JPS6013942A - Fuel injection apparatus for internal-combustion engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable to inject fuel correctly, by preventing back-flow of fuel by constituting a fuel injection valve of a direct injection type internal combustion engine by an outward-opening valve and a solenoid valve for opening and closing the fuel passage for said outward-opening valve. CONSTITUTION:In a fuel injection apparatus for a direct injection type internal combustion engine, a fuel injection valve B for injecting fuel into a combustion chamber A of the engine is constituted by an outward-opening valve C for opening and closing the nozzle of the valve B and a solenoid valve D for opening and closing a passage through which fuel is supplied to the outward-opening valve C. Here, predetermined data relating to the delay time of response of the outward-opening valve C to the opening and closing motion of the solenoid valve D is stored beforehand in a means E for storing the delay time of response, and the opening and closing timing of the solenoid valve D at the time of injecting fuel is corrected by a means F for correcting the opening and closing timing of the solenoid valve on the basis of said data relating to the delay time of response. By thus preventing back-flow of fuel, it is enable to inject fuel correctly.

Description

【発明の詳細な説明】 技椎充」 この発明は、内燃機関、特に直接噴射式内燃機関（筒内
噴射式成層エンジン）の燃料噴射装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, particularly a direct injection internal combustion engine (direct injection stratified engine).

従来１拙 内燃機関として、燃料噴射弁によって燃料を燃焼室内に
直接噴射するようにした直接噴射式内燃機関がある（Ｓ
ＡＥ　ｐａｐｅｒ　７２００５．２号参照）。Conventionally, there is a direct injection internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber by a fuel injection valve (S).
(See AE paper No. 72005.2).

従来、このような直接噴射式内燃機関における燃料噴射
弁は、吸気ポー１−内に燃料を噴射する内燃機関におけ
る燃料噴射弁と同様に、噴口を開閉する内開き型のニー
ドル弁と、このニードル弁を駆動する電磁弁（Ｌジエ１
〜ロノズル）とによって構成されている。Conventionally, a fuel injection valve in such a direct injection internal combustion engine has an inward-opening needle valve that opens and closes the nozzle, and this needle, similar to the fuel injection valve in an internal combustion engine that injects fuel into the intake port 1-. Solenoid valve that drives the valve (L-Jie 1
~ Ronozzle).

ところで、このような直接噴射式内燃機関においては、
燃焼室内での爆発による圧力が燃料噴射弁に直接的に加
わる。By the way, in such a direct injection internal combustion engine,
Pressure from the explosion within the combustion chamber is applied directly to the fuel injector.

そのため、燃料噴射弁に内開き型の弁を使用した場合に
は、その圧力によって内開き型の弁が開弁じて燃料が液
滴状態で燃焼室に吸入される所謂噴き返しが発生し、高
ＥＧＲ時や空燃比の希薄域では失火が生じて機関の安定
度が悪化し、燃費も悪くなるという問題がある。Therefore, when an inward-opening type fuel injection valve is used, the pressure causes the inward-opening valve to open, causing so-called spray back, in which fuel is sucked into the combustion chamber in the form of droplets. There is a problem in that during EGR or in a lean air-fuel ratio range, misfires occur, resulting in poor engine stability and poor fuel efficiency.

そこで、このような問題を解消するために、上述のよう
な燃料噴射弁に内開き型の弁に代えて外開き型の弁を使
用し、この外開き型の弁に供給する燃料の通路を電磁弁
によって開閉するようにすることが考えられる。Therefore, in order to solve this problem, an outward-opening type valve is used instead of an inward-opening type valve in the fuel injection valve as described above, and a passage for the fuel supplied to the outward-opening type valve is changed. It is conceivable to open and close it using a solenoid valve.

しかしながら、このようにすると、外開き型の弁に加わ
る燃圧が、電磁弁に燃料通路を開弁する指令をした後開
弁圧に達するまで、及び燃料通路を閉弁する指令をした
後開弁圧になるまでの間に時間がかかる。However, if this is done, the fuel pressure applied to the outward-opening type valve will be applied until the valve opening pressure is reached after the solenoid valve is commanded to open the fuel passage, and after the valve is opened after the command to close the fuel passage is given to the solenoid valve. It takes time to reach pressure.

つまり、外開き型の弁を使用した場合には、応答遅れが
発生して、正確に燃料を噴射出来ないという不都合が生
じる。That is, when an outward-opening type valve is used, there is a problem that a response delay occurs and fuel cannot be injected accurately.

１−血 この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、直接
噴射式内燃機関において、応答遅れを生じることなく噴
き返えしを防止して、正確に燃料を噴射出来るようにす
ることを目的とする。1-Blood This invention was made in view of the above points, and it is an object of the present invention to prevent spray back without causing a response delay and to accurately inject fuel in a direct injection internal combustion engine. With the goal.

隻−底 この発明による直接噴射式内燃機関の燃料噴射装置の構
成を、第１図を参照して説明する。The structure of a fuel injection device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention will be explained with reference to FIG.

この燃料噴射装置は、燃料を内燃機関の燃焼室Ａに噴射
する燃料噴射弁Ｂを、噴口を開閉する外開き型の弁Ｃと
、この外開き型の弁Ｃに供給する燃料の通路を開閉する
電磁弁りとによって構成している。This fuel injection device includes a fuel injection valve B that injects fuel into a combustion chamber A of an internal combustion engine, an outward-opening valve C that opens and closes a nozzle port, and a fuel passage that opens and closes a passage for supplying fuel to this outward-opening valve C. It consists of a solenoid valve and a solenoid valve.

そして、その外開き型の弁Ｃの電磁弁りの開閉動作に対
する予めめた応答遅れ時間データを応答遅れ時間格納手
段Ｅに格納しておき、この応答遅れ時間データに基づい
て、燃料噴射時における電磁弁りの開閉時期を電磁弁開
閉時期補正手段Ｆによって補正するようにしている。Then, response delay time data for the opening/closing operation of the electromagnetic valve of the outward opening type valve C is stored in response delay time storage means E, and based on this response delay time data, the response time at the time of fuel injection is stored. The opening/closing timing of the solenoid valve is corrected by a solenoid valve opening/closing timing correction means F.

失速Ｍ 以下、この発明の実施例を添付図面の第２図以降を参照
して説明する。Stall M Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 2 and subsequent figures of the accompanying drawings.

第２図は、この発明の一実施例を示す全体構成図である
。FIG. 2 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

同図において、直接噴射式で４サイクル４気筒内燃機関
１のシリンダヘッド２には、各気筒毎にこの発明を実施
した燃料噴射弁３〜６（詳細は後述）を夫々燃料室内に
燃料を直接噴射し得るように取り付けである。In the figure, in the cylinder head 2 of a direct injection type, 4-cycle, 4-cylinder internal combustion engine 1, fuel injection valves 3 to 6 (details will be described later) implementing the present invention are installed for each cylinder to directly inject fuel into the fuel chamber. It is installed so that it can be sprayed.

また、絞り弁７の上流の吸気通路８には、エアフィルタ
９を介して吸入される空気量を検出するための吸入空気
量センサ１０を設置している。Further, an intake air amount sensor 10 is installed in the intake passage 8 upstream of the throttle valve 7 to detect the amount of air sucked in through the air filter 9.

その絞り弁７は、アクセルペダル１１の踏み込み度に応
じてアクセルワイヤ１２を介して、その開度を増減する
ようになっており、この絞り弁７の軸とリンクして作動
する絞り弁開度センサ１３によって、絞り弁７の開度が
検出される。The opening of the throttle valve 7 is increased or decreased via an accelerator wire 12 according to the degree of depression of the accelerator pedal 11, and the opening of the throttle valve is linked to the shaft of the throttle valve 7. The opening degree of the throttle valve 7 is detected by the sensor 13 .

また、絞り弁７には絞り弁全開時にオンとなるアイドル
スイッチ１４を設けである。Further, the throttle valve 7 is provided with an idle switch 14 that is turned on when the throttle valve is fully opened.

一方、図示しない機関のディストリビュータには、クラ
ンク角センサ１５を取り付けてあり、機関の回転に同期
した気筒判別信号（７２０°信号）Ｓｌ＋基準クランク
角信号（１８０°信号）Ｓ２及び角度パルス信号（ピ信
号）Ｓ３を発生する。On the other hand, a crank angle sensor 15 is attached to the distributor of the engine (not shown), and includes a cylinder discrimination signal (720° signal) Sl + reference crank angle signal (180° signal) S2 synchronized with the rotation of the engine, and an angle pulse signal (piston). signal) S3 is generated.

なお、シリンダヘッド２のウォータジャケットには、水
温センサ１６を取り付けである。Note that a water temperature sensor 16 is attached to the water jacket of the cylinder head 2.

そして、応答遅れ時間格納手段及び電磁弁開閉時期補正
手段を兼ねる制御ユニット１７は、クランク角センサ１
５からの信号８１〜Ｓ３＋吸入空気量センサ１０の出力
信号Ｓ４＋水温センサ１５の出力信号ＳＳ、絞り弁開度
センサ１３の出力信号Ｓ６及びアイドルスイッチ１４の
オン・オフに基づく信号Ｓ７を適宜入力して処理し、そ
の処理結果に基づいて、燃料噴射弁３〜６や各気筒毎の
図示しない点火プラグ等を制御する。The control unit 17, which also serves as response delay time storage means and solenoid valve opening/closing timing correction means, controls the crank angle sensor 1.
5, the output signal S4 of the intake air amount sensor 10, the output signal SS of the water temperature sensor 15, the output signal S6 of the throttle valve opening sensor 13, and the signal S7 based on the on/off state of the idle switch 14 are input as appropriate. Based on the processing results, the fuel injection valves 3 to 6 and the spark plugs (not shown) for each cylinder are controlled.

第３図は、第２図の内燃機関１の燃料噴射弁取付部の詳
細を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing details of the fuel injection valve mounting portion of the internal combustion engine 1 shown in FIG. 2. FIG.

同図において、シリンダブロック２１の内部に形成した
シリンダ孔２１ａには、ピストン２２を摺動自在に嵌挿
してあり、またそのシリンダブロック２１の上部には、
シリンダヘッド２を固定してあり、これ等によって燃焼
室２４が画成される。In the same figure, a piston 22 is slidably inserted into a cylinder hole 21a formed inside a cylinder block 21, and a piston 22 is slidably inserted into a cylinder hole 21a formed inside a cylinder block 21.
The cylinder head 2 is fixed, and a combustion chamber 24 is defined by these.

そのシリンダヘッド２には、点火プラグ２５及び燃料噴
射弁３を取付けである。なお、燃料噴射弁４〜６の図示
は省略しているが、燃料噴射弁３と同様に構成される。A spark plug 25 and a fuel injection valve 3 are attached to the cylinder head 2. Although illustration of the fuel injection valves 4 to 6 is omitted, they are configured similarly to the fuel injection valve 3.

その燃料噴射弁３は、シリンダヘッド２に挿着したアダ
プタ２７に固定した外開き型のポペット弁３０及びこの
外開き型のポペット弁３０に供給する燃料の通路を開閉
する電磁弁（Ｌジェトロノズル）３１からなる。The fuel injection valve 3 includes an outward-opening poppet valve 30 fixed to an adapter 27 inserted into the cylinder head 2, and a solenoid valve (L Jetron nozzle) that opens and closes a passage for fuel supplied to the outward-opening poppet valve 30. ) consists of 31.

その外開き型のポペット弁３０は、アダプタ２７の先端
部に螺着した燃焼室２４内に臨む噴口３２ａを形成した
弁座６２と、バネ座３３を後端に一体形成したロッド３
４の先端に一体成形され、弁座３２とバネ座３３との間
に介挿した圧縮スプリング３５によって電磁弁３１側に
付勢されて、弁座３２を閉成している円錐台形の弁体３
６とからなり、中間室３７の燃圧が開弁圧を越えた時に
弁体６６がリフトして開弁する。The outward-opening poppet valve 30 includes a valve seat 62 that is screwed onto the tip of the adapter 27 and has a nozzle 32a facing into the combustion chamber 24, and a rod 3 that has a spring seat 33 integrally formed at its rear end.
A truncated conical valve body is integrally molded at the tip of 4 and is biased toward the electromagnetic valve 31 side by a compression spring 35 inserted between the valve seat 32 and the spring seat 33 to close the valve seat 32. 3
6, and when the fuel pressure in the intermediate chamber 37 exceeds the valve opening pressure, the valve body 66 lifts and opens the valve.

また、電磁弁３１は、その頂部に配線用コネクタ６８を
付設して、アダプタ２７と、このアダプタ２７と共にネ
ジ４０によってシリンダヘッド２に固定したスペーサ４
１及びストッパ４２とによって保持されており、第２図
の制御ユニット１７からの信号に応じて燃料通路を開閉
する。Further, the solenoid valve 31 has a wiring connector 68 attached to its top, and an adapter 27 and a spacer 4 fixed to the cylinder head 2 with a screw 40 together with the adapter 27.
1 and a stopper 42, and opens and closes the fuel passage in response to signals from the control unit 17 shown in FIG.

なお、電磁弁３１とアダプタ２７との間には〇−リング
４３を、また電磁弁３１とストッパ４２との間にはゴム
リング４４を介装しである。A circle ring 43 is interposed between the solenoid valve 31 and the adapter 27, and a rubber ring 44 is interposed between the solenoid valve 31 and the stopper 42.

第４図は、第２図の制御ユニット１７の一例を示すブロ
ック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of the control unit 17 of FIG. 2.

この制御ユニット１７は、中央処理装置（ｃ’ｐＵ）５
１．プログラム及び外開き型の弁の応答遅れ時間等の固
定データ格納用メモリとしての応答遅れ時間格納手段を
兼ねるＲＯＭ５２．入力データ及び演算データ格納用メ
モリとしてのＲＡＭ５３、及び入出力インターフェース
回路５４等をデータバス５５．アドレスバス５６．及び
コンｈロールバス５７で連結して構成したマイクロコン
ピュータと、マルチプレクサ５８及びＡ−Ｄ変換器５日
とによって構成されており、燃料噴射時期。This control unit 17 includes a central processing unit (c'pU) 5
1. A ROM 52 which also serves as a response delay time storage means as a memory for storing programs and fixed data such as response delay times of outward-opening valves. A RAM 53 as a memory for storing input data and calculation data, an input/output interface circuit 54, etc. are connected to a data bus 55. address bus 56. It is composed of a microcomputer connected by a control bus 57, a multiplexer 58, and an A-D converter, and controls the fuel injection timing.

燃料噴射量２点火時期等のデジタル演算処理をＲＯＭ５
２に格納したプログラムによって行なうようになってい
る。Digital calculation processing such as fuel injection amount 2 ignition timing etc. is stored in ROM5
This is done using a program stored in 2.

すなわち、吸入空気量センサ１０．水温センサ１６及び
絞り弁開度センサ１３の各出力信号８４〜Ｓ６は、マル
チプレクサ５８で選択された後、Ａ−Ｄ変換器５日でＡ
−Ｄ変換されて入出力インタフェース回路５４に入力さ
れ、またアイドルスイッチ１４の出力信号Ｓ７及びクラ
ンク角センサ１５からの各出力信号８１〜Ｓ３は、直接
入出力インターフェース回路５４に入力されて、ＲＡＭ
５３に一時格納され、ＣＰＵ５１でＲＯＭ５２のプログ
ラムに従って演算処理される。That is, the intake air amount sensor 10. After each output signal 84 to S6 of the water temperature sensor 16 and the throttle valve opening sensor 13 is selected by the multiplexer 58, the A-D converter outputs A
The output signal S7 of the idle switch 14 and each output signal 81 to S3 from the crank angle sensor 15 are directly input to the input/output interface circuit 54 and input to the input/output interface circuit 54.
53, and is subjected to arithmetic processing by the CPU 51 according to the program in the ROM 52.

そして、ｃｐｕ５１による演算結果は、入出力インター
フェース回路５４を介して燃料噴射信号８８〜ＳＩ２及
び点火信号Ｓｌ１等の形で、燃料噴射弁駆動回路６１〜
６４及び点火プラグ駆動回路６５に出力される。The calculation results by the CPU 51 are transmitted via the input/output interface circuit 54 in the form of fuel injection signals 88 to SI2 and ignition signals Sl1, etc. to the fuel injection valve drive circuits 61 to 61.
64 and the spark plug drive circuit 65.

第５図は、第４図の入出力インターフェース回路５４の
燃料噴射弁駆動系に関する回路の詳細を示すブロック図
である。FIG. 5 is a block diagram showing details of a circuit related to the fuel injection valve drive system of the input/output interface circuit 54 of FIG. 4.

同図において、入出力インターフェース回路５４′は、
燃料噴射弁駆動系に関する回路以外の回路である。In the figure, the input/output interface circuit 54' is
This is a circuit other than the circuit related to the fuel injection valve drive system.

そして、第２図の各燃料噴射弁３〜６に対応する各燃料
噴射弁駆動回路６１〜６４毎に噴射信号演算回路６６〜
６日を設けてあり、これ等の噴射信号演算回路６６〜６
日は、夫々燃料噴射弁駆動回路６１〜６４へ燃料噴射信
号８８〜Ｓ１１を出力する。Then, injection signal calculation circuits 66 to 64 are provided for each fuel injection valve drive circuit 61 to 64 corresponding to each fuel injection valve 3 to 6 in FIG.
6 days are provided, and these injection signal calculation circuits 66 to 6
On the other hand, fuel injection signals 88 to S11 are output to fuel injection valve drive circuits 61 to 64, respectively.

フリップフロップ回路（以下ｒＦＦＭ路」と称す）７１
は、第６図（イ）に示す気筒判別信号Ｓ１が入力される
毎にリセット（例えばＱ出力が１１″でＱ出力がＬ″の
状態）され、同図（ロ）に示す基準クランク角信号Ｓ２
が入力される毎に出力が反転する。Flip-flop circuit (hereinafter referred to as rFFM circuit) 71
is reset (for example, when the Q output is 11'' and the Q output is L'') each time the cylinder discrimination signal S1 shown in FIG. 6(a) is input, and the reference crank angle signal shown in FIG. 6(b) is reset. S2
The output is inverted every time .

アンド回路７２は、第６図（ハ）に示すＦＦ回路７１の
Ｑ出力と同図（ロ）に示す基準クランク角信号Ｓ２との
論理積を取り、アンド回路７３は、同図（ニ）に示すＦ
Ｆ回路７１のＱ出力と基準クランク角信号Ｓ２との論理
積を取るようになっているため、アンド回路７２．７３
の出力信号Ｓ１３゜Ｓ’　＋４は、第６図（ホ）（へ）
に示すように夫々周期が３６０°ＣＡで、互いに１８０
°Ｃ八位相のずれた信号となる。The AND circuit 72 performs the logical product of the Q output of the FF circuit 71 shown in FIG. 6(C) and the reference crank angle signal S2 shown in FIG. F shown
Since the Q output of the F circuit 71 and the reference crank angle signal S2 are ANDed, the AND circuits 72 and 73
The output signal S13°S' +4 is shown in Fig. 6 (E) (F)
As shown in the figure, each period is 360° CA, and each is 180° CA.
The signal will be out of phase by 8 degrees Celsius.

アンド回路７２からの出力信号ＳＩ３は、第１゜第４気
筒用の噴射信号演算回路６６．６７に、又アンド回路７
３からの出力信号Ｓ１４は、第３．第２気筒用の噴射信
号演算回路６８．６９に夫々入力される。The output signal SI3 from the AND circuit 72 is sent to the injection signal calculation circuits 66 and 67 for the first and fourth cylinders, and also to the AND circuit 7.
The output signal S14 from the third. The signals are respectively input to injection signal calculation circuits 68 and 69 for the second cylinder.

また、噴射信号演算回路６６〜６９　ｂｆは、夫々角度
パルス信号Ｓ３も入力される。Further, the angle pulse signal S3 is also input to each of the injection signal calculation circuits 66 to 69 bf.

第７図は、第５図の噴射信号演算回路Ｓ６の一例を示す
ブロック図である。なお、他の噴射信号演算回路６７〜
６日も同一の回路構成である。FIG. 7 is a block diagram showing an example of the injection signal calculation circuit S6 of FIG. 5. Note that other injection signal calculation circuits 67 to
The circuit configuration on the 6th is the same.

この噴射信号演算回路６６は、まずレジスタ７５及び５
６には、前述した各種のＡスジ５〜５フを介して第４図
のＣＰＵ５１で演算された噴射開始時期及び噴射時期（
時間幅）のデータカル書き込まれる。This injection signal calculation circuit 66 first operates in registers 75 and 5.
6 contains the injection start timing and injection timing (calculated by the CPU 51 in FIG.
time width) datacal is written.

次に、カウンタ７７は、第８図（イ）に示す角度パルス
信号Ｓ３をカウントし、第５図のアンド回路７２から第
・８図（ロ）に示す出力信号Ｓ１３が入力されるとリセ
ットされる。Next, the counter 77 counts the angle pulse signal S3 shown in FIG. 8(A), and is reset when the output signal S13 shown in FIG. 8(B) is input from the AND circuit 72 in FIG. Ru.

デジタル比較器７８は、第８図（）＞）に示すようにカ
ウンタ７７の値ｎｌとレジスタ７５の値り工とを比較し
、両者が一致すると同図（ニ）に示すノ（ルス信号Ｓ１
５を出力する。The digital comparator 78 compares the value nl of the counter 77 with the value of the register 75 as shown in FIG.
Outputs 5.

カウンタ８０は、第８図（イ）に示す角度パルス信号Ｓ
３をカウントし、デジタル比較器７８からのパルス信号
ＳＩ５によってリセットされる。The counter 80 receives the angle pulse signal S shown in FIG.
3 and is reset by pulse signal SI5 from digital comparator 78.

デジタル比較器８１は、第８図（ホ）に示すようにカウ
ンタ８０の値ｎ２とレジスタ７６の値Ｄ２とを比較し、
両者が一致すると同図（へ）に示すパルス信号８１６を
出力する。The digital comparator 81 compares the value n2 of the counter 80 and the value D2 of the register 76, as shown in FIG.
When the two match, a pulse signal 816 shown in FIG.

ＦＦ回路８２は、ディジタル比較器７８からのパルス信
号Ｓ１５でセットされ、ディジタル比較器８１からのパ
ルス信号ＳＩ６でリセットされる。The FF circuit 82 is set by a pulse signal S15 from the digital comparator 78 and reset by a pulse signal SI6 from the digital comparator 81.

したがって、ＦＦ回路８２のＱ出力である燃料噴射信号
Ｓ８は、第８図（ト）に示すようにレジスタ７５に書き
込まれた噴射開始時期Ｔ１で立上がり、その時点からレ
ジスタ７６に書き込まれた噴射期間（時間幅）τ１後に
立下がるパルス信号となる。この立下がった時点Ｔ２が
噴射終了時期となる。Therefore, the fuel injection signal S8, which is the Q output of the FF circuit 82, rises at the injection start time T1 written in the register 75 as shown in FIG. (Time width) It becomes a pulse signal that falls after τ1. This falling time T2 is the injection end time.

そこで、燃料噴射信号Ｓ　ｎ　（ｎ　＝８．９．１０．
１１）がハイレベルの間、この信号に対応する燃料噴射
弁を開弁じて燃料噴射を行なわせれば、所望の噴射開始
時期から終了時期までの噴射時間幅で燃料噴射を行なわ
せることが出来る。Therefore, the fuel injection signal S n (n = 8.9.10.
If the fuel injection valve corresponding to this signal is opened to perform fuel injection while 11) is at a high level, fuel injection can be performed in the injection time range from the desired injection start time to the desired end time.

次に、このように構成した実施例における電磁弁開閉時
期の補正について第９図乃至第１１図をも参照して説明
する。Next, correction of the solenoid valve opening/closing timing in the embodiment configured as described above will be explained with reference to FIGS. 9 to 11.

まず、第３図及び第９図を参照して、燃料噴射弁３〜６
の動作について説明する。First, with reference to FIGS. 3 and 9, fuel injection valves 3 to 6
The operation will be explained.

第９図の時点ｔ１で、第４図に示′す燃料噴射弁駆動回
路６１から第３図に示す燃料噴射時期の電磁弁３１に給
電される第Ｓ図（イ）に示す所定の電圧（１２■〜１４
Ｖ）Ｖｌが遮断されると、その電磁弁３１の図示しない
針弁が時点ｔ２からリフトシて、同図（ロ）に示すよう
にそのリフト量Ｌ１が次第に大きくなり、それに伴なっ
て燃料が第３図の中間室３７に送られる。At time t1 in FIG. 9, the predetermined voltage shown in FIG. S (a) is supplied from the fuel injection valve drive circuit 61 shown in FIG. 12■～14
V) When Vl is cut off, the needle valve (not shown) of the solenoid valve 31 lifts off from time t2, and the lift amount L1 gradually increases as shown in FIG. It is sent to the intermediate chamber 37 shown in FIG.

それによって、中間室３７の燃圧が供給圧力（約１５　
ｋｇ　／　ａｌ　）まで高くなり、ポペット弁３０の開
弁圧（約１０ｋｇ／ｃＪ）を越えた時点ｔ３でその弁体
３６がリフトして、そのリフト量Ｌ２が次第に大きくな
り、噴口３２ａから燃料が噴射される。As a result, the fuel pressure in the intermediate chamber 37 is reduced to the supply pressure (approximately 15
kg/al) and exceeds the opening pressure (approximately 10 kg/cJ) of the poppet valve 30. At time t3, the valve body 36 lifts, and the lift amount L2 gradually increases, causing fuel to flow from the nozzle 32a. Injected.

その後１時点ｔ１から第８図（ト）の時間（噴射時間幅
）τ１が経過した時点ｔ４で、第３図の電磁弁３１に所
定の電圧ｖ１が給電されると、電磁弁３１は時点ｔ５で
閉弁し、ポペット弁３０が時点ｔ６で閉弁する。Thereafter, when the predetermined voltage v1 is supplied to the solenoid valve 31 in FIG. 3 at time t4, when the time (injection time width) τ1 shown in FIG. The poppet valve 30 closes at time t6.

このように、電磁弁３１に対する開弁指令時期ｔ１及び
閉弁指令時期ｔ４に対して、ポペット弁３０の開弁及び
閉弁の応答が遅れる。その応答遅れ時間Δｔは、ポペッ
ト弁３０の開弁圧（バネ定数、設定圧）及び電磁弁３１
の流量特性によって変化するが、例えば２　ｍ５ｅｃで
ある。In this way, the opening and closing responses of the poppet valve 30 are delayed with respect to the valve opening command timing t1 and the valve closing command timing t4 for the electromagnetic valve 31. The response delay time Δt is determined by the valve opening pressure (spring constant, set pressure) of the poppet valve 30 and the solenoid valve 31.
Although it varies depending on the flow rate characteristics, it is, for example, 2 m5ec.

そこで、この実施例ではこの応答遅れ時間を予めめてお
き、応答遅れ時間データとして第４図の制御ユニット１
７のＲＯＭ５２に予め格納して、この応答遅れ時間デー
タに基づいて燃料噴射時期を補正して電磁弁の開閉時期
を補正する。Therefore, in this embodiment, this response delay time is set in advance and used as response delay time data for the control unit 1 in FIG.
Based on this response delay time data, the fuel injection timing is corrected and the opening/closing timing of the electromagnetic valve is corrected.

次に、第２図の制御ユニット１７のＣＰＵ５１が実行す
る燃料噴射時期の演算処理について第１０図を参照して
説明する。Next, the fuel injection timing calculation process executed by the CPU 51 of the control unit 17 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. 10.

なお、この実施例では燃料噴射終了時期、すなわちポペ
ット弁３０の閉弁時期を機関回転数によらず一定とする ＣＰＵ５１は、まずクランク角センサ１５からの角度信
号Ｓ３によって機関回転数Ｎを算出し、この算出結果か
ら３６０°Ｘ　（Ｎ　ｒｐｍ／６０ｓｅｃ）÷１０００
１００Ｏの演算をして、クランク角速度Ｖを算出する。In this embodiment, the CPU 51, which keeps the fuel injection end timing, that is, the closing timing of the poppet valve 30 constant regardless of the engine speed, first calculates the engine speed N based on the angle signal S3 from the crank angle sensor 15. , From this calculation result, 360°X (N rpm/60sec) ÷ 1000
100O is calculated to calculate the crank angular velocity V.

例えば、機関回転数Ｎ　＝　１６０Ｏｒｐｍのときのク
ランク角速度Ｖは、ｖ　＝３６０″Ｘ　（１６００ｒｐ
ｍ／６０ｓｅｃ）÷１０００ｍｓ１００Ｏ，６″／ｍ５
ｅｃになる。For example, the crank angular velocity V when the engine speed N = 160 rpm is v = 360″X (1600 rpm
m/60sec) ÷1000ms100O, 6″/m5
Become ec.

その後、ＲＯＭ５２に格納したポペット弁３０の応答遅
れ時間Δｔを読出して、■×Δｔ　の演算をして、応答
遅れ時間Δｔを応答遅れ角度Δθに変換する。Thereafter, the response delay time Δt of the poppet valve 30 stored in the ROM 52 is read out, and the calculation of ■×Δt is performed to convert the response delay time Δt into a response delay angle Δθ.

例えば、応答遅れ時間Δｔ　＝　２　ｍ５ｅｃ、クラン
ク角速度ｖ　＝９．６’　／ｍ５ｅｃであるときには、
応答遅れ角度へ〇は１９．２″になる。For example, when the response delay time Δt = 2 m5ec and the crank angular velocity v = 9.6'/m5ec,
The response delay angle is 19.2″.

そして、ＲＯＭ５２に格納した実際の要求ポペット弁閉
弁時期ＴＥを読出して、このポペット弁閉弁時期ＴＥを
上述したクランク角度で表わされるポペット弁の応答遅
れ時間Δｔに基づいて補正する。Then, the actual requested poppet valve closing timing TE stored in the ROM 52 is read out, and this poppet valve closing timing TE is corrected based on the poppet valve response delay time Δt expressed by the above-mentioned crank angle.

例えば、ポペット弁閉弁時期ＴＥが８０°ＢＴＤＣの場
合、応答遅れ角度へ〇が１９．２°であれば、補正ポペ
ット弁閉弁時期ＴＤは、８０＋１９．２＝９９．２゜に
なる（第１１図参照）。For example, if the poppet valve closing timing TE is 80° BTDC and the response delay angle is 19.2°, the corrected poppet valve closing timing TD will be 80+19.2=99.2° (the (See Figure 11).

その後、噴射弁開弁時期ＴＳを算出する。この演算は、
まず、吸入空気量、機関回転数及び水温等の応じた補正
をした噴射パルス幅（噴射時間幅）を時間単位からクラ
ンク角度単位に変換する一方、補正ポペット弁閉弁時期
ＴＤを７２０°信号に対すや角度に変換して、この変換
後の補正ポペット弁閉弁時期から噴射パルス幅を減じて
、噴射弁開弁時期とする（第１１図参照）。After that, the injection valve opening timing TS is calculated. This operation is
First, the injection pulse width (injection time width) corrected according to the intake air amount, engine speed, water temperature, etc. is converted from time units to crank angle units, and the corrected poppet valve closing timing TD is converted to a 720° signal. The injection pulse width is subtracted from the corrected poppet valve closing timing after this conversion to obtain the injection valve opening timing (see FIG. 11).

そして、このようにして算出した噴射弁開弁時期を第７
図のレジスタ７５に格納する。Then, the injection valve opening timing calculated in this way is
The data is stored in the register 75 shown in the figure.

それによって、ポペット弁の応答遅れ時間に応じた補正
をした燃料噴射時期で燃料を噴射できるので、正確に燃
料を噴射出来る。As a result, fuel can be injected at a fuel injection timing corrected according to the response delay time of the poppet valve, so that fuel can be injected accurately.

なお、実験によれば、機関軽負荷時には、機関回転数に
よらず最適噴射時期は、ポペット弁の閉弁時期で上死点
前６０°であった。According to experiments, when the engine is under light load, the optimal injection timing is 60 degrees before top dead center at the poppet valve closing timing, regardless of the engine speed.

上記実施例では、ポペット弁の応答遅れ時間をＲＯＭに
格納して燃料噴射時期を補正するようにしているが、例
えば機関回転数に応じた補正後の電磁弁の閉弁時期をＲ
ＯＭに格納するようにすることも考えられる。In the above embodiment, the response delay time of the poppet valve is stored in the ROM to correct the fuel injection timing. For example, the closing timing of the solenoid valve after correction according to the engine speed is
It is also conceivable to store it in OM.

しかし、このようにした場合には、各機関回転数毎に電
磁弁の閉弁時期を格納しなければならないので、容量の
大きいＲＯＭを使用しなければならないのに対し、実施
例のようにすれば１個のボペツ１−弁の応答遅れ時間を
格納すればより）ので、容量の小さいＲＯＭを使用でき
る。However, in this case, the closing timing of the solenoid valve must be stored for each engine speed, so a ROM with a large capacity must be used, whereas the (For example, if the response delay time of one valve is stored, a ROM with a small capacity can be used.)

それと共に、ポペット弁の開弁圧等が変化して応答遅れ
時間が変わったときにも、電磁弁の閉弁時期を格納する
ようにした場合には変更する量が多くなるのに対し、実
施例のようにすれば１個所の変更するだけで対処できる
。At the same time, even when the response delay time changes due to changes in the poppet valve opening pressure, etc., if the solenoid valve closing timing is stored, the amount of changes will be large. If you follow the example, you can deal with it by just changing one place.

第１２図は、この発明の他の実施例における燃料噴射時
期の演算処理の一例を示すフロー図である。FIG. 12 is a flowchart showing an example of calculation processing for fuel injection timing in another embodiment of the present invention.

この実施例は、まず、噴射パルス幅にボペツ１−弁の応
答遅れ時間を加算して噴射初め算出用パルス幅をめて、
この結果から噴射弁開弁時期を算出するようにしている
。In this embodiment, first, the response delay time of the Bopetsu 1 valve is added to the injection pulse width to determine the pulse width for calculating the beginning of injection.
The injection valve opening timing is calculated from this result.

ただし、この場合も、噴射パルス幅は応答遅れ時間の補
正をする前の噴射パルス幅を使用する。However, in this case as well, the injection pulse width used is the injection pulse width before the response delay time is corrected.

このようにしても、上記実施例と同様の効果を得ること
が出来る。Even in this case, the same effects as in the above embodiment can be obtained.

なお、」二部実施例では、外開き型の弁の電磁弁開閉動
作に対する応答遅れ時間に電磁弁自体の応答遅れ時間を
加えた時間を応答遅れ時間データとして持つ例りこつい
て述べたが、電磁弁自体の応答遅れ時間とは別に外開き
型の弁の電磁弁開閉動作に対する応答遅れ時間自体を持
つようにしてもよい。In addition, in the second part of the embodiment, the response delay time data is the sum of the response delay time for the solenoid valve opening/closing operation of an outward-opening type valve and the response delay time of the solenoid valve itself. In addition to the response delay time of the valve itself, an outward-opening type valve may have a response delay time itself for the solenoid valve opening/closing operation.

また、上記実施例では、機関回転数によらず外開き型の
弁の閉弁時期を一定にする例について述べたが、これに
限るものではない。Further, in the above embodiment, an example has been described in which the closing timing of the outward-opening valve is made constant regardless of the engine speed, but the present invention is not limited to this.

さらに、電磁弁の開閉時期の補正の仕方も、上記実施例
に限るものではないことは勿論である。Furthermore, it goes without saying that the method of correcting the opening/closing timing of the electromagnetic valve is not limited to the above embodiment.

肱−釆 以上説明したように、この発明によれば、直接噴射式内
燃機関において、燃料噴射弁を外開き型の弁とその燃料
通路を開閉する電磁弁とによって構成し、その電磁弁の
開閉動作に対する外開き型の弁の応答遅れを補正するよ
うにしたので、噴き返し等の不都合がなくなって霧化が
良好になると共に、正確に燃料噴射を出来るようになり
、希薄混合気、高ＥＧＲ条件でも燃焼が安定し、また燃
費が向上する。As explained above, according to the present invention, in a direct injection internal combustion engine, the fuel injection valve is constituted by an outward-opening type valve and a solenoid valve that opens and closes the fuel passage. Since the response delay of the outward-opening valve to the operation is corrected, inconveniences such as spray back are eliminated, resulting in better atomization, and accurate fuel injection, which improves lean mixtures and high EGR. Combustion is stable regardless of the conditions, and fuel efficiency is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、この発明の基本構成を示すブロック図、第２
図は、この発明の一実施例を示す全体構成図、第′ム図
は、第２図の内燃機関の燃料噴射弁取付部の詳細を示す
断面図、 第４図は、第２図の制御ユニットの一例を示すブロック
図、 第５図は、第４図の入出力インターフェース回路の一部
分を具体的に示すブロック図、 第６図は、第５図の各信号の関係を示す波形図、第７図
は、第５図の噴射信号演算回路の一例を示すブロック図
、 第８図は、第７図中の各信号の関係を示す波形図、第Ｓ
図は、第３図の燃料噴射弁の動作説明に供する波形図、 第１０図は、第４図のＣＰＵが実行する燃料噴射時期演
算処理の一例を示すフロー図、 第１１図は、第１０図の説明に供する説明図、第１２図
は、この発明の他の実施例における燃料噴射時期演算処
理の一例を示すフロー図である。 １・・・内燃機関　３〜６・・・燃料噴射弁１５・・・
クランク角センサ　１７・・・制御ユニット乙０・・・
外開き型のポペット弁 ３１・・・電磁弁　５１・・・中央処理装置（ＣＰＵ）
５２・・・ＲＯＭ　５３・・・ＲＡＭ ５４・・・入出力インターフェース回路６１〜６４・・
・燃料噴射弁駆動回路 ６６〜６日・・噴射信号演算回路 第１図 第８図 第９図 第１０図　第１２図FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of this invention, and FIG.
Figure 4 is an overall configuration diagram showing one embodiment of the present invention, Figure 1 is a sectional view showing details of the fuel injection valve mounting part of the internal combustion engine in Figure 2, and Figure 4 is the control diagram in Figure 2. 5 is a block diagram specifically showing a part of the input/output interface circuit in FIG. 4; FIG. 6 is a waveform diagram showing the relationship between the signals in FIG. 7 is a block diagram showing an example of the injection signal calculation circuit of FIG. 5, FIG. 8 is a waveform diagram showing the relationship of each signal in FIG.
10 is a flowchart showing an example of the fuel injection timing calculation process executed by the CPU in FIG. 4. FIG. FIG. 12, an explanatory diagram for explaining the figures, is a flowchart showing an example of the fuel injection timing calculation process in another embodiment of the present invention. 1... Internal combustion engine 3-6... Fuel injection valve 15...
Crank angle sensor 17...Control unit Otsu0...
Outward opening type poppet valve 31...Solenoid valve 51...Central processing unit (CPU)
52...ROM 53...RAM 54...I/O interface circuit 61-64...
・Fuel injection valve drive circuit 66-6 days... Injection signal calculation circuit Figure 1 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １　直接噴射式内燃機関において、燃料噴射弁を。 噴口を開閉する外聞き型の弁と該外聞き型の弁に供給す
る燃料の通路を開閉する電磁弁とによって構成すると共
に、予めめた前記外聞き型の弁の前記電磁弁の開閉動作
に対する応答遅れ時間データを格納した応答遅れ時間格
納手段と、該応答遅れ時間格納手段に格納した応答遅れ
時間データに基づいて燃料噴射時における前記電磁弁の
開閉時期を補正する電磁弁開閉時期補正手段とを設けた
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。[Claims] 1. A fuel injection valve in a direct injection internal combustion engine. It is constituted by an external type valve that opens and closes the nozzle, and a solenoid valve that opens and closes a passage for fuel supplied to the external type valve, and a control valve that responds to the opening/closing operation of the solenoid valve of the external type valve in advance. response delay time storage means storing response delay time data; and electromagnetic valve opening/closing timing correction means for correcting the opening/closing timing of the solenoid valve during fuel injection based on the response delay time data stored in the response delay time storage means. A fuel injection device for an internal combustion engine, characterized in that it is provided with.