JP6341164B2 - Fuel injection control device - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

本発明は、エンジンのインジェクタによる燃料の噴射制御に関連し、特にインジェクタの開弁に伴う燃圧変動を加味して、次回の開弁時間を設定する技術に関する。   The present invention relates to fuel injection control by an injector of an engine, and more particularly to a technique for setting a next valve opening time in consideration of fuel pressure fluctuations associated with opening of an injector.

従来より例えば自動車などのエンジンの制御においては、運転者が自動車に求める駆動トルクからエンジンへの要求トルクを算出し、この要求トルクを実現するように吸入空気量や燃料噴射量の目標値（目標燃料噴射量）が設定される。そして、その目標燃料噴射量が得られるように、供給される燃料の圧力（燃圧）に応じてインジェクタの開弁時間が設定される。   Conventionally, for example, in the control of an engine such as an automobile, a required torque to the engine is calculated from a driving torque requested by the driver for the automobile, and a target value (target value) of the intake air amount or the fuel injection amount is set so as to realize the required torque. Fuel injection amount) is set. And the valve opening time of an injector is set according to the pressure (fuel pressure) of the supplied fuel so that the target fuel injection amount can be obtained.

また、例えば１回の燃焼サイクルにおいて複数回の燃料噴射を行う場合などには、その噴射に伴う燃圧の変動も考慮して、次回の噴射のためのインジェクタの開弁時間を補正することも考えられる。一例として特許文献１に開示された内燃機関の制御方法によると、予備噴射による燃圧の変動を正弦波状の周期的な信号として予めマップにファイルしておき、この信号によって決定される補正値を用いて燃圧を補正するようにしている。   In addition, for example, when performing multiple fuel injections in one combustion cycle, it is also possible to correct the injector valve opening time for the next injection in consideration of the variation in fuel pressure accompanying the injection. It is done. As an example, according to the control method for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1, a variation in fuel pressure due to preliminary injection is filed in advance as a sinusoidal periodic signal on a map, and a correction value determined by this signal is used. To correct the fuel pressure.

特開平１０−２６６８８８号公報JP-A-10-266888

ところが前記従来例においては、燃料の予備噴射に伴う燃圧の変動を表す周期的な信号を予め適合し、予備噴射量に依存する燃圧の補正値のデータとしてファイルしておかなくてはならず、この膨大な補正値のデータの適合にかかる工数が非常に多くなってしまう。しかも、インジェクタの仕様が変われば、補正値のデータを全て適合し直さなくてはならない。   However, in the above-mentioned conventional example, a periodic signal representing the fluctuation of the fuel pressure accompanying the preliminary injection of fuel must be adapted in advance, and filed as data of a correction value of the fuel pressure depending on the preliminary injection amount, The number of man-hours required to adapt this huge amount of correction data will be very large. In addition, if the injector specifications change, all correction value data must be re-adapted.

この点を考慮して本発明の目的は、インジェクタの開弁に伴う燃圧の変動を加味して、次回の開弁時間を好適に設定できるようにしながら、そのための工数が過度に多くならないようにすることにある。   In consideration of this point, the object of the present invention is to allow the next valve opening time to be suitably set by taking into account the fluctuation of the fuel pressure accompanying the opening of the injector, so that the man-hours for that purpose are not excessively increased. There is to do.

前記目的を達成するため、本発明は、インジェクタの開弁に伴う周期的な燃圧変動の振幅、減衰率および周期をインジェクタ内の容積室における脈動に着目して算出するようにした。すなわち、本発明は、エンジンのインジェクタによる燃料の噴射を制御する装置を対象とし、この装置は、インジェクタの開弁に伴う燃圧変動を加味して、次回のインジェクタの開弁時間を設定する開弁時間設定手段を備えている。   In order to achieve the above object, according to the present invention, the amplitude, attenuation rate, and period of the periodic fuel pressure fluctuation accompanying the opening of the injector are calculated by paying attention to the pulsation in the volume chamber in the injector. That is, the present invention is directed to an apparatus for controlling fuel injection by an injector of an engine, and this apparatus sets a next valve opening time of the injector by taking into account fuel pressure fluctuations accompanying the opening of the injector. Time setting means is provided.

そして、前記開弁時間設定手段が、前記インジェクタ内の容積室の大きさと相関を有する所定寸法、および目標燃料噴射量に基づいて算出される燃圧変動の振幅と、前記所定寸法に基づいて算出される燃圧変動の減衰率と、前記インジェクタへ供給される燃圧に基づいて算出される燃圧変動の周期と、インジェクタの閉弁から次回の開弁までの時間間隔と、に基づいて、前記次回のインジェクタの開弁時の燃圧を補正し、この補正後の燃圧に基づいてインジェクタの開弁時間を設定するように構成されている。   The valve opening time setting means is calculated based on the predetermined dimension correlated with the size of the volume chamber in the injector, the amplitude of the fuel pressure fluctuation calculated based on the target fuel injection amount, and the predetermined dimension. The next injector based on the decay rate of the fuel pressure fluctuation, the cycle of the fuel pressure fluctuation calculated based on the fuel pressure supplied to the injector, and the time interval from the closing of the injector to the next valve opening. The fuel pressure when the valve is opened is corrected, and the valve opening time of the injector is set based on the corrected fuel pressure.

まず、エンジンの運転中には基本的に、インジェクタに供給される燃圧と目標燃料噴射量とに基づいて、インジェクタの開弁時間が設定されるが、上述したようにインジェクタの内部においては、その開弁に伴って一時的に燃圧が低下し、その後しばらく上昇および低下を繰り返すように（即ち周期的に変動するように）なる。これに対し、前記の構成によれば、そのような燃圧変動の振幅、減衰率および周期を算出して、次回のインジェクタの開弁時の燃圧を補正する。   First, during the operation of the engine, basically, the valve opening time of the injector is set based on the fuel pressure supplied to the injector and the target fuel injection amount. As the valve is opened, the fuel pressure temporarily decreases and then increases and decreases for a while (that is, periodically fluctuates). On the other hand, according to the above configuration, the amplitude, the attenuation rate, and the period of such fuel pressure fluctuation are calculated, and the fuel pressure at the next injector opening is corrected.

すなわち、開弁時間設定手段によって前記燃圧変動の振幅、減衰率および周期が算出され、これらの算出値と、インジェクタの閉弁から次回の開弁までの時間間隔とに基づいて、当該次回のインジェクタの開弁時の燃圧が補正される。そして、その補正後の燃圧に基づいて、即ち、インジェクタの開弁に伴う燃圧変動を加味して、好適に次回のインジェクタの開弁時間を設定することができる。   That is, the amplitude, attenuation rate, and cycle of the fuel pressure fluctuation are calculated by the valve opening time setting means, and based on these calculated values and the time interval from the closing of the injector to the next opening, the next injector The fuel pressure when the valve is opened is corrected. Then, based on the corrected fuel pressure, that is, taking into account the fuel pressure fluctuation accompanying the opening of the injector, the next injector opening time can be suitably set.

このようにインジェクタ内の燃圧変動を算出するようにすれば、従来例のように燃圧の補正値の膨大なデータを予め適合する必要がなくなり、工数の低減が図られる。また、インジェクタの仕様が変わっても、これに応じて計算式の一部の係数などを変更すればよく、マップのデータを全て適合し直すような工数の増大は生じない。   If the fuel pressure fluctuations in the injector are calculated in this way, it is not necessary to preliminarily adapt the enormous amount of fuel pressure correction values as in the conventional example, and man-hours can be reduced. Further, even if the injector specifications change, it is only necessary to change some of the coefficients of the calculation formula in accordance with this, and the man-hours for re-adapting all the map data do not occur.

以上、説明したように本発明では、インジェクタの開弁に伴う周期的な燃圧変動の振幅、減衰率および周期を算出し、これに基づいて次回のインジェクタの開弁時の燃圧を補正するようにしたので、燃圧変動の影響を加味して次回の開弁時間を好適に設定できるとともに、燃圧の補正値の膨大なデータを予め適合する必要がなく、工数の低減が図られる。また、インジェクタの仕様が変わっても工数の過度の増大は生じない。   As described above, in the present invention, the amplitude, attenuation rate, and period of the periodic fuel pressure fluctuation accompanying the opening of the injector are calculated, and based on this, the fuel pressure at the next opening of the injector is corrected. Therefore, the next valve opening time can be suitably set in consideration of the influence of the fluctuation of the fuel pressure, and it is not necessary to preliminarily match the enormous data of the fuel pressure correction value, thereby reducing the man-hours. Further, even if the injector specifications change, the man-hours do not increase excessively.

実施の形態に係る燃料噴射制御装置を適用したエンジンの要部を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the principal part of the engine to which the fuel-injection control apparatus which concerns on embodiment is applied. インジェクタの構造を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an injector roughly. インジェクタの内部における燃圧変動の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the fuel pressure fluctuation | variation inside an injector. インジェクタの開弁時間を設定する手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure which sets the valve opening time of an injector.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る燃料噴射制御装置を適用した筒内噴射式のガソリンエンジン１（以下、エンジン１と称する）の要部を示している。このエンジン１は、シリンダブロック２の上部にシリンダヘッド３を組み付けて、シリンダ２ａ（気筒）の内部に嵌挿したピストン４との間に燃焼室５を形成している。なお、シリンダブロック２の上部というのは、シリンダ２ａの中心線の方向における上死点側の部分のことである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a main part of an in-cylinder injection type gasoline engine 1 (hereinafter referred to as engine 1) to which a fuel injection control device according to an embodiment of the present invention is applied. In this engine 1, a cylinder head 3 is assembled to the upper part of a cylinder block 2, and a combustion chamber 5 is formed between the cylinder block 2 and a piston 4 fitted into the cylinder 2a (cylinder). The upper part of the cylinder block 2 is a part on the top dead center side in the direction of the center line of the cylinder 2a.

図１の例ではシリンダヘッド３の下面に、燃焼室５の天井面となる浅い窪みが形成されていて、この天井面の吸気側（図１の左側）に開口し、そこから斜め上方に向かって延びるように吸気ポート３１が形成されている。同様に、燃焼室５の天井面の排気側（図１の右側）には排気ポート３２が開口し、そこから斜め上方に向かって延びるように形成されている。   In the example of FIG. 1, a shallow depression that forms the ceiling surface of the combustion chamber 5 is formed on the lower surface of the cylinder head 3, and opens to the intake side (left side of FIG. 1) of this ceiling surface, and then obliquely upwards therefrom. An intake port 31 is formed so as to extend. Similarly, an exhaust port 32 is opened on the exhaust side (the right side in FIG. 1) of the ceiling surface of the combustion chamber 5, and is formed so as to extend obliquely upward therefrom.

そして、前記吸気ポート３１の上端の開口には、図示しない吸気マニホルドが取り付けられて、エアクリーナを通過した空気（吸気）を吸気ポート３１へ流通させるようになっている。すなわち、図示しないが、動弁系のカム軸によって吸気バルブ３３がリフトされ、図１のよう吸気ポート３１の下端の開口が開かれると、ピストン４の下降に伴い、矢印Ａとして示すように吸気が吸気ポート３１を流通して、シリンダ２ａ内に吸い込まれるようになる。   An intake manifold (not shown) is attached to the opening at the upper end of the intake port 31 so that air (intake air) that has passed through the air cleaner flows to the intake port 31. That is, although not shown, when the intake valve 33 is lifted by the camshaft of the valve system and the opening at the lower end of the intake port 31 is opened as shown in FIG. Flows through the intake port 31 and is sucked into the cylinder 2a.

また、図示はしないが、動弁系のカム軸によって排気バルブ３４がリフトされ、排気ポート３２の下端の開口が開かれると、既燃ガスがシリンダ２ａから排気ポート３２へ排出されるようになる。なお、図には１つのシリンダ２ａのみを示しているが、本実施の形態のエンジン１は、例えば４つのシリンダ２ａが図の手前から奥に向かって並んだ直列４気筒エンジンである。   Although not shown, when the exhaust valve 34 is lifted by the camshaft of the valve system and the opening at the lower end of the exhaust port 32 is opened, the burned gas is discharged from the cylinder 2a to the exhaust port 32. . Although only one cylinder 2a is shown in the figure, the engine 1 of the present embodiment is, for example, an in-line four-cylinder engine in which four cylinders 2a are arranged from the front to the back of the figure.

図１に表れているようにシリンダヘッド３には、シリンダ２ａ毎に点火プラグ６が配設されており、点火回路６ａから電力の供給を受けて点火プラグ６の電極間に火花放電することにより、燃焼室５内に形成された混合気に点火する。この混合気は、筒内噴射インジェクタ７（以下、単にインジェクタと称する）から燃焼室５に向かって噴射された燃料が、前記のように燃焼室５内に流入した吸気と混じり合って形成される。   As shown in FIG. 1, the cylinder head 3 is provided with a spark plug 6 for each cylinder 2a, and is supplied with electric power from the ignition circuit 6a to cause a spark discharge between the electrodes of the spark plug 6. Then, the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 5 is ignited. This air-fuel mixture is formed by mixing the fuel injected from the in-cylinder injector 7 (hereinafter simply referred to as an injector) toward the combustion chamber 5 with the intake air flowing into the combustion chamber 5 as described above. .

すなわち、本実施の形態では各シリンダ２ａ毎にインジェクタ７が配設され、その先端の噴孔７２ａ（図２を参照）が、燃焼室５の天井部における吸気側の周縁部（図の例では吸気バルブ３３の傘部の近傍）から燃焼室５に臨んでいる。このインジェクタ７の基端部（図の上端部）には、燃料供給系８の一部を構成するデリバリパイプ８１が接続されている。デリバリパイプ８１は、複数のシリンダ２ａの並ぶ方向（図１の紙面に直交する方向）に延びていて、燃料配管８２によって圧送されてくる高圧の燃料を各シリンダ２ａ毎のインジェクタ７に分配する。   That is, in the present embodiment, an injector 7 is provided for each cylinder 2a, and a nozzle hole 72a (see FIG. 2) at the tip thereof is a peripheral portion on the intake side in the ceiling portion of the combustion chamber 5 (in the example shown in the figure). It faces the combustion chamber 5 from the vicinity of the umbrella portion of the intake valve 33. A delivery pipe 81 constituting a part of the fuel supply system 8 is connected to a base end portion (upper end portion in the figure) of the injector 7. The delivery pipe 81 extends in the direction in which the plurality of cylinders 2a are arranged (a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1), and distributes the high-pressure fuel pumped by the fuel pipe 82 to the injectors 7 for each cylinder 2a.

燃料供給系８は、図示しない燃料ポンプから吐出される燃料の圧力をプレッシャレギュレータによって調整し、所定の高圧状態の燃料を燃料配管８２によってデリバリパイプ８１に圧送する。デリバリパイプ８１は、そうして圧送されてくる燃料を一時的に貯留する蓄圧容器としての機能を有しており、このように貯留する燃料の圧力（デリバリ燃圧Ｐ）を検出するための燃圧センサ１１が配設されている。   The fuel supply system 8 adjusts the pressure of fuel discharged from a fuel pump (not shown) by a pressure regulator, and pumps fuel in a predetermined high pressure state to the delivery pipe 81 through the fuel pipe 82. The delivery pipe 81 has a function as a pressure accumulating container for temporarily storing the fuel thus pumped, and a fuel pressure sensor for detecting the pressure (delivery fuel pressure P) of the fuel thus stored. 11 is disposed.

そして、前記のインジェクタ７がエンジンコントローラ１０（以下、ＥＣＵ１０と表記する）からの制御信号を受けて開弁動作し、燃焼室５に向かって燃料を噴射する。詳しくは図２に拡大して示すように、本実施の形態のインジェクタ７は、ハウジング７０の先端側に設けられた円筒状のノズル７１の先端部（図２の下端部）にプレート７２を備えており、このプレート７２に複数の噴孔７２ａが形成されたプレートタイプのものである。   Then, the injector 7 receives a control signal from an engine controller 10 (hereinafter referred to as ECU 10) and opens a valve to inject fuel toward the combustion chamber 5. As shown in detail in FIG. 2, the injector 7 according to the present embodiment includes a plate 72 at the distal end portion (lower end portion in FIG. 2) of the cylindrical nozzle 71 provided on the distal end side of the housing 70. In this plate 72, a plurality of nozzle holes 72a are formed.

前記ノズル７１の内部にはニードル７３が収容され、その先端部（シート部）がノズル７１の先端側に設けられた弁座に着座または離座するようになっている。一方、ニードル７３の基端部には、ハウジング７０内においてコイルスプリング７４が嵌め合わされており、その押圧力によってニードル７３が先端側に付勢されて、その先端部がノズル７１の弁座に着座している。また、ニードル７３の先端側には環状のガイド部７５が突設され、その外周面がノズル７１の内周面と摺接している。   A needle 73 is accommodated inside the nozzle 71, and a tip portion (seat portion) is seated on or separated from a valve seat provided on the tip side of the nozzle 71. On the other hand, a coil spring 74 is fitted into the proximal end portion of the needle 73 in the housing 70, and the needle 73 is biased toward the distal end side by the pressing force, and the distal end portion is seated on the valve seat of the nozzle 71. doing. Further, an annular guide portion 75 projects from the distal end side of the needle 73, and the outer peripheral surface thereof is in sliding contact with the inner peripheral surface of the nozzle 71.

なお、ニードル７３のガイド部７５の外周面には、ノズル７１の内周面と摺接する摺接面の他に、ノズル７１の内周面との間に隙間ができるように平坦化された平坦面が形成されており、この隙間を通じて燃料がノズル７１の基端側から先端側（つまり、プレート７２の側）へ流通するようになっている。   The outer peripheral surface of the guide portion 75 of the needle 73 is flattened so that a gap is formed between the inner peripheral surface of the nozzle 71 and the inner peripheral surface of the nozzle 71 in addition to the sliding contact surface slidingly contacting the inner peripheral surface of the nozzle 71. A surface is formed, and the fuel flows from the proximal end side of the nozzle 71 to the distal end side (that is, the plate 72 side) through this gap.

また、前記ハウジング７０の内部には、ニードル７３を軸方向に吸引するための電磁アクチュエータ７６が配設されている。この電磁アクチュエータ７６は、ハウジング７０内の容積室７０ａに配設され、ニードル７３の基端側の部分（可動コア）に固定されたアーマチャ７６ａと、これを吸引するための電磁コイル７６ｂとからなる。電磁アクチュエータ７６へ通電し、電磁コイル７６ｂを励磁させると、ニードル７３がコイルスプリング７４の付勢力に抗して基端側に移動し、その先端部がノズル７１の弁座から離座する。   An electromagnetic actuator 76 for attracting the needle 73 in the axial direction is disposed inside the housing 70. The electromagnetic actuator 76 is disposed in a volume chamber 70a in the housing 70, and includes an armature 76a fixed to a proximal end portion (movable core) of the needle 73, and an electromagnetic coil 76b for sucking the armature 76a. . When the electromagnetic actuator 76 is energized and the electromagnetic coil 76 b is excited, the needle 73 moves against the urging force of the coil spring 74 toward the proximal end side, and the distal end thereof is separated from the valve seat of the nozzle 71.

このようなニードル７３の動作、即ちインジェクタ７の開弁動作によって、ハウジング７０内の容積室７０ａに充填供給されている燃料が、ノズル７１の内周面とニードル７３の外周面との間を流通して、プレート７２の噴孔７２ａから噴出するようになる（燃料の噴射）。その後、通電を遮断すれば電磁コイル７６ｂは消磁され、コイルスプリング７４の付勢力によってニードル７３が先端側に移動して、その先端部がノズル７１の弁座に着座する（インジェクタ７の閉弁）。これにより燃料の噴射は停止される。   By such an operation of the needle 73, that is, the valve opening operation of the injector 7, the fuel charged and supplied to the volume chamber 70 a in the housing 70 flows between the inner peripheral surface of the nozzle 71 and the outer peripheral surface of the needle 73. Thus, the fuel is ejected from the nozzle holes 72a of the plate 72 (fuel injection). Thereafter, when the current is cut off, the electromagnetic coil 76b is demagnetized, the needle 73 moves to the tip side by the biasing force of the coil spring 74, and the tip portion is seated on the valve seat of the nozzle 71 (valve closing of the injector 7). . As a result, fuel injection is stopped.

−燃料噴射制御−
前記のように電磁アクチュエータ７６に通電して、インジェクタ７のニードル７３を動作させる制御（燃料噴射制御）は、ＥＣＵ１０によって行われる。ＥＣＵ１０は公知のデジタルコンピュータからなり、前記デリバリパイプ８１の燃圧センサ１１の他、図示はしないが、例えばクランク角センサ、エアフローメータ等、エンジン１の運転状態を表す種々のセンサからの信号を入力する。そして、ＥＣＵ１０は、各種の制御ルーチンを実行することによりエンジン１の吸気量や燃料噴射量、点火時期等を制御する。 -Fuel injection control-
Control (fuel injection control) for energizing the electromagnetic actuator 76 and operating the needle 73 of the injector 7 as described above is performed by the ECU 10. The ECU 10 comprises a known digital computer, and inputs signals from various sensors representing the operating state of the engine 1, such as a crank angle sensor and an air flow meter, although not shown, in addition to the fuel pressure sensor 11 of the delivery pipe 81. . The ECU 10 controls the intake air amount, fuel injection amount, ignition timing, and the like of the engine 1 by executing various control routines.

具体的にＥＣＵ１０は、まず、自動車の走行中に運転者が求める挙動を実現できるような駆動トルクを算出し、動力伝達系における減速比や駆動力の損失などを考慮して、エンジン１への要求トルクを算出する。そして、この要求トルクを実現するための吸気量、燃料噴射量、点火時期等の目標値を算出する。こうして算出した燃料噴射量の目標値（以下、目標燃料噴射量Ｑという）に基づいてＥＣＵ１０は、インジェクタ７の電磁アクチュエータ７６への通電時間、即ちインジェクタ７の開弁時間τを算出する。   Specifically, the ECU 10 first calculates a drive torque that can realize the behavior required by the driver while the vehicle is traveling, and considers the reduction ratio in the power transmission system, loss of the driving force, and the like. Calculate the required torque. Then, target values such as an intake air amount, a fuel injection amount, and an ignition timing for realizing the required torque are calculated. Based on the target value of the fuel injection amount calculated in this way (hereinafter referred to as target fuel injection amount Q), the ECU 10 calculates the energization time to the electromagnetic actuator 76 of the injector 7, that is, the valve opening time τ of the injector 7.

すなわち、ＥＣＵ１０のメモリには、インジェクタ７に供給される燃圧（一例としてデリバリ燃圧Ｐ）と目標燃料噴射量Ｑと開弁時間τとの関係を予め実験やシミュレーションによって適合した３次元の噴射制御マップが電子的に格納されている。そして、エンジン１の運転中には基本的な燃料噴射制御として、燃圧センサ１１により検出されるデリバリ燃圧Ｐと前記の目標燃料噴射量Ｑとに基づき、噴射制御マップを参照してインジェクタ７の開弁時間τを設定するようにしている。   That is, in the memory of the ECU 10, a three-dimensional injection control map in which the relationship between the fuel pressure supplied to the injector 7 (for example, the delivery fuel pressure P), the target fuel injection amount Q, and the valve opening time τ is adapted in advance through experiments and simulations. Is stored electronically. During operation of the engine 1, as basic fuel injection control, the injector 7 is opened by referring to the injection control map based on the delivery fuel pressure P detected by the fuel pressure sensor 11 and the target fuel injection amount Q. The valve time τ is set.

但し、インジェクタ７の内部の燃圧は、噴孔７２ａから燃料が噴出することに伴って変動するので、前記のようにデリバリ燃圧Ｐと目標燃料噴射量Ｑとに基づいて開弁時間τを設定すると、実際の燃料噴射量は目標燃料噴射量Ｑからずれてしまうことがある。一例として図３にインジェクタ内燃圧の変動を示すように、開弁開始（時刻ｔ０）と同時に燃圧は低下し、閉弁（時刻ｔ１）によって上昇に転じた後に、平均燃圧（概ねデリバリ燃圧Ｐと同じ）を超えてしばらく上昇してから再び低下するようになる。つまり、インジェクタ内燃圧は周期的に変動する。   However, since the fuel pressure inside the injector 7 fluctuates as the fuel is ejected from the injection hole 72a, the valve opening time τ is set based on the delivery fuel pressure P and the target fuel injection amount Q as described above. The actual fuel injection amount may deviate from the target fuel injection amount Q. As an example, as shown in FIG. 3, the fuel pressure decreases simultaneously with the start of valve opening (time t0) and starts to increase due to the valve closing (time t1), and then the average fuel pressure (generally delivery fuel pressure P and It rises for a while over the same) and then decreases again. That is, the injector internal pressure varies periodically.

このため、次回の燃料噴射のためにインジェクタ７が開弁するとき（時刻ｔ２）には、図３の例ではインジェクタ内燃圧が平均燃圧よりも高くなっているので、その分、燃料噴射量が目標値よりも多くなってしまう。本発明の発明者は、そのような燃圧の周期的な変動がインジェクタ７内の容積室７０ａにおける脈動に起因するものと考えて、その燃圧変動の振幅Ａ、減衰率ε、周期Ｔを簡易な式により算出し、これらに基づいてインジェクタ７の次回の開弁時の燃圧（開弁時間τの算出に用いる値）を補正するようにした。   Therefore, when the injector 7 is opened for the next fuel injection (time t2), the injector internal combustion pressure is higher than the average fuel pressure in the example of FIG. It becomes more than the target value. The inventor of the present invention considers that the periodic fluctuation of the fuel pressure is caused by the pulsation in the volume chamber 70a in the injector 7, and simply sets the amplitude A, the damping rate ε, and the period T of the fuel pressure fluctuation. The fuel pressure at the time of the next valve opening of the injector 7 (value used for calculating the valve opening time τ) is corrected based on these values.

−燃料噴射制御の補正−
具体的には以下、図４のフローチャートを参照して、本実施の形態におけるインジェクタ７の開弁時間τの設定ルーチンを説明する。このルーチンは、エンジン１の各シリンダ２ａ毎に所定のタイミングで繰り返し実行される。なお、図４に示すフローチャートにおいては、スタート後のステップＳＴ１〜ＳＴ４が互いに並行して処理されるようになっているが、これは所定の順番で処理するようにしてもよい。 -Correction of fuel injection control-
Specifically, a routine for setting the valve opening time τ of the injector 7 in the present embodiment will be described below with reference to the flowchart of FIG. This routine is repeatedly executed at a predetermined timing for each cylinder 2a of the engine 1. In the flowchart shown in FIG. 4, steps ST1 to ST4 after the start are processed in parallel with each other. However, these may be processed in a predetermined order.

図示の例では、まず、ステップＳＴ１において、インジェクタ７内の容積室７０ａの大きさと相関を有する所定寸法と、目標燃料噴射量Ｑとに基づいて、図示の式（１）によって燃圧変動の振幅Ａを算出する。すなわち、インジェクタ７の開弁に伴い容積室７０ａから燃料が流出することによる燃圧の低下幅は、その流出量が多いほど大きくなる一方、容積室７０ａの容積が大きいほど、前記の燃圧の低下幅は小さくなると考えられる。   In the illustrated example, first, in step ST1, based on a predetermined dimension having a correlation with the size of the volume chamber 70a in the injector 7 and the target fuel injection amount Q, the amplitude A of the fuel pressure fluctuation is expressed by the illustrated equation (1). Is calculated. That is, the decrease in the fuel pressure due to the fuel flowing out of the volume chamber 70a with the opening of the injector 7 increases as the amount of the outflow increases, whereas the decrease in the fuel pressure increases as the volume of the volume chamber 70a increases. Is thought to be smaller.

そこで、本実施の形態では、燃圧変動の振幅Ａが目標燃料噴射量Ｑに比例し、容積室７０ａの横断面積（ニードル７３の軸方向と垂直な断面における断面積）とは反比例するものと仮定して、式（１）により振幅Ａを算出する。すなわち、前記の「所定寸法」としては便宜的にインジェクタ内径ｄ（容積室７０ａを囲むハウジング７０の内径）を用い、これにより容積室７０ａの横断面積を（πｄ2）／４として算出している。なお、式（１）における係数Ｃ1の値は、実験やシミュレーションによって適合される。 Therefore, in the present embodiment, it is assumed that the amplitude A of the fuel pressure fluctuation is proportional to the target fuel injection amount Q, and the cross-sectional area of the volume chamber 70a (cross-sectional area in a cross section perpendicular to the axial direction of the needle 73) is inversely proportional. Then, the amplitude A is calculated by the equation (1). That is, as the “predetermined dimension”, the inner diameter d of the injector (the inner diameter of the housing 70 surrounding the volume chamber 70a) is used for convenience, and the cross-sectional area of the volume chamber 70a is calculated as (πd 2 ) / 4. . Note that the value of the coefficient C 1 in the equation (1) is adapted by experiment or simulation.

続いてステップＳＴ２においても前記容積室７０ａの横断面積（πｄ2）／４を用いて、図示の式（２）により燃圧変動の減衰率εを算出する。すなわち、容積室７０ａの容積が大きいほど燃圧の変動は減衰し難いと考えられるので、ここでは、減衰率εを容積室７０ａの横断面積と反比例するものとしている。なお、式（２）における係数Ｃ2の値も実験やシミュレーションによって適合される。 Subsequently, also in step ST2, the attenuation rate ε of the fuel pressure fluctuation is calculated by the equation (2) using the cross-sectional area (πd 2 ) / 4 of the volume chamber 70a. That is, since it is considered that the fluctuation of the fuel pressure is less likely to be attenuated as the volume of the volume chamber 70a is larger, the attenuation rate ε is assumed to be inversely proportional to the cross-sectional area of the volume chamber 70a. Note that the value of the coefficient C 2 in the equation (2) is also adapted by experiments and simulations.

続くステップＳＴ３においては便宜的にデリバリ燃圧Ｐに基づいて、図示の式（３）により燃圧変動の周期Ｔを算出する。デリバリ燃圧Ｐは概ね容積室７０ａにおける平均燃圧であるから、これが高いほど、燃圧の脈動の共振点が高くなると考えられる。そこで、ここではデリバリ燃圧Ｐの上昇に対して反比例するように周期Ｔが低下するものとしている。なお、式（３）における係数Ｃ3，Ｃ4は、いずれも実験やシミュレーションによって適合される。 In subsequent step ST3, based on the delivery fuel pressure P for convenience, the cycle T of the fuel pressure fluctuation is calculated by the equation (3) shown in the figure. Since the delivery fuel pressure P is generally an average fuel pressure in the volume chamber 70a, it is considered that the higher this is, the higher the resonance point of the pulsation of the fuel pressure. Therefore, here, the cycle T is assumed to decrease in inverse proportion to the increase in the delivery fuel pressure P. Note that the coefficients C 3 and C 4 in equation (3) are both adapted by experiment and simulation.

続いてステップＳＴ４において、今回の噴射から次回の噴射までの噴射インターバルΔｔを算出する。これは、今回の噴射におけるインジェクタ７の閉弁から次回の噴射における開弁までの時間間隔であり、クランク角によって予め設定されている噴射インターバルとエンジン回転数とによって算出する。なお、エンジン回転数は、エンジン１の制御のためにクランク角センサからの信号に基づいて算出され、ＥＣＵ１０のＲＡＭに記憶更新されている。   Subsequently, in step ST4, an injection interval Δt from the current injection to the next injection is calculated. This is the time interval from the closing of the injector 7 in the current injection to the opening in the next injection, and is calculated from the injection interval and the engine speed preset by the crank angle. The engine speed is calculated based on a signal from a crank angle sensor for controlling the engine 1 and is stored and updated in the RAM of the ECU 10.

続くステップＳＴ５では、インジェクタ７の次回の噴射の際の開弁時におけるインジェクタ内燃圧（変動する燃圧の瞬時値）を求めるために、図示の式（４）によって燃圧の補正値ΔＰを算出する。図３を参照して上述したようにインジェクタ７の内部の燃圧は、容積室７０ａの脈動に起因して周期的に変動するので、その振幅Ａ、減衰率ε、周期Ｔおよび噴射インターバルΔｔを用いて、式（４）のように燃圧の変動分（補正値ΔＰ）を算出することができる。   In the next step ST5, in order to obtain the injector internal pressure (the instantaneous value of the fluctuating fuel pressure) when the injector 7 is opened at the next injection, a fuel pressure correction value ΔP is calculated by the equation (4) shown in the figure. As described above with reference to FIG. 3, since the fuel pressure inside the injector 7 periodically varies due to the pulsation of the volume chamber 70a, the amplitude A, the attenuation rate ε, the cycle T, and the injection interval Δt are used. Thus, the variation in fuel pressure (correction value ΔP) can be calculated as shown in equation (4).

そして、ステップＳＴ６において、次回の噴射におけるインジェクタ７の開弁時間τ、即ちインジェクタ７の電磁アクチュエータ７６への通電時間を、図示の式（５）によって算出して、ルーチンを終了する（エンド）。すなわち、デリバリ燃圧Ｐにその変動分を表す補正値ΔＰを加算して補正した上で、目標燃料噴射量Ｑが得られるようなインジェクタ７の開弁時間τを算出する。なお、式（５）における係数Ｃ5の値は、インジェクタ７の流量係数の逆数に相当し、実験やシミュレーションによって適合される。 In step ST6, the valve opening time τ of the injector 7 in the next injection, that is, the energization time to the electromagnetic actuator 76 of the injector 7 is calculated by the equation (5), and the routine is ended (END). That is, the correction value ΔP representing the fluctuation is added to the delivery fuel pressure P for correction, and then the valve opening time τ of the injector 7 at which the target fuel injection amount Q is obtained is calculated. Note that the value of the coefficient C 5 in the equation (5) corresponds to the reciprocal of the flow coefficient of the injector 7 and is adapted by experiments and simulations.

前記図４のフローを実行することによってＥＣＵ１０は、インジェクタ７の開弁に伴う燃圧変動を考慮して、次回のインジェクタの開弁時間を設定する開弁時間設定手段を構成する。この開弁時間設定手段は、インジェクタ７内の燃圧変動の振幅Ａ、その減衰率ε、その周期Ｔ、および、インジェクタ７の次回の開弁までの噴射インターバルΔｔに基づいて、当該次回の開弁時における燃圧の変動分（補正値ΔＰ）を算出し、これによって補正した後の燃圧に基づいてインジェクタ７の開弁時間τを設定するものである。   By executing the flow of FIG. 4, the ECU 10 constitutes a valve opening time setting means for setting the next valve opening time of the injector in consideration of fuel pressure fluctuations accompanying the opening of the injector 7. This valve opening time setting means is configured to perform the next valve opening based on the amplitude A of the fuel pressure fluctuation in the injector 7, its attenuation rate ε, its period T, and the injection interval Δt until the next valve opening of the injector 7. The fuel pressure fluctuation (correction value ΔP) at the time is calculated, and the valve opening time τ of the injector 7 is set based on the corrected fuel pressure.

以上、説明したように本実施の形態に係る燃料噴射制御装置によると、エンジン１の運転中に、インジェクタ７の開弁による燃圧の変動を、その内部の容積室７０ａにおける脈動によるものと考えて、その燃圧変動の振幅Ａ、減衰率εおよび周期Ｔを算出し、これに基づいて次回のインジェクタ７の開弁時の燃圧を補正するようにしている。そして、そのように補正した燃圧に基づいて、即ち、インジェクタ７の開弁に伴う燃圧変動を加味して好適に次回のインジェクタ７の開弁時間τを設定することができる。   As described above, according to the fuel injection control apparatus according to the present embodiment, during the operation of the engine 1, it is considered that the fluctuation of the fuel pressure due to the opening of the injector 7 is due to the pulsation in the internal volume chamber 70a. Then, the amplitude A, the attenuation rate ε, and the period T of the fuel pressure fluctuation are calculated, and the fuel pressure at the next valve opening of the injector 7 is corrected based on the amplitude A. The next valve opening time τ of the injector 7 can be suitably set based on the fuel pressure corrected as described above, that is, taking into account the fuel pressure fluctuation accompanying the valve opening of the injector 7.

このようにインジェクタ７内の燃圧の変動を算出するようにしているので、従来までのように燃圧の補正値の膨大なデータを予め適合する必要がなくなり、工数の低減が図られる。また、インジェクタ７の仕様が変わっても、これに応じて計算式（図４のステップＳＴ１〜ＳＴ３，ＳＴ６に示す式（１）〜（３），（５））の係数Ｃ1〜Ｃ5などを変更すればよく、マップのデータを全て適合し直すような工数の増大は生じない。 As described above, since the fluctuation of the fuel pressure in the injector 7 is calculated, it is not necessary to preliminarily adapt the enormous data of the correction value of the fuel pressure as before, and the man-hour can be reduced. Further, even if the specifications of the injector 7 change, the coefficients C 1 to C 5 of the calculation formulas (formulas (1) to (3) and (5) shown in steps ST1 to ST3 and ST6 in FIG. 4) and the like are changed accordingly. The number of man-hours is not increased so as to refit all the map data.

その上さらに本実施の形態では、前記のような簡単な計算式（１）〜（３）によって、それぞれ燃圧変動の振幅Ａ、減衰率εおよび周期Ｔを算出し、これに基づいて次回のインジェクタ７の開弁時の燃圧を補正するようにしているので、ＥＣＵ１０の演算負荷が過度に大きくなる心配もない。   Furthermore, in the present embodiment, the amplitude A, the damping rate ε, and the period T of the fuel pressure fluctuation are calculated by the simple calculation formulas (1) to (3) as described above, and the next injector is calculated based on these. Since the fuel pressure when the valve 7 is opened is corrected, there is no fear that the calculation load of the ECU 10 becomes excessively large.

−他の実施の形態−
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その他の種々の形態を包含している。例えば前記実施の形態では、図４のフローに示す計算式（１）〜（３）によって燃圧変動の振幅Ａ、減衰率εおよび周期Ｔを算出するようにしているが、これらとは異なる計算式を用いてもよい。式（１）、（２）においては、インジェクタ７の容積室７０ａの大きさと相関を有する所定寸法として、便宜的にインジェクタ内径ｄを用いているが、これについても例えば容積室７０ａの容積としてもよく、それ以外のインジェクタ７の寸法を用いてもよい。 -Other embodiments-
The present invention is not limited to the embodiment described above, and includes other various forms. For example, in the above embodiment, the amplitude A, the damping rate ε, and the period T of the fuel pressure fluctuation are calculated by the calculation formulas (1) to (3) shown in the flow of FIG. May be used. In the expressions (1) and (2), the injector inner diameter d is used for convenience as a predetermined dimension having a correlation with the size of the volume chamber 70a of the injector 7, but this is also used as the volume of the volume chamber 70a. Alternatively, other dimensions of the injector 7 may be used.

また、前記実施の形態では、筒内噴射式のインジェクタ７のみを備えたガソリンエンジン１に本発明を適用しているが、これに限らず、筒内噴射式のインジェクタ７以外に、例えば吸気ポートに燃料を噴射するポートインジェクタを備えたガソリンエンジン、さらにはポートインジェクタのみを備えたガソリンエンジンにも、本発明を適用することができる。   In the above embodiment, the present invention is applied to the gasoline engine 1 provided with only the in-cylinder injector 7. However, the present invention is not limited to this. For example, in addition to the in-cylinder injector 7, for example, an intake port The present invention can also be applied to a gasoline engine provided with a port injector for injecting fuel into a gas engine, and further to a gasoline engine provided with only a port injector.

さらにまた本発明は、ガソリンエンジンにも限定されず、例えばアルコール燃料や液化ガス燃料を用いるエンジンにも適用可能であり、前記実施の形態のように４つのシリンダ２ａを備えたエンジン１にも限定されず、例えば単気筒、２気筒、３気筒若しくは５気筒以上のエンジンにも適用可能であることは勿論である。   Furthermore, the present invention is not limited to a gasoline engine, but can be applied to an engine using alcohol fuel or liquefied gas fuel, for example, and is also limited to an engine 1 having four cylinders 2a as in the above-described embodiment. Of course, the present invention is applicable to, for example, an engine having a single cylinder, two cylinders, three cylinders, or five cylinders or more.

本発明は、エンジンのインジェクタの開弁時間を好適に設定して、噴射量の制御の精度を高めることができるので、例えば自動車のガソリンエンジン、特に筒内噴射式のものに適用して効果が高い。   The present invention can suitably set the valve opening time of the injector of the engine and improve the accuracy of control of the injection amount. Therefore, the present invention is effective when applied to, for example, an automobile gasoline engine, particularly an in-cylinder injection type. high.

１ エンジン
７ インジェクタ
７０ａ 容積室
１０ ＥＣＵ（開弁時間設定手段）
ｄ インジェクタ内径（インジェクタの容積室の大きさと相関を有する所定寸法）
Ｑ 目標燃料噴射量
Ａ 燃圧変動の振幅
ε 燃圧変動の減衰率
Ｔ 燃圧変動の周期
Ｐ デリバリ燃圧（インジェクタへ供給される燃圧）
Δｔ 噴射インターバル（インジェクタの閉弁から次回の開弁までの時間間隔）
τ インジェクタの開弁時間 1 Engine 7 Injector 70a Volume chamber 10 ECU (valve opening time setting means)
d Injector inner diameter (predetermined dimension correlated with the size of the volume chamber of the injector)
Q Target fuel injection amount A Amplitude of fuel pressure fluctuation ε Decay rate of fuel pressure fluctuation T Period of fuel pressure fluctuation P Delivery fuel pressure (fuel pressure supplied to injector)
Δt injection interval (time interval from the closing of the injector to the next opening)
τ Injector valve opening time

Claims (1)

エンジンのインジェクタによる燃料の噴射を制御する燃料噴射制御装置であって、
前記インジェクタの開弁に伴う燃圧変動を加味して、次回のインジェクタの開弁時間を設定する開弁時間設定手段を備え、
前記開弁時間設定手段が、
前記インジェクタ内の容積室の大きさと相関を有する所定寸法と、目標燃料噴射量とに基づいて算出される燃圧変動の振幅と、
前記所定寸法に基づいて算出される燃圧変動の減衰率と、
前記インジェクタへ供給される燃圧に基づいて算出される燃圧変動の周期と、
インジェクタの閉弁から次回の開弁までの時間間隔と、に基づいて、
前記次回のインジェクタの開弁時の燃圧を補正し、この補正後の燃圧に基づいてインジェクタの開弁時間を設定する、ことを特徴とする燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device for controlling fuel injection by an injector of an engine,
In consideration of fuel pressure fluctuations associated with the opening of the injector, it comprises a valve opening time setting means for setting the next valve opening time of the injector,
The valve opening time setting means,
A predetermined dimension having a correlation with the size of the volume chamber in the injector, and an amplitude of fuel pressure fluctuation calculated based on a target fuel injection amount;
A decay rate of fuel pressure fluctuation calculated based on the predetermined dimension;
A cycle of fuel pressure fluctuation calculated based on the fuel pressure supplied to the injector;
Based on the time interval between the closing of the injector and the next opening,
A fuel injection control device, wherein the fuel pressure at the time of opening the injector next time is corrected, and the valve opening time of the injector is set based on the corrected fuel pressure.
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