JP2010106820A - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents

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Takaaki Sato
孝明 佐藤
Shigeo Nomura
重夫 野村
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Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a remarkable increase in emission such as smoke and unburnt fuel produced by incomplete combustion caused by a decrease in fuel injection speed in association with the closing of an inner needle 22, in a fuel injection valve 16 including a variable injection hole nozzle. <P>SOLUTION: When engine speed and the total injection quantity from the fuel injection valve 16 fall within a predetermined range, it is determined whether or not fuel injection completion timing from a second nozzle port group 42 is on a delay angle side relative to the valve closing operation start timing of an outer needle 20. When it is determined that the fuel injection completion timing is on the delay angle side, the fuel injection completion timing from the second nozzle port group 42 is advanced to the valve closing operation start timing of the outer needle 20. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の噴孔が形成された弁ボディと、前記弁ボディ内に摺動自在に収容されて且つ前記複数の噴孔のそれぞれを開閉すべく割り振られた複数の弁部材とを有する燃料噴射弁の前記複数の弁部材を開閉することで、前記複数の噴孔のそれぞれからの燃料噴射タイミングを調節する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。   The present invention includes a valve body in which a plurality of injection holes are formed, and a plurality of valve members that are slidably accommodated in the valve body and are allocated to open and close each of the plurality of injection holes. The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine that adjusts fuel injection timing from each of the plurality of nozzle holes by opening and closing the plurality of valve members of the fuel injection valve.

ディーゼルエンジンのエミッションの低減と機関発生トルクの増大とを両立させるべく、例えば下記特許文献1に記載されているように、エンジンの運転状態に応じて噴孔面積を可変とする可変噴孔ノズルを備える燃料噴射弁が知られている。この可変噴孔ノズルは、図4に示すように、円筒状のノズルボディ100と、ノズルボディ100の先端部に形成された第1噴孔群112及び第2噴孔群116と、ノズルボディ100内に収容されて且つノズルボディ100の軸方向に動作可能な円筒状のノズルニードル(アウタニードル102)と、アウタニードル102内に収容されて且つその軸方向に動作可能なノズルニードル(インナニードル104)とを備えて構成される。   In order to achieve both a reduction in diesel engine emissions and an increase in engine-generated torque, for example, as described in Patent Document 1 below, a variable nozzle nozzle that makes the nozzle hole area variable according to the operating state of the engine is provided. A fuel injection valve is known. As shown in FIG. 4, the variable nozzle hole includes a cylindrical nozzle body 100, a first nozzle hole group 112 and a second nozzle hole group 116 formed at the tip of the nozzle body 100, and the nozzle body 100. A cylindrical nozzle needle (outer needle 102) that is accommodated in the nozzle body 100 and is operable in the axial direction of the nozzle body 100, and a nozzle needle (inner needle 104) that is accommodated in the outer needle 102 and is operable in the axial direction thereof ).

こうした構成において、アウタニードル102の軸方向の動作によって、アウタニードル102の先端側に形成されたテーパ上のシート部(シート部106)が、これと対向するノズルボディ100の内壁に形成された円環状の第1シート部110から離座することで第1噴孔群112が開弁し、第1シート部110に着座することで第1噴孔群112が閉弁する。また、インナニードル104の軸方向の動作によって、インナニードル104の先端側に形成されたテーパ状のシート部(シート部108)が、これと対向するノズルボディ100の内壁に形成された円環状の第2シート部114から離座することで第2噴孔群116が開弁し、第2シート部114に着座することで第2噴孔群116が閉弁する。   In such a configuration, the taper-shaped sheet portion (sheet portion 106) formed on the distal end side of the outer needle 102 due to the axial movement of the outer needle 102 is a circle formed on the inner wall of the nozzle body 100 facing this. The first nozzle hole group 112 is opened by separating from the annular first seat part 110, and the first nozzle hole group 112 is closed by sitting on the first seat part 110. Further, a taper-shaped seat portion (seat portion 108) formed on the distal end side of the inner needle 104 by the axial movement of the inner needle 104 is formed in an annular shape formed on the inner wall of the nozzle body 100 facing this. The second nozzle hole group 116 opens by separating from the second seat part 114, and the second nozzle hole group 116 closes by sitting on the second sheet part 114.

これらにより、エンジンの要求トルクが小さい場合には、小径である第1噴孔群112のみから燃料を噴射し、微粒化の良好な噴霧を形成することで、不完全燃焼により生じるスモークの増加を抑制することができる。また、エンジンの要求トルクが大きい場合には、第1噴孔群112と第2噴孔群116との双方から燃料を噴射し、燃料噴射率を増大させることで、エンジンの発生トルクを増大させることができる。
特開2007−162535号公報
As a result, when the required torque of the engine is small, fuel is injected only from the first nozzle hole group 112 having a small diameter to form a spray with good atomization, thereby increasing the smoke caused by incomplete combustion. Can be suppressed. Further, when the required torque of the engine is large, fuel is injected from both the first nozzle hole group 112 and the second nozzle hole group 116, and the generated torque of the engine is increased by increasing the fuel injection rate. be able to.
JP 2007-162535 A

ところで、スモークの増加を抑制したり、エンジンの発生トルクを増大させたりするためには、燃焼室での燃焼状態を良好なものとする必要がある。すなわち、燃料噴射弁から噴射される燃料を燃焼室内で十分に霧化拡散させることで、燃料と空気とを十分に混合させる必要がある。これは、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射速度を大きくすることで実現することができる。   By the way, in order to suppress the increase in smoke or increase the torque generated by the engine, it is necessary to improve the combustion state in the combustion chamber. That is, it is necessary to sufficiently mix fuel and air by sufficiently atomizing and diffusing the fuel injected from the fuel injection valve in the combustion chamber. This can be realized by increasing the injection speed of the fuel injected from the fuel injection valve.

しかしながら、ノズルニードルによって噴孔を開閉するノズルにあっては、一般に、燃料噴射の完了間際において、燃料噴射圧の低下により燃料の噴射速度が低下し、エミッションが増加するおそれがある。すなわち例えば、先の図4に示した可変噴孔ノズルにおいて、シート部106と第1シート部110とで形成される通路の面積が第1噴孔群112を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積よりも小さくなると、燃料通路より供給される燃料に圧力損失が生じることで燃料噴射圧が徐々に低下し、第1噴孔群112から噴射される燃料の噴射速度が徐々に低下する。また、シート部106と第1シート部110とで形成される通路の面積又はシート部108と第2シート部114とで形成される通路の面積のうちいずれか一方が、第2噴孔群116を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積よりも小さくなると、第2噴孔群116から噴射される燃料の噴射速度が徐々に低下する。このように燃料の噴射速度が低下すると、十分に霧化拡散されないまま噴孔近傍に残留する燃料(残留燃料)が増加することで、不完全燃焼によるスモークや、未燃燃料といったエミッションが増加するおそれがある。   However, in a nozzle that opens and closes an injection hole with a nozzle needle, generally, fuel injection speed may decrease due to a decrease in fuel injection pressure immediately before completion of fuel injection, and emission may increase. That is, for example, in the variable nozzle hole nozzle shown in FIG. 4, the area of the passage formed by the sheet portion 106 and the first sheet portion 110 is one for each nozzle hole constituting the first nozzle hole group 112. Is smaller than the opening area of the fuel, pressure loss occurs in the fuel supplied from the fuel passage, so that the fuel injection pressure gradually decreases, and the injection speed of the fuel injected from the first nozzle hole group 112 gradually decreases. . Further, either the area of the passage formed by the sheet portion 106 and the first sheet portion 110 or the area of the passage formed by the sheet portion 108 and the second sheet portion 114 is the second injection hole group 116. When it becomes smaller than the opening area per one of the nozzle holes constituting the, the injection speed of the fuel injected from the second nozzle hole group 116 gradually decreases. When the fuel injection speed decreases in this way, the fuel (residual fuel) remaining in the vicinity of the nozzle hole without being sufficiently atomized and diffused increases, resulting in an increase in emissions such as smoke due to incomplete combustion and unburned fuel. There is a fear.

特に、先の図4に示した可変噴孔ノズルにあっては、不完全燃焼によるスモークや、未燃燃料といったエミッションの増加が顕著となり得ることが発明者らによって見出されている。この要因としては、第2噴孔群116から噴射される燃料の噴射速度が、シート部108と第2シート部114とで形成される通路の面積のみならず、シート部106と第1シート部110とで形成される通路の面積にも依存すること等が挙げられる。   In particular, in the variable nozzle nozzle shown in FIG. 4, the inventors have found that the increase in emissions such as smoke due to incomplete combustion and unburned fuel can be significant. This is because the injection speed of the fuel injected from the second nozzle hole group 116 is not only the area of the passage formed by the seat portion 108 and the second seat portion 114 but also the seat portion 106 and the first seat portion. 110 depends on the area of the passage formed by 110 and the like.

こうしたエミッションの増加に対処すべく、後処理装置(酸化触媒、ディーゼルパティキュレートフィルタ)による対策も考えられる。しかしこの場合には、後処理装置の容量の増大や追加によってコストが増大するおそれがある。   In order to cope with such an increase in emissions, a countermeasure using an aftertreatment device (an oxidation catalyst, a diesel particulate filter) may be considered. However, in this case, the cost may increase due to the increase or addition of the capacity of the post-processing apparatus.

なお、このような課題は、図4に示した可変噴孔ノズルを備える燃料噴射弁に限らず、一般に、弁ボディ内に摺動自在に収容された複数の弁部材をそれぞれ操作することで複数の噴孔のそれぞれからの燃料噴射タイミングを調節可能な燃料噴射弁であれば起こりうるものである。   Such a problem is not limited to the fuel injection valve provided with the variable injection nozzle shown in FIG. 4, and generally, a plurality of such problems can be obtained by operating a plurality of valve members slidably accommodated in the valve body. Any fuel injection valve capable of adjusting the timing of fuel injection from each of the nozzle holes can occur.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、弁ボディ内に摺動自在に収容された複数の弁部材をそれぞれ操作することで、複数の噴孔のそれぞれからの燃料噴射タイミングを調節するに際し、後処理装置によることなくエミッションを好適に低減することのできる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 to solve the above-described problems, and the object thereof is to operate each of a plurality of valve members slidably accommodated in a valve body so that each of the plurality of nozzle holes can be operated. It is an object of the present invention to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that can suitably reduce emissions without using a post-processing device when adjusting the fuel injection timing.

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.

請求項1記載の発明は、複数の噴孔が形成された弁ボディと、前記弁ボディ内に摺動自在に収容されて且つ前記複数の噴孔のそれぞれを開閉すべく割り振られた複数の弁部材とを有する燃料噴射弁の前記複数の弁部材を開閉操作することで、前記複数の噴孔のそれぞれからの燃料噴射タイミングを調節する内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記複数の弁部材を構成する一対の弁部材のうち、閉弁操作の際に対応する噴孔から噴射される燃料噴射量であって且つ燃料噴射速度が閉弁動作開始時よりも大きく低下した期間における燃料噴射量が多いと想定される方の閉弁動作完了タイミングが、他方の閉弁動作完了タイミングよりも早くなるように調節する調節手段を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a valve body in which a plurality of injection holes are formed, and a plurality of valves that are slidably accommodated in the valve body and are allocated to open and close each of the plurality of injection holes. In a fuel injection control device for an internal combustion engine that adjusts fuel injection timing from each of the plurality of nozzle holes by opening and closing the plurality of valve members of a fuel injection valve having a member, the plurality of valve members are Of the pair of valve members constituting the fuel injection amount, the fuel injection amount is injected from the corresponding nozzle hole at the time of the valve closing operation, and the fuel injection amount during the period in which the fuel injection speed is significantly lower than when the valve closing operation is started. It is characterized by comprising adjusting means for adjusting the valve closing operation completion timing, which is assumed to be more, to be earlier than the other valve closing operation completion timing.

燃料の噴射速度が低下するほど、残留燃料が増加し、エミッションが増加するおそれがある。この点、上記発明では、複数の弁部材を構成する一対の弁部材のうち、閉弁操作の際に対応する噴孔から噴射される燃料噴射量であって且つ燃料噴射速度が閉弁動作開始時よりも大きく低下した期間における燃料噴射量が多いと想定される方の閉弁動作完了タイミングが、他方の閉弁動作完了タイミングよりも早くなるように調節する。これにより、上記他方の弁部材が開閉対象とする噴孔から噴射される燃料の噴流を利用し、構造上、残留燃料が特に顕著になりやすい噴孔である上記多いと想定される方の開閉対象とする噴孔から噴射された燃料を拡散させることができる。このため、上記残留燃料を燃焼させることができ、ひいてはエミッションを好適に低減することができる。   As the fuel injection speed decreases, residual fuel increases and emissions may increase. In this regard, in the above invention, the fuel injection amount that is injected from the corresponding nozzle hole during the valve closing operation among the pair of valve members that constitute the plurality of valve members, and the fuel injection speed starts the valve closing operation. The valve closing operation completion timing, which is assumed to have a large amount of fuel injection in a period significantly lower than the time, is adjusted so as to be earlier than the other valve closing operation completion timing. As a result, the other valve member utilizes the jet of fuel injected from the nozzle hole to be opened and closed, and the opening and closing of the one that is assumed to be the above-mentioned one that is likely to be particularly noticeable in the residual fuel due to the structure. The fuel injected from the target nozzle hole can be diffused. For this reason, the said residual fuel can be burned and an emission can be reduced suitably by extension.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記調節手段は、前記内燃機関の運転状態を示すパラメータが所定の領域内にあることを条件に、前記調節を行うことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the adjusting means performs the adjustment on the condition that a parameter indicating an operating state of the internal combustion engine is within a predetermined region. To do.

内燃機関の運転状態によっては、燃料噴射量が増大し、燃料噴射時間が長くなることがある。この場合、内燃機関の圧縮行程終了後の燃焼室の温度が低下する状況下で燃料が噴射され、燃焼室の燃焼状態が悪化することで、エミッションが増加するおそれがある。このような状況下において、上記調節手段によって開閉タイミングの調節を行うと、上記多いと想定される方の開閉対象とする噴孔の開弁時間を制限することとなり、燃焼室の温度が低下する状況下で上記他方の弁部材の開閉対象とする噴孔から噴射される燃料が増大するおそれがある。そして、これによるエミッションの増加量が、上記調節手段によるエミッションの低減量を凌ぐことで、エミッションがかえって増加するおそれがある。この点、上記発明では、エミッションの低減効果を確実に奏することができる内燃機関の運転状態において開閉タイミングの調節を行うため、上記請求項1記載の発明の作用効果を特に好適に奏することができる構成となっている。   Depending on the operating state of the internal combustion engine, the fuel injection amount may increase and the fuel injection time may become longer. In this case, the fuel is injected under a situation where the temperature of the combustion chamber after the compression stroke of the internal combustion engine is lowered, and the combustion state of the combustion chamber is deteriorated, which may increase emissions. Under such circumstances, if the opening / closing timing is adjusted by the adjusting means, the valve opening time of the nozzle hole to be opened / closed, which is assumed to be more, is limited, and the temperature of the combustion chamber decreases. Under the circumstances, there is a possibility that the fuel injected from the nozzle hole to be opened / closed of the other valve member increases. Then, if the emission increase amount exceeds the emission reduction amount by the adjusting means, the emission may increase. In this regard, in the above invention, since the opening / closing timing is adjusted in the operating state of the internal combustion engine that can surely achieve the emission reduction effect, the effect of the invention of the above-mentioned claim 1 can be particularly suitably achieved. It has a configuration.

なお、上記内燃機関の運転状態を示すパラメータは、内燃機関の1燃焼サイクルの時間と相関を有するパラメータと燃料噴射量と相関を有するパラメータとの少なくとも一方を含むことが望ましい。   The parameter indicating the operating state of the internal combustion engine preferably includes at least one of a parameter correlated with the time of one combustion cycle of the internal combustion engine and a parameter correlated with the fuel injection amount.

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、前記内燃機関の運転状態を示すパラメータに基づき、前記一対の弁部材の開閉タイミングを設定する設定手段と、前記設定手段により設定されるタイミングが前記調節手段の調節しようとするタイミング条件を満たすか否かを判断する判断手段とを更に備え、前記調節手段は、前記判断手段により前記条件を満たさないと判断された場合、前記調節を行うことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the setting means for setting the opening / closing timing of the pair of valve members based on the parameter indicating the operating state of the internal combustion engine, and the setting means Determination means for determining whether or not the timing to be adjusted satisfies a timing condition to be adjusted by the adjusting means, and the adjusting means determines that the condition is not satisfied by the determining means, It is characterized by adjusting.

一対の弁部材の開閉タイミングは、様々な適合要素を満たすように適合される。ここで、一対の弁部材のうち、上記調節手段によるタイミング条件を満たすとの要求要素を満たすように適合する場合、適合に際しての要求要素が増大するため、適合工数が増大するおそれがある。この点、上記発明では、判断手段を備えることで、設定手段によって基本となる一対の弁部材の開閉タイミングを適合するに際して、一対の弁部材の開閉タイミング同士の関係についての上記要求要素を満たす必要がないため、適合工数の増大を極力抑制しつつ上記調節を行うことができる。   The opening / closing timing of the pair of valve members is adapted to satisfy various adaptation elements. Here, when it adapts so that the requirement element that the timing conditions by the said adjustment means may be satisfy | filled among a pair of valve members, since the requirement element in the case of an adjustment increases, there exists a possibility that an adjustment man-hour may increase. In this regard, in the above-described invention, it is necessary to satisfy the above-described requirement element regarding the relationship between the opening / closing timings of the pair of valve members when the opening / closing timings of the basic pair of valve members are adapted by the setting means by providing the determination means Therefore, the above adjustment can be performed while suppressing an increase in the number of man-hours as much as possible.

請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記調節手段は、前記多いと想定される方の閉弁動作完了タイミングが前記他方の閉弁動作開始タイミングよりも遅くならないように前記調節を行うことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects of the present invention, the adjusting means is configured such that the valve closing operation completion timing of the one that is assumed to be greater is the other valve closing operation start The adjustment is performed so as not to be later than the timing.

上記発明では、上記他方の閉弁動作に伴い、その開閉対象とする噴孔からの燃料噴射速度が低下する以前の燃料の噴流を利用することで、上記多いと想定される方の開閉対象とする噴孔から噴射された燃料の拡散を促進させることができる。これにより、残留燃料の燃焼を促進させることができ、ひいてはエミッションをより好適に低減することができる。   In the above-mentioned invention, by using the jet of fuel before the fuel injection speed from the nozzle hole to be opened / closed decreases with the other valve closing operation, the above-mentioned opening / closing object, which is assumed to be more, The diffusion of the fuel injected from the injection hole can be promoted. Thereby, combustion of the residual fuel can be promoted, and the emission can be reduced more appropriately.

請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発明において、前記多いと想定される方の弁部材とは、前記一対の弁部材のうち、開閉対象とする噴孔の1個あたりの開口面積が大きい方であることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the valve member that is assumed to be large is the jet that is to be opened and closed among the pair of valve members. The opening area per one hole is the larger one.

噴孔の開口面積が大きいほど、燃料噴射速度が低下し始める際の上記弁ボディと弁部材とで形成される通路の面積が大きくなる。このため、閉弁動作の開始から完了までの時間のうち、燃料噴射速度が低下した状況下における燃料噴射時間が長くなる。したがって、開閉対象とする噴孔の1個あたりの開口面積が大きいほど、閉弁操作の際の燃料噴射量であって且つ燃料噴射速度が閉弁動作開始時よりも大きく低下した期間における燃料噴射量が多くなると考えられる。   The larger the opening area of the injection hole, the larger the area of the passage formed by the valve body and the valve member when the fuel injection speed starts to decrease. For this reason, of the time from the start to the completion of the valve closing operation, the fuel injection time in a situation where the fuel injection speed is reduced becomes longer. Therefore, the larger the opening area per nozzle hole to be opened and closed, the fuel injection amount during the valve closing operation and the fuel injection during the period when the fuel injection speed is significantly lower than that at the start of the valve closing operation. The amount is thought to increase.

請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発明において、前記多いと想定される方の弁部材とは、前記一対の弁部材のうち、動作速度が小さい方であることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the valve member that is assumed to be large is the one having a lower operating speed of the pair of valve members. It is characterized by being.

弁部材の動作速度が小さいほど、閉弁動作の開始から完了までに要する時間が長くなる。したがって、弁部材の動作速度が小さいほど、燃料噴射速度が閉弁動作開始時よりも大きく低下した期間が長くなり、この期間における燃料噴射量が多くなると考えられる。   The smaller the operation speed of the valve member, the longer the time required from the start to completion of the valve closing operation. Therefore, it can be considered that the smaller the operation speed of the valve member, the longer the period during which the fuel injection speed is significantly lower than that at the start of the valve closing operation, and the greater the fuel injection amount during this period.

請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記弁ボディにはサック室が形成されており、前記多いと想定される方の弁部材とは、前記一対の弁部材が閉弁状態にあるにもかかわらず、前記サック室と連通している噴孔を開閉対象とするものであることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein a sack chamber is formed in the valve body. Although the pair of valve members are in a closed state, the nozzle holes communicating with the sac chamber are to be opened and closed.

弁部材の閉弁動作が完了しても、弁ボディと弁部材とで形成される空間に残る燃料が噴孔から噴射される懸念がある。このため、弁ボディにサック室が形成されている場合は、上記空間に残る燃料量が増加し、閉弁操作に伴ってサック室と連通している噴孔からの燃料噴射量であって且つ燃料噴射速度が閉弁動作開始時よりも大きく低下した期間における燃料噴射量が多くなると考えられる。   Even if the valve closing operation of the valve member is completed, there is a concern that the fuel remaining in the space formed by the valve body and the valve member is injected from the injection hole. For this reason, when the sac chamber is formed in the valve body, the amount of fuel remaining in the space increases, and the amount of fuel injected from the nozzle hole communicating with the sac chamber in accordance with the valve closing operation is It is considered that the fuel injection amount increases during a period in which the fuel injection speed is significantly lower than that at the start of the valve closing operation.

請求項8記載の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発明において、前記多いと想定される方の開閉対象とする噴孔と前記燃料噴射弁の燃料の供給口とは、前記多いと想定される方の開閉状態にかかわらず、前記他方の弁部材の閉弁により遮断されることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the injection hole to be opened and closed and the fuel supply port of the fuel injection valve are the one that is assumed to be large. Regardless of the open / closed state that is assumed to be large, the other valve member is shut off by being closed.

上記構成をとるものにあっては、上記他方の弁部材の閉弁動作に伴い、上記多いと想定される方の開閉対象とする噴孔から燃料噴射弁の燃料の供給口までの通路面積が、上記多いと想定される方の弁部材と上記弁ボディとで形成される通路のみならず、上記他方の弁部材と上記弁ボディとで形成される通路によっても狭められる。これにより、上記多いと想定される方の開閉対象とする噴孔からの燃料噴射速度が低下しやすく、この噴孔からの残留燃料が特に顕著となるおそれがある。このため、上記発明では、上記調節手段を備えるメリットが特に大きい。   In the configuration having the above-mentioned configuration, the passage area from the nozzle hole to be opened and closed to the fuel supply port of the fuel injection valve is increased with the valve closing operation of the other valve member. It is narrowed not only by the passage formed by the valve member and the valve body, which is assumed to be large, but also by the passage formed by the other valve member and the valve body. As a result, the fuel injection speed from the nozzle hole to be opened and closed, which is assumed to be large, tends to decrease, and the residual fuel from this nozzle hole may be particularly noticeable. For this reason, in the said invention, the merit provided with the said adjustment means is especially big.

以下、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を蓄圧式(コモンレール式)燃料噴射装置が備えられる圧縮着火式内燃機関(ディーゼルエンジン)に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a compression ignition type internal combustion engine (diesel engine) provided with a pressure accumulation type (common rail type) fuel injection device will be described with reference to the drawings. .

図1に本実施形態にかかる燃料噴射システムの全体構成を示す。図示されるように、燃料タンク10の燃料は、機関駆動式の燃料ポンプ12によって汲み上げられ、コモンレール14に加圧供給(圧送)される。コモンレール14は、圧送された高圧燃料を蓄え、この高圧燃料を各気筒の燃料噴射弁16(ここでは、1つの気筒の燃料噴射弁のみを例示)に分配供給する。   FIG. 1 shows an overall configuration of a fuel injection system according to the present embodiment. As shown in the figure, the fuel in the fuel tank 10 is pumped up by an engine-driven fuel pump 12 and pressurized (suppressed) to the common rail 14. The common rail 14 stores the pressurized high pressure fuel, and distributes and supplies the high pressure fuel to the fuel injection valves 16 of each cylinder (here, only the fuel injection valve of one cylinder is illustrated).

燃料噴射弁16は、その先端部がエンジンの燃焼室18に突出して配置されており、燃焼室18に燃料の噴射供給が可能となっている。詳しくは、燃料噴射弁16は、アウタニードル20と、インナニードル22と、これらが収容される円筒状のノズルボディ24と、アウタニードル20及びインナニードル22をそれぞれ独立して駆動させるアウタニードル駆動機構26及びインナニードル駆動機構28機構とを備えて構成されている。   The tip of the fuel injection valve 16 is disposed so as to protrude into the combustion chamber 18 of the engine, so that fuel can be supplied to the combustion chamber 18 by injection. Specifically, the fuel injection valve 16 includes an outer needle 20, an inner needle 22, a cylindrical nozzle body 24 in which these are accommodated, and an outer needle drive mechanism that independently drives the outer needle 20 and the inner needle 22. 26 and an inner needle drive mechanism 28 mechanism.

ノズルボディ24には、円柱状のニードル収納部30が設けられている。ニードル収納部30には、ノズルボディ24の軸方向に動作可能な円筒状のアウタニードル20が収容されている。また、アウタニードル20内には、ノズルボディ24の軸方向に動作可能なインナニードル22が収容されている。   The nozzle body 24 is provided with a cylindrical needle storage portion 30. A cylindrical outer needle 20 operable in the axial direction of the nozzle body 24 is accommodated in the needle accommodating portion 30. Further, an inner needle 22 that is operable in the axial direction of the nozzle body 24 is accommodated in the outer needle 20.

アウタニードル20の先端部にはテーパ上のシート部32が形成され、インナニードル22の先端部にはテーパ上のシート部34が形成されている。シート部32及びシート部34のそれぞれと対向するノズルボディ24の内壁には、円環状の第1シート部36及び第2シート部38が形成されている。また、ノズルボディ24において、第1シート部36より先端側には複数の噴孔で構成された第1噴孔群40が形成され、第1噴孔群40よりも先端側には複数の噴孔で構成された第2噴孔群42が形成されている。ここで、第2噴孔群42を構成する各噴孔の開口面積は、エンジンの要求トルク増大時における燃料噴射率を増大させるため、第1噴孔群40を構成する各噴孔の開口面積よりも大きく設定されている。   A tapered seat portion 32 is formed at the distal end portion of the outer needle 20, and a tapered seat portion 34 is formed at the distal end portion of the inner needle 22. An annular first sheet portion 36 and second sheet portion 38 are formed on the inner wall of the nozzle body 24 facing each of the sheet portion 32 and the sheet portion 34. Further, in the nozzle body 24, a first nozzle hole group 40 composed of a plurality of nozzle holes is formed on the tip side of the first sheet portion 36, and a plurality of nozzles are formed on the tip side of the first nozzle hole group 40. A second nozzle hole group 42 composed of holes is formed. Here, since the opening area of each nozzle hole constituting the second nozzle hole group 42 increases the fuel injection rate when the required torque of the engine is increased, the opening area of each nozzle hole constituting the first nozzle hole group 40 is increased. Is set larger than.

ノズルボディ24の第2噴孔群42近傍には、第2噴孔群42と連通するサック室44が形成されている。これは、ノズルボディ24の製造工程で第2シート部38を研削する砥石とノズルボディ24の内壁の先端側との干渉を回避したり、閉弁動作の際にインナニードル22の先端部とノズルボディ24の内壁との干渉を回避したりするために設けられるものである。   A sack chamber 44 communicating with the second nozzle hole group 42 is formed in the vicinity of the second nozzle hole group 42 of the nozzle body 24. This avoids interference between the grindstone that grinds the second sheet portion 38 in the manufacturing process of the nozzle body 24 and the front end side of the inner wall of the nozzle body 24, and the tip of the inner needle 22 and the nozzle during the valve closing operation. This is provided in order to avoid interference with the inner wall of the body 24.

アウタニードル20及びインナニードル22において、ノズルボディ24の第1シート部36及び第2シート部38のそれぞれと対向する側の反対側(以下、背面側)は、図示しないノズルホルダ内に形成される第1背圧室46及び第2背圧室48のそれぞれに対向している。第1背圧室46において、アウタニードル20の背面側には、図示しない第1スプリングが備えられており、この第1スプリングによってアウタニードル20は先端側へ付勢されている。また、第2背圧室48において、インナニードル22の背面側には、図示しない第2スプリングが備えられており、この第2スプリングによってインナニードル22は先端側へ付勢されている。アウタニードル20及びインナニードル22は、第1背圧室46及び第2背圧室48の圧力が操作されることで、軸方向に動作する。   In the outer needle 20 and the inner needle 22, the opposite sides (hereinafter referred to as the back side) of the nozzle body 24 opposite to the first sheet portion 36 and the second sheet portion 38 are formed in a nozzle holder (not shown). The first back pressure chamber 46 and the second back pressure chamber 48 are opposed to each other. In the first back pressure chamber 46, a first spring (not shown) is provided on the back side of the outer needle 20, and the outer needle 20 is urged toward the distal end side by the first spring. Further, in the second back pressure chamber 48, a second spring (not shown) is provided on the back side of the inner needle 22, and the inner needle 22 is urged toward the distal end side by the second spring. The outer needle 20 and the inner needle 22 operate in the axial direction when the pressures of the first back pressure chamber 46 and the second back pressure chamber 48 are operated.

第1背圧室46の圧力は、電磁ソレノイド54aに流れる駆動電流に基づいて、第1背圧室46と燃料タンク10に連通される低圧燃料通路52との接続状態が第1切替部54によって切り替えられることで操作される。電磁ソレノイド54aに通電することで、第1切替部54によって第1背圧室46と低圧燃料通路52とが連通される。この連通によって、第1背圧室46の高圧燃料が低圧燃料通路52を介して燃料タンク10へ排出され、第1背圧室46の圧力が低下する。このため、第1背圧室46の圧力により生じるアウタニードル20を先端側へ付勢する力と図示しない第1スプリングによりアウタニードル20を先端側へ付勢する力との合力が、アウタニードル20を背面側に付勢する力よりも小さくなる。これにより、シート部32が第1シート部36から離座し、アウタニードル20が背面側へ動作を開始することで(アウタニードル20の開弁動作開始タイミング)、コモンレール14から高圧燃料が供給される燃料通路56と第1噴孔群40とが連通されるため、第1噴孔群40からの燃料噴射が開始される。そして、アウタニードル20は、の図示しない背面側後端部が第1背圧室46内の図示しないストッパ部に接触するまで動作する(アウタニードル20の開弁動作完了タイミング)。   The pressure in the first back pressure chamber 46 is determined by the first switching unit 54 so that the connection state between the first back pressure chamber 46 and the low pressure fuel passage 52 communicating with the fuel tank 10 is based on the drive current flowing through the electromagnetic solenoid 54a. It is operated by being switched. By energizing the electromagnetic solenoid 54 a, the first back pressure chamber 46 and the low pressure fuel passage 52 are communicated with each other by the first switching unit 54. By this communication, the high-pressure fuel in the first back pressure chamber 46 is discharged to the fuel tank 10 through the low-pressure fuel passage 52, and the pressure in the first back pressure chamber 46 decreases. For this reason, the resultant force of the force for urging the outer needle 20 to the tip side generated by the pressure of the first back pressure chamber 46 and the force for urging the outer needle 20 to the tip side by a first spring (not shown) is the outer needle 20. It becomes smaller than the force which urges the back side. As a result, the seat portion 32 is separated from the first seat portion 36, and the outer needle 20 starts to move toward the back side (the valve opening operation start timing of the outer needle 20), whereby high-pressure fuel is supplied from the common rail 14. Since the fuel passage 56 and the first nozzle hole group 40 communicate with each other, fuel injection from the first nozzle hole group 40 is started. Then, the outer needle 20 operates until the back side rear end portion (not shown) of the outer needle 20 comes into contact with a stopper portion (not shown) in the first back pressure chamber 46 (timing for completing the valve opening operation of the outer needle 20).

ここで、電磁ソレノイド54aの通電を停止すると、第1切替部54によって第1背圧室46と低圧燃料通路52とが遮断される。この遮断によって、第1背圧室46の圧力が上昇する。このため、第1背圧室46の圧力により生じるアウタニードル20を先端側へ付勢する力と図示しない第1スプリングによりアウタニードル20を先端側へ付勢する力との合力が、アウタニードル20を背面側に付勢する力よりも大きくなる。これにより、アウタニードル20が先端側へ動作を開始し(アウタニードル20の閉弁動作開始タイミング)、シート部32が第1シート部36に着座することで(アウタニードル20の閉弁動作完了タイミング)、燃料通路56と第1噴孔群40とが遮断されるため、第1噴孔群40からの燃料噴射が終了される。   Here, when the energization of the electromagnetic solenoid 54 a is stopped, the first back pressure chamber 46 and the low pressure fuel passage 52 are blocked by the first switching unit 54. By this interruption, the pressure in the first back pressure chamber 46 increases. For this reason, the resultant force of the force for urging the outer needle 20 to the tip side generated by the pressure of the first back pressure chamber 46 and the force for urging the outer needle 20 to the tip side by a first spring (not shown) is the outer needle 20. It becomes larger than the force which urges to the back side. Thus, the outer needle 20 starts to move toward the distal end side (the valve closing operation start timing of the outer needle 20), and the seat portion 32 is seated on the first seat portion 36 (the valve closing operation completion timing of the outer needle 20). ) Since the fuel passage 56 and the first nozzle hole group 40 are blocked, the fuel injection from the first nozzle hole group 40 is terminated.

第2背圧室48の圧力は、第1背圧室46と同様に、電磁ソレノイド58aに流れる駆動電流に基づいて、第2背圧室48と低圧燃料通路52との接続状態が第2切替部58によって切り替えられることで操作される。電磁ソレノイド58aに通電することで、第2背圧室48の高圧燃料が低圧燃料通路52を介して燃料タンク10へ排出され、第2背圧室48の圧力が低下する。このため、アウタニードル20が開弁している状況下、第2背圧室48の圧力により生じるインナニードル22を先端側へ付勢する力と図示しない第2スプリングによりインナニードル22を先端側へ付勢する力との合力が、高圧燃料通路50からの高圧燃料がインナニードル22を背面側に付勢する力よりも小さくなる。これにより、シート部34が第2シート部38から離座し、インナニードル22が背面側へ動作を開始することで(インナニードル22の開弁動作開始タイミング)、燃料通路56と第2噴孔群42とが連通されるため、第2噴孔群42からの燃料噴射が開始される。そして、インナニードル22の先端側に形成されたストッパ部59がアウタニードル20の先端側に形成されたストッパ部60に接触するまで変位する(インナニードル22の開弁動作完了タイミング)。   The pressure of the second back pressure chamber 48 is switched between the second back pressure chamber 48 and the low pressure fuel passage 52 by the second switching based on the drive current flowing through the electromagnetic solenoid 58a, as in the first back pressure chamber 46. It is operated by being switched by the unit 58. By energizing the electromagnetic solenoid 58a, the high pressure fuel in the second back pressure chamber 48 is discharged to the fuel tank 10 through the low pressure fuel passage 52, and the pressure in the second back pressure chamber 48 is reduced. For this reason, in a state where the outer needle 20 is opened, the inner needle 22 is moved to the distal end side by a force for urging the inner needle 22 generated by the pressure of the second back pressure chamber 48 toward the distal end side and a second spring (not shown). The resultant force with the urging force is smaller than the force with which the high pressure fuel from the high pressure fuel passage 50 urges the inner needle 22 to the back side. As a result, the seat portion 34 is separated from the second seat portion 38, and the inner needle 22 starts to move toward the back side (the valve opening operation start timing of the inner needle 22), whereby the fuel passage 56 and the second injection hole. Since the group 42 is in communication, fuel injection from the second nozzle hole group 42 is started. And the stopper part 59 formed in the front end side of the inner needle 22 is displaced until it contacts the stopper part 60 formed in the front end side of the outer needle 20 (the valve opening operation completion timing of the inner needle 22).

ここで、電磁ソレノイド58aの通電を停止すると、第2切替部58によって第2背圧室48と低圧燃料通路52とが遮断されることで、第2背圧室48の圧力が上昇する。このため、インナニードル22が先端側へ動作を開始し(インナニードル22の閉弁動作開始タイミング)、シート部34が第2シート部38に着座することで(インナニードル22の閉弁動作完了タイミング)、燃料通路56と第2噴孔群42とが遮断されるため、第2噴孔群42からの燃料噴射が終了される。   Here, when the energization of the electromagnetic solenoid 58a is stopped, the second back pressure chamber 48 and the low pressure fuel passage 52 are blocked by the second switching unit 58, so that the pressure in the second back pressure chamber 48 increases. Therefore, the inner needle 22 starts to move toward the distal end (timing for starting the valve closing operation of the inner needle 22), and the seat portion 34 is seated on the second seat portion 38 (timing for completing the valve closing operation of the inner needle 22). ) Since the fuel passage 56 and the second nozzle hole group 42 are blocked, the fuel injection from the second nozzle hole group 42 is terminated.

エンジンには、図示しないクランク軸近傍でクランク軸の回転角度を検出するクランク角度センサ62が設けられている。また、コモンレール14には、コモンレール14内の燃圧(実燃圧)を検出する燃圧センサ64が設けられている。クランク角度センサ62や、燃圧センサ64、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ66、更には、エンジンを冷却する冷却水の温度(水温)や燃焼室18に供給される吸気の過給圧等を検出するセンサ等の各種センサからの出力信号は、電子制御装置(以下、ECU70)に入力される。   The engine is provided with a crank angle sensor 62 for detecting the rotation angle of the crankshaft in the vicinity of the crankshaft (not shown). The common rail 14 is provided with a fuel pressure sensor 64 that detects the fuel pressure (actual fuel pressure) in the common rail 14. The crank angle sensor 62, the fuel pressure sensor 64, the accelerator sensor 66 for detecting the amount of depression of the accelerator pedal, the temperature (water temperature) of the cooling water for cooling the engine, the supercharging pressure of the intake air supplied to the combustion chamber 18, etc. An output signal from various sensors such as a sensor for detecting the noise is input to an electronic control unit (hereinafter, ECU 70).

ECU70は、周知のCPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ECU70は、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、その都度のエンジンの運転状態に応じた各種制御を実施する。ECU70は、これらの入力信号に基づいて燃料ポンプ12を操作することでコモンレール14内の燃圧制御等を行うとともに、燃料噴射弁16からの燃料噴射タイミングを制御すべく、電磁ソレノイド54a、58aへの通電を操作する。詳しくは、エンジンの要求トルクが小さい場合には、電磁ソレノイド54aのみに通電し、アウタニードル20のみを開弁操作することで、第1噴孔群40のみから燃料を噴射し、不完全燃焼により生じるスモークの増加を抑制する。また、エンジンの要求トルクが大きい場合には、電磁ソレノイド54a、58aの双方に通電し、アウタニードル20とインナニードル22との双方を開弁操作することで、第1噴孔群40と第2噴孔群42との双方から燃料を噴射し、エンジンの発生トルクを増大させる。   The ECU 70 is mainly configured by a microcomputer including a known CPU, ROM, RAM, and the like. The ECU 70 executes various control programs corresponding to the engine operating state each time by executing various control programs stored in the ROM. The ECU 70 controls the fuel pressure in the common rail 14 by operating the fuel pump 12 based on these input signals, and controls the timing of fuel injection from the fuel injection valve 16 to the electromagnetic solenoids 54a and 58a. Operate the power supply. Specifically, when the required torque of the engine is small, only the electromagnetic solenoid 54a is energized, and only the outer needle 20 is opened to inject fuel from only the first nozzle hole group 40, resulting in incomplete combustion. Suppresses the increase in smoke produced. Further, when the required torque of the engine is large, both the electromagnetic solenoids 54a and 58a are energized, and both the outer needle 20 and the inner needle 22 are operated to open the first nozzle hole group 40 and the second nozzle hole group 40. Fuel is injected from both the nozzle hole group 42 to increase the torque generated by the engine.

ところで、燃料噴射弁16にあっては、燃料噴射の完了間際において、燃料噴射圧の低下によって燃料噴射速度が低下する。すなわち、アウタニードル20を閉弁動作させる場合、シート部32と第1シート部36とで形成される通路の面積が第1噴孔群40を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積よりも小さくなると、燃料通路56より供給される燃料に圧力損失が生じることで燃料噴射圧が徐々に低下し、第1噴孔群40から噴射される燃料の噴射速度が徐々に低下する。また、アウタニードル20とインナニードル22との双方を閉弁動作させる場合には、シート部32と第1シート部36とで形成される通路の面積又はシート部34と第2シート部38とで形成される通路の面積のうちいずれか一方が、第2噴孔群42を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積よりも小さくなると、燃料通路56より供給される燃料に圧力損失が生じることで燃料噴射圧が徐々に低下し、第2噴孔群42から噴射される燃料の噴射速度が徐々に低下する。   By the way, in the fuel injection valve 16, the fuel injection speed decreases due to a decrease in fuel injection pressure just before the completion of fuel injection. That is, when the outer needle 20 is closed, the area of the passage formed by the seat portion 32 and the first seat portion 36 is larger than the opening area of each nozzle hole constituting the first nozzle hole group 40. If it becomes smaller, pressure loss is generated in the fuel supplied from the fuel passage 56, so that the fuel injection pressure gradually decreases, and the injection speed of the fuel injected from the first nozzle hole group 40 gradually decreases. When both the outer needle 20 and the inner needle 22 are closed, the area of the passage formed by the seat portion 32 and the first seat portion 36 or the seat portion 34 and the second seat portion 38 If any one of the areas of the formed passages is smaller than the opening area of each nozzle hole constituting the second nozzle hole group 42, pressure loss occurs in the fuel supplied from the fuel passage 56. As a result, the fuel injection pressure gradually decreases, and the injection speed of the fuel injected from the second nozzle hole group 42 gradually decreases.

このように燃料の噴射速度が低下すると、残留燃料が増加することで、不完全燃焼によるスモークや、未燃燃料といったエミッションが増加するおそれがあることについては上述したとおりである。   As described above, when the fuel injection speed is reduced, the residual fuel increases, which may increase the emission of smoke due to incomplete combustion and unburned fuel.

特に、本実施形態の燃料噴射弁16においては、以下の(ア)〜(ウ)の要因により、第2噴孔群42から噴射される燃料の噴射速度が低下した状況下における燃料噴射量が多量となることで、上記残留燃料が増加し、エミッションの増加量が顕著となりやすい。   In particular, in the fuel injection valve 16 of the present embodiment, the fuel injection amount in a situation where the injection speed of the fuel injected from the second injection hole group 42 is reduced due to the following factors (a) to (c). As the amount increases, the residual fuel increases, and the amount of increase in emissions tends to become significant.

(ア)第2噴孔群42を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積が第1噴孔群40を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積よりも大きく設定されているため、閉弁動作の際の燃料噴射速度が閉弁動作開始時よりも大きく低下した状況下における燃料噴射時間が、上記大きく低下した状況下における第1噴孔群40からの燃料噴射時間よりも長くなるとの要因。   (A) Since the opening area per each nozzle hole constituting the second nozzle hole group 42 is set larger than the opening area per nozzle hole constituting the first nozzle hole group 40. The fuel injection time under a situation where the fuel injection speed during the valve closing operation is greatly reduced compared to the time when the valve closing operation is started is longer than the fuel injection time from the first nozzle hole group 40 under the situation where the fuel injection speed is greatly reduced. The factor that becomes.

(イ)インナニードル22の閉弁動作の完了後において、第2噴孔群42とサック室44とが連通されているため、ノズルボディ24の内壁とシート部34とで形成される空間に残る燃料が低燃料噴射速度で第2噴孔群42から噴射されるとの要因。   (A) After the valve closing operation of the inner needle 22 is completed, the second nozzle hole group 42 and the sac chamber 44 are in communication with each other, and therefore remain in the space formed by the inner wall of the nozzle body 24 and the seat portion 34. A factor that fuel is injected from the second injection hole group 42 at a low fuel injection speed.

(ウ)アウタニードル20内に収容されているインナニードル22はアウタニードル20よりも小さいため、インナニードル22の強度がアウタニードル20の強度よりも低くなる。このため、本実施形態では、インナニードル22の動作速度がアウタニードル20の動作速度よりも小さく設定されている。これにより、燃料噴射速度が低下した状況下における第2噴孔群42からの燃料噴射時間が長くなるとの要因。   (C) Since the inner needle 22 accommodated in the outer needle 20 is smaller than the outer needle 20, the strength of the inner needle 22 is lower than the strength of the outer needle 20. For this reason, in this embodiment, the operating speed of the inner needle 22 is set smaller than the operating speed of the outer needle 20. As a result, the fuel injection time from the second nozzle hole group 42 in a situation where the fuel injection speed has decreased is a factor.

更に、本実施形態の燃料噴射弁16においては、アウタニードル20の閉弁動作に伴い、第2噴孔群42から燃料通路56までの通路面積が、シート部34と第2シート部38とで形成される通路のみならず、シート部32と第1シート部36とで形成される通路によっても狭められる。このため、第2噴孔群42からの燃料噴射速度が低下しやすく、残留燃料が特に顕著となりやすい。   Further, in the fuel injection valve 16 of the present embodiment, the passage area from the second nozzle hole group 42 to the fuel passage 56 is reduced between the seat portion 34 and the second seat portion 38 in accordance with the valve closing operation of the outer needle 20. It is narrowed not only by the formed passage but also by a passage formed by the seat portion 32 and the first seat portion 36. For this reason, the fuel injection speed from the second nozzle hole group 42 tends to decrease, and the residual fuel tends to be particularly noticeable.

そこで、本実施形態では、このような事態を回避すべく、インナニードル22の閉弁動作完了タイミングをアウタニードル20の閉弁動作開始タイミングまで調節(進角)し、第1噴孔群40から噴射される燃料の噴流を利用することで、第2噴孔群42から噴射された残留燃料を拡散させる。   Therefore, in the present embodiment, in order to avoid such a situation, the valve closing operation completion timing of the inner needle 22 is adjusted (advanced) to the valve closing operation start timing of the outer needle 20, and the first nozzle hole group 40 The residual fuel injected from the second nozzle hole group 42 is diffused by using the jet of injected fuel.

図2に、本実施形態にかかる燃料噴射タイミングの調節処理の手順を示す。この処理は、ECU70によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 2 shows a procedure for adjusting the fuel injection timing according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the ECU 70, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まずステップS10において、クランク角度センサ62の検出値に基づくエンジン回転速度と、アクセルセンサ66の検出値に基づくアクセル操作量とに基づいて、燃料噴射弁16に対する噴射量の指令値(総噴射量)を算出する。   In this series of processing, first, in step S10, an injection amount command for the fuel injection valve 16 is based on the engine speed based on the detection value of the crank angle sensor 62 and the accelerator operation amount based on the detection value of the accelerator sensor 66. A value (total injection amount) is calculated.

続くステップS12では、上記総噴射量と、エンジン回転速度とに基づいて、コモンレール14内の目標燃圧を算出する。そして、コモンレール14内の実燃圧が目標燃圧に一致するように燃料ポンプ12を操作する。   In subsequent step S12, the target fuel pressure in the common rail 14 is calculated based on the total injection amount and the engine speed. Then, the fuel pump 12 is operated so that the actual fuel pressure in the common rail 14 matches the target fuel pressure.

ステップS14では、第1噴孔群40からの燃料噴射タイミングを算出する。詳しくは、エンジン回転速度と総噴射量とに基づいて、第1噴孔群40からの燃料噴射量を算出し、この燃料噴射量や、コモンレール14内の実燃圧、エンジン回転速度、アクセル操作量、更には水温や過給圧等に基づいて、第1噴孔群40からの燃料噴射開始(アウタニードル20の開弁動作開始)タイミングと燃料噴射完了(アウタニードル20の閉弁動作完了)タイミングとを算出する。   In step S14, the fuel injection timing from the first nozzle hole group 40 is calculated. Specifically, the fuel injection amount from the first nozzle hole group 40 is calculated based on the engine rotation speed and the total injection amount, and this fuel injection amount, the actual fuel pressure in the common rail 14, the engine rotation speed, and the accelerator operation amount are calculated. Further, based on the water temperature, the supercharging pressure, etc., the timing for starting fuel injection from the first nozzle hole group 40 (starting the valve opening operation of the outer needle 20) and the timing for completing the fuel injection (closing the valve closing operation of the outer needle 20) And calculate.

ステップS16では、総噴射量と第1噴孔群40からの燃料噴射量との差分値として、第2噴孔群42からの燃料噴射量を算出する。   In step S <b> 16, the fuel injection amount from the second injection hole group 42 is calculated as a difference value between the total injection amount and the fuel injection amount from the first injection hole group 40.

ステップS18では、第2噴孔群42からの燃料噴射があるか否かを判断する。詳しくは、上記ステップS16で算出された第2噴孔群42からの燃料噴射量が所定値(例えば0)よりも大きい場合、燃料噴射があると判断する。ステップS18で燃料噴射があると判断された場合には、ステップS20に進み、第2噴孔群42からの燃料噴射タイミングを算出する。詳しくは、第2噴孔群42からの燃料噴射量や、コモンレール14内の実燃圧、エンジン回転速度、アクセル操作量、更には水温や過給圧等に基づいて、第2噴孔群42からの燃料噴射開始(インナニードル22の開弁動作開始)タイミングと燃料噴射完了(インナニードル22の閉弁動作完了)タイミングとを算出する。   In step S18, it is determined whether or not there is fuel injection from the second nozzle hole group. Specifically, when the fuel injection amount from the second nozzle hole group 42 calculated in step S16 is larger than a predetermined value (for example, 0), it is determined that there is fuel injection. If it is determined in step S18 that there is fuel injection, the process proceeds to step S20, and the fuel injection timing from the second injection hole group 42 is calculated. Specifically, based on the fuel injection amount from the second nozzle hole group 42, the actual fuel pressure in the common rail 14, the engine rotation speed, the accelerator operation amount, the water temperature, the supercharging pressure, etc. The fuel injection start (inner needle 22 valve opening operation start) timing and fuel injection completion (inner needle 22 valve closing operation completion) timing are calculated.

ステップS20の処理の完了後、ステップS22では、エンジン回転速度と総噴射量とが所定の領域内にあるか否かを判断する。この処理は、第1噴孔群40及び第2噴孔群42のそれぞれからの燃料噴射タイミングを上述した態様にて調節することによるエミッションの低減効果を確実に奏することができる状況であるか否かを判断するために設けられるものである。ここで、所定の領域とは、エンジン回転速度が所定以上であって且つ要求トルクが所定以上である領域以外の領域のことである。すなわち、エンジン回転速度が大きくなり、所定クランク角度間隔の回転に要する時間が短くなる状況下において、エンジンの要求トルクの増大により総噴射量が増大すると、燃料噴射に要するクランク角度間隔が長くなる。このため、エンジンの圧縮行程終了後の燃焼室18の温度が低下する状況下において燃料が噴射されることで、不完全燃焼により生じるスモークや未燃燃料が増加するおそれがある。それにもかかわらず、上記所定の領域以外の領域において、上述した態様により燃料噴射タイミングを調節するなら、第2噴孔群42の開弁時間が制限され、燃焼室18の温度が低下した状況下において第1噴孔群40から噴射される燃料が増大するおそれがある。そして、これによるエミッションの増加量が、上記燃料噴射タイミングの調節によるエミッションの低減量を凌ぐことで、エミッションがかえって増加するおそれがある。   After completion of the processing in step S20, in step S22, it is determined whether or not the engine rotation speed and the total injection amount are within a predetermined region. This process is a situation in which it is possible to reliably achieve an emission reduction effect by adjusting the fuel injection timing from each of the first nozzle hole group 40 and the second nozzle hole group 42 in the above-described manner. It is provided to determine whether or not. Here, the predetermined region is a region other than a region where the engine speed is equal to or higher than a predetermined value and the required torque is equal to or higher than a predetermined value. In other words, when the engine speed increases and the time required for rotation at a predetermined crank angle interval is shortened, the crank angle interval required for fuel injection becomes longer if the total injection amount increases due to an increase in the required torque of the engine. For this reason, there is a possibility that smoke and unburned fuel generated by incomplete combustion increase due to the fuel being injected under a situation where the temperature of the combustion chamber 18 after the compression stroke of the engine is lowered. Nevertheless, if the fuel injection timing is adjusted according to the above-described mode in a region other than the predetermined region, the valve opening time of the second injection hole group 42 is limited and the temperature of the combustion chamber 18 is lowered. There is a concern that the fuel injected from the first nozzle hole group 40 may increase. Then, the amount of increase in the emission exceeds the amount of reduction in the emission due to the adjustment of the fuel injection timing, so that the emission may increase.

そこで、本実施形態では、エンジン回転速度が大きくて且つ総噴射量も大きい状況下を除く領域(上記所定の領域)において、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角する。一方、上記所定の領域以外の領域においては、上記燃料噴射タイミングの調節を行わないことで、第1噴孔群40及び第2噴孔群42の双方を用いて燃料の噴射を極力早期に終了させるようにする。   Therefore, in the present embodiment, the timing for completing the fuel injection from the second nozzle hole group 42 is advanced in a region (the predetermined region) excluding the situation where the engine speed is high and the total injection amount is also large. On the other hand, in areas other than the predetermined area, the fuel injection timing is not adjusted, so that fuel injection is completed as early as possible using both the first nozzle hole group 40 and the second nozzle hole group 42. Let's make it.

ステップS22で所定の領域にあると判断された場合には、ステップS24へ移行し、第2噴孔群42からの燃料噴射完了(インナニードル22の閉弁動作完了)タイミングが、閾値としてのアウタニードル20の閉弁動作開始タイミングよりも遅いタイミング(遅角側)であるか否かを判断する。この処理は、アウタニードル20の閉弁動作によってシート部32と第1シート部36とで形成される通路の面積が狭められるに先立って、第2噴孔群42からの燃料噴射が完了するか否かを判断するために設けられるものである。すなわち、上記ステップS14で算出された第1噴孔群40からの燃料噴射タイミングや上記ステップS20で算出された第2噴孔群42からの燃料噴射タイミングによって、第2噴孔群42から噴射された残留燃料量が顕著とならないかを判断するためのものである。   If it is determined in step S22 that it is in the predetermined region, the process proceeds to step S24, and the timing of completion of fuel injection from the second injection hole group 42 (completion of valve closing operation of the inner needle 22) is set as the outer threshold value. It is determined whether or not the timing (retard side) is later than the valve closing operation start timing of the needle 20. In this process, whether the fuel injection from the second nozzle hole group 42 is completed before the area of the passage formed by the seat portion 32 and the first seat portion 36 is narrowed by the valve closing operation of the outer needle 20. It is provided to determine whether or not. That is, the fuel is injected from the second nozzle hole group 42 according to the fuel injection timing from the first nozzle hole group 40 calculated in step S14 and the fuel injection timing from the second nozzle hole group 42 calculated in step S20. This is to determine whether the residual fuel amount becomes significant.

ステップS24で遅角側であると判断された場合には、ステップS26へ移行し、第2噴孔群42からの燃料噴射完了(インナニードル22の閉弁動作完了)タイミングを所定のタイミングまで進角する。ここで、本実施形態では、所定のタイミングをアウタニードル20の閉弁動作開始タイミングに設定する。   If it is determined in step S24 that the angle is retarded, the process proceeds to step S26, and the timing of completion of fuel injection from the second nozzle hole group 42 (completion of valve closing operation of the inner needle 22) is advanced to a predetermined timing. Horn. Here, in this embodiment, the predetermined timing is set to the valve closing operation start timing of the outer needle 20.

なお、本実施形態では、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角するとともに、第2噴孔群42からの燃料噴射開始(インナニードル22の開弁動作開始)タイミングを、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングの進角量だけ進角する。この処理は、燃料噴射弁16からの総噴射量がエンジンの運転状態に応じたものとなっているため、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角するだけでは、第2噴孔群42からの燃料噴射量が減少し、エンジンの発生トルクが低下するおそれがあることに鑑みてなされるものである。   In the present embodiment, the timing for completing the fuel injection from the second nozzle hole group 42 is advanced, and the timing for starting the fuel injection from the second nozzle hole group 42 (starting the valve opening operation of the inner needle 22) is set to the first timing. The advance is made by the advance amount of the fuel injection completion timing from the two nozzle hole group 42. In this process, since the total injection amount from the fuel injection valve 16 is in accordance with the operating state of the engine, the second injection can be achieved only by advancing the fuel injection completion timing from the second injection hole group 42. This is done in view of the possibility that the fuel injection amount from the hole group 42 decreases and the generated torque of the engine decreases.

なお、上記ステップS18、S22、S24で否定判断された場合や、ステップS26の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。   When a negative determination is made in steps S18, S22, and S24, or when the process of step S26 is completed, this series of processes is temporarily terminated.

図3に、上記処理による燃料噴射タイミングの調節の一例を示す。   FIG. 3 shows an example of adjustment of the fuel injection timing by the above processing.

図3(a)は、エンジン回転速度と総噴射量とが上記所定の領域内である場合を示す。図示されるように、先の図2に示したステップS14の処理によって、図3(a)の実線に示すように、第1噴孔群40からの燃料噴射開始タイミングである時刻t1が算出され、先の図2に示したステップS20の処理によって、図3(a)の一点鎖線で示すように、第2噴孔群42からの燃料噴射開始タイミング及び完了タイミングである時刻t2及び時刻t4が算出される。そして、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングである時刻t4がアウタニードル20の閉弁動作開始タイミングである時刻t3よりも遅角側であるため、先の図2に示したステップS24で肯定判断される。これにより、図3(a)の太線で示すように、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングが時刻t3まで進角されるとともに、第2噴孔群42からの燃料噴射開始タイミングが上記燃料噴射完了タイミングの進角量だけ(時刻t2’まで)進角される。   FIG. 3A shows a case where the engine speed and the total injection amount are within the predetermined region. As shown in the figure, the time t1, which is the fuel injection start timing from the first nozzle hole group 40, is calculated by the process of step S14 shown in FIG. 2 as shown by the solid line in FIG. 2, the time t2 and the time t4 which are the fuel injection start timing and the completion timing from the second nozzle hole group 42 are obtained as shown by the one-dot chain line in FIG. Calculated. Then, since the time t4 that is the timing for completing the fuel injection from the second nozzle hole group 42 is on the retarded side with respect to the time t3 that is the timing for starting the valve closing operation of the outer needle 20, step S24 shown in FIG. Is affirmed. As a result, as shown by the thick line in FIG. 3A, the fuel injection completion timing from the second nozzle hole group 42 is advanced to time t3, and the fuel injection start timing from the second nozzle hole group 42 is increased. It is advanced by the advance amount of the fuel injection completion timing (until time t2 ′).

このように設定された燃料噴射タイミングに基づいて、第1噴孔群40から噴射される燃料の噴流を利用することで、第2噴孔群42から噴射された燃料を拡散させることができる。ここで、本実施形態では、第1噴孔群40からの燃料噴射速度が低下する以前の燃料の噴流を利用しているため、燃料の拡散を促進させることができ、エミッションをより好適に低減することができる。   Based on the fuel injection timing set in this way, the fuel injected from the first nozzle hole group 40 can be used to diffuse the fuel injected from the second nozzle hole group 42. Here, in the present embodiment, since the jet of fuel before the fuel injection speed from the first nozzle hole group 40 is reduced is used, the diffusion of fuel can be promoted, and the emission is more preferably reduced. can do.

一方、図3(b)は、エンジン回転速度と総噴射量とが上記所定の領域内でない場合を示す。この場合、太線に示すように、第2噴孔群42からの燃料噴射タイミングの調節は行わず、第1噴孔群40及び第2噴孔群42の双方を用いて燃料の噴射を極力早期に終了させる。   On the other hand, FIG. 3B shows a case where the engine speed and the total injection amount are not within the predetermined region. In this case, as shown by the thick line, the fuel injection timing from the second nozzle hole group 42 is not adjusted, and the fuel injection is performed as early as possible using both the first nozzle hole group 40 and the second nozzle hole group 42. To finish.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングをアウタニードル20の閉弁動作開始タイミングまで進角させた。これにより、第2噴孔群42から噴射された燃料を拡散させることができ、ひいてはエミッションをより好適に低減することができる。更に、後処理装置によることなくエミッションを低減させることができるため、後処理装置の容量の増大や追加によるコストの増大を回避することもできる。   (1) The fuel injection completion timing from the second nozzle hole group 42 is advanced to the valve closing operation start timing of the outer needle 20. Thereby, the fuel injected from the 2nd nozzle hole group 42 can be diffused, and by extension, emission can be reduced more suitably. Furthermore, since the emission can be reduced without using the post-processing device, it is possible to avoid an increase in the capacity of the post-processing device and an increase in cost due to the addition.

(2)第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角させる際に、第2噴孔群42からの燃料噴射開始タイミングを進角させた。これにより、第2噴孔群42からの燃料噴射時間を確保し、エンジンの発生トルクの低下を極力回避することができる。   (2) When the fuel injection completion timing from the second nozzle hole group 42 is advanced, the fuel injection start timing from the second nozzle hole group 42 is advanced. Thereby, the fuel injection time from the 2nd nozzle hole group 42 is ensured, and the fall of the generated torque of an engine can be avoided as much as possible.

(3)燃料噴射弁16において、第2噴孔群42を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積が、第1噴孔群40を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積よりも大きい構成とした。このように、噴孔の開口面積の大きさに起因して第2噴孔群42から噴射された残留燃料が増加しやすい構成のため、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角させる処理の利用価値が特に大きい。   (3) In the fuel injection valve 16, the opening area of each nozzle hole constituting the second nozzle hole group 42 is larger than the opening area of each nozzle hole constituting the first nozzle hole group 40. The configuration is also large. As described above, since the residual fuel injected from the second nozzle hole group 42 is likely to increase due to the size of the opening area of the nozzle hole, the timing for completing the fuel injection from the second nozzle hole group 42 is advanced. The utility value of the cornering process is particularly great.

(4)燃料噴射弁16において、インナニードル22の動作速度がアウタニードル20の動作速度よりも小さい構成とした。このように、動作速度に起因して第2噴孔群42から噴射された残留燃料が増加しやすい構成のため、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角させる処理の利用価値が特に大きい。   (4) The fuel injection valve 16 is configured such that the operating speed of the inner needle 22 is lower than the operating speed of the outer needle 20. As described above, since the residual fuel injected from the second nozzle hole group 42 is likely to increase due to the operation speed, the utility value of the processing for advancing the timing of fuel injection completion from the second nozzle hole group 42 is increased. Is particularly large.

(5)燃料噴射弁16において、インナニードル22が閉弁状態であっても、ノズルボディ24の内壁に形成されたサック室44と第2噴孔群42とが連通している構成とした。このように、ノズルボディ24内壁とシート部34とで形成される空間の増大に起因して第2噴孔群42から噴射された残留燃料が増加しやすい構成のため、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角させる処理の利用価値が特に大きい。   (5) The fuel injection valve 16 is configured such that the sac chamber 44 formed on the inner wall of the nozzle body 24 and the second injection hole group 42 communicate with each other even when the inner needle 22 is closed. As described above, since the residual fuel injected from the second injection hole group 42 is likely to increase due to the increase in the space formed by the inner wall of the nozzle body 24 and the seat portion 34, the second injection hole group 42 is provided. The utility value of the process for advancing the fuel injection completion timing from is particularly great.

(6)燃料噴射弁16において、インナニードル22の開閉状態にかかわらず、アウタニードル20の閉弁動作の完了により第2噴孔群42と燃料通路56とが遮断される構成とした。このような構成においては、エミッションの増加が顕著となり得るため、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角させる制御の利用価値が特に大きい。   (6) In the fuel injection valve 16, the second injection hole group 42 and the fuel passage 56 are blocked by the completion of the valve closing operation of the outer needle 20 regardless of the open / closed state of the inner needle 22. In such a configuration, since the increase in emission can be significant, the utility value of the control for advancing the timing of completion of fuel injection from the second nozzle hole group 42 is particularly great.

(7)エンジン回転速度と総噴射量とが所定の領域内にあると判断された場合、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角させた。これにより、エミッションの低減効果を確実に奏することができる。   (7) When it is determined that the engine rotation speed and the total injection amount are within the predetermined range, the timing for completing the fuel injection from the second nozzle hole group 42 is advanced. Thereby, the emission reduction effect can be reliably achieved.

(8)エンジン回転速度と総噴射量とが所定の領域内にあって且つ第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングがアウタニードル20の閉弁動作開始タイミングよりも遅角側であると判断された場合、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角させた。これにより、燃料噴射タイミングの適合に際しての要求要素の増大を抑制することができる。   (8) The engine rotation speed and the total injection amount are within a predetermined region, and the fuel injection completion timing from the second nozzle hole group 42 is on the retard side with respect to the valve closing operation start timing of the outer needle 20. When it is determined, the fuel injection completion timing from the second nozzle hole group 42 is advanced. As a result, it is possible to suppress an increase in required elements when adapting the fuel injection timing.

(その他の実施形態)
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
The above embodiment may be modified as follows.

・上記実施形態では、所定の領域を定めるためのエンジンの運転状態を示すパラメータとしてエンジン回転速度と総噴射量とを用いたがこれに限らない。例えばエンジン回転速度とアクセル操作量とを用いてもよい。   In the above embodiment, the engine rotation speed and the total injection amount are used as parameters indicating the operating state of the engine for determining the predetermined region, but the present invention is not limited to this. For example, the engine speed and the accelerator operation amount may be used.

・上記実施形態では、エンジンの運転状態を示すパラメータ(エンジン回転速度、総噴射量)が所定の領域内にあると判断された場合、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角させたがこれに限らない。例えば、所定領域内にあるか否かにかかわらず、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角させてもよい。この場合であっても、上記実施形態の上記(1)〜(6)及び(8)の効果を得ることはできる。   In the above embodiment, when it is determined that the parameters (engine rotation speed, total injection amount) indicating the operating state of the engine are within the predetermined region, the timing of completion of fuel injection from the second nozzle hole group 42 is advanced. However, it is not limited to this. For example, the fuel injection completion timing from the second nozzle hole group 42 may be advanced regardless of whether or not the predetermined region is present. Even in this case, the effects (1) to (6) and (8) of the above embodiment can be obtained.

・上記実施形態では、先の図2に示すステップS20の処理によって第2噴孔群42からの燃料噴射タイミングを算出したがこれに限らない。例えば、ステップS16の処理において燃料噴射量とともに燃料噴射タイミングを算出してもよい。   In the above embodiment, the fuel injection timing from the second injection hole group 42 is calculated by the process of step S20 shown in FIG. 2, but the present invention is not limited to this. For example, the fuel injection timing may be calculated together with the fuel injection amount in the process of step S16.

・上記実施形態では、第2噴孔群42を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積が、第1噴孔群40を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積よりも大きい構成としたがこれに限らない。例えば、第2噴孔群42を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積が第1噴孔群40を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積と同じ構成又は第2噴孔群42を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積が第1噴孔群40を構成する各噴孔の1個あたりの開口面積よりも小さい構成としてもよい。この場合であっても、上記実施形態の上記(1)、(2)及び(4)〜(8)の効果を得ることはできる。   In the above-described embodiment, the opening area per one nozzle hole constituting the second nozzle hole group 42 is larger than the opening area per nozzle hole constituting the first nozzle hole group 40. However, it is not limited to this. For example, the opening area per one nozzle hole constituting the second nozzle hole group 42 is the same as the opening area per nozzle hole constituting the first nozzle hole group 40 or the second nozzle hole group 42 may be configured such that the opening area per one of the nozzle holes constituting 42 is smaller than the opening area per one of the nozzle holes constituting the first nozzle hole group 40. Even in this case, the effects (1), (2) and (4) to (8) of the embodiment can be obtained.

・上記実施形態では、第1噴孔群40や第2噴孔群42が複数の噴孔で構成されていたがこれに限らない。例えば、第1噴孔群40及び第2噴孔群42のいずれか又は双方が1つの噴孔で構成されていてもよい。   -In the above-mentioned embodiment, although the 1st nozzle hole group 40 and the 2nd nozzle hole group 42 were constituted by a plurality of nozzle holes, it is not restricted to this. For example, either one or both of the first nozzle hole group 40 and the second nozzle hole group 42 may be configured by one nozzle hole.

・上記実施形態では、インナニードル22の動作速度がアウタニードル20の動作速度よりも小さい構成としたがこれに限らない。例えば、インナニードル22の動作速度がアウタニードル20の動作速度と同じ構成又はインナニードル22の動作速度がアウタニードル20の動作速度よりも大きい構成としてもよい。この場合であっても、上記実施形態の上記実施形態の上記(1)〜(3)及び(5)〜(8)の効果を得ることはできる。   In the above embodiment, the operation speed of the inner needle 22 is lower than the operation speed of the outer needle 20, but the present invention is not limited to this. For example, the operation speed of the inner needle 22 may be the same as the operation speed of the outer needle 20 or the operation speed of the inner needle 22 may be higher than the operation speed of the outer needle 20. Even in this case, the effects (1) to (3) and (5) to (8) of the above embodiment of the above embodiment can be obtained.

・上記実施形態では、ノズルボディ24の内壁にサック室44が形成される構成としたがこれに限らない。ノズルボディ24の内壁にサック室44が形成されない構成であってもよい。この場合であっても、上記実施形態の上記(1)〜(4)及び(6)〜(8)の効果を得ることはできる。   In the above embodiment, the sac chamber 44 is formed on the inner wall of the nozzle body 24. However, the present invention is not limited to this. A configuration in which the suck chamber 44 is not formed on the inner wall of the nozzle body 24 may be employed. Even in this case, the effects (1) to (4) and (6) to (8) of the embodiment can be obtained.

・上記実施形態では、第1背圧室46又は第2背圧室48のそれぞれの圧力を操作することでアウタニードル20又はインナニードル22のそれぞれを独立して動作させる構成としたがこれに限らない。例えば、ノズルホルダ内に1つの背圧室のみを形成し、この背圧室の圧力を操作することでアウタニードル20を動作させ、アウタニードル20の動作に基づきインナニードル22を動作させて且つアウタニードル20の閉弁動作開始タイミングに対してインナニードル22の閉弁動作完了タイミングを調節できる機構を備える構成であってもよい。   In the above embodiment, the outer needle 20 or the inner needle 22 is independently operated by operating the pressures of the first back pressure chamber 46 or the second back pressure chamber 48. However, the present invention is not limited thereto. Absent. For example, only one back pressure chamber is formed in the nozzle holder, the outer needle 20 is operated by manipulating the pressure in the back pressure chamber, the inner needle 22 is operated based on the operation of the outer needle 20, and the outer The structure provided with the mechanism which can adjust the valve closing operation completion timing of the inner needle 22 with respect to the valve closing operation start timing of the needle 20 may be sufficient.

・上記実施形態では、電磁ソレノイドにより第1切替部54及び第2切替部58を操作することで背圧室の圧力を操作する構成としたがこれに限らない。例えば、ピエゾ素子により第1切替部54及び第2切替部58を操作する構成であってもよい。   In the above-described embodiment, the configuration is such that the pressure in the back pressure chamber is operated by operating the first switching unit 54 and the second switching unit 58 with an electromagnetic solenoid. For example, the structure which operates the 1st switching part 54 and the 2nd switching part 58 with a piezoelectric element may be sufficient.

・上記実施形態では、先の図2に示したステップS26の処理において所定のタイミングをアウタニードル20の閉弁動作開始タイミングとしたがこれに限らない。例えばアウタニードル20の閉弁動作開始タイミングよりも進角側の任意のタイミングとしてもよい。この場合であっても、第1噴孔群40からの燃料噴射速度が低下する以前の燃料の噴流を利用することができるため、エミッションを好適に低減させることができる。この際には、閾値を、先の図2に示したステップS26の処理により進角される前のインナニードル22の閉弁動作完了タイミングより進角側であって且つアウタニードル20の開弁動作完了タイミングより遅角側の任意のタイミングとしてもよい。また例えば、上記所定のタイミングをアウタニードル20の閉弁動作開始タイミングよりも遅角側であって且つ第1噴孔群40からの燃料噴射完了(アウタニードル20の閉弁動作完了)タイミングよりも進角側の任意のタイミングとしてもよい。この場合であっても、第1噴孔群40から噴射される燃料の噴流を利用することで、第2噴孔群42から噴射される燃料を拡散させることができるなら、エミッションを低減させることができる。   In the above embodiment, the predetermined timing is set as the valve closing operation start timing of the outer needle 20 in the process of step S26 shown in FIG. 2, but the present invention is not limited to this. For example, the timing may be any timing on the advance side of the valve closing operation start timing of the outer needle 20. Even in this case, since the jet of fuel before the fuel injection speed from the first nozzle hole group 40 can be used, the emission can be suitably reduced. In this case, the threshold value is on the advance side with respect to the closing operation completion timing of the inner needle 22 before advanced by the processing of step S26 shown in FIG. It may be an arbitrary timing on the retard side from the completion timing. Further, for example, the predetermined timing is retarded from the valve closing operation start timing of the outer needle 20 and the timing of completion of fuel injection from the first nozzle hole group 40 (completion of valve closing operation of the outer needle 20) is reached. Any timing on the advance side may be used. Even in this case, if the fuel injected from the second nozzle hole group 42 can be diffused by using the jet of fuel injected from the first nozzle hole group 40, the emission can be reduced. Can do.

・上記実施形態では、先の図2に示したステップS22及びステップS24の処理で肯定判断された場合、第2噴孔群42からの燃料噴射完了タイミングを進角させたがこれに限らない。例えば、インナニードル22の閉弁動作完了タイミングがアウタニードル20の閉弁動作開始タイミング以前となるように、先の図2のステップS16、S20の処理において算出される燃料噴射タイミングをエンジンの運転状態毎に予め適合しておいてもよい。   In the above embodiment, when the determination in step S22 and step S24 shown in FIG. 2 is affirmative, the fuel injection completion timing from the second injection hole group 42 is advanced, but the present invention is not limited to this. For example, the fuel injection timing calculated in the processing of steps S16 and S20 of FIG. 2 is used as the engine operating state so that the closing operation completion timing of the inner needle 22 is before the closing operation start timing of the outer needle 20. You may pre-fit every time.

・上記実施形態では、所定の領域を定めるためのエンジンの運転状態を示すパラメータとして、エンジン回転速度と総噴射量との双方を用いたがこれに限らない。エンジン回転速度と総噴射量との少なくとも一方であってもよい。   In the above embodiment, both the engine rotation speed and the total injection amount are used as parameters indicating the operating state of the engine for determining the predetermined region, but the present invention is not limited to this. It may be at least one of the engine speed and the total injection amount.

・上記実施形態では、第2噴孔群42と燃料通路56とは、インナニードル22の開閉状態にかかわらず、アウタニードル20の閉弁により遮断される構成としたがこれに限らない。例えば、インナニードル22又はアウタニードル20のそれぞれの開閉状態により、第2噴孔群42と燃料通路56又は第1噴孔群40と燃料通路56がそれぞれ連通又は遮断される構成であってもよい。この場合であっても、上記実施形態の上記(1)〜(5)、(7)及び(8)の効果を得ることはできる。   In the above embodiment, the second nozzle hole group 42 and the fuel passage 56 are blocked by the closing of the outer needle 20 regardless of whether the inner needle 22 is open or closed. For example, a configuration in which the second nozzle hole group 42 and the fuel passage 56 or the first nozzle hole group 40 and the fuel passage 56 are respectively communicated or blocked by the open / close state of the inner needle 22 or the outer needle 20 may be employed. . Even in this case, the effects (1) to (5), (7) and (8) of the above embodiment can be obtained.

・上記実施形態では、内燃機関として圧縮着火式内燃機関を対象としたがこれに限らない。例えば筒内噴射式の火花点火式内燃機関を対象としてもよい。   In the above embodiment, the compression ignition type internal combustion engine is targeted as the internal combustion engine, but is not limited thereto. For example, an in-cylinder spark ignition internal combustion engine may be used.

一実施形態にかかる燃料噴射システムの全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the fuel-injection system concerning one Embodiment. 同実施形態にかかる燃料噴射タイミングの調節処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the adjustment process of the fuel injection timing concerning the embodiment. 同実施形態にかかる燃料噴射タイミングの調節処理態様を示すタイムチャート。The time chart which shows the adjustment process aspect of the fuel injection timing concerning the embodiment. 従来技術の可変噴孔ノズルの断面構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the cross-sectional structure of the variable injection hole nozzle of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

16…燃料噴射弁、20…アウタニードル、22…インナニードル、24…ノズルボディ、40…第1噴孔群、42…第2噴孔群、44…サック室、56…燃料通路、62…クランク角度センサ、70…ECU(内燃機関の燃料噴射制御装置の一実施形態)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Fuel injection valve, 20 ... Outer needle, 22 ... Inner needle, 24 ... Nozzle body, 40 ... 1st nozzle hole group, 42 ... 2nd nozzle hole group, 44 ... Suck chamber, 56 ... Fuel passage, 62 ... Crank Angle sensor, 70... ECU (an embodiment of a fuel injection control device for an internal combustion engine)

Claims (8)

複数の噴孔が形成された弁ボディと、前記弁ボディ内に摺動自在に収容されて且つ前記複数の噴孔のそれぞれを開閉すべく割り振られた複数の弁部材とを有する燃料噴射弁の前記複数の弁部材を開閉操作することで、前記複数の噴孔のそれぞれからの燃料噴射タイミングを調節する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記複数の弁部材を構成する一対の弁部材のうち、閉弁操作の際に対応する噴孔から噴射される燃料噴射量であって且つ燃料噴射速度が閉弁動作開始時よりも大きく低下した期間における燃料噴射量が多いと想定される方の閉弁動作完了タイミングが、他方の閉弁動作完了タイミングよりも早くなるように調節する調節手段を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
A fuel injection valve comprising: a valve body in which a plurality of injection holes are formed; and a plurality of valve members slidably accommodated in the valve body and allocated to open and close each of the plurality of injection holes. In a fuel injection control device for an internal combustion engine that adjusts fuel injection timing from each of the plurality of nozzle holes by opening and closing the plurality of valve members,
Of the pair of valve members constituting the plurality of valve members, the fuel injection amount is injected from the corresponding injection hole at the time of the valve closing operation, and the fuel injection speed is greatly reduced compared to the time when the valve closing operation is started. Fuel injection control for an internal combustion engine, characterized by comprising adjustment means for adjusting the valve closing operation completion timing, which is assumed to have a large amount of fuel injection during the period, to be earlier than the other valve closing operation completion timing apparatus.
前記調節手段は、前記内燃機関の運転状態を示すパラメータが所定の領域内にあることを条件に、前記調節を行うことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。   2. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the adjustment means performs the adjustment on condition that a parameter indicating an operation state of the internal combustion engine is within a predetermined region. 前記内燃機関の運転状態を示すパラメータに基づき、前記一対の弁部材の開閉タイミングを設定する設定手段と、
前記設定手段により設定されるタイミングが前記調節手段の調節しようとするタイミング条件を満たすか否かを判断する判断手段とを更に備え、
前記調節手段は、前記判断手段により前記条件を満たさないと判断された場合、前記調節を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
Setting means for setting an opening / closing timing of the pair of valve members based on a parameter indicating an operating state of the internal combustion engine;
Determination means for determining whether or not the timing set by the setting means satisfies a timing condition to be adjusted by the adjustment means;
3. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the adjustment unit performs the adjustment when the determination unit determines that the condition is not satisfied.
前記調節手段は、前記多いと想定される方の閉弁動作完了タイミングが前記他方の閉弁動作開始タイミングよりも遅くならないように前記調節を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。   4. The adjustment unit according to claim 1, wherein the adjustment unit performs the adjustment so that the valve closing operation completion timing, which is assumed to be greater, does not become later than the other valve closing operation start timing. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記多いと想定される方の弁部材とは、前記一対の弁部材のうち、開閉対象とする噴孔の1個あたりの開口面積が大きい方であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。   The valve member that is assumed to be large is the larger one of the pair of valve members that has a larger opening area per nozzle hole to be opened and closed. A fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims. 前記多いと想定される方の弁部材とは、前記一対の弁部材のうち、動作速度が小さい方であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。   The fuel of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the valve member that is assumed to be more is a valve member having a lower operating speed of the pair of valve members. Injection control device. 前記弁ボディにはサック室が形成されており、
前記多いと想定される方の弁部材とは、前記一対の弁部材が閉弁状態にあるにもかかわらず、前記サック室と連通している噴孔を開閉対象とするものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
A sack chamber is formed in the valve body,
The valve member that is assumed to be large is that the nozzle hole communicating with the sac chamber is to be opened / closed even though the pair of valve members are in a closed state. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6.
前記多いと想定される方の開閉対象とする噴孔と前記燃料噴射弁の燃料の供給口とは、前記多いと想定される方の開閉状態にかかわらず、前記他方の弁部材の閉弁により遮断されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。   Regardless of the opening / closing state of the one that is assumed to be large, the nozzle hole that is to be opened / closed and the fuel supply port of the fuel injection valve, which are assumed to be more, are closed by the closing of the other valve member. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the fuel injection control device is cut off.
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