JP2011163156A - Fuel injection control device and method - Google Patents

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Tomoyuki Omura
知之 大村
Akihiro Ogata
秋弘 小形
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection control device capable of controlling a fuel injection amount at high accuracy by significantly reducing a minimum injection amount without changing a structure of a solenoid valve (fuel injection valve). <P>SOLUTION: This fuel injection control device for controlling a fuel injection valve comprises energization control means for estimating a lift amount after energization of the fuel injection valve starts, and completing energization of the fuel injection valve when the lift amount reaches a required lift amount. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料噴射制御装置及び方法に関する。  The present invention relates to a fuel injection control apparatus and method.

エンジン制御性やエミッション対応において、燃料噴射量を微細に制御することは考慮すべき項目の1つである。燃料噴射量を微細に制御するために最小噴射量を縮小させる手法の1つとして、燃料噴射弁として使用される電磁弁のバウンス(プランジャの跳ね返り現象)を低減させることが挙げられる。一般的に、電磁弁の通電開始時期から立上がりバウンスが安定するまでの期間が燃料の最小噴射期間として設定されているため、バウンスを低減させることは最小噴射量の縮小に直結し、その結果、燃料噴射量の制御性を向上させることができる。このため、従来から電磁弁の構造的な改良や制御手法の改良によりバウンスを低減させる技術が開発されている。   In order to deal with engine controllability and emissions, it is one of the items to be considered that the fuel injection amount is finely controlled. One technique for reducing the minimum injection amount in order to finely control the fuel injection amount is to reduce the bounce (plunger bounce phenomenon) of the electromagnetic valve used as the fuel injection valve. Generally, since the period from the start of energization of the solenoid valve until the rise bounce is stabilized is set as the minimum fuel injection period, reducing the bounce directly leads to a reduction in the minimum injection amount. Controllability of the fuel injection amount can be improved. For this reason, techniques for reducing bounce have been developed in the past by improving the structure of the solenoid valve and improving the control method.

下記特許文献1には、電磁弁の構造的な改良によりバウンスを低減させる技術として、電磁弁の固定鉄心に対向した可動鉄心(プランジャ)の面において、固定鉄心のコイルと対応した位置に環状凹部を設けて、可動鉄心と固定鉄心間に形成される空間の容積を増大させる技術が開示されている。また、下記特許文献2には、電磁弁の制御手法の改良によりバウンスを低減させる技術として、電磁弁のコイルに所定レベルの吸引電流を流した後、一旦ゼロまたは吸引電流より低レベルの電流に切り換え、プランジャがストッパに衝突する直前で一時的に保持電流よりも大きなレベルの電流に切り換える技術が開示されている。  In the following Patent Document 1, as a technique for reducing bounce by structural improvement of a solenoid valve, an annular recess is formed at a position corresponding to a coil of the fixed core on the surface of a movable core (plunger) facing the fixed core of the solenoid valve. A technique for increasing the volume of the space formed between the movable iron core and the fixed iron core is disclosed. Further, in Patent Document 2 below, as a technique for reducing bounce by improving the control method of the electromagnetic valve, after a predetermined level of suction current is passed through the coil of the solenoid valve, the current is once reduced to zero or lower than the suction current. There is disclosed a technique for switching to a current whose level is temporarily higher than the holding current immediately before the switching and the plunger collides with the stopper.

特開2002−168362号公報JP 2002-168362 A 特公平3−7834号公報Japanese Patent Publication No. 3-7834

上記特許文献1の技術では、電磁弁構造の複雑化に伴う製造コストの上昇を招くことになる。また、上記特許文献2の技術は、開弁動作後(プランジャのフルリフト後)のバウンス低減を目的としているため、開弁期間より短い最小噴射期間を得ることができず、最小噴射量の縮小は困難である。  With the technique of the said patent document 1, the rise in manufacturing cost accompanying the complexity of a solenoid valve structure will be caused. Further, since the technique of Patent Document 2 is intended to reduce bounce after the valve opening operation (after the full lift of the plunger), the minimum injection period shorter than the valve opening period cannot be obtained, and the reduction of the minimum injection amount is not possible. Have difficulty.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電磁弁(燃料噴射弁)の構造を変えることなく最小噴射量の大幅な縮小を達成し、以って燃料噴射量の高精度な制御を実現可能な燃料噴射制御装置及び方法を提供することを目的とする。    The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and achieves a significant reduction in the minimum injection amount without changing the structure of the electromagnetic valve (fuel injection valve). It is an object of the present invention to provide a fuel injection control device and method capable of realizing control.

上記目的を達成するために、本発明に係る燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置であって、前記燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了する通電制御手段を備えることを特徴とする。  In order to achieve the above object, a fuel injection control device according to the present invention is a fuel injection control device that controls a fuel injection valve, and estimates a lift amount after energization of the fuel injection valve is started, and the lift amount Is provided with energization control means for terminating energization of the fuel injection valve when the required lift amount is reached.

また、本発明に係る燃料噴射制御装置において、前記通電制御手段は、前記燃料噴射弁のインダクタンスに基づいて前記リフト量を推定することを特徴とする。
また、本発明に係る燃料噴射制御装置において、前記インダクタンスと前記リフト量との対応関係を予め記憶する記憶手段を備え、前記通電制御手段は、前記インダクタンスと前記リフト量との対応関係を用いて、前記インダクタンスの算出値に対応するリフト量を取得することを特徴とする。
また、本発明に係る燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射弁に流れる駆動電流を測定する電流測定手段を備え、前記通電制御手段は、前記通電開始後に前記電流測定手段から一定周期で取得した前記駆動電流の測定値を用いて前記駆動電流の変化量を算出し、前記駆動電流の変化量に基づいて前記インダクタンスを算出することを特徴とする。
また、本発明に係る燃料噴射制御装置において、前記通電制御手段は、前記燃料噴射弁のリフト速度とリフト加速度の少なくとも一方に基づいて前記リフト量を推定することを特徴とする。
In the fuel injection control device according to the present invention, the energization control means estimates the lift amount based on an inductance of the fuel injection valve.
In the fuel injection control device according to the present invention, the fuel injection control device further includes storage means for previously storing a correspondence relationship between the inductance and the lift amount, and the energization control means uses the correspondence relationship between the inductance and the lift amount. The lift amount corresponding to the calculated value of the inductance is obtained.
In the fuel injection control device according to the present invention, the fuel injection control device further includes a current measurement unit that measures a drive current flowing through the fuel injection valve, and the energization control unit acquires the current measurement unit from the current measurement unit at regular intervals after the energization is started. A change amount of the drive current is calculated using a measured value of the drive current, and the inductance is calculated based on the change amount of the drive current.
In the fuel injection control device according to the present invention, the energization control means estimates the lift amount based on at least one of a lift speed and a lift acceleration of the fuel injection valve.

一方、本発明に係る燃料噴射制御方法は、燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了することを特徴とする。   On the other hand, the fuel injection control method according to the present invention estimates the lift amount after the start of energization of the fuel injection valve, and ends energization of the fuel injection valve when the lift amount reaches the required lift amount. And

本発明では、燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了することにより、燃料噴射弁の開弁動作中における任意のタイミングで閉弁動作に切替えることが可能となる。これにより、最小噴射量を大幅に縮小させることができ、その結果、燃料噴射量の高精度な制御を実現可能となる。また、本発明では、最小噴射量を縮小させるために、バウンス低減を目的とした燃料噴射弁の構造的改良を行う必要がないため、製造コストの低減につながる。   In the present invention, the lift amount after the start of energization of the fuel injection valve is estimated, and when the lift amount reaches the required lift amount, the energization of the fuel injection valve is terminated, whereby the fuel injection valve is being opened. It is possible to switch to the valve closing operation at an arbitrary timing. As a result, the minimum injection amount can be greatly reduced, and as a result, highly accurate control of the fuel injection amount can be realized. Further, in the present invention, it is not necessary to make structural improvements to the fuel injection valve for the purpose of reducing bounce in order to reduce the minimum injection amount, which leads to a reduction in manufacturing cost.

本実施形態におけるエンジン制御システムの構成概略図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine control system in the present embodiment. 本実施形態における燃料噴射制御装置(ECU3)のブロック構成図である。It is a block block diagram of the fuel-injection control apparatus (ECU3) in this embodiment. 本実施形態における燃料噴射制御に関する動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the operation | movement regarding the fuel-injection control in this embodiment. インジェクタ22の通電開始後において、ソレノイドコイル22aに印加される駆動電圧Vと、ソレノイドコイル22aに流れる駆動電流Iと、プランジャのリフト量Xとの時間的関係を表すタイムチャートである。6 is a time chart showing a temporal relationship among a drive voltage V applied to a solenoid coil 22a, a drive current I flowing through the solenoid coil 22a, and a plunger lift amount X after the energization of the injector 22 is started. 本実施形態におけるインジェクタ22(ソレノイドコイル22a)のインダクタンスLとプランジャのリフト量Xとの対応関係を表すL−X変換マップの一例である。It is an example of the LX conversion map showing the correspondence of the inductance L of the injector 22 (solenoid coil 22a) and the lift amount X of a plunger in this embodiment. 変形例における燃料噴射制御に関する動作を表す第1フローチャートである。It is a 1st flowchart showing the operation | movement regarding the fuel-injection control in a modification. 変形例における燃料噴射制御に関する動作を表す第2フローチャートである。It is a 2nd flowchart showing the operation | movement regarding the fuel-injection control in a modification. 変形例に関する補足説明図である。It is supplementary explanatory drawing regarding a modification.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態における燃料噴射制御装置(ECU)を備えるエンジン制御システムの構成概略図である。この図1に示すように、本実施形態におけるエンジン制御システムは、エンジン1、燃料供給部2、ECU(Electronic Control Unit)3から概略構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine control system including a fuel injection control device (ECU) in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the engine control system in the present embodiment is schematically configured from an engine 1, a fuel supply unit 2, and an ECU (Electronic Control Unit) 3.

エンジン1は、4サイクルエンジンであり、シリンダ10、ピストン11、コンロッド12、クランクシャフト13、吸気バルブ14、排気バルブ15、点火プラグ16、点火コイル17、吸気管18、排気管19、エアクリーナ20、スロットルバルブ21、インジェクタ(燃料噴射弁)22、吸気圧センサ23、吸気温センサ24、スロットル開度センサ25、冷却水温センサ26及びクランク角度センサ27から概略構成されている。    The engine 1 is a four-cycle engine, and includes a cylinder 10, a piston 11, a connecting rod 12, a crankshaft 13, an intake valve 14, an exhaust valve 15, an ignition plug 16, an ignition coil 17, an intake pipe 18, an exhaust pipe 19, an air cleaner 20, A throttle valve 21, an injector (fuel injection valve) 22, an intake pressure sensor 23, an intake air temperature sensor 24, a throttle opening sensor 25, a coolant temperature sensor 26, and a crank angle sensor 27 are roughly configured.

シリンダ10は、内部に設けられたピストン11を、吸気、圧縮、燃焼(膨張)、排気の4行程を繰り返すことによって往復運動させるための中空の円筒形状部材であり、空気と燃料との混合気を燃焼室10bに供給するための流路である吸気ポート10a、上記混合気を留め、圧縮行程において圧縮された混合気を燃焼行程において燃焼させるための空間である燃焼室10b、排気行程において燃焼室10bから排気ガスを外部に排出するための流路である排気ポート10cが設けられている。また、このシリンダ10の外壁には、冷却水を循環させるための冷却水路10dが設けられている。    The cylinder 10 is a hollow cylindrical member for reciprocating the piston 11 provided therein by repeating four strokes of intake, compression, combustion (expansion), and exhaust, and is a mixture of air and fuel. Intake port 10a that is a flow path for supplying the combustion chamber 10b to the combustion chamber 10b, the air-fuel mixture is stopped, the combustion chamber 10b that is a space for burning the air-fuel mixture compressed in the compression stroke in the combustion stroke, and combustion in the exhaust stroke An exhaust port 10c, which is a flow path for exhausting exhaust gas from the chamber 10b to the outside, is provided. Further, a cooling water passage 10 d for circulating the cooling water is provided on the outer wall of the cylinder 10.

ピストン11には、ピストン11の往復運動を回転運動に変換するためのクランクシャフト13がコンロッド12を介して連結されている。クランクシャフト13は、ピストン11の往復方向と直交する方向に延在しており、不図示のフライホイール、ミッションギア等と連結されている。また、このクランクシャフト13には、クランク角度を検出するために用いられるロータ13aが同軸接続されている。このロータ13aの外周には、複数の突起が回転方向に対して、各突起の後端が等角度間隔(例えば20°間隔)になるように設けられている。    A crankshaft 13 for converting the reciprocating motion of the piston 11 into a rotational motion is connected to the piston 11 via a connecting rod 12. The crankshaft 13 extends in a direction orthogonal to the reciprocating direction of the piston 11 and is connected to a flywheel, a transmission gear, etc. (not shown). The crankshaft 13 is coaxially connected with a rotor 13a used for detecting a crank angle. A plurality of protrusions are provided on the outer periphery of the rotor 13a so that the rear ends of the protrusions are equiangularly spaced (for example, 20 ° apart) with respect to the rotation direction.

吸気バルブ14は、吸気ポート10aにおける燃焼室10b側の開口部を開閉するための弁部材であり、不図示のカムシャフトと連結されており、当該カムシャフトによって各行程に応じて開閉駆動される。排気バルブ15は、排気ポート10cにおける燃焼室10b側の開口部を開閉するための弁部材であり、不図示のカムシャフトと連結されており、当該カムシャフトによって各行程に応じて開閉駆動される。    The intake valve 14 is a valve member for opening and closing an opening on the combustion chamber 10b side in the intake port 10a, and is connected to a camshaft (not shown) and is driven to open and close by the camshaft according to each stroke. . The exhaust valve 15 is a valve member for opening and closing the opening on the combustion chamber 10b side in the exhaust port 10c, and is connected to a camshaft (not shown) and is driven to open and close by the camshaft according to each stroke. .

点火プラグ16は、燃焼室10bの内側に電極が露出するように燃焼室10bの上部に設置されており、点火コイル17から供給される高電圧信号によって電極間に火花を発生する。点火コイル17は、1次巻線と2次巻線からなるトランスであり、ECU3から1次巻線に供給される点火用電圧信号を昇圧して2次巻線から点火プラグ16に供給する。    The spark plug 16 is installed in the upper part of the combustion chamber 10b so that the electrode is exposed inside the combustion chamber 10b, and generates a spark between the electrodes by a high voltage signal supplied from the ignition coil 17. The ignition coil 17 is a transformer composed of a primary winding and a secondary winding, boosts an ignition voltage signal supplied from the ECU 3 to the primary winding, and supplies the boosted voltage signal to the ignition plug 16 from the secondary winding.

吸気管18は、空気供給用の配管であり、内部の吸気流路18aが吸気ポート10aと連通するようにシリンダ10に連結されている。排気管19は、排気ガス排出用の配管であり、内部の排気流路19aが排気ポート10cと連通するようにシリンダ10に連結されている。エアクリーナ20は、吸気管18の上流側に設けられており、外部から取り込まれる空気を清浄化して吸気流路18aに送り込む。   The intake pipe 18 is a pipe for supplying air, and is connected to the cylinder 10 so that the internal intake flow path 18a communicates with the intake port 10a. The exhaust pipe 19 is a pipe for exhaust gas discharge, and is connected to the cylinder 10 so that the internal exhaust passage 19a communicates with the exhaust port 10c. The air cleaner 20 is provided on the upstream side of the intake pipe 18, cleans the air taken in from the outside, and sends it to the intake passage 18a.

スロットルバルブ21は、吸気流路18aの内部に設けられており、スロットル操作(もしくはアクセル操作)に応じて回動する。つまり、スロットルバルブ21の回動によって吸気流路18aの断面積が変化し、吸気量が変化する。インジェクタ22は、吸気ポート10a側に噴射口が露出するように吸気管18に設置された電磁弁(例えばソレノイドバルブ等)であり、ECU3による通電制御に応じて、燃料供給部2から供給される燃料を噴射口から噴射する。具体的には、このインジェクタ22は、ECU3から供給される駆動パルス信号に応じて開弁動作及び閉弁動作を行うことで燃料を噴射する。つまり、燃料噴射量は、ECU3からインジェクタ22に供給される駆動パルス信号の通電時間(パルス幅)によって制御されている。  The throttle valve 21 is provided inside the intake passage 18a, and rotates according to a throttle operation (or an accelerator operation). That is, as the throttle valve 21 rotates, the cross-sectional area of the intake passage 18a changes, and the intake air amount changes. The injector 22 is an electromagnetic valve (for example, a solenoid valve) installed in the intake pipe 18 so that the injection port is exposed to the intake port 10a side, and is supplied from the fuel supply unit 2 in accordance with energization control by the ECU 3. Fuel is injected from the injection port. Specifically, the injector 22 injects fuel by performing a valve opening operation and a valve closing operation in accordance with a drive pulse signal supplied from the ECU 3. That is, the fuel injection amount is controlled by the energization time (pulse width) of the drive pulse signal supplied from the ECU 3 to the injector 22.

吸気圧センサ23は、例えばピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力センサであり、スロットルバルブ21の下流側において吸気流路18a側に感度面が露出するように吸気管18に設置されており、吸気管18内の吸気圧に応じた吸気圧信号をECU3に出力する。吸気温センサ24は、スロットルバルブ21の上流側において吸気流路18a側に感部が露出するように吸気管18に設置されており、吸気管18内の吸気温度に応じた吸気温信号をECU3に出力する。スロットル開度センサ25は、スロットルバルブ21の開度に応じたスロットル開度信号をECU3に出力する。   The intake pressure sensor 23 is a semiconductor pressure sensor using, for example, a piezoresistive effect, and is installed in the intake pipe 18 so that the sensitivity surface is exposed on the intake flow path 18a side on the downstream side of the throttle valve 21, and the intake pipe An intake pressure signal corresponding to the intake pressure in the engine 18 is output to the ECU 3. The intake air temperature sensor 24 is installed in the intake pipe 18 so that the sensitive portion is exposed on the intake flow path 18a side upstream of the throttle valve 21, and an intake air temperature signal corresponding to the intake air temperature in the intake pipe 18 is sent to the ECU 3. Output to. The throttle opening sensor 25 outputs a throttle opening signal corresponding to the opening of the throttle valve 21 to the ECU 3.

冷却水温センサ26は、冷却水路10d側に感部が露出するようにシリンダ10に設置されており、冷却水路10dを流れる冷却水の温度に応じた冷却水温信号をECU3に出力する。クランク角度センサ27は、例えば電磁式ピックアップセンサであり、ロータ13aの外周に設けられた各突起がセンサ近傍を通過する毎に極性の異なる1対のパルス状の信号をECU3に出力する。より詳細には、クランク角度センサ27は、回転方向に対して各突起の前端が通過した場合、負極性の振幅を有するパルス状の信号を出力し、回転方向に対して各突起の後端が通過した場合、正極性の振幅を有するパルス状の信号を出力する。  The cooling water temperature sensor 26 is installed in the cylinder 10 so that the sensitive part is exposed to the cooling water passage 10d side, and outputs a cooling water temperature signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing through the cooling water passage 10d to the ECU 3. The crank angle sensor 27 is, for example, an electromagnetic pickup sensor, and outputs a pair of pulse signals having different polarities to the ECU 3 each time each protrusion provided on the outer periphery of the rotor 13a passes in the vicinity of the sensor. More specifically, the crank angle sensor 27 outputs a pulse signal having a negative amplitude when the front end of each protrusion passes in the rotation direction, and the rear end of each protrusion in the rotation direction. When it passes, it outputs a pulse signal having a positive amplitude.

燃料供給部2は、燃料タンク30及び燃料ポンプ31から構成されている。燃料タンク30は、例えばガソリン燃料、或いはアルコール燃料などの燃料を貯留するための容器である。燃料ポンプ31は、燃料タンク30内に設けられており、ECU3から入力されるポンプ駆動信号に応じて、燃料タンク30内の燃料を汲み出してインジェクタ22に圧送する。    The fuel supply unit 2 includes a fuel tank 30 and a fuel pump 31. The fuel tank 30 is a container for storing fuel such as gasoline fuel or alcohol fuel. The fuel pump 31 is provided in the fuel tank 30, and pumps out the fuel in the fuel tank 30 in accordance with a pump drive signal input from the ECU 3 and pumps it to the injector 22.

ECU3は、エンジン制御システムの全体動作を統括制御するものであり、図2に示すように、波形整形回路40、回転数カウンタ41、A/D変換器42、点火回路43、インジェクタ駆動回路44、ポンプ駆動回路45、ROM(Read Only Memory)46、RAM(Random Access Memory)47、タイマ48及びCPU(Central Processing Unit)49を備えている。なお、上記のインジェクタ駆動回路44及びCPU49は、本実施形態における通電制御手段を構成するものである。  The ECU 3 controls the overall operation of the engine control system. As shown in FIG. 2, the ECU 3 controls the waveform shaping circuit 40, the rotation speed counter 41, the A / D converter 42, the ignition circuit 43, the injector drive circuit 44, A pump drive circuit 45, a ROM (Read Only Memory) 46, a RAM (Random Access Memory) 47, a timer 48, and a CPU (Central Processing Unit) 49 are provided. The injector drive circuit 44 and the CPU 49 described above constitute the energization control means in this embodiment.

波形整形回路40は、クランク角度センサ27から入力されるクランク信号を、方形波のパルス信号(例えば負極性のクランク信号をハイレベルとし、正極性及びグランドレベルのクランク信号をローレベルとする)に波形整形し、回転数カウンタ41及びCPU49に出力する。つまり、この方形波のパルス信号は、クランクシャフト13が20°回転する際に要した時間を周期とする信号である。以下では、この波形整形回路40から出力される方形波のパルス信号をクランクパルス信号と称す。    The waveform shaping circuit 40 converts the crank signal input from the crank angle sensor 27 into a square-wave pulse signal (for example, a negative crank signal is set to a high level and a positive polarity signal and a ground level crank signal are set to a low level). The waveform is shaped and output to the rotation number counter 41 and the CPU 49. That is, this square-wave pulse signal is a signal whose period is the time required for the crankshaft 13 to rotate 20 °. Hereinafter, the square-wave pulse signal output from the waveform shaping circuit 40 is referred to as a crank pulse signal.

回転数カウンタ41は、上記波形整形回路40から入力されるクランクパルス信号に基づいてエンジン回転数を算出し、その算出結果をCPU49に出力する。A/D変換器42は、吸気圧センサ23から入力される吸気圧信号、吸気温センサ24から入力される吸気温信号、スロットル開度センサ25から入力されるスロットル開度信号、及び冷却水温センサ26から入力される冷却水温信号を、デジタル信号(吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値、冷却水温値)に変換してCPU49に出力する。  The rotation speed counter 41 calculates the engine rotation speed based on the crank pulse signal input from the waveform shaping circuit 40 and outputs the calculation result to the CPU 49. The A / D converter 42 includes an intake pressure signal input from the intake pressure sensor 23, an intake air temperature signal input from the intake air temperature sensor 24, a throttle opening signal input from the throttle opening sensor 25, and a cooling water temperature sensor. The cooling water temperature signal input from 26 is converted into a digital signal (intake pressure value, intake air temperature value, throttle opening value, cooling water temperature value) and output to the CPU 49.

点火回路43は、不図示のバッテリから供給される電源電圧を蓄積するコンデンサを備え、CPU49から入力される点火制御信号に応じて、コンデンサに蓄積された電荷を点火用電圧信号として点火コイル17の1次巻線に放電する。インジェクタ駆動回路44は、インジェクタ22のソレノイドコイル22aと電気的に接続されており、CPU49から入力される通電開始信号に応じて、駆動電圧Vを発生しソレノイドコイル22aに印加する(通電を開始する)一方、CPU49から入力される通電終了信号に応じて、駆動電圧Vの発生を停止する(通電を終了する)ことにより、インジェクタ22に供給すべき駆動パルス信号を生成する。    The ignition circuit 43 includes a capacitor for accumulating a power supply voltage supplied from a battery (not shown), and in accordance with an ignition control signal input from the CPU 49, the electric charge accumulated in the capacitor is used as an ignition voltage signal for the ignition coil 17. Discharge to the primary winding. The injector drive circuit 44 is electrically connected to the solenoid coil 22a of the injector 22, and generates a drive voltage V in response to an energization start signal input from the CPU 49 and applies it to the solenoid coil 22a (starts energization). On the other hand, in response to the energization end signal input from the CPU 49, the generation of the drive voltage V is stopped (the energization is terminated), thereby generating a drive pulse signal to be supplied to the injector 22.

また、このインジェクタ駆動回路44は、駆動電圧Vの印加によってソレノイドコイル22aに流れる駆動電流Iを測定し、その測定値をCPU49に出力する電流測定回路44aを内蔵している。ポンプ駆動回路45は、CPU49から入力される燃料供給制御信号に応じて、燃料ポンプ31を駆動するためのポンプ駆動信号を生成し、当該ポンプ駆動信号を燃料ポンプ31に出力する。  The injector drive circuit 44 includes a current measurement circuit 44 a that measures the drive current I flowing through the solenoid coil 22 a by applying the drive voltage V and outputs the measured value to the CPU 49. The pump drive circuit 45 generates a pump drive signal for driving the fuel pump 31 according to the fuel supply control signal input from the CPU 49, and outputs the pump drive signal to the fuel pump 31.

ROM46は、CPU49の各種機能を実現するためのエンジン制御プログラムや各種設定データを予め記憶している不揮発性メモリである。また、このROM46は、予め実験的に求めておいた、インジェクタ22(ソレノイドコイル22a)のインダクタンスLとプランジャのリフト量Xとの対応関係を表すL−X変換マップ(図5参照)を記憶している。RAM47は、CPU49がエンジン制御プログラムを実行して各種動作を行う際に、データの一時保存先に用いられる揮発性のワーキングメモリである。タイマ48は、CPU49による制御の下、タイムカウントを行い、その結果をCPU49に出力する。  The ROM 46 is a non-volatile memory that stores in advance an engine control program for realizing various functions of the CPU 49 and various setting data. The ROM 46 stores an L-X conversion map (see FIG. 5) representing a correspondence relationship between the inductance L of the injector 22 (solenoid coil 22a) and the lift amount X of the plunger, which has been experimentally obtained in advance. ing. The RAM 47 is a volatile working memory that is used as a temporary data storage destination when the CPU 49 executes an engine control program and performs various operations. The timer 48 counts time under the control of the CPU 49 and outputs the result to the CPU 49.

CPU49は、ROM46に記憶されているエンジン制御プログラムに従い、波形整形回路40から入力されるクランクパルス信号と、回転数カウンタ41から得られるエンジン回転数と、A/D変換器42から得られる吸気圧値、吸気温値、スロットル開度値及び冷却水温値と、電流測定回路44aから得られる駆動電流Iの測定値とに基づいて、エンジン1の燃料噴射制御及び点火制御を行う。    In accordance with the engine control program stored in the ROM 46, the CPU 49 receives the crank pulse signal input from the waveform shaping circuit 40, the engine speed obtained from the speed counter 41, and the intake pressure obtained from the A / D converter 42. Fuel injection control and ignition control of the engine 1 are performed based on the value, the intake air temperature value, the throttle opening value, the coolant temperature value, and the measured value of the drive current I obtained from the current measurement circuit 44a.

具体的には、CPU49は、波形整形回路40から入力されるクランクパルス信号に基づいてクランクシャフト13の回転状態(換言すれば、シリンダ10内におけるピストン11の位置)を監視し、ピストン11が点火時期に対応する位置に到達した時点で、点火制御信号を点火回路43に出力することにより、点火プラグ16をスパークさせる。  Specifically, the CPU 49 monitors the rotation state of the crankshaft 13 (in other words, the position of the piston 11 in the cylinder 10) based on the crank pulse signal input from the waveform shaping circuit 40, and the piston 11 ignites. When the position corresponding to the timing is reached, an ignition control signal is output to the ignition circuit 43, thereby sparking the spark plug 16.

また、CPU49は、ピストン11が燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で通電開始信号をインジェクタ駆動回路44に出力することにより、インジェクタ22(ソレノイドコイル22a)の通電を開始する。ここで、CPU49は、本実施形態における特徴的な機能として、インジェクタ22の通電開始後、電流測定回路44aから一定周期(サンプリングタイムTs)で取得した駆動電流Iの測定値を用いて駆動電流Iの変化量を算出し、その算出結果に基づいてソレノイドコイル22aのインダクタンスLを算出する機能を有している。  Further, the CPU 49 starts energization of the injector 22 (solenoid coil 22a) by outputting an energization start signal to the injector drive circuit 44 when the piston 11 reaches a position corresponding to the fuel injection timing. Here, as a characteristic function in the present embodiment, the CPU 49 uses the measured value of the drive current I acquired at a constant cycle (sampling time Ts) from the current measurement circuit 44a after the start of energization of the injector 22 as a drive current I. Is calculated, and the inductance L of the solenoid coil 22a is calculated based on the calculation result.

さらに、CPU49は、ROM46に記憶されているL−X変換マップを用いてインダクタンスLの算出値に対応するプランジャのリフト量Xを取得し、当該取得したリフト量Xが要求リフト量Xに到達した時点で通電終了信号をインジェクタ駆動回路44に出力することにより、インジェクタ22の通電を終了する機能を有している。 Furthermore, CPU 49 obtains the lift X of the plunger corresponding to the calculated value of the inductance L using L-X conversion map stored in the ROM 46, reaches the acquired lift amount X to the required lift amount X R At this point, the power supply end signal is output to the injector drive circuit 44, so that the power supply to the injector 22 is ended.

次に、上記のように構成されたエンジン制御システムにおけるECU3のエンジン制御に関する動作、特に燃料噴射制御に関する動作について、図3及び図4を参照しながら詳細に説明する。図3は、燃料噴射制御に関する動作を表すフローチャートである。図4は、インジェクタ22の通電開始後において、ソレノイドコイル22aに印加される駆動電圧Vと、ソレノイドコイル22aに流れる駆動電流Iと、プランジャのリフト量Xとの時間的関係を表すタイムチャートである。   Next, operations related to engine control of the ECU 3 in the engine control system configured as described above, particularly operations related to fuel injection control, will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing operations related to fuel injection control. FIG. 4 is a time chart showing a temporal relationship among the drive voltage V applied to the solenoid coil 22a, the drive current I flowing through the solenoid coil 22a, and the plunger lift amount X after the energization of the injector 22 is started. .

なお、図4において、実線は本実施形態、従来技術B1及びB2で共通するV、I、Xの変化を示し、点線は本実施形態によるV、I、Xの変化を示し、一点鎖線は従来技術B1によるV、I、Xの変化を示し、二点鎖線は従来技術B2によるV、I、Xの変化を示している。ここで、従来技術B1とは、上述した特許文献2(特公平3−7834号公報)に開示された技術のように、制御手法の改良によりバウンス低減を実現し、インジェクタ22の開弁動作後(プランジャのフルリフト後)、すぐに閉弁動作に移行させる技術を指す。また、従来技術B2とは、インジェクタ22の通電開始時期から立上がりバウンスが安定するまでの期間を燃料の最小噴射期間として設定し、立上がりバウンスが安定してから閉弁動作に移行させる技術(バウンス低減を行わない手法)を指す。   In FIG. 4, solid lines indicate changes in V, I, and X common to the present embodiment and conventional techniques B1 and B2, dotted lines indicate changes in V, I, and X according to the present embodiment, and alternate long and short dash lines indicate conventional ones. The change of V, I, and X by the technique B1 is shown, and the two-dot chain line shows the change of V, I, and X by the conventional technique B2. Here, the prior art B1 means that after the valve opening operation of the injector 22, the bounce reduction is realized by improving the control method, as in the technique disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Publication No. 3-7834) described above. This refers to the technology that immediately shifts to the valve closing operation (after the full lift of the plunger). The prior art B2 is a technique for setting the period from the start of energization of the injector 22 until the rise bounce is stabilized as the minimum fuel injection period, and shifting to the valve closing operation after the rise bounce is stabilized (bounce reduction). The method that does not do.

上述したように、ECU3のCPU49は、波形整形回路40から入力されるクランクパルス信号に基づいてピストン11の位置を常に監視しており、ピストン11が燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で図3に示す動作を実施する。この図3に示すように、CPU49は、まず、ピストン11が燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で通電開始信号をインジェクタ駆動回路44に出力することにより、インジェクタ22(ソレノイドコイル22a)の通電を開始する(ステップS1)。  As described above, the CPU 49 of the ECU 3 constantly monitors the position of the piston 11 based on the crank pulse signal input from the waveform shaping circuit 40, and when the piston 11 reaches a position corresponding to the fuel injection timing. The operation shown in FIG. 3 is performed. As shown in FIG. 3, the CPU 49 first outputs an energization start signal to the injector drive circuit 44 when the piston 11 reaches a position corresponding to the fuel injection timing, whereby the injector 22 (solenoid coil 22 a). Energization is started (step S1).

これにより、図4に示すように、インジェクタ駆動回路44によって駆動電圧Vがインジェクタ22のソレノイドコイル22aに印加されることになる。なお、図4では、駆動電圧Vがソレノイドコイル22aに印加された時期tを通電開始時期としている。一方、図4に示すように、ソレノイドコイル22aに流れる駆動電流Iは、ソレノイドコイル22aの誘導特性により、通電開始時期tから漸次増加していく。そして、この駆動電流Iが所定値に到達した時点からインジェクタ22は開弁動作を開始し、プランジャが開弁方向に動き出すことになる。つまり、図4に示すように、通電開始時期tから駆動電流Iが所定値に到達するまでの期間Tnlにおいて、プランジャのリフト量Xは「0」のままである。 Thereby, as shown in FIG. 4, the drive voltage V is applied to the solenoid coil 22 a of the injector 22 by the injector drive circuit 44. In FIG. 4, the driving voltage V is the energization start timing of the timing t 0, which is applied to the solenoid coil 22a. On the other hand, as shown in FIG. 4, the drive current I flowing through the solenoid coil 22a is by induction the characteristics of the solenoid coil 22a, will gradually increase from the energization start timing t 0. The injector 22 starts the valve opening operation from the time when the drive current I reaches a predetermined value, and the plunger starts to move in the valve opening direction. That is, as shown in FIG. 4, the plunger lift amount X remains “0” in the period T nl from the energization start time t 0 until the drive current I reaches a predetermined value.

そして、CPU49は、通電開始時期tにおいて電流測定回路44aから得られる駆動電流Iの測定値を通電開始時期tの駆動電流IとしてサンプリングしてRAM47に格納すると共に、タイマ48に対してサンプリングタイムTsのリピートカウント動作を指示する(ステップS2)。これにより、以降はサンプリングタイムTsが経過する毎に、タイマ48からCPU49へサンプリングタイミング信号が出力される。 Then, CPU 49 is configured to store the RAM47 samples the measured values of the drive current I obtained from the current measuring circuit 44a in the energizing start timing t 0 as the drive current I 0 of the energization start timing t 0, corresponding to a timer 48 A repeat count operation at the sampling time Ts is instructed (step S2). Thus, thereafter, every time the sampling time Ts elapses, a sampling timing signal is output from the timer 48 to the CPU 49.

そして、CPU49は、タイマ48からサンプリングタイミング信号を受けたか否か、つまりサンプリングタイムTsが経過したか否かを判断し(ステップS3)、「Yes」の場合には変数n(初期値「0」)をインクリメントし(ステップS4)、電流測定回路44aから得られる駆動電流Iの測定値をサンプリングタイミングtの駆動電流IとしてサンプリングしてRAM47に格納する(ステップS5)。 Then, the CPU 49 determines whether or not the sampling timing signal is received from the timer 48, that is, whether or not the sampling time Ts has elapsed (step S3). If “Yes”, the variable n (initial value “0”) is determined. ) is incremented (step S4), and stores the measured value of the drive current I obtained from the current measuring circuit 44a to sampling and RAM47 as the drive current I n of the sampling time t n (step S5).

そして、CPU49は、RAM47から今回サンプリングしたサンプリングタイミングtの駆動電流Iと、前回サンプリングしたサンプリングタイミングtn−1の駆動電流In−1とを読み出し、これら隣り合う2点間の駆動電流Iの変化量(I−In−1)、駆動電圧V及びサンプリングタイムTsから成る下記(1)式に基づいて、ソレノイドコイル22aのインダクタンスLの現在値(今回値)Lを算出する(ステップS6)。 Then, CPU 49 includes a drive current I n of the sampling time t n sampled this time from RAM 47, reads the drive current I n-1 sampling time t n-1, which was previously sampled drive current between these adjacent two points A current value (current value) L n of the inductance L of the solenoid coil 22a is calculated based on the following equation (1) consisting of a change amount of I (I n −I n−1 ), a drive voltage V, and a sampling time Ts. (Step S6).

Figure 2011163156
Figure 2011163156

そして、CPU49は、ROM46に記憶されているL−X変換マップ(図5参照)を用いて、上記ステップS6で算出したインダクタンスLに対応するプランジャのリフト量Xの現在値(今回値)Xを取得し(ステップS7)、その取得したリフト量Xと、運転状況に応じて求められる燃料噴射量を満たす要求リフト量Xとを比較して、取得した(推定した)リフト量Xが要求リフト量Xより大きいか否かを判断する(ステップS8)。 Then, the CPU 49 uses the L-X conversion map (see FIG. 5) stored in the ROM 46 to determine the current value (current value) X of the plunger lift amount X corresponding to the inductance L n calculated in step S6. get the n (step S7), and the lift amount X n that obtained thereof by comparing the required lift amount X R satisfying fuel injection amount obtained in accordance with the operating conditions were obtained (estimated) lift X n to determine whether greater than the required lift amount X R (step S8).

上記ステップS8において「No」の場合、CPU49は、ステップS3の処理に戻ってステップS3〜S8の処理を繰り返し、サンプリングタイムTsが経過する毎に、駆動電流Iのサンプリング、インダクタンスLの算出、リフト量Xの取得(推定)を行うことにより、リフト量Xの推移を監視する。一方、上記ステップS8において「Yes」の場合、つまり取得したリフト量Xが要求リフト量Xに到達した場合、CPU49は、通電終了信号をインジェクタ駆動回路44に出力することにより、インジェクタ22の通電を終了する(ステップS9)。 If "No" at step S8, CPU 49 repeats the processing of steps S3~S8 returns to the processing in step S3, each time the sampling time Ts has elapsed, sampling of the drive current I n, the calculation of the inductance L n , by performing the acquisition of the lift amount X n (estimates), to monitor the changes in the lift amount X n. On the other hand, in the case of "Yes" in the step S8, when the lift amount X n of words obtained has reached the required lift amount X R, CPU 49 by outputting the power distribution end signal to the injector drive circuit 44, the injector 22 The energization is terminated (step S9).

図4では、サンプリングタイミングt(n=k)で取得したリフト量Xが要求リフト量Xより大きくなり、このタイミングでインジェクタ22の通電を終了した(駆動電圧Vをオフにした)場合を図示している。この図4に示すように、通電開始時期t以降、駆動電流Iが所定値に到達した時点(t+Tnl)からインジェクタ22は開弁動作を開始し、プランジャのリフト量Xは徐々に開弁方向に増加するが、取得した(推定した)リフト量Xが要求リフト量Xに到達し、駆動電圧Vがオフされた時点(t)でインジェクタ22は閉弁動作に切替わり、プランジャのリフト量Xは徐々に閉弁方向に減少することがわかる。 In FIG. 4, the lift amount X k acquired at the sampling timing t k (n = k) becomes larger than the required lift amount X R , and energization of the injector 22 is terminated at this timing (the drive voltage V is turned off). Is illustrated. As shown in FIG. 4, the injector 22 starts the valve opening operation from the time (t 0 + T nl ) when the drive current I reaches a predetermined value after the energization start timing t 0 , and the plunger lift amount X gradually increases. Although increases in the opening direction, (estimated) was obtained lift amount X n has reached the required lift amount X R, the injector 22 is switched to the closing operation when the driving voltage V is turned off (t k) It can be seen that the lift amount X of the plunger gradually decreases in the valve closing direction.

このように、本実施形態では、インジェクタ22の通電開始後、プランジャのリフト量Xの現在値(サンプリングタイミングtにおけるリフト量X)を推定し、当該推定したリフト量Xが要求リフト量Xに到達した時点でインジェクタ22の通電を終了することにより、開弁動作中における任意のタイミングで閉弁動作に切替えることが可能となる。燃料噴射量は、プランジャのリフト量Xの時間推移曲線と時間軸とで囲まれた領域の面積で表されるため、図4からわかるように、従来技術B1及びB2と比較すると、本実施形態を採用することにより、最小噴射量を大幅に縮小させることができ、その結果、燃料噴射量の高精度な制御を実現可能となる。また、本実施形態では、最小噴射量を縮小させるために、バウンス低減を目的としたインジェクタ22の構造的改良を行う必要がないため、製造コストの低減につながる。 Thus, in the present embodiment, after the energization start of the injector 22, the current value of the lift amount X of the plunger to estimate the (X n lift at the sampling timing t n), the estimated lift amount X n is the required lift amount by terminating the energization of the injector 22 when it reaches the X R, it is possible to switch the valve closing operation at any time during the opening operation. Since the fuel injection amount is represented by the area of the region surrounded by the time transition curve of the lift amount X of the plunger and the time axis, as can be seen from FIG. 4, this embodiment is compared with the conventional techniques B1 and B2. By adopting, the minimum injection amount can be significantly reduced, and as a result, highly accurate control of the fuel injection amount can be realized. Further, in the present embodiment, since it is not necessary to make a structural improvement of the injector 22 for the purpose of reducing the bounce in order to reduce the minimum injection amount, the manufacturing cost is reduced.

これに対して、従来技術B1では、インジェクタ22の開弁動作後(プランジャのフルリフト後)に閉弁動作に移行させるため、バウンス低減を行わない従来技術B2と比べて最小噴射量を縮小させることはできるが、その縮小量は本実施形態に到底及ばない。一方、バウンス低減を行わない従来技術B2では、通電開始時期tから立上がりバウンスが安定するまで駆動電圧Vをオフにすることができないため、必然的に最小噴射量が最も大きくなり、燃料噴射量の高精度な制御は困難である。 On the other hand, in the conventional technique B1, the minimum injection amount is reduced compared to the conventional technique B2 in which bounce reduction is not performed in order to shift to the valve closing operation after the valve opening operation of the injector 22 (after the full lift of the plunger). However, the reduction amount does not reach the present embodiment. On the other hand, the conventional art does not perform bounce reduction B2, since the bounce rising from the energization start timing t 0 can not be turned off the drive voltage V to stabilize inevitably greatest minimum injection amount, fuel injection amount It is difficult to control with high accuracy.

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
(1)上記実施形態では、インジェクタ22のインダクタンスLに基づいてリフト量Xを推定する場合を説明したが、リフト量Xの推定手法はこれに限らず、例えば、プランジャの位置を検出するポジションセンサを設け、そのセンサ出力からリフト量Xを推定するようにしても良い。また、上記実施形態では、電流測定回路44aから得られる駆動電流Iの測定値を利用してインダクタンスLを算出する場合を説明したが、インダクタンスLを直接測定するような測定回路を設けても良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, The following modifications are mentioned.
(1) Although the case where the lift amount X is estimated based on the inductance L of the injector 22 has been described in the above embodiment, the lift amount X estimation method is not limited to this, and for example, a position sensor that detects the position of the plunger. And the lift amount X may be estimated from the sensor output. In the above embodiment, the case where the inductance L is calculated using the measured value of the drive current I obtained from the current measurement circuit 44a has been described. However, a measurement circuit that directly measures the inductance L may be provided. .

(2)上記実施形態では、インジェクタ22のインダクタンスLに基づいてリフト量Xを推定する場合を説明したが、この手法を採用すると、推定したリフト量が要求リフト量に到達するまで、サンプリングタイミング毎に駆動電流のサンプリングを行う必要があるため、CPU49の負荷が大きくなる。これに対し、インジェクタ22のリフト速度に基づいてリフト量を推定することにより、CPU49の負荷を軽減することが可能となる。以下、その手法について具体的に説明する。 (2) In the above embodiment, the case where the lift amount X is estimated based on the inductance L of the injector 22 has been described. However, when this method is adopted, the sampling amount is increased until the estimated lift amount reaches the required lift amount. In addition, since it is necessary to perform sampling of the drive current, the load on the CPU 49 increases. On the other hand, the load on the CPU 49 can be reduced by estimating the lift amount based on the lift speed of the injector 22. The method will be specifically described below.

図6は、本変形例における燃料噴射制御に関する動作を表すフローチャートである。この図6に示すように、CPU49は、まず、ピストン11が燃料噴射時期に対応する位置に到達した時点で通電開始信号をインジェクタ駆動回路44に出力することにより、インジェクタ22の通電を開始する(ステップS11)。  FIG. 6 is a flowchart showing an operation related to fuel injection control in this modification. As shown in FIG. 6, the CPU 49 first starts energization of the injector 22 by outputting an energization start signal to the injector drive circuit 44 when the piston 11 reaches a position corresponding to the fuel injection timing ( Step S11).

そして、CPU49は、通電開始時期tにおいて電流測定回路44aから得られる駆動電流Iの測定値を通電開始時期tの駆動電流IとしてサンプリングしてRAM47に格納すると共に、タイマ48に対してサンプリングタイムTsのリピートカウント動作を指示する(ステップS12)。これにより、以降はサンプリングタイムTsが経過する毎に、タイマ48からCPU49へサンプリングタイミング信号が出力される。 Then, CPU 49 is configured to store the RAM47 samples the measured values of the drive current I obtained from the current measuring circuit 44a in the energizing start timing t 0 as the drive current I 0 of the energization start timing t 0, corresponding to a timer 48 A repeat count operation at the sampling time Ts is instructed (step S12). Thus, thereafter, every time the sampling time Ts elapses, a sampling timing signal is output from the timer 48 to the CPU 49.

そして、CPU49は、タイマ48からサンプリングタイミング信号を受けたか否か、つまりサンプリングタイムTsが経過したか否かを判断し(ステップS13)、「Yes」の場合には変数n(初期値「0」)をインクリメントし(ステップS14)、インダクタンスに基づくリフト量Xの推定を行う(ステップS15)。 Then, the CPU 49 determines whether or not the sampling timing signal is received from the timer 48, that is, whether or not the sampling time Ts has elapsed (step S13). If “Yes”, the variable n (initial value “0”) is determined. ) Is incremented (step S14), and the lift amount Xn based on the inductance is estimated (step S15).

このステップS15の処理は、図3のフローチャートで説明したステップS5、S6、S7と同じである。すなわち、ステップS15において、CPU49は、電流測定回路44aから得られる駆動電流Iの測定値をサンプリングタイミングtの駆動電流Iとしてサンプリングし、今回サンプリングしたサンプリングタイミングtの駆動電流Iと、前回サンプリングしたサンプリングタイミングtn−1の駆動電流Iとを用いてインダクタンスLを算出し、さらに、L−X変換マップを用いてインダクタンスLに対応するリフト量Xを取得する(推定する)。 The process in step S15 is the same as steps S5, S6, and S7 described in the flowchart of FIG. That is, in step S15, CPU 49 samples the measured values of the drive current I obtained from the current measuring circuit 44a as the drive current I n of the sampling timing t n, a drive current I n of the sampling time t n was sampled this time, calculating the inductance L n with the drive current I n of the sampling timing t n-1, which was previously sampled, further obtains the lift amount X n corresponding to the inductance L n with L-X conversion map (estimated To do).

そして、CPU49は、上記ステップS15で取得したリフト量Xが「0」より大きいか否かを判断し(ステップS16)、「No」の場合には、ステップS13の処理に戻る。一方、上記ステップS16において「Yes」の場合、つまりリフト量Xが「0」より大きくなり、インジェクタ22が開弁動作に移行したと判断される場合、CPU49は、今回取得したリフト量Xと前回取得したリフト量Xn−1とを用い、下記(2)式に基づいてプランジャのリフト速度Vの現在値(今回値)Vを算出する(ステップS17)。 Then, the CPU 49 determines whether or not the lift amount Xn acquired in step S15 is greater than “0” (step S16). If “No”, the process returns to step S13. On the other hand, if “Yes” in step S16, that is, if it is determined that the lift amount X n is greater than “0” and the injector 22 has shifted to the valve opening operation, the CPU 49 determines the lift amount X n acquired this time. Then, the current value (current value) V n of the lift speed V of the plunger is calculated based on the following equation (2) using the previously obtained lift amount X n−1 (step S17).

Figure 2011163156
Figure 2011163156

そして、CPU49は、変数c(初期値「0」)をインクリメントし(ステップS18)、変数cが「2」以上か否かを判断する(ステップS19)。CPU49は、ステップS19において「No」の場合、ステップS13の処理に戻る一方、「Yes」の場合には後述のステップS20の処理に移行する。つまり、ステップS19で「Yes」と判断された時点(c≧2になった時点)で、今回のサンプリングタイミングtに算出したリフト速度Vと、前回のサンプリングタイミングtn−1に算出したリフト速度Vn−1とが得られることになる。 Then, the CPU 49 increments the variable c (initial value “0”) (step S18), and determines whether the variable c is “2” or more (step S19). If “No” in step S19, the CPU 49 returns to the process of step S13, whereas if “Yes”, the CPU 49 proceeds to the process of step S20 described later. That is, when it is determined "Yes" in step S19 (they become c ≧ 2), the lift speed V n calculated for the current sampling timing t n, was calculated in the previous sampling timing t n-1 A lift speed V n-1 is obtained.

そして、CPU49は、上記ステップS19において「Yes」の場合、今回のサンプリングタイミングtに算出したリフト速度Vと、前回のサンプリングタイミングtn−1に算出したリフト速度Vn−1とを用い、下記(3)式に基づいてリフト速度Vの変化度合いkを算出する(ステップS20)。 Then, CPU 49 in the case of "Yes" at step S19, using a lift speed V n calculated for the current sampling timing t n, and a lift speed V n-1 calculated for the previous sampling timing t n-1 Based on the following equation (3), the degree of change kV of the lift speed V is calculated (step S20).

Figure 2011163156
Figure 2011163156

ここで、図8(a)に示すように、インジェクタ22の開弁動作移行後において、リフト速度Vの対数値(縦軸)は時間軸とほぼ線形の関係を示しているため、上記(3)式を用いてリフト速度Vの変化度合いkを算出することにより、以降は、駆動電流をサンプリングすることなく、後述の(4)式及び(5)式を用いてリフト量Xを算出する(推定する)ことが可能となる。 Here, as shown in FIG. 8A, after the valve opening operation of the injector 22 is shifted, the logarithmic value (vertical axis) of the lift speed V shows a substantially linear relationship with the time axis. ) expression by calculating the degree of change k V of the lift speed V with reference to, or later, without sampling the drive current, calculates a lift X n with later in (4) and (5) It is possible to perform (estimate).

すなわち、CPU49は、上記ステップS20においてリフト速度Vの変化度合いkを算出した後、今回のサンプリングタイミングtに得られたリフト量Xが要求リフト量Xより大きいか否かを判断する(ステップS21)。このステップS21において「No」の場合、つまりリフト量Xが要求リフト量Xに到達していない場合、CPU49は、タイマ48からサンプリングタイミング信号を受けたか否かを判断し(ステップS22)、「Yes」の場合には変数nをインクリメントする(ステップS23)。 That, CPU 49, after calculating the degree of change k V of the lift speed V in step S20, the current sampling timing t n lift X n obtained in to determine whether greater than the required lift amount X R (Step S21). In this case in step S21 is "No", that is, when the lift amount X n does not reach the required lift amount X R, CPU 49 determines whether it has received a sampling timing signal from the timer 48 (step S22), and If “Yes”, the variable n is incremented (step S23).

そして、CPU49は、上記ステップS20で算出したリフト速度Vの変化度合いkを用い、下記(4)式に基づいてリフト速度Vを算出し(ステップS24)、さらに、この算出したリフト速度Vを用い、下記(5)式に基づいてリフト量Xを算出する(ステップS25)。 Then, CPU 49 uses the degree of change k V of the lift speed V calculated in step S20, and calculates the lift speed V n on the basis of the following equation (4) (step S24), and further, the lift speed V and the calculated n is used to calculate the lift amount Xn based on the following equation (5) (step S25).

Figure 2011163156
Figure 2011163156

そして、CPU49は、上記ステップS25でリフト量Xを算出した後、ステップS21の処理に戻ってリフト量Xが要求リフト量Xより大きいか否かを再判断し、「Yes」の場合、つまり算出した(推定した)リフト量Xが要求リフト量Xに到達した場合、通電終了信号をインジェクタ駆動回路44に出力することにより、インジェクタ22の通電を終了する(ステップS26)。 Then, CPU 49, after calculating the lift amount X n in the above step S25, the lift amount X n is re-determined whether the larger the required lift amount X R returns to the processing of step S21, if the "Yes" , that is, when the calculated (estimated) lift X n has reached the required lift amount X R, by outputting an energization end signal to the injector drive circuit 44, and terminates the energization of the injector 22 (step S26).

以上のように、本変形例によれば、インジェクタ22の開弁動作移行後、インジェクタ22のリフト速度に基づいてリフト量を推定することにより、駆動電流をサンプリングする必要がなくなり、CPU49の負荷を軽減することが可能となる。  As described above, according to this modification, after the valve opening operation of the injector 22 is shifted, the lift amount is estimated based on the lift speed of the injector 22, thereby eliminating the need for sampling the drive current and reducing the load on the CPU 49. It becomes possible to reduce.

(3)上記変形例(2)では、インジェクタ22のリフト速度に基づいてリフト量を推定する場合を説明したが、CPU49の負荷を軽減するために、インジェクタ22の開弁動作移行後、インジェクタ22のリフト加速度に基づいてリフト量を推定する手法を採用しても良い。図8(b)に示すように、インジェクタ22の開弁動作移行後において、リフト加速度Aの対数値(縦軸)も時間軸とほぼ線形の関係を示しているため、リフト加速度Aの変化度合いkを算出することにより、以降は、駆動電流をサンプリングすることなく、リフト量Xを算出する(推定する)ことが可能となる。 (3) In the modification (2), the case where the lift amount is estimated based on the lift speed of the injector 22 has been described. However, in order to reduce the load on the CPU 49, after the injector 22 shifts to the valve opening operation, the injector 22 A method of estimating the lift amount based on the lift acceleration may be adopted. As shown in FIG. 8B, after the valve opening operation of the injector 22 is shifted, the logarithmic value (vertical axis) of the lift acceleration A also shows a substantially linear relationship with the time axis. by calculating the k a, and later, without sampling the drive current, and calculates the lift amount X n (estimates) it becomes possible.

図7は、本変形例における燃料噴射制御に関する動作を表すフローチャートである。この図7のフローチャートにおいて、図6のフローチャートと同じ処理を行うステップには同一の符号を付している。つまり、図7と図6とで異なる点は、図6のステップS20が、図7ではステップS20a〜S20dに替わり、また、図6のステップS24、S25が、図7ではステップS24a、S25aに替わっている点のみである。以下では、これら図7と図6とで異なる点に着目して説明する。   FIG. 7 is a flowchart showing the operation related to the fuel injection control in this modification. In the flowchart of FIG. 7, steps that perform the same processing as in the flowchart of FIG. That is, FIG. 7 differs from FIG. 6 in that step S20 in FIG. 6 is replaced with steps S20a to S20d in FIG. 7, and steps S24 and S25 in FIG. 6 are replaced with steps S24a and S25a in FIG. It is only a point. Below, it demonstrates paying attention to a different point in these FIG. 7 and FIG.

まず、図7のステップS20aにおいて、CPU49は、今回のサンプリングタイミングtに算出したリフト速度Vと、前回のサンプリングタイミングtn−1に算出したリフト速度Vn−1とを用い、下記(6)式に基づいてリフト加速度Aを算出する(ステップS20a)。 First, in step S20a of FIG. 7, CPU 49 uses a lift speed V n calculated for the current sampling timing t n, and a lift speed V n-1 calculated for the previous sampling timing t n-1, the following ( 6) The lift acceleration An is calculated based on the equation (step S20a).

Figure 2011163156
Figure 2011163156

そして、CPU49は、変数d(初期値「0」)をインクリメントし(ステップS20b)、変数dが「2」以上か否かを判断する(ステップS20c)。CPU49は、ステップS20cにおいて「No」の場合、ステップS13の処理に戻る一方、「Yes」の場合には後述のステップS20dの処理に移行する。つまり、ステップS20cで「Yes」と判断された時点(d≧2になった時点)で、今回のサンプリングタイミングtに算出したリフト加速度Aと、前回のサンプリングタイミングtn−1に算出したリフト加速度An−1とが得られることになる。 Then, the CPU 49 increments the variable d (initial value “0”) (step S20b), and determines whether or not the variable d is “2” or more (step S20c). If “No” in step S20c, the CPU 49 returns to the process of step S13, whereas if “Yes”, the CPU 49 proceeds to the process of step S20d described later. That is, when it is judged as "Yes" at step S20c (when it becomes d ≧ 2), and the lift acceleration A n calculated for the current sampling timing t n, was calculated in the previous sampling timing t n-1 A lift acceleration An-1 is obtained.

そして、CPU49は、上記ステップS20cにおいて「Yes」の場合、今回のサンプリングタイミングtに算出したリフト加速度Aと、前回のサンプリングタイミングtn−1に算出したリフト加速度An−1とを用い、下記(7)式に基づいてリフト加速度Aの変化度合いkを算出する(ステップS20d)。 Then, CPU 49 in the case of "Yes" at step S20c, using a lift acceleration A n calculated for the current sampling timing t n, and a lift acceleration A n-1 calculated for the previous sampling timing t n-1 The change degree k A of the lift acceleration A is calculated based on the following equation (7) (step S20d).

Figure 2011163156
Figure 2011163156

一方、ステップS24aにおいて、CPU49は、上記ステップS20dで算出したリフト加速度Aの変化度合いkを用い、下記(8)式に基づいてリフト加速度Aを算出し(ステップS24a)、さらに、この算出したリフト加速度Aを用い、下記(9)式に基づいてリフト量Xを算出する(ステップS25a)。 On the other hand, in step S24a, CPU 49 uses the degree of change k A lift acceleration A calculated in step S20d, and calculates the lift acceleration A n in accordance with the following equation (8) (step S24a), further, the calculated Using the lift acceleration An , the lift amount Xn is calculated based on the following equation (9) (step S25a).

Figure 2011163156
Figure 2011163156

このように、本変形例によっても、インジェクタ22の開弁動作移行後、インジェクタ22のリフト加速度に基づいてリフト量を推定することにより、駆動電流をサンプリングする必要がなくなり、CPU49の負荷を軽減することが可能となる。  As described above, also in this modification, after the valve opening operation of the injector 22 is shifted, the lift amount is estimated based on the lift acceleration of the injector 22, thereby eliminating the need to sample the drive current and reducing the load on the CPU 49. It becomes possible.

1…エンジン、2…燃料供給部、3…ECU(Electronic Control Unit)、10…シリンダ、11…ピストン、12…コンロッド、13…クランクシャフト、14…吸気バルブ、15…排気バルブ、16…点火プラグ、17…点火コイル、18…吸気管、19…排気管、20…エアクリーナ、21…スロットルバルブ、22…インジェクタ、23…吸気圧センサ、24…吸気温センサ、25…スロットル開度センサ、26…冷却水温センサ、27…クランク角度センサ、30…燃料タンク、31…燃料ポンプ、40…波形整形回路、41…回転数カウンタ、42…A/D変換器、43…点火回路、44…インジェクタ駆動回路、45…ポンプ駆動回路、46…ROM(Read Only Memory)、47…RAM(Random Access Memory)、48…タイマ、49…CPU(Central Processing Unit)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Fuel supply part, 3 ... ECU (Electronic Control Unit), 10 ... Cylinder, 11 ... Piston, 12 ... Connecting rod, 13 ... Crankshaft, 14 ... Intake valve, 15 ... Exhaust valve, 16 ... Spark plug , 17 ... Ignition coil, 18 ... Intake pipe, 19 ... Exhaust pipe, 20 ... Air cleaner, 21 ... Throttle valve, 22 ... Injector, 23 ... Intake pressure sensor, 24 ... Intake temperature sensor, 25 ... Throttle opening sensor, 26 ... Cooling water temperature sensor, 27 ... Crank angle sensor, 30 ... Fuel tank, 31 ... Fuel pump, 40 ... Waveform shaping circuit, 41 ... Revolution counter, 42 ... A / D converter, 43 ... Ignition circuit, 44 ... Injector drive circuit 45 ... Pump drive circuit, 46 ... ROM (Read Only Memory), 47 ... RAM (Random Access Memory), 48 ... Timer, 49 ... CPU (Central Processing Unit)

Claims (6)

燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了する通電制御手段を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
A fuel injection control device for controlling a fuel injection valve,
A fuel injection control device comprising: an energization control unit that estimates a lift amount after energization of the fuel injection valve is started and ends energization of the fuel injection valve when the lift amount reaches a required lift amount. .
前記通電制御手段は、前記燃料噴射弁のインダクタンスに基づいて前記リフト量を推定することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射制御装置。   The fuel injection control device according to claim 1, wherein the energization control unit estimates the lift amount based on an inductance of the fuel injection valve. 前記インダクタンスと前記リフト量との対応関係を予め記憶する記憶手段を備え、
前記通電制御手段は、前記インダクタンスと前記リフト量との対応関係を用いて、前記インダクタンスの算出値に対応するリフト量を取得することを特徴とする請求項2に記載の燃料噴射制御装置。
Storage means for storing in advance the correspondence between the inductance and the lift amount;
The fuel injection control device according to claim 2, wherein the energization control unit acquires a lift amount corresponding to the calculated value of the inductance using a correspondence relationship between the inductance and the lift amount.
前記燃料噴射弁に流れる駆動電流を測定する電流測定手段を備え、
前記通電制御手段は、前記通電開始後に前記電流測定手段から一定周期で取得した前記駆動電流の測定値を用いて前記駆動電流の変化量を算出し、前記駆動電流の変化量に基づいて前記インダクタンスを算出することを特徴とする請求項3に記載の燃料噴射制御装置。
Comprising current measuring means for measuring a drive current flowing through the fuel injection valve;
The energization control unit calculates a change amount of the drive current using a measurement value of the drive current acquired from the current measurement unit at a constant cycle after the start of energization, and the inductance based on the change amount of the drive current The fuel injection control device according to claim 3, wherein:
前記通電制御手段は、前記燃料噴射弁のリフト速度とリフト加速度の少なくとも一方に基づいて前記リフト量を推定することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射制御装置。   The fuel injection control device according to claim 1, wherein the energization control unit estimates the lift amount based on at least one of a lift speed and a lift acceleration of the fuel injection valve. 燃料噴射弁の通電開始後のリフト量を推定し、当該リフト量が要求リフト量に到達した場合に前記燃料噴射弁の通電を終了することを特徴とする燃料噴射制御方法。   A fuel injection control method, wherein a lift amount after energization of a fuel injection valve is estimated and energization of the fuel injection valve is terminated when the lift amount reaches a required lift amount.
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