JPH06317230A - Method and equipment for controlling fuel injection system - Google Patents
Method and equipment for controlling fuel injection systemInfo
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- JPH06317230A JPH06317230A JP6074532A JP7453294A JPH06317230A JP H06317230 A JPH06317230 A JP H06317230A JP 6074532 A JP6074532 A JP 6074532A JP 7453294 A JP7453294 A JP 7453294A JP H06317230 A JPH06317230 A JP H06317230A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、燃料噴射システムを制
御する方法と装置に関し、さらに詳細には、電気的に作
動可能な少なくとも１つの弁により噴射すべき燃料量が
定められ、その場合所定の運転状態において燃料噴射シ
ステムのむだ時間を検出することができる燃料噴射シス
テム、特に高圧燃料ポンプを制御する方法及び装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for controlling a fuel injection system, and more particularly to determining the amount of fuel to be injected by at least one electrically actuatable valve, in which case it is predetermined. The present invention relates to a fuel injection system capable of detecting the dead time of the fuel injection system under the above operating conditions, and more particularly to a method and an apparatus for controlling a high pressure fuel pump.
【０００２】[0002]
【従来の技術】燃料噴射システム（装置）を制御するこ
の種の方法がＤＥ−ＯＳ３９２９７４７（ＵＳ−Ａ５０
７０８３６）から知られている。2. Description of the Related Art A method of this kind for controlling a fuel injection system is known from DE-OS 3929747 (US-A50).
70836).
【０００３】同公報には、少なくとも１つの電磁弁によ
って内燃機関へ噴射すべき燃料量が決定される高圧燃料
ポンプ用の燃料噴射システムを制御する方法が記載され
ている。電磁弁は、まず先立ち噴射（前期噴射）が行わ
れ、その後に主噴射が行われるように駆動される。The publication describes a method of controlling a fuel injection system for a high-pressure fuel pump in which the amount of fuel to be injected into the internal combustion engine is determined by at least one solenoid valve. The solenoid valve is driven so that first injection (first-stage injection) is performed first, and then main injection is performed.
【０００４】製造誤差と老化現象によって、内燃機関の
個々のシリンダへ噴射される燃料量にばらつきが発生す
る。このばらつきによって、同一の駆動信号で先立ち噴
射が行なわれるとき内燃機関へ異なる燃料量が供給され
てしまう。Due to manufacturing errors and aging, the amount of fuel injected into each cylinder of the internal combustion engine varies. Due to this variation, different amounts of fuel are supplied to the internal combustion engine when injection is performed in advance with the same drive signal.
【０００５】先立ち噴射量はきわめてわずかな量である
ので、駆動信号が同じである場合、先立ち噴射が行なわ
れなかったりあるいはかなり多量の先立ち噴射が行われ
る場合が発生する。それによって燃焼騒音（ノイズ）に
関する先立ち噴射の利点が失われてしまう。すなわち増
強された燃焼騒音が発生し、あるいは煤の放出が顕著に
増大してしまう。個々のシリンダ間のばらつきはかなり
大きいので、幾つかのシリンダにおいては正しい先立ち
噴射が行われ、それに対して他のシリンダでは先立ち噴
射が行われず、あるいはかなり多量の先立ち噴射が行わ
れてしまう場合が発生する。Since the preliminary injection amount is extremely small, if the drive signals are the same, the preliminary injection may not be performed or a considerably large amount of the preliminary injection may be performed. This eliminates the advantages of prior injection with respect to combustion noise. That is, enhanced combustion noise is generated, or soot emission is significantly increased. Since the variation between individual cylinders is quite large, it is possible that correct pre-injection is performed in some cylinders, whereas pre-injection is not performed in other cylinders, or a considerably large amount of pre-injection is performed. Occur.
【０００６】このばらつきを補償するために、従来技術
においては所定の運転状態においてちょうど先立ち噴射
が始まる電磁弁の駆動パルス期間が求められる。それに
基づいて先立ち噴射を行なう駆動パルスの調整信号が形
成されて、記憶される。ちょうど噴射が始まる駆動パル
スを検出するために、先立ち噴射が行われない駆動パル
スから出発して先立ち噴射が行われたことが検出信号に
より検出されるまで、駆動パルスの期間が増大される。In order to compensate for this variation, in the prior art, the drive pulse period of the solenoid valve at which the injection is started just before the predetermined operating condition is required. Based on that, an adjustment signal of the drive pulse for performing the preliminary injection is formed and stored. In order to detect the drive pulse at which the injection has just begun, the duration of the drive pulse is increased starting from the drive pulse in which the previous injection is not performed until the detection signal detects that the previous injection has been performed.
【０００７】この方法は、先立ち噴射が行なわれない状
態から行なわれる状態に移行する際に調べられる信号が
きわめてわずかしか変化しないという欠点がある。それ
によって駆動パルスのどの期間から先立ち噴射が行われ
るかを決定することがきわめて困難になる。This method has the disadvantage that the signal examined changes very little in the transition from the state in which the injection is not performed to the state in which the injection is performed. This makes it very difficult to determine from which period of the drive pulse the injection should take place.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ような従来の欠点を解消するもので、噴射される燃料量
のばらつきを減少させ、むだ時間を検出する感度を向上
させることが可能な燃料噴射システムの制御方法及び装
置を提供することである。The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, and it is possible to reduce the variation in the amount of fuel injected and improve the sensitivity for detecting dead time. Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for controlling a fuel injection system.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために、電気的に作動可能な少なくとも１つの弁
により噴射すべき燃料量が定められ、その場合所定の運
転状態において燃料噴射システムのむだ時間が検出され
る燃料噴射システム、特に高圧燃料ポンプを制御する方
法において、むだ時間を検出するために先立ち噴射の駆
動期間が、所定の周波数と振幅で時間的に変調されて、
先立ち噴射が行われない小さい値から始めて、センサの
出力信号に基づき先立ち噴射が行われたことが検出され
るまで、増大される構成を採用した。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the present invention defines the amount of fuel to be injected by at least one electrically actuatable valve, in which case the fuel injection is performed in a predetermined operating condition. In a fuel injection system in which system dead time is detected, particularly in a method of controlling a high-pressure fuel pump, a drive period of injection prior to detecting dead time is temporally modulated with a predetermined frequency and amplitude,
A configuration is adopted in which starting from a small value at which the preliminary injection is not performed, and increasing until it is detected that the preliminary injection is performed based on the output signal of the sensor.
【００１０】また、本発明では、噴射すべき燃料量を定
める電気的に作動可能な少なくとも１つの弁と、所定の
運転状態で燃料噴射システムのむだ時間を検出する手段
とを有する燃料噴射システム、特に高圧燃料ポンプ用の
制御装置において、むだ時間を検出するために先立ち噴
射の駆動期間を所定の周波数と振幅で時間的に変調し、
先立ち噴射が行われない小さい値から始めてセンサの出
力信号に基づき先立ち噴射が行われたことが検出される
まで、増大させる手段が設けられる構成も採用してい
る。Further, according to the present invention, there is provided a fuel injection system having at least one valve which is electrically operable to define an amount of fuel to be injected, and means for detecting a dead time of the fuel injection system under a predetermined operating condition, In particular, in the control device for the high-pressure fuel pump, in order to detect the dead time, the driving period of the injection is temporally modulated with a predetermined frequency and amplitude,
A configuration is also provided in which means is provided for starting from a small value at which the preliminary injection is not performed and increasing it until it is detected that the preliminary injection is performed based on the output signal of the sensor.
【００１１】[0011]
【作用】このような構成では、先立ち噴射の駆動期間
は、先立ち噴射が行われない小さい値から出発してセン
サの出力信号に基づき先立ち噴射が行われたことが検出
されるまで増大される。このとき、先立ち噴射の駆動期
間は、所定の周波数と振幅で時間的に変調されているの
で、むだ時間を検出する感度を向上させることが可能に
なり、それにより先立ち噴射による噴射量のばらつきを
減少させることができる。In such a structure, the driving period of the preliminary injection is started from a small value at which the preliminary injection is not performed until the fact that the preliminary injection is performed is detected based on the output signal of the sensor. At this time, since the driving period of the preliminary injection is temporally modulated with a predetermined frequency and amplitude, it is possible to improve the sensitivity for detecting the dead time, and thus the variation of the injection amount due to the preliminary injection can be improved. Can be reduced.
【００１２】好ましい実施例では、シリンダ圧センサ、
固体伝送音センサ、加速度センサ、エンジン室の音響プ
ローブ、エンジントルクセンサあるいは回転数センサの
出力信号が評価ないし調べられ、それにより先立ち噴射
が行なわれたことが検出される。In the preferred embodiment, a cylinder pressure sensor,
The output signals of the solid-state transmission sound sensor, the acceleration sensor, the acoustic probe in the engine compartment, the engine torque sensor or the rotation speed sensor are evaluated or examined, and the preceding injection is detected thereby.
【００１３】この場合、センサの出力信号が供給される
フィルタ手段の出力に信号が現れたときに、先立ち噴射
が行われたことが検出される。フィルタ手段として、下
限遮断周波数がエンジン回転数よりかなり高いバンドパ
スフィルタが用いられる。フィルタ手段として、中心周
波数が変調周波数に対応するバンドパスフィルタが用い
られる。In this case, when the signal appears at the output of the filter means to which the output signal of the sensor is supplied, it is detected that the pre-injection is performed. A bandpass filter whose lower cutoff frequency is considerably higher than the engine speed is used as the filter means. A bandpass filter whose center frequency corresponds to the modulation frequency is used as the filter means.
【００１４】先立ち噴射の駆動期間は、上述したように
時間的に変調されるが、その変調周波数は、エンジン回
転数に従って設定される。The drive period of the preceding injection is temporally modulated as described above, and its modulation frequency is set according to the engine speed.
【００１５】本発明の好ましい実施例では、求められた
むだ時間に基づいて、噴射を行なう駆動パルスの調整信
号が形成されて、格納される。この調整信号はエンジン
製造時の最後に一回、あるいは所定の間隔毎に求められ
る。In a preferred embodiment of the present invention, an adjustment signal for a drive pulse for performing injection is formed and stored based on the determined dead time. This adjustment signal is obtained once at the end of engine manufacture or at predetermined intervals.
【００１６】[0016]
【実施例】以下に、図面に示す実施例を用いて本発明を
詳細に説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.
【００１７】図１には内燃機関へ燃料を噴射する装置の
主要部のブロック図が図示されている。内燃機関１０に
は燃料（噴射）ポンプ３０から所定量の燃料が供給され
る。種々のセンサ４０が内燃機関の運転状態を特徴付け
る測定値１５を検出して、これを制御装置２０へ供給す
る。制御装置２０は測定値１５と他の変量ないしパラメ
ータ２５に基づいて、燃料ポンプ３０に供給される駆動
パルス３５を計算する。FIG. 1 shows a block diagram of a main part of an apparatus for injecting fuel into an internal combustion engine. A predetermined amount of fuel is supplied to the internal combustion engine 10 from a fuel (injection) pump 30. Various sensors 40 detect a measured value 15 which characterizes the operating state of the internal combustion engine and supplies it to the control unit 20. The controller 20 calculates the drive pulse 35 supplied to the fuel pump 30 based on the measured value 15 and another variable or parameter 25.
【００１８】内燃機関１０は、好ましくは自己着火式内
燃機関（ディーゼルエンジン）である。特に燃料ポンプ
３０は電気的に作動可能な弁を有する。その弁を駆動す
ることによって燃料噴射の開始と終了を制御することが
できる。電気的に作動可能な弁としては例えば圧電ある
いは磁気歪みにより作動される弁を使用することができ
る。以下においてはこの電気的に作動可能な弁を電磁弁
と称する。The internal combustion engine 10 is preferably a self-ignition internal combustion engine (diesel engine). In particular, the fuel pump 30 has an electrically actuatable valve. The start and end of fuel injection can be controlled by driving the valve. As an electrically actuable valve, for example, a valve actuated by piezoelectric or magnetostriction can be used. Hereinafter, this electrically actuable valve is referred to as a solenoid valve.
【００１９】制御装置２０は公知のようにして内燃機関
へ噴射すべき燃料量を計算する。この計算は例えば回転
数、エンジン温度、実際の噴射開始のような種々の測定
値１５、並びに必要に応じて内燃機関ないし車両の運転
状態を特徴づける他のパラメータ２５に従って行われ
る。この他のパラメータは、例えばアクセルペダルの位
置または周囲空気圧である。The controller 20 calculates the amount of fuel to be injected into the internal combustion engine in a known manner. This calculation is carried out in accordance with various measured values 15, such as, for example, the engine speed, the engine temperature, the actual start of injection, as well as other parameters 25 which characterize the operating conditions of the internal combustion engine or vehicle. Other parameters are, for example, accelerator pedal position or ambient air pressure.
【００２０】その後制御装置２０は所望の燃料量を駆動
パルスに変換する。この駆動パルスは、燃料ポンプ３０
の噴射量を定める部材に供給される。噴射量を定める部
材としては例えば電磁弁が用いられ、この電磁弁は電磁
弁の開放期間ないし閉鎖期間によって噴射すべき燃料量
を定めるように構成されている。The controller 20 then converts the desired amount of fuel into drive pulses. This drive pulse is applied to the fuel pump 30.
Is supplied to a member that determines the injection amount of. For example, a solenoid valve is used as a member that determines the injection amount, and this solenoid valve is configured to determine the fuel amount to be injected depending on the opening period or the closing period of the solenoid valve.
【００２１】電磁弁は、ポンプユニットの給送段階で電
磁弁閉鎖後にポンプユニット室に所定の圧力が形成さ
れ、所定の圧力値を上回った場合には自動的に噴射が行
われるように、例えば高圧燃料ポンプに配置される。電
磁弁開放後にはユニット室内の圧力が低下して、噴射が
終了する。ポンプユニットの給送段階で電磁弁を短時間
閉鎖して次に開放することによって、本来の主噴射の前
に先立ち噴射を行なうことができる。In the solenoid valve, a predetermined pressure is formed in the pump unit chamber after the solenoid valve is closed at the feeding stage of the pump unit, and when the pressure exceeds a predetermined pressure value, injection is automatically performed. It is located in the high pressure fuel pump. After the solenoid valve is opened, the pressure in the unit chamber drops and the injection ends. By closing the solenoid valve for a short time and then opening it during the feeding stage of the pump unit, it is possible to perform the injection prior to the original main injection.
【００２２】好ましくは各シリンダについて、噴射すべ
き燃料量を定める電磁弁を備えた別個の高圧燃料ポンプ
が設けられる。あるいはまた、すべてのシリンダに次々
に燃料を供給する電磁弁を備えた１つの高圧燃料ポンプ
を設けることも可能である。Preferably, for each cylinder, a separate high pressure fuel pump is provided with a solenoid valve defining the amount of fuel to be injected. Alternatively, it is also possible to provide one high-pressure fuel pump with solenoid valves which supply fuel to all cylinders one after the other.
【００２３】本来の主噴射の前にシリンダに短期間噴射
される少量の燃料によって、エンジンの騒音特性が著し
く改良されることが知られいてる。この噴射は先立ち噴
射（前期噴射）ないしはパイロット噴射と呼ばれる。It is known that a small amount of fuel injected into the cylinder for a short period before the original main injection significantly improves the noise characteristics of the engine. This injection is called prior injection (previous injection) or pilot injection.
【００２４】エンジンの騒音特性が改良される原因は、
シリンダ内で着火する際に発生する圧力上昇で、ディー
ゼルエンジンの釘打ち時のような騒音の元になる非常に
急峻な圧力上昇が平坦化されることにある。The reason why the engine noise characteristics are improved is
The pressure rise that occurs during ignition in the cylinder is to level out a very steep pressure rise that causes noise such as when nailing a diesel engine.
【００２５】主噴射に比較して著しく少ない先立ち噴射
に必要な先立ち噴射量は、測定技術的に検出できない、
あるいは処理できない種々の外乱量によって十分に正確
に計量することができない。The pre-injection amount required for the pre-injection, which is remarkably smaller than that of the main injection, cannot be detected by measuring technology.
Alternatively, it is not possible to measure sufficiently accurately due to various disturbance amounts that cannot be processed.
【００２６】電気的に駆動可能な電磁的あるいは圧電的
なアクチュエータにより燃料の圧力形成が制御され、そ
の結果として電磁弁の開放が圧力制御される電磁弁制御
あるいは圧電制御の噴射システムでは、例えば主外乱量
は電気的な制御信号の開始から噴射弁ニードルの開放ま
でのむだ時間ｔ01と電気的な制御信号の終了から噴射弁
ニードルの閉鎖までのむだ時間ｔ02である。In electromagnetic valve controlled or piezoelectric controlled injection systems, in which the pressure buildup of the fuel is controlled by an electrically drivable electromagnetic or piezoelectric actuator and consequently the opening of the electromagnetic valve is pressure controlled, for example, The disturbance amount is a dead time t01 from the start of the electric control signal to the opening of the injection valve needle and a dead time t02 from the end of the electric control signal to the closing of the injection valve needle.
【００２７】これらの量が図２に示されている。図２
（ａ）には先立ち噴射と主噴射を有する噴射に関する駆
動信号Ｕが図示されている。先立ち噴射は期間ＡＳＤＶ
を有する。図２（ｂ）には噴射ノズル内の圧力Ｐの推移
が図示されている。図２（ｃ）には噴射弁ニードルのス
トロークＨが記載されている。これらの信号は時間ｔに
関して、ないしはクランク角（度）に関して図示されて
いる。These quantities are shown in FIG. Figure 2
The drive signal U relating to the injection having the preceding injection and the main injection is shown in FIG. Prior injection is the period ASDV
Have. FIG. 2B shows the transition of the pressure P in the injection nozzle. The stroke H of the injection valve needle is shown in FIG. These signals are illustrated with respect to time t or with respect to crank angle (degrees).
【００２８】駆動信号Ｕが低い信号レベルから高い信号
レベルへ変化する駆動時点Ａから噴射弁ニードルが移動
する時点ＳＢＩまでに経過するのがむだ時間（遅延時
間）ｔ01である。駆動終了時点Ｂと噴射弁ニードルが初
期位置へ復帰する噴射終了までにむだ時間ｔ02が経過す
る。The dead time (delay time) t01 elapses from the drive time point A at which the drive signal U changes from a low signal level to a high signal level to the time point SBI at which the injection needle moves. A dead time t02 elapses between the drive end time point B and the end of injection when the injection valve needle returns to the initial position.
【００２９】駆動時点Ａの後噴射ノズルには時間の経過
に従い所定の圧力が形成される。この上昇はむだ時間ｔ
01の間に行われる。圧力が所定の値に達すると、噴射弁
ニードルが持ち上がって噴射が開始される。After the driving time point A, a predetermined pressure is formed in the injection nozzle as time passes. This rise is a dead time t
It takes place during 01. When the pressure reaches a predetermined value, the injection valve needle is lifted and injection is started.
【００３０】駆動信号Ｕが再びゼロに下降する駆動終了
時点Ｂの後に、噴射ノズル内の燃料圧力は時間の経過に
従い低下する。同時に噴射弁ニードルが再び初期位置へ
戻る。After the drive end time point B when the drive signal U drops to zero again, the fuel pressure in the injection nozzle decreases with the passage of time. At the same time, the injection valve needle returns to the initial position again.
【００３１】噴射弁ニードルがその非動作位置から移動
する期間に燃料噴射が行われる。先立ち噴射の噴射期間
ｔｉについて次の式が成立する。Fuel injection is performed during the period when the injection valve needle moves from its inoperative position. The following equation holds for the injection period ti of the preliminary injection.
【００３２】ｔｉ＝ＡＳＤＶ−（ｔ01−ｔ02） かっこでくくった（ｔ01−ｔ02）が実効むだ時間を示
す。これを以下ではむだ時間という。この値は個々のシ
リンダ間で変動し、この変動は噴射弁、噴射管及び電磁
弁から構成される燃料噴射システム（装置）の許容誤差
に基づくものである。さらにこの値は運転時間が経過す
るにつれて変化する。従ってこのむだ時間を極めて正確
に求めることが必要である。Ti = ASDV- (t01-t02) Bracketed (t01-t02) indicates the effective dead time. This is called dead time below. This value fluctuates between individual cylinders, and this fluctuation is based on the tolerance of the fuel injection system (apparatus) that is composed of the injection valve, the injection pipe and the solenoid valve. Furthermore, this value changes as the operating time elapses. Therefore, it is necessary to obtain this dead time extremely accurately.
【００３３】両むだ時間は、特に先立ち噴射の場合に本
来の噴射時間ｔｉより大きい場合があり得る。従って、
このむだ時間の僅かのパーセンテージ変化によって、噴
射時間、従って噴射される燃料量のパーセンテージ変化
は大きくなる。むだ時間は、特に製造品に関係するノズ
ル開放圧力あるいは温度に関係する燃料の粘性あるいは
電気的に作動される許容誤差のあるアクチュエータによ
って異なり、ないしは運転時間に従って変化する。Both dead times may be longer than the original injection time ti, especially in the case of prior injection. Therefore,
This small percentage change in the dead time results in a large percentage change in the injection time and thus the fuel quantity injected. The dead time depends on the viscosity of the fuel or the electrically actuated tolerance actuators, which is particularly related to the nozzle opening pressure or temperature, which is related to the product, or it varies with the operating time.
【００３４】本発明の目的は、むだ時間を継続的にある
いは所定の時間間隔で可能な限り正確に求めることであ
る。それによって先立ち噴射される燃料量をより正確に
計量することができる。An object of the present invention is to determine the dead time continuously or at predetermined time intervals as accurately as possible. As a result, the amount of fuel that is previously injected can be measured more accurately.
【００３５】図３にはシリンダ内の圧力Ｐの波形と電磁
弁ニードルのストロークＮＨが時間に関して、ないしは
クランク角に関して図示されている。実線で示すものは
先立ち噴射のない特性であり、点線で示すのは先立ち噴
射があるカーブである。図３から明らかなように、先立
ち噴射によって燃料の着火後のシリンダ圧の急峻な圧力
上昇が平坦化される。FIG. 3 shows the waveform of the pressure P in the cylinder and the stroke NH of the solenoid valve needle with respect to time or crank angle. The solid line shows the characteristics without prior injection, and the dotted line shows the curve with prior injection. As is apparent from FIG. 3, the steep pressure rise of the cylinder pressure after the ignition of the fuel is flattened by the preceding injection.
【００３６】図４には圧力カーブの周波数スペクトルが
図示されている。ｆNはカム軸回転の周波数である。ｆK
はクランク軸回転の周波数であって、３ｆNはカム軸回
転の３倍周波数であり、２ｆKはクランク軸回転の２倍
周波数である。実線で示すものは、先立ち噴射がない場
合の周波数スペクトルの包絡線である。点線で示すもの
は先立ち噴射がある場合の特性である。図から明らかな
ように、先立ち噴射によって高周波成分の振幅が低下す
ることがわかる。圧力信号の高周波の振幅がこのように
減少することに基づき先立ち噴射が行われたことを検出
することができる。FIG. 4 shows the frequency spectrum of the pressure curve. fN is the frequency of camshaft rotation. fK
Is the frequency of crankshaft rotation, 3fN is the triple frequency of camshaft rotation, and 2fK is the double frequency of crankshaft rotation. The solid line shows the envelope of the frequency spectrum when there is no preceding injection. What is indicated by the dotted line is the characteristic when there is prior injection. As is clear from the figure, the amplitude of the high frequency component is reduced by the preliminary injection. It is possible to detect that the injection has been performed based on the fact that the high frequency amplitude of the pressure signal is reduced in this way.
【００３７】むだ時間を求めるために以下の処理が行な
われる。The following processing is performed to obtain the dead time.
【００３８】噴射が行われない短い駆動期間ＡＳＤＶか
ら出発して駆動期間を連続的に増大させる。Starting from a short drive period ASDV in which no injection is performed, the drive period is continuously increased.
【００３９】同時に駆動期間を極めて小さい振幅で振幅
変調する。駆動期間は好ましくは０．１度のクランク角
に相当する振幅で変調される。１シリンダ当たりの変調
周波数ｆMは次の式に基づいて得られる： ｆM＝０．５＊Ｎ／６０＊Ｘ なお、Ｎは分当りのクランク軸回転数、Ｘは好ましくは
値１／２、１／３、１／４、１／５、１／６、…１／Ｋ
（Ｋは２より大きい自然数）をとることができる係数で
ある。この式は好ましくは４サイクル機関に関して当て
はまる。At the same time, the driving period is amplitude-modulated with an extremely small amplitude. The drive period is preferably modulated with an amplitude corresponding to a crank angle of 0.1 degree. The modulation frequency fM per cylinder is obtained on the basis of the formula: fM = 0.5 * N / 60 * X where N is the number of crankshaft revolutions per minute and X is preferably the value 1/2, 1 / 3, 1/4, 1/5, 1/6, ... 1 / K
(K is a natural number greater than 2) is a coefficient that can take. This equation preferably applies for a 4-cycle engine.
【００４０】２サイクル機関の場合には式 ｆM＝Ｎ／６０＊Ｘ が成立する。In the case of a two-cycle engine, the formula fM = N / 60 * X holds.
【００４１】Ｘ＝１／２の場合にはこれは例えば、それ
ぞれ２番目の先立ち噴射期間ＡＳＤＶが、０．１度のク
ランク角に相当する時間だけ増大され、それぞれ他の２
番目の駆動期間が０．１度のクランク角だけ減少される
ことを意味している。これが、図５（ａ）に示されてい
る。ここでは例えば先立ち噴射用にクランク角（ＫＷ）
１２．７度と１２．９度（°ＫＷ）が交互に選択されて
いる。In the case of X = 1/2, this means, for example, that the second preceding injection period ASDV in each case is increased by a time corresponding to a crank angle of 0.1 degree, and each of the other two cases.
This means that the second drive period is reduced by a crank angle of 0.1 degree. This is shown in FIG. 5 (a). Here, for example, the crank angle (KW) for prior injection
12.7 degrees and 12.9 degrees (° KW) are selected alternately.
【００４２】ちょうど先立ち噴射が行われる駆動期間が
点線で示されている。図５（ａ）から明らかなように、
駆動期間は先立ち噴射に必要な駆動期間よりかなり下方
にある。次に平均駆動期間ＡＳＤＶが、先立ち噴射が行
われるまで増大される。The drive period in which the injection is performed just before is shown by a dotted line. As is clear from FIG. 5 (a),
The driving period is considerably lower than the driving period required for the preceding injection. Next, the average drive period ASDV is increased until the previous injection is performed.
【００４３】図５（ｂ）においては平均駆動期間ＡＳＤ
Ｖが、ちょうど求めるむだ時間の大きさになっている。
駆動期間が平均駆動期間よりクランク角０．１度上にな
ると、先立ち噴射が行われ、それに対して下になると先
立ち噴射は行われない。In FIG. 5B, the average drive period ASD
V is just the amount of dead time required.
When the drive period is 0.1 degrees higher than the average drive period, the pre-injection is performed, and when it is lower than the average drive period, the pre-injection is not performed.
【００４４】図５（ｃ）においては平均駆動期間は、駆
動期間減少時にも先立ち噴射が行われるように選択され
ている。図５（ｂ）と（ｃ）に示すように駆動される場
合には、図４に示すように、好ましくはスペクトルの高
周波数成分が正確に変調周波数ｆMで振幅変調される。
このことは、図４に示すスペクトルの種々の包絡線間を
振幅変調周波数ｆMで交互に行き来していることを意味
している。図５（ａ）に示すように駆動される場合に
は、圧力信号Ｐのこのような変調は生じない。In FIG. 5C, the average driving period is selected so that the injection is performed prior to the reduction of the driving period. When driven as shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), preferably the high frequency components of the spectrum are accurately amplitude-modulated at the modulation frequency fM, as shown in FIG.
This means alternating between the various envelopes of the spectrum shown in FIG. 4 at the amplitude modulation frequency fM. When driven as shown in FIG. 5 (a), such modulation of the pressure signal P does not occur.
【００４５】この変調周波数ｆMが圧力信号からフィル
タを用いて取り出される。これは極めて容易に行うこと
ができる。というのは周波数ｆMはわかっているからで
ある。平均駆動期間ＡＳＤＶは簡単な制御回路を用い
て、変調周波数ｆMが出力されるように調節される。そ
の場合には平均駆動期間ＡＳＤＶが求めるむだ時間に相
当する。This modulation frequency fM is extracted from the pressure signal using a filter. This can be done quite easily. This is because the frequency fM is known. The average drive period ASDV is adjusted using a simple control circuit so that the modulation frequency fM is output. In that case, the average drive period ASDV corresponds to the dead time obtained.
【００４６】変調周波数ｆMを検出する装置が図６に例
示されている。符号６００で示すものはシリンダ圧セン
サである。その出力信号がバンドパスフィルタに達し、
その出力信号が復調器６２０を介して第２のバンドパス
フィルタ６３０へ供給される。A device for detecting the modulation frequency fM is illustrated in FIG. Reference numeral 600 indicates a cylinder pressure sensor. The output signal reaches the bandpass filter,
The output signal is supplied to the second bandpass filter 630 via the demodulator 620.
【００４７】第１のバンドパスフィルタを用いてシリン
ダ圧センサの信号から高周波成分が取り出される。第１
のバンドパスフィルタの遮断周波数は、例えばクランク
軸回転ｆKの５倍から１００倍の周波数である。A high frequency component is extracted from the signal of the cylinder pressure sensor by using the first bandpass filter. First
The cutoff frequency of the bandpass filter is, for example, a frequency that is 5 to 100 times the crankshaft rotation fK.
【００４８】次の復調器において変調信号が復調され
る。第２のバンドパスフィルタはわずかな帯域幅を有
し、その中心周波数は変調周波数ｆMにある。第２のバ
ンドパスフィルタの出力には、先立ち噴射が行われた場
合にのみ信号が出力される。The modulated signal is demodulated in the next demodulator. The second bandpass filter has a small bandwidth and its center frequency is at the modulation frequency fM. A signal is output to the output of the second bandpass filter only when the injection is performed in advance.
【００４９】図６に記載されている第１のバンドパスフ
ィルタの遮断周波数は単に標準値を示すものであって、
例値とみなすべきものである。The cutoff frequency of the first bandpass filter shown in FIG. 6 is merely a standard value.
It should be regarded as an example value.
【００５０】上述した変調周波数ｆMを検出する装置は
アナログ回路としても対応するマイクロプロセッサのプ
ログラムとしても実現することができる。The above-mentioned device for detecting the modulation frequency fM can be realized as an analog circuit or as a program for a corresponding microprocessor.
【００５１】シリンダ圧センサの代わりに固体伝送音セ
ンサ（衝撃音センサ）、エンジンの加速度センサあるい
はマイクロフォンの形をした音響プローブを使用するこ
とも可能である。その場合にはすべてのシリンダに対し
てセンサを１つもうければ十分である。固体伝送音セン
サとしては例えばノッキングセンサが適している。Instead of the cylinder pressure sensor, it is also possible to use a solid transmission sound sensor (impact sound sensor), an engine acceleration sensor or an acoustic probe in the form of a microphone. In that case it is sufficient to have one sensor for all cylinders. For example, a knocking sensor is suitable as the solid-state transmission sound sensor.
【００５２】特に、エンジンの動作点を一定に維持する
ことができるようにするために、主噴射量をそれぞれ実
際のあるいは平均先立ち噴射量だけ減少させると効果的
である。In particular, it is effective to reduce the main injection amount by the actual or average preceding injection amount in order to keep the operating point of the engine constant.
【００５３】図７のフローチャートを用いて本方法を簡
単に説明する。第１のステップ７００において次に駆動
期間の補正値を求めなければならないことが識別され
る。The method will be briefly described with reference to the flowchart of FIG. It is identified in the first step 700 that the drive period correction value must then be determined.
【００５４】ステップ７１０においては先立ち噴射のた
めの平均駆動期間ＡＳＤＶＭが設定される。これは、先
立ち噴射が確実に生じないような値に選択される。次に
ステップ７２０において駆動期間が振幅変調される。In step 710, the average drive period ASDVM for the preliminary injection is set. This is chosen to be a value that ensures that prior injection does not occur. Next, in step 720, the drive period is amplitude-modulated.
【００５５】ステップ７３０においてセンサの出力信号
のフィルタ処理が行われる。フィルタ処理された信号を
用いて判断ステップ７４０において、先立ち噴射が行わ
れたかどうかが調べられる。そうでない場合にはステッ
プ７５０において平均駆動期間ＡＳＤＶＭが小さい値
（Ｅ）だけ増大される。その後またステップ７２０へ戻
る。In step 730, the sensor output signal is filtered. At decision step 740, the filtered signal is used to determine if a prior injection has occurred. Otherwise, in step 750 the average drive period ASDVM is increased by a small value (E). Then, the process returns to step 720 again.
【００５６】ステップ７４０において丁度先立ち噴射が
行なわれることが検出された場合には、ステップ７６０
において平均駆動期間ＡＳＤＶＭに基づいてむだ時間が
計算される。If it is detected in step 740 that the injection is just performed, step 760 is performed.
In, the dead time is calculated based on the average drive period ASDVM.
【００５７】むだ時間ないし先立ち噴射が丁度行なわれ
る平均駆動期間に基づいて、噴射させる駆動パルスの調
整信号が形成されて、格納される。この調整信号は好ま
しくはエンジン製造時の最後に一回、あるいは所定の時
間間隔で求められる。例えば、このむだ時間ないし調整
信号を求めるのは、保守のときに、定まった時間間隔毎
に、所定の走行距離毎に、あるいは所定の運転状態が存
在する場合、例えば始動過程に続く運転状態において行
うようにすることができる。Based on the dead time or the average drive period in which the injection is just performed, the adjustment signal of the drive pulse to be injected is formed and stored. This adjustment signal is preferably obtained once at the end of engine manufacture or at predetermined time intervals. For example, the dead time or the adjustment signal is obtained at the time of maintenance at a fixed time interval, at a predetermined mileage, or when a predetermined operating condition exists, for example, in an operating condition following the starting process. You can do it.
【００５８】さらに上述したセンサの代わりにエンジン
トルクセンサあるいはエンジン回転数センサを使用する
ことも可能である。その場合には主噴射量は減少されな
いか、あるいは平均先立ち噴射量だけ減少される。Further, it is possible to use an engine torque sensor or an engine speed sensor instead of the above-mentioned sensor. In that case, the main injection amount is not reduced, or is reduced by the average preceding injection amount.
【００５９】エンジン回転数ないしはエンジントルクを
観察してみると、図５（ｂ）ないしは図５（ｃ）に示す
駆動時には、エンジントルクないしエンジン回転数の変
調が行われる。図５（ａ）に示すような駆動時には、ト
ルクないし回転数の変調は行われない。次に示す周波
数、すなわち ｆM＝１／２＊Ｎ／６０＊Ｘ を有するバンドパスフィルタを用いてエンジントルクな
いしはエンジン回転数信号の変調周波数を検出すること
ができる。上の式は４サイクル機関の場合に成立する。
２サイクル機関の場合には次の式が成立する： ｆM＝Ｎ／６０＊Ｘ 回転数信号ないしトルク信号にこの変調が検出された場
合には、駆動期間は求めるむだ時間より大きい。Observing the engine speed or the engine torque, the engine torque or the engine speed is modulated at the time of driving shown in FIG. 5 (b) or FIG. 5 (c). At the time of driving as shown in FIG. 5A, the modulation of the torque or the rotational speed is not performed. The modulation frequency of the engine torque or engine speed signal can be detected by using a bandpass filter having the following frequency, that is, fM = 1/2 * N / 60 * X. The above formula holds for a 4-cycle engine.
In the case of a two-cycle engine, the following equation holds: fM = N / 60 * X If this modulation is detected in the speed signal or the torque signal, the drive period is greater than the dead time determined.
【００６０】この方法を用いて求めたむだ時間は、主噴
射における駆動期間の補正にも利用することができる。The dead time obtained using this method can also be used for correction of the drive period in the main injection.
【００６１】[0061]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、先立ち噴射の駆動期間が、所定の周波数と振
幅で時間的に変調されるので、むだ時間ないし先立ち噴
射が丁度行なわれる駆動期間を検出する感度を向上させ
ることが可能になり、それにより先立ち噴射による噴射
量のばらつきを減少させることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the driving period of the preliminary injection is temporally modulated with the predetermined frequency and amplitude, so that the dead time or the preliminary injection is exactly performed. It is possible to improve the sensitivity for detecting the drive period, and thereby reduce the variation in the injection amount due to the previous injection.
【図１】本発明方法を実施する装置を概略図示するブロ
ック図である。1 is a block diagram schematically illustrating an apparatus for carrying out the method of the present invention.
【図２】駆動パルス、燃料圧および噴射弁ニードルのス
トロークを時間に関して示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing drive pulses, fuel pressure and stroke of an injection valve needle with respect to time.
【図３】シリンダ圧とニードルストロークを時間に関し
て示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing cylinder pressure and needle stroke with respect to time.
【図４】シリンダ圧信号の周波数スペクトルを示す線図
である。FIG. 4 is a diagram showing a frequency spectrum of a cylinder pressure signal.
【図５】種々の駆動パルスを示す波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram showing various drive pulses.
【図６】変調周波数を検出する回路の詳細を示すブロッ
ク回路図である。FIG. 6 is a block circuit diagram showing details of a circuit for detecting a modulation frequency.
【図７】本発明方法を説明するフローチャートである。FIG. 7 is a flow chart illustrating the method of the present invention.
１０ 内燃機関 ２０ 制御装置 ３０ 燃料ポンプ ４０ センサ ６００ シリンダ圧センサ ６１０ バンドパスフィルタ ６２０ 復号器 ６３０ バンドパスフィルタ 10 Internal Combustion Engine 20 Control Device 30 Fuel Pump 40 Sensor 600 Cylinder Pressure Sensor 610 Bandpass Filter 620 Decoder 630 Bandpass Filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウヴェ マイエンベルク ドイツ連邦共和国 70180 シュトゥット ガルト ファルベンヘンネンシュトラーセ ９ (72)発明者 クラウス シェルバッハー ドイツ連邦共和国 71701 シュヴィーバ ーディンゲン ヘレンヴィーゼンヴェーク ６ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Uwe Meienberg 70180 Stuttgart Farbenhenenstraße 9 (72) Inventor Klaus Scherbacher, Germany 71701 Schwieberdingen Helen Wiesenberg 6
Claims (9)
により噴射すべき燃料量が定められ、その場合所定の運
転状態において燃料噴射システムのむだ時間が検出され
る燃料噴射システム、特に高圧燃料ポンプを制御する方
法において、 むだ時間を検出するために先立ち噴射の駆動期間が、所
定の周波数と振幅で時間的に変調されて、先立ち噴射が
行われない小さい値から始めて、センサの出力信号に基
づき先立ち噴射が行われたことが検出されるまで、増大
されることを特徴とする燃料噴射システムを制御する方
法。1. A fuel injection system, in particular a high-pressure fuel pump, in which the amount of fuel to be injected is defined by at least one electrically actuatable valve, in which the dead time of the fuel injection system is detected under predetermined operating conditions. In order to detect the dead time, the driving period of the preliminary injection is temporally modulated with a predetermined frequency and amplitude, starting from a small value at which the preliminary injection is not performed, and based on the output signal of the sensor. A method of controlling a fuel injection system, characterized in that it is increased until a prior injection is detected.
加速度センサ、エンジン室内の音響プローブ、エンジン
トルクセンサあるいは回転数センサの出力信号が評価さ
れることを特徴とする請求項１に記載の方法。2. A cylinder pressure sensor, a solid-state transmission sound sensor,
Method according to claim 1, characterized in that the output signals of the acceleration sensor, the acoustic probe in the engine compartment, the engine torque sensor or the speed sensor are evaluated.
手段の出力に信号が現れたときに、先立ち噴射が行われ
たことが検出される請求項１あるいは２に記載の方法。3. A method as claimed in claim 1 or 2, in which a prior injection is detected when a signal appears at the output of the filter means supplied with the output signal of the sensor.
定可能であることを特徴とする請求項１から３までのい
ずれか１項に記載の方法。4. The method according to claim 1, wherein the modulation frequency can be set according to the engine speed.
エンジン回転数よりかなり高いバンドパスフィルタが用
いられることを特徴とする請求項１から４までのいずれ
か１項に記載の方法。5. The method according to claim 1, wherein the filter means is a bandpass filter whose lower cutoff frequency is considerably higher than the engine speed.
周波数に対応するバンドパスフィルタが用いられること
を特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載
の方法。6. The method according to claim 1, wherein a bandpass filter whose center frequency corresponds to the modulation frequency is used as the filter means.
パルスの調整信号が形成されて、格納されることを特徴
とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の方
法。7. The method according to claim 1, wherein an adjusting signal of a driving pulse for performing the injection is formed and stored based on the dead time.
回、あるいは所定の間隔毎に求められることを特徴とす
る請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。8. The method according to claim 1, wherein the adjustment signal is obtained once at the end of engine production or at predetermined intervals.
可能な少なくとも１つの弁と、所定の運転状態で燃料噴
射システムのむだ時間を検出する手段とを有する燃料噴
射システム、特に高圧燃料ポンプ用の制御装置におい
て、 むだ時間を検出するために先立ち噴射の駆動期間を所定
の周波数と振幅で時間的に変調し、先立ち噴射が行われ
ない小さい値から始めてセンサの出力信号に基づき先立
ち噴射が行われたことが検出されるまで、増大させる手
段が設けられていることを特徴とする燃料噴射システム
を制御する装置。9. A fuel injection system, in particular a high-pressure fuel pump, comprising at least one electrically actuatable valve for defining the amount of fuel to be injected and means for detecting the dead time of the fuel injection system under predetermined operating conditions. In order to detect the dead time, the control unit for the vehicle temporally modulates the drive period of the preliminary injection with a predetermined frequency and amplitude, starting from a small value at which the preliminary injection is not performed, and the preliminary injection is performed based on the output signal of the sensor. An apparatus for controlling a fuel injection system, characterized in that means are provided for increasing it until it is detected that it has been done.
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