JP5584166B2 - Fuel injection control device - Google Patents

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Description

本発明は、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.

従来より、ディーゼルエンジンは、吸気通路から気筒内に導入した空気をピストンによって圧縮し、高温、高圧にする。その空気に燃料噴射弁から燃料を噴射し、燃料を自己着火させ、燃焼させている。
ディーゼルエンジンにおける燃焼過程は、噴射された燃料が可燃混合気となって自己着火する予混合燃焼期間と、その予混合燃焼期間で着火した燃料が継続して燃焼する拡散燃焼期間とに大別される。
予混合燃焼期間では、燃焼が急激に進行するため、圧力の上昇率が大きい。このため、予混合燃焼期間に噴射される燃料量が増加すると、燃焼騒音が大きくなる。 Conventionally, in a diesel engine, air introduced into a cylinder from an intake passage is compressed by a piston to be high temperature and high pressure. Fuel is injected into the air from a fuel injection valve, and the fuel is self-ignited and burned.
The combustion process in a diesel engine is broadly divided into a premixed combustion period in which the injected fuel becomes self-ignited as a combustible mixture and a diffusion combustion period in which the fuel ignited in the premixed combustion period continuously burns. The
In the premixed combustion period, the combustion proceeds rapidly, so the rate of increase in pressure is large. For this reason, if the amount of fuel injected during the premixed combustion period increases, the combustion noise increases.

そこで、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置は、内燃機関の１燃焼サイクル中にパイロット噴射により少量の燃料を噴射した後、メイン噴射により主燃料を噴射している。これにより、パイロット噴射によってできた火種が、メイン噴射の燃料を着火する。このため、メイン噴射で燃料が噴射されてからその燃料が着火するまでの時間（以下「着火遅れ時間」という）が短縮され、メイン噴射の予混合燃焼期間が減少する。したがって、燃焼騒音が抑制される。   Therefore, the fuel injection control device of a diesel engine injects a main fuel by main injection after injecting a small amount of fuel by pilot injection during one combustion cycle of the internal combustion engine. Thereby, the fire kind produced by pilot injection ignites the fuel of main injection. For this reason, the time (hereinafter referred to as “ignition delay time”) from when the fuel is injected in the main injection until the fuel is ignited is shortened, and the premix combustion period of the main injection is reduced. Therefore, combustion noise is suppressed.

特許文献１に記載の燃料噴射制御装置は、内燃機関の運転状態に基づいて設定されたメイン噴射の基準着火遅れ時間よりも、実際のメイン噴射の着火遅れ時間が長い場合、メイン噴射の噴射時期を遅角している。一方、メイン噴射の基準着火遅れ時間よりも実際のメイン噴射の着火遅れ時間が短い場合、パイロット噴射の噴射量を増量、またはパイロット噴射の噴射圧を高めている。これにより、メイン噴射の基準着火遅れ時間に実際のメイン噴射の着火遅れ時間を近づけている。   In the fuel injection control device described in Patent Document 1, when the actual ignition delay time of the main injection is longer than the reference ignition delay time of the main injection set based on the operating state of the internal combustion engine, the injection timing of the main injection Is retarded. On the other hand, when the actual ignition delay time of the main injection is shorter than the reference ignition delay time of the main injection, the injection amount of the pilot injection is increased or the injection pressure of the pilot injection is increased. Thereby, the actual ignition delay time of the main injection is brought close to the reference ignition delay time of the main injection.

特開２０１０−１９０１１９号公報JP 2010-190119 A

しかしながら、特許文献１では、メイン噴射の噴射時期を遅角すると、メイン噴射の燃料は噴射直後に着火する。この場合、メイン噴射の液相燃料から蒸発した燃料と空気との混合が不十分なまま燃焼が進行するため、排ガスにスモークが増加するおそれがある。
一方、パイロット噴射の噴射量を増量し、またはパイロット噴射の噴射圧を高めると、パイロット噴射による燃料噴霧（以下、「パイロット噴霧」という）の燃焼位置が気筒の内壁の近傍になる。この場合、メイン噴射による燃料噴霧（以下、「メイン噴霧」という）が気筒の内壁に衝突し、冷却されることで、噴射燃料に対する完全燃焼した燃焼の割合（以下、「燃焼割合」という）が低下し、排ガスにＨＣが増加するおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エミッションの排出量を低減することの可能な燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。 However, in Patent Document 1, when the injection timing of the main injection is retarded, the fuel of the main injection is ignited immediately after the injection. In this case, since the combustion proceeds with insufficient mixing of the fuel evaporated from the liquid fuel of the main injection and air, smoke may increase in the exhaust gas.
On the other hand, when the injection amount of pilot injection is increased or the injection pressure of pilot injection is increased, the combustion position of fuel spray by pilot injection (hereinafter referred to as “pilot spray”) becomes near the inner wall of the cylinder. In this case, the fuel spray by the main injection (hereinafter referred to as “main spray”) collides with the inner wall of the cylinder and is cooled, so that the ratio of the completely burned combustion with respect to the injected fuel (hereinafter referred to as “combustion ratio”). There is a risk that HC will increase in exhaust gas.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection control device capable of reducing emission emission.

請求項１に記載の発明によると、内燃機関の気筒内にメイン噴射に先立つパイロット噴射を行う燃料噴射弁を駆動制御する燃料噴射制御装置は、燃焼位置検出手段と噴射制御手段とを備える。
燃焼位置検出手段は、パイロット噴霧の燃焼位置を検出する。
噴射制御手段は、パイロット噴霧の燃焼位置が所定位置となるようにパイロット噴射の噴射時期を制御する。
ここで、所定位置は、メイン噴射による液相燃料の到達位置と、気筒内を往復移動するピストンに設けられた燃焼室の内壁または気筒の内壁との間の領域である。
これにより、メイン噴霧の着火位置が燃料噴射弁の噴射ノズルから離れた位置となるので、パイロット噴霧の燃焼によってできた火種に、メイン噴射された液相燃料から蒸発した燃料と空気とが十分に混合された状態で燃焼する。このため、スモークの排出量が低減される。また、メイン噴霧が気筒の内壁または燃焼室の内壁に衝突する前に燃焼する。このため、燃料が冷却されることなく、ＨＣの排出量が低減される。したがって、燃料噴射制御装置は、エミッションの排出量を低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, the fuel injection control device that drives and controls the fuel injection valve that performs pilot injection prior to the main injection in the cylinder of the internal combustion engine includes the combustion position detection means and the injection control means.
The combustion position detection means detects the combustion position of the pilot spray.
The injection control means controls the injection timing of the pilot injection so that the combustion position of the pilot spray becomes a predetermined position.
Here, the predetermined position is a region between the arrival position of the liquid phase fuel by the main injection and the inner wall of the combustion chamber or the inner wall of the cylinder provided in the piston that reciprocates in the cylinder.
As a result, the ignition position of the main spray becomes a position away from the injection nozzle of the fuel injection valve, so that the fuel and air evaporated from the liquid fuel injected from the main injection are sufficiently added to the fire type generated by the combustion of the pilot spray. It burns in a mixed state. For this reason, the amount of smoke discharged is reduced. Further, the main spray burns before colliding with the inner wall of the cylinder or the inner wall of the combustion chamber. For this reason, the amount of HC emission is reduced without cooling the fuel. Therefore, the fuel injection control device can reduce the emission amount.

上述したように、前記所定位置は、メイン噴射による液相燃料の到達位置と、気筒内を往復移動するピストンに設けられた燃焼室の内壁または気筒の内壁との間の領域である。
噴射ノズルから見て、メイン噴射による液相燃料の到達位置よりも遠い領域は、液相燃料から蒸発した燃料が存在する。また、噴射ノズルから見て、ピストンに設けられた燃焼室の内壁または気筒の内壁よりも近い領域は、メイン噴射の燃料が冷却されない。したがって、この領域がメイン噴霧の燃焼効率が高い適正位置である。 As described above, the predetermined position is a region between the arrival position of the liquid phase fuel by the main injection and the inner wall of the combustion chamber or the inner wall of the cylinder provided in the piston that reciprocates in the cylinder.
In a region far from the arrival position of the liquid phase fuel by the main injection as viewed from the injection nozzle, there is fuel evaporated from the liquid phase fuel. In addition, the fuel of the main injection is not cooled in a region closer to the inner wall of the combustion chamber or the inner wall of the cylinder provided in the piston when viewed from the injection nozzle. Therefore, this region is an appropriate position where the combustion efficiency of the main spray is high.

また、噴射制御手段は、パイロット噴霧の燃焼位置が燃料噴射弁の噴射ノズルから見て前記所定位置よりも遠いとき、パイロット噴射の噴射時期を内燃機関の燃焼サイクルの遅角側に補正する。一方、噴射制御手段は、パイロット噴霧の燃焼位置が前記所定位置よりも燃料噴射弁の噴射ノズルに近いとき、パイロット噴射の噴射時期を内燃機関の燃焼サイクルの進角側に補正する。
パイロット噴射の噴射時期を遅角側に補正すると、ピストンが上死点に近づいたときにパイロット噴射がされることになる。このため、パイロット噴射されてから、気筒内の温度が燃料噴霧の着火可能な温度になるまでの時間が短くなるので、パイロット噴霧の燃焼位置が燃料噴射弁の噴射ノズルに近くなる。
パイロット噴射の噴射時期を進角側に補正すると、ピストンが上死点から遠いときにパイロット噴射がされることになる。このため、パイロット噴射されてから、気筒内の温度が燃料噴霧の着火可能な温度になるまでの時間が長くなるので、パイロット噴霧の燃焼位置が噴射ノズルから遠くなる。 Further , the injection control means corrects the injection timing of the pilot injection to the retard side of the combustion cycle of the internal combustion engine when the combustion position of the pilot spray is far from the predetermined position when viewed from the injection nozzle of the fuel injection valve. On the other hand, the injection control means corrects the injection timing of the pilot injection to the advance side of the combustion cycle of the internal combustion engine when the combustion position of the pilot spray is closer to the injection nozzle of the fuel injection valve than the predetermined position.
If the injection timing of pilot injection is corrected to the retard side, pilot injection is performed when the piston approaches top dead center. For this reason, since the time from the pilot injection until the temperature in the cylinder reaches a temperature at which the fuel spray can be ignited is shortened, the combustion position of the pilot spray becomes close to the injection nozzle of the fuel injection valve.
If the injection timing of pilot injection is corrected to the advance side, pilot injection is performed when the piston is far from top dead center. For this reason, since the time from the pilot injection until the temperature in the cylinder reaches a temperature at which the fuel spray can be ignited becomes long, the combustion position of the pilot spray becomes far from the injection nozzle.

さらに、噴射制御手段は、パイロット噴射の噴射時期を内燃機関の燃焼サイクルの進角側に補正する場合、パイロット噴霧の燃焼割合が所定値以上になるように、パイロット噴射の噴射圧を下げることで噴霧の拡散を抑制する。
パイロット噴射の噴射時期を進角側に補正すると、パイロット噴射されてから気筒内の温度が燃料噴霧の着火可能な温度になるまでの時間が長くなる。このため、パイロット噴射の燃料の拡散、蒸発が進行し、混合気が薄くなることで、パイロット噴霧の燃焼割合が低下することが懸念される。
そこで、噴射制御手段は、パイロット噴霧の燃焼割合が所定値以上になるように、パイロット噴射の噴射圧を下げることで噴霧の拡散を抑制する。これにより、パイロット噴射の混合気が薄くなることなく、パイロット噴射の燃焼割合を高めることができる。
なお、所定値は、パイロット噴霧の必要燃焼割合として、例えば、パイロット噴射の燃焼割合の低減によって、メイン噴射の燃焼が悪化しエミッションの排出量が増加する値に設定される。 Further , when correcting the injection timing of the pilot injection to the advance side of the combustion cycle of the internal combustion engine, the injection control means reduces the injection pressure of the pilot injection so that the combustion ratio of the pilot spray becomes a predetermined value or more. Suppresses spray diffusion.
If the injection timing of pilot injection is corrected to the advance side, the time from the pilot injection until the temperature in the cylinder reaches a temperature at which fuel spray can be ignited becomes longer. For this reason, there is a concern that the fuel ratio of the pilot spray may be reduced by the diffusion and evaporation of the fuel in the pilot injection and the mixture becoming thinner.
Therefore, the injection control means suppresses the diffusion of the spray by lowering the injection pressure of the pilot injection so that the combustion ratio of the pilot spray becomes a predetermined value or more. Thereby, the combustion rate of pilot injection can be increased without reducing the air-fuel mixture of pilot injection.
The predetermined value is set as a necessary combustion ratio of the pilot spray, for example, a value that causes the combustion of the main injection to deteriorate and the emission amount to increase due to the reduction of the combustion ratio of the pilot injection.

請求項２に記載の発明によると、燃料噴射制御装置は、先端位置検出手段と着火時刻検出手段とを備える。
先端位置検出手段は、パイロット噴霧の先端位置を検出する。
着火時刻検出手段は、パイロット噴霧の着火時刻を検出する。
燃焼位置検出手段は、パイロット噴霧の先端位置及び着火時刻からパイロット噴霧の燃焼位置を算出する。
パイロット噴霧の先端位置は、パイロット噴射がされた後、一定の推移で変位する。
パイロット噴霧の着火時刻は、電子制御装置に格納された噴射時刻と着火遅れ時間との関係を示すマップ、または気筒内に設置した圧力センサなどから検出される。着火時刻における燃料噴霧の先端位置を算出することで、その位置を燃料噴霧の燃焼位置として代表させることができる。 According to the second aspect of the present invention, the fuel injection control device includes the tip position detecting means and the ignition time detecting means.
The tip position detecting means detects the tip position of the pilot spray.
The ignition time detection means detects the ignition time of pilot spray.
The combustion position detecting means calculates the combustion position of the pilot spray from the tip position of the pilot spray and the ignition time.
The tip position of the pilot spray is displaced with a constant transition after the pilot injection.
The ignition time of the pilot spray is detected from a map showing the relationship between the injection time stored in the electronic control unit and the ignition delay time, or a pressure sensor installed in the cylinder. By calculating the tip position of the fuel spray at the ignition time, the position can be represented as the combustion position of the fuel spray.

請求項３に記載の発明によると、先端位置検出手段は、パイロット噴霧の先端位置を、下記に示すパイロット噴射期間中の燃料噴霧の先端位置の予測式と、パイロット噴射終了後の燃料噴霧の先端位置の予測式とから算出する。
（１）パイロット噴射期間中の燃料噴霧の先端位置の予測式：
Ｓ＝Ｖ・ｔ／Ｃ0
（２）パイロット噴射終了後の燃料噴霧の先端位置の予測式：
Ｓ＝（Ｃ1＋Ｃ2ｌｏｇa（Ｃ3（ｔ−Ｔｉ＋１）））／Ｃ0
但し、Ｓ：パイロット噴霧の先端位置、Ｖ：パイロット噴霧の噴射初期速度、ｔ：パイロット噴射開始後の経過時間、Ｔｉ：パイロット噴射時間、Ｃ0、Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、ａ：定数
パイロット噴射期間中の燃料噴霧の先端位置は、燃料噴霧の噴射初期速度とパイロット噴射開始後の経過時間に比例する。
パイロット噴射終了後の燃料噴霧の先端位置は、所定の対数関数として表される。
パイロット噴射の噴射期間中と噴射終了後とで予測式を切り替えることで、パイロット噴霧の先端位置を精度よく予測することができる。 According to the third aspect of the present invention, the tip position detecting means determines the tip position of the pilot spray, the prediction formula of the tip position of the fuel spray during the pilot injection period shown below, and the tip of the fuel spray after the pilot injection ends. Calculated from the position prediction formula.
(1) Prediction formula of fuel spray tip position during pilot injection period:
S = V · t / C 0
(2) Prediction formula for the tip position of fuel spray after pilot injection:
S = (C 1 + C 2 log a (C 3 (t−Ti + 1))) / C 0
However, S: Pilot spray tip position, V: Pilot spray initial velocity, t: Elapsed time after the start of pilot injection, Ti: Pilot injection time, C 0 , C 1 , C 2 , C 3 , a: Constant The tip position of the fuel spray during the pilot injection period is proportional to the initial spray speed of the fuel spray and the elapsed time after the start of pilot injection.
The tip position of the fuel spray after the end of pilot injection is expressed as a predetermined logarithmic function.
By switching the prediction formula between the injection period of the pilot injection and after the end of the injection, the tip position of the pilot spray can be accurately predicted.

請求項４に記載の発明によると、噴射期間中の予測式及び噴射終了後の予測式において、パイロット噴霧の噴射初期速度Ｖ、定数Ｃ0、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ1及びａは、下記の通り設定される。
パイロット噴霧の噴射初期速度Ｖは、パイロット噴射時の気筒内の圧力とパイロット噴射圧力との差の平方根に比例した値とする。
定数Ｃ0は、パイロット噴射時刻の気筒内の空気密度に比例した値とする。
定数Ｃ2は、パイロット噴射圧力が高いほど小さくする。
定数Ｃ3は、パイロット噴射圧力が高いほど大きくする。
定数Ｃ1は、Ｖ・Ｔｉとする。
定数ａは、内燃機関の運転状態及びメイン噴射の条件で変更することなく、燃料噴射弁の仕様により設定する。
これにより、所定の対数関数として表されるパイロット噴射終了後の燃料噴霧の先端位置を、正確に算出することができる。 According to the invention described in claim 4 , in the prediction formula during the injection period and the prediction formula after the end of the injection, the initial spray injection speed V, the constants C 0 , C 2 , C 3 , C 1 and a are as follows: It is set as follows.
The initial spray velocity V of the pilot spray is a value proportional to the square root of the difference between the pressure in the cylinder at the time of pilot injection and the pilot injection pressure.
The constant C 0 is a value proportional to the air density in the cylinder at the pilot injection time.
Constant C 2 is so small that the pilot injection pressure is high.
The constant C 3 is increased as the pilot injection pressure is higher.
The constant C 1 is V · Ti.
The constant a is set according to the specifications of the fuel injection valve without changing depending on the operating state of the internal combustion engine and the conditions of the main injection.
Thereby, the tip position of the fuel spray after the pilot injection expressed as a predetermined logarithmic function can be accurately calculated.

請求項５に記載の発明によると、燃料噴射制御装置は、気筒内にパイロット噴射の噴射方向に並べられ、気筒内の燃料の燃焼に基づく信号を出力する複数の燃焼検出センサを備える。
燃焼位置検出手段は、複数の燃焼検出センサから出力される信号に基づきパイロット噴霧の燃焼位置を検出する。
これにより、予測式を用いることなく、燃料噴霧の燃焼位置を検出することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the fuel injection control device includes a plurality of combustion detection sensors arranged in the cylinder in the injection direction of the pilot injection and outputting a signal based on the combustion of the fuel in the cylinder.
The combustion position detection means detects the combustion position of the pilot spray based on signals output from the plurality of combustion detection sensors.
Thereby, the combustion position of fuel spray can be detected without using a prediction formula.

請求項６に記載の発明によると、燃焼検出センサは、圧力センサ、光センサまたはイオンプローブセンサである。
燃焼位置検出手段は、複数の燃焼検出センサから出力された信号の強度を比較することでパイロット噴霧の燃焼位置を検出する。
これにより、予測式を用いることなく、燃料噴霧の燃焼位置を検出することができる。 According to the invention described in claim 6 , the combustion detection sensor is a pressure sensor, an optical sensor, or an ion probe sensor.
The combustion position detection means detects the combustion position of the pilot spray by comparing the intensities of signals output from the plurality of combustion detection sensors.
Thereby, the combustion position of fuel spray can be detected without using a prediction formula.

請求項７に記載の発明によると、燃焼検出センサは、圧力センサまたはイオンプローブセンサである。
燃焼位置検出手段は、複数の燃焼検出センサから信号が出力された時刻を比較することでパイロット噴霧の燃焼位置を検出する。
これにより、燃料噴霧の燃焼位置を検出することができる。 According to the invention described in claim 7 , the combustion detection sensor is a pressure sensor or an ion probe sensor.
The combustion position detection means detects the combustion position of the pilot spray by comparing the times when signals are output from the plurality of combustion detection sensors.
Thereby, the combustion position of fuel spray can be detected.

本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置が適用されたディーゼルエンジンの構成図である。1 is a configuration diagram of a diesel engine to which a fuel injection control device according to a first embodiment of the present invention is applied. 本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置の電子制御装置のブロック図である。1 is a block diagram of an electronic control unit of a fuel injection control device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the fuel-injection control apparatus by 1st Embodiment of this invention. パイロット噴射の噴射時期と気筒内の空気密度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the injection timing of pilot injection, and the air density in a cylinder. パイロット噴射の噴射時期と着火遅れ時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the injection timing of pilot injection, and an ignition delay time. 気筒内の空気密度と燃料噴霧の先端位置との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the air density in a cylinder, and the front-end | tip position of fuel spray. 燃料噴霧の先端位置の予測式の精度を検証実験した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having conducted verification experiment of the precision of the prediction formula of the tip position of fuel spray. 燃料噴霧の先端位置の予測式の精度の検証実験した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of verification experiment of the precision of the prediction formula of the tip position of fuel spray. パイロット噴霧の燃焼位置とエミッション排出量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the combustion position of pilot spray, and the amount of emissions. メイン噴射による燃料噴霧を示す摸式図である。It is a model diagram which shows the fuel spray by main injection. パイロット噴射の噴射時期と燃料噴霧の先端位置との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the injection timing of pilot injection, and the tip position of fuel spray. パイロット噴射の噴射圧と燃焼割合との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the injection pressure of pilot injection, and a combustion ratio. 本発明の第２実施形態による燃料噴射制御装置を適用したディーゼルエンジンの平面図である。It is a top view of the diesel engine to which the fuel-injection control apparatus by 2nd Embodiment of this invention is applied. 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線の断面図である。It is sectional drawing of the XIV-XIV line | wire of FIG. 燃焼検出センサの出力を示すグラフである。It is a graph which shows the output of a combustion detection sensor. 本発明の第３実施形態による燃料噴射制御装置を適用したディーゼルエンジンの平面図である。It is a top view of the diesel engine to which the fuel-injection control apparatus by 3rd Embodiment of this invention is applied. 図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線の断面図である。It is sectional drawing of the XVII-XVII line of FIG. 燃焼検出センサの出力を示すグラフである。It is a graph which shows the output of a combustion detection sensor.

以下、本発明の複数の実施形態による燃料噴射制御装置を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置が用いられる内燃機関としてのディーゼルエンジン１の構成を図１に示す。エンジン１は、複数の気筒２を有するシリンダブロック３と、シリンダヘッド４とを備える。気筒内には、ピストン５が往復移動可能に収容されている。ピストン５は、コネクティングロッド６を経由してエンジン１の出力軸である図示しないクランクシャフトに連結されている。
気筒２の内壁、シリンダヘッド４の気筒側の壁面、及びピストン５のシリンダヘッド側の壁面により燃焼室７が形成されている。燃焼室７には、吸気通路８および排気通路９が連通している。吸気通路８には、吸気量を調節するスロットル弁１０が設けられている。 Hereinafter, a fuel injection control device according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows the configuration of a diesel engine 1 as an internal combustion engine in which the fuel injection control device according to the first embodiment of the present invention is used. The engine 1 includes a cylinder block 3 having a plurality of cylinders 2 and a cylinder head 4. A piston 5 is accommodated in the cylinder so as to be reciprocally movable. The piston 5 is connected via a connecting rod 6 to a crankshaft (not shown) that is an output shaft of the engine 1.
A combustion chamber 7 is formed by the inner wall of the cylinder 2, the cylinder side wall of the cylinder head 4, and the cylinder head side wall of the piston 5. An intake passage 8 and an exhaust passage 9 communicate with the combustion chamber 7. The intake passage 8 is provided with a throttle valve 10 for adjusting the intake air amount.

シリンダヘッド４には、燃焼室７に燃料を噴射する燃料噴射弁１１が取り付けられている。燃料噴射弁１１は、蓄圧配管としてのコモンレール１２に接続されている。コモンレール１２には、燃料配管１３を通じてサプライポンプ１４から高圧燃料が供給される。
燃料噴射弁１１は、燃焼室７に露出する噴射ノズル１５に設けられた噴孔を開閉するニードル１６、及びそのニードル１６を駆動するアクチュエータ１７を備えている。アクチュエータ１７への通電を電子制御装置（ＥＣＵ）１８が制御することで、燃料噴射弁１１の燃料噴射が駆動制御される。
ＥＣＵ１８には、アクセル開度センサ１９、吸入空気量センサ２０、クランク角センサ２１、コモンレール圧センサ２２、吸気温センサ２３、水温センサ２４、インテークマニホールド内圧センサ２５および気筒内圧力センサなどから信号が入力される。ＥＣＵ１８は、これらの信号からエンジン１の運転状態を検出し、燃料噴射弁１１を駆動制御する。
図２に示すように、ＥＣＵ１８は、制御ブロックとして、先端位置検出手段２７、着火時刻検出手段２８、燃焼位置検出手段２９、噴射制御手段３０などを備えている。これらの機能については後述する。 A fuel injection valve 11 that injects fuel into the combustion chamber 7 is attached to the cylinder head 4. The fuel injection valve 11 is connected to a common rail 12 as a pressure accumulation pipe. High pressure fuel is supplied to the common rail 12 from a supply pump 14 through a fuel pipe 13.
The fuel injection valve 11 includes a needle 16 that opens and closes an injection hole provided in the injection nozzle 15 exposed to the combustion chamber 7, and an actuator 17 that drives the needle 16. The electronic control unit (ECU) 18 controls the energization of the actuator 17 so that the fuel injection of the fuel injection valve 11 is driven and controlled.
The ECU 18 receives signals from an accelerator opening sensor 19, an intake air amount sensor 20, a crank angle sensor 21, a common rail pressure sensor 22, an intake air temperature sensor 23, a water temperature sensor 24, an intake manifold internal pressure sensor 25, a cylinder internal pressure sensor, and the like. Is done. The ECU 18 detects the operating state of the engine 1 from these signals, and drives and controls the fuel injection valve 11.
As shown in FIG. 2, the ECU 18 includes a tip position detection means 27, an ignition time detection means 28, a combustion position detection means 29, an injection control means 30 and the like as control blocks. These functions will be described later.

吸気通路８からスロットル弁１０を通過し、気筒内に導入された空気は、ピストン５によって圧縮され、高温、高圧となる。その空気に燃料噴射弁１１から燃料が噴射されると、燃料は自己着火し、燃焼する。
ＥＣＵ１８は、燃料噴射弁１１のアクチュエータ１７への通電を制御する。燃料噴射弁１１は、エンジンの１燃焼サイクルで、燃料噴射弁１１からパイロット噴射により少量の燃料を噴射した後、メイン噴射により主燃料を噴射する。これにより、パイロット噴射でできた火種が、メイン噴射で噴射された燃料を着火する。このため、メイン噴射で燃料が噴射されてからその燃料が着火するまでの着火遅れ時間が短縮される。したがって、メイン噴射の予混合燃焼期間が減少し、燃焼騒音が抑制される。
なお、本実施形態の燃料噴射弁１１には、パイロット噴射の噴射量及び噴射圧と、メイン噴射の噴射量及び噴射圧とをそれぞれ独立して制御可能な圧力可変システムが採用されている。 The air that passes through the throttle valve 10 from the intake passage 8 and is introduced into the cylinder is compressed by the piston 5 and becomes high temperature and high pressure. When fuel is injected from the fuel injection valve 11 into the air, the fuel self-ignites and burns.
The ECU 18 controls energization to the actuator 17 of the fuel injection valve 11. The fuel injection valve 11 injects a small amount of fuel from the fuel injection valve 11 by pilot injection and then main fuel by main injection in one combustion cycle of the engine. Thereby, the fire type produced by pilot injection ignites the fuel injected by main injection. For this reason, the ignition delay time from when the fuel is injected in the main injection until the fuel is ignited is shortened. Therefore, the premixed combustion period of main injection is reduced, and combustion noise is suppressed.
The fuel injection valve 11 of the present embodiment employs a variable pressure system that can independently control the injection amount and injection pressure of pilot injection and the injection amount and injection pressure of main injection.

次に、本実施形態の燃料噴射制御装置がパイロット噴射の噴射時期及び噴射圧を制御する方法を図３のフローチャートおよび図４〜図１２のグラフなどに基づいて説明する。
燃料噴射制御装置は、エンジン１の始動と共に制御を開始する。
ステップ１で、ＥＣＵ１８は、エンジン１に設置された各センサ１９〜２５から入力された信号からエンジン１の運転状態を検出する。そして、エンジン１の運転状態に基づき、気筒内への吸入空気量、並びにパイロット噴射の噴射時期、噴射圧及び噴射量を決定する。 Next, a method in which the fuel injection control device of this embodiment controls the injection timing and injection pressure of pilot injection will be described based on the flowchart of FIG. 3 and the graphs of FIGS.
The fuel injection control device starts control when the engine 1 is started.
In step 1, the ECU 18 detects the operating state of the engine 1 from signals input from the sensors 19 to 25 installed in the engine 1. Then, based on the operating state of the engine 1, the amount of intake air into the cylinder, the injection timing of pilot injection, the injection pressure, and the injection amount are determined.

ステップ２で、ＥＣＵ１８は、パイロット噴射時刻の気筒内の空気密度を算出する。図４に示すように、噴射時刻が進角側から遅角側になるに従い気筒内の空気密度は高くなり、ピストン５の上死点（ＴＤＣ）で最高値となる。これに基づき、ＥＣＵ１８は、パイロット噴射時刻の気筒内の空気密度を算出することが可能である。   In step 2, the ECU 18 calculates the air density in the cylinder at the pilot injection time. As shown in FIG. 4, the air density in the cylinder increases as the injection time changes from the advance side to the retard side, and reaches the highest value at the top dead center (TDC) of the piston 5. Based on this, the ECU 18 can calculate the air density in the cylinder at the pilot injection time.

ステップ３で、着火時刻検出手段２８は、パイロット噴霧の着火時刻を検出する。図５に示すように、噴射時刻が進角側から遅角側になるに従い、気筒内の空気密度及びそれに伴う気筒内の温度が高くなるので、着火遅れ時間が短くなる。これに基づき、着火時刻検出手段２８は、燃料噴霧の着火時刻を検出することが可能である。なお、着火時刻検出手段２８は、気筒内に設置した圧力センサ、光センサまたはイオンプローブセンサ、若しくはエンジン１の運転状態などにより、燃料噴霧の着火時刻を検出してもよい。   In step 3, the ignition time detection means 28 detects the ignition time of the pilot spray. As shown in FIG. 5, as the injection time is changed from the advance side to the retard side, the air density in the cylinder and the accompanying temperature in the cylinder increase, so the ignition delay time is shortened. Based on this, the ignition time detection means 28 can detect the ignition time of fuel spray. Note that the ignition time detection means 28 may detect the ignition time of the fuel spray from a pressure sensor, an optical sensor or an ion probe sensor installed in the cylinder, or an operating state of the engine 1.

ステップ４で、燃焼位置検出手段２９は、ステップ３で算出された着火時刻と、パイロット噴霧の先端位置とから、燃料噴霧の燃焼位置を算出する。着火時刻における燃料噴霧の先端位置は、燃料噴霧の燃焼位置として近似させることができる。
先端位置検出手段２７は、パイロット噴霧の先端位置を下記の予測式によって算出する。
（１）パイロット噴射期間中の燃料噴霧の先端位置の予測式
Ｓ＝Ｖ・ｔ／Ｃ0・・・（式１）
（２）パイロット噴射終了後の燃料噴霧の先端位置の予測式
Ｓ＝（Ｃ1＋Ｃ2ｌｏｇa（Ｃ3（ｔ−Ｔｉ＋１）））／Ｃ0・・・（式２）
但し、Ｓ：パイロット噴霧の先端位置、Ｖ：パイロット噴霧の噴射初期速度、ｔ：パイロット噴射開始後の経過時間、Ｔｉ：パイロット噴射時間、Ｃ0、Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、ａ：定数
式１において、パイロット噴射期間中の燃料噴霧の先端位置は、燃料噴霧の噴射初期速度とパイロット噴射開始後の経過時間に比例する。
式２において、パイロット噴射終了後の燃料噴霧の先端位置は、所定の対数関数として表される。 In step 4, the combustion position detection means 29 calculates the fuel spray combustion position from the ignition time calculated in step 3 and the pilot spray tip position. The tip position of the fuel spray at the ignition time can be approximated as the combustion position of the fuel spray.
The tip position detecting means 27 calculates the tip position of the pilot spray according to the following prediction formula.
(1) Prediction formula of fuel spray tip position during pilot injection period S = V · t / C 0 (Formula 1)
(2) Prediction formula of fuel spray tip position after completion of pilot injection S = (C 1 + C 2 log a (C 3 (t−Ti + 1))) / C 0 (Equation 2)
However, S: Pilot spray tip position, V: Pilot spray initial velocity, t: Elapsed time after the start of pilot injection, Ti: Pilot injection time, C 0 , C 1 , C 2 , C 3 , a: Constant In Equation 1, the tip position of the fuel spray during the pilot injection period is proportional to the initial spray speed of the fuel spray and the elapsed time after the start of pilot injection.
In Equation 2, the tip position of the fuel spray after the end of pilot injection is expressed as a predetermined logarithmic function.

上述した式１、式２において、パイロット噴霧の噴射初期速度Ｖは、パイロット噴射時のエンジン１の気筒内の圧力とパイロット噴射圧力との差の平方根に比例した値とする。
定数Ｃ0は、パイロット噴射時刻のエンジン１の気筒内の空気密度が高いほど大きくする。図６に示すように、気筒内の空気密度と、噴射開始から一定時間経過後の燃料噴霧の先端位置とは、比例の関係にある。これに基づき、定数Ｃ0は設定される。
定数Ｃ2はパイロット噴射圧力が高いほど小さくし、定数Ｃ3はパイロット噴射圧力が高いほど大きくする。噴射圧力が高いときは燃料噴霧の移動速度の減衰が速く、噴射圧力が低いときは燃料噴霧の移動速度の減衰が遅いからである。
定数Ｃ1は、パイロット噴射終了時（ｔ＝Ｔｉ時）の式（１）と式（２）の値が一致するようＣ1＝Ｖ・Ｔｉとする。
定数ａは、エンジン１の運転状態及びメイン噴射の条件で変更することなく、噴射ノズル１５の噴孔径またはニードル１６の開弁速度など燃料噴射弁１１の仕様により設定する。燃料噴射弁１１の仕様に対応するためである。
これにより、所定の対数関数として表されるパイロット噴射終了後の燃料噴霧の先端位置を正確に算出することができる。 In the above-described formulas 1 and 2, the initial spray velocity V of the pilot spray is a value proportional to the square root of the difference between the pressure in the cylinder of the engine 1 at the time of pilot injection and the pilot injection pressure.
The constant C 0 is increased as the air density in the cylinder of the engine 1 at the pilot injection time is higher. As shown in FIG. 6, there is a proportional relationship between the air density in the cylinder and the tip position of the fuel spray after a certain time has elapsed from the start of injection. Based on this, the constant C 0 is set.
The constant C 2 is decreased as the pilot injection pressure is increased, and the constant C 3 is increased as the pilot injection pressure is increased. This is because when the injection pressure is high, the fuel spray moving speed is attenuated rapidly, and when the injection pressure is low, the fuel spray moving speed is attenuated slowly.
The constant C 1 is set to C 1 = V · Ti so that the values of Expression (1) and Expression (2) at the end of pilot injection (when t = Ti) are the same.
The constant a is set according to the specifications of the fuel injection valve 11 such as the nozzle hole diameter of the injection nozzle 15 or the valve opening speed of the needle 16 without being changed depending on the operating state of the engine 1 and the main injection conditions. This is to meet the specifications of the fuel injection valve 11.
Thereby, the tip position of the fuel spray after the end of pilot injection expressed as a predetermined logarithmic function can be accurately calculated.

上述した予測式の精度を検証した実験結果を図７および図８に示す。
図７では、燃料噴射弁１１の噴射圧をＰ１としたときに予測式により算出した噴霧先端位置を実線Ａ，Ｂで示す。また、気筒２と略同じ条件で形成された容器内で燃料噴射弁１１から噴射圧Ｐ１で燃料を噴射したときの噴霧先端位置をカメラ撮影した噴霧先端位置を破線Ｃ，Ｄで示す。
実線Ａおよび破線Ｃは、燃料噴射弁１１の開弁時間がＱ１の場合を示すものである。実線Ａにおいて、燃料噴射開始から噴射終了となる時刻ｔ１までは、式１により噴霧先端位置を算出した。時刻ｔ１以降は、式２により噴霧先端位置を算出した。
実線Ｂおよび破線Ｄは、燃料噴射弁１１の開弁時間がＱ２の場合を示すものである。実線Ｂにおいて、燃料噴射開始から噴射終了となる時刻ｔ２までは、式１により噴霧先端位置を算出した。時刻ｔ２以降は、式２により噴霧先端位置を算出した。 Experimental results for verifying the accuracy of the prediction formula described above are shown in FIGS.
In FIG. 7, the spray tip position calculated by the prediction formula when the injection pressure of the fuel injection valve 11 is P1 is indicated by solid lines A and B. Also, broken lines C and D indicate spray tip positions obtained by photographing the spray tip position when fuel is injected from the fuel injection valve 11 at the injection pressure P1 in a container formed under substantially the same conditions as the cylinder 2.
A solid line A and a broken line C indicate the case where the valve opening time of the fuel injection valve 11 is Q1. In the solid line A, the spray tip position is calculated by Equation 1 from the start of fuel injection to the time t1 when the injection ends. After the time t1, the spray tip position was calculated using Equation 2.
A solid line B and a broken line D indicate the case where the valve opening time of the fuel injection valve 11 is Q2. On the solid line B, the spray tip position is calculated by Equation 1 from the start of fuel injection to the time t2 when the injection ends. After the time t2, the spray tip position was calculated by Equation 2.

図８では、燃料噴射弁１１の噴射圧をＰ２としたときに予測式により算出した噴霧先端位置を実線Ｅ，Ｆで示す。また、気筒２と略同じ条件で形成された容器内で燃料噴射弁１１から噴射圧Ｐ２で燃料を噴射したときの噴霧先端位置をカメラ撮影した噴霧先端位置を破線Ｇ，Ｈで示す。
実線Ｅおよび破線Ｇは、燃料噴射弁１１の開弁時間がＱ１の場合を示すものである。実線Ｅにおいて、燃料噴射開始から噴射終了となる時刻ｔ３までは、式１により噴霧先端位置を算出した。時刻ｔ３以降は、式２により噴霧先端位置を算出した。
実線Ｆおよび破線Ｈは、燃料噴射弁１１の開弁時間がＱ２の場合を示すものである。実線Ｆにおいて、燃料噴射開始から噴射終了となる時刻ｔ４までは、式１により噴霧先端位置を算出した。時刻ｔ４以降は、式２により噴霧先端位置を算出した。
図７および図８に示すように、燃料噴射弁１１の噴射圧及び開弁時間が異なる場合において、上述した予測式の精度の高さが確認された。 In FIG. 8, the spray tip position calculated by the prediction formula when the injection pressure of the fuel injection valve 11 is P2 is indicated by solid lines E and F. Also, broken lines G and H indicate spray tip positions obtained by photographing the spray tip position when fuel is injected from the fuel injection valve 11 at the injection pressure P2 in a container formed under substantially the same conditions as the cylinder 2.
A solid line E and a broken line G indicate the case where the valve opening time of the fuel injection valve 11 is Q1. On the solid line E, the spray tip position was calculated by Equation 1 from the start of fuel injection to the time t3 when the injection ended. After the time t3, the spray tip position was calculated by Equation 2.
A solid line F and a broken line H indicate the case where the valve opening time of the fuel injection valve 11 is Q2. In the solid line F, the spray tip position is calculated by Equation 1 from the start of fuel injection to the time t4 when the injection ends. After the time t4, the spray tip position was calculated by Equation 2.
As shown in FIGS. 7 and 8, when the injection pressure and the valve opening time of the fuel injection valve 11 are different, the accuracy of the prediction formula described above was confirmed.

次に、ステップ５で、パイロット噴霧の燃焼位置が、メイン噴霧の燃焼効率が高い適正位置の範囲内にあるか否か判定される。図９の実線Ｉに示すように、パイロット噴霧の燃焼位置が、適正位置αよりも燃料噴射弁１１の噴射ノズル１５に近い場合、メイン噴射の燃料が燃焼したときに発生するスモークが多くなる。一方、図９の実線Ｊに示すように、パイロット噴霧の燃焼位置が、噴射ノズル１５からみて適正位置αよりも遠い場合、メイン噴射の燃料が燃焼したときに発生するＨＣが多くなる。これに基づき、適正位置αは設定される。   Next, in step 5, it is determined whether or not the combustion position of the pilot spray is within the range of an appropriate position where the combustion efficiency of the main spray is high. As shown by the solid line I in FIG. 9, when the combustion position of the pilot spray is closer to the injection nozzle 15 of the fuel injection valve 11 than the appropriate position α, more smoke is generated when the fuel of the main injection is combusted. On the other hand, as shown by the solid line J in FIG. 9, when the combustion position of the pilot spray is far from the appropriate position α when viewed from the injection nozzle 15, more HC is generated when the fuel of the main injection burns. Based on this, the appropriate position α is set.

パイロット噴霧の燃焼位置が適正位置αの外側にある場合にスモーク又はＨＣが増加する理由を図１０を参照して説明する。図１０は、メイン噴霧を摸式的に示したものである。
メイン噴射による燃料は、液相３１として噴射された燃料が蒸発した噴霧３２となり空気と混合する。パイロット噴霧の燃焼位置がメイン噴射の液相到達距離よりも噴射ノズル１５に近い場合、メイン噴射の燃料は蒸発した燃料と空気とが十分に混合されていない状態で燃焼するので、スモークが増加する。
一方、パイロット噴霧の燃焼位置がピストン５に設けられた燃焼室７の内壁（ピストン５の凹部）または気筒２の内壁（シリンダブロック３の内周）に隣接する場合、メイン噴射の燃料は燃焼室７の内壁または気筒２の内壁に衝突し、冷却されることで燃焼割合が低下する。このため、ＨＣが増加する。
したがって、パイロット噴射およびメイン噴射の噴射時刻が早いためにシリンダヘッド４とピストン５とが離れている場合、燃料噴霧の燃焼効率が高い適正位置αは、メイン噴射の液相到達位置と気筒２の内壁との間の領域α１である。
一方、パイロット噴射およびメイン噴射の噴射時刻が遅いためにシリンダヘッド４とピストン５とが近い場合、燃料噴霧の燃焼効率が高い適正位置αは、メイン噴射の液相到達位置とピストン５の燃焼室７の内壁との間の領域α２である。 The reason why smoke or HC increases when the pilot spray combustion position is outside the appropriate position α will be described with reference to FIG. FIG. 10 schematically shows the main spray.
The fuel by the main injection becomes a spray 32 in which the fuel injected as the liquid phase 31 is evaporated and mixed with air. When the combustion position of the pilot spray is closer to the injection nozzle 15 than the liquid phase reach distance of the main injection, the fuel of the main injection burns in a state where the evaporated fuel and the air are not sufficiently mixed, so smoke increases. .
On the other hand, when the combustion position of the pilot spray is adjacent to the inner wall of the combustion chamber 7 (recessed portion of the piston 5) provided in the piston 5 or the inner wall of the cylinder 2 (inner periphery of the cylinder block 3), the fuel of the main injection is the combustion chamber. It collides with the inner wall of 7 or the inner wall of the cylinder 2 and is cooled, so that the combustion rate decreases. For this reason, HC increases.
Therefore, when the cylinder head 4 and the piston 5 are separated because the pilot injection time and the main injection time are early, the appropriate position α where the fuel spray combustion efficiency is high is the liquid phase arrival position of the main injection and the cylinder 2 position. It is area | region (alpha) 1 between inner walls.
On the other hand, when the cylinder head 4 and the piston 5 are close because the injection times of the pilot injection and the main injection are late, the appropriate position α where the fuel spray combustion efficiency is high is the liquid phase arrival position of the main injection and the combustion chamber of the piston 5. 7 is an area α2 between the inner wall 7 and the inner wall 7.

パイロット噴霧の燃焼位置が適正位置αにある場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、処理はステップ１に戻る。燃料噴射制御装置は、ステップ１で決定したパイロット噴射の噴射時期、噴射圧及び噴射量に基づき、燃料噴射弁１１のアクチュエータ１７への通電を制御する。
これに対し、パイロット噴霧の燃焼位置が適正位置αにない場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理はステップ６に移行する。
ステップ６からステップ１０では、ステップ１で決定したパイロット噴射の噴射時期、噴射圧の補正が行われる。 When the combustion position of the pilot spray is at the appropriate position α (S5: YES), the process returns to step 1. The fuel injection control device controls energization to the actuator 17 of the fuel injection valve 11 based on the injection timing, injection pressure, and injection amount of the pilot injection determined in step 1.
On the other hand, when the combustion position of the pilot spray is not at the appropriate position α (S5: NO), the process proceeds to step 6.
From step 6 to step 10, the pilot injection timing and injection pressure determined in step 1 are corrected.

ステップ６では、パイロット噴霧の燃焼位置が適正位置αよりも噴射ノズル１５に近いとき、その燃焼位置が適正位置αに収まるようにパイロット噴射の噴射時期を進角側に補正するための進角量が噴射制御手段３０によって算出される。
一方、パイロット噴霧の燃焼位置が噴射ノズル１５から見て適正位置αよりも遠いとき、その燃焼位置が適正位置αに収まるようにパイロット噴射の噴射時期を遅角側に補正するための遅角量が噴射制御手段３０によって算出される。 In step 6, when the combustion position of the pilot spray is closer to the injection nozzle 15 than the appropriate position α, the advance amount for correcting the injection timing of the pilot injection to the advance side so that the combustion position falls within the appropriate position α. Is calculated by the injection control means 30.
On the other hand, when the combustion position of the pilot spray is far from the appropriate position α when viewed from the injection nozzle 15, the retard amount for correcting the injection timing of the pilot injection to the retard side so that the combustion position falls within the appropriate position α. Is calculated by the injection control means 30.

図１１では、気筒内の空気密度がρ１の場合のパイロット噴霧の先端位置を実線Ｋに示す。気筒内の空気密度がρ２の場合のパイロット噴霧の先端位置を実線Ｌに示す。図１１において、気筒内の空気密度は、ρ１＞ρ２である。
気筒内の空気密度がρ１のときの所定時刻に噴射されたパイロット噴霧の噴射から一定時間経過後の先端位置がＭにあるとする。そのパイロット噴射の噴射時期を進角側に制御する場合、気筒内の空気密度が低くなるので、実線Ｋのグラフから実線Ｌのグラフによって噴霧先端位置を検出することになる。
さらに、進角側に制御することで、気筒内の温度が低くなるので、噴射開始から着火までの着火遅れ時間が矢印Ｎに示すように長くなる。これにより、噴霧先端位置はＯとなる。
一方、気筒内の空気密度がρ２のときの所定時刻で噴射されたパイロット噴霧の噴射から一定時間経過後の先端位置がＯにあるとする。そのパイロット噴射の噴射時期を遅角側に制御する場合、気筒内の空気密度が高くなるので、実線Ｌのグラフから実線Ｋのグラフによって噴霧先端位置を検出することになる。さらに、遅角側に制御することで、気筒内の温度が高くなるので、着火遅れ時間が短くなる。これにより、噴霧先端位置はＭとなる。 In FIG. 11, the solid line K indicates the tip position of the pilot spray when the air density in the cylinder is ρ1. A solid line L indicates the tip position of the pilot spray when the air density in the cylinder is ρ2. In FIG. 11, the air density in the cylinder is ρ1> ρ2.
It is assumed that the tip position is M at a certain time after the pilot spray injected at a predetermined time when the air density in the cylinder is ρ1. When the injection timing of the pilot injection is controlled to the advance side, the air density in the cylinder becomes low, so that the spray tip position is detected from the solid line K graph by the solid line L graph.
Further, by controlling to the advance side, the temperature in the cylinder is lowered, so that the ignition delay time from the start of injection to ignition becomes longer as indicated by the arrow N. Thereby, the spray tip position becomes O.
On the other hand, it is assumed that the tip position after a certain time has elapsed from the injection of pilot spray injected at a predetermined time when the air density in the cylinder is ρ2 is O. When the injection timing of the pilot injection is controlled to the retard side, the air density in the cylinder increases, and therefore the spray tip position is detected from the solid line L graph by the solid line K graph. Further, by controlling to the retard side, the temperature in the cylinder becomes higher, so that the ignition delay time becomes shorter. As a result, the spray tip position is M.

続くステップ７では、パイロット噴射の噴射時期を進角側に補正する場合、その補正による燃焼割合（燃焼量）の低下が算出される。
図１２では、パイロット噴射の噴射圧がＰ１とＰ２の場合における噴射時刻と燃焼割合との関係を示す。噴射圧Ｐ１の場合における噴射時刻と燃焼割合との関係を実線Ｐに示し、噴射圧Ｐ２の場合における噴射時刻と燃焼割合との関係を実線Ｑに示す。パイロット噴射の噴射圧は、Ｐ１＞Ｐ２である。
噴射圧Ｐ１の場合に噴射時刻Ｔ１で噴射されたパイロット噴霧の燃焼割合をＲとする。そのパイロット噴射の噴射時刻をＴ１からＴ２へ進角側へ補正する場合、気筒内の温度が低下することで、着火遅れ時間が長くなる。このため、パイロット噴射の燃料の拡散、蒸発が進行し、混合気が薄くなる。したがって、パイロット噴霧の燃焼割合が矢印Ｕに示すように低下し、燃焼割合がＶとなる。 In subsequent step 7, when the injection timing of the pilot injection is corrected to the advance side, a reduction in the combustion ratio (combustion amount) due to the correction is calculated.
FIG. 12 shows the relationship between the injection time and the combustion rate when the injection pressure of pilot injection is P1 and P2. The solid line P shows the relationship between the injection time and the combustion rate at the injection pressure P1, and the solid line Q shows the relationship between the injection time and the combustion rate at the injection pressure P2. The injection pressure of pilot injection is P1> P2.
Let R be the combustion ratio of the pilot spray injected at the injection time T1 in the case of the injection pressure P1. When the injection time of the pilot injection is corrected from T1 to T2 toward the advance side, the ignition delay time becomes longer as the temperature in the cylinder decreases. For this reason, the diffusion and evaporation of the fuel in the pilot injection proceeds, and the air-fuel mixture becomes thin. Therefore, the combustion rate of pilot spray decreases as indicated by arrow U, and the combustion rate becomes V.

ステップ８では、パイロット噴霧の燃焼割合が所定値以上か否かが判定される。この所定値は、パイロット噴霧の必要燃焼割合として、例えば、パイロット噴霧の燃焼割合の低減によってメイン噴射の燃焼が悪化しエミッションの排出量が増加する値に設定される。
パイロット噴霧の燃焼割合が所定値未満のとき（Ｓ８：ＮＯ）、処理はステップ９に移行する。パイロット噴霧の燃焼割合が所定値以上のとき（Ｓ８：ＹＥＳ）、処理はステップ１０に移行する。 In step 8, it is determined whether the combustion rate of the pilot spray is equal to or greater than a predetermined value. This predetermined value is set as a required combustion rate of the pilot spray, for example, a value that causes the combustion of the main injection to deteriorate due to the reduction of the combustion rate of the pilot spray and the emission emission amount to increase.
When the combustion rate of the pilot spray is less than a predetermined value (S8: NO), the process proceeds to step 9. When the combustion rate of the pilot spray is equal to or greater than a predetermined value (S8: YES), the process proceeds to step 10.

ステップ９では、パイロット噴射の噴射圧の補正値が算出される。パイロット噴射の噴射圧をＰ１からＰ２に下げると、噴霧の拡散が抑制されることで、パイロット噴射の混合気が薄くなることが抑制される。これにより、図１２の実線Ｑに示すように、パイロット噴霧の燃焼割合が高くなる。これに基づき、噴射制御手段３０は、パイロット噴射の噴射圧を、噴射時刻Ｔ２において燃焼割合が所定位置以上となる噴射圧Ｐ２に設定する。これにより、燃焼割合がＲに維持される。   In step 9, a correction value for the injection pressure of pilot injection is calculated. When the injection pressure of the pilot injection is lowered from P1 to P2, the spread of the spray is suppressed, so that the air-fuel mixture of the pilot injection is suppressed from being thinned. Thereby, as shown by the solid line Q in FIG. 12, the combustion ratio of the pilot spray increases. Based on this, the injection control means 30 sets the injection pressure of the pilot injection to an injection pressure P2 at which the combustion ratio becomes a predetermined position or more at the injection time T2. As a result, the combustion ratio is maintained at R.

ステップ１０では、ステップ１で決定したパイロット噴射の噴射時期、噴射圧が補正される。補正後の噴射時期、噴射圧に基づき、燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁１１のアクチュエータ１７への通電を制御する。なお、本実施形態の燃料噴射弁１１は圧力可変システムが採用されているので、パイロット噴射の噴射圧を低下しても、メイン噴射の噴射圧に影響はない。   In step 10, the injection timing and injection pressure of pilot injection determined in step 1 are corrected. Based on the corrected injection timing and injection pressure, the fuel injection control device controls energization to the actuator 17 of the fuel injection valve 11. In addition, since the fuel injection valve 11 of this embodiment employs a variable pressure system, even if the injection pressure of the pilot injection is reduced, the injection pressure of the main injection is not affected.

本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（１）本実施形態では、パイロット噴霧の燃焼位置が適正位置αとなるようにパイロット噴射の噴射時期を制御する。その適正位置αは、メイン噴射の液相到達位置と気筒２の内壁との間の領域α１、または、メイン噴射の液相到達位置とピストン５に設けられた燃焼室７の内壁との間の領域α２である。これにより、メイン噴射による液相燃料から蒸発した燃料と空気とが十分に混合された状態で燃焼が進行するので、スモークの排出量が低減される。また、メイン噴射の燃料は燃焼室７の内壁または気筒２の内壁に衝突する前に燃焼するので、燃料が冷却されることなく、ＨＣの排出量が低減される。
（２）本実施形態では、パイロット噴霧の燃焼位置が噴射ノズル１５から見て適正位置αよりも遠いとき、パイロット噴射の噴射時期を遅角側に補正する。これにより、パイロット噴霧の着火遅れ時間が短くなるので、パイロット噴霧の燃焼位置が燃料噴射弁１１の噴射ノズル１５に近くなる。
一方、パイロット噴霧の燃焼位置が適正位置αよりも噴射ノズル１５に近いとき、パイロット噴射の噴射時期を進角側に補正する。これにより、パイロット噴霧の着火遅れ時間が長くなるので、パイロット噴霧の燃焼位置が噴射ノズル１５から遠くなる。
（３）本実施形態では、パイロット噴射の噴射時期を進角側に補正したとき、パイロット噴霧の燃焼割合が所定値未満になると、パイロット噴射の噴射圧を下げることで噴霧の拡散を抑制する。これにより、着火遅れ時間の延長に起因してパイロット噴射の混合気の濃度が薄くなることが抑制される。したがって、パイロット噴霧の燃焼割合を高めることができる。
（４）本実施形態では、パイロット噴霧の先端位置と着火時刻からパイロット噴霧の燃焼位置を算出する。着火時刻における燃料噴霧の先端位置を算出することで、その位置を燃料噴霧の燃焼位置として近似させることができる。
（５）本実施形態では、パイロット噴霧の先端位置を噴射期間中の予測式（式１）及び噴射終了後の予測式（式２）から算出する。
パイロット噴射の噴射期間中と噴射終了後とで予測式を切り替えることで、パイロット噴霧の先端位置を精度よく予測することができる。また、パイロット噴射の噴射圧力に基づいて定数Ｃ2およびＣ3を調整することで、噴射終了後の燃料噴霧の先端位置を正確に算出することができる。 In the present embodiment, the following effects are obtained.
(1) In the present embodiment, the injection timing of pilot injection is controlled so that the combustion position of pilot spray becomes the appropriate position α. The proper position α is a region α1 between the liquid phase arrival position of the main injection and the inner wall of the cylinder 2 or between the liquid phase arrival position of the main injection and the inner wall of the combustion chamber 7 provided in the piston 5. Region α2. As a result, the combustion proceeds in a state where the fuel evaporated from the liquid phase fuel by the main injection and the air are sufficiently mixed, so that the amount of smoke discharged is reduced. Further, since the fuel of the main injection burns before colliding with the inner wall of the combustion chamber 7 or the inner wall of the cylinder 2, the amount of HC emission is reduced without cooling the fuel.
(2) In this embodiment, when the combustion position of pilot spray is far from the appropriate position α when viewed from the injection nozzle 15, the injection timing of pilot injection is corrected to the retard side. Thereby, the ignition delay time of the pilot spray is shortened, and the combustion position of the pilot spray becomes close to the injection nozzle 15 of the fuel injection valve 11.
On the other hand, when the combustion position of the pilot spray is closer to the injection nozzle 15 than the appropriate position α, the injection timing of the pilot injection is corrected to the advance side. As a result, the ignition delay time of the pilot spray becomes longer, and the combustion position of the pilot spray becomes far from the injection nozzle 15.
(3) In the present embodiment, when the injection timing of the pilot injection is corrected to the advance side, if the combustion rate of the pilot spray becomes less than a predetermined value, the diffusion of the spray is suppressed by reducing the injection pressure of the pilot injection. Thereby, it is suppressed that the concentration of the air-fuel mixture of pilot injection becomes thin due to the extension of the ignition delay time. Therefore, the combustion rate of pilot spray can be increased.
(4) In this embodiment, the combustion position of the pilot spray is calculated from the tip position of the pilot spray and the ignition time. By calculating the tip position of the fuel spray at the ignition time, the position can be approximated as the combustion position of the fuel spray.
(5) In the present embodiment, the tip position of the pilot spray is calculated from the prediction formula (Formula 1) during the injection period and the prediction formula after Formulation (Formula 2).
By switching the prediction formula between the injection period of the pilot injection and after the end of the injection, the tip position of the pilot spray can be accurately predicted. Further, by adjusting the constants C 2 and C 3 based on the injection pressure of the pilot injection, the tip position of the fuel spray after the injection can be accurately calculated.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による燃料噴射制御装置が用いられるエンジンを図１３及び図１４に示す。以下、複数の実施形態において、上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、シリンダヘッド４の燃焼室側の壁面に複数の燃焼検出センサ４１〜４５が設けられている。複数の燃焼検出センサ４１〜４５は、図１４の矢印Ｘで示すパイロット噴射の噴射方向に並べて配置されている。燃焼検出センサ４１〜４５は、例えば圧力センサ、光センサまたはイオンプローブセンサである。
燃焼検出センサ４１〜４５は、気筒内の燃料の燃焼に基づく信号を出力する。燃焼検出センサ４１〜４５から出力される信号は、ＥＣＵ１８に伝送される。燃焼検出センサ４１〜４５から出力された信号を図１５に例示する。図１５に示す４１〜４５の符号は、図１３及び図１４の燃焼検出センサ４１〜４５から出力された信号に相当する。
ＥＣＵ１８の燃焼位置検出手段２９は、複数の燃焼検出センサ４１〜４５から出力された信号の強度を比較する。図１５では、燃焼検出センサ４３の出力が最大である。したがって、燃焼位置検出手段２９は、燃焼検出センサ４３の直下またはその近傍がパイロット噴霧の燃焼位置であることを検出する。
噴射制御手段３０は、パイロット噴霧の燃焼位置が適正位置αか否かを判定する。噴射制御手段３０は、パイロット噴霧の燃焼位置が適正位置αでない場合、適正位置αとなるようにパイロット噴射の噴射時期および噴射圧を制御する。
本実施形態では、予測式を用いることなく、パイロット噴霧の燃焼位置を正確に検出することができる。 (Second Embodiment)
FIGS. 13 and 14 show an engine in which the fuel injection control device according to the second embodiment of the present invention is used. Hereinafter, in a plurality of embodiments, the same numerals are given to the composition substantially the same as a 1st embodiment mentioned above, and explanation is omitted. In the present embodiment, a plurality of combustion detection sensors 41 to 45 are provided on the wall surface of the cylinder head 4 on the combustion chamber side. The plurality of combustion detection sensors 41 to 45 are arranged side by side in the injection direction of the pilot injection indicated by the arrow X in FIG. The combustion detection sensors 41 to 45 are, for example, pressure sensors, optical sensors, or ion probe sensors.
The combustion detection sensors 41 to 45 output signals based on the combustion of fuel in the cylinder. Signals output from the combustion detection sensors 41 to 45 are transmitted to the ECU 18. The signals output from the combustion detection sensors 41 to 45 are illustrated in FIG. The codes | symbols 41-45 shown in FIG. 15 are corresponded to the signal output from the combustion detection sensors 41-45 of FIG.13 and FIG.14.
The combustion position detection means 29 of the ECU 18 compares the strengths of signals output from the plurality of combustion detection sensors 41 to 45. In FIG. 15, the output of the combustion detection sensor 43 is the maximum. Therefore, the combustion position detection means 29 detects that the combustion position of the pilot spray is directly under or near the combustion detection sensor 43.
The injection control means 30 determines whether or not the combustion position of the pilot spray is the appropriate position α. When the pilot spray combustion position is not the appropriate position α, the injection control means 30 controls the injection timing and the injection pressure of the pilot injection so as to be the appropriate position α.
In the present embodiment, the combustion position of the pilot spray can be accurately detected without using a prediction formula.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による燃料噴射制御装置が用いられるエンジンを図１６及び図１７に示す。本実施形態では、シリンダヘッド４に設けられた複数の燃焼検出センサ４６〜４８は、例えば圧力センサまたはイオンプローブセンサである。
燃焼検出センサ４６〜４８から出力された信号を図１８に例示する。図１８に示す４６〜４８の符号は、図１６及び図１７の燃焼検出センサ４６〜４８から出力された信号に相当する。
ＥＣＵ１８の燃焼位置検出手段２９は、複数の燃焼検出センサ４６〜４８から出力された信号の強度を比較する。図１８では、燃焼検出センサ４７、４６、４８の順に信号が出力されている。時刻Ｓ２と時刻Ｓ１との差が燃焼検出センサ４７に対する燃焼検出センサ４６の検出遅れ時間Ｙであり、時刻Ｓ３と時刻Ｓ１との差が燃焼検出センサ４７に対する燃焼検出センサ４８の検出遅れ時間Ｚである。
燃焼位置検出手段２９は、燃焼検出センサ４６〜４８の検出時間の差を検出し、気筒内の空気密度と温度から算出した圧力伝播速度を基にパイロット噴霧の燃焼位置を検出する。
本実施形態では、予測式を用いることなく、パイロット噴霧の燃焼位置を正確に検出することができる。 (Third embodiment)
FIGS. 16 and 17 show an engine in which the fuel injection control device according to the third embodiment of the present invention is used. In the present embodiment, the plurality of combustion detection sensors 46 to 48 provided in the cylinder head 4 are, for example, pressure sensors or ion probe sensors.
The signals output from the combustion detection sensors 46 to 48 are illustrated in FIG. Reference numerals 46 to 48 shown in FIG. 18 correspond to signals output from the combustion detection sensors 46 to 48 of FIGS. 16 and 17.
The combustion position detection means 29 of the ECU 18 compares the intensity of signals output from the plurality of combustion detection sensors 46 to 48. In FIG. 18, signals are output in the order of the combustion detection sensors 47, 46 and 48. The difference between time S2 and time S1 is the detection delay time Y of the combustion detection sensor 46 relative to the combustion detection sensor 47, and the difference between time S3 and time S1 is the detection delay time Z of the combustion detection sensor 48 relative to the combustion detection sensor 47. is there.
The combustion position detection means 29 detects the difference in detection time of the combustion detection sensors 46 to 48, and detects the combustion position of the pilot spray based on the pressure propagation speed calculated from the air density and temperature in the cylinder.
In the present embodiment, the combustion position of the pilot spray can be accurately detected without using a prediction formula.

（他の実施形態）
上述した実施形態では、噴射制御手段は、パイロット噴霧の燃焼位置が適正位置となるようにパイロット噴射の噴射時期を制御した。これに対し、他の実施形態では、吸気通路に設けられた過給機の過給圧を変更することでパイロット噴霧の移動速度を変え、燃焼位置を制御してもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。 (Other embodiments)
In the embodiment described above, the injection control means controls the injection timing of the pilot injection so that the combustion position of the pilot spray becomes an appropriate position. On the other hand, in another embodiment, the moving speed of the pilot spray may be changed by changing the supercharging pressure of the supercharger provided in the intake passage to control the combustion position.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.

１ ・・・ディーゼルエンジン（内燃機関）
２ ・・・気筒
５ ・・・ピストン
７ ・・・燃焼室
１１・・・燃料噴射弁
１８・・・ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）
２７・・・先端位置検出手段
２８・・・着火時刻検出手段
２９・・・燃焼位置検出手段
３０・・・噴射制御手段 1 ... Diesel engine (internal combustion engine)
2 ... Cylinder 5 ... Piston 7 ... Combustion chamber 11 ... Fuel injection valve 18 ... ECU (fuel injection control device)
27 ... tip position detection means 28 ... ignition time detection means 29 ... combustion position detection means 30 ... injection control means

Claims (7)

内燃機関の気筒内にメイン噴射に先立つパイロット噴射を行う燃料噴射弁を駆動制御する燃料噴射制御装置であって、
前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼位置を検出する燃焼位置検出手段と、
前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼位置が所定位置となるように前記パイロット噴射の噴射時期を制御する噴射制御手段とを備え、
前記所定位置は、前記メイン噴射による液相燃料の到達位置と、前記気筒内を往復移動するピストンに設けられた燃焼室の内壁または前記気筒の内壁との間の領域であり、
前記噴射制御手段は、
前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼位置が前記燃料噴射弁の噴射ノズルから見て前記所定位置よりも遠いとき、前記パイロット噴射の噴射時期を前記内燃機関の燃焼サイクルの遅角側に補正し、
前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼位置が前記所定位置よりも前記燃料噴射弁の前記噴射ノズルに近いとき、前記パイロット噴射の噴射時期を前記内燃機関の燃焼サイクルの進角側に補正すると共に、前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼割合が所定値以上になるように、前記パイロット噴射の噴射圧を下げることで噴霧の拡散を抑制することを特徴とする燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device that drives and controls a fuel injection valve that performs pilot injection prior to main injection in a cylinder of an internal combustion engine,
Combustion position detecting means for detecting the combustion position of the fuel spray by the pilot injection;
Injection control means for controlling the injection timing of the pilot injection so that the combustion position of the fuel spray by the pilot injection becomes a predetermined position ;
The predetermined position is a region between a position where the liquid fuel is reached by the main injection and an inner wall of a combustion chamber or an inner wall of the cylinder provided in a piston that reciprocates in the cylinder,
The injection control means includes
When the combustion position of the fuel spray by the pilot injection is far from the predetermined position when viewed from the injection nozzle of the fuel injection valve, the injection timing of the pilot injection is corrected to the retard side of the combustion cycle of the internal combustion engine,
When the combustion position of fuel spray by the pilot injection is closer to the injection nozzle of the fuel injection valve than the predetermined position, the injection timing of the pilot injection is corrected to the advance side of the combustion cycle of the internal combustion engine, and A fuel injection control device, characterized by suppressing spray diffusion by lowering an injection pressure of the pilot injection so that a combustion ratio of fuel spray by pilot injection becomes a predetermined value or more . 内燃機関の気筒内にメイン噴射に先立つパイロット噴射を行う燃料噴射弁を駆動制御する燃料噴射制御装置であって、
前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼位置を検出する燃焼位置検出手段と、
前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼位置が所定位置となるように前記パイロット噴射の噴射時期を制御する噴射制御手段と、
前記パイロット噴射による燃料噴霧の先端位置を検出する先端位置検出手段と、
前記パイロット噴射による燃料噴霧の着火時刻を検出する着火時刻検出手段とを備え、
前記所定位置は、前記メイン噴射による液相燃料の到達位置と、前記気筒内を往復移動するピストンに設けられた燃焼室の内壁または前記気筒の内壁との間の領域であり、
前記燃焼位置検出手段は、前記パイロット噴射による燃料噴霧の先端位置及び着火時刻から前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼位置を算出することを特徴とする燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device that drives and controls a fuel injection valve that performs pilot injection prior to main injection in a cylinder of an internal combustion engine,
Combustion position detecting means for detecting the combustion position of the fuel spray by the pilot injection;
Injection control means for controlling the injection timing of the pilot injection so that the combustion position of the fuel spray by the pilot injection becomes a predetermined position;
Tip position detecting means for detecting the tip position of the fuel spray by the pilot injection;
Ignition time detection means for detecting the ignition time of fuel spray by the pilot injection ,
The predetermined position is a region between a position where the liquid fuel is reached by the main injection and an inner wall of a combustion chamber or an inner wall of the cylinder provided in a piston that reciprocates in the cylinder,
The fuel injection control device, wherein the combustion position detecting means calculates a combustion position of the fuel spray by the pilot injection from a tip position and an ignition time of the fuel spray by the pilot injection . 前記先端位置検出手段は、前記パイロット噴射による燃料噴霧の先端位置を、下記に示すパイロット噴射期間中の燃料噴霧の先端位置の予測式と、パイロット噴射終了後の燃料噴霧の先端位置の予測式とから算出することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
（１）パイロット噴射期間中の燃料噴霧の先端位置の予測式：
Ｓ＝Ｖ・ｔ／Ｃ0
（２）パイロット噴射終了後の燃料噴霧の先端位置の予測式：
Ｓ＝（Ｃ1＋Ｃ2ｌｏｇa（Ｃ3（ｔ−Ｔｉ＋１）））／Ｃ0
但し、Ｓ：パイロット噴射による燃料噴霧の先端位置、Ｖ：パイロット噴射による燃料噴霧の噴射初期速度、ｔ：パイロット噴射開始後の経過時間、Ｔｉ：パイロット噴射時間、Ｃ0、Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、ａ：定数 The tip position detection means includes a prediction formula for the tip position of the fuel spray during the pilot injection period shown below, and a prediction formula for the tip position of the fuel spray after the pilot injection ends. The fuel injection control device according to claim 2 , wherein the fuel injection control device is calculated from:
(1) Prediction formula of fuel spray tip position during pilot injection period:
S = V · t / C 0
(2) Prediction formula for the tip position of fuel spray after pilot injection:
S = (C 1 + C 2 log a (C 3 (t−Ti + 1))) / C 0
Where S: tip position of fuel spray by pilot injection, V: initial injection speed of fuel spray by pilot injection, t: elapsed time after start of pilot injection, Ti: pilot injection time, C 0 , C 1 , C 2 , C 3 , a: constant 前記パイロット噴射期間中の燃料噴霧の先端位置の予測式、及び前記パイロット噴射終了後の燃料噴霧の先端位置の予測式において、
前記パイロット噴射による燃料噴霧の噴射初期速度Ｖは、前記パイロット噴射時の前記気筒内の圧力とパイロット噴射圧力との差の平方根に比例した値とし、
定数Ｃ0は、パイロット噴射時刻の気筒内の空気密度に比例した値とし、
定数Ｃ2は、パイロット噴射圧力が高いほど小さくし、
定数Ｃ3は、パイロット噴射圧力が高いほど大きくし、
定数Ｃ1は、Ｖ・Ｔｉとし、
定数ａは、前記内燃機関の運転状態及びメイン噴射の条件で変更することなく、燃料噴射弁の仕様により設定すること
を特徴とする請求項３に記載の燃料噴射制御装置。 In the prediction formula of the tip position of the fuel spray during the pilot injection period and the prediction formula of the tip position of the fuel spray after the pilot injection ends,
The initial injection speed V of the fuel spray by the pilot injection is a value proportional to the square root of the difference between the pressure in the cylinder and the pilot injection pressure at the time of the pilot injection,
The constant C 0 is a value proportional to the air density in the cylinder at the time of pilot injection,
The constant C 2 is decreased as the pilot injection pressure is higher.
The constant C 3 increases as the pilot injection pressure increases.
The constant C 1 is V · Ti,
4. The fuel injection control device according to claim 3 , wherein the constant a is set according to the specifications of the fuel injection valve without being changed depending on the operating state of the internal combustion engine and the main injection conditions. 前記気筒内に前記パイロット噴射の噴射方向に並べられ、前記気筒内の燃料の燃焼に基づく信号を出力する複数の燃焼検出センサを備え、
前記燃焼位置検出手段は、複数の前記燃焼検出センサから出力される信号に基づき前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。 A plurality of combustion detection sensors arranged in the injection direction of the pilot injection in the cylinder and outputting a signal based on combustion of fuel in the cylinder;
2. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the combustion position detection unit detects a combustion position of fuel spray by the pilot injection based on signals output from a plurality of the combustion detection sensors. 前記燃焼検出センサは、圧力センサ、光センサまたはイオンプローブセンサであり、
前記燃焼位置検出手段は、複数の前記燃焼検出センサから出力された信号の強度を比較することで前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼位置を検出することを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射制御装置。 The combustion detection sensor is a pressure sensor, an optical sensor, or an ion probe sensor,
6. The fuel injection according to claim 5 , wherein the combustion position detecting means detects the fuel spray combustion position by the pilot injection by comparing the intensities of signals output from the plurality of combustion detection sensors. Control device. 前記燃焼検出センサは、圧力センサまたはイオンプローブセンサであり、
前記燃焼位置検出手段は、複数の前記燃焼検出センサから信号が出力された時刻を比較することで前記パイロット噴射による燃料噴霧の燃焼位置を検出することを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射制御装置。 The combustion detection sensor is a pressure sensor or an ion probe sensor,
6. The fuel injection according to claim 5 , wherein the combustion position detecting means detects a fuel spray combustion position by the pilot injection by comparing times when signals are output from a plurality of the combustion detection sensors. Control device.
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