JP2013137028A - Device and method for fuel injection control of internal combustion engine - Google Patents

Device and method for fuel injection control of internal combustion engine Download PDF

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威生 三宅
Masahiro Toyohara
正裕 豊原
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泰久 濱田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain and improve the precision of a fuel injection amount, even if a current waveform or a current value supplied to a fuel injection valve is changed to extend a dynamic range of the fuel injection valve.SOLUTION: A correction time for correcting an opening/closing delay of the fuel injection valve is variably set by a valve-response-delay-time calculating part 103 and a selector part 106 in accordance with a setting change in the current waveform and the current value.

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置及び方法に係り、特に、燃料噴射弁の開、閉弁遅れの補正を行う燃料噴射制御装置及び制御方法に関する。   The present invention relates to a fuel injection control device and method for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection control device and control method for correcting opening and closing delays of a fuel injection valve.

燃料噴射式内燃機関は、運転状態に応じて決められた燃料量を燃料噴射弁の噴射時間に変換する演算を行い、その噴射時間に適合して燃料噴射弁の駆動を制御する燃料噴射制御装置により燃料供給量を制御される。   A fuel injection internal combustion engine performs a calculation for converting a fuel amount determined according to an operating state into an injection time of a fuel injection valve, and controls the drive of the fuel injection valve in accordance with the injection time Thus, the fuel supply amount is controlled.

燃料噴射弁は、電磁式のものであり、内部のソレノイド(電磁コイル)に流れる電流によって発生する磁気力によって弁体を開弁させて燃料の噴射を行う。燃料噴射弁により噴射される燃料の燃料量は、主に燃料の圧力と燃料噴射弁の噴口部の雰囲気圧力との差圧、並びに弁体を開いた状態に維持して燃料が噴射されている時間により決定される。   The fuel injection valve is of an electromagnetic type, and fuel is injected by opening a valve body by a magnetic force generated by a current flowing through an internal solenoid (electromagnetic coil). The amount of fuel injected by the fuel injection valve is mainly the difference between the pressure of the fuel and the atmospheric pressure at the injection port of the fuel injection valve, and the fuel is injected while maintaining the valve body open. Determined by time.

近年、燃料消費量低減という観点から、内燃機関のアイドル回転数の低回転数化が求められており、このことに応じて、燃料噴射弁が噴射可能な燃料量の最小化に対する要求が高くなる傾向にある。同じく、燃料消費量低減のため、内燃機関の出力が不要な場合に燃料の噴射を行わない燃料カットを行う機会が増加し、併せて燃料の噴射を再開する頻度も増加している。燃料噴射を再開する際には無負荷相当の少ない燃料量を噴射する必要がある。また、出力の増加や排気性能の向上を目的として、分割噴射が行われている。これは、本来1回の噴射に必要な燃料を複数回に分割して、適切な時期に噴射することで内燃機関の性能を向上させようとするもので、1回当たりの燃料噴射量を少なくすることが求められている。   In recent years, from the viewpoint of reducing fuel consumption, there has been a demand for a reduction in the idling speed of an internal combustion engine, and accordingly, there is an increasing demand for minimizing the amount of fuel that can be injected by a fuel injection valve. There is a tendency. Similarly, in order to reduce fuel consumption, when the output of the internal combustion engine is unnecessary, the opportunity to perform fuel cut that does not perform fuel injection increases, and the frequency of restarting fuel injection also increases. When resuming fuel injection, it is necessary to inject a small amount of fuel corresponding to no load. Further, split injection is performed for the purpose of increasing output and improving exhaust performance. This is intended to improve the performance of the internal combustion engine by dividing the fuel originally required for one injection into a plurality of times and injecting the fuel at an appropriate time. It is requested to do.

また、内燃機関においては、ダウンサイジングにより車両搭載時の燃料消費量を向上させる試みも実施されている。この場合、過給等により比出力の向上が求められるため、燃料噴射弁の最小噴射量を増加させることなく、あるいは減少させた上で、最大噴射量を増加させることが求められている。   In internal combustion engines, attempts have been made to improve fuel consumption when mounted on vehicles by downsizing. In this case, since the specific output is required to be improved by supercharging or the like, it is required to increase the maximum injection amount without increasing or decreasing the minimum injection amount of the fuel injection valve.

よって、内燃機関の燃料噴射弁に求められるダイナミックレンジ(最大噴射量を最小噴射で除算した値)は増加する傾向にある。   Therefore, the dynamic range (a value obtained by dividing the maximum injection amount by the minimum injection) required for the fuel injection valve of the internal combustion engine tends to increase.

燃料噴射制御装置の先行技術として、内燃機関の運転状態において燃料噴射量の有効最小パルス幅特性(Qmin特性)が重要な領域か否かを判断して複数の異なる電流波形の小さな電流値の保持電流のうちの一つを切り替え供給することにより、燃料噴射弁の小型化によって当該燃料噴射弁のソレノイドのインダクタンスが小さい場合における高燃圧時でも、燃料噴射弁の最適制御を可能にし、最小燃料噴射量特性を良好に維持できるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a prior art of the fuel injection control device, it is determined whether or not the effective minimum pulse width characteristic (Qmin characteristic) of the fuel injection amount is an important region in the operating state of the internal combustion engine, and a small current value of a plurality of different current waveforms is maintained. By switching and supplying one of the currents, the fuel injection valve can be optimally controlled even at high fuel pressures when the solenoid inductance of the fuel injection valve is small due to the miniaturization of the fuel injection valve. Those that can maintain the quantity characteristics well are known (for example, see Patent Document 1).

また、燃料噴射制御装置の先行技術として、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ、吸気負圧センサ、大気温センサ及び大気圧センサからの出力と、車載バッテリのバッテリ電圧とに基づいて燃料噴射弁の噴射タイミング及び噴射時間を演算する噴射時間演算手段を備え、さらに、車載バッテリのバッテリ電圧に基づいて補正係数を生成する補正係数生成手段と、補正係数生成手段から出力する補正係数に基づいて燃料噴射弁の開弁遅れ時間を補正する燃料噴射弁開弁遅れ時間補正手段及び燃料噴射弁の閉弁遅れ時間を補正する燃料噴射弁閉弁遅れ時間補正手段と、燃料噴射弁開弁遅れ時間補正手段からの出力及び燃料噴射弁閉弁遅れ時間補正手段からの出力に基づいて燃料噴射弁の噴射時間を補正する噴射時間補正手段とを備え、1つの燃料噴射弁によって高回転・高負荷時から低回転・低負荷時までの広いレンジに亘ってエミッション燃費を向上させることのできるものが知られている(例えば、特許文献2参照)。   Further, as a prior art of a fuel injection control device, fuel injection is performed based on outputs from a water temperature sensor for detecting the temperature of engine cooling water, an intake negative pressure sensor, an atmospheric temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, and a battery voltage of an in-vehicle battery. An injection time calculating means for calculating the injection timing and the injection time of the valve; a correction coefficient generating means for generating a correction coefficient based on the battery voltage of the in-vehicle battery; and a correction coefficient output from the correction coefficient generating means. Fuel injection valve opening delay time correcting means for correcting the fuel injection valve opening delay time, fuel injection valve closing delay time correcting means for correcting the fuel injection valve closing delay time, and fuel injection valve opening delay time Injection time correcting means for correcting the injection time of the fuel injection valve based on the output from the correcting means and the output from the fuel injection valve closing delay time correcting means; The fuel injection valve over a wide range from the time of high rotation and high load until low rotation and low load which can improve the emission fuel are known (e.g., see Patent Document 2).

特許第4037632号公報Japanese Patent No. 4037632 特許第3917714号公報Japanese Patent No. 3917714

燃料噴射弁から適切な量の燃料噴射を精度よく行うには、燃料の圧力に応じて燃料噴射弁の開弁を維持する時間を設定すると共に、燃料噴射弁の開閉動作を迅速に行う必要があることに対し、燃料噴射弁の開閉弁時には、電流回路や燃料噴射弁の応答遅れによって、燃料噴射制御装置が真に開、閉弁させたい時期よりも遅れて、燃料噴射弁の開閉弁動作が完了する。   In order to accurately inject an appropriate amount of fuel from the fuel injector, it is necessary to set a time for maintaining the opening of the fuel injector according to the fuel pressure and to quickly open and close the fuel injector. On the other hand, when the fuel injection valve opens and closes, the fuel injection control device delays from the time when the fuel injection control device truly opens and closes due to the response delay of the current circuit and the fuel injection valve. Is completed.

開弁遅れに対しては、予め開弁遅れを補正するための時間を加えた時間を燃料噴射弁への通電時間として設定することで、噴射量が所望の値からずれることを回避できる。閉弁遅れに対しては、燃料噴射弁への通電時間が長い場合には、予め閉弁遅れを補正するための時間を差し引いた時間を燃料噴射弁への通電時間として設定することで、噴射量が所望の値からずれることを回避できる。   With respect to the valve opening delay, it is possible to avoid the injection amount from deviating from a desired value by setting the time obtained by adding the time for correcting the valve opening delay as the energization time for the fuel injection valve in advance. For the valve closing delay, if the energization time for the fuel injection valve is long, the time obtained by subtracting the time for correcting the valve closing delay in advance is set as the energization time for the fuel injection valve. The amount can be prevented from deviating from a desired value.

しかし、燃料噴射量が少なく、燃料噴射弁への通電時間が短い場合には、予め閉弁遅れ時間を差し引いた通電時間とすると、燃料噴射弁が十分に開弁しないうちに閉弁を迎えることになり、要求される噴射量を精度よく噴射することができない。   However, if the fuel injection amount is small and the energization time to the fuel injection valve is short, the energization time after subtracting the valve closing delay time will cause the fuel injection valve to close before it opens sufficiently. Therefore, the required injection amount cannot be accurately injected.

このことに対し、内燃機関への燃料噴射量が小さく、通電時間が短い場合には、燃噴射弁に供給する電流の波形あるいは電流値の大きさを変化させることで、閉弁遅れを小さくすることが可能であり、このことによって燃料噴射弁が十分に開弁しないうちに閉弁を迎えるような短い通電時間となることを回避できる。   On the other hand, when the fuel injection amount to the internal combustion engine is small and the energization time is short, the valve closing delay is reduced by changing the waveform of the current supplied to the fuel injection valve or the magnitude of the current value. Therefore, it is possible to avoid a short energization time such that the fuel injection valve closes before the fuel injection valve is sufficiently opened.

筒内直接噴射式の内燃機関においては、高負荷の運転領域にあり、燃料噴射弁から多くの燃料を供給する必要がある場合には、噴射可能な時間に上限があるため、燃料圧力を高めて通電時間を短くする必要がある。燃料圧力を高めた場合、燃料噴射弁を閉弁させる力が増加し、これに応じて燃料噴射弁の開弁に必要な駆動力が増加するため、開弁遅れが増加する。また、燃料噴射弁の製造ばらつき等により、燃料噴射弁の開弁を保持したい通電時間中に、燃料噴射弁が意図せず閉弁することが想定される。   In-cylinder direct injection internal combustion engines are in a high-load operating range, and when it is necessary to supply a large amount of fuel from the fuel injection valve, there is an upper limit on the time that can be injected, so the fuel pressure is increased. It is necessary to shorten the energization time. When the fuel pressure is increased, the force for closing the fuel injection valve is increased, and the driving force necessary for opening the fuel injection valve is increased accordingly, so that the valve opening delay is increased. In addition, due to manufacturing variations of the fuel injection valve, it is assumed that the fuel injection valve closes unintentionally during the energization time when it is desired to keep the fuel injection valve open.

この現象を回避するために、内燃機関の燃料圧力が高い場合には、燃料噴射弁へ供給する電流波形を変更する、例えば開弁電流や保持電流値を通常よりも大きくすることが考えられる。   In order to avoid this phenomenon, when the fuel pressure of the internal combustion engine is high, it is conceivable that the current waveform supplied to the fuel injection valve is changed, for example, the valve opening current or the holding current value is made larger than usual.

一方、燃料噴射弁へ供給する電流は、電源から燃料噴射制御装置を経由して供給されるため、燃料噴射弁や燃料噴射制御装置の発熱低減や燃料消費量の低減の観点からは、燃料噴射弁へ供給する電流の電流値をできるだけ小さくする必要がある。   On the other hand, since the current supplied to the fuel injection valve is supplied from the power supply via the fuel injection control device, from the viewpoint of reducing heat generation and fuel consumption of the fuel injection valve and fuel injection control device, the fuel injection valve It is necessary to make the current value of the current supplied to the valve as small as possible.

燃料噴射弁に供給する電流波形や電流値を変更できる燃料噴射制御装置においては、内燃機関の運転領域に合わせて電流波形、電流値を変更することで、上記矛盾を解消することができる。つまり、燃料噴射弁に大きな電流が必要な運転領域でのみ、大きな電流値へ変更し、通常の領域では、それより低い必要十分な電流を供給し、最小噴射量を低減する必要がある運転領域では適切な電流波形に変更することで、燃料噴射弁に求められる噴射特性と発熱低減を両立することができる。   In the fuel injection control device that can change the current waveform and current value supplied to the fuel injection valve, the contradiction can be solved by changing the current waveform and current value in accordance with the operating region of the internal combustion engine. In other words, change to a large current value only in an operating region where a large current is required for the fuel injection valve, and in a normal region, an operating region where it is necessary to supply a necessary and sufficient current lower than that to reduce the minimum injection amount. Then, by changing to an appropriate current waveform, it is possible to achieve both injection characteristics required for the fuel injection valve and heat generation reduction.

しかしながら、燃料噴射弁に供給する電流の波形あるいは電流値の大きさを変更させた場合、前述の開弁遅れ、閉弁遅れの度合いが変化し、変更前と同じ補正時間、燃料噴射弁への通電時間のままでは、所望の燃料噴射量からずれを生じ、所要の噴射量制御精度が保てなくなる虞がある。このことに対して、前述の先行技術では、このような燃料噴射量精度に対する要求には十分には対応できない。   However, if the waveform of the current supplied to the fuel injection valve or the magnitude of the current value is changed, the degree of valve opening delay and valve closing delay changes, and the same correction time as before the change is made. If the energization time is left as it is, a deviation from the desired fuel injection amount may occur, and the required injection amount control accuracy may not be maintained. On the other hand, the above-described prior art cannot sufficiently meet the demand for such fuel injection amount accuracy.

本発明の目的は、燃料噴射弁のダイナミックレンジを拡大するために、燃料噴射弁へ供給する電流波形や電流値を変更しても、燃料噴射量精度を維持、向上させることができる燃料噴射制御装置及び方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a fuel injection control capable of maintaining and improving the fuel injection amount accuracy even if the current waveform or current value supplied to the fuel injection valve is changed in order to expand the dynamic range of the fuel injection valve. It is to provide an apparatus and method.

上記目的を達成するために、本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関に供給する燃料の噴射量を電磁式の燃料噴射弁の開弁時間に換算し、前記燃料噴射弁の開、閉弁遅れを補正時間として演算し、前記開弁時間を前記補正時間によって補正して前記燃料噴射弁の通電時間を制御し、燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記燃料噴射弁に供給する電流の電流波形あるいは電流値の少なくとも何れか一方の設定を変更可能な電流波形・電流設定値変更手段と、前記電流波形・電流設定値変更手段による電流波形、電流値の設定変更に合わせて、前記燃料噴射弁の開、閉弁遅れを補正する前記補正時間を可変設定する弁応答遅れ時間演算手段とを有する。   In order to achieve the above object, a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention converts an injection amount of fuel supplied to the internal combustion engine into a valve opening time of an electromagnetic fuel injection valve, and opens the fuel injection valve. A fuel injection control device for an internal combustion engine that calculates a valve closing delay as a correction time, corrects the valve opening time by the correction time, controls an energization time of the fuel injection valve, and controls a fuel injection amount; , A current waveform / current set value changing means capable of changing the setting of at least one of the current waveform or current value of the current supplied to the fuel injection valve, and a current waveform and current by the current waveform / current set value changing means Valve response delay time calculating means for variably setting the correction time for correcting the opening and closing delays of the fuel injection valve in accordance with a change in the value setting.

また、上記目的を達成するために、本発明による内燃機関の燃料噴射制御方法は、内燃機関に供給する燃料の噴射量を電磁式の燃料噴射弁の開弁時間に換算し、前記燃料噴射弁の開、閉弁遅れを補正時間として演算し、前記開弁時間を前記補正時間によって補正して前記燃料噴射弁の通電時間を制御し、燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射制御方法であって、前記燃料噴射弁に供給する電流の電流波形あるいは電流値の少なくとも何れか一方の設定の変更に合わせて前記燃料噴射弁の開、閉弁遅れを補正する前記補正時間を変更する。   In order to achieve the above object, a fuel injection control method for an internal combustion engine according to the present invention converts an injection amount of fuel supplied to the internal combustion engine into a valve opening time of an electromagnetic fuel injection valve, and A fuel injection control method for an internal combustion engine that calculates a delay in opening and closing the valve as a correction time, controls the energization time of the fuel injection valve by correcting the valve opening time by the correction time, and controls a fuel injection amount. The correction time for correcting the delay in opening and closing of the fuel injection valve is changed in accordance with a change in the setting of at least one of the current waveform or current value of the current supplied to the fuel injection valve.

本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置及び方法によれば、燃料噴射弁に供給する電流の電流波形あるいは電流値の設定の変更に合わせて燃料噴射弁の開、閉弁遅れを補正する補正時間が変更するから、燃料噴射弁のダイナミックレンジを拡大するために、燃料噴射弁へ供給する電流波形や電流値を変更しても、燃料噴射量精度が維持、向上する。   According to the fuel injection control device and method for an internal combustion engine according to the present invention, the correction time for correcting the delay in opening and closing the fuel injection valve in accordance with the change in the setting of the current waveform or current value of the current supplied to the fuel injection valve Therefore, even if the current waveform or current value supplied to the fuel injection valve is changed in order to expand the dynamic range of the fuel injection valve, the fuel injection amount accuracy is maintained and improved.

本発明の実施形態による燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの構成図。The block diagram of the internal combustion engine system carrying the fuel-injection control apparatus by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による燃料噴射制御装置の構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the structure of the fuel-injection control apparatus by embodiment of this invention. 燃料噴射弁の電磁コイルを流れる励磁電流と燃料噴射弁の弁体の開閉弁との関係を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the relationship between the exciting current which flows through the electromagnetic coil of a fuel injection valve, and the on-off valve of the valve body of a fuel injection valve. 本実施形態の燃料噴射制御装置による燃料噴射弁の通電制御を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the electricity supply control of the fuel injection valve by the fuel-injection control apparatus of this embodiment. 燃料噴射弁の駆動パルス幅が小さい場合の燃料噴射弁の電磁コイルに流れる励磁電流と燃料噴射弁の閉弁遅れの改善についてを示すタイミングチャート。The timing chart which shows about improvement of the exciting current which flows into the electromagnetic coil of a fuel injector, and the valve closing delay of a fuel injector when the drive pulse width of a fuel injector is small. 燃料噴射弁の電磁コイルに流れる励磁電流と燃料圧力の高圧化による燃料噴射弁5の応答遅れの改善についてを示すタイミングチャート。The timing chart which shows about the improvement of the response delay of the fuel injection valve 5 by the excitation current which flows into the electromagnetic coil of a fuel injection valve, and high pressure of fuel pressure. 実施形態による燃料噴射制御装置によって燃料噴射弁の電磁コイルに供給する電流の波形を変化させて駆動した場合の燃料噴射特性を示すグラフ。The graph which shows the fuel-injection characteristic at the time of changing and changing the waveform of the electric current supplied to the electromagnetic coil of a fuel-injection valve by the fuel-injection control apparatus by embodiment. 本実施形態の燃料噴射制御装置の詳細を示すブロック図。The block diagram which shows the detail of the fuel-injection control apparatus of this embodiment. 本実施形態の燃料噴射制御装置の要部のブロック図。The block diagram of the principal part of the fuel-injection control apparatus of this embodiment. 本発明の実施形態による燃料噴射制御装置において燃料噴射弁への通電時間を演算する処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow which calculates the energization time to a fuel injection valve in the fuel-injection control apparatus by embodiment of this invention. 本実施形態による燃料噴射制御装置において、高電圧電源が故障した場合の燃料噴射弁に流れる励磁電流を示すタイミングチャート。In the fuel injection control device according to the present embodiment, a timing chart showing an excitation current flowing through a fuel injection valve when a high voltage power supply fails.

以下、図1〜図11を用いて、本発明の実施形態による燃料噴射制御装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの構成図である。
Hereinafter, the configuration and operation of the fuel injection control apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of an internal combustion engine system equipped with the fuel injection control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of an internal combustion engine system equipped with a fuel injection control device according to a first embodiment of the present invention.

内燃機関(エンジン)1は、ピストン2、吸気弁3、排気弁4を有する。吸気は、空気流量計(AFM)20を通過してスロットル弁19により流量を調整され、分岐部であるコレクタ15より吸気管10、吸気弁3を介してエンジン1の燃焼室21に供給される。燃料は、燃料タンク23から低圧燃料ポンプ24によって高圧燃料ポンプ25へ供給され、高圧燃料ポンプ25によって燃料噴射に必要な圧力に高められる。高圧燃料ポンプ25によって昇圧された燃料は、燃料噴射弁5から、エンジン1の燃焼室21に直接噴射供給され、点火コイル7、点火プラグ6で点火される。燃料噴射弁5に供給される燃料の圧力は、燃料圧力センサ26によって計測される。   The internal combustion engine (engine) 1 includes a piston 2, an intake valve 3, and an exhaust valve 4. The intake air passes through an air flow meter (AFM) 20, the flow rate of which is adjusted by a throttle valve 19, and is supplied from a collector 15, which is a branching portion, to the combustion chamber 21 of the engine 1 through the intake pipe 10 and the intake valve 3. . The fuel is supplied from the fuel tank 23 to the high-pressure fuel pump 25 by the low-pressure fuel pump 24, and is increased to a pressure necessary for fuel injection by the high-pressure fuel pump 25. The fuel boosted by the high-pressure fuel pump 25 is directly injected and supplied from the fuel injection valve 5 to the combustion chamber 21 of the engine 1 and ignited by the ignition coil 7 and the spark plug 6. The pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 5 is measured by the fuel pressure sensor 26.

燃焼後の排気ガスは、排気弁4を介して排気管11に排出される。排気管11には、排気ガス浄化のための三元触媒12が備えられている。   The exhaust gas after combustion is discharged to the exhaust pipe 11 via the exhaust valve 4. The exhaust pipe 11 is provided with a three-way catalyst 12 for purifying exhaust gas.

排気管11とコレクタ15とは、EGR通路18により接続されている。EGR通路18の途中にはEGR弁14が設けられている。EGR弁14の開度は、ECU9によって制御され、必要に応じて排気管11の中の排気ガスが吸気管10に還流される。   The exhaust pipe 11 and the collector 15 are connected by an EGR passage 18. An EGR valve 14 is provided in the middle of the EGR passage 18. The opening degree of the EGR valve 14 is controlled by the ECU 9, and the exhaust gas in the exhaust pipe 11 is recirculated to the intake pipe 10 as necessary.

ECU(エンジンコントロールユニット)9は、マイクロコンピュータを含む電子制御式のものであり、燃料噴射制御装置27を含んでおり、エンジン1のクランク角度センサ16のクランク角度信号、AFM20の空気量信号、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ13の酸素濃度信号、アクセル開度センサ22のアクセル開度信号、燃料圧力センサ26の燃料圧力信号を入力し、アクセル開度からエンジンへの要求トルクを算出するとともに、アイドル状態の判定等を行い、エンジン1に必要な吸入空気量を算出し、それに見合った開度信号をスロットル弁19に出力する。
ECU9はクランク角度センサ16のクランク角度信号からエンジン回転数を演算する回転数検出部を有する。
The ECU (engine control unit) 9 is an electronic control type including a microcomputer, and includes a fuel injection control device 27. The crank angle signal of the crank angle sensor 16 of the engine 1, the air amount signal of the AFM 20, the exhaust gas The oxygen concentration signal of the oxygen sensor 13 that detects the oxygen concentration in the gas, the accelerator opening signal of the accelerator opening sensor 22, and the fuel pressure signal of the fuel pressure sensor 26 are input, and the required torque to the engine is calculated from the accelerator opening. At the same time, the idle state is determined, the amount of intake air required for the engine 1 is calculated, and an opening signal corresponding to the intake air amount is output to the throttle valve 19.
The ECU 9 has a rotation speed detection unit that calculates the engine rotation speed from the crank angle signal of the crank angle sensor 16.

燃料噴射制御装置27は、吸入空気量に応じた燃料量を算出し、燃料噴射弁5が燃料噴射を行うための電流を出力し、点火プラグ6に点火信号を出力する。   The fuel injection control device 27 calculates a fuel amount corresponding to the intake air amount, outputs a current for the fuel injection valve 5 to perform fuel injection, and outputs an ignition signal to the spark plug 6.

次に、図2を用いて、本実施形態による燃料噴射制御装置27の構成について説明する。燃料噴射制御装置27は、一般に、図1に示したECU9に内蔵されている。   Next, the configuration of the fuel injection control device 27 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The fuel injection control device 27 is generally built in the ECU 9 shown in FIG.

燃料噴射制御装置27のCPU57は、エンジン1の運転状態に応じて適切な通電時間、噴射開始タイミングの演算を行い、駆動パルス送信線55を通じてインジェクタ駆動IC56に通電時間に相当する駆動パルスTiを送信する。駆動パルスTiを受信したインジェクタ駆動IC56は、高圧側スイッチング素子50、低圧側スイッチング素子51、接地側スイッチング素子52のオン・オフを切り替えて燃料噴射弁5の電磁コイル(開弁駆動の電磁ソレノイド)53へ励磁電流を供給する。   The CPU 57 of the fuel injection control device 27 calculates an appropriate energization time and injection start timing according to the operating state of the engine 1, and transmits a drive pulse Ti corresponding to the energization time to the injector drive IC 56 through the drive pulse transmission line 55. To do. The injector drive IC 56 that has received the drive pulse Ti switches on / off of the high-pressure side switching element 50, the low-pressure side switching element 51, and the ground-side switching element 52 to switch the electromagnetic coil of the fuel injection valve 5 (electromagnetic solenoid for valve opening drive). An exciting current is supplied to 53.

高圧側スイッチング素子50は、高電圧電源VHと電磁コイル53の高電圧側端子の間に接続されている。高電圧電源VHは、例えば、60Vであり、バッテリの電圧をDC/DCコンバータ等により昇圧することで生成される。   The high voltage side switching element 50 is connected between the high voltage power supply VH and the high voltage side terminal of the electromagnetic coil 53. The high voltage power supply VH is 60 V, for example, and is generated by boosting the battery voltage by a DC / DC converter or the like.

低圧側スイッチング素子51は、低電圧電源VBと電磁コイル53の高電圧側端子の間に接続されている。低電圧電源VBは、例えば、バッテリ電圧に相当する12Vである。   The low voltage side switching element 51 is connected between the low voltage power supply VB and the high voltage side terminal of the electromagnetic coil 53. The low voltage power supply VB is, for example, 12V corresponding to the battery voltage.

接地側スイッチング素子52は、電磁コイル53の低電圧側端子と接地電位の間に接続されている。   The ground side switching element 52 is connected between the low voltage side terminal of the electromagnetic coil 53 and the ground potential.

インジェクタ駆動IC56は、電流検出抵抗素子60により電磁コイル53に流れている電流値を検出しており、スイッチング素子50、51、52のオン・オフを切り替えることにより、目標とする電流値を保持して電磁コイル53に通電することができる。   The injector drive IC 56 detects the current value flowing through the electromagnetic coil 53 by the current detection resistor element 60, and holds the target current value by switching the switching elements 50, 51, 52 on and off. Thus, the electromagnetic coil 53 can be energized.

ダイオード58、59は、電磁コイル53に流れた電流を放電するために備えられている。低圧側スイッチング素子51と接地側スイッチング素子52が共にオフの際には、ダイオード58、59により急速に放電される。   The diodes 58 and 59 are provided for discharging the current flowing through the electromagnetic coil 53. When both the low voltage side switching element 51 and the ground side switching element 52 are off, the diodes 58 and 59 are rapidly discharged.

インジェクタ駆動IC56は、CPU57と通信線54を通じてデータの送受信を行っている。インジェクタ駆動IC56は、通信線54のデータによって電磁コイル53に供給する電流の波形や電流値の大きさを変更できる機能を有している。よって、CPU57は、内燃機関の運転状態に合わせて電磁コイル53に通電する電流値の変更や、電流波形を変化させることができる。   The injector driving IC 56 transmits and receives data through the CPU 57 and the communication line 54. The injector driving IC 56 has a function of changing the waveform of the current supplied to the electromagnetic coil 53 and the magnitude of the current value according to the data of the communication line 54. Therefore, the CPU 57 can change the current value supplied to the electromagnetic coil 53 and change the current waveform in accordance with the operating state of the internal combustion engine.

次に、燃料噴射弁5の電磁コイル53を流れる励磁電流と燃料噴射弁5の弁体の開閉弁との関係を、図3のタイミングチャートを用いて説明する。図3は、燃料噴射弁5の電磁コイル53への通電時間が通常の場合の基本的な特性を示すものであり、このうち、図3(A)はCPU57からインジェクタ駆動IC56に送る駆動パルスTiを、図3(B)は電磁コイル53に流れる励磁電流Iexを、図3(C)は、燃料噴射弁5の駆動時の弁体位置Pvを各々示している。なお、図3(C)において、opnは燃料噴射弁5の開弁位置を、clsは燃料噴射弁5の閉弁位置を示している。   Next, the relationship between the exciting current flowing through the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 and the opening / closing valve of the valve body of the fuel injection valve 5 will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG. 3 shows basic characteristics when the energization time to the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 is normal. Among these, FIG. 3A shows a drive pulse Ti sent from the CPU 57 to the injector drive IC 56. 3B shows the exciting current Iex flowing through the electromagnetic coil 53, and FIG. 3C shows the valve body position Pv when the fuel injection valve 5 is driven. In FIG. 3C, opn indicates the valve opening position of the fuel injection valve 5, and cls indicates the valve closing position of the fuel injection valve 5.

時刻t0において、CPU57により演算された燃料噴射開始タイミングになると、図3(A)に示されているように、インジェクタ駆動IC56へ駆動パルスTiが送信される。インジェクタ駆動IC56は、駆動パルスTiの信号の立ち上がり時に、図2に示した燃料噴射制御装置27の高圧側スイッチング素子50、接地側スイッチング素子52を同時にオンし、図3(B)に示されているように、電磁コイル53の迅速な開弁に必要な開弁電流を供給する。電磁コイル53には、高電圧電源VHから高電圧が印加され、開弁電流が供給される。   At the time t0, when the fuel injection start timing calculated by the CPU 57 is reached, the drive pulse Ti is transmitted to the injector drive IC 56 as shown in FIG. The injector drive IC 56 simultaneously turns on the high-pressure side switching element 50 and the ground-side switching element 52 of the fuel injection control device 27 shown in FIG. 2 when the drive pulse Ti signal rises, as shown in FIG. 3 (B). As shown in the figure, the valve opening current required for the quick opening of the electromagnetic coil 53 is supplied. A high voltage is applied to the electromagnetic coil 53 from the high voltage power supply VH, and a valve opening current is supplied.

図3(B)に示されているように、時刻t0から時間tpの経過後、励磁電流Iexの電流値がピーク電流値Ipeakに到達すると、インジェクタ駆動IC56は高圧側スイッチング素子50をオフにする。ピーク電流値Ipeakは、例えば、11Aである。このとき、電磁コイル53に与えられていた電荷はダイオード59、電磁コイル53を循環し、熱としてエネルギを散逸される。時間tpは、駆動パルスTiの立ち上がりから開弁電流値であるピーク電流値Ipeakまでの到達時間である。   As shown in FIG. 3B, when the current value of the excitation current Iex reaches the peak current value Ipeak after the elapse of time tp from time t0, the injector drive IC 56 turns off the high-voltage side switching element 50. . The peak current value Ipeak is 11 A, for example. At this time, the electric charge given to the electromagnetic coil 53 circulates through the diode 59 and the electromagnetic coil 53 and is dissipated as heat. The time tp is an arrival time from the rise of the drive pulse Ti to the peak current value Ipeak which is the valve opening current value.

時刻t1において、励磁電流Iexの電流値が電磁コイル53の開弁を維持できる第2の保持目標値Ihold2に近づくと、インジェクタ駆動IC56は、低圧側スイッチング素子51、接地側スイッチング素子52をオンとし、低電圧電源LHから電磁コイル53に通電する。電流値を、開弁を維持できる程度の第2の保持目標値Ihold2に保つように、低圧側スイッチング素子51をオン・オフする。例えば、第2の保持目標値Ihold2は3Aである。   At time t1, when the current value of the excitation current Iex approaches the second holding target value Ihold2 that can maintain the valve opening of the electromagnetic coil 53, the injector drive IC 56 turns on the low-voltage side switching element 51 and the ground-side switching element 52. Then, the electromagnetic coil 53 is energized from the low voltage power supply LH. The low pressure side switching element 51 is turned on / off so that the current value is maintained at the second holding target value Ihold2 that can maintain the valve opening. For example, the second holding target value Ihold2 is 3A.

時刻t2において、駆動パルスTiが立ち下がると、それと同時に、電磁コイル53への電流供給は停止される。   When the drive pulse Ti falls at time t2, the current supply to the electromagnetic coil 53 is stopped at the same time.

燃料噴射弁5の開閉(時点t01、t21)は、燃料噴射制御装置27の内部回路や、燃料噴射弁5までのハーネスに起因する電流の応答遅れ、発生する磁力や弁体の応答遅れによって、燃料噴射制御装置27が、真に開、閉弁させたい時点t0、t2よりも遅れる。図3(C)に示されているように、開弁時は、応答遅れ時間Tdop後に燃料噴射弁5の弁体が完全に開弁位置opnに移動し、閉弁時は、応答遅れ時間Tdcl後に燃料噴射弁5の弁体が完全に閉弁位置clsに移動する。   The opening and closing of the fuel injection valve 5 (time points t01, t21) is caused by a delay in response of current caused by the internal circuit of the fuel injection control device 27 and the harness up to the fuel injection valve 5, the generated magnetic force and the response delay of the valve body. The fuel injection control device 27 is delayed from the time points t0 and t2 at which it is desired to open and close the valve. As shown in FIG. 3C, when the valve is opened, the valve body of the fuel injection valve 5 is completely moved to the valve opening position opn after the response delay time Tdop, and when the valve is closed, the response delay time Tdcl is closed. Later, the valve body of the fuel injection valve 5 is completely moved to the valve closing position cls.

本実施形態の燃料噴射制御装置による電磁コイル53の通電制御を、図4に示されているタイミングチャートを参照して説明する。図4(A)は電磁コイル53に流れる励磁電流Iexを、図4(B)はCPU57からインジェクタ駆動IC56に送る駆動パルスTiを、図4(C)は高圧側スイッチング素子50のオン・オフ状態を、図4(D)は、低圧側スイッチング素子51のオン・オフ状態を、図4(E)は接地側スイッチング素子52のオン・オフ状態を示している。   The energization control of the electromagnetic coil 53 by the fuel injection control device of the present embodiment will be described with reference to the timing chart shown in FIG. 4A shows the excitation current Iex flowing through the electromagnetic coil 53, FIG. 4B shows the drive pulse Ti sent from the CPU 57 to the injector drive IC 56, and FIG. 4C shows the on / off state of the high-voltage side switching element 50. 4D shows the on / off state of the low-voltage side switching element 51, and FIG. 4E shows the on / off state of the ground-side switching element 52.

時刻t0において、図4(B)に示されているように、駆動パルスTiがハイレベルになる以前の時刻tb〜時刻t0の間に、図4(A)に示されているように、電磁コイル53にプリチャージ電流値Ipreをもって一定時間通電させる場合には、インジェクタ駆動IC56は、図4(D)、(E)に示されているように、プリチャージ電流通電期間(tb〜t0)に亘って低圧側スイッチング素子51と接地側スイッチング素子52とをオンする。   At time t0, as shown in FIG. 4B, between time tb and time t0 before the drive pulse Ti becomes high level, as shown in FIG. When the coil 53 is energized for a certain period of time with the precharge current value Ipre, the injector drive IC 56, as shown in FIGS. 4D and 4E, during the precharge current energization period (tb to t0). The low voltage side switching element 51 and the ground side switching element 52 are turned on.

これにより、電磁コイル53には、低電圧電源LHから電圧が印加され、低圧側スイッチング素子51がオン・オフを繰り返すことで、つまり、パルス制御(デュティ比制御)により、目標となるプリチャージ電流値Ipreを保持して通電を行う。プリチャージ電流値Ipreは、燃料噴射弁5が開弁しない程度の電流値、時間の範囲内の電流値であり、例えば、1.5A程度であってよい。   Thereby, a voltage is applied to the electromagnetic coil 53 from the low voltage power supply LH, and the low voltage side switching element 51 is repeatedly turned on and off, that is, a target precharge current is obtained by pulse control (duty ratio control). Energization is performed while maintaining the value Ipre. The precharge current value Ipre is a current value that does not open the fuel injection valve 5 and a current value within a time range, and may be about 1.5 A, for example.

このように、駆動パルスTiの立ち上がりに先立ってプリチャージ電流値Ipreをもって通電することで、駆動パルスTiの立ち上がりからピーク電流値Ipeakまでの到達時間tpを小さくすることができる。これにより、電磁コイル53の開弁遅れを小さくすることができる。   As described above, the energization is performed with the precharge current value Ipre prior to the rise of the drive pulse Ti, whereby the arrival time tp from the rise of the drive pulse Ti to the peak current value Ipeak can be reduced. Thereby, the valve opening delay of the electromagnetic coil 53 can be reduced.

時刻t0において、CPU57により演算された燃料噴射開始タイミングになると、図4(B)に示されているように、インジェクタ駆動IC56へ駆動パルスTiが送信される。インジェクタ駆動IC56は、駆動パルスTiの信号の立ち上がり時に、図4(C)、(E)に示されているように、高圧側スイッチング素子50と接地スイッチング素子52を同時にオンして、電磁コイル53の迅速な開弁に必要な開弁電流を供給する。電磁コイル53には、高電圧電源VHから高電圧が印加され、図4(A)に示されているように、開弁電流が供給される。   At time t0, when the fuel injection start timing calculated by the CPU 57 is reached, a drive pulse Ti is transmitted to the injector drive IC 56 as shown in FIG. As shown in FIGS. 4C and 4E, the injector drive IC 56 turns on the high-voltage side switching element 50 and the ground switching element 52 at the same time as shown in FIGS. The valve opening current required for the rapid valve opening is supplied. A high voltage is applied to the electromagnetic coil 53 from the high voltage power supply VH, and a valve opening current is supplied as shown in FIG.

時刻t1において、図4(A)に示されているように、励磁電流Iexの電流値がピーク電流値Ipeak(例えば、11A)に到達すると、インジェクタ駆動IC56は、図4(C)に示されているように、高圧側スイッチング素子50と接地スイッチング素子52をオフにする。これにより、電磁コイル53の電荷は、ダイオード59、電磁コイル53を循環し、熱エネルギとして散逸される。また、このとき、図4(E)に示されているように、接地側スイッチング素子52も同時にオフすることで、電磁コイル53の電荷は、ダイオード58を経由して高電圧電源VHに回生され、急速に低下する。   At time t1, when the current value of the exciting current Iex reaches the peak current value Ipeak (for example, 11A) as shown in FIG. 4 (A), the injector drive IC 56 is shown in FIG. 4 (C). As shown, the high-voltage side switching element 50 and the ground switching element 52 are turned off. Thereby, the electric charge of the electromagnetic coil 53 circulates through the diode 59 and the electromagnetic coil 53 and is dissipated as heat energy. At this time, as shown in FIG. 4E, the ground-side switching element 52 is also turned off at the same time, whereby the electric charge of the electromagnetic coil 53 is regenerated to the high voltage power source VH via the diode 58. , Decline rapidly.

時刻t2において、図4(A)に示されているように、励磁電流Iexの電流値が燃料噴射弁5の開弁を維持することができない第1の保持目標値(第1の保持電流値)Ihold1に近づくと、インジェクタ駆動IC56は、図4(D)、(E)に示されているように、低圧側スイッチング素子51、接地側スイッチング素子52をオンとし、低電圧電源LHから電磁コイル53に通電する。この時の励磁電流Iexの電流値は、低圧側スイッチング素子51のデュティ比制御によって、燃料噴射弁5の開弁を維持できない程度の第1の保持目標値Ihold1、例えば1A程度に設定される。第1の保持目標値Ihold1を保つ時間は、予め設定された時間th1としている。   At time t2, as shown in FIG. 4A, the first holding target value (first holding current value) at which the current value of the exciting current Iex cannot keep the fuel injector 5 open. ) When approaching Ihold1, the injector driving IC 56 turns on the low-voltage side switching element 51 and the ground-side switching element 52 as shown in FIGS. 4D and 4E, and the electromagnetic coil from the low-voltage power supply LH. 53 is energized. At this time, the current value of the exciting current Iex is set to a first holding target value Ihold1, for example, about 1 A, at which the opening of the fuel injection valve 5 cannot be maintained by the duty ratio control of the low-pressure side switching element 51. The time for maintaining the first hold target value Ihold1 is set to a preset time th1.

設定時間th1は、0.2ms程度である。第1の保持目標値Ihold1及び設定時間th1は、内燃機関の運転状態、例えば、エンジン回転数に応じて適正値に可変設定されてよい。   The set time th1 is about 0.2 ms. The first hold target value Ihold1 and the set time th1 may be variably set to appropriate values according to the operating state of the internal combustion engine, for example, the engine speed.

第1の保持目標値Ihold1は、燃料圧力に応じて変えるようにしてもよい。この場合、燃料圧力の増加に応じて第1の電流値Ihold1を大きくし、燃料圧力の減少に応じて第1の電流値Ihold1を小さくする。   The first holding target value Ihold1 may be changed according to the fuel pressure. In this case, the first current value Ihold1 is increased as the fuel pressure increases, and the first current value Ihold1 is decreased as the fuel pressure decreases.

また、第1の保持目標値Ihold1、設定時間th1は、燃料のアルコール濃度や、燃料温度に応じて変えるようにしてもよいものである。なお、設定時間th1については、上限を設けるようにする。これは、あまり長い時間の間、第1の保持目標値Ihold1を保持すると、閉弁する虞があり、それを避けるためである。   The first hold target value Ihold1 and the set time th1 may be changed according to the alcohol concentration of the fuel and the fuel temperature. An upper limit is set for the set time th1. This is to prevent the valve from closing if the first holding target value Ihold1 is held for an excessively long time.

設定時間th1が経過した時刻t3において、励磁電流Iexの電流値を、燃料噴射弁5が開弁を維持できる第2の保持目標値(第2の保持電流値)Ihold2に変更する。第2の保持目標値Iholdは、例えば3A程度であり、当該第2の保持目標値Iholdは、低圧側スイッチング素子51のデュティ比制御によって設定される。   At the time t3 when the set time th1 has elapsed, the current value of the excitation current Iex is changed to a second holding target value (second holding current value) Ihold2 at which the fuel injection valve 5 can be kept open. The second holding target value Ihold is, for example, about 3 A, and the second holding target value Ihold is set by the duty ratio control of the low-voltage side switching element 51.

時刻t2以降、励磁電流Iexの電流値を第1保持電流値Ihold1に維持し続けると、燃料噴射弁5が開弁を維持できず、閉弁するから、時刻t2から所定時間th1の経過した後には、励磁電流Iexの電流値を、燃料噴射弁5が開弁を維持できる第2の保持目標値Ihold2に変更する。   After the time t2, if the current value of the excitation current Iex is kept at the first holding current value Ihold1, the fuel injection valve 5 cannot be kept open and closes. Therefore, after a predetermined time th1 has elapsed from the time t2. Changes the current value of the excitation current Iex to the second holding target value Ihold2 at which the fuel injection valve 5 can keep the valve open.

第1の保持電流値Ihold1は、燃料噴射弁5の開弁を維持するのに必要十分な第2の保持電流値Ihold2よりも十分小さく、第1の保持電流値Ihold1をもって通電し続けた場合には、燃料噴射弁5が閉弁する電流値である。第1の保持電流値Ihold1と第2の保持電流値Ihold2の絶対値の差は、電流を保持する際に見られる電流値の変動(例えば、図4に示す変動幅w)よりも十分大きくしている。   The first holding current value Ihold1 is sufficiently smaller than the second holding current value Ihold2 that is necessary and sufficient to maintain the fuel injection valve 5 open, and the first holding current value Ihold1 is continuously energized with the first holding current value Ihold1. Is a current value at which the fuel injection valve 5 is closed. The difference between the absolute values of the first holding current value Ihold1 and the second holding current value Ihold2 is made sufficiently larger than the fluctuation of the current value observed when holding the current (for example, the fluctuation width w shown in FIG. 4). ing.

時刻t4において、CPU57により演算された燃料噴射パルスの終了に伴い駆動パルスTiは、図4(B)に示されているように、ローレベルとなり、高圧側スイッチング素子50、低圧側スイッチング素子51、接地側スイッチング素子52の全てがオフされ、電磁コイル53への通電は終了する。   At time t4, with the end of the fuel injection pulse calculated by the CPU 57, the drive pulse Ti becomes low level as shown in FIG. 4B, and the high voltage side switching element 50, the low voltage side switching element 51, All of the ground side switching elements 52 are turned off, and energization of the electromagnetic coil 53 is terminated.

図示例では、駆動パルスのパルス幅Tiは、例えば、1.0ms程度の場合である。そして、時刻t2が時刻t0から0.4ms後程度であり、時刻t3が時刻t0から0.6ms程度である。   In the illustrated example, the pulse width Ti of the drive pulse is, for example, about 1.0 ms. Time t2 is about 0.4 ms after time t0, and time t3 is about 0.6 ms from time t0.

次に、燃料噴射弁5の電磁コイル53に流れる励磁電流と、燃料噴射弁5の閉弁遅れの改善について、図5を参照して説明する。図5は、燃料噴射弁5の駆動パルスTiのパルス幅が小さい場合の燃料噴射弁5に流れる励磁電流と燃料噴射弁5の(弁体)の開閉弁との関係を示している。これは、例えば、駆動パルスTiが図4(B)に破線で示すように、時刻txでローレベルとなる場合を想定している。   Next, improvement of the excitation current flowing through the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 and the valve closing delay of the fuel injection valve 5 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the relationship between the excitation current flowing through the fuel injection valve 5 and the on / off valve of the (valve element) of the fuel injection valve 5 when the pulse width of the drive pulse Ti of the fuel injection valve 5 is small. This assumes, for example, a case where the drive pulse Ti becomes a low level at time tx as shown by a broken line in FIG.

図5(A)は、駆動パルスTiを、図5(B)は、励磁電流Iexの電流値を、図5(C)は、通常の燃料噴射弁5の駆動時の弁体位置Pvxを、図5(D)は本実施形態による燃料噴射弁5の駆動時の弁体位置Pvを各々示している。なお、図5(C)、(D)においても、opnは燃料噴射弁5の開弁位置を、clsは燃料噴射弁5の閉弁位置を示している。   5A shows the drive pulse Ti, FIG. 5B shows the current value of the excitation current Iex, and FIG. 5C shows the valve body position Pvx when the normal fuel injection valve 5 is driven. FIG. 5D shows the valve body position Pv when the fuel injection valve 5 according to this embodiment is driven. 5C and 5D, opn indicates the valve opening position of the fuel injection valve 5, and cls indicates the valve closing position of the fuel injection valve 5.

図5(B)において、破線aは、図3に示した励磁電流と同様に、開弁電流であるピーク電流値Ipeakをもって通電した後、高圧側スイッチング素子50と接地側スイッチング素子52を同時にオフして急速に放電し、電流値Iexを第2の保持電流値Ihold2に保持する通常の電流波形である。この場合、ピーク電流値Ipeakによる通電後、第2の保持電流値Ihold2から電流が0に消失するまでは遅れを伴うため、図5(C)に示されているように、閉弁遅れTdclaを小さくすることには限界があった。   In FIG. 5B, the broken line a indicates that the high-voltage side switching element 50 and the ground-side switching element 52 are turned off simultaneously after energization with the peak current value Ipeak, which is the valve opening current, similarly to the excitation current shown in FIG. Thus, it is a normal current waveform that is rapidly discharged and holds the current value Iex at the second holding current value Ihold2. In this case, after energization with the peak current value Ipeak, there is a delay until the current disappears from the second holding current value Ihold2 to 0, so that the valve closing delay Tdcl is set as shown in FIG. There was a limit to making it smaller.

これに対し、図5(B)において、実線cで示されているように、電励磁電流Iexの電流値がピーク電流値Ipeakに到達した後、当該電流値を、開弁を保持できない第1の保持電流値Ihold1近傍まで急速に低下させ、第1の保持電流値Ihold1になった時点で、燃料噴射弁5への通電を停止することで、電流が0に消失するまでの遅れを非常に小さくすることができる。   On the other hand, as shown by a solid line c in FIG. 5B, after the current value of the electroexcitation current Iex reaches the peak current value Ipeak, the current value is the first that cannot hold the valve opening. When the first holding current value Ihold1 is reached, the energization of the fuel injection valve 5 is stopped at the time when the holding current value Ihold1 is reduced to the vicinity of the holding current value Ihold1, so that the delay until the current disappears to 0 is greatly reduced. Can be small.

これにより、図5(D)に示されているように、駆動パルスTiのパルス幅が小さい時の閉弁遅れTdclcを通常より小さくすることができる。   As a result, as shown in FIG. 5D, the valve closing delay Tdclc when the pulse width of the drive pulse Ti is small can be made smaller than usual.

このように、第2の保持電流値Ihold2に保持する前に、第2の保持電流値Ihold2よりも小さく、開弁を維持できない程度の第1の保持電流Ihold1に保つことで、電磁コイル53の内部の電流を一旦小さくできる。従って、図4の時刻txにおいて、電磁コイル53への通電を終了した際に、電磁コイル53は速やかに閉弁し、駆動パルスTiのパルス幅が短い場合でも、閉弁遅れを小さくできる。   As described above, by maintaining the first holding current Ihold1 that is smaller than the second holding current value Ihold2 and cannot be kept open before being held at the second holding current value Ihold2, the electromagnetic coil 53 The internal current can be reduced once. Therefore, when energization to the electromagnetic coil 53 is terminated at time tx in FIG. 4, the electromagnetic coil 53 is quickly closed, and the valve closing delay can be reduced even when the pulse width of the drive pulse Ti is short.

次に、燃料噴射弁5の電磁コイル53に流れる励磁電流と、燃料圧力の高圧化による燃料噴射弁5の応答遅れの改善について、図6を参照して説明する。   Next, improvement of the response delay of the fuel injection valve 5 due to the excitation current flowing through the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 and the increase in the fuel pressure will be described with reference to FIG.

図6(A)は、駆動パルスTiを、図6(B)は、励磁電流Iexを、図6(C)は、通常の燃料噴射弁5の駆動時の弁体位置Pvxxを、図6(D)は本実施形態による燃料噴射弁5の駆動時の弁体位置Pvを各々示している。なお、図6(C)、(D)においても、opnは燃料噴射弁5の開弁位置を、clsは燃料噴射弁5の閉弁位置を示している。   6A shows the driving pulse Ti, FIG. 6B shows the exciting current Iex, FIG. 6C shows the valve element position Pvxx when the normal fuel injection valve 5 is driven, and FIG. D) each shows the valve body position Pv at the time of the drive of the fuel injection valve 5 by this embodiment. 6C and 6D, opn indicates the valve opening position of the fuel injection valve 5, and cls indicates the valve closing position of the fuel injection valve 5.

図6(B)において、点線aは、図3に示した励磁電流と同様に、内燃機関が通常の運転領域にある場合の励磁電流である。燃料圧力が高い場合、開弁時に燃料噴射弁5の閉弁に必要な駆動力が大きいため、図6(C)に示されているように、開弁遅れTdopaaは通常より大きくなる。一方、図6(B)の実線bに示されているように、プリチャージ電流Ipre値による通電を行い、さらにピーク電流値を、通常時の電流値Ipeakaaより高い電流値Ipeakbに増大させると、プリチャージ電流値Ipreによる通電によって燃料噴射弁5の電磁コイル53に流れる電流の立ち上がりが早まることと相まって、ピーク電流値の増大により発生する磁気力が増加し、弁体の開弁力が大きくなるため、開弁遅れを、図6(D)のTdopbに示されているように、小さくすることができる。   In FIG. 6B, a dotted line a is an excitation current when the internal combustion engine is in a normal operation region, similarly to the excitation current shown in FIG. When the fuel pressure is high, the driving force required to close the fuel injection valve 5 at the time of valve opening is large, so that the valve opening delay Tdopaa becomes larger than usual as shown in FIG. On the other hand, as shown by the solid line b in FIG. 6B, when energization is performed with the precharge current Ipre value and the peak current value is increased to a current value Ipeaka higher than the normal current value Ipeaka, Coupled with energization by the precharge current value Ipre, the rise of the current flowing through the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 is accelerated, the magnetic force generated by the increase of the peak current value increases, and the valve opening force of the valve body increases. Therefore, the valve opening delay can be reduced as shown by Tdopb in FIG.

さらに、第2の保持電流をIhold2aaからIhold2bへ高めることで、燃料圧力が高い場合においても、燃料噴射弁5が意図せず閉弁することを防止することができる。しかしながら、この場合には、電磁コイル53への電流供給を遮断する際の電流値が大きくなるため、図6(D)の実線に示すTdclbのように、閉弁遅れが増大する。   Further, by increasing the second holding current from Ihold2aa to Ihold2b, it is possible to prevent the fuel injection valve 5 from being unintentionally closed even when the fuel pressure is high. However, in this case, since the current value when the current supply to the electromagnetic coil 53 is cut off increases, the valve closing delay increases as indicated by Tdclb shown by the solid line in FIG.

このことに対して、図6(B)において、電磁コイル53へ供給する電流を遮断する際に、一点鎖線dに示す逆起電流Irevを電磁コイル53に流すことで、電磁コイル53に流れていた励磁電流を速やかに消失させ、弁体が閉弁位置に戻る速度を大きくすることができる。これにより、燃料噴射弁5の閉弁遅れを、図6(D)のTdcldへと短縮することが可能となる。   On the other hand, in FIG. 6B, when the current supplied to the electromagnetic coil 53 is interrupted, the counter electromotive current Irev indicated by the alternate long and short dash line d is caused to flow through the electromagnetic coil 53, thereby flowing into the electromagnetic coil 53. Thus, the exciting current can be quickly eliminated, and the speed at which the valve body returns to the valve closing position can be increased. Thereby, the valve closing delay of the fuel injection valve 5 can be shortened to Tdcld in FIG.

以上、図5、6を用いて説明してきた通り、燃料噴射弁5を駆動させる励磁電流Iexの波形、電流値を変更することで、開弁、閉弁遅れを短縮することが可能である。閉弁遅れを小さくして最小噴射量を噴射したい運転領域にある場合、あるいは燃料圧力を増加させたい高負荷の運転領域にある場合には、通常の電流波形から変更することで燃料噴射弁5の開閉弁特性を改善し、所望量の燃料を高精度に噴射することができる。   As described above with reference to FIGS. 5 and 6, valve opening delay and valve closing delay can be shortened by changing the waveform and current value of the excitation current Iex for driving the fuel injection valve 5. When in the operation region where it is desired to reduce the valve closing delay and to inject the minimum injection amount, or in the high load operation region where it is desired to increase the fuel pressure, the fuel injection valve 5 is changed by changing from the normal current waveform. The on-off valve characteristics of the fuel can be improved, and a desired amount of fuel can be injected with high accuracy.

次に、本実施形態による燃料噴射制御装置27によって燃料噴射弁5の電磁コイル53に供給する電流の波形を変化させて駆動した場合の燃料噴射特性について、図7を参照して説明する。図7は、燃料噴射弁5の電磁コイル53に対する通電時間と燃料噴射量との関係を模式的に示したグラフである。   Next, the fuel injection characteristics when the fuel injection control device 27 according to this embodiment is driven by changing the waveform of the current supplied to the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a graph schematically showing the relationship between the energization time for the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 and the fuel injection amount.

図7の線eは標準の電流波形における噴射量特性を示している。電流波形を、例えば図4(A)に示すような波形に変更した場合の噴射量特性が線fに示す破線となる。線fが通電時間1.0msで線eと重なるのは、図4(A)に示されているように、燃料噴射弁5が開弁を保持できない程度の電流値(第1の保持電流値Ihold1)を流す時刻が、通電パルス開始時刻t0から1.0ms後の時刻t3までとなっているためである。   A line e in FIG. 7 shows the injection amount characteristic in a standard current waveform. For example, the injection amount characteristic when the current waveform is changed to a waveform as shown in FIG. The line f overlaps the line e when the energization time is 1.0 ms, as shown in FIG. 4A. The current value is such that the fuel injection valve 5 cannot keep the valve open (first holding current value). This is because the time when Ihold1) flows is from the energization pulse start time t0 to the time t3 after 1.0 ms.

通電時間が0.4〜1.0msにある間は、通電終了時の電流値が第1の保持電流値Ihold1であるため、図5(B)の実線cに示す電流波形となり、閉弁遅れは図5(D)に示されているように小さくなる。よって標準の電流波形と同じ通電時間であっても、噴射量が減少するため、図7の線fに示す噴射量特性となる。通電時間が1.0ms以降は通電終了時の電流値が図4(A)の第2の保持電流値Ihold2となるため、閉弁遅れは、図3(C)に示されているように通常と同様になり、噴射量特性は線eと同一となる。   While the energization time is in the range of 0.4 to 1.0 ms, the current value at the end of energization is the first holding current value Ihold1, so that the current waveform shown by the solid line c in FIG. Becomes smaller as shown in FIG. Therefore, even when the energization time is the same as that of the standard current waveform, the injection amount decreases, and the injection amount characteristic shown by the line f in FIG. 7 is obtained. Since the current value at the end of energization becomes the second holding current value Ihold2 in FIG. 4 (A) after the energization time is 1.0 ms, the valve closing delay is usually as shown in FIG. 3 (C). The injection amount characteristic is the same as that of the line e.

次に、電流波形を、例えば図6(B)の線bに示すような波形に変更した場合には、噴射量特性は、図7の線gに示されているようになる。プリチャージ電流値Ipreによる通電を行い、その後、ピーク電流を増大させてIpeakbとしたことで、開弁遅れを低減できたため、通電時間0.4msよりも前から燃料の噴射が可能となる。   Next, when the current waveform is changed to, for example, a waveform as shown by a line b in FIG. 6B, the injection amount characteristic is as shown by a line g in FIG. By conducting energization with the precharge current value Ipre and then increasing the peak current to Ipeakb, the valve opening delay was reduced, so that fuel can be injected before the energization time of 0.4 ms.

また、図6(B)の線bに示す波形では、通常の保持電流より大きな第2の保持電流値Ihold2bとしているため、図6(D)に示されているように閉弁遅れTdclbが大きくなる。このことにより、標準の電流波形と同じ通電時間であっても、噴射量が増加するため、図7に線gで示す噴射量特性となる。   Further, in the waveform shown by the line b in FIG. 6B, the second holding current value Ihold2b is larger than the normal holding current, and therefore the valve closing delay Tdclb is large as shown in FIG. 6D. Become. As a result, even when the energization time is the same as that of the standard current waveform, the injection amount increases, and the injection amount characteristic indicated by the line g in FIG. 7 is obtained.

図7に示した噴射量特性より、燃料噴射弁5の電磁コイル53に供給する電流波形を変更した場合、噴射量特性も線e、f、gに変化する。この時、同じ通電時間tsにおいても、噴射量は各々異なる値となる。   When the current waveform supplied to the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 is changed from the injection amount characteristic shown in FIG. 7, the injection amount characteristic also changes to lines e, f, and g. At this time, even in the same energization time ts, the injection amounts have different values.

図8は、本発明による燃料噴射制御装置27の一つの実施形態を示している。本実施形態の燃料噴射制御装置27は、基本噴射時間演算部101と、非直線性補正演算部102と、弁応答遅れ演算部103とを有する。   FIG. 8 shows one embodiment of the fuel injection control device 27 according to the present invention. The fuel injection control device 27 of the present embodiment includes a basic injection time calculation unit 101, a nonlinearity correction calculation unit 102, and a valve response delay calculation unit 103.

基本噴射時間演算部101は、内燃機関が吸入した吸入空気量、吸入空気量と燃料量の混合割合(空燃比)に、ある目標値を設定する目標当量比、排気ガス中の残存酸素濃度から求まる空燃比から目標の当量比となるように補正を行う空燃比補正、エンジン1の運転領域毎に、空燃比補正がない場合の空燃比のズレを記憶し、学習分として予め燃料噴射量を補正する空燃比学習、高圧燃料配管に備えられた燃料圧力センサにより検出される燃料圧力により燃料噴射時間の補正を行う燃料圧力補正等の演算を行い、基本噴射時間を演算する。   The basic injection time calculation unit 101 calculates the amount of intake air taken in by the internal combustion engine, the target equivalence ratio for setting a certain target value to the mixing ratio (air-fuel ratio) of the intake air amount and the fuel amount, and the residual oxygen concentration in the exhaust gas. An air-fuel ratio correction for correcting the air-fuel ratio to a target equivalent ratio, a deviation of the air-fuel ratio when there is no air-fuel ratio correction is stored for each operation region of the engine 1, and a fuel injection amount is previously stored as a learning amount. The basic injection time is calculated by performing calculations such as air-fuel ratio correction to be corrected and fuel pressure correction for correcting the fuel injection time based on the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor provided in the high-pressure fuel pipe.

非直線性補正演算部102は、基本噴射時間算出後、燃料噴射弁5の特性により生じる基本噴射時間と燃料流量の非線形性を補正するための非直線性補正を行い、通電時間Teを算出する。   After calculating the basic injection time, the non-linearity correction calculation unit 102 performs non-linearity correction for correcting non-linearity between the basic injection time and the fuel flow rate caused by the characteristics of the fuel injection valve 5, and calculates the energization time Te. .

図3を用いて説明したように、燃料噴射弁5の開、閉弁には応答遅れが伴い、その応答遅れは主に燃料圧力に依存する。このことに対して、弁応答遅れ演算部103において、燃料圧力に応じた弁応答遅れ時間(補正時間)TSdを演算し、加算部104において、通電時間Teとの和を取ることで、燃料噴射弁5への最終的な通電時間Tiを算出することができる。   As described with reference to FIG. 3, there is a response delay in opening and closing the fuel injection valve 5, and the response delay mainly depends on the fuel pressure. In response to this, the valve response delay calculation unit 103 calculates the valve response delay time (correction time) TSd according to the fuel pressure, and the addition unit 104 calculates the sum of the energization time Te, thereby fuel injection. The final energization time Ti to the valve 5 can be calculated.

例えば、図3(B)に示す電流波形を通常の電流波形とし、エンジン1の運転状態に合わせて、図4(A)、図6(B)のように、燃料噴射弁5の電磁コイル53に通電する電流の電流波形、電流値の設定を変更すると、図7を用いて説明したように、同じ通電時間Tiを設定した場合でも、噴射される燃料量は異なる値となる。よって、単に、燃料圧力に応じた弁応答遅れ時間TSdによる補正では、電流波形、電流値の設定を変更後の燃料噴射量が、通常の電流波形の場合の燃料噴射量と一致しなくなる。この結果、目標当量比からのずれが生じ、エンジン1の性能向上を妨げる虞がある。   For example, the current waveform shown in FIG. 3B is a normal current waveform, and the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 is matched with the operating state of the engine 1 as shown in FIGS. 4A and 6B. When the setting of the current waveform and the current value of the current to be supplied to is changed, as described with reference to FIG. 7, even when the same energization time Ti is set, the injected fuel amount becomes a different value. Therefore, simply by the correction by the valve response delay time TSd according to the fuel pressure, the fuel injection amount after changing the setting of the current waveform and the current value does not coincide with the fuel injection amount in the case of the normal current waveform. As a result, a deviation from the target equivalent ratio occurs, which may hinder the performance improvement of the engine 1.

次に、燃料噴射弁5の電磁コイル53に通電する電流の電流波形、電流値の設定を変更した場合に対応した燃料噴射制御装置27の一つの実施形態を、図9を参照して説明する。   Next, one embodiment of the fuel injection control device 27 corresponding to a case where the setting of the current waveform and the current value of the current flowing through the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 is changed will be described with reference to FIG. .

本実施形態の燃料噴射制御装置27は、燃料噴射弁5の電磁コイル53に通電する電流の電流波形、電流値の設定変更を、図4〜図6を用いて説明したように行い、そのことをインジェクタ駆動IC56に指令する電流波形・電流値演算部105を有する。   The fuel injection control device 27 of the present embodiment changes the setting of the current waveform and the current value of the current flowing through the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 as described with reference to FIGS. Has a current waveform / current value calculation unit 105 that instructs the injector drive IC 56.

弁応答遅れ時間演算部103は、燃料圧力に応じて弁応答遅れ時間TSdを演算する演算部を、符号103a〜103nで示されているように複数個有する。演算部103a〜103nは、各々個別の特性をもって燃料圧力に応じた弁応答遅れ時間TSdを演算する。   The valve response delay time calculation unit 103 includes a plurality of calculation units that calculate the valve response delay time TSd according to the fuel pressure, as indicated by reference numerals 103a to 103n. The calculation units 103a to 103n each calculate the valve response delay time TSd corresponding to the fuel pressure with individual characteristics.

弁応答遅れ時間演算部103の後段には、弁応答遅れ時間演算部103の各演算部103a〜103nによって演算された弁応答遅れ時間TSdの一つを、電流波形・電流設定値変更手段である電流波形・電流値演算部105が出力する指令に基づいて選択するセレクタ部106が設けられている。
なお、セレクタ部106は、コンピュータのソフトフェア処理によって具現化されるものであってよい。
Following the valve response delay time calculation unit 103, one of the valve response delay times TSd calculated by the calculation units 103a to 103n of the valve response delay time calculation unit 103 is current waveform / current set value changing means. A selector unit 106 is provided for selection based on a command output from the current waveform / current value calculation unit 105.
The selector unit 106 may be realized by a software process of a computer.

エンジン1が通常の運転領域にある場合には、燃料噴射制御装置27は、図3(B)に示す電流波形をもって燃料噴射弁5の電磁コイル53に対する通電を行う。この場合の電流波形に対応した弁応答遅れ時間TSdは、電流波形・電流値演算部105よりの指令に基づくセレクタ部106の作用によって、例えば、演算部103aにおいて演算されたものが選択される。このようにして、弁応答遅れ時間演算部103とセレクタ部106とで、弁応答遅れ時間演算手段が構成される。   When the engine 1 is in the normal operation region, the fuel injection control device 27 energizes the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 with the current waveform shown in FIG. The valve response delay time TSd corresponding to the current waveform in this case is selected, for example, by the calculation unit 103a by the action of the selector unit 106 based on the command from the current waveform / current value calculation unit 105. Thus, the valve response delay time calculation unit 103 and the selector unit 106 constitute a valve response delay time calculation unit.

燃料噴射制御装置27が、図4(A)に示す電流波形をもって燃料噴射弁5の電磁コイル53に対する通電を行っている時には、同様の選択作用によって、例えば、演算部103bにおいて演算されたものが選択される。また、燃料噴射制御装置27が、図6(B)に示す電流波形ををもって燃料噴射弁5の電磁コイル53に対する通電を行っている時には、同様の選択作用によって、例えば、演算部103nにおいて演算されたものが選択される。   When the fuel injection control device 27 is energizing the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 with the current waveform shown in FIG. 4A, for example, what is calculated in the calculation unit 103b by the same selection action. Selected. Further, when the fuel injection control device 27 is energizing the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 with the current waveform shown in FIG. 6B, for example, the calculation unit 103n performs the calculation by the same selection action. Is selected.

なお、本実施形態では、3つのパターンの電流波形変更に対する弁応答遅れ時間の演算について説明したが、電流波形の変更パターンは3つに限定されることはなく、より多くのパターンに対応させることも可能である。   In the present embodiment, the calculation of the valve response delay time with respect to three patterns of current waveform changes has been described. However, the current waveform change pattern is not limited to three, and more patterns can be handled. Is also possible.

具体例として、弁応答遅れ時間演算部103とセレクタ部106とで、燃料噴射弁5の開弁初期に発生する磁気力を通常よりも増大させる電流波形、電流値の設定変更、燃料噴射弁5の駆動タイミングより以前に燃料噴射弁5が開弁しない程度の電流を供給する電流波形、電流値の設定変更、あるいは高電圧電源VHから燃料噴射弁5に供給する電流を通常よりも増大させる電流波形、電流値の設定変更を行った場合には、弁応答遅れ時間TSdを通常よりも短くする。   As a specific example, the valve response delay time calculation unit 103 and the selector unit 106 use the current waveform, the current value setting change, and the fuel injection valve 5 to increase the magnetic force generated at the initial stage of opening of the fuel injection valve 5 more than usual. The current waveform for supplying a current that does not open the fuel injection valve 5 before the drive timing, the current value setting change, or the current that increases the current supplied to the fuel injection valve 5 from the high-voltage power supply VH than usual. When the setting of the waveform and current value is changed, the valve response delay time TSd is made shorter than usual.

また、燃料噴射弁5が閉弁する直前に発生する磁気力を通常よりも減少させる電流波形、電流値の設定変更、低電圧電源VBから燃料噴射弁5に供給する電流を通常よりも減少させる電流波形、電流値の設定変更、あるいは低電圧電源VBから燃料噴射弁5に供給する電流を遮断する際に、遮断前の電流とは逆方向に電流を供給する電流波形、電流値の設定変更を行った場合には、弁応答遅れ時間TSdを通常よりも長くする。   Further, the current waveform for reducing the magnetic force generated immediately before the fuel injection valve 5 closes, the current value setting change, and the current supplied to the fuel injection valve 5 from the low voltage power source VB are reduced more than usual. Changing the current waveform and current value settings, or changing the current waveform and current value settings for supplying current in the opposite direction to the current before shutting off when the current supplied to the fuel injection valve 5 from the low-voltage power supply VB is shut off When the operation is performed, the valve response delay time TSd is made longer than usual.

次に、本実施形態の燃料噴射制御装置27による燃料噴射制御フローを、図10のフローチャートを参照して説明する。
エンジン1の運転中、ECU9は、エンジン1がどのような運転領域にあるかを判別する(ステップS100)。判別の指標としては、例えば、エンジン1の回転数、吸入空気量等が考えられる。
Next, the fuel injection control flow by the fuel injection control device 27 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
During the operation of the engine 1, the ECU 9 determines in which operating region the engine 1 is located (step S100). As an index for determination, for example, the number of revolutions of the engine 1 and the amount of intake air can be considered.

次に、ECU9は、エンジン1の運転領域判別に基づいて燃料噴射弁5の電磁コイル53に通電する電流の電流波形、電流値の設定を変更する必要があるか否かを判断する(ステップS110)。電流波形、電流値の設定変更が不要と判断された場合には、通常の弁応答遅れ時間演算結果を選択する(ステップS120)。   Next, the ECU 9 determines whether or not it is necessary to change the setting of the current waveform and the current value of the current supplied to the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 based on the operation region determination of the engine 1 (step S110). ). When it is determined that it is not necessary to change the setting of the current waveform and current value, a normal valve response delay time calculation result is selected (step S120).

これに対し、変更が必要であると判断された場合には、CPU57から燃料噴射弁インジェクタ駆動IC56へ電流波形、電流値変更の指示を、通信線54を経由して行う(ステップS130)。   On the other hand, when it is determined that the change is necessary, the CPU 57 instructs the fuel injector injector drive IC 56 to change the current waveform and current value via the communication line 54 (step S130).

インジェクタ駆動IC56は、ECU9の指示に従い、例えば、図3(B)、図4(A)、図6(B)に示すような電流波形の電流を燃料噴射弁5の電磁コイル53へ通電できるように設定を変更する。そして、CPU57は、弁応答遅れ時間演算部103の演算部103a〜103nにて算出される弁応答遅れ時間のうち、変更後の電流波形に対応するものを選択する(ステップS140)。   The injector drive IC 56 can energize the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 with a current waveform as shown in FIGS. 3B, 4A, and 6B, for example, in accordance with an instruction from the ECU 9. Change the setting to. Then, the CPU 57 selects the valve response delay time calculated by the calculation units 103a to 103n of the valve response delay time calculation unit 103, corresponding to the changed current waveform (step S140).

次に、別の演算シーケンスによって演算されている基本噴射時間に、ステップS120あるいはステップS140で演算された弁応答遅れ時間に加算し(ステップS160)、これを最終通電時間とし、燃料噴射弁5の電磁コイル53へ通電するの通電時間が決定される(ステップS170)。   Next, the basic injection time calculated by another calculation sequence is added to the valve response delay time calculated in step S120 or step S140 (step S160). The energization time for energizing the electromagnetic coil 53 is determined (step S170).

つぎに、本実施形態による燃料噴射制御装置27において、高電圧電源VHが故障した際に燃料噴射弁5の電磁コイル53に流れる励磁電流について、図11を参照して説明する。   Next, in the fuel injection control device 27 according to the present embodiment, the excitation current flowing in the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 when the high voltage power supply VH fails will be described with reference to FIG.

通常時の電流波形は、図11(A)の点線Nに示す電流波形である。高電圧電源VHが故障した場合、図11(A)に示すピーク電流値Ipeakの励磁電流Iexを供給することができなくなる。よって、この場合には低電圧電源LVから第2の保持電流値Ihold2による励磁電流Iexを供給し、燃料噴射弁5の開弁、保持を行う。   The normal current waveform is a current waveform indicated by a dotted line N in FIG. When the high voltage power supply VH fails, it becomes impossible to supply the excitation current Iex having the peak current value Ipeak shown in FIG. Therefore, in this case, the exciting current Iex with the second holding current value Ihold2 is supplied from the low voltage power supply LV, and the fuel injection valve 5 is opened and held.

この時、ピーク電流値Ipeakの励磁電流Iexが供給されないため、燃料噴射弁5の開弁初期の磁気力は小さく、開弁遅れTdopFは、通常時の開弁遅れTdopNよりも大きくなる。このため、高電圧故障時には、燃料噴射弁5の電磁コイル53への通電時間を、この開弁遅れの増加分長くすることで、通常時と同様の燃料噴射量を実現することができる。   At this time, since the exciting current Iex having the peak current value Ipeak is not supplied, the magnetic force at the initial opening of the fuel injection valve 5 is small, and the valve opening delay TdopF is larger than the normal valve opening delay TdopN. For this reason, at the time of a high voltage failure, the fuel injection amount similar to the normal time can be realized by increasing the energization time to the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 by the increase in the valve opening delay.

これには、図9、図10を用いて説明した通り、高電圧電源故障時に低電圧電源のみから燃料噴射弁5の電磁コイル53へ電流を供給するように電流波形を変更した際に、セレクタ部106によって弁応答遅れ時間演算の結果を切り替えた後、基本噴射時間に加算するとで、最終通電時間を算出することができる。   As described with reference to FIGS. 9 and 10, when the current waveform is changed so that the current is supplied from only the low voltage power source to the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 when the high voltage power source fails, the selector After the valve response delay time calculation result is switched by the unit 106, the final energization time can be calculated by adding to the basic injection time.

このように、電流波形、電流値の設定変更に合わせて、開、閉弁遅れを補正するための補正量を変化させ、燃料噴射弁5の電磁コイル53への通電時間を変更する。かかる構成により、燃料噴射弁5の電磁コイル53へ供給する電流波形や電流値を変更する際にも、燃料噴射量精度を維持、向上させることができる。   As described above, the correction amount for correcting the delay in opening and closing is changed in accordance with the change in setting of the current waveform and current value, and the energization time to the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 is changed. With such a configuration, the accuracy of the fuel injection amount can be maintained and improved even when the current waveform or current value supplied to the electromagnetic coil 53 of the fuel injection valve 5 is changed.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. Moreover, each component is not limited to the said structure, unless the characteristic function of this invention is impaired.

1 内燃機関(エンジン)
5 燃料噴射弁
9 ECU(エンジンコントロールユニット)
27 燃料噴射制御装置
50 高圧側スイッチング素子
51 低圧側スイッチング素子
52 接地側スイッチング素子
53 電磁コイル
56 インジェクタ駆動IC
57 CPU
101 基本噴射時間演算部
102 非直線補正演算部
103 弁応答遅れ時間演算部
103a〜103n 演算部
105 電流波形・電流設定値変更演算部
106 セレクタ部
VH 高電圧電源
VB 低電圧電源
1 Internal combustion engine
5 Fuel injection valve 9 ECU (Engine Control Unit)
27 Fuel Injection Control Device 50 High Pressure Side Switching Element 51 Low Pressure Side Switching Element 52 Ground Side Switching Element 53 Electromagnetic Coil 56 Injector Drive IC
57 CPU
101 Basic Injection Time Calculation Unit 102 Nonlinear Correction Calculation Unit 103 Valve Response Delay Time Calculation Units 103a to 103n Calculation Unit 105 Current Waveform / Current Set Value Change Calculation Unit 106 Selector Unit VH High Voltage Power Supply VB Low Voltage Power Supply

Claims (6)

内燃機関に供給する燃料の噴射量を電磁式の燃料噴射弁の開弁時間に換算し、前記燃料噴射弁の開、閉弁遅れを補正時間として演算し、前記開弁時間を前記補正時間によって補正して前記燃料噴射弁の通電時間を制御し、燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射制御装置は、前記燃料噴射弁に供給する電流の電流波形あるいは電流値の少なくとも何れか一方の設定を変更可能な電流波形・電流設定値変更手段と、前記電流波形・電流設定値変更手段による電流波形、電流値の設定変更に合わせて、前記燃料噴射弁の開、閉弁遅れを補正する前記補正時間を可変設定する弁応答遅れ時間演算手段と、を有して、高電圧電源から電流を前記燃料噴射弁に供給して当該電流により生じる磁気力により前記燃料噴射弁を開弁させ、その後、前記高電圧電源に代えて低電圧電源から電流を前記燃料噴射弁に供給し、当該燃料噴射弁の開弁を維持する通電制御を行い、
前記電流波形・電流設定値変更手段は、前記燃料噴射弁が閉弁する直前に発生する磁気力を通常よりも減少させる電流波形、電流値の設定変更を行い、
前記弁応答遅れ時間演算手段は、当該電流波形、電流値の設定変更に合わせて前記補正時間を通常よりも長くすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection amount supplied to the internal combustion engine is converted into the valve opening time of the electromagnetic fuel injection valve, the opening and closing delays of the fuel injection valve are calculated as correction times, and the valve opening time is calculated by the correction time. A fuel injection control device for an internal combustion engine that corrects and controls the energization time of the fuel injection valve to control the fuel injection amount,
The fuel injection control device includes: a current waveform / current set value changing means capable of changing a setting of at least one of a current waveform or a current value of a current supplied to the fuel injection valve; and the current waveform / current set value change. A valve response delay time calculating means for variably setting the correction time for correcting the opening and closing delays of the fuel injection valve in accordance with a change in setting of the current waveform and current value by the means, and a high voltage power supply Supplying a current to the fuel injector and opening the fuel injector by a magnetic force generated by the current, and then supplying a current from a low voltage power source to the fuel injector instead of the high voltage power source, Conduct energization control to keep the fuel injection valve open,
The current waveform / current set value changing means performs a setting change of a current waveform and a current value for reducing the magnetic force generated immediately before the fuel injection valve is closed than usual,
The fuel injection control device for an internal combustion engine, wherein the valve response delay time calculating means makes the correction time longer than usual in accordance with a change in setting of the current waveform and current value.
内燃機関に供給する燃料の噴射量を電磁式の燃料噴射弁の開弁時間に換算し、前記燃料噴射弁の開、閉弁遅れを補正時間として演算し、前記開弁時間を前記補正時間によって補正して前記燃料噴射弁の通電時間を制御し、燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射制御装置は、前記燃料噴射弁に供給する電流の電流波形あるいは電流値の少なくとも何れか一方の設定を変更可能な電流波形・電流設定値変更手段と、前記電流波形・電流設定値変更手段による電流波形、電流値の設定変更に合わせて、前記燃料噴射弁の開、閉弁遅れを補正する前記補正時間を可変設定する弁応答遅れ時間演算手段と、を有して、高電圧電源から電流を前記燃料噴射弁に供給して当該電流により生じる磁気力により前記燃料噴射弁を開弁させ、その後、前記高電圧電源に代えて低電圧電源から電流を前記燃料噴射弁に供給し、当該燃料噴射弁の開弁を維持する通電制御を行い、
前記電流波形・電流設定値変更手段は、前記低電圧電源から前記燃料噴射弁に供給する電流を遮断する際に、遮断前の電流とは逆方向に電流を供給する電流波形、電流値の設定変更を行い、
前記弁応答遅れ時間演算手段は、当該電流波形、電流値の設定変更に合わせて前記補正時間を通常よりも長くすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection amount supplied to the internal combustion engine is converted into the valve opening time of the electromagnetic fuel injection valve, the opening and closing delays of the fuel injection valve are calculated as correction times, and the valve opening time is calculated by the correction time. A fuel injection control device for an internal combustion engine that corrects and controls the energization time of the fuel injection valve to control the fuel injection amount,
The fuel injection control device includes: a current waveform / current set value changing means capable of changing a setting of at least one of a current waveform or a current value of a current supplied to the fuel injection valve; and the current waveform / current set value change. A valve response delay time calculating means for variably setting the correction time for correcting the opening and closing delays of the fuel injection valve in accordance with a change in setting of the current waveform and current value by the means, and a high voltage power supply Supplying a current to the fuel injector and opening the fuel injector by a magnetic force generated by the current, and then supplying a current from a low voltage power source to the fuel injector instead of the high voltage power source, Conduct energization control to keep the fuel injection valve open,
The current waveform / current set value changing means sets the current waveform and current value for supplying current in the opposite direction to the current before cutoff when the current supplied to the fuel injection valve from the low voltage power source is cut off. Make changes,
The fuel injection control device for an internal combustion engine, wherein the valve response delay time calculating means makes the correction time longer than usual in accordance with a change in setting of the current waveform and current value.
前記電流波形・電流設定値変更手段は、前記燃料噴射弁の駆動タイミングより以前に前記燃料噴射弁が開弁しない程度の電流を供給する電流波形、電流値の設定変更を行い、
前記弁応答遅れ時間演算手段は、当該電流波形、電流値の設定変更に合わせて前記補正時間を通常よりも短くすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
The current waveform / current setting value changing means performs a setting change of a current waveform and a current value for supplying a current that does not open the fuel injection valve before the drive timing of the fuel injection valve,
2. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve response delay time calculation means shortens the correction time in accordance with the setting change of the current waveform and the current value.
前記電流波形・電流設定値変更手段は、前記高電圧電源から前記燃料噴射弁に供給する電流を通常よりも増大させる電流波形、電流値の設定変更を行い、
前記弁応答遅れ時間演算手段は、当該電流波形、電流値の設定変更に合わせて前記補正時間を通常よりも短くすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
The current waveform / current setting value changing means performs a setting change of a current waveform and a current value that increase a current supplied from the high-voltage power source to the fuel injection valve more than usual.
2. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve response delay time calculation means shortens the correction time in accordance with the setting change of the current waveform and the current value.
前記電流波形・電流設定値変更手段は、前記低電圧電源から前記燃料噴射弁に供給する電流を通常よりも減少させる電流波形、電流値の設定変更を行い、
前記弁応答遅れ時間演算手段は、当該電流波形、電流値の設定変更に合わせて前記補正時間を通常よりも長くすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
The current waveform / current set value changing means performs a setting change of a current waveform and a current value for reducing current supplied from the low voltage power source to the fuel injection valve more than usual.
2. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve response delay time calculation unit makes the correction time longer than usual in accordance with a change in setting of the current waveform and the current value.
前記高電圧電源が正常か否かを判定し、
前記電流波形・電流設定値変更手段は、前記高電圧電源が正常でないと判定された時には、高電圧電源からの電流供給を中止し、低電圧電源からのみ前記燃料噴射弁に電流を供給する電流波形、電流値の設定変更を行い、
前記弁応答遅れ時間演算手段は、当該電流波形、電流値の設定変更に合わせて前記補正時間を通常よりも長くすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
Determining whether the high-voltage power supply is normal;
The current waveform / current set value changing means stops the current supply from the high voltage power supply when it is determined that the high voltage power supply is not normal, and supplies the current to the fuel injection valve only from the low voltage power supply. Change the waveform and current settings,
2. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the valve response delay time calculation unit makes the correction time longer than usual in accordance with a change in setting of the current waveform and the current value.
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