JP2012163073A - Fuel injection condition analyzing device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection condition analyzing device to improve the arithmetic processing efficiency for the analysis of an injection condition.SOLUTION: The fuel injection condition analyzing device is applied to a fuel injection system provided with: a fuel injection valve 10 for injecting the fuel having a pressure accumulated by a common rail (accumulation container); and a fuel pressure sensor 20 arranged in a fuel passage from a discharge port of the common rail up to an injection hole of the fuel injection valve and detecting the fuel pressure. Also, the fuel injection condition analyzing device includes an injection rate parameter calculation means 31 (analysis means) for analyzing the fuel injection condition based on the variation of the detected value of the fuel pressure sensor 20 accompanying the fuel injection. In the fuel injection condition analyzing device, the analysis by the injection rate parameter calculation means 31 is intermittently executed without continuously executing for each injection when the fuel is sequentially injected from the fuel injection valve 10 of each cylinder.

Description

本発明は、内燃機関に設けられた燃料噴射弁からの燃料噴射状態を解析する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for analyzing a fuel injection state from a fuel injection valve provided in an internal combustion engine.

特許文献1〜3等には、燃料噴射弁へ供給される燃料の圧力を燃圧センサで検出することで、燃料噴射に伴い生じた供給燃料の圧力変化を検出し、その圧力変化に基づき燃料の噴射状態を解析する発明が開示されている。例えば、噴射開始に伴い生じた圧力降下開始時期と噴射開始時期とは相関が高いので、圧力降下開始時期を検出すれば噴射開始時期(噴射状態)を算出(解析)できる。そして、このように算出した噴射状態に基づき燃料噴射弁の作動をフィードバック制御することで、噴射状態が所望の状態になるように高精度で噴射制御できるようになる。   In Patent Literatures 1 to 3 and the like, a fuel pressure sensor detects a pressure of fuel supplied to a fuel injection valve to detect a change in the pressure of the supplied fuel caused by the fuel injection. An invention for analyzing an injection state is disclosed. For example, since the pressure drop start time and the injection start time that occur as a result of the start of injection are highly correlated, the injection start time (injection state) can be calculated (analyzed) by detecting the pressure drop start time. Then, by performing feedback control of the operation of the fuel injection valve based on the injection state calculated in this way, the injection control can be performed with high accuracy so that the injection state becomes a desired state.

特開2009−103063号公報JP 2009-103063 A 特開2010−3004号公報JP 2010-3004 A 特開2010−223184号公報JP 2010-223184 A

しかしながら、燃圧センサの検出値から噴射状態を解析処理するには、CPUやメモリ等から構成される演算装置(燃料噴射状態解析装置)に多大な演算負荷がかかり、非常に高速な演算処理速度や大きな記憶容量を有する演算装置を必要としてしまう。このため、当該装置のコストアップが問題となる。   However, in order to analyze the injection state from the detection value of the fuel pressure sensor, a large calculation load is applied to the arithmetic device (fuel injection state analyzing device) composed of a CPU, a memory, etc. An arithmetic unit having a large storage capacity is required. For this reason, the cost increase of the said apparatus becomes a problem.

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、その目的は、噴射状態の解析のための演算処理効率化を図った燃料噴射状態解析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 an object of the present invention is to provide a fuel injection state analysis apparatus that improves the efficiency of arithmetic processing for analyzing the injection state.

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.

請求項1記載の発明では、多気筒内燃機関の各気筒に設けられ、蓄圧容器で蓄圧した燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧容器の吐出口から前記燃料噴射弁の噴孔に至るまでの燃料通路に配置され、前記燃料通路内の燃料圧力を検出する燃圧センサと、を備える燃料噴射システムに適用されることを前提とする。そして、燃料噴射に伴い生じる前記燃圧センサの検出値の変化に基づき、燃料の噴射状態を解析する解析手段を備え、各気筒の前記燃料噴射弁から燃料を順次噴射させるにあたり、その噴射順に対して所定のジャンプ数だけジャンプして得られる順番で前記解析手段による解析を実施することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, a fuel injection valve that is provided in each cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine and injects fuel accumulated in the pressure accumulating vessel, and from the discharge port of the pressure accumulating vessel to the nozzle hole of the fuel injection valve It is assumed that the present invention is applied to a fuel injection system that includes a fuel pressure sensor that is disposed in the fuel passage and detects a fuel pressure in the fuel passage. An analysis means for analyzing the fuel injection state based on a change in the detected value of the fuel pressure sensor caused by fuel injection is provided, and fuel is sequentially injected from the fuel injection valve of each cylinder. The analysis by the analyzing means is performed in the order obtained by jumping a predetermined number of jumps.

ここで、上記発明に反し、解析手段による解析を噴射毎に連続して実施していては、噴射サイクルといった極短時間で解析を完了させなければならず、燃料噴射状態解析装置に多大な演算負荷がかかる。これに対し、上記発明では、解析手段による解析を、噴射順に対して所定のジャンプ数だけジャンプして得られる順番で実施する。いわば、各気筒の燃料噴射順(例えば、4気筒エンジンならば、#1→#3→#4→#2→#1)に対し、全ての噴射気筒の燃料噴射を解析するのではなく、間欠的に解析を実施する。これにより、全ての噴射に対して解析を実施する場合に比べて、演算処理の効率化を図ることができる。   Here, contrary to the above-described invention, if the analysis by the analysis means is continuously performed for each injection, the analysis must be completed in an extremely short time such as an injection cycle, and the fuel injection state analysis device requires a large amount of computation. Load is applied. On the other hand, in the said invention, the analysis by an analysis means is implemented in the order obtained by jumping a predetermined jump number with respect to the injection order. In other words, rather than analyzing the fuel injection of all the injection cylinders in the order of fuel injection of each cylinder (for example, # 1 → # 3 → # 4 → # 2 → # 1 in the case of a four-cylinder engine), it is intermittent. Analyzes will be performed. Thereby, compared with the case where it analyzes with respect to all the injections, the efficiency of arithmetic processing can be achieved.

請求項2記載の発明では、各気筒の前記燃料噴射弁のうち解析対象となる燃料噴射弁の順番を、各々の燃料噴射弁に対する解析の累積回数が同一となるように循環させて設定することを特徴とする。   According to the second aspect of the present invention, the order of the fuel injectors to be analyzed among the fuel injectors of each cylinder is circulated and set so that the cumulative number of analyzes for each fuel injector is the same. It is characterized by.

これによれば、各気筒の燃料噴射弁を万遍なく解析できるので、各気筒の噴射制御の精度を均一にでき、ひいては、内燃機関の運転状態(エンジン出力や排気エミッション等)の制御性を向上できる。   According to this, since the fuel injection valve of each cylinder can be analyzed uniformly, the accuracy of injection control of each cylinder can be made uniform, and as a result, the controllability of the operating state (engine output, exhaust emission, etc.) of the internal combustion engine can be improved. Can be improved.

請求項3記載の発明では、前記ジャンプ数を気筒数より1少ない数に設定したことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that the number of jumps is set to one less than the number of cylinders.

これによれば、解析回数が同一となるようにジャンプさせるにあたり、同一のジャンプ数で繰り返しジャンプしていくことができる。よって、ジャンプ数を逐次変化させる場合に比べて、演算プログラムを簡素化できる。   According to this, when jumping so that the number of times of analysis is the same, it is possible to repeatedly jump with the same number of jumps. Therefore, the arithmetic program can be simplified as compared with the case where the jump number is sequentially changed.

具体的には、例えば4気筒内燃機関の場合にはジャンプ数を3に設定することとなる。すると、#1→#3→#4→#2の順に燃料を噴射していく際に、#1を解析した後、#3#4を飛ばして#2へジャンプして、#2を解析する。つまり、#1→#2→#4→#3→#1→・・・の順に循環して解析していくことになる(図7(a)参照)。   Specifically, for example, in the case of a four-cylinder internal combustion engine, the number of jumps is set to three. Then, when fuel is injected in the order of # 1 → # 3 → # 4 → # 2, after analyzing # 1, jump to # 2 by skipping # 3 # 4 and analyze # 2 . That is, the analysis is performed by circulating in the order of # 1 → # 2 → # 4 → # 3 → # 1 →... (See FIG. 7A).

同様に、例えば6気筒内燃機関の場合にはジャンプ数が5に設定されて、#1→#5→#3→#6→#2→#4の順に燃料を噴射していく際に、#1→#4→#2→#6→#3→#5→#1→・・・の順に循環して解析していくことになる(図8(a)参照)。   Similarly, in the case of a 6-cylinder internal combustion engine, for example, when the number of jumps is set to 5 and fuel is injected in the order of # 1 → # 5 → # 3 → # 6 → # 2 → # 4, The analysis is repeated in the order of 1 → # 4 → # 2 → # 6 → # 3 → # 5 → # 1 →... (See FIG. 8A).

請求項4記載の発明では、前記ジャンプ数を第1ジャンプ数および第2ジャンプ数の交互に繰り返し設定するとともに、前記第1ジャンプ数を気筒数の半分に設定し、前記第2ジャンプ数を、気筒数の半分より1少ない数または気筒数の半分より1多い数、かつ、2以上の数に設定したことを特徴とする。   In the invention of claim 4, the number of jumps is repeatedly set alternately between the first jump number and the second jump number, the first jump number is set to half of the cylinder number, and the second jump number is The number of cylinders is set to be one less than half of the number of cylinders, one more than half of the number of cylinders, and two or more.

これによれば、解析回数が同一となるようにジャンプさせるにあたり、第1ジャンプ数および第2ジャンプ数で交互に繰り返しジャンプしていくことができる。よって、2種類以上のジャンプ数を設定してジャンプ数を逐次変化させる場合に比べて、演算プログラムを簡素化できる。   According to this, when jumping so that the number of times of analysis is the same, it is possible to repeatedly jump alternately with the first jump number and the second jump number. Therefore, the arithmetic program can be simplified as compared with the case where two or more types of jump numbers are set and the jump numbers are sequentially changed.

また、請求項3記載の発明の如く同一のジャンプ数で繰り返しジャンプしていく場合に比べて、解析回数を多く(間欠させて間引く数を少なく)できるので、解析結果に基づき噴射制御するにあたり、その制御精度を向上できる。   Further, as compared with the case of repeatedly jumping with the same number of jumps as in the invention described in claim 3, the number of times of analysis can be increased (the number of intermittent skipping is reduced). The control accuracy can be improved.

具体的には、例えば4気筒内燃機関の場合には第1ジャンプ数を2、第2ジャンプ数を3に設定することとなる。すると、#1→#3→#4→#2の順に燃料を噴射していく際に、#1を解析した後、#3を飛ばして#4へジャンプして#4を解析し、その後、#2#1を飛ばして#3へジャンプして#3を解析する。つまり、(#1→#4→#3→#2)→(#4→#1→#2→#3)→(#1→#4→#3→#2)→・・・の順に循環して解析していくことになる(図9(a)参照)。   Specifically, for example, in the case of a four-cylinder internal combustion engine, the first jump number is set to 2 and the second jump number is set to 3. Then, when injecting fuel in the order of # 1 → # 3 → # 4 → # 2, after analyzing # 1, skip # 3, jump to # 4, analyze # 4, and then Skip # 2 # 1 and jump to # 3 to analyze # 3. That is, (# 1 → # 4 → # 3 → # 2) → (# 4 → # 1 → # 2 → # 3) → (# 1 → # 4 → # 3 → # 2) →... Thus, the analysis is performed (see FIG. 9A).

同様に、例えば6気筒内燃機関の場合には第1ジャンプ数が3、第2ジャンプ数が4に設定されて、#1→#5→#3→#6→#2→#4の順に燃料を噴射していく際に、(#1→#6→#5→#2→#3→#4)→(#6→#1→#2→#5→#4→#3)→(#1→#6→#5→#2→#3→#4)→・・・の順に循環して解析していくことになる(図10(a)参照)。   Similarly, for example, in the case of a 6-cylinder internal combustion engine, the first jump number is set to 3 and the second jump number is set to 4, and the fuel is in the order of # 1 → # 5 → # 3 → # 6 → # 2 → # 4. (# 1 → # 6 → # 5 → # 2 → # 3 → # 4) → (# 6 → # 1 → # 2 → # 5 → # 4 → # 3) → (# 1 → # 6 → # 5 → # 2 → # 3 → # 4) →... Circulate and analyze in this order (see FIG. 10A).

請求項5記載の発明では、前記内燃機関の出力軸の回転速度が速いほど、前記ジャンプ数を大きく設定することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is characterized in that the jump number is set larger as the rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine is higher.

出力軸の回転速度が速いほど、各気筒の燃料噴射弁から燃料を順次噴射させる際に噴射間隔が短くなるので、解析に費やすことができる時間が短くなってくる。この点を鑑み、上記発明では出力軸の回転速度が速いほどジャンプ数を大きく設定するので、解析に費やすことができる時間が短くなることを抑制できる。換言すれば、解析に費やすことができる時間が変動することを抑制できる。よって、必要な解析時間を確保できる。   The faster the rotation speed of the output shaft, the shorter the injection interval when fuel is sequentially injected from the fuel injection valve of each cylinder, so the time that can be spent for analysis becomes shorter. In view of this point, since the number of jumps is set to be larger as the rotational speed of the output shaft is higher in the above invention, it is possible to suppress the time that can be spent for analysis from being shortened. In other words, fluctuations in the time that can be spent for analysis can be suppressed. Therefore, necessary analysis time can be secured.

請求項6記載の発明では、燃料噴射中の気筒を噴射気筒、前記噴射気筒で燃料を噴射している時に噴射停止させている気筒を裏気筒とした場合において、前記解析手段は、前記噴射気筒での燃圧センサによる検出値の変化を表した噴射波形を生成する噴射波形生成手段と、前記裏気筒での燃圧センサによる検出値の変化を表した裏波形を生成する裏波形生成手段と、前記噴射波形から前記裏波形を差し引いた波形に基づき、前記噴射気筒での噴射状態を演算する演算手段と、を有しており、各気筒の前記燃料噴射弁から燃料を順次噴射させるにあたり、その噴射順に対して所定のジャンプ数だけジャンプして得られる順番で、前記噴射波形生成手段による生成および前記裏波形生成手段による生成を実施することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the case where the cylinder during fuel injection is an injection cylinder, and the cylinder that is stopped when fuel is injected in the injection cylinder is a back cylinder, the analysis means includes the injection cylinder An injection waveform generating means for generating an injection waveform representing a change in a detected value by the fuel pressure sensor at the back, a back waveform generating means for generating a back waveform representing a change in the detected value by the fuel pressure sensor at the back cylinder, and Calculation means for calculating an injection state in the injection cylinder based on a waveform obtained by subtracting the back waveform from an injection waveform, and injecting fuel sequentially from the fuel injection valve of each cylinder. The generation by the injection waveform generation means and the generation by the back waveform generation means are performed in an order obtained by jumping a predetermined number of jumps relative to the order.

ここで、燃圧センサによる検出時期と、蓄圧容器へ燃料をポンプ圧送する時期とが重複した場合には、裏波形には、噴射気筒での燃料噴射分に応じて生じる圧力低下を表した波形成分(低下成分)と、ポンプ圧送による蓄圧容器内の圧力上昇を表した波形成分(圧送成分)とが重畳することとなる。また、噴射波形には、前記低下成分及び前記圧送成分に加え、噴射に起因する燃圧変化を表した噴射波形の成分(噴射成分)が重畳することとなる。したがって、噴射波形から裏波形を差し引けば噴射成分を抽出することができ、抽出した噴射成分に基づけば解析手段による解析精度を向上できる。   Here, when the detection timing by the fuel pressure sensor and the timing for pumping the fuel to the pressure accumulating vessel overlap, the back waveform shows a waveform component representing the pressure drop that occurs according to the fuel injection amount in the injection cylinder (Decrease component) and a waveform component (pumping component) representing an increase in pressure in the pressure accumulating vessel due to pumping are superimposed. Moreover, in addition to the said fall component and the said pumping component, the component (injection component) of the injection waveform showing the fuel pressure change resulting from injection will be superimposed on the injection waveform. Therefore, the injection component can be extracted by subtracting the back waveform from the injection waveform, and the analysis accuracy by the analysis means can be improved based on the extracted injection component.

この点を鑑みた上記発明によれば、噴射波形から前記裏波形を差し引いた波形に基づき、前記噴射気筒での噴射状態を演算するので、噴射状態を高精度で演算できる。また、噴射波形生成手段による生成および裏波形生成手段による生成を、噴射毎に連続して実施することなく間欠的に実施するので、上述した各々の発明と同様にして、これらの生成の処理に要求される処理能力の低減を図ることができる。   According to the above invention in view of this point, since the injection state in the injection cylinder is calculated based on the waveform obtained by subtracting the back waveform from the injection waveform, the injection state can be calculated with high accuracy. In addition, since the generation by the injection waveform generation means and the generation by the back waveform generation means are intermittently performed without continuously performing each injection, the generation processing is performed in the same manner as in each of the above-described inventions. The required processing capacity can be reduced.

本発明の第1実施形態にかかる燃料噴射状態解析装置が適用される、燃料噴射システムの概略を示す図である。It is a figure showing an outline of a fuel injection system to which a fuel injection state analysis device concerning a 1st embodiment of the present invention is applied. 噴射指令信号に対応する噴射率および燃圧の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the injection rate and fuel pressure corresponding to an injection command signal. 第1実施形態において、燃料噴射弁に対する噴射指令信号の設定等の概要を示すブロック図である。In 1st Embodiment, it is a block diagram which shows the outline | summarys, such as a setting of the injection command signal with respect to a fuel injection valve. 第1実施形態において、噴射率パラメータの算出手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a procedure for calculating an injection rate parameter in the first embodiment. 図4のサブルーチン処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine process of FIG. 噴射波形Wa、裏波形Wu、噴射成分Wbを示す図である。It is a figure which shows the injection waveform Wa, the back waveform Wu, and the injection component Wb. 図4の解析処理を実施する気筒の順番を説明する図である。It is a figure explaining the order of the cylinder which performs the analysis process of FIG. 本発明の第2実施形態において、図4の解析処理を実施する気筒の順番を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the order of cylinders that perform the analysis processing of FIG. 4 in the second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態において、図4の解析処理を実施する気筒の順番を説明する図である。In 3rd Embodiment of this invention, it is a figure explaining the order of the cylinder which implements the analysis process of FIG. 本発明の第4実施形態において、図4の解析処理を実施する気筒の順番を説明する図である。In 4th Embodiment of this invention, it is a figure explaining the order of the cylinder which performs the analysis process of FIG.

以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する燃料噴射状態推定装置は、車両用のエンジン(内燃機関)に搭載されたものであり、当該エンジンには、複数の気筒について高圧燃料を噴射して圧縮自着火燃焼させる多気筒のディーゼルエンジンを想定している。   Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the fuel injection state estimation device described below is mounted on a vehicle engine (internal combustion engine). The engine injects high-pressure fuel into a plurality of cylinders and performs compression self-ignition combustion. A cylinder diesel engine is assumed.

(第1実施形態)
図1は、上記エンジンの各気筒に搭載された燃料噴射弁10、各々の燃料噴射弁10に搭載された燃圧センサ20、及び車両に搭載された電子制御装置であるECU30等を示す模式図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a fuel injection valve 10 mounted on each cylinder of the engine, a fuel pressure sensor 20 mounted on each fuel injection valve 10, an ECU 30 that is an electronic control device mounted on a vehicle, and the like. is there.

先ず、燃料噴射弁10を含むエンジンの燃料噴射システムについて説明する。燃料タンク40内の燃料は、燃料ポンプ41によりコモンレール42(蓄圧容器)に圧送されて蓄圧され、各気筒の燃料噴射弁10(#1〜#4)へ分配供給される。複数の燃料噴射弁10(#1〜#4)は、予め設定された順番で燃料の噴射を順次行う。本実施形態では、#1→#3→#4→#2の順番で噴射することを想定している。   First, an engine fuel injection system including the fuel injection valve 10 will be described. The fuel in the fuel tank 40 is pumped and stored in the common rail 42 (pressure accumulating container) by the fuel pump 41, and distributed and supplied to the fuel injection valves 10 (# 1 to # 4) of each cylinder. The plurality of fuel injection valves 10 (# 1 to # 4) sequentially inject fuel in a preset order. In this embodiment, it is assumed that injection is performed in the order of # 1 → # 3 → # 4 → # 2.

なお、燃料ポンプ41にはプランジャポンプが用いられているため、プランジャの往復動に同期して燃料は圧送される。そして、当該燃料ポンプ41はエンジン出力を駆動源としてクランク軸により駆動するので、1燃焼サイクル中に決められた回数だけ燃料ポンプ41から燃料を圧送することとなる。   In addition, since the plunger pump is used for the fuel pump 41, fuel is pumped in synchronism with the reciprocating motion of the plunger. Since the fuel pump 41 is driven by the crankshaft using the engine output as a driving source, the fuel is pumped from the fuel pump 41 a predetermined number of times during one combustion cycle.

燃料噴射弁10は、以下に説明するボデー11、ニードル形状の弁体12及びアクチュエータ13等を備えて構成されている。ボデー11は、内部に高圧通路11aを形成するとともに、燃料を噴射する噴孔11bを形成する。弁体12は、ボデー11内に収容されて噴孔11bを開閉する。   The fuel injection valve 10 includes a body 11, a needle-shaped valve body 12, an actuator 13, and the like described below. The body 11 forms a high-pressure passage 11a inside and a nozzle hole 11b for injecting fuel. The valve body 12 is accommodated in the body 11 and opens and closes the nozzle hole 11b.

ボデー11内には弁体12に背圧を付与する背圧室11cが形成されており、高圧通路11a及び低圧通路11dは背圧室11cと接続されている。高圧通路11a及び低圧通路11dと背圧室11cとの連通状態は制御弁14により切り替えられており、電磁コイルやピエゾ素子等のアクチュエータ13へ通電して制御弁14を図1の下方へ押し下げ作動させると、背圧室11cは低圧通路11dと連通して背圧室11c内の燃料圧力は低下する。その結果、弁体12へ付与される背圧力が低下して弁体12はリフトアップ(開弁作動)する。これにより、弁体12のシート面12aがボデー11のシート面11eから離座して、噴孔11bから燃料が噴射される。   A back pressure chamber 11c for applying a back pressure to the valve body 12 is formed in the body 11, and the high pressure passage 11a and the low pressure passage 11d are connected to the back pressure chamber 11c. The communication state between the high pressure passage 11a and the low pressure passage 11d and the back pressure chamber 11c is switched by the control valve 14, and the actuator 13 such as an electromagnetic coil or a piezoelectric element is energized to push the control valve 14 downward in FIG. As a result, the back pressure chamber 11c communicates with the low pressure passage 11d and the fuel pressure in the back pressure chamber 11c decreases. As a result, the back pressure applied to the valve body 12 is lowered and the valve body 12 is lifted up (opening operation). Thereby, the seat surface 12a of the valve body 12 is separated from the seat surface 11e of the body 11, and fuel is injected from the injection hole 11b.

一方、アクチュエータ13への通電をオフして制御弁14を図1の上方へ作動させると、背圧室11cは高圧通路11aと連通して背圧室11c内の燃料圧力は上昇する。その結果、弁体12へ付与される背圧力が上昇して弁体12はリフトダウン(閉弁作動)する。これにより、弁体12のシート面12aがボデー11のシート面11eに着座して、噴孔11bからの燃料噴射が停止される。   On the other hand, when the power supply to the actuator 13 is turned off and the control valve 14 is operated upward in FIG. 1, the back pressure chamber 11c communicates with the high pressure passage 11a and the fuel pressure in the back pressure chamber 11c increases. As a result, the back pressure applied to the valve body 12 increases and the valve body 12 is lifted down (closed valve operation). Thereby, the seat surface 12a of the valve body 12 is seated on the seat surface 11e of the body 11, and the fuel injection from the injection hole 11b is stopped.

したがって、ECU30がアクチュエータ13への通電を制御することで、弁体12の開閉作動が制御される。これにより、コモンレール42から高圧通路11aへ供給された高圧燃料は、弁体12の開閉作動に応じて噴孔11bから噴射される。   Therefore, the ECU 30 controls the energization of the actuator 13 so that the opening / closing operation of the valve body 12 is controlled. Thereby, the high-pressure fuel supplied from the common rail 42 to the high-pressure passage 11 a is injected from the injection hole 11 b according to the opening / closing operation of the valve body 12.

燃圧センサ20は、全ての燃料噴射弁10に搭載されており、以下に説明するステム21(起歪体)及び圧力センサ素子22等を備えて構成されている。ステム21はボデー11に取り付けられており、ステム21に形成されたダイヤフラム部21aが高圧通路11aを流通する高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する。圧力センサ素子22はダイヤフラム部21aに取り付けられており、ダイヤフラム部21aで生じた弾性変形量に応じて圧力検出信号をECU30へ出力する。   The fuel pressure sensor 20 is mounted on all the fuel injection valves 10 and includes a stem 21 (a strain generating body) and a pressure sensor element 22 described below. The stem 21 is attached to the body 11, and the diaphragm portion 21a formed on the stem 21 is elastically deformed by receiving the pressure of the high-pressure fuel flowing through the high-pressure passage 11a. The pressure sensor element 22 is attached to the diaphragm portion 21a, and outputs a pressure detection signal to the ECU 30 in accordance with the amount of elastic deformation generated in the diaphragm portion 21a.

ECU30は、CPU34a、およびRAM、ROM等のメモリ34bを有するマイクロコンピュータ(マイコン34)を備えており、当該マイコン34は、アクセルペダルの操作量やエンジン負荷、エンジン回転速度NE等に基づき目標噴射状態(例えば噴射段数、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等)を算出する。例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する最適噴射状態を噴射状態マップにして記憶させておく。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。そして、算出した目標噴射状態に対応する噴射指令信号t1、t2、Tq(図2(a)参照)を、後に詳述する噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmaxに基づき設定し、燃料噴射弁10へ出力することで燃料噴射弁10の作動を制御する。   The ECU 30 includes a CPU 34a and a microcomputer (microcomputer 34) having a memory 34b such as a RAM and a ROM. The microcomputer 34 has a target injection state based on the operation amount of the accelerator pedal, the engine load, the engine rotational speed NE, and the like. (For example, the number of injection stages, the injection start timing, the injection end timing, the injection amount, etc.) are calculated. For example, the optimal injection state corresponding to the engine load and the engine speed is stored as an injection state map. Based on the current engine load and engine speed, the target injection state is calculated with reference to the injection state map. Then, the injection command signals t1, t2, and Tq (see FIG. 2A) corresponding to the calculated target injection state are set based on the injection rate parameters td, te, Rα, Rβ, and Rmax described in detail later, and the fuel By outputting to the injection valve 10, the operation of the fuel injection valve 10 is controlled.

次に、燃料噴射弁10から燃料を噴射させる場合における噴射制御の手法について、図2〜図5を用いて以下に説明する。   Next, a method of injection control when fuel is injected from the fuel injection valve 10 will be described below with reference to FIGS.

燃圧センサ20の検出値に基づき、噴射に伴い生じた燃料圧力の変化を燃圧波形(図2(c)参照)として検出し、検出した燃圧波形に基づき燃料の噴射率変化を表した噴射率波形(図2(b)参照)を演算して噴射状態を検出する。そして、検出した噴射率波形(噴射状態)を特定する噴射率パラメータRα,Rβ,Rmaxを学習するとともに、噴射指令信号(パルスオン時期t1、パルスオフ時期t2及びパルスオン期間Tq)と噴射状態との相関関係を特定する噴射率パラメータtd,teを学習する。   A change in fuel pressure caused by injection is detected as a fuel pressure waveform (see FIG. 2C) based on the detection value of the fuel pressure sensor 20, and an injection rate waveform representing a change in fuel injection rate based on the detected fuel pressure waveform. (See FIG. 2B) is calculated to detect the injection state. Then, while learning the injection rate parameters Rα, Rβ, and Rmax that specify the detected injection rate waveform (injection state), the correlation between the injection command signals (pulse-on timing t1, pulse-off timing t2, and pulse-on period Tq) and the injection state. The injection rate parameters td and te for specifying

具体的には、燃圧波形のうち、噴射開始に伴い燃圧降下を開始する変曲点P1から降下が終了する変曲点P2までの降下波形を、最小二乗法等により直線に近似した降下近似直線Lαを算出する。そして、降下近似直線Lαのうち基準値Bαとなる時期(LαとBαの交点時期LBα)を算出する。この交点時期LBαと噴射開始時期R1とは相関が高いことに着目し、交点時期LBαに基づき噴射開始時期R1を算出する。例えば、交点時期LBαよりも所定の遅れ時間Cαだけ前の時期を噴射開始時期R1として算出すればよい。   Specifically, in the fuel pressure waveform, a descending approximation line that approximates a descending waveform from the inflection point P1 at which the fuel pressure drop starts at the start of injection to the inflection point P2 at which the descent ends by a least square method or the like. Lα is calculated. Then, a time (a crossing time LBα between Lα and Bα) that is the reference value Bα in the descending approximate straight line Lα is calculated. Focusing on the fact that the intersection time LBα and the injection start time R1 are highly correlated, the injection start time R1 is calculated based on the intersection time LBα. For example, a timing that is a predetermined delay time Cα before the intersection timing LBα may be calculated as the injection start timing R1.

また、燃圧波形のうち、噴射終了に伴い燃圧上昇を開始する変曲点P3から降下が終了する変曲点P5までの上昇波形を、最小二乗法等により直線に近似した上昇近似直線Lβを算出する。そして、上昇近似直線Lβのうち基準値Bβとなる時期(LβとBβの交点時期LBβ)を算出する。この交点時期LBβと噴射終了時期R4とは相関が高いことに着目し、交点時期LBβに基づき噴射終了時期R4を算出する。例えば、交点時期LBβよりも所定の遅れ時間Cβだけ前の時期を噴射終了時期R4として算出すればよい。   In addition, a rising approximation line Lβ is calculated by approximating the rising waveform from the inflection point P3 where the fuel pressure rises at the end of injection to the inflection point P5 where the descent ends from the fuel pressure waveform by a least square method or the like. To do. Then, a time (intersection time LBβ between Lβ and Bβ) that is the reference value Bβ in the rising approximate straight line Lβ is calculated. Focusing on the fact that the intersection timing LBβ and the injection end timing R4 are highly correlated, the injection end timing R4 is calculated based on the intersection timing LBβ. For example, a timing that is a predetermined delay time Cβ before the intersection timing LBβ may be calculated as the injection end timing R4.

次に、降下近似直線Lαの傾きと噴射率増加の傾きとは相関が高いことに着目し、図2(b)に示す噴射率波形のうち噴射増加を示す直線Rαの傾きを、降下近似直線Lαの傾きに基づき算出する。例えば、Lαの傾きに所定の係数を掛けてRαの傾きを算出すればよい。同様にして、上昇近似直線Lβの傾きと噴射率減少の傾きとは相関が高いので、噴射率波形のうち噴射減少を示す直線Rβの傾きを、上昇近似直線Lβの傾きに基づき算出する。   Next, paying attention to the fact that the slope of the descending approximate line Lα and the slope of the injection rate increase are highly correlated, the slope of the straight line Rα indicating the increase in the injection rate waveform shown in FIG. Calculation is based on the slope of Lα. For example, the slope of Rα may be calculated by multiplying the slope of Lα by a predetermined coefficient. Similarly, since the slope of the rising approximate line Lβ and the slope of the injection rate decrease are highly correlated, the slope of the straight line Rβ indicating the decrease in injection in the injection rate waveform is calculated based on the slope of the rising approximate line Lβ.

次に、噴射率波形の直線Rα,Rβに基づき、噴射終了を指令したことに伴い弁体12がリフトダウンを開始する時期(閉弁作動開始時期R23)を算出する。具体的には、両直線Rα,Rβの交点を算出し、その交点時期を閉弁作動開始時期R23として算出する。また、噴射開始時期R1の噴射開始指令時期t1に対する遅れ時間(噴射開始遅れ時間td)を算出する。また、閉弁作動開始時期R23の噴射終了指令時期t2に対する遅れ時間(噴射終了遅れ時間te)を算出する。   Next, based on the straight lines Rα and Rβ of the injection rate waveform, a timing (valve closing operation start timing R23) at which the valve body 12 starts lift-down in response to the command to end injection is calculated. Specifically, the intersection of both straight lines Rα and Rβ is calculated, and the intersection timing is calculated as the valve closing operation start timing R23. Further, a delay time (injection start delay time td) with respect to the injection start command timing t1 of the injection start timing R1 is calculated. Further, a delay time (injection end delay time te) with respect to the injection end command timing t2 of the valve closing operation start timing R23 is calculated.

また、降下近似直線Lα及び上昇近似直線Lβの交点に対応した圧力を交点圧力Pαβとして算出し、後に詳述する基準圧力Pbaseと交点圧力Pαβとの圧力差ΔPγを算出し、この圧力差ΔPγと最大噴射率Rmaxとは相関が高いことに着目し、圧力差ΔPγに基づき最大噴射率Rmaxを算出する。具体的には、圧力差ΔPγに相関係数Cγを掛けることで最大噴射率Rmaxを算出する。但し、圧力差ΔPγが所定値ΔPγth未満である小噴射の場合には、上述の如くRmax=ΔPγ×Cγとする一方で、ΔPγ≧ΔPγthである大噴射の場合には、予め設定しておいた値(設定値Rγ)を最大噴射率Rmaxとして算出する。   Further, the pressure corresponding to the intersection of the descending approximate straight line Lα and the ascending approximate straight line Lβ is calculated as the intersection pressure Pαβ, and a pressure difference ΔPγ between the reference pressure Pbase and the intersection pressure Pαβ, which will be described in detail later, is calculated. Focusing on the fact that the correlation with the maximum injection rate Rmax is high, the maximum injection rate Rmax is calculated based on the pressure difference ΔPγ. Specifically, the maximum injection rate Rmax is calculated by multiplying the pressure difference ΔPγ by the correlation coefficient Cγ. However, in the case of the small injection in which the pressure difference ΔPγ is less than the predetermined value ΔPγth, Rmax = ΔPγ × Cγ is set as described above, while in the case of the large injection in which ΔPγ ≧ ΔPγth, it is set in advance. The value (set value Rγ) is calculated as the maximum injection rate Rmax.

なお、上記「小噴射」とは、噴射率がRγに達する前に弁体12がリフトダウンを開始する態様の噴射を想定しており、シート面11e,12aで燃料が絞られて噴射量が制限されている時の噴射率が最大噴射率Rmaxとなる。一方、上記「大噴射」とは、噴射率がRγに達した後に弁体12がリフトダウンを開始する態様の噴射を想定しており、噴孔11bで燃料が絞られて噴射量が制限されている時の噴射率が最大噴射率Rmaxとなる。要するに、噴射指令期間Tqが十分に長く、最大噴射率に達した以降も開弁状態を継続させる場合においては、図2(b)に示す噴射率波形は台形となる。一方、最大噴射率に達する前に閉弁作動を開始させるような小噴射の場合には、噴射率波形は三角形となる。   Note that the “small injection” is assumed to be an injection in which the valve body 12 starts to be lifted down before the injection rate reaches Rγ, and the fuel is throttled at the seat surfaces 11e and 12a to thereby reduce the injection amount. The injection rate when it is restricted becomes the maximum injection rate Rmax. On the other hand, the “large injection” is assumed to be an injection in which the valve body 12 starts to lift down after the injection rate reaches Rγ, and the injection amount is limited by the fuel being throttled at the injection hole 11b. The injection rate when the engine is running is the maximum injection rate Rmax. In short, when the injection command period Tq is sufficiently long and the valve opening state is continued even after reaching the maximum injection rate, the injection rate waveform shown in FIG. On the other hand, in the case of small injection that starts the valve closing operation before reaching the maximum injection rate, the injection rate waveform is a triangle.

大噴射時の最大噴射率Rmaxである上記設定値Rγは、燃料噴射弁10の経年変化に伴い変化していく。例えば、噴孔11bにデポジット等の異物が堆積して噴射量が減少するといった経年劣化が進行すると、図2(c)に示す圧力降下量ΔPは小さくなっていく。また、シート面11e,12aが磨耗して噴射量が増大するといった経年劣化が進行すると、圧力降下量ΔPは大きくなっていく。なお、圧力降下量ΔPとは、噴射率上昇に伴い生じた検出圧力の降下量のことであり、例えば、基準圧力Pbaseから変曲点P2までの圧力降下量、又は、変曲点P1から変曲点P2までの圧力降下量のことである。   The set value Rγ which is the maximum injection rate Rmax at the time of large injection changes as the fuel injection valve 10 changes over time. For example, when aged deterioration such as deposits or the like deposits on the nozzle holes 11b and the injection amount decreases, the pressure drop amount ΔP shown in FIG. 2C decreases. Further, as the seat surface 11e, 12a wears and the aging deterioration such that the injection amount increases, the pressure drop amount ΔP increases. Note that the pressure drop amount ΔP is the amount of decrease in the detected pressure caused by the increase in the injection rate. For example, the pressure drop amount from the reference pressure Pbase to the inflection point P2 or the change from the inflection point P1. It is the amount of pressure drop to the bend point P2.

そこで本実施形態では、大噴射時の最大噴射率Rmax(設定値Rγ)と圧力降下量ΔPとは相関が高いことに着目し、圧力降下量ΔPの検出結果から設定値Rγを算出して学習する。つまり、大噴射時における最大噴射率Rmaxの学習値は、圧力降下量ΔPに基づく設定値Rγの学習値に相当する。   Therefore, in the present embodiment, focusing on the fact that the maximum injection rate Rmax (set value Rγ) and the pressure drop amount ΔP during large injection are highly correlated, learning is performed by calculating the set value Rγ from the detection result of the pressure drop amount ΔP. To do. That is, the learned value of the maximum injection rate Rmax at the time of large injection corresponds to the learned value of the set value Rγ based on the pressure drop amount ΔP.

以上により、燃圧波形から噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmaxを算出することができる。そして、これらの噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmaxの学習値に基づき、噴射指令信号(図2(a)参照)に対応した噴射率波形(図2(b)参照)を算出することができる。なお、このように算出した噴射率波形の面積(図2(b)中の網点ハッチ参照)は噴射量に相当するので、噴射率パラメータに基づき噴射量を算出することもできる。   As described above, the injection rate parameters td, te, Rα, Rβ, and Rmax can be calculated from the fuel pressure waveform. Based on the learned values of the injection rate parameters td, te, Rα, Rβ, and Rmax, an injection rate waveform (see FIG. 2B) corresponding to the injection command signal (see FIG. 2A) is calculated. be able to. Since the area of the injection rate waveform calculated in this way (see halftone dot hatching in FIG. 2B) corresponds to the injection amount, the injection amount can also be calculated based on the injection rate parameter.

図3は、これら噴射率パラメータの学習、及び燃料噴射弁10へ出力する噴射指令信号の設定等の概要を示すブロック図であり、ECU30のマイコン34により機能する各手段31,32,33について以下に説明する。噴射率パラメータ算出手段31(解析手段)は、燃圧センサ20により検出された燃圧波形に基づき噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmaxを算出する。   FIG. 3 is a block diagram showing an outline of learning of these injection rate parameters, setting of an injection command signal to be output to the fuel injection valve 10, and the like, and each means 31, 32, 33 functioning by the microcomputer 34 of the ECU 30 will be described below. Explained. The injection rate parameter calculation means 31 (analysis means) calculates injection rate parameters td, te, Rα, Rβ, Rmax based on the fuel pressure waveform detected by the fuel pressure sensor 20.

学習手段32は、算出した噴射率パラメータをECU30のメモリ34bに記憶更新して学習する。なお、噴射率パラメータは、その時の供給燃圧(コモンレール42内の圧力)に応じて異なる値となるため、供給燃圧又は後述する基準圧力Pbase(図2(c)参照)と関連付けて学習させることが望ましい。図3の例では、燃圧に対応する噴射率パラメータの値を噴射率パラメータマップMに記憶させている。   The learning means 32 learns by updating the calculated injection rate parameter in the memory 34b of the ECU 30. Since the injection rate parameter varies depending on the supply fuel pressure (pressure in the common rail 42) at that time, the injection rate parameter can be learned in association with the supply fuel pressure or a reference pressure Pbase (see FIG. 2C) described later. desirable. In the example of FIG. 3, the injection rate parameter value corresponding to the fuel pressure is stored in the injection rate parameter map M.

設定手段33(制御手段)は、現状の燃圧に対応する噴射率パラメータ(学習値)を、噴射率パラメータマップMから取得する。そして、取得した噴射率パラメータに基づき、目標噴射状態に対応する噴射指令信号t1、t2、Tqを設定する。そして、このように設定した噴射指令信号にしたがって燃料噴射弁10を作動させた時の燃圧波形を燃圧センサ20で検出し、検出した燃圧波形に基づき噴射率パラメータ算出手段31は噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmaxを算出する。   The setting means 33 (control means) acquires the injection rate parameter (learned value) corresponding to the current fuel pressure from the injection rate parameter map M. And based on the acquired injection rate parameter, the injection command signals t1, t2, and Tq corresponding to the target injection state are set. The fuel pressure sensor 20 detects the fuel pressure waveform when the fuel injection valve 10 is operated in accordance with the injection command signal set in this way, and the injection rate parameter calculation means 31 based on the detected fuel pressure waveform, the injection rate parameter td, te, Rα, Rβ, Rmax are calculated.

要するに、噴射指令信号に対する実際の噴射状態(つまり噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmax)を検出して学習し、その学習値に基づき、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を設定する。そのため、実際の噴射状態に基づき噴射指令信号がフィードバック制御されることとなり、先述した経年劣化が進行しても、実噴射状態が目標噴射状態に一致するよう燃料噴射状態を高精度で制御できる。   In short, an actual injection state (that is, injection rate parameters td, te, Rα, Rβ, Rmax) with respect to the injection command signal is detected and learned, and an injection command signal corresponding to the target injection state is set based on the learned value. . Therefore, the injection command signal is feedback-controlled based on the actual injection state, and the fuel injection state can be controlled with high accuracy so that the actual injection state coincides with the target injection state even when the above-described aging deterioration proceeds.

特に、実噴射量が目標噴射量となるように、噴射率パラメータに基づき噴射指令期間Tqを設定するようフィードバック制御することで、実噴射量が目標噴射量となるように補償している。   In particular, feedback control is performed so as to set the injection command period Tq based on the injection rate parameter so that the actual injection amount becomes the target injection amount, so that the actual injection amount is compensated to become the target injection amount.

次に、検出した燃圧波形(図2(c)参照)から噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmax(図2(b)参照)を算出することで噴射状態を解析する手順について、図4のフローチャートを用いて説明する。なお、図4に示す処理は、ECU30が有するマイコン34により、繰り返し実行される。   Next, the procedure for analyzing the injection state by calculating the injection rate parameters td, te, Rα, Rβ, Rmax (see FIG. 2B) from the detected fuel pressure waveform (see FIG. 2C) is shown in FIG. This will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the process shown in FIG. 4 is repeatedly executed by the microcomputer 34 included in the ECU 30.

先ず、図4に示すステップS5において、予め設定しておいた解析順の気筒において燃料噴射が為されたか否かを判定する。この解析順については図7を用いて後に詳述する。   First, in step S5 shown in FIG. 4, it is determined whether or not fuel injection has been performed in the cylinders in the analysis order set in advance. This analysis order will be described later in detail with reference to FIG.

解析順の気筒において噴射が為されたと判定された場合(S5:YES)には、続くステップS10において、噴射状態の解析に用いる噴射成分Wbを、燃圧センサ20の検出値に基づき算出する。   If it is determined that the injection is performed in the analysis order cylinder (S5: YES), the injection component Wb used for the analysis of the injection state is calculated based on the detection value of the fuel pressure sensor 20 in the subsequent step S10.

図5は、ステップS10のサブルーチン処理を示すフローチャートである。以下の説明では、燃料噴射中の気筒を噴射気筒、前記噴射気筒で燃料を噴射している時に噴射を停止させている気筒を裏気筒と呼ぶ。また、噴射気筒の燃料噴射弁10に搭載されている燃圧センサ20を噴射時センサ、裏気筒の燃料噴射弁10に搭載されている燃圧センサ20を非噴射時センサと呼ぶ。   FIG. 5 is a flowchart showing the subroutine processing in step S10. In the following description, a cylinder during fuel injection is called an injection cylinder, and a cylinder that stops injection when fuel is injected in the injection cylinder is called a back cylinder. The fuel pressure sensor 20 mounted on the fuel injection valve 10 of the injection cylinder is referred to as an injection time sensor, and the fuel pressure sensor 20 mounted on the fuel injection valve 10 of the back cylinder is referred to as a non-injection sensor.

先ず、図5のステップS10aでは、噴射時センサにより所定のサンプリング周期で検出した複数の検出値を取得し、これらの検出値に基づき、噴射に伴い生じた噴射時センサでの燃圧変化を表す噴射波形Wa(図6(a)参照)を生成する。なお、ローパスフィルタ等の手段を用いて、生成した噴射波形Waから高周波ノイズを除去しておく。   First, in step S10a of FIG. 5, a plurality of detection values detected at a predetermined sampling period are acquired by an injection time sensor, and an injection that represents a change in fuel pressure at the injection time sensor caused by the injection based on these detection values. A waveform Wa (see FIG. 6A) is generated. Note that high-frequency noise is removed from the generated ejection waveform Wa using means such as a low-pass filter.

続くステップS10bでは、非噴射時センサにより所定のサンプリング周期で検出した複数の検出値を取得し、これらの検出値に基づき、噴射に伴い生じた非噴射時センサでの燃圧変化を表す裏波形Wu(図6(b)参照)を生成する。なお、ローパスフィルタ等の手段を用いて、生成した裏波形Wuから高周波ノイズを除去しておく。   In subsequent step S10b, a plurality of detection values detected at a predetermined sampling period by the non-injection sensor are acquired, and a back waveform Wu representing a change in fuel pressure at the non-injection sensor caused by injection is obtained based on these detection values. (See FIG. 6B). Note that high-frequency noise is removed from the generated back waveform Wu using means such as a low-pass filter.

ちなみに、燃料ポンプ41からコモンレール42へ燃料を圧送するタイミングと噴射タイミングとが重複した場合には、裏波形Wuは図6(b)の実線に示すように、全体的に圧力が高くなった波形となる。一方、このようなポンプ圧送が燃料噴射中に行われなかった場合には、燃料を噴射した直後は、その噴射分だけ噴射システム内全体の燃圧が低下する。そのため、裏波形Wu’は図6(b)中の点線に示すように、全体的に圧力が低くなった波形となる。   Incidentally, when the fuel pump 41 and the common rail 42 are fed with fuel at the same timing and injection timing, the back waveform Wu is a waveform in which the pressure is generally increased as shown by the solid line in FIG. 6B. It becomes. On the other hand, when such pump pumping is not performed during fuel injection, immediately after the fuel is injected, the fuel pressure in the entire injection system is reduced by that amount. Therefore, the back waveform Wu ′ is a waveform in which the pressure is reduced as a whole, as indicated by the dotted line in FIG.

このような裏波形Wu,Wu’の成分は、ステップS10aで生成した噴射波形Waにも含まれている。換言すれば、噴射波形Waには、噴射による燃圧変化を表した噴射成分Wbと、裏波形Wu,Wu’の成分とが含まれていると言える。   Such components of the back waveforms Wu and Wu 'are also included in the injection waveform Wa generated in step S10a. In other words, it can be said that the injection waveform Wa includes an injection component Wb representing a change in fuel pressure due to injection and components of the back waveforms Wu and Wu ′.

そこで、次のステップS10cでは、ステップS10aで生成した噴射波形Waから、ステップS10bで生成した裏波形Wu,Wu’を差し引くことで、噴射成分Wbを抽出する処理を行う(Wb=Wa−Wu)。   Therefore, in the next step S10c, the injection component Wb is extracted by subtracting the back waveforms Wu, Wu ′ generated in step S10b from the injection waveform Wa generated in step S10a (Wb = Wa−Wu). .

ここで、多段噴射を実施する場合には、前段噴射にかかる燃圧波形の噴射後の脈動であるうねり成分Wc(図2(c)参照)が、ステップS10aで生成した噴射波形Waに重畳する。特に、前段噴射とのインターバルが短い場合には、噴射波形Waはうねり成分Wcの影響を大きく受ける。そこで、多段噴射を実施している場合(S10d:YES)には次のステップS10eに進み、前段噴射のうねり成分Wcを噴射成分Wbから差し引くうねり除去処理を実施する。   Here, when performing multi-stage injection, the swell component Wc (see FIG. 2C), which is the pulsation after injection of the fuel pressure waveform for the pre-stage injection, is superimposed on the injection waveform Wa generated in step S10a. In particular, when the interval from the preceding injection is short, the injection waveform Wa is greatly affected by the swell component Wc. Therefore, when multi-stage injection is being performed (S10d: YES), the process proceeds to the next step S10e, and swell removal processing for subtracting the swell component Wc of the previous stage injection from the injection component Wb is performed.

以上により、図5のサブルーチン処理を実施することで、噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmaxの算出(噴射状態の解析)に用いる噴射成分Wbが算出される。   As described above, by executing the subroutine processing of FIG. 5, the injection component Wb used for calculating the injection rate parameters td, te, Rα, Rβ, and Rmax (injection state analysis) is calculated.

図4の説明に戻り、ステップS10にて噴射成分Wbを算出した後、続くステップS11では、噴射成分Wbのうち、噴射開始に伴い燃圧が降下を開始するまでの期間に対応する部分の波形である基準波形に基づき、その基準波形の平均燃圧を基準圧力Pbaseとして算出する。例えば、噴射開始指令時期t1から所定時間が経過するまでの期間TAに対応する部分を、基準波形として設定すればよい。或いは、降下波形の微分値に基づき変曲点P1を算出し、噴射開始指令時期t1から変曲点P1より所定時間前までの期間に相当する部分を基準波形として設定すればよい。   Returning to the description of FIG. 4, after calculating the injection component Wb in step S <b> 10, in the subsequent step S <b> 11, in the waveform of the portion corresponding to the period until the fuel pressure starts to decrease with the start of injection in the injection component Wb. Based on a certain reference waveform, the average fuel pressure of the reference waveform is calculated as the reference pressure Pbase. For example, a portion corresponding to a period TA until a predetermined time elapses from the injection start command timing t1 may be set as the reference waveform. Alternatively, the inflection point P1 may be calculated based on the differential value of the descending waveform, and a portion corresponding to a period from the injection start command timing t1 to a predetermined time before the inflection point P1 may be set as the reference waveform.

続くステップS12(直線近似手段)では、噴射成分Wbのうち、噴射率増大に伴い燃圧が降下していく期間に対応する部分の波形である降下波形に基づき、その降下波形の近似直線Lαを算出する。例えば、噴射開始指令時期t1から所定時間が経過した時点からの所定期間TBに対応する部分を、降下波形として設定すればよい。或いは、降下波形の微分値に基づき変曲点P1,P2を算出し、これら変曲点P1,P2の間に相当する部分を降下波形として設定すればよい。そして、降下波形を構成する複数の燃圧検出値(サンプリング値)から、最小二乗法により近似直線Lαを算出すればよい。或いは、降下波形のうち微分値が最小となる時点における接線を、近似直線Lαとして算出すればよい。   In the subsequent step S12 (linear approximation means), an approximate straight line Lα of the descending waveform is calculated based on the descending waveform that is the waveform corresponding to the period during which the fuel pressure decreases as the injection rate increases in the injection component Wb. To do. For example, what is necessary is just to set the part corresponding to predetermined period TB from the time of predetermined time having passed since injection start instruction | command time t1 as a fall waveform. Alternatively, the inflection points P1 and P2 may be calculated based on the differential value of the descending waveform, and the portion corresponding to the inflection points P1 and P2 may be set as the descending waveform. Then, an approximate straight line Lα may be calculated by a least square method from a plurality of detected fuel pressure values (sampling values) constituting the descending waveform. Alternatively, the tangent line at the time when the differential value becomes the minimum in the descending waveform may be calculated as the approximate straight line Lα.

続くステップS13(直線近似手段)では、噴射成分Wbのうち、噴射率減少に伴い燃圧が上昇していく期間に対応する部分の波形である上昇波形に基づき、その上昇波形の近似直線Lβを算出する。例えば、噴射終了指令時期t2から所定時間が経過した時点からの所定期間TCに対応する部分を、上昇波形として設定すればよい。或いは、上昇波形の微分値に基づき変曲点P3,P5を算出し、これら変曲点P3,P5の間に相当する部分を上昇波形として設定すればよい。そして、上昇波形を構成する複数の燃圧検出値(サンプリング値)から、最小二乗法により近似直線Lβを算出すればよい。或いは、上昇波形のうち微分値が最大となる時点における接線を、近似直線Lβとして算出すればよい。   In the subsequent step S13 (linear approximation means), an approximate straight line Lβ of the rising waveform is calculated based on the rising waveform that is the waveform corresponding to the period during which the fuel pressure increases as the injection rate decreases in the injection component Wb. To do. For example, what is necessary is just to set the part corresponding to the predetermined period TC from the time of predetermined time having passed since the injection end instruction | command time t2 as a rising waveform. Alternatively, the inflection points P3 and P5 may be calculated based on the differential value of the rising waveform, and a portion corresponding to the inflection points P3 and P5 may be set as the rising waveform. Then, the approximate straight line Lβ may be calculated from the plurality of detected fuel pressure values (sampling values) constituting the rising waveform by the least square method. Alternatively, the tangent at the time when the differential value becomes the maximum in the rising waveform may be calculated as the approximate straight line Lβ.

続くステップS14では、基準圧力Pbaseに基づき基準値Bα,Bβを算出する。例えば、基準圧力Pbaseより所定量だけ低い値を基準値Bα,Bβとして算出すればよい。なお、両基準値Bα,Bβを同じ値に設定する必要はない。また、前記所定量は基準圧力Pbaseの値や燃料温度等に応じて可変設定してもよい。   In subsequent step S14, reference values Bα and Bβ are calculated based on the reference pressure Pbase. For example, values lower than the reference pressure Pbase by a predetermined amount may be calculated as the reference values Bα and Bβ. It is not necessary to set both reference values Bα and Bβ to the same value. The predetermined amount may be variably set according to the value of the reference pressure Pbase, the fuel temperature, and the like.

続くステップS15では、近似直線Lαのうち基準値Bαとなる時期(LαとBαの交点時期LBα)を算出する。この交点時期LBαと噴射開始時期R1とは相関が高いことに着目し、交点時期LBαに基づき噴射開始時期R1を算出する。例えば、交点時期LBαよりも所定の遅れ時間Cαだけ前の時期を噴射開始時期R1として算出すればよい。   In the subsequent step S15, a time (intersection time LBα between Lα and Bα) at which the approximate value Lα becomes the reference value Bα is calculated. Focusing on the fact that the intersection time LBα and the injection start time R1 are highly correlated, the injection start time R1 is calculated based on the intersection time LBα. For example, a timing that is a predetermined delay time Cα before the intersection timing LBα may be calculated as the injection start timing R1.

続くステップS16では、近似直線Lβのうち基準値Bβとなる時期(LβとBβの交点時期LBβ)を算出する。この交点時期LBβと噴射終了時期R4とは相関が高いことに着目し、交点時期LBβに基づき噴射終了時期R4を算出する。例えば、交点時期LBβよりも所定の遅れ時間Cβだけ前の時期を噴射終了時期R4として算出すればよい。なお、上記遅れ時間Cα,Cβは、基準圧力Pbaseの値や燃料温度等に応じて可変設定してもよい。   In the subsequent step S16, a time (intersection time LBβ between Lβ and Bβ) that is the reference value Bβ in the approximate straight line Lβ is calculated. Focusing on the fact that the intersection timing LBβ and the injection end timing R4 are highly correlated, the injection end timing R4 is calculated based on the intersection timing LBβ. For example, a timing that is a predetermined delay time Cβ before the intersection timing LBβ may be calculated as the injection end timing R4. The delay times Cα and Cβ may be variably set according to the value of the reference pressure Pbase, the fuel temperature, and the like.

続くステップS17では、近似直線Lαの傾きと噴射率増加の傾きとは相関が高いことに着目し、図2(b)に示す噴射率波形のうち噴射増加を示す直線Rαの傾きを、近似直線Lαの傾きに基づき算出する。例えば、Lαの傾きに所定の係数を掛けてRαの傾きを算出すればよい。なお、ステップS15で算出した噴射開始時期R1と当該ステップS17で算出したRαの傾きに基づき、噴射指令信号に対する噴射率波形の上昇部分を表した直線Rαを特定することができる。   In subsequent step S17, focusing on the fact that the slope of the approximate line Lα and the slope of the injection rate increase are highly correlated, the slope of the straight line Rα indicating the increase in injection in the injection rate waveform shown in FIG. Calculation is based on the slope of Lα. For example, the slope of Rα may be calculated by multiplying the slope of Lα by a predetermined coefficient. Note that, based on the injection start timing R1 calculated in step S15 and the slope of Rα calculated in step S17, a straight line Rα representing the rising portion of the injection rate waveform with respect to the injection command signal can be specified.

さらにステップS17では、近似直線Lβの傾きと噴射率減少の傾きとは相関が高いことに着目し、噴射率波形のうち噴射減少を示す直線Rβの傾きを、近似直線Lβの傾きに基づき算出する。例えば、Lβの傾きに所定の係数を掛けてRβの傾きを算出すればよい。なお、ステップS16で算出した噴射終了時期R4と当該ステップS17で算出したRβの傾きに基づき、噴射指令信号に対する噴射率波形の降下部分を表した直線Rβを特定することができる。なお、上記所定の係数は、基準圧力Pbaseの値や燃料温度等に応じて可変設定してもよい。   Further, in step S17, paying attention to the fact that the slope of the approximate straight line Lβ and the slope of the injection rate decrease are highly correlated, the slope of the straight line Rβ indicating the decrease in the injection rate waveform is calculated based on the slope of the approximate straight line Lβ. . For example, the slope of Rβ may be calculated by multiplying the slope of Lβ by a predetermined coefficient. Note that, based on the injection end timing R4 calculated in step S16 and the slope of Rβ calculated in step S17, a straight line Rβ representing the descending portion of the injection rate waveform with respect to the injection command signal can be specified. The predetermined coefficient may be variably set according to the value of the reference pressure Pbase, the fuel temperature, and the like.

続くステップS18では、ステップS17で算出した噴射率波形の直線Rα,Rβに基づき、噴射終了を指令したことに伴い弁体12がリフトダウンを開始する時期(閉弁作動開始時期R23)を算出する。具体的には、両直線Rα,Rβの交点を算出し、その交点時期を閉弁作動開始時期R23として算出する。   In the subsequent step S18, based on the injection rate waveform straight lines Rα and Rβ calculated in step S17, a timing (valve closing operation start timing R23) at which the valve body 12 starts lift-down in response to the command to end the injection is calculated. . Specifically, the intersection of both straight lines Rα and Rβ is calculated, and the intersection timing is calculated as the valve closing operation start timing R23.

続くステップS19では、ステップS15で算出した噴射開始時期R1の噴射開始指令時期t1に対する遅れ時間(噴射開始遅れ時間td)を算出する。また、ステップS18で算出した閉弁作動開始時期R23の噴射終了指令時期t2に対する遅れ時間(噴射終了遅れ時間te)を算出する。なお、噴射終了遅れ時間teとは、噴射終了を指令した時期t2から、制御弁14の作動を開始する時期までの遅れ時間のことである。要するにこれらの遅れ時間td,teは、噴射指令信号に対する噴射率変化の応答遅れを表すパラメータであり、他にも、噴射開始指令時期t1から最大噴射率到達時期R2までの遅れ時間、噴射終了指令時期t2から噴射率低下開始R3までの遅れ時間、噴射終了指令時期t2から噴射終了時期R4までの遅れ時間等が挙げられる。   In the subsequent step S19, a delay time (injection start delay time td) of the injection start timing R1 calculated in step S15 with respect to the injection start command timing t1 is calculated. Further, a delay time (injection end delay time te) with respect to the injection end command timing t2 of the valve closing operation start timing R23 calculated in step S18 is calculated. The injection end delay time te is a delay time from the timing t2 at which the injection end is commanded to the timing at which the operation of the control valve 14 is started. In short, these delay times td and te are parameters representing the response delay of the injection rate change with respect to the injection command signal. Besides, the delay time from the injection start command timing t1 to the maximum injection rate arrival timing R2, the injection end command Examples include a delay time from the timing t2 to the injection rate decrease start R3, a delay time from the injection end command timing t2 to the injection end timing R4, and the like.

続くステップS20では、基準圧力Pbaseと交点圧力Pαβとの圧力差ΔPγが所定値ΔPγth未満であるか否かを判定する。ΔPγ<ΔPγthと判定された場合(S20:YES)には、次のステップS21(最大噴射率算出手段)において、先述した小噴射であるとみなして、圧力差ΔPγに基づき最大噴射率Rmaxを算出する(Rmax=ΔPγ×Cγ)。一方、ΔPγ≧ΔPγthと判定された場合(S20:NO)には、次のステップS22(最大噴射率算出手段)において、予め設定しておいた値(設定値Rγ)を最大噴射率Rmaxとして算出する。   In the subsequent step S20, it is determined whether or not the pressure difference ΔPγ between the reference pressure Pbase and the intersection pressure Pαβ is less than a predetermined value ΔPγth. When it is determined that ΔPγ <ΔPγth (S20: YES), in the next step S21 (maximum injection rate calculation means), it is considered that the small injection is described above, and the maximum injection rate Rmax is calculated based on the pressure difference ΔPγ. (Rmax = ΔPγ × Cγ). On the other hand, when it is determined that ΔPγ ≧ ΔPγth (S20: NO), a preset value (set value Rγ) is calculated as the maximum injection rate Rmax in the next step S22 (maximum injection rate calculation means). To do.

なお、図4のステップS10〜S22の処理を実行している時のマイコン34が「解析手段」に相当し、特に、ステップS11〜S22の処理を実行している時のマイコン34が「演算手段」に相当する。   4 corresponds to the “analyzing unit”, and in particular, the microcomputer 34 when executing the processing of steps S11 to S22 is “calculating unit”. Is equivalent to.

次に、図4のステップS5の判定で用いる「解析順」について、図7を用いて説明する。   Next, the “analysis order” used in the determination in step S5 in FIG. 4 will be described with reference to FIG.

図7(a)中の数字は、噴射気筒の気筒番号の順番を示しており、#1→#3→#4→#2→#1→・・・の順番で噴射していくことを示す。そして、図7(a)中の網点を付した番号は、図4の処理により噴射状態を解析する対象となる燃料噴射弁10の気筒番号を示しており、#1→#2→#4→#3→#1→・・・の順番で解析していくことを示す。つまり、#1について噴射状態を解析した後、#3,#4での噴射状態については図4による解析を実施せず、その後、#2について噴射状態を解析する。   The numbers in FIG. 7A indicate the order of the cylinder numbers of the injection cylinders, and indicate that the injection is performed in the order of # 1 → # 3 → # 4 → # 2 → # 1 →. . The numbers with halftone dots in FIG. 7A indicate the cylinder numbers of the fuel injection valves 10 to be analyzed for the injection state by the processing of FIG. 4, and # 1 → # 2 → # 4. Indicates that analysis is performed in the order of # 3 → # 1 →. That is, after analyzing the injection state for # 1, the analysis according to FIG. 4 is not performed for the injection states in # 3 and # 4, and then the injection state is analyzed for # 2.

要するに、図7(a)の例では、図4による解析を、噴射毎に連続して実施することなく間欠的に実施しており、噴射順を所定のジャンプ数mで飛ばした順番を解析順としている。前記ジャンプ数mは、気筒数nより1少ない数に設定されている(m=n−1)。これによれば、解析対象となる燃料噴射弁10の順番が万遍なく循環して回ってくるので、所定期間において各燃料噴射弁10で実施される解析の累積回数が同一となる。   In short, in the example of FIG. 7A, the analysis according to FIG. 4 is intermittently performed without continuously performing every injection, and the order in which the injection order is skipped by a predetermined number of jumps m is the analysis order. It is said. The jump number m is set to be one less than the cylinder number n (m = n−1). According to this, since the order of the fuel injection valves 10 to be analyzed circulates evenly, the cumulative number of analyzes performed on each fuel injection valve 10 in the predetermined period is the same.

図7(b)中の網点を付した番号は、裏波形Wu,Wu’の取得に用いる裏気筒の気筒番号を示しており、#3→#1→#2→#4→#3→・・・の順番で、図5のステップS10bにより裏波形Wu,Wu’を生成していくことを示す。要するに、図7(b)の例では、図5による裏波形Wu,Wu’の生成を、噴射毎に連続して実施することなく間欠的に実施しており、噴射順を所定のジャンプ数mで飛ばした順番を生成順としている。前記ジャンプ数mは、図7(a)によるジャンプ数と同じに設定されている(m=n−1)。   The numbers with halftone dots in FIG. 7B indicate the cylinder numbers of the back cylinders used for obtaining the back waveforms Wu, Wu ′, and # 3 → # 1 → # 2 → # 4 → # 3 → In this order, the back waveforms Wu and Wu ′ are generated in step S10b of FIG. In short, in the example of FIG. 7B, the generation of the back waveforms Wu and Wu ′ according to FIG. 5 is performed intermittently without continuously performing every injection, and the injection order is set to a predetermined number of jumps m. The order of skipping is used as the generation order. The jump number m is set to be the same as the jump number according to FIG. 7A (m = n−1).

以上により、本実施形態によれば、図4による解析処理を、噴射毎に連続して実施することなく間欠的に実施するので、図4の解析処理を実施する制限時間(図7の符号Tcalに示す時間)を長く確保できる。よって、マイコン34のCPU34aにかかる演算負荷の低減、及びメモリ34bの記憶容量の低減を図ることができ、演算処理の効率化を図ることができる。特に、解析処理の中でも図5に示すうねり成分Wcを除去する処理はCPU34aへの処理負荷が大きいので、このようなうねり成分除去処理を実施する場合には、解析処理を間欠的に実施することによりCPU34aへの要求能力を大きく低減できる。   As described above, according to the present embodiment, the analysis process according to FIG. 4 is intermittently performed without continuously performing each injection, and therefore the time limit for performing the analysis process of FIG. 4 (reference Tcal in FIG. 7). Can be secured for a long time. Therefore, the calculation load on the CPU 34a of the microcomputer 34 can be reduced, and the storage capacity of the memory 34b can be reduced, so that the calculation process can be made more efficient. In particular, the processing for removing the swell component Wc shown in FIG. 5 in the analysis processing has a large processing load on the CPU 34a. Therefore, when such swell component removal processing is performed, the analysis processing is performed intermittently. As a result, the required capacity of the CPU 34a can be greatly reduced.

また、ジャンプ数mを気筒数nより1少ない数に設定する本実施形態によれば、各気筒の燃料噴射弁10にかかる噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmaxの学習回数を万遍なく均一にできるので、各気筒の噴射制御の精度が偏ることを回避でき、ひいては、エンジン出力や排気エミッションの制御性を向上できる。   Further, according to the present embodiment in which the number of jumps m is set to 1 less than the number of cylinders n, the number of learning of the injection rate parameters td, te, Rα, Rβ, Rmax applied to the fuel injection valve 10 of each cylinder is universal. Therefore, it is possible to avoid deviations in the accuracy of the injection control of each cylinder, and to improve the controllability of the engine output and the exhaust emission.

(第2実施形態)
上記第1実施形態では、4気筒エンジンに搭載された燃料噴射状態解析装置であるのに対し、図8に示す本実施形態では、6気筒エンジンに搭載された燃料噴射状態解析装置である。この場合、図7に示すジャンプ数m=3が図8に示すジャンプ数m=5に変更される。なお、その他のハード構成および図4の解析処理の内容については、本実施形態と第1実施形態とは同じである。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the fuel injection state analysis device is mounted on a four-cylinder engine, whereas in the present embodiment shown in FIG. 8, the fuel injection state analysis device is mounted on a six-cylinder engine. In this case, the jump number m = 3 shown in FIG. 7 is changed to the jump number m = 5 shown in FIG. The other hardware configurations and the contents of the analysis process in FIG. 4 are the same as those in the first embodiment.

図8(a)中の数字は、噴射気筒の気筒番号の順番を示しており、#1→#5→#3→#6→#2→#4→#1→・・・の順番で噴射していくことを示す。そして、図8(a)中の網点を付した番号は、図4の処理により噴射状態を解析する対象となる燃料噴射弁10の気筒番号を示しており、#1→#4→#2→#6→#3→#5→#1→・・・の順番で解析していくことを示す。つまり、#1について噴射状態を解析した後、#5,#3,#6,#2での噴射状態については図4による解析を実施せず、その後、#4について噴射状態を解析する。   The numbers in FIG. 8A indicate the order of the cylinder numbers of the injection cylinders, and the injection is performed in the order of # 1 → # 5 → # 3 → # 6 → # 2 → # 4 → # 1 →. Indicates that you will The numbers with halftone dots in FIG. 8A indicate the cylinder numbers of the fuel injection valves 10 to be analyzed for the injection state by the processing of FIG. 4, and # 1 → # 4 → # 2 This indicates that analysis is performed in the order of # 6 # 3 # 3 # 5 # 1 →. That is, after analyzing the injection state for # 1, the analysis according to FIG. 4 is not performed for the injection states in # 5, # 3, # 6, and # 2, and then the injection state is analyzed for # 4.

要するに、図8(a)の例では、図4による解析を、噴射毎に連続して実施することなく間欠的に実施しており、噴射順を所定のジャンプ数mで飛ばした順番を解析順としている。前記ジャンプ数mは、気筒数nより1少ない数に設定されている(m=n−1)。   In short, in the example of FIG. 8A, the analysis according to FIG. 4 is performed intermittently without continuously performing every injection, and the order in which the injection order is skipped by a predetermined number of jumps m is the analysis order. It is said. The jump number m is set to be one less than the cylinder number n (m = n−1).

図8(b)中の網点を付した番号は、裏波形Wu,Wu’の取得に用いる裏気筒の気筒番号を示しており、#5→#1→#4→#2→#6→#3→#5→・・・の順番で、図5のステップS10bにより裏波形Wu,Wu’を生成していくことを示す。要するに、図8(b)の例では、図5による裏波形Wu,Wu’の生成を、噴射毎に連続して実施することなく間欠的に実施しており、噴射順を所定のジャンプ数mで飛ばした順番を生成順としている。前記ジャンプ数mは、図8(a)によるジャンプ数と同じに設定されている(m=n−1)。   The numbers with halftone dots in FIG. 8B indicate the cylinder numbers of the back cylinders used for obtaining the back waveforms Wu, Wu ′, and # 5 → # 1 → # 4 → # 2 → # 6 → It shows that the back waveforms Wu and Wu ′ are generated in step S10b of FIG. 5 in the order of # 3 → # 5 →. In short, in the example of FIG. 8B, the generation of the back waveforms Wu and Wu ′ according to FIG. 5 is performed intermittently without continuously performing every injection, and the injection order is set to a predetermined number of jumps m. The order of skipping is used as the generation order. The jump number m is set to be the same as the jump number according to FIG. 8A (m = n−1).

以上により、本実施形態によれば、図4による解析処理を、噴射毎に連続して実施することなく間欠的に実施するので、上記第1実施形態と同様にしてCPU34aにかかる演算負荷の低減、及びメモリ34bの記憶容量の低減を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the analysis processing according to FIG. 4 is performed intermittently without being continuously performed for each injection, so that the calculation load on the CPU 34a is reduced as in the first embodiment. And the storage capacity of the memory 34b can be reduced.

また、ジャンプ数mを気筒数nより1少ない数に設定する本実施形態によれば、各気筒の燃料噴射弁10にかかる噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmaxの学習回数を万遍なく均一にできるので、各気筒の噴射制御の精度が偏ることを回避できる。   Further, according to the present embodiment in which the number of jumps m is set to 1 less than the number of cylinders n, the number of learning of the injection rate parameters td, te, Rα, Rβ, Rmax applied to the fuel injection valve 10 of each cylinder is universal. Therefore, it can be avoided that the accuracy of the injection control of each cylinder is biased.

(第3実施形態)
上記第1実施形態では、ジャンプ数mを気筒数nより1少ない数に設定し(m=n−1)、設定した1つのジャンプ数で固定しているのに対し、図9に示す本実施形態では、第1ジャンプ数m1および第2ジャンプ数m2を設定し、これらのジャンプ数m1,m2で繰り返し交互にジャンプして解析順を設定する。なお、その他のハード構成および図4の解析処理の内容については、本実施形態と第1実施形態とは同じである。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the number of jumps m is set to 1 less than the number of cylinders n (m = n−1), and is fixed at one set number of jumps, whereas this embodiment shown in FIG. In the embodiment, the first jump number m1 and the second jump number m2 are set, and the jump is alternately repeated with these jump numbers m1 and m2 to set the analysis order. The other hardware configurations and the contents of the analysis process in FIG. 4 are the same as those in the first embodiment.

図9(a)中の数字は、噴射気筒の気筒番号の順番を示しており、#1→#3→#4→#2→#1→・・・の順番で噴射していくことを示す。そして、図9(a)中の網点を付した番号は、図4の処理により噴射状態を解析する対象となる燃料噴射弁10の気筒番号を示しており、〔#1→#4→#3→#2〕→〔#4→#1→#2→#3〕→〔#1→・・・の順番で解析していくことを示す。つまり、図7の例では解析のサイクルが解析4回分であったのに対し、図9に示す本実施形態では、解析のサイクルが解析8回分になる。   The numbers in FIG. 9A indicate the order of the cylinder numbers of the injection cylinders, and indicate that the injection is performed in the order of # 1 → # 3 → # 4 → # 2 → # 1 →. . The numbers with halftone dots in FIG. 9A indicate the cylinder numbers of the fuel injection valves 10 to be analyzed for the injection state by the processing of FIG. 4, and [# 1 → # 4 → # 3 → # 2] → [# 4 → # 1 → # 2 → # 3] → [# 1 →... That is, in the example of FIG. 7, the analysis cycle is for four analyses, whereas in this embodiment shown in FIG. 9, the analysis cycle is for eight analyses.

上述した第1ジャンプ数m1は気筒数nの半分の数に設定され(m1=n/2)、第2ジャンプ数m2は気筒数nの半分に1を加算した数に設定されている(m2=1+n/2)。   The above-described first jump number m1 is set to a half number of the cylinder number n (m1 = n / 2), and the second jump number m2 is set to a number obtained by adding 1 to half the cylinder number n (m2 = 1 + n / 2).

図9(b)中の網点を付した番号は、裏波形Wu,Wu’の取得に用いる裏気筒の気筒番号を示しており、〔#3→#2→#4→#1〕→〔#2→#3→#1→#4〕→〔#3→・・・の順番で、図5のステップS10bにより裏波形Wu,Wu’を生成していくことを示す。要するに、図9(b)の例では、図5による裏波形Wu,Wu’の生成を、噴射毎に連続して実施することなく間欠的に実施しており、噴射順を所定のジャンプ数mで飛ばした順番を生成順としている。前記ジャンプ数mは、図9(a)によるジャンプ数と同じに設定されている(m=n−1)。   The numbers with halftone dots in FIG. 9B indicate the cylinder numbers of the back cylinders used for obtaining the back waveforms Wu, Wu ′, and [# 3 → # 2 → # 4 → # 1] → [ It shows that the back waveforms Wu and Wu ′ are generated in the order of # 2 → # 3 → # 1 → # 4] → [# 3 →... In short, in the example of FIG. 9B, the generation of the back waveforms Wu, Wu ′ according to FIG. 5 is performed intermittently without continuously performing every injection, and the injection order is set to a predetermined number of jumps m. The order of skipping is used as the generation order. The jump number m is set to be the same as the jump number according to FIG. 9A (m = n−1).

以上により、本実施形態によっても、図4による解析処理を間欠的に実施するので、上記第1実施形態と同様にしてCPU34aにかかる演算負荷の低減、及びメモリ34bの記憶容量の低減を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment as well, the analysis process of FIG. 4 is intermittently performed, so that the calculation load on the CPU 34a and the storage capacity of the memory 34b are reduced as in the first embodiment. Can do.

また、第1ジャンプ数m1および第2ジャンプ数m2で交互にジャンプした順番で解析していく本実施形態によれば、各気筒の燃料噴射弁10にかかる噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmaxの学習回数を万遍なく均一にできるので、各気筒の噴射制御の精度が偏ることを回避できる。   Further, according to this embodiment in which the first jump number m1 and the second jump number m2 are analyzed in the order of jumping alternately, the injection rate parameters td, te, Rα, Rβ applied to the fuel injection valve 10 of each cylinder. , Rmax can be made uniform evenly, so that it is possible to avoid biasing the accuracy of injection control of each cylinder.

しかも、図7の例に比べて解析の回数を多くできるので、学習回数を多くすることができ、噴射制御の精度を向上できる。但し、本実施形態では第1ジャンプ数m1および第2ジャンプ数m2で交互にジャンプさせるのに対し、図7の例では1つのジャンプ数mに固定するので、図7の例では本実施形態に比べて演算プログラムを簡素化できる。   In addition, since the number of times of analysis can be increased as compared with the example of FIG. 7, the number of times of learning can be increased, and the accuracy of injection control can be improved. However, in the present embodiment, the first jump number m1 and the second jump number m2 are alternately jumped, whereas in the example of FIG. 7, the number of jumps is fixed to one. Therefore, in the example of FIG. Compared to this, the calculation program can be simplified.

(第4実施形態)
上記第3実施形態では、4気筒エンジンに搭載された燃料噴射状態解析装置であるのに対し、図10に示す本実施形態では、6気筒エンジンに搭載された燃料噴射状態解析装置である。
(Fourth embodiment)
In the third embodiment, the fuel injection state analysis device is mounted on a four-cylinder engine. On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 10, the fuel injection state analysis device is mounted on a six-cylinder engine.

この場合、図9に示す第1ジャンプ数m1=2および第2ジャンプ数m2=3が、図10に示す第1ジャンプ数m1=3および第2ジャンプ数m2=4に変更される。なお、その他のハード構成および図4の解析処理の内容については、本実施形態と第1実施形態とは同じである。   In this case, the first jump number m1 = 2 and the second jump number m2 = 3 shown in FIG. 9 are changed to the first jump number m1 = 3 and the second jump number m2 = 4 shown in FIG. The other hardware configurations and the contents of the analysis process in FIG. 4 are the same as those in the first embodiment.

図10(a)中の数字は、噴射気筒の気筒番号の順番を示しており、図10(a)中の網点を付した番号は、図4の処理により噴射状態を解析する対象となる燃料噴射弁10の気筒番号を示しており、〔#1→#6→#5→#2→#3→#4〕→〔#6→#1→#2→#5→#4→#3〕→〔#1・・・の順番で解析していくことを示す。   The numbers in FIG. 10 (a) indicate the order of the cylinder numbers of the injection cylinders, and the numbers with halftone dots in FIG. 10 (a) are targets for analyzing the injection state by the processing of FIG. The cylinder number of the fuel injection valve 10 is shown, [# 1 → # 6 → # 5 → # 2 → # 3 → # 4] → [# 6 → # 1 → # 2 → # 5 → # 4 → # 3 ] → [# 1... In the order of analysis.

つまり、図9の例では解析のサイクルが解析8回分であったのに対し、図10に示す本実施形態では、解析のサイクルが解析16回分になる。   That is, in the example of FIG. 9, the analysis cycle is for eight analyses, whereas in this embodiment shown in FIG. 10, the analysis cycle is for sixteen analyses.

上述した第1ジャンプ数m1は気筒数nの半分の数に設定され(m1=n/2)、第2ジャンプ数m2は気筒数nの半分に1を加算した数に設定されている(m1=1+n/2)。   The above-mentioned first jump number m1 is set to a half number of the cylinder number n (m1 = n / 2), and the second jump number m2 is set to a number obtained by adding 1 to half the cylinder number n (m1). = 1 + n / 2).

図10(b)中の網点を付した番号は、裏波形Wu,Wu’の取得に用いる裏気筒の気筒番号を示しており、〔#5→#2→#3→#4→#6→#1〕→〔#2→#5→#4→#3→#1→#6〕→〔#5・・・の順番で、図5のステップS10bにより裏波形Wu,Wu’を生成していくことを示す。要するに、図10(b)の例では、図5による裏波形Wu,Wu’の生成を、噴射毎に連続して実施することなく間欠的に実施しており、噴射順を所定のジャンプ数m1,m2で飛ばした順番を生成順としている。前記ジャンプ数m1,m2は、図10(a)によるジャンプ数と同じに設定されている。   The numbers with halftone dots in FIG. 10B indicate the cylinder numbers of the back cylinders used for obtaining the back waveforms Wu, Wu ′. [# 5 → # 2 → # 3 → # 4 → # 6 → # 1] → [# 2 → # 5 → # 4 → # 3 → # 1 → # 6] → [# 5..., The back waveforms Wu and Wu ′ are generated in step S10b of FIG. Indicates that you are going. In short, in the example of FIG. 10B, the generation of the back waveforms Wu and Wu ′ according to FIG. 5 is intermittently performed without continuously performing every injection, and the injection order is set to a predetermined number of jumps m1. , M2 is the generation order. The jump numbers m1 and m2 are set to be the same as the jump number according to FIG.

以上により、本実施形態によっても、図4による解析処理を間欠的に実施するので、上記第1実施形態と同様にしてCPU34aにかかる演算負荷の低減、及びメモリ34bの記憶容量の低減を図ることができる。   As described above, according to the present embodiment as well, the analysis process of FIG. 4 is intermittently performed, so that the calculation load on the CPU 34a and the storage capacity of the memory 34b are reduced as in the first embodiment. Can do.

また、第1ジャンプ数m1および第2ジャンプ数m2で交互にジャンプした順番で解析していく本実施形態によれば、各気筒の燃料噴射弁10にかかる噴射率パラメータtd,te,Rα,Rβ,Rmaxの学習回数を万遍なく均一にできるので、各気筒の噴射制御の精度が偏ることを回避できる。   Further, according to this embodiment in which the first jump number m1 and the second jump number m2 are analyzed in the order of jumping alternately, the injection rate parameters td, te, Rα, Rβ applied to the fuel injection valve 10 of each cylinder. , Rmax can be made uniform evenly, so that it is possible to avoid biasing the accuracy of injection control of each cylinder.

しかも、図8の例に比べて解析の回数を多くできるので、学習回数を多くすることができ、噴射制御の精度を向上できる。但し、本実施形態では第1ジャンプ数m1および第2ジャンプ数m2で交互にジャンプさせるのに対し、図8の例では1つのジャンプ数mに固定するので、図8の例では本実施形態に比べて演算プログラムを簡素化できる。   Moreover, since the number of analyzes can be increased as compared with the example of FIG. 8, the number of learning can be increased, and the accuracy of injection control can be improved. However, in the present embodiment, the first jump number m1 and the second jump number m2 are alternately jumped, whereas in the example of FIG. 8, the number of jumps is fixed to one, so in the example of FIG. Compared to this, the calculation program can be simplified.

(第5実施形態)
上記各実施形態では、ジャンプ数を予め設定した値m,m1,m2に固定している。しかし、エンジンのクランク軸(出力軸)の回転速度NEが高速であるほど、ジャンプ数を固定した場合には図4の解析処理を実施する制限時間Tcalが短くなってしまう。そこで本実施形態では、エンジン運転中にジャンプ数を可変設定する。
(Fifth embodiment)
In each of the above embodiments, the number of jumps is fixed to preset values m, m1, and m2. However, the higher the rotational speed NE of the crankshaft (output shaft) of the engine, the shorter the time limit Tcal for performing the analysis process of FIG. 4 when the number of jumps is fixed. Therefore, in this embodiment, the jump number is variably set during engine operation.

具体的には、エンジン回転速度NEが高速であるほどジャンプ数を長くするように可変設定して、解析処理の制限時間Tcalを長くするように図る。例えば、エンジン回転速度NEが所定の閾値を超えて高速になった場合には、上記各実施形態で設定されているジャンプ数に、気筒数nの整数倍を加算した数にジャンプ数を可変設定する。   More specifically, the higher the engine speed NE, the longer the number of jumps is set to be longer, and the time limit Tcal for the analysis process is made longer. For example, when the engine speed NE exceeds a predetermined threshold and becomes high, the jump number is variably set to a number obtained by adding an integer multiple of the cylinder number n to the jump number set in each of the above embodiments. To do.

或いは、エンジン回転速度NEが所定の閾値未満である低速時には、図9または図10に示すジャンプ数m1,m2に設定し、エンジン回転速度NEが所定の閾値を超えた高速時には、図7または図8に示すジャンプ数mに設定するようにしてもよい。   Alternatively, when the engine rotational speed NE is lower than a predetermined threshold, the jump numbers m1 and m2 shown in FIG. 9 or FIG. 10 are set. When the engine rotational speed NE exceeds a predetermined threshold, FIG. The number of jumps m shown in FIG.

(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be modified as follows. Moreover, you may make it combine the characteristic structure of each embodiment arbitrarily, respectively.

・上記各実施形態では、裏波形Wuを生成する順番を決定するジャンプ数m,m1,m2を、噴射波形Waを生成する順番を決定するジャンプ数m,m1,m2と同じに設定しているが、それぞれ異なるジャンプ数に設定してもよい。   In each of the above embodiments, the jump numbers m, m1, and m2 that determine the order of generating the back waveform Wu are set to be the same as the jump numbers m, m1, and m2 that determine the order of generating the injection waveform Wa. However, different jump numbers may be set.

この場合、例えば、裏波形Wuにかかるジャンプ数を噴射波形Waにかかるジャンプ数の整数倍に設定して、前回の図5の処理で用いた裏波形Wuを、今回の図5の処理で用いる裏波形Wuに流用すればよい。   In this case, for example, the number of jumps related to the back waveform Wu is set to an integral multiple of the number of jumps related to the injection waveform Wa, and the back waveform Wu used in the previous processing of FIG. 5 is used in the processing of FIG. What is necessary is just to divert to back waveform Wu.

・上記各実施形態では、図5のステップS10a,S10bにおいて波形を生成するにあたり、燃圧センサ20により所定のサンプリング周期で検出した複数の検出値に基づき生成しており、前記サンプリング周期を所定の値に固定しているが、このサンプリング周期をエンジン運転中に可変設定してもよい。例えば、エンジン回転速度NEが高速であるほどサンプリング周期を長く設定して、ステップS10a,S10による波形生成の処理負荷を軽減させるようにしてもよい。   In each of the above embodiments, the waveform is generated in steps S10a and S10b of FIG. 5 based on a plurality of detection values detected by the fuel pressure sensor 20 at a predetermined sampling period, and the sampling period is set to a predetermined value. However, the sampling period may be variably set during engine operation. For example, the sampling cycle may be set longer as the engine rotational speed NE is higher, thereby reducing the processing load of waveform generation in steps S10a and S10.

・上記第3および第4実施形態では、第1ジャンプ数m1を気筒数nの半分に設定し、第2ジャンプ数m2を「n/2+1」と設定しているが、「n/2−1」と設定してもよい。要するに、第1ジャンプ数m1を気筒数の半分に設定した場合、第2ジャンプ数m2は第1ジャンプ数m1に対して1ずれていればよい。但し、ジャンプ数を2未満に設定すると解析処理を連続して実施しなければならなくなるので、ジャンプ数は2以上に設定することが必須の条件である。   In the third and fourth embodiments, the first jump number m1 is set to half of the cylinder number n and the second jump number m2 is set to “n / 2 + 1”, but “n / 2-1” May be set. In short, when the first jump number m1 is set to half the number of cylinders, the second jump number m2 only needs to be shifted by 1 from the first jump number m1. However, if the number of jumps is set to less than 2, analysis processing must be performed continuously, so it is an essential condition to set the number of jumps to 2 or more.

・図1に示す上記各実施形態では、燃圧センサ20を燃料噴射弁10に搭載しているが、本発明にかかる燃圧センサはコモンレール42の吐出口42aから噴孔11bに至るまでの燃料供給経路内の燃圧を検出するよう配置された燃圧センサであればよい。よって、例えばコモンレール42と燃料噴射弁10とを接続する高圧配管42bに燃圧センサを搭載してもよい。つまり、コモンレール42及び燃料噴射弁10を接続する高圧配管42bと、ボデー11内の高圧通路11aとが「燃料通路」に相当する。   In each of the above embodiments shown in FIG. 1, the fuel pressure sensor 20 is mounted on the fuel injection valve 10, but the fuel pressure sensor according to the present invention is a fuel supply path from the discharge port 42a of the common rail 42 to the injection hole 11b. Any fuel pressure sensor may be used as long as it is arranged to detect the fuel pressure inside. Therefore, for example, a fuel pressure sensor may be mounted on the high-pressure pipe 42 b that connects the common rail 42 and the fuel injection valve 10. That is, the high-pressure pipe 42b connecting the common rail 42 and the fuel injection valve 10 and the high-pressure passage 11a in the body 11 correspond to the “fuel passage”.

・上記各実施形態では、4気筒エンジンおよび6気筒エンジンに本発明を適用させているが、本発明はこれらのエンジンに限られるものではなく、例えば8気筒エンジン等であってもよい。   In each of the above embodiments, the present invention is applied to a 4-cylinder engine and a 6-cylinder engine. However, the present invention is not limited to these engines, and may be, for example, an 8-cylinder engine.

・上記第1実施形態では、燃料ポンプ41から燃料を圧送する回数が1燃焼サイクルに2回であることを想定しているが、例えば1燃焼サイクル中に3回または4回圧送する燃料噴射システムにも本発明は適用できる。   In the first embodiment, it is assumed that the number of times the fuel is pumped from the fuel pump 41 is twice in one combustion cycle. For example, the fuel injection system that pumps three times or four times in one combustion cycle The present invention is also applicable.

10…燃料噴射弁、20…燃圧センサ、31…噴射率パラメータ算出手段(解析手段)、S10〜S22…解析手段、S10a…噴射波形生成手段、S10b…裏波形生成手段、S11〜S22…演算手段、m…ジャンプ数、m1…第1ジャンプ数、m2…第2ジャンプ数。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel injection valve, 20 ... Fuel pressure sensor, 31 ... Injection rate parameter calculation means (analysis means), S10-S22 ... Analysis means, S10a ... Injection waveform generation means, S10b ... Back waveform generation means, S11-S22 ... Calculation means , M: number of jumps, m1: first jump number, m2: second jump number.

Claims (6)

多気筒内燃機関の各気筒に設けられ、蓄圧容器で蓄圧した燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記蓄圧容器の吐出口から前記燃料噴射弁の噴孔に至るまでの燃料通路に配置され、前記燃料通路内の燃料圧力を検出する燃圧センサと、
を備える燃料噴射システムに適用され、
燃料噴射に伴い生じる前記燃圧センサの検出値の変化に基づき、燃料の噴射状態を解析する解析手段を備え、
各気筒の前記燃料噴射弁から燃料を順次噴射させるにあたり、その噴射順に対して所定のジャンプ数だけジャンプして得られる順番で前記解析手段による解析を実施することを特徴とする燃料噴射状態解析装置。
A fuel injection valve that is provided in each cylinder of a multi-cylinder internal combustion engine and injects fuel accumulated in a pressure accumulator;
A fuel pressure sensor that is disposed in a fuel passage from a discharge port of the pressure accumulating container to a nozzle hole of the fuel injection valve, and detects a fuel pressure in the fuel passage;
Applied to a fuel injection system comprising:
Analyzing means for analyzing the fuel injection state based on a change in the detected value of the fuel pressure sensor that occurs with fuel injection,
A fuel injection state analysis device that performs analysis by the analysis means in an order obtained by jumping a predetermined number of jumps in the injection order when fuel is sequentially injected from the fuel injection valve of each cylinder .
各気筒の前記燃料噴射弁のうち解析対象となる燃料噴射弁の順番を、各々の燃料噴射弁に対する解析の累積回数が同一となるように循環させて設定することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射状態解析装置。   The order of the fuel injection valves to be analyzed among the fuel injection valves of each cylinder is set by circulating so that the cumulative number of analyzes for each fuel injection valve is the same. The fuel injection state analysis device described. 前記ジャンプ数を気筒数より1少ない数に設定したことを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射状態解析装置。   3. The fuel injection state analyzing apparatus according to claim 1, wherein the number of jumps is set to a number one less than the number of cylinders. 前記ジャンプ数を第1ジャンプ数および第2ジャンプ数の交互に繰り返し設定するとともに、
前記第1ジャンプ数を気筒数の半分に設定し、
前記第2ジャンプ数を、気筒数の半分より1少ない数または気筒数の半分より1多い数、かつ、2以上の数に設定したことを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射状態解析装置。
And repeatedly setting the number of jumps alternately between the first jump number and the second jump number,
Set the first jump number to half the number of cylinders,
3. The fuel injection state according to claim 1, wherein the second jump number is set to a number that is one less than a half of the number of cylinders, a number that is one more than a half of the number of cylinders, and two or more. Analysis device.
前記内燃機関の出力軸の回転速度が速いほど、前記ジャンプ数を大きく設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の燃料噴射状態解析装置。   The fuel injection state analyzing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the jump number is set to be larger as the rotational speed of the output shaft of the internal combustion engine is higher. 燃料噴射中の気筒を噴射気筒、前記噴射気筒で燃料を噴射している時に噴射停止させている気筒を裏気筒とした場合において、
前記解析手段は、
前記噴射気筒での燃圧センサによる検出値の変化を表した噴射波形を生成する噴射波形生成手段と、
前記裏気筒での燃圧センサによる検出値の変化を表した裏波形を生成する裏波形生成手段と、
前記噴射波形から前記裏波形を差し引いた波形に基づき、前記噴射気筒での噴射状態を演算する演算手段と、
を有しており、
各気筒の前記燃料噴射弁から燃料を順次噴射させるにあたり、その噴射順に対して所定のジャンプ数だけジャンプして得られる順番で、前記噴射波形生成手段による生成および前記裏波形生成手段による生成を実施することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の燃料噴射状態解析装置。
In the case where the cylinder that is injecting fuel is an injection cylinder, and the cylinder that is stopped when the fuel is injected in the injection cylinder is a back cylinder,
The analysis means includes
An injection waveform generating means for generating an injection waveform representing a change in a detection value by a fuel pressure sensor in the injection cylinder;
Back waveform generating means for generating a back waveform representing a change in a detection value by a fuel pressure sensor in the back cylinder;
Based on a waveform obtained by subtracting the back waveform from the injection waveform, calculation means for calculating an injection state in the injection cylinder;
Have
When the fuel is sequentially injected from the fuel injection valve of each cylinder, the generation by the injection waveform generation means and the generation by the back waveform generation means are performed in an order obtained by jumping a predetermined number of jumps in the injection order. The fuel injection state analysis device according to any one of claims 1 to 5, wherein
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