JP6028603B2 - Fuel injection state estimation device - Google Patents
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Description
本発明は、燃料噴射時に燃圧センサにより検出される燃料圧力に基づき燃料圧力の変化を表す第1波形を取得し、取得した第1波形に基づき燃料噴射状態を推定する燃料噴射状態推定装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection state estimation device that acquires a first waveform representing a change in fuel pressure based on a fuel pressure detected by a fuel pressure sensor during fuel injection and estimates a fuel injection state based on the acquired first waveform.
従来、この種の装置において、コモンレールの吐出口から燃料配管を通じて燃料噴射弁へ流れ込む燃料の流れによって発生する供給脈動の波形を上記第1波形から差し引いた波形に基づいて、燃料噴射状態を推定するものがある(特許文献1参照)。特許文献1に記載のものでは、供給脈動の波形を予めモデル化しており、このモデルに基づいて供給脈動の波形を演算している。
Conventionally, in this type of apparatus, the fuel injection state is estimated based on the waveform obtained by subtracting the waveform of the supply pulsation generated by the flow of fuel flowing from the common rail discharge port to the fuel injection valve through the fuel pipe from the first waveform. There is a thing (refer patent document 1). In the device described in
しかしながら、コモンレール及び燃料配管の製造ばらつきや特性の経時変化等により、実際の供給脈動の波形と上記モデルの波形とがずれるおそれがある。その場合、モデルに基づく供給脈動の波形を第1波形から差し引いた波形が、燃料噴射状態を正確に反映しなくなるため、燃料噴射状態を推定する精度が低下するおそれがある。 However, the actual supply pulsation waveform may deviate from the model waveform due to manufacturing variations of common rails and fuel pipes, changes in characteristics over time, and the like. In that case, since the waveform obtained by subtracting the waveform of the supply pulsation based on the model from the first waveform does not accurately reflect the fuel injection state, the accuracy of estimating the fuel injection state may be reduced.
本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、燃料噴射状態推定装置において、燃料噴射状態の推定精度が低下することを抑制することにある。 The present invention has been made to solve these problems, and a main object of the present invention is to suppress a decrease in estimation accuracy of the fuel injection state in the fuel injection state estimation device.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
第1の発明は、燃料を蓄圧保持する蓄圧容器と、前記燃料を噴射孔から噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧容器から前記噴射孔まで前記燃料を流通させる燃料通路と、前記燃料通路内の燃料圧力を検出する燃圧センサと、を備える燃料噴射システムに適用される燃料噴射状態推定装置であって、前記燃料噴射弁による前記燃料の噴射時に前記燃圧センサにより検出される前記燃料圧力に基づいて、前記燃料圧力の変化を表す第1波形を取得する第1波形取得部と、予め作成されたモデルに基づいて、前記燃料噴射弁による前記燃料の噴射時に前記蓄圧容器から前記燃料通路を通じて前記燃料噴射弁へ供給される燃料によって発生する供給脈動の波形を演算する演算部と、前記演算部により演算される前記供給脈動の波形を前記第1波形から除去した第2波形を取得する第2波形取得部と、前記第2波形取得部により取得される前記第2波形に基づいて、前記燃料の噴射状態を推定する推定部と、前記第1波形取得部により取得される前記第1波形のうち、燃料圧力が最小となる点から燃料圧力が上昇して一定となる点までの所定部分に基づいて、前記モデルを更新する更新部と、を備えることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure accumulating container for accumulating and holding fuel, a fuel injection valve for injecting the fuel from an injection hole, a fuel passage for allowing the fuel to flow from the pressure accumulating container to the injection hole, A fuel injection state estimation device applied to a fuel injection system comprising a fuel pressure sensor for detecting a fuel pressure, based on the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor when the fuel is injected by the fuel injection valve A first waveform acquisition unit for acquiring a first waveform representing a change in the fuel pressure, and the fuel from the pressure accumulating vessel through the fuel passage when the fuel is injected by the fuel injection valve based on a model created in advance. A calculation unit that calculates a waveform of supply pulsation generated by fuel supplied to the injection valve, and a waveform of the supply pulsation calculated by the calculation unit is removed from the first waveform. A second waveform acquisition unit that acquires the second waveform, an estimation unit that estimates an injection state of the fuel based on the second waveform acquired by the second waveform acquisition unit, and the first waveform acquisition unit An update unit that updates the model based on a predetermined portion from a point at which the fuel pressure becomes minimum to a point at which the fuel pressure rises and becomes constant among the first waveform acquired by Features.
上記構成によれば、蓄圧容器に燃料が蓄圧保持され、燃料通路を通じて蓄圧容器から燃料噴射弁の噴射孔まで燃料が流通させられる。燃料通路内の燃料圧力が燃圧センサにより検出される。 According to the above configuration, the fuel is accumulated and held in the accumulator, and the fuel is circulated from the accumulator to the injection hole of the fuel injection valve through the fuel passage. The fuel pressure in the fuel passage is detected by a fuel pressure sensor.
燃料噴射弁による燃料の噴射時に燃圧センサにより検出される燃料圧力に基づいて、燃料圧力の変化を示す第1波形が取得される。また、予め作成されたモデルに基づいて、燃料噴射弁による燃料の噴射時に蓄圧容器から燃料通路を通じて燃料噴射弁へ供給される燃料によって発生する供給脈動の波形が演算される。そして、第1波形から供給脈動の波形が除去されて第2波形が取得される。この第2波形に基づいて、燃料の噴射状態が推定される。このため、燃料の噴射状態の推定において、供給脈動の影響による誤差が生じることを抑制することができる。なお、上記モデルは、上記特許文献1に記載されたモデルと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Based on the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor when fuel is injected by the fuel injection valve, a first waveform indicating a change in the fuel pressure is acquired. Further, based on a model created in advance, a waveform of supply pulsation generated by the fuel supplied from the pressure accumulator to the fuel injector through the fuel passage when fuel is injected by the fuel injector is calculated. Then, the waveform of the supply pulsation is removed from the first waveform, and the second waveform is acquired. The fuel injection state is estimated based on the second waveform. For this reason, it can suppress that the error by the influence of supply pulsation arises in estimation of the injection state of fuel. In addition, the said model may be the same as the model described in the said
ここで、供給脈動の波形を反映する第1波形に基づいてモデルが更新される。このため、実際の供給脈動の波形に合わせてモデルを更新することができる。さらに、本願発明者は、第1波形のうち、燃料圧力が最小となる点から燃料圧力が上昇して一定となる点までの所定部分に、実際の供給脈動の波形が直接的に反映されることを見出した。この点、第1波形のうち特にこの所定部分に基づいてモデルが更新されるため、モデルにより供給脈動の波形を演算する精度を向上させることができる。その結果、蓄圧容器及び燃料通路の製造ばらつきや特性の経時変化等が生じたとしても、燃料噴射状態の推定精度が低下することを抑制することができる。 Here, the model is updated based on the first waveform reflecting the waveform of the supply pulsation. Therefore, the model can be updated in accordance with the actual supply pulsation waveform. Further, the inventor of the present application directly reflects the waveform of the actual supply pulsation in a predetermined portion from the point where the fuel pressure becomes minimum to the point where the fuel pressure rises and becomes constant in the first waveform. I found out. In this regard, since the model is updated based on the predetermined portion of the first waveform, the accuracy of calculating the supply pulsation waveform by the model can be improved. As a result, it is possible to suppress the estimation accuracy of the fuel injection state from being lowered even if manufacturing variations of the pressure accumulator vessel and the fuel passage, changes in characteristics over time, and the like occur.
以下、車載ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システムに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ディーゼルエンジン(内燃機関)は、4つの気筒#1〜#4を備えており、気筒内に高圧燃料を噴射して圧縮自着火燃焼させる。
Hereinafter, an embodiment applied to a common rail fuel injection system of an in-vehicle diesel engine will be described with reference to the drawings. The diesel engine (internal combustion engine) includes four
図1は、燃料噴射システムの概略を示す模式図である。まず、燃料噴射弁10を含むエンジンの燃料噴射システムについて説明する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a fuel injection system. First, an engine fuel injection system including the
燃料タンク40内の燃料は、燃料ポンプ41によりコモンレール42(蓄圧容器)に圧送されて蓄圧保持される。コモンレール42には、各燃料配管42bを介して、各気筒の燃料噴射弁10(#1〜#4)が接続されている。コモンレール42内の燃料は、各吐出口42aから各燃料配管42bを通じて、燃料噴射弁10(#1〜#4)へ分配供給される。複数の燃料噴射弁10(#1〜#4)は、所定の順序で燃料の噴射を行う。本実施形態では、#1→#3→#4→#2の順番で繰り返し噴射することを想定している。
The fuel in the
なお、燃料ポンプ41にはプランジャポンプが用いられており、プランジャの往復動に同期して燃料が圧送される。そして、燃料ポンプ41は、エンジン出力を駆動源としてクランク軸により駆動され、#1→#3→#4→#2の順番で噴射される期間中に、決められた回数だけ燃料を圧送する。 A plunger pump is used as the fuel pump 41, and fuel is pumped in synchronism with the reciprocating movement of the plunger. The fuel pump 41 is driven by the crankshaft using the engine output as a drive source, and pumps the fuel by a predetermined number of times during a period of injection in the order of # 1 → # 3 → # 4 → # 2.
燃料噴射弁10は、以下に説明するボデー11、ニードル形状の弁体12及び電動アクチュエータ13等を備えている。ボデー11は、内部に高圧通路11aを形成するとともに、燃料を噴射する噴射孔11bを形成している。弁体12は、ボデー11内に収容されて噴射孔11bを開閉する。なお、上記燃料配管42b及び高圧通路11aによって、コモンレール42から噴射孔11bまで燃料を流通させる燃料通路が構成されている。
The
ボデー11内には弁体12に背圧を付与する背圧室11cが形成されており、高圧通路11a及び低圧通路11dは背圧室11cと接続されている。電動アクチュエータ13は、高圧通路11a及び低圧通路11dと背圧室11cとの連通状態を切り換えるように、制御弁14を作動させる。電動アクチュエータ13の駆動は、ECU30により制御される。
A back pressure chamber 11c for applying a back pressure to the
背圧室11cが低圧通路11dと連通するよう制御弁14を作動させると、背圧室11c内の燃料圧力は低下して弁体12はリフトアップ(開弁作動)し、噴射孔11bが開かれる。その結果、コモンレール42から高圧通路11aへ供給された高圧燃料は、噴射孔11bから燃焼室へ噴射される。一方、背圧室11cが高圧通路11aと連通するよう制御弁14を作動させると、背圧室11c内の燃料圧力は上昇して弁体12はリフトダウン(閉弁作動)し、噴射孔11bが閉じられて燃料噴射が停止される。
When the
燃圧センサ20は、以下に説明するステム21(起歪体)及び圧力センサ素子22等を備えている。ステム21はボデー11に取り付けられており、ステム21に形成されたダイヤフラム部21aが高圧通路11aを流通する高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する。圧力センサ素子22はダイヤフラム部21aに取り付けられており、ダイヤフラム部21aで生じた弾性変形量に応じて圧力検出信号をECU30へ出力する。燃圧センサ20は、全ての燃料噴射弁10に搭載されている。
The
ECU30(電子制御装置)は、CPU、ROM、RAM、記憶装置、及び入出力インターフェイス等を備える周知のマイクロコンピュータである。ECU30は、車両のアクセルペダルの操作量やエンジン負荷、エンジン回転速度NE等に基づき目標噴射状態(噴射段数、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等)を算出する。例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する最適噴射状態を、噴射状態マップにして記憶させておく。そして、現状のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づき、噴射状態マップを参照して目標噴射状態を算出する。 The ECU 30 (electronic control device) is a known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, storage device, input / output interface, and the like. The ECU 30 calculates a target injection state (the number of injection stages, the injection start timing, the injection end timing, the injection amount, etc.) based on the operation amount of the accelerator pedal of the vehicle, the engine load, the engine speed NE, and the like. For example, the optimal injection state corresponding to the engine load and the engine speed is stored as an injection state map. Based on the current engine load and engine speed, the target injection state is calculated with reference to the injection state map.
そして、算出した目標噴射状態に基づき噴射指令信号(図2(a)参照)を設定する。例えば、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を指令マップにして記憶させておき、算出した目標噴射状態に基づき、指令マップを参照して噴射指令信号を設定する。以上により、エンジン負荷及びエンジン回転速度に応じた噴射指令信号が設定され、ECU30から燃料噴射弁10へ出力される。
Then, an injection command signal (see FIG. 2A) is set based on the calculated target injection state. For example, an injection command signal corresponding to the target injection state is stored as a command map, and the injection command signal is set with reference to the command map based on the calculated target injection state. Thus, the injection command signal corresponding to the engine load and the engine rotation speed is set and output from the
ここで、噴射孔11bの磨耗等、燃料噴射弁10の経年劣化に起因して、噴射指令信号に対する実際の噴射状態は変化していく。そこで、後に詳述するように燃圧センサ20により検出された燃料圧力のセンサ波形(第1波形)に基づき燃料の噴射率波形を演算して噴射状態を推定する。推定した噴射状態と噴射指令信号(パルスオン時期t1、パルスオフ時期t2及びパルスオン期間Tq)との相関関係を学習し、その学習結果に基づき、指令マップに記憶された噴射指令信号を補正する。これにより、実噴射状態が目標噴射状態に一致するよう、燃料噴射状態を高精度で制御できる。
Here, due to the deterioration of the
次に、燃料噴射中の燃料噴射弁10に搭載された燃圧センサ20により検出されたセンサ波形(図2(c)参照)と、その燃料噴射弁10にかかる燃料噴射率の変化を表した噴射率波形(図2(b)参照)との相関について説明する。
Next, a sensor waveform (see FIG. 2C) detected by the
図2(a)は、燃料噴射弁10のアクチュエータ13へECU30から出力される噴射指令信号を示しており、この指令信号のパルスオンによりアクチュエータ13が通電作動して噴射孔11bが開弁する。すなわち、噴射指令信号のパルスオン時期t1により噴射開始が指令され、パルスオフ時期t2により噴射終了が指令される。よって、指令信号のパルスオン期間(噴射指令期間Tq)により噴射孔11bの開弁時間を制御することで、噴射量Qが制御される。
FIG. 2A shows an injection command signal output from the
図2(b)は、上記噴射指令に伴って、噴射孔11bから噴射される燃料の噴射率の変化(噴射率波形)を示す。図2(c)は、燃料噴射中の燃料噴射弁10に設けられた燃圧センサ20により検出された燃料圧力の変化(第1波形)を示す。
FIG. 2B shows a change (injection rate waveform) of the injection rate of the fuel injected from the
圧力波形と噴射率波形とは以下に説明する相関があるため、検出された圧力波形から噴射率波形を推定(検出)することができる。まず、図2(a)に示すように噴射開始指令がなされたt1時点の後、噴射率がR1の時点で上昇を開始して噴射が開始される。一方、検出圧力は、R1の時点で噴射率が上昇を開始してから遅れ時間C1が経過した時点で、変化点P1にて下降を開始する。その後、R2の時点で噴射率が最大噴射率に到達したことに伴い、検出圧力の下降は変化点P2にて停止する。次に、R3の時点で噴射率が下降を開始してから遅れ時間C3が経過した時点で、検出圧力は変化点P3にて上昇を開始する。その後、R4の時点で噴射率がゼロになり実際の噴射が終了したことに伴い、検出圧力の上昇は変化点P5にて停止する。 Since the pressure waveform and the injection rate waveform have a correlation described below, the injection rate waveform can be estimated (detected) from the detected pressure waveform. First, as shown in FIG. 2 (a), after the time point t1 when the injection start command is given, the injection rate starts to increase and the injection starts when the injection rate is R1. On the other hand, the detected pressure starts decreasing at the change point P1 when the delay time C1 elapses after the injection rate starts increasing at the time R1. Thereafter, as the injection rate reaches the maximum injection rate at the time of R2, the decrease in the detected pressure stops at the change point P2. Next, when the delay time C3 elapses after the injection rate starts decreasing at the time point R3, the detected pressure starts increasing at the change point P3. Thereafter, as the injection rate becomes zero at the time point R4 and the actual injection ends, the increase in the detected pressure stops at the change point P5.
以上説明したように、圧力波形と噴射率波形とは相関が高い。そして、噴射率波形には、噴射開始時期(R1出現時期)や、噴射終了時期(R4出現時期)、噴射量(図2(b)中の網点部分の面積)が表されているので、圧力波形から噴射率波形を推定することで噴射状態を推定できる。 As explained above, the correlation between the pressure waveform and the injection rate waveform is high. The injection rate waveform shows the injection start time (R1 appearance time), the injection end time (R4 appearance time), and the injection amount (area of the halftone dot portion in FIG. 2B). The injection state can be estimated by estimating the injection rate waveform from the pressure waveform.
ただし、燃圧センサ20により検出されたセンサ波形は噴射状態をそのまま反映している訳ではなく、以下に説明する供給脈動の波形がセンサ波形に重畳しているため、この供給脈動の波形成分をセンサ波形から除去する補正を実施して、その補正後のセンサ波形(第2波形)に基づき噴射状態を推定することが要求される。
However, the sensor waveform detected by the
図3は、コモンレール42の吐出口42aから、燃料配管42b及び燃料噴射弁10の高圧通路11aを通じて噴射孔11bに至るまでの燃料通路を模式化した図である。以下、「噴射脈動」及び「供給脈動」の発生メカニズム等について図3を用いて説明する。
FIG. 3 is a schematic view of the fuel passage from the
まず、噴射孔11bからの燃料噴射が開始されると、高圧通路11aのうち噴射孔11bの近傍部分では、燃圧低下の脈動(噴射脈動Ma)が発生する(図3(a)参照)。その後、発生した噴射脈動Maは、高圧通路11a内をコモンレール42へ向けて伝播していく(図3(b)参照)。そして、燃圧センサ20のダイヤフラム部21aに噴射脈動Maが到達した図3(c)の時点で、センサ波形は下降を開始する(すなわち変化点P1が現れる)。
First, when fuel injection from the
その後、コモンレール42の吐出口42aに噴射脈動Maが到達した図3(d)の時点で、コモンレール42内の高圧燃料が吐出口42aから燃料配管42bへ供給されることとなる。このように燃料供給が開始されると、燃料配管42b内のうち吐出口42aの近傍部分では、燃圧上昇の脈動(供給脈動Mb)が発生する(図3(e)参照)。その後、発生した供給脈動Mbは、高圧通路11a内を噴射孔11bへ向けて伝播していく(図3(f)参照)。そして、燃圧センサ20のダイヤフラム部21aに供給脈動Mbが到達した図3(g)の時点で、センサ波形は上昇を開始する(すなわち変化点P2が現れる)。
Thereafter, when the injection pulsation Ma reaches the
その後、高圧通路11a内のうち燃圧センサ20近傍部分において、コモンレール42から供給される燃料の流量と、噴射孔11bから噴射される燃料の流量とが釣り合った時点(図2(c)に示す変化点P2a時点)で、センサ波形の上昇は停止して一定の値(平衡圧)に維持される。
After that, in the vicinity of the
要するに、センサ波形には噴射脈動Maによる波形成分に、供給脈動Mbによる波形成分(図2(c)中の変化点P2〜P2aの部分)が重畳していると言える。なお、センサ波形のうち変化点P2時点までの部分は、供給脈動Mbが未だ燃圧センサ20に伝播していないため、噴射脈動Maのみを表した波形であって供給脈動Mbが重畳していないと言える。
In short, it can be said that the waveform component due to the supply pulsation Mb (the portion of the change points P2 to P2a in FIG. 2C) is superimposed on the waveform component due to the injection pulsation Ma in the sensor waveform. In addition, since the supply pulsation Mb has not yet propagated to the
そこで本実施形態では、供給脈動Mbの波形成分を予め作成されたモデルに基づいて演算し(図5(b)参照)、演算したモデル波形Wmをセンサ波形Wから差し引いて除去する補正を実施する。そして、その補正後のセンサ波形W’(第2波形)に基づき噴射状態を推定している。 Therefore, in this embodiment, the waveform component of the supply pulsation Mb is calculated based on a model created in advance (see FIG. 5B), and correction is performed by subtracting the calculated model waveform Wm from the sensor waveform W and removing it. . The injection state is estimated based on the corrected sensor waveform W ′ (second waveform).
次に、上記補正の手順、及び補正後のセンサ波形W’から噴射率波形を推定する手順の一例を、図4のフローチャートを用いて説明する。なお、図4に示す一連の処理は、ECU30(燃料噴射状態推定装置)によって、燃料の噴射を1回実施する毎に実行される。 Next, an example of the above correction procedure and a procedure for estimating the injection rate waveform from the corrected sensor waveform W ′ will be described with reference to the flowchart of FIG. 4. Note that the series of processes shown in FIG. 4 is executed each time fuel is injected by the ECU 30 (fuel injection state estimation device).
まず、図4に示すステップS10において、1回の燃料噴射期間中に噴射気筒の燃圧センサ20から所定のサンプリング周期で出力された複数の検出値(センサ波形W)を取得する。なお、図5(a)中の実線はセンサ波形Wを示し、点線は供給脈動波形Waを示す。続くステップS20では、供給脈動波形Waのモデル波形Wm(図5(b)参照)を演算する。この演算手法については後に詳述する。続くステップS30では、供給脈動波形Waのモデル波形Wmを学習値により補正する。この補正手法(更新手法)については後に詳述する。
First, in step S10 shown in FIG. 4, a plurality of detection values (sensor waveform W) output at a predetermined sampling period from the
続くステップS40では、演算したモデル波形Wmをセンサ波形Wから差し引いて、供給脈動波形Waが除去されたセンサ波形W’を演算する(W’=W−Wm)。図5(c)中の点線は、補正前のセンサ波形W(第1波形)を示し、実線は、補正後のセンサ波形W’(第2波形)を示す。 In subsequent step S40, the calculated model waveform Wm is subtracted from the sensor waveform W to calculate the sensor waveform W 'from which the supply pulsation waveform Wa has been removed (W' = W-Wm). The dotted line in FIG. 5C indicates the sensor waveform W (first waveform) before correction, and the solid line indicates the sensor waveform W ′ (second waveform) after correction.
続くステップS50では、補正後のセンサ波形W’のうち、弁体12の開弁作動開始に伴い圧力下降していく部分である下降波形W(P1-P2)(P1〜P2の部分の波形)の近似直線Laを演算する(図2(c)参照)。次のステップS60では、補正後のセンサ波形W’のうち、弁体12の閉弁作動開始に伴い圧力上昇していく部分である上昇波形W(P3-P5)(P3〜P5の部分の波形)の近似直線Lb(モデル化した上昇波形)を演算する(図2(c)参照)。これらの近似直線La,Lbは、例えば下降波形W(P1-P2)又は上昇波形W(P3-P5)を構成する複数の検出値を最小二乗法により直線近似して算出してもよいし、下降波形W(P1-P2)のうち微分値が最小となる点での接線を直線モデルとして算出してもよいし、上昇波形W(P3-P5)のうち微分値が最大となる点での接線を直線モデルとして算出してもよい。
In the subsequent step S50, the sensor waveform W ′ after correction is a descending waveform W (P1-P2) (the waveform of the portion of P1 to P2) that is a portion where the pressure decreases as the
次に、ステップS70において、補正後のセンサ波形W’のうち圧力下降を開始する直前(変化点P1の直前)の圧力(基準圧Pbase)を算出し、この基準圧Pbaseに基づき、以降の処理で用いる基準直線Lc,Ld(図2(c)参照)を算出する。なお、噴射指令信号の出力開始(パルスオン時期t1)から変化点P1が現れるまでの期間における圧力の平均値を、前記基準圧Pbaseとして算出すればよく、例えば、噴射指令信号の出力開始から所定時間が経過するまでの圧力平均値を基準圧Pbaseとして算出すればよい。基準直線Lcには基準圧Pbaseと同じ値が採用されている。基準直線Ldには、基準圧Pbaseよりも所定量だけ圧力低下させた値が採用されている。この所定量は、変化点P1での圧力から変化点P2での圧力への圧力下降量ΔP(P1-P2)が大きいほど、或いは噴射指令信号のパルスオン期間(噴射指令期間Tq)が長いほど大きい値に設定される。 Next, in step S70, the pressure (reference pressure Pbase) immediately before starting the pressure decrease (immediately before the change point P1) in the corrected sensor waveform W ′ is calculated, and the subsequent processing is performed based on the reference pressure Pbase. Reference straight lines Lc and Ld (see FIG. 2C) used in the above are calculated. Note that the average value of the pressure during the period from the start of the output of the injection command signal (pulse on timing t1) until the change point P1 appears may be calculated as the reference pressure Pbase. What is necessary is just to calculate the pressure average value until this time passes as the reference pressure Pbase. The same value as the reference pressure Pbase is adopted for the reference straight line Lc. A value obtained by lowering the pressure by a predetermined amount from the reference pressure Pbase is adopted for the reference straight line Ld. This predetermined amount increases as the pressure drop amount ΔP (P1-P2) from the pressure at the change point P1 to the pressure at the change point P2 increases, or as the pulse-on period (injection command period Tq) of the injection command signal increases. Set to a value.
続くステップS80では、基準直線Lcと近似直線Laとの交点を算出する(図2(c)参照)。この交点が示す時期は変化点P1の出現時期と殆ど一致する。したがって、基準直線Lcと近似直線Laとの交点が示す時期は噴射開始時期R1との相関が高いため、この交点に基づき噴射開始時期R1を算出する。続くステップS90では、基準直線Ldと近似直線Lbとの交点を算出する。この交点が示す時期は噴射終了時期R4との相関が高いため、この交点に基づき噴射終了時期R4を算出する(図2(c)参照)。 In subsequent step S80, the intersection of the reference straight line Lc and the approximate straight line La is calculated (see FIG. 2C). The time indicated by this intersection almost coincides with the appearance time of the change point P1. Therefore, since the timing indicated by the intersection of the reference straight line Lc and the approximate straight line La has a high correlation with the injection start timing R1, the injection start timing R1 is calculated based on this intersection. In the subsequent step S90, the intersection of the reference straight line Ld and the approximate straight line Lb is calculated. Since the timing indicated by this intersection has a high correlation with the injection end timing R4, the injection end timing R4 is calculated based on this intersection (see FIG. 2C).
続くステップS100では、噴射率が上昇する部分の傾きRα(図2(b)参照)と近似直線Laの傾きとは相関性が高いことに着目し、近似直線Laの傾きに基づき噴射率波形の上昇の傾きRαを算出する。また、噴射率が下降する部分の傾きRβ(図2(b)参照)と近似直線Lbの傾きとは相関性が高いことに着目し、近似直線Lbの傾きに基づき噴射率波形の下降の傾きRβを算出する。続くステップS110では、変化点P1での圧力から変化点P2での圧力への圧力下降量ΔP(P1-P2)と最大噴射率Rh(図2(b)参照)とは相関性が高いことに着目し、圧力下降量ΔP(P1-P2)に基づき最大噴射率Rhを算出する。 In the subsequent step S100, paying attention to the fact that the slope Rα (see FIG. 2B) of the portion where the injection rate increases and the slope of the approximate straight line La are highly correlated, the injection rate waveform is calculated based on the slope of the approximate straight line La. A rising slope Rα is calculated. In addition, paying attention to the fact that the slope Rβ (see FIG. 2B) of the portion where the injection rate decreases and the slope of the approximate line Lb are highly correlated, the slope of the drop in the injection rate waveform based on the slope of the approximate line Lb Rβ is calculated. In subsequent step S110, the pressure drop ΔP (P1-P2) from the pressure at the change point P1 to the pressure at the change point P2 is highly correlated with the maximum injection rate Rh (see FIG. 2B). Paying attention, the maximum injection rate Rh is calculated based on the pressure drop amount ΔP (P1-P2).
以上による図4の処理によれば、噴射開始時期R1、噴射終了時期R4、噴射率上昇の傾きRα、噴射率下降の傾きRβ、及び最大噴射率Rhが算出される。よって、図2(b)に例示される噴射率波形を推定することができる。なお、ステップS10の処理が第1波形取得部としての処理に相当し、ステップS20の処理が演算部としての処理に相当し、ステップS30の処理が更新部としての処理に相当し、ステップS40の処理が第2波形取得部としての処理に相当し、ステップS50〜S110の処理が推定部としての処理に相当する。 According to the processing of FIG. 4 as described above, the injection start timing R1, the injection end timing R4, the injection rate increase gradient Rα, the injection rate decrease gradient Rβ, and the maximum injection rate Rh are calculated. Therefore, the injection rate waveform illustrated in FIG. 2B can be estimated. In addition, the process of step S10 corresponds to the process as a 1st waveform acquisition part, the process of step S20 corresponds to the process as a calculating part, the process of step S30 corresponds to the process as an update part, and step S40 The process corresponds to the process as the second waveform acquisition unit, and the processes in steps S50 to S110 correspond to the process as the estimation unit.
次に、上記ステップS20において、供給脈動波形Waのモデル波形Wm(図5(b)参照)を演算する手法を説明する。 Next, a method of calculating the model waveform Wm (see FIG. 5B) of the supply pulsation waveform Wa in step S20 will be described.
図5(a)に示すように、実際の供給脈動波形Waは、ta時点までは圧力ゼロであり、重畳を開始するta時点から徐々に圧力上昇し、tb時点でその圧力上昇が停止して一定の圧力になる。したがって、重畳開始するta時点、ta時点からtb時点までの圧力上昇の傾きPγ、及び圧力上昇量ΔPが推定できれば、供給脈動波形Waのモデル波形Wm(図5(b)参照)を規定できると言える。本実施形態では、これらの重畳開始時期ta、傾きPγ、上昇量ΔPを以下の手法により算出することで、モデル波形Wmを演算している。 As shown in FIG. 5A, the actual supply pulsation waveform Wa is zero pressure until the time point ta, the pressure gradually increases from the time point ta at which the superposition is started, and the pressure increase stops at the time point tb. It becomes a constant pressure. Accordingly, if the ta point at which superposition starts, the pressure increase slope Pγ from the time point ta to the time point tb, and the pressure increase amount ΔP can be estimated, the model waveform Wm (see FIG. 5B) of the supply pulsation waveform Wa can be defined. I can say that. In the present embodiment, the model waveform Wm is calculated by calculating the superposition start timing ta, the slope Pγ, and the increase amount ΔP by the following method.
供給脈動波形Waの傾きPγ(上昇速度)は、下降波形W(P1-P2)の傾きPα(下降速度)と相関がある。両傾きPγ,Pαは比例関係にあり、下降波形W(P1-P2)の下降速度が速いほど、供給脈動波形Waの上昇速度が速くなる。この比例関係の式を予め試験して取得しておき、検出したセンサ波形Wから下降波形W(P1-P2)の傾きPαを演算し、演算した傾きPαを比例関係の式に代入して供給脈動波形Waの傾きPγを算出する。なお、下降波形W(P1-P2)の傾きPαは、先述した近似直線La(図2(c)参照)の傾きをそのまま用いればよい。 The slope Pγ (rising speed) of the supply pulsation waveform Wa has a correlation with the slope Pα (falling speed) of the descending waveform W (P1-P2). Both slopes Pγ and Pα are in a proportional relationship, and the faster the descending speed of the descending waveform W (P1-P2), the faster the ascending speed of the supply pulsation waveform Wa. This proportional relationship equation is obtained by testing in advance, and the slope Pα of the falling waveform W (P1-P2) is calculated from the detected sensor waveform W, and the calculated gradient Pα is substituted into the proportional relationship formula and supplied. A slope Pγ of the pulsation waveform Wa is calculated. Note that the slope Pα of the descending waveform W (P1-P2) may be the same as the slope of the above-described approximate straight line La (see FIG. 2C).
次に、重畳開始時期taの算出手法を説明する。先ず、下降開始時期Tstaから重畳開始時期taまでに要する時間(供給脈動伝播時間Ta)を演算する。詳しくは、燃圧センサ20の位置(正確にはダイヤフラム部21aの位置)から吐出口42aまでの経路長L、及び噴射脈動Ma及び供給脈動Mbの伝播速度a(音速)に基づいて、供給脈動伝播時間Taを演算する。伝播速度aは、その時の燃料圧力に応じて変化するため、例えば先述した基準圧Pbaseに基づき伝播速度aを算出すればよい。経路長Lは設計値、aは基準圧Pbaseに基づき算出可能である。供給脈動伝播時間Taは、経路長Lの2倍を伝播速度aで割って算出する(Ta=2L/a)。Tstaはセンサ波形Wから算出可能である。そして、このように演算した供給脈動伝播時間Taを下降開始時期Tstaに加算すれば、重畳開始時期taを算出できる(ta=Tsta+Ta)。
Next, a method for calculating the superposition start time ta will be described. First, the time (supply pulsation propagation time Ta) required from the descent start time Tsta to the superposition start time ta is calculated. Specifically, the supply pulsation propagation is based on the path length L from the position of the fuel pressure sensor 20 (exactly the position of the diaphragm portion 21a) to the
次に、圧力上昇量ΔPの算出手法を説明する。下降開始時期Tstaでの圧力及び重畳開始時期taでの圧力をセンサ波形Wから検出し、これらの圧力に基づいて圧力上昇量ΔPを演算する(詳細は特許文献1参照)。
Next, a method for calculating the pressure increase amount ΔP will be described. The pressure at the descent start timing Tsta and the pressure at the overlap start timing ta are detected from the sensor waveform W, and the pressure increase amount ΔP is calculated based on these pressures (refer to
図6は、上述の如く供給脈動波形Waのモデル波形Wmを演算する手順の一例を示すフローチャートであり、図4中のステップS20のサブルーチン処理である。ここで、下降波形W(P1-P2)の傾きPαとモデル波形Wmの傾きPγとの相関を示す相関式、基準圧Pbaseと供給脈動伝播時間Taとの関係を示すマップ、圧力上昇量ΔPを演算する式が、予めメモリに記憶されている。 FIG. 6 is a flowchart showing an example of a procedure for calculating the model waveform Wm of the supply pulsation waveform Wa as described above, and is a subroutine process of step S20 in FIG. Here, a correlation equation showing the correlation between the slope Pα of the descending waveform W (P1-P2) and the slope Pγ of the model waveform Wm, a map showing the relationship between the reference pressure Pbase and the supply pulsation propagation time Ta, and the pressure increase ΔP The expression to be calculated is stored in the memory in advance.
まず、図6のステップS21において、下降波形のW(P1-P2)の傾きPαをセンサ波形Wから検出し、メモリに記憶された相関式に、検出した傾きPαを代入して、モデル波形Wmの上昇の傾きPγを演算する。 First, in step S21 of FIG. 6, the slope Pα of the descending waveform W (P1-P2) is detected from the sensor waveform W, and the detected slope Pα is substituted into the correlation equation stored in the memory, so that the model waveform Wm Is calculated.
続くステップS22では、基準圧Pbaseに基づき、供給脈動伝播時間Taとの関係を示すマップを参照して供給脈動伝播時間Taを算出する。続くステップS23では、センサ波形Wから検出した下降開始時期Tstaに、ステップS22で算出した供給脈動伝播時間Taを加算することで、重畳開始時期taを算出する。 In the subsequent step S22, the supply pulsation propagation time Ta is calculated based on the reference pressure Pbase with reference to a map showing the relationship with the supply pulsation propagation time Ta. In the subsequent step S23, the superposition start time ta is calculated by adding the supply pulsation propagation time Ta calculated in step S22 to the descent start time Tsta detected from the sensor waveform W.
続くステップS24では、センサ波形Wから検出される下降開始時期Tstaでの圧力及び重畳開始時期taでの圧力の値に基づいて、圧力上昇量ΔPを算出する。続くステップS25では、ステップS21,S23,S24で算出した傾きPγ、重畳開始時期ta及び上昇量ΔPに基づき、図5(b)に例示される供給脈動波形Waのモデル波形Wmを規定(演算)する。 In subsequent step S24, the pressure increase amount ΔP is calculated based on the pressure at the descent start timing Tsta and the pressure at the superposition start timing ta detected from the sensor waveform W. In the subsequent step S25, the model waveform Wm of the supply pulsation waveform Wa illustrated in FIG. 5B is defined (calculated) based on the slope Pγ calculated in steps S21, S23, and S24, the superposition start timing ta, and the increase amount ΔP. To do.
ここで、コモンレール42及び燃料配管42bの製造ばらつきや特性の経時変化等により、実際の供給脈動波形Waとモデル波形Wm(モデルに基づき演算した供給脈動波形)とがずれるおそれがある。その場合、モデル波形Wmをセンサ波形Wから差し引いたセンサ波形W’が、燃料噴射状態を正確に反映しなくなるため、燃料噴射状態を推定する精度が低下するおそれがある。この点、本実施形態では、供給脈動波形のモデル波形Wmと実際の供給脈動波形Waとのずれ量を算出し、このずれ量に基づいてモデル波形Wmを更新する。
Here, there is a possibility that the actual supply pulsation waveform Wa and the model waveform Wm (supply pulsation waveform calculated based on the model) may be shifted due to manufacturing variations of the
詳しくは、燃料噴射弁10による燃料の噴射中は、燃料配管42b及び高圧通路11a内を流通する燃料が噴射孔11bによって絞られ、一定流量の燃料が噴射孔11bから噴射される状態となる。このため、仮に供給脈動波形Waがセンサ波形Wに重畳しないとすると、センサ波形Wは最小値に到達した後にその最小値で一定期間維持されると考えられる(図5(c)の除去補正後のセンサ波形W’参照)。これに対して、実際のセンサ波形Wが最小値に到達した後に、最小値で一定期間維持されず上昇しているのは(図5(a)のセンサ波形W参照)、供給脈動波形Waがセンサ波形W’に重畳したことによると考えられる。
Specifically, during fuel injection by the
こうした考察から、本願発明者は、センサ波形Wのうち燃料圧力が最小となる変化点P2の出現時期は、供給脈動波形Waがセンサ波形Wに重畳開始する時期taと略一致することを見出した(図5(a)参照)。また、本願発明者は、センサ波形Wのうち、燃料圧力が最小となる変化点P2から燃料圧力が上昇する部分(変化点P2から変化点P2aまでの部分)の傾きは、供給脈動波形Waのうち上昇部分の傾きに略一致することを見出した。さらに、本願発明者は、センサ波形Wのうち燃料圧力が最小となる変化点P2から燃料圧力が上昇して一定となる変化点P2aまでの上昇量ΔPは、供給脈動波形Waの上昇量ΔPと略一致することを見出した。 From these considerations, the inventor of the present application has found that the appearance timing of the change point P2 at which the fuel pressure is minimum in the sensor waveform W substantially coincides with the timing ta at which the supply pulsation waveform Wa starts to be superimposed on the sensor waveform W. (See FIG. 5 (a)). Further, the inventor of the present application indicates that the slope of the portion of the sensor waveform W where the fuel pressure rises from the change point P2 at which the fuel pressure is minimum (the portion from the change point P2 to the change point P2a) of the supply pulsation waveform Wa. It was found that it almost coincided with the slope of the rising part. Further, the inventor of the present application indicates that the amount of increase ΔP from the change point P2 where the fuel pressure is minimum in the sensor waveform W to the change point P2a where the fuel pressure increases and becomes constant is the increase amount ΔP of the supply pulsation waveform Wa. It was found that they were almost identical.
本実施形態では、供給脈動波形のモデル波形Wmと実際の供給脈動波形Waとのずれ量を表す学習値により、モデル波形Wmを補正する。図7は、モデル波形Wmを補正する手順を示すフローチャートであり、図4中のステップS30のサブルーチン処理である。 In the present embodiment, the model waveform Wm is corrected by a learning value representing the amount of deviation between the model waveform Wm of the supply pulsation waveform and the actual supply pulsation waveform Wa. FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for correcting the model waveform Wm, and is a subroutine process of step S30 in FIG.
まず、図7のステップS31において、センサ波形Wのうち、燃料圧力が最小となる点から燃料圧力が上昇する部分の傾きに基づいて、供給脈動波形Waの上昇の傾きPγを算出する。詳しくは、図5(a)において、センサ波形Wのうち変化点P2から変化点P2aまでの近似直線を最小二乗法により算出し、この近似直線の傾きを供給脈動波形Waの傾きPγとして算出する。なお、上昇波形W(P2-P2a)において微分値の最大値を、供給脈動波形Waの傾きPγとして算出してもよい。 First, in step S31 of FIG. 7, the rising slope Pγ of the supply pulsation waveform Wa is calculated based on the slope of the portion of the sensor waveform W where the fuel pressure rises from the point where the fuel pressure is minimum. Specifically, in FIG. 5A, an approximate line from the change point P2 to the change point P2a in the sensor waveform W is calculated by the least square method, and the slope of this approximate line is calculated as the slope Pγ of the supply pulsation waveform Wa. . Note that the maximum value of the differential value in the rising waveform W (P2-P2a) may be calculated as the slope Pγ of the supply pulsation waveform Wa.
続くステップS32では、図6に示した処理により演算したモデル波形Wmの傾きPγと、上記ステップS31で算出した実際の傾きPγとの差分量を算出する。 In the subsequent step S32, the difference amount between the inclination Pγ of the model waveform Wm calculated by the processing shown in FIG. 6 and the actual inclination Pγ calculated in step S31 is calculated.
続く、ステップS33において、センサ波形Wのうち、燃料圧力が最小となる点の出現時期に基づいて、供給脈動波形Waがセンサ波形Wに重畳開始する時期taを算出する。詳しくは、図5(a)において、センサ波形Wにおける変化点P2の出現時期を、センサ波形Wへの供給脈動波形Waの重畳開始時期taとして算出する。 Subsequently, in step S33, a time ta at which the supply pulsation waveform Wa starts to be superimposed on the sensor waveform W is calculated based on the appearance time of the point where the fuel pressure is minimum in the sensor waveform W. Specifically, in FIG. 5A, the appearance time of the change point P2 in the sensor waveform W is calculated as the superposition start time ta of the supply pulsation waveform Wa to the sensor waveform W.
続くステップS34では、図6に示した処理により演算したモデル波形Wmの重畳開始時期taと、上記ステップS33で算出した実際の重畳開始時期taとの差分量を算出する。 In the subsequent step S34, the difference amount between the superposition start time ta of the model waveform Wm calculated by the process shown in FIG. 6 and the actual superposition start time ta calculated in step S33 is calculated.
続くステップS35では、センサ波形Wのうち、燃料圧力が最小となる点から燃料圧力が上昇して一定となるまでの上昇量に基づいて、供給脈動波形Waの上昇量ΔPを算出する。詳しくは、図5(a)において、センサ波形Wのうち変化点P2から変化点P2aまでの上昇量ΔPを、供給脈動波形Waの上昇量ΔPとして算出する。 In the subsequent step S35, the amount of increase ΔP of the supply pulsation waveform Wa is calculated based on the amount of increase in the sensor waveform W from the point where the fuel pressure becomes minimum until the fuel pressure increases and becomes constant. Specifically, in FIG. 5A, the increase amount ΔP from the change point P2 to the change point P2a in the sensor waveform W is calculated as the increase amount ΔP of the supply pulsation waveform Wa.
続くステップS36では、図6に示した処理により演算したモデル波形Wmの上昇量ΔPと、上記ステップS35で算出した実際の上昇量ΔPとの差分量を算出する。 In the subsequent step S36, a difference amount between the increase amount ΔP of the model waveform Wm calculated by the processing shown in FIG. 6 and the actual increase amount ΔP calculated in step S35 is calculated.
続くステップS37では、ステップS32,S34,S36で算出した各差分量を、傾きPγ,重畳開始時期ta,上昇量ΔPの各学習値としてメモリに記憶させる。 In subsequent step S37, the difference amounts calculated in steps S32, S34, and S36 are stored in the memory as learning values of the slope Pγ, the superposition start timing ta, and the increase amount ΔP.
続くステップS38では、ステップS37でメモリに記憶させた各学習値に基づいて、モデル波形Wmを補正する。詳しくは、モデル波形Wmの傾きPγ,重畳開始時期ta,上昇量ΔPに、それぞれの学習値を加算して、補正後のモデル波形Wmを算出する(モデル波形Wmを更新する)。 In subsequent step S38, the model waveform Wm is corrected based on each learning value stored in the memory in step S37. Specifically, the corrected model waveform Wm is calculated by adding the respective learned values to the slope Pγ, the superposition start time ta, and the increase amount ΔP of the model waveform Wm (updating the model waveform Wm).
なお、ステップS31〜S38の処理が、更新部としての処理に相当する。 Note that the processing in steps S31 to S38 corresponds to processing as an updating unit.
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。 The embodiment described in detail above has the following advantages.
・供給脈動波形Waを反映するセンサ波形Wに基づいてモデル波形Wmが更新される。このため、実際の供給脈動波形Waに合わせてモデル波形Wmを更新することができる。さらに、本願発明者は、センサ波形Wのうち、燃料圧力が最小となる変化点P2から燃料圧力が上昇して一定となる変化点P2aまでの所定部分に、実際の供給脈動波形Waが直接的に反映されることを見出した。この点、センサ波形Wのうち特にこの所定部分に基づいてモデル波形Wmが補正(更新)されるため、供給脈動波形Waのモデル波形Wmを演算する精度を向上させることができる。その結果、コモンレール42、燃料配管42b、及び高圧通路11aの製造ばらつきや特性の経時変化等が生じたとしても、燃料噴射状態の推定精度が低下することを抑制することができる。
The model waveform Wm is updated based on the sensor waveform W that reflects the supply pulsation waveform Wa. For this reason, the model waveform Wm can be updated in accordance with the actual supply pulsation waveform Wa. Further, the inventor of the present application directly adds the actual supply pulsation waveform Wa to a predetermined portion of the sensor waveform W from the change point P2 where the fuel pressure becomes minimum to the change point P2a where the fuel pressure rises and becomes constant. It was found to be reflected in. In this respect, since the model waveform Wm is corrected (updated) based on the predetermined portion of the sensor waveform W in particular, the accuracy of calculating the model waveform Wm of the supply pulsation waveform Wa can be improved. As a result, even if manufacturing variations of the
・本願発明者は、センサ波形Wのうち燃料圧力が最小となる変化点P2の出現時期は、供給脈動波形Waがセンサ波形Wに重畳開始する時期taと略一致することを見出した。この点、センサ波形Wのうち燃料圧力が最小となる変化点P2の出現時期に基づいて、モデル波形Wmがセンサ波形Wに重畳開始する時期taが補正(更新)されるため、モデル波形Wmを演算する精度を向上させることができる。 The inventor of the present application has found that the appearance time of the change point P2 at which the fuel pressure is minimum in the sensor waveform W substantially coincides with the time ta at which the supply pulsation waveform Wa starts to be superimposed on the sensor waveform W. At this point, since the timing ta at which the model waveform Wm starts to be superimposed on the sensor waveform W is corrected (updated) based on the appearance time of the change point P2 at which the fuel pressure is minimum in the sensor waveform W, the model waveform Wm is The accuracy of calculation can be improved.
・本願発明者は、センサ波形Wのうち、燃料圧力が最小となる変化点P2から燃料圧力が上昇する部分の傾きは、供給脈動波形Waのうち上昇部分の傾きに略一致することを見出した。この点、センサ波形Wのうち、燃料圧力が最小となる変化点P2から燃料圧力が上昇する部分の傾きに基づいて、モデル波形Wmのうち上昇部分の傾きPγが補正(更新)されるため、モデル波形Wmを演算する精度を向上させることができる。 The inventor of the present application has found that the slope of the portion of the sensor waveform W where the fuel pressure rises from the change point P2 at which the fuel pressure is minimum substantially matches the slope of the raised portion of the supply pulsation waveform Wa. . In this respect, the slope Pγ of the rising portion of the model waveform Wm is corrected (updated) based on the slope of the portion of the sensor waveform W where the fuel pressure rises from the change point P2 where the fuel pressure is minimum. The accuracy of calculating the model waveform Wm can be improved.
・本願発明者は、センサ波形Wのうち燃料圧力が最小となる変化点P2から燃料圧力が上昇して一定となる変化点P2aまでの上昇量は、供給脈動波形Waの上昇量ΔPと略一致することを見出した。この点、センサ波形Wのうち、燃料圧力が最小となる変化点P2から燃料圧力が上昇して一定となる変化点P2aまでの上昇量に基づいて、モデル波形Wmの上昇量ΔPが補正(更新)されるため、モデル波形Wmを演算する精度を向上させることができる。 The inventor of the present application indicates that the amount of increase from the change point P2 where the fuel pressure is minimum in the sensor waveform W to the change point P2a where the fuel pressure rises and becomes constant is substantially equal to the increase amount ΔP of the supply pulsation waveform Wa. I found out. In this respect, in the sensor waveform W, the increase amount ΔP of the model waveform Wm is corrected (updated) based on the increase amount from the change point P2 at which the fuel pressure becomes minimum to the change point P2a at which the fuel pressure increases and becomes constant. Therefore, the accuracy of calculating the model waveform Wm can be improved.
・モデル波形Wmを更新する量が学習値として記憶され、この学習値に基づいてモデル波形Wmが補正される。したがって、実際の供給脈動波形Waに合わせてモデル波形Wmを補正するのみならず、補正前のモデル波形Wm(基準となるモデル波形Wm)からのずれ量を学習値として把握することができる。 The amount of updating the model waveform Wm is stored as a learning value, and the model waveform Wm is corrected based on this learning value. Therefore, not only the model waveform Wm is corrected in accordance with the actual supply pulsation waveform Wa, but also the deviation from the model waveform Wm before correction (the model waveform Wm serving as a reference) can be grasped as a learning value.
なお、上記実施形態に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。 In addition, it is not limited to the said embodiment, You may implement as changed as follows.
・上記実施形態では、供給脈動波形Waの重畳開始時期ta、傾きPγ、上昇量ΔPを演算してモデル波形Wmを規定しているが、予め複数のパターンのモデルを記憶させておき、下降波形W(P1-P2)(例えば下降開始時期Tstaや傾きPα等)に基づき複数パターンのモデルから最適モデルを選択するようにしてもよい。 In the above embodiment, the superposition start time ta, the slope Pγ, and the increase amount ΔP of the supply pulsation waveform Wa are calculated to define the model waveform Wm. However, a plurality of patterns of models are stored in advance, and the decrease waveform The optimum model may be selected from a plurality of patterns based on W (P1-P2) (for example, the descent start timing Tsta, the inclination Pα, etc.).
・上記実施形態では、燃圧センサ20を燃料噴射弁10に搭載しているが、燃圧センサはコモンレール42の吐出口42aから噴射孔11bに至るまでの燃料経路内の燃圧を検出するよう配置された燃圧センサであればよい。よって、例えば燃料配管42bに燃圧センサを搭載してもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、図7のステップS32,S34,S36で算出した各差分量を、傾きPγ,重畳開始時期ta,上昇量ΔPの各学習値としてメモリに記憶させ、モデル波形Wmの傾きPγ,重畳開始時期ta,上昇量ΔPに、それぞれの学習値を加算して、補正後のモデル波形Wmを算出した。しかしながら、これに代えて図7のステップS32,S34,S36において、モデル波形Wmに対する傾きPγ,重畳開始時期ta,及び上昇量ΔPのそれぞれの比を各学習値としてメモリに記憶させ、モデル波形Wmの傾きPγ,重畳開始時期ta,上昇量ΔPに、それぞれの学習値を乗算して、補正後のモデル波形Wmを算出してもよい。 In the above embodiment, the difference amounts calculated in steps S32, S34, and S36 in FIG. 7 are stored in the memory as learning values of the slope Pγ, the superposition start time ta, and the increase amount ΔP, and the slope Pγ of the model waveform Wm is stored. The corrected model waveform Wm was calculated by adding the respective learning values to the superimposition start time ta and the increase amount ΔP. However, instead of this, in steps S32, S34, and S36 of FIG. 7, the respective ratios of the slope Pγ, the superposition start time ta, and the increase amount ΔP with respect to the model waveform Wm are stored in the memory as respective learning values, and the model waveform Wm The corrected model waveform Wm may be calculated by multiplying the slope Pγ, the superposition start time ta, and the increase amount ΔP by the respective learning values.
・上記実施形態では、モデル波形Wmを更新する量を学習値として記憶し、この学習値に基づいてモデル波形Wmを補正した。しかしながら、各学習値が反映されるようにモデル波形Wmを更新した上で、この更新されたモデル波形Wmに基づいて供給脈動波形Waを演算するようにしてもよい。 In the above embodiment, the amount of updating the model waveform Wm is stored as a learning value, and the model waveform Wm is corrected based on this learning value. However, after updating the model waveform Wm so that each learning value is reflected, the supply pulsation waveform Wa may be calculated based on the updated model waveform Wm.
・上記実施形態では、図6に示す手順によりモデル波形Wmを演算した。しかしながら、図7に示す手順により、基準となる燃料噴射システム(マスタ燃料噴射弁等)について傾きPγ、重畳開始時期ta、及び上昇量ΔPを算出し、これらに基づいて基準となるモデル波形Wmを作成することもできる。 In the above embodiment, the model waveform Wm is calculated according to the procedure shown in FIG. However, according to the procedure shown in FIG. 7, the inclination Pγ, the superposition start timing ta, and the increase amount ΔP are calculated for the reference fuel injection system (master fuel injection valve, etc.), and the reference model waveform Wm is calculated based on these. It can also be created.
・ディーゼルエンジンに限らず、デリバリパイプを備える直噴ガソリンエンジンに、本実施形態の噴射状態推定装置を適用することもできる。 -The injection state estimation apparatus of this embodiment can also be applied not only to a diesel engine but to a direct injection gasoline engine provided with a delivery pipe.
10…燃料噴射弁、11a…高圧通路、11b…噴射孔、20…燃圧センサ、30…ECU、42…コモンレール、42b…燃料配管。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記燃料噴射弁による前記燃料の噴射時に前記燃圧センサにより検出される前記燃料圧力に基づいて、前記燃料圧力の変化を表す第1波形を取得する第1波形取得部と、
予め作成されたモデルに基づいて、前記燃料噴射弁による前記燃料の噴射時に前記蓄圧容器から前記燃料通路を通じて前記燃料噴射弁へ供給される燃料によって発生する供給脈動の波形を演算する演算部と、
前記演算部により演算される前記供給脈動の波形を前記第1波形から除去した第2波形を取得する第2波形取得部と、
前記第2波形取得部により取得される前記第2波形に基づいて、前記燃料の噴射状態を推定する推定部と、
前記第1波形取得部により取得される前記第1波形のうち、燃料圧力が最小となる点の出現時期に基づいて、前記モデルにおける前記供給脈動の波形が前記第1波形に重畳開始する時期を更新する更新部と、
を備えることを特徴とする燃料噴射状態推定装置。 A pressure accumulating container (42) for accumulating and holding fuel, a fuel injection valve (10) for injecting the fuel from the injection hole (11b), and a fuel passage (42b, 11a) for circulating the fuel from the pressure accumulating container to the injection hole And a fuel pressure sensor (20) for detecting the fuel pressure in the fuel passage, a fuel injection state estimating device (30) applied to a fuel injection system,
A first waveform acquisition unit that acquires a first waveform representing a change in the fuel pressure based on the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor when the fuel is injected by the fuel injection valve;
Based on a model created in advance, a calculation unit that calculates a waveform of supply pulsation generated by fuel supplied from the pressure accumulator to the fuel injection valve through the fuel passage when the fuel is injected by the fuel injection valve;
A second waveform acquisition unit that acquires a second waveform obtained by removing the supply pulsation waveform calculated by the calculation unit from the first waveform;
An estimation unit that estimates an injection state of the fuel based on the second waveform acquired by the second waveform acquisition unit;
Of the first waveforms acquired by the first waveform acquisition unit, a timing at which the waveform of the supply pulsation in the model starts to be superimposed on the first waveform is based on the appearance time of the point at which the fuel pressure is minimum. An update section to update;
The fuel-injection state estimation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記燃料噴射弁による前記燃料の噴射時に前記燃圧センサにより検出される前記燃料圧力に基づいて、前記燃料圧力の変化を表す第1波形を取得する第1波形取得部と、A first waveform acquisition unit that acquires a first waveform representing a change in the fuel pressure based on the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor when the fuel is injected by the fuel injection valve;
予め作成されたモデルに基づいて、前記燃料噴射弁による前記燃料の噴射時に前記蓄圧容器から前記燃料通路を通じて前記燃料噴射弁へ供給される燃料によって発生する供給脈動の波形を演算する演算部と、Based on a model created in advance, a calculation unit that calculates a waveform of supply pulsation generated by fuel supplied from the pressure accumulator to the fuel injection valve through the fuel passage when the fuel is injected by the fuel injection valve;
前記演算部により演算される前記供給脈動の波形を前記第1波形から除去した第2波形を取得する第2波形取得部と、A second waveform acquisition unit that acquires a second waveform obtained by removing the supply pulsation waveform calculated by the calculation unit from the first waveform;
前記第2波形取得部により取得される前記第2波形に基づいて、前記燃料の噴射状態を推定する推定部と、An estimation unit that estimates an injection state of the fuel based on the second waveform acquired by the second waveform acquisition unit;
前記第1波形取得部により取得される前記第1波形のうち、燃料圧力が最小となる点から燃料圧力が上昇する部分の傾きに基づいて、前記モデルにおける前記供給脈動の波形のうち上昇部分の傾きを更新する更新部と、Of the first waveform acquired by the first waveform acquisition unit, the rising portion of the waveform of the supply pulsation in the model is based on the slope of the portion where the fuel pressure increases from the point where the fuel pressure is minimum. An update unit for updating the inclination;
を備えることを特徴とする燃料噴射状態推定装置。The fuel-injection state estimation apparatus characterized by the above-mentioned.
前記燃料噴射弁による前記燃料の噴射時に前記燃圧センサにより検出される前記燃料圧力に基づいて、前記燃料圧力の変化を表す第1波形を取得する第1波形取得部と、A first waveform acquisition unit that acquires a first waveform representing a change in the fuel pressure based on the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor when the fuel is injected by the fuel injection valve;
予め作成されたモデルに基づいて、前記燃料噴射弁による前記燃料の噴射時に前記蓄圧容器から前記燃料通路を通じて前記燃料噴射弁へ供給される燃料によって発生する供給脈動の波形を演算する演算部と、Based on a model created in advance, a calculation unit that calculates a waveform of supply pulsation generated by fuel supplied from the pressure accumulator to the fuel injection valve through the fuel passage when the fuel is injected by the fuel injection valve;
前記演算部により演算される前記供給脈動の波形を前記第1波形から除去した第2波形を取得する第2波形取得部と、A second waveform acquisition unit that acquires a second waveform obtained by removing the supply pulsation waveform calculated by the calculation unit from the first waveform;
前記第2波形取得部により取得される前記第2波形に基づいて、前記燃料の噴射状態を推定する推定部と、An estimation unit that estimates an injection state of the fuel based on the second waveform acquired by the second waveform acquisition unit;
前記第1波形取得部により取得される前記第1波形のうち、燃料圧力が最小となる点から燃料圧力が上昇して一定となるまでの上昇量に基づいて、前記モデルにおける前記供給脈動の波形の上昇量を更新する更新部と、Of the first waveform acquired by the first waveform acquisition unit, the waveform of the supply pulsation in the model based on the amount of increase from the point where the fuel pressure becomes minimum until the fuel pressure increases and becomes constant. An update unit that updates the amount of increase
を備えることを特徴とする燃料噴射状態推定装置。The fuel-injection state estimation apparatus characterized by the above-mentioned.
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