JP6512066B2 - Fuel injection state estimation device - Google Patents

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Description

本発明は、燃料噴射弁から燃料を噴射するにあたり、その燃料噴射状態を推定する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for estimating a fuel injection state when injecting fuel from a fuel injection valve.

内燃機関の出力トルク及びエミッション状態を精度良く制御するには、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射開始時期、最大噴射率到達時期及び噴射量等、その噴射状態を精度良く制御することが重要である。そこで従来より、噴射に伴い変動する燃料供給経路内の燃料の圧力(燃圧)を検出することで、実際の噴射状態を検出する技術が提案されている。例えば、噴射開始に伴い燃圧が降下を開始した時期を検出することで実際の噴射開始時期を検出したり、その燃圧降下の量(最大圧力降下量)を検出することで実際の最大噴射率を検出したりしている(特許文献1参照)。   In order to control the output torque and emission state of the internal combustion engine with high precision, it is important to control the injection state of the fuel injected from the fuel injection valve precisely, such as the injection start timing, maximum injection rate arrival timing and injection amount. It is. Therefore, conventionally, there has been proposed a technique for detecting the actual injection state by detecting the pressure (fuel pressure) of the fuel in the fuel supply path which fluctuates with the injection. For example, the actual injection start timing is detected by detecting the timing when the fuel pressure starts to fall with the start of injection, or the actual maximum injection rate is detected by detecting the amount of fuel pressure drop (maximum pressure drop amount). It detects (refer patent document 1).

特許文献1に記載の発明では、燃圧センサを燃料噴射弁に取り付け、燃料噴射に伴い生じた燃圧変動を燃圧センサにより検出している。このとき検出される燃圧変動には、燃料噴射を実施することで生じる燃圧への影響のほか、様々な外乱要因が影響を与えている。外乱要因とは、例えば、燃料供給ポンプからコモンレールに燃料を圧送する際の都度の圧送量のばらつきに由来する圧力変動ばらつきや、コモンレールから燃料噴射弁に流れる際に通過するオリフィスの径のばらつきに由来する圧力変動ばらつきなどが挙げられる。したがって、燃料噴射に伴い生じた燃圧変動にはこのような外乱要因が影響しているため、外乱要因を考慮して燃料噴射による燃圧変動を検出することになる。具体的には、燃圧変動が噴射によるものとみなすための閾値を用いて、燃料噴射が実際に実施されたか判定している。この閾値は、複数の外乱要因を考慮して設定されたものである。   In the invention described in Patent Document 1, a fuel pressure sensor is attached to a fuel injection valve, and a fuel pressure fluctuation caused by fuel injection is detected by the fuel pressure sensor. The fuel pressure fluctuation detected at this time is influenced not only by the fuel pressure generated by the fuel injection but also by various disturbance factors. Disturbance factors include, for example, variation in pressure fluctuation caused by variation in pumping amount each time fuel is pumped from the fuel supply pump to the common rail, and dispersion in diameter of orifice passing when flowing from the common rail to the fuel injection valve. The pressure fluctuation variation derived from it etc. are mentioned. Therefore, the fuel pressure fluctuation caused by the fuel injection is affected by such a disturbance factor. Therefore, the fuel pressure fluctuation due to the fuel injection is detected in consideration of the disturbance factor. Specifically, it is determined whether fuel injection has actually been performed, using a threshold for assuming that the fuel pressure fluctuation is due to the injection. This threshold is set in consideration of a plurality of disturbance factors.

特開2008−144749号公報JP 2008-144749 A

ところで、車両の運転中において、走行速度が常に一定な定常走行よりも、走行速度が変動する過渡走行の方が日常的に実施される割合が多い。このような過渡走行時には、微小量の燃料噴射(微小噴射)が指令されることがある。微小噴射が実際に実施されたか否かを閾値を用いて判定する場合に、例えば燃料噴射弁の経年劣化などで微小噴射時の噴射量が減少すると、微小噴射により燃料圧力の変動を表すパラメータと閾値との関係が、実際に噴射されたと判定する所定関係(例えば、パラメータが燃料圧力値である場合には、微小噴射により減少した燃料圧力値が閾値を下回ること)となることができず、微小噴射が実際に実施されていても微小噴射が実施されなかったと判定されるおそれがある。この場合、微小噴射を実施した際の燃料噴射状態を燃料噴射状態推定装置は推定することができない。   By the way, during driving of a vehicle, there is a larger proportion of routinely performed transient traveling in which the traveling speed fluctuates than in steady traveling where the traveling speed is always constant. During such transient travel, a small amount of fuel injection (micro injection) may be commanded. When it is determined using a threshold whether or not the micro injection is actually implemented, for example, when the injection amount at the time of the micro injection decreases due to the aging of the fuel injection valve, etc. The relationship with the threshold value can not be a predetermined relationship that determines that the fuel injection is actually performed (for example, when the parameter is a fuel pressure value, the fuel pressure value decreased by the microinjection can not fall below the threshold value) Even if the micro injection is actually performed, it may be determined that the micro injection has not been performed. In this case, the fuel injection state estimation device can not estimate the fuel injection state when the small injection is performed.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、微小噴射を実施した際の燃料噴射状態を、より微小量の噴射まで推定可能な燃料噴射状態推定装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its main object is to provide a fuel injection state estimation device capable of estimating a fuel injection state at the time of performing a small injection up to a smaller amount of injection. It is to do.

本発明は、燃料噴射状態推定装置であって、燃料供給ポンプから供給される燃料を蓄圧する蓄圧容器と、前記蓄圧容器の吐出口に接続される燃料配管と、前記燃料配管を通じて前記蓄圧容器から供給される燃料を噴射させる噴孔、及び前記噴孔を開閉する弁体を有する燃料噴射弁と、前記吐出口から前記噴孔に至るまでの燃料供給経路に設けられて燃料圧力を検出し、燃料噴射に伴い生じる燃料圧力の変化を表したセンサ波形を出力する燃圧センサと、を備えた燃料噴射システムに適用され、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されることによる前記燃料圧力の変動を表すパラメータと第一閾値との関係が所定関係となったことを条件として、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されたと判定する燃料噴射判定部と、前記燃料噴射判定部により前記燃料噴射弁から燃料が噴射されたと判定された場合に、燃料が噴射された期間内に前記燃圧センサから出力された前記センサ波形に基づいて、前記噴孔からの燃料噴射状態を推定する噴射状態推定部と、を備えた燃料噴射状態推定装置であって、前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止する燃料カット状態であることを判定する燃料カット判定部と、前記燃料圧力を目標圧力に制御する目標圧力制御部と、前記燃料供給ポンプによる燃料供給を停止する燃料供給停止部と、を備え、前記燃料噴射判定部は、前記燃料カット判定部により前記燃料カット状態であると判定され、且つ前記燃料供給停止部により前記燃料供給ポンプによる燃料供給が停止され、且つ前記目標圧力制御部により前記燃料圧力が前記目標圧力に制御されたことを条件として、微小量の燃料を前記燃料噴射弁から単段噴射させ、前記単段噴射されることによる前記燃料圧力の変動を表す前記パラメータと、前記第一閾値よりも燃料が噴射されたと判定され易く設定した第二閾値との関係が前記所定関係となったことを条件として、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されたと判定することを特徴とする。   The present invention is a fuel injection state estimation device, which includes a pressure accumulation container for accumulating pressure supplied from a fuel supply pump, a fuel pipe connected to a discharge port of the pressure accumulation container, and the pressure accumulation container through the fuel pipe. A fuel injection valve having an injection hole for injecting supplied fuel and a valve body for opening and closing the injection hole, and a fuel supply path from the discharge port to the injection hole to detect a fuel pressure; The present invention is applied to a fuel injection system including a fuel pressure sensor that outputs a sensor waveform representing a change in fuel pressure caused by fuel injection, and represents a fluctuation in the fuel pressure caused by the fuel injection from the fuel injection valve. A fuel injection determination unit that determines that fuel has been injected from the fuel injection valve on the condition that the relationship between the parameter and the first threshold has become a predetermined relationship; and the fuel injection determination unit The injection state estimation which estimates the fuel injection state from the injection hole based on the sensor waveform outputted from the fuel pressure sensor within the fuel injection period when it is judged that the fuel is injected from the injection valve A fuel cut-off determining unit that determines a fuel cut-off state for stopping fuel injection by the fuel injection valve; and a target that controls the fuel pressure to a target pressure A pressure control unit, and a fuel supply stop unit for stopping the fuel supply by the fuel supply pump, wherein the fuel injection determination unit is determined by the fuel cut determination unit to be in the fuel cut state, and the fuel Provided that the fuel supply by the fuel supply pump is stopped by the supply stop unit, and the fuel pressure is controlled to the target pressure by the target pressure control unit. A small amount of fuel is injected in a single stage from the fuel injection valve, and the parameter representing the fluctuation of the fuel pressure due to the single stage injection, and the determination that fuel is injected more easily than the first threshold are set It is characterized in that it is determined that the fuel is injected from the fuel injection valve on condition that the relationship with the second threshold has become the predetermined relationship.

本燃料噴射状態推定装置に備わる燃料噴射判定部では、複数の条件が成立したことを条件として、微小量の燃料を燃料噴射弁から単段噴射させる。単段噴射されることによる燃料圧力の変動を表すパラメータと、第一閾値よりも燃料が噴射されたと判定され易く設定した第二閾値との関係が所定関係となったことを条件として、燃料噴射弁から燃料が噴射されたと判定される。このとき、複数の条件とは、燃料カット判定部により燃料カット状態であると判定され、且つ燃料供給停止部により燃料供給ポンプによる燃料供給が停止され、且つ目標圧力制御部により燃料圧力が目標圧力に制御されることに該当する。第一閾値及び第二閾値は、燃料噴射以外に燃圧変動に影響を与える複数の外乱要因を考慮した閾値である。   The fuel injection determination unit included in the present fuel injection state estimation device injects a small amount of fuel from the fuel injection valve in a single stage, on the condition that a plurality of conditions are satisfied. Fuel injection on condition that the relationship between the parameter representing the fluctuation of fuel pressure due to single-stage injection and the second threshold set so that it is determined that fuel is injected more easily than the first threshold becomes a predetermined relationship It is determined that fuel has been injected from the valve. At this time, the plurality of conditions are determined by the fuel cut determination unit to be in the fuel cut state by the fuel cut determination unit, and the fuel supply stop unit stops the fuel supply by the fuel supply pump, and the target pressure control unit It corresponds to being controlled by The first threshold and the second threshold are thresholds in consideration of a plurality of disturbance factors that affect fuel pressure fluctuation other than fuel injection.

ここで、本制御において微小量の単段噴射をする際には、複数の条件が成立した状況である為、考慮すべき外乱要因の数は通常の燃料噴射時に発生する外乱要因の数と比較して少なくて済む。具体的には、燃料供給ポンプによる燃料供給が停止されることで、燃料供給ポンプからの都度の燃料の圧送量のばらつきに由来する圧力変動のばらつきが生じないことになる。また、微小量の燃料を単段噴射させることで、直前に燃料噴射が実施されることで生じる燃料圧力への影響を補正する際の誤差が生じない。このように複数の外乱要因を抑制した状況で微小量の燃料噴射を実施することができるので、第一閾値よりも燃料が噴射されたと判定され易く設定した第二閾値を用いたとしても、燃料噴射が実施されたことの判定精度が低下することを抑制することができる。そして、第二閾値を用いることで燃料が噴射されたと判定され易くなり、より微小量の燃料で噴射されたことを判定することが可能となる。また、仮に経年劣化などで噴射量が減少する状況でも、上記制御により微小量の燃料噴射が実施されたことを判定することができ、微小量の燃料噴射時の燃料噴射状態を推定することが可能となる。   Here, when a small amount of single-stage injection is performed in this control, a plurality of conditions are satisfied, so the number of disturbance factors to be considered is compared with the number of disturbance factors generated during normal fuel injection You can do less. Specifically, since the fuel supply by the fuel supply pump is stopped, the variation of the pressure fluctuation caused by the variation of the pumping amount of the fuel from the fuel supply pump does not occur. Further, by injecting a small amount of fuel in a single stage, no error occurs when correcting the influence on the fuel pressure caused by the fuel injection immediately before. Since a small amount of fuel injection can be performed in a state in which a plurality of disturbance factors are suppressed as described above, even if the second threshold set so that it is determined that fuel has been injected more easily than the first threshold is used It can suppress that the judgment accuracy that injection was carried out falls. Then, it becomes easy to determine that the fuel is injected by using the second threshold value, and it becomes possible to determine that the injection is performed with a smaller amount of fuel. In addition, even in a situation where the injection amount decreases due to aging or the like, it can be determined by the above control that a small amount of fuel injection has been implemented, and the fuel injection state at the time of the small amount of fuel injection can be estimated. It becomes possible.

本実施形態に係る燃料噴射システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel injection system concerning this embodiment. 通常走行時に実施される燃料噴射により生じる燃圧波形を示した図である。It is a figure showing the fuel pressure waveform which arises by the fuel injection carried out at the time of usual run. 過渡走行時にどれほどの頻度で微小噴射が指令されるかを示した図である。It is a figure showing how often micro injection is commanded at the time of transient travel. 本実施形態に係る微小単段噴射を実施することで生じる燃圧波形を示した図である。It is the figure which showed the fuel pressure waveform which arises by implementing the micro single stage injection which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るECUにより実行される制御フローチャートである。5 is a control flowchart executed by the ECU according to the present embodiment. 本実施形態に係る制御により微小噴射の検出率が向上したことを示した図である。It is the figure which showed that the detection rate of micro injection improved by control concerning this embodiment.

以下、本実施形態を図に基づいて説明する。図1に、本実施形態の燃料噴射システム10を示す。   Hereinafter, the present embodiment will be described based on the drawings. FIG. 1 shows a fuel injection system 10 of the present embodiment.

蓄圧式の燃料噴射システム10は、燃料供給ポンプ16、コモンレール(蓄圧容器に該当)20、圧力センサ206、減圧弁30、燃料噴射弁40、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)50、電子駆動装置(EDU:ElectronicDriving Unit)52等から構成されており、内燃機関として図示しない4気筒のディーゼルエンジン(以下、エンジンと呼称)の各気筒に燃料を噴射する。尚、図の煩雑さを避けるため、図1においては、EDU52から1個の燃料噴射弁40への制御信号線、ならびにコモンレール20から1個の燃料噴射弁40への噴射配管202だけを示している。   The pressure accumulation type fuel injection system 10 includes a fuel supply pump 16, a common rail (corresponding to a pressure accumulation container) 20, a pressure sensor 206, a pressure reducing valve 30, a fuel injection valve 40, an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) 50, and an electronic drive. A fuel injection device (EDU: Electronic Driving Unit) 52 or the like injects fuel to each cylinder of a four-cylinder diesel engine (hereinafter referred to as an engine) (not shown) as an internal combustion engine. In addition, in order to avoid the complexity of a figure, in FIG. 1, only the control signal line from EDU 52 to one fuel injection valve 40 and the injection piping 202 from common rail 20 to one fuel injection valve 40 are shown. There is.

燃料フィルタ14は、燃料タンク12から燃料供給ポンプ16が吸入する燃料中の異物を除去する。燃料供給ポンプ16は、燃料タンク12から燃料を吸入するフィードポンプを内蔵しており、吸入した燃料を加圧し供給配管200を通してコモンレール20に吐出する。   The fuel filter 14 removes foreign matter in the fuel which the fuel supply pump 16 sucks from the fuel tank 12. The fuel supply pump 16 incorporates a feed pump for drawing in fuel from the fuel tank 12, pressurizes the drawn fuel, and discharges it to the common rail 20 through the supply pipe 200.

燃料供給ポンプ16は、カムシャフトのカムの回転にともないプランジャが往復移動することにより加圧室に吸入した燃料を加圧する公知のポンプである。ECU50が燃料供給ポンプ16の調量弁18を制御することにより、燃料供給ポンプ16が吸入行程で吸入する燃料の吸入量が調量される。そして、吸入量が調量されることにより、燃料供給ポンプ16からの燃料の吐出量が調量される。   The fuel supply pump 16 is a known pump that pressurizes the fuel sucked into the pressurizing chamber by reciprocating movement of the plunger as the cam of the camshaft rotates. The ECU 50 controls the metering valve 18 of the fuel supply pump 16 to regulate the amount of intake of the fuel that the fuel supply pump 16 sucks in the suction stroke. Then, the amount of discharge of fuel from the fuel supply pump 16 is adjusted by adjusting the amount of intake.

コモンレール20は、燃料供給ポンプ16が吐出する燃料を蓄圧してエンジン運転状態に応じた所定の高圧に燃料圧力を保持し、噴射配管202を通して燃料噴射弁40に燃料を供給する。なお、噴射配管202及び燃料噴射弁40内に備わる高圧通路によって、コモンレール20から噴孔41まで燃料を流通させる燃料供給経路が構成されている。   The common rail 20 accumulates the fuel discharged by the fuel supply pump 16, holds the fuel pressure at a predetermined high pressure according to the engine operating condition, and supplies the fuel to the fuel injection valve 40 through the injection pipe 202. Note that a fuel supply path for allowing fuel to flow from the common rail 20 to the injection holes 41 is constituted by the high pressure passage provided in the injection piping 202 and the fuel injection valve 40.

減圧弁30は、通電制御により開弁しコモンレール20の内部の燃料を低圧側のリターン配管204に排出する電磁弁である。   The pressure reducing valve 30 is an electromagnetic valve that is opened by energization control and discharges the fuel in the common rail 20 to the low pressure side return pipe 204.

燃料噴射弁40は、4気筒のディーゼルエンジンの各気筒に搭載され、コモンレール20が蓄圧している燃料を噴孔41から気筒内に噴射する。燃料噴射弁40は、エンジンの運転状態に基づいて、1回の燃焼サイクルにおいてメイン噴射の前後にパイロット噴射およびポスト噴射を含む多段噴射を行う。燃料噴射弁40は、ノズルニードルに閉弁方向に燃料圧力を加える背圧室の圧力を制御することにより燃料噴射量を制御する公知の電磁駆動式の噴射弁である。燃料噴射弁40の電磁駆動部は、ピエゾアクチュエータまたは電磁コイルで構成されている。また、本実施形態に係る燃料噴射システム10では、燃料噴射弁40の近傍、特にその燃料取込口に対して、圧力センサ206(燃圧センサに該当)が設けられている。圧力センサ206は、所定の噴射に係る燃料噴射弁40の噴射動作や実噴射による圧力変動態様に応じた信号を出力する。   The fuel injection valve 40 is mounted on each cylinder of a four-cylinder diesel engine, and injects the fuel accumulated in the common rail 20 from the injection hole 41 into the cylinder. The fuel injection valve 40 performs multistage injection including pilot injection and post injection before and after main injection in one combustion cycle based on the operating state of the engine. The fuel injection valve 40 is a known electromagnetically driven injection valve that controls the fuel injection amount by controlling the pressure of the back pressure chamber that applies fuel pressure to the nozzle needle in the valve closing direction. The electromagnetic drive unit of the fuel injection valve 40 is configured of a piezo actuator or an electromagnetic coil. Further, in the fuel injection system 10 according to the present embodiment, a pressure sensor 206 (corresponding to a fuel pressure sensor) is provided in the vicinity of the fuel injection valve 40, in particular, at the fuel inlet thereof. The pressure sensor 206 outputs a signal corresponding to the injection operation of the fuel injection valve 40 relating to the predetermined injection and the pressure fluctuation state due to the actual injection.

背圧制御弁42は、燃料噴射弁40の背圧室の圧力が所定圧を超えると開弁し、背圧室の燃料をリターン配管204に排出する。これにより、燃料噴射弁40の背圧室の圧力が所定圧を超えることを防止する。   The back pressure control valve 42 opens when the pressure in the back pressure chamber of the fuel injection valve 40 exceeds a predetermined pressure, and discharges the fuel in the back pressure chamber to the return pipe 204. This prevents the pressure in the back pressure chamber of the fuel injection valve 40 from exceeding the predetermined pressure.

ECU50は、CPU、ROM、RAM、フラッシュメモリ等の書換可能な不揮発性メモリ、入出力インタフェース等を中心とするマイクロコンピュータ(マイコン)から主に構成されている。   The ECU 50 mainly includes a microcomputer (microcomputer) mainly having a CPU, a ROM, a RAM, a rewritable nonvolatile memory such as a flash memory, and an input / output interface.

ECU50は、圧力センサ206、エンジンの回転速度を検出する回転速度センサ60、車両の走行速度を検出する速度センサ62、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出するアクセルセンサ64等の各種センサの出力信号から目標噴射状態(噴射段数、噴射開始点、噴射終了点、噴射量等)を算出する。例えば、エンジン回転速度及びアクセルペダルの操作量等から算出されるエンジン負荷に対応する最適噴射状態を噴射状態マップにして、ROMまたはフラッシュメモリに記憶させておく。そして、現状のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づき、噴射状態マップを参照して目標噴射状態を算出する。   The ECU 50 includes various sensors such as a pressure sensor 206, a rotational speed sensor 60 for detecting the rotational speed of the engine, a speed sensor 62 for detecting the traveling speed of the vehicle, and an accelerator sensor 64 for detecting an accelerator opening which is an operation amount of an accelerator pedal. The target injection state (number of injection stages, injection start point, injection end point, injection amount, etc.) is calculated from the output signal of For example, the optimal injection state corresponding to the engine load calculated from the engine rotational speed and the operation amount of the accelerator pedal is stored in the ROM or the flash memory as an injection state map. Then, based on the current engine load and engine rotational speed, the target injection state is calculated with reference to the injection state map.

そして、算出した目標噴射状態に基づいて、噴射指令信号を設定する。例えば、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を指令マップにして、記憶装置に記憶させておき、算出した目標噴射状態に基づき、指令マップを参照して噴射指令信号を設定する。以上により、エンジン負荷及びエンジン回転速度に応じた噴射指令信号が設定され、ECU50から燃料噴射弁40へ出力される。   Then, an injection command signal is set based on the calculated target injection state. For example, an injection command signal corresponding to a target injection state is stored in the storage device as a command map, and the injection command signal is set with reference to the command map based on the calculated target injection state. As described above, the injection command signal corresponding to the engine load and the engine rotational speed is set and output from the ECU 50 to the fuel injection valve 40.

ECU50は、上記制御のほか、ROMまたはフラッシュメモリに記憶されている制御プログラムを実行することにより、燃料噴射システム10の各種制御を実行する。例えば、ECU50は、燃料供給ポンプ16の吐出量、および減圧弁30の開閉を制御して、圧力センサ206の出力信号から検出する噴射配管202内の燃料圧力(実燃圧)と、エンジン運転状態に基づいて設定する目標燃圧との差圧に基づいて実燃圧を目標燃圧に追随させるフィードバック(F/B)制御を実行する。   The ECU 50 executes various controls of the fuel injection system 10 by executing a control program stored in the ROM or the flash memory in addition to the above control. For example, the ECU 50 controls the discharge amount of the fuel supply pump 16 and the opening and closing of the pressure reducing valve 30, and detects the fuel pressure in the injection pipe 202 detected from the output signal of the pressure sensor 206 (actual fuel pressure) Feedback (F / B) control is performed to make the actual fuel pressure follow the target fuel pressure based on the differential pressure with the target fuel pressure set based on the above.

このECU50は、燃料噴射判定部と、噴射状態推定部と、燃料カット判定部と、燃料供給停止部と、目標圧力制御部と、補正部とに該当する。   The ECU 50 corresponds to a fuel injection determination unit, an injection state estimation unit, a fuel cut determination unit, a fuel supply stop unit, a target pressure control unit, and a correction unit.

EDU52は、ECU50が出力する制御信号に基づいて減圧弁30、燃料噴射弁40に駆動電流または駆動電圧を供給するための駆動装置である。   The EDU 52 is a drive device for supplying a drive current or a drive voltage to the pressure reducing valve 30 and the fuel injection valve 40 based on a control signal output from the ECU 50.

本実施形態に係る圧力センサ206では、噴射配管202内の実燃圧の変動を検出している。このとき検出される燃圧変動には、燃料噴射を実施することで生じる実燃圧への影響のほか、様々な外乱要因が影響を与えている。外乱要因とは、(1)燃料供給ポンプ16からコモンレール20に燃料を圧送する際の都度の圧送量のばらつきに由来する燃圧変動ばらつき、(2)コモンレール20から燃料噴射弁40に燃料が流れる際に通過するオリフィスの径のばらつきに由来する燃圧変動ばらつき、(3)直前に例えばパイロット噴射が実施されることで生じる燃圧への影響を除去しようと補正した際に生じる補正誤差、(4)各噴射配管202に備わる圧力センサ206により検出されるそれぞれの実燃圧の調整誤差、(5)各燃料噴射弁40で同じ量の燃料を噴射しても、製造時に許容される誤差の範囲で個体差を有しているために生じる実燃圧の変動誤差などが挙げられる。   The pressure sensor 206 according to the present embodiment detects the fluctuation of the actual fuel pressure in the injection pipe 202. The fuel pressure fluctuation detected at this time is affected not only by the actual fuel pressure generated by the fuel injection but also by various disturbance factors. Disturbance factors include: (1) variation in fuel pressure fluctuation due to variation in pumping amount each time fuel is pumped from the fuel supply pump 16 to the common rail 20, (2) when fuel flows from the common rail 20 to the fuel injection valve 40 Variations in fuel pressure due to variations in the diameter of the orifice passing through, (3) Correction error that occurs when correcting the effect on fuel pressure caused by, for example, pilot injection being performed just before pilot injection, (4) Adjustment error of each actual fuel pressure detected by the pressure sensor 206 provided in the injection piping 202, (5) Individual differences within the allowable error range at the time of manufacturing even if the same amount of fuel is injected by each fuel injection valve 40 And an error in the fluctuation of the actual fuel pressure that occurs due to the presence of

したがって、実燃圧を目標燃圧にF/B制御しようとしても、これら複数の外乱要因により実燃圧は目標燃圧を中心に変動することになる。よって、図2に記載されるように複数の外乱要因が実燃圧に影響を与えることで生じる実燃圧の変動幅として想定される第一所定範囲を目標燃圧が中心となるように設定する。そして、実燃圧が第一所定範囲内に収まる場合に、実燃圧は目標燃圧に制御されたと判定される。   Therefore, even if the actual fuel pressure is to be F / B controlled to the target fuel pressure, the actual fuel pressure fluctuates around the target fuel pressure due to the plurality of disturbance factors. Therefore, as shown in FIG. 2, the first predetermined range assumed as the fluctuation range of the actual fuel pressure generated by the plurality of disturbance factors affecting the actual fuel pressure is set so that the target fuel pressure is centered. Then, when the actual fuel pressure falls within the first predetermined range, it is determined that the actual fuel pressure is controlled to the target fuel pressure.

燃料噴射を実施した場合にも、そのときに生じた燃圧変動には上記の外乱要因(1)〜(5)が影響しているため、外乱要因を考慮して燃料噴射による燃圧変動を検出することになる。ただし、外乱要因(1)〜(5)の他に想定されない外乱要因が燃圧に影響を与える場合を考慮して、図2に記載されるように第一所定範囲の下限値よりも低く設定された第一閾値を用いて、燃料噴射が実際に実施されたか否かを判定する。   Even when fuel injection is carried out, the above-mentioned disturbance factors (1) to (5) affect the fuel pressure fluctuation generated at that time, so the fuel pressure fluctuation due to fuel injection is detected in consideration of the disturbance factor It will be. However, in consideration of the case where disturbance factors not assumed other than disturbance factors (1) to (5) affect the fuel pressure, it is set lower than the lower limit value of the first predetermined range as described in FIG. The first threshold is used to determine whether fuel injection has actually been performed.

ところで、車両の運転中において、走行速度が常に一定な定常走行よりも、走行速度が変動する過渡走行の方が日常的に実施される頻度は多い。図3には、そのような過渡走行時のデータが示されている。車両が過渡走行状態である場合、燃料の噴射量を目標噴射量に追随させるためにF/B制御することが困難なほど微小量の燃料噴射(微小噴射)が指令されることがある。このような微小噴射は、車速が低くなり始め、且つエンジンの回転速度が低くなり始めたときに実施される機会がある。より具体的には、アクセルセンサ64により検出された現在のアクセル開度から所定開度小さくなった状態が保たれるときに、微小噴射が実施される機会がある。   By the way, during driving of the vehicle, the transient traveling in which the traveling speed fluctuates is more frequently performed on a daily basis than the steady traveling in which the traveling speed is always constant. Such transient data are shown in FIG. When the vehicle is in a transient running state, a small amount of fuel injection (micro injection) may be commanded so that F / B control is difficult to make the fuel injection amount follow the target injection amount. Such small injections have an opportunity to be implemented when the vehicle speed begins to decrease and the rotational speed of the engine begins to decrease. More specifically, there is an opportunity for the micro injection to be carried out when a state in which the current opening degree of the accelerator detected by the acceleration sensor 64 is reduced by a predetermined opening degree is maintained.

このような微小噴射が実際に実施されたか否かを第一閾値を用いて判定する場合に、例えば燃料噴射弁40の経年劣化などで微小噴射時の噴射量が減少すると、微小噴射により減少する実燃圧が第一閾値を下回ることができず、微小噴射が実際に実施されていても微小噴射が実施されなかったと判定されるおそれがある。この場合、微小噴射を実施した際の燃料噴射状態をECU50は推定することができない。   When it is determined using the first threshold whether or not such a small injection is actually implemented, for example, when the injection amount at the time of the small injection decreases due to the aged deterioration of the fuel injection valve 40, the decrease is caused by the small injection The actual fuel pressure can not fall below the first threshold, and it may be determined that the micro injection has not been performed even if the micro injection has actually been performed. In this case, the ECU 50 can not estimate the fuel injection state when the small injection is performed.

この対策として、本実施形態では、燃圧変動が小さい状況で微小噴射時の燃料噴射状態を学習する。具体的には、ECU50は燃料カット状態(燃料噴射弁40による燃料噴射の休止処理が実行された状態)であることを判定した上で、燃料供給ポンプ16からの燃料供給を停止させ、且つ圧力センサ206により検出される実燃圧を後述の学習燃圧に制御する。これらの制御が実行されたことを条件として、微小量の燃料を単段噴射(微小単段噴射)する。この際、通常走行時において燃料噴射を実施したか判定する為に設けられた第一閾値に代わり、第二閾値を設ける。   As a countermeasure against this, in the present embodiment, the fuel injection state at the time of the small injection is learned in a state where the fuel pressure fluctuation is small. Specifically, after determining that the fuel cut state (state in which the fuel injection by the fuel injection valve 40 is stopped), the ECU 50 stops the fuel supply from the fuel supply pump 16 and determines the pressure The actual fuel pressure detected by the sensor 206 is controlled to a learning fuel pressure described later. A small amount of fuel is injected in a single stage (small single stage injection) on condition that these controls are performed. At this time, a second threshold is provided instead of the first threshold provided to determine whether fuel injection has been performed during normal travel.

微小単段噴射をする際には、燃料供給ポンプ16からの燃料供給が停止されている。このため、燃料供給ポンプ16から燃料が供給されることで生じる圧力伝播や、コモンレール20から噴射配管202までの間に設けられたオリフィスの径が噴射配管202ごとに異なるために生じる燃圧変動の誤差などが生じなくなる。また、単段噴射とすることで、直前にパイロット噴射などが実施されることで生じる燃圧への影響を除去しようと補正した際に生じる補正誤差を考慮する必要がない。よって、第二閾値はそれらの外乱要因(1)、(2)、及び(3)を想定せず、外乱要因(4)と(5)を想定して設定される。したがって、第二閾値は、図4に記載されるように第一閾値よりも大きな値として設定される。これにより、微小単段噴射を実施した際に、燃圧は第二閾値よりも小さくなり、ECU50は燃料噴射弁40から微小噴射が実施されたことを判定することが出来る。   At the time of micro single stage injection, the fuel supply from the fuel supply pump 16 is stopped. For this reason, the pressure propagation caused by the fuel supply from the fuel supply pump 16 and the error in the fuel pressure fluctuation caused by the diameter of the orifice provided between the common rail 20 and the injection pipe 202 being different for each injection pipe 202 Will not occur. Further, by adopting single-stage injection, it is not necessary to take into consideration the correction error that occurs when correcting the influence on the fuel pressure caused by the execution of the pilot injection and the like immediately before. Therefore, the second threshold is set on the assumption of disturbance factors (4) and (5) without assuming those disturbance factors (1), (2) and (3). Therefore, the second threshold is set as a value larger than the first threshold as described in FIG. Thus, when the minute single-stage injection is performed, the fuel pressure becomes smaller than the second threshold value, and the ECU 50 can determine that the minute injection has been performed from the fuel injection valve 40.

次に、ECU50により実行される燃料噴射状態推定制御の一例を、図5のフローチャートを用いて説明する。なお、図5に示す一連の処理は、ECU50が電源オンしている期間中にECU50によって所定周期で繰り返し実行される。   Next, an example of fuel injection state estimation control executed by the ECU 50 will be described using the flowchart of FIG. 5. Note that the series of processes shown in FIG. 5 are repeatedly executed by the ECU 50 at predetermined intervals while the ECU 50 is powered on.

まず、ステップS100にて、エンジンが燃料カット状態であるか否かを判定する。エンジンが燃料カット状態ではないと判定した場合には(S100:NO)、本制御を終了する。エンジンが燃料カット状態であると判定した場合には(S100:YES)、ステップS110に進む。   First, in step S100, it is determined whether the engine is in the fuel cut state. When it is determined that the engine is not in the fuel cut state (S100: NO), this control is ended. If it is determined that the engine is in the fuel cut state (S100: YES), the process proceeds to step S110.

ステップS110では、どの燃圧水準の燃料噴射状態を推定する必要があるのかを把握し、その燃圧を学習燃圧として設定する。そして、圧力センサ206により検出される実燃圧を学習燃圧に制御する。ステップS120では、実燃圧が学習燃圧に到達したか否かを判定する。具体的には、全気筒のうち過半数の気筒の実燃圧が学習燃圧に到達したか否かを判定する。実燃圧が学習燃圧に到達していないと判定した場合には(S120:NO)、ステップS110に戻り、実燃圧を学習燃圧に制御する処理を続行する。実燃圧が学習燃圧に制御されたと判定した場合には(S120:YES)、ステップS130に進み、燃料供給ポンプ16からの燃料供給を停止させる。   In step S110, it is determined which fuel pressure level of the fuel injection state needs to be estimated, and the fuel pressure is set as a learning fuel pressure. Then, the actual fuel pressure detected by the pressure sensor 206 is controlled to the learning fuel pressure. In step S120, it is determined whether the actual fuel pressure has reached the learning fuel pressure. Specifically, it is determined whether the actual fuel pressure of the majority of the cylinders has reached the learning fuel pressure. If it is determined that the actual fuel pressure has not reached the learning fuel pressure (S120: NO), the process returns to step S110, and the process of controlling the actual fuel pressure to the learning fuel pressure is continued. If it is determined that the actual fuel pressure is controlled to the learning fuel pressure (S120: YES), the process proceeds to step S130, and the fuel supply from the fuel supply pump 16 is stopped.

そして、ステップS140にて、外乱要因(1)、(2)、及び(3)を想定せず、外乱要因(4)と(5)を想定して設定された、学習燃圧を中心とした第二所定範囲(図4参照)内に燃圧が収まるか否かを判定する。実燃圧が第二所定範囲内に収まっていないと判定した場合には(S140:NO)、本制御を終了する。これは、外乱要因(4)と(5)以外に想定されない外乱要因が生じていると考えられ、微小単段噴射時の燃料噴射状態を正常に推定できないおそれがあるためである。実燃圧が第二所定範囲内に収まっていると判定した場合には(S140:YES)、ステップS150に進む。   Then, in step S140, the disturbance factors (1), (2), and (3) are not assumed, and the disturbance factors (4) and (5) are set on the basis of the learning fuel pressure. (2) It is determined whether the fuel pressure falls within a predetermined range (see FIG. 4). When it is determined that the actual fuel pressure is not within the second predetermined range (S140: NO), this control is ended. This is because disturbance factors other than the disturbance factors (4) and (5) are considered to occur and there is a possibility that the fuel injection state at the time of minute single stage injection may not be estimated normally. If it is determined that the actual fuel pressure is within the second predetermined range (S140: YES), the process proceeds to step S150.

仮に実燃圧に瞬間的な大きな変化が生じた場合には、ステップS140による判定処理では、その瞬間的な変化を捉えることができないおそれがある。したがって、ステップS150では、圧力センサ206により検出された実燃圧の微分値を算出し、ステップS160にて、算出された微分値の変動が0を中心とした第三所定範囲内に収まるか否かを判定する。算出された微分値の変動が第三所定範囲内に燃圧が収まっていないと判定した場合には(S160:NO)、本制御を終了する。これは、実燃圧に瞬間的に大きな変動を生じさせる外乱要因が生じていることが考えられ、微小単段噴射時の燃料噴射状態を正常に推定できないおそれがあるためである。算出された微分値の変動が第三所定範囲内に燃圧が収まっていると判定した場合には(S160:YES)、ステップS170に進む。   If an instantaneous large change occurs in the actual fuel pressure, the determination process in step S140 may fail to capture the instantaneous change. Therefore, in step S150, the differential value of the actual fuel pressure detected by the pressure sensor 206 is calculated, and in step S160, whether or not the variation of the calculated differential value falls within a third predetermined range centered on 0 Determine When it is determined that the fuel pressure does not fall within the third predetermined range (S160: NO), this control is ended. This is because it is conceivable that a disturbance factor causing instantaneous large fluctuation in actual fuel pressure is generated, and there is a possibility that the fuel injection state at the time of minute single-stage injection can not be normally estimated. If it is determined that the fuel pressure is within the third predetermined range (S160: YES), the process proceeds to step S170.

ステップS170では、燃料噴射弁40から燃料噴射が実施されたか否かを判定する第一閾値を第二閾値に変更する。そしてステップS180にて、燃料噴射弁40から微小単段噴射を実施させ、ステップS190にて、実燃圧が第二閾値よりも低くなったか否かを判定する。燃圧が第二閾値よりも低くなっていないと判定した場合には(S190:NO)、本制御を終了する。実燃圧が第二閾値よりも低くなったと判定した場合には(S190:YES)、ステップS200に進み、圧力センサ206により出力された燃圧の波形に基づいて、燃料噴射状態を推定し、その燃料噴射状態を記憶した後に、本制御を終了する。   In step S170, the first threshold value for determining whether fuel injection has been performed from the fuel injection valve 40 is changed to a second threshold value. Then, in step S180, a minute single-stage injection is performed from the fuel injection valve 40, and in step S190, it is determined whether the actual fuel pressure has become lower than a second threshold. When it is determined that the fuel pressure is not lower than the second threshold (S190: NO), this control is ended. If it is determined that the actual fuel pressure is lower than the second threshold (S190: YES), the process proceeds to step S200, and the fuel injection state is estimated based on the fuel pressure waveform output by the pressure sensor 206, and the fuel After storing the injection state, the present control is ended.

本制御終了後、車両が通常走行を実施し、その際に本制御において微小単段噴射を実施した際の燃料噴射量と略同じ量の燃料噴射量を噴射するよう指令した場合を想定する。この場合には、ステップS200にて記憶された燃料噴射状態を取得し、指令マップに記憶された噴射指令信号を取得した燃料噴射状態に基づいて補正する。この際、微小噴射時の燃料噴射状態を推定しない。これは、過渡走行時において、燃料供給ポンプ16より燃料供給が実施されている等、微小単段噴射させる状況と比較して外乱要因が多く存在する為、微小噴射による燃料噴射状態をより正確に推定することが困難なためである。   After completion of the control, assume that the vehicle normally travels, and at that time, a command is issued to inject a fuel injection amount substantially the same as the fuel injection amount at the time when the small single-stage injection is performed in this control. In this case, the fuel injection state stored in step S200 is acquired, and the injection command signal stored in the command map is corrected based on the acquired fuel injection state. At this time, the fuel injection state at the time of small injection is not estimated. This is because, during transient travel, fuel is supplied from the fuel supply pump 16 and so on, and there are many disturbance factors compared to the situation where minute single-stage injection is performed, so the fuel injection state by minute injection is more accurate It is because it is difficult to estimate.

上記構成により、本実施形態は、以下の効果を奏する。   According to the above configuration, the present embodiment has the following effects.

・外乱要因(1)〜(3)を抑制した状況で微小単段噴射を実施することができるので、第一閾値よりも大きく設定した第二閾値を用いたとしても、燃料噴射が実施されたことの判定精度が低下することを抑制することができる。そして、第二閾値を用いることで燃料が噴射されたと判定され易くなり、より微小量の燃料で噴射されたことを判定することが可能となる。また、仮に経年劣化などで噴射量が減少する状況でも、上記制御により微小単段噴射が実施されたことを判定することができ、微小単段噴射時の燃料噴射状態を推定することが可能となる。実際に本制御を実施した結果が図6に記載されている。なお、図6上図の横軸は要求噴射量で、縦軸は要求噴射量と実噴射量との差である。また、図6下図の横軸は要求噴射量で、縦軸は燃料噴射の検出率を表している。通常走行時と比較して、本制御では、要求噴射量が少なくても、実噴射量に大きな差異が生じることなく噴射することが可能であり(図6上図参照)、且つ、微小量の燃料噴射でも高い精度で検出することが可能であることを示している(図6下図参照)。   -As the small single-stage injection can be performed in the situation where the disturbance factors (1) to (3) are suppressed, the fuel injection is performed even if the second threshold set larger than the first threshold is used. It can suppress that the judgment accuracy of the thing falls. Then, it becomes easy to determine that the fuel is injected by using the second threshold value, and it becomes possible to determine that the injection is performed with a smaller amount of fuel. In addition, even in a situation where the injection amount decreases due to aging or the like, it is possible to determine that the minute single-stage injection has been performed by the above control, and it is possible to estimate the fuel injection state at the time of the minute single-stage injection Become. The result of actually carrying out this control is shown in FIG. The horizontal axis in the upper diagram of FIG. 6 is the required injection amount, and the vertical axis is the difference between the required injection amount and the actual injection amount. The horizontal axis in the lower part of FIG. 6 represents the required injection amount, and the vertical axis represents the fuel injection detection rate. Compared with normal travel, in this control, even if the required injection amount is small, it is possible to inject without a large difference in the actual injection amount (see the upper diagram in FIG. 6), and at a minute amount It shows that even fuel injection can be detected with high accuracy (see the lower figure in Fig. 6).

・圧力センサ206の調整誤差と、燃料噴射弁40が有する個体差により生じる誤差と、を外乱要因として考慮して第二閾値が設定される。これにより、微小量の燃料噴射を実施したか否か精度高く判定することが可能となる。   The second threshold is set in consideration of the adjustment error of the pressure sensor 206 and the error caused by the individual difference of the fuel injection valve 40 as a disturbance factor. This makes it possible to determine with high accuracy whether or not a small amount of fuel injection has been performed.

・第一閾値は、圧力センサ206の調整誤差及び燃料噴射弁40が有する個体差により生じる誤差の他、オリフィス径のばらつきに由来する実燃圧の変動誤差と、直前に例えばパイロット噴射などが実施されることで生じる実燃圧への影響を除去しようと補正した際に生じる補正誤差と、燃料供給ポンプ16からコモンレール20に燃料を圧送する際の都度の圧送量のばらつきに由来する燃圧変動ばらつきと、を外乱要因として考慮して第一閾値が設定される。これにより、通常走行時の燃料噴射の判定をより正確に実施することが可能となる。   The first threshold is a variation error of the actual fuel pressure derived from the variation of the orifice diameter in addition to the error caused by the adjustment error of the pressure sensor 206 and the individual difference of the fuel injection valve 40. Correction error that occurs when it is corrected to remove the influence on the actual fuel pressure caused by the above, and fuel pressure fluctuation variation derived from variation in pumping amount each time fuel is pumped from the fuel supply pump 16 to the common rail 20; The first threshold is set taking into account the disturbance factor. This makes it possible to more accurately determine the fuel injection during normal driving.

・燃料カット状態であるときに実施した微小単段噴射と略同じ量の噴射を実施した場合には、微小単段噴射時に推定された燃料噴射状態に基づいて、噴射指令信号が補正される。これにより、過渡走行時に実施される微小量の燃料噴射において、その噴射状態をより正確に制御することができる。また、過渡走行時においては、燃料噴射状態の推定は実施しない。これにより、燃料噴射状態を正確に推定することは困難である場合は、噴射状態の推定を行わないようにすることができる。   When the injection of approximately the same amount as the small single-stage injection performed in the fuel cut state is performed, the injection command signal is corrected based on the fuel injection state estimated during the small single-stage injection. This makes it possible to control the injection state more accurately in the case of a small amount of fuel injection which is carried out during transient travel. Also, during transient traveling, estimation of the fuel injection state is not performed. As a result, when it is difficult to accurately estimate the fuel injection state, it is possible not to estimate the injection state.

上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。   The above embodiment can be modified as follows.

・図5のフローチャートにおいて、ステップS120にて全気筒のうち過半数の気筒の実燃圧が学習燃圧に到達したか否かを判定していた。このことについて、必ずしも上記判定を実施する必要はない。例えば、ステップS110にて実燃圧を学習燃圧に制御する処理を実行してから第一所定時間が経過した場合に、実燃圧が学習燃圧に制御されたと判定してもよい。   In the flowchart of FIG. 5, it is determined in step S120 whether or not the actual fuel pressure of a majority of the cylinders has reached the learning fuel pressure. It is not necessary to carry out the above determination about this. For example, it may be determined that the actual fuel pressure is controlled to the learning fuel pressure when the first predetermined time has elapsed since the process of controlling the actual fuel pressure to the learning fuel pressure in step S110.

・ステップS130にて燃料供給ポンプ16からの燃料供給停止処理を実行した後で、ステップS140にて、実燃圧が第二所定範囲に収まっているか否かの判定処理を実施していた。また、ステップS150にて、圧力センサ206より検出された実燃圧の微分値を算出する演算処理を実行した後で、ステップS160にて、算出された微分値の変動が第三所定範囲に収まるか否かの判定処理を実施していた。これらの内ステップS140〜ステップS160は必ずしも実施する必要はない。例えば、燃料供給ポンプ16からの燃料供給停止処理を実行した後、第二所定時間が経過することで、第二所定範囲及び第三所定範囲に収まるほどに燃圧の変動幅が狭まったとして判定してもよい。   After the fuel supply stop process from the fuel supply pump 16 is performed in step S130, it is determined in step S140 whether the actual fuel pressure is within the second predetermined range. In addition, after the calculation process of calculating the differential value of the actual fuel pressure detected by the pressure sensor 206 in step S150, whether the variation of the calculated differential value falls within the third predetermined range in step S160 The decision processing of whether or not it was carried out. These inner steps S140 to S160 need not necessarily be performed. For example, after the fuel supply stop process from the fuel supply pump 16 is executed, it is determined that the fluctuation range of the fuel pressure is narrowed so as to fall within the second predetermined range and the third predetermined range when the second predetermined time elapses. May be

・上記実施形態では、実燃圧が第一閾値よりも小さくなった場合に、燃料噴射弁40から燃料が噴射されたことを判定していた。また、燃料カットを実行し、燃料供給ポンプ16からの燃料供給を停止した場合には、第一閾値に代えて第二閾値を設定し、実燃圧が第二閾値よりも小さくなったことで、燃料噴射弁40から微小量の燃料が噴射されたことを判定していた。このことについて、燃料噴射判定は実燃圧の変動に基づいて判定されることに限らない。例えば、実燃圧の微分値を算出し、算出された微分値が、通常走行時に設定される第三閾値又は燃料カット状態であり、且つ燃料供給ポンプ16からの燃料供給が停止されることで設定される第四閾値よりも低くなった場合に燃料噴射弁40から燃料が噴射されたと判定してもよい。実燃圧の微分値を演算することで、燃料の噴射による実燃圧の変動を正確に把握する事ができる。したがって、燃料噴射弁40により燃料が噴射されたことを精度高く判定することができる。また、第四閾値は第三閾値よりも大きく設定されるため、第三閾値を用いる場合と比較して、第四閾値を用いる場合の方が燃料が噴射されたと判定され易くすることができる。   In the above embodiment, when the actual fuel pressure becomes smaller than the first threshold value, it is determined that the fuel is injected from the fuel injection valve 40. Further, when the fuel cut is performed and the fuel supply from the fuel supply pump 16 is stopped, the second threshold is set instead of the first threshold, and the actual fuel pressure becomes smaller than the second threshold, It was determined that a small amount of fuel was injected from the fuel injection valve 40. Regarding this, the fuel injection determination is not limited to the determination based on the fluctuation of the actual fuel pressure. For example, the derivative value of the actual fuel pressure is calculated, and the calculated derivative value is the third threshold value set during normal travel or the fuel cut state, and is set by stopping the fuel supply from the fuel supply pump 16 It may be determined that fuel has been injected from the fuel injection valve 40 when it has become lower than the fourth threshold. By calculating the derivative value of the actual fuel pressure, it is possible to accurately grasp the fluctuation of the actual fuel pressure due to the fuel injection. Therefore, it can be determined with high accuracy that fuel has been injected by the fuel injection valve 40. In addition, since the fourth threshold is set larger than the third threshold, it can be determined that fuel is injected more easily in the case of using the fourth threshold than in the case of using the third threshold.

・上記実施形態では、燃料カットを実施し、燃料供給ポンプ16からの燃料供給を停止させ、燃料噴射を判定する第一閾値を第二閾値に設定し直した後に、微小単段噴射を行い、燃料噴射が実施されたか判定が行われていた。このとき、第一閾値から第二閾値に設定し直す上で、外乱要因が実燃圧の変動に影響を与える大きさに変化があると推定されたならば、第一閾値にもその変化を反映させてもよい。このような処理を実施した場合、通常噴射時の燃料噴射判定をより精度高く実施することが可能となる。   In the above embodiment, the fuel cut is performed, the fuel supply from the fuel supply pump 16 is stopped, and the first threshold for determining the fuel injection is reset to the second threshold, and then the minute single-stage injection is performed. It has been determined whether fuel injection has been implemented. At this time, when it is estimated that the disturbance factor affects the change in the actual fuel pressure when setting the first threshold value to the second threshold value, the change is also reflected in the first threshold value. You may When such a process is performed, it is possible to more accurately perform the fuel injection determination at the time of normal injection.

・上記実施形態では、第一閾値が外乱要因(1)〜(5)を想定して設定されていた。このことについて、例えば第一閾値は外乱要因(1)〜(4)を想定して設定するなど、その組み合わせに制限はない。また、第二閾値は(4)及び(5)を想定して設定されていた。このことについて、例えば第二閾値は(4)のみを想定して設定するなど、外乱要因(1)〜(3)を想定する事の無い範囲でその組み合わせに制限はない。   In the above embodiment, the first threshold is set on the assumption of disturbance factors (1) to (5). About this, for example, the first threshold value is set assuming disturbance factors (1) to (4), and the combination thereof is not limited. Also, the second threshold is set assuming (4) and (5). About this matter, there is no restriction | limiting in the combination in the range which does not assume disturbance factors (1)-(3), such as setting a 2nd threshold value supposing only (4), for example.

10…燃料噴射システム、16…燃料供給ポンプ、20…コモンレール、40…燃料噴射弁、41…噴孔、50…ECU、202…噴射配管、206…圧力センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel injection system, 16 ... Fuel supply pump, 20 ... Common rail, 40 ... Fuel injection valve, 41 ... Injection hole, 50 ... ECU, 202 ... Injection piping, 206 ... Pressure sensor.

Claims (7)

燃料供給ポンプ(16)から供給される燃料を蓄圧する蓄圧容器(20)と、
前記蓄圧容器の吐出口に接続される燃料配管(202)と、
前記燃料配管を通じて前記蓄圧容器から供給される燃料を噴射させる噴孔(41)、及び前記噴孔を開閉する弁体を有する燃料噴射弁(40)と、
前記吐出口から前記噴孔に至るまでの燃料供給経路(40、202)に設けられて燃料圧力を検出し、燃料噴射に伴い生じる燃料圧力の変化を表したセンサ波形を出力する燃圧センサ(206)と、
を備えた燃料噴射システム(10)に適用され、
前記燃料噴射弁から燃料が噴射されることによる前記燃料圧力の変動を表すパラメータと第一閾値との関係が所定関係となったことを条件として、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されたと判定する燃料噴射判定部と、
前記燃料噴射判定部により前記燃料噴射弁から燃料が噴射されたと判定された場合に、燃料が噴射された期間内に前記燃圧センサから出力された前記センサ波形に基づいて、前記噴孔からの燃料の噴射段数、噴射開始点、噴射終了点又は噴射量である燃料噴射状態を推定する噴射状態推定部と、
前記噴射状態推定部により推定された前記燃料噴射状態に基づき、燃料の噴射を指令する噴射指令信号を補正する補正部と、
を備えた燃料噴射状態推定装置(50)であって、
前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止する燃料カット状態であることを判定する燃料カット判定部と、
前記燃料圧力を目標圧力に制御する目標圧力制御部と、
前記燃料供給ポンプによる燃料供給を停止する燃料供給停止部と、
を備え、
前記燃料噴射判定部は、前記燃料カット判定部により前記燃料カット状態であると判定され、且つ前記燃料供給停止部により前記燃料供給ポンプによる燃料供給が停止され、且つ前記目標圧力制御部により前記燃料圧力が前記目標圧力に制御されたことを条件として、微小量の燃料を前記燃料噴射弁から単段噴射させ、前記単段噴射されることによる前記燃料圧力の変動を表す前記パラメータと前記第一閾値との関係が前記所定関係となったか否かに関係なく、当該パラメータと、前記第一閾値よりも燃料が噴射されたと判定され易く設定した第二閾値との関係が前記所定関係となったことを条件として、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されたと判定し、
前記微小量の燃料が単段噴射されたことが前記燃料噴射判定部により判定され、前記噴射状態推定部により前記単段噴射時の前記燃料噴射状態が推定された場合には、それ以降前記単段噴射と略同じ噴射量の噴射を実行する際、前記噴射状態推定部による前記推定は実施せず、且つ、前記補正部は前記単段噴射時に推定された前記燃料噴射状態に基づいて前記補正を実施することを特徴とする燃料噴射状態推定装置。
An accumulator vessel (20) for accumulating fuel supplied from the fuel supply pump (16);
A fuel pipe (202) connected to the discharge port of the pressure accumulation container;
An injection hole (41) for injecting fuel supplied from the pressure accumulation container through the fuel pipe, and a fuel injection valve (40) having a valve body for opening and closing the injection hole;
A fuel pressure sensor (206 provided in a fuel supply path (40, 202) from the discharge port to the injection hole to detect fuel pressure and expressing a change in fuel pressure caused by fuel injection (206 )When,
Applied to a fuel injection system (10) equipped with
It is determined that the fuel is injected from the fuel injection valve on the condition that the relation between the first threshold and the parameter representing the fluctuation of the fuel pressure due to the fuel injection from the fuel injection valve becomes a predetermined relation. A fuel injection determination unit,
Wherein when the fuel injection determination unit fuel from said fuel injection valve is determined to have been injected, based on the sensor waveform fuel is output from the fuel pressure sensor within the period that has been injected, fuel from the injection hole An injection state estimation unit that estimates a fuel injection state, which is the number of injection stages, the injection start point, the injection end point, or the injection amount ;
A correction unit that corrects an injection command signal for commanding fuel injection based on the fuel injection state estimated by the injection state estimation unit;
A fuel injection state estimation device (50) comprising
A fuel cut determination unit that determines a fuel cut state in which fuel injection by the fuel injection valve is stopped;
A target pressure control unit that controls the fuel pressure to a target pressure;
A fuel supply stop unit for stopping the fuel supply by the fuel supply pump;
Equipped with
The fuel injection determination unit is determined by the fuel cut determination unit to be in the fuel cut state, and the fuel supply stop unit stops the fuel supply by the fuel supply pump, and the target pressure control unit controls the fuel Under the condition that the pressure is controlled to the target pressure, a minute amount of fuel is injected from the fuel injection valve in a single stage, and the parameter representing the fluctuation of the fuel pressure caused by the single stage injection and the first parameter Regardless of whether or not the relationship with the threshold has become the predetermined relationship, the relationship between the parameter and a second threshold set so that it is determined that fuel has been injected more easily than the first threshold has become the predetermined relationship. On the condition that fuel is injected from the fuel injection valve ,
If it is determined by the fuel injection determination unit that the small amount of fuel has been injected in a single stage, and the fuel injection state at the single stage injection is estimated by the injection state estimation unit, the single unit injection thereafter When performing injection of approximately the same injection amount as stage injection, the estimation by the injection state estimation unit is not performed, and the correction unit performs the correction based on the fuel injection state estimated during the single stage injection. The fuel injection state estimation device characterized by implementing .
前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の燃料流入口までの前記燃料配管にはオリフィスが備えられており、
前記第二閾値は、前記蓄圧容器から前記燃料供給経路に燃料が供される際に通過する前記オリフィスの径のばらつきに由来する燃料圧力の変動誤差と、直前に実施された前記燃料噴射による前記燃料圧力への影響を除去する際に生じる誤差と、前記燃料供給ポンプから前記蓄圧容器に供給する際の都度の燃料供給量のばらつきと、が与える燃料圧力への影響を考慮せず、前記燃料噴射弁が有する個体差により生じる誤差を前記燃料圧力に影響を与える外乱要因の一つとして考慮して設定することを特徴とする請求項に記載の燃料噴射状態推定装置。
The fuel pipe from the pressure accumulation container to the fuel inlet of the fuel injection valve is provided with an orifice;
The second threshold value is a fluctuation error of the fuel pressure derived from the dispersion of the diameter of the orifice which passes when the fuel is supplied from the pressure accumulation container to the fuel supply path, and the second threshold value is caused by the fuel injection performed immediately before. The fuel pressure is not considered, taking into account the effect on the fuel pressure caused by an error that occurs when removing the influence on the fuel pressure and the variation in the fuel supply amount each time the fuel supply pump supplies the pressure storage container. The fuel injection state estimation device according to claim 1 , wherein an error caused by individual differences of the injection valve is set in consideration of one of disturbance factors affecting the fuel pressure.
前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の燃料流入口までの前記燃料配管にはオリフィスが備えられており、
前記第一閾値は、前記蓄圧容器から前記燃料供給経路に燃料が供される際に通過する前記オリフィスの径のばらつきに由来する燃料圧力の変動誤差を前記燃料圧力に影響を与える外乱要因の一つとして考慮して設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料噴射状態推定装置。
The fuel pipe from the pressure accumulation container to the fuel inlet of the fuel injection valve is provided with an orifice;
The first threshold value is one of disturbance factors that affect the fuel pressure due to a fluctuation error of the fuel pressure derived from the variation of the diameter of the orifice passing when the fuel is supplied from the pressure accumulation container to the fuel supply path. 3. The fuel injection state estimation device according to claim 1, wherein the fuel injection state estimation device is set in consideration of the above.
前記第一閾値は、直前に実施された前記燃料噴射による前記燃料圧力への影響を除去する際に生じる誤差を前記燃料圧力に影響を与える外乱要因の一つとして考慮して設定することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の燃料噴射状態推定装置。 The first threshold value is set in consideration of an error generated when removing the influence on the fuel pressure by the fuel injection performed immediately before as one of the disturbance factors affecting the fuel pressure. The fuel injection state estimation device according to any one of claims 1 to 3 . 前記第一閾値は、前記燃料供給ポンプから前記蓄圧容器に供給する際の都度の燃料供給量のばらつきを前記燃料圧力に影響を与える外乱要因の一つとして考慮して設定することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の燃料噴射状態推定装置。 The first threshold value is set in consideration of variation in fuel supply amount at each time of supplying the pressure accumulation container from the fuel supply pump as one of disturbance factors affecting the fuel pressure. The fuel injection state estimation device according to any one of claims 1 to 4 . 前記第一閾値は、前記燃料噴射弁が有する個体差により生じる誤差を前記燃料圧力に影響を与える外乱要因の一つとして考慮して設定することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の燃料噴射状態推定装置。 Wherein the first threshold value, any one of claims 1 to 5, characterized in that set in consideration of an error caused by individual differences the fuel injection valve has a single disturbance factor affecting the fuel pressure 1 The fuel-injection-state estimation apparatus as described in a term. 前記燃圧センサにより検出された前記燃料圧力の微分値を演算する微分値演算部を備え、
前記パラメータとは、前記微分値演算部により算出された前記燃料圧力の微分値を示しており、
前記燃料噴射判定部は、前記第一閾値よりも前記燃料圧力の微分値が小さくなった場合又は前記第二閾値よりも前記燃料圧力の微分値が小さくなった場合に、前記所定関係となったと判定し、
前記第二閾値は、前記第一閾値よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の燃料噴射状態推定装置。
A differential value calculation unit configured to calculate a differential value of the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor;
The parameter indicates the differential value of the fuel pressure calculated by the differential value calculation unit,
When the differential value of the fuel pressure is smaller than the first threshold value or the differential value of the fuel pressure is smaller than the second threshold value , the fuel injection determination unit has the predetermined relationship Judge
The fuel injection state estimation device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the second threshold is set larger than the first threshold.
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JP3653882B2 (en) * 1996-08-31 2005-06-02 いすゞ自動車株式会社 Engine fuel injector
JP4075774B2 (en) 2003-11-07 2008-04-16 株式会社デンソー Injection quantity control device for diesel engine
JP4321342B2 (en) 2004-04-22 2009-08-26 株式会社デンソー Common rail fuel injection system
JP4685638B2 (en) * 2006-01-11 2011-05-18 トヨタ自動車株式会社 Fuel injection amount control device and internal combustion engine equipped with the control device
DE102006023468B3 (en) 2006-05-18 2007-09-13 Siemens Ag Fuel injection valve controlling method for use in e.g. gasoline engine, involves correcting controlling of selected fuel injection valve by correction factor, and using small amount of fuel to be detected for test injection
JP4840288B2 (en) * 2006-11-14 2011-12-21 株式会社デンソー Fuel injection apparatus and adjustment method thereof
JP4428427B2 (en) * 2007-08-31 2010-03-10 株式会社デンソー Fuel injection characteristic detecting device and fuel injection command correcting device
JP5202123B2 (en) * 2008-06-16 2013-06-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 Fuel supply control device for internal combustion engine
JP5459302B2 (en) * 2011-12-26 2014-04-02 株式会社デンソー Abnormality diagnosis device for internal combustion engine control system
JP5928380B2 (en) * 2013-03-21 2016-06-01 マツダ株式会社 Engine fuel injection control device
JP5811128B2 (en) * 2013-03-29 2015-11-11 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
JP2015105589A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 株式会社デンソー Engine control device

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