を防止するこ
とができる。更に、燃料噴射開始時期の決定のために新
規なセンサは必要でなく、実際の燃料噴射開始時期の算
出に際しては、既存のコモンレールシステムに用いられ
ているコモンレール圧力検出用の圧力センサを利用して
得られた検出データを処理するのみであるので、燃料噴
射装置の製作コストの上昇要因である部品点数の増加を
回避することができる。The fuel injection method and apparatus for an engine according to the present invention are configured as described above and have the following effects. That is, according to the fuel injection method and apparatus for an engine according to the present invention, the period of the pulsation of the common rail is detected, and the propagation time from the injector to the pressure sensor disposed on the common rail is determined based on the period. Since the actual fuel injection start timing is obtained by calculation based on the pressure drop start timing, it is possible to always obtain an accurate fuel injection start timing irrespective of a change in fuel temperature or a change in fuel properties. Even when feedback control of injector operation is performed so that fuel is injected at the target fuel injection start timing determined according to the operating state of the engine, fuel is always accurately injected at the target injection start timing regardless of fuel properties. can do. In addition, even if the same engine has a different engine due to a variation in the injection delay time of each injector or a change in the diameter of the same injector, even if the same engine is used, the combustion timing of each cylinder is disturbed, and the exhaust gas such as smoke is generated. Although gas performance has deteriorated and engine noise and vibration have occurred, according to the fuel injection method or device according to the present invention, the fuel injection in each injector is always the optimal target injection determined based on the operating state of the engine. Since this can be performed at the start time, it is possible to prevent deterioration of the exhaust gas performance of the engine and noise and vibration of the engine. Further, a new sensor is not required for determining the fuel injection start timing, and when calculating the actual fuel injection start timing, a pressure sensor for detecting the common rail pressure used in the existing common rail system is used. Since only the obtained detection data is processed, it is possible to avoid an increase in the number of parts, which is a factor of increasing the manufacturing cost of the fuel injection device.
【図1】この発明による燃料噴射方法及び装置における
コマンドパルス、燃料噴射率、及びコモンレール圧力の
時間の経過に伴う変化を説明するグラフである。FIG. 1 is a graph illustrating changes over time of a command pulse, a fuel injection rate, and a common rail pressure in a fuel injection method and device according to the present invention.
【図2】コモンレール式燃料噴射システムを示す概略図
である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a common rail type fuel injection system.
【図3】図2に示すコモンレール式燃料噴射システムが
適用されるインジェクタの一例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an example of an injector to which the common rail type fuel injection system shown in FIG. 2 is applied.
1 インジェクタ 2 コモンレール 3 燃料供給管 8 燃料ポンプ 12 コントローラ 13 圧力センサ 24 針弁 25 噴孔 26 電磁弁 Pr レール圧力(コモンレール圧力) Pa 燃料噴射前のコモンレール平均圧力 t0 噴射指令信号の出力時期 t1 実際の燃料噴射開始時期 tb 基本目標噴射開始時期 Δt1 噴射遅れ時間1 injector 2 common rail 3 fuel supply pipe 8 fuel pump 12 controller 13 a pressure sensor 24 the needle valve 25 the injection hole 26 output timing of the electromagnetic valve Pr rail pressure (common rail pressure) Pa before the fuel injection common rail mean pressure t 0 injection command signal t 1 the actual fuel injection start timing t b basic target injection start timing Δt 1 injection delay time
Claims (6)
コモンレールに蓄圧状態に貯留し、前記コモンレールか
ら燃料供給管を通じて供給される燃料を噴射指令信号に
基づいて駆動されるインジェクタから燃焼室に噴射し、
燃料噴射に伴って降下する前記コモンレールの圧力の降
下開始時期と前記燃料噴射に伴って降下する前記コモン
レールの圧力に現れる脈動の周期とから算出された実際
の燃料噴射開始時期に基づいて前記噴射指令信号の出力
時期を制御することから成るエンジンの燃料噴射方法。1. A fuel pumped by a fuel pump is stored in a common rail in a pressure-accumulated state, and fuel supplied from the common rail through a fuel supply pipe is injected into a combustion chamber from an injector driven based on an injection command signal.
The injection command is based on the actual fuel injection start time calculated from the start time of the common rail pressure dropping along with the fuel injection and the pulsation cycle appearing in the common rail pressure falling along with the fuel injection. A fuel injection method for an engine, comprising controlling the output timing of a signal.
インジェクタから噴射される目標燃料噴射開始時期を決
定し、前記実際の燃料噴射開始時期が前記目標燃料噴射
開始時期に一致するように前記噴射指令信号の前記出力
時期を制御することから成る請求項1に記載のエンジン
の燃料噴射方法。2. A target fuel injection start timing to be injected from the injector is determined based on an operation state of the engine, and the injection command is set so that the actual fuel injection start timing coincides with the target fuel injection start timing. 2. The method according to claim 1, further comprising controlling the output timing of the signal.
モンレールの圧力の前記降下開始時期から前記脈動の周
期の半分の時間を遡った時期として算出されることから
成る請求項1又は2に記載のエンジンの燃料噴射方法。3. The fuel injection start timing according to claim 1, wherein the actual fuel injection start timing is calculated as a timing going back half a time of the pulsation cycle from the start timing of the decrease of the common rail pressure. Engine fuel injection method.
蓄圧状態で貯留するコモンレール、前記コモンレールか
ら燃料供給管を通じて供給される燃料を燃焼室に噴射す
るインジェクタ、前記コモンレールの圧力を検出する圧
力センサ、前記インジェクタから燃料を噴射するための
噴射指令信号を出力するコントローラを備え、前記コン
トローラは、燃料噴射に伴って降下する前記コモンレー
ルの圧力の降下開始時期と前記燃料噴射に伴って降下す
る前記コモンレールの圧力に現れる脈動の周期とから算
出された実際の燃料噴射開始時期に基づいて前記噴射指
令信号の出力時期を制御することから成るエンジンの燃
料噴射装置。4. A common rail for storing fuel delivered by a fuel pump in an accumulated state, an injector for injecting fuel supplied from the common rail through a fuel supply pipe into a combustion chamber, a pressure sensor for detecting a pressure of the common rail, A controller for outputting an injection command signal for injecting fuel from the injector, the controller comprising: a start time of a decrease in the pressure of the common rail that decreases with the fuel injection; and a pressure of the common rail that decreases with the fuel injection. A fuel injection device for an engine, comprising: controlling the output timing of the injection command signal based on the actual fuel injection start timing calculated from the pulsation cycle appearing in (1).
転状態に基づいて目標燃料噴射開始時期を決定し、前記
実際の燃料噴射開始時期が前記目標燃料噴射開始時期と
一致するように前記インジェクタへの前記駆動信号の前
記出力時期を制御することから成る請求項4に記載のエ
ンジンの燃料噴射装置。5. The controller according to claim 1, wherein the controller determines a target fuel injection start timing based on an operation state of the engine, and controls the injector so that the actual fuel injection start timing coincides with the target fuel injection start timing. 5. The fuel injection device for an engine according to claim 4, comprising controlling the output timing of a drive signal.
の圧力の前記降下開始時期から前記脈動の周期の半分の
時間を遡った時期として前記実際の燃料噴射開始時期を
算出することから成る請求項4又は5に記載のエンジン
の燃料噴射装置。6. The controller according to claim 4, wherein the controller calculates the actual fuel injection start timing as a timing which is half a period of the pulsation cycle from the start timing of the decrease of the common rail pressure. The fuel injection device for an engine according to claim 1.
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