JP2019065807A - Fuel injection control device - Google Patents

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Abstract

To appropriately eliminate effects of front-stage injection in rear-stage injection in multi-stage injection.SOLUTION: A fuel injection system includes: a common rail 11; a fuel pump 12 for pressure-feeding fuel to the common rail 11; a fuel injection valve 30 for injecting high-pressure fuel in the common rail 11; and a fuel pressure sensor 40 for detecting fuel pressure in a fuel passage from the common rail 11 to a nozzle hole 35 of the fuel injection valve 30. An orifice is formed in an outlet passage section of the common rail 11. An ECU 50 includes: a fuel pressure acquisition section for acquiring the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 40; a waveform processing section for deducting a model waveform calculated from a pressure pulsation model from a detection waveform that is a waveform of the fuel pressure acquired by the fuel pressure acquisition section after completion of front-stage injection in multi-stage injection; and an injection control section that performs rear-stage injection on the basis of the deduction result obtained by the waveform processing section. Based on orifice flow rate characteristics, the waveform processing section calculates the model waveform from the pressure pulsation model.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、蓄圧容器に蓄えられた高圧燃料を用いて燃料噴射を行う燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置に関するものである。   The present invention relates to a fuel injection control device applied to a fuel injection system that performs fuel injection using high pressure fuel stored in a pressure accumulation container.

コモンレール(蓄圧容器)から燃料噴射弁に燃料が供給される燃料噴射システムにおいて、燃料噴射弁から燃料が噴射されると、噴射率の変化に応じて燃料噴射弁内部の燃圧(燃料圧力)が変化する。そこで、各燃料噴射弁に搭載された燃圧センサにより、燃料噴射時における燃圧の変動波形を検出して、検出した変動波形に基づき噴射率変化を示す波形を推定することが行われている。   In a fuel injection system in which fuel is supplied from a common rail (accumulation container) to a fuel injection valve, when fuel is injected from the fuel injection valve, the fuel pressure (fuel pressure) inside the fuel injection valve changes according to the change in injection rate Do. Therefore, the fuel pressure sensor mounted on each fuel injection valve detects the fluctuation waveform of the fuel pressure at the time of fuel injection, and estimates the waveform showing the injection rate change based on the detected fluctuation waveform.

また、内燃機関において燃料噴射弁による多段噴射を実施する際には、前段の燃料噴射(前段噴射)が実施された後にその前段噴射による圧力脈動が生じ、それに起因して後段噴射に影響が及ぶことが考えられる。これは、後段噴射の実施時において、前段噴射の後における圧力脈動により燃圧が誤って認識されることに起因する。そこで、前段噴射による実際の圧力脈動に対し、モデルで算出した圧力脈動を差し引くことで、前段噴射の影響を除去することが検討されている(例えば特許文献1参照)。   In addition, when performing multistage injection by the fuel injection valve in an internal combustion engine, pressure pulsation due to the prestage injection occurs after the prestage fuel injection (prestage injection) is performed, which affects the poststage injection It is conceivable. This is because the fuel pressure is erroneously recognized by the pressure pulsation after the pre-injection when the post-injection is performed. Therefore, it has been studied to remove the influence of the pre-injection by subtracting the pressure pulsation calculated by the model from the actual pressure pulsation due to the pre-injection (see, for example, Patent Document 1).

特開2010−3004号公報JP, 2010-3004, A

ところで、コモンレールには、燃料噴射弁に通じる出口通路部にオリフィスが設けられているが、オリフィスの製造公差に起因して、そのオリフィスを介して流れる燃料の流量特性が変わることが考えられる。具体的には、オリフィス径、オリフィス入口R、オリフィス平滑度などによって、オリフィスの流量特性が変わることが考えられる。そして、オリフィスの流量特性が意図せずばらつくことに起因して、前段噴射の影響を適正に除去することができなくなることが懸念される。   By the way, although the common rail is provided with an orifice in the outlet passage portion leading to the fuel injection valve, it is conceivable that the flow characteristic of the fuel flowing through the orifice changes due to the manufacturing tolerance of the orifice. Specifically, it is conceivable that the flow characteristic of the orifice changes depending on the orifice diameter, orifice inlet R, orifice smoothness and the like. And there is concern that the influence of the pre-injection can not be properly removed due to the unintentional variation in the flow rate characteristics of the orifice.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、多段噴射での後段噴射に際して前段噴射の影響を適正に除去することができる燃料噴射制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to provide a fuel injection control device capable of appropriately removing the influence of pre-stage injection at the time of post-stage injection in multi-stage injection.

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説明する。   Hereinafter, a means for solving the above-mentioned subject, and its operation effect are explained.

本手段の燃料噴射制御装置は、
高圧燃料を蓄圧保持する蓄圧容器と、前記蓄圧容器に対して燃料を圧送する燃料ポンプと、前記蓄圧容器内に蓄圧保持された高圧燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の噴射口までの燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサと、を備え、前記蓄圧容器において前記燃料噴射弁に接続される出口通路部にオリフィスが形成されている燃料噴射システムに適用され、内燃機関の1燃焼サイクルにおいて複数回の燃料噴射を多段噴射として実施する燃料噴射制御装置であって、
前記燃圧センサにより検出された燃圧を取得する燃圧取得部と、
前記多段噴射での前段噴射の終了後において、前記燃圧取得部により取得された燃圧の波形である検出波形から、圧力脈動モデルにより算出されるモデル波形を差し引く波形処理部と、
前記波形処理部による差し引きの結果に基づいて、後段噴射を実施する噴射制御部と、
を備え、
前記波形処理部は、前記オリフィスの流量特性に基づいて、前記圧力脈動モデルによるモデル波形を算出する。
The fuel injection control device of this means
A pressure accumulation container for accumulating and holding high pressure fuel, a fuel pump for pressure-feeding the fuel to the accumulation container, a fuel injection valve for injecting the high pressure fuel accumulated and held in the accumulation container, and the fuel injection from the pressure accumulation container And a fuel pressure sensor for detecting the fuel pressure in the fuel passage to the injection port of the valve, wherein the pressure storage container is applied to a fuel injection system in which an orifice is formed in an outlet passage connected to the fuel injection valve. A fuel injection control device that implements multiple fuel injections as multistage injection in one combustion cycle of an internal combustion engine, comprising:
A fuel pressure acquisition unit that acquires the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor;
A waveform processing unit that subtracts a model waveform calculated by a pressure pulsation model from a detection waveform that is a waveform of fuel pressure acquired by the fuel pressure acquisition unit after completion of pre-stage injection in the multistage injection;
An injection control unit that implements post-stage injection based on the result of subtraction by the waveform processing unit;
Equipped with
The waveform processing unit calculates a model waveform based on the pressure pulsation model based on flow rate characteristics of the orifice.

内燃機関において多段噴射を実施する場合に、前段噴射の終了後に、燃圧センサにより検出された燃圧の波形である検出波形から、圧力脈動モデルにより算出されるモデル波形を差し引くことで、前段噴射による圧力変動の影響を受けること無く、後段噴射を適正に実施することが可能となる。ただし、蓄圧容器の出口通路部に設けられたオリフィスにおいて製造公差によりオリフィス径等にばらつきがあると、後段噴射の制御精度が低下してしまう。   When performing multi-stage injection in an internal combustion engine, the pressure due to pre-stage injection is subtracted by subtracting the model waveform calculated by the pressure pulsation model from the detected waveform which is the waveform of fuel pressure detected by the fuel pressure sensor after completion of pre-stage injection. It becomes possible to properly implement the latter stage injection without being affected by the fluctuation. However, if there is a variation in the orifice diameter and the like due to manufacturing tolerances in the orifice provided in the outlet passage portion of the pressure accumulation container, the control accuracy of the post-stage injection is lowered.

この点、上記構成によれば、オリフィスの流量特性に基づいて、圧力脈動モデルによるモデル波形が算出され、そのモデル波形を用いて、検出波形からモデル波形の差し引き(減算)が行われ、さらにその差し引きの結果に基づいて、後段噴射が実施される。この場合、仮にオリフィス径等にばらつきがあっても、前段噴射による圧力脈動の影響を適正に除去することができる。したがって、所望の噴射量精度を得ることができる。   In this respect, according to the above configuration, a model waveform according to the pressure pulsation model is calculated based on the flow rate characteristic of the orifice, and the model waveform is subtracted (subtracted) from the detected waveform using the model waveform. The post-injection is performed based on the result of the subtraction. In this case, even if the orifice diameter or the like varies, the influence of pressure pulsation due to the pre-injection can be properly removed. Therefore, desired injection amount accuracy can be obtained.

燃料噴射システムの概略を示す図。The figure which shows the outline of a fuel-injection system. コモンレールの内部構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the internal structure of a common rail. 検出波形からモデル波形を差し引く処理に関する機能ブロック図。The functional block diagram regarding the process which subtracts a model waveform from a detection waveform. オリフィス流量値と振幅補正係数との関係を示す図。The figure which shows the relationship between an orifice flow value and an amplitude correction coefficient. オリフィス流量値と周波数補正係数との関係を示す図。The figure which shows the relationship between an orifice flow value and a frequency correction coefficient. 検出波形からモデル波形を差し引く処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence which subtracts a model waveform from a detection waveform. オリフィス流量値に基づきモデル波形を補正した本実施形態と、補正していない従前のものとの比較を示す図。The figure which shows the comparison with this embodiment which correct | amended a model waveform based on an orifice flow value, and the conventional thing which is not correct | amending. オリフィス流量値に基づきモデル波形を補正した本実施形態と、補正していない従前のものとの比較を示す図。The figure which shows the comparison with this embodiment which correct | amended a model waveform based on an orifice flow value, and the conventional thing which is not correct | amending. 噴射指令信号に対する燃圧挙動等を示すタイムチャート。The time chart which shows the fuel pressure behavior etc. to the injection command signal. 圧力ピーク値を算出する処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence which calculates a pressure peak value. 第2実施形態において検出波形からモデル波形を差し引く処理手順を示すフローチャート。12 is a flowchart showing a processing procedure of subtracting a model waveform from a detected waveform in the second embodiment. 圧力ピーク値とオリフィス流量相当値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a pressure peak value and an orifice flow equivalent. 噴射指令信号に対する燃圧挙動を示すタイムチャート。The time chart which shows the fuel pressure behavior to the injection command signal. 位相差を算出する処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence which calculates a phase difference. 第3実施形態において検出波形からモデル波形を差し引く処理手順を示すフローチャート。12 is a flowchart showing a processing procedure of subtracting a model waveform from a detected waveform in the third embodiment. 位相差とオリフィス流量相当値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a phase difference and an orifice flow volume equivalent value. 燃圧波形を示すタイムチャート。The time chart which shows a fuel pressure waveform. 各種パラメータとオリフィス流量相当値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between various parameters and orifice flow equivalent value.

(第1実施形態)
以下、燃料噴射制御装置を車両に搭載した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1に、本実施形態に係る燃料噴射制御装置が適用される燃料噴射システムの構成を示す。本燃料噴射システムは、4気筒のディーゼルエンジン(多気筒内燃機関)に適用されることを想定している。本燃料噴射システムは、高圧燃料を蓄圧保持するコモンレール11(蓄圧容器)と、コモンレール11に対して燃料を圧送する燃料ポンプ12と、エンジンの各気筒#1〜#4に設けられた燃料噴射弁30と、コモンレール11から各燃料噴射弁30の噴射口までの各燃料通路内の燃料圧力をそれぞれ逐次検出する燃圧センサ40と、を備えている。
First Embodiment
Hereinafter, an embodiment in which a fuel injection control device is mounted on a vehicle will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a fuel injection system to which the fuel injection control device according to the present embodiment is applied. The fuel injection system is assumed to be applied to a four-cylinder diesel engine (multi-cylinder internal combustion engine). This fuel injection system includes a common rail 11 (pressure accumulation container) for accumulating and holding high pressure fuel, a fuel pump 12 for pressure-feeding the fuel to the common rail 11, and fuel injection valves provided in each cylinder # 1 to # 4 of the engine And 30, a fuel pressure sensor 40 for sequentially detecting the fuel pressure in each fuel passage from the common rail 11 to the injection port of each fuel injection valve 30.

燃料タンク13は、エンジンの各気筒#1〜#4に供給される燃料(軽油)を溜めておくための燃料容器である。燃料タンク13内の燃料は、エンジンのクランク軸に連動して駆動される燃料ポンプ12によりコモンレール11に圧送されて蓄圧保持される。コモンレール11内の圧力が、各気筒の燃料噴射弁30に供給される燃料の供給圧となる。コモンレール11内に蓄圧された燃料は、高圧配管14(燃料通路)を通して各気筒の燃料噴射弁30に分配されて供給される。各気筒の燃料噴射弁30は、エンジンの所定の燃焼順序で燃料を噴射する。   The fuel tank 13 is a fuel container for storing fuel (diesel oil) supplied to each cylinder # 1 to # 4 of the engine. The fuel in the fuel tank 13 is pressure-fed to the common rail 11 by the fuel pump 12 driven in conjunction with the crank shaft of the engine and accumulated and held. The pressure in the common rail 11 is the supply pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 30 of each cylinder. The fuel accumulated in the common rail 11 is distributed and supplied to the fuel injection valve 30 of each cylinder through the high pressure pipe 14 (fuel passage). The fuel injection valve 30 of each cylinder injects fuel in a predetermined combustion order of the engine.

図2には、コモンレール11の内部構造を示している。コモンレール11は、筒状の本体部21と、その本体部21から突出するように設けられた複数の配管接続部22とを有しており、本体部21には蓄圧室23が形成され、配管接続部22には蓄圧室23に連通する連通孔24が形成されている。また、コモンレール11の出口通路部、すなわち蓄圧室23と連通孔24との間にはオリフィス25が設けられている。各配管接続部22には、気筒ごとの高圧配管14がそれぞれ接続されている。蓄圧室23内の高圧燃料は、オリフィス25及び連通孔24を介して各高圧配管14に流れ込み、さらに燃料噴射弁30に供給される。   The internal structure of the common rail 11 is shown in FIG. The common rail 11 has a cylindrical main body portion 21 and a plurality of pipe connection portions 22 provided so as to project from the main body portion 21. A pressure accumulation chamber 23 is formed in the main body portion 21. A communication hole 24 communicating with the pressure accumulation chamber 23 is formed in the connection portion 22. Further, an orifice 25 is provided at an outlet passage of the common rail 11, that is, between the pressure accumulation chamber 23 and the communication hole 24. High-pressure piping 14 for each cylinder is connected to each piping connection 22. The high pressure fuel in the pressure accumulation chamber 23 flows into each high pressure pipe 14 through the orifice 25 and the communication hole 24 and is further supplied to the fuel injection valve 30.

次に、燃料噴射弁30の構成について説明する。燃料噴射弁30はいずれの気筒のものも同様の構成を有しており、本実施形態では特に圧力センサ一体型の構成を有するものとなっている。   Next, the configuration of the fuel injection valve 30 will be described. The fuel injection valve 30 has the same configuration in any of the cylinders, and in the present embodiment, in particular, it has a pressure sensor integrated configuration.

燃料噴射弁30は、ボディ31と、ニードル弁32と、電磁コイルやピエゾ素子等からなるアクチュエータ33とを備えて構成されている。ボディ31は、互いに連結された第1部分31aと第2部分31bとを有している。ボディ31には、高圧燃料が導入される高圧通路34と、高圧燃料を噴射する噴射口である噴孔35と、高圧燃料を低圧側に流出させる低圧通路36とが形成されている。コモンレール11から供給された燃料は、高圧通路34を通って噴孔35から噴射される。ニードル弁32は、ボディ内部にて摺動し噴孔35を開閉する。   The fuel injection valve 30 is configured to include a body 31, a needle valve 32, and an actuator 33 formed of an electromagnetic coil, a piezo element, and the like. The body 31 has a first portion 31a and a second portion 31b connected to each other. The body 31 is formed with a high pressure passage 34 into which high pressure fuel is introduced, an injection hole 35 which is an injection port for injecting the high pressure fuel, and a low pressure passage 36 through which the high pressure fuel flows out to the low pressure side. The fuel supplied from the common rail 11 is injected from the injection hole 35 through the high pressure passage 34. The needle valve 32 slides inside the body to open and close the injection hole 35.

また、ボディ31には、高圧通路34から分岐するようにして背圧室37が形成されている。背圧室37には高圧燃料が導入され、その背圧室37においてニードル弁32に背圧が付与される。高圧通路34及び背圧室37を含む高圧部分と低圧通路36との間には制御弁38が設けられており、高圧側と低圧側との連通状態は制御弁38により切り替えられるようになっている。   Further, a back pressure chamber 37 is formed in the body 31 so as to be branched from the high pressure passage 34. High pressure fuel is introduced into the back pressure chamber 37, and a back pressure is applied to the needle valve 32 in the back pressure chamber 37. A control valve 38 is provided between the high pressure portion including the high pressure passage 34 and the back pressure chamber 37 and the low pressure passage 36, and the communication state between the high pressure side and the low pressure side is switched by the control valve 38. There is.

具体的には、アクチュエータ33の非通電時には、制御弁38により高圧側と低圧側とが互いに遮断された状態で保持されている。この状態では、ニードル弁32が閉弁位置(すなわちニードル弁32の先端部がシート部に着座する位置)に保持され、噴孔35からの燃料噴射が停止されている。そして、アクチュエータ33が通電されると、制御弁38が燃料噴射弁30の先端側に押し込まれて高圧側と低圧側とが互いに連通される。これにより、背圧室37内の燃料圧力が下降し、ニードル弁32が開弁位置(すなわちニードル弁32の先端部がシート部から離れる位置)に移動し、噴孔35から燃料が噴射される。その後、アクチュエータ33の通電が停止されると、再び制御弁38により高圧側と低圧側とが遮断され、背圧室37内の圧力上昇に伴いニードル弁32が閉弁位置に復帰する。   Specifically, when the actuator 33 is not energized, the control valve 38 holds the high-pressure side and the low-pressure side in a state where they are disconnected from each other. In this state, the needle valve 32 is held at the valve closing position (that is, the position where the tip of the needle valve 32 is seated on the seat portion), and the fuel injection from the injection hole 35 is stopped. Then, when the actuator 33 is energized, the control valve 38 is pushed to the front end side of the fuel injection valve 30, and the high pressure side and the low pressure side are communicated with each other. As a result, the fuel pressure in the back pressure chamber 37 drops, the needle valve 32 moves to the open position (that is, the position where the tip of the needle valve 32 separates from the seat portion), and fuel is injected from the injection hole 35 . Thereafter, when energization of the actuator 33 is stopped, the high pressure side and the low pressure side are blocked again by the control valve 38, and the needle valve 32 returns to the valve closing position with the pressure increase in the back pressure chamber 37.

各燃料噴射弁30にはそれぞれ燃圧センサ40が搭載されている。燃圧センサ40は、起歪体としてのステム41と、圧力センサ素子42と、通信回路43とを備えている。ステム41は、ボディ31に取り付けられており、ダイヤフラム部41aを有している。ダイヤフラム部41aは、高圧通路34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42は、ダイヤフラム部41aに取り付けられており、ダイヤフラム部41aの弾性変形量に応じた圧力信号を出力する。そして、圧力センサ素子42から出力される圧力信号が通信回路43によりECU50へ送信される。   Fuel pressure sensors 40 are mounted on the fuel injection valves 30, respectively. The fuel pressure sensor 40 includes a stem 41 as a strain generating body, a pressure sensor element 42, and a communication circuit 43. The stem 41 is attached to the body 31 and has a diaphragm portion 41a. The diaphragm portion 41 a elastically deforms under the pressure of the high pressure fuel flowing through the high pressure passage 34. The pressure sensor element 42 is attached to the diaphragm 41a, and outputs a pressure signal according to the amount of elastic deformation of the diaphragm 41a. The pressure signal output from the pressure sensor element 42 is transmitted to the ECU 50 by the communication circuit 43.

ECU50は、CPU、ROM、RAM、I/O、及びこれらを接続するバスライン等からなるマイクロコンピュータ(電子制御装置)により構成されている。RAMはデータメモリ、ROMはプログラムメモリである。ECU50は、記憶部として、EEPROM等の不揮発性メモリであるメモリ51を有している。ECU50は、車両のアクセル操作量、エンジン負荷、エンジン回転速度等に基づいて、目標噴射状態(噴射段数、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等)を算出するとともに、その目標噴射状態に基づいて燃料噴射制御を実施する。   The ECU 50 is configured by a microcomputer (an electronic control unit) including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and a bus line connecting these. The RAM is a data memory, and the ROM is a program memory. The ECU 50 includes, as a storage unit, a memory 51 which is a non-volatile memory such as an EEPROM. The ECU 50 calculates a target injection state (injection stage number, injection start timing, injection end timing, injection amount, etc.) based on the accelerator operation amount of the vehicle, engine load, engine rotation speed, etc., and based on the target injection state. Fuel injection control.

具体的には、ECU50は、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が規定された噴射状態マップを用い、都度のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づいて目標噴射状態を算出する。また、ECU50は、燃圧センサ40により検出された燃圧の時系列データに基づいて実際の噴射状態を算出する。そして、目標噴射状態と実噴射状態とに基づいて、噴射指令信号を設定する。噴射指令信号により燃料噴射弁30が開弁駆動される。   Specifically, the ECU 50 calculates a target injection state based on the engine load and the engine rotational speed each time using the injection state map in which the optimal injection state corresponding to the engine load and the engine rotational speed is defined. Further, the ECU 50 calculates an actual injection state based on time series data of the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 40. Then, the injection command signal is set based on the target injection state and the actual injection state. The fuel injection valve 30 is driven to open by the injection command signal.

本実施形態では、燃料噴射弁30による燃料噴射として、エンジンの1燃焼サイクルにおいて複数回の燃料噴射を行う多段噴射を実施することとしており、その多段噴射を実施する場合には次の点に留意する必要がある。すなわち、多段噴射を実施する際には、前段の燃料噴射(前段噴射)が実施された後にその前段噴射による圧力脈動が生じ、それに起因して後段噴射に影響が及ぶことが考えられる。そこで、前段噴射の終了後に、燃圧センサ40により検出された燃圧の波形である検出波形から、予め定められた圧力脈動モデルにより算出されるモデル波形を差し引くことで、前段噴射による圧力変動の影響を除去することが行われる。本実施形態では、圧力脈動モデルとして、減衰振動方程式である次の式(1)を用いてモデル波形を算出する。   In the present embodiment, as fuel injection by the fuel injection valve 30, multistage injection in which fuel injection is performed a plurality of times in one combustion cycle of the engine is performed. In the case of performing the multistage injection, the following points are noted There is a need to. That is, when performing multi-stage injection, it is conceivable that pressure pulsation due to pre-stage injection occurs after post-stage fuel injection (pre-stage injection) is performed, which affects post-stage injection. Therefore, by subtracting the model waveform calculated by the pressure pulsation model determined in advance from the detected waveform which is the waveform of the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 40 after the end of the pre-injection, the influence of the pressure fluctuation due to the pre-injection The removal is done. In the present embodiment, as a pressure pulsation model, a model waveform is calculated using the following equation (1) which is a damped vibration equation.

Figure 2019065807
式(1)中のA,k,ω,θは、減衰振動における振幅、減衰係数、周波数、位相をそれぞれ示す。この場合、式(1)において、振幅A、減衰係数k、周波数ω、位相θの各値を代入することで、モデル波形の値pの算出が可能となっている。
Figure 2019065807
In the equation (1), A, k, ω and θ respectively indicate the amplitude, damping coefficient, frequency and phase in the damped vibration. In this case, the value p of the model waveform can be calculated by substituting each value of the amplitude A, the attenuation coefficient k, the frequency ω, and the phase θ in the equation (1).

なお、圧力脈動モデルは、噴孔35での燃料噴射に伴い燃料噴射弁30の高圧通路34で生じて燃圧センサ40に伝播する圧力脈動成分以外に、燃料噴射弁30の高圧通路34及び高圧配管14を経由してオリフィス25に達してそのオリフィス25にて反射する圧力脈動成分や、他の燃料噴射弁30で生じた圧力脈動成分が含まれるものとなっている。そのため、複数の波形成分の減衰振動方程式を組み合わせて、式(1)のモデル式が構成されている。   In addition to the pressure pulsation component generated in the high pressure passage 34 of the fuel injection valve 30 and propagated to the fuel pressure sensor 40 as the fuel injection in the injection hole 35 occurs, the pressure pulsation model also includes the high pressure passage 34 and high pressure piping of the fuel injection valve 30. The pressure pulsation component which reaches the orifice 25 via the point 14 and is reflected by the orifice 25 and the pressure pulsation component generated by the other fuel injection valve 30 are included. Therefore, the model equation of equation (1) is configured by combining the damped oscillation equations of a plurality of waveform components.

ところで、コモンレールシステムでは、オリフィス25の製造公差に起因して、そのオリフィス25を介して流れる燃料の流量特性が変わることが考えられる。具体的には、オリフィス径、オリフィス入口R、オリフィス平滑度などによって、燃料噴射の終了後における圧力脈動の振幅や周波数が変わることが考えられる。そこで本実施形態では、オリフィス流量特性に基づいて、圧力脈動モデルによるモデル波形を算出するとともに、そのモデル波形を用いて、検出波形からモデル波形の差し引き(減算)を行い、さらにその差し引きの結果に基づいて、後段噴射を実施することとしている。本実施形態では、ECU50が燃圧取得部、波形処理部、噴射制御部に相当する。   By the way, in the common rail system, it is considered that the flow characteristic of the fuel flowing through the orifice 25 changes due to the manufacturing tolerance of the orifice 25. Specifically, it is conceivable that the amplitude and frequency of pressure pulsation after the end of fuel injection change depending on the orifice diameter, orifice inlet R, orifice smoothness and the like. Therefore, in the present embodiment, a model waveform based on the pressure pulsation model is calculated based on the orifice flow rate characteristic, and the model waveform is subtracted (subtracted) from the detected waveform using the model waveform, and the result of the subtraction is further calculated. It is decided to carry out the post-stage injection on the basis of this. In the present embodiment, the ECU 50 corresponds to a fuel pressure acquisition unit, a waveform processing unit, and an injection control unit.

本実施形態では、オリフィス流量特性として、オリフィス25を通過する燃料流量を示すオリフィス流量値を用いることとしており、オリフィス25ごとのオリフィス流量値がメモリ51に予め記憶されている。オリフィス流量値は、製品であるコモンレール11又は車両の工場出荷前に計測され、その計測値がメモリ51に記憶保持されているとよい。例えば、コモンレール11の出荷前において、オリフィス流量値をコード化し、そのコード情報が印字されたシールをコモンレール11に貼付する方法や、オリフィス流量値の情報をICメモリに記憶し、そのICメモリをコモンレール11に取り付ける方法、オリフィス流量値を電気抵抗値に対応させ、その電気抵抗値に調整された可変抵抗をコモンレール11に取り付ける方法を採用することも可能である。   In the present embodiment, as the orifice flow rate characteristic, an orifice flow rate value indicating the fuel flow rate passing through the orifice 25 is used, and the orifice flow rate value for each orifice 25 is stored in the memory 51 in advance. The orifice flow rate value may be measured before shipment of the product common rail 11 or vehicle from the factory, and the measured value may be stored in the memory 51. For example, before shipment of the common rail 11, the orifice flow value is coded, and a seal on which the code information is printed is attached to the common rail 11, or information of the orifice flow value is stored in the IC memory, and the IC memory is common rail It is also possible to adopt a method of attaching to 11 and a method of attaching an orifice flow rate value to the electrical resistance value and attaching a variable resistance adjusted to the electrical resistance value to the common rail 11.

図3は、検出波形からモデル波形を差し引く処理に関する機能ブロック図である。本機能は、ECU50により実現されるものとなっている。   FIG. 3 is a functional block diagram relating to processing of subtracting a model waveform from a detected waveform. This function is realized by the ECU 50.

図3において、検出波形算出部61は、燃圧センサ40により検出された燃圧(燃圧の時系列データ)に基づいて、燃圧の検出波形を算出する。   In FIG. 3, the detected waveform calculation unit 61 calculates a detected waveform of the fuel pressure based on the fuel pressure (time-series data of the fuel pressure) detected by the fuel pressure sensor 40.

また、振幅算出部62、周波数算出部63、位相算出部64、及び減衰係数算出部65は、それぞれ圧力脈動モデルのパラメータとしての振幅A、周波数ω、位相θ、減衰係数kを算出する。   Further, the amplitude calculation unit 62, the frequency calculation unit 63, the phase calculation unit 64, and the attenuation coefficient calculation unit 65 respectively calculate an amplitude A, a frequency ω, a phase θ, and an attenuation coefficient k as parameters of the pressure pulsation model.

詳しくは、振幅算出部62は、燃圧及び燃料噴射量に基づいて振幅ベース値を算出するとともに、オリフィス流量値に基づいて振幅補正係数を算出し、それら振幅ベース値と振幅補正係数との乗算により振幅Aを算出する。ここで、振幅ベース値は、例えば予め定められたマップやテーブルを用いて算出される。オリフィス流量値と振幅補正係数とは図4に示す関係となっており、オリフィス流量値が、基準値であるオリフィス流量中央値よりも大きい場合に、振幅補正係数として1よりも大きい値が設定され、オリフィス流量値がオリフィス流量中央値よりも小さい場合に、振幅補正係数として1よりも小さい値が設定される。この場合、オリフィス流量特性が、オリフィス流量が基準値に対して大きくなるものである場合(オリフィス流量上限品である場合)に、基準値である場合よりも大きい値に振幅Aが補正され、オリフィス流量特性が、オリフィス流量が基準値に対して小さくなるものである場合(オリフィス流量下限品である場合)に、基準値である場合よりも小さい値に振幅Aが補正される。   Specifically, the amplitude calculation unit 62 calculates an amplitude base value based on the fuel pressure and the fuel injection amount, calculates an amplitude correction coefficient based on the orifice flow rate value, and multiplies the amplitude base value by the amplitude correction coefficient. Calculate the amplitude A. Here, the amplitude base value is calculated using, for example, a predetermined map or table. The orifice flow rate value and the amplitude correction coefficient have the relationship shown in FIG. 4, and when the orifice flow rate value is larger than the orifice flow rate central value which is the reference value, a value larger than 1 is set as the amplitude correction factor. When the orifice flow rate value is smaller than the orifice flow rate median value, a value smaller than 1 is set as the amplitude correction coefficient. In this case, if the orifice flow rate characteristic is such that the orifice flow rate becomes larger than the reference value (if the orifice flow rate is the upper limit product), the amplitude A is corrected to a larger value than in the case of the reference value. When the flow rate characteristic is such that the orifice flow rate is smaller than the reference value (in the case of the orifice flow rate lower limit product), the amplitude A is corrected to a smaller value than in the case of the reference value.

周波数算出部63は、燃圧に基づいて周波数ベース値を算出するとともに、オリフィス流量値に基づいて周波数補正係数を算出し、それら周波数ベース値と周波数補正係数との乗算により周波数ωを算出する。ここで、周波数ベース値は、例えば予め定められたマップやテーブルを用いて算出される。オリフィス流量値と周波数補正係数とは図5に示す関係となっており、オリフィス流量値がオリフィス流量中央値よりも大きい場合に、周波数補正係数として1よりも大きい値が設定され、オリフィス流量値がオリフィス流量中央値よりも小さい場合に、周波数補正係数として1よりも小さい値が設定される。この場合、オリフィス流量特性が、オリフィス流量が基準値に対して大きくなるものである場合(オリフィス流量上限品である場合)に、基準値である場合よりも大きい値に周波数ωが補正され、オリフィス流量特性が、オリフィス流量が基準値に対して小さくなるものである場合(オリフィス流量下限品である場合)に、基準値である場合よりも小さい値に周波数ωが補正される。   The frequency calculation unit 63 calculates the frequency base value based on the fuel pressure, calculates the frequency correction coefficient based on the orifice flow rate value, and calculates the frequency ω by multiplying the frequency base value by the frequency correction coefficient. Here, the frequency base value is calculated using, for example, a predetermined map or table. The orifice flow rate value and the frequency correction factor have the relationship shown in FIG. 5, and when the orifice flow rate value is larger than the orifice flow rate median value, a value larger than 1 is set as the frequency correction factor, and the orifice flow rate value is If it is smaller than the orifice flow rate median value, a value smaller than 1 is set as the frequency correction factor. In this case, if the orifice flow rate characteristic is such that the orifice flow rate becomes larger than the reference value (if the orifice flow rate is the upper limit product), the frequency ω is corrected to a larger value than in the case of the reference value. If the flow rate characteristic is such that the orifice flow rate is smaller than the reference value (if it is the orifice flow rate lower limit product), the frequency ω is corrected to a smaller value than in the case of the reference value.

位相算出部64は、予め定められたマップやテーブルを用い、燃圧及び燃料噴射量に基づいて位相θを算出する。また、減衰係数算出部65は、予め定められたマップやテーブルを用い、燃圧及び燃料噴射量に基づいて減衰係数kを算出する。   The phase calculation unit 64 calculates the phase θ based on the fuel pressure and the fuel injection amount using a predetermined map or table. Further, the attenuation coefficient calculation unit 65 calculates the attenuation coefficient k based on the fuel pressure and the fuel injection amount using a predetermined map or table.

モデル部66は、上述した式(1)を用い、各算出部62〜65で算出した振幅A、周波数ω、位相θ、減衰係数kに基づいてモデル波形を算出する。減算部67は、検出波形算出部61で算出した検出波形から、モデル部66で算出したモデル波形を差し引く。そしてその後、その差し引きの結果として得られた燃圧に基づいて、後段噴射での解析処理が実施される。後段噴射では、前段噴射の影響が排除された燃圧値に基づいて、噴射量や噴射時期等の噴射状態が制御される。   The model unit 66 calculates a model waveform based on the amplitude A, the frequency ω, the phase θ, and the attenuation coefficient k calculated by each of the calculation units 62 to 65 using the equation (1) described above. The subtracting unit 67 subtracts the model waveform calculated by the model unit 66 from the detected waveform calculated by the detected waveform calculating unit 61. Then, based on the fuel pressure obtained as a result of the subtraction, analysis processing in the post-stage injection is performed. In the post-stage injection, the injection state such as the injection amount and the injection timing is controlled based on the fuel pressure value from which the influence of the pre-stage injection has been eliminated.

図6は、検出波形からモデル波形を差し引く処理手順を示すフローチャートであり、本処理はECU50により所定周期で繰り返し実施される。   FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of subtracting a model waveform from a detected waveform, and the processing is repeatedly performed by the ECU 50 at a predetermined cycle.

図6において、ステップS10では、燃圧センサ40により検出された燃圧に基づいて、燃圧の検出波形を算出する。ステップS11では、メモリ51内に記憶されているオリフィス流量値を読み出し、続くステップS12では、オリフィス流量値が正しく読み出されているか否かを判定する。このとき、オリフィス流量値が所定範囲内(規格範囲内)であること、気筒ごとのオリフィス流量値の差が所定範囲内であることを条件にして、これらの条件が満たされる場合に、オリフィス流量値が正しく読み出されたと判定する。オリフィス流量値が正しく読み出されている場合にはステップS13に進み、オリフィス流量値が正しく読み出されていない場合にはステップS19に進む。   In FIG. 6, in step S10, a detected fuel pressure waveform is calculated based on the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 40. In step S11, the orifice flow rate value stored in the memory 51 is read out, and in the subsequent step S12, it is determined whether the orifice flow rate value is correctly read out. At this time, under the condition that the orifice flow value is within a predetermined range (within the standard range) and the difference between the orifice flow values for each cylinder is within the predetermined range, the orifice flow is satisfied if these conditions are satisfied. Determine that the value has been read correctly. If the orifice flow value is correctly read, the process proceeds to step S13. If the orifice flow value is not correctly read, the process proceeds to step S19.

ステップS19では、所定の異常時処理を実施する。異常時処理として、異常発生の旨を示すダイアグ情報をメモリ51に記憶したり、多段噴射の実施に制限を付与したりする。より具体的には、多段噴射において2段目以降の燃料噴射での噴射状態のフィードバック制御を禁止する。多段噴射の実施を禁止することも可能である。   In step S19, a predetermined abnormal process is performed. As the process at the time of abnormality, diagnosis information indicating the occurrence of abnormality is stored in the memory 51, or the execution of multistage injection is restricted. More specifically, in multistage injection, feedback control of the injection state in fuel injection of the second and subsequent stages is prohibited. It is also possible to prohibit the implementation of multistage injection.

ステップS13では、前段噴射の終了後における圧力脈動の振幅Aを算出する。このとき、上述したとおり振幅ベース値と振幅補正係数とを算出するとともに、それらの乗算により振幅Aを算出する。また、ステップS14では、前段噴射の終了後における圧力脈動の周波数ωを算出する。このとき、上述したとおり周波数ベース値と周波数補正係数とを算出するとともに、それらの乗算により周波数ωを算出する。   In step S13, the amplitude A of pressure pulsation after completion of the pre-injection is calculated. At this time, as described above, the amplitude base value and the amplitude correction coefficient are calculated, and the amplitude A is calculated by their multiplication. In step S14, the frequency ω of pressure pulsation after completion of the pre-injection is calculated. At this time, as described above, the frequency base value and the frequency correction coefficient are calculated, and the frequency ω is calculated by their multiplication.

さらに、ステップS15では、前段噴射の終了後における圧力脈動の位相θを算出し、ステップS16では、前段噴射の終了後における圧力脈動の減衰係数kを算出する。   Further, in step S15, the phase θ of pressure pulsation after the end of the pre-stage injection is calculated, and in step S16, the damping coefficient k of the pressure pulsation after the end of the pre-stage injection is calculated.

その後、ステップS17では、上述した式(1)を用い、ステップS13〜S16で算出した振幅A、周波数ω、位相θ、減衰係数kに基づいてモデル波形を算出する。ステップS18では、ステップS10で算出した検出波形から、ステップS17で算出したモデル波形を差し引く減算処理を実施する。減算処理が実施された後は、検出波形からモデル波形が減算された結果として得られた燃圧に基づいて、後段噴射での解析処理が実施される。   Thereafter, in step S17, a model waveform is calculated based on the amplitude A, the frequency ω, the phase θ, and the attenuation coefficient k calculated in steps S13 to S16 using the above-described equation (1). In step S18, subtraction processing is performed to subtract the model waveform calculated in step S17 from the detected waveform calculated in step S10. After the subtraction process is performed, analysis processing in the post-stage injection is performed based on the fuel pressure obtained as a result of subtracting the model waveform from the detected waveform.

オリフィス流量値に基づきモデル波形を補正した本実施形態と、補正していない従前のものとの比較結果を、図7及び図8に示す。   7 and 8 show the comparison results of the present embodiment in which the model waveform is corrected based on the orifice flow rate value, and the conventional one not corrected.

図7は、噴射終了を起点(時間軸0)とした燃圧波形について、オリフィス補正有りの場合とオリフィス補正無しの場合とをそれぞれ示しており、オリフィス流量値に基づきモデル波形を補正することで、前段噴射による圧力脈動の影響が適正に除去されていることが確認できる。   FIG. 7 shows the fuel pressure waveform starting from the end of injection (time axis 0), with and without orifice correction, respectively, by correcting the model waveform based on the orifice flow rate value, It can be confirmed that the influence of pressure pulsation due to the pre-injection is properly removed.

また、図8は、オリフィス流量の異なる複数のサンプルについて、オリフィス流量中央品に対する噴射量差分の違いを示す図であり、(a)はオリフィス補正無しの場合を、(b)はオリフィス補正有りの場合をそれぞれ示している。図8において、縦軸のゼロ超は、オリフィス流量中央品に対してオリフィス流量が大きいサンプルを示し、上側のサンプルほどオリフィス流量が大きいものとなっている。また、縦軸のゼロ未満は、オリフィス流量中央品に対してオリフィス流量が小さいサンプルを示し、下側のサンプルほどオリフィス流量が小さいものとなっている。横軸は前段噴射と後段噴射との間のインターバル時間である。図8の(a)、(b)を比べると、オリフィス流量値に基づきモデル波形を補正することで、噴射量差分が低減され、噴射量精度が向上していることが確認できる。   Also, FIG. 8 is a diagram showing the difference in the injection amount difference with respect to the orifice flow rate central part for a plurality of samples having different orifice flow rates, where (a) shows no orifice correction and (b) shows orifice correction The cases are shown respectively. In FIG. 8, the axis of ordinates above zero indicates a sample having a large orifice flow rate with respect to the orifice flow rate central part, and the sample on the upper side has a larger orifice flow rate. Also, less than zero on the vertical axis indicates a sample having a smaller orifice flow rate with respect to the orifice flow rate central part, and the lower the sample, the smaller the orifice flow rate. The horizontal axis is an interval time between the pre-injection and the post-injection. Comparing (a) and (b) in FIG. 8, it is possible to confirm that the injection amount difference is reduced and the injection amount accuracy is improved by correcting the model waveform based on the orifice flow rate value.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。   According to the embodiment described above, the following excellent effects can be obtained.

上記構成では、オリフィス流量特性に基づいて、圧力脈動モデルによるモデル波形を算出し、そのモデル波形を用いて、検出波形からモデル波形を差し引き(減算し)、さらにその差し引きの結果に基づいて、後段噴射を実施する。この場合、仮にオリフィス径等にばらつきがあっても、前段噴射による圧力脈動の影響を適正に除去することができる。したがって、所望の噴射量精度を得ることができる。   In the above configuration, a model waveform based on the pressure pulsation model is calculated based on the orifice flow rate characteristic, and the model waveform is subtracted (subtracted) from the detected waveform using the model waveform, and the subsequent stage based on the result of the subtraction Carry out the injection. In this case, even if the orifice diameter or the like varies, the influence of pressure pulsation due to the pre-injection can be properly removed. Therefore, desired injection amount accuracy can be obtained.

オリフィス流量特性をオリフィス25ごとにメモリ51に予め記憶しておき、燃料噴射弁30の燃料噴射に際し、その燃料噴射弁30に対応するオリフィス流量特性をメモリ51から読み出してモデル波形を算出するようにした。これにより、気筒ごとの各オリフィス25で流量特性が相違していても、前段噴射による圧力脈動の影響を適正に除去することができる。   The orifice flow rate characteristic is stored in advance in the memory 51 for each orifice 25. When fuel is injected from the fuel injection valve 30, the orifice flow rate characteristic corresponding to the fuel injection valve 30 is read out from the memory 51 to calculate a model waveform. did. As a result, even if the flow characteristics are different at each orifice 25 for each cylinder, the influence of pressure pulsation due to the pre-injection can be properly removed.

メモリ51に、オリフィス流量特性として、オリフィス25を通過する燃料流量を示すオリフィス流量値を記憶する構成とした。本構成によれば、製造公差によりオリフィス径等にばらつきが生じ、それに起因してオリフィス流量にばらつきが生じる場合において、そのオリフィス流量のばらつきを反映しつつ前段噴射の影響を適正に除去することができる。   The memory 51 is configured to store an orifice flow value indicating the fuel flow rate passing through the orifice 25 as the orifice flow rate characteristic. According to this configuration, when the orifice diameter and the like vary due to manufacturing tolerances and the orifice flow rate varies, the influence of the pre-injection can be properly removed while reflecting the variation of the orifice flow rate. it can.

圧力脈動モデル(モデル式)のパラメータである振幅A及び周波数ωを、オリフィス流量特性に基づいて算出する構成にしたため、オリフィスばらつきに依らず適正なモデル波形を得ることができる。   Since the amplitude A and the frequency ω, which are parameters of the pressure pulsation model (model formula), are calculated based on the orifice flow rate characteristic, an appropriate model waveform can be obtained regardless of the orifice variation.

オリフィス流量特性が、オリフィス流量が基準値に対して大きくなるものである場合に、基準値である場合よりも振幅A及び周波数ωを大きくし、オリフィス流量特性が、オリフィス流量が基準値に対して小さくなるものである場合に、基準値である場合よりも振幅A及び周波数ωを小さくする構成とした。これにより、オリフィス流量が意図せず大きいものであっても、又は小さいものであっても適正なモデル波形を得ることができる。   When the orifice flow rate characteristic is such that the orifice flow rate becomes larger than the reference value, the amplitude A and the frequency ω are larger than in the reference value, and the orifice flow rate characteristic is such that the orifice flow rate is relative to the reference value When the value is smaller, the amplitude A and the frequency ω are smaller than in the case of the reference value. This makes it possible to obtain an appropriate model waveform even when the orifice flow rate is unintentionally large or small.

オリフィス流量値が所定範囲内でない場合、又は気筒ごとのオリフィス流量値の差が所定範囲内でない場合に、オリフィス流量値が正しく読み出されていないとみなし、異常時処理として、多段噴射の実施に制限を付与する構成とした。これにより、誤ったオリフィス流量値を用いて、後段噴射の制御(解析)が実施されることを抑制できる。   If the orifice flow value is not within the predetermined range, or if the difference between the orifice flow values for each cylinder is not within the predetermined range, it is considered that the orifice flow value is not correctly read out, and multistage injection is performed as an abnormal process. It was set as the composition which gives restriction. As a result, it is possible to suppress the control (analysis) of the post-stage injection from being performed using an incorrect orifice flow rate value.

以下に、他の実施形態を、第1実施形態との相違点を中心に説明する。   Hereinafter, other embodiments will be described focusing on differences from the first embodiment.

(第2実施形態)
第2実施形態では、ECU50が、オリフィス流量特性を算出する構成としている。本実施形態では、オリフィス流量特性として、オリフィス流量値に相関する相関情報をメモリ51に記憶する構成としており、具体的には、燃料噴射の終了後に生じる圧力ピークの値を相関情報としている。
Second Embodiment
In the second embodiment, the ECU 50 is configured to calculate an orifice flow rate characteristic. In the present embodiment, as the orifice flow rate characteristic, correlation information correlating to the orifice flow rate value is stored in the memory 51. More specifically, the pressure peak value generated after the end of the fuel injection is used as the correlation information.

圧力ピーク値Pkは、図9に示すとおり、噴射指令信号のオフ後(燃料噴射弁30の閉弁後)において燃圧が最大値となる時の圧力値である。この圧力ピーク値Pkは、オリフィス25を通過する燃料流量に応じて大小相違し、オリフィス流量が大きければ、一点鎖線で示すように圧力ピーク値が大きくなり(Pk1)、オリフィス流量が小さければ、実線で示すように圧力ピーク値が小さくなる(Pk2)。本実施形態では、オリフィス流量に相関する圧力ピーク値Pkを用いて、圧力脈動モデルによるモデル波形を算出することとしている。   The pressure peak value Pk is a pressure value at which the fuel pressure reaches the maximum value after the injection command signal is turned off (after the fuel injection valve 30 is closed), as shown in FIG. The pressure peak value Pk differs depending on the flow rate of fuel passing through the orifice 25. If the orifice flow rate is large, the pressure peak value becomes large (Pk1) as shown by the one-dot chain line, and if the orifice flow rate is small, the solid line As shown by, the pressure peak value decreases (Pk2). In the present embodiment, a model waveform based on a pressure pulsation model is calculated using a pressure peak value Pk correlated with the orifice flow rate.

図10は、圧力ピーク値Pkを算出する処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、ECU50により所定周期で実施される。   FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure for calculating the pressure peak value Pk, and this processing is performed by the ECU 50 at a predetermined cycle.

図10のステップS21では、今回の燃料噴射が初回噴射又は単発噴射であるか否かを判定する。ステップS22では、噴射指令信号のオフ後において燃圧が所定の基準値よりも大きくなっているか否かを判定する。基準値は、例えば燃料噴射の開始前における燃圧である。ステップS23では、圧力ピーク値Pkを検出したか否かを判定する。そして、初回噴射又は単発噴射の実施時において、噴射指令信号のオフ後に燃圧が基準値よりも大きくなっている状態で、圧力ピーク値Pkが検出された場合(ステップS21〜S23が全てYESである場合)に、ステップS24に進む。ステップS24では、圧力ピーク値Pkをメモリ51に記憶する。   In step S21 of FIG. 10, it is determined whether the current fuel injection is the first injection or the single injection. In step S22, it is determined whether the fuel pressure is larger than a predetermined reference value after the injection command signal is turned off. The reference value is, for example, the fuel pressure before the start of fuel injection. In step S23, it is determined whether the pressure peak value Pk has been detected. Then, when the pressure peak value Pk is detected in the state where the fuel pressure is larger than the reference value after the injection command signal is turned off during the execution of the first injection or the single injection, (all steps S21 to S23 are YES In the case), the process proceeds to step S24. In step S24, the pressure peak value Pk is stored in the memory 51.

図11は、検出波形からモデル波形を差し引く処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、上述した図6の処理に置き換えて実施される。図11では、図6と同様の処理については同じステップ番号を付す一方、図6に相違する処理については新たなステップ番号(ステップS31,S32)を付している。   FIG. 11 is a flow chart showing a processing procedure of subtracting a model waveform from a detected waveform, and this processing is implemented replacing the processing of FIG. 6 described above. In FIG. 11, the same processes as in FIG. 6 are assigned the same step numbers, while the processes different from FIG. 6 are assigned new step numbers (steps S31 and S32).

図11では、ステップS10で検出波形を算出した後、ステップS31でメモリ51に圧力ピーク値Pkが記憶されているか否かを判定する。そして、圧力ピーク値Pkが記憶されていればステップS32に進み、圧力ピーク値Pkが記憶されていなければ、ステップS19に進む。ステップS19では、異常時処理を実施する。   In FIG. 11, after the detection waveform is calculated in step S10, it is determined whether or not the pressure peak value Pk is stored in the memory 51 in step S31. And if pressure peak value Pk is memorized, it will progress to Step S32, and if pressure peak value Pk is not memorized, it will progress to Step S19. In step S19, an abnormal process is performed.

ステップS32では、圧力ピーク値Pkをオリフィス流量相当値に換算する。このとき、例えば図12の関係を用い、圧力ピーク値Pkに基づいてオリフィス流量相当値を算出する。ここでは、圧力ピーク値Pkが大きいほど、オリフィス流量相当値が大きい値に算出される。   In step S32, the pressure peak value Pk is converted into an orifice flow rate equivalent value. At this time, an orifice flow equivalent value is calculated based on the pressure peak value Pk using, for example, the relationship shown in FIG. Here, as the pressure peak value Pk is larger, the orifice flow equivalent value is calculated to a larger value.

その後、ステップS13,S14では、オリフィス流量相当値に基づいて、前段噴射の終了後における圧力脈動の振幅Aと周波数ωとを算出する。このとき、上述の図4においてオリフィス流量値をオリフィス流量相当値に置き換えれば、オリフィス流量相当値と振幅補正係数との関係は図4と同様であり、その関係により算出された振幅補正係数を用いて、振幅Aが算出される。また、上述の図5においても、オリフィス流量相当値と周波数補正係数との関係は図5と同様であり、その関係により算出された周波数補正係数を用いて、周波数ωが算出される。   Thereafter, in steps S13 and S14, the amplitude A of the pressure pulsation and the frequency ω after the end of the pre-injection are calculated based on the orifice flow flow equivalent value. At this time, if the orifice flow rate value is replaced with the orifice flow rate equivalent value in FIG. 4 described above, the relationship between the orifice flow rate equivalent value and the amplitude correction coefficient is the same as that in FIG. The amplitude A is calculated. Also in FIG. 5 described above, the relationship between the orifice flow equivalent value and the frequency correction coefficient is the same as in FIG. 5, and the frequency ω is calculated using the frequency correction coefficient calculated according to the relationship.

その後、ステップS15,S16では、前段噴射の終了後における圧力脈動の位相θ及び減衰係数kを算出し、ステップS17では、上述した式(1)を用いてモデル波形を算出し、ステップS18では、検出波形からモデル波形を差し引く減算処理を実施する。   Thereafter, in steps S15 and S16, the phase θ of the pressure pulsation and the damping coefficient k after the end of the pre-stage injection are calculated, and in step S17, the model waveform is calculated using the above equation (1). A subtraction process is performed to subtract the model waveform from the detected waveform.

多段噴射での初回噴射又は単発噴射の実施に際し、燃圧センサ40により検出された燃圧の波形である検出波形に基づいて、オリフィス流量特性を算出するようにした。これにより、オリフィス25又は車両の工場出荷後においても各オリフィス25の流量特性情報を適正に所有することができる。   The orifice flow rate characteristic is calculated based on the detected waveform which is the waveform of the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 40 when performing the first injection or the single injection in the multistage injection. As a result, the flow rate characteristic information of each orifice 25 can be properly possessed even after the orifice 25 or the factory shipment of the vehicle.

多段噴射での初回噴射が実施される場合又は単発噴射が実施される場合には、その燃料噴射の開始後及び終了後において前段噴射による圧力変動の影響を受けていない圧力波形を得ることができる。その点を考慮して、多段噴射での初回噴射が実施される際又は単発噴射が実施される際に、燃料噴射の終了後における検出波形により、オリフィス流量に相関する燃圧パラメータとして圧力ピーク値Pkを算出し、その圧力ピーク値Pkをメモリ51に記憶する構成とした。これにより、エンジン運転中においてオリフィス流量特性を好適に取得することができる。   When the first injection in the multistage injection is performed or in the case where the single injection is performed, it is possible to obtain a pressure waveform which is not affected by the pressure fluctuation due to the pre-injection after and after the start of the fuel injection . In consideration of that point, when the first injection in the multistage injection is carried out or when the single injection is carried out, the pressure peak value Pk as the fuel pressure parameter correlated with the orifice flow rate by the detection waveform after the end of the fuel injection. Is calculated, and the pressure peak value Pk is stored in the memory 51. Thereby, the orifice flow rate characteristic can be suitably acquired during engine operation.

(第3実施形態)
第3実施形態では、燃圧センサ40の検出燃圧により算出された検出波形と、圧力脈動モデルにより算出されたモデル波形との位相差ΔTを、オリフィス流量特性(オリフィス流量値に相関する相関情報)として算出する構成としている。
Third Embodiment
In the third embodiment, the phase difference ΔT between the detected waveform calculated by the detected fuel pressure of the fuel pressure sensor 40 and the model waveform calculated by the pressure pulsation model is used as the orifice flow rate characteristic (correlation information correlating with the orifice flow rate value). It is configured to calculate.

位相差ΔTは、図13に示すとおり、噴射指令信号のオフ後(燃料噴射弁30の閉弁後)において燃圧脈動が開始された後に算出される。具体的には、噴射指令信号のオフ後において、燃圧が、噴射指令信号のオン時に検出された開始時燃圧まで上昇したタイミングt1を開始タイミングとし、そのタイミングt1から所定時間が経過したタイミングt2で、検出波形とモデル波形との位相差ΔTを算出する。なお、噴射指令信号のオフ時から所定時間が経過したタイミングで位相差ΔTを算出することも可能である。位相差ΔTは、オリフィス25を通過する燃料流量に応じて大小相違し、オリフィス流量が大きければ位相差ΔTが大きくなり、オリフィス流量が小さければ位相差ΔTが小さくなる。本実施形態では、オリフィス流量に相関する位相差ΔTを用いて、圧力脈動モデルによるモデル波形を算出することとしている。   The phase difference ΔT is calculated after fuel pressure pulsation is started after the injection command signal is turned off (after the fuel injection valve 30 is closed), as shown in FIG. Specifically, after the injection command signal is turned off, timing t1 at which the fuel pressure rises to the start fuel pressure detected when the injection command signal is turned on is the start timing, and at timing t2 a predetermined time has elapsed from that timing t1. The phase difference ΔT between the detected waveform and the model waveform is calculated. It is also possible to calculate the phase difference ΔT at a timing when a predetermined time has elapsed since the injection command signal was turned off. The phase difference ΔT differs in magnitude depending on the flow rate of fuel passing through the orifice 25. The phase difference ΔT increases as the orifice flow rate increases, and decreases as the orifice flow rate decreases. In the present embodiment, a model waveform based on a pressure pulsation model is calculated using a phase difference ΔT correlated with the orifice flow rate.

図14は、位相差ΔTを算出する処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、ECU50により所定周期で実施される。   FIG. 14 is a flowchart showing a processing procedure for calculating the phase difference ΔT. This processing is performed by the ECU 50 at a predetermined cycle.

図14のステップS41では、今回の燃料噴射が初回噴射又は単発噴射であるか否かを判定する。ステップS42では、噴射指令信号のオフ後において所定の位相差算出タイミングになっているか否かを判定する。そして、初回噴射又は単発噴射の実施時において、噴射指令信号のオフ後に位相差算出タイミングなっている場合(ステップS41,S42が共にYESである場合)に、ステップS43に進む。ステップS43では、検出波形とモデル波形との位相差ΔTを算出する。ステップS44では、位相差ΔTをメモリ51に記憶する。   In step S41 of FIG. 14, it is determined whether the current fuel injection is the first injection or the single injection. In step S42, it is determined whether or not a predetermined phase difference calculation timing has come after the injection command signal is turned off. Then, when the phase difference calculation timing is reached after the injection command signal is turned off when the first injection or the single injection is performed (when both steps S41 and S42 are YES), the process proceeds to step S43. In step S43, a phase difference ΔT between the detected waveform and the model waveform is calculated. In step S44, the phase difference ΔT is stored in the memory 51.

図15は、検出波形からモデル波形を差し引く処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、上述した図6の処理に置き換えて実施される。図15では、図6と同様の処理については同じステップ番号を付す一方、図6に相違する処理については新たなステップ番号(ステップS51,S52)を付している。   FIG. 15 is a flowchart showing a processing procedure of subtracting a model waveform from a detected waveform, and the present processing is implemented replacing the processing of FIG. 6 described above. In FIG. 15, the same processing as in FIG. 6 is given the same step number, while the processing different from FIG. 6 is given new step numbers (steps S51 and S52).

図15では、ステップS10で検出波形を算出した後、ステップS51でメモリ51に位相差ΔTが記憶されているか否かを判定する。そして、位相差ΔTが記憶されていればステップS52に進み、位相差ΔTが記憶されていなければ、ステップS19に進む。ステップS19では、異常時処理を実施する。   In FIG. 15, after the detected waveform is calculated in step S10, it is determined whether or not the phase difference ΔT is stored in the memory 51 in step S51. If the phase difference ΔT is stored, the process proceeds to step S52. If the phase difference ΔT is not stored, the process proceeds to step S19. In step S19, an abnormal process is performed.

ステップS52では、位相差ΔTをオリフィス流量相当値に換算する。このとき、例えば図16の関係を用い、位相差ΔTに基づいてオリフィス流量相当値を算出する。ここでは、位相差ΔTが大きいほど、オリフィス流量相当値が大きい値に算出される。   In step S52, the phase difference ΔT is converted to an orifice flow rate equivalent value. At this time, an orifice flow equivalent value is calculated based on the phase difference ΔT using, for example, the relationship shown in FIG. Here, as the phase difference ΔT is larger, the orifice flow equivalent value is calculated to be larger.

その後、ステップS13,S14では、オリフィス流量相当値に基づいて、前段噴射の終了後における圧力脈動の振幅Aと周波数ωとを算出する。このとき、上述の図4においてオリフィス流量値をオリフィス流量相当値に置き換えれば、オリフィス流量相当値と振幅補正係数との関係は図4と同様であり、その関係により算出された振幅補正係数を用いて、振幅Aが算出される。また、上述の図5においても、オリフィス流量相当値と周波数補正係数との関係は図5と同様であり、その関係により算出された周波数補正係数を用いて、周波数ωが算出される。   Thereafter, in steps S13 and S14, the amplitude A of the pressure pulsation and the frequency ω after the end of the pre-injection are calculated based on the orifice flow flow equivalent value. At this time, if the orifice flow rate value is replaced with the orifice flow rate equivalent value in FIG. 4 described above, the relationship between the orifice flow rate equivalent value and the amplitude correction coefficient is the same as that in FIG. The amplitude A is calculated. Also in FIG. 5 described above, the relationship between the orifice flow equivalent value and the frequency correction coefficient is the same as in FIG. 5, and the frequency ω is calculated using the frequency correction coefficient calculated according to the relationship.

その後、ステップS15,S16では、前段噴射の終了後における圧力脈動の位相θ及び減衰係数kを算出し、ステップS17では、上述した式(1)を用いてモデル波形を算出し、ステップS18では、検出波形からモデル波形を差し引く減算処理を実施する。   Thereafter, in steps S15 and S16, the phase θ of the pressure pulsation and the damping coefficient k after the end of the pre-stage injection are calculated, and in step S17, the model waveform is calculated using the above equation (1). A subtraction process is performed to subtract the model waveform from the detected waveform.

本実施形態においても、上記同様、エンジン運転中においてオリフィス流量特性を好適に取得することができる。   Also in the present embodiment, the orifice flow rate characteristic can be suitably acquired during engine operation as described above.

(他の実施形態)
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
(Other embodiments)
The above embodiment may be modified, for example, as follows.

・上記実施形態では、オリフィス流量特性としてオリフィス流量値に相関する相関情報を用いる場合に、その相関情報として、燃料噴射の終了後に生じる圧力ピークの値Pkと、検出波形及びモデル波形の位相差ΔTとを例示したが、これ以外の燃圧パラメータを用いることも可能である。図17には、燃料噴射の開始後及び燃料噴射の終了後の燃圧波形において、オリフィス流量に応じて差異が生じうる燃圧パラメータ(指標、物理量)を示す。図17において、タイミングtx以前に示すX1〜X4の各パラメータは、燃料噴射弁30の開弁に伴い生じる開弁膨張波に関連する燃圧パラメータであり、タイミングtx以降に示すX5〜X8の各パラメータは、燃料噴射弁30の閉弁に伴い生じる閉弁水撃破に関連する燃圧パラメータである。   In the above embodiment, when correlation information correlating to the orifice flow rate value is used as the orifice flow rate characteristic, the pressure peak value Pk generated after the end of fuel injection and the phase difference ΔT of the detected waveform and the model waveform are detected as the correlation information. Although other fuel pressure parameters may be used. FIG. 17 shows fuel pressure parameters (indicators, physical quantities) that may differ depending on the orifice flow rate in the fuel pressure waveform after the start of fuel injection and after the end of fuel injection. In FIG. 17, each parameter of X1 to X4 shown before timing tx is a fuel pressure parameter related to the valve opening expansion wave generated with opening of the fuel injection valve 30, and each parameter of X5 to X8 shown after timing tx Is a fuel pressure parameter related to the valve closing water destruction that occurs with the closing of the fuel injection valve 30.

より詳しくは、X1は、燃料噴射弁30の開弁後における燃圧の最小値(開弁ボトム圧)である。X2は、燃料噴射弁30の開弁後において燃圧が最小値となる反射タイミングである。X3は、燃圧が最小値から上昇する際の反射速度である。X4は、燃料噴射中における燃圧の平衡圧である。X5は、燃料噴射弁30の閉弁後において燃圧が上昇変化する際の圧力上昇速度である。X6は、燃料噴射弁30の閉弁後における燃圧の最大値(閉弁ピーク圧)である。X7は、燃料噴射弁30の閉弁後に燃圧が脈動する際の位相差である。X8は、燃料噴射弁30の閉弁後に燃圧が脈動する際の周波数である。なお、X1の開弁ボトム圧、X6の閉弁ピーク圧は、噴射開始時の燃圧を基準とする振幅である。   More specifically, X1 is the minimum value (open valve bottom pressure) of the fuel pressure after the fuel injection valve 30 is opened. X2 is a reflection timing at which the fuel pressure becomes the minimum value after the fuel injection valve 30 is opened. X3 is the reflection speed when the fuel pressure rises from the minimum value. X4 is an equilibrium pressure of fuel pressure during fuel injection. X5 is a pressure increase rate when the fuel pressure rises and changes after the fuel injection valve 30 is closed. X6 is the maximum value of the fuel pressure (valve closing peak pressure) after the fuel injection valve 30 is closed. X7 is a phase difference when the fuel pressure pulsates after the fuel injection valve 30 is closed. X8 is a frequency at which the fuel pressure pulsates after the fuel injection valve 30 is closed. The valve-opening bottom pressure X1 and the valve-closing peak pressure X6 are amplitudes based on the fuel pressure at the start of injection.

図18には、上記各パラメータについてオリフィス流量相当値との関係を示す。なお、パラメータX1〜X8のうち、閉弁ピーク圧(X6)とオリフィス流量相当値との関係、位相差(X7)とオリフィス流量相当値との関係は、それぞれ図12、図16にて説明済みであるため、図18にはそれ以外のパラメータについてオリフィス流量相当値との関係を示す。   FIG. 18 shows the relationship between the above-mentioned parameters and the equivalent value of the orifice flow rate. Among the parameters X1 to X8, the relationship between the valve closing peak pressure (X6) and the orifice flow equivalent value, and the relationship between the phase difference (X7) and the orifice flow equivalent value have been described in FIGS. 12 and 16, respectively. Therefore, FIG. 18 shows the relationship with the orifice flow flow equivalent value for the other parameters.

図18において、
(a)は、開弁ボトム圧とオリフィス流量相当値との関係を示す図であり、
(b)は、反射タイミングとオリフィス流量相当値との関係を示す図であり、
(c)は、反射速度とオリフィス流量相当値との関係を示す図であり、
(d)は、平衡圧とオリフィス流量相当値との関係を示す図であり、
(e)は、圧力上昇速度とオリフィス流量相当値との関係を示す図であり、
(f)は、周波数とオリフィス流量相当値との関係を示す図である。
In FIG.
(A) is a figure which shows the relationship between the valve-opening bottom pressure and an orifice flow volume equivalent value,
(B) is a diagram showing the relationship between the reflection timing and the orifice flow equivalent value,
(C) is a diagram showing the relationship between the reflection velocity and the equivalent orifice flow rate,
(D) is a diagram showing the relationship between the equilibrium pressure and the orifice flow equivalent value,
(E) shows the relationship between the pressure rise rate and the orifice flow equivalent value,
(F) is a figure which shows the relationship between frequency and orifice flow equivalent value.

ECU50は、多段噴射での初回噴射が実施される際又は単発噴射が実施される際に、燃料噴射の開始後における検出波形、又は燃料噴射の終了後における検出波形により、上記の各パラメータを算出し、そのパラメータをメモリ51に記憶する。そして、そのパラメータをオリフィス流量相当値に換算し、オリフィス流量相当値に基づいてモデル波形を算出する。これにより、エンジン運転中においてオリフィス流量特性を好適に取得することができる。   The ECU 50 calculates each of the above parameters by the detection waveform after the start of the fuel injection or the detection waveform after the end of the fuel injection when the first injection in the multistage injection is performed or when the single injection is performed. And the parameters are stored in the memory 51. Then, the parameter is converted to an orifice flow equivalent value, and a model waveform is calculated based on the orifice flow equivalent value. Thereby, the orifice flow rate characteristic can be suitably acquired during engine operation.

・上記実施形態では、圧力脈動モデル(モデル式)のパラメータである振幅A及び周波数ωを、オリフィス流量特性に基づいて算出する構成にしたが、これを変更し、振幅A及び周波数ωのいずれか一方を、オリフィス流量特性に基づいて算出する構成にしてもよい。   In the above embodiment, the amplitude A and the frequency ω, which are parameters of the pressure pulsation model (model expression), are calculated based on the orifice flow rate characteristic, but this is changed to one of the amplitude A and the frequency ω One of them may be calculated based on the orifice flow rate characteristic.

・オリフィス流量値を流量の大きさに応じてレベル分けし、オリフィス25ごとに流量レベルをメモリ51に記憶する構成であってもよい。例えば、3段階の流量レベルを定めておき、オリフィス25ごとに流量特性が大流量レベル、中流量レベル、小流量レベルのいずれであるかを記憶する構成とする。   The orifice flow rate value may be divided into levels according to the flow rate, and the flow rate level may be stored in the memory 51 for each orifice 25. For example, three flow levels are defined, and it is configured to store for each orifice 25 whether the flow characteristic is a large flow level, a medium flow level or a small flow level.

・燃圧センサ40は、コモンレール11から燃料噴射弁30の噴孔35までの燃料通路内の燃圧を検出するものであればよく、上記構成以外に、燃圧センサ40を燃料噴射弁30のボディ31内に設ける構成や、燃圧センサ40を高圧配管14の途中に設ける構成、燃圧センサ40をコモンレール11の配管接続部22(ただしオリフィス下流側)に設ける構成を採用することも可能である。   The fuel pressure sensor 40 may be any sensor that detects the fuel pressure in the fuel passage from the common rail 11 to the injection hole 35 of the fuel injection valve 30, and the fuel pressure sensor 40 may be used in the body 31 of the fuel injection valve 30. Alternatively, the fuel pressure sensor 40 may be provided in the middle of the high pressure pipe 14, or the fuel pressure sensor 40 may be provided at the pipe connection 22 of the common rail 11 (but downstream of the orifice).

・上記実施形態では、本発明をディーゼルエンジンの燃料噴射システムに適用したが、これに限られず、本発明を直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射システムに適用することも可能である。この場合、蓄圧容器としてのデリバリパイプ内に蓄圧保持された高圧燃料が燃料噴射弁により噴射される燃料噴射システムにおいて、多段噴射時における燃料噴射弁の噴射状態を適正に制御することができる。   In the above embodiment, the present invention is applied to a fuel injection system of a diesel engine. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to a fuel injection system of a direct injection gasoline engine. In this case, in the fuel injection system in which the high pressure fuel accumulated and held in the delivery pipe as the accumulator container is injected by the fuel injection valve, it is possible to properly control the injection state of the fuel injection valve at the time of multistage injection.

11…コモンレール(蓄圧容器)、12…燃料ポンプ、25…オリフィス、30…燃料噴射弁、40…燃圧センサ。50…ECU(燃料噴射制御装置)。   11 common rail (accumulated pressure vessel) 12 fuel pump 25 orifice 30 fuel injection valve 40 fuel pressure sensor 50: ECU (fuel injection control device).

Claims (8)

高圧燃料を蓄圧保持する蓄圧容器(11)と、前記蓄圧容器に対して燃料を圧送する燃料ポンプ(12)と、前記蓄圧容器内に蓄圧保持された高圧燃料を噴射する燃料噴射弁(30)と、前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁の噴射口(35)までの燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサ(40)と、を備え、前記蓄圧容器において前記燃料噴射弁に接続される出口通路部にオリフィス(25)が形成されている燃料噴射システムに適用され、内燃機関の1燃焼サイクルにおいて複数回の燃料噴射を多段噴射として実施する燃料噴射制御装置(50)であって、
前記燃圧センサにより検出された燃圧を取得する燃圧取得部と、
前記多段噴射での前段噴射の終了後において、前記燃圧取得部により取得された燃圧の波形である検出波形から、圧力脈動モデルにより算出されるモデル波形を差し引く波形処理部と、
前記波形処理部による差し引きの結果に基づいて、後段噴射を実施する噴射制御部と、
を備え、
前記波形処理部は、前記オリフィスの流量特性に基づいて、前記圧力脈動モデルによるモデル波形を算出する燃料噴射制御装置。
An accumulator container (11) for accumulating and holding high-pressure fuel, a fuel pump (12) for pumping fuel to the accumulator container, and a fuel injection valve (30) for injecting high-pressure fuel accumulated and held in the accumulator container And a fuel pressure sensor (40) for detecting the fuel pressure in the fuel passage from the pressure accumulation container to the injection port (35) of the fuel injection valve, and an outlet passage connected to the fuel injection valve in the pressure accumulation container A fuel injection control device (50) is applied to a fuel injection system in which an orifice (25) is formed in a portion, and performs multiple fuel injections as multistage injection in one combustion cycle of an internal combustion engine,
A fuel pressure acquisition unit that acquires the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor;
A waveform processing unit that subtracts a model waveform calculated by a pressure pulsation model from a detection waveform that is a waveform of fuel pressure acquired by the fuel pressure acquisition unit after completion of pre-stage injection in the multistage injection;
An injection control unit that implements post-stage injection based on the result of subtraction by the waveform processing unit;
Equipped with
The said waveform process part is a fuel-injection control apparatus which calculates the model waveform by the said pressure pulsation model based on the flow volume characteristic of the said orifice.
前記オリフィスの流量特性は、前記オリフィスごとに記憶部(51)に予め記憶されており、
前記波形処理部は、前記燃料噴射弁の燃料噴射に際し、その燃料噴射弁に対応する前記流量特性を前記記憶部から読み出して、前記圧力脈動モデルによるモデル波形を算出する請求項1に記載の燃料噴射制御装置。
The flow rate characteristic of the orifice is previously stored in the storage unit (51) for each orifice,
2. The fuel according to claim 1, wherein the waveform processing unit reads out the flow rate characteristic corresponding to the fuel injection valve from the storage unit upon fuel injection of the fuel injection valve, and calculates a model waveform based on the pressure pulsation model. Injection control device.
前記記憶部には、前記流量特性として、前記オリフィスを通過する燃料流量を示すオリフィス流量値又はそれに相関する相関情報が記憶されている請求項2に記載の燃料噴射制御装置。   3. The fuel injection control device according to claim 2, wherein an orifice flow rate value indicating a fuel flow rate passing through the orifice or correlation information correlating therewith is stored as the flow rate characteristic in the storage unit. 前記多段噴射での初回噴射が実施される際又は単発噴射が実施される際に、前記検出波形に基づいて、前記流量特性を算出する特性算出部を備える請求項2又は3に記載の燃料噴射制御装置。   The fuel injection according to claim 2 or 3, further comprising a characteristic calculation unit that calculates the flow rate characteristic based on the detected waveform when the first injection in the multistage injection is performed or when the single injection is performed. Control device. 前記特性算出部は、前記多段噴射での初回噴射が実施される際又は単発噴射が実施される際に、燃料噴射の開始後における前記検出波形、又は燃料噴射の終了後における前記検出波形により、前記オリフィスでの燃料流量に応じて差異が生じうる燃圧パラメータを前記流量特性として算出し、その燃圧パラメータを前記記憶部に記憶する請求項4に記載の燃料噴射制御装置。   When the first injection in the multistage injection is performed or the single injection is performed, the characteristic calculation unit may use the detection waveform after the start of fuel injection or the detection waveform after the end of fuel injection. 5. The fuel injection control device according to claim 4, wherein a fuel pressure parameter that may differ depending on a fuel flow rate at the orifice is calculated as the flow rate characteristic, and the fuel pressure parameter is stored in the storage unit. 前記圧力脈動モデルは、燃料噴射の終了後における圧力波形の振幅と周波数とをモデルパラメータとして含むものであり、
前記波形処理部は、前記モデルパラメータとしての振幅及び周波数を、前記オリフィスの流量特性に基づいて算出する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の燃料噴射制御装置。
The pressure pulsation model includes, as model parameters, the amplitude and frequency of the pressure waveform after the end of fuel injection,
The fuel injection control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the waveform processing unit calculates an amplitude and a frequency as the model parameter based on a flow rate characteristic of the orifice.
前記波形処理部は、前記流量特性が、前記オリフィスを通過する燃料流量が基準値に対して大きくなるものである場合に、前記基準値である場合よりも前記振幅を大きくし、前記流量特性が、前記オリフィスを通過する燃料流量が基準値に対して小さくなるものである場合に、前記基準値である場合よりも前記振幅を小さくする請求項6に記載の燃料噴射制御装置。   When the flow rate characteristic is such that the flow rate of fuel passing through the orifice becomes larger than a reference value, the waveform processing unit makes the amplitude larger than in the case of the reference value, and the flow rate characteristic is 7. The fuel injection control device according to claim 6, wherein, when the flow rate of fuel passing through the orifice is smaller than a reference value, the amplitude is smaller than in the case of the reference value. 前記波形処理部は、前記流量特性が、前記オリフィスを通過する燃料流量が基準値に対して大きくなるものである場合に、前記基準値である場合よりも前記周波数を大きくし、前記流量特性が、前記オリフィスを通過する燃料流量が基準値に対して小さくなるものである場合に、前記基準値である場合よりも前記周波数を小さくする請求項6又は7に記載の燃料噴射制御装置。   When the flow rate characteristic is such that the flow rate of fuel passing through the orifice becomes larger than a reference value, the waveform processing unit makes the frequency larger than in the case of the reference value, and the flow rate characteristic is 8. The fuel injection control device according to claim 6, wherein when the fuel flow rate passing through the orifice is smaller than a reference value, the frequency is made smaller than when the fuel flow rate is the reference value.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022014634A (en) * 2020-07-07 2022-01-20 トヨタ自動車株式会社 Engine device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010003004A (en) * 2008-06-18 2010-01-07 Denso Corp Learning device and fuel injection system
JP2013256894A (en) * 2012-06-12 2013-12-26 Nippon Soken Inc Fuel pressure waveform acquisition device
JP2015014249A (en) * 2013-07-05 2015-01-22 株式会社デンソー Fuel injection state estimation device
JP2017089522A (en) * 2015-11-11 2017-05-25 株式会社デンソー Fuel injection state estimation device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010003004A (en) * 2008-06-18 2010-01-07 Denso Corp Learning device and fuel injection system
JP2013256894A (en) * 2012-06-12 2013-12-26 Nippon Soken Inc Fuel pressure waveform acquisition device
JP2015014249A (en) * 2013-07-05 2015-01-22 株式会社デンソー Fuel injection state estimation device
JP2017089522A (en) * 2015-11-11 2017-05-25 株式会社デンソー Fuel injection state estimation device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022014634A (en) * 2020-07-07 2022-01-20 トヨタ自動車株式会社 Engine device
JP7283450B2 (en) 2020-07-07 2023-05-30 トヨタ自動車株式会社 engine device

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