JP4375123B2 - Fuel injection control device for direct injection internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、燃料噴射における圧力要因に基づいて生じる燃料噴射弁から筒内への燃料噴射量誤差を補償して燃料噴射を行う直噴式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 a direct injection internal combustion engine that performs fuel injection by compensating for an error in the amount of fuel injected from a fuel injection valve into a cylinder based on a pressure factor in fuel injection.
直噴式内燃機関における燃料噴射制御においては、予め標準筒内圧力下での実験にて設定されているマップに基づいて、内燃機関の運転状態から燃料噴射量を算出している。そして実際の筒内圧力と実際の燃料圧力との差圧から得られる燃料噴射率Kに基づいて燃料噴射量Tpを補正(Tp/K)して、実際の燃料噴射制御に用いている(例えば特許文献1参照)。
しかし実際には燃料噴射の過程において、燃料噴射率は、燃料噴射量に対して一律の寄与ではないことが判明した。したがって従来技術にごとくの一次計算(Tp/K)のみでは誤差が生じて高精度な燃料噴射制御はできず、燃料噴射過程における燃料噴射率の寄与の違いを考慮する必要がある。 However, in practice, it has been found that the fuel injection rate does not contribute uniformly to the fuel injection amount in the process of fuel injection. Accordingly, an error occurs only by the primary calculation (Tp / K) as in the prior art, and highly accurate fuel injection control cannot be performed, and it is necessary to consider the difference in contribution of the fuel injection rate in the fuel injection process.
このことから、燃料噴射過程における燃料噴射率の寄与の違いに応じて燃料噴射補正量を算出することにより、直噴式内燃機関において圧力要因の差異に基づいて適切に燃料噴射量を補正することができるようになり、燃料噴射量の制御精度は高められることになる。 From this, by calculating the fuel injection correction amount according to the difference in contribution of the fuel injection rate in the fuel injection process, it is possible to appropriately correct the fuel injection amount based on the pressure factor difference in the direct injection internal combustion engine. As a result, the control accuracy of the fuel injection amount is improved.
そして、このように燃料噴射率の寄与の違いを考慮して燃料噴射量を補正する燃料噴射制御においても更に改良できることが判明した。
本発明は、直噴式内燃機関において、燃料噴射率の寄与の違いを考慮して高精度な燃料噴射制御を実現することを目的とするものである。
Further, it has been found that the fuel injection control for correcting the fuel injection amount in consideration of the difference in contribution of the fuel injection rate can be further improved.
An object of the present invention is to realize highly accurate fuel injection control in a direct injection internal combustion engine in consideration of the difference in contribution of the fuel injection rate.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃料噴射における圧力要因に基づいて生じる燃料噴射弁から筒内への燃料噴射量誤差を補償して燃料噴射を行う直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償するための燃料噴射率補償補正量を、燃料噴射過程における燃料噴射率の燃料噴射量に対する寄与の違いに応じて算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段にて算出された燃料噴射率補償補正量を、燃料噴射時における推定燃料噴射率に基づいて燃料噴射時間に変換することで、燃料噴射率補償補正時間を算出する燃料噴射率補償補正時間算出手段と、前記直噴式内燃機関の運転状態に基づいて要求燃料噴射量に対応する燃料噴射時間を算出する燃料噴射時間算出手段と、前記燃料噴射率補償補正時間算出手段にて算出された燃料噴射率補償補正時間を含む補正時間により、前記燃料噴射時間算出手段にて算出された燃料噴射時間を補正する燃料噴射時間補正手段とを備え、前記補正量算出手段は、燃料噴射過程における燃料噴射率の寄与の違いに応じて、前記燃料噴射弁の開閉弁駆動過渡期間と全開期間とに区分して、前記開閉弁駆動過渡期間での前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する過渡期間燃料噴射率補償補正量と、前記全開期間での前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する全開期間燃料噴射率補償補正量とを算出して、前記燃料噴射率補償補正量とすることを特徴とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
A fuel injection control device for a direct injection type internal combustion engine according to
このように補正量算出手段が燃料噴射過程における燃料噴射率の寄与の違いに応じて、前記燃料噴射量誤差を補償するための燃料噴射率補償補正量を算出する。そして、この燃料噴射率補償補正量は、燃料噴射率補償補正時間算出手段により、燃料噴射時における推定燃料噴射率に基づいて燃料噴射率補償補正時間に変換される。そしてこの燃料噴射率補償補正時間を含む補正時間を用いて、燃料噴射時間補正手段が、要求燃料噴射量に対応する燃料噴射時間を補正することになる。 Thus, the correction amount calculation means calculates the fuel injection rate compensation correction amount for compensating the fuel injection amount error in accordance with the difference in contribution of the fuel injection rate in the fuel injection process. This fuel injection rate compensation correction amount is converted into fuel injection rate compensation correction time by the fuel injection rate compensation correction time calculation means based on the estimated fuel injection rate at the time of fuel injection. Then, using the correction time including this fuel injection rate compensation correction time, the fuel injection time correction means corrects the fuel injection time corresponding to the required fuel injection amount.
このように燃料噴射過程における燃料噴射率の寄与の違いにより、燃料噴射弁の開閉弁駆動過渡期間と全開期間とに区分することができる。そして、それぞれの区分において過渡期間燃料噴射率補償補正量と全開期間燃料噴射率補償補正量とを算出することにより、正確な燃料噴射率補償補正量となり、燃料噴射量の制御精度は高められることになる。したがって、燃料噴射過程における燃料噴射率の寄与の違いに応じて燃料噴射率補償補正量(過渡期間燃料噴射率補償補正量と全開期間燃料噴射率補償補正量)を算出する補正量算出手段を備えることにより、圧力要因の差異に基づいて適切に燃料噴射量を補正することができるようになり、燃料噴射量の制御精度は高められることになる。 Thus, according to the difference in the contribution of the fuel injection rate in the fuel injection process, the fuel injection valve can be divided into an on-off valve drive transition period and a fully open period. Then, by calculating the transition period fuel injection rate compensation correction amount and the full-open period fuel injection rate compensation correction amount in each category, an accurate fuel injection rate compensation correction amount is obtained, and the control accuracy of the fuel injection amount is improved. become. Therefore , a correction amount calculating means for calculating a fuel injection rate compensation correction amount (transient fuel injection rate compensation correction amount and full-open period fuel injection rate compensation correction amount) according to the difference in contribution of the fuel injection rate in the fuel injection process is provided. As a result , the fuel injection amount can be appropriately corrected based on the difference in pressure factors, and the control accuracy of the fuel injection amount can be improved.
そして燃料噴射率補償補正量は、直接、燃料噴射量の補正には用いられるのではなく、燃料噴射時における推定燃料噴射率に基づいて燃料噴射率補償補正量を時間変換した燃料噴射率補償補正時間にて、燃料噴射時間に対する補正を実行している。このため、現実の燃料噴射時の状況に対応して要求燃料噴射量に合致する正確な燃料噴射時間の設定が可能となる。 The fuel injection rate compensation correction amount is not directly used to correct the fuel injection amount, but is a fuel injection rate compensation correction obtained by time-converting the fuel injection rate compensation correction amount based on the estimated fuel injection rate at the time of fuel injection. Correction for fuel injection time is performed in time. Therefore, it is possible to set an accurate fuel injection time that matches the required fuel injection amount in accordance with the actual situation at the time of fuel injection.
このことにより、直噴式内燃機関において、燃料噴射率の寄与の違いを考慮して高精度な燃料噴射制御を実現することができる。
請求項2に記載の直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃料噴射における圧力要因に基づいて生じる燃料噴射弁から筒内への燃料噴射量誤差を補償して燃料噴射を行う直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記圧力要因に基づいて生じる前記燃料噴射弁の開弁時期の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する開弁時期補償補正時間を算出する開弁時期補償補正時間算出手段と、前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償するための燃料噴射率補償補正量を、燃料噴射過程における燃料噴射率の燃料噴射量に対する寄与の違いに応じて算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段にて算出された燃料噴射率補償補正量を、燃料噴射時における推定燃料噴射率に基づいて燃料噴射時間に変換することで、燃料噴射率補償補正時間を算出する燃料噴射率補償補正時間算出手段と、前記直噴式内燃機関の運転状態に基づいて要求燃料噴射量に対応する燃料噴射時間を算出する燃料噴射時間算出手段と、前記開弁時期補償補正時間算出手段にて算出された開弁時期補償補正時間と前記燃料噴射率補償補正時間算出手段にて算出された燃料噴射率補償補正時間とを含む補正時間により、前記燃料噴射時間算出手段にて算出された燃料噴射時間を補正する燃料噴射時間補正手段とを備え、前記補正量算出手段は、燃料噴射過程における燃料噴射率の寄与の違いに応じて、前記燃料噴射弁の開閉弁駆動過渡期間と全開期間とに区分して、前記開閉弁駆動過渡期間での前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する過渡期間燃料噴射率補償補正量と、前記全開期間での前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する全開期間燃料噴射率補償補正量とを算出して、前記燃料噴射率補償補正量とすることを特徴とする。
As a result, in the direct injection internal combustion engine, highly accurate fuel injection control can be realized in consideration of the difference in contribution of the fuel injection rate.
3. A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 2, wherein the direct injection internal combustion engine performs fuel injection by compensating for a fuel injection amount error from a fuel injection valve into a cylinder generated based on a pressure factor in fuel injection. The fuel injection control apparatus according to
開弁時期補償補正時間算出手段を設けることで、圧力要因に基づいて生じる燃料噴射弁の開弁時期の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する開弁時期補償補正時間を算出している。そして、この開弁時期補償補正時間と前述した燃料噴射率補償補正時間とを含む補正時間により、燃料噴射時間を補正している。 By providing the valve opening timing compensation correction time calculation means, the valve opening timing compensation correction time for compensating for the fuel injection amount error in accordance with the change in the valve opening timing of the fuel injector caused based on the pressure factor is calculated. The fuel injection time is corrected by a correction time including the valve opening timing compensation correction time and the fuel injection rate compensation correction time described above.
燃料噴射弁によっては、圧力要因の変化により開弁時期が変化する場合がある。このような場合に開弁時期補償補正時間算出手段にて開弁時期補償補正時間を求めて、請求項1にて説明した燃料噴射率補償補正時間と共に燃料噴射時間を補正することで、圧力要因の差異に基づいて適切に燃料噴射量を補正することができるようになり、燃料噴射量の制御精度は高められることになる。
Depending on the fuel injection valve, the valve opening timing may change due to a change in pressure factor. In such a case, the valve opening timing compensation correction time calculation means obtains the valve opening timing compensation correction time, and corrects the fuel injection time together with the fuel injection rate compensation correction time described in
そして開弁時期補償補正時間と燃料噴射率補償補正時間とを含む補正時間による燃料噴射時間に対する補正であるので、現実の燃料噴射時の状況に対応して要求燃料噴射量に合致する正確な燃料噴射時間の設定が可能となる。 Since the fuel injection time is corrected by the correction time including the valve opening timing compensation correction time and the fuel injection rate compensation correction time, an accurate fuel that matches the required fuel injection amount corresponding to the actual fuel injection situation The injection time can be set.
このことにより、直噴式内燃機関において、燃料噴射率の寄与の違いを考慮して高精度な燃料噴射制御を実現することができる。
請求項3に記載の直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項1又は2において、前記推定燃料噴射率は、予め、筒内圧力、燃料圧力及び前記要求燃料噴射量をパラメータとするマップから、燃料噴射時における実際の筒内圧力、燃料圧力及び前記要求燃料噴射量に基づいて算出されることを特徴とする。
As a result, in the direct injection internal combustion engine, highly accurate fuel injection control can be realized in consideration of the difference in contribution of the fuel injection rate.
The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to
このようなマップを予め備えておくことにより、現実の燃料噴射時の状況に対応して容易にかつ正確に、燃料噴射率補償補正量を燃料噴射率補償補正時間に変換することができるので、直噴式内燃機関において、燃料噴射率の寄与の違いを考慮して高精度な燃料噴射制御を実現することができる。 By preparing such a map in advance, it is possible to easily and accurately convert the fuel injection rate compensation correction amount into the fuel injection rate compensation correction time according to the actual fuel injection situation. In a direct injection internal combustion engine, highly accurate fuel injection control can be realized in consideration of the difference in contribution of the fuel injection rate.
請求項4に記載の直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記圧力要因とは筒内圧力及び燃料圧力であることを特徴とする。
より具体的には圧力要因としては筒内圧力及び燃料圧力を用いる。このことにより上述した構成によって、筒内圧力及び燃料圧力の差異に基づいて適切に燃料噴射量を補正することができるようになり、燃料噴射量の制御精度は高められることになる。
In a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the pressure factors are an in-cylinder pressure and a fuel pressure.
More specifically, in-cylinder pressure and fuel pressure are used as pressure factors. With this configuration, the fuel injection amount can be appropriately corrected based on the difference between the in-cylinder pressure and the fuel pressure, and the control accuracy of the fuel injection amount can be improved.
請求項5に記載の直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項2において、前記圧力要因とは筒内圧力及び燃料圧力であり、前記開弁時期補償補正時間算出手段は、前記開弁時期補償補正時間を、燃料噴射時における実際の筒内圧力と標準筒内圧力との差と、実際の燃料圧力の値に基づいて求めた噴射時期補正係数との積に基づいて算出することを特徴とする。 6. The fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 5 , wherein the pressure factors are in-cylinder pressure and fuel pressure, and the valve opening timing compensation correction time calculating means The timing compensation correction time is calculated based on the product of the difference between the actual in-cylinder pressure and the standard in-cylinder pressure at the time of fuel injection and the injection timing correction coefficient obtained based on the actual fuel pressure value. Features.
開弁時期補償補正時間については、燃料噴射時における実際の筒内圧力と標準筒内圧力との差と、実際の燃料圧力の値に基づいて求めた噴射時期補正係数との積に基づいて算出することができる。このようにして求めた開弁時期補償補正時間と燃料噴射率補償補正時間とを含む補正時間により燃料噴射時間を補正することにより、圧力要因の差異に基づいて適切に燃料噴射量を補正することができるようになり、燃料噴射量の制御精度は高められることになる。 The valve opening timing compensation correction time is calculated based on the product of the difference between the actual in-cylinder pressure and the standard in-cylinder pressure at the time of fuel injection and the injection timing correction coefficient obtained based on the actual fuel pressure value. can do. By correcting the fuel injection time by the correction time including the valve opening timing compensation correction time and the fuel injection rate compensation correction time obtained in this way, the fuel injection amount is appropriately corrected based on the difference in pressure factors. As a result, the control accuracy of the fuel injection amount can be improved.
請求項6に記載の直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項1〜5のいずれかにおいて、前記圧力要因とは筒内圧力及び燃料圧力であり、前記補正量算出手段は、実際の燃料圧力と燃料噴射時における実際の筒内圧力との圧力差と、実際の燃料圧力と標準筒内圧力との圧力差との比に基づいて、標準燃料噴射率と実際の燃料噴射率との噴射率差と、標準燃料噴射率との比を表す変化燃料噴射率比を算出するとともに、前記全開期間燃料噴射率補償補正量を前記変化燃料噴射率比と一次式の関係に基づいて算出し、前記過渡期間燃料噴射率補償補正量を前記変化燃料噴射率比と二次式の関係に基づいて算出することを特徴とする。
In the fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine according to
前述したごとく過渡期間燃料噴射率補償補正量と全開期間燃料噴射率補償補正量とを算出する場合、過渡期間燃料噴射率補償補正量は変化燃料噴射率比と二次式の関係に基づいて算出でき、全開期間燃料噴射率補償補正量は変化燃料噴射率比と一次式の関係に基づいて算出できる。このことにより、これらの補正量を合計した燃料噴射率補償補正量は、正確な補正量となり、燃料噴射量の制御精度は高められることになる。 As described above, when calculating the transition period fuel injection rate compensation correction amount and the fully open period fuel injection rate compensation correction amount, the transient period fuel injection rate compensation correction amount is calculated based on the relationship between the change fuel injection rate ratio and the quadratic equation. The full-open period fuel injection rate compensation correction amount can be calculated based on the relationship between the change fuel injection rate ratio and the linear expression. Thus, the fuel injection rate compensation correction amount obtained by adding these correction amounts becomes an accurate correction amount, and the control accuracy of the fuel injection amount is improved.
請求項7に記載の直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項3、5又は6において、前記燃料噴射時における実際の筒内圧力は、燃料噴射時における推定値又は実測値であることを特徴とする。
It fuel injection control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to claim 7, in
燃料噴射時における実際の筒内圧力は推定値でも良く、噴射時の実測から求めても良い。 The actual in-cylinder pressure at the time of fuel injection may be an estimated value or may be obtained from actual measurement at the time of injection.
[実施の形態1]
図1は、上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジン及びエンジン制御装置の概略構成図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle diesel engine and an engine control device to which the above-described invention is applied.
ディーゼルエンジン2は複数気筒、例えば4気筒あるいは6気筒からなるエンジンである。各気筒の燃焼室4は吸気弁6にて開閉される吸気ポート8及び吸気マニホールド10を介してサージタンク12に連結されている。そしてサージタンク12は、吸気経路14を介してエアクリーナあるいは過給機側から空気が供給されている。尚、サージタンク12には、排気再循環(以下、「EGR」と称する)経路16からEGRガスが供給されている。そして吸気経路14にはスロットル弁18が配置され、スロットル弁18とサージタンク12との間には吸気温センサ20が配置されている。尚、スロットル弁18にはスロットル開度検出のためのスロットル開度センサ18aと弁駆動のためのモータ18bとが設けられ、サージタンク12には内部の吸気圧Pinを検出するための吸気圧センサ21が設けられている。
The diesel engine 2 is an engine having a plurality of cylinders, for example, 4 cylinders or 6 cylinders. The
燃焼室4は排気弁22にて開閉される排気ポート24及び排気マニホールド26を介して排気浄化触媒あるいは過給機側へ排気を排出している。尚、排気マニホールド26には、EGR経路16へEGRガスとして排気が供給されている。
The
気筒毎に設けられて各燃焼室4内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁28は、燃料供給管30を介してコモンレール32に連結されている。このコモンレール32内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ34から燃料が供給され、燃料ポンプ34からコモンレール32内に供給された高圧燃料は各燃料供給管30を介して各燃料噴射弁28に分配供給される。尚、コモンレール32には燃料圧力Pf(いわゆるレール圧)を検出するための燃料圧力センサ36が取り付けられている。
A
電子制御ユニット(以下「ECU」と称する)40はCPU、ROM、RAM等を備えたデジタルコンピュータと、各装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。そしてECU40は前述した吸気温センサ20、吸気圧センサ21、燃料圧力センサ36及びスロットル開度センサ18aの信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル42の踏み込み量(アクセル開度ACCP)を検出するアクセル開度センサ44、及びディーゼルエンジン2の冷却水温度THWを検出する冷却水温センサ46から信号を読み込んでいる。更に、クランク軸48の回転数(以下、「エンジン回転数NE」と称する)を検出するエンジン回転数センサ50、クランク軸48の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して基準クランク角信号G2を出力する気筒判別センサ52から信号を読み込んでいる。
An electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 40 is mainly configured by a digital computer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and a drive circuit for driving each device. The
そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態や操作状態に基づいて、ECU40は燃料噴射弁28による燃料噴射制御を実行する。その他、モータ18bによるスロットル開度制御、燃料ポンプ34の吐出量制御等を実行する。
The
ここで燃料噴射弁28の構造及び動作について説明する。図2に示すごとく燃料噴射弁28は本体62、ニードル弁64及びコイルスプリング66を備えている。ニードル弁64とコイルスプリング66とは本体62内部に収納され、本体62の先端には燃料噴射孔68が形成されている。ニードル弁64は軸方向に進退移動可能であり、進出時にはシート部70に着座することにより燃料噴射孔68を閉じ、後退時にはシート部70から離れることにより燃料噴射孔68を開く。コイルスプリング66はニードル弁64を閉弁方向、すなわち燃料噴射孔68の方向に付勢している。尚、燃料噴射孔68とシート部70との間にはサック室72が形成されている。
Here, the structure and operation of the
更に、本体62には、第1燃料供給路74、第1燃料供給路74から分岐している第2燃料供給路76、燃料排出路78、制御室80及び燃料溜82が形成されている。第1燃料供給路74は、燃料供給管30(図1)を介してコモンレール32から所定圧力に調節されて供給されてくる高圧燃料を燃料溜82へ導いている。第2燃料供給路76は、コモンレール32からの高圧燃料を制御室80へ導いている。燃料排出路78は、制御室80内の圧力を低下させる際に制御室80内の高圧燃料を排出する機能を果たす。尚、第2燃料供給路76にはインレットオリフィス76aが設けられて、制御室80への燃料流入量を決定している。燃料排出路78にはアウトレットオリフィス78aが設けられて、制御室80からの燃料排出量を決定している。尚、アウトレットオリフィス78aの通路断面積は、インレットオリフィス76aよりも大きく設定されている。
Further, the
ニードル弁64は、メインピストン64aとサブピストン64bとを備えている。メインピストン64aは制御室80からの燃料圧力を受けてニードル弁64を閉弁方向への駆動力Fmを発生する。サブピストン64bは燃料溜82からの燃料圧力を受けてニードル弁64を開弁方向への駆動力Fsを発生する。サブピストン64bが燃料溜82から受ける燃料圧力の受圧面積はメインピストン64aが制御室80から受ける燃料圧力の受圧面積よりも小さく設定されている。
The
ここでコイルスプリング66から付勢力Fcが与えられているとすると、定常時はFm+Fc>Fs、Fc<Fsとなるように設定されている。
アウトレットオリフィス78a部分には燃料排出路78を開閉制御する排圧制御弁84が設けられている。この排圧制御弁84が閉弁されている時には制御室80からの高圧燃料の排出を阻止して制御室80内を高圧状態に維持する機能を果たす。そして排圧制御弁84が開弁された時には制御室80から高圧燃料が排出されるので制御室80内を低圧化する機能を果たす。この排圧制御弁84は電磁弁にて構成されている。
Here, assuming that the urging force Fc is applied from the
A discharge
排圧制御弁84が閉弁駆動されていれば、制御室80内の燃料圧力が上昇しているので、Fm+Fc>Fsであり、メインピストン64aが燃料噴射孔68側に押されてニードル弁64はシート部70に着座しており燃料噴射弁28は閉弁状態を維持する。
If the exhaust
ECU40により排圧制御弁84が開弁駆動されると、燃料排出路78を介して制御室80内の燃料が排出され、しかもインレットオリフィス76aよりもアウトレットオリフィス78aの通路断面積が大きく設定されているため、制御室80内の燃料圧力は低下する。このため閉弁方向の駆動力Fmは小さくなる。
When the exhaust
このことによりFm+Fc<Fsとなるとニードル弁64がリフトを開始してシート部70から離れることで燃料噴射孔68から燃料噴射が開始される。そしてリフト開始から最大リフト(フルリフト)まで次第に燃料噴射率(mm3/μsec)が上昇し、全開すなわち最大リフトにて、最大の燃料噴射率となる。
Thus, when Fm + Fc <Fs, the
閉弁時にはECU40により排圧制御弁84が閉弁駆動されることにより燃料排出路78が閉じられて制御室80の燃料圧力が上昇し、Fm+Fc>Fsとなることによりニードル弁64のリフト量が小さくなり、最終的にシート部70に着座することで燃料噴射孔68からの燃料噴射は停止する。
When the valve is closed, the exhaust
次に、本実施の形態において、ECUにより実行される制御のうち、燃料噴射制御処理について説明する。図3,4に燃料噴射制御処理のフローチャートを示す。本処理は燃料噴射間隔の周期で、ここで4気筒エンジンであるとすると180°CA(CA:クランク角)毎に割り込み実行される。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「S〜」で表す。 Next, fuel injection control processing in the control executed by the ECU in the present embodiment will be described. 3 and 4 show flowcharts of the fuel injection control process. This process is a cycle of the fuel injection interval, and if it is a four-cylinder engine, an interruption is executed every 180 ° CA (CA: crank angle). The steps in the flowchart corresponding to the individual processing contents are represented by “S˜”.
本処理が開始されると、まず1噴射当たりの基本燃料噴射量Qbs(mm3)が設定される(S102)。例えばECU40内に記憶されているガバナパターンに従ってアクセル開度ACCPとエンジン回転数NEとから基本燃料噴射量Qbsが求められる。
When this process is started, first, a basic fuel injection amount Qbs (mm3) per injection is set (S102). For example, the basic fuel injection amount Qbs is obtained from the accelerator opening ACCP and the engine speed NE according to the governor pattern stored in the
次にこの基本燃料噴射量Qbsが、図5に実線にて示した燃料噴射時間変換マップMaptbsに基づいて基本燃料噴射量Qbsから基本燃料噴射時間Tbs(μsec)が算出される(S104)。例えば基本燃料噴射量Qbs=QAであれば図5に示したごとく基本燃料噴射時間Tbs=TAが求められる。 Next, the basic fuel injection amount Qbs is calculated from the basic fuel injection amount Qbs based on the fuel injection time conversion map Mapts shown by the solid line in FIG. 5 (S104). For example, if the basic fuel injection amount Qbs = QA, the basic fuel injection time Tbs = TA is obtained as shown in FIG.
この燃料噴射時間変換マップMaptbsは予め標準の燃料噴射弁により標準筒内圧力Ps(例えば1MPa)下で燃料圧力Pfを変更することで燃料噴射量と燃料噴射時間との関係を測定してマップ化したものである。尚、図5は現在の燃料圧力Pf下での燃料噴射量と燃料噴射時間との関係を表しているのであり、燃料圧力Pfが変化した場合には実線部分も変化する。 This fuel injection time conversion map Mapts is previously mapped by measuring the relationship between the fuel injection amount and the fuel injection time by changing the fuel pressure Pf under the standard in-cylinder pressure Ps (for example, 1 MPa) using a standard fuel injection valve. It is a thing. FIG. 5 shows the relationship between the fuel injection amount and the fuel injection time under the current fuel pressure Pf. When the fuel pressure Pf changes, the solid line portion also changes.
次に燃料噴射時期θiがTDCなどの基準クランク角に対する進角値(°CA)として設定される(S106)。これは基本燃料噴射量Qbs(あるいは基本燃料噴射時間Tbs)とエンジン回転数NEとに基づいて燃料噴射時期マップから設定される。この燃料噴射時期マップは最適燃焼のためにエンジンの種類に応じて予め実験などに基づいて設定されているものである。 Next, the fuel injection timing θi is set as an advance value (° CA) with respect to a reference crank angle such as TDC (S106). This is set from the fuel injection timing map based on the basic fuel injection amount Qbs (or basic fuel injection time Tbs) and the engine speed NE. This fuel injection timing map is set based on experiments and the like in advance according to the type of engine for optimal combustion.
燃料噴射時期θiが設定されると、次に図6に示した容積比マップMapvrから燃料噴射時期θiに基づいて、燃料噴射時期θiでの燃焼室4の容積比Rvが算出される(S108)。例えば燃料噴射時期θi=θAであれば図6に示したごとく容積比Rv=RAが求められる。
When the fuel injection timing θi is set, the volume ratio Rv of the
この容積比マップMapvrは、燃焼室4の最大容積Vmと該当クランク角での燃焼室4の容積Viとの比Vm/Viを表しているものであり、理論計算や実験にて設定されている。
This volume ratio map Mapvr represents the ratio Vm / Vi between the maximum volume Vm of the
容積比Rvが求められると、次にこの容積比Rvと吸気圧センサ21にて検出されている吸気圧Pinとにより燃料噴射開始時筒内圧力Picが式1のごとく算出される(S110)。
When the volume ratio Rv is obtained, the in-cylinder pressure Pic at the start of fuel injection is calculated as shown in
[式1] Pic ← Rv × Pin
この燃料噴射開始時筒内圧力Picは、今回燃料噴射対象となっている気筒において、該当する燃料噴射弁28から燃料噴射が開始される時の燃焼室4内の気圧を表している。
[Formula 1] Pic ← Rv × Pin
This in-cylinder pressure Pic at the start of fuel injection represents the atmospheric pressure in the
次に式2により差圧比Rdpが算出される(S112)。
[式2] Rdp ← (Pf−Pic)/(Pf−Ps)
ここで式2の右辺は、燃料噴射開始時に燃料噴射弁28に生じる差圧(Pf−Pic)と、標準状態での差圧(Pf−Ps)との比を表している。
Next, the differential pressure ratio Rdp is calculated by Equation 2 (S112).
[Formula 2] Rdp <-(Pf-Pic) / (Pf-Ps)
Here, the right side of Expression 2 represents the ratio between the differential pressure (Pf−Pic) generated in the
次に燃料圧力Pfに基づいて折れ点マップMapqflから、図5に実線で示した燃料噴射時間変換マップMaptbsの折れ点Eにおける燃料噴射量Qflを求める(S114)。この折れ点マップMapqflは、例えば図7のごとく表される。 Next, the fuel injection amount Qfl at the break point E of the fuel injection time conversion map Mapts shown by the solid line in FIG. 5 is obtained from the break point map Mapqfl based on the fuel pressure Pf (S114). This break point map Mapqfl is expressed as shown in FIG. 7, for example.
図2において述べたごとく、燃料噴射弁28は燃料噴射開始時に全開(フルリフト)状態となって燃料を噴射するのではなく、開き始めから全開までに時間を要する。又、閉じる時にも一瞬にして全閉となるのではなく全開から全閉までに時間を要する。この現象を燃料噴射率(mm3/μsec)との関係で示すと図8のごとくとなる。このような開閉弁駆動過渡期間が存在するため、図5に示したごとく基本燃料噴射量Qbsに対する基本燃料噴射時間Tbsの関係が不連続に変化する折れ点Eが生じる。この折れ点Eの燃料噴射量を折れ点噴射量Qflとして、予め実験により燃料圧力Pfとの関係を、折れ点マップMapqfl(図7)として設定してある。
As described in FIG. 2, the
次に差圧比Rdpに基づいて変化燃料噴射率比Rhが式3のごとく算出される(S116)。
[式3] Rh ← 1 − √(Rdp)
尚、右辺の「√()」は、図3のステップS116に表示しているごとく、()内の値の平方根を算出する演算子を表している。
Next, based on the differential pressure ratio Rdp, the changed fuel injection rate ratio Rh is calculated as shown in Equation 3 (S116).
[Formula 3] Rh ← 1-√ (Rdp)
Note that “√ ()” on the right side represents an operator for calculating the square root of the value in () as displayed in step S116 in FIG.
ここで1回の噴射において、図9の(A)に示すごとく実際の燃料噴射率パターン(実線)と標準の燃料噴射率パターン(一点鎖線)との間に差が存在するとする。全開期間の実際の噴射率rqと標準噴射率rQsとの差は「rQs−rq」で表される。この差(rQs−rq)と標準噴射率rQsとの比は式4に示すごとく計算される。
Here, it is assumed that there is a difference between the actual fuel injection rate pattern (solid line) and the standard fuel injection rate pattern (dashed line) in one injection as shown in FIG. The difference between the actual injection rate rq during the fully open period and the standard injection rate rQs is represented by “rQs−rq”. The ratio between the difference (rQs−rq) and the standard injection rate rQs is calculated as shown in
[式4] (rQs−rq)/rQs = 1 − rq/rQs
この内、実際と標準との噴射率比(rq/rQs)の二乗は、物理的関係により差圧比Rdpと等しいことが分かっている。
[Formula 4] (rQs−rq) / rQs = 1−rq / rQs
Of these, the square of the actual and standard injection rate ratio (rq / rQs) is known to be equal to the differential pressure ratio Rdp due to a physical relationship.
したがって、前記式3は前記式4と同等であり、前記式3で表される変化燃料噴射率比Rhは標準噴射率rQsに対する実際の噴射率rqの変化分割合を示していることになる。
Therefore, the
次に基本燃料噴射量Qbsが折れ点噴射量Qfl未満か否かが判定される(S118)。
ここで、まずQbs≧Qflの場合(S118でYES)について説明する。この場合には、図9の(A)に示した標準の噴射率パターン(一点鎖線)を、図9の(B)に示すごとく全開から全閉までの噴射率変化線と平行な破線で、全開までで噴射が終了した場合の燃料噴射量(折れ点噴射量Qflと同じ)と、全開以後の分の噴射量(Qbs−Qfl)とに分割する。この状態でハッチングで示す実際の噴射率パターン(実線)との燃料噴射量誤差(dQ1,dQ2)を算出する。
Next, it is determined whether or not the basic fuel injection amount Qbs is less than the break point injection amount Qfl (S118).
Here, first, a case where Qbs ≧ Qfl (YES in S118) will be described. In this case, the standard injection rate pattern (one-dot chain line) shown in FIG. 9A is a broken line parallel to the injection rate change line from fully open to fully closed as shown in FIG. The fuel injection amount when the injection is completed until the valve is fully opened (same as the break point injection amount Qfl) and the injection amount after the fully opening (Qbs−Qfl) are divided. In this state, the fuel injection amount error (dQ1, dQ2) from the actual injection rate pattern (solid line) indicated by hatching is calculated.
まず、式5により全開までで噴射が終了した場合の燃料噴射量における誤差である過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1を算出する(S120)。
[式5] dQ1 ← Qfl × Rh × Rh
図9の(B)において過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1は、「(rQs−rq)/rQs」の二乗に比例することから、式6のごとく「(rQs−rq)/rQs」の二次式で表される。
First, a transient period fuel injection rate compensation correction amount dQ1, which is an error in the fuel injection amount when the injection is completed until fully open, is calculated by Equation 5 (S120).
[Formula 5] dQ1 ← Qfl × Rh × Rh
In FIG. 9B, the fuel injection rate compensation correction amount dQ1 during the transition period is proportional to the square of “(rQs−rq) / rQs”, and therefore, “(rQs−rq) / rQs” 2 It is expressed by the following formula.
[式6] dQ1=
Qfl×{(rQs−rq)/rQs}×{(rQs−rq)/rQs}
したがって前記式3,4の関係から式6は前記式5と同等であり、前記式5のごとく変化燃料噴射率比Rhの二次式により過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1は算出できることになる。
[Formula 6] dQ1 =
Qfl × {(rQs−rq) / rQs} × {(rQs−rq) / rQs}
Therefore, from the relationship between the
次に式7により全開以後の分の燃料噴射量(Qbs−Qfl)における誤差である全開期間燃料噴射率補償補正量dQ2を算出する(S122)。
[式7] dQ2 ← (Qbs−Qfl)×Rh
図9の(B)において全開期間燃料噴射率補償補正量dQ2は、「(rQs−rq)/rQs」に比例することから、式8のごとく「(rQs−rq)/rQs」の一次式でで表される。
Next, a full-open period fuel injection rate compensation correction amount dQ2, which is an error in the fuel injection amount (Qbs−Qfl) for the part after the full opening, is calculated by Expression 7 (S122).
[Formula 7] dQ2 <-(Qbs−Qfl) × Rh
In FIG. 9B, the full-open period fuel injection rate compensation correction amount dQ2 is proportional to “(rQs−rq) / rQs”, and therefore is a linear expression of “(rQs−rq) / rQs” as shown in
[式8] dQ2=(Qbs−Qfl)×(rQs−rq)/rQs
したがって前記式3,4の関係から式8は前記式7と同等であり、前記式7のごとく変化燃料噴射率比Rhの一次式により全開期間燃料噴射率補償補正量dQ2は算出できることになる。
[Formula 8] dQ2 = (Qbs−Qfl) × (rQs−rq) / rQs
Therefore, from the relationship between the
次に、Qbs<Qflの場合(S118でYES)について説明する。例えば、図5のQbs=QBの場合であり、ステップS104では基本燃料噴射時間Tbs=TBが求められている。 Next, the case where Qbs <Qfl (YES in S118) will be described. For example, this is the case of Qbs = QB in FIG. 5, and the basic fuel injection time Tbs = TB is obtained in step S104.
この場合には、過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1が式9に示すごとく算出される(S124)。
[式9] dQ1 ← Qbs × Rh × Rh
このQbs<Qflの場合においては、折れ点噴射量Qflと同じ値が基本燃料噴射量Qbsに設定された場合には、前記式5により「Qfl×Rh×Rh」の値が過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1となる。この場合、基本燃料噴射量Qbsが折れ点噴射量Qflより小さくなることに比例して、過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1が小さくなることが判明しているので、式10のごとくの関係が存在する。
In this case, the transition period fuel injection rate compensation correction amount dQ1 is calculated as shown in Equation 9 (S124).
[Formula 9] dQ1 ← Qbs × Rh × Rh
In the case of Qbs <Qfl, when the same value as the break point injection amount Qfl is set as the basic fuel injection amount Qbs, the value of “Qfl × Rh × Rh” is expressed by the above equation 5 as the fuel injection rate during the transient period. The compensation correction amount is dQ1. In this case, it has been found that the transient period fuel injection rate compensation correction amount dQ1 is reduced in proportion to the basic fuel injection amount Qbs being smaller than the break point injection amount Qfl. Exists.
[式10] Qbs/Qfl=dQ1/(Qfl×Rh×Rh)
式10から過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1は式11にて表される。
[式11] dQ1=(Qfl×Rh×Rh)×(Qbs/Qfl)
=Qbs × Rh × Rh
このようにして過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1は、前記式9のごとく変化燃料噴射率比Rhの二次式により算出できることになる。
[Formula 10] Qbs / Qfl = dQ1 / (Qfl × Rh × Rh)
From
[Formula 11] dQ1 = (Qfl × Rh × Rh) × (Qbs / Qfl)
= Qbs x Rh x Rh
In this way, the transient period fuel injection rate compensation correction amount dQ1 can be calculated by the quadratic expression of the change fuel injection ratio Rh as shown in the above equation 9.
そしてこの時は全開期間燃料噴射率補償補正量dQ2は存在しないので、全開期間燃料噴射率補償補正量dQ2に「0」を設定する(S126)。
次に今回燃料噴射がなされる燃料噴射弁28での推定燃料噴射率rqi(mm3/μsec)が、今回燃料噴射がなされる燃料噴射弁28に対して設定されている燃料噴射率マップMaprqから、燃料圧力Pf、基本燃料噴射量Qbs及び燃料噴射開始時筒内圧力Picに基づいて算出される(S128)。
At this time, since the fully open period fuel injection rate compensation correction amount dQ2 does not exist, “0” is set to the fully open period fuel injection rate compensation correction amount dQ2 (S126).
Next, the estimated fuel injection rate rqi (
各燃料噴射弁28については、それぞれの燃料噴射弁28の製造時に、燃料圧力、燃料噴射量及び筒内圧力をパラメータとして燃料噴射率データが実測されている。そしてディーゼルエンジン2に各燃料噴射弁28を組み付ける際に、各燃料噴射弁28に添付されたデータタグなどからECU40に対して読み込まれて燃料噴射率マップMaprqとしてマップ化されている。この燃料噴射弁28毎の燃料噴射率マップMaprqを用いて、噴射時点での推定燃料噴射率rqiが算出される。尚、燃料噴射弁28毎に設けられた他のマップについても同様に作成され、データタグなどからECU40に対して読み込まれている。
For each
次に式12のごとく燃料噴射率補償補正時間dTh(μsec)を算出する(S130)。
[式12] dTh ← (dQ1 + dQ2)/rqi
次に開弁時期補償補正時間dTtを求めるための、噴射時期補正係数Kiを燃料圧力Pfをパラメータとして図10に示すマップMapkiから算出する(S132)。
Next, the fuel injection rate compensation correction time dTh (μsec) is calculated as shown in Expression 12 (S130).
[Formula 12] dTh ← (dQ1 + dQ2) / rqi
Next, the injection timing correction coefficient Ki for obtaining the valve opening timing compensation correction time dTt is calculated from the map Mapi shown in FIG. 10 using the fuel pressure Pf as a parameter (S132).
次に式13により開弁時期補償補正時間dTtを算出する(S134)。
[式13] dTt ← Ki × (Pic − Ps)
実際の筒内圧力である燃料噴射開始時筒内圧力Picと標準筒内圧力Psとの差(Pic−Ps)は、燃料噴射弁28の開弁時期のずれ(図9のΔTh)を生じさせるものであり、このずれの程度は燃料圧力Pfにより感度が変化する。したがってマップMapkiを予め実測により作成しておき、上記式13により算出される。
Next, the valve opening timing compensation correction time dTt is calculated by Equation 13 (S134).
[Formula 13] dTt <-Ki x (Pic-Ps)
The difference between the in-cylinder pressure Pic at the start of fuel injection, which is the actual in-cylinder pressure, and the standard in-cylinder pressure Ps (Pic−Ps) causes a shift in the opening timing of the fuel injection valve 28 (ΔTh in FIG. 9). The sensitivity of the degree of deviation varies depending on the fuel pressure Pf. Therefore, a map Mapki is prepared in advance by actual measurement, and is calculated by the above equation (13).
そして式14により、基本燃料噴射時間Tbsを、前述したごとく算出した燃料噴射率補償補正時間dTh及び開弁時期補償補正時間dTtと、更に無効噴射時間dTxとにより補正して、今回噴射対象の燃料噴射弁28に対する噴射時間(通電時間)Tauを算出する(S136)。
Then, using
[式14] Tau ← Tbs + dTh + dTt + dTx
そして燃料噴射時期θiに、噴射時間Tauの通電がなされるようにECU40において設定がなされて(S138)、本処理を一旦終了する。
[Formula 14] Tau <-Tbs + dTh + dTt + dTx
Then, at the fuel injection timing θi, a setting is made in the
上述した構成において、請求項との関係は、燃料噴射制御処理(図3,4)のステップS132,S134が開弁時期補償補正時間算出手段としての処理に、ステップS118〜S126が補正量算出手段としての処理に相当する。更に、ステップS128,S130が燃料噴射率補償補正時間算出手段としての処理に、ステップS102,S104が燃料噴射時間算出手段としての処理に、ステップS136が燃料噴射時間補正手段としての処理に相当する。 In the configuration described above, the relationship with the claims is that steps S132 and S134 of the fuel injection control process (FIGS. 3 and 4) are processing as valve opening timing compensation correction time calculating means, and steps S118 to S126 are correction amount calculating means. It corresponds to the processing as. Further, steps S128 and S130 correspond to processing as fuel injection rate compensation correction time calculation means, steps S102 and S104 correspond to processing as fuel injection time calculation means, and step S136 corresponds to processing as fuel injection time correction means.
以上説明した本実施の形態1によれば、以下の効果が得られる。
(イ).燃料噴射制御処理(図3,4)のステップS118〜S126では、燃料噴射過程における燃料噴射率の寄与の違いに応じて、燃料噴射弁28の開閉弁駆動過渡期間と全開期間とに区分して燃料噴射率補償補正量を算出している。すなわち、開閉弁駆動過渡期間については過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1を算出し(S120,S124)、全開期間については全開期間燃料噴射率補償補正量dQ2を算出している(S122,S126)。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). In steps S118 to S126 of the fuel injection control process (FIGS. 3 and 4), the
このため圧力要因(筒内圧力及び燃料圧力)の差異に基づいて適切に燃料噴射量を補正することができるようになり、燃料噴射量の制御精度は高められることになる。
そして過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1及び全開期間燃料噴射率補償補正量dQ2は、直接、燃料噴射量の補正に用いられるのではなく、推定燃料噴射率rqi(S128)に基づいて燃料噴射率補償補正時間dThに変換して(S130)、基本燃料噴射時間Tbsに対する補正を実行している(S136)。このため、現実の燃料噴射時の状況に対応して要求燃料噴射量に合致する正確な燃料噴射時間Tauの設定が可能となる。
For this reason, the fuel injection amount can be appropriately corrected based on the difference between the pressure factors (in-cylinder pressure and fuel pressure), and the control accuracy of the fuel injection amount can be improved.
The transient period fuel injection rate compensation correction amount dQ1 and the fully open period fuel injection rate compensation correction amount dQ2 are not directly used for correcting the fuel injection amount, but based on the estimated fuel injection rate rqi (S128). Conversion to the compensation correction time dTh (S130), and correction for the basic fuel injection time Tbs is executed (S136). For this reason, it is possible to set an accurate fuel injection time Tau that matches the required fuel injection amount in accordance with the actual situation at the time of fuel injection.
更に、圧力要因に基づいて生じる燃料噴射弁28の開弁時期の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する開弁時期補償補正時間dTtを、噴射時期補正係数Kiと(Pic−Ps)との積により算出している(S132,S134)。そして、前述した燃料噴射率補償補正時間dThと共に、この開弁時期補償補正時間dTtによる補正を行っている(S136)。
Further, the valve opening timing compensation correction time dTt for compensating for the fuel injection amount error in accordance with the change in the valve opening timing of the
本燃料噴射弁28は、圧力要因の変化により開弁時期が変化する。したがって開弁時期補償補正時間dTtを加味して燃料噴射時間を補正することで、より適切に圧力要因の差異に基づいて適切に燃料噴射量を補正することができるようになり、燃料噴射量の制御精度は高められることになる。
The opening timing of the
こうして、直噴式内燃機関において、燃料噴射率の寄与の違いを考慮して高精度な燃料噴射制御を実現することができる。
(ロ).推定燃料噴射率rqiは、燃料噴射率マップMaprqから、燃料圧力Pf、要求燃料噴射量に相当する基本燃料噴射量Qbs及び燃料噴射開始時筒内圧力Picに基づいて算出される。このような燃料噴射率マップMaprqが予め燃料噴射弁28毎に備えられているので、現実の燃料噴射時の状況に対応して容易にかつ正確に、過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1及び全開期間燃料噴射率補償補正量dQ2を燃料噴射率補償補正時間dThに変換することができる。したがって、直噴式内燃機関において、燃料噴射率の寄与の違いを考慮して、より高精度な燃料噴射制御を実現することができる。
Thus, in the direct injection internal combustion engine, highly accurate fuel injection control can be realized in consideration of the difference in contribution of the fuel injection rate.
(B). The estimated fuel injection rate rqi is calculated from the fuel injection rate map Maprq based on the fuel pressure Pf, the basic fuel injection amount Qbs corresponding to the required fuel injection amount, and the fuel injection start cylinder pressure Pic. Since such a fuel injection rate map Maprq is provided for each
(ハ).ステップS118〜S126にて説明したごとく、過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1は、変化燃料噴射率比Rhと二次式の関係に基づいて算出し、全開期間燃料噴射率補償補正量dQ2は変化燃料噴射率比Rhと一次式の関係に基づいて算出できる。このことにより全体の燃料噴射率補償補正量(dQ1+dQ2)を容易に算出することが可能となる。 (C). As described in steps S118 to S126, the transient period fuel injection rate compensation correction amount dQ1 is calculated based on the relationship between the change fuel injection rate ratio Rh and the quadratic equation, and the fully open period fuel injection rate compensation correction amount dQ2 varies. It can be calculated based on the relationship between the fuel injection rate ratio Rh and the linear expression. This makes it possible to easily calculate the entire fuel injection rate compensation correction amount (dQ1 + dQ2).
[その他の実施の形態]
(a).前記実施の形態1においては、図2に示したごとく燃料噴射弁28が制御室80を備えていたが、制御室80が存在しない直動タイプの燃料噴射弁では、燃料噴射弁の開弁時期のずれ(図9のΔTh)は生じないので開弁時期補償補正時間dTtを算出する必要はない。したがってこの場合には燃料噴射制御処理(図3,4)のステップS132,S134の処理は不要である。したがってステップS136での噴射時間Tauの算出は、式15のごとくとなる。
[Other embodiments]
(A). In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
[式15] Tau ← Tbs + dTh + dTx
このような燃料噴射弁による燃料噴射制御においても、開弁時期補償補正の部分を除いて、前記実施の形態1の(イ)〜(ハ)の効果を生じる。
[Formula 15] Tau <-Tbs + dTh + dTx
In such fuel injection control by the fuel injection valve, the effects (a) to (c) of the first embodiment are produced except for the valve opening timing compensation correction portion.
(b).前記実施の形態1では、Qbs<Qflの時には前記式9により過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1を算出したが、これ以外の手法として次のごとくに算出しても良い。 (B). In the first embodiment, when Qbs <Qfl, the transient period fuel injection rate compensation correction amount dQ1 is calculated by the above equation 9, but it may be calculated as follows as another method.
すなわち図2に示したニードル弁64が全開(フルリフト)に至らない場合のごとく、開度(リフト量)が小さい状態で行われる燃料噴射においては、燃料噴射が行われた場合の実際の燃料噴射圧力であるサック室72内の燃料圧力は燃料圧力Pf(レール圧)に達していない。このためサック室72内の燃料圧力を推定して過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1を求めることができる。
That is, in the case of fuel injection performed in a state where the opening degree (lift amount) is small as in the case where the
ここでサック室72内の燃料圧力はニードル弁64のリフト位置と燃料圧力Pfに基づいて決定される。ニードル弁64のリフト位置は、リフト速度と時間とに基づいて決定される。ニードル弁64のリフト速度は制御室80から燃料排出路78のアウトレットオリフィス78aを介して排出される燃料のオリフィス流量の特性により求めることができ、略等速度、すなわち一定とみなすことができる。したがってサック室72内の燃料圧力は時間の関数で表すことができる。
Here, the fuel pressure in the sac chamber 72 is determined based on the lift position of the
そしてこのように時間に基づいて求められるサック室72内の燃料圧力と基本燃料噴射量Qbsとに基づいて、単位筒内圧力当たりの燃料噴射量の変化量を求めるためのマップを予め実験等により求めておく。そして燃料噴射開始時筒内圧力Picと標準筒内圧力Psとの差に基づいて、前記マップから燃料噴射量の変化量、すなわち誤差を求めて、このずれ量を過渡期間燃料噴射率補償補正量dQ1として設定する。 Then, based on the fuel pressure in the sac chamber 72 and the basic fuel injection amount Qbs obtained based on the time as described above, a map for obtaining the change amount of the fuel injection amount per unit in-cylinder pressure is experimentally obtained in advance. I ask for it. Then, based on the difference between the in-cylinder pressure Pic at the start of fuel injection and the standard in-cylinder pressure Ps, a change amount of the fuel injection amount, that is, an error is obtained from the map, and this deviation amount is calculated as a transient period fuel injection rate compensation correction amount. Set as dQ1.
(c).燃料噴射開始時筒内圧力Picは、燃料噴射時における推定値として求めたが、これ以外に筒内圧力センサを設けて実測値として求めても良い。
(d).前述した各例については、ディーゼルエンジンにて説明したが、筒内噴射型であれば、本発明はガソリンエンジンについても適用できる。
(C). The in-cylinder pressure Pic at the start of fuel injection is obtained as an estimated value at the time of fuel injection. Alternatively, an in-cylinder pressure sensor may be provided to obtain an actually measured value.
(D). Each example described above has been described with a diesel engine, but the present invention can be applied to a gasoline engine as long as it is an in-cylinder injection type.
2…ディーゼルエンジン、4…燃焼室、6…吸気弁、8…吸気ポート、10…吸気マニホールド、12…サージタンク、14…吸気経路、16…EGR経路、18…スロットル弁、18a…スロットル開度センサ、18b…モータ、20…吸気温センサ、21…吸気圧センサ、22…排気弁、24…排気ポート、26…排気マニホールド、28…燃料噴射弁、30…燃料供給管、32…コモンレール、34…燃料ポンプ、36…燃料圧力センサ、40…ECU、42…アクセルペダル、44…アクセル開度センサ、46…冷却水温センサ、48…クランク軸、50…エンジン回転数センサ、52…気筒判別センサ、62…燃料噴射弁の本体、64…ニードル弁、64a…メインピストン、64b…サブピストン、66…コイルスプリング、68…燃料噴射孔、70…シート部、72…サック室、74…第1燃料供給路、76…第2燃料供給路、76a…インレットオリフィス、78…燃料排出路、78a…アウトレットオリフィス、80…制御室、82…燃料溜、84…排圧制御弁、E…折れ点、Fc…付勢力、Fm,Fs…駆動力。
2 ... diesel engine, 4 ... combustion chamber, 6 ... intake valve, 8 ... intake port, 10 ... intake manifold, 12 ... surge tank, 14 ... intake route, 16 ... EGR route, 18 ... throttle valve, 18a ... throttle opening
Claims (7)
前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償するための燃料噴射率補償補正量を、燃料噴射過程における燃料噴射率の燃料噴射量に対する寄与の違いに応じて算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段にて算出された燃料噴射率補償補正量を、燃料噴射時における推定燃料噴射率に基づいて燃料噴射時間に変換することで、燃料噴射率補償補正時間を算出する燃料噴射率補償補正時間算出手段と、
前記直噴式内燃機関の運転状態に基づいて要求燃料噴射量に対応する燃料噴射時間を算出する燃料噴射時間算出手段と、
前記燃料噴射率補償補正時間算出手段にて算出された燃料噴射率補償補正時間を含む補正時間により、前記燃料噴射時間算出手段にて算出された燃料噴射時間を補正する燃料噴射時間補正手段とを備え、
前記補正量算出手段は、燃料噴射過程における燃料噴射率の寄与の違いに応じて、前記燃料噴射弁の開閉弁駆動過渡期間と全開期間とに区分して、前記開閉弁駆動過渡期間での前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する過渡期間燃料噴射率補償補正量と、前記全開期間での前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する全開期間燃料噴射率補償補正量とを算出して、前記燃料噴射率補償補正量とする
ことを特徴とする直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine that performs fuel injection by compensating for a fuel injection amount error from a fuel injection valve into a cylinder generated based on a pressure factor in fuel injection,
The fuel injection rate compensation correction amount for compensating the fuel injection rate error according to the change in the fuel injection rate generated based on the pressure factor is determined according to the difference in contribution of the fuel injection rate to the fuel injection amount in the fuel injection process. Correction amount calculation means for calculating,
The fuel injection rate for calculating the fuel injection rate compensation correction time by converting the fuel injection rate compensation correction amount calculated by the correction amount calculating means into the fuel injection time based on the estimated fuel injection rate at the time of fuel injection. Compensation correction time calculating means;
Fuel injection time calculating means for calculating a fuel injection time corresponding to a required fuel injection amount based on an operating state of the direct injection internal combustion engine;
Fuel injection time correction means for correcting the fuel injection time calculated by the fuel injection time calculation means by a correction time including the fuel injection rate compensation correction time calculated by the fuel injection rate compensation correction time calculation means ; Prepared ,
The correction amount calculating means divides the on / off valve drive transient period and the fully open period of the fuel injection valve according to the difference in contribution of the fuel injection rate in the fuel injection process, and In accordance with a fuel injection rate compensation correction amount that compensates for a fuel injection amount error corresponding to a change in fuel injection rate that occurs based on a pressure factor, and a change in fuel injection rate that occurs based on the pressure factor in the fully open period The fuel injection rate compensation correction amount is calculated by calculating a fuel injection rate compensation correction amount for the fully open period that compensates for the fuel injection amount error.
A fuel injection control apparatus for a direct injection internal combustion engine.
前記圧力要因に基づいて生じる前記燃料噴射弁の開弁時期の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する開弁時期補償補正時間を算出する開弁時期補償補正時間算出手段と、
前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償するための燃料噴射率補償補正量を、燃料噴射過程における燃料噴射率の燃料噴射量に対する寄与の違いに応じて算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段にて算出された燃料噴射率補償補正量を、燃料噴射時における推定燃料噴射率に基づいて燃料噴射時間に変換することで、燃料噴射率補償補正時間を算出する燃料噴射率補償補正時間算出手段と、
前記直噴式内燃機関の運転状態に基づいて要求燃料噴射量に対応する燃料噴射時間を算出する燃料噴射時間算出手段と、
前記開弁時期補償補正時間算出手段にて算出された開弁時期補償補正時間と前記燃料噴射率補償補正時間算出手段にて算出された燃料噴射率補償補正時間とを含む補正時間により、前記燃料噴射時間算出手段にて算出された燃料噴射時間を補正する燃料噴射時間補正手段とを備え、
前記補正量算出手段は、燃料噴射過程における燃料噴射率の寄与の違いに応じて、前記燃料噴射弁の開閉弁駆動過渡期間と全開期間とに区分して、前記開閉弁駆動過渡期間での前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する過渡期間燃料噴射率補償補正量と、前記全開期間での前記圧力要因に基づいて生じる燃料噴射率の変化に応じた燃料噴射量誤差を補償する全開期間燃料噴射率補償補正量とを算出して、前記燃料噴射率補償補正量とする
ことを特徴とする直噴式内燃機関の燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine that performs fuel injection by compensating for a fuel injection amount error from a fuel injection valve into a cylinder generated based on a pressure factor in fuel injection,
A valve opening timing compensation correction time calculating means for calculating a valve opening timing compensation correction time for compensating for a fuel injection amount error in accordance with a change in the valve opening timing of the fuel injection valve caused based on the pressure factor;
The fuel injection rate compensation correction amount for compensating the fuel injection rate error according to the change in the fuel injection rate generated based on the pressure factor is determined according to the difference in contribution of the fuel injection rate to the fuel injection amount in the fuel injection process. Correction amount calculation means for calculating,
The fuel injection rate for calculating the fuel injection rate compensation correction time by converting the fuel injection rate compensation correction amount calculated by the correction amount calculating means into the fuel injection time based on the estimated fuel injection rate at the time of fuel injection. Compensation correction time calculating means;
Fuel injection time calculating means for calculating a fuel injection time corresponding to a required fuel injection amount based on an operating state of the direct injection internal combustion engine;
The fuel is obtained by a correction time including a valve opening timing compensation correction time calculated by the valve opening timing compensation correction time calculation means and a fuel injection rate compensation correction time calculated by the fuel injection rate compensation correction time calculation means. and a fuel injection time correction means for correcting the fuel injection time calculated by the injection time calculating means,
The correction amount calculating means divides the on / off valve drive transient period and the fully open period of the fuel injection valve according to the difference in contribution of the fuel injection rate in the fuel injection process, and In accordance with a fuel injection rate compensation correction amount that compensates for a fuel injection amount error corresponding to a change in fuel injection rate that occurs based on a pressure factor, and a change in fuel injection rate that occurs based on the pressure factor in the fully open period The fuel injection rate compensation correction amount is calculated by calculating a fuel injection rate compensation correction amount for the fully open period that compensates for the fuel injection amount error.
A fuel injection control apparatus for a direct injection internal combustion engine.
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