[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2017086189A1 - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

エンジンの燃料噴射制御装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017086189A1
WO2017086189A1 PCT/JP2016/082830 JP2016082830W WO2017086189A1 WO 2017086189 A1 WO2017086189 A1 WO 2017086189A1 JP 2016082830 W JP2016082830 W JP 2016082830W WO 2017086189 A1 WO2017086189 A1 WO 2017086189A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel injection
valve
injection valve
engine
fuel
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/082830
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕明 堀内
修平 新谷
滋 中川
Original Assignee
マツダ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マツダ株式会社 filed Critical マツダ株式会社
Priority to US15/763,209 priority Critical patent/US10859028B2/en
Priority to CN201680055909.4A priority patent/CN108138681A/zh
Priority to DE112016004781.9T priority patent/DE112016004781T5/de
Publication of WO2017086189A1 publication Critical patent/WO2017086189A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F02D41/2467—Characteristics of actuators for injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2044—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using pre-magnetisation or post-magnetisation of the coils
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an engine fuel injection control device, and more particularly to an engine fuel injection control device including a solenoid type fuel injection valve (injector).
  • a solenoid-type fuel injection valve is used to control the fuel injection valve so as to perform two or more fuel injections (referred to as multistage injection or split injection) for one combustion in an engine cylinder.
  • the technology to do is known.
  • residual magnetism in other words, residual magnetic flux
  • the response speed of the fuel injection valve becomes faster, the fuel injection starts earlier than the commanded time, and the fuel injection amount increases by the amount that the fuel injection valve opens earlier.
  • the shorter the injection interval in fuel injection the larger the residual magnetism, and as a result, the second fuel injection is started earlier and the fuel injection amount is further increased.
  • Patent Document 1 discloses a fuel injection amount and fuel injection applied to the second fuel injection according to the residual magnetism generated in the solenoid of the fuel injection valve during the first fuel injection. A technique for correcting the time is disclosed.
  • the fuel injection amount and the fuel injection timing applied to the second and subsequent fuel injections are corrected based on the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve. It was difficult to measure the remanence of the solenoid.
  • the inventors of the present invention have found that the voltage of the solenoid of the fuel injection valve changes in accordance with the residual magnetism of the solenoid (hereinafter, the voltage of the solenoid corresponding to the residual magnetism is referred to as “residual voltage”). ). That is, it was found that the fuel injection started earlier and the fuel injection amount increased at the second and subsequent fuel injections according to the residual voltage generated in the solenoid of the fuel injection valve by the first fuel injection. Such a voltage of the solenoid of the fuel injection valve can be easily detected. Therefore, it is considered desirable to execute the second and subsequent fuel injection control based on the residual current of the solenoid of the fuel injection valve.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and is capable of appropriately executing fuel injection control based on the residual current of the solenoid of the fuel injection valve.
  • the purpose is to provide.
  • the present invention provides a fuel injection control device for an engine having a solenoid type fuel injection valve, the voltage sensor for detecting the voltage of the solenoid of the fuel injection valve, and the operating state of the engine And a controller that controls the fuel injection valve based on the valve opening period.
  • the controller opens the fuel injection valve.
  • the larger the voltage detected by the voltage sensor is, the shorter the set valve opening period is corrected, and the fuel injection valve is controlled based on this valve opening period.
  • the present invention configured as described above, the residual voltage corresponding to the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve is detected, and the larger the detected residual voltage, the shorter the valve opening period of the fuel injection valve.
  • An appropriate valve opening period that takes into account the influence of the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve can be applied to the fuel injection valve.
  • a desired fuel injection amount (required fuel injection amount) can be appropriately injected from the fuel injection valve without depending on the influence of the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve.
  • the residual voltage of the solenoid of the fuel injection valve appropriately represents the residual magnetism of the solenoid, and on the wiring that connects a predetermined controller (such as PCM) that controls the engine and the solenoid of the fuel injection valve.
  • the present invention provides a fuel injection control device for an engine including a solenoid type fuel injection valve, the voltage sensor for detecting the voltage of the solenoid of the fuel injection valve, Based on the change in voltage detected by the voltage sensor, the damping characteristic of the residual voltage of the solenoid of the fuel injector is obtained, and the valve opening period of the fuel injector is set based on the fuel injection amount according to the operating state of the engine. And a controller for controlling the fuel injection valve based on the valve opening period, and the controller estimates the residual voltage at the time of fuel injection from the obtained attenuation characteristic, and sets based on the estimated residual voltage. The valve opening period is corrected.
  • the residual voltage attenuation characteristic is obtained based on the detected voltage change of the solenoid of the fuel injection valve, and the residual voltage at the time of fuel injection is estimated from the attenuation characteristic to open the fuel injection valve. Set the valve period. This also makes it possible to appropriately inject a desired fuel injection amount from the fuel injection valve without being influenced by the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve.
  • the controller corrects the set valve opening period shorter as the residual voltage is larger.
  • an appropriate valve opening period corresponding to the estimated residual voltage can be applied to the fuel injection valve, and a desired amount of fuel can be reliably injected from the fuel injection valve. It becomes.
  • the controller controls the fuel injection valve to perform fuel injection twice or more for one combustion in the cylinder of the engine, and performs the second and subsequent fuel injections. It is preferable to correct the valve opening period of the fuel injection valve.
  • the fuel injection control can be appropriately executed based on the residual current of the solenoid of the fuel injection valve.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine to which a fuel injection control device for an engine according to an embodiment of the present invention is applied. It is a block diagram which shows the electrical structure regarding the fuel-injection control apparatus of the engine by embodiment of this invention. It is explanatory drawing of the driving
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine (engine body) 1 to which an engine fuel injection control device according to an embodiment of the present invention is applied
  • FIG. 2 shows an engine fuel injection control device according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram.
  • the engine 1 is a gasoline engine that is mounted on a vehicle and supplied with fuel containing at least gasoline, and is compression self-ignition (specifically, premixed compression self-ignition called HCCI (Homogeneous-Charge Ignition)) Is configured to do.
  • the engine 1 includes a cylinder block 11 provided with a plurality of cylinders 18 (in FIG. 1, only one cylinder is illustrated, but four cylinders are provided in series, for example), and the cylinder block 11 is disposed on the cylinder block 11.
  • the cylinder head 12 is provided, and an oil pan 13 is provided below the cylinder block 11 and stores lubricating oil.
  • a piston 14 connected to the crankshaft 15 via a connecting rod 142 is fitted in each cylinder 18 so as to be able to reciprocate.
  • a cavity 141 like a reentrant type in a diesel engine is formed on the top surface of the piston 14.
  • the cavity 141 is opposed to a fuel injection valve 67 described later when the piston 14 is positioned near the compression top dead center.
  • the cylinder head 12, the cylinder 18, and the piston 14 having the cavity 141 define a combustion chamber 19.
  • the shape of the combustion chamber 19 is not limited to the shape illustrated.
  • the shape of the cavity 141, the top surface shape of the piston 14, the shape of the ceiling portion of the combustion chamber 19, and the like can be changed as appropriate.
  • This engine 1 is set to a relatively high geometric compression ratio of 15 or more for the purpose of improving theoretical thermal efficiency, stabilizing compression ignition combustion, which will be described later, and the like. In addition, what is necessary is just to set a geometric compression ratio suitably in the range of about 15-20.
  • the cylinder head 12 is provided with an intake port 16 and an exhaust port 17 for each cylinder 18.
  • the intake port 16 and the exhaust port 17 have an intake valve 21 and an exhaust for opening and closing the opening on the combustion chamber 19 side.
  • Each valve 22 is disposed.
  • the operation mode of the exhaust valve 22 is switched between a normal mode and a special mode, for example, a hydraulically operated variable valve lift mechanism (FIG. 2).
  • a VVL (Variable Valve Lift) 71 and a phase variable mechanism (hereinafter referred to as VVT (Variable Valve Timing)) 75 capable of changing the rotational phase of the exhaust camshaft with respect to the crankshaft 15 are provided. , Is provided.
  • VVL 71 Although detailed illustration of the configuration of the VVL 71 is omitted, for example, two types of cams having different cam profiles, a first cam having one cam peak and a second cam having two cam peaks, and A cam shifting mechanism that selectively transmits the operating state of one of the first and second cams to the exhaust valve 22 is configured.
  • the exhaust valve 22 when the operating state of the first cam is transmitted to the exhaust valve 22, the exhaust valve 22 operates in the normal mode in which the valve is opened only once during the exhaust stroke, whereas the operation of the second cam is performed.
  • the exhaust valve 22 When the state is transmitted to the exhaust valve 22, the exhaust valve 22 is operated in a special mode in which the exhaust valve 22 is opened during the exhaust stroke and is also opened during the intake stroke so that the exhaust is opened twice.
  • the normal mode and the special mode of the VVL 71 are switched according to the operating state of the engine. Specifically, the special mode is used in the control related to the internal EGR.
  • An electromagnetically driven valve system that drives the exhaust valve 22 by
  • the VVT 75 may employ a hydraulic, electromagnetic, or mechanical structure as appropriate, and illustration of the detailed structure is omitted.
  • the exhaust valve 22 can continuously change its valve opening timing and valve closing timing within a predetermined range by the VVT 75. Further, the lift amount and the operation timing of the exhaust valve 22 provided in each of the plurality of cylinders 18 may be controlled by the VVL 71 and the VVT 75 separately for each cylinder 18.
  • the execution of the internal EGR is not realized only by opening the exhaust valve 22 twice as described above.
  • the internal EGR control may be performed by opening the intake valve 21 twice or by opening the intake valve twice, or by providing a negative overlap period in which both the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are closed in the exhaust stroke or the intake stroke.
  • Internal EGR control that causes the fuel gas to remain in the cylinder 18 may be performed.
  • a VVL 74 and a VVT 72 are provided on the intake side in the same manner as the valve system on the exhaust side provided with the VVL 71 and the VVT 75.
  • the intake side VVL 74 is different from the exhaust side VVL 71.
  • the VVL 74 on the intake side includes two types of cams having different cam profiles, a large lift cam that relatively increases the lift amount of the intake valve 21 and a small lift cam that relatively decreases the lift amount of the intake valve 21.
  • a cam shifting mechanism that selectively transmits an operating state of one of the large lift cam and the small lift cam to the intake valve 21 is included.
  • the intake valve 21 when the VVL 74 is transmitting the operating state of the large lift cam to the intake valve 21, the intake valve 21 is opened with a relatively large lift amount and the valve opening period is also long.
  • the VVL 74 when the VVL 74 is transmitting the operating state of the small lift cam to the intake valve 21, the intake valve 21 is opened with a relatively small lift amount and the valve opening period is also shortened.
  • the large lift cam and the small lift cam are set to be switched at the same valve closing timing or valve opening timing.
  • the VVT 72 on the intake side similarly to the VVT 75 on the exhaust side, a well-known structure of a hydraulic type, an electromagnetic type, or a mechanical type may be adopted as appropriate, and illustration of the detailed structure is omitted.
  • the valve opening timing and the valve closing timing of the intake valve 21 can also be continuously changed within a predetermined range by the VVT 72. Further, the lift amount and the operation timing of the intake valve 21 provided in each of the plurality of cylinders 18 may be controlled by the VVL 74 and the VVT 72 separately for each cylinder 18. Note that, instead of applying the VVL 74 to the intake side, only the VVT 72 may be applied and only the valve opening timing and the valve closing timing of the intake valve 21 may be changed.
  • the cylinder head 12 is also provided with a solenoid type fuel injection valve 67 for directly injecting fuel into the cylinder 18 for each cylinder 18.
  • the fuel injection valve 67 is configured to be opened by applying a predetermined voltage, and thereafter to maintain a valve open state by continuing to apply a predetermined current (holding current) (voltage). Is stopped when a current is applied).
  • the fuel injection valve 67 is disposed so that the nozzle hole faces the inside of the combustion chamber 19 from the central portion of the ceiling surface of the combustion chamber 19.
  • the fuel injection valve 67 directly injects an amount of fuel into the combustion chamber 19 at an injection timing set according to the operating state of the engine 1 and according to the operating state of the engine 1.
  • the fuel injection valve 67 is a multi-injector type injector having a plurality of injection holes, although detailed illustration is omitted.
  • the fuel injection valve 67 injects fuel so that the fuel spray spreads radially from the center position of the combustion chamber 19.
  • the fuel spray injected radially from the central portion of the combustion chamber 19 flows along the wall surface of the cavity 141 formed on the top surface of the piston. It can be paraphrased that the cavity 141 is formed so that the fuel spray injected at the timing when the piston 14 is located near the compression top dead center is contained therein.
  • the combination of the multi-injection type fuel injection valve 67 and the cavity 141 is an advantageous configuration for shortening the mixture formation period and shortening the combustion period after fuel injection.
  • the fuel injection valve 67 is not limited to a multi-injection type injector, and may be an outside-opening type injector.
  • the fuel tank (not shown) and the fuel injection valve 67 are connected to each other by a fuel supply path.
  • a fuel supply system 62 including a fuel pump 63 and a common rail 64 and capable of supplying fuel to the fuel injection valve 67 at a relatively high fuel pressure is interposed on the fuel supply path.
  • the fuel pump 63 pumps fuel from the fuel tank to the common rail 64, and the common rail 64 can store the pumped fuel at a relatively high fuel pressure.
  • the fuel injection valve 67 is opened, the fuel stored in the common rail 64 is injected from the injection port of the fuel injection valve 67.
  • the fuel pump 63 is a plunger type pump and is driven by the engine 1.
  • the fuel supply system 62 configured to include this engine-driven pump makes it possible to supply fuel with a high fuel pressure of 30 MPa or more to the fuel injection valve 67.
  • the fuel pressure may be set to about 120 MPa at the maximum.
  • the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 67 is changed according to the operating state of the engine 1.
  • the fuel supply system 62 is not limited to this configuration.
  • the cylinder head 12 is also provided with an ignition plug 25 for forcibly igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 19 (specifically, spark ignition).
  • the spark plug 25 is disposed through the cylinder head 12 so as to extend obliquely downward from the exhaust side of the engine 1.
  • the tip of the spark plug 25 is disposed facing the cavity 141 of the piston 14 located at the compression top dead center.
  • an intake passage 30 is connected to one side of the engine 1 so as to communicate with the intake port 16 of each cylinder 18.
  • an exhaust passage 40 for discharging burned gas (exhaust gas) from the combustion chamber 19 of each cylinder 18 is connected to the other side of the engine 1.
  • An air cleaner 31 that filters intake air is disposed at the upstream end of the intake passage 30, and a throttle valve 36 that adjusts the amount of intake air to each cylinder 18 is disposed downstream thereof.
  • a surge tank 33 is disposed near the downstream end of the intake passage 30.
  • the intake passage 30 on the downstream side of the surge tank 33 is an independent passage branched for each cylinder 18, and the downstream end of each independent passage is connected to the intake port 16 of each cylinder 18.
  • the upstream portion of the exhaust passage 40 is constituted by an exhaust manifold having an independent passage branched for each cylinder 18 and connected to the outer end of the exhaust port 17 and a collecting portion where the independent passages gather.
  • a direct catalyst 41 and an underfoot catalyst 42 are connected downstream of the exhaust manifold in the exhaust passage 40 as exhaust purification devices for purifying harmful components in the exhaust gas.
  • Each of the direct catalyst 41 and the underfoot catalyst 42 includes a cylindrical case and, for example, a three-way catalyst disposed in a flow path in the case.
  • a portion between the surge tank 33 and the throttle valve 36 in the intake passage 30 and a portion upstream of the direct catalyst 41 in the exhaust passage 40 are used for returning a part of the exhaust gas to the intake passage 30. They are connected via a passage 50.
  • the EGR passage 50 includes a main passage 51 in which an EGR cooler 52 for cooling the exhaust gas with engine coolant is disposed.
  • the main passage 51 is provided with an EGR valve 511 for adjusting the recirculation amount of the exhaust gas to the intake passage 30.
  • the engine 1 is controlled by a powertrain control module (hereinafter referred to as “PCM”) 10.
  • the PCM 10 includes a microprocessor having a CPU, a memory, a counter timer group, an interface, and a path connecting these units. This PCM 10 constitutes a controller.
  • the PCM 10 includes a detection signal of an air flow sensor SW 1 that detects a flow rate of fresh air, a detection signal of an intake air temperature sensor SW 2 that detects the temperature of fresh air, and an EGR passage 50.
  • the detection signal of the EGR gas temperature sensor SW4 that is disposed in the vicinity of the connection portion with the intake passage 30 and detects the temperature of the external EGR gas, and the intake air that is attached to the intake port 16 and immediately before flowing into the cylinder 18
  • the detection signals of the exhaust temperature sensor SW7 and the exhaust pressure sensor SW8 that detect the exhaust temperature and the exhaust pressure, respectively.
  • a detection signal of a lambda O 2 sensor SW10 that detects the oxygen concentration of the engine a detection signal of a water temperature sensor SW11 that detects the temperature of engine cooling water, a detection signal of a crank angle sensor SW12 that detects the rotation angle of the crankshaft 15, A detection signal of an accelerator opening sensor SW13 that detects an accelerator opening corresponding to an operation amount of an accelerator pedal (not shown) of the vehicle, detection signals of intake side and exhaust side cam angle sensors SW14 and SW15, and a fuel supply system
  • a fuel pressure sensor SW that is attached to the common rail 64 of 62 and detects the fuel pressure supplied to the fuel injection valve 67 6, a detection signal of the hydraulic sensor SW 17 that detects the hydraulic pressure of the engine 1, a detection signal of the oil temperature sensor SW 18 that detects the oil temperature of the engine 1, and the voltage
  • the PCM 10 determines the state of the engine 1 and the vehicle by performing various calculations based on the above detection signals, and accordingly, the fuel injection valve 67, the spark plug 25, the intake valve side VVT 72 and VVL 74, the exhaust gas Control signals are output to the VVT 75 and VVL 71 on the valve side, the fuel supply system 62, and actuators of various valves (throttle valve 36, EGR valve 511).
  • the PCM 10 operates the engine 1.
  • the PCM 10 functions as an “engine fuel injection control device” in the present invention, and in particular controls the fuel injection valve 67.
  • the PCM 10 corresponds to a “controller” in the present invention.
  • FIG. 3 shows an example of the operation control map of the engine 1.
  • the engine 1 does not perform ignition by the spark plug 25 in the first operating region R11, which is a low load region where the engine load is relatively low. Performs compression ignition combustion by ignition.
  • the load on the engine 1 increases, in this compression ignition combustion, the combustion becomes too steep and combustion noise is generated, and it becomes difficult to control the ignition timing (prone to misfire and the like). It is in).
  • the engine 1 in the second operating region R12, which is a high load region where the engine load is relatively high, forced ignition combustion (here, spark ignition combustion) using the spark plug 25 is used instead of compression ignition combustion.
  • the engine 1 has a CI (Compression Ignition) operation for performing an operation by compression ignition combustion and an SI (Spark Ignition) operation for performing an operation by spark ignition combustion in accordance with an engine operation state, in particular, an engine load. And is configured to switch between.
  • CI Compression Ignition
  • SI Spark Ignition
  • FIG. 4 shows a crank angle in the horizontal direction and a control signal (in other words, a drive signal, expressed by voltage and / or current) supplied from the PCM 10 to the fuel injection valve 67 in the vertical direction.
  • symbol T indicates an interval (injection interval) between adjacent fuel injections at the time of divided injection. This injection interval T is from the end of the previous fuel injection to the start of the current fuel injection. Time (basically expressed by the crank angle).
  • symbol PW indicates the pulse width of the control signal (pulse signal) supplied from the PCM 10 to the fuel injection valve 67. This pulse width PW corresponds to the valve opening period of the fuel injection valve 67. The valve opening period is also called an invalid injection period.
  • the PCM 10 controls the fuel injection valve 67 so as to perform fuel injection divided into three times.
  • the PCM 10 performs the divided injection in order to form a homogeneous air-fuel mixture to ensure ignitability and the like and performs the SI operation described above.
  • the split injection is performed in order to suppress abnormal combustion (particularly, pre-ignition in which the air-fuel mixture self-ignites before the ignition timing).
  • the PCM 10 performs split injection over the intake stroke and the compression stroke.
  • segmentation injection was shown in FIG. 4, it is not limited to performing 3 times of division
  • FIG. 5 shows the relationship between the injection interval (horizontal axis) in the fuel injection from the fuel injection valve 67 and the fuel injection amount (vertical axis) from the fuel injection valve 67.
  • the injection interval on the horizontal axis indicates the interval between the first fuel injection and the second fuel injection
  • the fuel injection amount on the vertical axis indicates the fuel injection amount in the second fuel injection.
  • T1 for example, 3 msec
  • This phenomenon is considered to be caused by the residual magnetism (in other words, residual magnetic flux) generated in the solenoid of the fuel injection valve 67 at the first fuel injection as described above. That is, residual magnetism is generated in the solenoid of the fuel injection valve 67 at the time of the first fuel injection, whereby the response speed of the fuel injection valve 67 is increased at the time of the second fuel injection, and the fuel is earlier than the commanded time. It is considered that the fuel injection amount is increased by the amount that the fuel injection valve 67 is opened early as the injection is started. In particular, the shorter the fuel injection interval, the greater the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve 67. As a result, the second fuel injection is started earlier, and the fuel injection amount is considered to have increased. .
  • the inventors of the present invention have found that the voltage of the solenoid of the fuel injection valve 67 changes according to the residual magnetism of the solenoid.
  • the voltage of this solenoid can be easily detected by providing the voltage sensor SW19 on the wiring connecting the PCM 10 and the solenoid of the fuel injection valve 67. Therefore, in this embodiment, the residual voltage (solenoid voltage) corresponding to the residual magnetism is detected by the voltage sensor SW19, and the fuel injection control for the fuel injection valve 67 is performed based on this residual voltage.
  • FIG. 6 shows the relationship between the elapsed time (horizontal axis) from the end of the first fuel injection and the solenoid voltage (vertical axis) corresponding to the residual voltage detected by the voltage sensor SW19. ing. As shown in FIG. 6, after the first fuel injection is finished, that is, after the application of current to the solenoid is finished so as to close the fuel injection valve 67, a residual voltage is generated in the solenoid of the fuel injection valve 67. . Such a residual voltage of the solenoid is detected as a negative value by the voltage sensor SW19.
  • the residual voltage of the solenoid is a voltage corresponding to a general expression “1 / 2LI 2 ” indicating energy stored in the coil (“I” is a current and “L” is an inductance of the coil).
  • the initial value of the residual voltage is a value corresponding to the current value of the solenoid immediately before the application of the current to the solenoid of the fuel injection valve 67 is finished. Basically, since the current value at this time is a substantially constant value, the initial value of the residual voltage is also a substantially constant value. However, the fuel injection valve 67 may change due to deterioration over time, individual differences, fuel pressure supplied to the fuel injection valve 67, and the like.
  • the residual voltage of the solenoid has a constant value for some time, but thereafter gradually attenuates over time.
  • the residual voltage of the solenoid is attenuated according to a predetermined exponential function.
  • This exponential function is also basically determined uniquely, but may change due to individual differences, temperature characteristics, aging, etc. of the fuel injection valve 67.
  • the residual voltage of the solenoid becomes 0 after about 5 msec from the end of the first fuel injection.
  • the time change characteristic (attenuation characteristic) in the residual voltage of the solenoid of the fuel injection valve 67 as shown in FIG. 6 is obtained based on the detection signal of the voltage sensor SW19.
  • the detection signal of the voltage sensor SW19 is obtained every predetermined time, and the attenuation characteristic of the residual voltage is obtained as needed based on the detection signal.
  • FIG. 7 shows the residual voltage (horizontal axis) of the solenoid of the fuel injection valve 67 and the fuel injection valve after giving an injection instruction to the fuel injection valve 67 (from the timing when the control signal is supplied to the fuel injection valve 67).
  • 67 shows a relationship with time (horizontal axis) until the valve 67 is actually opened.
  • the residual voltage is shown as a negative value.
  • the fuel injection valve 67 opens earlier, that is, fuel injection from the fuel injection valve 67 starts earlier. This is because the response speed of the fuel injection valve 67 increases as the residual voltage (absolute value) of the solenoid when the injection instruction is issued is increased.
  • the fuel injection amount is increased by the amount that the fuel injection valve 67 is opened earlier.
  • FIG. 8 shows the relationship between the pulse width (horizontal axis) of the control signal supplied to the solenoid of the fuel injection valve 67 and the fuel injection amount (vertical axis) from the fuel injection valve 67.
  • graph G11 shows the relationship between the pulse width and fuel injection amount for the first fuel injection
  • graph G12 shows the relationship between the pulse width and fuel injection amount for the second fuel injection. Yes.
  • the injection interval between the first fuel injection and the second fuel injection is relatively short (that is, the residual voltage of the solenoid generated in the first fuel injection is the second fuel injection).
  • the relationship between the pulse width of the control signal and the fuel injection amount in the case of having an influence on the fuel injection amount is shown.
  • the pulse width of the control signal shown on the horizontal axis corresponds to the valve opening period of the fuel injection valve 67 as described above.
  • the pulse width of the control signal becomes longer, that is, as the valve opening period of the fuel injection valve 67 becomes longer, the fuel injection amount increases almost linearly. More specifically, when the pulse width of the control signal is equal to or greater than a predetermined value, the rate of change (slope) of the fuel injection amount with respect to the pulse width becomes gentler than when the pulse width of the control signal is less than the predetermined value.
  • a graph G12 showing the relationship between the pulse width and the fuel injection amount in the second fuel injection is a graph showing the relationship between the pulse width and the fuel injection amount in the first fuel injection. It is shifted to the left as a whole with respect to G11 (specifically, parallel movement). This indicates that when the same pulse width is applied, the fuel injection amount in the second fuel injection is larger than the fuel injection amount in the first fuel injection (in other words, the same fuel injection amount is injected). This indicates that the pulse width in the second fuel injection is shorter than the pulse width in the first fuel injection).
  • the PCM 10 is configured such that when the injection interval between the first fuel injection and the second fuel injection is short, specifically, the residual voltage of the solenoid generated by the first fuel injection is the second fuel injection.
  • the relationship between the pulse width of the control signal supplied to the fuel injection valve 67 and the fuel injection amount from the fuel injection valve 67 is obtained in advance.
  • the PCM 10 sets the pulse width of the control signal corresponding to the fuel injection amount so that a desired fuel injection amount (required fuel injection amount) can be obtained in the second fuel injection.
  • the present invention is applied to the fuel injection valve 67.
  • the relationship between the pulse width of the control signal and the fuel injection amount is obtained in advance, and the PCM 10 determines the first fuel injection and the second fuel from among such a plurality of relationships.
  • the one corresponding to the actual injection interval with the injection is selected, and the pulse width of the control signal corresponding to the desired fuel injection amount is applied based on the selected relationship.
  • the PCM 10 applies the pulse width obtained by correcting the original pulse width (the pulse width of the control signal corresponding to the fuel injection amount, which is applied first) to the second fuel injection. .
  • FIG. 9 shows the crank angle in the horizontal direction and the control signal (pulse signal) supplied from the PCM 10 to the fuel injection valve 67 in the vertical direction.
  • the PCM 10 has an injection interval T2 between the first fuel injection and the second fuel injection less than a predetermined time (for example, a time corresponding to the predetermined value T1 in FIG. 5).
  • a predetermined time for example, a time corresponding to the predetermined value T1 in FIG. 5
  • the pulse width PW2 obtained by correcting the original pulse width PW1 of the control signal to be shorter is applied to the second fuel injection.
  • Correcting the pulse width of the control signal in this way is equivalent to shortening the valve opening period of the fuel injection valve 67.
  • the PCM 10 performs only correction for shortening the pulse width of the control signal applied to the second fuel injection, and the timing for starting the second fuel injection (in other words, the timing for opening the fuel injection valve 67). ) Is fixed.
  • the PCM 10 obtains an attenuation characteristic in the residual voltage of the solenoid of the fuel injection valve 67 from the solenoid voltage detected by the voltage sensor SW19 (see FIG. 6), and 2 based on this attenuation characteristic.
  • a residual voltage at the time of the second fuel injection is estimated, and a pulse PW2 to be applied to the second fuel injection is determined based on the estimated residual voltage.
  • the PCM 10 preliminarily defines the relationship between the pulse width of the control signal and the fuel injection amount as a map for various residual voltages at the time of the second fuel injection based on the residual voltage attenuation characteristics and the like. (For example, a map as shown in the graph G12 is defined for various residual voltages).
  • the residual voltage at the time of actual second fuel injection (the estimated residual voltage can be used). (Or the residual voltage detected by the voltage sensor SW19 may be used), and a pulse width of a control signal corresponding to a desired fuel injection amount to be realized is applied based on the selected map.
  • the PCM 10 preliminarily defines the relationship between the pulse width of the control signal and the fuel injection amount as a map for various injection intervals based on the attenuation characteristics of the residual voltage (for example, as shown in the graph G12).
  • a map is defined for various injection intervals
  • a map corresponding to the injection interval T2 to be actually applied is selected from such maps, and a desired one to be realized based on the selected map is selected.
  • the pulse width of the control signal corresponding to the fuel injection amount is applied.
  • the PCM 10 performs control for opening the fuel injection valve 67 based on the crank angle CR1 for the first fuel injection, but instead of the crank angle CR2 for the second fuel injection. Control is performed to open the fuel injection valve 67 based on the elapsed time after the first fuel injection.
  • These crank angles CR1 and CR2 are timings for starting fuel injection set according to the operating state of the engine 1 (timing for opening the fuel injection valve 67). More specifically, in the present embodiment, the PCM 10 monitors the crank angle detected by the crank angle sensor SW12 for the first fuel injection, and the crank angle detected by the crank angle sensor SW12 becomes the crank angle CR1.
  • the fuel injection valve 67 is opened at this timing, and the second fuel injection is performed by a timer from the time when the first fuel injection is completed without referring to the crank angle detected by the crank angle sensor SW12. Counting up is performed, and the fuel injection valve 67 is opened at the timing when the counted up time becomes the time corresponding to the injection interval T2.
  • the PCM 10 sets the crank angle CR2 at which the second fuel injection is to be performed, based on the current engine speed, the time from the end of the first fuel injection (the time corresponding to the injection interval T2).
  • the fuel injection valve 67 is controlled to open using the converted time as the determination time.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the fuel injection control according to the first embodiment of the present invention. This flow is repeatedly executed by the PCM 10.
  • step S11 the PCM 10 obtains an injection pattern for injecting fuel from the fuel injection valve 67 according to the operating state of the engine 1 (engine speed, engine load, requested output from the driver, etc.).
  • this injection pattern for example, the number of times fuel injection is divided, the fuel injection timing, the fuel injection period (fuel injection amount), and the like are defined.
  • step S12 the PCM 10 obtains an injection interval between the first fuel injection and the second fuel injection from the injection pattern acquired in step S11, and this injection interval is a predetermined time (for example, the predetermined interval in FIG. 5). It is determined whether or not the time is less than the time corresponding to the value T1.
  • the PCM 10 converts the injection interval defined by the crank angle into time based on the current engine speed, The determination in step S12 is performed using the injection interval converted into time.
  • step S12 when it is determined that the injection interval is less than the predetermined time (step S12: Yes), the process proceeds to step S13.
  • step S12: No when it is not determined that the injection interval is less than the predetermined time (step S12: No), that is, when the injection interval is equal to or longer than the predetermined time, the process proceeds to step S17.
  • the PCM 10 drives the combustion injection valve 67 according to the injection pattern as it is as usual.
  • the PCM 10 corrects the pulse width of the control signal of the combustion injection valve 67 and does not convert the crank angle for starting fuel injection into time, so that the fuel injection timing and fuel injection period specified in the injection pattern Accordingly, the combustion injection valve 67 is controlled.
  • the PCM 10 monitors the crank angle detected by the crank angle sensor SW12 for the first fuel injection, and at the timing when the crank angle detected by the crank angle sensor SW12 becomes the crank angle CR1.
  • the injection valve 67 is opened, and for the second fuel injection, the fuel injection valve 67 is opened at the timing when the crank angle detected by the crank angle sensor SW12 becomes the crank angle CR2.
  • the PCM 10 performs the second fuel injection control on the basis of the crank angle rather than the elapsed time after the first fuel injection.
  • the fuel injection timing and the fuel injection amount in the second fuel injection are hardly affected by the residual voltage, so that the desired fuel injection control is performed on the basis of the crank angle as usual. Proper fuel injection is performed at the piston position.
  • step S13 the PCM 10 determines the crank angle at which the second fuel injection is started (that is, the crank angle at which the combustion injection valve 67 is opened for the second time) based on the current engine speed. Converted to the time after the end of injection, this time is set as the determination time. After the first fuel injection, the PCM 10 counts up with a timer from the end of the first fuel injection. In step S14, the counted up time is set to the determination time set in step S13. It is determined whether or not. That is, the PCM 10 determines whether or not the determination time has elapsed since the end of the first fuel injection.
  • step S14 when it is determined that the determination time has elapsed since the completion of the first fuel injection (step S14: Yes), the process proceeds to step S15. On the other hand, if it is not determined that the determination time has elapsed since the end of the first fuel injection (step S14: No), the process returns to step S14, and the PCM 10 determines that the counted up time is the determination time. Until the determination in step S14 is repeated.
  • step S15 the PCM 10 acquires the solenoid voltage (residual voltage) of the fuel injection valve 67 detected by the voltage sensor SW19.
  • step S16 the PCM 10 determines the pulse width of the control signal of the fuel injection valve 67 according to the solenoid voltage (residual voltage) acquired in step S15, and the combustion injection valve 67 by the control signal having this pulse width. Drive.
  • the PCM 10 predefines the relationship between the pulse width of the control signal and the fuel injection amount as a map for various residual voltages in the solenoid of the fuel injection valve 67 (for example, various maps as shown in the graph G12).
  • the map corresponding to the residual voltage acquired in step S15 is selected from such a map, and the fuel injection specified in the injection pattern is referred to with reference to the selected map.
  • the pulse width of the control signal corresponding to the amount (desired fuel injection amount) is adopted.
  • the residual voltage of the solenoid is always detected by the voltage sensor SW19.
  • the residual voltage of the solenoid may be detected every predetermined time (every long time). This is because the residual voltage characteristic (attenuation characteristic) of the solenoid of the fuel injection valve 67 hardly changes as described above.
  • the detected residual voltage is used for obtaining the attenuation characteristic, and instead of determining the pulse width of the control signal of the fuel injection valve 67 based on the residual voltage.
  • the pulse width of the control signal of the fuel injection valve 67 may be determined based on the injection interval.
  • the relationship between the pulse width of the control signal and the fuel injection amount is defined in advance as a map for various injection intervals between the first fuel injection and the second fuel injection based on the attenuation characteristic of the residual voltage.
  • a map as shown in the graph G12 is defined for various injection intervals
  • a map corresponding to the injection interval to be actually applied is selected from such maps, and the selected map is selected.
  • the control signal pulse width corresponding to the fuel injection amount (desired fuel injection amount) defined in the injection pattern is defined in advance as a map for various injection intervals between the first fuel injection and the second fuel injection based on the attenuation characteristic of the residual voltage.
  • FIG. 11 is a flowchart showing fuel injection control according to the second embodiment of the present invention. This flow is also repeatedly executed by the PCM 10.
  • steps S21, S22, and S29 are the same as the processes of steps S11, S12, and S17 of FIG. 10, their description is omitted. Below, the process after step S23 is demonstrated.
  • step S23 The process of step S23 is performed when it is determined that the injection interval is less than the predetermined time (step S22: Yes).
  • the PCM 10 refers to the attenuation characteristic of the residual voltage in the solenoid of the fuel injection valve 67, which is obtained in advance from the detection signal of the voltage sensor SW19, and at the time of starting the second fuel injection (that is, 2).
  • the residual voltage is estimated when the fuel injection valve 67 is opened in the second fuel injection.
  • the PCM 10 determines the crank angle based on the current engine speed (specifically, after finishing the first fuel injection).
  • the attenuation characteristic of the residual voltage is defined by, for example, a map showing the relationship between the elapsed time and the residual voltage as shown in FIG. 6 (the pulse width of the control signal may be further used as a parameter for defining the map). .
  • the voltage or current supplied to the fuel injection valve 67 by the PCM 10 may be further taken into consideration. In that case, the damping characteristic may be defined using the voltage or current supplied to the fuel injection valve 67.
  • step S24 the PCM 10 obtains the amount by which the valve opening timing of the fuel injection valve 67 is advanced in the second fuel injection (valid opening early amount) based on the residual voltage estimated in step S23.
  • the amount of early opening of the valve is determined based on the reference valve opening timing (when the residual voltage of the solenoid 67 is almost zero when the PCM 10 gives an opening instruction to the fuel injection valve 67).
  • a map showing the relationship between the residual voltage in the solenoid of the fuel injection valve 67 and the valve opening advancement amount corresponding to the residual voltage is created (in one example, the residual voltage and injection as shown in FIG. 7).
  • PCM 10 refers to such a map
  • PCM 10 refers to such a map
  • step S25 the PCM 10 determines the pulse width of the control signal to be applied to the fuel injection valve 67 in the second fuel injection based on the valve opening advancement amount obtained in step S24. Specifically, the PCM 10 determines only the pulse width corresponding to the fuel injection amount that increases in accordance with the valve opening advancement amount from the pulse width of the original control signal (for example, included in the injection pattern acquired in step S21). By subtracting, the pulse width of the control signal to be finally applied is determined. In this case, the PCM 10 shortens the pulse width of the control signal to be finally applied as the valve opening early amount increases.
  • step S26 the PCM 10 converts the crank angle at which the second fuel injection is started into a time after the end of the first fuel injection based on the current engine speed, and this time is used as a determination time.
  • the PCM 10 counts up with a timer from the end of the first fuel injection.
  • step S27 the counted up time is set to the determination time set in step S26. It is determined whether or not. That is, the PCM 10 determines whether or not the determination time has elapsed since the end of the first fuel injection. As a result, when it is determined that the determination time has elapsed since the completion of the first fuel injection (step S27: Yes), the process proceeds to step S28.
  • step S28 the PCM 10 drives the combustion injection valve 67 with a control signal having the pulse width determined in step S25.
  • step S27 if it is not determined that the determination time has elapsed since the end of the first fuel injection (step S27: No), the process returns to step S27, and the PCM 10 counts up the counted time as the determination time. Until then, the determination in step S27 is repeated.
  • the residual voltage corresponding to the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve 67 is detected by the voltage sensor SW19.
  • the larger the detected residual voltage the shorter the valve opening period of the fuel injection valve 67. Therefore (in particular, refer to the first embodiment), it is possible to apply an appropriate valve opening period to the fuel injection valve 67 in consideration of the influence of the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve 67. Accordingly, a desired fuel injection amount (required fuel injection amount) can be appropriately injected from the fuel injection valve 67 without being influenced by the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve 67.
  • the residual voltage of the solenoid of the fuel injection valve 67 appropriately represents the residual magnetism of the solenoid, and is appropriate by providing the voltage sensor SW19 on the wiring connecting the PCM 10 and the solenoid of the fuel injection valve 67. Therefore, the fuel injection control according to the present embodiment can be appropriately realized with a simple configuration.
  • the attenuation characteristic of the residual voltage of the solenoid of the fuel injection valve 67 is obtained based on the change in the voltage detected by the voltage sensor SW19, and the residual voltage at the time of fuel injection is estimated from this attenuation characteristic. Since the valve opening period of the fuel injection valve 67 is set (see particularly the second embodiment), specifically, the larger the estimated residual voltage is, the shorter the valve opening period of the fuel injection valve 67 is. The desired fuel injection amount can be appropriately injected from the fuel injection valve 67 regardless of the influence of the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve 67.
  • the first fuel injection is controlled to open the fuel injection valve 67 based on the crank angle, and the second fuel injection is performed after the first fuel injection.
  • the fuel injection valve 67 is controlled to open based on the elapsed time from the start. More specifically, the crank angle at which the second fuel injection is to be performed is converted into an elapsed time after the first fuel injection based on the engine speed, and this time is used as the determination time, and the fuel injection valve Control to open 67 is performed.
  • the fuel injection valve 67 is opened at a desired timing regardless of the change in the crank angular velocity, and the fuel injection is performed for an appropriate valve opening period in consideration of the influence of the residual magnetism according to the valve opening timing. It can be applied to the valve 67. Also by this, a desired fuel injection amount can be appropriately injected from the fuel injection valve 67 without depending on the influence of the residual magnetism of the solenoid of the fuel injection valve 67.
  • the crank angle for opening the fuel injection valve 67 is converted into time, and the attenuation characteristic is used using the converted time. Therefore, the estimation accuracy of the residual voltage can be improved. Specifically, it is possible to appropriately estimate the residual voltage without depending on the change in the crank angular velocity.
  • the present invention is also applicable to the third and subsequent fuel injections.
  • the fuel injection control (particularly the fuel injection valve 67) is performed using the elapsed time after the first fuel injection or the elapsed time after the last fuel injection. (Control relating to the valve opening timing) may be executed.
  • the present invention is applied to the HCCI engine.
  • the application of the present invention is not limited to this.
  • the present invention is also applicable to, for example, a diesel engine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

ソレノイド式の燃料噴射弁６７を備えたエンジンの燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁６７のソレノイドの電圧を検出する電圧センサＳＷ１９と、エンジン１の運転状態に応じた燃料噴射量に基づき燃料噴射弁６７の開弁期間を設定して、この開弁期間に基づき燃料噴射弁６７を制御するＰＣＭ１０と、を有する。ＰＣＭ１０は、燃料噴射弁６７を開弁させるときに電圧センサＳＷ１９によって検出された電圧（残留電圧）が大きいほど、設定した開弁期間を短くする補正を行い、この開弁期間に基づき燃料噴射弁６７を制御する。

Description

エンジンの燃料噴射制御装置
　本発明は、エンジンの燃料噴射制御装置に係わり、特に、ソレノイド式の燃料噴射弁（インジェクタ）を備えたエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
　従来から、ソレノイド式の燃料噴射弁を用いて、エンジンの気筒での１回の燃焼のために２回以上の燃料噴射（多段噴射や分割噴射と呼ばれる。）を行うように燃料噴射弁を制御する技術が知られている。そのように２回以上の燃料噴射を行う場合、例えば２回の燃料噴射を行う場合、１回目の燃料噴射時に燃料噴射弁のソレノイドに残留磁気（換言すると残留磁束）が発生して、それにより、２回目の燃料噴射時に、燃料噴射弁の応答速度が速くなり、指令した時期よりも早く燃料噴射が開始され、燃料噴射弁が早く開弁した分だけ燃料噴射量が増大することが知られている。特に、燃料噴射における噴射間隔が短いほど、このような残留磁気が大きくなり、その結果、２回目の燃料噴射がより早く開始されて、燃料噴射量がより増大することが知られている。
　上記のような課題に対して、例えば特許文献１には、１回目の燃料噴射時に燃料噴射弁のソレノイドに発生した残留磁気に応じて、２回目の燃料噴射に適用する燃料噴射量や燃料噴射時期を補正する技術が開示されている。
特開平６－１０１５５２号公報
　上記した特許文献１に記載された技術では、燃料噴射弁のソレノイドの残留磁気に基づいて、２回目以降の燃料噴射に適用する燃料噴射量や燃料噴射時期を補正しているが、このようなソレノイドの残留磁気を測定するのが困難であった。本発明の発明者らは、燃料噴射弁のソレノイドの電圧が、当該ソレノイドの残留磁気に応じた変化を行うことを見出した（以下では残留磁気に対応するソレノイドの電圧を「残留電圧」と呼ぶ）。つまり、１回目の燃料噴射により燃料噴射弁のソレノイドに発生する残留電圧に応じて、２回目以降の燃料噴射時に、燃料噴射が早く開始され、燃料噴射量が増大することがわかった。このような燃料噴射弁のソレノイドの電圧は、容易に検出することができるものである。したがって、燃料噴射弁のソレノイドの残留電流に基づき、２回目以降の燃料噴射制御を実行することが望ましいと考えられる。
　本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、燃料噴射弁のソレノイドの残留電流に基づき燃料噴射制御を適切に実行することができる、エンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明は、ソレノイド式の燃料噴射弁を備えたエンジンの燃料噴射制御装置であって、燃料噴射弁のソレノイドの電圧を検出する電圧センサと、エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量に基づき燃料噴射弁の開弁期間を設定して、この開弁期間に基づき燃料噴射弁を制御する制御器と、を有し、制御器は、燃料噴射弁を開弁させるときに電圧センサによって検出された電圧が大きいほど、設定した開弁期間を短くする補正を行い、この開弁期間に基づき燃料噴射弁を制御する、ことを特徴とする。
　このように構成された本発明によれば、燃料噴射弁のソレノイドの残留磁気に対応する残留電圧を検出し、この検出された残留電圧が大きいほど、燃料噴射弁の開弁期間を短くするので、燃料噴射弁のソレノイドの残留磁気による影響を考慮に入れた適切な開弁期間を燃料噴射弁に適用することができる。これにより、燃料噴射弁のソレノイドの残留磁気による影響に依らずに、所望の燃料噴射量（要求の燃料噴射量）を燃料噴射弁から適切に噴射させることができる。その結果、燃料噴射量が所望の量からずれることに起因する出力トルクの変動やエミッションの悪化などを適切に抑制することができる。
　更に、燃料噴射弁のソレノイドの残留電圧は、ソレノイドの残留磁気を適切に表すものであり、また、エンジンを制御する所定のコントローラ（ＰＣＭなど）と燃料噴射弁のソレノイドとを接続する配線上にセンサを設けることで適切に検出することができるものである。したがって、本発明による燃料噴射制御は、簡易な構成にて適切に実現することが可能である。
　別の観点では、上記の目的を達成するために、本発明は、ソレノイド式の燃料噴射弁を備えるエンジンの燃料噴射制御装置であって、燃料噴射弁のソレノイドの電圧を検出する電圧センサと、電圧センサによって検出された電圧の変化に基づき、燃料噴射弁のソレノイドの残留電圧の減衰特性を求めると共に、エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量に基づき燃料噴射弁の開弁期間を設定して、この開弁期間に基づき燃料噴射弁を制御する制御器と、を有し、制御器は、求められた減衰特性から燃料噴射時における残留電圧を推定し、この推定した残留電圧に基づき設定した開弁期間を補正する、ことを特徴とする。
　このように構成された本発明では、検出された燃料噴射弁のソレノイドの電圧変化に基づき残留電圧の減衰特性を求め、この減衰特性から燃料噴射時における残留電圧を推定して燃料噴射弁の開弁期間を設定する。これによっても、燃料噴射弁のソレノイドの残留磁気による影響に依らずに、所望の燃料噴射量を燃料噴射弁から適切に噴射させることができる。
　本発明において、好ましくは、制御器は、残留電圧が大きいほど、設定した開弁期間を短く補正する。
　このように構成された本発明では、推定した残留電圧に応じた適切な開弁期間を燃料噴射弁に適用することができ、燃料噴射弁から所望の量の燃料を確実に噴射させることが可能となる。
　本発明において、好ましくは、制御器は、エンジンの気筒での１回の燃焼のために２回以上の燃料噴射を行うように燃料噴射弁を制御し、２回目以降の燃料噴射を行うときの燃料噴射弁の開弁期間を補正するのがよい。
　本発明のエンジンの燃料噴射制御装置によれば、燃料噴射弁のソレノイドの残留電流に基づき燃料噴射制御を適切に実行することができる。
本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置が適用されたエンジンの概略構成図である。 本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置に関する電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態によるエンジンの運転領域の説明図である。 本発明の実施形態による分割噴射の説明図である。 噴射間隔と燃料噴射量との関係を示す図である。 １回目の燃料噴射終了からの経過時間と残留電圧（ソレノイド電圧）との関係を示す図である。 残留電圧と噴射指示を出してから開弁するまでの時間との関係を示す図である。 燃料噴射弁に供給する制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を示す図である。 本発明の実施形態による燃料噴射制御の基本概念の説明図である。 本発明の実施形態における第１実施例による燃料噴射制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における第２実施例による燃料噴射制御を示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置について説明する。
＜装置構成＞
　図１は、本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置が適用されたエンジン（エンジン本体）１の概略構成を示し、図２は、本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置を示すブロック図である。
　エンジン１は、車両に搭載されると共に、少なくともガソリンを含有する燃料が供給されるガソリンエンジンであり、圧縮自己着火（具体的にはＨＣＣＩ（Homogeneous-Charge Compression Ignition）と呼ばれる予混合圧縮自己着火）を行うように構成されている。エンジン１は、複数の気筒１８が設けられたシリンダブロック１１（なお、図１では、１つの気筒のみを図示するが、例えば４つの気筒が直列に設けられる）と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯留されたオイルパン１３とを有している。各気筒１８内には、コンロッド１４２を介してクランクシャフト１５と連結されているピストン１４が往復動可能に嵌挿されている。ピストン１４の頂面には、ディーゼルエンジンでのリエントラント型のようなキャビティ１４１が形成されている。キャビティ１４１は、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するときには、後述する燃料噴射弁６７に相対する。シリンダヘッド１２と、気筒１８と、キャビティ１４１を有するピストン１４とは、燃焼室１９を画定する。なお、燃焼室１９の形状は、図示する形状に限定されるものではない。例えばキャビティ１４１の形状、ピストン１４の頂面形状、及び、燃焼室１９の天井部の形状等は、適宜変更することが可能である。
　このエンジン１は、理論熱効率の向上や、後述する圧縮着火燃焼の安定化等を目的として、１５以上の比較的高い幾何学的圧縮比に設定されている。なお、幾何学的圧縮比は１５以上２０以下程度の範囲で、適宜設定すればよい。
　シリンダヘッド１２には、気筒１８毎に、吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されていると共に、これら吸気ポート１６及び排気ポート１７には、燃焼室１９側の開口を開閉する吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ配設されている。
　吸気弁２１及び排気弁２２をそれぞれ駆動する動弁系の内、排気側には、排気弁２２の作動モードを通常モードと特殊モードとに切り替える、例えば油圧作動式の可変バルブリフト機構（図２参照。以下、ＶＶＬ（Variable Valve Lift）と称する）７１と、クランクシャフト１５に対する排気カムシャフトの回転位相を変更することが可能な位相可変機構（以下、ＶＶＴ（Variable Valve Timing）と称する）７５と、が設けられている。ＶＶＬ７１は、その構成の詳細な図示は省略するが、例えば、カム山を一つ有する第１カムとカム山を２つ有する第２カムとの、カムプロフィールの異なる２種類のカム、及び、その第１及び第２カムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に排気弁２２に伝達するカムシフティング機構を含んで構成されている。この例では、第１カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２は、排気行程中において一度だけ開弁される通常モードで作動するのに対し、第２カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２が、排気行程中において開弁すると共に、吸気行程中においても開弁するような、いわゆる排気の二度開きを行う特殊モードで作動する。ＶＶＬ７１の通常モードと特殊モードとは、エンジンの運転状態に応じて切り替えられる。具体的には、特殊モードは、内部ＥＧＲに係る制御の際に利用される。なお、排気弁２２を電磁アクチュエータによって駆動する電磁駆動式の動弁系を採用してもよい。
　ＶＶＴ７５は、液圧式、電磁式又は機械式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。排気弁２２は、ＶＶＴ７５によって、その開弁時期及び閉弁時期を、所定の範囲内で連続的に変更可能である。また、複数の気筒１８のそれぞれに設けられた排気弁２２を、各気筒１８ごとに別個に、ＶＶＬ７１及びＶＶＴ７５によってリフト量及び動作タイミングが制御できるようにしてもよい。
　なお、内部ＥＧＲの実行は、上記したような排気弁２２の二度開きのみによって実現されるのではない。例えば吸気弁２１を二回開く、吸気の二度開きによって内部ＥＧＲ制御を行ってもよいし、排気行程乃至吸気行程において吸気弁２１及び排気弁２２の双方を閉じるネガティブオーバーラップ期間を設けて既燃ガスを気筒１８内に残留させる内部ＥＧＲ制御を行ってもよい。
　ＶＶＬ７１及びＶＶＴ７５を備えた排気側の動弁系と同様に、吸気側には、図２に示すように、ＶＶＬ７４とＶＶＴ７２とが設けられている。吸気側のＶＶＬ７４は、排気側のＶＶＬ７１とは異なる。例えば、吸気側のＶＶＬ７４は、吸気弁２１のリフト量を相対的に大きくする大リフトカムと、吸気弁２１のリフト量を相対的に小さくする小リフトカムとの、カムプロフィールの異なる２種類のカム、及び、大リフトカム及び小リフトカムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に吸気弁２１に伝達するカムシフティング機構を含んで構成されている。この例では、ＶＶＬ７４が大リフトカムの作動状態を吸気弁２１に伝達しているときには、吸気弁２１は、相対的に大きいリフト量で開弁すると共に、その開弁期間も長くなる。これに対し、ＶＶＬ７４が小リフトカムの作動状態を吸気弁２１に伝達しているときには、吸気弁２１は、相対的に小さいリフト量で開弁すると共に、その開弁期間も短くなる。大リフトカムと小リフトカムとは、閉弁時期又は開弁時期を同じにして切り替わるように設定されている。
　吸気側のＶＶＴ７２は、排気側のＶＶＴ７５と同様に、液圧式、電磁式又は機械式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。吸気弁２１もまた、ＶＶＴ７２によって、その開弁時期及び閉弁時期を、所定の範囲内で連続的に変更可能である。また、複数の気筒１８のそれぞれに設けられた吸気弁２１を、各気筒１８ごとに別個に、ＶＶＬ７４及びＶＶＴ７２によってリフト量及び動作タイミングが制御できるようにしてもよい。なお、吸気側にＶＶＬ７４を適用せずに、ＶＶＴ７２のみを適用し、吸気弁２１の開弁時期及び閉弁時期のみを変更するようにしてもよい。
　シリンダヘッド１２にはまた、気筒１８毎に、気筒１８内に燃料を直接噴射するソレノイド式の燃料噴射弁６７が取り付けられている。例えば、燃料噴射弁６７は、所定の電圧を付加することで開弁して、その後に所定の電流（保持電流）を印加し続けることで開弁状態を保持するように構成されている（電圧の印加は電流を印加したときに停止される）。また、燃料噴射弁６７は、その噴口が燃焼室１９の天井面の中央部分から、その燃焼室１９内に臨むように配設されている。燃料噴射弁６７は、エンジン１の運転状態に応じて設定された噴射タイミングでかつ、エンジン１の運転状態に応じた量の燃料を、燃焼室１９内に直接噴射する。この例において、燃料噴射弁６７は、詳細な図示は省略するが、複数の噴口を有する多噴口型のインジェクタである。これによって、燃料噴射弁６７は、燃料噴霧が、燃焼室１９の中心位置から放射状に広がるように、燃料を噴射する。ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するタイミングで、燃焼室１９の中央部分から放射状に広がるように噴射された燃料噴霧は、ピストン頂面に形成されたキャビティ１４１の壁面に沿って流動する。キャビティ１４１は、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するタイミングで噴射された燃料噴霧を、その内部に収めるように形成されている、と言い換えることが可能である。この多噴口型の燃料噴射弁６７とキャビティ１４１との組み合わせは、燃料の噴射後、混合気形成期間を短くすると共に、燃焼期間を短くする上で有利な構成である。なお、燃料噴射弁６７は、多噴口型のインジェクタに限定されず、外開弁タイプのインジェクタを採用してもよい。
　図外の燃料タンクと燃料噴射弁６７との間は、燃料供給経路によって互いに連結されている。この燃料供給経路上には、燃料ポンプ６３とコモンレール６４とを含みかつ、燃料噴射弁６７に、比較的高い燃料圧力で燃料を供給することが可能な燃料供給システム６２が介設されている。燃料ポンプ６３は、燃料タンクからコモンレール６４に燃料を圧送し、コモンレール６４は圧送された燃料を、比較的高い燃料圧力で蓄えることが可能である。燃料噴射弁６７が開弁することによって、コモンレール６４に蓄えられている燃料が燃料噴射弁６７の噴口から噴射される。ここで、燃料ポンプ６３は、図示は省略するが、プランジャー式のポンプであり、エンジン１によって駆動される。このエンジン駆動のポンプを含む構成の燃料供給システム６２は、３０ＭＰａ以上の高い燃料圧力の燃料を、燃料噴射弁６７に供給することを可能にする。燃料圧力は、最高で１２０ＭＰａ程度に設定してもよい。燃料噴射弁６７に供給される燃料の圧力は、エンジン１の運転状態に応じて変更される。なお、燃料供給システム６２は、この構成に限定されるものではない。
　シリンダヘッド１２にはまた、燃焼室１９内の混合気に強制点火（具体的には火花点火）する点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、この例では、エンジン１の排気側から斜め下向きに延びるように、シリンダヘッド１２内を貫通して配置されている。点火プラグ２５の先端は、圧縮上死点に位置するピストン１４のキャビティ１４１内に臨んで配置される。
　エンジン１の一側面には、図１に示すように、各気筒１８の吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続されている。一方、エンジン１の他側面には、各気筒１８の燃焼室１９からの既燃ガス（排気ガス）を排出する排気通路４０が接続されている。
　吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設され、その下流側には、各気筒１８への吸入空気量を調節するスロットル弁３６が配設されている。また、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３３が配設されている。このサージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、気筒１８毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒１８の吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。
　排気通路４０の上流側の部分は、気筒１８毎に分岐して排気ポート１７の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置として、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２とがそれぞれ接続されている。直キャタリスト４１及びアンダーフットキャタリスト４２はそれぞれ、筒状ケースと、そのケース内の流路に配置した、例えば三元触媒とを備えて構成されている。
　吸気通路３０におけるサージタンク３３とスロットル弁３６との間の部分と、排気通路４０における直キャタリスト４１よりも上流側の部分とは、排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するためのＥＧＲ通路５０を介して接続されている。このＥＧＲ通路５０は、排気ガスをエンジン冷却水によって冷却するためのＥＧＲクーラ５２が配設された主通路５１を含んで構成されている。主通路５１には、排気ガスの吸気通路３０への還流量を調整するためのＥＧＲ弁５１１が配設されている。
　エンジン１は、パワートレイン・コントロール・モジュール（以下では「ＰＣＭ」と呼ぶ。）１０によって制御される。ＰＣＭ１０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。このＰＣＭ１０が制御器を構成する。
　ＰＣＭ１０には、図１及び図２に示すように、各種のセンサＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４～ＳＷ１８の検出信号が入力される。具体的には、ＰＣＭ１０には、エアクリーナ３１の下流側で、新気の流量を検出するエアフローセンサＳＷ１の検出信号と、新気の温度を検出する吸気温度センサＳＷ２の検出信号と、ＥＧＲ通路５０における吸気通路３０との接続部近傍に配置されかつ、外部ＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温センサＳＷ４の検出信号と、吸気ポート１６に取り付けられかつ、気筒１８内に流入する直前の吸気の温度を検出する吸気ポート温度センサＳＷ５の検出信号と、シリンダヘッド１２に取り付けられかつ、気筒１８内の圧力を検出する筒内圧センサＳＷ６の検出信号と、排気通路４０におけるＥＧＲ通路５０の接続部近傍に配置されかつ、それぞれ排気温度及び排気圧力を検出する排気温センサＳＷ７及び排気圧センサＳＷ８の検出信号と、直キャタリスト４１の上流側に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ2センサＳＷ９の検出信号と、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２との間に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するラムダＯ2センサＳＷ１０の検出信号と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサＳＷ１１の検出信号と、クランクシャフト１５の回転角を検出するクランク角センサＳＷ１２の検出信号と、車両のアクセルペダル（図示省略）の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＷ１３の検出信号と、吸気側及び排気側のカム角センサＳＷ１４、ＳＷ１５の検出信号と、燃料供給システム６２のコモンレール６４に取り付けられかつ、燃料噴射弁６７に供給する燃料圧力を検出する燃圧センサＳＷ１６の検出信号と、エンジン１の油圧を検出する油圧センサＳＷ１７の検出信号と、エンジン１の油温を検出する油温センサＳＷ１８の検出信号と、燃料噴射弁６７のソレノイドの電圧（以下では適宜「ソレノイド電圧」と呼ぶ。）を検出する電圧センサＳＷ１９の検出信号と、が入力される。なお、電圧センサＳＷ１９は、ＰＣＭ１０から燃料噴射弁６７のソレノイドに接続された、当該ソレノイドを駆動する制御信号を供給するための配線上の何処かの箇所に設ければよい。
　ＰＣＭ１０は、上記の検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン１や車両の状態を判定し、これに応じて、燃料噴射弁６７、点火プラグ２５、吸気弁側のＶＶＴ７２及びＶＶＬ７４、排気弁側のＶＶＴ７５及びＶＶＬ７１、燃料供給システム６２、並びに、各種の弁（スロットル弁３６、ＥＧＲ弁５１１）のアクチュエータへ制御信号を出力する。こうしてＰＣＭ１０は、エンジン１を運転する。本実施形態では、ＰＣＭ１０は、本発明における「エンジンの燃料噴射制御装置」として機能し、特に燃料噴射弁６７に対する制御を行う。具体的には、ＰＣＭ１０は、本発明における「制御器」に相当する。
＜運転領域＞
　次に、図３を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの運転領域について説明する。図３は、エンジン１の運転制御マップの一例を示している。このエンジン１は、燃費の向上や排気エミッション性能の向上を目的として、エンジン負荷が相対的に低い低負荷域である第１の運転領域Ｒ１１では、点火プラグ２５による点火を行わずに、圧縮自己着火による圧縮着火燃焼を行う。しかしながら、エンジン１の負荷が高くなるに従って、この圧縮着火燃焼では、燃焼が急峻になりすぎてしまい、燃焼騒音が発生したり、着火時期の制御が困難になったりする（失火などが発生する傾向にある）。そのため、このエンジン１では、エンジン負荷が相対的に高い高負荷域である第２の運転領域Ｒ１２では、圧縮着火燃焼の代わりに、点火プラグ２５を利用した強制点火燃焼（ここでは火花点火燃焼）を行うようにする。このように、このエンジン１は、エンジン運転状態、特にエンジン負荷に応じて、圧縮着火燃焼による運転を実行するＣＩ（Compression Ignition）運転と、火花点火燃焼による運転を実行するＳＩ（Spark Ignition）運転とを切り替えるように構成されている。
＜分割噴射＞
　次に、図４を参照して、本発明の実施形態による分割噴射について説明する。図４は、横方向にクランク角を示し、縦方向にＰＣＭ１０から燃料噴射弁６７に供給される制御信号（換言すると駆動信号であり、電圧及び／又は電流で表される）を示している。また、図４において、符号Ｔは、分割噴射時において隣接する燃料噴射の間隔（噴射間隔）を示しており、この噴射間隔Ｔは、前回の燃料噴射の終了後から今回の燃料噴射の開始までの時間（基本的にはクランク角で表される）に相当する。加えて、符号ＰＷは、ＰＣＭ１０から燃料噴射弁６７に供給される制御信号（パルス信号）のパルス幅を示しており、このパルス幅ＰＷは、燃料噴射弁６７の開弁期間に相当し、この開弁期間は、無効噴射期間とも呼ばれる。
　図４に示す例では、ＰＣＭ１０は、燃料の噴射を３回に分割して行うように燃料噴射弁６７を制御している。例えば、ＰＣＭ１０は、上記したＣＩ運転を行う第１の運転領域Ｒ１１では、均質な混合気を形成して着火性を確保すること等を図って分割噴射を実施し、上記したＳＩ運転を行う第２の運転領域Ｒ１２では、異常燃焼（特に混合気が点火時期よりも前に自着火するプリイグニッション）を抑制すること等を図って分割噴射を実施する。この場合、ＰＣＭ１０は、吸気行程と圧縮行程に渡って分割噴射を実施する。なお、図４では、３回の分割噴射を行う例を示したが、３回の分割噴射を行うことに限定はされず、２回又は４回以上の分割噴射を行ってもよい。
＜燃料噴射制御＞
　次に、本発明の実施形態においてＰＣＭ１０が燃料噴射弁６７に対して実行する燃料噴射制御について説明する。本実施形態では、ＰＣＭ１０は、燃料噴射弁６７のソレノイドにおいて発生した残留磁気（残留電圧に相当する）に基づき、燃料噴射弁６７に対する燃料噴射制御を実行する。したがって、最初に、図５乃至図８を参照して、燃料噴射弁６７のソレノイドにおいて発生する残留電圧について説明する。
　図５は、燃料噴射弁６７からの燃料噴射における噴射間隔（横軸）と、燃料噴射弁６７からの燃料噴射量（縦軸）との関係を示している。具体的には、横軸の噴射間隔は、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との間隔を示しており、縦軸の燃料噴射量は、２回目の燃料噴射における燃料噴射量を示している。図５に示すように、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との間隔が短くなると、より詳しくは噴射間隔が所定値Ｔ１（例えば３ｍｓｅｃ）以下になると、噴射間隔が短くなるほど、２回目の燃料噴射における燃料噴射量が増大していくことがわかる。
　このような現象は、上述したように、１回目の燃料噴射時に燃料噴射弁６７のソレノイドに発生した残留磁気（換言すると残留磁束）に起因するものと考えられる。つまり、１回目の燃料噴射時に燃料噴射弁６７のソレノイドに残留磁気が発生して、それにより、２回目の燃料噴射時に、燃料噴射弁６７の応答速度が速くなり、指令した時期よりも早く燃料噴射が開始され、燃料噴射弁６７が早く開弁した分だけ燃料噴射量が増大したものと考えられる。特に、燃料噴射の噴射間隔が短いほど、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気が大きくなり、その結果、２回目の燃料噴射がより早く開始されて、燃料噴射量がより増大したものと考えられる。
　ここで、上記したような燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気は、実際に測定することが困難である。本発明の発明者らは、燃料噴射弁６７のソレノイドの電圧が、このようなソレノイドの残留磁気に応じた変化を行うことを見出した。このソレノイドの電圧は、ＰＣＭ１０と燃料噴射弁６７のソレノイドとを接続する配線上に電圧センサＳＷ１９を設けることで、容易に検出することができる。したがって、本実施形態では、残留磁気に対応する残留電圧（ソレノイド電圧）を電圧センサＳＷ１９によって検出し、この残留電圧に基づき燃料噴射弁６７に対する燃料噴射制御を行うこととした。
　次に、図６は、１回目の燃料噴射を終了してからの経過時間（横軸）と、電圧センサＳＷ１９によって検出された、残留電圧に対応するソレノイド電圧（縦軸）との関係を示している。図６に示すように、１回目の燃料噴射を終了した後、つまり燃料噴射弁６７を閉弁させるようにソレノイドへの電流の印加を終了した後、燃料噴射弁６７のソレノイドにおいて残留電圧が生じる。このようなソレノイドの残留電圧は、電圧センサＳＷ１９によって負値として検出される。ソレノイドの残留電圧は、コイルに蓄えられたエネルギーを示す一般的な式「１／２ＬＩ2」に応じた電圧となる（「Ｉ」は電流であり、「Ｌ」はコイルのインダクタンスである）。また、残留電圧の初期値は、燃料噴射弁６７のソレノイドへの電流の印加を終了する直前におけるソレノイドの電流値に応じた値となる。基本的には、このときの電流値はほぼ一定値となるため、残留電圧の初期値もほぼ一定値となる。但し、燃料噴射弁６７の経年劣化や個体差や燃料噴射弁６７に供給される燃圧などにより変化し得る。
　更に、図６に示すように、ソレノイドの残留電圧は、ある程度の間、一定値となっているが、この後に、時間の経過に従って徐々に減衰していく。この場合、ソレノイドの残留電圧は、所定の指数関数に従って減衰していく。この指数関数も、基本的には一意に決まるものであるが、燃料噴射弁６７の個体差や温度特性や経年劣化などにより変化し得る。なお、１つの例では、ソレノイドの残留電圧は、１回目の燃料噴射終了から５ｍｓｅｃ程度経過すると０になる。
　このような１回目の燃料噴射からの経過時間と残留電圧との関係より、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔が比較的短い場合には、２回目の燃料噴射時における残留電圧が比較的大きいため、２回目の燃料噴射における燃料噴射時期及び燃料噴射量が残留電圧の影響を受けるのである。加えて、噴射間隔が短くなるほど、２回目の燃料噴射時における残留電圧が大きくなるので、２回目の燃料噴射における燃料噴射時期及び燃料噴射量が残留電圧から受ける影響の度合いが大きくなる。他方で、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔が比較的長い場合には、２回目の燃料噴射時に残留電圧が０になっているため、２回目の燃料噴射における燃料噴射時期及び燃料噴射量が残留電圧の影響を受けなくなる。
　本実施形態では、図６に示したような燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧における時間変化の特性（減衰特性）を、電圧センサＳＷ１９の検出信号に基づき求めるようにする。例えば、所定時間ごとに、電圧センサＳＷ１９の検出信号を得て、これに基づき残留電圧の減衰特性を随時求めるようにする。
　次に、図７は、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧（横軸）と、燃料噴射弁６７に噴射指示を出してから（燃料噴射弁６７に制御信号を供給したタイミングから）燃料噴射弁６７が実際に開弁するまでの時間（横軸）との関係を示している。ここでは、残留電圧を負値として示している。図７に示すように、ソレノイドの残留電圧（絶対値）が大きくなるほど、燃料噴射弁６７が早く開弁する、つまり燃料噴射弁６７からの燃料噴射が早期に開始される。これは、噴射指示を出したときのソレノイドの残留電圧（絶対値）が大きいほど、燃料噴射弁６７の応答速度が速くなるからである。このように燃料噴射弁６７が早く開弁すると、早く開弁した分だけ燃料噴射量が増大することとなる。
　次に、図８は、燃料噴射弁６７のソレノイドに供給する制御信号のパルス幅（横軸）と、燃料噴射弁６７からの燃料噴射量（縦軸）との関係を示している。図８において、グラフＧ１１は、１回目の燃料噴射についてのパルス幅と燃料噴射量との関係を示し、グラフＧ１２は、２回目の燃料噴射についてのパルス幅と燃料噴射量との関係を示している。具体的には、グラフＧ１２は、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔が比較的短い場合（つまり１回目の燃料噴射で発生したソレノイドの残留電圧が２回目の燃料噴射に対して影響を与えるような場合）における、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を示している。なお、横軸に示す制御信号のパルス幅は、上述したように、燃料噴射弁６７の開弁期間に相当する。図８に示すように、基本的には、制御信号のパルス幅が長くなるにつれて、つまり燃料噴射弁６７の開弁期間が長くなるにつれて、燃料噴射量がほぼ線形に増大していく。より詳しくは、制御信号のパルス幅が所定値以上になると、制御信号のパルス幅が所定値未満のときよりも、パルス幅に対する燃料噴射量の変化率（傾き）が緩やかになる。
　また、図８に示すように、２回目の燃料噴射でのパルス幅と燃料噴射量との関係を示すグラフＧ１２が、１回目の燃料噴射でのパルス幅と燃料噴射量との関係を示すグラフＧ１１に対して、全体的に左方向にシフト（詳しくは平行移動）している。これは、同じパルス幅を適用したときに、２回目の燃料噴射における燃料噴射量が１回目の燃料噴射における燃料噴射量よりも大きくなることを示している（換言すると、同じ燃料噴射量を噴射させようとすると、２回目の燃料噴射におけるパルス幅が１回目の燃料噴射におけるパルス幅よりも短くなることを示している）。こうなるのは、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔が短いために、２回目の燃料噴射時におけるソレノイドの残留電圧が大きいことで、２回目の燃料噴射時において燃料噴射弁６７が早く開弁し、早く開弁した分だけ燃料噴射量が増大したからである。
　本実施形態では、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔が短い場合について、具体的には１回目の燃料噴射で発生したソレノイドの残留電圧が２回目の燃料噴射に対して影響を与えるような場合について、燃料噴射弁６７に供給する制御信号のパルス幅と燃料噴射弁６７からの燃料噴射量との関係（グラフＧ１２参照）を事前に得ておくようにする。そして、ＰＣＭ１０は、そのような関係に基づいて、２回目の燃料噴射において所望の燃料噴射量（要求の燃料噴射量）が得られるように、当該燃料噴射量に対応する制御信号のパルス幅を燃料噴射弁６７に適用するようにする。例えば、種々の噴射間隔について、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を事前に得ておき、ＰＣＭ１０は、このような複数の関係の中から、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との実際の噴射間隔に対応するものを選択して、選択した関係に基づき、所望の燃料噴射量に対応する制御信号のパルス幅を適用するようにする。この場合、ＰＣＭ１０は、元のパルス幅（最初に適用することとした、燃料噴射量に応じた制御信号のパルス幅）を短く補正したパルス幅を、２回目の燃料噴射に適用することとなる。
　次に、図９を参照して、本発明の実施形態による燃料噴射制御の基本概念について、より具体的に説明する。図９は、横方向にクランク角を示し、縦方向にＰＣＭ１０から燃料噴射弁６７に供給される制御信号（パルス信号）を示している。図９に示すように、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔Ｔ２が所定時間（例えば図５中の所定値Ｔ１に対応する時間）未満である場合に、制御信号の元のパルス幅ＰＷ１を短く補正したパルス幅ＰＷ２を（矢印Ａ１参照）、２回目の燃料噴射に適用する。このように制御信号のパルス幅を短く補正することは、燃料噴射弁６７の開弁期間を短くすることに相当する。この場合、ＰＣＭ１０は、２回目の燃料噴射に適用する制御信号のパルス幅を短くする補正のみを行うこととし、２回目の燃料噴射を開始するタイミング（換言すると燃料噴射弁６７を開弁させるタイミング）は固定する。
　より詳しくは、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、電圧センサＳＷ１９が検出したソレノイド電圧から、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧における減衰特性を求めておき（図６参照）、この減衰特性に基づき２回目の燃料噴射時における残留電圧を推定し、この推定した残留電圧に基づき２回目の燃料噴射に適用するパルスＰＷ２を決定する。１つの例では、ＰＣＭ１０は、残留電圧の減衰特性などに基づき、２回目の燃料噴射時における種々の残留電圧について、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を事前にマップとして規定しておき（例えばグラフＧ１２に示すようなマップを種々の残留電圧について規定しておき）、そのようなマップの中から、実際の２回目の燃料噴射時における残留電圧（推定した残留電圧を用いてもよいし、電圧センサＳＷ１９が検出した残留電圧を用いてもよい）に対応するマップを選択して、選択したマップに基づき、実現すべき所望の燃料噴射量に対応する制御信号のパルス幅を適用する。他の例では、ＰＣＭ１０は、残留電圧の減衰特性などに基づき、種々の噴射間隔について、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を事前にマップとして規定しておき（例えばグラフＧ１２に示すようなマップを種々の噴射間隔について規定しておき）、そのようなマップの中から、実際に適用する噴射間隔Ｔ２に対応するマップを選択して、選択したマップに基づき、実現すべき所望の燃料噴射量に対応する制御信号のパルス幅を適用する。
　更に、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射については、クランク角ＣＲ１に基づき燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行うが、２回目の燃料噴射については、クランク角ＣＲ２の代わりに、１回目の燃料噴射後からの経過時間に基づき燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行う。これらのクランク角ＣＲ１、ＣＲ２は、エンジン１の運転状態などに応じて設定された燃料噴射を開始するタイミング（燃料噴射弁６７を開弁させるタイミング）である。より具体的には、本実施形態では、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射については、クランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角を監視し、このクランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角がクランク角ＣＲ１になったタイミングで燃料噴射弁６７を開弁させるようにし、２回目の燃料噴射については、クランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角を参照せずに、１回目の燃料噴射を終了した時点からタイマーによってカウントアップを行い、カウントアップした時間が噴射間隔Ｔ２に対応する時間になったタイミングで燃料噴射弁６７を開弁させる。この場合、ＰＣＭ１０は、２回目の燃料噴射を行うべきクランク角ＣＲ２を、現在のエンジン回転数に基づき、１回目の燃料噴射を終了した時点からの時間（噴射間隔Ｔ２に対応する時間である）へと換算して、この換算した時間を判定時間として用いて、燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行う。
　以下では、本発明の実施形態による燃料噴射制御の具体的な実施例（第１及び第２実施例）について説明する。
　（第１実施例）
　図１０を参照して、本発明の第１実施例による燃料噴射制御について説明する。図１０は、本発明の第１実施例による燃料噴射制御を示すフローチャートである。このフローは、ＰＣＭ１０によって繰り返し実行される。
　まず、ステップＳ１１では、ＰＣＭ１０は、エンジン１の運転状態（エンジン回転数やエンジン負荷やドライバからの要求出力など）に応じた、燃料噴射弁６７から燃料を噴射させるときの噴射パターンを取得する。この噴射パターンには、例えば、燃料噴射を分割する回数や、燃料噴射の噴射時期や、燃料噴射の噴射期間（燃料噴射量）などが規定されている。
　次いで、ステップＳ１２では、ＰＣＭ１０は、ステップＳ１１で取得した噴射パターンから、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との噴射間隔を得て、この噴射間隔が所定時間（例えば図５中の所定値Ｔ１に対応する時間）未満であるか否かを判定する。この場合、噴射パターンに含まれる噴射間隔は、基本的にはクランク角によって規定されているため、ＰＣＭ１０は、現在のエンジン回転数に基づき、クランク角によって規定された噴射間隔を時間に換算し、時間に換算した噴射間隔を用いてステップＳ１２の判定を行う。
　ステップＳ１２の判定の結果、噴射間隔が所定時間未満であると判定された場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１３に進む。これに対して、噴射間隔が所定時間未満であると判定されなかった場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、つまり噴射間隔が所定時間以上である場合、処理はステップＳ１７に進む。この場合には、２回目の燃料噴射時にソレノイドの残留電圧がほぼ０になっているため、２回目の燃料噴射における燃料噴射時期及び燃料噴射量が残留電圧の影響をほとんど受けない。そのため、ＰＣＭ１０は、ステップＳ１７において、通常通り、噴射パターンにそのまま従って燃焼噴射弁６７を駆動する。つまり、ＰＣＭ１０は、燃焼噴射弁６７の制御信号のパルス幅を補正したり、燃料噴射を開始するクランク角を時間に換算したりすることなく、噴射パターンに規定された燃料噴射時期及び燃料噴射期間にそのまま従って、燃焼噴射弁６７を制御する。
　また、ステップＳ１７では、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射については、クランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角を監視し、このクランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角がクランク角ＣＲ１になったタイミングで燃料噴射弁６７を開弁させるようにし、２回目の燃料噴射については、クランク角センサＳＷ１２が検出したクランク角がクランク角ＣＲ２になったタイミングで燃料噴射弁６７を開弁させるようにする。つまり、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射後からの経過時間ではなく、クランク角を基準として、２回目の燃料噴射制御を行う。ステップＳ１７に進んだ状況では、２回目の燃料噴射における燃料噴射時期及び燃料噴射量が残留電圧の影響をほとんど受けないので、通常通り、クランク角ベースにて燃料噴射制御を行うことで、所望のピストン位置において適切に燃料噴射を実施するようにする。
　他方で、ステップＳ１３では、ＰＣＭ１０は、２回目の燃料噴射を開始するクランク角（つまり燃焼噴射弁６７を２回目に開弁させるクランク角）を、現在のエンジン回転数に基づき、１回目の燃料噴射の終了後からの時間に換算し、この時間を判定時間として設定する。そして、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射を行った後に、１回目の燃料噴射を終了した時点からタイマーでカウントアップを行い、ステップＳ１４において、このカウントアップした時間がステップＳ１３で設定した判定時間になったか否かを判定する。つまり、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したか否かを判定する。その結果、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したと判定された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１５に進む。他方で、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したと判定されなかった場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、処理はステップＳ１４に戻り、ＰＣＭ１０は、カウントアップした時間が判定時間になるまで、ステップＳ１４の判定を繰り返す。
　ステップＳ１５では、ＰＣＭ１０は、電圧センサＳＷ１９が検出した、燃料噴射弁６７のソレノイド電圧（残留電圧）を取得する。そして、ステップＳ１６において、ＰＣＭ１０は、ステップＳ１５で取得したソレノイド電圧（残留電圧）に応じた、燃料噴射弁６７の制御信号のパルス幅を決定し、このパルス幅を有する制御信号によって燃焼噴射弁６７を駆動する。例えば、ＰＣＭ１０は、燃料噴射弁６７のソレノイドにおける種々の残留電圧について、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を事前にマップとして規定しておき（例えばグラフＧ１２に示すようなマップを種々の残留電圧について規定しておき）、そのようなマップの中から、ステップＳ１５で取得した残留電圧に対応するマップを選択して、選択したマップを参照して、噴射パターンに規定された燃料噴射量（所望の燃料噴射量）に対応する制御信号のパルス幅を採用することとする。
　なお、図１０に示すフローチャートでは、電圧センサＳＷ１９によってソレノイドの残留電圧を常時検出しているが、ソレノイドの残留電圧を所定時間ごと（ある程度長い時間ごと）に検出してもよい。上述したように、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧の特性（減衰特性）は、ほとんど変化しないからである。このように残留電圧を所定時間ごとに検出する場合には、検出した残留電圧は減衰特性を求めるために利用することとし、残留電圧に基づき燃料噴射弁６７の制御信号のパルス幅を決定する代わりに、例えば噴射間隔に基づき燃料噴射弁６７の制御信号のパルス幅を決定してもよい。この場合、残留電圧の減衰特性などに基づき、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射との種々の噴射間隔について、制御信号のパルス幅と燃料噴射量との関係を事前にマップとして規定しておき（例えばグラフＧ１２に示すようなマップを種々の噴射間隔について規定しておき）、そのようなマップの中から、実際に適用する噴射間隔に対応するマップを選択して、選択したマップを参照して、噴射パターンに規定された燃料噴射量（所望の燃料噴射量）に対応する制御信号のパルス幅を採用すればよい。
　（第２実施例）
　次に、図１１を参照して、本発明の第２実施例による燃料噴射制御について説明する。図１１は、本発明の第２実施例による燃料噴射制御を示すフローチャートである。このフローも、ＰＣＭ１０によって繰り返し実行される。
　ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２９の処理は、図１０のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１７の処理と同様であるため、これらの説明を省略する。以下では、ステップＳ２３以降の処理について説明する。
　ステップＳ２３の処理は、噴射間隔が所定時間未満であると判定された場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）に行われる。ステップＳ２３では、ＰＣＭ１０は、電圧センサＳＷ１９の検出信号から事前に取得しておいた、燃料噴射弁６７のソレノイドにおける残留電圧の減衰特性を参照して、２回目の燃料噴射の開始時（つまり２回目の燃料噴射における燃料噴射弁６７の開弁時）の残留電圧を推定する。この場合、２回目の燃料噴射の開始タイミングはクランク角で規定されているため、ＰＣＭ１０は、このクランク角を現在のエンジン回転数に基づき時間（具体的には１回目の燃料噴射を終了してからの経過時間）に換算し、残留電圧の減衰特性を参照して、換算した時間に対応する残留電圧を得る。残留電圧の減衰特性は、例えば、図６に示すような経過時間と残留電圧との関係を示すマップにて規定される（マップを規定するパラメータとして制御信号のパルス幅を更に用いてもよい）。なお、減衰特性に基づき２回目の燃料噴射の開始時の残留電圧を推定する場合に、ＰＣＭ１０が燃料噴射弁６７に供給した電圧又は電流を更に考慮してもよい。その場合、燃料噴射弁６７に供給される電圧又は電流を用いて減衰特性を規定しておけばよい。
　次いで、ステップＳ２４では、ＰＣＭ１０は、ステップＳ２３で推定した残留電圧に基づき、２回目の燃料噴射において燃料噴射弁６７の開弁時期が早期化する量（開弁早期化量）を求める。この開弁早期化量は、ＰＣＭ１０が燃料噴射弁６７に対して開弁指示を与えたときに、基準となる開弁時期（ソレノイドの残留電圧がほぼ０である状況での燃料噴射弁６７の開弁時期）に対して、燃料噴射弁６７の開弁時期が早期化する度合いを示すものであり、時間（ｍｓｅｃ）にて表される。例えば、燃料噴射弁６７のソレノイドにおける残留電圧と、残留電圧に応じた開弁早期化量との関係を示すマップを作成しておき（１つの例では、図７に示すような残留電圧と噴射指示を出してから開弁するまでの時間との関係を示すグラフから作成される）、ＰＣＭ１０は、そのようなマップを参照して、ステップＳ２３で推定した残留電圧に対応する開弁早期化量を取得する。
　次いで、ステップＳ２５では、ＰＣＭ１０は、ステップＳ２４で求めた開弁早期化量に基づき、２回目の燃料噴射において燃料噴射弁６７に適用する制御信号のパルス幅を決定する。具体的には、ＰＣＭ１０は、元の制御信号のパルス幅（例えばステップＳ２１で取得した噴射パターンに含まれるもの）から、開弁早期化量に応じて増加する燃料噴射量に対応するパルス幅だけ差し引くことで、最終的に適用する制御信号のパルス幅を決定する。この場合、ＰＣＭ１０は、開弁早期化量が大きいほど、最終的に適用する制御信号のパルス幅を短くする。
　次いで、ステップＳ２６では、ＰＣＭ１０は、２回目の燃料噴射を開始するクランク角を、現在のエンジン回転数に基づき、１回目の燃料噴射の終了後からの時間に換算し、この時間を判定時間として設定する。そして、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射を行った後に、１回目の燃料噴射を終了した時点からタイマーでカウントアップを行い、ステップＳ２７において、このカウントアップした時間がステップＳ２６で設定した判定時間になったか否かを判定する。つまり、ＰＣＭ１０は、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したか否かを判定する。その結果、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したと判定された場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、ＰＣＭ１０は、ステップＳ２５で決定したパルス幅を有する制御信号によって燃焼噴射弁６７を駆動する。他方で、１回目の燃料噴射を終了してから判定時間が経過したと判定されなかった場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）、処理はステップＳ２７に戻り、ＰＣＭ１０は、カウントアップした時間が判定時間になるまで、ステップＳ２７の判定を繰り返す。
＜作用効果＞
　次に、本発明の実施形態によるエンジンの燃料噴射制御装置の作用効果について説明する。
　本実施形態によれば、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気に対応する残留電圧を電圧センサＳＷ１９によって検出し、この検出された残留電圧が大きいほど、燃料噴射弁６７の開弁期間を短くするので（特に第１実施例を参照）、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気による影響を考慮に入れた適切な開弁期間を燃料噴射弁６７に適用することができる。これにより、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気による影響に依らずに、所望の燃料噴射量（要求の燃料噴射量）を燃料噴射弁６７から適切に噴射させることができる。その結果、燃料噴射量が所望の量からずれることに起因する出力トルクの変動やエミッションの悪化などを適切に抑制することができる。更に、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧は、ソレノイドの残留磁気を適切に表すものであり、また、ＰＣＭ１０と燃料噴射弁６７のソレノイドとを接続する配線上に電圧センサＳＷ１９を設けることで適切に検出することができるものであるので、本実施形態による燃料噴射制御は、簡易な構成にて適切に実現することが可能である。
　また、本実施形態によれば、電圧センサＳＷ１９によって検出された電圧の変化に基づき燃料噴射弁６７のソレノイドの残留電圧の減衰特性を求め、この減衰特性から燃料噴射時における残留電圧を推定して燃料噴射弁６７の開弁期間を設定するので（特に第２実施例を参照）、具体的には推定された残留電圧が大きいほど燃料噴射弁６７の開弁期間を短くするので、これによっても、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気による影響に依らずに、所望の燃料噴射量を燃料噴射弁６７から適切に噴射させることができる。
　また、本実施形態では、噴射間隔が短い場合に、１回目の燃料噴射についてはクランク角に基づき燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行い、２回目の燃料噴射については１回目の燃料噴射後からの経過時間に基づき燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行う。より具体的には、２回目の燃料噴射を行うべきクランク角を、エンジン回転数に基づき１回目の燃料噴射後からの経過時間へと換算して、この時間を判定時間として用いて燃料噴射弁６７を開弁させる制御を行う。これにより、クランク角速度の変化に依らずに、所望の時期に燃料噴射弁６７を開弁させて、この開弁時期に応じた残留磁気による影響を考慮に入れた適切な開弁期間を燃料噴射弁６７に適用することができる。これによっても、燃料噴射弁６７のソレノイドの残留磁気による影響に依らずに、所望の燃料噴射量を燃料噴射弁６７から適切に噴射させることができる。
　また、本実施形態によれば、上記したように減衰特性から残留電圧を推定する場合に、燃料噴射弁６７を開弁させるクランク角を時間に換算して、この換算した時間を用いて減衰特性から残留電圧を推定するので、残留電圧の推定精度を向上させることができる。具体的には、クランク角速度の変化に依らずに、残留電圧を適切に推定することができる。
＜変形例＞
　上記では、本発明を２回目の燃料噴射に適用にする実施形態を示したが、本発明は、３回目以降の燃料噴射にも同様に適用可能である。３回目以降の燃料噴射に本発明を適用する場合には、１回目の燃料噴射後からの経過時間、又は直前の燃料噴射後からの経過時間を用いて、燃料噴射制御（特に燃料噴射弁６７の開弁時期に関する制御）を実行すればよい。
　また、上記では、本発明をＨＣＣＩエンジンに適用する実施形態を示したが、本発明の適用はこれに限定はされない。本発明は、例えばディーゼルエンジン等にも適用可能である。
　１　エンジン
　１０　ＰＣＭ
　１８　気筒
　２１　吸気弁
　２２　排気弁
　２５　点火プラグ
　６７　燃料噴射弁
　ＳＷ１９　電圧センサ

Claims (6)

  1. 　ソレノイド式の燃料噴射弁を備えたエンジンの燃料噴射制御装置であって、
    　上記燃料噴射弁のソレノイドの電圧を検出する電圧センサと、
    　エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量に基づき上記燃料噴射弁の開弁期間を設定して、この開弁期間に基づき上記燃料噴射弁を制御する制御器と、
    　を有し、
    　上記制御器は、上記燃料噴射弁を開弁させるときに上記電圧センサによって検出された電圧が大きいほど、上記設定した開弁期間を短くする補正を行い、この開弁期間に基づき上記燃料噴射弁を制御する、ことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
  2. 　ソレノイド式の燃料噴射弁を備えるエンジンの燃料噴射制御装置であって、
    　上記燃料噴射弁のソレノイドの電圧を検出する電圧センサと、
    　上記電圧センサによって検出された電圧の変化に基づき、上記燃料噴射弁のソレノイドの残留電圧の減衰特性を求めると共に、エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量に基づき上記燃料噴射弁の開弁期間を設定して、この開弁期間に基づき上記燃料噴射弁を制御する制御器と、
    　を有し、
    　上記制御器は、求められた上記減衰特性から燃料噴射時における残留電圧を推定し、この推定した残留電圧に基づき上記設定した開弁期間を補正する、ことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
  3. 　上記制御器は、上記残留電圧が大きいほど、上記設定した開弁期間を短く補正する、請求項２に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
  4. 　上記制御器は、エンジンの気筒での１回の燃焼のために２回以上の燃料噴射を行うように上記燃料噴射弁を制御し、２回目以降の燃料噴射を行うときの上記燃料噴射弁の開弁期間を補正する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
  5. 　前記制御器は、上記燃料噴射弁からの燃料噴射の噴射間隔が所定時間未満の場合にのみ、上記開弁期間の設定及び当該開弁期間に基づく上記燃料噴射弁の制御を行う、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
  6. 　前記制御器は、エンジンの気筒での１回の燃焼のために２回の燃料噴射を行うように上記燃料噴射弁を制御し、２回目の燃料噴射の開始時に上記電圧センサによって検出された電圧に基づき上記燃料噴射弁の開弁期間を補正する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
PCT/JP2016/082830 2015-11-19 2016-11-04 エンジンの燃料噴射制御装置 WO2017086189A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/763,209 US10859028B2 (en) 2015-11-19 2016-11-04 Engine fuel injection control device
CN201680055909.4A CN108138681A (zh) 2015-11-19 2016-11-04 发动机的燃料喷射控制装置
DE112016004781.9T DE112016004781T5 (de) 2015-11-19 2016-11-04 Vorrichtung zur Steuerung von Kraftstoffeinspritzung für einen Motor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015226825A JP2017096118A (ja) 2015-11-19 2015-11-19 エンジンの燃料噴射制御装置
JP2015-226825 2015-11-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017086189A1 true WO2017086189A1 (ja) 2017-05-26

Family

ID=58718689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/082830 WO2017086189A1 (ja) 2015-11-19 2016-11-04 エンジンの燃料噴射制御装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10859028B2 (ja)
JP (1) JP2017096118A (ja)
CN (1) CN108138681A (ja)
DE (1) DE112016004781T5 (ja)
WO (1) WO2017086189A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11060474B2 (en) * 2016-12-13 2021-07-13 Denso Corporation Fuel injection control device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3073008B1 (fr) * 2017-10-27 2019-10-04 Continental Automotive France Procede d’adaptation d’un signal de commande d’un injecteur de carburant
JPWO2023166665A1 (ja) 2022-03-03 2023-09-07

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06101552A (ja) * 1992-09-18 1994-04-12 Nippondenso Co Ltd 内燃機関の燃料噴射制御装置
JPH10266885A (ja) * 1997-03-21 1998-10-06 Fuji Heavy Ind Ltd 筒内噴射エンジンの燃料噴射装置
WO2013191267A1 (ja) * 2012-06-21 2013-12-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
WO2015015541A1 (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置の駆動装置および燃料噴射システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3616355A1 (de) * 1986-05-15 1987-11-19 Vdo Schindling Verfahren zur ansteuerung eines einspritzventils
US5402760A (en) * 1992-05-21 1995-04-04 Nippondenso Co., Ltd. Fuel injection control apparatus for internal combustion engine
JP4063188B2 (ja) * 2003-10-07 2008-03-19 株式会社日立製作所 燃料噴射装置およびその制御方法
JP5851354B2 (ja) * 2012-06-21 2016-02-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
DE112015001345B4 (de) * 2014-03-20 2023-06-01 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Optimalstromantrieb zur Aktorsteuerung
US9726099B2 (en) * 2014-03-20 2017-08-08 GM Global Technology Operations LLC Actuator with feed forward control
US9435281B2 (en) * 2014-04-04 2016-09-06 GM Global Technology Operations LLC Method for reducing performance variation of an electromagnetically-activated actuator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06101552A (ja) * 1992-09-18 1994-04-12 Nippondenso Co Ltd 内燃機関の燃料噴射制御装置
JPH10266885A (ja) * 1997-03-21 1998-10-06 Fuji Heavy Ind Ltd 筒内噴射エンジンの燃料噴射装置
WO2013191267A1 (ja) * 2012-06-21 2013-12-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
WO2015015541A1 (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置の駆動装置および燃料噴射システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11060474B2 (en) * 2016-12-13 2021-07-13 Denso Corporation Fuel injection control device

Also Published As

Publication number Publication date
DE112016004781T5 (de) 2018-07-05
CN108138681A (zh) 2018-06-08
JP2017096118A (ja) 2017-06-01
US20190055896A1 (en) 2019-02-21
US10859028B2 (en) 2020-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8538664B2 (en) Controller for diesel engine and method of controlling diesel engine
US8612119B2 (en) Adaptation control of lean NOx trap regeneration with biodiesel during engine transient operation
CN111692000A (zh) 用于燃料喷射器平衡的方法和系统
CN111691992A (zh) 用于燃料喷射器平衡的方法和系统
EP2725215A1 (en) Method of operating an internal combustion engine
JP6103261B2 (ja) 圧縮着火式エンジンの制御装置
JP6191837B2 (ja) エンジンの制御装置
US9677525B2 (en) Method of determining the injection pattern in the compression stroke of the combustion cycle of the cylinders of a direct-injection internal combustion engine
JP6350970B2 (ja) エンジンの制御装置
WO2017086189A1 (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
JP6241678B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6327586B2 (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
EP2944796B1 (en) Method to determine the injection pattern in the intake stroke of the combustion cycle of the cylinders of a direct-injection internal combustion engine
JP6213410B2 (ja) 圧縮着火式エンジンの制御装置
EP3415744A1 (en) Engine control device
WO2013144696A1 (en) Engine fuel property estimation apparatus
EP3418536B1 (en) Device for controlling a multi-cylinder engine
JP6245454B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6323799B2 (ja) 多気筒エンジンの制御装置
JP6315410B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6079973B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6380917B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6288610B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6241679B2 (ja) エンジンの制御装置
US20210324810A1 (en) Method and Device to Control the Injection of a Non-Combustible Fluid Into an Internal Combustion Engine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16866191

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112016004781

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16866191

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1