JP4375432B2 - Fuel injection characteristic detection device and engine control system - Google Patents

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Description

この発明は、対象エンジンに対して燃料を噴射供給する際の燃料噴射特性を検出する燃料噴射特性検出装置、及びその燃料噴射特性検出装置の搭載されたエンジン制御システムに関する。   The present invention relates to a fuel injection characteristic detection device that detects a fuel injection characteristic when fuel is injected and supplied to a target engine, and an engine control system in which the fuel injection characteristic detection device is mounted.

周知のように、例えば自動車等の動力源として用いられるエンジン(特に内燃機関)では、適宜の燃料噴射弁(例えばインジェクタ)により噴射供給された燃料を、所定シリンダ内の燃焼室で、着火、燃焼して、所定の出力軸(クランク軸)にトルクを生成している。そして近年、自動車用のディーゼルエンジン等では、1燃焼サイクル中において出力トルクを生成するためのメイン噴射を行う前又は後に、該メイン噴射よりも少量の噴射量(通常は微小量)にてサブ噴射を行う噴射方式、いわゆる多段噴射方式が採用されるようになってきている。例えば今日、燃料燃焼時の騒音やNOx排出量の増大が問題視されており、その改善のため、メイン噴射の前に少量の噴射量にてパイロット噴射やプレ噴射を行うことがある。また、メイン噴射の後においても、拡散燃焼の活性化、ひいてはPM排出の低減等を目的として、アフタ噴射(噴射時期はメイン噴射に近接した燃料燃焼中)を行ったり、あるいは排気温度の昇温や還元成分供給による触媒の活性化等を目的として、ポスト噴射(噴射時期はメイン噴射に対して大きく遅角した燃焼終了後)を行ったりすることがある。近年のエンジン制御では、これら各種の噴射の1つ又は任意の組み合わせをもって、様々な状況に対してより適した噴射態様(噴射パターン)で、エンジンに対する燃料の供給が行われている。   As is well known, for example, in an engine (particularly an internal combustion engine) used as a power source of an automobile or the like, fuel injected and supplied by an appropriate fuel injection valve (for example, an injector) is ignited and burned in a combustion chamber in a predetermined cylinder. Thus, torque is generated on a predetermined output shaft (crank shaft). In recent years, in diesel engines for automobiles, etc., sub-injection with a smaller injection amount (usually minute amount) than the main injection before or after performing main injection for generating output torque in one combustion cycle The so-called multi-stage injection method has been adopted. For example, today, noise during fuel combustion and an increase in NOx emission amount are regarded as problems, and for the improvement, pilot injection and pre-injection may be performed with a small injection amount before main injection. In addition, after the main injection, after-injection (injection timing is during fuel combustion close to the main injection) or activation of the exhaust temperature is performed for the purpose of activating diffusion combustion and thus reducing PM emission. In some cases, post-injection (the injection timing is after the end of combustion, which is greatly retarded with respect to the main injection), for the purpose of activating the catalyst by supplying a reducing component, or the like. In recent engine control, the fuel is supplied to the engine in one or any combination of these various injections in an injection mode (injection pattern) more suitable for various situations.

そして従来、燃料噴射弁の噴射動作を制御して上記多段噴射を行う場合には、エンジン運転状態ごとの噴射パターン(適合値)が書き込まれたマップや数式により都度のエンジン運転状態に応じて噴射パターンを設定する制御装置が広く採用されている。この装置は、予め想定される各エンジン運転状態について実験等により求めた最適パターン(適合値)をマップや数式等として保持(例えばROMに記憶保持)することで、そのマップや数式等を参照しつつ、エンジン運転状態に応じた噴射パターンを設定するものである。また他にも、例えば特許文献1に記載される装置のように、エンジン運転条件をみながら噴射パターンを切り換えるようにした装置などが提案されている。
特開2005−264810号公報
Conventionally, when the above-described multistage injection is performed by controlling the injection operation of the fuel injection valve, the injection is performed according to the engine operating state according to the engine operating state according to the map or formula in which the injection pattern (adapted value) for each engine operating state is written. Control devices for setting patterns are widely used. This device refers to the maps, formulas, etc. by holding the optimum patterns (adapted values) obtained by experiments for each engine operating state assumed in advance as a map, formulas, etc. (for example, stored in ROM). Meanwhile, an injection pattern corresponding to the engine operating state is set. In addition, for example, a device such as the device described in Patent Document 1 that switches the injection pattern while observing the engine operating conditions has been proposed.
JP 2005-264810 A

このように、適合値の書き込まれたマップや数式を用いることによって、単段噴射(メイン噴射のみ)の場合と同様、多段噴射の場合も、都度のエンジン運転状態に適した噴射態様(噴射パターン)で、エンジンに対して燃料の供給を行うことが可能になる。しかしながら、こうした装置を用いて多段噴射を行った場合には、短いインターバル(間隔)で連続的に噴射が行われることによる影響で、単段噴射の場合と比べて、目標のエンジン運転状態に対する制御誤差がより大きくなってしまうことが、発明者によって確認されている。例えば連続的に噴射された各噴射(特にメイン噴射以外の微量のサブ噴射)は、その噴射の前後で噴射を行ったことにより様々な影響を受ける。その1つが燃料噴射弁(例えばインジェクタ)の噴射特性、特にその個体差に係るものである。   In this way, by using a map or a mathematical formula in which an appropriate value is written, an injection mode (injection pattern) suitable for each engine operating state is applied in the case of multistage injection as well as in the case of single stage injection (main injection only). ), It becomes possible to supply fuel to the engine. However, when multi-stage injection is performed using such a device, the control over the target engine operating state is compared to the case of single-stage injection due to the effect of continuous injection at short intervals. It has been confirmed by the inventor that the error becomes larger. For example, each of the continuously injected (particularly a small amount of sub-injection other than the main injection) is affected in various ways by the injection before and after the injection. One of them relates to the injection characteristics of fuel injection valves (for example, injectors), and particularly to individual differences.

すなわち、例えばエンジン制御システムの各要素を大量生産して大量販売しようとする場合には通常、例えばエンジン間で、また多気筒エンジンの場合は気筒(シリンダ)間でも、上記燃料噴射弁を含めた各種の制御部品の特性について幾らかの個体差が生じることになる。しかし大量生産する場合にその全て(例えば大量生産されて車両に搭載された全てのシリンダ)について、個体差も加味した適合値(最適な噴射パターン)を求めることは、現行の生産システムで考えた場合、手間がかかり過ぎて実情に即したものとはいえない。したがって、適合値の書き込まれたマップや数式を用いた場合でも、個体差による影響の全てが考慮された制御を行うことは困難である。   That is, for example, when mass-producing and selling each element of the engine control system, the fuel injection valve is usually included, for example, between engines or between cylinders in the case of a multi-cylinder engine. There will be some individual differences in the characteristics of the various control components. However, for mass production (for example, all cylinders mass-produced and mounted on a vehicle), it was considered in the current production system to obtain a suitable value (optimum injection pattern) that also considered individual differences. In some cases, it takes too much time and is not in line with the situation. Therefore, it is difficult to perform control in which all the influences due to individual differences are taken into account even when a map or mathematical expression in which an adaptive value is written is used.

しかも上述の多段噴射を行う場合には、単段噴射の場合とは異なり、通常の噴射特性とは別に、多段噴射(複数回の連続噴射)に係る噴射特性(噴射間の影響など)についても、個体差の影響を受けることが発明者によって確認されている。したがって、上記多段噴射を通じて狙いどおりのエンジン運転状態を高い精度で得るためには、単段噴射の噴射特性とは別に、多段噴射の噴射特性も考える必要がある。このため、前述した特許文献1に記載される装置を含めた従来の装置では、特に多段噴射の制御に適用した場合において、エンジン運転状態の制御を高い精度で行うことが困難となる。   Moreover, when performing the above-described multi-stage injection, unlike the case of single-stage injection, in addition to the normal injection characteristics, the injection characteristics related to multi-stage injection (multiple continuous injections) (effects between injections, etc.) The inventors have confirmed that it is affected by individual differences. Therefore, in order to obtain the target engine operating state with high accuracy through the multistage injection, it is necessary to consider the injection characteristics of the multistage injection in addition to the injection characteristics of the single stage injection. For this reason, in the conventional apparatus including the apparatus described in Patent Document 1 described above, it is difficult to control the engine operating state with high accuracy, particularly when applied to multistage injection control.

また、噴射制御を高い精度で行う場合には、制御部品の経年変化等に起因する特性変化も無視することができないものとなる。この点、前述した特許文献1に記載される装置を含めた従来の装置では、初期の段階において高い精度で最適値が得られたとしても、その後の特性変化の影響については知ることができない。このため、時間の経過と共に最適値からのずれが懸念されるようになる。またこの場合において、予め実験値等により劣化係数(経時的な劣化の度合に係る係数)の適合値を求めておき、これをマップや数式等として保持する構成なども考えられる。しかし、こうした経時的な特性変化についても部品ごとに上述の個体差があるため、やはり完全にその影響を消し去ることは困難である。   In addition, when the injection control is performed with high accuracy, the characteristic change caused by the secular change of the control component cannot be ignored. In this regard, in the conventional apparatus including the apparatus described in Patent Document 1 described above, even if the optimum value is obtained with high accuracy in the initial stage, the influence of the subsequent characteristic change cannot be known. For this reason, the deviation from the optimum value is concerned over time. In this case, a configuration is also conceivable in which an appropriate value of a deterioration coefficient (a coefficient related to the degree of deterioration over time) is obtained in advance by an experimental value or the like, and this is stored as a map or a mathematical expression. However, since there is the above-mentioned individual difference for each part with respect to the change in characteristics over time, it is still difficult to completely eliminate the influence.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を取得することのできる燃料噴射特性検出装置及びエンジン制御システムを提供することを主たる目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its main object to provide a fuel injection characteristic detection device and an engine control system capable of acquiring an injection characteristic from time to time, including characteristic changes over time. To do.

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 effects thereof will be described.

請求項1に記載の発明では、対象エンジンに対して燃料を噴射供給する際の燃料噴射特性を検出する燃料噴射特性検出装置として、所定の燃料噴射弁により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内又はその吸気通路又は排気通路へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより同燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを検出する脈動パターン検出手段と、前記脈動パターン検出手段により検出された脈動パターン及びその規則性に基づいて、同パターンの未検出部分を導出する未検出パターン導出手段と、を備え、前記未検出パターン導出手段は、前記エンジンの所定シリンダで1燃焼サイクル中に行われた多段燃料噴射のうち、その最終段ではない所定段目の特定噴射について、前記脈動パターン検出手段により検出された前記特定噴射のみによる脈動パターン及びその規則性に基づいて、その後ろに続く前記特定噴射による脈動とその後段の噴射による脈動とが干渉する部分の脈動パターンのうち、前記特定噴射のみによる脈動パターンを、前記未検出部分として導出するものであり、前記未検出パターン導出手段により導出された脈動パターンの未検出部分に基づいて、前記エンジンの所定シリンダで1燃焼サイクル中に行われた多段燃料噴射に係る脈動パターンから、その多段燃料噴射の2段目以降の所定段に相当するn段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出する脈動パターン抽出手段を備えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, as a fuel injection characteristic detecting device for detecting the fuel injection characteristic when fuel is injected and supplied to the target engine, the fuel combustion of the target engine is performed by a predetermined fuel injection valve. This is applied to a fuel supply system that injects and supplies fuel into a cylinder or to its intake passage or exhaust passage. By sequentially detecting the pressure of fuel supplied to the fuel injection valve, the fuel pressure associated with the injection operation of the fuel injection valve is detected. A pulsation pattern detection means for detecting a pulsation pattern, and an undetected pattern derivation means for deriving an undetected portion of the pattern based on the pulsation pattern detected by the pulsation pattern detection means and its regularity , The undetected pattern deriving means is a multistage fuel injection performed during one combustion cycle in a predetermined cylinder of the engine. Based on the pulsation pattern by only the specific injection detected by the pulsation pattern detection means and the regularity thereof, the pulsation by the specific injection that follows and the pulsation by the subsequent injection Among the pulsation patterns of the part that interferes with each other, the pulsation pattern only by the specific injection is derived as the undetected part, and based on the undetected part of the pulsation pattern derived by the undetected pattern deriving means, From the pulsation pattern related to the multistage fuel injection performed in one combustion cycle in the predetermined cylinder of the engine, the pulsation pattern related only to the fuel injection after the nth stage corresponding to the predetermined stage after the second stage of the multistage fuel injection. comprising a pulsation pattern extraction means for extracting, characterized in Rukoto.

燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターン(燃料圧力の推移)を検出する場合には、その全ての部分で高い精度の検出を行うことができるとは限らない。この点、上記請求項1に記載の装置であれば、未検出パターン導出手段を備えることにより、高い精度で検出された部分(検出部分)から、他の未検出部分を導き出すことが可能になる。そしてこれにより、経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を把握することができるようになる。   When detecting the pulsation pattern of fuel pressure (transition of fuel pressure) accompanying the injection operation of the fuel injection valve, it is not always possible to detect with high accuracy in all of the portions. In this regard, with the apparatus according to claim 1, it is possible to derive other undetected parts from the detected part (detected part) with high accuracy by providing the undetected pattern deriving means. . As a result, it is possible to grasp the injection characteristics from time to time, including changes in characteristics over time.

発明者の実験等では、多段燃料噴射に係る脈動パターン(燃料圧力の波形)を検出した場合、その検出結果において、前段噴射に係る脈動パターンと後段噴射に係る脈動パターンとが互いに干渉してしまっていることが多かった。しかし上記請求項に記載の装置であれば、前記未検出パターン導出手段を備えることにより、こうした場合でも、その干渉部分について、前段噴射のみによる脈動パターンを導出することが可能になる。そしてその脈動パターンにより各種の信号処理を行って、より詳細な噴射特性を取得することが可能になる。 In the experiments of the inventors, when a pulsation pattern (waveform of fuel pressure) related to multistage fuel injection is detected, the pulsation pattern related to the front injection and the pulsation pattern related to the rear injection interfere with each other in the detection result. There were many cases. However, in the apparatus according to the first aspect , by providing the undetected pattern deriving unit, it is possible to derive a pulsation pattern based on only the pre-stage injection for the interference portion even in such a case. And it becomes possible to perform various signal processing with the pulsation pattern, and to acquire a more detailed injection characteristic.

なおこの場合、前記未検出パターン導出手段にて用いられる脈動パターン(検出パターン)のパターン開始点(基点)が重要になる。したがって、上記請求項に記載の装置において、前記未検出パターン導出手段にて用いられる脈動パターン(検出パターン)が、所定のタイミングをパターン開始点(基点)とするものであることが有効である。より具体的には、前記特定噴射の噴射開始タイミング、前記特定噴射の噴射終了タイミング、前記特定噴射の噴射終了後に所定の条件が満足されたタイミング、等々を、上記検出パターンのパターン開始点(基点)とすることが有効である。
発明者の実験等では、多段燃料噴射に係る脈動パターン(燃料圧力の波形)を検出した場合、その検出結果において、前段噴射に係る脈動パターンと後段噴射に係る脈動パターンとが互いに干渉してしまっていることが多かった。そしてこの干渉により、後段噴射の噴射開始タイミングでの急峻な圧力変動(燃料噴射開始に伴う燃料圧力低下)が識別困難となり、その脈動パターンから噴射開始タイミングを知ることは難しかった。この点、上記請求項1に記載の装置では、脈動パターン抽出手段を備えることにより、前段噴射からの干渉の影響を取り除いた脈動パターンが得られるようになる。詳しくは、例えば前記未検出パターン導出手段により脈動パターンの未検出部分として上記干渉部分を導出してこれを、上記多段燃料噴射に係る脈動パターンとの比較や適宜の演算等に用いることによって、その多段燃料噴射に係る脈動パターンから、n段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出することができる。そしてこれにより、n段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンが高い精度で求められ、ひいてはn段目の噴射に係る噴射タイミング等を高い精度で検出することが可能になる。
In this case, the pattern start point (base point) of the pulsation pattern (detection pattern) used by the undetected pattern deriving means is important. Therefore, in the apparatus according to claim 1 , it is effective that the pulsation pattern (detection pattern) used by the undetected pattern deriving means has a predetermined timing as a pattern start point (base point). . More specifically, an injection start timing of the specific injection, an injection end timing of the specific injection, a timing when a predetermined condition is satisfied after the completion of the injection of the specific injection, and the like are set as a pattern start point (base point) of the detection pattern. ) Is effective.
In the experiments of the inventors, when a pulsation pattern (waveform of fuel pressure) related to multistage fuel injection is detected, the pulsation pattern related to the front injection and the pulsation pattern related to the rear injection interfere with each other in the detection result. There were many cases. Due to this interference, it becomes difficult to identify a steep pressure fluctuation (fuel pressure drop accompanying the start of fuel injection) at the injection start timing of the subsequent injection, and it is difficult to know the injection start timing from the pulsation pattern. In this regard, in the apparatus according to the first aspect, by providing the pulsation pattern extraction means, it is possible to obtain a pulsation pattern from which the influence of the interference from the preceding injection is removed. Specifically, for example, the undetected pattern deriving means derives the interference portion as an undetected portion of the pulsation pattern and uses it for comparison with the pulsation pattern related to the multistage fuel injection, appropriate calculation, etc. From the pulsation pattern related to the multistage fuel injection, it is possible to extract the pulsation pattern related only to the fuel injection after the nth stage. As a result, the pulsation pattern relating only to the fuel injection after the nth stage is obtained with high accuracy, and as a result, the injection timing and the like relating to the nth stage injection can be detected with high accuracy.

請求項に記載の発明では、上記請求項1に記載の装置において、前記未検出パターン導出手段にて用いられる脈動パターンの規則性に、同パターンの振幅及び周期の少なくとも一方の、時間経過に伴う変化率又は伝播に伴う変化率が含まれることを特徴とする。 In the invention described in claim 2, in the apparatus according to the claim 1, wherein the regularity of the pulsation pattern used by undetected pattern deriving means, at least one of the amplitude and period of the pattern, over time It is characterized by the accompanying rate of change or rate of change accompanying propagation.

一般に波動は、エネルギーの放出により、伝播距離が長くなるほど、また時間が経過するほど、振幅がより小さくなり、また周期がより長くなる。そして、発明者の実験等によれば、その時の変化率(振幅の減衰率や周期の伸長率)は略一定になる。すなわち、上記請求項3に記載の装置のように、こうした規則性を利用することで、上記未検出部分をより容易且つ的確に導出することが可能になる。なお、発明者の実験等により、周期の伸長率についてはこれが、ほとんどの噴射態様で、略「0」になることが確認された。したがって、演算処理の単純化を図る上では、周期は一定であるとして(「周期=一定」とみなして)、上記未検出部分の導出を行うことが有効である。また、振幅の減衰率は、隣り合う極大点及び極小点の振幅比率として算出することが有効である。   Generally, the wave has a smaller amplitude and a longer period as the propagation distance becomes longer and time elapses due to the release of energy. According to the inventors' experiments and the like, the rate of change at that time (amplitude decay rate and period expansion rate) is substantially constant. That is, as in the apparatus according to the third aspect, by utilizing such regularity, the undetected part can be derived more easily and accurately. In addition, it has been confirmed by experiments of the inventors that the expansion rate of the period is substantially “0” in most injection modes. Therefore, in order to simplify the arithmetic processing, it is effective to derive the undetected portion assuming that the cycle is constant (assuming that “cycle = constant”). It is also effective to calculate the amplitude attenuation rate as an amplitude ratio between adjacent local maximum points and local minimum points.

請求項に記載の発明では、上記請求項1又は2に記載の装置における前記未検出パターン導出手段についてはこれを、前記脈動パターンの未検出部分について、節及び極大点及び極小点の少なくとも1つを基準点として求めるとともに、その基準点をもとに補間及び外挿の少なくとも一方を行うことにより、該脈動パターンの未検出部分を導出するものとすることが有効である。こうすることで、高い精度で効率よく上記未検出部分を導出することが可能になる。なお、上記脈動パターン(圧力波形)の、節、極大点、極小点は、燃料圧力の時間微分値に基づいて検出する(極大点、極小点=微分値「0」、節=微分値最大)ことも有効である。 According to a third aspect of the present invention, the undetected pattern deriving means in the apparatus according to the first or second aspect is used, and at least one of a node, a maximum point, and a minimum point for an undetected portion of the pulsation pattern. It is effective to derive an undetected portion of the pulsation pattern by obtaining one as a reference point and performing at least one of interpolation and extrapolation based on the reference point. This makes it possible to derive the undetected part with high accuracy and efficiency. The nodes, maximum points, and minimum points of the pulsation pattern (pressure waveform) are detected based on the time differential value of the fuel pressure (maximum point, minimum point = differential value “0”, node = maximum differential value). It is also effective.

なお、未検出部分の導出(推定)を高い精度で行うためには、より正確な脈動パターンの規則性を取得することが望ましい。一般に、上記脈動パターンのような波は、極小点、節(第1の節)、極大点、節(第2の節)を含んで構成される。そして、発明者の実験等では、これら4つのうち、3つ以上を検出することができれば、上記未検出部分を高い精度で導出(推定)できることが確認された。したがって、上記未検出パターン導出手段にて用いられる脈動パターンは、「3/4」周期以上(より好ましくは「1」周期以上)のパターンであることが望ましい。   In order to derive (estimate) an undetected portion with high accuracy, it is desirable to obtain more accurate pulsation pattern regularity. In general, a wave like the pulsation pattern includes a local minimum point, a node (first node), a local maximum point, and a node (second node). The inventors' experiments have confirmed that the undetected portion can be derived (estimated) with high accuracy if three or more of these four can be detected. Therefore, it is desirable that the pulsation pattern used by the undetected pattern deriving means is a pattern of “3/4” period or more (more preferably “1” period or more).

請求項に記載の発明では、上記請求項1〜のいずれか一項に記載の装置において、前記脈動パターンが、基準レベルを境に大側及び小側に交互に振動する圧力波形からなり、前記未検出パターン導出手段にて用いられる脈動パターンの規則性に、前記基準レベルの傾向が含まれることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the apparatus according to any one of the first to third aspects, the pulsation pattern comprises a pressure waveform that alternately vibrates from the reference level to the large side and the small side. The standard level tendency is included in the regularity of the pulsation pattern used by the undetected pattern deriving means.

基準レベルは、いわば節部分の圧力値に相当するものである。したがって、未検出部分を導出する上では、その基準レベルの傾向を知ることが重要になる。この点、上記請求項に記載の装置であれば、検出部分における基準レベルの傾向から、未検出部分における基準レベルの傾向を推定することができる。そしてこれにより、上記未検出部分をより容易且つ的確に導出することが可能になる。 The reference level corresponds to the pressure value of the node portion. Therefore, in deriving an undetected portion, it is important to know the tendency of the reference level. In this regard, with the apparatus according to the fourth aspect, the tendency of the reference level in the undetected portion can be estimated from the tendency of the reference level in the detected portion. This makes it possible to derive the undetected part more easily and accurately.

また、発明者の実験等によれば、基準レベルの傾向は、前記燃料供給システムの燃料リーク量や、前記燃料噴射弁に対して燃料を供給する燃料ポンプの圧送量(燃料吐出量)によって変化する。例えば、燃料リーク量が大きいほど基準レベルは下降傾向になる(圧力下降の傾き(単位時間あたりの燃料圧力の減少量)が大きくなる)ことが確認された。また例えば、燃料ポンプの圧送タイミングと噴射タイミングとが重なった場合には、燃料ポンプの圧送量が大きくなる。そして、噴射時の燃料ポンプの圧送量が大きいほど基準レベルは上昇傾向になる(圧力上昇の傾き(単位時間あたりの燃料圧力の増大量)が大きくなる)ことが確認された。したがって、上記請求項5に記載の装置に関しては、請求項に記載の発明のように、前記未検出パターン導出手段を、前記燃料供給システムの燃料リーク量と、前記燃料噴射弁に対して燃料を供給する燃料ポンプの圧送量との少なくとも一方に基づいて、前記基準レベルの傾向を検出するものとすることが有効である。こうすることで、上記未検出部分をより容易且つ的確に導出することが可能になる。 According to the inventors' experiment and the like, the tendency of the reference level changes depending on the amount of fuel leakage of the fuel supply system and the pumping amount (fuel discharge amount) of the fuel pump that supplies fuel to the fuel injection valve. To do. For example, it was confirmed that the reference level tends to decrease as the amount of fuel leak increases (the slope of pressure decrease (the amount of decrease in fuel pressure per unit time) increases). For example, when the pumping timing of the fuel pump and the injection timing overlap, the pumping amount of the fuel pump increases. It was confirmed that the reference level tends to increase as the pumping amount of the fuel pump at the time of injection increases (the slope of pressure increase (the amount of increase in fuel pressure per unit time) increases). Therefore, in the apparatus according to claim 5 , as in the invention according to claim 5 , the undetected pattern deriving unit is configured to provide fuel leakage with respect to the fuel supply system and fuel with respect to the fuel injection valve. It is effective to detect the tendency of the reference level based on at least one of the pumping amount of the fuel pump that supplies the fuel. In this way, the undetected part can be derived more easily and accurately.

請求項に記載の発明では、上記請求項1〜のいずれか一項に記載の装置において、前記燃料供給システムが、前記燃料噴射弁へ供給する燃料を蓄圧保持するコモンレールと、該コモンレールから前記燃料噴射弁の燃料噴射口までの燃料通路のうち、前記コモンレールの燃料吐出口近傍よりも燃料下流側に位置する所定箇所についてその燃料通路内を流れる燃料の圧力を検出する一乃至複数の燃料圧力センサと、を備えるコモンレール式燃料噴射システムであり、前記脈動パターン検出手段が、前記燃料圧力センサの少なくとも1つの出力に基づいて、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出するものであることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the fuel supply system accumulates and holds the fuel to be supplied to the fuel injection valve, and the common rail. One or more fuels for detecting the pressure of the fuel flowing in the fuel passage at a predetermined location located downstream of the fuel discharge port of the common rail in the fuel passage to the fuel injection port of the fuel injection valve A common rail fuel injection system including a pressure sensor, wherein the pulsation pattern detection means sequentially detects the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve based on at least one output of the fuel pressure sensor. It is characterized by being.

上記特許文献1に記載の装置も含め、コモンレール式燃料噴射システムでは一般に、コモンレール内の圧力(レール圧)を測定するレール圧センサのみにより上記燃料噴射弁の噴射圧力を制御している。したがって、こうした装置では、噴射動作に伴う圧力変動(脈動パターン)が、燃料噴射弁の燃料噴射口(噴孔)からコモンレールに到達するまでに減衰してしまい、レール圧の変動としては現れない。これに対し、上記請求項に記載の装置では、レール圧センサ(コモンレール及びその近傍に設けられたセンサ)よりも燃料噴射口に近い位置で噴射圧力を測定する燃料圧力センサを備える。そのため、この圧力センサにより、圧力変動(脈動パターン)が減衰する前に、これを的確に捉えることが可能になる。したがって、このような装置によれば、経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を示す脈動パターン(うねり特性)を高い精度で検出することが可能になる。 In general, the common rail fuel injection system including the device described in Patent Document 1 controls the injection pressure of the fuel injection valve only by a rail pressure sensor that measures the pressure in the common rail (rail pressure). Therefore, in such a device, the pressure fluctuation (pulsation pattern) accompanying the injection operation attenuates before reaching the common rail from the fuel injection port (injection hole) of the fuel injection valve, and does not appear as the fluctuation of the rail pressure. On the other hand, the apparatus according to claim 6 includes a fuel pressure sensor that measures the injection pressure at a position closer to the fuel injection port than the rail pressure sensor (the sensor provided in the vicinity of the common rail). Therefore, this pressure sensor can accurately capture the pressure fluctuation (pulsation pattern) before it attenuates. Therefore, according to such an apparatus, it becomes possible to detect with high accuracy a pulsation pattern (swelling characteristic) indicating an injection characteristic at a time including a characteristic change with time.

ちなみに、圧力変動(脈動パターン)がだいぶ減衰されるとはいえ、コモンレール内の圧力(レール圧)によっても、ある程度の圧力変動態様(脈動特性)を検出することは可能である。具体的には、例えば圧力推移の傾き(圧力の時間微分値)を算出することにより、所定の噴射に係る噴射率をその微分値に基づいて推定することが可能である。しかしこの構成は、いわば減衰前の圧力値を微分値として推定するものであり、上記噴射率の推移、ひいてはその噴射率の積分値に相当する噴射量を、高い精度で検出することは難しい。これに対し、上記請求項に記載の装置では、上記燃料圧力センサにより減衰前の圧力値を直接的に測定することが可能である。このため、例えば所定の噴射に係る噴射率の推移や噴射量を求める場合には、その圧力測定値から直接的に噴射率の推移、ひいては噴射量を求めることで、上記微分値を介した構成よりも高い精度でそれら噴射特性を検出することが可能になる。 Incidentally, although the pressure fluctuation (pulsation pattern) is considerably attenuated, it is possible to detect a certain pressure fluctuation mode (pulsation characteristic) even by the pressure in the common rail (rail pressure). Specifically, for example, by calculating the slope of pressure transition (time differential value of pressure), it is possible to estimate the injection rate related to the predetermined injection based on the differential value. However, in this configuration, the pressure value before attenuation is estimated as a differential value, and it is difficult to detect the transition of the injection rate, and thus the injection amount corresponding to the integral value of the injection rate, with high accuracy. On the other hand, in the apparatus according to the sixth aspect , the pressure value before attenuation can be directly measured by the fuel pressure sensor. For this reason, for example, when determining the transition of the injection rate and the injection amount relating to the predetermined injection, the configuration via the differential value is obtained by directly determining the transition of the injection rate, and hence the injection amount, from the pressure measurement value. These injection characteristics can be detected with higher accuracy.

なお、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出する場合には、前記燃料圧力センサのセンサ出力を、該センサ出力で圧力推移波形の軌跡が描かれる程度に短い間隔にて逐次取得することが有効である。より具体的には、同燃料圧力センサのセンサ出力を「50μsec」よりも短い間隔で逐次取得することが有効である。   When the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve is sequentially detected, the sensor output of the fuel pressure sensor is sequentially acquired at intervals that are short enough to draw the locus of the pressure transition waveform with the sensor output. It is effective to do. More specifically, it is effective to sequentially acquire the sensor output of the fuel pressure sensor at intervals shorter than “50 μsec”.

上記脈動パターンは通常、圧力推移波形として検出することができる。そして、こうした圧力推移波形を高い精度で的確に検出するためには、上記構成のように、前記燃料圧力センサのセンサ出力を、その圧力推移波形が把握可能な程度に短い間隔で逐次取得する構成が有益である。そして発明者の実験等によれば、「50μsec」よりも短い間隔で上記センサ出力を逐次取得する構成が、上述した脈動パターン、ひいては圧力変動の傾向を的確に捉える上で特に有効である。ただし、高い精度で上記脈動パターンを得る上では、より短い間隔でセンサ出力を逐次取得する構成がより好ましい。したがって通常、上記センサ出力(燃料圧力信号)の取得間隔は、センサ出力の取得回数が増えることによる不都合、例えば演算負荷の増大等の不都合を加味しつつ、より短い間隔に設定することが望ましい。   The pulsation pattern can usually be detected as a pressure transition waveform. In order to accurately detect such a pressure transition waveform with high accuracy, as described above, the sensor output of the fuel pressure sensor is sequentially acquired at intervals that are short enough to grasp the pressure transition waveform. Is beneficial. According to the inventors' experiments and the like, the configuration in which the sensor output is sequentially acquired at intervals shorter than “50 μsec” is particularly effective in accurately grasping the above-described pulsation pattern and thus the tendency of pressure fluctuation. However, in order to obtain the pulsation pattern with high accuracy, a configuration in which sensor outputs are sequentially acquired at shorter intervals is more preferable. Therefore, it is usually desirable to set the acquisition interval of the sensor output (fuel pressure signal) to a shorter interval while taking into account inconveniences due to an increase in the number of acquisitions of sensor outputs, for example, inconveniences such as an increase in calculation load.

また、前記燃料圧力センサの配設位置に鑑みた場合には、例えば次のような構成が有効である。
・前記燃料圧力センサの少なくとも1つ(複数ある場合はその一部又は全部)が、前記燃料噴射弁の内部又は近傍に設けられた構成。
・前記燃料圧力センサの少なくとも1つ(複数ある場合はその一部又は全部)が、前記燃料噴射弁の燃料取込口に設けられた構成。
・前記燃料圧力センサの少なくとも1つ(複数ある場合はその一部又は全部)が、前記コモンレールの燃料吐出側に接続された配管のうち、前記コモンレールよりも前記燃料噴射弁の燃料噴射口の方に近い位置に設けられた構成。
等々の構成とすることが有効である。
In view of the position of the fuel pressure sensor, for example, the following configuration is effective.
A configuration in which at least one of the fuel pressure sensors (a part or all of the fuel pressure sensors if any) is provided in or near the fuel injection valve.
A configuration in which at least one of the fuel pressure sensors (a part or all of the fuel pressure sensors, if any) is provided at a fuel intake port of the fuel injection valve.
-At least one of the fuel pressure sensors (a part or all of the fuel pressure sensors, if any) is connected to the fuel discharge side of the common rail, the fuel injection port of the fuel injection valve is more than the common rail. The structure provided in the position near.
It is effective to adopt a structure such as.

また、前記燃料圧力センサに加えて、さらに前記コモンレール内の圧力を測定するレール圧センサを備える構成とすることも有効である。こうした構成であれば、上記燃料圧力センサによる圧力測定値に加え、コモンレール内の圧力(レール圧)も取得することができるようになり、より高い精度で燃料圧力を検出することができるようになる。   In addition to the fuel pressure sensor, it is also effective to further include a rail pressure sensor that measures the pressure in the common rail. With such a configuration, in addition to the pressure measurement value by the fuel pressure sensor, the pressure in the common rail (rail pressure) can be acquired, and the fuel pressure can be detected with higher accuracy. .

より具体的には、上記請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置において、前記脈動パターン抽出手段についてはこれを、請求項に記載の発明のように、前記未検出パターン導出手段により導出された脈動パターンの未検出部分に基づいて、前記n段よりも小さい段数の燃料噴射に係る脈動パターンを求めるとともに、そのn段よりも小さい段数の燃料噴射に係る脈動パターンと前記多段燃料噴射に係る脈動パターンとを比較(例えば減算又は除算等)することによって、前記n段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出するものとすることで、上記抽出処理を、より容易且つ的確に実現することができる。 More specifically, in the apparatus according to any one of claims 1 to 6 , the pulsation pattern extraction means is replaced with the undetected pattern derivation means as in the invention according to claim 7. The pulsation pattern related to the fuel injection with the number of stages smaller than the n stages is obtained based on the undetected portion of the pulsation pattern derived by the above, and the pulsation pattern related to the fuel injection with the number of stages smaller than the n stages and the multistage fuel By comparing (for example, subtraction or division) with the pulsation pattern related to injection, the pulsation pattern related only to the fuel injection after the nth stage is extracted, so that the extraction process can be performed more easily and accurately. Can be realized.

そして、上記請求項1〜7のいずれか一項に記載の装置において、脈動パターン抽出手段により抽出された脈動パターンは、燃料噴射特性の補正に用いることが有効である。 In the apparatus according to any one of claims 1 to 7, it is effective to use the pulsation pattern extracted by the pulsation pattern extraction means for correcting the fuel injection characteristic.

すなわち請求項に記載の発明のように、前記脈動パターン抽出手段により抽出されたn段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンに基づいて、前記燃料噴射弁に対する指令信号(例えば噴射タイミングや噴射時間に係る指令信号)を補正する補正手段を備える構成とすることで、より高い精度での燃料噴射制御が可能になる。 That is, as in the invention described in claim 8 , based on a pulsation pattern relating to only fuel injection after the nth stage extracted by the pulsation pattern extraction means, a command signal (for example, injection timing and injection) for the fuel injection valve. By adopting a configuration including correction means for correcting the time-related command signal), fuel injection control with higher accuracy becomes possible.

また、請求項に記載の発明のように、前記燃料噴射弁により2段目以降の所定段に相当するn段目の噴射を実行している時に、前記脈動パターン抽出手段によりそのn段目の噴射だけに係る脈動パターンを抽出するとともに、その抽出された脈動パターンに基づいて該n段目の噴射の噴射終了タイミングを決定する手段を備える構成とすることも有効である。 Further, as in the ninth aspect of the invention, when the nth stage injection corresponding to a predetermined stage after the second stage is executed by the fuel injection valve, the pulsation pattern extracting means performs the nth stage injection. It is also effective to include a means for extracting a pulsation pattern related to only the injection of the first and determining the injection end timing of the n-th stage injection based on the extracted pulsation pattern.

現在開発段階にある直動式インジェクタ等が将来実用化され、且つ、演算速度も高まれば、時々の燃料圧力を検出しつつ前記脈動パターン抽出手段による脈動パターン抽出についてもこれを同時に行うことが可能になる。そして、その高い同時性で(リアルタイムに)検出された脈動パターンに基づいて都度の噴射終了タイミングを決定するとともに、直動式インジェクタの高速動作を通じてその噴射終了タイミングで都度の噴射を終了させることにより、高精度の燃料噴射が可能になる。   If a direct-acting injector, which is currently in the development stage, will be put into practical use in the future and the calculation speed will increase, it will be possible to simultaneously perform pulsation pattern extraction by the pulsation pattern extraction means while detecting the fuel pressure from time to time. become. Then, the injection end timing is determined on the basis of the pulsation pattern detected with high synchronism (in real time), and the injection is ended at the injection end timing through the high-speed operation of the linear motion injector. Highly accurate fuel injection becomes possible.

ところで、業種や用途等によっては、上記燃料噴射特性検出装置の単位ではなく、より大きな単位で、例えばこの装置をエンジン制御に用いる場合には、該燃料噴射特性検出装置だけでなく他の関連装置(例えばセンサやアクチュエータ等の制御に係る各種装置)も含んで構築されるエンジン制御システムとして扱われる場合がある。上記請求項1〜のいずれか一項に記載の装置も、用途の1つとして、エンジン制御システムに組み込んで用いられることが想定される。請求項10に記載の発明は、そうした用途に対応するものであり、すなわちエンジン制御システムとして、上記請求項1〜のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置と、該燃料噴射特性検出装置の適用対象として、前記燃料噴射弁、及び、同燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧力センサを備える燃料供給システムと、該燃料供給システムの作動に基づいて、前記エンジンに関する所定の制御(例えばエンジン出力軸のトルク制御や回転速度制御など)を行うエンジン制御手段と、を備えることを特徴とする。上記請求項1〜のいずれか一項に記載の装置は、エンジン制御システムに組み込んで用いて特に有益である。 By the way, depending on the type of business, application, etc., in the case where this device is used for engine control in a larger unit instead of the unit of the fuel injection property detection device, not only the fuel injection property detection device but also other related devices. There are cases where it is handled as an engine control system constructed to include (for example, various devices related to control of sensors, actuators, etc.). The apparatus according to any one of claims 1 to 9 is also assumed to be used by being incorporated in an engine control system as one of the applications. The invention according to claim 10 corresponds to such an application, that is, as the engine control system, the fuel injection characteristic detection device according to any one of claims 1 to 9 and the fuel injection characteristic detection. The present invention relates to a fuel supply system including a fuel pressure sensor that detects the pressure of fuel supplied to the fuel injection valve and the fuel injection valve, and an engine based on the operation of the fuel supply system. Engine control means for performing predetermined control (for example, torque control or rotation speed control of the engine output shaft). The device according to any one of claims 1 to 9 is particularly useful when incorporated into an engine control system.

以下、本発明に係る燃料噴射特性検出装置及びエンジン制御システムを具体化した一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の装置は、例えば4輪自動車用エンジン(内燃機関)を対象にするコモンレール式燃料噴射システム(高圧噴射燃料供給システム)に搭載されている。すなわちこの装置も、先の特許文献1に記載の装置と同様、ディーゼルエンジンのエンジンシリンダ内の燃焼室に直接的に高圧燃料(例えば噴射圧力「1000気圧」以上の軽油)を噴射供給(直噴供給)する際に用いられる。   Hereinafter, an embodiment embodying a fuel injection characteristic detection device and an engine control system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the apparatus of this embodiment is mounted in the common rail type fuel injection system (high pressure injection fuel supply system) which targets the engine (internal combustion engine) for 4 wheels, for example. That is, this apparatus also supplies high-pressure fuel (for example, light oil having an injection pressure of “1000 atm” or more) directly to the combustion chamber in the engine cylinder of the diesel engine (direct injection) as in the apparatus described in Patent Document 1 above. Used).

はじめに、図1を参照して、本実施形態に係るコモンレール式燃料噴射制御システム(車載エンジンシステム)の概略について説明する。なお、本実施形態のエンジンとしては、4輪自動車用の多気筒(例えば直列4気筒)エンジンを想定している。詳しくは、4ストロークのレシプロ式ディーゼルエンジン(内燃機関)である。このエンジンでは、吸排気弁のカム軸に設けられた気筒判別センサ(電磁ピックアップ)にてその時の対象シリンダが逐次判別され、4つのシリンダ#1〜#4について、それぞれ吸入・圧縮・燃焼・排気の4行程による1燃焼サイクルが「720°CA」周期で、詳しくは例えば各シリンダ間で「180°CA」ずらしてシリンダ#1,#3,#4,#2の順に逐次実行される。図中のインジェクタ20は、燃料タンク10側から、それぞれシリンダ#1,#2,#3,#4用のインジェクタである。   First, an outline of a common rail fuel injection control system (vehicle engine system) according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As an engine of the present embodiment, a multi-cylinder (for example, in-line four-cylinder) engine for a four-wheel automobile is assumed. Specifically, it is a 4-stroke reciprocating diesel engine (internal combustion engine). In this engine, a cylinder discrimination sensor (electromagnetic pickup) provided on the camshaft of the intake / exhaust valve sequentially discriminates the target cylinder at that time, and intake, compression, combustion, and exhaust for each of the four cylinders # 1 to # 4 are performed. One combustion cycle of the four strokes is executed in the order of cylinders # 1, # 3, # 4, and # 2 with a “720 ° CA” period, specifically, for example, by shifting “180 ° CA” between the cylinders. The injector 20 in the figure is an injector for cylinders # 1, # 2, # 3, and # 4 from the fuel tank 10 side.

同図1に示されるように、このシステムは、大きくは、ECU(電子制御ユニット)30が、各種センサからのセンサ出力(検出結果)を取り込み、それら各センサ出力に基づいて燃料供給系を構成する各装置の駆動を制御するように構成されている。ECU30は、吸入調整弁11cに対する電流供給量を調整して燃料ポンプ11の燃料吐出量を所望の値に制御することで、コモンレール12内の燃料圧力(燃圧センサ20aにて測定される時々の燃料圧力)を目標値(目標燃圧)にフィードバック制御(例えばPID制御)している。そして、その燃料圧力に基づいて、対象エンジンの所定シリンダに対する燃料噴射量、ひいては同エンジンの出力(出力軸の回転速度やトルク)を所望の大きさに制御している。   As shown in FIG. 1, in this system, an ECU (electronic control unit) 30 mainly captures sensor outputs (detection results) from various sensors and configures a fuel supply system based on these sensor outputs. It is comprised so that the drive of each apparatus to control may be controlled. The ECU 30 adjusts the amount of current supplied to the intake adjustment valve 11c and controls the fuel discharge amount of the fuel pump 11 to a desired value, so that the fuel pressure in the common rail 12 (the fuel at the time measured by the fuel pressure sensor 20a) The pressure is controlled to a target value (target fuel pressure) by feedback control (for example, PID control). Based on the fuel pressure, the fuel injection amount to the predetermined cylinder of the target engine, and thus the output of the engine (the rotational speed and torque of the output shaft) are controlled to a desired magnitude.

燃料供給系を構成する諸々の装置は、燃料上流側から、燃料タンク10、燃料ポンプ11、コモンレール12、及びインジェクタ20の順に配設されている。このうち、燃料タンク10と燃料ポンプ11とは、燃料フィルタ10bを介して配管10aにより接続されている。   Various devices constituting the fuel supply system are arranged in the order of the fuel tank 10, the fuel pump 11, the common rail 12, and the injector 20 from the upstream side of the fuel. Of these, the fuel tank 10 and the fuel pump 11 are connected by a pipe 10a via a fuel filter 10b.

ここで、燃料タンク10は、対象エンジンの燃料(軽油)を溜めておくためのタンク(容器)である。また、燃料ポンプ11は、高圧ポンプ11a及び低圧ポンプ11bを有し、低圧ポンプ11bによって上記燃料タンク10から汲み上げられた燃料を、高圧ポンプ11aにて加圧して吐出するように構成されている。そして、高圧ポンプ11aに送られる燃料圧送量、ひいては燃料ポンプ11の燃料吐出量は、燃料ポンプ11の燃料吸入側に設けられた吸入調整弁(SCV:Suction Control Valve)11cによって調量されるようになっている。すなわち、この燃料ポンプ11では、吸入調整弁11c(例えば非通電時に開弁するノーマリオン型の調整弁)の駆動電流量(ひいては弁開度)を調整することで、同ポンプ11からの燃料吐出量を所望の値に制御することができるようになっている。   Here, the fuel tank 10 is a tank (container) for storing fuel (light oil) of the target engine. The fuel pump 11 includes a high-pressure pump 11a and a low-pressure pump 11b, and is configured so that the fuel pumped up from the fuel tank 10 by the low-pressure pump 11b is pressurized and discharged by the high-pressure pump 11a. The amount of fuel pumped to the high-pressure pump 11a, and hence the amount of fuel discharged from the fuel pump 11, is adjusted by a suction control valve (SCV) 11c provided on the fuel suction side of the fuel pump 11. It has become. That is, in the fuel pump 11, the fuel discharge from the pump 11 is adjusted by adjusting the drive current amount (and consequently the valve opening) of the intake adjustment valve 11 c (for example, a normally-on type adjustment valve that opens when not energized). The amount can be controlled to a desired value.

燃料ポンプ11を構成する2種のポンプのうち、低圧ポンプ11bは、例えばトロコイド式のフィードポンプとして構成されている。これに対し、高圧ポンプ11aは、例えばプランジャポンプからなり、図示しない偏心カム(エキセントリックカム)にて所定のプランジャ(例えば3本のプランジャ)をそれぞれ軸方向に往復動させることにより加圧室に送られた燃料を逐次所定のタイミングで圧送するように構成されている。いずれのポンプも、駆動軸11dによって駆動されるものである。ちなみにこの駆動軸11dは、対象エンジンの出力軸であるクランク軸41に連動し、例えばクランク軸41の1回転に対して「1/1」又は「1/2」等の比率で回転するようになっている。すなわち、上記低圧ポンプ11b及び高圧ポンプ11aは、対象エンジンの出力によって駆動される。   Of the two pumps constituting the fuel pump 11, the low-pressure pump 11b is configured as a trochoid feed pump, for example. On the other hand, the high-pressure pump 11a is composed of, for example, a plunger pump, and feeds it to the pressurizing chamber by reciprocating predetermined plungers (for example, three plungers) in the axial direction by eccentric cams (eccentric cams) (not shown). The fuel is sequentially pumped at a predetermined timing. Both pumps are driven by the drive shaft 11d. Incidentally, the drive shaft 11d is interlocked with the crankshaft 41, which is the output shaft of the target engine, and rotates, for example, at a ratio of “1/1” or “½” with respect to one rotation of the crankshaft 41. It has become. That is, the low pressure pump 11b and the high pressure pump 11a are driven by the output of the target engine.

こうした燃料ポンプ11により燃料タンク10から燃料フィルタ10bを介して汲み上げられた燃料は、コモンレール12へ加圧供給(圧送)される。そして、コモンレール12は、その燃料ポンプ11から圧送された燃料を高圧状態で蓄えてこれを、シリンダごとに設けられた配管14(高圧燃料通路)を通じて、各シリンダ#1〜#4のインジェクタ20(燃料噴射弁)へそれぞれ供給する。これらインジェクタ20(#1)〜(#4)の燃料排出口は、それぞれ余分な燃料を燃料タンク10へ戻すための配管18とつながっている。図2に、上記インジェクタ20の詳細構造を示す。なお、上記4つのインジェクタ20(#1)〜(#4)は基本的には同様の構造(例えば図2に示す構造)となっている。いずれのインジェクタ20も、燃焼用のエンジン燃料(燃料タンク10内の燃料)を利用した油圧駆動式の燃料噴射弁であり、燃料噴射に際しての駆動動力の伝達が油圧室Cd(コマンド室)を介して行われる。   The fuel pumped up by the fuel pump 11 from the fuel tank 10 through the fuel filter 10b is pressurized and supplied (pressure-fed) to the common rail 12. The common rail 12 stores the fuel pumped from the fuel pump 11 in a high pressure state and stores the fuel in a high pressure state through the pipe 14 (high pressure fuel passage) provided for each cylinder. To each fuel injection valve). The fuel discharge ports of these injectors 20 (# 1) to (# 4) are connected to a pipe 18 for returning excess fuel to the fuel tank 10, respectively. FIG. 2 shows a detailed structure of the injector 20. The four injectors 20 (# 1) to (# 4) basically have the same structure (for example, the structure shown in FIG. 2). Each of the injectors 20 is a hydraulically driven fuel injection valve that uses engine fuel for combustion (fuel in the fuel tank 10), and transmission of driving power during fuel injection is transmitted through the hydraulic chamber Cd (command chamber). Done.

同図2に示されるように、このインジェクタ20は、内開弁タイプの燃料噴射弁であり、非通電時に閉弁状態となる、いわゆるノーマリクローズ型の燃料噴射弁として構成されている。このインジェクタ20には、コモンレール12から高圧燃料が送られてくるようになっている。また、このインジェクタ20の燃料取込口には、燃圧センサ20a(図1も併せ参照)が設けられており、同燃料取込口における燃料圧力(インレット圧)の随時の検出が可能とされている。具体的には、この燃圧センサ20aの出力により、当該インジェクタ20の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンや、燃料圧力レベル(安定圧力)、燃料噴射圧力等を検出(測定)することができるようになっている。   As shown in FIG. 2, this injector 20 is an internal valve opening type fuel injection valve, and is configured as a so-called normally closed type fuel injection valve that is closed when not energized. High pressure fuel is sent from the common rail 12 to the injector 20. Further, a fuel pressure sensor 20a (see also FIG. 1) is provided at the fuel intake port of the injector 20, and the fuel pressure (inlet pressure) at the fuel intake port can be detected at any time. Yes. Specifically, the output of the fuel pressure sensor 20a can detect (measure) the pulsation pattern of the fuel pressure accompanying the injection operation of the injector 20, the fuel pressure level (stable pressure), the fuel injection pressure, and the like. It has become.

このインジェクタ20の燃料噴射に際しては、二方電磁弁を構成するソレノイド20bに対する通電状態(通電/非通電)に応じて、油圧室Cdの密閉度合、ひいては同油圧室Cdの圧力(ニードル20cの背圧に相当)が増減される。そして、その圧力の増減により、スプリング20d(コイルばね)の伸張力に従って又は抗して、ニードル20cが弁筒内(ハウジング20e内)を往復動(上下)することで、噴孔20f(必要な数だけ穿設)までの燃料供給通路が、その中途(詳しくは往復動に基づきニードル20cが着座又は離座するテーパ状のシート面)で開閉される。ここで、ニードル20cの駆動制御は、いわゆるPWM(Pulse Width Modulation)制御を通じて行われる。すなわち、ニードル20cの駆動部(上記二方電磁弁)には、ECU30からパルス信号(通電信号)が送られる。そして、ニードル20cのリフト量(シート面からの離間度合)が、そのパルス幅(通電時間に相当)に基づいて可変制御され、その制御に際しては、通電時間が長いほどリフト量が大きくなり、リフト量が大きくなるほど噴射率(単位時間あたりに噴射される燃料量)が大きくなる。ちなみに、上記油圧室Cdの増圧処理は、コモンレール12からの燃料供給によって行われる。他方、油圧室Cdの減圧処理は、当該インジェクタ20と燃料タンク10とを接続する配管18(図1)を通じてその油圧室Cd内の燃料が上記燃料タンク10へ戻されることによって行われる。   When the fuel is injected from the injector 20, the degree of sealing of the hydraulic chamber Cd and the pressure of the hydraulic chamber Cd (the back of the needle 20c) are determined according to the energized state (energized / non-energized) of the solenoid 20b constituting the two-way solenoid valve. (Corresponding to pressure) is increased or decreased. As the pressure increases or decreases, the needle 20c reciprocates (up and down) in the valve cylinder (inside the housing 20e) in accordance with or against the extension force of the spring 20d (coil spring). The number of the fuel supply passages is opened and closed in the middle (specifically, a tapered seat surface on which the needle 20c is seated or separated based on reciprocation). Here, the drive control of the needle 20c is performed through so-called PWM (Pulse Width Modulation) control. That is, a pulse signal (energization signal) is sent from the ECU 30 to the drive unit (the two-way electromagnetic valve) of the needle 20c. The lift amount (the degree of separation from the seat surface) of the needle 20c is variably controlled based on the pulse width (corresponding to the energization time). In this control, the lift amount increases as the energization time increases. As the amount increases, the injection rate (the amount of fuel injected per unit time) increases. Incidentally, the pressure increasing process of the hydraulic chamber Cd is performed by supplying fuel from the common rail 12. On the other hand, the decompression process of the hydraulic chamber Cd is performed by returning the fuel in the hydraulic chamber Cd to the fuel tank 10 through the pipe 18 (FIG. 1) connecting the injector 20 and the fuel tank 10.

このように、上記インジェクタ20は、弁本体(ハウジング20e)内部での所定の往復動作に基づいて噴孔20fまでの燃料供給通路を開閉(開放・閉鎖)することにより当該インジェクタ20の開弁及び閉弁を行うニードル20cを備える。そして、非駆動状態では、定常的に付与される閉弁側への力(スプリング20dによる伸張力)でニードル20cが閉弁側へ変位するとともに、駆動状態では、駆動力が付与されることにより上記スプリング20dの伸張力に抗してニードル20cが開弁側へ変位するようになっている。そしてこの際、それら非駆動状態と駆動状態とでは、ニードル20cのリフト量が略対称に変化する。   In this way, the injector 20 opens and closes the injector 20 by opening and closing (opening / closing) the fuel supply passage to the injection hole 20f based on a predetermined reciprocation within the valve body (housing 20e). A needle 20c for closing the valve is provided. In the non-driving state, the needle 20c is displaced to the valve closing side by a force constantly applied to the valve closing side (extension force by the spring 20d), and in the driving state, a driving force is applied. The needle 20c is displaced toward the valve opening side against the extension force of the spring 20d. At this time, the lift amount of the needle 20c changes substantially symmetrically between the non-driven state and the driven state.

本実施形態では、上記インジェクタ20(#1)〜(#4)の近傍、特にその燃料取込口に対して、それぞれ燃圧センサ20aが設けられている。そして、これら燃圧センサ20aの出力に基づいて、所定の噴射について、インジェクタ20の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターン(うねり特性)を高い精度で検出することができるようになっている(詳しくは後述)。   In the present embodiment, a fuel pressure sensor 20a is provided in the vicinity of the injectors 20 (# 1) to (# 4), particularly the fuel intake port. Based on the output of the fuel pressure sensor 20a, the pulsation pattern (swell characteristic) of the fuel pressure accompanying the injection operation of the injector 20 can be detected with high accuracy for a predetermined injection (in detail). Later).

また、図示しない車両(例えば4輪乗用車又はトラック等)には、上記各センサのほかにもさらに、車両制御のための各種のセンサが設けられている。例えば対象エンジンの出力軸であるクランク軸41の外周側には、所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)クランク角信号を出力するクランク角センサ42(例えば電磁ピックアップ)が、同クランク軸41の回転角度位置や回転速度(エンジン回転速度)等を検出するために設けられている。また、アクセルペダル(運転操作部)には、同ペダルの状態(変位量)に応じた電気信号を出力するアクセルセンサ44が、運転者によるアクセルペダルの操作量(踏み込み量)を検出するために設けられている。   A vehicle (not shown) (for example, a four-wheel passenger car or a truck) is provided with various sensors for vehicle control in addition to the above sensors. For example, on the outer peripheral side of the crankshaft 41 that is the output shaft of the target engine, a crank angle sensor 42 (for example, an electromagnetic pickup) that outputs a crank angle signal at every predetermined crank angle (for example, in a cycle of 30 ° CA) is provided on the crankshaft. 41 is provided for detecting the rotational angle position, rotational speed (engine rotational speed), and the like. In addition, an accelerator sensor 44 that outputs an electric signal corresponding to the state (displacement amount) of the pedal to the accelerator pedal (driving operation unit) detects an operation amount (depression amount) of the accelerator pedal by the driver. Is provided.

こうしたシステムの中で、本実施形態の燃料噴射特性検出装置として機能するとともに、電子制御ユニットとして主体的にエンジン制御を行う部分がECU30である。このECU30(エンジン制御用ECU)は、周知のマイクロコンピュータ(図示略)を備えて構成され、上記各種センサの検出信号に基づいて対象エンジンの運転状態やユーザの要求を把握し、それに応じて上記吸入調整弁11cやインジェクタ20等の各種アクチュエータを操作することにより、その時々の状況に応じた最適な態様で上記エンジンに係る各種の制御を行っている。また、このECU30に搭載されるマイクロコンピュータは、基本的には、各種の演算を行うCPU(基本処理装置)、その演算途中のデータや演算結果等を一時的に記憶するメインメモリとしてのRAM(Random Access Memory)、プログラムメモリとしてのROM(読み出し専用記憶装置)、データ保存用メモリとしてのEEPROM(電気的に書換可能な不揮発性メモリ)やバックアップRAM(ECU30の主電源停止後も車載バッテリ等のバックアップ電源により常時給電されているメモリ)、さらにはA/D変換器やクロック発生回路等の信号処理装置、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等といった各種の演算装置、記憶装置、信号処理装置、通信装置、及び電源回路等によって構成されている。そして、ROMには、当該燃料噴射制御に係るプログラムを含めたエンジン制御に係る各種のプログラムや制御マップ等が、またデータ保存用メモリ(例えばEEPROM)には、対象エンジンの設計データをはじめとする各種の制御データ等が、それぞれ予め格納されている。   In such a system, the ECU 30 is a part that functions as the fuel injection characteristic detection device of the present embodiment and performs engine control mainly as an electronic control unit. The ECU 30 (engine control ECU) includes a well-known microcomputer (not shown), grasps the operating state of the target engine and the user's request based on the detection signals of the various sensors, and according to the above, By operating various actuators such as the intake adjustment valve 11c and the injector 20, various controls related to the engine are performed in an optimum manner according to the situation at that time. The microcomputer mounted on the ECU 30 basically includes a CPU (basic processing device) that performs various calculations, and a RAM (main memory that temporarily stores data and calculation results during the calculation) ( Random Access Memory (ROM), ROM (program only memory) as program memory, EEPROM (electrically rewritable non-volatile memory) as data storage memory, backup RAM (on-vehicle battery etc. even after main power supply of ECU 30 is stopped) Memory that is constantly powered by a backup power supply), signal processing devices such as A / D converters and clock generation circuits, various arithmetic devices such as input / output ports for inputting / outputting signals to / from the outside, A storage device, a signal processing device, a communication device, a power supply circuit, and the like are included. The ROM stores various programs related to engine control including a program related to the fuel injection control, a control map, and the like, and the data storage memory (for example, EEPROM) includes design data of the target engine. Various control data and the like are stored in advance.

本実施形態では、ECU30が、随時入力される各種のセンサ出力(検出信号)に基づいて、その時に出力軸(クランク軸41)に生成すべきトルク(要求トルク)、ひいてはその要求トルクを満足するための燃料噴射量を算出する。こうして、インジェクタ20の燃料噴射量を可変設定することで、各シリンダ内(燃焼室)での燃料燃焼を通じて生成される図示トルク(生成トルク)、ひいては実際に出力軸(クランク軸41)へ出力される軸トルク(出力トルク)を制御する(要求トルクへ一致させる)ようになっている。すなわち、このECU30は、例えば時々のエンジン運転状態や運転者によるアクセルペダルの操作量等に応じた燃料噴射量を算出し、所望の噴射時期に同期して、その燃料噴射量での燃料噴射を指示する噴射制御信号(駆動量)を上記インジェクタ20へ出力する。そしてこれにより、すなわち同インジェクタ20の駆動量(例えば開弁時間)に基づいて、対象エンジンの出力トルクが目標値へ制御されることになる。本実施形態では、こうした制御を行う部分(詳しくはECU30に搭載されるプログラム)が「エンジン制御手段」に相当する。   In the present embodiment, the ECU 30 satisfies the torque (required torque) to be generated on the output shaft (crankshaft 41) at that time, based on various sensor outputs (detection signals) input at any time, and thus satisfies the required torque. The fuel injection amount for calculating is calculated. In this way, by variably setting the fuel injection amount of the injector 20, the indicated torque (generated torque) generated through fuel combustion in each cylinder (combustion chamber), and in fact, actually output to the output shaft (crankshaft 41). The shaft torque (output torque) is controlled (matched to the required torque). That is, the ECU 30 calculates a fuel injection amount in accordance with, for example, the engine operating state from time to time or the accelerator pedal operation amount by the driver, and injects fuel at that fuel injection amount in synchronization with a desired injection timing. An instructing injection control signal (drive amount) is output to the injector 20. Thus, that is, based on the drive amount (for example, valve opening time) of the injector 20, the output torque of the target engine is controlled to the target value. In the present embodiment, a portion that performs such control (specifically, a program installed in the ECU 30) corresponds to “engine control means”.

なお周知のように、ディーゼルエンジンにおいては、定常運転時、新気量増大やポンピングロス低減等の目的で、同エンジンの吸気通路に設けられた吸気絞り弁(スロットル弁)が略全開状態に保持される。したがって、定常運転時の燃焼制御(特にトルク調整に係る燃焼制御)としては燃料噴射量のコントロールが主となっている。以下、図3を参照して、本実施形態に係る燃料噴射制御の基本的な処理手順について説明する。なお、この図3の処理において用いられる各種パラメータの値は、例えばECU30に搭載されたRAMやEEPROM、あるいはバックアップRAM等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。そして、これら各図の一連の処理は、基本的には、ECU30でROMに記憶されたプログラムが実行されることにより、対象エンジンの各シリンダについてそれぞれ1燃焼サイクルにつき1回の頻度で順に実行される。すなわち、このプログラムにより、1燃焼サイクルで休止シリンダを除く全てのシリンダに燃料の供給が行われることになる。   As is well known, in a diesel engine, the intake throttle valve (throttle valve) provided in the intake passage of the engine is maintained in a substantially fully open state for the purpose of increasing the amount of fresh air and reducing pumping loss during steady operation. Is done. Therefore, control of the fuel injection amount is mainly used as combustion control during steady operation (particularly combustion control related to torque adjustment). Hereinafter, with reference to FIG. 3, a basic processing procedure of the fuel injection control according to the present embodiment will be described. Note that the values of various parameters used in the processing of FIG. 3 are stored as needed in a storage device such as a RAM, EEPROM, or backup RAM mounted in the ECU 30 and updated as necessary. The series of processes shown in these drawings is basically executed in sequence at a frequency of once per combustion cycle for each cylinder of the target engine by the ECU 30 executing a program stored in the ROM. The That is, with this program, fuel is supplied to all the cylinders except the idle cylinder in one combustion cycle.

同図3に示すように、この一連の処理においては、まずステップS11で、所定のパラメータ、例えばその時のエンジン回転速度(クランク角センサ42による実測値)及び燃料圧力(燃圧センサ20aによる実測値)、さらには運転者によるその時のアクセル操作量(アクセルセンサ44による実測値)等を読み込む。そして、続くステップS12では、上記ステップS11で読み込んだ各種パラメータに基づいて(必要に応じて外部負荷による損失等も含めた要求トルクを別途算出して)噴射パターンを設定する。例えば単段噴射の場合にはその噴射の噴射量(噴射時間)が、また多段噴射の噴射パターンの場合にはトルクに寄与する各噴射の総噴射量(総噴射時間)が、それぞれ上記出力軸(クランク軸41)に生成すべきトルク(要求トルク、いわばその時のエンジン負荷に相当)に応じて可変設定される。そして、その噴射パターンに基づいて、上記インジェクタ20に対する指令値(指令信号)が設定されることになる。これにより、車両の状況等に応じて、前述したパイロット噴射、プレ噴射、アフタ噴射、ポスト噴射等が適宜メイン噴射と共に実行されることになる。   As shown in FIG. 3, in this series of processing, first, in step S11, predetermined parameters, for example, the engine speed at that time (actual value measured by the crank angle sensor 42) and fuel pressure (actual value measured by the fuel pressure sensor 20a) are shown. Furthermore, the accelerator operation amount (actual value measured by the accelerator sensor 44) by the driver at that time is read. In the subsequent step S12, an injection pattern is set based on the various parameters read in step S11 (calculating the required torque including the loss due to the external load as necessary). For example, in the case of single-stage injection, the injection amount (injection time) of the injection, and in the case of multi-stage injection pattern, the total injection amount (total injection time) of each injection that contributes to torque is the output shaft. It is variably set according to the torque to be generated on the (crankshaft 41) (required torque, corresponding to the engine load at that time). Based on the injection pattern, a command value (command signal) for the injector 20 is set. As a result, the pilot injection, pre-injection, after-injection, post-injection and the like described above are appropriately performed together with the main injection in accordance with the vehicle conditions and the like.

なお、この噴射パターンは、例えば上記ROMに記憶保持された所定のマップ(噴射制御用マップ、数式でも可)及び補正係数に基づいて取得される。詳しくは、例えば予め上記所定パラメータ(ステップS11)の想定される範囲について実験等により最適噴射パターン(適合値)を求め、そのマップに書き込んでおく。ちなみに、この噴射パターンは、例えば噴射段数(1燃焼サイクル中の噴射回数)、並びにそれら各噴射の噴射時期(噴射タイミング)及び噴射時間(噴射量に相当)等のパラメータにより定められるものである。こうして、上記マップは、それらパラメータと最適噴射パターンとの関係を示すものとなっている。そして、このマップで取得された噴射パターンを、別途更新(詳しくは後述)されている補正係数(例えばECU30内のEEPROMに記憶)に基づいて補正する(例えば「設定値=マップ上の値/補正係数」なる演算を行う)ことで、その時に噴射すべき噴射パターン、ひいてはその噴射パターンに対応した上記インジェクタ20に対する指令信号を得る。なお、上記噴射パターンの設定(ステップS12)には、同噴射パターンの要素(上記噴射段数等)ごと別々に設けられた各マップを用いるようにしても、あるいはこれら噴射パターンの各要素を幾つか(例えば全て)まとめて作成したマップを用いるようにしてもよい。   The injection pattern is acquired based on a predetermined map (an injection control map, which may be a mathematical expression) stored in the ROM and a correction coefficient, for example. Specifically, for example, an optimal injection pattern (adapted value) is obtained in advance for the assumed range of the predetermined parameter (step S11) by experiments or the like and written in the map. Incidentally, this injection pattern is determined by parameters such as the number of injection stages (the number of injections in one combustion cycle) and the injection timing (injection timing) and injection time (corresponding to the injection amount) of each injection. Thus, the map shows the relationship between these parameters and the optimum injection pattern. Then, the injection pattern acquired in this map is corrected based on a correction coefficient (for example, stored in an EEPROM in the ECU 30) that is separately updated (described later in detail) (for example, “set value = value on map / correction”). By performing the calculation “coefficient”, an injection pattern to be injected at that time, and thus a command signal for the injector 20 corresponding to the injection pattern is obtained. It should be noted that, for the setting of the injection pattern (step S12), each map provided separately for each element of the injection pattern (the number of injection stages, etc.) may be used, or some elements of these injection patterns may be used. You may make it use the map produced collectively (for example, all).

こうして設定された噴射パターン、ひいてはその噴射パターンに対応する指令値(指令信号)は、続くステップS13で使用される。すなわち、同ステップS13では、その指令値(指令信号)に基づいて(詳しくは上記インジェクタ20へその指令信号を出力して)、同インジェクタ20の駆動を制御する。そして、このインジェクタ20の駆動制御をもって、図3の一連の処理を終了する。   The injection pattern thus set, and thus the command value (command signal) corresponding to the injection pattern, is used in the subsequent step S13. That is, in step S13, based on the command value (command signal) (specifically, the command signal is output to the injector 20), the drive of the injector 20 is controlled. Then, with the drive control of the injector 20, the series of processes in FIG.

本実施形態では、図3のステップS12で用いられる補正係数(厳密には複数種の係数のうちの所定の係数)が、逐次更新されている。図4に、その補正係数の更新に係る一連の処理をフローチャートとして示す。なお、この図4に示す一連の処理は、基本的には、ECU30でROMに記憶されたプログラムが実行されることにより、所定処理間隔で(例えば「20μsec」間隔で)逐次実行される。また、同図4の処理において用いられる各種パラメータの値は、例えばECU30に搭載されたRAMやEEPROM、あるいはバックアップRAM等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。   In the present embodiment, the correction coefficient (strictly, a predetermined coefficient among a plurality of kinds of coefficients) used in step S12 in FIG. 3 is updated sequentially. FIG. 4 is a flowchart showing a series of processes relating to the update of the correction coefficient. The series of processes shown in FIG. 4 are executed sequentially at predetermined processing intervals (for example, at “20 μsec” intervals) by executing a program stored in the ROM by the ECU 30. Also, the values of various parameters used in the processing of FIG. 4 are stored at any time in a storage device such as a RAM, EEPROM, or backup RAM mounted on the ECU 30 and updated as necessary.

同図4に示すように、この一連の処理に際しては、まずステップS21で、いずれかのシリンダで多段噴射が行われるか否かに基づいて、燃圧データ(時々の燃料圧力)を記録する必要があるか否かを判断する。詳しくは、燃圧データ記録開始前であれば、所定時間内に多段噴射が行われるか否かを判断し、多段噴射が行われる旨判断された場合には、記録の必要があるとして、続くステップS22へ進む。また、燃圧データ記録開始後であれば、記録が完了したか否かを判断し、まだ記録が完了していない(記録中である)旨判断された場合には、まだ記録の必要があるとして、続くステップS22へ進む。他方、同ステップS21で多段噴射が行われない(記録の必要がない)旨判断された場合には、この図4の一連の処理を終了する。すなわち、この図4の一連の処理では、ステップS21で記録の必要がある旨判断された場合にのみ、ステップS22以降の処理を実行する。   As shown in FIG. 4, in this series of processes, first, in step S21, it is necessary to record fuel pressure data (sometimes fuel pressure) based on whether or not multi-stage injection is performed in any cylinder. Judge whether there is. Specifically, if it is before the start of fuel pressure data recording, it is determined whether or not multi-stage injection is performed within a predetermined time. If it is determined that multi-stage injection is performed, it is determined that recording is necessary, and the following steps Proceed to S22. In addition, if it is after the start of fuel pressure data recording, it is determined whether or not the recording is completed. If it is determined that the recording is not yet completed (recording is in progress), it is still necessary to record. Then, the process proceeds to step S22. On the other hand, if it is determined in step S21 that multi-stage injection is not performed (no recording is required), the series of processes in FIG. 4 is terminated. That is, in the series of processes in FIG. 4, the processes after step S22 are executed only when it is determined in step S21 that recording is necessary.

ステップS22では、燃圧センサ20aによりその時の燃料圧力を実測するとともに、その実測データを所定の記憶装置(第1記憶装置、例えばECU30内のRAM等)に格納する。そして、続くステップS23では、記録完了の条件が成立しているか否かを判断する。こうして、ステップS23で記録完了の条件が成立している旨判断されるまでは、この判断処理に続けて図4の一連の処理を終了しつつ先のステップS22で継続的にその時々の燃料圧力(燃圧データ)を記録し続けるようになっている。なおここで、上記記録完了の条件としては、所望のデータが得られたこと(データ取得完了のタイミング)を示すような条件を設定しておくことが望ましい。例えば上記ステップS21で対象とする噴射開始の少し前から記録を開始するとともに、その噴射が終了して燃料圧力の変動が十分減衰したことを条件に、その記録を終了する。   In step S22, the fuel pressure at that time is measured by the fuel pressure sensor 20a, and the measured data is stored in a predetermined storage device (a first storage device, for example, a RAM in the ECU 30). In the subsequent step S23, it is determined whether or not a recording completion condition is satisfied. Thus, until it is determined in step S23 that the condition for completion of recording is satisfied, the series of processes shown in FIG. (Fuel pressure data) continues to be recorded. Here, as the condition for the completion of the recording, it is desirable to set a condition indicating that desired data has been obtained (data acquisition completion timing). For example, the recording is started slightly before the start of the target injection in step S21, and the recording is ended on the condition that the injection has ended and the fluctuation of the fuel pressure has sufficiently attenuated.

ステップS23で記録完了の条件が成立している旨判断された場合には、続くステップS24で、上記ステップS22の処理を通じて検出された脈動パターン及びその規則性(振幅の減衰率など)に基づいて、同パターンの未検出部分を導出(推定)する。詳しくは、多段噴射では、前段噴射に係る脈動パターンと後段噴射に係る脈動パターンとが互いに干渉して、後段噴射の噴射開始タイミングでの急峻な圧力変動(燃料噴射開始に伴う燃料圧力低下)を識別することが難しくなることが多い。そこで、その前段噴射(特定噴射)について、上記ステップS22の処理を通じて検出された前段噴射のみによる脈動パターン及びその規則性に基づいて、その後ろに続く脈動パターン、すなわち前段噴射による脈動とその後段の噴射による脈動とが干渉する部分の脈動パターンについて、そのうちの前段噴射のみによる脈動パターンを導出(推定)する。なお、特定噴射としては、最終段ではない任意の噴射を設定することができる。   If it is determined in step S23 that the condition for completion of recording is satisfied, in the following step S24, based on the pulsation pattern detected through the processing in step S22 and its regularity (attenuation rate of amplitude, etc.). Then, an undetected portion of the same pattern is derived (estimated). Specifically, in multi-stage injection, the pulsation pattern related to the pre-stage injection and the pulsation pattern related to the post-stage injection interfere with each other, causing a steep pressure fluctuation at the injection start timing of the post-stage injection (fuel pressure drop accompanying the start of fuel injection). Often difficult to identify. Therefore, for the preceding injection (specific injection), based on the pulsation pattern by only the preceding injection detected through the process of step S22 and its regularity, the pulsation pattern that follows it, that is, the pulsation by the preceding injection and the subsequent pulsation About the pulsation pattern of the part which the pulsation by injection interferes, the pulsation pattern only by the preceding stage injection is derived (estimated). As the specific injection, any injection that is not the final stage can be set.

以下、図5〜図7を参照して、この脈動パターン(圧力波形)の推定処理について説明する。なお、図5は、図4中のステップS24の処理内容の詳細を示すフローチャート、図6は、図5中のステップS35の処理内容の詳細を示すフローチャートである。また、図7は、圧力波形の推定態様を示すタイミングチャートである。ここでは、同図7に示す圧力波形のうち、上記ステップS22の処理を通じて検出(実測)された部分、すなわち図中に実線L11にて示す実測部分(タイミングt16までの期間)の脈動パターンに基づいて、その後ろに続く部分、すなわち図中に破線L12にて示す未検出部分(干渉部分に相当、タイミングt16以降の期間)の脈動パターンを推定する場合について説明する。ちなみに、この脈動パターンは、図中に一点鎖線TR1(脈動傾向に相当)にて示す基準圧力P0(基準レベル)を境に、その大側及び小側に交互に振動する圧力波形である。   The pulsation pattern (pressure waveform) estimation process will be described below with reference to FIGS. 5 is a flowchart showing details of the processing contents of step S24 in FIG. 4, and FIG. 6 is a flowchart showing details of the processing contents of step S35 in FIG. FIG. 7 is a timing chart showing an estimation mode of the pressure waveform. Here, based on the pulsation pattern of the portion detected (actually measured) through the processing of step S22 in the pressure waveform shown in FIG. 7, that is, the actually measured portion indicated by the solid line L11 in the drawing (period until timing t16). A case will be described in which the pulsation pattern of the subsequent portion, that is, the undetected portion indicated by the broken line L12 in the drawing (corresponding to the interference portion, the period after timing t16) is estimated. Incidentally, this pulsation pattern is a pressure waveform that oscillates alternately on the large side and the small side at the reference pressure P0 (reference level) indicated by a one-dot chain line TR1 (corresponding to a pulsation tendency) in the drawing.

図5の処理は、図4に示す一連の処理において、先のステップS24の処理が実行されることにより実行されるものである。はじめに、この図5の処理においては、ステップS31〜S34で、上記ステップS22の処理を通じて検出(実測)された燃圧データ、すなわち圧力波形実測部分(図7の実線L11)に基づいて、圧力波形未検出部分(図7の破線L12)を推定するために必要となる所望のデータを得る。   The process of FIG. 5 is executed by executing the process of the previous step S24 in the series of processes shown in FIG. First, in the process of FIG. 5, in steps S31 to S34, based on the fuel pressure data detected (actually measured) through the process of step S22, that is, the pressure waveform actual measurement part (solid line L11 in FIG. 7), Desired data necessary for estimating the detection portion (broken line L12 in FIG. 7) is obtained.

まずステップS31で、圧力波形実測部分(実線L11)の基点データとして、噴射終了(タイミングt12)後の最初の節(基点)に関する波形データ、すなわちタイミングt13とその時の燃料圧力P0(図7)とを取得する。次いで、続くステップS32で、基点(タイミングt13)から1周期に相当するタイミングt16(図7)を取得する。そして、さらに続くステップS33では、基点から1周期の間(期間t13〜t16)における極小点及び極大点について、それぞれそのタイミングとその時の燃料圧力値とを取得する。すなわち、極小点に関する波形データとして、タイミングt14及び燃料圧力P1(図7)を、極大点に関する波形データとして、タイミングt15及び燃料圧力P2(図7)をそれぞれ取得する。   First, in step S31, the waveform data relating to the first node (base point) after the end of injection (timing t12), that is, the timing t13 and the fuel pressure P0 (FIG. 7) at that time, as the base point data of the pressure waveform actual measurement part (solid line L11). To get. Next, in subsequent step S32, a timing t16 (FIG. 7) corresponding to one cycle is acquired from the base point (timing t13). In a further subsequent step S33, the timing and the fuel pressure value at that time are acquired for the minimum point and the maximum point during one cycle (periods t13 to t16) from the base point. That is, the timing t14 and the fuel pressure P1 (FIG. 7) are acquired as waveform data related to the local minimum point, and the timing t15 and the fuel pressure P2 (FIG. 7) are acquired as waveform data related to the local maximum point.

続くステップS34では、これらステップS31〜S33で取得したデータに基づいて、当該圧力波形の規則性に相当する変化率K0(振幅の減衰率)を算出する。詳しくは、上記極小点(タイミングt14)の振幅ΔP1(=|P0−P1|、図7)と上記極大点(タイミングt15)の振幅ΔP2(=|P0−P2|、図7)との比率として、変化率K0(=ΔP2/ΔP1)を求める。   In the subsequent step S34, a change rate K0 (amplitude attenuation rate) corresponding to the regularity of the pressure waveform is calculated based on the data acquired in these steps S31 to S33. Specifically, the ratio between the amplitude ΔP1 (= | P0−P1 |, FIG. 7) of the minimum point (timing t14) and the amplitude ΔP2 (= | P0−P2 |, FIG. 7) of the maximum point (timing t15). Then, the change rate K0 (= ΔP2 / ΔP1) is obtained.

続くステップS35では、上記ステップS31〜S34で取得したデータに基づいて、タイミングt16以降の部分、すなわち圧力波形未検出部分(図7の破線L12)を推定する。図6に、この推定演算処理の詳細をフローチャートとして示す。なお、この図6の処理は、所望の脈動パターンが得られるまで(所定の推定完了条件が成立するまで)繰り返し実行される。ここでは、基点から2周期目のデータを取得する場合を例にとって、この推定演算処理についての説明を行う。   In subsequent step S35, a portion after timing t16, that is, a pressure waveform undetected portion (broken line L12 in FIG. 7) is estimated based on the data acquired in steps S31 to S34. FIG. 6 is a flowchart showing details of the estimation calculation process. The process of FIG. 6 is repeatedly executed until a desired pulsation pattern is obtained (until a predetermined estimation completion condition is satisfied). Here, the estimation calculation process will be described by taking as an example the case of acquiring data in the second period from the base point.

同図6に示すように、この一連の処理においては、極小点、節(第1の節)、極大点、節(第2の節)の順に、波形データを求めるようにしている。   As shown in FIG. 6, in this series of processing, waveform data is obtained in the order of a minimum point, a node (first node), a maximum point, and a node (second node).

すなわち、まずステップS41で、次の極点(2周期目の極小点)に関する波形データを取得する。詳しくは、直前の極点(タイミングt15の極大点)の振幅ΔP2と、図5のステップS34で算出した変化率K0とに基づいて、これら両値の乗算値として2周期目の極小点の振幅ΔP3(=ΔP2×K0)を算出する。そして、燃料圧力P0よりも振幅ΔP3だけ小さい圧力値として、その極小点での燃料圧力P3(=P0−ΔP3、図7)を算出する。また一方、2周期目の極小点のタイミングt17(図7)は、タイミングt16(ステップS32にて算出)と周期T0(=t16−t13、タイミングt16とタイミングt13との差分)とに基づいて算出する。詳しくは、タイミングt16に対して4分の1周期(=T0/4)を足した(加算した)時刻を、タイミングt17(=t16+(T0/4))とする。   That is, first in step S41, waveform data relating to the next extreme point (minimum point in the second cycle) is acquired. Specifically, based on the amplitude ΔP2 of the immediately previous extreme point (maximum point at timing t15) and the rate of change K0 calculated in step S34 in FIG. 5, the amplitude ΔP3 of the minimum point in the second period as a multiplication value of these two values. (= ΔP2 × K0) is calculated. Then, the fuel pressure P3 at the minimum point (= P0−ΔP3, FIG. 7) is calculated as a pressure value smaller than the fuel pressure P0 by the amplitude ΔP3. On the other hand, the timing t17 (FIG. 7) of the minimum point in the second cycle is calculated based on the timing t16 (calculated in step S32) and the cycle T0 (= difference between the timing t16 and the timing t13). To do. Specifically, a time obtained by adding (adding) a quarter cycle (= T0 / 4) to the timing t16 is set as a timing t17 (= t16 + (T0 / 4)).

続くステップS42では、次の節(2周期目の第1の節)に関する波形データを取得する。詳しくは、この第1の節の燃料圧力は、燃料圧力P0(図7)に等しい。また、この第1の節のタイミングt18(図7)は、タイミングt16(ステップS32にて算出)に対して2分の1周期(=T0/2)を足した(加算した)時刻(=t16+(T0/2))として算出する。   In the subsequent step S42, waveform data relating to the next section (first section in the second cycle) is acquired. Specifically, the fuel pressure in this first node is equal to the fuel pressure P0 (FIG. 7). Further, the timing t18 (FIG. 7) of the first node is a time (= t16 +) obtained by adding (adding) a half cycle (= T0 / 2) to the timing t16 (calculated in step S32). (T0 / 2)).

続くステップS43では、次の極点(2周期目の極大点)に関する波形データを取得する。詳しくは、直前の極点(タイミングt17の極小点)の振幅ΔP3と、図5のステップS34で算出した変化率K0とに基づいて、これら両値の乗算値として2周期目の極大点の振幅ΔP4(=ΔP3×K0)を算出する。そして、燃料圧力P0よりも振幅ΔP4だけ大きい圧力値として、その極大点での燃料圧力P4(=P0+ΔP4、図7)を算出する。また一方、2周期目の極大点のタイミングt19(図7)は、タイミングt16(ステップS32にて算出)と周期T0とに基づいて算出する。詳しくは、タイミングt16に対して4分の3周期(=(3/4)×T0)を足した(加算した)時刻を、タイミングt19(=t16+(3/4)×T0)とする。   In the subsequent step S43, waveform data relating to the next extreme point (maximum point in the second cycle) is acquired. Specifically, based on the amplitude ΔP3 of the immediately preceding extreme point (minimum point at timing t17) and the change rate K0 calculated in step S34 in FIG. 5, the amplitude ΔP4 of the maximum point in the second cycle as a multiplication value of these two values. (= ΔP3 × K0) is calculated. Then, the fuel pressure P4 (= P0 + ΔP4, FIG. 7) at the maximum point is calculated as a pressure value larger than the fuel pressure P0 by the amplitude ΔP4. On the other hand, the timing t19 (FIG. 7) of the maximum point in the second cycle is calculated based on the timing t16 (calculated in step S32) and the cycle T0. Specifically, a time obtained by adding (adding) a three-quarter cycle (= (3/4) × T0) to the timing t16 is defined as a timing t19 (= t16 + (3/4) × T0).

続くステップS44では、次の節(2周期目の第2の節)に関する波形データを取得する。詳しくは、この第2の節の燃料圧力は、燃料圧力P0(図7)に等しい。また、この第2の節のタイミングt20(図7)は、タイミングt16(ステップS32にて算出)に対して1周期(=T0)を足した(加算した)時刻(=t16+T0)として算出する。   In subsequent step S44, waveform data relating to the next section (second section in the second period) is acquired. Specifically, the fuel pressure in this second node is equal to the fuel pressure P0 (FIG. 7). The timing t20 (FIG. 7) of the second node is calculated as a time (= t16 + T0) obtained by adding (adding) one cycle (= T0) to the timing t16 (calculated in step S32).

こうして基点から2周期目のデータを取得することができる。さらに、3周期目以降のデータも同様に、すなわち3周期目は2周期目のデータに基づいて、4周期目は3周期目のデータに基づいて、…というように、上記図6の処理(ステップS41〜S44)を繰り返し実行することで順に算出することができる。なお、発明者の実験等により、圧力波形の周期は略一定(≒周期T0)となることが確認されている。そのため、これら各点(極小点、第1の節、極大点、第2の節)のデータさえ求めることができれば、各データ間を補間することで、脈動パターンを取得することができる。   In this way, data for the second period from the base point can be acquired. Further, the data in the third period and thereafter are similarly processed, that is, the third period is based on the second period data, the fourth period is based on the third period data, and so on. It can be calculated in order by repeatedly executing steps S41 to S44). In addition, it has been confirmed by experiments of the inventors that the period of the pressure waveform is substantially constant (≈period T0). Therefore, if data of each point (minimum point, first node, maximum point, second node) can be obtained, a pulsation pattern can be acquired by interpolating between the data.

図4のステップS24では、こうして圧力波形(脈動パターン)が推定される。そして、続くステップS25では、上記ステップS24で推定した前段噴射の脈動パターンと、先のステップS22の処理を通じて検出された多段噴射(対象噴射)の脈動パターンとに基づいて、その対象噴射の噴射特性を取得(検出)する。以下、図8〜図11を参照して、このステップS25の処理における噴射特性の検出態様について説明する。なお、これら各図において、(a)はインジェクタ20に対する指令信号(通電パルス)を示すタイミングチャート、(b)は、その指令信号に基づく燃料噴射での燃料圧力の脈動パターンを示すタイミングチャートである。   In step S24 of FIG. 4, the pressure waveform (pulsation pattern) is thus estimated. In the subsequent step S25, the injection characteristic of the target injection is based on the pulsation pattern of the pre-stage injection estimated in step S24 and the pulsation pattern of the multi-stage injection (target injection) detected through the processing of the previous step S22. Is acquired (detected). Hereinafter, with reference to FIG. 8 to FIG. 11, a description will be given of how the injection characteristic is detected in the process of step S25. In these drawings, (a) is a timing chart showing a command signal (energization pulse) for the injector 20, and (b) is a timing chart showing a pulsation pattern of fuel pressure in fuel injection based on the command signal. .

図8は、先のステップS22で取得した対象噴射の燃圧データを示すタイミングチャートである。すなわち、この燃圧データでは、同図8(a)中に実線L2aにて示す通電パルスに対して、脈動パターンが、同図8(b)に実線L2bにて示すようなパターンとなっている。すなわち、図中に示す2つの噴射のうち、後段側の噴射(後段噴射)の噴射開始タイミング近傍においては、この後段噴射の脈動パターンと前段側の噴射(前段噴射)の脈動パターンとが互いに干渉してしまっており、これら噴射の各脈動パターンを単独で認識することは困難である。   FIG. 8 is a timing chart showing the fuel pressure data of the target injection acquired in the previous step S22. That is, in this fuel pressure data, the pulsation pattern is a pattern as indicated by the solid line L2b in FIG. 8B with respect to the energization pulse indicated by the solid line L2a in FIG. 8A. That is, of the two injections shown in the figure, in the vicinity of the injection start timing of the latter-stage injection (second-stage injection), the pulsation pattern of the latter-stage injection and the pulsation pattern of the first-stage injection (pre-stage injection) interfere with each other. Therefore, it is difficult to recognize each pulsation pattern of these injections independently.

図9は、先のステップS24で推定した脈動パターン(推測データ)、すなわち対象噴射(図8)の前段噴射の脈動パターンを示すタイミングチャートである。この推測データでは、同図9(a)中に実線L1aにて示す通電パルスに対して、脈動パターンが、同図9(b)に実線L1bにて示すようなパターンとなっている。   FIG. 9 is a timing chart showing the pulsation pattern (estimated data) estimated in the previous step S24, that is, the pulsation pattern of the pre-stage injection of the target injection (FIG. 8). In this estimated data, the pulsation pattern is a pattern as shown by a solid line L1b in FIG. 9B with respect to the energized pulse shown by the solid line L1a in FIG. 9A.

先の図4のステップS25では、対象噴射の燃圧データ(図8の実線L2b)と推測データ(図9の実線L1b)とを比較することにより、対象噴射の燃圧データから推測データを減算(対応箇所をそれぞれ減算)した波形として、対象噴射の2段目の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出する。   In step S25 of FIG. 4, the estimated data is subtracted from the fuel pressure data of the target injection by comparing the fuel pressure data of the target injection (solid line L2b in FIG. 8) with the estimated data (solid line L1b in FIG. 9). A pulsation pattern relating only to the second-stage fuel injection of the target injection is extracted as a waveform obtained by subtracting each part.

図10は、対象噴射の1段目の噴射(前段噴射)に係る脈動パターンとそれに対応する推測データの脈動パターンとを一致させた状態で、上記対象噴射の燃圧データ(実線L2a,L2b)と推測データ(破線L1a,L1b)とを重ねて示したものである。   FIG. 10 shows the fuel pressure data (solid lines L2a, L2b) of the target injection in a state where the pulsation pattern related to the first stage injection (previous stage injection) of the target injection and the pulsation pattern of the estimated data corresponding thereto are matched. The estimated data (broken lines L1a and L1b) are superimposed on each other.

先の図4のステップS25では、この図10に示すような状態で、対象噴射の燃圧データから推測データを減算(対応箇所をそれぞれ減算)する。こうすることで、図11に示すように、対象噴射の2段目の燃料噴射(後段噴射、実線L2c)だけに係る脈動パターン(実線L2c)が抽出されることになる。そして、この抽出した脈動パターン(実線L2c)に基づいて、2段目の噴射の噴射特性(噴射開始タイミングや噴射時間等)を求め、その噴射特性の誤差が大きい場合には(あるいは誤差が小さい場合も含めて常に)、続くステップS26で、その誤差を補償するための補正係数を算出、更新する。なお、ここで更新される補正係数は、例えば図3のステップS12で用いられる補正係数の1つとする。   In step S25 of FIG. 4, the estimated data is subtracted from the fuel pressure data of the target injection (corresponding portions are respectively subtracted) in the state shown in FIG. By doing so, as shown in FIG. 11, the pulsation pattern (solid line L2c) relating only to the second stage fuel injection (subsequent injection, solid line L2c) of the target injection is extracted. Then, based on the extracted pulsation pattern (solid line L2c), the injection characteristics (injection start timing, injection time, etc.) of the second stage injection are obtained, and when the error in the injection characteristics is large (or the error is small). In all subsequent cases (including the case), in the subsequent step S26, a correction coefficient for compensating for the error is calculated and updated. Note that the correction coefficient updated here is, for example, one of the correction coefficients used in step S12 in FIG.

このステップS26の処理をもって、この図4の処理は終了する。本実施形態では、上記図4の処理が逐次実行されることで、燃料噴射制御に係る補正係数が逐次更新され、また上記図3の処理により、その補正係数の反映された噴射条件で燃料の噴射が逐次実行されるようになっている。これにより、制御部品の経年変化等に起因する特性変化についてもこれが的確に補償されるようになり、噴射制御の精度についてもこれが高く維持されることになる。   The processing in FIG. 4 ends with the processing in step S26. In the present embodiment, the correction coefficient related to the fuel injection control is sequentially updated by sequentially executing the process of FIG. 4, and the fuel of the fuel is injected under the injection condition in which the correction coefficient is reflected by the process of FIG. 3. The injection is executed sequentially. As a result, the characteristic change caused by the secular change or the like of the control component can be accurately compensated, and the injection control accuracy can be maintained high.

以上説明したように、本実施形態に係る燃料噴射特性検出装置及びエンジン制御システムによれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。   As described above, according to the fuel injection characteristic detection device and the engine control system according to the present embodiment, the following excellent effects can be obtained.

(1)所定の燃料噴射弁(インジェクタ20)により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、対象エンジンに対して燃料を噴射供給する際の燃料噴射特性を検出する燃料噴射特性検出装置(エンジン制御用ECU30)として、インジェクタ20に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより同インジェクタ20の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを検出するプログラム(脈動パターン検出手段、図4のステップS22)と、同ステップS22にて検出された脈動パターン(図7の実線L11)及びその規則性に基づいて、同パターンの未検出部分(図7の破線L12)を導出するプログラム(未検出パターン導出手段、図4のステップS24)と、を備える構成とした。これにより、経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を把握することができるようになる。   (1) Fuel applied when a fuel is injected into and supplied to the target engine by being applied to a cylinder that is a part that performs fuel combustion of the target engine by a predetermined fuel injection valve (injector 20). As a fuel injection characteristic detecting device (engine control ECU 30) for detecting injection characteristics, a program for detecting a pulsation pattern of fuel pressure accompanying an injection operation of the injector 20 by sequentially detecting the pressure of the fuel supplied to the injector 20 (Pulsation pattern detection means, step S22 in FIG. 4), and based on the pulsation pattern detected in step S22 (solid line L11 in FIG. 7) and its regularity, the undetected portion of the same pattern (broken line in FIG. 7) L12) and a program (undetected pattern deriving means, step S24 in FIG. 4). . As a result, it is possible to grasp the injection characteristics from time to time, including changes in characteristics over time.

(2)図4のステップS24においては、対象エンジンの所定シリンダで1燃焼サイクル中に行われた多段燃料噴射のうち、その最終段ではない所定段目(例えば2段噴射の前段噴射)の特定噴射について、図4のステップS22を通じて検出されたその特定噴射のみによる脈動パターン及びその規則性に基づいて、その後ろに続く同特定噴射による脈動とその後段の噴射による脈動とが干渉する部分の脈動パターンのうち、該特定噴射のみによる脈動パターン(図7の破線L12)を導出するようにした。こうした構成であれば、その導出された前段噴射のみによる脈動パターンにより各種の信号処理を行って、より詳細な噴射特性を取得することが可能になる。   (2) In step S24 of FIG. 4, a predetermined stage that is not the final stage (for example, the front stage injection of the second stage injection) among the multistage fuel injections performed in one combustion cycle in the predetermined cylinder of the target engine is specified. Regarding the injection, based on the pulsation pattern of only the specific injection detected through step S22 of FIG. 4 and the regularity thereof, the pulsation of the portion where the pulsation of the specific injection that follows and the pulsation of the subsequent stage interfere with each other Among the patterns, a pulsation pattern (broken line L12 in FIG. 7) by only the specific injection is derived. With such a configuration, it is possible to obtain more detailed injection characteristics by performing various signal processing based on the derived pulsation pattern based only on the preceding stage injection.

(3)図4のステップS24にて用いられる脈動パターン(検出パターン)のパターン開始点(基点)を、特定噴射(例えば2段噴射の前段噴射)の噴射終了後に所定の条件(例えば最初の節)が満足されたタイミングとした(図5のステップS31)。これにより、圧力変動のより安定した状態での検出パターン、すなわちより信頼性の高い検出パターンに基づいて、上記未検出部分(図7の破線L12)をより高い精度で導出することが可能になる。   (3) The pattern start point (base point) of the pulsation pattern (detection pattern) used in step S24 of FIG. 4 is set to a predetermined condition (for example, the first node) after the end of the specific injection (for example, the front stage injection of the second stage injection). ) Is satisfied (step S31 in FIG. 5). This makes it possible to derive the undetected portion (broken line L12 in FIG. 7) with higher accuracy based on a detection pattern in a more stable state of pressure fluctuation, that is, a detection pattern with higher reliability. .

(4)図4のステップS24にて用いられる脈動パターンの規則性を、同パターンの振幅の時間経過に伴う変化率(振幅の減衰率)とした。こうすることで、上記未検出部分(図7の破線L12)をより容易且つ的確に導出することが可能になる。   (4) The regularity of the pulsation pattern used in step S24 in FIG. 4 is defined as the rate of change (amplitude decay rate) of the amplitude of the pattern with time. By doing so, the undetected portion (broken line L12 in FIG. 7) can be derived more easily and accurately.

(5)変化率K0(振幅の減衰率)を、隣り合う極大点及び極小点の振幅比率(=ΔP2/ΔP1)として算出した(図5のステップS34)。こうすることで、上記未検出部分(図7の破線L12)をより容易且つ的確に導出することが可能になる。   (5) The change rate K0 (attenuation rate of amplitude) was calculated as the amplitude ratio (= ΔP2 / ΔP1) between adjacent local maximum points and local minimum points (step S34 in FIG. 5). By doing so, the undetected portion (broken line L12 in FIG. 7) can be derived more easily and accurately.

(6)周期T0は一定であるとして(「周期=一定」とみなして)、上記未検出部分(図7の破線L12)の導出を行った。こうすることで、演算処理の単純化を図ることができる。   (6) Assuming that the period T0 is constant (assuming that "period = constant"), the undetected part (broken line L12 in FIG. 7) was derived. By doing so, it is possible to simplify the arithmetic processing.

(7)図4のステップS24においては、特定噴射(例えば1段目)の脈動パターンの未検出部分について、節及び極大点及び極小点を基準点として求めるとともに、その基準点をもとに補間及び外挿を行うことにより、該脈動パターンの未検出部分を導出するようにした。こうすることで、高い精度で効率よく上記未検出部分(図7の破線L12)を導出することが可能になる。   (7) In step S24 of FIG. 4, for the undetected portion of the pulsation pattern of the specific injection (for example, the first stage), the node, maximum point and minimum point are obtained as reference points, and interpolation is performed based on the reference point. By performing extrapolation, an undetected portion of the pulsation pattern is derived. By doing so, it is possible to efficiently derive the undetected portion (broken line L12 in FIG. 7) with high accuracy.

(8)図4のステップS24にて用いられる脈動パターン(検出パターン)を、「1」周期以上のパターンとした。こうすることで、上記未検出部分(図7の破線L12)をより高い精度で導出することが可能になる。   (8) The pulsation pattern (detection pattern) used in step S24 of FIG. 4 is a pattern having a period of “1” or more. By doing so, it becomes possible to derive the undetected portion (broken line L12 in FIG. 7) with higher accuracy.

(9)燃料圧力P0(基準レベル)を境に大側及び小側に交互に振動する脈動パターン(圧力波形)について、その燃料圧力P0の傾向を上記未検出部分の導出(推定)に用いるようにした。これにより、上記未検出部分(図7の破線L12)をより容易且つ的確に導出することが可能になる。   (9) Regarding the pulsation pattern (pressure waveform) that alternately vibrates from the fuel pressure P0 (reference level) to the large side and the small side, the tendency of the fuel pressure P0 is used for derivation (estimation) of the undetected portion. I made it. As a result, the undetected portion (broken line L12 in FIG. 7) can be derived more easily and accurately.

(10)上記インジェクタ20へ供給する燃料を蓄圧保持するコモンレール12と、該コモンレール12からインジェクタ20の燃料噴射口(噴孔20f)までの燃料通路(配管14)のうち、コモンレール12の燃料吐出口近傍よりも燃料下流側に位置する所定箇所についてその燃料通路内を流れる燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ(燃圧センサ20a)と、を備えるコモンレール式燃料噴射システムを適用対象とした。詳しくは、燃料圧力を検出するための燃圧センサ20aを、コモンレール12の燃料吐出側に接続された配管14のうち、コモンレール12よりもインジェクタ20の燃料噴射口の方に近い位置、より具体的には上記インジェクタ20の燃料取込口に取り付けるようにした。そして、図4のステップS22においては、燃圧センサ20aの出力に基づいて、上記インジェクタ20に供給される燃料の圧力を逐次検出するようにした。こうすることで、経時的な特性変化も含めた時々の噴射特性を示す脈動パターン(うねり特性)を高い精度で検出することが可能になる。   (10) The common rail 12 for accumulating and holding the fuel supplied to the injector 20 and the fuel discharge port of the common rail 12 among the fuel passage (pipe 14) from the common rail 12 to the fuel injection port (injection hole 20f) of the injector 20 A common rail fuel injection system including a fuel pressure sensor (fuel pressure sensor 20a) for detecting the pressure of the fuel flowing in the fuel passage at a predetermined position located on the fuel downstream side from the vicinity thereof is applied. Specifically, the fuel pressure sensor 20a for detecting the fuel pressure is more specifically positioned in the pipe 14 connected to the fuel discharge side of the common rail 12 closer to the fuel injection port of the injector 20 than the common rail 12. Is attached to the fuel intake port of the injector 20. In step S22 of FIG. 4, the pressure of the fuel supplied to the injector 20 is sequentially detected based on the output of the fuel pressure sensor 20a. By doing so, it becomes possible to detect with high accuracy a pulsation pattern (swelling characteristic) showing an ejection characteristic including a characteristic change with time.

(11)図4のステップS22においては、燃圧センサ20aのセンサ出力を「50μsec」よりも短い間隔、詳しくは「20μsec」間隔で逐次取得するようにした。これにより、上述した脈動パターン、ひいては圧力変動の傾向をより的確に捉えることができるようになる。   (11) In step S22 of FIG. 4, the sensor output of the fuel pressure sensor 20a is sequentially acquired at intervals shorter than “50 μsec”, specifically at intervals of “20 μsec”. Thereby, the pulsation pattern mentioned above and by extension, the tendency of pressure fluctuation can be grasped more accurately.

(12)図4のステップS24にて導出された脈動パターンの未検出部分(推測データ)に基づいて、対象エンジンの所定シリンダで1燃焼サイクル中に行われた多段燃料噴射(例えば図8〜図11に示した2段噴射)に係る脈動パターンから、その多段燃料噴射の2段目以降の所定段に相当するn段目の燃料噴射以降だけ(例えば図11に示した2段目の噴射だけ)に係る脈動パターンを抽出するプログラム(脈動パターン抽出手段、図4のステップS25)を備える構成とした。これにより、n段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンが高い精度で求められ、ひいてはn段目の噴射に係る噴射タイミング等を高い精度で検出することが可能になる。   (12) Based on the undetected portion (estimated data) of the pulsation pattern derived in step S24 in FIG. 4, multistage fuel injection (for example, FIG. 8 to FIG. 8) performed in one combustion cycle in a predetermined cylinder of the target engine. From the pulsation pattern related to the second stage injection shown in FIG. 11, only after the nth stage fuel injection corresponding to the predetermined stage after the second stage of the multistage fuel injection (for example, only the second stage injection shown in FIG. 11) ) Pulsation pattern extraction program (pulsation pattern extraction means, step S25 in FIG. 4). As a result, the pulsation pattern relating only to the fuel injection after the nth stage is obtained with high accuracy, and as a result, the injection timing and the like relating to the nth stage injection can be detected with high accuracy.

(13)図4のステップS25においては、図4のステップS24にて導出された脈動パターンの未検出部分に基づいて、n段よりも小さい段数(例えば単段)の燃料噴射に係る脈動パターンを求めるとともに、そのn段よりも小さい段数の燃料噴射に係る脈動パターンと上記n段の多段燃料噴射(例えば2段噴射)に係る脈動パターンとを比較(減算)することによって、上記n段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出するようにした。こうすることで、上記抽出処理を、より容易且つ的確に実現することができる。   (13) In step S25 of FIG. 4, based on the undetected portion of the pulsation pattern derived in step S24 of FIG. 4, a pulsation pattern related to fuel injection with a number of stages (for example, a single stage) smaller than n stages is obtained. The nth and subsequent stages are obtained by comparing (subtracting) the pulsation pattern relating to the fuel injection with the number of stages smaller than the n stage and the pulsation pattern relating to the n-stage multistage fuel injection (for example, two-stage injection). The pulsation pattern related to only fuel injection is extracted. In this way, the extraction process can be realized more easily and accurately.

(14)図4のステップS25にて抽出されたn段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンに基づいて、上記インジェクタ20に対する指令信号(例えば噴射タイミングや噴射時間に係る指令信号)を補正するプログラム(補正手段、図3のステップS12及び図4のステップS26)を備える構成とした。こうすることで、より高い精度での燃料噴射制御が可能になる。   (14) Based on the pulsation pattern related to only the nth and subsequent fuel injections extracted in step S25 of FIG. 4, the command signal for the injector 20 (for example, the command signal related to the injection timing and injection time) is corrected. The program (correction means, step S12 in FIG. 3 and step S26 in FIG. 4) is provided. By doing so, fuel injection control with higher accuracy becomes possible.

(15)上記各プログラムと共に、図1に示した燃料供給システムの作動に基づいて、対象エンジンに関する所定の制御を行うプログラム(エンジン制御手段)を、上記ECU30に搭載して、エンジン制御システムとして、このECU30の他に、各種センサ(燃圧センサ20a等)及びアクチュエータ(図1参照)をさらに備える構成とした。こうした構成では、上述のように燃料噴射制御態様が改善されることで、より信頼性の高いエンジン制御を行うことが可能になる。   (15) A program (engine control means) for performing predetermined control on the target engine based on the operation of the fuel supply system shown in FIG. In addition to the ECU 30, various sensors (such as the fuel pressure sensor 20a) and an actuator (see FIG. 1) are further provided. In such a configuration, the fuel injection control mode is improved as described above, so that more reliable engine control can be performed.

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。   The above embodiment may be modified as follows.

・発明者の実験等によれば、燃料圧力P0(基準レベル)の傾向は、燃料供給システム(図1)の燃料リーク量や、上記インジェクタ20に対して燃料を供給する燃料ポンプ11の圧送量(燃料吐出量)によって変化する。図12(a)及び(b)に、その実験結果をタイミングチャートとして模式的に示す。例えば燃料リーク量が大きいほど、図12(a)中に一点鎖線TR2で示す基準レベルは下降傾向になる(圧力下降の傾き(単位時間あたりの燃料圧力の減少量)が大きくなる)ことが確認された。また、例えば燃料ポンプ11の圧送タイミングと上記インジェクタ20による噴射タイミングとが重なった場合には、燃料ポンプ11の圧送量が大きくなる。そして、噴射時の燃料ポンプ11の圧送量が大きいほど、図12(b)中に一点鎖線TR3で示す基準レベルは上昇傾向になる(圧力上昇の傾き(単位時間あたりの燃料圧力の増大量)が大きくなる)ことが確認された。   -According to the experiment of the inventor and the like, the tendency of the fuel pressure P0 (reference level) indicates that the fuel leakage amount of the fuel supply system (FIG. Varies depending on (fuel discharge amount). FIGS. 12A and 12B schematically show the experimental results as timing charts. For example, it is confirmed that the reference level indicated by the alternate long and short dash line TR2 in FIG. 12A tends to decrease as the fuel leak amount increases (the pressure decrease gradient (the amount of decrease in fuel pressure per unit time) increases). It was done. For example, when the pumping timing of the fuel pump 11 and the injection timing of the injector 20 overlap, the pumping amount of the fuel pump 11 increases. Then, as the pumping amount of the fuel pump 11 at the time of injection increases, the reference level indicated by the alternate long and short dash line TR3 in FIG. 12B tends to increase (inclination of pressure increase (increase amount of fuel pressure per unit time)). Is increased).

そして、このような実験結果から、基準レベルの傾向(一点鎖線TR1〜TR3)を「y=Ax+B」(y:燃料圧力、x:時間)のような関係式で表した場合、燃料供給システム(図1)の燃料リーク量、上記インジェクタ20に対して燃料を供給する燃料ポンプ11の圧送量、時間等に基づいて、上記関係式「y=Ax+B」中の傾きAや切片Bを可変設定するプログラムを備える構成とすることも有効である。より具体的には、例えば上記傾きAや切片Bを、上記各パラメータの関数で規定しておき、図5のステップS31に先立って、その関数に基づいて基準レベルの傾向を決定する。あるいは、図5のステップS31に先立って、基点(タイミングt13)よりも前の燃圧データによって基準レベルの傾向を算出する。こうすることで、上記未検出部分(図7の破線L12)をより容易且つ的確に導出することが可能になる。   From these experimental results, when the tendency of the reference level (dashed lines TR1 to TR3) is expressed by a relational expression such as “y = Ax + B” (y: fuel pressure, x: time), the fuel supply system ( The slope A and intercept B in the relational expression “y = Ax + B” are variably set based on the fuel leak amount in FIG. 1), the pumping amount of the fuel pump 11 that supplies fuel to the injector 20, the time, and the like. It is also effective to have a configuration including a program. More specifically, for example, the slope A and the intercept B are defined by the function of each parameter, and the tendency of the reference level is determined based on the function prior to step S31 in FIG. Or, prior to step S31 in FIG. 5, the tendency of the reference level is calculated from the fuel pressure data before the base point (timing t13). By doing so, the undetected portion (broken line L12 in FIG. 7) can be derived more easily and accurately.

・上記脈動パターン(圧力波形)の、節、極大点、極小点を、燃料圧力の時間微分値に基づいて検出する(極大点、極小点=微分値「0」、節=微分値最大)構成なども有効である。   ・ Detection of node, maximum point, and minimum point of the above pulsation pattern (pressure waveform) based on the time differential value of fuel pressure (maximum point, minimum point = differential value “0”, node = maximum differential value) Etc. are also effective.

・上記実施形態では、予め実験等により適合値を定めた適合マップ(図3のステップS12にて使用)を採用することを想定して、その適合マップによる噴射特性を補正するための補正係数を更新するようにした。しかしこれに限られず、例えばその補正係数に代えて補正後の値(補正係数を反映させた値)を、EEPROM等に格納する構成としてもよい。そしてこうした構成として、その補正後の値に十分な信頼性が得られれば、上記適合マップを必要としない構成、いわゆる適合レスの構成を採用することも可能になる。   In the above embodiment, assuming that an adaptation map (used in step S12 in FIG. 3) in which an adaptation value has been determined in advance by experiment or the like is adopted, a correction coefficient for correcting the injection characteristics based on the adaptation map is set. Updated. However, the present invention is not limited to this. For example, a value after correction (a value reflecting the correction coefficient) may be stored in the EEPROM or the like instead of the correction coefficient. As such a configuration, if sufficient reliability is obtained for the corrected value, it is possible to adopt a configuration that does not require the adaptation map, that is, a so-called adaptation-less configuration.

・図2に例示した電磁駆動式のインジェクタ20に代えて、ピエゾ駆動式のインジェクタを用いるようにしてもよい。また、圧力リークを伴わない燃料噴射弁、例えば駆動動力の伝達に油圧室(コマンド室Cd)を介さない直動式のインジェクタ(例えば近年開発されつつある直動式ピエゾインジェクタ)等を用いることもできる。そして、直動式のインジェクタを用いた場合には、噴射率の制御が容易となる。   A piezo drive injector may be used instead of the electromagnetic drive injector 20 illustrated in FIG. It is also possible to use a fuel injection valve that does not cause a pressure leak, for example, a direct acting injector (for example, a direct acting piezo injector that has been developed in recent years) that does not involve a hydraulic chamber (command chamber Cd) for transmitting driving power. it can. When a direct acting injector is used, the injection rate can be easily controlled.

・そして、例えば現在開発段階にある直動式インジェクタ等が将来実用化され、且つ、演算速度も高まれば、時々の燃料圧力を検出しつつ上記未検出部分(図7の破線L12)の抽出についてもこれを同時に行うことが可能になる。そして、その高い同時性で(リアルタイムに)検出された脈動パターンに基づいて都度の噴射終了タイミングを決定するとともに、直動式インジェクタの高速動作を通じてその噴射終了タイミングで都度の噴射を終了させることにより、高精度の燃料噴射が可能になる。すなわち、例えば上記インジェクタ20により2段目以降の所定段に相当するn段目(例えば2段噴射における2段目の噴射)の噴射を実行している時に、図4のステップS25にてそのn段目(例えば2段目)の噴射だけに係る脈動パターンを抽出するとともに、図3のステップS13にてその抽出された脈動パターンに基づいて該n段目の噴射の噴射終了タイミングを決定するプログラムを備える構成とすることも有効である。   -And, for example, if a linear motion injector, which is currently in the development stage, will be put into practical use in the future and the calculation speed will increase, extraction of the undetected part (broken line L12 in FIG. 7) while detecting the fuel pressure from time to time Can also do this at the same time. Then, the injection end timing is determined on the basis of the pulsation pattern detected with high synchronism (in real time), and the injection is ended at the injection end timing through the high-speed operation of the linear motion injector. Highly accurate fuel injection becomes possible. That is, for example, when the nth stage (for example, the second stage injection in the second stage injection) corresponding to a predetermined stage after the second stage is executed by the injector 20, the n is performed in step S25 of FIG. A program for extracting a pulsation pattern related only to the injection at the stage (for example, the second stage) and determining the injection end timing of the injection at the n-th stage based on the extracted pulsation pattern at step S13 in FIG. It is also effective to have a configuration comprising

・図4のステップS24にて用いられる脈動パターン(検出パターン)のパターン開始点(基点)を、特定噴射(例えば2段噴射の前段噴射)の噴射終了後に所定の条件(例えば最初の節)が満足されたタイミングとした。しかしこれに限られず、例えば特定噴射の噴射開始タイミング、又は特定噴射の噴射終了タイミング等々を、上記検出パターンのパターン開始点(基点)とすることが有効である。   The pattern start point (base point) of the pulsation pattern (detection pattern) used in step S24 in FIG. 4 is set to a predetermined condition (for example, the first node) after the end of the specific injection (for example, the front stage injection of the second stage injection). Satisfied timing. However, the present invention is not limited to this, and it is effective to use, for example, the injection start timing of specific injection or the injection end timing of specific injection as the pattern start point (base point) of the detection pattern.

・上記実施形態では、燃料圧力を検出するための燃圧センサ20a(燃料圧力センサ)を、上記インジェクタ20の燃料取込口に取り付けるようにした。しかしこれに限られず、この燃圧センサ20aを、上記インジェクタ20の内部(例えば図2の噴孔20f近傍)に設けるようにしてもよい。また、こうした燃料圧力センサの数は任意であり、例えば1つのシリンダの燃料流通経路に対して2つ以上のセンサを設けるようにしてもよい。また上記実施形態では、燃圧センサ20aを各シリンダに対して設けるようにしたが、このセンサを一部のシリンダ(例えば1つのシリンダ)だけに設け、他のシリンダについてはそのセンサ出力に基づく推定値を用いるようにしてもよい。   In the above embodiment, the fuel pressure sensor 20a (fuel pressure sensor) for detecting the fuel pressure is attached to the fuel intake port of the injector 20. However, the present invention is not limited to this, and the fuel pressure sensor 20a may be provided inside the injector 20 (for example, in the vicinity of the injection hole 20f in FIG. 2). Further, the number of such fuel pressure sensors is arbitrary. For example, two or more sensors may be provided for the fuel flow path of one cylinder. In the above embodiment, the fuel pressure sensor 20a is provided for each cylinder. However, this sensor is provided only for some cylinders (for example, one cylinder), and the estimated values based on the sensor output for other cylinders. May be used.

・上記実施形態では、図4のステップS24にて用いられる脈動パターンの規則性を、同パターンの振幅の時間経過に伴う変化率(振幅の減衰率)とした。しかしこれに代えて(又はこれと共に)、周期の時間経過に伴う変化率(周期の伸長率)を用いるようにしてもよい。また、これら振幅や周期の変化率としては、時間経過に伴う変化率ではなく、伝播に伴う変化率を用いてもよい。なお、伝播(圧力波形の伝播)に伴う変化率(例えば振幅の減衰率)は、例えば燃料流通経路に対して2つ以上のセンサを設けることで、容易に計算することができる。   In the above embodiment, the regularity of the pulsation pattern used in step S24 of FIG. 4 is the change rate (amplitude attenuation rate) of the amplitude of the pattern with time. However, instead of (or together with), the rate of change with the passage of time of the cycle (cycle extension rate) may be used. In addition, as the rate of change of the amplitude and period, a rate of change accompanying propagation may be used instead of the rate of change accompanying time. Note that the rate of change (for example, the rate of attenuation of the amplitude) accompanying propagation (propagation of the pressure waveform) can be easily calculated, for example, by providing two or more sensors for the fuel flow path.

・上記実施形態では、「20μsec」間隔(周期)で上記燃圧センサ20aのセンサ出力を逐次取得する構成について言及したが、この取得間隔は、上述した圧力変動の傾向を捉えることができる範囲で適宜に変更可能である。ただし、発明者の実験によると、「50μsec」よりも短い間隔が有効である。   In the above-described embodiment, the configuration in which the sensor output of the fuel pressure sensor 20a is sequentially acquired at “20 μsec” intervals (cycles) is described, but this acquisition interval is appropriately set within a range in which the above-described tendency of pressure fluctuation can be captured. Can be changed. However, according to the inventors' experiment, an interval shorter than “50 μsec” is effective.

・上記燃圧センサ20aに加えて、さらにコモンレール12内の圧力を測定するレール圧センサを備える構成とすることも有効である。こうした構成であれば、上記燃圧センサ20aによる圧力測定値に加え、コモンレール12内の圧力(レール圧)も取得することができるようになり、より高い精度で燃料圧力を検出することができるようになる。   It is also effective to provide a rail pressure sensor that measures the pressure in the common rail 12 in addition to the fuel pressure sensor 20a. With such a configuration, in addition to the pressure measurement value by the fuel pressure sensor 20a, the pressure in the common rail 12 (rail pressure) can be acquired, and the fuel pressure can be detected with higher accuracy. Become.

・上記実施形態では、脈動パターンを抽出する際に減算を行うようにしたが、除算した場合にも、図11に示した波形に準ずるものを得ることができる。もっとも、推測データの種類に応じて、演算態様は任意に設定することができる。   In the above embodiment, the subtraction is performed when extracting the pulsation pattern. However, even when the subtraction is performed, a waveform similar to the waveform shown in FIG. 11 can be obtained. However, the calculation mode can be arbitrarily set according to the type of the estimated data.

・制御対象とするエンジンの種類やシステム構成も、用途等に応じて適宜に変更可能である。   -The type and system configuration of the engine to be controlled can be changed as appropriate according to the application.

例えば上記実施形態では、一例としてディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について言及したが、例えば火花点火式のガソリンエンジン(特に直噴エンジン)等についても、基本的には同様に本発明を適用することができる。また、本発明に係る装置及びシステムは、シリンダ内に燃料を直接的に噴射する燃料噴射弁に限らず、エンジンの吸気通路又は排気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁についても、その燃料噴射圧力の制御等のために用いることができる。また、対象とする燃料噴射弁は、図2に例示したインジェクタに限られず、任意である。そして、上記実施形態についてこうした構成の変更を行う場合には、上述した各種の処理(プログラム)についても、その細部を、実際の構成に応じて適宜最適なかたちに変更(設計変更)することが好ましい。   For example, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a diesel engine is mentioned as an example. However, the present invention is basically applied to a spark ignition type gasoline engine (particularly a direct injection engine). be able to. The apparatus and system according to the present invention are not limited to a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder, but also a fuel injection valve that injects fuel into an intake passage or an exhaust passage of an engine. It can be used for the control of etc. Further, the target fuel injection valve is not limited to the injector illustrated in FIG. 2 and is arbitrary. When such a configuration change is made for the above-described embodiment, the details of the various processes (programs) described above may be changed (design change) as appropriate in accordance with the actual configuration. preferable.

・上記実施形態及び変形例では、各種のソフトウェア(プログラム)を用いることを想定したが、専用回路等のハードウェアで同様の機能を実現するようにしてもよい。   In the embodiment and the modification, it is assumed that various kinds of software (programs) are used. However, similar functions may be realized by hardware such as a dedicated circuit.

本発明に係る燃料噴射特性検出装置及びエンジン制御システムの一実施形態について、該システムの概略を示す構成図。1 is a configuration diagram illustrating an outline of a fuel injection characteristic detection device and an engine control system according to an embodiment of the present invention. 同システムに用いられる燃料噴射弁の内部構造を模式的に示す内部側面図。The internal side view which shows typically the internal structure of the fuel injection valve used for the system. 本実施形態に係る燃料噴射制御処理の基本的な手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the basic procedure of the fuel-injection control process which concerns on this embodiment. 同実施形態の補正係数更新処理に係る一連の処理を示すフローチャート。7 is a flowchart showing a series of processes related to the correction coefficient update process of the embodiment. 同補正係数更新処理における圧力波形推定処理の処理内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing content of the pressure waveform estimation process in the correction coefficient update process. 同圧力波形推定処理に用いられる圧力波形推定演算の処理内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing content of the pressure waveform estimation calculation used for the same pressure waveform estimation process. 同圧力波形推定処理の一態様を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the one aspect | mode of the same pressure waveform estimation process. (a)及び(b)は、それぞれ本実施形態に係る噴射特性の検出態様を示すタイミングチャート。(A) And (b) is a timing chart which shows the detection aspect of the injection characteristic which concerns on this embodiment, respectively. (a)及び(b)は、それぞれ本実施形態に係る噴射特性の検出態様を示すタイミングチャート。(A) And (b) is a timing chart which shows the detection aspect of the injection characteristic which concerns on this embodiment, respectively. (a)及び(b)は、それぞれ本実施形態に係る噴射特性の検出態様を示すタイミングチャート。(A) And (b) is a timing chart which shows the detection aspect of the injection characteristic which concerns on this embodiment, respectively. (a)及び(b)は、それぞれ本実施形態に係る噴射特性の検出態様を示すタイミングチャート。(A) And (b) is a timing chart which shows the detection aspect of the injection characteristic which concerns on this embodiment, respectively. (a)及び(b)は、それぞれ圧力波形推定態様の変形例を示すタイミングチャート。(A) And (b) is a timing chart which shows the modification of a pressure waveform estimation aspect, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

11…燃料ポンプ、12…コモンレール、14…配管、20…インジェクタ、20a…燃圧センサ、20f…噴孔、30…ECU(電子制御ユニット)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Fuel pump, 12 ... Common rail, 14 ... Piping, 20 ... Injector, 20a ... Fuel pressure sensor, 20f ... Injection hole, 30 ... ECU (electronic control unit).

Claims (10)

所定の燃料噴射弁により、対象エンジンの燃料燃焼を行う部分であるシリンダ内又はその吸気通路又は排気通路へ噴射供給する燃料供給システムに適用され、
前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出することにより同燃料噴射弁の噴射動作に伴う燃料圧力の脈動パターンを検出する脈動パターン検出手段と、
前記脈動パターン検出手段により検出された脈動パターン及びその規則性に基づいて、同パターンの未検出部分を導出する未検出パターン導出手段と、を備え
前記未検出パターン導出手段は、前記エンジンの所定シリンダで1燃焼サイクル中に行われた多段燃料噴射のうち、その最終段ではない所定段目の特定噴射について、前記脈動パターン検出手段により検出された前記特定噴射のみによる脈動パターン及びその規則性に基づいて、その後ろに続く前記特定噴射による脈動とその後段の噴射による脈動とが干渉する部分の脈動パターンのうち、前記特定噴射のみによる脈動パターンを、前記未検出部分として導出するものであり、
前記未検出パターン導出手段により導出された脈動パターンの未検出部分に基づいて、前記エンジンの所定シリンダで1燃焼サイクル中に行われた多段燃料噴射に係る脈動パターンから、その多段燃料噴射の2段目以降の所定段に相当するn段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出する脈動パターン抽出手段を備えることを特徴とする燃料噴射特性検出装置。
It is applied to a fuel supply system that injects and supplies fuel into a cylinder that is a part that performs fuel combustion of a target engine or its intake passage or exhaust passage by a predetermined fuel injection valve,
Pulsation pattern detection means for detecting a pulsation pattern of fuel pressure accompanying an injection operation of the fuel injection valve by sequentially detecting the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve;
An undetected pattern deriving unit for deriving an undetected portion of the pattern based on the pulsation pattern detected by the pulsation pattern detection unit and its regularity ,
The undetected pattern deriving means is detected by the pulsation pattern detecting means for a specific injection at a predetermined stage which is not the final stage among the multistage fuel injections performed during one combustion cycle in a predetermined cylinder of the engine. Based on the pulsation pattern by only the specific injection and its regularity, the pulsation pattern by only the specific injection is selected from the pulsation pattern of the portion where the pulsation by the specific injection and the pulsation by the subsequent stage interfere thereafter , Derived as the undetected part,
Based on the undetected portion of the pulsation pattern derived by the undetected pattern deriving means, the pulsation pattern related to the multistage fuel injection performed in one combustion cycle in the predetermined cylinder of the engine is used to perform two stages of the multistage fuel injection. fuel injection characteristic sensing device according to claim Rukoto comprises a pulsation pattern extraction means for extracting a pulsating pattern of only the n-th stage after the fuel injection corresponding to a predetermined stage subsequent eye.
前記未検出パターン導出手段にて用いられる脈動パターンの規則性には、同パターンの振幅及び周期の少なくとも一方の、時間経過に伴う変化率又は伝播に伴う変化率が含まれる請求項1に記載の燃料噴射特性検出装置。 The regularity of the pulsation pattern used by the undetected pattern deriving means includes a rate of change with time or a rate of change with propagation of at least one of the amplitude and period of the pattern . Fuel injection characteristic detection device. 前記未検出パターン導出手段は、前記脈動パターンの未検出部分について、節及び極大点及び極小点の少なくとも1つを基準点として求めるとともに、その基準点をもとに補間及び外挿の少なくとも一方を行うことにより、該脈動パターンの未検出部分を導出するものである請求項1又は2に記載の燃料噴射特性検出装置。 The undetected pattern deriving means obtains at least one of a node, a maximum point, and a minimum point as a reference point for an undetected portion of the pulsation pattern, and performs at least one of interpolation and extrapolation based on the reference point. 3. The fuel injection characteristic detecting device according to claim 1 , wherein an undetected portion of the pulsation pattern is derived by performing . 前記脈動パターンは、基準レベルを境に大側及び小側に交互に振動する圧力波形からなり、前記未検出パターン導出手段にて用いられる脈動パターンの規則性には、前記基準レベルの傾向が含まれる請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。 The pulsation pattern is composed of a pressure waveform that alternately vibrates from the reference level to the large side and the small side, and the regularity of the pulsation pattern used by the undetected pattern deriving means includes the tendency of the reference level. fuel injection characteristic sensing device according to any one of claims 1 to 3 to be. 前記未検出パターン導出手段は、前記燃料供給システムの燃料リーク量と、前記燃料噴射弁に対して燃料を供給する燃料ポンプの圧送量との少なくとも一方に基づいて、前記基準レベルの傾向を検出するものである請求項4に記載の燃料噴射特性検出装置。 The undetected pattern deriving unit detects the tendency of the reference level based on at least one of a fuel leak amount of the fuel supply system and a pumping amount of a fuel pump that supplies fuel to the fuel injection valve. The fuel injection characteristic detecting device according to claim 4 , wherein 前記燃料供給システムが、前記燃料噴射弁へ供給する燃料を蓄圧保持するコモンレールと、該コモンレールから前記燃料噴射弁の燃料噴射口までの燃料通路のうち、前記コモンレールの燃料吐出口近傍よりも燃料下流側に位置する所定箇所についてその燃料通路内を流れる燃料の圧力を検出する一乃至複数の燃料圧力センサと、を備えるコモンレール式燃料噴射システムであり、
前記脈動パターン検出手段は、前記燃料圧力センサの少なくとも1つの出力に基づいて、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を逐次検出するものである請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。
The fuel supply system accumulates and holds fuel to be supplied to the fuel injection valve, and a fuel passage from the common rail to the fuel injection port of the fuel injection valve, fuel downstream from the vicinity of the fuel discharge port of the common rail A common rail fuel injection system comprising one or more fuel pressure sensors for detecting the pressure of the fuel flowing in the fuel passage at a predetermined position located on the side,
The said pulsation pattern detection means detects sequentially the pressure of the fuel supplied to the said fuel injection valve based on the at least 1 output of the said fuel pressure sensor. Fuel injection characteristic detection device.
前記脈動パターン抽出手段は、前記未検出パターン導出手段により導出された脈動パターンの未検出部分に基づいて、前記n段よりも小さい段数の燃料噴射に係る脈動パターンを求めるとともに、そのn段よりも小さい段数の燃料噴射に係る脈動パターンと前記多段燃料噴射に係る脈動パターンとを比較することによって、前記n段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンを抽出するものである請求項1〜6のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。 The pulsation pattern extraction means obtains a pulsation pattern related to fuel injection having a number of stages smaller than the n stages based on the undetected portion of the pulsation pattern derived by the undetected pattern derivation means, and more than the n stages. The pulsation pattern relating only to the fuel injection after the nth stage is extracted by comparing the pulsation pattern relating to the fuel injection with a small number of stages and the pulsation pattern relating to the multistage fuel injection . The fuel injection characteristic detection device according to any one of the above. 前記脈動パターン抽出手段により抽出されたn段目以降の燃料噴射だけに係る脈動パターンに基づいて、前記燃料噴射弁に対する指令信号を補正する補正手段を備える請求項1〜7のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。 The correction means which correct | amends the command signal with respect to the said fuel injection valve based on the pulsation pattern which concerns on only the fuel injection after the n-th stage extracted by the said pulsation pattern extraction means. The fuel injection characteristic detection device according to the description. 前記燃料噴射弁により2段目以降の所定段に相当するn段目の噴射を実行している時に、前記脈動パターン抽出手段によりそのn段目の噴射だけに係る脈動パターンを抽出するとともに、その抽出された脈動パターンに基づいて該n段目の噴射の噴射終了タイミングを決定する手段を備える請求項1〜7のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置。 When the fuel injection valve is performing an n-th stage injection corresponding to a predetermined stage after the second stage, the pulsation pattern extracting means extracts a pulsation pattern related only to the n-th stage injection, and The fuel injection characteristic detecting device according to any one of claims 1 to 7, further comprising means for determining an injection end timing of the n-th stage injection based on the extracted pulsation pattern . 請求項1〜9のいずれか一項に記載の燃料噴射特性検出装置と、  The fuel injection characteristic detection device according to any one of claims 1 to 9,
該燃料噴射特性検出装置の適用対象として、前記燃料噴射弁、及び、同燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧力センサを備える燃料供給システムと、  As a target for application of the fuel injection characteristic detection device, a fuel supply system including the fuel injection valve and a fuel pressure sensor that detects a pressure of fuel supplied to the fuel injection valve;
該燃料供給システムの作動に基づいて、前記エンジンに関する所定の制御を行うエンジン制御手段と、  Engine control means for performing predetermined control on the engine based on the operation of the fuel supply system;
を備えることを特徴とするエンジン制御システム。An engine control system comprising:
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