JP2007239605A - Fuel injection device - Google Patents

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州平 米谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform fuel injection multiple times in one stroke at different jetting pressures without installing multiple stages of supply pumps. <P>SOLUTION: This fuel injection device comprises a fuel injection means 8 communicating with an accumulation chamber 6 and capable of jetting a fuel multiple times in one stroke of an engine, an operating state detection means 20, a means 20 for controlling the driving of the fuel injection means 8 according to the operating conditions, a means 4 for pressurizing the fuel in the accumulation chamber 6 to a reference fuel pressure, and a means 20 for setting a target jetting pressure in one (second injection) of the multiple times of fuel injections according to the operating conditions. When the target injection pressure is different from the reference fuel pressure, a target pressure regulating control for regulating at least one of the amount of injection and the injection timing of the first injection is performed by performing the fuel injection (first injection) with less amount of fuel before the second injection by the injection control means 20 so that the jetting pressure reaches the target one during the pulsation of a fuel pressure produced by the fuel injection. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine.

エンジンの燃料噴射装置として、燃料を高圧化するサプライポンプと、サプライポンプにより高められた燃料圧力を蓄える蓄圧室と、蓄圧室からの高圧燃料が供給される各気筒に設けられた燃料噴射弁とからなる、いわゆるコモンレール式燃料噴射装置が知られている。   As a fuel injection device for an engine, a supply pump for increasing the pressure of fuel, a pressure accumulation chamber for storing fuel pressure increased by the supply pump, and a fuel injection valve provided in each cylinder to which high pressure fuel from the pressure accumulation chamber is supplied A so-called common rail type fuel injection device is known.

コモンレール式燃料噴射装置によれば、燃料噴射弁の開弁時期を制御することによって、燃料噴射時期、一行程中の噴射回数等を自在に制御することが可能である。   According to the common rail fuel injection device, it is possible to freely control the fuel injection timing, the number of injections during one stroke, and the like by controlling the opening timing of the fuel injection valve.

一行程中に複数回の燃料噴射を行う制御としては、例えば、圧縮行程末期から膨張行程初期のいずれかの時期に主噴射を行い、主噴射後の排気行程後半に追加噴射（ポスト噴射）を行うことによって、排気温度を昇温させて排気後処理装置の早期活性化を図る技術等が知られている。   As control for performing multiple fuel injections during one stroke, for example, main injection is performed at any time from the end of the compression stroke to the beginning of the expansion stroke, and additional injection (post-injection) is performed in the latter half of the exhaust stroke after the main injection. A technique is known in which the exhaust temperature is raised to increase the temperature of the exhaust gas so as to activate the exhaust aftertreatment device early.

ところで、コモンレール式燃料噴射装置においては、燃料の噴射圧は蓄圧室内の圧力（以下、レール圧と称する）により定まり、このレール圧は主噴射に適した圧力に調整される。すなわち、複数回の燃料噴射は同じ噴射圧で行われることになる。   In the common rail fuel injection device, the fuel injection pressure is determined by the pressure in the pressure accumulating chamber (hereinafter referred to as rail pressure), and this rail pressure is adjusted to a pressure suitable for main injection. That is, multiple fuel injections are performed with the same injection pressure.

しかしながら、ポスト噴射を主噴射と同じ圧力で行うと、ポスト噴射で噴射された燃料は貫徹力が強過ぎるためシリンダ壁等に付着するおそれがある。シリンダ壁に付着した燃料は、シリンダ壁を伝ってオイルパンに流入してオイル希釈を起こしたり、未燃のまま排出されて排気性能を悪化させたりする。したがって、ポスト噴射は主噴射に比べて低圧で行いたい。   However, if the post injection is performed at the same pressure as the main injection, the fuel injected by the post injection is too strong to penetrate and may adhere to the cylinder wall or the like. The fuel adhering to the cylinder wall flows into the oil pan through the cylinder wall to cause oil dilution, or is discharged unburned to deteriorate the exhaust performance. Therefore, we want to perform post injection at a lower pressure than main injection.

このように、ポスト噴射に限らず、一行程中に複数回の燃料噴射を行う場合は、それぞれの噴射に適した噴射圧が異なる。   Thus, not only post-injection but also multiple fuel injections during one stroke, the injection pressure suitable for each injection is different.

そこで、特許文献１には、主噴射とポスト噴射とを異なる噴射圧で行うために、高圧の蓄圧器と低圧の蓄圧器とを備え、主噴射では高圧の蓄圧器からの燃料を、ポスト噴射では低圧の蓄圧器からの燃料をそれぞれ噴射する装置が開示されている。
特開２００２−３０３１８９号 Therefore, Patent Document 1 includes a high-pressure accumulator and a low-pressure accumulator in order to perform main injection and post-injection at different injection pressures. In main injection, fuel from the high-pressure accumulator is post-injected. Discloses an apparatus for injecting fuel from low-pressure accumulators.
JP 2002-303189 A

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、蓄圧室及びサプライポンプがそれぞれ高圧用、低圧用の２つ必要となり、また、車載レイアウト上の要求を満たしつつ蓄圧器とサプライポンプを２つずつ配置するためには、燃料配管の取り回し等を含めた設計変更が必要となるので、コストが大幅に増加することになる。   However, in the apparatus described in Patent Document 1, two accumulator chambers and two supply pumps are required for high pressure and low pressure, respectively, and two accumulators and two supply pumps are arranged while satisfying the requirements on the in-vehicle layout. In order to do this, design changes including the handling of fuel pipes and the like are required, which greatly increases costs.

そこで、本発明では、コストの増大を抑制しつつ、複数回の燃料噴射を異なる噴射圧で行うことを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to perform a plurality of fuel injections at different injection pressures while suppressing an increase in cost.

本発明の燃料噴射装置は、燃料の蓄圧室と、前記蓄圧室と連通し機関の一行程中に複数回の燃料噴射が可能な燃料噴射手段と、機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、運転状態に応じて前記燃料噴射手段の駆動を制御する噴射制御手段と、前記蓄圧室の燃料を基準燃料圧まで加圧する加圧手段と、一行程中に行う複数回の燃料噴射のうちのいずれかの燃料噴射（第２の噴射）の目標噴射圧を運転状態に応じて設定する目標噴射圧設定手段と、を備え、前記目標噴射圧が前記基準燃料圧と異なる場合には、前記噴射制御手段は前記第２の噴射に先立って前記第２の噴射より少量の燃料噴射（第１の噴射）を行うこととし、前記第１の噴射によって生じる燃料圧力脈動中に前記目標噴射圧となるように、前記第１の噴射の噴射量および噴射時期の少なくともいずれか一方を制御する目標圧調整制御を行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。   The fuel injection device of the present invention includes a fuel pressure accumulation chamber, a fuel injection means that communicates with the pressure accumulation chamber and can perform fuel injection a plurality of times during one stroke of the engine, and an operation state detection means that detects an engine operation state. Injection control means for controlling the driving of the fuel injection means according to the operating state, pressurizing means for pressurizing the fuel in the pressure accumulating chamber to a reference fuel pressure, and a plurality of fuel injections performed during one stroke. Target injection pressure setting means for setting a target injection pressure of any one of the fuel injections (second injection) according to an operating state, and when the target injection pressure is different from the reference fuel pressure, the injection The control means performs a fuel injection (first injection) in a smaller amount than the second injection prior to the second injection, and becomes the target injection pressure during the fuel pressure pulsation generated by the first injection. As described above, the injection amount and the injection of the first injection Fuel injection device for an internal combustion engine and performing a target pressure adjustment control for controlling at least one of the period.

本発明によれば、サプライポンプや蓄圧室等を複数設けることなく、基準燃料圧とは異なる噴射圧で燃料噴射を行うことができるので、コストの増大を招くことなく、複数回の燃料噴射を異なる噴射圧で行うことができる。   According to the present invention, since fuel injection can be performed at an injection pressure different from the reference fuel pressure without providing a plurality of supply pumps, pressure accumulating chambers, etc., multiple fuel injections can be performed without causing an increase in cost. This can be done with different injection pressures.

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施形態を示すコモンレール式の燃料供給システムの概略図である。１は燃料タンク、４は燃料タンク１から燃料を吸い上げ、そして加圧するサプライポンプ（加圧手段）、６は加圧された燃料を蓄える蓄圧室、８は蓄圧室６に燃料通路７を介して接続する燃料噴射弁（燃料噴射手段）、２０は蓄圧室６内の圧力（以下、レール圧と称する）や燃料噴射弁８からの燃料噴射時期、噴射回数、噴射量、後述する目標噴射圧等を算出するコントロールユニット（噴射制御手段、目標噴射圧設定手段）である。   FIG. 1 is a schematic view of a common rail fuel supply system showing an embodiment of the present invention. 1 is a fuel tank, 4 is a supply pump (pressurizing means) for sucking and pressurizing fuel from the fuel tank 1, 6 is a pressure accumulating chamber for storing pressurized fuel, 8 is a pressure accumulating chamber 6 via a fuel passage 7 A fuel injection valve (fuel injection means) 20 for connecting, a pressure in the pressure accumulating chamber 6 (hereinafter referred to as rail pressure), a fuel injection timing from the fuel injection valve 8, the number of injections, an injection amount, a target injection pressure to be described later, etc. Is a control unit (injection control means, target injection pressure setting means).

燃料タンク１内の燃料は吸入通路２を介してサプライポンプ４に吸入される。吸入通路２のサプライポンプ４より燃料タンク１側には、燃料フィルタ３を介装する。これにより、燃料中に浮遊するゴミ等の不純物がサプライポンプ４内に流入することを防止する。   The fuel in the fuel tank 1 is sucked into the supply pump 4 through the suction passage 2. A fuel filter 3 is interposed on the fuel tank 1 side from the supply pump 4 in the suction passage 2. This prevents impurities such as dust floating in the fuel from flowing into the supply pump 4.

サプライポンプ４によって加圧された燃料は吐出通路５を介して蓄圧室６に導入される。   The fuel pressurized by the supply pump 4 is introduced into the pressure accumulating chamber 6 through the discharge passage 5.

蓄圧室６に蓄えられた燃料は、各気筒の燃焼室に臨むように備えられた燃料噴射弁８から図示しない燃料室内に向けて噴射される。なお、燃料噴射弁８は噴孔を針弁により開閉するものであり、一般に用いられている燃料噴射弁と同様のものなので、説明を省略する。   The fuel stored in the pressure accumulating chamber 6 is injected toward a fuel chamber (not shown) from a fuel injection valve 8 provided so as to face the combustion chamber of each cylinder. The fuel injection valve 8 opens and closes the injection hole with a needle valve, and is the same as a commonly used fuel injection valve, so that the description thereof is omitted.

また、各燃料噴射弁８にはリターンパイプ９が設けられ、これらリターンパイプ９は合流して１本のリターン通路１０となり、燃料タンク１に連通している。これにより、燃料噴射弁８での余剰燃料は燃料タンクに戻される。   Each fuel injection valve 8 is provided with a return pipe 9, and these return pipes 9 merge to form one return passage 10 and communicate with the fuel tank 1. Thereby, surplus fuel in the fuel injection valve 8 is returned to the fuel tank.

また、リターン通路１０は圧力制御用のプレッシャリミッタ１３を介して蓄圧室６とも接続されている。プレッシャリミッタ１３は通常は閉弁しているが、所定圧力に達した場合には開弁して、余剰燃料を燃料タンク１に戻している。これにより、蓄圧室６内が余剰燃料によって所望の圧力より高まることを防止する。   The return passage 10 is also connected to the pressure accumulating chamber 6 via a pressure limiter 13 for pressure control. The pressure limiter 13 is normally closed, but when the pressure reaches a predetermined pressure, the pressure limiter 13 is opened to return surplus fuel to the fuel tank 1. Thereby, the inside of the pressure accumulation chamber 6 is prevented from being increased by a surplus fuel from a desired pressure.

さらに、リターン通路１０にはサプライポンプ４からのリターンパイプ１２も接続されている。サプライポンプ４には圧力制御弁１１が備えられており、この圧力制御弁１１はコントロールユニット２０からの信号によってリターンパイプ１２の流路面積を調整する。   Further, a return pipe 12 from the supply pump 4 is also connected to the return passage 10. The supply pump 4 is provided with a pressure control valve 11, and this pressure control valve 11 adjusts the flow path area of the return pipe 12 by a signal from the control unit 20.

これにより、サプライポンプ４から蓄圧室６への燃料吐出量を調整し、レール圧を制御している。   Thereby, the fuel discharge amount from the supply pump 4 to the pressure accumulating chamber 6 is adjusted, and the rail pressure is controlled.

具体的には、例えばコントロールユニット２０が運転状態検出手段としてのエンジン回転数センサ、エンジン負荷センサ（アクセル開度センサ）等の検出値に応じて目標レール圧を演算し、蓄圧室６の圧力を検出する圧力センサ２１の検出値が目標レール圧と一致するよう、圧力制御弁１１を介してフィードバック制御する。   Specifically, for example, the control unit 20 calculates a target rail pressure according to detection values of an engine speed sensor, an engine load sensor (accelerator opening sensor), etc. as an operation state detecting means, and calculates the pressure in the pressure accumulating chamber 6. Feedback control is performed via the pressure control valve 11 so that the detected value of the pressure sensor 21 to be detected matches the target rail pressure.

次に燃料噴射制御について説明する。   Next, fuel injection control will be described.

上記燃料供給システムでは、運転状態に応じて、一行程中に複数回の燃料噴射を行うことが可能である。例えば、冷機始動時には、早期に排気浄化触媒を活性化温度まで昇温させるため、主噴射の他に、排気温度を上昇させることを目的として膨張行程後半にポスト噴射を行う。   In the fuel supply system, it is possible to perform fuel injection a plurality of times during one stroke according to the operating state. For example, at the time of cold start, in order to raise the exhaust purification catalyst to the activation temperature at an early stage, in addition to the main injection, post injection is performed in the latter half of the expansion stroke for the purpose of raising the exhaust temperature.

ここでは、ポスト噴射を行う場合について図２を参照して説明する。図２はコントロールユニット２０が実行する制御（目標圧調整制御）のルーチンを表すフローチャートであり、ポスト噴射の噴射量、噴射時期、噴射圧を設定するためのものである。   Here, the case of performing the post injection will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a routine of control (target pressure adjustment control) executed by the control unit 20, and is for setting the post-injection injection amount, injection timing, and injection pressure.

ステップＳ１では、現在、第２の噴射としてのポスト噴射を行う運転条件であるか否かの判定を運転状態に基づいて行う。ポスト噴射を行う運転条件としては、例えば、触媒早期活性化要求やＤＰＦ再生要求等により排気温度を昇温させる場合である。   In step S <b> 1, it is determined whether or not it is currently an operating condition for performing post injection as the second injection based on the operating state. The operating condition for performing the post injection is, for example, a case where the exhaust gas temperature is raised by a catalyst early activation request, a DPF regeneration request, or the like.

触媒早期活性化要求は、例えば冷機始動時等のように、排気浄化用触媒の温度が活性化温度以下の場合に出される。排気浄化触媒は、活性化温度以下では十分な浄化作用を発揮しないので、排気性能の悪化を防ぐためにも早期に活性化させる必要がある。そこで、早期に活性化温度まで昇温させるために、ポスト噴射を行うことにより排気温度を上昇させる。この場合、運転状態として冷却水温や油温等を検出して、冷機状態であれば触媒活性化要求あり、暖機状態であれば触媒活性化要求なしと判定してもよいし、排気浄化用触媒の温度を直接検出し、活性化温度以下であるか否かで判定してもよい。   The catalyst early activation request is issued when the temperature of the exhaust purification catalyst is equal to or lower than the activation temperature, for example, at the time of cold start. Since the exhaust purification catalyst does not exhibit a sufficient purification action below the activation temperature, it is necessary to activate it early in order to prevent deterioration of exhaust performance. Therefore, in order to raise the temperature to the activation temperature early, the exhaust temperature is raised by performing post injection. In this case, the cooling water temperature, the oil temperature, or the like is detected as the operating state, and if it is in the cold state, it may be determined that there is a catalyst activation request, and if it is in the warm state, it may be determined that there is no catalyst activation request. The temperature of the catalyst may be directly detected, and the determination may be made based on whether or not the temperature is lower than the activation temperature.

ＤＰＦ再生要求は、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのフィルタ（ＤＰＦ）に、所定量の粒子状物質（ＰＭ）が捕集されたときに出される。ＤＰＦは捕集できるＰＭ量が定まっており、所定量捕集した場合には捕集したＰＭを燃焼させて除去する（ＤＰＦ再生処理）必要がある。ＰＭの捕集量が所定量に達したか否かは、ＤＰＦの上下流の排気通路内の差圧に基づいて推定することが可能であり、捕集量が多くなるほど差圧が大きくなる特性がある。そこで、再生処理の必要があるときの差圧を予め調べて再生要求圧として設定しておき、運転状態として検出する差圧が、運転中に前記再生要求圧に達した場合には、ＤＰＦ再生処理要求ありと判定する。なお、ＤＰＦ再生処理要求については、上記差圧による判定に替えてエンジン回転数、アクセル開度及び走行時間等からＰＭ捕集量を推定して判定してよい。   The DPF regeneration request is issued when a predetermined amount of particulate matter (PM) is collected by a filter (DPF) for collecting particulate matter (PM) in exhaust gas. The amount of PM that can be collected is determined for the DPF, and when a predetermined amount is collected, it is necessary to burn and remove the collected PM (DPF regeneration process). Whether or not the amount of PM collected reaches a predetermined amount can be estimated based on the differential pressure in the exhaust passage upstream and downstream of the DPF, and the characteristic that the differential pressure increases as the collected amount increases. There is. Therefore, the differential pressure when the regeneration process is necessary is checked in advance and set as the regeneration required pressure. If the differential pressure detected as the operation state reaches the regeneration required pressure during the operation, the DPF regeneration is performed. It is determined that there is a processing request. Note that the DPF regeneration processing request may be determined by estimating the PM collection amount from the engine speed, the accelerator opening, the travel time, and the like instead of the determination based on the differential pressure.

また、上記の判定によりポスト噴射を行う条件であると判定した場合であっても、さらに別の判定を行い、その判定の結果いかんではポスト噴射を行わないこととしてもよい。   Even if it is determined that the conditions for performing the post-injection are based on the above determination, another determination may be performed, and post-injection may not be performed depending on the result of the determination.

これにより、例えば、ＤＰＦ内のＰＭ堆積量が多く、再生処理時に発生するＰＭの燃焼熱によりＤＰＦが劣化するおそれがある場合には、ＤＰＦ再生要求があってもポスト噴射を行わないこととし、ＤＰＦの劣化を防止することができる。   Thereby, for example, when there is a large amount of PM accumulated in the DPF and there is a possibility that the DPF deteriorates due to the combustion heat of PM generated during the regeneration process, the post injection is not performed even if there is a DPF regeneration request, Deterioration of the DPF can be prevented.

また、予備噴射やポスト噴射により噴射した燃料が気化しにくい程度に外気温が低く、予備噴射やポスト噴射による昇温効果よりも、噴射された燃料が気化しないことによる排気性能の悪化の方が影響が大きい場合等に、触媒活性化要求があってもポスト噴射をおこなわないこととし、排気性能の悪化を防止することができる。   In addition, the outside air temperature is low enough to prevent vaporization of fuel injected by preliminary injection or post-injection, and the deterioration of exhaust performance due to the fact that the injected fuel does not vaporize is better than the temperature rise effect of preliminary injection or post-injection. When the influence is great, the post-injection is not performed even if there is a catalyst activation request, and the deterioration of the exhaust performance can be prevented.

ステップＳ１でポスト噴射を行う運転条件であると判定した場合はステップＳ２へ、そでない場合はそのまま処理を終了する。   If it is determined in step S1 that the operating conditions are such that post injection is performed, the process proceeds to step S2, and if not, the process ends.

ステップＳ２では、目標噴射圧としてのポスト噴射の噴射圧の目標値（目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔ）を決定する。目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔは、噴射した燃料がシリンダ壁に付着しない程度の圧力を設定する。ただし、運転状態によって筒内圧やガス流動等といった筒内状態は異なり、これに伴って、燃料がシリンダ壁に到達しない噴射圧も変わる。   In step S2, a target value (target pressure tP_post) of the post-injection injection pressure as the target injection pressure is determined. The target pressure tP_post is set to a pressure that prevents the injected fuel from adhering to the cylinder wall. However, in-cylinder conditions such as in-cylinder pressure and gas flow differ depending on the operating condition, and accordingly, the injection pressure at which the fuel does not reach the cylinder wall also changes.

そこで、エンジン回転数やアクセル開度等と筒内状態との関係、及び筒内状態と燃料がシリンダ壁に到達しない噴射圧（目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔ）との関係を予め求めて、運転状態と目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとの関係のマップを作成し、検出した運転状態でこのマップを検索することによって目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを決定する。   Therefore, the relationship between the engine speed, the accelerator opening, etc. and the in-cylinder state, and the relationship between the in-cylinder state and the injection pressure (target pressure tP_post) at which the fuel does not reach the cylinder wall are obtained in advance, and the operating state and the target pressure are determined. A target pressure tP_post is determined by creating a map of the relationship with tP_post and searching this map in the detected operating state.

なお、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔは、エンジンの負荷が高いほど大きく、また、エンジン回転数が高いほど大きくなる。   The target pressure tP_post increases as the engine load increases, and increases as the engine speed increases.

ステップＳ３では、ステップＳ２で決定した目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔに基づいて、第１の噴射としての予備噴射の噴射量（以下、予備噴射量と称する）及びインターバルを算出する。予備噴射量とは、ポスト噴射を所望の噴射圧で行うために、ポスト噴射に先立って行う燃料噴射（予備噴射）で噴射する燃料量をいう。インターバルとは、予備噴射開始からポスト噴射開始までの時間をいう。   In step S3, based on the target pressure tP_post determined in step S2, the injection amount of the preliminary injection as the first injection (hereinafter referred to as the preliminary injection amount) and the interval are calculated. The preliminary injection amount refers to the amount of fuel injected by fuel injection (preliminary injection) performed prior to post injection in order to perform post injection at a desired injection pressure. The interval refers to the time from the start of preliminary injection to the start of post injection.

ここで、予備噴射によってポスト噴射の噴射圧を変化させることができるメカニズムについて説明する。   Here, a mechanism capable of changing the injection pressure of the post injection by the preliminary injection will be described.

図４は、コモンレール式燃料供給装置において燃料噴射した際の、燃料噴射とレール圧の時間変化を表す図である。   FIG. 4 is a diagram showing temporal changes in fuel injection and rail pressure when fuel is injected in the common rail fuel supply apparatus.

コモンレール式燃料供給装置では、前述したようにプレッシャリミッタ１３等によってレール圧を一定に保つよう制御するが、図４に示すように、燃料噴射開始とともに噴射圧はいったん低下し、その後周期的に圧力上昇、低下を繰り返しながら設定値に収束することが知られている。このレール圧の周期的な変化（以下、燃料圧力脈動と称する）は、燃料噴射量と設定値としてのレール圧とによって変化することがわかっている。   In the common rail fuel supply device, as described above, the pressure is controlled so as to keep the rail pressure constant by the pressure limiter 13 or the like. However, as shown in FIG. It is known to converge to a set value while repeating an increase and a decrease. It has been found that this periodic change in rail pressure (hereinafter referred to as fuel pressure pulsation) changes depending on the fuel injection amount and the rail pressure as a set value.

そこで、予備噴射を行うことにより燃料圧力脈動を生じさせ、燃料圧力脈動によってレール圧が低下したときに燃料を噴射すれば、サプライポンプ４の吐出圧やプレッシャリミッタ１３の開放圧を変えることなく、低い噴射圧で燃料噴射を行うことができる。   Therefore, if fuel pressure pulsation is generated by performing preliminary injection and fuel is injected when the rail pressure decreases due to fuel pressure pulsation, the discharge pressure of the supply pump 4 and the opening pressure of the pressure limiter 13 are not changed. Fuel injection can be performed at a low injection pressure.

次に、予備噴射量及びインターバルの算出方法について図３を参照して説明する。図３はステップＳ３で実行するサブルーチンを表すフローチャートである。   Next, a method for calculating the preliminary injection amount and the interval will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a subroutine executed in step S3.

ステップＳ２１では、ステップＳ２で決定した目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔと、サプライポンプ４やプレッシャリミッタ１３等により定まる基準燃料圧としてのレール圧（以下、基準レール圧と称する）との偏差ΔＰを算出する。   In step S21, a deviation ΔP between the target pressure tP_post determined in step S2 and a rail pressure (hereinafter referred to as a reference rail pressure) as a reference fuel pressure determined by the supply pump 4, the pressure limiter 13, and the like is calculated.

ステップＳ２２では、予備噴射量を決定する。ここで、図５を参照して予備噴射量の設定方法について説明する。図５は、図４と同様に燃料圧力脈動を表す図であり、噴射量、レール圧を変化させた場合の、燃料噴射開始時のレール圧として設定される圧力（以下、基準レール圧と称する）に対する変動の様子について表している。   In step S22, the preliminary injection amount is determined. Here, a method for setting the preliminary injection amount will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing fuel pressure pulsation as in FIG. 4, and is a pressure set as a rail pressure at the start of fuel injection when the injection amount and rail pressure are changed (hereinafter referred to as a reference rail pressure). ).

図５中の線Ｘは、所定のレール圧Ｐで任意の噴射量Ｑを噴射したとしたときの燃料圧力脈動を表し、線Ｙは線Ｘと同じレール圧ＰでＱよりも少量の燃料を噴射した際の燃料圧力脈動を表す。   A line X in FIG. 5 represents a fuel pressure pulsation when an arbitrary injection amount Q is injected at a predetermined rail pressure P, and a line Y has the same rail pressure P as the line X and a smaller amount of fuel than Q. Represents fuel pressure pulsation when injected.

図５からわかるように、線Ｙは線Ｘと脈動の周期は同じだが、脈動の振幅は線Ｘよりも小さくなる。すなわち、脈動の周期はレール圧により定まり、また同じレール圧であっても、噴射量が異なれば脈動の振幅は異なり、噴射量が少なくなるほど振幅が小さく、噴射量が多いほど振幅が大きくなる。   As can be seen from FIG. 5, the line Y has the same pulsation period as the line X, but the pulsation amplitude is smaller than that of the line X. In other words, the pulsation cycle is determined by the rail pressure, and even if the rail pressure is the same, the pulsation amplitude differs if the injection amount is different. The smaller the injection amount, the smaller the amplitude, and the larger the injection amount, the larger the amplitude.

線Ｚは、線Ｘのレール圧Ｐよりも高いレール圧で一定となるよう制御されている状態で、同量の燃料を噴射したときの燃料圧力脈動の波形を表している。なお、図５中では、線Ｘと線Ｚの基準レール圧が一致しているが、これは基準圧に対するレール圧の変動の波形を比較し易くするために、両者の基準レール圧を一致させて表したためであり、レール圧自体は線Ｚの方が高い。図５からわかるように、レール圧を高くすると、振幅は変わらないものの脈動の周期が長くなる。   Line Z represents a waveform of fuel pressure pulsation when the same amount of fuel is injected in a state where the rail pressure is higher than the rail pressure P of line X and is controlled to be constant. In FIG. 5, the reference rail pressures of the line X and the line Z coincide with each other. However, in order to make it easy to compare the waveform of the fluctuation of the rail pressure with respect to the reference pressure, the reference rail pressures of both are made to coincide. The rail pressure itself is higher in the line Z. As can be seen from FIG. 5, when the rail pressure is increased, the amplitude does not change, but the period of pulsation becomes longer.

上記の燃料圧力脈動の振幅、周期、そして燃料噴射量による振幅の変化等は、蓄圧室６やサプライポンプ４等の特性により定まる。   The amplitude and period of the fuel pressure pulsation and the change in amplitude depending on the fuel injection amount are determined by the characteristics of the pressure accumulating chamber 6 and the supply pump 4.

そこで、ステップＳ２２では、燃料噴射量ごとの脈動の波形を予めモデル化しておき、このモデルを用いて燃料噴射開始から２周期めの振幅が燃圧偏差ΔＰと一致するような、すなわち２周期めの略極小値（図５中の点Ａ）が目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなるような噴射量を検索して、予備噴射量として決定する。   Therefore, in step S22, the waveform of the pulsation for each fuel injection amount is modeled in advance, and the second cycle from the start of fuel injection matches the fuel pressure deviation ΔP using this model, that is, the second cycle. An injection amount in which the substantially minimum value (point A in FIG. 5) becomes the target pressure tP_post is searched and determined as the preliminary injection amount.

また、予備噴射開始から２周期めの略極小値が目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなる場合の噴射量を予備噴射量としているが、レール圧が目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔまで低下するのであれば、２周期め以降の略極小値が目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなる場合であっても構わない。しかしながら、燃料圧力脈動の振幅は周期毎に減衰するので、より少ない予備噴射量で目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔまで圧力を低下させるためには、燃料圧力脈動の振幅が大きい間、すなわち予備噴射開始時期に近い時期の極小値が、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなるように設定することが望ましい。特に、燃圧偏差ΔＰが大きい（目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔが低い）場合には、振幅の大きな燃料圧力脈動を発生させる必要があるために予備噴射量は多くなるが、予備噴射時期とポスト噴射時期とを近づけることにより、できるだけ予備噴射量の増加を抑制することができる。   Further, the injection amount when the substantially minimum value in the second cycle from the start of the preliminary injection becomes the target pressure tP_post is set as the preliminary injection amount. However, if the rail pressure decreases to the target pressure tP_post, the injection amount in the second cycle and thereafter is omitted. The minimum value may be the target pressure tP_post. However, since the amplitude of the fuel pressure pulsation is attenuated every cycle, in order to reduce the pressure to the target pressure tP_post with a smaller amount of preliminary injection, while the amplitude of the fuel pressure pulsation is large, that is, near the preliminary injection start timing. It is desirable to set so that the local minimum value becomes the target pressure tP_post. In particular, when the fuel pressure deviation ΔP is large (the target pressure tP_post is low), it is necessary to generate a fuel pressure pulsation with a large amplitude. Thus, an increase in the preliminary injection amount can be suppressed as much as possible.

なお、燃料噴射量は噴射圧（レール圧）と噴射時間との積で定まり、予備噴射の噴射圧は基準レール圧として定まっているので、予備噴射量を決定すれば、予備噴射を行う時間も定まる。   The fuel injection amount is determined by the product of the injection pressure (rail pressure) and the injection time, and the injection pressure of the preliminary injection is determined as the reference rail pressure. Therefore, if the preliminary injection amount is determined, the time for performing the preliminary injection can also be determined. Determined.

予備噴射は主噴射と同等のレール圧で噴射されるので、膨張行程中に噴射する場合には貫徹力が必要以上に強く、燃料噴霧がシリンダ壁面まで到達して壁流となるおそれがある。しかし、上記のように目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを得るために必要な燃料量を予備噴射量として決定すれば、壁流量を低減してオイル希釈等の弊害を抑制することができる。   Since the preliminary injection is performed at a rail pressure equivalent to that of the main injection, when the injection is performed during the expansion stroke, the penetrating force is stronger than necessary, and the fuel spray may reach the cylinder wall surface and become a wall flow. However, if the amount of fuel necessary to obtain the target pressure tP_post is determined as the preliminary injection amount as described above, the wall flow rate can be reduced and adverse effects such as oil dilution can be suppressed.

ステップＳ２３では、予備噴射開始から目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔでポスト噴射を開始するまでのインターバルΔＩＴを算出する。ステップＳ２２で予備噴射量を決定したときのモデルを用いて、２周期めの略極小値、すなわち目標値ｔＰ_ｐｏｓｔとなるまでの時間を求め、これをインターバルΔＩＴとする。なお、ポスト噴射時期を予備噴射開始から２周期め以降にする場合には、例えば３周期めにポスト噴射する場合には、３周期めの略極小値となるまでの時間をインターバルΔＩＴとする。   In step S23, an interval ΔIT from the start of preliminary injection to the start of post injection at the target pressure tP_post is calculated. Using the model when the preliminary injection amount is determined in step S22, a time until the second period substantially minimum value, that is, the target value tP_post is obtained, and this is set as an interval ΔIT. When the post-injection timing is set after the second period from the start of the preliminary injection, for example, when post-injection is performed in the third period, the time until the third period becomes the substantially minimum value is defined as an interval ΔIT.

このように、燃料圧力脈動のモデルからインターバルΔＩＴを求めることにより、レール圧を検出する圧力センサ等を設けなくても、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなった時点で燃料噴射することができる。また、圧力センサによってレール圧を検出し、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔになったときに噴射する場合は、圧力センサが目標値ｔＰ_ｐｏｓｔを検出してから、コントロールユニット２０が燃料噴射弁に噴射信号を入力して実際に燃料が噴射されるまでの遅れ時間が生じるが、燃料圧力脈動のモデルからインターバルΔＩＴを算出する場合には、燃料噴射弁に噴射信号が入力されてから実際に燃料が噴射されるまでの時間を考慮して噴射信号を入力すれば、遅れ時間が生じることもない。   Thus, by obtaining the interval ΔIT from the fuel pressure pulsation model, it is possible to inject fuel when the target pressure tP_post is reached without providing a pressure sensor or the like for detecting the rail pressure. Also, when the rail pressure is detected by the pressure sensor and injection is performed when the target pressure tP_post is reached, the control unit 20 inputs the injection signal to the fuel injection valve after the pressure sensor detects the target value tP_post. Although there is a delay time until the fuel is actually injected, when calculating the interval ΔIT from the model of fuel pressure pulsation, the time from when the injection signal is input to the fuel injection valve until the fuel is actually injected If an injection signal is input in consideration of time, there will be no delay time.

ステップＳ２４では、運転状態に応じたポスト噴射時期を求め、このポスト噴射時期からΔＩＴだけ遡った時点を予備噴射時期として決定する。   In step S24, a post-injection time corresponding to the operating state is obtained, and a time point that is back by ΔIT from this post-injection time is determined as a preliminary injection time.

以上のステップＳ２１〜Ｓ２４を終了したら、図２のステップＳ４に進む。   When steps S21 to S24 are completed, the process proceeds to step S4 in FIG.

ステップＳ４では、まず運転状態に応じて予備噴射量を設定する。そして、目標圧ｔＰ _ｐｏｓｔで前記予備噴射量を噴射するのに必要な時間を算出し、この時間をポスト噴射期間ＥＴとして決定する。   In step S4, first, a preliminary injection amount is set according to the operating state. Then, a time required to inject the preliminary injection amount at the target pressure tP_post is calculated, and this time is determined as the post injection period ET.

上記の制御を行った場合の燃料圧力脈動を図６に示す。図６は図４と同様に燃料噴射とレール圧の時間変化を表す図である。   FIG. 6 shows fuel pressure pulsation when the above control is performed. FIG. 6 is a diagram showing the change over time in fuel injection and rail pressure as in FIG.

Ｔ１で予備噴射を行うと、燃料圧力脈動が生じる。そして、予備噴射からΔＩＴ経過後のＴ２にはレール圧が目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなるので、この時点でポスト噴射を行う。   When preliminary injection is performed at T1, fuel pressure pulsation occurs. Since the rail pressure becomes the target pressure tP_post at T2 after the lapse of ΔIT from the preliminary injection, post injection is performed at this point.

ポスト噴射を行うことにより、レール圧は目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔよりさらに低下し、その後脈動をともなって基準レール圧に戻る。   By performing post-injection, the rail pressure further decreases below the target pressure tP_post, and thereafter returns to the reference rail pressure with pulsation.

以上の制御により、サプライポンプ４の吐出圧及びプレッシャリミッタ１３の開放圧が一定であっても、主噴射よりも低い所望のレール圧（目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔ）でポスト噴射を行うことができる。   By the above control, even if the discharge pressure of the supply pump 4 and the opening pressure of the pressure limiter 13 are constant, the post injection can be performed at a desired rail pressure (target pressure tP_post) lower than the main injection.

以上により、本実施形態では、下記の効果を得ることができる。
（１）コントロールユニット２０は、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔと基準レール圧が異なる場合には、ポスト噴射に先立って微少量の予備噴射を行い、予備噴射により生じる燃料圧力脈動中に目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなる時期にポスト噴射を行うよう制御するので、吐出圧の異なるサプライポンプを設けたり、複数の蓄圧室を設けることなく、ポスト噴射を基準レール圧より低い噴射圧で行うことができる。
（２）予備噴射の噴射量及び噴射時期を制御するので、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔでポスト噴射をするのに適した噴射量、タイミングで予備噴射を行うことができる。
（３）予備噴射量を基準レール圧と目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとの差圧に基づいて設定するので、不必要に多量の燃料を噴射することなく目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔにすることができる。
（４）予備噴射量は、基準レール圧と目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとの差圧が大きいほど多くするので、差圧が大きい場合にも目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔにすることができる。
（５）予備噴射の噴射時期を、基準レール圧から定まる燃料圧力脈動周期と、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔと、ポスト噴射の噴射時期とに基づいて設定するので、ポスト噴射時期に目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなるように予備噴射を行われる。また、ポスト噴射時期を決定するために圧力センサ等によってレール圧を検出する必要がない。
（６）予備噴射の噴射時期は、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔと基準レール圧との差圧が大きいほどポスト噴射時期に近くなるようにする、すなわち予備噴射によって生じる燃料圧力脈動の振幅が大きい間にポスト噴射を行うので、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔと基準レール圧との差圧が大きい場合にも、予備噴射量が増量することを抑制できる。
（７）目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを運転状態に応じて設定するので、ポスト噴射により噴射された燃料がシリンダ壁に到達しないような噴射圧を設定することができ、これによりオイル希釈を抑制することができる。
（８）目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを、機関負荷が大きいほど高く、また機関回転数が高いほど高く設定するので、当該運転条件のように目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔが基準レール圧に近くてもポスト噴射により噴射された燃料がシリンダ壁に到達しないような場合には、基準レール圧と目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとの差圧を小さくすることができ、これにより予備噴射量を低減することができる。
（９）機関運転状態または走行環境条件の少なくともいずれか一方に応じて、目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔ調整のための予備噴射を禁止するので、予備噴射を行うことによって排気性能等が悪化することを防止できる。 As described above, in the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the target pressure tP_post and the reference rail pressure are different, the control unit 20 performs a small amount of preliminary injection prior to post injection, and at a time when the target pressure tP_post is reached during fuel pressure pulsation caused by the preliminary injection. Since the post-injection is controlled, the post-injection can be performed at an injection pressure lower than the reference rail pressure without providing supply pumps having different discharge pressures or providing a plurality of pressure accumulating chambers.
(2) Since the injection amount and injection timing of the preliminary injection are controlled, it is possible to perform the preliminary injection at an injection amount and timing suitable for post injection at the target pressure tP_post.
(3) Since the preliminary injection amount is set based on the differential pressure between the reference rail pressure and the target pressure tP_post, the target pressure tP_post can be achieved without injecting an unnecessarily large amount of fuel.
(4) Since the preliminary injection amount increases as the differential pressure between the reference rail pressure and the target pressure tP_post increases, the preliminary injection amount can be set to the target pressure tP_post even when the differential pressure is large.
(5) Since the injection timing of the preliminary injection is set based on the fuel pressure pulsation cycle determined from the reference rail pressure, the target pressure tP_post, and the injection timing of the post injection, the target pressure tP_post is set to the post injection timing. A preliminary injection is performed. Further, it is not necessary to detect the rail pressure by a pressure sensor or the like in order to determine the post injection timing.
(6) The injection timing of the preliminary injection is made closer to the post injection timing as the differential pressure between the target pressure tP_post and the reference rail pressure increases, that is, the post injection is performed while the amplitude of the fuel pressure pulsation generated by the preliminary injection is large. Therefore, even when the differential pressure between the target pressure tP_post and the reference rail pressure is large, it is possible to suppress an increase in the preliminary injection amount.
(7) Since the target pressure tP_post is set according to the operating state, it is possible to set the injection pressure so that the fuel injected by post injection does not reach the cylinder wall, thereby suppressing oil dilution. .
(8) Since the target pressure tP_post is set higher as the engine load is larger and the engine speed is higher, the target pressure tP_post is injected by post injection even when the target pressure tP_post is close to the reference rail pressure as in the operation condition. When the fuel does not reach the cylinder wall, the differential pressure between the reference rail pressure and the target pressure tP_post can be reduced, thereby reducing the preliminary injection amount.
(9) Since the preliminary injection for adjusting the target pressure tP_post is prohibited according to at least one of the engine operation state and the traveling environment condition, it is possible to prevent the exhaust performance and the like from being deteriorated by performing the preliminary injection.

第２実施形態について説明する。   A second embodiment will be described.

本実施形態は、燃料供給装置の構成は第１実施形態と同様であるが、予備噴射量が運転状態によらず一定である点が異なる。   This embodiment is the same as the first embodiment in the configuration of the fuel supply apparatus, except that the preliminary injection amount is constant regardless of the operating state.

図７に本実施形態でコントロールユニット２０が実行する燃料噴射制御ルーチンのフローチャートを示す。   FIG. 7 shows a flowchart of a fuel injection control routine executed by the control unit 20 in the present embodiment.

ステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３４は図２のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４と同様なので説明を省略する。   Steps S31, S32, and S34 are the same as steps S1, S2, and S4 in FIG.

ステップＳ３３では、図８に示すサブルーチンを実行することにより、予備噴射開始からポスト噴射開始までのインターバルΔＩＴを算出する。   In step S33, an interval ΔIT from the start of preliminary injection to the start of post injection is calculated by executing the subroutine shown in FIG.

図８のステップＳ４１では、図３のステップＳ２１と同様に燃圧偏差ΔＰを求める。また、本実施形態では予備噴射量は一定なので、図３のステップＳ２２に相当するステップはない。   In step S41 of FIG. 8, the fuel pressure deviation ΔP is obtained as in step S21 of FIG. In this embodiment, since the preliminary injection amount is constant, there is no step corresponding to step S22 in FIG.

ステップＳ４２では、予備噴射開始からポスト噴射開始までのインターバルΔＩＴを算出する。ここでは、図３のステップＳ２２と同様に、予め作成しておいた燃料圧力脈動のモデルを用いる。ただし、予備噴射量が一定なのでモデルは一つであり、このモデルから脈動中に目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなる点を探し、燃料圧力脈動が発生してから前記目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔになるまでの期間をインターバルΔＩＴとする。   In step S42, an interval ΔIT from the start of preliminary injection to the start of post injection is calculated. Here, as in step S22 of FIG. 3, a fuel pressure pulsation model prepared in advance is used. However, since the preliminary injection amount is constant, there is only one model. From this model, a point where the target pressure tP_post is reached during the pulsation is searched, and the period from when the fuel pressure pulsation occurs until the target pressure tP_post is reached is expressed by the interval ΔIT. And

このようにインターバルΔＩＴを算出すれば、一つのモデルから目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとインターバルΔＩＴを求めるだけなので、多数のモデルを用意しておき、その中から目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを得るための予備噴射量のモデルを検索し、そのモデルに基づいてインターバルΔＩＴを求めるのに比べて、演算負荷を軽くすることができる。   If the interval ΔIT is calculated in this way, only the target pressure tP_post and the interval ΔIT are obtained from one model. Therefore, a number of models are prepared, and a preliminary injection amount model for obtaining the target pressure tP_post from among them is prepared. Compared with searching and obtaining the interval ΔIT based on the model, the calculation load can be reduced.

ステップＳ４３では、図３のステップＳ２４と同様にインターバルΔＩＴに基づいて予備噴射時期を決定する。   In step S43, the preliminary injection timing is determined based on the interval ΔIT as in step S24 of FIG.

以上により、本実施形態では、第１実施形態の（１）、（２）及び（５）から（９）と同様の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。   As described above, in this embodiment, in addition to the same effects as (1), (2) and (5) to (9) of the first embodiment, the following effects can be obtained.

予備噴射量を一定として、燃料圧力脈動のモデルから目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔとなる時期を決定するので、コントロールユニット２０の演算負荷を軽減することができる。   Since the preliminary injection amount is constant and the time when the target pressure tP_post is reached is determined from the fuel pressure pulsation model, the calculation load of the control unit 20 can be reduced.

第３実施形態について説明する。   A third embodiment will be described.

本実施形態は、燃料供給装置の構成は第１実施形態と同様であるが、燃料圧力脈動を利用して基準レール圧とは異なる噴射圧で行う燃料噴射が、エンジン出力に寄与する主噴射である点が異なる。   In this embodiment, the configuration of the fuel supply device is the same as that of the first embodiment, but fuel injection performed at an injection pressure different from the reference rail pressure using fuel pressure pulsation is a main injection that contributes to engine output. There are some differences.

以下、コントロールユニット２０が実施する、燃料噴噴射制御ルーチンのフローチャートを表す図９を参照して説明する。   Hereinafter, the control unit 20 will be described with reference to FIG. 9 representing a flowchart of a fuel injection control routine.

ステップＳ５１では、噴射圧を上昇させる必要があるか否かの判定を、各種センサで検出した運転状態に基づいて行う。   In step S51, it is determined whether or not the injection pressure needs to be increased based on the operating state detected by various sensors.

噴射圧を上昇させる必要がある運転状態としては、例えば、高負荷かつ高回転数での運転がある。このような場合には、負荷に対応するために多量の燃料が必要である。また、回転数が高いのでピストンが上死点近傍にいる時間が短く、噴射時間を長くとることができない。そこで、負荷に応じた燃料量を短時間で噴射するために、噴射圧を上昇させて、単位時間当りの噴射量を増量する。   As an operation state in which the injection pressure needs to be increased, for example, there is an operation at a high load and a high rotation speed. In such a case, a large amount of fuel is required to cope with the load. Further, since the rotational speed is high, the time during which the piston is in the vicinity of the top dead center is short, and the injection time cannot be made long. Therefore, in order to inject the fuel amount corresponding to the load in a short time, the injection pressure is increased and the injection amount per unit time is increased.

噴射圧を上昇させる必要がある場合には、ステップＳ５２へ進み、必要がない場合にはそのまま処理を終了する。   If it is necessary to increase the injection pressure, the process proceeds to step S52. If it is not necessary, the process ends.

ステップＳ５２では、目標圧ｔＰ_ｍａｉｎを決定する。目標圧ｔＰ_ｍａｉｎは、ピストンが上死点近傍にある所定期間に、運転状態に応じた所望の燃料量を噴射できる圧力を設定する。そこで、運転状態とそれに応じた燃料噴射量との関係、及び噴射圧と所定期間に噴射可能な噴射量との関係を予めマップ化しておき、検出した運転状態でこのマップを検索することによって目標圧ｔＰ_ｍａｉｎを決定する。なお、目標圧ｔＰ_ｍａｉｎは、負荷が高いほど高く、エンジン回転数が高いほど高くなる。   In step S52, the target pressure tP_main is determined. The target pressure tP_main is set to a pressure at which a desired amount of fuel can be injected according to the operation state during a predetermined period in which the piston is in the vicinity of the top dead center. Therefore, the relationship between the operating state and the corresponding fuel injection amount, and the relationship between the injection pressure and the injection amount that can be injected in a predetermined period are mapped in advance, and the target is obtained by searching this map in the detected operating state. The pressure tP_main is determined. The target pressure tP_main is higher as the load is higher, and is higher as the engine speed is higher.

ステップＳ５３では、予備噴射量及び予備噴射開始から主噴射開始までのインターバルΔＩＴを算出する。具体的には、図２のステップＳ３と同様に、図３に示すサブルーチンを実行して、予備噴射量及び予備噴射開始時期を決定する。   In step S53, a preliminary injection amount and an interval ΔIT from the start of preliminary injection to the start of main injection are calculated. Specifically, similarly to step S3 of FIG. 2, the subroutine shown in FIG. 3 is executed to determine the preliminary injection amount and the preliminary injection start timing.

ステップＳ５４では、主噴射期間の補正を行う。具体的には、目標圧ｔＰ_ｍａｉｎで燃料噴射したときに、運転状態に基づいて定まる主噴射での燃料噴射量を噴射するのに必要な時間を求め、これを主噴射期間として設定する。   In step S54, the main injection period is corrected. Specifically, when fuel is injected at the target pressure tP_main, a time required for injecting the fuel injection amount in the main injection determined based on the operation state is obtained, and this is set as the main injection period.

上記のように、運転状態に応じて噴射圧を高めて燃料噴射を行うことにより、基準レール圧を低中負荷運転時に燃料噴霧がシリンダ壁に到達しない程度の圧力に設定することが可能となる。   As described above, by increasing the injection pressure according to the operating state and performing fuel injection, it becomes possible to set the reference rail pressure to such a level that the fuel spray does not reach the cylinder wall during low and medium load operation. .

以上により本実施形態によれば、第１実施形態において目標圧ｔＰ_ｐｏｓｔを目標圧ｔＰ_ｍａｉｎに、ポスト噴射を主噴射に、それぞれ置き換えたものと同様の効果を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain the same effects as those obtained by replacing the target pressure tP_post with the target pressure tP_main and the post injection with the main injection in the first embodiment.

また、低中負荷運転時の壁流発生の抑制と、高負荷運転時に必要な噴射量とを両立することができる。さらに、サプライポンプ４の容量が小さくても高圧での燃料噴射が可能になるので、サプライポンプ４の小型化によるコスト低減効果も得られる。   In addition, it is possible to achieve both suppression of wall flow generation during low and medium load operation and injection amount required during high load operation. Furthermore, since fuel injection at a high pressure is possible even if the capacity of the supply pump 4 is small, a cost reduction effect can be obtained by downsizing the supply pump 4.

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.

本発明を適用するシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a system to which the present invention is applied. 第１実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control routine of 1st Embodiment. 第１実施形態の予備噴射量およびインターバル算出のための制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control routine for the preliminary injection amount and interval calculation of 1st Embodiment. 燃料噴射と燃料圧力脈動との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between fuel injection and fuel pressure pulsation. 燃料噴射量、基準レール圧と燃料圧力脈動との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between fuel injection quantity, a reference rail pressure, and fuel pressure pulsation. 第１実施形態の燃料噴射と燃料圧力脈動との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the fuel injection of 1st Embodiment, and fuel pressure pulsation. 第２実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control routine of 2nd Embodiment. 第２実施形態のインターバルを算出するための制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control routine for calculating the interval of 2nd Embodiment. 第３実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control routine of 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 燃料タンク
２ 吸入通路
３ 燃料フィルタ
４ サプライポンプ
５ 吐出通路
６ 蓄圧室
７ 燃料通路
８ 燃料噴射弁
１３ プレッシャリミッタ
２０ コントロールユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel tank 2 Suction passage 3 Fuel filter 4 Supply pump 5 Discharge passage 6 Accumulation chamber 7 Fuel passage 8 Fuel injection valve 13 Pressure limiter 20 Control unit

Claims (10)

燃料の蓄圧室と、
前記蓄圧室と連通し機関の一行程中に複数回の燃料噴射が可能な燃料噴射手段と、
機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段によって検出された運転状態に応じて前記燃料噴射手段の駆動を制御する噴射制御手段と、
前記蓄圧室の燃料を基準燃料圧まで加圧する加圧手段と、
一行程中に行う複数回の燃料噴射のうちのいずれかの燃料噴射（第２の噴射）の目標噴射圧を前記運転状態に応じて設定する目標噴射圧設定手段と、を備え、
前記目標噴射圧が前記基準燃料圧と異なる場合に、前記噴射制御手段は前記第２の噴射に先立って前記第２の噴射より少量の燃料噴射（第１の噴射）を行い、前記第１の噴射によって生じる燃料圧力脈動中に前記蓄圧室の燃料の圧力が前記目標噴射圧となるように、前記第１の噴射の噴射量および噴射時期の少なくともいずれか一方を制御する目標圧調整制御を行うことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 A fuel accumulator chamber;
Fuel injection means communicating with the pressure accumulating chamber and capable of performing fuel injection a plurality of times during one stroke of the engine;
An operating state detecting means for detecting an engine operating state;
Injection control means for controlling the driving of the fuel injection means in accordance with the operating state detected by the operating state detecting means;
Pressurizing means for pressurizing the fuel in the accumulator to a reference fuel pressure;
A target injection pressure setting means for setting a target injection pressure of any one of a plurality of fuel injections (second injection) performed during one stroke according to the operating state;
When the target injection pressure is different from the reference fuel pressure, the injection control means performs a smaller amount of fuel injection (first injection) than the second injection prior to the second injection, Target pressure adjustment control is performed to control at least one of the injection amount and the injection timing of the first injection so that the fuel pressure in the pressure accumulating chamber becomes the target injection pressure during fuel pressure pulsation caused by injection. A fuel injection device for an internal combustion engine. 前記噴射制御手段は、前記第１の噴射の噴射量を、前記基準燃料圧と前記目標噴射圧とに基づいて設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。   The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the injection control means sets the injection amount of the first injection based on the reference fuel pressure and the target injection pressure. 前記第１の噴射の噴射量は、前記基準燃料圧と前記目標噴射圧との差が大きいほど多いことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。   The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the injection amount of the first injection increases as the difference between the reference fuel pressure and the target injection pressure increases. 前記噴射制御手段は、前記第１の噴射の噴射時期を、前記基準燃料圧から定まる圧力脈動周期と、前記目標噴射圧と、前記第２の噴射の噴射時期とに基づいて設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料噴射装置。   The injection control means sets the injection timing of the first injection based on a pressure pulsation cycle determined from the reference fuel pressure, the target injection pressure, and an injection timing of the second injection. A fuel injection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3. 前記第１の噴射の噴射時期は、前記目標噴射圧と前記基準燃料圧との差圧が大きいほど前記第２の噴射の噴射時期に近くなることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射装置。   The internal combustion engine according to claim 4, wherein the injection timing of the first injection becomes closer to the injection timing of the second injection as the differential pressure between the target injection pressure and the reference fuel pressure is larger. Fuel injectors. 前記運転状態検出手段は機関負荷を検出し、
前記目標噴射圧設定手段は、前記機関負荷が大きいほど前記目標噴射圧を高く設定することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 The operating state detecting means detects an engine load,
6. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the target injection pressure setting means sets the target injection pressure higher as the engine load is larger. 前記運転状態検出手段は機関回転数を検出し、
前記目標噴射圧設定手段は、前記機関回転数が高いほど前記目標噴射圧を高く設定することを特徴とする請求項５または６に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 The operating state detecting means detects the engine speed,
The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 5 or 6, wherein the target injection pressure setting means sets the target injection pressure higher as the engine speed is higher. 前記第２の噴射は、排気昇温のために行う後噴射であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料噴射装置。   The fuel injection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the second injection is a post-injection performed for increasing the temperature of the exhaust gas. 前記第２の噴射は、機関出力に寄与する主噴射であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料噴射装置。   The fuel injection device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the second injection is a main injection that contributes to engine output. 前記噴射制御手段は、機関運転状態または走行環境条件の少なくともいずれか一方に応じて前記目標圧調整制御を禁止することを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料噴射装置。   10. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the injection control unit prohibits the target pressure adjustment control according to at least one of an engine operating state and a traveling environment condition. Fuel injection device.
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