JP2007040128A - Fuel injection control device for direct injection internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection control device for direct injection internal combustion engine Download PDF

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Tetsuji Aijima
哲二 相島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, capable of effectively suppressing lowering in combustion efficiency accompanying the secular deterioration on the injection characteristics of an injector. <P>SOLUTION: An electronic control device corrects a fuel injection command value according to the secular deterioration on the injection characteristics of the injector for injecting fuel during compression stroke. Accompanying an increase in the degree of secular deterioration, the electronic control device corrects the fuel injection command value to advance driving current rise completion timing for opening the injector. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インジェクタの噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正する補正手段を備えた直噴内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine provided with correction means for correcting a fuel injection command value in accordance with deterioration with time of injection characteristics of an injector.

従来、インジェクタを用いて燃料を気筒内に直接噴射するようにした直噴内燃機関が知られている。直噴内燃機関では、例えば吸気管内に燃料が噴射される内燃機関と比較して気筒内における燃料量をより緻密に制御することができ、燃費や排気性能のより一層の向上を図ることができる。   Conventionally, a direct injection internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder using an injector is known. In a direct injection internal combustion engine, for example, the amount of fuel in a cylinder can be controlled more precisely than in an internal combustion engine in which fuel is injected into an intake pipe, and fuel efficiency and exhaust performance can be further improved. .

ところが、こうした直噴内燃機関にあっては、例えばインジェクタに内蔵されるニードルバルブの摺動性が低下したり同バルブとシートとの当接箇所が摩耗するなどの劣化が生じると、同バルブの作動状態が変化して燃料の要求量と実際の噴射量とに差が生じるなど、燃料噴射制御の精度が低下する懸念がある。こうした精度低下は燃焼効率の低下を招き、ひいては騒音の増大や排気性能の悪化、機関出力の低下などの要因となる。   However, in such a direct injection internal combustion engine, for example, when the slidability of the needle valve built in the injector is deteriorated or the contact portion between the valve and the seat is worn away, There is a concern that the accuracy of fuel injection control may be reduced, such as a difference between the required amount of fuel and the actual injection amount due to a change in the operating state. Such a decrease in accuracy leads to a decrease in combustion efficiency, which in turn causes an increase in noise, a deterioration in exhaust performance, a decrease in engine output, and the like.

例えば特許文献1に記載された直噴内燃機関の燃料噴射制御装置では、インジェクタの噴射特性にかかる経時劣化が生じた際に燃料の噴射期間を延長することで上記経時劣化に伴う燃料噴射量不足の回避が図られるようになっている。
特開2002−89333号公報
For example, in the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine described in Patent Document 1, when the deterioration with time of the injection characteristics of the injector occurs, the fuel injection period is extended to extend the fuel injection amount due to the deterioration with time. Can be avoided.
JP 2002-89333 A

しかしながら、インジェクタに劣化が生じた場合には、例えば開弁開始時期(ニードルバルブのリフト開始時期)が遅れたり弁開度の増大速度が低下したりといった具合に、燃料噴射期間の初期段階における燃料噴射率の低下、いわば燃料噴射率の増加遅れが生じ易くなる。この燃料噴射率の増加遅れは、燃焼開始時点における気筒内の燃料不足や燃料の霧化不足など、燃焼状態に特に大きな影響を与える現象の発生要因となる。圧縮行程中に燃料の噴射される態様にあっては、例えば吸気行程中に燃料の噴射される態様と比較して燃料噴射開始時点から燃焼開始時点までの期間が短いため、燃料噴射率の増加遅れによる影響が特に大きなものとなり易く、上述の騒音の増大や排気性能の悪化、機関出力の低下などが特に顕著なものとなる懸念がある。特に、燃料を自己着火させるディーゼル内燃機関にあっては、燃料噴射率の増加遅れにって着火遅れや予混合燃焼の状態が大きく左右されることとなる。   However, when the injector is deteriorated, the fuel at the initial stage of the fuel injection period, for example, the valve opening start timing (needle valve lift start timing) is delayed or the increase rate of the valve opening is decreased. A decrease in the injection rate, that is, a delay in the increase in the fuel injection rate is likely to occur. The delay in the increase in the fuel injection rate is a cause of occurrence of a phenomenon that has a particularly great influence on the combustion state, such as fuel shortage in the cylinder and fuel atomization at the start of combustion. In the aspect in which the fuel is injected during the compression stroke, for example, the period from the fuel injection start time to the combustion start time is short compared with the aspect in which the fuel is injected during the intake stroke. There is a concern that the influence of the delay tends to be particularly large, and the above-described increase in noise, deterioration in exhaust performance, reduction in engine output, and the like become particularly significant. In particular, in a diesel internal combustion engine that self-ignites the fuel, the delay in ignition and the state of premixed combustion are greatly affected by the delay in increase in the fuel injection rate.

上記したように特許文献1記載の制御装置では、インジェクタに経時劣化が生じた際に燃料噴射期間の延長が図られるものの、燃料噴射期間の初期段階の不具合である燃料噴射率の増加遅れに対処することはできず、改善の余地を残すものとなっていた。   As described above, in the control device described in Patent Document 1, the fuel injection period is extended when the injector deteriorates with time, but the increase in the fuel injection rate, which is a malfunction in the initial stage of the fuel injection period, is addressed. It was not possible to do so, leaving room for improvement.

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インジェクタの噴射特性にかかる経時劣化に伴う燃焼効率の低下を効果的に抑制することのできる直噴内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine that can effectively suppress a decrease in combustion efficiency associated with deterioration over time in the injection characteristics of the injector. Is to provide.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項1に係る発明は、圧縮行程中に燃料を噴射するインジェクタの噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正する補正手段を備えた直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記補正手段は前記経時劣化の度合の増大に伴って、前記インジェクタを開弁させるための駆動電流の立ち上がり完了時期が進角するように前記燃料噴射指令値を補正することをその要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
First, the invention according to claim 1 is a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine provided with a correction means for correcting a fuel injection command value in accordance with deterioration with time of an injection characteristic of an injector that injects fuel during a compression stroke. The correction means corrects the fuel injection command value so that the rise completion timing of the drive current for opening the injector is advanced as the degree of deterioration with time increases. To do.

同構成によれば、駆動電流の立ち上がり完了時期が進角することで、インジェクタの弁開度がより早期に増大されるようになる。これによれば、燃焼開始時点までに気筒内により多くの燃料を供給することができるようになり、更に同燃焼開始時点において燃料の霧化を促進することが可能になること等によって、燃焼効率の低下を効果的に抑えることができるようになる。その結果、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下等が効果的に抑制されるようになる。   According to this configuration, the valve opening degree of the injector is increased earlier by advancement of the rising completion timing of the drive current. According to this, it becomes possible to supply more fuel into the cylinder by the start of combustion, and further, it becomes possible to promote atomization of fuel at the start of combustion, and so on. Can be effectively suppressed. As a result, increase in noise, deterioration in exhaust performance, reduction in engine output, and the like are effectively suppressed.

なお、上記「燃料噴射指令値」は、燃料噴射態様に関する指令値であり、例えば燃料噴射量や燃料噴射時期に関する指令値を意味する。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるべく同駆動電流の立ち上がり開始時期を進角させることをその要旨とする。
The “fuel injection command value” is a command value related to the fuel injection mode, and means a command value related to the fuel injection amount and the fuel injection timing, for example.
The gist of the invention of claim 2 is that, in the invention of claim 1, the correction means advances the rise start timing of the drive current to advance the rise completion timing of the drive current.

同構成によれば、インジェクタの駆動電流の立ち上がり開始時期が進角することから、その立ち上がり完了時期がその分だけ進角することとなる。従って、インジェクタの弁開度がより早期に大きなものとなる結果、インジェクタの劣化に伴う燃料噴射率の増加遅れが抑制されるようになる。   According to this configuration, since the rising start timing of the drive current of the injector is advanced, the rising completion timing is advanced by that amount. Therefore, as a result of the valve opening of the injector becoming larger earlier, an increase delay in the fuel injection rate accompanying the deterioration of the injector is suppressed.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるべく同駆動電流の立ち上がり速度を増大させることをその要旨とする。   The gist of the invention described in claim 3 is that, in the invention described in claim 1 or 2, the correction means increases the rising speed of the driving current to advance the rising completion timing of the driving current.

同構成によれば、インジェクタの駆動電流の立ち上がり速度が増大されることで、立ち上がり開始時期から立ち上がり完了時期までの期間を短くすることができるようになる。従って、インジェクタの弁開度をその分だけ早期に大きなものとすることができ、上記経時劣化に伴う燃料噴射率の増加遅れを抑制することができるようになる。   According to this configuration, the rise speed of the drive current of the injector is increased, so that the period from the rise start time to the rise completion time can be shortened. Therefore, the valve opening of the injector can be increased earlier by that amount, and an increase delay in the fuel injection rate due to the deterioration with time can be suppressed.

ここで、上述のように燃料噴射率に増加遅れが生じた場合には、仮に駆動電流の通電期間に補正が加えられないとすると上記遅れの分だけ燃料噴射期間が短縮してしまうことから燃料噴射量が少なくなる懸念がある。その点、請求項4記載の発明によるように、前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるとき、前記駆動電流の通電期間を延長する、といった構成を採用することで、通電期間の延長を通じて燃料噴射率の低下抑制が図られるようになる。従って、燃料噴射初期のみならず燃料噴射期間の広範囲に亘って上記燃料噴射率の低下が抑制されることとなり、燃焼効率の低下が効果的に抑えられるようになる。その結果、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下等が更に抑制されるようになる。   Here, if there is an increase delay in the fuel injection rate as described above, the fuel injection period will be shortened by the delay if the correction is not applied to the drive current energization period. There is a concern that the injection amount will decrease. In that respect, according to a fourth aspect of the present invention, when the correction means advances the rising completion timing of the driving current, it extends the energizing period of the driving current, thereby adopting a configuration in which the energizing period is increased. Through this extension, reduction of the fuel injection rate can be suppressed. Accordingly, not only the initial stage of fuel injection but also a decrease in the fuel injection rate is suppressed over a wide range of the fuel injection period, and a decrease in combustion efficiency is effectively suppressed. As a result, an increase in noise, a deterioration in exhaust performance, a decrease in engine output, and the like are further suppressed.

請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、当該内燃機関が定常運転状態にあるとき同定常運転状態を維持すべく前記燃料噴射指令値をフィードバック制御する維持制御手段と、前記維持制御手段によりフィードバック制御された燃料噴射指令値が燃料噴射量の増大する側に推移したとき、前記経時劣化の度合が増大したと判断する判断手段と、を備えることをその要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, when the internal combustion engine is in a steady operation state, the fuel injection command value is feedback controlled so as to maintain the steady operation state. And a determination means for determining that the degree of deterioration with time has increased when the fuel injection command value feedback-controlled by the maintenance control means has shifted to the side where the fuel injection amount increases. Is the gist.

インジェクタにおいて噴射特性にかかる劣化の度合が大きくなると、同じ燃料噴射指令値に対する実際の燃料噴射量がその分だけ減少する。従って、実燃料噴射量が要求燃料噴射量と一致するように燃料噴射指令値がフィードバック制御される際には、こうした実燃料噴射量の減少、即ち要求燃料噴射量に対する実燃料噴射量の不足を回避すべく、燃料噴射指令値がより多量の燃料を噴射させるための値に変更調整されることとなる。従って、本発明によれば、定常運転状態を維持すべくフィードバック制御される燃料噴射指令値の推移に基づき、インジェクタの噴射特性の経時劣化度合が好適に把握されるようになる。   When the degree of deterioration of the injection characteristics in the injector increases, the actual fuel injection amount for the same fuel injection command value decreases accordingly. Therefore, when the fuel injection command value is feedback controlled so that the actual fuel injection amount matches the required fuel injection amount, such a decrease in the actual fuel injection amount, that is, a shortage of the actual fuel injection amount with respect to the required fuel injection amount. In order to avoid this, the fuel injection command value is changed and adjusted to a value for injecting a larger amount of fuel. Therefore, according to the present invention, the degree of deterioration over time of the injection characteristics of the injector can be suitably grasped based on the transition of the fuel injection command value that is feedback-controlled to maintain the steady operation state.

なお、上記した燃料噴射指令値にかかる補正は、請求項6記載の発明によるように、ディーゼル内燃機関に好適に適用することができる。ディーゼル内燃機関は圧縮行程における混合気の温度上昇によって燃料を自己着火させるものであり、例えばガソリン内燃機関のように点火プラグを用いる内燃機関と比較して、圧縮行程における気筒内の燃料の量や霧化状態によって燃焼開始時期や燃焼状態が大きく左右される傾向にある。即ち、ディーゼル内燃機関にあっては、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発明により得られる効果が特に有用なものとなる。   The correction relating to the fuel injection command value described above can be suitably applied to a diesel internal combustion engine as in the sixth aspect of the invention. Diesel internal combustion engines self-ignite fuel by the temperature rise of the air-fuel mixture in the compression stroke. For example, the amount of fuel in a cylinder in the compression stroke is different from that of an internal combustion engine using a spark plug such as a gasoline internal combustion engine. The combustion start timing and combustion state tend to be greatly influenced by the atomization state. That is, in the diesel internal combustion engine, the effect obtained by the invention according to any one of claims 1 to 5 is particularly useful.

以下、本発明を車載用の直噴ディーゼル内燃機関の燃料噴射装置に適用した一実施形態を図1〜図6に従って説明する。
図1に示すように、直噴ディーゼル式の内燃機関11は、シリンダヘッド12と、気筒13が複数形成されたシリンダブロック14とを備えている。各気筒13内にはピストン15が往復動可能に収容されている。各ピストン15はコネクティングロッド16を介し、内燃機関11の出力軸である図示しないクランク軸に連結されている。各ピストン15の往復運動は、コネクティングロッド16によって回転運動に変換された後、クランク軸に伝達される。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a fuel injection device for an on-vehicle direct injection diesel internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a direct injection diesel internal combustion engine 11 includes a cylinder head 12 and a cylinder block 14 in which a plurality of cylinders 13 are formed. A piston 15 is accommodated in each cylinder 13 so as to be able to reciprocate. Each piston 15 is connected via a connecting rod 16 to a crankshaft (not shown) that is an output shaft of the internal combustion engine 11. The reciprocating motion of each piston 15 is converted into rotational motion by the connecting rod 16 and then transmitted to the crankshaft.

各気筒13には吸気通路18及び排気通路19が接続されており、これら吸・排気通路18,19と気筒13との接続部分には、クランク軸の回転に連動して同接続部分を開閉する吸気弁21、排気弁22が配設されている。   An intake passage 18 and an exhaust passage 19 are connected to each cylinder 13, and the connection portion between the intake / exhaust passages 18 and 19 and the cylinder 13 is opened and closed in conjunction with the rotation of the crankshaft. An intake valve 21 and an exhaust valve 22 are provided.

また、シリンダヘッド12には、各気筒13に燃料を直接噴射するインジェクタ(燃料噴射弁)23が各設けられている。各インジェクタ23からこれらに対応する気筒13への燃料噴射は、電磁弁23eにより制御される。インジェクタ23はコモンレール25に接続されており、電磁弁23eが開いている間、コモンレール25内の燃料がインジェクタ23から、対応する気筒13に噴射される。   The cylinder head 12 is provided with injectors (fuel injection valves) 23 that directly inject fuel into each cylinder 13. Fuel injection from each injector 23 to the corresponding cylinder 13 is controlled by an electromagnetic valve 23e. The injector 23 is connected to the common rail 25, and while the electromagnetic valve 23e is open, the fuel in the common rail 25 is injected from the injector 23 into the corresponding cylinder 13.

本実施形態では、圧縮行程にある気筒13に対してインジェクタ23から燃料が噴射供給される。気筒13内の圧力及び温度が上昇することによって燃料は自己着火して燃焼する。このときに生じた燃焼ガスによりピストン15が往復動され、クランク軸が回転されて、内燃機関11の駆動力(出力トルク)が得られる。燃焼ガスは、排気通路19を通って内燃機関11の外部へ排出される。   In the present embodiment, fuel is injected and supplied from the injector 23 to the cylinder 13 in the compression stroke. As the pressure and temperature in the cylinder 13 rise, the fuel self-ignites and burns. The piston 15 is reciprocated by the combustion gas generated at this time, the crankshaft is rotated, and the driving force (output torque) of the internal combustion engine 11 is obtained. The combustion gas is discharged to the outside of the internal combustion engine 11 through the exhaust passage 19.

コモンレール25には、燃料噴射圧に相当する比較的高圧な燃料が蓄積されている。コモンレール25には、サプライポンプ27により燃料タンク29から吸引され且つ昇圧された高圧な燃料が供給される。なお、サプライポンプ27としては公知の吐出容量可変タイプの高圧ポンプが用いられている。サプライポンプ27からコモンレール25に供給される燃料の量は、同ポンプ27に設けられた電磁絞り弁31の開度調節により制御される。この開度調節によりコモンレール25に非供給となる分の燃料は、昇圧されることなく燃料タンク29に戻される。   A relatively high pressure fuel corresponding to the fuel injection pressure is accumulated in the common rail 25. The common rail 25 is supplied with high-pressure fuel sucked and boosted from the fuel tank 29 by the supply pump 27. As the supply pump 27, a known discharge capacity variable type high pressure pump is used. The amount of fuel supplied from the supply pump 27 to the common rail 25 is controlled by adjusting the opening of an electromagnetic throttle valve 31 provided in the pump 27. The amount of fuel that is not supplied to the common rail 25 by this opening degree adjustment is returned to the fuel tank 29 without being pressurized.

また、コモンレール25にはその内圧(燃料噴射圧)を低減可能な電磁減圧弁33が設けられている。コモンレール25を減圧する際には電磁減圧弁33を介して同コモンレール25の燃料が燃料タンク29に戻されることとなる。   Further, the common rail 25 is provided with an electromagnetic pressure reducing valve 33 capable of reducing its internal pressure (fuel injection pressure). When the common rail 25 is depressurized, the fuel of the common rail 25 is returned to the fuel tank 29 via the electromagnetic pressure reducing valve 33.

本実施形態では、内燃機関11の運転状態を検出すべく、水温センサ41、回転速度センサ42、アクセルセンサ43、燃料圧センサ44等の各種センサが用いられている。水温センサ41はシリンダブロック14に取付けられ、ウォータジャケット14a内を流れる冷却水の温度である冷却水温を検出する。回転速度センサ42はクランク軸の近傍に配置され、単位時間当たりの同クランク軸の回転数である内燃機関11の回転速度(機関回転速度)を検出する。アクセルセンサ43は、運転者によるアクセルペダル39の踏込み量であるアクセル開度を検出する。燃料圧センサ44はコモンレール25に取付けられ、そのコモンレール25の内圧即ち燃料噴射圧を検出する。   In the present embodiment, various sensors such as a water temperature sensor 41, a rotation speed sensor 42, an accelerator sensor 43, and a fuel pressure sensor 44 are used to detect the operating state of the internal combustion engine 11. The water temperature sensor 41 is attached to the cylinder block 14 and detects the cooling water temperature that is the temperature of the cooling water flowing in the water jacket 14a. The rotational speed sensor 42 is disposed in the vicinity of the crankshaft and detects the rotational speed (engine rotational speed) of the internal combustion engine 11 that is the rotational speed of the crankshaft per unit time. The accelerator sensor 43 detects the accelerator opening that is the amount of depression of the accelerator pedal 39 by the driver. The fuel pressure sensor 44 is attached to the common rail 25 and detects the internal pressure of the common rail 25, that is, the fuel injection pressure.

車両には、各種センサ41〜44の検出値に基づき内燃機関11の各部を制御する電子制御装置(ECU)51が設けられている。電子制御装置51はマイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置(CPU)が、読出し専用メモリ(ROM)に記憶されている制御プログラム、初期データ、制御マップ等に従って演算処理を行ない、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。CPUによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ(RAM)において一時的に記憶される。   The vehicle is provided with an electronic control unit (ECU) 51 that controls each part of the internal combustion engine 11 based on detection values of various sensors 41 to 44. The electronic control unit 51 is configured around a microcomputer, and a central processing unit (CPU) performs arithmetic processing according to a control program, initial data, control map, etc. stored in a read-only memory (ROM). Various controls are executed based on the calculation result. The calculation result by the CPU is temporarily stored in a random access memory (RAM).

電子制御装置51は内燃機関11の運転条件に応じた燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出する。そして、そのときの機関回転速度や燃料噴射圧に応じて、上記算出された燃料噴射量に対応する燃料噴射期間を算出する。こうして算出された、燃料噴射量及び燃料噴射時期に関する指令値(燃料噴射指令値)はインジェクタ駆動回路(EDU)53に出力され、同指令値に応じた駆動電流が同駆動回路53から電磁弁23eに出力されることでインジェクタ23が駆動される。これにより、電磁弁23eは上記燃料噴射時期に開かれた後、上記燃料噴射期間だけ開状態が維持される。こうした電磁弁23eの動作によって、コモンレール25からの高圧燃料がインジェクタ23を通じて各気筒13に噴射される。   The electronic control unit 51 calculates the fuel injection amount and the fuel injection timing according to the operating conditions of the internal combustion engine 11. Then, a fuel injection period corresponding to the calculated fuel injection amount is calculated according to the engine speed and fuel injection pressure at that time. The command value (fuel injection command value) regarding the fuel injection amount and fuel injection timing calculated in this way is output to the injector drive circuit (EDU) 53, and a drive current corresponding to the command value is output from the drive circuit 53 to the electromagnetic valve 23e. Is output, the injector 23 is driven. As a result, the electromagnetic valve 23e is kept open for the fuel injection period after being opened at the fuel injection timing. By the operation of the electromagnetic valve 23e, high-pressure fuel from the common rail 25 is injected into each cylinder 13 through the injector 23.

なお、電子制御装置51は、内燃機関11のアイドル運転時において機関回転速度を所定の回転速度(アイドル回転速度)に維持すべく、回転速度センサ42の検出値に基づきアイドル運転時の燃料噴射指令値をフィードバック制御するアイドル・スピード・コントロール(ISC)を実行する。これにより、内燃機関11に各種の経時変化が生じたとしてもアイドル回転速度の維持に適した量の燃料が噴射され得るようになっている。   The electronic control unit 51 is configured to maintain the engine rotation speed at a predetermined rotation speed (idle rotation speed) during the idling operation of the internal combustion engine 11 based on the detected value of the rotation speed sensor 42. Idle speed control (ISC) is executed to feedback control the value. As a result, even if various changes with time occur in the internal combustion engine 11, an amount of fuel suitable for maintaining the idle rotation speed can be injected.

ところで本実施形態では、上記したような燃料噴射制御において、インジェクタ23の噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正するようにしている。これは、経時劣化によってインジェクタ23の噴射特性に変化が生じると同じ燃料噴射指令値に対する燃料噴射量に差が生じてしまうことから、こうした不都合の回避を図るべくなされるものである。   By the way, in the present embodiment, in the fuel injection control as described above, the fuel injection command value is corrected according to the deterioration over time related to the injection characteristics of the injector 23. This is intended to avoid such an inconvenience because a difference occurs in the fuel injection amount with respect to the same fuel injection command value when the injection characteristic of the injector 23 changes due to deterioration with time.

こうした経時劣化は、例えば以下のようにして生じる。即ち、図2に示されるように、インジェクタ23のハウジング23aにはニードルバルブ23bが収容されている。因みに同図における仮想直線(一点鎖線)Lの左側は上記経時劣化が生じる前の状態が示されたものであり、右側は上記経時劣化が生じた後の状態が示されたものである。   Such deterioration with time occurs, for example, as follows. That is, as shown in FIG. 2, the needle valve 23 b is accommodated in the housing 23 a of the injector 23. Incidentally, the left side of the imaginary straight line (one-dot chain line) L in the figure shows the state before the deterioration with time, and the right side shows the state after the deterioration with time.

ハウジング23aの先端(下端)側部分には内部の燃料を気筒13に噴射するための噴射口23cが複数形成されている。この噴射口23cとコモンレール25との間の燃料経路がニードルバルブ23bとシート23dとの離間・接触によって連通・遮断されることで燃料噴射が実行・停止される。即ち、ニードルバルブ23bとシート23dとは、燃料噴射の繰り返しによって接触と離間とが繰り返されることとなる。   A plurality of injection ports 23c for injecting internal fuel into the cylinder 13 are formed at the tip (lower end) side portion of the housing 23a. The fuel injection between the injection port 23c and the common rail 25 is executed / stopped by communication / blocking by the separation / contact between the needle valve 23b and the seat 23d. That is, the needle valve 23b and the seat 23d are repeatedly contacted and separated by repeated fuel injection.

インジェクタ23においては、同図の左側部分に示されるようにニードルバルブ23bとシート23dとがA部にて線接触するよう構成されている。そしてインジェクタ23の使用が長期化することで上記接触・離間の繰り返しによってニードルバルブ23bとシート23dとの接触部分に摩耗が生じ、同図の右側部分に示されるようにこれらニードルバルブ23bとシート23dとが面接触するとともに、ニードルバルブ23bは製造当初よりも先端側に位置ずれするようになる。その結果、燃料を噴射すべく電磁弁23eが開かれる際には、ニードルバルブ23bのリフトが遅れ、燃料噴射の開始が遅れるようになる。また、ニードルバルブ23bのリフトにかかる燃料圧が同バルブ23bに作用する面積(ニードルバルブ23bの受圧面積)が上記摩耗により変化することでそのリフト量増加速度が低下するようにもなる。こうした燃料噴射の開始の遅れやリフト量増加速度の低下、即ち燃料噴射率の増加遅れが燃料噴射量の不足する要因となる。   The injector 23 is configured such that the needle valve 23b and the seat 23d are in line contact at the part A as shown in the left part of the figure. As the injector 23 is used for a long time, the contact portion between the needle valve 23b and the seat 23d is abraded due to the repeated contact and separation, and the needle valve 23b and the seat 23d are shown in the right portion of FIG. Are in surface contact with each other, and the needle valve 23b is displaced toward the tip side from the beginning of manufacture. As a result, when the electromagnetic valve 23e is opened to inject fuel, the lift of the needle valve 23b is delayed, and the start of fuel injection is delayed. In addition, when the area where the fuel pressure applied to the lift of the needle valve 23b acts on the valve 23b (the pressure receiving area of the needle valve 23b) changes due to the wear, the increase rate of the lift amount also decreases. Such a delay in the start of fuel injection and a decrease in the rate of increase in the lift amount, that is, a delay in the increase in the fuel injection rate cause the fuel injection amount to be insufficient.

例えば、上記ISCにおいては、こうした経時劣化に伴う燃料噴射量不足によってアイドル回転速度が低下することのないよう、回転速度センサ42の検出値に基づき、燃料噴射量のフィードバック制御が行われることとなる。従って、経時劣化の度合が大きくなるにしたがい、アイドル運転時における燃料噴射指令値はアイドル回転速度を一定に維持すべく、燃料噴射量がより増加する側に補正されるようになる。   For example, in the ISC, feedback control of the fuel injection amount is performed based on the detected value of the rotational speed sensor 42 so that the idle rotational speed does not decrease due to the shortage of the fuel injection amount accompanying such deterioration over time. . Therefore, as the degree of deterioration with time increases, the fuel injection command value during idle operation is corrected to the side where the fuel injection amount increases in order to keep the idle rotation speed constant.

図3に、上記車両の新品時(ラインオフ直後)からの総走行距離と、ISCによりフィードバック制御されるアイドル運転時の燃料噴射指令値(ここでは燃料噴射量に関する指令値)との関係の一例を示す。以下では、このISCに基づく燃料噴射量の指令値を「アイドル噴射量指令値」と称する。   FIG. 3 shows an example of the relationship between the total travel distance from when the vehicle is new (immediately after the line is turned off) and the fuel injection command value (in this case, the command value related to the fuel injection amount) during idle operation controlled by ISC. Indicates. Hereinafter, the command value of the fuel injection amount based on this ISC is referred to as “idle injection amount command value”.

なお、ここでは、例えば、暖機運転が完了していること、エアコンのコンプレッサ等による外的な負荷が内燃機関11に作用していないことなど、同一の機関運転条件下でのアイドル噴射量指令値の推移が示されている。   Here, the idle injection amount command under the same engine operating conditions, for example, that the warm-up operation has been completed, or that an external load from the compressor of the air conditioner is not acting on the internal combustion engine 11 or the like. The transition of values is shown.

同図3に示されるように、車両新品時の総走行距離M0から総走行距離M1までの間にあっては、内燃機関11の可動部分におけるフリクションロスが大きいことから、こうした負荷によるアイドル回転速度の低下を抑制すべく、上記アイドル噴射量指令値が最小値S1よりも大きく設定されている。この総走行距離が距離M0から距離M1に近づくに伴って上記フリクションロスが小さくなる結果、上記アイドル噴射量指令値は徐々に減少している。総走行距離がこの距離M0から距離M1に至るまでの期間は、いわゆる「慣らし運転期間」に相当する。この慣らし運転期間の終了後は上記アイドル噴射量指令値がほぼ最小値S1のまま継続的に安定したものとなっている。   As shown in FIG. 3, since the friction loss in the movable part of the internal combustion engine 11 is large between the total travel distance M0 and the total travel distance M1 when the vehicle is new, a decrease in the idle rotation speed due to such a load. In order to suppress this, the idle injection amount command value is set to be larger than the minimum value S1. As the total travel distance approaches from the distance M0 to the distance M1, the friction loss decreases, and as a result, the idle injection amount command value gradually decreases. The period from the total traveling distance from this distance M0 to the distance M1 corresponds to a so-called “break-in period”. After the running-in period is over, the idle injection amount command value is continuously stabilized at the minimum value S1.

そして、総走行距離が距離M2に至った時点からはインジェクタ23の上記経時劣化による影響が生じるとともにその度合は徐々に増大している。即ち、上記経時劣化による実燃料噴射量の減少(これに伴うアイドル回転速度の低下)を抑制すべく、上記アイドル噴射量指令値が上記経時劣化度合の増大に伴って最小値S1から徐々に増大方向に補正されている。従って、ここでは、上記慣らし運転期間の終了後、即ち総走行距離が距離M1となった時点以降のアイドル噴射量指令値が、上記経時劣化の度合を反映したものとなる。   From the time when the total travel distance reaches the distance M2, the influence of the deterioration with time of the injector 23 occurs and the degree gradually increases. That is, the idle injection amount command value gradually increases from the minimum value S1 with the increase in the degree of deterioration over time in order to suppress the decrease in the actual fuel injection amount due to the deterioration over time (the decrease in the idle rotation speed associated therewith). The direction is corrected. Therefore, here, the idle injection amount command value after the end of the break-in period, that is, after the time when the total traveling distance becomes the distance M1, reflects the degree of deterioration with time.

こうしたことから電子制御装置51は、上記同一機関運転条件下でのアイドル噴射量指令値の推移に基づいて上記経時劣化の度合を把握するようにしている。より詳細には、例えば、上記慣らし運転期間終了後の安定したアイドル噴射量指令値である上記最小値S1を基準値として記憶し、その後のアイドル噴射量指令値がこの基準値からどれだけ増大したかによって上記経時劣化の度合を把握する。   Therefore, the electronic control unit 51 grasps the degree of deterioration with time based on the transition of the idle injection amount command value under the same engine operating condition. More specifically, for example, the minimum value S1, which is a stable idle injection amount command value after the end of the break-in period, is stored as a reference value, and the subsequent idle injection amount command value is increased from this reference value. Ascertain the degree of deterioration with time.

このようにアイドル運転時においては、ISCによるこうした燃料噴射量の補償が図られるようになっている。ところが、仮に、車両走行時など、アイドル運転時以外のときにこうした燃料噴射量の補償がなされないまま内燃機関11が駆動されたとすると、実燃料噴射量が所望の状態となっていない状況での機関運転がなされてしまうこととなる。   Thus, during idle operation, compensation of such fuel injection amount by ISC is achieved. However, if the internal combustion engine 11 is driven without such compensation of the fuel injection amount other than during idle operation, such as when the vehicle is running, the actual fuel injection amount is not in a desired state. The engine will be operated.

そこで本実施形態では、上述のようなアイドル噴射量指令値の推移に基づいて把握されるインジェクタ23の上記経時劣化度合に応じて、アイドル運転時以外のときの燃料噴射量補償を行うようにしている。具体的には、例えば、燃料噴射期間の延長、即ちインジェクタ23における燃料噴射の完了時期を遅らせることで燃料噴射量をより増大させ、これにより上記経時劣化に伴う実燃料噴射量の減少を抑制するようにしている。   Therefore, in the present embodiment, the fuel injection amount is compensated at a time other than the idling operation according to the degree of deterioration with time of the injector 23 as grasped based on the transition of the idle injection amount command value as described above. Yes. Specifically, for example, the fuel injection amount is further increased by extending the fuel injection period, that is, delaying the completion timing of the fuel injection in the injector 23, thereby suppressing the decrease in the actual fuel injection amount due to the deterioration with time. I am doing so.

ここで、燃料噴射率、及び気筒内圧の推移について図4を用いて説明する。本実施形態では、圧縮行程中に燃料噴射が開始される(第1クランク角CA1)。そして、燃料噴射率が増大し、TDC直前において燃料が自己着火することで燃焼(予混合燃焼)が始まる(第2クランク角CA2)。これにより気筒内圧が急激に上昇する。TDCとほぼ同時点に燃焼は拡散燃焼へと移行し(第3クランク角CA3)、その後、燃料噴射の終了に伴い燃料噴射率が「0」にまで低下する(第4クランク角CA4)。   Here, transition of the fuel injection rate and the cylinder internal pressure will be described with reference to FIG. In the present embodiment, fuel injection is started during the compression stroke (first crank angle CA1). Then, the fuel injection rate increases, and combustion (premixed combustion) starts when the fuel self-ignites immediately before TDC (second crank angle CA2). As a result, the cylinder internal pressure rapidly increases. At approximately the same time as TDC, combustion shifts to diffusion combustion (third crank angle CA3), and then the fuel injection rate decreases to “0” (fourth crank angle CA4) with the end of fuel injection.

同図においてクランク角が第1クランク角CA1から第2クランク角CA2に至るまでの期間は着火遅れ期間T1に相当し、第2クランク角CA2から第3クランク角CA3に至るまでの期間は予混合燃焼期間T2に相当し、そして第3クランク角CA3から第4クランク角CA4に至るまでの期間は拡散燃焼期間T3に相当する。   In the figure, the period from the first crank angle CA1 to the second crank angle CA2 corresponds to the ignition delay period T1, and the period from the second crank angle CA2 to the third crank angle CA3 is premixed. The period corresponding to the combustion period T2 and from the third crank angle CA3 to the fourth crank angle CA4 corresponds to the diffusion combustion period T3.

このように、圧縮行程中に燃料噴射の開始される内燃機関11においては、吸気行程中に燃料噴射の開始される態様と比較して、燃料噴射が開始される時期から燃料着火までの期間が短く、こうした燃料噴射開始時期や開始直後の燃料噴射率が燃焼状態に大きな影響を与えるものとなる。即ち、これら燃料噴射開始時期や開始直後の燃料噴射率が所望のものからずれた場合には、その分、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下などといった問題がより大きなものとなることが懸念される。   Thus, in the internal combustion engine 11 in which the fuel injection is started during the compression stroke, the period from the time when the fuel injection is started to the fuel ignition is longer than the mode in which the fuel injection is started during the intake stroke. In short, the fuel injection start timing and the fuel injection rate immediately after the start greatly affect the combustion state. That is, when the fuel injection start timing or the fuel injection rate immediately after the start deviates from the desired one, problems such as an increase in noise, a deterioration in exhaust performance, a decrease in engine output, and the like become more serious. There is concern.

上述したように、本実施形態ではインジェクタ23の上記経時劣化に応じて燃料噴射期間の延長を図るようにしたが、こうした燃料噴射指令値の補正が図られるのみでは、上記経時劣化に伴う燃料噴射率の増加遅れに対処しきれない。   As described above, in the present embodiment, the fuel injection period is extended in accordance with the above-described deterioration of the injector 23. However, the fuel injection accompanying the above-described deterioration with time is only required to correct the fuel injection command value. I cannot cope with the delay in the rate increase.

そこで本実施形態では、インジェクタ23の上記経時劣化の度合に応じて燃料噴射初期にかかる燃料噴射指令値を補正するようにしている。以下、こうした燃料噴射指令値の補正処理の態様について図5及び図6を参照しつつ説明する。   Therefore, in the present embodiment, the fuel injection command value applied in the initial stage of fuel injection is corrected according to the degree of deterioration with time of the injector 23. Hereinafter, the aspect of the fuel injection command value correction process will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

図5に示されるように、電子制御装置51はISCにより上述の如く算出されたアイドル噴射量指令値の推移に基づいてインジェクタ23の上記経時劣化の度合を判定する(ステップS110)。このとき電子制御装置51は上記アイドル噴射量指令値が上記最小値S1に比して大きい値であるほど上記経時劣化の度合が大きいと判断する。   As shown in FIG. 5, the electronic control unit 51 determines the degree of deterioration with time of the injector 23 based on the transition of the idle injection amount command value calculated as described above by the ISC (step S110). At this time, the electronic control unit 51 determines that the degree of deterioration with time is larger as the idle injection amount command value is larger than the minimum value S1.

そして、電子制御装置51はこの経時劣化の度合に応じて電磁弁23eの駆動電流の立ち上がり開始時期が進角するように補正した燃料噴射指令値を、インジェクタ駆動回路53に向けて出力する(ステップS120)。このとき、電子制御装置51は上記経時劣化の度合が大きいほど上記駆動電流の立ち上がり開始時期が進角するように燃料噴射指令値を補正する。こうして燃料噴射の開始時期が進角されることで、燃料が着火し予混合燃焼が始まる時点での気筒13内の燃料量が増加するようになる。   Then, the electronic control device 51 outputs the fuel injection command value corrected so that the rising start timing of the drive current of the solenoid valve 23e is advanced according to the degree of deterioration with time to the injector drive circuit 53 (step) S120). At this time, the electronic control unit 51 corrects the fuel injection command value so that the rising start timing of the drive current is advanced as the degree of deterioration with time increases. Thus, the fuel injection start timing is advanced, so that the amount of fuel in the cylinder 13 at the time when the fuel is ignited and the premixed combustion starts is increased.

また、電子制御装置51は上記駆動電流の立ち上がり開始時期を進角させるとき、上記駆動電流の通電期間を延長するための燃料噴射指令値の補正も併せ行う。これにより、ニードルバルブ23bのリフト期間が長くなって、燃料噴射初期のみならず、燃料噴射期間の広範囲に亘って、上記経時劣化に伴う燃料噴射率の低下を好適に抑制することができるようになる。   Further, when the electronic control device 51 advances the rising start timing of the drive current, it also corrects the fuel injection command value for extending the drive current energization period. Thereby, the lift period of the needle valve 23b becomes longer, so that the decrease in the fuel injection rate accompanying the deterioration with time can be suitably suppressed not only in the initial stage of fuel injection but also over a wide range of the fuel injection period. Become.

こうした補正処理による上記駆動電流、ニードルバルブ23bのリフト量、及び燃料噴射率の変化を図6のタイムチャートに示す。同図において破線で示される各特性線は上記新品時の内燃機関11における例(以下、新品例と称する)であり、実線で示される各特性線はインジェクタ23における上記経時劣化の発生に伴い燃料噴射指令値の補正処理が実行された「本実施例」である。また、ニードルバルブ23bのリフト量及び燃料噴射率に関して一点鎖線で示される特性線は上記経時劣化が生じた状態にあって上述の補正処理が実行されない比較例(以下、劣化例と称する)である。なお電磁弁23eの駆動電流に関してはこの劣化例は上記新品例と同じ特性であるものとする。   Changes in the drive current, the lift amount of the needle valve 23b, and the fuel injection rate due to such correction processing are shown in the time chart of FIG. In the figure, each characteristic line indicated by a broken line is an example (hereinafter referred to as a new example) in the internal combustion engine 11 at the time of a new article, and each characteristic line indicated by a solid line is a fuel with the occurrence of the above-described deterioration with time in the injector 23. This is “this embodiment” in which the correction process of the injection command value is executed. A characteristic line indicated by a one-dot chain line with respect to the lift amount and the fuel injection rate of the needle valve 23b is a comparative example (hereinafter referred to as a deterioration example) in which the above-described correction processing is not performed in the state where the deterioration with time has occurred. . As for the drive current of the electromagnetic valve 23e, this deterioration example has the same characteristics as the new example.

本実施形態においては、電磁弁23eのソレノイドコイルの過熱を避けるべく、上記駆動電流が「0」からピーク値ipに至った後はこれよりも十分に小さい値isでの通電が継続されるようになっている。こうした駆動電流が電磁弁23eに供給されることでニードルバルブ23bがリフトされてインジェクタ23から燃料が噴射される。   In the present embodiment, in order to avoid overheating of the solenoid coil of the solenoid valve 23e, the energization at a value is sufficiently smaller than this is continued after the drive current reaches the peak value ip from “0”. It has become. By supplying such drive current to the electromagnetic valve 23e, the needle valve 23b is lifted and fuel is injected from the injector 23.

ここで、ニードルバルブ23bのリフト量の推移について見てみると、上記劣化例では上記新品例よりも差角Δα分のクランク角だけリフト開始時期が遅れ、その後のリフト量増加速度についても遅れが生じている。そのため、上記劣化例にあっては、リフトの開始やリフト量増加速度が遅い分だけ上記新品例よりもニードルバルブ23bの最大リフト量(ピーク)が小さくなっており、更に、このことによって、リフト量が「0」に戻るまでの期間も短くなっている。   Here, looking at the transition of the lift amount of the needle valve 23b, in the above-described deterioration example, the lift start timing is delayed by a crank angle corresponding to the difference angle Δα than in the above-described new example, and the subsequent lift amount increase speed is also delayed. Has occurred. Therefore, in the above-described deterioration example, the maximum lift amount (peak) of the needle valve 23b is smaller than that of the above-mentioned new example by the amount that the start of the lift and the lift amount increase rate are slow, and further, The period until the amount returns to “0” is also shortened.

その結果、上記劣化例にあっては、同図に示されるように燃料噴射率の増加開始時期が上記同様に差角Δα分だけ遅れ、且つ増加速度も遅くなり、更には最大燃料噴射率が小さくなって、該燃料噴射率が「0」に戻るまでの期間も短くなっている。こうして燃料噴射量が減少することとなる。   As a result, in the above deterioration example, as shown in the figure, the fuel injection rate increase start timing is delayed by the difference angle Δα, the increase rate is also decreased, and the maximum fuel injection rate is further increased. The period until the fuel injection rate returns to “0” is shortened. Thus, the fuel injection amount is reduced.

そして、こうした燃料噴射量の減少を抑制すべく、上記本実施例では、同図に示されるように、上記駆動電流の立ち上がり開始時期が差角Δβ分だけ進角するように燃料噴射指令値(ここでは燃料噴射開始時期に関する指令値)が補正されている。これにより、上記駆動電流の立ち上がり完了時期、即ち駆動電流がピーク値ipに至る時期も上記同様に差角Δβ分だけ進角する。従って、上記新品例や劣化例と比較して、上記駆動電流はその立ち上がり開始から完了までの全体に亘って進角した状態となる。   In order to suppress such a decrease in the fuel injection amount, in the present embodiment, as shown in the same figure, the fuel injection command value () is set so that the rising start timing of the drive current is advanced by the difference angle Δβ. Here, the command value relating to the fuel injection start timing) is corrected. As a result, the drive current rise completion timing, that is, the timing when the drive current reaches the peak value ip is also advanced by the difference angle Δβ as described above. Therefore, as compared with the new example and the deteriorated example, the drive current is advanced over the entire period from the start to the completion of the rise.

上記補正にかかる差角Δβは、上記経時劣化の度合に応じて設定されている。即ち、上記ISCにおけるアイドル噴射量指令値が上記最小値S1よりも大きいほど上記経時劣化の度合が大きいとして差角Δβが大きく設定され、上記アイドル噴射量指令値が上記最小値S1に近いほど上記経時劣化の度合が小さいとして差角Δβが小さく設定される。   The difference angle Δβ for the correction is set according to the degree of deterioration with time. That is, as the idle injection amount command value in the ISC is larger than the minimum value S1, the difference angle Δβ is set to be larger because the degree of deterioration with time is larger, and as the idle injection amount command value is closer to the minimum value S1, the difference is increased. Assuming that the degree of deterioration with time is small, the difference angle Δβ is set small.

こうした燃料噴射指令値の補正によって、上記本実施例では、ニードルバルブ23bのリフト開始時期が上記劣化例よりも差角Δγ分(ほぼ差角Δβ分)だけ進角されることとなる。従って、上記本実施例では、上記劣化例よりもリフト開始時期が早められる分だけ燃料噴射率の増加開始時期が早められ、燃料噴射初期の燃料噴射率の低下が好適に抑制されるようになる。これにより、燃焼開始時点までに気筒13内により多くの燃料を供給することができるようになり、更に同燃焼開始時点において燃料の霧化を促進することが可能になること等によって、燃焼効率の低下を効果的に抑えることができるようになる。その結果、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下等が効果的に抑制されるようになる。   By correcting the fuel injection command value in this embodiment, the lift start timing of the needle valve 23b is advanced by the difference angle Δγ (substantially the difference angle Δβ) compared to the deterioration example. Therefore, in the present embodiment, the fuel injection rate increase start timing is advanced by the amount that the lift start timing is advanced earlier than in the deterioration example, and the decrease in the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection is suitably suppressed. . As a result, more fuel can be supplied into the cylinder 13 by the start of combustion, and further, atomization of fuel can be promoted at the start of combustion. The reduction can be effectively suppressed. As a result, increase in noise, deterioration in exhaust performance, reduction in engine output, and the like are effectively suppressed.

また、上記本実施例では、上記駆動電流の立ち上がり開始時期が進角されるとき、同図に示されるように、これと併せて上記駆動電流の通電期間が上記新品例及び劣化例の期間T11から期間T12に延長されるよう燃料噴射指令値(ここでは燃料噴射量に関する指令値)が補正されている。これにより、ニードルバルブ23bの最大リフト量は大きくなり、リフト量が「0」に戻る時期が遅くなる。その結果、燃料噴射初期のみならず燃料噴射期間の広範囲に亘って上記経時劣化の発生に伴う燃料噴射率の低下が抑制されることとなり、燃焼効率の低下が効果的に抑えられるようになる。   In the present embodiment, when the rising start timing of the drive current is advanced, as shown in the figure, the energization period of the drive current is combined with the period T11 of the new product example and the deterioration example. The fuel injection command value (in this case, the command value related to the fuel injection amount) is corrected so as to be extended to the period T12. As a result, the maximum lift amount of the needle valve 23b increases, and the time when the lift amount returns to “0” is delayed. As a result, not only in the initial stage of fuel injection but also over a wide range of the fuel injection period, a decrease in fuel injection rate due to the occurrence of deterioration with time is suppressed, and a decrease in combustion efficiency can be effectively suppressed.

なお、本実施形態において電子制御装置51は、インジェクタ23の噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正する補正手段を構成する。また、電子制御装置51は、内燃機関11がアイドル運転状態といった定常運転状態にあるとき同定常運転状態を維持すべく燃料噴射指令値をフィードバック制御する、具体的にはISCを実行する維持制御手段を構成する。更に電子制御装置51は、上記維持制御手段によりフィードバック制御された燃料噴射指令値が燃料噴射量の増大する側に推移したとき、上記経時劣化の度合が増大したと判断する判断手段を構成する。   In the present embodiment, the electronic control unit 51 constitutes a correction unit that corrects the fuel injection command value according to the deterioration with time of the injection characteristics of the injector 23. Further, the electronic control unit 51 feedback-controls the fuel injection command value so as to maintain the steady operation state when the internal combustion engine 11 is in a steady operation state such as an idle operation state, specifically, a maintenance control means for executing ISC. Configure. Further, the electronic control unit 51 constitutes determination means for determining that the degree of deterioration with time has increased when the fuel injection command value feedback-controlled by the maintenance control means has shifted to the side where the fuel injection amount increases.

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(1)電子制御装置51は上記経時劣化の度合の増大に伴って、インジェクタ23を開弁させるための上記駆動電流の立ち上がり完了時期が進角するように上記燃料噴射指令値を補正する。これにより駆動電流の立ち上がり完了時期が進角することで、ニードルバルブ23bのリフト量、即ちインジェクタ23の弁開度がより早期に増大されるようになる。これによれば、燃料噴射初期の燃料噴射率の低下が好適に抑制され、燃焼開始時点までに気筒13内により多くの燃料を供給することができるようになり、更に同燃焼開始時点において燃料の霧化を促進することが可能になること等によって、燃焼効率の低下を効果的に抑えることができるようになる。その結果、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下等が効果的に抑制されるようになる。
In the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The electronic control unit 51 corrects the fuel injection command value so that the rising completion timing of the drive current for opening the injector 23 advances as the degree of deterioration with time increases. As a result, the drive current rise completion timing is advanced, so that the lift amount of the needle valve 23b, that is, the valve opening of the injector 23 is increased earlier. According to this, a decrease in the fuel injection rate at the initial stage of fuel injection is suitably suppressed, and more fuel can be supplied into the cylinder 13 by the start of combustion. A reduction in combustion efficiency can be effectively suppressed by, for example, being able to promote atomization. As a result, increase in noise, deterioration in exhaust performance, reduction in engine output, and the like are effectively suppressed.

(2)本実施形態では、上記経時劣化の度合の増大に伴って、上記駆動電流の立ち上がり開始時期が進角するように上記燃料噴射指令値が補正される。これによれば、上記駆動電流の通電開始時期を進角させることによって上記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させることができる。   (2) In the present embodiment, the fuel injection command value is corrected so that the rising start timing of the drive current is advanced as the degree of deterioration with time increases. According to this, the rising completion timing of the drive current can be advanced by advancing the energization start timing of the drive current.

(3)本実施形態では、上記駆動電流の立ち上がり開始時期を進角させるとき、上記駆動電流の通電期間を延長するようにしている。これによれば、燃料噴射初期のみならず、燃料噴射期間の広範囲に亘って燃料噴射率の低下が好適に抑制されるようになる。その結果、騒音の増大、排気性能の悪化、機関出力の低下等が更に抑制されるようになる。   (3) In this embodiment, when the rising start timing of the drive current is advanced, the energization period of the drive current is extended. According to this, not only the initial stage of fuel injection but also a decrease in the fuel injection rate is suitably suppressed over a wide range of the fuel injection period. As a result, an increase in noise, a deterioration in exhaust performance, a decrease in engine output, and the like are further suppressed.

(4)本実施形態では、アイドル運転状態といった内燃機関11の定常運転状態を維持すべく実行されるISCにおいて算出された燃料噴射指令値が燃料噴射量の増大する側に推移したとき、上記経時劣化の度合が増大したと判断されるようにした。これによれば、例えばニードルバルブ23bの位置を検出するセンサ等を設けることなく、上記経時劣化の度合を好適に把握することができる。   (4) In the present embodiment, when the fuel injection command value calculated in the ISC executed to maintain the steady operation state of the internal combustion engine 11 such as the idle operation state shifts to the side where the fuel injection amount increases, It was judged that the degree of deterioration increased. According to this, it is possible to appropriately grasp the degree of deterioration with time without providing, for example, a sensor for detecting the position of the needle valve 23b.

(5)本実施形態では、本発明の適用される内燃機関11として直噴ディーゼルタイプを採用している。ディーゼル内燃機関11は圧縮行程における混合気の温度上昇によって燃料を自己着火させるものであり、例えばガソリン内燃機関のように点火プラグを用いる内燃機関と比較して、圧縮行程における気筒内の燃料の量や霧化状態によって燃焼開始時期や燃焼状態が大きく左右される傾向にある。即ち、ディーゼル内燃機関11にあっては、上述の(1)〜(4)等、燃料噴射率の低下抑制効果が特に有用なものとなる。   (5) In this embodiment, a direct injection diesel type is adopted as the internal combustion engine 11 to which the present invention is applied. The diesel internal combustion engine 11 self-ignites the fuel by the temperature increase of the air-fuel mixture in the compression stroke. For example, the amount of fuel in the cylinder in the compression stroke is larger than that of an internal combustion engine using an ignition plug such as a gasoline internal combustion engine. The combustion start time and the combustion state tend to be greatly influenced by the atomization state. That is, in the diesel internal combustion engine 11, the effect of suppressing the decrease in the fuel injection rate such as the above (1) to (4) is particularly useful.

なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・上記図6における上記本実施例にあっては、ニードルバルブ23bのリフト開始時期が上記新品例のそれよりも早期のものとなるように上記駆動電流の立ち上がり開始時期が進角されたが、これに限らず、例えば上記リフト開始時期が新品例よりも早期のものとならない範囲で上記駆動電流の立ち上がり開始時期が進角されてもよい。
In addition, embodiment is not limited above, For example, it is good also as the following aspects.
In the present embodiment in FIG. 6, the rise start timing of the drive current has been advanced so that the lift start timing of the needle valve 23b is earlier than that of the new example. For example, the drive current rising start timing may be advanced within a range where the lift start timing is not earlier than that of a new example.

・上記図6の例では、上記駆動電流が立ち上がってピーク値ipに到達した後、これより十分小さい値isまで低減されたが、こうした給電態様は必須ではなく、例えば、ピーク値ip到達後、これとほぼ同じ電流値での給電が継続されるようにしてもよい。   In the example of FIG. 6, after the drive current rises and reaches the peak value ip, it is reduced to a value is sufficiently smaller than this, but such a power supply mode is not essential, for example, after reaching the peak value ip, You may make it continue the electric power feeding with the substantially same electric current value as this.

・上記実施形態では、上記駆動電流の立ち上がり開始時期の進角を通じて上記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるようにしたが、これに限らず、例えば、上記駆動電流の立ち上がり速度を増大させることで上記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるようにしてもよい。これによれば、上記駆動電流の立ち上がり速度が増大されることで、立ち上がり開始時期から立ち上がり完了時期までの期間を短くすることができるようになる。従って、インジェクタ23の弁開度をその分だけ早期に大きなものとすることができ、上記経時劣化に伴う燃料噴射率の増加遅れを抑制することができるようになる。   In the above embodiment, the drive current rise completion timing is advanced through the advance of the drive current rise start timing. However, the present invention is not limited to this. For example, the drive current rise speed is increased. Then, the rising completion timing of the drive current may be advanced. According to this, since the rising speed of the drive current is increased, the period from the rising start time to the rising completion time can be shortened. Therefore, the valve opening degree of the injector 23 can be increased earlier by that amount, and an increase delay in the fuel injection rate due to the deterioration with time can be suppressed.

・上記実施形態では、上記駆動電流の立ち上がり完了時期を遅角させるとき、上記駆動電流の通電期間を延長するようにしたが、これに限らず、例えばこの通電期間を延長することなく上記立ち上がり完了時期を遅角させるようにしてもよい。   In the above embodiment, when delaying the rise completion timing of the drive current, the energization period of the drive current is extended. However, the present invention is not limited to this, for example, the rise completion is completed without extending the energization period. The timing may be retarded.

・上記実施形態では、内燃機関11がアイドル運転状態にあるときフィードバック制御される燃料噴射指令値に基づき上記経時劣化の度合を判定するようにしたが、これに限らず、例えば、定常運転状態のうち上記アイドル運転状態以外の運転状態でフィードバック制御される燃料噴射指令値に基づき判定するようにしてもよい。この場合、例えば、一定のアクセル開度が継続され且つ一定の機関回転速度が継続される車両走行時においてこの定常運転状態を維持すべくフィードバック制御される燃料噴射指令値に基づき上記経時劣化の度合を判定するようにしてもよい。   In the above embodiment, the degree of deterioration with time is determined based on the fuel injection command value that is feedback-controlled when the internal combustion engine 11 is in the idle operation state. Of these, determination may be made based on a fuel injection command value that is feedback-controlled in an operating state other than the idle operating state. In this case, for example, the degree of deterioration with time is based on the fuel injection command value that is feedback-controlled to maintain this steady operation state when the vehicle travels at a constant accelerator opening and at a constant engine speed. May be determined.

・上記実施形態では、内燃機関11の定常運転状態を維持すべくフィードバック制御された燃料噴射指令値の推移に基づいて上記経時劣化の度合を判定するようにしたが、こうした態様に限らず、例えばニードルバルブ23bの位置を検出するセンサを設け、同センサを通じて上記経時劣化の度合を判定するようにしてもよい。   In the above embodiment, the degree of deterioration with time is determined based on the transition of the fuel injection command value that is feedback-controlled to maintain the steady operation state of the internal combustion engine 11. A sensor for detecting the position of the needle valve 23b may be provided, and the degree of deterioration with time may be determined through the sensor.

・上記実施形態では本発明の適用される内燃機関として直噴ディーゼル内燃機関が採用されたが、これに限らず、圧縮行程中に燃料が噴射されるものであれば、例えばガソリン内燃機関が採用されてもよい。   In the above embodiment, a direct injection diesel internal combustion engine is adopted as an internal combustion engine to which the present invention is applied. However, the invention is not limited to this, and a gasoline internal combustion engine, for example, may be used as long as fuel is injected during a compression stroke. May be.

一実施形態の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram showing a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to an embodiment. インジェクタに関して、その噴射特性にかかる経時劣化の発生前及び発生後の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state before generation | occurrence | production of the time-dependent deterioration concerning the injection characteristic regarding an injector, and after generation | occurrence | production. アイドル噴射量指令値と車両総走行距離との関係を示す図。The figure which shows the relationship between idle injection amount command value and a vehicle total travel distance. 気筒内圧及び燃料噴射率の推移を示す図。The figure which shows transition of a cylinder internal pressure and a fuel injection rate. 燃料噴射指令値の補正処理にかかるフローチャート。The flowchart concerning the correction process of a fuel injection command value. 燃料噴射指令値の補正処理に基づく燃料噴射率の変化等を示す図。The figure which shows the change etc. of the fuel injection rate based on the correction process of a fuel injection command value.

符号の説明Explanation of symbols

11…内燃機関、13…気筒、23…インジェクタ、23a…ハウジング、23b…ニードルバルブ、23c…噴射口、23d…シート、23e…電磁弁、25…コモンレール、27…サプライポンプ、29…燃料タンク、51…電子制御装置(ECU)、53…インジェクタ駆動回路(EDU)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Internal combustion engine, 13 ... Cylinder, 23 ... Injector, 23a ... Housing, 23b ... Needle valve, 23c ... Injection port, 23d ... Seat, 23e ... Electromagnetic valve, 25 ... Common rail, 27 ... Supply pump, 29 ... Fuel tank, 51: Electronic control unit (ECU), 53: Injector drive circuit (EDU).

Claims (6)

圧縮行程中に燃料を噴射するインジェクタの噴射特性にかかる経時劣化に応じて燃料噴射指令値を補正する補正手段を備えた直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記経時劣化の度合の増大に伴って、前記インジェクタを開弁させるための駆動電流の立ち上がり完了時期が進角するように前記燃料噴射指令値を補正する
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
In a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine comprising correction means for correcting a fuel injection command value in accordance with deterioration over time according to an injection characteristic of an injector that injects fuel during a compression stroke,
The correction means corrects the fuel injection command value so that a rising completion timing of a drive current for opening the injector is advanced as the degree of deterioration with time increases. A fuel injection control device for an internal combustion engine.
請求項1記載の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるべく同駆動電流の立ち上がり開始時期を進角させる
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 1,
The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, wherein the correction means advances a rising start timing of the driving current to advance a rising completion timing of the driving current.
請求項1又は2記載の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるべく同駆動電流の立ち上がり速度を増大させる
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, wherein the correction means increases a rising speed of the drive current so as to advance a completion timing of the drive current.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は前記駆動電流の立ち上がり完了時期を進角させるとき、前記駆動電流の通電期間を延長する
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
In the fuel-injection control apparatus of the direct-injection internal combustion engine as described in any one of Claims 1-3,
The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, wherein the correction means extends the energization period of the drive current when advancing the rising completion timing of the drive current.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
当該内燃機関が定常運転状態にあるとき同定常運転状態を維持すべく前記燃料噴射指令値をフィードバック制御する維持制御手段と、
前記維持制御手段によりフィードバック制御された燃料噴射指令値が燃料噴射量の増大する側に推移したとき、前記経時劣化の度合が増大したと判断する判断手段と、
を備える
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
In the fuel-injection control apparatus of the direct-injection internal combustion engine as described in any one of Claims 1-4,
Maintenance control means for feedback-controlling the fuel injection command value to maintain the steady operation state when the internal combustion engine is in a steady operation state;
Determining means for determining that the degree of deterioration with time has increased when the fuel injection command value feedback-controlled by the maintenance control means has shifted to the side where the fuel injection amount increases;
A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の直噴内燃機関の燃料噴射制御装置において、
当該内燃機関はディーゼル内燃機関である
ことを特徴とする直噴内燃機関の燃料噴射制御装置。
In the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine, wherein the internal combustion engine is a diesel internal combustion engine.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014185594A (en) * 2013-03-25 2014-10-02 Mazda Motor Corp Fuel injection control device of engine
CN114199561A (en) * 2020-09-18 2022-03-18 丰田自动车株式会社 With remaining life diagnostic device

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