JP2004036491A

JP2004036491A - Fuel injection control device

Info

Publication number: JP2004036491A
Application number: JP2002194824A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kaneko; 金子　正幸
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-03
Also published as: JP4100066B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a time for computing an injection period and in turn secure the control performance of an injection amount, if a few. <P>SOLUTION: A fuel compressed by a supply pump 13 is accumulated in a common-rail injection system 12 and the high pressure fuel in the common-rail injection system 12 is injection supplied through an injector 11 to an engine. A rail injection pressure sensor 16 detects common-rail injection pressure. An CPU 22 in a microcomputer 21 drives the injector 11 in accordance with a case-by-case injection amount command value and an injection period corresponding to the common-rail injection pressure. In particular, a primary function based on the injection property of an injector 11 and approximated to that on the injection property is used to calculate the injection period corresponding to the case-by-case common-rail injection pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コモンレール等の蓄圧配管に高圧燃料を蓄え、その高圧燃料を燃料噴射弁を通じてエンジンに噴射供給するための燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ディーゼルエンジン用の燃料噴射装置として、コモンレールに高圧燃料を蓄え、その高圧燃料を燃料噴射弁の開弁と共にエンジンに噴射供給するものが知られている。当該燃料噴射装置では、サプライポンプと称される燃料ポンプからコモンレールに燃料が圧送され、コモンレール内が所定の燃料圧（コモンレール圧）に保持されるようになっている。
【０００３】
コモンレール圧は燃料の噴射圧であり、所望とする噴射量指令値を実現するには、このコモンレール圧に応じて燃料噴射弁による噴射期間を決定する必要がある。この場合、コモンレール圧が逐次変化することを考えると、実際の噴射期間でのコモンレール圧をモニタし、そのコモンレール圧に応じて噴射期間を決定することが望ましく、噴射開始に同期してコモンレール圧を取り込むことが考えられている。具体的には、噴射開始時においてコモンレール圧の検出値（アナログ値）がＡ／Ｄ変換され、そのＡ／Ｄ値を用いて噴射期間が算出される。そして、この噴射期間の終了時に燃料噴射弁の駆動信号がＯＦＦされる。この技術によれば、コモンレール圧が安定していない時（すなわち変動時）であっても、噴射期間中の実際の噴射圧に近い燃料圧を使うことができ、噴射量制御の制御性が良好に維持できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、燃料噴射弁の駆動信号のＯＮ出力を開始してから停止するまでの期間に、
・駆動信号の出力開始、
・コモンレール圧のＡ／Ｄ変換、
・コモンレール圧及び噴射量指令値に基づく噴射終了時刻の算出（マップ演算）、
・駆動信号の出力停止、
といった多くの演算を行う必要がある。特に、マップ演算に要する時間が長く、駆動信号の出力期間に占める割合が大きくなる。従って、上記の多くの演算を行うには、燃料噴射弁の駆動信号の幅（出力期間）をある程度長くする必要がある。別の表現をすれば、駆動信号の出力期間が短い場合、すなわち噴射量が微少な場合には、前記各種演算を行うことが困難になる。
【０００５】
近年では、排気ガス規制の強化に伴う排気ガスクリーン化のため噴射圧の高圧化、及び少量噴射時における噴射量制御性の向上が要望されており、この要望に応えるべく、電磁ソレノイドを用いた従来の燃料噴射弁に代えて、ピエゾ素子（圧電素子）等を用いた高応答の燃料噴射弁の採用が検討されている。この場合、応答性が向上し無効噴射時間が短くなることから駆動信号の短縮化が可能となるが、既存の技術では駆動信号の短縮化に十分に応えることができないという問題が生じる。この対策として一般的にマイクロコンピュータの性能を上げることが考えられるが、コストアップを招くという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたものであって、その目的とするところは、噴射期間の演算時間を短縮し、ひいては微少噴射量であってもその制御性を確保することができる燃料噴射制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の燃料噴射制御装置では、燃料ポンプにて圧縮した燃料を蓄圧配管にて蓄え、該蓄圧配管内の高圧燃料を燃料噴射弁を通じてエンジンに噴射供給することを前提とする。そして、燃料圧検出手段は、蓄圧配管内の燃料圧を検出する。噴射量制御手段は、その都度の噴射量指令値及び燃料圧に応じた噴射期間にて燃料噴射弁を駆動する。また特に、前記噴射量制御手段は、所定の噴射量での燃料圧と噴射期間との関係を表す燃料噴射弁の噴射特性に基づきその噴射特性上で近似される一次関数を用い、その都度の燃料圧に応じて噴射期間を算出する。なお、噴射期間を算出することは、噴射終了の時刻を算出することと一義的な対応関係にあるものとする。
【０００８】
要するに、噴射量一定の条件下では、燃料噴射弁の噴射特性が予め決まり（図３の噴射特性ＬＸ参照）、その噴射特性は、燃料圧の範囲を指定することで一次関数で近似できる。この場合、一次関数を用いて噴射期間を算出することにより、従来２次元マップを用いていた場合に比べて演算が簡易になり、演算時間を短縮することができる。それ故、微少時間での燃料噴射が可能となり、その制御性を確保することができる。なおこのとき、マイクロコンピュータの性能を上げる必要もない。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、燃料圧が所定間隔で区分され、その区分された範囲毎に前記一次関数が付加される。この場合、その都度の燃料圧がどの範囲に属するかを判断することで、適正な一次関数が選択できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、前記噴射量制御手段は、燃料噴射弁による噴射開始に同期して若しくは当該噴射中に、その時の燃料圧に基づき前記一次関数を用いて噴射期間を算出する。この場合、実際の噴射時における燃料圧を反映して噴射期間を決めることができ、噴射量制御の制御性が向上する。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、燃料噴射弁の噴射開始直前に直前燃料圧を検出し、該検出した直前燃料圧に基づいて前記一次関数の傾き及びオフセットを示す定数項の値を算出する。つまり、一次関数の定数項（傾き及びオフセット）は、事前に演算しておくのが望ましく、かかる場合、直前噴射圧に基づいて定数項を算出すると良い。
【００１２】
噴射開始前に燃料圧（直前燃料圧）を検出することで、その直前燃料圧の検出時から実際の噴射開始までに燃料圧が変化することが考えられる。この場合、請求項５に記載したように、前記直前燃料圧を検出した際、その後の燃料噴射時までの燃料圧の変化を予測し、燃料圧変化の予測の範囲内で一又は複数の一次関数を設定すると良い。又は、請求項６に記載したように、前記直前燃料圧の検出から燃料噴射時までの予測の燃料圧変化が大きいほど、多くの一次関数を設定すると良い。
【００１３】
燃料ポンプによる燃料の圧送中は燃料圧が変化し、僅かな時間であっても燃料圧の変化が生じる。また、その変化の程度は燃料圧送量に応じて変わる。そこで、請求項７に記載したように、燃料ポンプから蓄圧配管への燃料圧送状態に基づいて、前記直前燃料圧の検出から燃料噴射時までの燃料圧の変化を予測すると良い。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明では、前記直前燃料圧を検出した際、制御テーブルを参照して一次関数の定数項を設定すると共にその定数項をＲＡＭに格納し、噴射期間の算出に際し、前記ＲＡＭ内の定数項を読み出して噴射期間の演算に用いる。この場合、制御テーブルの検索が噴射開始よりも前に行われ、定数項がＲＡＭに事前に格納される。それ故、噴射開始時における演算時間の短縮が確実に実現できる。
【００１５】
更に、請求項９に記載の発明では、前記一次関数の定数項を設定した制御テーブルをＲＯＭ内に格納しておき、電源投入時に前記ＲＯＭ内の制御テーブルをＲＡＭへ複写し、ＲＡＭ内の制御テーブルを用いて噴射期間の算出を行う。この場合、より一層の演算時間短縮を図ることができる。
【００１６】
また、請求項１０に記載したように、ＲＯＭからＲＡＭへの制御テーブルの複写を定期的に或いは必要に応じて実施すると良い。この場合、仮にＲＡＭデータが破壊されたとしても、新たに正常なデータをＲＡＭに取り込むことができ、制御の信頼性が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態では、ディーゼルエンジン用のコモンレール式燃料噴射制御装置として本発明を具体化しており、該制御装置の構成及び作用を以下に説明する。
【００１８】
図１は、コモンレール式燃料噴射制御装置の概要を示す構成図である。図１において、多気筒ディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１０には各気筒の燃焼室に対応する複数の電磁式インジェクタ（燃料噴射弁）１１が配設され、これらインジェクタ１１には各気筒共通のコモンレール（蓄圧配管）１２が接続されている。コモンレール１２にはサプライポンプ（燃料ポンプ）１３が接続され、サプライポンプ１３の駆動に伴い噴射圧相当の高圧燃料がコモンレール１２に連続的に蓄圧される。サプライポンプ１３には、フィードポンプ１４を経由して燃料タンク１５から低圧燃料が吸入されるようになっている。
【００１９】
なお、インジェクタ１１は、電磁ソレノイドを用いたものの他、ピエゾ素子を用いたものであっても良い。ピエゾ駆動式のインジェクタの場合、応答性が良いために無効噴射時間が短くなることからインジェクタが高応答となり、駆動信号の短縮化が可能となる。
【００２０】
また、コモンレール１２には、その内部の燃料圧（コモンレール圧）を検出するためのレール圧センサ１６が設けられている。このコモンレール圧はインジェクタ１１より噴射される燃料の噴射圧でもある。
【００２１】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ２２、フラッシュＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４等からなる周知のマイコン（マイクロコンピュータ）２１を備える。ＥＣＵ２０には、上記レール圧センサ１６により検出したコモンレール圧の他、図示しない各種センサから回転角信号やアクセル開度信号等が入力される。コモンレール圧の検出値やアクセル開度値はＡ／Ｄ変換器２５により逐次Ａ／Ｄ変換される。回転角信号は、図示しない波形整形回路において等クランク角間隔（例えば１０°ＣＡ間隔）のパルス信号（以下、ＮＥ信号という）に波形整形される。このＮＥ信号によりエンジン回転数の演算や角度同期の割り込みの発生が行われる。
【００２２】
マイコン２１内のＣＰＵ２２は、エンジン回転数やアクセル開度等のエンジン運転情報に基づいて最適な噴射量指令値及び噴射期間（インジェクタ１１の通電期間）を決定し、それに応じてインジェクタ駆動信号をインジェクタ１１に出力する。インジェクタ１１は駆動信号に従い駆動され、それにより各燃焼室へ燃料が噴射供給される。なお本実施の形態では、レール圧センサ１６が特許請求の範囲に記載した「燃料圧検出手段」に相当し、ＣＰＵ２２が同「噴射量制御手段」に相当する。
【００２３】
また、ＣＰＵ２２は、その時々のエンジン回転数や噴射量指令値に基づきコモンレール圧（噴射圧）の目標値を算出し、実際のコモンレール圧（検出値）が目標値となるようにコモンレール圧を制御する。実際には、目標値との圧力偏差からサプライポンプ１３の燃料吐出量を決定し、それに応じてサプライポンプ１３の図示しない燃料制御弁（ＰＣＶ）の開度を制御する。
【００２４】
次に、上記ＣＰＵ２２による噴射量制御の詳細な内容について説明する。先ずはじめに、燃料噴射時の基本動作を図２のタイムチャートに従い説明する。図２では、コモンレール圧がほぼ一定となる状態で燃料噴射が行われる事例を（ａ）に、コモンレール圧の変化途中で燃料噴射が行われる事例を（ｂ）に、それぞれ示す。
【００２５】
図２の（ａ）において、コモンレール圧は、サプライポンプ１３による燃料の圧送やインジェクタ１１による燃料噴射等に応じて変動する。すなわち、サプライポンプ１３による燃料圧送時にはその圧送量に応じた傾きでコモンレール圧が上昇し、インジェクタ１１による燃料噴射時には、燃料圧送分を差し引いた分だけコモンレール圧が下降する。
【００２６】
ＮＥ信号は、１０°ＣＡ毎の立ち上がりエッジが有効エッジとして扱われ、図にはＮＥエッジとして立ち上がりエッジのみを示す。この場合、所定角度での有効エッジに同期して角度同期の割り込みが発生する。例えばタイミングｔ１の割り込みでは、噴射開始時刻がタイマにセットされ、その噴射開始時刻となるタイミングｔ２でインジェクタ駆動信号がＯＮされる。これによりインジェクタ１１による燃料噴射が開始される。なお厳密には、インジェクタ駆動信号のＯＮ時刻と噴射開始時刻とは相違し、電気的又は機械的な遅れにより後者の方が若干遅れるが、ここでは便宜上同等に取り扱うこととする（後述の噴射終了時刻も同様）。
【００２７】
また、タイミングｔ２では、噴射量指令値に応じて噴射期間τが算出されると共に、その噴射期間τに応じて噴射終了時刻が算出される。そして、その噴射終了時刻がタイマにセットされ、噴射終了時刻となるタイミングｔ３でインジェクタ駆動信号がＯＦＦされる。これによりインジェクタ１１による燃料噴射が終了される。タイミングｔ４〜ｔ６の動作も同様である。タイミングｔ２〜ｔ３での噴射とタイミングｔ５〜ｔ６での噴射とは、例えばパイロット噴射とメイン噴射との関係にある。
【００２８】
ところで、これまでの既存の技術では、タイミングｔ２で噴射終了時刻を演算する際、噴射量指令値と噴射開始時のコモンレール圧（図のＰＣＲＩＮＪ）とに基づいてマップ演算にて噴射終了時刻が算出される。しかしながら、これではマップ演算に要する時間が長いことから、噴射終了時刻の算出に要する時間も長くなる。そこで本実施の形態では、タイミングｔ２における噴射終了時刻の演算時間を短縮すべく、単純な一次関数演算により噴射終了時刻を演算することとしている。
【００２９】
つまり、噴射開始時刻となるタイミングｔ２よりも前、すなわちタイミングｔ１でコモンレール圧（図のＰＣＲＢＩ）が検出される。以下の説明では便宜上、噴射開始前（例えばタイミングｔ１）でのコモンレール圧を直前レール圧ＰＣＲＢＩとし、噴射開始時（例えばタイミングｔ２）でのコモンレール圧を噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪとする。直前レール圧ＰＣＲＢＩが「直前燃料圧」に相当する。また、タイミングｔ１では、直前レール圧ＰＣＲＢＩに基づいて一次関数演算のための噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎ（定数項に相当）が設定される。
【００３０】
そして、噴射開始時刻であるタイミングｔ２では、噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪが検出されると共に、次の数式（１）を用いて噴射期間τが算出され、更にその噴射期間τから噴射終了時刻が算出される。
τ＝ＴＣＬＡｎ×ＰＣＲＩＮＪ＋ＴＣＬＢｎ　　　…（１）
この数式（１）は、インジェクタ１１の噴射特性に則して設定されるものであり、それを図３を参照して説明する。図３はインジェクタ１１の噴射特性を示し、図の横軸はコモンレール圧、縦軸は噴射期間τである。噴射量指令値が一定である場合、コモンレール圧及び噴射期間τは噴射特性ＬＸの関係にある。この場合、図３の（ａ）に示すように、コモンレール圧の範囲をＳ１，Ｓ２のように指定すれば、その範囲内で噴射特性ＬＸが一次関数（一次直線）で近似できる。例えば、Ｓ１の圧力範囲では一次関数Ｌ１で近似でき、Ｓ２の圧力範囲では一次関数Ｌ２で近似できる。
【００３１】
故に本実施の形態では、その都度のコモンレール圧（直前レール圧ＰＣＲＢＩ）がどの範囲にあるかが判定され、その圧力範囲に応じて適正な一次関数が設定される。そして、この一次関数を用い、その都度のコモンレール圧（噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪ）に応じて噴射期間τが算出される。
【００３２】
因みに、図３の（ｂ）に示すように、コモンレール圧がＰ０〜Ｐ１の範囲にある場合、噴射特性ＬＸ上でＰ０，Ｐ１に対応する噴射期間はＴ０，Ｔ１であり、一次関数Ｌ１は次の数式で与えられる。
τ＝ＴＣＬＡ０×ＰＣＲＩＮＪ＋ＴＣＬＢ０
ＴＣＬＡ０＝（Ｔ１−Ｔ０）／（Ｐ１−Ｐ０）
ＴＣＬＢ０＝Ｔ０−ＴＣＬＡ０×Ｐ０
また、噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎは、図４に示す制御テーブルから選択的に取り出される。図４の制御テーブルでは、噴射量指令値をＱ０〜Ｑ５とし、圧力範囲をＸ０〜Ｘ５で区分している。なお、Ｘ０〜Ｘ５は、それ自体が各々Ｐ０〜Ｐ１，Ｐ１〜Ｐ２，Ｐ２〜Ｐ３等の圧力の幅を持つものである。そして、それぞれ該当する噴射量指令値及び圧力範囲（その都度の直前レール圧ＰＣＲＢＩを含む範囲）にて噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎが取り出される。図中のＴ００〜Ｔ５５には、ＴＣＬＡｎ及びＴＣＬＢｎをそれぞれ一組とする数値が設定されている。図４の制御テーブルはフラッシュＲＯＭ２３内に予め格納されている。
【００３３】
例えば、噴射量指令値がＱ２、直前レール圧ＰＣＲＢＩが圧力範囲Ｘ１に属する場合、「Ｔ２１」に該当する噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎが取り出される（図４の丸数字１）。
【００３４】
ここで、直前レール圧ＰＣＲＢＩと噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪとが概ね一致する場合、すなわちコモンレール圧の変化がごく僅かである場合、直前レール圧ＰＣＲＢＩから求めた一つの噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎ（例えば、前記Ｔ２１）をそのまま採用することが可能である。しかしながら、コモンレール圧は種々の条件により逐次変化することが考えられ、その圧力変化を見込んで噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎを複数取り出しておくのが望ましい。故に、上記の通り噴射量指令値がＱ２、直前レール圧ＰＣＲＢＩが圧力範囲Ｘ１に属する場合において、コモンレール圧が圧力範囲Ｘ２（Ｐ２〜Ｐ３）にまで変化する可能性があると予測されれば、前記の「Ｔ２１」に加え、「Ｔ２２」に該当する噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎが取り出されるようになっている（図４の丸数字２）。
【００３５】
そして、こうして複数の噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎが取り出されると、噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪに応じて何れか一つの噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎが採用される。上記の如くＴ２１及びＴ２２が取り出された場合には、噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪが圧力範囲Ｘ１に属するのであればＴ２１が採用され、噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪが圧力範囲Ｘ２に属するのであればＴ２２が採用される。
【００３６】
特に、図２の（ｂ）に示す事例では、サプライポンプ１３による燃料圧送が燃料噴射時に重ねて実施されており、コモンレール圧の変化が大きい。それ故、タイミングｔ１１での直前レール圧ＰＣＲＢＩと、タイミングｔ１２での噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪとが相違する（ＰＣＲＢＩ＜ＰＣＲＩＮＪ）。この場合、タイミングｔ１１では、噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪがどの程度変化するかが予測され、その予測の範囲内で複数の噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎが取り出される。
【００３７】
図４の制御テーブルで説明すると、例えば、噴射量指令値がＱ４、直前レール圧ＰＣＲＢＩが圧力範囲Ｘ２に属する場合に、燃料噴射時までにコモンレール圧が圧力範囲Ｘ４まで変化すると予測されるとする。この場合、Ｔ４２、Ｔ４３及びＴ４４に該当する噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎが取り出される（図４の丸数字３）。このように、コモンレール圧の変化が大きいと予測されるほど、多くの噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎ（一次関数）が設定される。
【００３８】
図４の制御テーブルにおいて、制御精度を上げるには当該テーブルにおける圧力範囲（Ｘ０〜Ｘ５）をより細かく設定すれば良い。但し、圧力範囲を細かくするほど、多くの噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎを取り出すことが要されることとなる。
【００３９】
コモンレール圧がどの程度変化するかは、燃料圧送状態に基づいて予測されれば良く、具体的には、
（１）サプライポンプ１３による燃料圧送の有無、
（２）サプライポンプ１３による燃料圧送量、
（３）直前レール圧ＰＣＲＢＩの検出時から噴射開始時までの時間、
等を考慮して予測されれば良い。
【００４０】
図５は、噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎの算出ルーチンを示すフローチャートであり、この処理は、燃料噴射開始前においてＮＥエッジ割り込みとしてＣＰＵ２２により実施される。前記図２のタイムチャートで言えば、タイミングｔ１，ｔ４，ｔ１１で実施される処理である。
【００４１】
図５において、ステップ１０１では、レール圧センサ１６により検出したコモンレール圧（アナログ値）をＡ／Ｄ変換し、続くステップ１０２では、前記Ａ／Ｄ変換した値を直前レール圧ＰＣＲＢＩとする。
【００４２】
その後、ステップ１０３では、噴射量指令値と直前レール圧ＰＣＲＢＩとに基づき、前記図４の制御テーブルを参照して噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎを算出する。このとき、今現在から実際の燃料噴射時までのコモンレール圧の変化を予測し、その変化の予測分に応じて必要数分の噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎを取り出しておく。更に、その噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎをＲＡＭ２４に格納する（ステップ１０４）。
【００４３】
最後に、ステップ１０５では、噴射開始時刻をタイマにセットする。なお、噴射開始時刻は、エンジン回転数やアクセル開度等に基づき算出された噴射時期を、時間換算したものである。
【００４４】
図６は、噴射終了時刻の算出ルーチンを示すフローチャートであり、この処理は、燃料噴射開始に同期してＣＰＵ２２により実施される。前記図２のタイムチャートで言えば、タイミングｔ２，ｔ５，ｔ１２で実施される処理である。この図６の処理は、噴射期間演算項の算出（前記図５の処理）よりも優先的に実施されるようになっている。
【００４５】
図６において、ステップ２０１では、レール圧センサ１６により検出したコモンレール圧（アナログ値）をＡ／Ｄ変換し、続くステップ２０２では、前記Ａ／Ｄ変換した値を噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪとする。
【００４６】
その後、ステップ２０３では、ＲＡＭ２４に格納しておいた噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎと噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪとに基づき噴射期間τを算出する。
【００４７】
具体的には、図７の（ａ）に示すように、コモンレール圧変化の予測の範囲がＰ０〜Ｐ１及びＰ１〜Ｐ２の２つの範囲である場合、２通りの噴射期間演算項「ＴＣＬＡ１／ＴＣＬＢ１」、「ＴＣＬＡ２／ＴＣＬＢ２」が用意される。これは、図５の処理による。そして、前記ステップ２０３の処理として図７の（ｂ）を実施する。図７の（ｂ）では、噴射時レール圧ＰＣＲＩＮＪがＰ０〜Ｐ１の範囲内にあるか否かを判別し（ステップ３０１）、ＹＥＳの場合、噴射期間演算項「ＴＣＬＡ１／ＴＣＬＢ１」を用いた一次関数にて噴射期間τを算出する（ステップ３０２）。また、ＮＯの場合、噴射期間演算項「ＴＣＬＡ２／ＴＣＬＢ２」を用いた一次関数にて噴射期間τを算出する（ステップ３０３）。
【００４８】
図６の最後に、ステップ２０４では、前記算出した噴射期間τに基づいて噴射終了時刻を算出し、更にその噴射終了時刻をタイマにセットする。図５及び図６の処理により、前記図２の如くインジェクタ駆動信号が操作され、所望の燃料噴射が実現できる。
【００４９】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
一次関数を用いて噴射期間τを算出することにより、従来２次元マップを用いていた場合に比べて演算が簡易になり、演算時間を短縮することができる。それ故、微少時間での燃料噴射が可能となり、その制御性を確保することができる。なおこのとき、演算時間の短縮のためにマイコンの性能を上げる必要もない。噴射開始前に、直前レール圧ＰＣＲＢＩに基づいて噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎを算出するため、仮にその算出に時間を要しても、噴射期間の演算には直接影響は無い。
【００５０】
特に、高応答のインジェクタ１１を用いる場合であっても、良好な燃料の噴射制御性を維持することができる。また、パイロット噴射＋メイン噴射等のようなマルチ噴射（多段噴射）を実施する場合であっても、分割された個々の噴射が適正に実現できる。
【００５１】
噴射開始に同期して噴射期間τを算出するので、実際の噴射時における燃料圧を反映して噴射期間τを決めることができる。それ故に、噴射量制御の制御性が向上する。
【００５２】
制御テーブルを参照して取り出した噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎはＲＡＭ２４に格納され、噴射期間τの算出時にはＲＡＭ２４から必要なデータが読み出される。そのため、噴射期間τの算出時にフラッシュＲＯＭ２３へのアクセスが行われることが無く、噴射開始時における演算時間の短縮が確実に実現できる。
【００５３】
噴射終了時刻の算出（前記図６の処理）は噴射期間演算項の算出（前記図５の処理）よりも優先的に実施され、更に前記図６の処理は処理時間が短い。そのため、噴射回数の多いマルチ噴射制御であっても、ソフト処理軽減に寄与でき、各々の噴射が適正に実施できる。
【００５４】
なお本発明は、上記以外に次の形態にて具体化できる。
上記実施の形態では、噴射開始時刻をセットするためのＮＥエッジ割り込み（前記図５の処理）で噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎの算出を実施したが、これに限定されない。例えば、噴射開始よりも所定時間前（例えば、数１０〜１００ｍｓｅｃ前）に、噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎの算出を実施する構成であっても良い。但し、噴射開始時のコモンレール圧（噴射時レール圧）を正しく予測するには、噴射開始タイミングに近いタイミングでコモンレール圧（直前レール圧）を検出するのが望ましい。
【００５５】
上記実施の形態では、噴射開始に同期して噴射期間τ（噴射終了時刻）の演算を実施したが（前記図６の処理）、これに代えて、噴射開始直後、すなわち噴射中に噴射期間τ（噴射終了時刻）の演算を実施する構成であっても良い。つまり、これは噴射中のコモンレール圧を用いて噴射期間τ（噴射終了時刻）を演算することを意味する。
【００５６】
上記実施の形態では、図４の制御テーブルにおいて、噴射量指令値がＱ０〜Ｑ５の何れかに当てはまる場合の処置について説明したが、噴射量指令値がＱ０〜Ｑ５の間の値となる場合もあり、その場合の処置を説明する。例えば、噴射量指令値ＱｘがＱ０とＱ１の間とあり、直前レール圧ＰＣＲＢＩが圧力範囲Ｘ０に属する場合、噴射量指令値Ｑ０の「Ｔ００」に該当する噴射期間演算項Ａ０とＢ０、噴射量指令値Ｑ１の「Ｔ１０」に該当する噴射期間演算項Ａ１とＢ１とを取り出す。この場合、各噴射量指令値の噴射期間τ０，τ１は次の数式で与えられる。
τ０＝Ａ０×ＰＣＲＩＮＪ＋Ｂ０　　（噴射量指令値Ｑ０時の算出式）
τ１＝Ａ１×ＰＣＲＩＮＪ＋Ｂ１　　（噴射量指令値Ｑ１時の算出式）
また、噴射量指令値Ｑｘ時の噴射期間τは次の数式で与えられる。
τ＝Ａ×ＰＣＲＩＮＪ＋Ｂ
Ａ＝（Ａ１＋（１／Ｑｃ−１）×Ａ０）×Ｑｃ
Ｂ＝（Ｂ１＋（１／Ｑｃ−１）×Ｂ０）×Ｑｃ
Ｑｃ＝（Ｑｘ−Ｑ０）／（Ｑ１−Ｑ０）
噴射量指令値Ｑｃは予め算出されるため、上記演算項ＡとＢは、噴射前に演算を完了させることが可能であり、噴射量指令値がＱ０とＱ１の間にあったとしても、噴射開始時に行う演算時間が長くなることはない。
【００５７】
上記実施の形態では、コモンレール圧の変化の状態に応じて変化が大きいほど多くの噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎを設定する構成としたが、一律に、所定数（例えば２つ，３つ，４つ）の噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎを設定する構成としても良い。
【００５８】
上記実施の形態では、噴射毎にフラッシュＲＯＭ２３内の制御テーブルを参照し取り出した定数項（噴射期間演算項ＴＣＬＡｎ，ＴＣＬＢｎ）を一旦ＲＡＭ２４に格納し、そのＲＡＭ２４内の定数項により噴射期間τを算出したが、これを以下のように変更する。すなわち、ＥＣＵ２０への電源投入時にフラッシュＲＯＭ２３内の制御テーブルをＲＡＭ２４へ複写し、ＲＡＭ２４内の制御テーブルを用いて噴射期間τの算出を行う。この場合、噴射の都度毎回フラッシュＲＯＭ２３へのアクセスが行われることはなく、より一層のτ演算時間短縮を図ることができる。
【００５９】
また、フラッシュＲＯＭ２３からＲＡＭ２４への制御テーブルの複写を定期的に或いは必要に応じて実施するようにしても良い。この場合、仮にＲＡＭデータが破壊されたとしても、新たに正常なデータをＲＡＭ２４に取り込むことができ、制御の信頼性が向上する。なお、必要に応じて実施とは、不定期に制御テーブルの複写を行うことを含む。例えばＲＡＭ破壊が検出された時に、制御テーブルの複写を行うようにしても良い。
【００６０】
上記実施の形態では、ディーゼルエンジン用のコモンレール式燃料噴射装置に本発明を具体化したが、直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射装置に具体化することも可能である。つまり、デリバリパイプ（蓄圧配管）内の燃料圧を検出し、その燃料圧に応じて噴射期間を算出する。この場合にも同様に、インジェクタの噴射特性に基づきその噴射特性上で近似される一次関数を用い、その都度の燃料圧に応じて噴射期間を算出すれば良い。
【００６１】
マイコン２１に内蔵したＡ／Ｄ変換器を用い、レール圧センサ１６により検出したコモンレール圧をＡ／Ｄ変換する構成としても良い。この場合、Ａ／Ｄ変換のための通信が不要となり、少量の燃料が噴射される場合であっても前記良好な噴射制御が維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置の概要を示す構成図。
【図２】（ａ），（ｂ）は燃料噴射の基本動作を示すタイムチャート。
【図３】（ａ），（ｂ）はインジェクタの噴射特性を示す図。
【図４】噴射期間演算項を設定するための制御テーブルを示す図。
【図５】噴射期間演算項の算出ルーチンを示すフローチャート。
【図６】噴射終了時刻の算出ルーチンを示すフローチャート。
【図７】（ａ），（ｂ）は噴射期間算出の処理を説明するための図。
【符号の説明】
１０…エンジン、１１…インジェクタ、１２…コモンレール、１３…サプライポンプ、２０…ＥＣＵ、２１…マイコン、２２…ＣＰＵ、２３…フラッシュＲＯＭ、２４…ＲＡＭ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection control device for storing high-pressure fuel in a pressure accumulation pipe such as a common rail and injecting and supplying the high-pressure fuel to an engine through a fuel injection valve.
[0002]
[Prior art]
For example, there is known a fuel injection device for a diesel engine that stores high-pressure fuel in a common rail and injects and supplies the high-pressure fuel to the engine together with opening of a fuel injection valve. In the fuel injection device, fuel is pumped from a fuel pump called a supply pump to a common rail, and the inside of the common rail is maintained at a predetermined fuel pressure (common rail pressure).
[0003]
The common rail pressure is a fuel injection pressure, and in order to realize a desired injection amount command value, it is necessary to determine an injection period by the fuel injection valve according to the common rail pressure. In this case, considering that the common rail pressure changes successively, it is desirable to monitor the common rail pressure during the actual injection period and determine the injection period according to the common rail pressure. It is considered to take in. Specifically, at the start of the injection, the detected value (analog value) of the common rail pressure is A / D converted, and the injection period is calculated using the A / D value. Then, at the end of the injection period, the drive signal of the fuel injection valve is turned off. According to this technique, even when the common rail pressure is not stable (that is, when it fluctuates), a fuel pressure close to the actual injection pressure during the injection period can be used, and the controllability of the injection amount control is good. Can be maintained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above prior art, during the period from the start of the ON output of the drive signal of the fuel injection valve to the stop thereof,
・ Start of driving signal output,
A / D conversion of common rail pressure,
-Calculation of injection end time based on common rail pressure and injection amount command value (map calculation);
・ Stop driving signal output,
It is necessary to perform many operations such as In particular, the time required for the map calculation is long, and the ratio of the drive signal to the output period is large. Therefore, in order to perform many of the above calculations, it is necessary to increase the width (output period) of the drive signal of the fuel injection valve to some extent. In other words, when the output period of the drive signal is short, that is, when the injection amount is minute, it becomes difficult to perform the various calculations.
[0005]
In recent years, there has been a demand for a higher injection pressure for the exhaust gas screen accompanying the tightening of exhaust gas regulations and an improvement in controllability of the injection amount at the time of a small amount injection. In order to meet this demand, an electromagnetic solenoid has been used. The adoption of a high-response fuel injection valve using a piezo element (piezoelectric element) or the like instead of the conventional fuel injection valve is being studied. In this case, the responsiveness is improved and the invalid injection time is shortened, so that the drive signal can be shortened. However, there is a problem that the existing technology cannot sufficiently respond to the shortening of the drive signal. As a countermeasure against this, it is generally considered to improve the performance of the microcomputer, but there is a problem that the cost is increased.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problem, and its object is to reduce the calculation time of the injection period, and to ensure the controllability of a small injection amount. It is to provide a fuel injection control device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The fuel injection control device according to claim 1 is based on the premise that fuel compressed by a fuel pump is stored in a pressure accumulation pipe, and high-pressure fuel in the pressure accumulation pipe is injected and supplied to an engine through a fuel injection valve. Then, the fuel pressure detecting means detects the fuel pressure in the pressure accumulation pipe. The injection amount control means drives the fuel injection valve during an injection period according to the injection amount command value and the fuel pressure in each case. Further, in particular, the injection amount control means uses a linear function approximated on the injection characteristic based on the injection characteristic of the fuel injection valve representing the relationship between the fuel pressure at a predetermined injection amount and the injection period, and The injection period is calculated according to the fuel pressure. Note that calculating the injection period has a unique correspondence with calculating the end time of the injection.
[0008]
In short, under the condition that the injection amount is constant, the injection characteristic of the fuel injection valve is predetermined (see the injection characteristic LX in FIG. 3), and the injection characteristic can be approximated by a linear function by specifying the range of the fuel pressure. In this case, by calculating the injection period using a linear function, the calculation becomes simpler and the calculation time can be shortened as compared with the case where a conventional two-dimensional map is used. Therefore, fuel injection can be performed in a very short time, and controllability thereof can be ensured. At this time, there is no need to increase the performance of the microcomputer.
[0009]
According to the second aspect of the present invention, the fuel pressure is divided at predetermined intervals, and the linear function is added to each of the divided ranges. In this case, an appropriate linear function can be selected by determining to which range the fuel pressure in each case belongs.
[0010]
According to the third aspect of the present invention, the injection amount control means calculates the injection period using the linear function based on the fuel pressure at that time in synchronization with or during the start of injection by the fuel injection valve. In this case, the injection period can be determined by reflecting the fuel pressure at the time of the actual injection, and the controllability of the injection amount control is improved.
[0011]
According to the fourth aspect of the invention, immediately before the injection of the fuel injection valve is started, the immediately preceding fuel pressure is detected, and a value of a constant term indicating a slope and an offset of the linear function is calculated based on the detected immediately preceding fuel pressure. That is, it is desirable that the constant terms (slope and offset) of the linear function be calculated in advance, and in such a case, the constant terms should be calculated based on the immediately preceding injection pressure.
[0012]
By detecting the fuel pressure (immediately before the fuel pressure) before the start of the injection, it is conceivable that the fuel pressure changes from the time when the immediately preceding fuel pressure is detected until the actual injection start. In this case, as described in claim 5, when the immediately preceding fuel pressure is detected, a change in the fuel pressure until the subsequent fuel injection is predicted, and one or more primary pressures are predicted within the range of the fuel pressure change prediction. Set a function. Alternatively, as described in claim 6, it is preferable to set a larger linear function as the predicted fuel pressure change from the detection of the immediately preceding fuel pressure to the time of fuel injection is larger.
[0013]
The fuel pressure changes during the fuel pumping of the fuel by the fuel pump, and the fuel pressure changes even for a short time. In addition, the degree of the change changes according to the fuel pumping amount. Therefore, as described in claim 7, it is preferable to predict a change in the fuel pressure from the detection of the immediately preceding fuel pressure to the time of fuel injection based on the state of fuel pumping from the fuel pump to the pressure accumulating pipe.
[0014]
In the invention according to claim 8, when the immediately preceding fuel pressure is detected, a constant term of a linear function is set with reference to a control table, and the constant term is stored in a RAM. The constant term in the RAM is read and used for calculating the injection period. In this case, the control table is searched before the start of injection, and the constant term is stored in the RAM in advance. Therefore, the calculation time at the start of injection can be reliably reduced.
[0015]
Further, in the invention according to claim 9, a control table in which the constant term of the linear function is set is stored in a ROM, and when the power is turned on, the control table in the ROM is copied to a RAM, The injection period is calculated using the table. In this case, the calculation time can be further reduced.
[0016]
In addition, the control table may be copied from the ROM to the RAM periodically or as necessary. In this case, even if the RAM data is destroyed, normal data can be newly taken into the RAM, and the control reliability is improved.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is embodied as a common rail fuel injection control device for a diesel engine, and the configuration and operation of the control device will be described below.
[0018]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a common rail type fuel injection control device. In FIG. 1, a multi-cylinder diesel engine (hereinafter, referred to as an engine) 10 is provided with a plurality of electromagnetic injectors (fuel injection valves) 11 corresponding to the combustion chambers of the respective cylinders. A common rail (pressure accumulation pipe) 12 is connected. A supply pump (fuel pump) 13 is connected to the common rail 12, and high pressure fuel equivalent to the injection pressure is continuously accumulated in the common rail 12 as the supply pump 13 is driven. The low pressure fuel is sucked into the supply pump 13 from the fuel tank 15 via the feed pump 14.
[0019]
The injector 11 may use a piezo element in addition to the one using an electromagnetic solenoid. In the case of a piezo-driven injector, the responsiveness is good and the invalid injection time is short, so that the injector has a high response and the drive signal can be shortened.
[0020]
The common rail 12 is provided with a rail pressure sensor 16 for detecting the fuel pressure (common rail pressure) inside the common rail 12. This common rail pressure is also the injection pressure of the fuel injected from the injector 11.
[0021]
The ECU 20 includes a known microcomputer (microcomputer) 21 including a CPU 22, a flash ROM 23, a RAM 24, and the like. In addition to the common rail pressure detected by the rail pressure sensor 16, the ECU 20 receives a rotation angle signal, an accelerator opening signal, and the like from various sensors (not shown). The detected value of the common rail pressure and the accelerator opening value are sequentially A / D converted by the A / D converter 25. The rotation angle signal is shaped into a pulse signal (hereinafter, referred to as an NE signal) at equal crank angle intervals (for example, 10 ° CA intervals) by a waveform shaping circuit (not shown). The NE signal is used to calculate the engine speed or to generate an interrupt for angle synchronization.
[0022]
The CPU 22 in the microcomputer 21 determines an optimal injection amount command value and an injection period (a period during which the injector 11 is energized) based on engine operation information such as an engine speed and an accelerator opening, and outputs an injector drive signal accordingly. 11 is output. The injector 11 is driven in accordance with a drive signal, whereby fuel is injected and supplied to each combustion chamber. In the present embodiment, the rail pressure sensor 16 corresponds to “fuel pressure detecting means” described in the claims, and the CPU 22 corresponds to “injection amount control means”.
[0023]
Further, the CPU 22 calculates a target value of the common rail pressure (injection pressure) based on the engine speed and the injection amount command value at each time, and controls the common rail pressure so that the actual common rail pressure (detection value) becomes the target value. I do. Actually, the amount of fuel discharged from the supply pump 13 is determined from the pressure deviation from the target value, and the opening of the fuel control valve (PCV) (not shown) of the supply pump 13 is controlled accordingly.
[0024]
Next, the details of the injection amount control by the CPU 22 will be described. First, the basic operation at the time of fuel injection will be described with reference to the time chart of FIG. FIG. 2A shows a case where fuel injection is performed in a state where the common rail pressure is substantially constant, and FIG. 2B shows a case where fuel injection is performed while the common rail pressure is changing.
[0025]
In FIG. 2A, the common rail pressure fluctuates in accordance with fuel supply by the supply pump 13, fuel injection by the injector 11, and the like. That is, the common rail pressure rises at a gradient corresponding to the pumping amount when the fuel is pumped by the supply pump 13, and the common rail pressure falls by an amount obtained by subtracting the fuel pumping when the fuel is injected by the injector 11.
[0026]
The rising edge of the NE signal at every 10 ° CA is treated as an effective edge, and only the rising edge is shown as an NE edge in the figure. In this case, an angle synchronization interrupt occurs in synchronization with a valid edge at a predetermined angle. For example, in the interruption at the timing t1, the injection start time is set in the timer, and the injector drive signal is turned on at the timing t2, which is the injection start time. Thereby, fuel injection by the injector 11 is started. Strictly speaking, the ON time of the injector drive signal is different from the injection start time, and the latter is slightly delayed due to an electrical or mechanical delay. Time is the same).
[0027]
At the timing t2, the injection period τ is calculated according to the injection amount command value, and the injection end time is calculated according to the injection period τ. Then, the injection end time is set in the timer, and the injector drive signal is turned off at timing t3 when the injection end time is reached. This terminates the fuel injection by the injector 11. The same applies to the operation from timing t4 to t6. The injection at the timing t2 to t3 and the injection at the timing t5 to t6 have, for example, a relationship between the pilot injection and the main injection.
[0028]
By the way, according to the existing technology so far, when calculating the injection end time at the timing t2, the injection end time is calculated by a map calculation based on the injection amount command value and the common rail pressure at the start of the injection (PCRINJ in the figure). Is done. However, in this case, since the time required for the map calculation is long, the time required for calculating the injection end time is also long. Therefore, in the present embodiment, the injection end time is calculated by a simple linear function operation in order to reduce the calculation time of the injection end time at the timing t2.
[0029]
That is, the common rail pressure (PCRBI in the figure) is detected before the timing t2, which is the injection start time, that is, at the timing t1. In the following description, for convenience, the common rail pressure before the start of the injection (for example, timing t1) is referred to as the immediately preceding rail pressure PCRBI, and the common rail pressure at the start of the injection (for example, timing t2) is referred to as the injection-time rail pressure PCRINJ. The immediately preceding rail pressure PCRBI corresponds to “immediately preceding fuel pressure”. At timing t1, injection period calculation terms TCLAn and TCLBn (corresponding to constant terms) for a linear function calculation are set based on the immediately preceding rail pressure PCRBI.
[0030]
At timing t2, which is the injection start time, the injection-time rail pressure PCRINJ is detected, the injection period τ is calculated using the following equation (1), and the injection end time is calculated from the injection period τ. You.
τ = TCLAn × PCRINJ + TCLBn (1)
This equation (1) is set in accordance with the injection characteristics of the injector 11, and will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the injection characteristics of the injector 11, in which the horizontal axis represents the common rail pressure and the vertical axis represents the injection period τ. When the injection amount command value is constant, the common rail pressure and the injection period τ have a relationship of the injection characteristic LX. In this case, as shown in FIG. 3A, if the range of the common rail pressure is designated as S1, S2, the injection characteristic LX can be approximated by a linear function (primary line) within the range. For example, it can be approximated by a linear function L1 in the pressure range of S1, and can be approximated by a linear function L2 in the pressure range of S2.
[0031]
Therefore, in this embodiment, it is determined in which range the common rail pressure (the immediately preceding rail pressure PCRBI) is in each case, and an appropriate linear function is set according to the pressure range. Then, using this linear function, the injection period τ is calculated in accordance with the common rail pressure (injection rail pressure PCRINJ) in each case.
[0032]
Incidentally, as shown in FIG. 3B, when the common rail pressure is in the range of P0 to P1, the injection periods corresponding to P0 and P1 on the injection characteristic LX are T0 and T1, and the linear function L1 is Given by
τ = TCLA0 × PCRINJ + TCLB0
TCLA0 = (T1-T0) / (P1-P0)
TCLB0 = T0−TCLA0 × P0
Further, the injection period operation terms TCLAn and TCLBn are selectively extracted from the control table shown in FIG. In the control table of FIG. 4, the injection amount command values are Q0 to Q5, and the pressure ranges are divided into X0 to X5. Note that X0 to X5 each have a pressure range of P0 to P1, P1 to P2, P2 to P3, and the like. Then, the injection period calculation terms TCLAn and TCLBn are extracted from the corresponding injection amount command value and pressure range (a range including the immediately preceding rail pressure PCRBI). In T00 to T55 in the figure, numerical values are set, each of which sets TCLAn and TCLBn. 4 is stored in the flash ROM 23 in advance.
[0033]
For example, when the injection amount command value is Q2 and the immediately preceding rail pressure PCRBI belongs to the pressure range X1, the injection period calculation terms TCLAn and TCLBn corresponding to “T21” are extracted (circled number 1 in FIG. 4).
[0034]
Here, when the immediately preceding rail pressure PCRBI and the injection-time rail pressure PCRINJ substantially coincide with each other, that is, when the change in the common rail pressure is very small, one injection period calculation term TCLAn, TCLBn (for example, obtained from the immediately preceding rail pressure PCRBI) , T21) can be adopted as it is. However, it is conceivable that the common rail pressure changes sequentially under various conditions, and it is desirable to take out a plurality of injection period calculation terms TCLAn and TCLBn in anticipation of the pressure change. Therefore, as described above, when the injection amount command value is Q2 and the immediately preceding rail pressure PCRBI belongs to the pressure range X1, if it is predicted that the common rail pressure may change to the pressure range X2 (P2 to P3), The injection period calculation terms TCLAn and TCLBn corresponding to "T22" are taken out in addition to "T21" (circled number 2 in FIG. 4).
[0035]
When a plurality of injection period calculation terms TCLAn and TCLBn are extracted in this manner, one of the injection period calculation terms TCLAn and TCLBn is adopted according to the rail pressure PCRINJ during injection. When T21 and T22 are taken out as described above, T21 is used if the rail pressure during injection PCRINJ belongs to the pressure range X1, and T22 is used if the rail pressure PCRINJ during injection belongs to the pressure range X2. Is done.
[0036]
In particular, in the case shown in FIG. 2B, the fuel pumping by the supply pump 13 is performed at the time of fuel injection, and the change in the common rail pressure is large. Therefore, the rail pressure PCRBI immediately before at the timing t11 is different from the rail pressure PCRINJ during injection at the timing t12 (PCRBI <PCRINJ). In this case, at timing t11, how much the injection-time rail pressure PCRINJ changes is predicted, and a plurality of injection period calculation terms TCLAn and TCLBn are extracted within the prediction range.
[0037]
Explaining with the control table of FIG. 4, for example, when the injection amount command value is Q4 and the immediately preceding rail pressure PCRBI belongs to the pressure range X2, it is assumed that the common rail pressure is predicted to change to the pressure range X4 by the time of fuel injection. . In this case, the injection period calculation terms TCLAn and TCLBn corresponding to T42, T43 and T44 are extracted (circled number 3 in FIG. 4). In this way, as the change in the common rail pressure is predicted to be larger, more injection period calculation terms TCLAn and TCLBn (linear functions) are set.
[0038]
In the control table of FIG. 4, the pressure range (X0 to X5) in the table may be set more finely in order to increase the control accuracy. However, the narrower the pressure range, the more it is necessary to extract more injection period calculation terms TCLAn and TCLBn.
[0039]
The degree to which the common rail pressure changes may be predicted based on the fuel pumping state. Specifically,
(1) presence or absence of fuel pumping by the supply pump 13,
(2) the amount of fuel pumped by the supply pump 13,
(3) Time from detection of immediately preceding rail pressure PCRBI to start of injection,
What is necessary is just to be predicted in consideration of the above.
[0040]
FIG. 5 is a flowchart showing a routine for calculating the injection period calculation terms TCLAn and TCLBn. This processing is executed by the CPU 22 as an NE edge interrupt before the start of fuel injection. In the time chart of FIG. 2, the processing is performed at timings t1, t4, and t11.
[0041]
In FIG. 5, in step 101, the common rail pressure (analog value) detected by the rail pressure sensor 16 is A / D converted, and in the following step 102, the A / D converted value is used as the immediately preceding rail pressure PCRBI.
[0042]
Thereafter, in step 103, the injection period calculation terms TCLAn and TCLBn are calculated based on the injection amount command value and the immediately preceding rail pressure PCRBI with reference to the control table of FIG. At this time, a change in the common rail pressure from the present time to the actual fuel injection is predicted, and the necessary number of injection period operation terms TCLAn and TCLBn are extracted in accordance with the predicted change. Further, the injection period calculation terms TCLAn and TCLBn are stored in the RAM 24 (step 104).
[0043]
Finally, at step 105, the injection start time is set in a timer. The injection start time is obtained by converting the injection timing calculated based on the engine speed, the accelerator opening, and the like into time.
[0044]
FIG. 6 is a flowchart showing a routine for calculating the injection end time. This processing is executed by the CPU 22 in synchronization with the start of fuel injection. In the time chart of FIG. 2, the processing is performed at timings t2, t5, and t12. The processing in FIG. 6 is performed with higher priority than the calculation of the injection period calculation term (the processing in FIG. 5).
[0045]
In FIG. 6, in step 201, the common rail pressure (analog value) detected by the rail pressure sensor 16 is A / D converted, and in the following step 202, the A / D converted value is used as the rail pressure PCRINJ during injection.
[0046]
Thereafter, in step 203, the injection period τ is calculated based on the injection period operation terms TCLAn, TCLBn stored in the RAM 24 and the injection rail pressure PCRINJ.
[0047]
Specifically, as shown in FIG. 7A, when the prediction range of the common rail pressure change is two ranges of P0 to P1 and P1 to P2, two injection period calculation terms “TCLA1 / TCLB1” are used. ”,“ TCLA2 / TCLB2 ”are prepared. This is based on the processing in FIG. Then, FIG. 7B is performed as the process of step 203. In FIG. 7B, it is determined whether or not the injection-time rail pressure PCRINJ is within the range of P0 to P1 (step 301), and in the case of YES, the primary using the injection period calculation term “TCLA1 / TCLB1” is determined. The injection period τ is calculated by a function (step 302). In the case of NO, the injection period τ is calculated by a linear function using the injection period calculation term “TCLA2 / TCLB2” (step 303).
[0048]
At the end of FIG. 6, in step 204, an injection end time is calculated based on the calculated injection period τ, and the injection end time is set in a timer. 5 and 6, the injector drive signal is operated as shown in FIG. 2, and a desired fuel injection can be realized.
[0049]
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
By calculating the injection period τ using a linear function, the calculation becomes simpler and the calculation time can be shortened as compared with the case where a conventional two-dimensional map is used. Therefore, fuel injection can be performed in a very short time, and controllability thereof can be ensured. At this time, it is not necessary to increase the performance of the microcomputer in order to shorten the operation time. Before the injection is started, the injection period calculation terms TCLAn and TCLBn are calculated based on the immediately preceding rail pressure PCRBI. Therefore, even if the calculation takes time, the calculation of the injection period is not directly affected.
[0050]
In particular, even when the injector 11 having a high response is used, good fuel injection controllability can be maintained. Further, even in the case of performing multi-injection (multi-stage injection) such as pilot injection + main injection, divided individual injections can be appropriately realized.
[0051]
Since the injection period τ is calculated in synchronization with the start of injection, the injection period τ can be determined by reflecting the fuel pressure at the time of actual injection. Therefore, the controllability of the injection amount control is improved.
[0052]
The injection period calculation terms TCLAn and TCLBn extracted with reference to the control table are stored in the RAM 24, and necessary data is read from the RAM 24 when calculating the injection period τ. Therefore, no access is made to the flash ROM 23 when calculating the injection period τ, and the calculation time at the start of injection can be reliably reduced.
[0053]
The calculation of the injection end time (the processing in FIG. 6) is performed with priority over the calculation of the injection period calculation term (the processing in FIG. 5), and the processing in FIG. 6 has a short processing time. Therefore, even in the multi-injection control in which the number of injections is large, it is possible to contribute to the reduction of the software processing, and each injection can be appropriately performed.
[0054]
The present invention can be embodied in the following modes other than the above.
In the above-described embodiment, the calculation of the injection period calculation terms TCLAn and TCLBn is performed by the NE edge interrupt (the processing of FIG. 5) for setting the injection start time. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration may be adopted in which the injection period calculation terms TCLAn and TCLBn are calculated a predetermined time before the start of injection (for example, several tens to 100 msec). However, in order to correctly predict the common rail pressure at the start of injection (rail pressure at injection), it is desirable to detect the common rail pressure (rail pressure immediately before) at a timing close to the injection start timing.
[0055]
In the above embodiment, the calculation of the injection period τ (the injection end time) was performed in synchronization with the start of the injection (the processing of FIG. 6). (Injection end time) may be calculated. That is, this means that the injection period τ (injection end time) is calculated using the common rail pressure during injection.
[0056]
In the above-described embodiment, the processing in the case where the injection amount command value is applied to any of Q0 to Q5 in the control table of FIG. 4 has been described. However, the injection amount command value may be a value between Q0 to Q5. Yes, the treatment in that case is described. For example, when the injection amount command value Qx is between Q0 and Q1 and the immediately preceding rail pressure PCRBI belongs to the pressure range X0, the injection period calculation terms A0 and B0 corresponding to the injection amount command value Q0 “T00”, the injection amount The injection period calculation terms A1 and B1 corresponding to “T10” of the command value Q1 are extracted. In this case, the injection periods τ0 and τ1 of each injection amount command value are given by the following equations.
τ0 = A0 × PCRINJ + B0 (calculation formula for injection amount command value Q0)
τ1 = A1 × PCRINJ + B1 (calculation formula for injection amount command value Q1)
The injection period τ at the time of the injection amount command value Qx is given by the following equation.
τ = A × PCRINJ + B
A = (A1 + (1 / Qc-1) × A0) × Qc
B = (B1 + (1 / Qc-1) × B0) × Qc
Qc = (Qx-Q0) / (Q1-Q0)
Since the injection amount command value Qc is calculated in advance, the calculation terms A and B can complete the calculation before the injection, and even if the injection amount command value is between Q0 and Q1, The calculation time to be performed does not increase.
[0057]
In the above-described embodiment, the configuration is such that the greater the change in the common rail pressure, the larger the number of injection period calculation terms TCLAn and TCLBn, but the predetermined number (for example, two, three, four, etc.) is uniformly set. The injection period calculation terms TCLAn and TCLBn may be set.
[0058]
In the above-described embodiment, the constant terms (injection period calculation terms TCLAn and TCLBn) extracted with reference to the control table in the flash ROM 23 for each injection are temporarily stored in the RAM 24, and the injection period τ is calculated based on the constant terms in the RAM 24. However, this is changed as follows. That is, when the power to the ECU 20 is turned on, the control table in the flash ROM 23 is copied to the RAM 24, and the injection period τ is calculated using the control table in the RAM 24. In this case, access to the flash ROM 23 is not performed every time injection is performed, and the τ calculation time can be further reduced.
[0059]
Further, the control table may be copied from the flash ROM 23 to the RAM 24 periodically or as needed. In this case, even if the RAM data is destroyed, normal data can be newly taken into the RAM 24, and the control reliability is improved. Note that the implementation as needed includes copying the control table irregularly. For example, when the RAM destruction is detected, the control table may be copied.
[0060]
In the above embodiment, the present invention is embodied in a common rail fuel injection device for a diesel engine. However, the present invention can be embodied in a direct injection gasoline engine fuel injection device. That is, the fuel pressure in the delivery pipe (accumulation pipe) is detected, and the injection period is calculated according to the fuel pressure. In this case, similarly, the injection period may be calculated according to the fuel pressure in each case using a linear function approximated on the injection characteristics based on the injection characteristics of the injector.
[0061]
An A / D converter built in the microcomputer 21 may be used to A / D convert the common rail pressure detected by the rail pressure sensor 16. In this case, the communication for the A / D conversion becomes unnecessary, and the good injection control can be maintained even when a small amount of fuel is injected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a common rail fuel injection control device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are time charts showing a basic operation of fuel injection.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing injection characteristics of an injector.
FIG. 4 is a diagram showing a control table for setting an injection period calculation term.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a calculation routine of an injection period calculation term.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a routine for calculating an injection end time.
FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining an injection period calculation process.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine, 11 ... Injector, 12 ... Common rail, 13 ... Supply pump, 20 ... ECU, 21 ... Microcomputer, 22 ... CPU, 23 ... Flash ROM, 24 ... RAM.

Claims

燃料ポンプにて圧縮した燃料を蓄圧配管にて蓄え、該蓄圧配管内の高圧燃料を燃料噴射弁を通じてエンジンに噴射供給する燃料噴射制御装置において、
蓄圧配管内の燃料圧を検出する燃料圧検出手段と、
その都度の噴射量指令値及び燃料圧に応じた噴射期間にて燃料噴射弁を駆動する噴射量制御手段と、を備え、
前記噴射量制御手段は、所定の噴射量での燃料圧と噴射期間との関係を表す燃料噴射弁の噴射特性に基づきその噴射特性上で近似される一次関数を用い、その都度の燃料圧に応じて噴射期間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 stores fuel compressed by a fuel pump in a pressure accumulation pipe and supplies high-pressure fuel in the pressure accumulation pipe to an engine through a fuel injection valve.
Fuel pressure detecting means for detecting the fuel pressure in the pressure accumulation pipe;
Injection amount control means for driving the fuel injection valve in the injection period according to the injection amount command value and the fuel pressure in each case,
The injection amount control means uses a linear function approximated on the injection characteristic based on the injection characteristic of the fuel injection valve representing the relationship between the fuel pressure at a predetermined injection amount and the injection period, and calculates the fuel pressure at each time. A fuel injection control device that calculates an injection period according to the value.

燃料圧が所定間隔で区分され、その区分された範囲毎に前記一次関数が付加される請求項１記載の燃料噴射制御装置。2. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel pressure is divided at predetermined intervals, and the linear function is added to each of the divided ranges.

前記噴射量制御手段は、燃料噴射弁による噴射開始に同期して若しくは当該噴射中に、その時の燃料圧に基づき前記一次関数を用いて噴射期間を算出する請求項１又は２記載の燃料噴射制御装置。3. The fuel injection control according to claim 1, wherein the injection amount control means calculates the injection period using the linear function based on the fuel pressure at that time in synchronization with or during the start of injection by the fuel injection valve. apparatus.

燃料噴射弁の噴射開始直前に直前燃料圧を検出し、該検出した直前燃料圧に基づいて前記一次関数の傾き及びオフセットを示す定数項の値を算出する請求項１乃至３の何れか記載の燃料噴射制御装置。The fuel injection valve according to any one of claims 1 to 3, wherein immediately before the injection of the fuel injection valve is started, the immediately preceding fuel pressure is detected, and a value of a constant term indicating a slope and an offset of the linear function is calculated based on the detected immediately preceding fuel pressure. Fuel injection control device.

前記直前燃料圧を検出した際、その後の燃料噴射時までの燃料圧の変化を予測し、燃料圧変化の予測の範囲内で一又は複数の一次関数を設定する請求項４記載の燃料噴射制御装置。5. The fuel injection control according to claim 4, wherein when the immediately preceding fuel pressure is detected, a change in fuel pressure up to the time of subsequent fuel injection is predicted, and one or a plurality of linear functions are set within a range of the predicted fuel pressure change. apparatus.

前記直前燃料圧の検出から燃料噴射時までの予測の燃料圧変化が大きいほど、多くの一次関数を設定する請求項５記載の燃料噴射制御装置。6. The fuel injection control device according to claim 5, wherein a larger linear function is set as the predicted fuel pressure change from the detection of the immediately preceding fuel pressure to the time of fuel injection is larger.

燃料ポンプから蓄圧配管への燃料圧送状態に基づいて、前記直前燃料圧の検出から燃料噴射時までの燃料圧の変化を予測する請求項５又は６記載の燃料噴射制御装置。7. The fuel injection control device according to claim 5, wherein a change in fuel pressure from the detection of the immediately preceding fuel pressure to the time of fuel injection is predicted based on a state of fuel pumping from the fuel pump to the pressure accumulation pipe.

前記直前燃料圧を検出した際、制御テーブルを参照して一次関数の定数項を設定すると共にその定数項をＲＡＭに格納し、噴射期間の算出に際し、前記ＲＡＭ内の定数項を読み出して噴射期間の演算に用いる請求項４乃至７の何れかに記載の燃料噴射制御装置。When the immediately preceding fuel pressure is detected, the constant term of the linear function is set with reference to the control table, and the constant term is stored in the RAM. When calculating the injection period, the constant term in the RAM is read out to calculate the injection period. The fuel injection control device according to any one of claims 4 to 7, wherein the fuel injection control device is used in the calculation of:

前記一次関数の定数項を設定した制御テーブルをＲＯＭ内に格納しておき、電源投入時に前記ＲＯＭ内の制御テーブルをＲＡＭへ複写し、ＲＡＭ内の制御テーブルを用いて噴射期間の算出を行う請求項１乃至７の何れかに記載の燃料噴射制御装置。A control table in which a constant term of the linear function is set is stored in a ROM, the control table in the ROM is copied to a RAM when power is turned on, and an injection period is calculated using the control table in the RAM. Item 8. The fuel injection control device according to any one of Items 1 to 7.

ＲＯＭからＲＡＭへの制御テーブルの複写を定期的に或いは必要に応じて実施する請求項９記載の燃料噴射制御装置。10. The fuel injection control device according to claim 9, wherein the control table is copied from the ROM to the RAM periodically or as needed.