JP2011185125A - Control device of accumulator fuel injection device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an accumulator fuel injection device capable of determining the static leak amount of a fuel injection valve at high frequency and with accuracy, and increasing the accuracies of various control that utilizes fuel leak amounts. <P>SOLUTION: The control device for an accumulator fuel injection device is capable of feedback control of the pressure of a common rail by control of a flow control valve based on a deviation between the desired pressure of the common rail and actual pressure, and includes a fuel non-injection state detection means for detecting a fuel non-injection state in which fuel injection quantity is zero during operation of the internal combustion engine, a desired pressure changing means for changing the desired pressure to a predetermined learning value while the fuel non-injection state is detected, and a static leak amount learning means for learning a static leak amount based on a control parameter of the flow control valve under a state in which a deviation between desired pressure and the actual pressure is within a predetermined range and under a state in which actual pressure is stable, after the desired pressure has been changed to the learning value. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、蓄圧式燃料噴射装置の制御装置に関するものである。特に、高圧の燃料が流通する領域からの燃料の流出量を学習可能に構成された蓄圧式燃料噴射装置の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an accumulator fuel injection device. In particular, the present invention relates to a control device for an accumulator fuel injection device configured to be able to learn the amount of fuel flowing out from a region where high-pressure fuel flows.

従来、車両等の内燃機関の気筒内に燃料を噴射する装置として、燃料タンクから燃料を汲み上げて高圧ポンプに供給する低圧ポンプと、燃料を加圧して圧送する高圧ポンプと、高圧ポンプから供給される燃料を蓄積するコモンレールと、コモンレールに接続された複数の燃料噴射弁とを備えた蓄圧式燃料噴射装置がある。この蓄圧式燃料噴射装置においては、内燃機関の運転状態や運転者による操作量等に応じてコモンレールの圧力(以下、「レール圧」と称する。)を制御することによって噴射圧力が調節される。   Conventionally, as a device for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine such as a vehicle, it is supplied from a low pressure pump that pumps fuel from a fuel tank and supplies it to a high pressure pump, a high pressure pump that pressurizes and pumps fuel, and a high pressure pump. There is a pressure accumulator type fuel injection device that includes a common rail that stores fuel and a plurality of fuel injection valves that are connected to the common rail. In this pressure accumulation fuel injection device, the injection pressure is adjusted by controlling the pressure of the common rail (hereinafter referred to as “rail pressure”) in accordance with the operating state of the internal combustion engine, the amount of operation by the driver, and the like.

レール圧の制御は、例えば、低圧ポンプと高圧ポンプとの間の燃料通路に設けられた流量制御弁によって燃料の流量を調節し、高圧ポンプからコモンレールに供給される燃料の流量を調節することによって行われる(以下、この制御を「供給量制御」と称する。)。また、レール圧を制御する別の方法として、コモンレールに接続された圧力制御弁によってコモンレールから排出される燃料の流量を調節する方法もある(以下、この制御を「排出量制御」と称する。)。   The rail pressure is controlled, for example, by adjusting the flow rate of fuel by a flow rate control valve provided in the fuel passage between the low pressure pump and the high pressure pump, and adjusting the flow rate of fuel supplied from the high pressure pump to the common rail. (This control is hereinafter referred to as “supply amount control”). As another method of controlling the rail pressure, there is a method of adjusting the flow rate of fuel discharged from the common rail by a pressure control valve connected to the common rail (hereinafter, this control is referred to as “discharge amount control”). .

供給量制御あるいは排出量制御によるレール圧制御はいずれも、レール圧センサ等によって検出される実際のレール圧(以下「実レール圧」と称する。)が目標圧力となるように制御を行うフィードバック制御によるものである。排出量制御の場合には、コモンレールからの燃料の排出量が調節されるために制御応答性を得やすいが、供給量制御の場合には、流量制御弁の動きによる流量の変動がレール圧に反映されるまでに時間がかかるため制御応答性が低くなりやすい。そのため、供給量制御においては、内燃機関の運転状態や運転者による操作量等に基づいて基準流量を調節するフィードフォワード制御と、目標圧力と実レール圧との偏差に基づくフィードバック制御とを組み合わせて実施する場合がある。   The rail pressure control based on the supply amount control or the discharge amount control is a feedback control that performs control so that the actual rail pressure detected by the rail pressure sensor or the like (hereinafter referred to as “actual rail pressure”) becomes the target pressure. Is due to. In the case of emission control, it is easy to obtain control responsiveness because the amount of fuel discharged from the common rail is adjusted. However, in the case of supply control, the change in flow rate due to the movement of the flow control valve becomes the rail pressure. Since it takes time to be reflected, control responsiveness tends to be low. Therefore, in the supply amount control, a combination of feedforward control that adjusts the reference flow rate based on the operating state of the internal combustion engine, the operation amount by the driver, and the like, and feedback control that is based on the deviation between the target pressure and the actual rail pressure. May be implemented.

ここで、蓄圧式燃料噴射装置に備えられる燃料噴射弁において、噴射孔を開閉するニードル弁の位置は、コモンレールから供給される燃料の圧力を利用して制御されるように構成されている。具体的に、燃料噴射弁は、ニードル弁の後端側に圧力を作用させるための背圧室が形成され、この背圧室に燃料を導入することでニードル弁をバルブシート面にシートさせて噴射孔を閉じる一方、電磁ソレノイド等の背圧制御手段によって背圧室内の燃料の一部をリークさせることでニードル弁をバルブシート面からリフトさせて噴射孔を開くように構成されている。   Here, in the fuel injection valve provided in the pressure accumulation type fuel injection device, the position of the needle valve that opens and closes the injection hole is configured to be controlled using the pressure of the fuel supplied from the common rail. Specifically, in the fuel injection valve, a back pressure chamber for applying pressure to the rear end side of the needle valve is formed. By introducing fuel into the back pressure chamber, the needle valve is seated on the valve seat surface. While closing the injection hole, a part of the fuel in the back pressure chamber is leaked by back pressure control means such as an electromagnetic solenoid so that the needle valve is lifted from the valve seat surface to open the injection hole.

この種の構成の燃料噴射弁において、背圧室からの燃料リーク(以下、この燃料リークを「動的リーク」と称する。)以外に、ニードル弁やバルブピストンの摺動部分の隙間を介して高圧の燃料が低圧側にリークする構造のものがある(以下、この燃料リークを「静的リーク」と称する。)。   In this type of fuel injection valve, in addition to the fuel leak from the back pressure chamber (hereinafter, this fuel leak is referred to as “dynamic leak”), the gap is formed in the sliding portion of the needle valve or valve piston. There is a structure in which high-pressure fuel leaks to the low-pressure side (hereinafter, this fuel leak is referred to as “static leak”).

また、蓄圧式燃料噴射装置に用いられる高圧ポンプは、低圧ポンプによって送られる燃料を加圧室内でプランジャによって加圧してコモンレールに対して圧送するように構成されている。この高圧ポンプにおいても、プランジャの摺動部分の間隙を介して、燃料が低圧側にリークする場合がある(以下、この燃料リークを「ポンプリーク」と称する。)。   Further, the high pressure pump used in the pressure accumulation type fuel injection device is configured to pressurize the fuel sent by the low pressure pump by the plunger in the pressurizing chamber and to feed it to the common rail. Even in this high-pressure pump, the fuel may leak to the low-pressure side through the gap in the sliding portion of the plunger (hereinafter, this fuel leak is referred to as “pump leak”).

燃料噴射弁や高圧ポンプの生産が大量生産によって行われる場合、各製品ごとに加工精度のバラツキが生じて、これらの燃料リーク特性に個体差が生じることは避けられない。また、蓄圧式燃料噴射装置の使用に伴う摺動摩耗等に起因して、これらの燃料リーク特性にバラツキが生じる場合もある。通常、レール圧制御のプログラムは、様々なバラツキ要素についてその中央値等を代表値として用いて構築されている。そのため、燃料噴射弁や高圧ポンプの燃料リーク特性のバラツキは、レール圧制御に大きく影響する。   When the production of fuel injection valves and high-pressure pumps is carried out by mass production, it is inevitable that there will be variations in processing accuracy for each product and individual differences in these fuel leak characteristics. Further, these fuel leak characteristics may vary due to sliding wear or the like associated with the use of the pressure accumulation type fuel injection device. Usually, the rail pressure control program is constructed by using the median value or the like of various variation elements as a representative value. For this reason, variations in the fuel leak characteristics of the fuel injection valve and the high pressure pump greatly affect the rail pressure control.

このような燃料リーク特性等のバラツキを考慮して、対象システムごとの圧力特性を取得できるように構成された燃料噴射圧力制御装置が提案されている。具体的には、吸入調整弁の駆動電流量の可変制御を通じてレール圧力を目標値へフィードバック制御する燃料噴射圧力制御装置であって、レール圧の安定していることを示す所定の安定条件が成立している間に、「燃料消費量=燃料噴射弁による燃料噴射量+燃料リーク量」なる関係式に基づいて、その時の燃料リーク量を求めるプログラムを備えた燃料噴射圧力制御装置が開示されている(特許文献1参照)。   In consideration of such variations in fuel leak characteristics and the like, a fuel injection pressure control apparatus configured to acquire pressure characteristics for each target system has been proposed. Specifically, the fuel injection pressure control device feedback-controls the rail pressure to the target value through variable control of the drive current amount of the intake adjustment valve, and a predetermined stability condition indicating that the rail pressure is stable is established. In the meantime, a fuel injection pressure control device having a program for determining the fuel leak amount at that time based on the relational expression "fuel consumption = fuel injection amount by fuel injection valve + fuel leak amount" is disclosed. (See Patent Document 1).

特開2008−215201号公報 (全文、全図)JP 2008-215201 A (the whole sentence, all figures)

しかしながら、上記特許文献1の燃料噴射圧力制御装置に備えられるプログラムは、燃料噴射が行われている状態において「燃料消費量=燃料噴射弁による燃料噴射量+燃料リーク量」なる関係式に基づいて燃料リーク量を求めるものである。通常、車両の走行状態において燃料噴射が行われている場合、要求トルクは常に変動するため、レール圧が安定した状態となることは稀であり、実際に燃料リーク量を求める制御が実行される頻度は極めて少ないものとなる。   However, the program provided in the fuel injection pressure control device of Patent Document 1 is based on the relational expression “fuel consumption = fuel injection amount by fuel injection valve + fuel leakage amount” in a state where fuel injection is being performed. The amount of fuel leak is obtained. Normally, when fuel injection is performed in the running state of the vehicle, the required torque constantly fluctuates, so it is rare that the rail pressure becomes stable, and control for actually obtaining the fuel leak amount is executed. The frequency is extremely low.

また、レール圧が安定した状態が稀に現れるとしても、燃料噴射状態ではレール圧を自由に変更することができないため、燃料リーク量を求める頻度が少ない中で、大小さまざまな値のレール圧での燃料リーク量を学習するには相当の期間が必要になる。   Also, even if a stable rail pressure appears, the rail pressure cannot be changed freely in the fuel injection state. It takes a considerable period of time to learn the amount of fuel leak.

一方、蓄圧式燃料噴射装置の燃料リークのうち、燃料噴射弁の静的リークやポンプリークは、製造時に生じる個体差や使用による経時劣化によって誤差を生じる可能性が高いだけでなく、誤差の程度にもバラツキが生じやすい。したがって、燃料噴射弁の静的リークやポンプリークはレール圧制御の精度に大きく影響するため、静的リーク及びポンプリークの合計量を正確に把握するだけでもレール圧制御の精度を高めることができる。   On the other hand, among the fuel leaks in the accumulator fuel injector, static leaks and pump leaks in the fuel injectors are not only likely to cause errors due to individual differences during manufacturing and deterioration over time due to use, but also the degree of error Also, variations are likely to occur. Therefore, since the static leak of the fuel injection valve and the pump leak greatly affect the accuracy of the rail pressure control, it is possible to improve the accuracy of the rail pressure control only by accurately grasping the total amount of the static leak and the pump leak. .

また、燃料リーク量は、レール圧制御だけでなく、コモンレールに接続された圧力制御弁の通電量と通過流量との関係を学習するための制御や、コモンレールに備えられた圧力制御弁の異常診断制御を実施する際にも用いられる。そのため、燃料噴射弁の静的リーク及びポンプリークの合計量を正確に把握することは、これらの制御の精度を高めることにもつながる。   In addition to the rail pressure control, the amount of fuel leak is controlled not only for the rail pressure control but also for learning the relationship between the energization amount of the pressure control valve connected to the common rail and the passage flow rate, and for the abnormality diagnosis of the pressure control valve provided for the common rail. It is also used when performing control. Therefore, accurately grasping the total amount of the static leak and the pump leak of the fuel injection valve leads to increasing the accuracy of these controls.

本発明の発明者はこれらの点に着目し、蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を、内燃機関の燃料無噴射状態において所定の制御を実施して燃料リーク量を学習できるように構成することにより上述した問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、燃料噴射弁の静的リーク及びポンプリークの合計量を、高い頻度で、しかも正確に把握することができ、燃料リーク量を利用する種々の制御の精度を高めることができる蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を提供することを目的とする。   The inventor of the present invention pays attention to these points, and configures the control device for the accumulator fuel injection device so that the fuel leak amount can be learned by performing predetermined control in the fuel-free state of the internal combustion engine. The present inventors have found that the above-described problems can be solved and completed the present invention. That is, the present invention can accurately grasp the total amount of static leak and pump leak of the fuel injection valve with high frequency, and can improve the accuracy of various controls using the fuel leak amount. It is an object of the present invention to provide a control device for an accumulator fuel injection device.

本発明によれば、内燃機関の気筒内に供給する燃料を噴射可能な複数の燃料噴射弁と、複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、燃料を加圧するとともに加圧した燃料をコモンレールに圧送する高圧ポンプと、高圧ポンプの加圧室に導入する燃料の流量を調節することでコモンレールに供給する燃料の流量を調節可能な流量制御弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、コモンレールの目標圧力と実際の圧力との偏差に基づく流量制御弁の制御によってコモンレールの圧力のフィードバック制御が可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、内燃機関の運転中において燃料噴射量がゼロとなる燃料無噴射状態を検出する燃料無噴射状態検出手段と、燃料無噴射状態が検出されている間に目標圧力を所定の学習値に変化させる目標圧力変更手段と、目標圧力を学習値に変化させた後、目標圧力と実際の圧力との偏差が所定範囲内の状態であって実際の圧力が安定した状態における流量制御弁の制御パラメータに基づいて燃料リーク量を学習する燃料リーク量学習手段と、を備えることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御装置が提供され、上述した問題を解決することができる。   According to the present invention, a plurality of fuel injection valves capable of injecting fuel to be supplied into a cylinder of an internal combustion engine, a common rail connected to the plurality of fuel injection valves, and pressurizing and pressurizing fuel into the common rail. Used in a pressure-accumulation fuel injection device comprising a high-pressure pump for pressure feeding and a flow rate control valve capable of adjusting the flow rate of fuel supplied to the common rail by adjusting the flow rate of fuel introduced into the pressurizing chamber of the high-pressure pump. In a control device for an accumulator fuel injection system capable of feedback control of a common rail pressure by controlling a flow rate control valve based on a deviation between a common rail target pressure and an actual pressure, the fuel injection amount is zero during operation of the internal combustion engine. A fuel non-injection state detecting means for detecting a fuel non-injection state, and changing the target pressure to a predetermined learning value while the fuel non-injection state is detected After changing the target pressure to the learning value, the control parameter of the flow rate control valve in the state where the deviation between the target pressure and the actual pressure is within the predetermined range and the actual pressure is stable And a fuel leak amount learning means that learns the fuel leak amount based on the control device for the pressure accumulating fuel injection device.

また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、目標圧力変更手段は、燃料無噴射状態が継続する間に目標圧力を異なる複数の学習値に変化させ、燃料リーク量学習手段は、学習値それぞれに対応する燃料リーク量を学習することが好ましい。   Further, in configuring the control device for the accumulator fuel injection device according to the present invention, the target pressure changing means changes the target pressure to a plurality of different learning values while the fuel non-injection state continues, and the fuel leak amount learning means It is preferable to learn the fuel leak amount corresponding to each learning value.

また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、制御装置が、燃料噴射弁から噴射させる燃料の目標噴射量、目標噴射量の燃料噴射を実現するために生じる推定動的リーク量、及びコモンレールの圧力と基準静的リーク量との関係をもとに求められる目標圧力に応じた推定静的リーク量、に基づいて流量制御弁を通過させる燃料の基準流量を算出する基準流量演算手段と、目標圧力と実際の圧力との偏差に基づいて求められる制御パラメータを用いて基準流量を加減算し制御流量を算出する制御流量演算手段と、を備えるとともに、基準流量演算手段は、燃料リーク量学習手段によって学習された燃料リーク量に基づいて基準流量の補正を行うことが好ましい。   Further, when configuring the control device for the pressure accumulator type fuel injection device of the present invention, the control device estimates the target injection amount of fuel to be injected from the fuel injection valve, and the estimated dynamic leak that occurs to realize the fuel injection of the target injection amount. The reference flow rate for calculating the reference flow rate of the fuel that passes through the flow control valve based on the estimated static leak amount corresponding to the target pressure obtained based on the amount and the relationship between the common rail pressure and the reference static leak amount And a control flow rate calculation means for calculating a control flow rate by adding and subtracting a reference flow rate using a control parameter obtained based on a deviation between the target pressure and the actual pressure. It is preferable to correct the reference flow rate based on the fuel leak amount learned by the leak amount learning means.

また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、基準流量演算手段は、基準静的リーク量と学習された燃料リーク量との偏差を用いて基準流量の補正を行うことが好ましい。   Further, when configuring the control device for the pressure accumulator type fuel injection device of the present invention, the reference flow rate calculation means can correct the reference flow rate by using the deviation between the reference static leak amount and the learned fuel leak amount. preferable.

また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置を構成するにあたり、基準流量演算手段は、目標圧力が所定の閾値以上変化したときに基準流量の補正を行うことが好ましい。   In configuring the control device for the pressure accumulator type fuel injection device of the present invention, it is preferable that the reference flow rate calculating means corrects the reference flow rate when the target pressure changes by a predetermined threshold value or more.

本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置は、燃料無噴射状態を利用して燃料リーク量の学習制御を実行するように構成されているため、燃料噴射量や燃料噴射弁の動的リーク量がゼロの状態を利用して、静的リーク及びポンプリークの合計量が正確に求められる。また、学習制御は、車両の走行状態で比較的高い頻度で発生する燃料無噴射状態で実行されるため、燃料リーク量の学習制御を高い頻度で実行することが可能になる。しかも、レール圧が車両の走行性に影響を与えることのない燃料無噴射状態で実行される学習制御であるため、燃料リーク量を学習するレール圧を自由に設定することができ、所望のレール圧での静的リーク及びポンプリークの合計量を学習することができる。したがって、比較的短い期間に大小さまざまな値のレール圧での静的リーク及びポンプリークの合計量を精度良く学習することができ、燃料リーク量を利用する種々の制御の精度を高めることができる。   Since the control device of the accumulator fuel injection device according to the present invention is configured to execute the learning control of the fuel leak amount using the fuel non-injection state, the fuel injection amount and the dynamic leak amount of the fuel injection valve Is used to accurately determine the total amount of static and pump leaks. Further, since the learning control is executed in a fuel-free injection state that occurs at a relatively high frequency in the traveling state of the vehicle, the learning control of the fuel leak amount can be executed at a high frequency. Moreover, since the rail pressure is a learning control that is executed in a fuel-free injection state that does not affect the running performance of the vehicle, the rail pressure for learning the amount of fuel leakage can be set freely, and the desired rail can be set. The total amount of static and pump leaks at pressure can be learned. Therefore, it is possible to accurately learn the total amount of static leaks and pump leaks at various values of rail pressure in a relatively short period of time, and to improve the accuracy of various controls using the fuel leak amount. .

また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、燃料無噴射状態が継続する間に、目標圧力変更手段が目標圧力を異なる複数の学習値に変化させ、燃料リーク量学習手段がそれぞれの学習値での燃料リーク量を学習するように構成することにより、1回の燃料無噴射状態中に複数のレール圧での燃料リーク量が学習され、大小さまざまな値のレール圧での学習を短期間に実行することができるようになる。   Further, in the control device for an accumulator fuel injection device of the present invention, while the fuel non-injection state continues, the target pressure changing means changes the target pressure to a plurality of different learning values, and the fuel leak amount learning means By configuring to learn the amount of fuel leak at the learning value, the amount of fuel leakage at multiple rail pressures is learned during a single fuel-injection state, and learning at different values of rail pressure is possible. Be able to run in a short time.

また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、基準流量演算手段が、燃料リーク量学習手段で学習される燃料リーク量を用いて基準流量を補正するように構成されることにより、コモンレールに供給する燃料の流量のフィードバック制御によってレール圧の制御を行う場合の制御応答性を向上させることができる。   Further, in the control device for an accumulator fuel injection device according to the present invention, the reference flow rate calculation means is configured to correct the reference flow rate using the fuel leak amount learned by the fuel leak amount learning means, whereby the common rail The control responsiveness when the rail pressure is controlled by the feedback control of the flow rate of the fuel supplied to the fuel can be improved.

また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、基準流量演算手段が、基準静的リーク量と学習された燃料リーク量との偏差を用いて基準流量の補正を実行することにより、静的リーク量のバラツキ及びポンプリーク量を考慮した基準流量が精度良く求められる。   Further, in the control device for the accumulator fuel injection device of the present invention, the reference flow rate calculation means performs the correction of the reference flow rate using the deviation between the reference static leak amount and the learned fuel leak amount, thereby reducing the static flow rate. The reference flow rate in consideration of the variation in the static leak amount and the pump leak amount is accurately obtained.

また、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、基準流量演算手段が、レール圧制御の目標圧力が所定の閾値以上変化したときに基準流量の補正を実行することにより、実レール圧と目標圧力との偏差が大きくなる状況でのみ補正が実行されるようになり、制御装置への負荷が軽減される。   Further, in the control device for an accumulator fuel injection device according to the present invention, the reference flow rate calculation means executes the correction of the reference flow rate when the target pressure of the rail pressure control changes by a predetermined threshold value or more, so that the actual rail pressure and The correction is executed only in a situation where the deviation from the target pressure becomes large, and the load on the control device is reduced.

本発明の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射装置の全体構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the whole structure of the pressure accumulation type fuel-injection apparatus concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる蓄圧式燃料噴射装置の制御装置の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the control apparatus of the pressure accumulation type fuel injection apparatus concerning embodiment of this invention. 目標流量演算手段で行われる制御流量の演算処理の方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of the calculation process of the control flow volume performed with a target flow volume calculating means. 燃料リーク量の学習制御を説明するためのタイムチャート図である。It is a time chart for demonstrating learning control of the amount of fuel leaks. 燃料リーク量の学習制御方法を説明するためのフローチャート図である。It is a flowchart for demonstrating the learning control method of a fuel leak amount. 供給量制御によるレール圧制御方法を説明するためのフローチャート図である。It is a flowchart figure for demonstrating the rail pressure control method by supply amount control.

以下、適宜図面を参照して、本発明の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置に関する実施の形態について具体的に説明する。ただし、以下の実施の形態は本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。   Embodiments relating to a control device for an accumulator fuel injection device according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings as appropriate. However, the following embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the present invention.

なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、本明細書において、「流量」の用語は、特別な記述が無い限り単位時間当たりに流通する量(mm3/単位時間)を意味するものとする。 In addition, what attached | subjected the same code | symbol in each figure has shown the same member, and description is abbreviate | omitted suitably. Further, in this specification, the term “flow rate” means an amount (mm 3 / unit time) circulated per unit time unless otherwise specified.

1.蓄圧式燃料噴射装置
図1は、本発明の実施の形態にかかる制御装置70によって制御が行われる蓄圧式燃料噴射装置50の構成例を示す概要図を示している。この蓄圧式燃料噴射装置50は、車両に搭載された内燃機関(本実施形態ではディーゼルエンジン)40の気筒内に燃料を噴射するための装置であり、燃料タンク1と、低圧ポンプ2と、高圧ポンプ5と、コモンレール10と、燃料噴射弁13と、制御装置70等を備えている。
1. Accumulated Fuel Injection Device FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an accumulator fuel injection device 50 that is controlled by the control device 70 according to the embodiment of the present invention. The accumulator fuel injection device 50 is a device for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine (in this embodiment, a diesel engine) 40 mounted on a vehicle. The fuel tank 1, the low pressure pump 2, the high pressure A pump 5, a common rail 10, a fuel injection valve 13, a control device 70, and the like are provided.

このうち、低圧ポンプ2と高圧ポンプ5は低圧燃料通路18で接続され、高圧ポンプ5とコモンレール10、及び、コモンレール10と燃料噴射弁13は、それぞれ高圧燃料通路37、39で接続されている。また、高圧ポンプ5や燃料噴射弁13には、リーク燃料を燃料タンク1に導くためのリターン配管30a・30bが接続されている。ただし、高圧ポンプ5や燃料噴射弁13に接続されたリターン配管30a・30bの一部あるいは全部が、流量制御弁8よりも上流側の低圧燃料通路18に接続された構成であってもよい。   Among these, the low pressure pump 2 and the high pressure pump 5 are connected by a low pressure fuel passage 18, and the high pressure pump 5 and the common rail 10, and the common rail 10 and the fuel injection valve 13 are connected by high pressure fuel passages 37 and 39, respectively. Further, return pipes 30 a and 30 b for guiding leaked fuel to the fuel tank 1 are connected to the high-pressure pump 5 and the fuel injection valve 13. However, a part or all of the return pipes 30 a and 30 b connected to the high pressure pump 5 and the fuel injection valve 13 may be connected to the low pressure fuel passage 18 on the upstream side of the flow rate control valve 8.

低圧ポンプ2は、燃料タンク1内の燃料を吸い上げ、高圧ポンプ5に対して低圧の燃料を供給する。低圧ポンプ2としては、印加する電圧を制御可能な電動式ポンプや、エンジンの出力によって駆動される機械式ポンプが用いられる。   The low pressure pump 2 sucks up fuel in the fuel tank 1 and supplies low pressure fuel to the high pressure pump 5. As the low-pressure pump 2, an electric pump capable of controlling the applied voltage or a mechanical pump driven by an engine output is used.

高圧ポンプ5は、低圧ポンプ2によって送られてくる低圧の燃料を加圧室5a内でプランジャ7によって加圧するとともに、加圧された高圧の燃料をコモンレール10に圧送する。この高圧ポンプ5は、エンジンの出力によって駆動されるように構成されている。   The high-pressure pump 5 pressurizes the low-pressure fuel sent by the low-pressure pump 2 by the plunger 7 in the pressurizing chamber 5 a and also feeds the pressurized high-pressure fuel to the common rail 10. The high-pressure pump 5 is configured to be driven by the output of the engine.

低圧ポンプ2と高圧ポンプ5との間の低圧燃料通路18には、高圧ポンプ5の加圧室5aに供給される燃料の流量を制御する流量制御弁8が備えられている。流量制御弁8は、例えば、供給される電流値の大きさによって弁体のストローク量が調節され、燃料が通過するポートの面積を可変とする電磁比例式制御弁が用いられる。この流量制御弁8は、供給量制御によるレール圧制御に用いられ、制御装置70によって通電制御が行われる。流量制御弁8によって加圧室5aに供給される燃料の流量を調節し、コモンレール10に供給される燃料の流量を調節することで、実レール圧が調節されるようになっている。レール圧制御の具体的な内容は後述する。   A low-pressure fuel passage 18 between the low-pressure pump 2 and the high-pressure pump 5 is provided with a flow rate control valve 8 that controls the flow rate of fuel supplied to the pressurizing chamber 5 a of the high-pressure pump 5. As the flow control valve 8, for example, an electromagnetic proportional control valve is used in which the stroke amount of the valve body is adjusted according to the magnitude of the supplied current value, and the area of the port through which the fuel passes is variable. The flow control valve 8 is used for rail pressure control by supply amount control, and energization control is performed by the control device 70. The actual rail pressure is adjusted by adjusting the flow rate of the fuel supplied to the pressurizing chamber 5 a by the flow rate control valve 8 and adjusting the flow rate of the fuel supplied to the common rail 10. Specific contents of the rail pressure control will be described later.

また、流量制御弁8よりも上流側には圧力調整弁14が接続されている。この圧力制御弁14は、燃料タンク1に通じるリターン配管30aに接続されている。本実施形態において、圧力調整弁14は、前後の差圧、すなわち、低圧燃料通路18内の圧力と、リターン側の圧力との差が所定値を超えた時に開弁されるオーバーフローバルブが用いられている。   A pressure regulating valve 14 is connected upstream of the flow control valve 8. The pressure control valve 14 is connected to a return pipe 30 a that leads to the fuel tank 1. In the present embodiment, the pressure regulating valve 14 is an overflow valve that is opened when the difference between the front and rear pressures, that is, the difference between the pressure in the low pressure fuel passage 18 and the pressure on the return side exceeds a predetermined value. ing.

また、低圧燃料通路18には、燃料温度の検出に用いられる燃料温度センサ15が備えられている。燃料温度センサ15のセンサ信号は制御装置70に送られて燃料温度の演算に用いられる。   The low-pressure fuel passage 18 is provided with a fuel temperature sensor 15 used for detecting the fuel temperature. The sensor signal of the fuel temperature sensor 15 is sent to the control device 70 and used for calculation of the fuel temperature.

コモンレール10は、高圧ポンプ5から圧送される高圧の燃料を一時的に蓄積し、複数の燃料噴射弁13に対して高圧の燃料を供給する。すなわち、レール圧が燃料の噴射圧力となる。このコモンレール10にはレール圧センサ21が取り付けられている。レール圧センサ21のセンサ信号は制御装置70に送られて実レール圧の演算に用いられる。   The common rail 10 temporarily accumulates high-pressure fuel pumped from the high-pressure pump 5 and supplies high-pressure fuel to the plurality of fuel injection valves 13. That is, the rail pressure becomes the fuel injection pressure. A rail pressure sensor 21 is attached to the common rail 10. The sensor signal of the rail pressure sensor 21 is sent to the control device 70 and used for the calculation of the actual rail pressure.

燃料噴射弁13は、噴射孔が設けられたノズルボディと噴射孔を閉塞するニードル弁とを備え、制御装置70による背圧制御部への通電制御によって、ニードル弁の後端側に作用する背圧が逃されることで噴射孔が開かれ、燃料がエンジンの気筒に噴射される。燃料噴射弁13は、例えば、背圧制御部としてソレノイドバルブが備えられた電磁制御型の燃料噴射弁や、背圧制御部としてピエゾ素子が備えられた電歪型の燃料噴射弁が用いられる。この燃料噴射弁13にはリターン配管30bが接続されており、ニードル弁の背圧制御によって生じる動的リークやニードル弁等の摺動部から漏れ出す静的リークは、リターン配管30bを介して燃料タンク1に戻される。   The fuel injection valve 13 includes a nozzle body provided with an injection hole and a needle valve that closes the injection hole. The fuel injection valve 13 is applied to the back pressure control unit by the control device 70 to control the back end of the needle valve. When the pressure is released, the injection hole is opened and fuel is injected into the cylinder of the engine. As the fuel injection valve 13, for example, an electromagnetic control type fuel injection valve provided with a solenoid valve as a back pressure control unit, or an electrostrictive type fuel injection valve provided with a piezo element as a back pressure control unit is used. A return pipe 30b is connected to the fuel injection valve 13, and a dynamic leak caused by back pressure control of the needle valve and a static leak leaking from a sliding portion such as a needle valve are fueled via the return pipe 30b. Returned to tank 1.

なお、本実施形態にかかる蓄圧式燃料噴射装置50の構成は、従来公知のものとなっている。   In addition, the structure of the pressure accumulation type fuel-injection apparatus 50 concerning this embodiment is a conventionally well-known thing.

2.制御装置
図2は、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置70の構成のうち、レール圧制御、燃料噴射制御、及び燃料リーク量の学習制御に関連する部分を機能的なブロックで表したブロック図を示している。
2. Control Device FIG. 2 is a functional block diagram showing portions related to rail pressure control, fuel injection control, and fuel leak amount learning control in the configuration of the control device 70 of the accumulator fuel injection device of this embodiment. A block diagram is shown.

この制御装置70は、公知の構成からなるマイクロコンピュータ(図示せず)を中心に構成されており、レール圧検出手段71と、目標燃料噴射量演算手段72と、燃料噴射弁制御手段73と、目標レール圧演算手段74と、目標流量演算手段75と、流量制御弁制御手段76と、燃料無噴射状態検出手段77と、目標圧力変更手段78と、圧力安定状態検出手段79と、燃料リーク量学習手段80を備えている。これらの各手段は、マイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現されるものである。   The control device 70 is configured around a microcomputer (not shown) having a known configuration, and includes rail pressure detection means 71, target fuel injection amount calculation means 72, fuel injection valve control means 73, Target rail pressure calculation means 74, target flow rate calculation means 75, flow rate control valve control means 76, fuel non-injection state detection means 77, target pressure change means 78, pressure stable state detection means 79, fuel leak amount Learning means 80 is provided. Each of these means is realized by executing a program by a microcomputer.

また、図示しないものの、制御装置70は、蓄圧式燃料噴射装置50に備えられた燃料温度センサ15、車両に備えられたアクセルセンサ、エンジンに備えられた回転数センサやクランク角センサ等から出力されるセンサ信号や、その他のエンジンの運転状態に関する情報を読み込んで、燃料温度Tfやアクセル操作量Acc、機関回転数Ne、クランク角θc等を検出可能になっている。さらに、制御装置70には図示しないRAM(Random Access Memory)等の記憶手段が備えられており、読み込まれる各種の情報や、各手段での演算結果が記憶される。   Although not shown, the control device 70 is output from the fuel temperature sensor 15 provided in the accumulator fuel injection device 50, the accelerator sensor provided in the vehicle, the rotational speed sensor or the crank angle sensor provided in the engine, and the like. It is possible to detect the fuel temperature Tf, the accelerator operation amount Acc, the engine speed Ne, the crank angle θc, etc. Further, the control device 70 is provided with storage means such as a RAM (Random Access Memory) (not shown), and stores various information to be read and the calculation results of each means.

このうち、レール圧検出手段71は、レール圧センサ21のセンサ信号S1を読込み、実レール圧Pactを検出するように構成されている。また、目標燃料噴射量演算手段72は、機関回転数Ne及びアクセル操作量Accを読込み、マップ情報に基づいてエンジンの気筒に噴射する目標燃料噴射量Qtgtを求めることができるように構成されている。   Among these, the rail pressure detecting means 71 is configured to read the sensor signal S1 of the rail pressure sensor 21 and detect the actual rail pressure Pact. Further, the target fuel injection amount calculation means 72 is configured to read the engine speed Ne and the accelerator operation amount Acc and obtain the target fuel injection amount Qtgt to be injected into the engine cylinder based on the map information. .

燃料噴射弁制御手段73は、レール圧検出手段71で検出された実レール圧Pactと目標燃料噴射量演算手段72で求められた目標燃料噴射量Qtgtとを読込み、マップ情報に基づいて燃料噴射弁13の通電量及び通電時間を求め、クランク角θcに応じた噴射タイミングに合わせて燃料噴射弁13の通電制御を実行するように構成されている。   The fuel injection valve control means 73 reads the actual rail pressure Pact detected by the rail pressure detection means 71 and the target fuel injection amount Qtgt obtained by the target fuel injection amount calculation means 72, and based on the map information, the fuel injection valve The energization amount and the energization time of 13 are obtained, and the energization control of the fuel injection valve 13 is executed in accordance with the injection timing according to the crank angle θc.

目標レール圧演算手段74は、機関回転数Neやアクセル操作量Accを読込み、マップ情報に基づいて目標レール圧Ptgtを求めることができるように構成されている。   The target rail pressure calculating means 74 is configured to read the engine speed Ne and the accelerator operation amount Acc and obtain the target rail pressure Ptgt based on the map information.

目標流量演算手段75は、目標レール圧Ptgtと実レール圧Pactとを読込み、実レール圧Pactが目標レール圧Ptgtとなるようにフィードバック制御を実行するように構成されている。本実施形態の制御装置70において、目標流量演算手段75は、流量制御弁8を通過させる燃料の基準流量Fpre-contを求める基準流量演算手段75Aと、目標レール圧Ptgtと実レール圧Pactとの差分ΔPに基づいて基準流量Fpre-contを加減算し流量制御弁8を通過させる燃料の制御流量Fcurrentを算出する制御流量演算手段75Bとを備えている。   The target flow rate calculation means 75 is configured to read the target rail pressure Ptgt and the actual rail pressure Pact and perform feedback control so that the actual rail pressure Pact becomes the target rail pressure Ptgt. In the control device 70 of the present embodiment, the target flow rate calculation means 75 includes a reference flow rate calculation means 75A for obtaining a reference flow rate Fpre-cont of fuel that passes through the flow rate control valve 8, a target rail pressure Ptgt, and an actual rail pressure Pact. And a control flow rate calculation means 75B that calculates a control flow rate Fcurrent of fuel that passes through the flow rate control valve 8 by adding or subtracting the reference flow rate Fpre-cont based on the difference ΔP.

基準流量演算手段75Aは、エンジンの運転状態や運転者の走行要求に関する情報をもとに、コモンレール10に連通する高圧領域から流出する燃料の流量を推定し、その流量に相当する流量の燃料がコモンレール10に補填されるように、流量制御弁8の通過流量をあらかじめ調節する機能を有している。本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置50の構成の場合、コモンレール10に連通する高圧領域から流出する燃料は、燃料噴射弁13から噴射される燃料、燃料噴射弁13の動的リーク及び静的リークからなる。   The reference flow rate calculation means 75A estimates the flow rate of the fuel flowing out from the high pressure region communicating with the common rail 10 based on the information on the engine operating state and the driver's travel request, and the flow rate of fuel corresponding to the flow rate is determined. It has a function of adjusting the passage flow rate of the flow rate control valve 8 in advance so as to be supplemented to the common rail 10. In the case of the configuration of the accumulator fuel injection device 50 of the present embodiment, the fuel flowing out from the high pressure region communicating with the common rail 10 is fuel injected from the fuel injection valve 13, dynamic leak and static leak of the fuel injection valve 13. Consists of.

そのため、本実施形態において、基準流量演算手段75Aは、機関回転数Ne及び目標燃料噴射量Qtgt(mm3)を読込み、マップ情報に基づいて燃料噴射流量Finj(mm3/sec)及び動的リーク流量Fdynamicleak(mm3/sec)を求める。また、基準流量演算手段75Aは、燃料温度Tf及び目標レール圧Ptgtを読込み、これらの情報と基準静的リーク流量FMstaticleak(mm3/sec)との関係を示すマップ情報に基づいて推定静的リーク流量Fstaticleak(mm3/sec)を求める。 Therefore, in the present embodiment, the reference flow rate calculation means 75A reads the engine speed Ne and the target fuel injection amount Qtgt (mm 3 ), and based on the map information, the fuel injection flow rate Finj (mm 3 / sec) and the dynamic leak Obtain the flow rate Fdynamicleak (mm 3 / sec). The reference flow rate calculation means 75A reads the fuel temperature Tf and the target rail pressure Ptgt, and estimates static leak based on map information indicating the relationship between these information and the reference static leak flow rate FMstaticleak (mm 3 / sec). Obtain the flow rate Fstaticleak (mm 3 / sec).

さらに、流量制御弁8の通過流量とコモンレール10に供給される燃料の流量との間には、高圧ポンプ5の加圧室5aからプランジャ7の摺動部分を介してリークするポンプリーク流量Fpumpleakの分の差が生じる。そのため、本実施形態の制御装置70では、算出される燃料噴射流量Finj、動的リーク流量Fdynamicleak及び推定静的リーク流量Fstaticleakを加算するとともに、後述する燃料リーク量学習手段80で学習される燃料リーク流量Fleak(静的リーク及びポンプリークの合計流量)を用いて補正を行い、基準流量Fpre-contを求めるように構成されている。具体的には、学習される燃料リーク流量Fleakと推定静的リーク流量Fstaticleakとの差分ΔFleakを加減算することで基準流量Fpre-contの補正が行われる。   Further, between the passage flow rate of the flow rate control valve 8 and the flow rate of the fuel supplied to the common rail 10, a pump leak flow rate Fpumpleak that leaks from the pressurizing chamber 5 a of the high pressure pump 5 through the sliding portion of the plunger 7. Differences in minutes occur. Therefore, in the control device 70 of the present embodiment, the calculated fuel injection flow rate Finj, the dynamic leak flow rate Fdynamicleak, and the estimated static leak flow rate Fstaticleak are added, and the fuel leak learned by the fuel leak amount learning means 80 described later. Correction is performed using the flow rate Fleak (total flow rate of static leak and pump leak), and the reference flow rate Fpre-cont is obtained. Specifically, the reference flow rate Fpre-cont is corrected by adding or subtracting the difference ΔFleak between the learned fuel leak flow rate Fleak and the estimated static leak flow rate Fstaticleak.

制御流量演算手段75Bは、基準流量演算手段75Aで求められた基準流量Fpre-contに対して、目標レール圧Ptgtと現在の実レール圧Pactとの差分ΔPを解消する分に相当する燃料の流量を加減算して、実際に流量制御弁8の制御を行う際の目標値となる制御流量Fcurrentを求めるように構成されている。すなわち、制御流量演算手段75Bは、差分ΔPに基づいて流量制御弁8を通過する燃料の流量をフィードバック制御する機能を有しており、フィードバック制御はPID制御によって実行されるように構成されている。   The control flow rate calculation means 75B is a flow rate of fuel corresponding to the difference ΔP between the target rail pressure Ptgt and the current actual rail pressure Pact with respect to the reference flow rate Fpre-cont obtained by the reference flow rate calculation means 75A. Are added and subtracted to obtain a control flow rate Fcurrent that is a target value when the flow rate control valve 8 is actually controlled. That is, the control flow rate calculation means 75B has a function of feedback controlling the flow rate of the fuel passing through the flow rate control valve 8 based on the difference ΔP, and the feedback control is configured to be executed by PID control. .

ここで、目標流量演算手段75によって行われる演算処理の基本的な演算ロジックを図3に基づいてさらに詳細に説明する。この演算ロジックは一定のサイクルごとに繰り返し実行されるものとなっている。   Here, the basic calculation logic of the calculation process performed by the target flow rate calculation means 75 will be described in more detail based on FIG. This arithmetic logic is repeatedly executed every fixed cycle.

この演算ロジックにおいては、まず、機関回転数Ne及び目標燃料噴射量Qtgt(mm3)に基づいて燃料噴射流量Finj(mm3/sec)と燃料噴射弁13に生じる動的リーク流量Fdynamicleak(mm3/sec)とを求めるとともに、燃料温度Tf及び目標レール圧Ptgtに基づいて燃料噴射弁13からの推定静的リーク流量Fstaticleak(mm3/sec)を求める。 In this calculation logic, first, based on the engine speed Ne and the target fuel injection amount Qtgt (mm 3 ), the fuel injection flow rate Finj (mm 3 / sec) and the dynamic leak flow rate Fdynamicleak (mm 3 generated in the fuel injection valve 13). / sec) and an estimated static leak flow Fstaticleak (mm 3 / sec) from the fuel injection valve 13 based on the fuel temperature Tf and the target rail pressure Ptgt.

そして、これらの燃料噴射流量Finj、動的リーク流量Fdynamicleak及び推定静的リーク流量Fstaticleakを加算するとともに、さらに、学習される燃料リーク流量Fleak(静的リークとポンプリークとの合計流量)と推定静的リーク流量Fstaticleakとの差分ΔFleakを加減算して、基準流量Fpre-contを求める。   The fuel injection flow rate Finj, dynamic leak flow rate Fdynamicleak, and estimated static leak flow rate Fstaticleak are added, and the learned fuel leak flow rate Fleak (the total flow rate of static leak and pump leak) and the estimated static The reference flow rate Fpre-cont is obtained by adding or subtracting the difference ΔFleak from the static leak flow rate Fstaticleak.

さらに、目標レール圧Ptgtと現在の実レール圧Pactとの偏差ΔPを求めるとともに、この偏差ΔPを解消する分の燃料の流量FpidをPID制御によって求め、このPID制御の出力結果である流量Fpidを基準流量Fpre-contに対して加減算することで、制御流量Fcurrentを求める。   Further, the deviation ΔP between the target rail pressure Ptgt and the current actual rail pressure Pact is obtained, and the flow rate Fpid of the fuel for eliminating the deviation ΔP is obtained by PID control, and the flow rate Fpid that is the output result of this PID control is obtained. The control flow rate Fcurrent is obtained by adding / subtracting to the reference flow rate Fpre-cont.

目標レール圧Ptgtがある値に設定される場合、基準流量Fpre-contはフィードフォワード制御によって一定の値に維持される一方、制御流量Fcurrentは、フィードバック制御によって、実レール圧Pactが目標レール圧Ptgtに近付くにつれて次第に安定するようになる。   When the target rail pressure Ptgt is set to a certain value, the reference flow rate Fpre-cont is maintained at a constant value by feedforward control, while the control flow rate Fcurrent is controlled by the feedback control so that the actual rail pressure Pact becomes the target rail pressure Ptgt. It gradually becomes more stable as it approaches.

図2に戻り、流量制御弁制御手段76は、目標流量演算手段75で求められた制御流量Fcurrentに基づいて通電量Ameunを求めて、流量制御弁8の通電制御を実行するように構成されている。   Returning to FIG. 2, the flow rate control valve control means 76 is configured to obtain the energization amount Ameun based on the control flow rate Fcurrent obtained by the target flow rate calculation means 75 and execute the energization control of the flow rate control valve 8. Yes.

ここまでに説明した各手段は、エンジンの運転状態における燃料噴射弁13の制御や流量制御弁8の制御を実行するために用いられる手段である。一方、燃料無噴射状態検出手段77、目標圧力変更手段78、圧力安定状態検出手段79、及び燃料リーク量学習手段80は、主として、燃料リーク流量Fleak(静的リーク及びポンプリークの合計流量)の学習制御を実行するために用いられるものとなっている。   Each means described so far is a means used for executing control of the fuel injection valve 13 and control of the flow rate control valve 8 in the operating state of the engine. On the other hand, the fuel non-injection state detecting unit 77, the target pressure changing unit 78, the pressure stable state detecting unit 79, and the fuel leak amount learning unit 80 mainly have a fuel leak flow rate Fleak (total flow rate of static leak and pump leak). It is used to execute learning control.

燃料無噴射状態検出手段77は、目標燃料噴射量演算手段72で算出される目標燃料噴射量Qtgtを読込み、エンジンの燃料無噴射状態を検出する。燃料無噴射状態は、主としてアクセルの踏込みが解除された場合に発生する。   The fuel non-injection state detection unit 77 reads the target fuel injection amount Qtgt calculated by the target fuel injection amount calculation unit 72 and detects the fuel non-injection state of the engine. The fuel non-injection state mainly occurs when the accelerator is released.

目標圧力変更手段78は、燃料無噴射状態が検出されたときに、実レール圧Pactが燃料リーク流量Fleakを学習するレール圧(以下、このレール圧を「学習レール圧」と称する。)Pstudyとなるように、目標レール圧Ptgtを学習レール圧Pstudyに変更するよう目標レール圧演算手段74に指示を送るように構成されている。この目標圧力変更手段78による目標レール圧Ptgtの変更は、流量制御弁8の通過流量を変化させるために実行される。   The target pressure changing means 78 is a rail pressure at which the actual rail pressure Pact learns the fuel leak flow rate Fleak when the non-fuel injection state is detected (hereinafter, this rail pressure is referred to as “learning rail pressure”) Pstudy. In this way, an instruction is sent to the target rail pressure calculation means 74 so as to change the target rail pressure Ptgt to the learned rail pressure Pstudy. The change of the target rail pressure Ptgt by the target pressure changing means 78 is executed in order to change the passage flow rate of the flow rate control valve 8.

設定される学習レール圧Pstudyの値は、車両の走行状態で実際に制御され得るレール圧の値のうち、変更前に設定されている目標レール圧Ptgtとは異なる値が選択され、所定の順序で、あるいは、ランダムに繰り返し設定される。また、目標レール圧Ptgtは、一回の燃料無噴射状態ごとに一回変更されてもよいし、燃料無噴射状態が継続する間、所定の時間ごと、あるいは、燃料リーク流量Fleakの学習が完了するごとに、複数回変更されるようにしてもよい。本実施形態の制御装置70において、目標圧力変更手段78は、燃料無噴射状態が継続する間、段階的に目標レール圧Ptgtを上昇又は下降させて変更し続けるように構成されている。   As the value of the learning rail pressure Pstudy to be set, a value different from the target rail pressure Ptgt set before the change is selected from among the rail pressure values that can be actually controlled in the running state of the vehicle, and in a predetermined order. Or, it is set repeatedly at random. Further, the target rail pressure Ptgt may be changed once for each no-injection state of fuel, or learning of the fuel leak flow rate Fleak is completed every predetermined time or while the no-injection state of fuel continues. You may make it change in multiple times whenever it does. In the control device 70 of the present embodiment, the target pressure changing means 78 is configured to continuously change the target rail pressure Ptgt by raising or lowering it stepwise while the non-fuel injection state continues.

圧力安定状態検出手段79は、目標圧力変更手段78によって目標レール圧Ptgtが変更された後、実レール圧Pactと目標レール圧Pactとの偏差ΔPが所定範囲内の値となり、かつ、PID制御の出力結果が安定していることを検出することによって、実レール圧Pactの安定状態を検出するように構成されている。実レール圧Pactの安定状態を検出することで、ある学習レール圧Pstudyでの燃料リーク流量Fleakを正確に学習することができるようになる。実レール圧Pactの安定状態を計るための範囲内の閾値ΔP0は補正結果の精度と、学習制御に要する時間とのバランスを考慮して適宜設定することができる。一例として、偏差ΔPの閾値ΔP0を0.5MPaとすることができる。   After the target rail pressure Ptgt is changed by the target pressure changing means 78, the pressure stable state detecting means 79 has a deviation ΔP between the actual rail pressure Pact and the target rail pressure Pact within a predetermined range, and PID control. By detecting that the output result is stable, the stable state of the actual rail pressure Pact is detected. By detecting the stable state of the actual rail pressure Pact, the fuel leak flow rate Fleak at a certain learning rail pressure Pstudy can be accurately learned. The threshold value ΔP0 within the range for measuring the stable state of the actual rail pressure Pact can be appropriately set in consideration of the balance between the accuracy of the correction result and the time required for learning control. As an example, the threshold value ΔP0 of the deviation ΔP can be set to 0.5 MPa.

ただし、目標レール圧Ptgtを変更してから、実レール圧Pactと目標レール圧Ptgtとの偏差ΔPが所定範囲内となって実レール圧Pactが安定するまでの時間をあらかじめ想定できるのであれば、圧力安定状態検出手段79は省略されていてもよい。この場合には、燃料リーク量Fleakを学習するタイミングがあらかじめ設定される。   However, if the time from when the target rail pressure Ptgt is changed to when the deviation ΔP between the actual rail pressure Pact and the target rail pressure Ptgt is within a predetermined range and the actual rail pressure Pact is stabilized can be assumed in advance. The stable pressure state detecting means 79 may be omitted. In this case, the timing for learning the fuel leak amount Fleak is set in advance.

燃料リーク量学習手段80は、圧力安定状態検出手段79によって実レール圧Pactの安定状態が検出されると、目標流量演算手段75の制御流量演算手段75Bによって実行されているPID制御のI項(積分項)を読込み、その値を、設定されている学習レール圧Pstudyでの燃料リーク流量(静的リークとポンプリークの合計流量)Fleakと推定静的リーク流量Fstaticleakとの差分ΔFleakとして学習するようになっている。本実施形態において、燃料リーク量学習手段80は、同時に学習時の燃料温度Tfを読込み、所定の燃料温度Tf、かつ、所定の学習レール圧Pstudyにおけるリーク流量の差分ΔFleakを学習するようになっている。   When the stable state of the actual rail pressure Pact is detected by the pressure stable state detecting means 79, the fuel leak amount learning means 80 is an I term (PID control) executed by the control flow rate calculating means 75B of the target flow rate calculating means 75. The integral term) is read and the value is learned as the difference ΔFleak between the fuel leak flow rate (the total flow rate of static leak and pump leak) Fleak and the estimated static leak flow rate Fstaticleak at the set learning rail pressure Pstudy It has become. In the present embodiment, the fuel leak amount learning means 80 simultaneously reads the fuel temperature Tf at the time of learning, and learns the difference ΔFleak of the leak flow rate at a predetermined fuel temperature Tf and a predetermined learning rail pressure Pstudy. Yes.

また、本実施形態において、燃料リーク量学習手段80は、実レール圧Pactの安定状態にある間に、PID制御のI項を複数回読込み、読み込まれた値の平均を差分ΔFleakとして学習するように構成されている。流量制御弁8を通過する燃料の流量のPID制御におけるI項がリーク流量の差分ΔFleakとして学習できる点について、以下、図4を参照しながら説明する。   In the present embodiment, the fuel leak amount learning means 80 reads the I term of PID control a plurality of times and learns the average of the read values as the difference ΔFleak while the actual rail pressure Pact is in a stable state. It is configured. Hereinafter, the point that the I term in the PID control of the flow rate of the fuel passing through the flow rate control valve 8 can be learned as the difference ΔFleak in the leak flow rate will be described with reference to FIG.

図4は、燃料無噴射状態で目標レール圧Ptgtを段階的に変化させた場合における、目標レール圧Ptgt、実レール圧Pact、制御装置70にあらかじめ記憶されている基準静的リーク流量FMstaticleak、流量制御弁8の制御流量Fcurrent、PID制御のP項Fmeun-p、PID制御のI項Fmeun-iの推移を示している。   FIG. 4 shows the target rail pressure Ptgt, the actual rail pressure Pact, the reference static leak flow rate FMstaticleak stored in advance in the control device 70, and the flow rate when the target rail pressure Ptgt is changed stepwise in the no fuel injection state. The transition of the control flow rate Fcurrent of the control valve 8, the P term Fmeun-p of PID control, and the I term Fmeun-i of PID control is shown.

燃料無噴射状態においては、燃料噴射流量Finj及び動的リーク流量Fdynamicleakがゼロであることから、流量制御弁8を通過した燃料のうち、コモンレール10に保持されずに低圧側に流出する燃料は、ポンプリーク及び燃料噴射弁13の静的リークによるものだけである。そのため、燃料無噴射状態においては、流量制御弁8の制御流量Fcurrentは燃料リーク流量(ポンプリークと静的リークの合計流量)Fleakと一致する。また、目標レール圧Ptgtと実レール圧Pactとの差分ΔPがゼロに近い状態においてはP項Fmeun-pがほぼゼロになることから、I項Fmeun-iが、制御流量Fcurrentと記憶された基準静的リーク流量FMstaticleakとの差分ΔFleakを表すことになる。   In the fuel non-injection state, the fuel injection flow rate Finj and the dynamic leak flow rate Fdynamicleak are zero. Therefore, of the fuel that has passed through the flow control valve 8, the fuel that flows out to the low pressure side without being held by the common rail 10 is It is only due to the pump leak and the static leak of the fuel injection valve 13. Therefore, in the no fuel injection state, the control flow rate Fcurrent of the flow rate control valve 8 coincides with the fuel leak flow rate (the total flow rate of pump leak and static leak) Fleak. In addition, in the state where the difference ΔP between the target rail pressure Ptgt and the actual rail pressure Pact is close to zero, the P term Fmeun-p is almost zero. Therefore, the I term Fmeun-i is stored as the control flow rate Fcurrent. The difference ΔFleak from the static leak flow rate FMstaticleak is expressed.

図4中、点線で示される四角で囲まれた期間において実レール圧Pactが安定した状態にある。燃料リーク量学習手段80は、この期間内にPID制御のI項Fmeun-iを読込み、その値を各学習レール圧Pstudy1〜Pstudy5における差分ΔFleak1〜ΔFleak5として学習する。この図4の例では、ある学習レール圧Pstudyでの燃料リーク流量Fleak及び差分ΔFleakの学習が3〜5秒程度で実施され、約30秒の間に目標レール圧Ptgtが6回変更されており、一回の燃料無噴射状態中に、複数の学習レール圧Pstudyでの学習が可能であることが理解される。   In FIG. 4, the actual rail pressure Pact is in a stable state during a period surrounded by a square indicated by a dotted line. The fuel leak amount learning means 80 reads the I-term Fmeun-i of PID control within this period, and learns the value as the differences ΔFleak1 to ΔFleak5 in the respective learning rail pressures Pstudy1 to Pstudy5. In the example of FIG. 4, learning of the fuel leak flow rate Fleak and the difference ΔFleak at a certain learning rail pressure Pstudy is performed in about 3 to 5 seconds, and the target rail pressure Ptgt is changed 6 times in about 30 seconds. It is understood that learning with a plurality of learning rail pressures Pstudy is possible during a single fuel non-injection state.

このようにして学習される燃料リーク流量Fleakと基準静的リーク流量FMstaticleakとの差分ΔFleakを、基準流量演算手段75Aにおける基準流量Fpre-contの補正値として用いることによって、目標レール圧Ptgtを変化させた直後から、コモンレール10に補填される燃料の流量が精度良く調節される。その結果、目標レール圧Ptgtと実レール圧Pactとの差分ΔPに基づくフィードバック制御によって、実レール圧Pactを目標レール圧Ptgtに近似させる時間を短くできる。また、コモンレール10に補填される燃料の流量が精度良く調節されることで、目標レール圧Ptgtが変化した場合であっても、実レール圧Pactと目標レール圧Ptgtとの差分ΔPが著しく大きくなることがなくなり、オーバーシュートやアンダーシュートが低減され、レール圧制御を精度よく実施することができるようになる。   The difference ΔFleak between the fuel leak flow rate Fleak and the reference static leak flow rate FMstaticleak learned in this way is used as a correction value for the reference flow rate Fpre-cont in the reference flow rate calculation means 75A, thereby changing the target rail pressure Ptgt. Immediately after, the flow rate of the fuel supplemented to the common rail 10 is adjusted with high accuracy. As a result, the time for approximating the actual rail pressure Pact to the target rail pressure Ptgt can be shortened by feedback control based on the difference ΔP between the target rail pressure Ptgt and the actual rail pressure Pact. Further, by accurately adjusting the flow rate of the fuel supplemented to the common rail 10, even when the target rail pressure Ptgt changes, the difference ΔP between the actual rail pressure Pact and the target rail pressure Ptgt becomes remarkably large. Thus, overshoot and undershoot are reduced, and rail pressure control can be performed with high accuracy.

3.制御フロー
次に、本実施形態の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置70によって実施される燃料リーク量(静的リーク及びポンプリークの合計量)の学習制御及び流量制御弁によるレール圧制御について、図5及び図6のフローチャート図に基づいて詳細に説明する。
3. Control Flow Next, the learning control of the fuel leak amount (total amount of static leak and pump leak) and the rail pressure control by the flow control valve, which are executed by the control device 70 of the accumulator fuel injection device of the present embodiment, are shown in FIG. This will be described in detail with reference to FIGS.

(1)燃料リーク量の学習制御方法
まず、図5のフローチャートに基づいて、燃料リーク量の学習制御について説明する。なお、この学習制御は、エンジンの運転中において常時実行されてもよく、あるいは、所定の期間ごとに割り込んで実行されてもよい。
(1) Fuel Leak Amount Learning Control Method First, fuel leak amount learning control will be described based on the flowchart of FIG. Note that this learning control may be executed all the time during the operation of the engine, or may be executed by interruption every predetermined period.

スタート後のステップS1において、エンジンが燃料無噴射状態となっているか否かが判別される。燃料無噴射状態となっていなければステップS14に進み、学習完了フラグが立てられているか否かが判別される。学習完了フラグが立てられている場合にはそのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る一方、学習完了フラグが立てられていない場合には、ステップS15で学習完了フラグを立てた後に本ルーチンを終了してスタートに戻る。   In step S1 after the start, it is determined whether or not the engine is in a non-fuel injection state. If it is not in the no fuel injection state, the process proceeds to step S14, and it is determined whether or not a learning completion flag is set. If the learning completion flag is set, the routine is terminated and the routine returns to the start. On the other hand, if the learning completion flag is not set, the routine is ended after setting the learning completion flag in step S15. Return to the start.

一方、ステップS1で燃料無噴射状態となっている場合には、ステップS2に進み、学習完了フラグが立てられているか否かが判別される。学習完了フラグが立てられている場合には、ステップS3で学習完了フラグをリセットした後、ステップS4で、燃料リーク流量Fleakを学習する学習レール圧Pstudyを選択し、ステップS5で、目標レール圧Ptgtを学習レール圧Pstudyに設定して、ステップS6に進む。一方、ステップS2で学習完了フラグが立てられていない場合には、そのままステップS6に進む。   On the other hand, if it is determined in step S1 that there is no fuel injection, the process proceeds to step S2 where it is determined whether a learning completion flag is set. When the learning completion flag is set, after resetting the learning completion flag in step S3, the learning rail pressure Pstudy for learning the fuel leak flow rate Fleak is selected in step S4, and in step S5, the target rail pressure Ptgt is selected. Is set to the learning rail pressure Pstudy, and the process proceeds to step S6. On the other hand, if the learning completion flag is not set in step S2, the process proceeds directly to step S6.

ステップS6では、実レール圧Pactを検出するとともに、実レール圧Pactと目標レール圧Ptgtとの差分ΔPが所定範囲内となっているか否かが判別される。差分ΔPが所定範囲内となっていない場合にはそのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る一方、差分ΔPが所定範囲内となっている場合には、ステップS7に進み、流量制御手段75で実行されているPID制御の出力結果であるリーク量の差分ΔFleakが安定した状態であるか否かが判別される。   In step S6, the actual rail pressure Pact is detected, and it is determined whether or not the difference ΔP between the actual rail pressure Pact and the target rail pressure Ptgt is within a predetermined range. If the difference ΔP is not within the predetermined range, the routine is terminated and the process returns to the start. On the other hand, if the difference ΔP is within the predetermined range, the process proceeds to step S7 and is executed by the flow rate control means 75. It is determined whether or not the leak amount difference ΔFleak, which is the output result of the PID control being performed, is in a stable state.

リーク量の差分Fleakが安定した状態になければそのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る一方、リーク量の差分ΔFleakが安定した状態である場合には、ステップS8に進み、実際に流量制御弁8に通電されている電流値Acurrentが、流量制御弁制御手段76で演算された通電量Ameunと近似しているか否かが判別される。   If the leak amount difference Fleak is not in a stable state, the routine is terminated and the process returns to the start. On the other hand, if the leak amount difference ΔFleak is in a stable state, the process proceeds to step S8, and the flow control valve 8 is actually operated. It is determined whether or not the current value Acurrent that is energized is close to the energization amount Ameun calculated by the flow control valve control means 76.

通電されている電流値Acurrentが演算された通電量Ameunと近似していない場合にはそのまま本ルーチンを終了してスタートに戻る一方、電流値Acurrentが演算された通電量Ameunと近似している場合にはステップS9に進む。ステップS6〜ステップS8までのステップは、実レール圧Pactが安定状態となっているか否かを判別するためのステップである。   When the energized current value Acurrent is not close to the calculated energization amount Ameun, this routine is terminated and the process returns to the start, while the current value Acurrent is approximated to the calculated energization amount Ameun. The process proceeds to step S9. Steps S6 to S8 are steps for determining whether or not the actual rail pressure Pact is in a stable state.

ステップS6〜ステップS8までのステップですべてYESと判定されて進んだステップS9では、燃料温度Tf及び流量制御手段75のPID制御で算出されているI項を読み込む。このときのI項はリーク量の差分ΔFleakと一致している。次いで、ステップS10でカウンタを1進めた後、ステップS11でカウンタ値が所定の閾値N0に到達したか否かが判別される。   In step S9, which is determined as YES in all steps from step S6 to step S8, the I term calculated by the fuel temperature Tf and the PID control of the flow rate control means 75 is read. The I term at this time coincides with the leak amount difference ΔFleak. Next, after the counter is advanced by 1 in step S10, it is determined in step S11 whether or not the counter value has reached a predetermined threshold value N0.

カウンタ値が閾値N0に到達していなければ本ルーチンを終了してスタートに戻る一方、カウンタ値が閾値N0に到達している場合には、ステップS12に進み、読み込まれたN0個のI項(ΔFleak)の値の平均値を算出して、今回設定した学習レール圧Pstudy、かつ、検出された燃料温度Tfでの燃料リーク流量の差分ΔFleak(Pstudy,Tf)として記憶されている情報を更新する。その後、ステップS13において、カウンタをリセットするとともに、学習完了フラグを立てて本ルーチンを終了し、スタートに戻る。 If the counter value has not reached the threshold value N0, the routine ends and the process returns to the start. On the other hand, if the counter value has reached the threshold value N0, the process proceeds to step S12, and the N0 I terms ( The average value of ΔFleak) is calculated, and the information stored as the learning rail pressure Pstudy set this time and the difference ΔFleak (Pstudy, Tf) of the fuel leak flow rate at the detected fuel temperature Tf is updated. . Thereafter, in step S13, the counter is reset and a learning completion flag is set to end the present routine and return to the start.

燃料無噴射状態が検出されるごとに学習レール圧Pstudyを変えながら、あるいは、一回の燃料無噴射状態中に学習レール圧Pstudyを複数回変えながら、大小さまざまなレール圧での燃料リーク流量Fleakあるいはリーク流量の差分ΔFleakを学習することにより、短期間でそれぞれのレール圧での燃料リーク流量Fleakあるいはリーク流量の差分ΔFleakを学習することができる。   While changing the learning rail pressure Pstudy every time no fuel injection is detected, or changing the learning rail pressure Pstudy multiple times during one fuel injection, the fuel leak flow rate Fleak at various rail pressures Alternatively, by learning the leak flow difference ΔFleak, it is possible to learn the fuel leak flow rate Fleak at each rail pressure or the leak flow difference ΔFleak in a short period of time.

また、本実施形態においては、燃料温度Tfごとに学習レール圧Pstudyと燃料リーク流量Fleakあるいはリーク流量の差分ΔFleakを学習するようになっているため、燃料温度Tfの違いに起因する粘度のバラツキによる流量のバラツキも含めて学習される。したがって、大小さまざまなレール圧における燃料リーク流量Fleakあるいはリーク流量の差分ΔFleakを、常に正確に把握しておくことができるようになる。   Further, in the present embodiment, the learning rail pressure Pstudy and the fuel leak flow rate Fleak or the difference ΔFleak between the leak flow rates are learned for each fuel temperature Tf. Therefore, due to the viscosity variation due to the difference in the fuel temperature Tf. Learning including variations in flow rate. Therefore, the fuel leak flow rate Fleak or the difference ΔFleak of the leak flow rate at various rail pressures can be always accurately grasped.

(2)供給量制御によるレール圧制御方法
次に、図6のフローチャートに基づいて、流量制御弁8によるレール圧制御について説明する。なお、この学習制御は、エンジンの運転中において、所定のサイクルおきに常時実行されるようになっている。
(2) Rail Pressure Control Method by Supply Amount Control Next, rail pressure control by the flow control valve 8 will be described based on the flowchart of FIG. This learning control is always executed every predetermined cycle during engine operation.

スタート後のステップS21で、機関回転数Ne、アクセル操作量Acc、燃料温度Tf、実レール圧Pactを検出する。次いで、ステップS22で、機関回転数Ne及びアクセル操作量Accに基づいて目標燃料噴射量Qtgtを算出する。次いで、ステップS23では、目標燃料噴射量Qtgt及びアクセル操作量Accに基づいて目標レール圧Ptgtを算出する。   In step S21 after the start, the engine speed Ne, the accelerator operation amount Acc, the fuel temperature Tf, and the actual rail pressure Pact are detected. Next, in step S22, a target fuel injection amount Qtgt is calculated based on the engine speed Ne and the accelerator operation amount Acc. Next, in step S23, a target rail pressure Ptgt is calculated based on the target fuel injection amount Qtgt and the accelerator operation amount Acc.

次いで、ステップS24で、機関回転数Ne及び目標燃料噴射量Qtgtに基づいて、燃料噴射流量Finj及び動的リーク流量Fdynamicleakを算出するとともに、ステップS25で、燃料温度Tf及び目標レール圧Ptgtに基づいて推定静的リーク流量Fstaticleakを算出する。さらに、ステップS26で、目標レール圧Ptgtに対応する燃料リーク流量の差分ΔFleakを読み込んだ後、ステップS27で、燃料噴射流量Finj、動的リーク流量Fdynamicleak、推定静的リークFstaticleak、及び燃料リーク流量の差分ΔFleakを加算して、基準流量ΔFpre-contを算出する。   Next, in step S24, the fuel injection flow rate Finj and the dynamic leak flow rate Fdynamicleak are calculated based on the engine speed Ne and the target fuel injection amount Qtgt. In step S25, the fuel temperature Tf and the target rail pressure Ptgt are calculated. Calculate the estimated static leak flow rate Fstaticleak. In step S26, the fuel leak flow rate difference ΔFleak corresponding to the target rail pressure Ptgt is read. In step S27, the fuel injection flow rate Finj, dynamic leak flow rate Fdynamicleak, estimated static leak Fstaticleak, and fuel leak flow rate are calculated. The difference ΔFleak is added to calculate the reference flow rate ΔFpre-cont.

次いで、ステップS28で、目標レール圧Ptgtと実レール圧Pactとの差分ΔPを算出した後、ステップS29で、差分ΔPに基づくPID制御によって流量のフィードバック制御値(差分ΔPを解消する分の燃料の流量)ΔFpidを算出する。ステップS30では、ステップS29で求めた制御値ΔFpidを、ステップS27で求めた基準流量Fpre-contに対して加減算し、流量制御弁8の通過流量の目標値である制御流量Fcurrentを算出する。   Next, after calculating the difference ΔP between the target rail pressure Ptgt and the actual rail pressure Pact in step S28, in step S29, the flow rate feedback control value (the amount of fuel corresponding to the difference ΔP is eliminated) by PID control based on the difference ΔP. Flow rate) Calculate ΔFpid. In step S30, the control value ΔFpid obtained in step S29 is added to or subtracted from the reference flow rate Fpre-cont obtained in step S27 to calculate a control flow rate Fcurrent that is a target value for the passage flow rate of the flow rate control valve 8.

次いで、ステップS31で、制御流量Fcurrentに基づいて、流量制御弁8への通電量Ameunを算出し、ステップS32で、流量制御弁8に通電を行うアクチュエータに対して通電指示を行った後、本ルーチンを終了してスタートに戻る。   Next, in step S31, an energization amount Ameun to the flow control valve 8 is calculated based on the control flow rate Fcurrent, and in step S32, an energization instruction is given to the actuator that energizes the flow control valve 8. End routine and return to start.

この制御フローが繰り返されることによって、目標レール圧Ptgtが変化した後、実レール圧Pactが次第に目標レール圧Ptgtへと近づけられるが、本実施形態の制御装置70では、実際に発生している静的リーク及びポンプリークを考慮して基準流量Fpre-contの補正が行われているために、目標レール圧Ptgtが変化した場合であっても、目標レール圧Ptgtと実レール圧Pactとの差分ΔPが著しく大きくなることが避けられる。   By repeating this control flow, after the target rail pressure Ptgt is changed, the actual rail pressure Pact is gradually brought closer to the target rail pressure Ptgt. However, in the control device 70 of the present embodiment, the static The difference between the target rail pressure Ptgt and the actual rail pressure Pact even if the target rail pressure Ptgt is changed because the reference flow rate Fpre-cont is corrected in consideration of the static leak and the pump leak. Is avoided from becoming significantly large.

したがって、オーバーシュートやアンダーシュートが発生するおそれが低減されるとともに、フィードバック制御によって、短時間のうちに実レール圧Pactを目標レール圧Ptgtに近づけることができるようになる。   Accordingly, the possibility of occurrence of overshoot or undershoot is reduced, and the actual rail pressure Pact can be brought close to the target rail pressure Ptgt in a short time by feedback control.

また、流量制御弁8の通過流量を求める際の基準流量Fpre-contの補正が精度よく実施されるようになれば、流量制御弁8のフィードフォワード制御のみが実施される場合であっても、レール圧制御の精度の向上が図られるようになる。   Further, if the correction of the reference flow rate Fpre-cont at the time of obtaining the passage flow rate of the flow rate control valve 8 is accurately performed, even if only the feedforward control of the flow rate control valve 8 is performed, The accuracy of rail pressure control can be improved.

4.応用例
目標レール圧Ptgtと実レール圧Pactとの差分ΔPに基づくフィードバック制御が実施される場合には、目標レール圧Ptgtが変化させられたときにその差分ΔPが大きくなる。また、その目標レール圧Ptgtの変化量が大きいほど、生じる差分ΔPがより大きくなりやすい。そのため、上述した燃料リーク流量Fleakの学習制御によって得られた差分ΔFleakを用いた基準流量Fpre-contの補正を、目標レール圧Ptgtが所定の閾値以上変化したときにのみ実施するようにしてもよい。
4). Application Example When feedback control based on the difference ΔP between the target rail pressure Ptgt and the actual rail pressure Pact is performed, the difference ΔP increases when the target rail pressure Ptgt is changed. Further, the larger the change amount of the target rail pressure Ptgt, the greater the difference ΔP that occurs. Therefore, the correction of the reference flow rate Fpre-cont using the difference ΔFleak obtained by the learning control of the fuel leak flow rate Fleak described above may be performed only when the target rail pressure Ptgt changes by a predetermined threshold value or more. .

また、上述の実施の形態で説明した蓄圧式燃料噴射装置50において、コモンレール10には、レール圧が所定の開弁圧を超えたときにコモンレール10内の燃料の一部を排出するチェック弁や、通電量の制御によってコモンレール10から排出する燃料の流量を調節することでレール圧を調節する圧力制御弁が備えられていてもよい。チェック弁が備えられている場合であっても、燃料リーク量の学習制御や、供給量制御によるレール圧制御に関しては、すでに説明した内容と同様に実施することができる。また、圧力制御弁が備えられている場合には、燃料リーク量の学習制御や、供給量制御によるレール圧制御を実施する場合において、圧力制御弁を閉じた状態で維持する以外は、すでに説明した内容と同様に実施することができる。   In the accumulator fuel injection device 50 described in the above embodiment, the common rail 10 includes a check valve that discharges a part of the fuel in the common rail 10 when the rail pressure exceeds a predetermined valve opening pressure. A pressure control valve that adjusts the rail pressure by adjusting the flow rate of the fuel discharged from the common rail 10 by controlling the energization amount may be provided. Even when the check valve is provided, the learning control of the fuel leak amount and the rail pressure control by the supply amount control can be performed in the same manner as already described. In the case where a pressure control valve is provided, in the case where the learning control of the fuel leak amount and the rail pressure control by the supply amount control are performed, the description has already been given except that the pressure control valve is kept closed. It can be implemented in the same manner as described above.

さらに、本実施形態においては、燃料リーク量学習手段80で学習した燃料リーク流量Fleak又は差分ΔFleakを用いて、供給量制御における基準流量Fpre-contの補正を行っているが、燃料リーク流量Fleak又は差分ΔFleakを用いて補正を行う対象はこれに限られず、高圧の燃料が流通する領域からの燃料のリークを考慮して実施される他の制御や診断にも適用することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the fuel leak flow rate Fleak learned by the fuel leak amount learning means 80 or the difference ΔFleak is used to correct the reference flow rate Fpre-cont in the supply amount control. The target to be corrected using the difference ΔFleak is not limited to this, and can be applied to other controls and diagnoses that are performed in consideration of fuel leakage from a region where high-pressure fuel flows.

例えば、あるレール圧下で、コモンレール10に接続された電磁制御式の圧力制御弁に対して所定の値の通電が行われるときの圧力制御弁の通過流量は、「流量制御弁8の通過流量=ポンプリーク流量Fpumpleak+燃料噴射流量Finj+動的リーク流量Fdynamicleak+静的リーク流量Fstaticleak」の関係式から求めることができる。そのため、学習される燃料リーク流量Fleak又は差分ΔFleakを用いて補正を行いながら圧力制御弁の通過流量の学習制御を行うことにより、学習精度を向上させることができる。その結果、排出量制御によるレール圧制御を実施する際にも、レール圧を精度よく制御することができるようになる。   For example, the passage flow rate of the pressure control valve when energization of a predetermined value is performed on the electromagnetic control type pressure control valve connected to the common rail 10 under a certain rail pressure is “passage flow rate of the flow rate control valve 8 = It can be obtained from the relational expression of “pump leak flow rate Fpumpleak + fuel injection flow rate Finj + dynamic leak flow rate Fdynamicleak + static leak flow rate Fstaticleak”. Therefore, learning accuracy can be improved by performing learning control of the flow rate through the pressure control valve while performing correction using the learned fuel leak flow rate Fleak or the difference ΔFleak. As a result, the rail pressure can be accurately controlled even when the rail pressure control by the discharge amount control is performed.

また、別の例としては、学習された燃料リーク量Fleakや差分ΔFleakを流量制御弁8や圧力制御弁の操作量の制御に反映させるのではなく、高圧ポンプ5の吐出効率に反映させてもよい。すなわち、燃料リーク量Fleakや差分ΔFleakに基づいて高圧ポンプ5の吐出効率を演算することによっても、コモンレール10に供給される燃料の流量が精度よく求められ、レール圧を精度よく制御することができるようになる。   As another example, the learned fuel leak amount Fleak and the difference ΔFleak are not reflected in the control of the operation amount of the flow control valve 8 or the pressure control valve, but are reflected in the discharge efficiency of the high-pressure pump 5. Good. That is, by calculating the discharge efficiency of the high-pressure pump 5 based on the fuel leak amount Fleak and the difference ΔFleak, the flow rate of the fuel supplied to the common rail 10 can be obtained with high accuracy, and the rail pressure can be controlled with high accuracy. It becomes like this.

さらに別の例としては、流量制御弁8や圧力制御弁への通電量、燃料噴射量、高圧ポンプ5の吐出量等が所定値になっているときのレール圧センサ21の検出値に基づいてレール圧センサ21の異常診断を実施する場合においても、燃料リーク量Fleak又は差分ΔFleakを用いて補正を行うことで、レール圧センサ21の異常診断結果の精度を向上させることができる。   As another example, based on the detected value of the rail pressure sensor 21 when the energization amount to the flow control valve 8 and the pressure control valve, the fuel injection amount, the discharge amount of the high-pressure pump 5 and the like are predetermined values. Even when the abnormality diagnosis of the rail pressure sensor 21 is performed, the accuracy of the abnormality diagnosis result of the rail pressure sensor 21 can be improved by performing correction using the fuel leak amount Fleak or the difference ΔFleak.

なお、補正の方法については、補正値を加減算する方法に限定されるものではなく、補正係数を乗算又は除算する方法であってもよい。   Note that the correction method is not limited to the method of adding or subtracting the correction value, and may be a method of multiplying or dividing the correction coefficient.

1:燃料タンク、2:低圧ポンプ、5:高圧ポンプ、5a:加圧室、7:プランジャ、8:流量制御弁、10:コモンレール、12:圧力制御弁、13:燃料噴射弁、14:圧力調整弁、15:燃料温度センサ、18:低圧燃料通路、21:レール圧センサ、30a・30b:リターン配管、37・39:高圧燃料通路、50:蓄圧式燃料噴射装置、70:制御装置、71:レール圧検出手段、72:目標燃料噴射量演算手段、73:燃料噴射弁制御手段、74:目標レール圧演算手段、75:目標流量演算手段、75A:基準流量演算手段、75B:制御流量演算手段、76:流量制御弁制御手段、77:燃料無噴射状態検出手段、78:目標圧力変更手段、79:圧力安定状態検出手段、80:燃料リーク量学習手段 1: fuel tank, 2: low pressure pump, 5: high pressure pump, 5a: pressurizing chamber, 7: plunger, 8: flow control valve, 10: common rail, 12: pressure control valve, 13: fuel injection valve, 14: pressure Adjustment valve, 15: fuel temperature sensor, 18: low pressure fuel passage, 21: rail pressure sensor, 30a, 30b: return piping, 37, 39: high pressure fuel passage, 50: pressure accumulation type fuel injection device, 70: control device, 71 : Rail pressure detection means, 72: target fuel injection amount calculation means, 73: fuel injection valve control means, 74: target rail pressure calculation means, 75: target flow rate calculation means, 75A: reference flow rate calculation means, 75B: control flow rate calculation Means 76: Flow control valve control means 77: No fuel injection state detection means 78: Target pressure changing means 79: Pressure stable state detection means 80: Fuel leak amount learning means

Claims (5)

内燃機関の気筒内に供給する燃料を噴射可能な複数の燃料噴射弁と、前記複数の燃料噴射弁が接続されたコモンレールと、燃料を加圧するとともに加圧した前記燃料を前記コモンレールに圧送する高圧ポンプと、前記高圧ポンプの加圧室に導入する前記燃料の流量を調節することで前記コモンレールに供給する前記燃料の流量を調節可能な流量制御弁と、を備えた蓄圧式燃料噴射装置に用いられ、前記コモンレールの目標圧力と実際の圧力との偏差に基づく前記流量制御弁の制御によって前記コモンレールの圧力のフィードバック制御が可能な蓄圧式燃料噴射装置の制御装置において、
前記内燃機関の運転中において燃料噴射量がゼロとなる燃料無噴射状態を検出する燃料無噴射状態検出手段と、
前記燃料無噴射状態が検出されている間に前記目標圧力を所定の学習値に変化させる目標圧力変更手段と、
前記目標圧力を前記学習値に変化させた後、前記目標圧力と前記実際の圧力との偏差が所定範囲内の状態であって前記実際の圧力が安定した状態における前記流量制御弁の制御パラメータに基づいて燃料リーク量を学習する燃料リーク量学習手段と、
を備えることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。
A plurality of fuel injection valves capable of injecting fuel to be supplied into a cylinder of the internal combustion engine; a common rail to which the plurality of fuel injection valves are connected; and a high pressure for pressurizing the fuel and feeding the pressurized fuel to the common rail Used in an accumulator fuel injection apparatus comprising: a pump; and a flow rate control valve capable of adjusting a flow rate of the fuel supplied to the common rail by adjusting a flow rate of the fuel introduced into a pressurizing chamber of the high pressure pump. In the control device for the accumulator type fuel injection device capable of feedback control of the pressure of the common rail by controlling the flow rate control valve based on the deviation between the target pressure of the common rail and the actual pressure,
Fuel non-injection state detecting means for detecting a fuel non-injection state in which the fuel injection amount becomes zero during operation of the internal combustion engine;
Target pressure changing means for changing the target pressure to a predetermined learning value while the fuel non-injection state is detected;
After changing the target pressure to the learning value, the control parameter of the flow control valve in a state where the deviation between the target pressure and the actual pressure is within a predetermined range and the actual pressure is stable Fuel leak amount learning means for learning the fuel leak amount based on
A control apparatus for an accumulator fuel injection apparatus, comprising:
前記目標圧力変更手段は、前記燃料無噴射状態が継続する間に前記目標圧力を異なる複数の前記学習値に変化させ、前記燃料リーク量学習手段は、前記学習値それぞれに対応する前記燃料リーク量を学習することを特徴とする請求項1に記載の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。   The target pressure changing means changes the target pressure to a plurality of different learning values while the fuel non-injection state continues, and the fuel leak amount learning means is configured to change the fuel leak amount corresponding to each of the learning values. The control device for an accumulator fuel injection device according to claim 1, wherein 前記制御装置が、
前記燃料噴射弁から噴射させる前記燃料の目標噴射量、前記目標噴射量の燃料噴射を実現するために生じる推定動的リーク量、及び前記コモンレールの圧力と基準静的リーク量との関係をもとに求められる前記目標圧力に応じた推定静的リーク量、に基づいて前記流量制御弁を通過させる前記燃料の基準流量を算出する基準流量演算手段と、
前記目標圧力と前記実際の圧力との偏差に基づいて求められる制御パラメータを用いて前記基準流量を加減算し制御流量を算出する制御流量演算手段と、を備えるとともに、
前記基準流量演算手段は、前記燃料リーク量学習手段によって学習された前記燃料リーク量に基づいて前記基準流量の補正を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。
The control device is
Based on a target injection amount of the fuel to be injected from the fuel injection valve, an estimated dynamic leak amount generated to realize fuel injection of the target injection amount, and a relationship between the pressure of the common rail and a reference static leak amount A reference flow rate calculation means for calculating a reference flow rate of the fuel that passes through the flow rate control valve based on an estimated static leak amount corresponding to the target pressure required for
Control flow rate calculation means for calculating a control flow rate by adding and subtracting the reference flow rate using a control parameter obtained based on a deviation between the target pressure and the actual pressure, and
The pressure-accumulation fuel injection device according to claim 1 or 2, wherein the reference flow rate calculation unit corrects the reference flow rate based on the fuel leak amount learned by the fuel leak amount learning unit. Control device.
前記基準流量演算手段は、前記基準静的リーク量と学習された前記燃料リーク量との偏差を用いて前記基準流量の補正を行うことを特徴とする請求項3に記載の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。   4. The accumulator fuel injection apparatus according to claim 3, wherein the reference flow rate calculation means corrects the reference flow rate using a deviation between the reference static leak amount and the learned fuel leak amount. Control device. 前記基準流量演算手段は、前記目標圧力が所定の閾値以上変化したときに前記基準流量の補正を行うことを特徴とする請求項3又は4に記載の蓄圧式燃料噴射装置の制御装置。   5. The control device for an accumulator fuel injection device according to claim 3, wherein the reference flow rate calculation unit corrects the reference flow rate when the target pressure changes by a predetermined threshold value or more.
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