JP2013019388A - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁式の燃料噴射弁を開弁させることによって燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine that injects fuel by opening an electromagnetic fuel injection valve.
従来、この種の燃料噴射制御装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この燃料噴射制御装置では、電磁式の燃料噴射弁のコイルに電圧を印加することにより、その弁体を作動させ、燃料噴射弁を開弁させることによって、燃料を噴射する。また、コイルの印加時間(通電時間)を変更することによって、開弁時間が制御され、燃料噴射量が制御される。
Conventionally, as this type of fuel injection control device, for example, one disclosed in
さらに、印加中にコイルに流れる電流を電流検出回路によって検出するとともに、検出された電流の波形の落込み点(特異点)を、燃料噴射弁の弁体の作動終了タイミング(開弁タイミング)として求める。このようにして求めた作動終了タイミングは、コイルの印加時間を補正するのに用いられ、それにより、燃料噴射弁の弁体の応答性のばらつきを補償し、所望の燃料噴射量を得るようにしている。 Further, the current flowing through the coil during application is detected by the current detection circuit, and the drop point (singular point) of the detected current waveform is used as the operation end timing (valve opening timing) of the valve body of the fuel injector. Ask. The operation end timing obtained in this way is used to correct the coil application time, thereby compensating for variations in the responsiveness of the valve body of the fuel injection valve and obtaining a desired fuel injection amount. ing.
しかし、この従来の燃料噴射制御装置では、燃料噴射弁の弁体の作動終了タイミングを求めるために、燃料噴射弁のコイルに流れる電流を検出する専用の電流検出回路が必要になる。その結果、製造コストが増大するとともに、電流検出回路の発熱によって発熱量も増大してしまう。 However, this conventional fuel injection control device requires a dedicated current detection circuit for detecting the current flowing through the coil of the fuel injection valve in order to obtain the operation end timing of the valve body of the fuel injection valve. As a result, the manufacturing cost increases and the amount of heat generated by the heat generation of the current detection circuit also increases.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、専用の電流検出手段を必要とすることなく、安価な構成で、燃料噴射弁が開弁したタイミングを適切に判定することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and appropriately determines the timing at which the fuel injection valve is opened with an inexpensive configuration without requiring a dedicated current detection means. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine.
上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、ヨーク6a、ヨーク6aに巻かれたコイル6b、およびアーマチュア8と一体の弁体9を有する電磁式の燃料噴射弁4のコイル6bに電圧を印加することにより、弁体9がアーマチュア8を介してヨーク6aに着座した状態で、燃料噴射弁4を開弁させ、燃料を噴射する内燃機関3の燃料噴射制御装置であって、電源(実施形態における(以下、本項において同じ)バッテリ25)の電圧(バッテリ電圧VB)を昇圧するための昇圧回路20と、昇圧された電圧が充電されるコンデンサ23と、燃料噴射弁4を開弁させるために、コンデンサ23に充電された電圧をコイル6bに印加する印加手段(駆動回路10、ECU2、ステップ5)と、コンデンサ23の電圧VCを検出する電圧検出手段(電圧計30)と、コイル6bへの電圧の印加中に、検出されたコンデンサ23の電圧VCの波形の変曲点を検出する変曲点検出手段(ECU2、ステップ21〜23)と、検出された変曲点が現れたタイミングを、弁体9がヨーク6aに着座した開弁タイミングと判定する開弁タイミング判定手段(ECU2、ステップ23、26)と、判定された開弁タイミングに応じて、燃料噴射弁4の動作を制御する噴射弁制御手段(ECU2、ステップ10、13)と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、電源の電圧は、昇圧回路によって昇圧され、コンデンサに充電される。コンデンサに充電された電圧は、燃料噴射弁のコイルに印加される。それにより、発生した磁束によってアーマチュアがヨークに引き寄せられ、弁体がアーマチュアを介してヨークに着座した状態で、燃料噴射弁が開弁し、燃料が噴射される。 According to this configuration, the voltage of the power supply is boosted by the booster circuit and charged to the capacitor. The voltage charged in the capacitor is applied to the coil of the fuel injection valve. As a result, the armature is attracted to the yoke by the generated magnetic flux, and the fuel injection valve is opened and fuel is injected with the valve body seated on the yoke via the armature.
また、本発明によれば、コイルへの電圧の印加中に、検出されたコンデンサの電圧の波形の変曲点を検出するとともに、検出された変曲点が現れたタイミングを、弁体がヨークに着座した開弁タイミングと判定する。この判定手法は、以下の原理に基づいている。 Further, according to the present invention, the inflection point of the detected capacitor voltage waveform is detected during application of the voltage to the coil, and the timing at which the detected inflection point appears is determined so that the valve body It is determined that the valve opening timing has been seated on. This determination method is based on the following principle.
すなわち、上記のようにコンデンサの電圧を燃料噴射弁のコイルに印加すると、それに伴ってコンデンサ電圧が減少し始める。一方、燃料噴射弁では、アーマチュアがヨーク側に移動し、両者間の距離が減少するのに応じて、両者間の間隙を通過する磁束が減少するのに伴い、逆起電力が発生する。このため、アーマチュアがヨークに着座するまでは、この逆起電力によりコンデンサ電圧の減少が緩慢になるのに対し、アーマチュアがヨークに着座した後には、逆起電力が作用しなくなることで、コンデンサ電圧は急激に減少する。その結果、アーマチュアがヨークに着座する前後において、コンデンサ電圧の波形に変曲点が生じ、この変曲点が現れるタイミングは、アーマチュアがヨークに着座したタイミングに一致する。 That is, when the voltage of the capacitor is applied to the coil of the fuel injection valve as described above, the capacitor voltage starts to decrease accordingly. On the other hand, in the fuel injection valve, as the armature moves to the yoke side and the distance between them decreases, the back electromotive force is generated as the magnetic flux passing through the gap between them decreases. For this reason, until the armature is seated on the yoke, the decrease in the capacitor voltage is slowed by this counter electromotive force.On the other hand, after the armature is seated on the yoke, the counter electromotive force does not act so that the capacitor voltage Decreases rapidly. As a result, an inflection point occurs in the waveform of the capacitor voltage before and after the armature is seated on the yoke, and the timing at which this inflection point appears coincides with the timing at which the armature sits on the yoke.
以上の原理に基づき、本発明によれば、コイルへの電圧の印加中に検出されたコンデンサの電圧波形の変曲点を検出するとともに、検出された変曲点が現れたタイミングを、弁体がヨークに着座した開弁タイミングと判定する。したがって、この開弁タイミングの判定を適切に行うことができる。そして、判定された開弁タイミングに応じて、燃料噴射弁の動作を制御するので、この燃料噴射弁の制御を、燃料噴射弁の実際の開弁タイミングに応じて適切に行うことができる。 Based on the above principle, according to the present invention, the inflection point of the voltage waveform of the capacitor detected during the application of the voltage to the coil is detected, and the timing at which the detected inflection point appears is determined by the valve body. Is determined to be the valve opening timing when it is seated on the yoke. Therefore, it is possible to appropriately determine the valve opening timing. Since the operation of the fuel injection valve is controlled according to the determined valve opening timing, the fuel injection valve can be appropriately controlled according to the actual valve opening timing of the fuel injection valve.
また、コンデンサ電圧は、コンデンサの蓄電状態を表し、燃料噴射弁の制御に必要なパラメータであり、その検出のために電圧検出手段が設けられることが通常であるので、そのような既存の電圧検出手段をそのまま利用することができる。一方、燃料噴射弁の開弁タイミングの把握のために用いられていた従来の電流検出回路は不要になるので、製造コストを削減できるとともに、電流検出回路での発熱がなくなることで、発熱量を低減することができる。 In addition, the capacitor voltage represents the storage state of the capacitor, and is a parameter necessary for control of the fuel injection valve. Usually, a voltage detection means is provided for the detection, so that such existing voltage detection is performed. The means can be used as it is. On the other hand, the conventional current detection circuit used for grasping the valve opening timing of the fuel injection valve is no longer necessary, so that the manufacturing cost can be reduced and the heat generation in the current detection circuit is eliminated. Can be reduced.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1に示す内燃機関(以下「エンジン」という)3は、例えば4つの気筒(図示せず)を有する車両用のガソリンエンジンであり、各気筒には、燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)4が設けられており、インジェクタ4から燃焼室(図示せず)に燃料が直接、噴射される。また、インジェクタ4の動作は、後述するECU2によって制御される。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 shown in FIG. 1 is a gasoline engine for vehicles having, for example, four cylinders (not shown). Each cylinder has a fuel injection valve (hereinafter referred to as “injector”). 4 is provided, and fuel is directly injected from the
図2に示すように、インジェクタ4は、ケーシング5内に収容され、その上端部に固定された電磁石6と、ばね7と、電磁石6の下方に配置されたアーマチュア8と、このアーマチュア8の下側に一体に設けられた弁体9などで構成されている。インジェクタ4には、燃料供給装置(図示せず)から高圧の燃料が供給される。
As shown in FIG. 2, the
電磁石6は、ヨーク6aと、その外周に巻かれたコイル6bで構成されており、このコイル6bに、図3に示す駆動回路10が接続されている。ばね7は、ヨーク6aとアーマチュア8の間に配置されており、弁体9を閉弁側に付勢する。
The
駆動回路10は、インジェクタ4を駆動するものであり、図3に示すように、昇圧回路20と、Nチャネル型のFETでそれぞれ構成された第1〜第3スイッチ11〜13と、ツェナーダイオード14などで構成されている。
The
昇圧回路20は、スイッチ21、コイル22およびコンデンサ23で構成されている。スイッチ21は、Nチャネル型のFETで構成されており、そのドレインは、コイル22を介してバッテリ25に接続されるとともに、コンデンサ23を介して第1スイッチ11のドレインに接続されている。バッテリ25は、エンジン3を動力源とする発電機を用いて充電される。また、スイッチ21のソースおよびゲートはそれぞれ、アースおよびECU2に接続されている。
The
以上の構成の昇圧回路20では、ECU2からの駆動信号SDがゲートに入力されると、スイッチ21がONされ、そのドレイン−ソース間が通電状態になることで、バッテリ25からの電圧(以下「バッテリ電圧」という)VBが、コイル22を介して昇圧される。昇圧された電圧は、コンデンサ23に印加され、充電される。なお、このような昇圧制御は、コンデンサ23の電圧(以下「コンデンサ電圧」という)VCがその目標値になるように行われ、それにより、コンデンサ電圧VCは高い状態に保持される。
In the
第1スイッチ11のドレイン、ソースおよびゲートはそれぞれ、昇圧回路20、電磁石6のコイル6bの一端およびECU2に接続されている。ECU2からの第1駆動信号SD1がゲートに入力されると、第1スイッチ11がONされ、そのドレイン−ソース間が通電状態になる。
The drain, source, and gate of the
第2スイッチ12のドレイン、ソースおよびゲートはそれぞれ、バッテリ25、コイル6bの一端およびECU2に接続されている。ECU2からの第2駆動信号SD2がゲートに入力されると、第2スイッチ12がONされ、そのドレイン−ソース間が通電状態になる。
The drain, source and gate of the
第3スイッチ13のドレイン、ソースおよびゲートはそれぞれ、コイル6bの他端、アースおよびECU2に接続されている。ECU2からの第3駆動信号SD3がゲートに入力されると、第3スイッチ13がONされ、そのドレイン−ソース間が通電状態になる。
The drain, source, and gate of the
ツェナーダイオード14は、アノード側がアースに接続され、カソード側がコイル6bの他端に接続されている。
The
以上の構成の駆動回路10では、ECU2からの第1〜第3駆動信号SD1〜SD3に応じて、第1〜第3スイッチ11〜13のON/OFF状態を切り換え、インジェクタ4のコイル6bへの電圧の印加状態を制御することによって、インジェクタ4の動作が制御される。
In the
具体的には、第1〜第3スイッチ11〜13がOFF状態のときには、インジェクタ4のコイル6bが印加されず、コイル6bに駆動電流IACが流れないことで、インジェクタ4の弁体9は、ばね7の付勢力で閉弁位置(図2(a))に位置し、インジェクタ4は閉弁状態に保持される。
Specifically, when the first to
この状態から、第1および第3スイッチ11、13をONすると、昇圧されたコンデンサ電圧VCがインジェクタ4のコイル6bに印加されることによって、コイル6bに大きな駆動電流IACが流れ、電磁石6が過励磁される。この励磁により、アーマチュア8が、ばね7の付勢力に抗して電磁石6に引き付けられ、弁体9がアーマチュア8を介してヨーク6aに着座した状態で、インジェクタ4が開弁(全開)し(図2(b))、インジェクタ4から燃料が噴射される。以下、このようにコンデンサ電圧VCをインジェクタ4のコイル6bに印加する制御を「過励磁制御」といい、このときにコイル6bに流れる大きな駆動電流IACを「過励磁電流」という。
When the first and
その後、第1スイッチ11をOFFし、コンデンサ電圧VCの印加を終了するとともに、第2スイッチ12をONすると、コンデンサ電圧VCよりも小さなバッテリ電圧VBが、インジェクタ4のコイル6bに印加される。これにより、コイル6bに小さな駆動電流IACが流れることによって、インジェクタ4は開弁状態に保持され、燃料の噴射が継続される。以下、このようにバッテリ電圧VBをインジェクタ4のコイル6bに印加する制御を「保持制御」といい、このときにコイル6bに流れる小さな駆動電流IACを「保持電流」という。なお、この保持制御では、バッテリ電圧VBの印加が間欠的に行われ、それにより、保持電流は所定の範囲内の小さな値に制御される。
Thereafter, when the
この状態から、第2および第3スイッチ12、13をOFFすると、バッテリ電圧VBの印加が終了し、それに応じて弁体9がばね7の付勢力で閉弁位置に復帰することによって、インジェクタ4が閉弁し、燃料の噴射が終了する。また、コイル6bに残留した電流が、ツェナーダイオード14を介してアースに流れることで、電磁石6は非励磁状態になる。
When the second and
以上のように、インジェクタ4を開弁する際には、まず過励磁制御を実行することにより、昇圧されたコンデンサ電圧VCをコイル6bに印加し、電磁石6を過励磁することによって、燃料の高い圧力に抗してインジェクタ4を迅速に開弁させるのに十分な磁力が確保される。また、それに引き続いて保持制御を実行し、バッテリ電圧VBをコイル6bに印加することによって、消費電力を抑制した状態で、インジェクタ4の開弁状態が保持される。
As described above, when the
また、昇圧回路20には、電圧計30が設けられており、この電圧計30は、コンデンサ電圧VCを検出し、その検出信号をECU2に出力する。
Further, the
さらに、エンジン3のクランクシャフト(図示せず)には、クランク角センサ31が設けられている。クランク角センサ31は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU2に出力する。
Furthermore, a
CRK信号は、所定クランク角(例えば1°)ごとに出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。また、TDC信号は、いずれかの気筒においてピストン(図示せず)が吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン3が4気筒タイプの場合には、クランク角180゜ごとに出力される。
The CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 1 °). The
また、エンジン3には、気筒判別センサ(図示せず)が設けられている。この気筒判別センサは、気筒を判別するためのパルス信号である気筒判別信号を、ECU2に出力する。ECU2は、これらの気筒判別信号、CRK信号およびTDC信号に基づいて、クランク角CAを気筒ごとに算出する。具体的には、このクランク角CAは、TDC信号の発生時に値0にリセットされ、CRK信号が発生するクランク角1°ごとにインクリメントされる。
The
ECU2にはさらに、アクセル開度センサ32から、車両のアクセルペダル(図示せず)の踏み込み量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が出力される。
Further, the
ECU2は、CPU、RAM、ROMおよびI/Oインターフェース(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ECU2は、前述した電圧計30やセンサ31〜32の検出信号などに応じ、ROMに記憶された制御プログラムに従って、エンジン3の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じてインジェクタ4による燃料噴射を制御する燃料噴射制御処理を気筒ごとに実行する。なお、実施形態では、ECU2は、印加手段、変曲点検出手段、開弁タイミング判定手段、および噴射弁制御手段に相当する。
The
図4は、この燃料噴射制御処理を示すフローチャートである。本処理は、前述したCRK信号の発生に同期して、繰り返し実行される。本処理ではまず、ステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、算出されたクランク角CAが燃料噴射タイミングTINJと等しいか否かを判別する。この燃料噴射タイミングTINJは、インジェクタ4の駆動動作を開始すべきタイミングに相当し、クランク角CAで表され、所定の処理(図示せず)において、目標噴射時期やエンジン回転数NEなどに応じて算出される。
FIG. 4 is a flowchart showing this fuel injection control process. This process is repeatedly executed in synchronization with the generation of the CRK signal described above. In this process, first, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the calculated crank angle CA is equal to the fuel injection timing TINJ. This fuel injection timing TINJ corresponds to a timing at which the drive operation of the
上記ステップ1の答がYESで、クランク角CAが燃料噴射タイミングTINJと等しいときには、インジェクタ4の駆動制御として過励磁制御を開始するものとして、次のステップ2〜5を実行する。まず、アップカウント式のタイマの値TMを値0にリセットし(ステップ2)、次に、過励磁制御中であることを表すために、コンデンサ電圧印加フラグF_VCを「1」にセットする(ステップ3)。次に、インジェクタ4の駆動中であることを表すために、燃料噴射フラグF_INJを「1」にセットする(ステップ4)とともに、ステップ5において、コンデンサ電圧VCをインジェクタ4に印加することにより過励磁制御を開始し、本処理を終了する。なお、これらのコンデンサ電圧印加フラグF_VC、燃料噴射フラグF_INJ、および、後述する各種のフラグはいずれも、エンジン3の始動時に「0」にリセットされる。
When the answer to step 1 is YES and the crank angle CA is equal to the fuel injection timing TINJ, the following
一方、前記ステップ1の答がNOで、クランク角CAが燃料噴射タイミングTINJと等しくないときには、燃料噴射フラグF_INJが「1」であるか否かを判別する(ステップ6)。この答がYESで、インジェクタ4の駆動中のときには、コンデンサ電圧印加フラグF_VCが「1」であるか否かを判別する(ステップ7)。この答がYESで、過励磁制御中のときには、インジェクタ4の着座判定処理を実行する(ステップ8)。
On the other hand, if the answer to step 1 is NO and the crank angle CA is not equal to the fuel injection timing TINJ, it is determined whether or not the fuel injection flag F_INJ is “1” (step 6). If the answer is YES and the
この着座判定処理は、過励磁制御の実行に伴い、インジェクタ4の弁体9がアーマチュア8を介してヨーク6aに着座したか否か、すなわちインジェクタ4が開弁状態に達したか否かを判定するものであり、図5に示すサブーチンに従って実行される。本処理ではまず、ステップ21において、電圧計30で検出されたコンデンサ電圧VCとその前回値VCZとの差(=VC−VCZ)を、電圧変化量ΔVCとして算出する。次に、算出した電圧変化量ΔVCとその前回値ΔVCZとの差(=ΔVC−ΔVCZ)を、電圧変化量微分値ΔΔVCとして算出する(ステップ22)。
This seating determination process determines whether or not the
次に、算出した電圧変化量微分値ΔΔVCが負値であるか否かを判定する(ステップ23)。前述したように、インジェクタ4の開弁時に弁体9がヨーク6aに向かって移動する際、コンデンサ電圧VCの減少速度は、弁体9がヨーク6aに着座するまでは緩慢に変化し、その後は急激に変化するため、弁体9が着座したタイミングでコンデンサ電圧VCの波形に変曲点が現れるとともに、この変曲点を境として電圧変化量微分値ΔΔVCが正値から負値に転じる。
Next, it is determined whether or not the calculated voltage change amount differential value ΔΔVC is a negative value (step 23). As described above, when the
したがって、上記ステップ23の答がNOで、電圧変化量微分値ΔΔVCが負値でないときには、弁体9がまだヨーク6aに着座していないとして、そのことを表すために着座フラグF_OPENを「0」にセットする(ステップ24)。次に、今回のコンデンサ電圧VCおよび電圧変化量ΔVCをそれぞれ前回値VCZおよびΔVCZにシフトし(ステップ25)、本処理を終了する。
Therefore, when the answer to step 23 is NO and the voltage variation differential value ΔΔVC is not a negative value, the
一方、前記ステップ23の答がYESで、電圧変化量微分値ΔΔVCが負値になったときには、今回のタイミングがコンデンサ電圧の波形の変曲点PI(図6参照)に相当しており、弁体9がヨーク6aに着座し、インジェクタ4が開弁状態に達したとして、着座フラグF_OPENを「1」にセットし(ステップ26)、本処理を終了する。
On the other hand, if the answer to step 23 is YES and the voltage variation differential value ΔΔVC becomes a negative value, the current timing corresponds to the inflection point PI (see FIG. 6) of the waveform of the capacitor voltage. Assuming that the
図4に戻り、前記ステップ8に続くステップ9では、着座判定処理でセットされた着座フラグF_OPENが「1」であるか否かを判別する。この答がNOで、インジェクタ4がまだ開弁状態に達していないときには、前記ステップ5に進み、過励磁制御を継続する。
Returning to FIG. 4, in
一方、ステップ9の答がYESで、インジェクタ4が開弁状態に達したときには、インジェクタ4へのコンデンサ電圧VCの印加を終了する(ステップ10)ことによって、過励磁制御を終了する。また、そのことを表すために、コンデンサ電圧印加フラグF_VCを「0」にリセットする(ステップ11)。
On the other hand, if the answer to step 9 is YES and the
次に、バッテリ電圧印加フラグF_VBを「1」にセットする(ステップ12)とともに、インジェクタ4にバッテリ電圧VBを印加する(ステップ13)ことによって、保持制御を開始し、本処理を終了する。このように、インジェクタ4が開弁状態に達したと判定されるのと同時に、過励磁制御が終了し、保持制御が開始される。
Next, the battery voltage application flag F_VB is set to “1” (step 12), and the battery voltage VB is applied to the injector 4 (step 13), thereby starting the holding control and ending this process. As described above, at the same time when it is determined that the
また、上記ステップ11の実行により、前記ステップ7の答がNO(F_VC=0)になり、その場合には、前記ステップ2でリセットされたタイマ値TMに所定時間TMREFに達したか否かを判別する(ステップ14)。この答がNOのときには、前記ステップ13に進み、保持制御を継続する。
In addition, as a result of execution of
なお、上記の所定時間TMREFは、インジェクタ4に供給される燃料の圧力および燃料噴射量に応じて算出され、燃料の圧力は、センサ(図示せず)によって検出されるとともに、燃料噴射量は、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて算出される。この要求トルクPMCMDは、エンジン3に要求されるトルクであり、エンジン回転数NEおよび検出されたアクセル開度APに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。
The predetermined time TMREF is calculated according to the pressure of the fuel supplied to the
一方、上記ステップ14の答がYESで、タイマ値TMが所定時間TMREFに達したとき、すなわち、インジェクタ4の駆動動作の開始時から所定時間TMREFが経過したときには、インジェクタ4による燃料噴射を終了するものとして、バッテリ電圧VBの印加を終了する(ステップ15)。次いで、ステップ16および17において、バッテリ電圧印加フラグF_VBおよび燃料噴射フラグF_INJをそれぞれ「0」にリセットし、本処理を終了する。このステップ17の実行により、前記ステップ6の答がNO(F_INJ=0)になり、その場合には、そのまま本処理を終了する。
On the other hand, when the answer to step 14 is YES and the timer value TM reaches the predetermined time TMREF, that is, when the predetermined time TMREF has elapsed from the start of the driving operation of the
図6は、上述した燃料噴射制御処理によって得られる動作例を示している。まずクランク角CAが燃料噴射タイミングTINJと等しくなる(ステップ1:YES)と、インジェクタ4のコイル6bにコンデンサ電圧VCが印加され(ステップ5)、過励磁制御が開始される。これにより、インジェクタ4の電圧(以下「インジェクタ電圧」という)VIが増大し、コイル6bに過励磁電流が流れることによって、インジェクタ4の弁体9がヨーク6aに向かって移動し始める。この過励磁制御中、コンデンサ電圧VCおよびインジェクタ電圧VIはいずれも減少し、それと並行して弁体9の着座判定処理が実行される(ステップ8)。
FIG. 6 shows an operation example obtained by the fuel injection control process described above. First, when the crank angle CA becomes equal to the fuel injection timing TINJ (step 1: YES), the capacitor voltage VC is applied to the
その後、弁体9がアーマチュア8を介してヨーク6aに着座し、インジェクタ4が開弁状態に達すると、前述した原理から、コンデンサ電圧VCの波形に変曲点PIが現れる。この変曲点PIが現れたことは、着座判定処理で前述したようにして判定され、このときのタイミングTOPENが、弁体9がヨーク6aに着座した開弁タイミングと判定される(F_OPEN=1)。そして、そのように判定された直後に、過励磁制御が終了される(ステップ10)と同時に、保持制御が開始される(ステップ13)。
Thereafter, when the
その後、インジェクタ4の駆動動作の開始時から所定時間TMREFが経過したときに(タイミングTINJE)、保持制御が終了され、それにより、インジェクタ4が閉弁し、燃料噴射が終了する。
Thereafter, when the predetermined time TMREF has elapsed from the start of the drive operation of the injector 4 (timing TINJE), the holding control is ended, whereby the
以上のように、本実施形態によれば、過励磁制御の実行中に、着座判定処理により、コンデンサ電圧VCの波形に変曲点PIが現れたか否かを判定するとともに、変曲点PIが現れたタイミングTOPENを、インジェクタ4の弁体9がヨーク6aに着座した開弁タイミングと判定する。したがって、このインジェクタ4の開弁タイミングの判定を適切に行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, during the overexcitation control, it is determined whether or not the inflection point PI appears in the waveform of the capacitor voltage VC by the seating determination process, and the inflection point PI is determined. The appearing timing TOPEN is determined as the valve opening timing at which the
また、インジェクタ4が開弁したと判定されたタイミングで、過励磁制御を終了すると同時に保持制御を開始するので、インジェクタ4が実際に開弁したタイミングに応じて、過励磁制御から保持制御への移行を適切に行うことができる。
Further, since the holding control is started simultaneously with the end of the overexcitation control at the timing when it is determined that the
さらに、上記の判定を行うために、コンデンサ電圧VCの検出のために通常、設けられている電圧計30をそのまま利用する一方、従来の電流検出回路は不要になるので、製造コストを削減できるとともに、電流検出回路での発熱がなくなることで、発熱量を低減することができる。 Further, in order to perform the above determination, the voltmeter 30 that is usually provided for detecting the capacitor voltage VC is used as it is, while the conventional current detection circuit becomes unnecessary, so that the manufacturing cost can be reduced. Since the heat generation in the current detection circuit is eliminated, the heat generation amount can be reduced.
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、コンデンサ電圧VCをインジェクタ4に印加することによって、過励磁制御を行う例であるが、本発明は、これに限らず、昇圧されたコンデンサ電圧を燃料噴射弁のコイルに印加して、燃料噴射弁を開弁させるものである限り、適用することができる。
In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, the embodiment is an example in which overexcitation control is performed by applying the capacitor voltage VC to the
また、実施形態では、判定されたインジェクタ4の弁体9の着座・開弁タイミングを、過励磁制御から保持制御への移行タイミングを決定するのに用いているが、これに限らず、インジェクタ4の閉弁タイミングの決定や、印加時間の補正などに用いてもよい。前者の場合には、例えば、インジェクタ4の閉弁タイミングを、その開弁時から設定時間が経過したタイミングとして規定するとともに、判定された実際の弁体9の着座・開弁タイミングから設定時間が経過したときに、インジェクタ4を閉弁するようにしてもよい。さらに、実施形態で示したコンデンサ電圧VCの波形の変曲点の検出(判定)手法は、例示にすぎず、他の適当な手法を採用してもよいことはもちろんである。
In the embodiment, the determined seating / opening timing of the
さらに、実施形態は、本発明を車両用の直噴式のガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ポート噴射式のエンジンや、ディーゼルエンジン、クランク軸が鉛直に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンなど、産業用の各種の内燃機関に適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。 Further, the embodiment is an example in which the present invention is applied to a direct injection gasoline engine for a vehicle. However, the present invention is not limited to this, and a port injection engine, a diesel engine, and a crankshaft are arranged vertically. The present invention can be applied to various industrial internal combustion engines such as a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.
2 ECU(印加手段、変曲点検出手段、開弁タイミング判定手段、噴射弁制御手 段)
3 エンジン(内燃機関)
4 インジェクタ(燃料噴射弁)
6a ヨーク
6b コイル
8 アーマチュア
9 弁体
10 駆動回路(印加手段)
20 昇圧回路
23 コンデンサ
25 バッテリ(電源)
30 電圧計(電圧検出手段)
VB バッテリ電圧(電源の電圧)
VC コンデンサ電圧(コンデンサの電圧)
PI 変曲点
2 ECU (application means, inflection point detection means, valve opening timing determination means, injection valve control means)
3 Engine (Internal combustion engine)
4 Injector (fuel injection valve)
20
30 Voltmeter (voltage detection means)
VB battery voltage (power supply voltage)
VC capacitor voltage (capacitor voltage)
PI inflection point
Claims (1)
電源の電圧を昇圧するための昇圧回路と、
当該昇圧された電圧が充電されるコンデンサと、
前記燃料噴射弁を開弁させるために、前記コンデンサに充電された電圧を前記コイルに印加する印加手段と、
前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記コイルへの電圧の印加中に検出されたコンデンサの電圧の波形の変曲点を検出する変曲点検出手段と、
当該検出された変曲点が現れたタイミングを、前記弁体が前記ヨークに着座した開弁タイミングと判定する開弁タイミング判定手段と、
当該判定された開弁タイミングに応じて、前記燃料噴射弁の動作を制御する噴射弁制御手段と、
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。
The valve body is seated on the yoke through the armature by applying a voltage to the coil of the electromagnetic fuel injection valve having a yoke, a coil wound around the yoke, and a valve body integral with the armature. A fuel injection control device for an internal combustion engine that opens the fuel injection valve and injects fuel in a state;
A booster circuit for boosting the voltage of the power supply;
A capacitor charged with the boosted voltage;
Applying means for applying a voltage charged in the capacitor to the coil in order to open the fuel injection valve;
Voltage detecting means for detecting the voltage of the capacitor;
An inflection point detecting means for detecting an inflection point of the waveform of the voltage of the capacitor detected during application of the voltage to the coil;
Valve opening timing determination means for determining the timing at which the detected inflection point appears as the valve opening timing at which the valve element is seated on the yoke;
Injection valve control means for controlling the operation of the fuel injection valve according to the determined valve opening timing;
A fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011155117A JP2013019388A (en) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | Fuel injection control device for internal combustion engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2011
- 2011-07-13 JP JP2011155117A patent/JP2013019388A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3029309A4 (en) * | 2013-07-29 | 2017-03-08 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Drive device for fuel injection device, and fuel injection system |
US9926874B2 (en) | 2013-07-29 | 2018-03-27 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Drive device for fuel injection device, and fuel injection system |
US10961935B2 (en) | 2013-07-29 | 2021-03-30 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Drive device for fuel injection device, and fuel injection system |
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