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JP2020084851A - Fuel injection control device of internal combustion engine - Google Patents

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JP2020084851A JP2018217710A JP2018217710A JP2020084851A JP 2020084851 A JP2020084851 A JP 2020084851A JP 2018217710 A JP2018217710 A JP 2018217710A JP 2018217710 A JP2018217710 A JP 2018217710A JP 2020084851 A JP2020084851 A JP 2020084851A
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learning
fuel
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fuel injection
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JP2018217710A
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Japanese (ja)
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福田 敦史
Atsushi Fukuda
敦史 福田
石原 彰太郎
Shiyoutarou Ishihara
彰太郎 石原
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

To provide a fuel injection control device of an internal combustion engine which can perform minute injection amount learning while sufficiently securing learning accuracy even if the internal combustion engine is in an operation state.SOLUTION: An ECU 50 comprises: a learning period setting part for setting a learning execution period for learning a fuel injection amount of an injector 33 within an in-cylinder pressure stabilization period in which a pressure variation in a cylinder 32 in one combustion cycle is smaller than a prescribed in-cylinder pressure variation amount; an injection control part for performing fuel injection by the injector 33 different from main injection during the learning execution period which is set by the learning period setting part; an injection amount calculation part for calculating an actual injection amount by the fuel injection which is performed by the injection control part; and an injection amount learning part for learning a fuel injection amount on the basis of the actual injection amount calculated by the injection amount calculation part, and a drive pulse when the injector 33 is valve-open driven by the injection control part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine.

エンジンの燃料噴射制御装置としては、従来、燃料噴射弁から所望量の燃料を噴射するための駆動パルスと実際の燃料噴射量との関係のずれを補正するべく、噴射量学習に関する技術が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、車両の減速時に燃料ポンプからの燃料圧送を停止させて燃料噴射を実施し、その噴射前後のレール圧の低下量により噴射量を推定することが開示されている。 BACKGROUND ART Conventionally, as a fuel injection control device for an engine, various techniques related to injection amount learning have been proposed in order to correct a deviation in a relationship between a drive pulse for injecting a desired amount of fuel from a fuel injection valve and an actual fuel injection amount. (For example, see Patent Document 1). Patent Document 1 discloses that fuel pressure feeding from a fuel pump is stopped at the time of deceleration of a vehicle, fuel injection is performed, and the injection amount is estimated from the amount of decrease in rail pressure before and after the injection.

また、例えばディーゼルエンジンでは、着火性の向上や排気エミッションの改善等を図るべく、1燃焼サイクルあたり複数回の燃料噴射を実施する多段噴射が行われている。 Further, for example, in a diesel engine, multi-stage injection is performed in which fuel injection is performed a plurality of times per combustion cycle in order to improve ignitability and exhaust emission.

米国特許第7788015号US Pat. No. 7,788,015

多段噴射による上記改善効果を十分に得るためには、メイン噴射以外の燃料噴射、すなわち、微小噴射による燃料噴射量を精密に調整することが重要となる。また、燃料噴射制御を高精度に行うためには、イグニッションオン後できるだけ速やかに噴射量学習を完了させることが望ましい。しかしながら、特許文献1に記載のものでは、燃料ポンプからの燃料圧送を停止させて燃料噴射を実施し、その噴射前後のレール圧変化量により噴射量を推定するため、燃料カット時のような限られた期間でしか噴射量学習を実施できないことが考えられる。この場合、学習機会を十分に確保できないことが懸念される。 In order to sufficiently obtain the above-mentioned improvement effect by the multi-stage injection, it is important to precisely adjust the fuel injection other than the main injection, that is, the fuel injection amount by the minute injection. Further, in order to perform the fuel injection control with high accuracy, it is desirable to complete the injection amount learning as soon as possible after the ignition is turned on. However, in the technique disclosed in Patent Document 1, fuel pressure feeding from the fuel pump is stopped, fuel injection is performed, and the injection amount is estimated based on the rail pressure change amount before and after the injection. It is conceivable that the injection amount learning can be carried out only during the specified period. In this case, there is concern that sufficient learning opportunities cannot be secured.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、内燃機関が運転している状態にある場合にも、学習精度を十分に確保しつつ微小噴射量学習を実施することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object thereof is to carry out the small injection amount learning while sufficiently securing the learning accuracy even when the internal combustion engine is in the operating state. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that can achieve the above.

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

本発明は、 燃料を加圧して吐出する燃料ポンプ(20)と、前記燃料ポンプから吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧容器(14)と、前記蓄圧容器内に蓄えられた高圧燃料を内燃機関(30)の気筒(32)内に直接噴射する燃料噴射弁(33)と、を備える燃料噴射システムに適用される。 The present invention relates to a fuel pump (20) for pressurizing and discharging fuel, a pressure accumulator (14) for accumulating high pressure fuel discharged from the fuel pump, and an internal combustion engine () for accumulating high pressure fuel stored in the pressure accumulator. The fuel injection system includes a fuel injection valve (33) for directly injecting into the cylinder (32) of (30).

請求項1に記載の発明は、1燃焼サイクルのうち前記気筒内の圧力変動が所定の筒内圧変動量よりも小さい筒内圧安定期間に、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を学習する学習実施期間を設定する学習期間設定部と、前記学習期間設定部により設定された前記学習実施期間に、前記内燃機関の出力トルクの生成に寄与する主噴射とは別に前記燃料噴射弁による燃料噴射を実施する噴射制御部と、前記噴射制御部により実施した燃料噴射により前記燃料噴射弁から実際に噴射された実噴射量を算出する噴射量算出部と、前記噴射量算出部により算出した実噴射量と、前記噴射制御部により前記燃料噴射弁を開弁駆動させたときの駆動パルスとに基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を学習する噴射量学習部と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a learning execution period for learning the fuel injection amount of the fuel injection valve during an in-cylinder pressure stable period in which the pressure fluctuation in the cylinder is smaller than a predetermined in-cylinder pressure fluctuation amount in one combustion cycle. And a fuel injection by the fuel injection valve, in addition to the main injection that contributes to the generation of the output torque of the internal combustion engine, in the learning period setting unit that sets An injection control unit, an injection amount calculation unit that calculates the actual injection amount actually injected from the fuel injection valve by the fuel injection performed by the injection control unit, and an actual injection amount calculated by the injection amount calculation unit, An injection amount learning unit that learns the fuel injection amount of the fuel injection valve based on a drive pulse when the fuel injection valve is driven to open by the injection control unit.

同一の駆動パルスに対する実噴射量が、気筒内圧力の変動に起因してばらつくこと、及び、1燃焼サイクル内に気筒内圧力の変動が小さい期間が存在することに着目し、1燃焼サイクルのうち気筒内圧力の変動が所定の筒内圧変動量よりも小さい筒内圧安定期間に微小噴射量の噴射量学習を実施する構成とした。こうした構成によれば、内燃機関が運転している状態にある場合にも、学習精度を十分に確保しつつ微小噴射量学習を実施することができる。 Paying attention to the fact that the actual injection amount for the same drive pulse fluctuates due to the fluctuation in the cylinder pressure, and that there is a period in which the fluctuation in the cylinder pressure is small within one combustion cycle. The configuration is such that the injection amount learning of the minute injection amount is performed during the in-cylinder pressure stable period in which the in-cylinder pressure fluctuation is smaller than a predetermined in-cylinder pressure fluctuation amount. With such a configuration, even when the internal combustion engine is operating, it is possible to carry out the small injection amount learning while ensuring sufficient learning accuracy.

燃料噴射システムの概略構成図。The schematic block diagram of a fuel injection system. インジェクタの概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of an injector. インジェクタの先端部分を拡大した縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which expanded the front-end|tip part of an injector. 筒内圧変化に対する噴射量の変化特性を示す図。The figure which shows the change characteristic of the injection amount with respect to cylinder pressure change. 1燃焼サイクルにおける筒内圧の変化を示す図。The figure which shows the change of the in-cylinder pressure in 1 combustion cycle. 1燃焼サイクルのうち異なるクランク角位置での筒内圧を比較する図。The figure which compares the in-cylinder pressure in a different crank angle position in 1 combustion cycle. 学習実施期間の設定方法を示すタイムチャート。The time chart which shows the setting method of the study implementation period. 微小噴射量学習処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a small injection amount learning process. 学習前提条件成立判定処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of learning precondition satisfaction determination processing. 学習用データサンプリング判定処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the data sampling determination process for learning. 学習実施期間演算処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a learning implementation period calculation process. 噴射実施要領演算処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of an injection implementation point calculation process. 微小噴射量学習の具体的態様を示すタイムチャート。The time chart which shows the concrete mode of small amount injection learning. 微小噴射量推定処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a minute injection amount estimation process. レール圧の変化量による微小噴射量学習を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating learning of a minute injection amount based on a change amount of rail pressure. ずれ量算出処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a shift amount calculation process. 微小噴射の噴射量範囲におけるインジェクタ噴射特性を示す図。The figure which shows the injector injection characteristic in the injection amount range of minute injection. 学習値記憶処理の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a learning value storage process. 他の実施形態の学習実施期間の設定方法を示すタイムチャート。The time chart which shows the setting method of the study implementation period of other embodiment.

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、内燃機関としての車載エンジンに対して燃料噴射弁から燃料を供給する燃料噴射システムを構築している。エンジンは多気筒エンジンであり、本実施形態では4気筒エンジンを搭載している。本システムは、電子制御ユニット(以下、ECUという。)を中枢として各種制御を実施する。燃料噴射システムの全体概略構成図を図1に示す。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. This embodiment builds a fuel injection system that supplies fuel from a fuel injection valve to a vehicle-mounted engine as an internal combustion engine. The engine is a multi-cylinder engine, and in this embodiment, a 4-cylinder engine is installed. This system implements various controls with an electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) as the center. FIG. 1 shows an overall schematic configuration diagram of the fuel injection system. In each of the following embodiments, the same or equivalent portions are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the portions having the same reference numeral is cited.

図1の燃料噴射システム60において、燃料タンク11は、低圧燃料配管12を介して燃料ポンプ20に接続されている。燃料ポンプ20は、低圧燃料配管12を通じて燃料タンク11から燃料を汲み上げる低圧ポンプ21と、低圧ポンプ21により汲み上げられた燃料を高圧化する高圧ポンプ22とを備えている。なお、本実施形態では低圧ポンプ21と高圧ポンプ22とが一体化されているが、別々に設けられていてもよい。 In the fuel injection system 60 of FIG. 1, the fuel tank 11 is connected to the fuel pump 20 via the low pressure fuel pipe 12. The fuel pump 20 includes a low-pressure pump 21 that pumps fuel from the fuel tank 11 through the low-pressure fuel pipe 12, and a high-pressure pump 22 that boosts the pressure of the fuel pumped by the low-pressure pump 21. Although the low-pressure pump 21 and the high-pressure pump 22 are integrated in this embodiment, they may be provided separately.

高圧ポンプ22は、エンジン30の回転に伴い燃料の吸入及び吐出を行う機械式ポンプである。具体的には、高圧ポンプ22は、エンジン30の出力軸31(クランク軸)の回転に同期してプランジャが往復動されることで低圧燃料を吸入して高圧化し、高圧化した燃料(高圧燃料)を吐出する。高圧ポンプ22の燃料吐出部には、電磁駆動式の燃料調量弁として吐出調量弁(PCV)23が設けられており、吐出調量弁23の通電制御により吐出開始タイミングが調整されることにより、燃料ポンプ20からの燃料吐出量(ポンプ吐出量)が調整される。 The high-pressure pump 22 is a mechanical pump that sucks and discharges fuel as the engine 30 rotates. Specifically, the high-pressure pump 22 sucks low-pressure fuel to increase its pressure by reciprocating the plunger in synchronization with the rotation of the output shaft 31 (crankshaft) of the engine 30, and the high-pressure fuel (high-pressure fuel ) Is discharged. The fuel discharge portion of the high-pressure pump 22 is provided with a discharge metering valve (PCV) 23 as an electromagnetically driven fuel metering valve, and the discharge start timing is adjusted by controlling the energization of the discharge metering valve 23. Thus, the amount of fuel discharged from the fuel pump 20 (pump discharge amount) is adjusted.

高圧ポンプ22は、吐出調量弁23として第1PCV及び第2PCVの2個の調量弁を備えている。2個の吐出調量弁23のうち、第1PCVは、第1気筒♯1及び第4気筒♯4への燃料の吐出を制御し、第2PCVは、第2気筒♯2及び第3気筒♯3への燃料の吐出を制御する。本システムでは、燃料噴射が行われる毎に燃料ポンプ20による燃料の圧送が行われる1噴射1圧送の燃料供給システムとなっている。なお、燃料調量弁としては、吐出調量弁23に代えて、高圧ポンプ22の燃料吸入部に配置される吸入調量弁(SCV)を用いてもよい。 The high-pressure pump 22 includes two metering valves, a first PCV and a second PCV, as the discharge metering valves 23. Of the two discharge adjustment valves 23, the first PCV controls the fuel discharge to the first cylinder #1 and the fourth cylinder #4, and the second PCV controls the second cylinder #2 and the third cylinder #3. Control the discharge of fuel into the. The present system is a one-injection, one-pressure feed fuel supply system in which fuel is pumped by the fuel pump 20 every time fuel injection is performed. As the fuel metering valve, instead of the discharge metering valve 23, a suction metering valve (SCV) arranged in the fuel suction part of the high-pressure pump 22 may be used.

燃料ポンプ20には、高圧燃料配管13を介して、蓄圧容器としてのコモンレール14が接続されている。コモンレール14には、燃料ポンプ20から吐出される高圧燃料が逐次供給され、燃料が高圧状態で保持されている。コモンレール14には、圧力検出手段としてレール圧センサ15が設けられており、レール圧センサ15によってコモンレール14内の燃料圧力(レール圧)が検出される。 A common rail 14 as a pressure accumulator is connected to the fuel pump 20 via a high-pressure fuel pipe 13. The high pressure fuel discharged from the fuel pump 20 is sequentially supplied to the common rail 14, and the fuel is held in a high pressure state. The common rail 14 is provided with a rail pressure sensor 15 as a pressure detecting means, and the rail pressure sensor 15 detects the fuel pressure (rail pressure) in the common rail 14.

エンジン30は、多気筒のディーゼルエンジンである。エンジン30には、気筒32ごとにインジェクタ33が設けられている。各インジェクタ33に対しては、高圧燃料パイプ16を通じてコモンレール14内の高圧燃料が供給される。インジェクタ33の駆動により、高圧の燃料がエンジン30の各気筒32内に直接噴射される。燃料ポンプ20及びインジェクタ33には還流配管17が接続されており、燃料ポンプ20及びインジェクタ33で余剰になった燃料が、還流配管17を経由して燃料タンク11に戻される。 The engine 30 is a multi-cylinder diesel engine. The engine 30 is provided with an injector 33 for each cylinder 32. The high-pressure fuel in the common rail 14 is supplied to each injector 33 through the high-pressure fuel pipe 16. By driving the injector 33, high-pressure fuel is directly injected into each cylinder 32 of the engine 30. A reflux pipe 17 is connected to the fuel pump 20 and the injector 33, and excess fuel in the fuel pump 20 and the injector 33 is returned to the fuel tank 11 via the reflux pipe 17.

図2に示すように、インジェクタ33は、筒状のノズルボディ34と、ノズルボディ34の内部空間に軸方向に往復移動可能に収容されたノズルニードル35とを備えている。ノズルボディ34の先端部には、ノズルニードル35によって開閉される噴孔44が設けられている。噴孔44は、燃料通路を介して、高圧燃料パイプ16(図1を参照)に連通されており、高圧燃料パイプ16と噴孔44とを連通する燃料通路の途中に、高圧燃料を貯留する貯留室36が設けられている。貯留室36内には、ノズルニードル35の先端部が配置されている。ノズルニードル35において、貯留室36とは反対側の端部には、高圧燃料パイプ16に接続される背圧室37が設けられている。背圧室37内には、コモンレール14からの高圧燃料が導入される。 As shown in FIG. 2, the injector 33 includes a tubular nozzle body 34 and a nozzle needle 35 that is housed in the internal space of the nozzle body 34 so as to be reciprocally movable in the axial direction. An injection hole 44 that is opened and closed by the nozzle needle 35 is provided at the tip of the nozzle body 34. The injection hole 44 communicates with the high-pressure fuel pipe 16 (see FIG. 1) via the fuel passage, and stores the high-pressure fuel in the middle of the fuel passage that connects the high-pressure fuel pipe 16 and the injection hole 44. A storage chamber 36 is provided. The tip of the nozzle needle 35 is arranged in the storage chamber 36. A back pressure chamber 37 connected to the high-pressure fuel pipe 16 is provided at an end of the nozzle needle 35 opposite to the storage chamber 36. High pressure fuel from the common rail 14 is introduced into the back pressure chamber 37.

背圧室37は、燃料タンク11に連通する低圧燃料パイプ24に、オリフィス39を介して接続されている。低圧燃料パイプ24には、オリフィス39の下流側に、コイル41の通電に伴い開弁する常閉式の制御弁42が設けられている。コイル41の非通電時には、背圧室37内の燃料圧力による閉弁方向への力及びスプリング38の付勢力の合計の力が、貯留室36内の燃料圧力よりも大きくなることによって、ノズルニードル35が噴孔44を閉弁する方向に変位し、インジェクタ33が閉弁状態となる。閉弁状態において、コイル41に通電されて制御弁42が開弁すると、背圧室37内の燃料がオリフィス39を介して低圧燃料パイプ24側に流出する。これにより、貯留室36内の燃料圧力が、背圧室37内の燃料圧力及びスプリング38の付勢力の合計の力よりも大きくなることによって、ノズルニードル35が噴孔44を開弁する方向に変位し、インジェクタ33が開弁状態となる。また、インジェクタ33が開弁状態となることにより、貯留室36内の高圧燃料が噴孔44から噴射される。 The back pressure chamber 37 is connected to the low pressure fuel pipe 24 communicating with the fuel tank 11 via an orifice 39. The low-pressure fuel pipe 24 is provided downstream of the orifice 39 with a normally-closed control valve 42 that opens when the coil 41 is energized. When the coil 41 is not energized, the sum of the force in the valve closing direction due to the fuel pressure in the back pressure chamber 37 and the urging force of the spring 38 becomes larger than the fuel pressure in the storage chamber 36, so that the nozzle needle 35 is displaced in the direction of closing the injection hole 44, and the injector 33 is closed. In the valve closed state, when the coil 41 is energized and the control valve 42 is opened, the fuel in the back pressure chamber 37 flows out to the low pressure fuel pipe 24 side through the orifice 39. As a result, the fuel pressure in the storage chamber 36 becomes larger than the total force of the fuel pressure in the back pressure chamber 37 and the biasing force of the spring 38, so that the nozzle needle 35 opens the injection hole 44. The injector 33 is displaced and the injector 33 is opened. Further, when the injector 33 is opened, the high pressure fuel in the storage chamber 36 is injected from the injection hole 44.

図3は、インジェクタ33の先端部分を拡大した縦断面図である。ノズルボディ34の内部の先端部には、円錐状のテーパ部48と、テーパ部48の先端側に形成されたサック部46とが設けられている。テーパ部48は、ノズルニードル35の先端部が着座される弁座部43を有する。また、ノズルニードル35は、円錐状のニードル本体35aと、ニードル本体35aの先端側に設けられたテーパ部35bとを備えている。テーパ部35bの軸方向における途中部分には、円環状のシール部45が設けられており、シール部45が弁座部43に着座可能になっている。 FIG. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view of the tip portion of the injector 33. A conical taper portion 48 and a sack portion 46 formed on the tip side of the taper portion 48 are provided at the tip portion inside the nozzle body 34. The taper portion 48 has a valve seat portion 43 on which the tip of the nozzle needle 35 is seated. Further, the nozzle needle 35 includes a conical needle body 35a and a tapered portion 35b provided on the tip side of the needle body 35a. An annular seal portion 45 is provided at an axially intermediate portion of the taper portion 35b, and the seal portion 45 can be seated on the valve seat portion 43.

サック部46は、例えば球状の内壁面を有する空間である。サック部46は、ノズルボディ34の内面とノズルニードル35の側面との間に形成された環状の燃料通路47を介して貯留室36(図2を参照)に連通されている。これにより、サック部46には、貯留室36内の高圧燃料が燃料通路47内を通って流入し貯留される。ノズルボディ34の先端部には、サック部46の内面とノズルボディ34の外面とを連通するように複数の噴孔44が形成されている。ノズルニードル35が噴孔44に向かう方向に移動して、ノズルニードル35のシール部45が弁座部43に着座している状態では、サック部46への燃料の流入が遮断され、インジェクタ33は閉弁状態となる。この閉弁状態において、ノズルニードル35が噴孔44から離間する方向に移動して、シール部45が弁座部43から離間すると、高圧燃料が燃料通路47を通ってサック部46に流入し、噴孔44から燃料が噴射される。 The sack portion 46 is, for example, a space having a spherical inner wall surface. The sack portion 46 communicates with the storage chamber 36 (see FIG. 2) via an annular fuel passage 47 formed between the inner surface of the nozzle body 34 and the side surface of the nozzle needle 35. As a result, the high-pressure fuel in the storage chamber 36 flows into the sack portion 46 through the fuel passage 47 and is stored therein. A plurality of injection holes 44 are formed at the tip of the nozzle body 34 so as to connect the inner surface of the sack portion 46 and the outer surface of the nozzle body 34. When the nozzle needle 35 moves in the direction toward the injection hole 44 and the seal portion 45 of the nozzle needle 35 is seated on the valve seat portion 43, the inflow of fuel to the sack portion 46 is blocked, and the injector 33 is The valve is closed. In this valve closed state, when the nozzle needle 35 moves in the direction away from the injection hole 44 and the seal portion 45 separates from the valve seat portion 43, the high pressure fuel flows into the suck portion 46 through the fuel passage 47, Fuel is injected from the injection holes 44.

ECU50は、CPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。ECU50には、上記したレール圧センサ15の検出信号の他に、エンジン30の回転速度を検出するクランク角センサ51、各気筒がいずれの行程にあるかを判別するための気筒判別センサ52、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ53、エンジン冷却水温を検出する水温センサ54、燃料ポンプ20内の燃料の温度を検出する燃温センサ55等の各種センサから検出信号が逐次入力される。 The ECU 50 is an electronic control device including a well-known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like. In addition to the detection signal of the rail pressure sensor 15 described above, the ECU 50 includes a crank angle sensor 51 for detecting the rotation speed of the engine 30, a cylinder discrimination sensor 52 for discriminating which stroke each cylinder is in, and an accelerator. Detection signals are sequentially input from various sensors such as an accelerator sensor 53 that detects an operation amount, a water temperature sensor 54 that detects an engine cooling water temperature, and a fuel temperature sensor 55 that detects a temperature of fuel in the fuel pump 20.

ECU50は、エンジン回転速度やアクセル操作量等のエンジン運転情報に基づいて最適な燃料噴射量及び噴射時期を決定し、決定した燃料噴射量及び噴射磁気に応じた噴射制御信号をインジェクタ33に出力する。これにより、各気筒32において、インジェクタ33による燃料噴射制御が実施される。また、ECU50は、都度のエンジン回転速度や燃料噴射量に基づいて、レール圧の目標値である目標レール圧を設定するとともに、レール圧センサ15により検出された実レール圧が目標レール圧となるようにポンプ吐出量を制御する。レール圧が制御されることにより、インジェクタ33から噴射される燃料の噴射圧が制御される。 The ECU 50 determines an optimum fuel injection amount and injection timing based on engine operating information such as engine rotation speed and accelerator operation amount, and outputs an injection control signal according to the determined fuel injection amount and injection magnetism to the injector 33. .. As a result, the fuel injection control by the injector 33 is performed in each cylinder 32. Further, the ECU 50 sets a target rail pressure that is a target value of the rail pressure based on the engine rotation speed and the fuel injection amount at each time, and the actual rail pressure detected by the rail pressure sensor 15 becomes the target rail pressure. Control the pump discharge rate. By controlling the rail pressure, the injection pressure of the fuel injected from the injector 33 is controlled.

本システムの燃料噴射制御では多段噴射を実施しており、具体的には、エンジン30の出力トルクの生成に寄与する燃料の主噴射(メイン噴射)に先立って、メイン噴射に比して微小量の(例えば、2〜3mm3/st)燃料を噴射するパイロット噴射を実施している。この実施形態では、1燃焼サイクル(吸気行程→圧縮行程→膨張行程→排気行程)あたり1回のパイロット噴射とメイン噴射とを行っている。 In the fuel injection control of this system, multi-stage injection is performed. Specifically, prior to the main injection (main injection) of fuel that contributes to the generation of the output torque of the engine 30, a small amount compared to the main injection is used. (For example, 2 to 3 mm3/st) of fuel is injected. In this embodiment, one pilot injection and one main injection are performed per combustion cycle (intake stroke→compression stroke→expansion stroke→exhaust stroke).

パイロット噴射では、燃焼騒音の低減やNOx発生の抑制等の効果を十分に発揮させるために、微小量の燃料を精度良く噴射することが要求される。その一方で、インジェクタ33は、個体差及び経時的な劣化等により、インジェクタ33に対する指令噴射量、すなわち通電パルス期間と、その通電パルス期間に対して実際にインジェクタ33から噴射される燃料噴射量(実噴射量)との間にずれが現れる。そこで本システムでは、パイロット噴射により噴射すべき微小噴射量(指示噴射量Qtarget)に対応する指令値(駆動パルス)と実噴射量とのずれ量を検出し、インジェクタ33から噴射する燃料量を補正する微小噴射量学習を実施している。 In the pilot injection, it is required to inject a small amount of fuel with high precision in order to sufficiently exert effects such as reduction of combustion noise and suppression of NOx generation. On the other hand, the injector 33 has a command injection amount to the injector 33, that is, an energization pulse period and a fuel injection amount that is actually injected from the injector 33 during the energization pulse period (due to individual differences, deterioration over time, and the like). A deviation appears from the actual injection amount). Therefore, in this system, the deviation amount between the command value (driving pulse) corresponding to the minute injection amount (instruction injection amount Qtarget) to be injected by the pilot injection and the actual injection amount is detected, and the fuel amount injected from the injector 33 is corrected. The small injection amount learning is performed.

以下、本システムで実施される微小噴射量学習について詳述する。本システムでは、エンジン30の気筒内圧力(以下、「筒内圧」ともいう。)が変動していると、インジェクタ33に対し同一の駆動パルスの指令を与えても実噴射量が異なること、及び微小噴射の場合には筒内圧による影響が大きく、学習精度に与える影響が大きいことに着目した。 Hereinafter, the small injection amount learning performed by this system will be described in detail. In this system, when the cylinder pressure of the engine 30 (hereinafter, also referred to as “cylinder pressure”) fluctuates, the actual injection amount differs even if the same drive pulse command is given to the injector 33, and In the case of minute injection, we paid attention to the fact that the in-cylinder pressure has a large effect and the learning accuracy has a large effect.

図4に、筒内圧変化に対する噴射量の変化特性を示す。図4中、(a)は、指示噴射量Qtargetの燃料がインジェクタ33から噴射されるように同一の長さの駆動パルスにより燃料噴射を指令した場合における、筒内圧[MPa]と実噴射量[mm3/st]との関係を示した図である。(b)は、時間及び噴射率によって筒内圧と実噴射量との関係を表した図である。「P1」及び「P2」は筒内圧値を示し、P1<P2である。図4(b)中の一点鎖線は、筒内圧がP1の場合の噴射特性を示し、実線は、筒内圧がP2の場合の噴射特性を示している。また、点線は、筒内圧がP1の場合の噴射特性の噴射開始タイミングt1と筒内圧がP2の場合の噴射特性の噴射開始タイミングt2とが一致するように、筒内圧がP2の場合の噴射特性を時間軸方向にスライドさせたものである。 FIG. 4 shows the change characteristic of the injection amount with respect to the change in the cylinder pressure. In FIG. 4, (a) shows the in-cylinder pressure [MPa] and the actual injection amount [when the fuel injection is commanded by the drive pulse of the same length so that the fuel of the designated injection amount Qtarget is injected from the injector 33. [mm3/st]. (B) is a diagram showing the relationship between the in-cylinder pressure and the actual injection amount according to time and injection rate. “P1” and “P2” represent in-cylinder pressure values, and P1<P2. The dashed-dotted line in FIG. 4B shows the injection characteristic when the in-cylinder pressure is P1, and the solid line shows the injection characteristic when the in-cylinder pressure is P2. Further, the dotted line indicates the injection characteristic when the in-cylinder pressure is P2 so that the injection start timing t1 of the injection characteristic when the in-cylinder pressure is P1 and the injection start timing t2 of the injection characteristic when the in-cylinder pressure is P2 match. Is a slide in the time axis direction.

図4(a)及び(b)に示すように、指示噴射量が同じ値Qtargetであっても、筒内圧がP1の場合には実噴射量がQ1であるのに対し、筒内圧がより高いP2の場合には、実噴射量がQ1よりも多いQ2となる。すなわち、筒内圧が高いほど、同一の駆動パルスに対しインジェクタ33からの実噴射量が多くなる。こうした事象は、筒内圧が高いほどノズルニードル35が上昇側に位置しやすく、これによりノズルニードル35が開弁方向への移動を開始するタイミング(つまり噴射開始タイミング)、ノズルニードル35が閉弁方向への移動を終了するタイミング(つまり噴射終了タイミング)及びノズルニードル35の移動速度が筒内圧に応じて変化することに起因すると考えられる。 As shown in FIGS. 4A and 4B, even when the instructed injection amount is the same value Qtarget, when the in-cylinder pressure is P1, the actual injection amount is Q1, but the in-cylinder pressure is higher. In the case of P2, the actual injection amount becomes Q2, which is larger than Q1. That is, the higher the in-cylinder pressure, the larger the actual injection amount from the injector 33 for the same drive pulse. In such an event, the higher the in-cylinder pressure, the more the nozzle needle 35 is likely to be positioned on the rising side, which causes the nozzle needle 35 to start moving in the valve opening direction (that is, the injection start timing) and the nozzle needle 35 in the valve closing direction. It is considered that this is due to the timing of ending the movement to (i.e., the injection end timing) and the moving speed of the nozzle needle 35 depending on the in-cylinder pressure.

そこで本実施形態では、エンジン30が運転している状態において、1燃焼サイクルのうち筒内圧の変動が所定の筒内圧変動量よりも小さい期間に、通常噴射(パイロット噴射及びメイン噴射)とは別に、学習専用の燃料噴射(学習用噴射)を実施する。そして、学習用噴射による実噴射量を算出し、その算出した実噴射量と、学習用噴射の駆動パルスとを用いて、インジェクタ33の燃料噴射量を学習する。こうした微小噴射量学習によれば、エンジン30の燃焼が行われている通常運転時にも、学習精度を十分に確保しながら微小噴射量学習を実施することができる。 Therefore, in the present embodiment, in the state where the engine 30 is operating, in a period in which the fluctuation of the in-cylinder pressure is smaller than a predetermined in-cylinder pressure fluctuation amount in one combustion cycle, separately from the normal injection (pilot injection and main injection). , Fuel injection for learning (learning injection) is implemented. Then, the actual injection amount by the learning injection is calculated, and the fuel injection amount of the injector 33 is learned using the calculated actual injection amount and the driving pulse for the learning injection. According to such small injection amount learning, it is possible to carry out the small injection amount learning while ensuring sufficient learning accuracy even during normal operation when the engine 30 is burning.

図5には、第1気筒♯1で通常噴射(1回のパイロット噴射とメイン噴射)を行った場合の1燃焼サイクルにおける筒内圧の変化を示している。横軸は、圧縮上死点を基準にした場合のクランク角度を示している。1燃焼サイクルのうち、膨張行程後半及び排気行程では筒内圧が安定しており、膨張行程後半及び排気行程内の期間Cでは、圧縮上死点前の期間A及び圧縮上死点後の期間Bと比べて筒内圧変化量が小さく、筒内圧が安定している(図5及び図6参照)。この点に着目し、本実施形態では、1燃焼サイクルのうち、圧縮上死点後θa(例えば、圧縮上死点後70〜80℃A)よりも後の期間TAを利用し、期間TA内に微小噴射量学習の学習実施期間(以下、「学習実施期間TP」ともいう。)を設定し、該設定した学習実施期間TPで微小噴射量学習を実施することとしている。 FIG. 5 shows changes in the in-cylinder pressure in one combustion cycle when the normal injection (one pilot injection and main injection) is performed in the first cylinder #1. The horizontal axis represents the crank angle with reference to the compression top dead center. In one combustion cycle, the in-cylinder pressure is stable in the latter half of the expansion stroke and the exhaust stroke, and in period C in the latter half of the expansion stroke and exhaust stroke, period A before compression top dead center and period B after compression top dead center Compared with, the amount of change in the cylinder pressure is small and the cylinder pressure is stable (see FIGS. 5 and 6). Focusing on this point, in the present embodiment, a period TA after the compression top dead center θa (for example, 70 to 80° C. A after the compression top dead center) in one combustion cycle is used, and within the period TA. A learning implementation period for the small injection amount learning (hereinafter, also referred to as “learning implementation period TP”) is set, and the small injection amount learning is implemented in the set learning implementation period TP.

なお、1燃焼サイクルのうち吸気行程及び圧縮行程前半の期間についても、筒内圧の変動が小さい筒内圧安定期間であるが、学習用噴射の実施により通常噴射の実施態様の変更を回避するべく本実施形態では、メイン噴射が終了した後の圧縮行程後半及び排気行程内に学習実施期間TPを設定することとしている。 It should be noted that the in-cylinder pressure stable period in which the fluctuation of the in-cylinder pressure is small is also in the period of the intake stroke and the first half of the compression stroke in one combustion cycle, but in order to avoid changing the mode of the normal injection by implementing the learning injection, In the embodiment, the learning execution period TP is set in the latter half of the compression stroke and the exhaust stroke after the main injection is completed.

本実施形態の微小噴射量学習の学習実施期間TPの設定方法の具体的態様について、図7のタイムチャートを用いて説明する。この微小噴射量学習は、エンジン30が運転している状態、より具体的には、1燃焼サイクル内で燃料ポンプ20からの燃料吐出とインジェクタ33による主噴射とが実施されるエンジン運転状態で実施される。 A specific mode of the setting method of the learning execution period TP of the small injection amount learning of the present embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. 7. This small injection amount learning is performed in a state in which the engine 30 is operating, more specifically, in an engine operating state in which fuel discharge from the fuel pump 20 and main injection by the injector 33 are performed in one combustion cycle. To be done.

本実施形態では、期間TAのうち、高圧ポンプ22の燃料吐出及びインジェクタ33の燃料噴射が実施されていない期間(以下、「駆動停止期間」ともいう。)を、レール圧の変動が所定の燃圧変動量よりも小さい期間とみなし、期間TAのうち駆動停止期間に微小噴射量学習を実施することとしている。ポンプ圧送量及び燃料噴射量がばらつくことでレール圧がばらつき、このレール圧のばらつきに起因して学習用噴射の噴射量がばらつくことを避けるためである。また、本実施形態では、インジェクタ33の駆動パルスとレール圧の変化量との関係に基づき噴射量学習を実施しているため、レール圧の検出値にばらつきが生じることを避け、レール圧の検出精度を十分に確保するためである。 In the present embodiment, in the period TA, the period in which the fuel discharge of the high-pressure pump 22 and the fuel injection of the injector 33 are not performed (hereinafter, also referred to as “drive stop period”) has a predetermined fuel pressure in which the rail pressure varies. It is assumed that the period is smaller than the variation amount, and the minute injection amount learning is performed during the drive stop period of the period TA. This is to avoid variations in the rail pressure due to variations in the pump pressure feed amount and fuel injection amount, and variations in the injection amount of the learning injection due to variations in the rail pressure. Further, in the present embodiment, since the injection amount learning is performed based on the relationship between the drive pulse of the injector 33 and the change amount of the rail pressure, it is possible to prevent the detection value of the rail pressure from varying and to detect the rail pressure. This is to ensure sufficient accuracy.

図7中、「TB」は、吐出調量弁23(第1PCV及び第2PCV)に対する駆動指令によって燃料ポンプ20から燃料が吐出されている期間を示し、「TC」は、4気筒のうちいずれかの気筒のインジェクタ33に対する駆動指令によって通常噴射が実施されている期間を示す。「J1」はパイロット噴射を示し、「J2」はメイン噴射を示している。 In FIG. 7, “TB” indicates a period during which fuel is being discharged from the fuel pump 20 in response to a drive command to the discharge metering valve 23 (first PCV and second PCV), and “TC” is one of four cylinders. The period during which normal injection is performed by the drive command to the injector 33 of the cylinder is shown. “J1” indicates pilot injection, and “J2” indicates main injection.

学習実施期間TPは、各気筒の期間TAのうち、期間TB及び期間TCのいずれとも重複しない期間(以下、「学習用データサンプリング可能期間TS」ともいう。)に、気筒ごとに設定される。すなわち、期間TAのうち、インジェクタ33から燃料が噴射されておらず、かつ高圧ポンプ22から燃料が吐出されていない期間に学習実施期間TPが設定される。また、ECU50は、各気筒において学習用データサンプリング可能期間TSが複数存在する場合、以下の条件(a)及び(b)に従って、複数ある学習用データサンプリング可能期間TSのうち1つの期間を学習実施期間TPとして選択する。
(a)複数の学習用データサンプリング可能期間TSのうち、最も長い期間(最長サンプリング期間)を学習実施期間TPとして選択する。
(b)最長サンプリング期間が複数存在する場合、最も進角側にある最長サンプリング期間を学習実施期間TPとして選択する。
The learning implementation period TP is set for each cylinder in a period that does not overlap with any of the periods TB and TC of the period TA of each cylinder (hereinafter, also referred to as “learning data sampling possible period TS”). That is, in the period TA, the learning execution period TP is set in a period in which fuel is not being injected from the injector 33 and fuel is not being discharged from the high-pressure pump 22. In addition, when there are a plurality of learning data sampling possible periods TS in each cylinder, the ECU 50 performs learning of one of the plurality of learning data sampling possible periods TS according to the following conditions (a) and (b). Select as the period TP.
(A) The longest period (longest sampling period) is selected as the learning implementation period TP from the plurality of learning data sampleable periods TS.
(B) When there are a plurality of longest sampling periods, the longest sampling period on the most advanced side is selected as the learning implementation period TP.

図7では、第1気筒♯1には、1燃焼サイクル内に3つの学習用データサンプリング可能期間TS(期間t(♯1−1)、期間t(♯1−2)及び期間t(♯1−3))が存在している。なお、期間t(♯1−1)と期間t(♯1−3)は同じ長さである。ECU50は、これら3つの学習用データサンプリング可能期間TSのうち、まず、期間t(♯1−1)及び期間t(♯1−3)を最長サンプリング期間として選択する。続いて、最長サンプリング期間として選択された期間t(♯1−1)及び期間t(♯1−3)のうち、最も進角側の期間t(♯1−1)を学習実施期間TPに設定する。 In FIG. 7, in the first cylinder #1, three learning data sampling possible periods TS (period t(#1-1), period t(#1-2), and period t(#1) are included in one combustion cycle. -3)) is present. The period t(#1-1) and the period t(#1-3) have the same length. The ECU 50 first selects the period t(#1-1) and the period t(#1-3) as the longest sampling period from the three learning data sampling possible periods TS. Subsequently, of the period t(#1-1) and the period t(#1-3) selected as the longest sampling period, the period t(#1-1) on the most advanced side is set as the learning execution period TP. To do.

第2気筒♯2〜第4気筒♯4については、第1気筒♯1と同じ位置関係にある期間が学習実施期間TPとして設定される。これにより、各気筒での学習実施期間TPが互いに重複しないようにしている。図7では、最も進角側に位置する期間が学習実施期間TPとして設定される。 For the second cylinder #2 to the fourth cylinder #4, a period having the same positional relationship as the first cylinder #1 is set as the learning execution period TP. This prevents the learning execution periods TP of the cylinders from overlapping each other. In FIG. 7, the period closest to the advance angle side is set as the learning implementation period TP.

具体的には、第2気筒♯2については、3つの学習用データサンプリング可能期間TS(期間t(♯2−1)、期間t(♯2−2)及び期間t(♯2−3))のうち、期間t(♯2−1)が学習実施期間TPとして設定される。第3気筒♯3については、期間t(♯3−1)、期間t(♯3−2)及び期間t(♯3−3)のうち、期間t(♯3−1)が学習実施期間TPとして設定され、第4気筒♯4については、期間t(♯4−1)、期間t(♯4−2)及び期間t(♯4−3)のうち、期間t(♯4−1)が学習実施期間TPとして設定される。そして、各気筒について、次回以降の少なくとも1回の燃焼サイクルにおいて、学習実施期間TPで学習用噴射を実施し、実噴射量と駆動パルスとに基づいて学習値を取得する。なお、第2気筒♯2〜第4気筒♯4についても、第1気筒♯1と同様の処理を行うことによって学習実施期間TPを設定してもよい。 Specifically, for the second cylinder #2, three learning data sampling available periods TS (period t(#2-1), period t(#2-2) and period t(#2-3)). Of these, the period t (#2-1) is set as the learning implementation period TP. For the third cylinder #3, of the period t (#3-1), the period t (#3-2), and the period t (#3-3), the period t (#3-1) is the learning execution period TP. For the fourth cylinder #4, of the period t(#4-1), the period t(#4-2) and the period t(#4-3), the period t(#4-1) is It is set as a learning implementation period TP. Then, for each cylinder, the learning injection is performed in the learning execution period TP in at least one combustion cycle after the next time, and the learning value is acquired based on the actual injection amount and the drive pulse. The learning execution period TP may be set for the second cylinder #2 to the fourth cylinder #4 by performing the same processing as the first cylinder #1.

条件(b)を設けている理由としては、本システムではインジェクタ駆動回路を2つ備えており、1つのインジェクタ駆動回路によって2つのインジェクタ33の駆動を制御している。そのため、各気筒では、インジェクタ33に駆動パルスを出力可能なクランク角度期間が予め定められている。具体的には、圧縮上死点よりも進角側のクランク角度位置θpから、圧縮上死点よりも遅角側のクランク角度位置θqまでのクランク角度期間(例えば180℃Aの期間)が、各気筒のインジェクタ33に対し駆動パルスを出力可能な期間として設定されている。そこで本実施形態では、できるだけ進角側の学習用データサンプリング可能期間TSを学習実施期間TPとして設定することにより、学習用噴射を確実に実施できるようにしている。 The reason for providing the condition (b) is that the present system includes two injector drive circuits, and one injector drive circuit controls the drive of the two injectors 33. Therefore, in each cylinder, the crank angle period in which the drive pulse can be output to the injector 33 is predetermined. Specifically, the crank angle period (for example, a period of 180° C. A) from the crank angle position θp on the advance side of the compression top dead center to the crank angle position θq on the retard side of the compression top dead center is It is set as a period during which a drive pulse can be output to the injector 33 of each cylinder. Therefore, in the present embodiment, the learning injection can be reliably performed by setting the learning data sampling possible period TS on the advance side as much as possible as the learning execution period TP.

次に、本実施形態の微小噴射量学習の処理手順について、図8〜図18を用いて説明する。まずは、図8を用いて、全体フローチャートについて説明する。この処理は、ECU50のマイコンにより所定周期間に実行される。 Next, the processing procedure of the small injection amount learning of the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, the entire flowchart will be described with reference to FIG. This processing is executed by the microcomputer of the ECU 50 in a predetermined cycle.

図8において、ステップS100では、エンジン30が運転している状態で微小噴射量学習を実施するための前提条件である学習前提条件の成立の可否を判定する処理(学習前提条件成立判定処理)を実施する。続くステップS200では、微小噴射量学習のための学習用データを取得可能な期間として学習用データサンプリング可能期間TSを演算する処理(学習用データサンプリング判定処理)を実施する。ステップS300では、学習実施期間TPを演算する処理(学習実施期間演算処理)を実施し、ステップS400では、微小噴射量の実施要領を決定する処理を実施する。 In FIG. 8, in step S100, a process for determining whether or not a learning precondition, which is a precondition for implementing the small injection amount learning while the engine 30 is operating, is determined (learning precondition satisfaction determination process). carry out. In the following step S200, a process (learning data sampling determination process) of calculating the learning data sampling possible period TS as a period in which the learning data for learning the small injection amount can be acquired is executed. In step S300, a process of calculating the learning execution period TP (learning execution period calculation process) is executed, and in step S400, a process of determining the implementation point of the minute injection amount is executed.

続くステップS500では、学習用噴射を実施して微小噴射量を推定する処理(微小噴射量推定処理)を実施する。ステップS600では、ステップS500の処理により推定した微小噴射量を用いて、駆動パルスのずれ量を算出する処理(ずれ量算出処理)を実施する。ステップS700では、学習用噴射の複数回の実施によって所定数のずれ量を取得したか否かを判定する。所定数のずれ量を取得していないと判定された場合には、ステップS700で肯定判定されるまでステップS500の処理及びステップS600の処理を繰り返し実施する。ステップS700で肯定判定されると、ステップS800へ進み、微小噴射量の学習値を算出し、その学習値を記憶部に記憶させて保存し(学習値記憶処理)、本ルーチンを終了する。 In a succeeding step S500, a process for performing learning injection and estimating a minute injection amount (a minute injection amount estimation process) is performed. In step S600, a process (deviation amount calculation process) of calculating the deviation amount of the drive pulse is performed using the minute injection amount estimated in the process of step S500. In step S700, it is determined whether or not a predetermined number of deviation amounts have been acquired by performing the learning injection a plurality of times. When it is determined that the predetermined number of deviation amounts have not been acquired, the process of step S500 and the process of step S600 are repeatedly performed until an affirmative determination is made in step S700. When an affirmative decision is made in step S700, the operation proceeds to step S800, the learning value of the minute injection amount is calculated, the learning value is stored and stored in the storage section (learning value storage processing), and this routine ends.

次に、図8の全体フローチャートの各処理について説明する。まずは、ステップS100の学習前提条件成立判定処理について図9を用いて説明する。学習前提条件成立判定処理は、エンジン30の運転状態が安定しているか否かを判定するための処理である。 Next, each process of the overall flowchart of FIG. 8 will be described. First, the learning precondition satisfaction determination processing in step S100 will be described with reference to FIG. The learning precondition satisfaction determination process is a process for determining whether or not the operating state of the engine 30 is stable.

図9において、ステップS101では、学習前提条件の成否を判定するために必要なデータを読み込む。具体的には、クランク角センサ51により検出されるエンジン回転速度Ne、レール圧センサ15により検出される実レール圧Pc、水温センサ54により検出されるエンジン水温、燃温センサ55により検出される燃料温度、アクセルセンサ53により検出されるアクセル開度、噴射量指示値QFIN、及びレール圧指示値PFINをそれぞれ取得する。 In FIG. 9, in step S101, the data necessary for determining the success or failure of the learning precondition is read. Specifically, the engine rotation speed Ne detected by the crank angle sensor 51, the actual rail pressure Pc detected by the rail pressure sensor 15, the engine water temperature detected by the water temperature sensor 54, and the fuel detected by the fuel temperature sensor 55. The temperature, the accelerator opening detected by the accelerator sensor 53, the injection amount instruction value QFIN, and the rail pressure instruction value PFIN are respectively acquired.

続くステップS102では、ステップS101で取得した各データの単位時間当たりの変化量ΔXを算出する。ここでは、各データについて、記憶部に記憶されている前々回値X(i−2)と前回値X(i−1)との差分により変化量ΔXを算出する。続くステップS103では、各データについて、変化量ΔXが閾値Xth以下であるか否かを判定する。このとき、少なくともいずれか1つのデータについてΔX>XthであればステップS102へ戻り、ステップS103で肯定判定されるまでステップS102及びS103の処理を繰り返す。そして、全てのデータについてΔX≦Xthとなると、ステップS103で肯定判定されて本ルーチンを終了する。 In the following step S102, the amount of change ΔX of each data acquired in step S101 per unit time is calculated. Here, for each data, the change amount ΔX is calculated from the difference between the previous-previous value X(i-2) and the previous value X(i-1) stored in the storage unit. In a succeeding step S103, it is determined whether or not the change amount ΔX is equal to or less than the threshold value Xth for each data. At this time, if ΔX>Xth for at least one of the data, the process returns to step S102, and the processes of steps S102 and S103 are repeated until a positive determination is made in step S103. Then, when ΔX≦Xth for all the data, an affirmative decision is made in step S103, and this routine is ended.

次に、図8のステップS200の学習用データサンプリング判定処理について、図10のフローチャートを用いて説明する。図10において、ステップS201では、クランク角センサ51により検出されるクランク角度、燃料圧送フラグF1及び通常噴射フラグF2を読み込む。ここで、燃料圧送フラグF1は、吐出調量弁23に対する駆動指令によって燃料ポンプ20から燃料が吐出されている期間にオンされ、燃料ポンプ20から燃料が吐出されていない期間にオフされるフラグである(図7参照)。通常噴射フラグF2は、インジェクタ33への駆動指令によってパイロット噴射及びメイン噴射による燃料噴射が実施されている期間にオンされ、インジェクタ33から燃料が噴射されていない期間にオフされるフラグである(図7参照)。 Next, the learning data sampling determination process of step S200 of FIG. 8 will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 10, in step S201, the crank angle detected by the crank angle sensor 51, the fuel pressure feed flag F1 and the normal injection flag F2 are read. Here, the fuel pressure feed flag F1 is a flag that is turned on during the period when fuel is being discharged from the fuel pump 20 by the drive command to the discharge metering valve 23 and is turned off during the period when fuel is not being discharged from the fuel pump 20. Yes (see FIG. 7). The normal injection flag F2 is a flag that is turned on during the period when fuel injection by the pilot injection and the main injection is performed by the drive command to the injector 33, and turned off during the period when fuel is not injected from the injector 33 (FIG. 7).

続くステップS202では、各気筒について、エンジン30の1燃焼サイクルのうち圧縮上死点後θaよりも後の期間TAであって、燃料圧送フラグF1がオフであって、かつ通常噴射フラグF2がオフであるか否かを判定する。圧縮上死点後θaよりも後の期間TAであって、燃料圧送フラグF1がオフであって、かつ通常噴射フラグF2がオフである場合には、ステップS203へ進み、学習用データサンプリングフラグF3をオンにする(図7参照)。学習用データサンプリングフラグF3は、微小噴射量学習のための学習用データを取得する処理の実行の許否を表すフラグであり、気筒毎に設定されるフラグである(図7参照)。ステップS203では、学習用データサンプリングフラグF3の設定処理が完了したか否か(すなわち、1燃焼サイクルが経過したか否か)を判定し、学習用データサンプリングフラグF3の設定処理を終了したと判定されると、本ルーチンを終了する。 In the following step S202, for each cylinder, in the period TA after the compression top dead center θa in one combustion cycle of the engine 30, the fuel pressure feeding flag F1 is off and the normal injection flag F2 is off. Or not. When the fuel pressure feed flag F1 is off and the normal injection flag F2 is off during the period TA after θa after the compression top dead center and the normal injection flag F2 is off, the process proceeds to step S203, and the learning data sampling flag F3. Is turned on (see FIG. 7). The learning data sampling flag F3 is a flag indicating whether or not to execute the process of acquiring the learning data for learning the small injection amount, and is a flag set for each cylinder (see FIG. 7). In step S203, it is determined whether the setting process of the learning data sampling flag F3 is completed (that is, whether one combustion cycle has elapsed), and it is determined that the setting process of the learning data sampling flag F3 is completed. When this is done, this routine ends.

次に、図8のステップS300の学習実施期間演算処理について、図11のフローチャートを用いて説明する。図11において、ステップS301では、各気筒について、学習用データサンプリング可能期間TSの長さを演算する。ここでは、学習用データサンプリングフラグF3がオンである期間の長さ(℃A)を気筒毎に演算する。なお、1燃焼サイクル内に学習用データサンプリングフラグF3がオンである期間が複数存在する場合には、その複数の期間のそれぞれについて期間長さ(℃A)を演算する。例えば、図7では、期間t(♯k−1)、期間t(♯k−2)及び期間t(♯k−3)(ただし、kは、気筒番号を表す1〜4の整数である。)の3つの期間の各々について期間長さ(℃A)が演算される。 Next, the learning execution period calculation process of step S300 of FIG. 8 will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 11, in step S301, the length of the learning data sampling available period TS is calculated for each cylinder. Here, the length (° C. A) of the period during which the learning data sampling flag F3 is on is calculated for each cylinder. When there are a plurality of periods in which the learning data sampling flag F3 is on in one combustion cycle, the period length (°C A) is calculated for each of the plurality of periods. For example, in FIG. 7, the period t(#k-1), the period t(#k-2), and the period t(#k-3) (where k is an integer of 1 to 4 representing the cylinder number). ), the period length (°C A) is calculated for each of the three periods.

続くステップS302では、複数気筒のうち特定気筒(本実施形態では第1気筒♯1)について、特定気筒の学習用データサンプリング可能期間TSの中から最長サンプリング期間を選択する。ここでは、学習用データサンプリング可能期間TSが1つである場合には、その期間を最長サンプリング期間として選択する。一方、学習用データサンプリング可能期間TSが複数ある場合には、その複数の学習用データサンプリング可能期間TSの中から、期間長さが最も長い期間を最長サンプリング期間として選択する。このとき、同じ長さの学習用データサンプリング可能期間TSが複数存在し、それらの期間長さが、取得した学習用データサンプリング可能期間TSの中で最も長い場合、つまり最長サンプリング期間が複数ある場合には、最長サンプリング期間として複数の学習用データサンプリング可能期間TSを選択する。 In the following step S302, the longest sampling period is selected from the learning data sampling available period TS of the specific cylinder for the specific cylinder (first cylinder #1 in the present embodiment) among the plurality of cylinders. Here, when there is one learning data sampleable period TS, that period is selected as the longest sampling period. On the other hand, when there are a plurality of learning data sampling possible periods TS, the period having the longest period length is selected as the longest sampling period from the plurality of learning data sampling possible periods TS. At this time, if there are a plurality of learning data sampleable periods TS having the same length and the period length is the longest in the acquired learning data sampleable periods TS, that is, if there are a plurality of longest sampling periods. , A plurality of learning data sampling available periods TS are selected as the longest sampling period.

続くステップS303では、特定気筒において最長サンプリング期間が複数存在するか否かを判定する。最長サンプリング期間が複数存在しない場合には、ステップS305へ進み、最長サンプリング期間として選択されている学習用データサンプリング可能期間を学習実施期間TPとして設定する。一方、最長サンプリング期間が複数存在する場合には、ステップS304へ進み、その複数の最長サンプリング期間のうち、最も進角側の期間を学習実施期間TPとして設定する。 In a succeeding step S303, it is determined whether or not there are a plurality of longest sampling periods in the specific cylinder. When there are no plural longest sampling periods, the process proceeds to step S305, and the learning data sampling possible period selected as the longest sampling period is set as the learning implementation period TP. On the other hand, when there are a plurality of longest sampling periods, the process proceeds to step S304, and the period on the most advanced side among the plurality of longest sampling periods is set as the learning implementation period TP.

続くステップS306では、特定気筒以外の残りの気筒(本実施形態では、第2気筒♯2〜第4気筒♯4)の各々について、学習用データサンプリング可能期間のうち第1気筒♯1と同じ位置関係にある期間を学習実施期間TPとして設定する。そして、本処理を終了する。 In the following step S306, the same position as that of the first cylinder #1 in the learning data sampling possible period is set for each of the remaining cylinders (second cylinder #2 to fourth cylinder #4 in this embodiment) other than the specific cylinder. The related period is set as the learning implementation period TP. Then, this process ends.

次に、図8のステップS400の噴射実施要領演算処理について、図12のフローチャートを用いて説明する。図12において、ステップS401では、特定気筒(本実施形態では第1気筒♯1)について、学習実施期間TPの長さである期間長さLA(単位:℃A)を演算する。続くステップS402では、期間長さLAの単位を時間に換算し、期間長さtA(単位:マイクロ秒)を算出する。ステップS403では、期間長さtAを用いて、学習実施期間TP内に微小噴射を実施可能な噴射回数nを算出する。 Next, the injection execution point calculation processing of step S400 of FIG. 8 will be described using the flowchart of FIG. In FIG. 12, in step S401, a period length LA (unit: °C A) that is the length of the learning execution period TP is calculated for the specific cylinder (first cylinder #1 in the present embodiment). In the following step S402, the unit of the period length LA is converted into time, and the period length tA (unit: microsecond) is calculated. In step S403, the number of injections n by which the minute injection can be performed within the learning execution period TP is calculated using the period length tA.

ここで、微小噴射の噴射量は、出力トルクに寄与しない程度の極少量であり、1回のみの単発噴射によって微小噴射量学習を実施しようとすると、インジェクタ33から学習用の燃料を噴射しても、学習値算出のためのパラメータ(本実施形態ではレール圧)の変化量が小さく、学習精度を十分に確保できないことが懸念される。そこで本実施形態では、学習実施期間TPとして最長サンプリング期間を設定することにより学習実施期間TPの長さを十分に確保するとともに、学習実施期間TP内に微小噴射(単発噴射)を複数回実施することにより、学習用噴射によるレール圧の変化量を増幅させる。これにより、微小噴射量学習の学習精度の向上を図っている。 Here, the injection amount of the minute injection is an extremely small amount that does not contribute to the output torque, and if the minute injection amount learning is to be performed by only one injection, the injector 33 will inject the learning fuel. However, there is a concern that the amount of change in the parameter for calculating the learning value (rail pressure in the present embodiment) is small and learning accuracy cannot be sufficiently secured. Therefore, in the present embodiment, by setting the longest sampling period as the learning execution period TP, the length of the learning execution period TP is sufficiently secured, and the minute injection (single shot injection) is executed a plurality of times within the learning execution period TP. As a result, the amount of change in rail pressure due to learning injection is amplified. As a result, the learning accuracy of the small injection amount learning is improved.

続くステップS404では、期間長さtA及び噴射回数nに基づいて、学習専用の微小噴射を実施するために必要な情報(学習噴射情報)を気筒ごとにECU50にセットする。学習噴射情報としては、ステップS403で算出した噴射回数nの他、噴射期間TU、噴射間隔TI、1回あたりの微小噴射における指示噴射量Qtarget、駆動パルスTQ、噴射タイミング等が含まれる。指示噴射量Qtargetは、パイロット噴射で用いる微小量の噴射量範囲内の値に相当し、例えば1〜3mm3/stの固定値が設定されている。学習噴射情報をECU50にセットした後、本処理を終了する。 In a succeeding step S404, the information necessary for executing the minute injection dedicated to learning (learning injection information) is set in the ECU 50 for each cylinder based on the period length tA and the injection number n. The learned injection information includes the number of injections n calculated in step S403, the injection period TU, the injection interval TI, the instruction injection amount Qtarget in a minute injection per one time, the drive pulse TQ, the injection timing, and the like. The command injection amount Qtarget corresponds to a value within the injection amount range of a minute amount used in pilot injection, and a fixed value of, for example, 1 to 3 mm3/st is set. After setting the learning injection information in the ECU 50, the present processing is ended.

本実施形態の微小噴射量学習の具体的な実施態様について、図13のタイムチャートを用いて説明する。図13には、第1気筒♯1の1回の学習実施期間TPを示している。 A specific embodiment of the small injection amount learning of this embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. FIG. 13 shows one learning execution period TP of the first cylinder #1.

図13では、第1気筒♯1では、1燃焼サイクルのうち、第1クランク角度位置θ10(例えば、圧縮上死点後75〜85℃A)から第2クランク角度位置θ11(例えば、圧縮上伸展後170〜180℃A)までの期間で学習用データサンプリングフラグF3がオンされている。この場合、まず、学習実施期間TPの長さがクランク角度から時間に換算される(LA[degCA]→tA[μs])。続いて、期間長さtAと、噴射期間TU(例えば、400〜500マイクロ秒)と、噴射間隔TI(例えば、1800〜2300マイクロ秒)とに基づいて、噴射回数nを算出する。この噴射回数nは、学習実施期間TPの期間長さtA、噴射期間TU及び噴射間隔TIの条件によって許容される最大の噴射回数である。本実施形態では、噴射期間TU及び噴射間隔TIは予め定められた一定値である。噴射期間TUは、パイロット噴射の燃料噴射量に対応する燃料噴射時間であり、エンジン30からトルクが出力しない程度の微小噴射量に対応している。したがって、学習実施期間TPが長いほど、微小噴射の噴射回数が多く設定される。 In FIG. 13, in the first cylinder #1, in one combustion cycle, from the first crank angle position θ10 (for example, 75 to 85° C. A after compression top dead center) to the second crank angle position θ11 (for example, compression upper extension). The learning data sampling flag F3 is turned on during the period from 170 to 180° C.). In this case, first, the length of the learning implementation period TP is converted from the crank angle into time (LA [degCA]→tA [μs]). Then, the number of injections n is calculated based on the period length tA, the injection period TU (for example, 400 to 500 microseconds), and the injection interval TI (for example, 1800 to 2300 microseconds). The number of injections n is the maximum number of injections permitted by the conditions of the period length tA of the learning execution period TP, the injection period TU, and the injection interval TI. In this embodiment, the injection period TU and the injection interval TI are predetermined constant values. The injection period TU is a fuel injection time corresponding to the fuel injection amount of the pilot injection, and corresponds to a minute injection amount such that torque is not output from the engine 30. Therefore, the longer the learning implementation period TP, the larger the number of injections of the minute injection is set.

次に、図8のステップS500の微小噴射量推定処理について、図14のフローチャートを用いて説明する。図14において、ステップS501では、各気筒について、燃料噴射を実施していない状態での期間長さtAにおけるレール圧の変化量を計測し、その計測した値を基準変化量ΔP1として記憶する。ここでは、予め定められた燃焼順序(例えば、♯1→♯3→♯4→♯2)に従って、各気筒の基準変化量ΔP1を計測する。 Next, the minute injection amount estimation process of step S500 of FIG. 8 will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 14, in step S501, the amount of change in rail pressure for each cylinder in the period length tA in the state where fuel injection is not performed is measured, and the measured value is stored as the reference amount of change ΔP1. Here, the reference change amount ΔP1 of each cylinder is measured according to a predetermined combustion order (for example, #1→#3→#4→#2).

続くステップS502では、各気筒において、図12の噴射実施要領演算処理でセットした学習噴射情報に基づいて、学習実施期間TPに微小噴射をn回実施する。ステップS503では、n回の微小噴射を実施した前後のレール圧の変化量を計測し、その計測した値を噴射時変化量ΔP2として記憶する。 In the following step S502, micro injection is performed n times in each learning execution period TP based on the learning injection information set in the injection execution procedure calculation process of FIG. 12 in each cylinder. In step S503, the amount of change in the rail pressure before and after the micro injection is performed n times is measured, and the measured value is stored as the injection change amount ΔP2.

続くステップS504では、基準変化量ΔP1と噴射時変化量ΔP2とを用いて、n回の微小噴射による圧力変化量ΔPinjを算出する。ここでは、基準変化量ΔP1から噴射時変化量ΔP2を減算し、その減算後の値(ΔP1−ΔP2)を圧力変化量ΔPinjとして設定する。ステップS505では、学習実施期間TPでのn回の微小噴射による全噴射量Qtotalを算出する。全噴射量Qtotalは、圧力変化量ΔPinj、体積弾性係数K及び高圧部容積Vsysを用いて推定する。 In a succeeding step S504, the pressure change amount ΔPinj by the nth minute injections is calculated using the reference change amount ΔP1 and the injection time change amount ΔP2. Here, the injection change amount ΔP2 is subtracted from the reference change amount ΔP1, and the value after the subtraction (ΔP1−ΔP2) is set as the pressure change amount ΔPinj. In step S505, the total injection amount Qtotal by n small injections during the learning execution period TP is calculated. The total injection amount Qtotal is estimated using the pressure change amount ΔPinj, the bulk elastic coefficient K, and the high pressure part volume Vsys.

ステップS506では、ステップS505で算出した全噴射量Qtotalを噴射回数nで除算することにより、n回の微小噴射による1回の噴射あたりの噴射量として、実噴射量Qinj(=Qtotal/n)を算出する。なお、ステップS502〜S506の処理は、各気筒について実施する。ステップS507では、全気筒の実噴射量Qinjの算出が完了したか否かを判定し、未完了である場合には、その未完了の気筒について、ステップS502〜S506の処理を実施する。そして、全気筒の実噴射量Qinjの算出が完了すると、ステップS507で肯定判定されて、本処理を終了する。 In step S506, the total injection amount Qtotal calculated in step S505 is divided by the number of injections n to obtain the actual injection amount Qinj (=Qtotal/n) as the injection amount per one injection by n minute injections. calculate. The processes of steps S502 to S506 are performed for each cylinder. In step S507, it is determined whether or not the calculation of the actual injection amount Qinj of all the cylinders is completed. If the calculation is not completed, the processes of steps S502 to S506 are executed for the incomplete cylinder. When the calculation of the actual injection amount Qinj of all cylinders is completed, an affirmative decision is made in step S507, and this processing ends.

レール圧の変化量を用いた微小噴射量学習について、図15を用いて説明する。図15中、(a)は基準変化量ΔP1を示し、(b)は噴射時変化量ΔP2を示している。図15では、学習実施期間TPとして長さLA1の期間が設定されている場合を想定している。基準変化量ΔP1は、インジェクタ33を駆動させていない状態においてインジェクタ33の隙間等を介して低圧燃料通路側へ燃料が流出する微小量のリーク量(静リーク量)である。本実施形態では、静リーク量によるレール圧の低下分を減算した値を用いて、1回の微小噴射あたりの実噴射量Qinjを算出することにより、微小噴射量学習の学習精度を向上させるようにしている。 The small injection amount learning using the change amount of the rail pressure will be described with reference to FIG. In FIG. 15, (a) shows the reference change amount ΔP1, and (b) shows the injection change amount ΔP2. In FIG. 15, it is assumed that a period of length LA1 is set as the learning implementation period TP. The reference change amount ΔP1 is a minute leak amount (static leak amount) in which the fuel flows out to the low-pressure fuel passage side through a gap or the like of the injector 33 when the injector 33 is not driven. In the present embodiment, the learning accuracy of the minute injection amount learning is improved by calculating the actual injection amount Qinj per one minute injection using the value obtained by subtracting the decrease in rail pressure due to the static leak amount. I have to.

次に、図8のステップS600のずれ量算出処理について、図16のフローチャートを用いて説明する。図16において、ステップS601では、n回の微小噴射(学習用噴射)の1回あたりの指示噴射量Qtargetと、実噴射量Qinjとの差分ΔQ(j)(ΔQ(j)=Qtarget−Qinj)を算出する。ΔQ(j)の算出は気筒ごとに行う。jは、気筒番号を表す1〜4の整数である。 Next, the shift amount calculation process of step S600 of FIG. 8 will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 16, in step S601, the difference ΔQ(j) (ΔQ(j)=Qtarget−Qinj) between the instruction injection amount Qtarget per n small injections (learning injections) and the actual injection amount Qinj. To calculate. The calculation of ΔQ(j) is performed for each cylinder. j is an integer of 1 to 4 representing the cylinder number.

続くステップS602では、差分ΔQ(j)を用いて、各気筒のインジェクタ33ごとに、噴射量と駆動パルスとの関係を表す噴射特性における駆動パルスのずれ量ΔTQ(j)を算出する。 In a succeeding step S602, the difference ΔQ(j) is used to calculate the deviation amount ΔTQ(j) of the drive pulse in the injection characteristic representing the relationship between the injection amount and the drive pulse for each injector 33 of each cylinder.

図17に、微小噴射の噴射量範囲における所定のレール圧でのインジェクタ33の噴射特性を示す。図17中、横軸は噴射量を示し、縦軸は駆動パルスを示している。また、実線はマスタ特性を示し、破線は実特性を示している。図17において、噴射量と駆動パルスとは傾きα(α>0)の比例関係にあり、噴射量をより多くするには、駆動パルスをより長くすればよい。マスタ特性に対して実特性にずれが生じ、同一の駆動パルスに対する噴射量に差分ΔQ(j)のずれが生じている場合、駆動パルスにはΔTQ(j)のずれが生じている。そこで、ずれ量算出処理では、現在のレール圧に対応する噴射特性の傾きαを用いて、差分ΔQ(j)からずれ量ΔTQ(j)(=ΔQ(j)/α)を算出する。全気筒のずれ量ΔTQ(j)の算出が完了した後、本処理を終了する。 FIG. 17 shows the injection characteristic of the injector 33 at a predetermined rail pressure in the injection amount range of the minute injection. In FIG. 17, the horizontal axis represents the injection amount and the vertical axis represents the drive pulse. The solid line shows the master characteristic, and the broken line shows the actual characteristic. In FIG. 17, the injection amount and the drive pulse are in a proportional relationship with the inclination α (α>0), and the drive pulse may be made longer to increase the injection amount. When the actual characteristic deviates from the master characteristic and the ejection amount for the same drive pulse deviates by a difference ΔQ(j), the drive pulse deviates by ΔTQ(j). Therefore, in the deviation amount calculation process, the deviation amount ΔTQ(j) (=ΔQ(j)/α) is calculated from the difference ΔQ(j) using the inclination α of the injection characteristic corresponding to the current rail pressure. After the calculation of the deviation amount ΔTQ(j) of all the cylinders is completed, this processing is ended.

最後に、図8のステップS800の学習値記憶処理について、図18のフローチャートを用いて説明する。図18において、ステップS801では、気筒ごとに微小噴射量学習を所定回数(Y回)実施することにより、ずれ量ΔTQ(j)をY回取得し、それらの平均値ΔTQave(j)を気筒ごとに算出する。続くステップS802では、平均値ΔTQave(j)を微小噴射量学習の学習値として記憶部に記憶して保存し、本処理を終了する。 Finally, the learning value storage process of step S800 of FIG. 8 will be described with reference to the flowchart of FIG. 18, in step S801, the small injection amount learning is performed for each cylinder a predetermined number of times (Y times) to obtain the deviation amount ΔTQ(j) Y times, and the average value ΔTQave(j) thereof is acquired for each cylinder. Calculate to. In subsequent step S802, the average value ΔTQave(j) is stored and stored in the storage unit as a learning value for the small injection amount learning, and the present processing is ended.

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

1燃焼サイクルのうち筒内圧の変動が所定の筒内圧変動量よりも小さい期間(筒内圧安定期間)に、より具体的には、1燃焼サイクルのうち膨張行程後半以降に、微小噴射量の噴射量学習を実施する構成とした。この構成によれば、エンジン30が運転している状態にある場合にも、学習精度を十分に確保しつつ微小噴射量学習を実施することができる。 During a period in which the fluctuation of the in-cylinder pressure is smaller than a predetermined in-cylinder pressure fluctuation amount in one combustion cycle (in-cylinder pressure stable period), more specifically, in the latter half of the expansion stroke of one combustion cycle, injection of a small injection amount The configuration is such that quantity learning is carried out. According to this configuration, even when the engine 30 is in operation, it is possible to carry out the small injection amount learning while ensuring sufficient learning accuracy.

筒内圧安定期間のうち、インジェクタ33から燃料が噴射されておらず、かつ高圧ポンプ22から燃料が吐出されていない期間(すなわち、学習用データサンプリング可能期間TS)に学習実施期間TPを設定する構成とした。インジェクタ33及び高圧ポンプ22の少なくともいずれかが駆動している期間では、ポンプ圧送量及び燃料噴射量がばらつくことでレール圧がばらつくことが考えられる。そのため、インジェクタ33及び高圧ポンプ22の少なくともいずれかが駆動している期間で微小噴射量学習の燃料噴射を実施すると、同一の駆動パルスに対する実噴射量のばらつきやレール圧の検出値のばらつきが大きくなり、学習精度が低下することが懸念される。この点に着目し、上記構成とすることにより、微小噴射量学習の実施のためにインジェクタ33による通常噴射及び燃料ポンプ20からの燃料吐出をわざわざ停止させなくても、学習精度を確保しつつ微小噴射量学習を実施することができる。 A configuration in which the learning execution period TP is set in a period in which fuel is not being injected from the injector 33 and fuel is not being discharged from the high-pressure pump 22 in the in-cylinder pressure stable period (that is, the learning data sampling possible period TS). And During the period when at least one of the injector 33 and the high-pressure pump 22 is driven, it is conceivable that the rail pressure may fluctuate due to fluctuations in the pump pressure feed amount and fuel injection amount. Therefore, if the fuel injection with the small injection amount learning is performed while at least one of the injector 33 and the high-pressure pump 22 is being driven, the dispersion of the actual injection amount and the dispersion of the detected value of the rail pressure with respect to the same drive pulse are large. Therefore, there is a concern that learning accuracy will decrease. By paying attention to this point and adopting the above-mentioned configuration, even if the normal injection by the injector 33 and the fuel discharge from the fuel pump 20 are not bothered to be stopped in order to implement the small injection amount learning, the learning accuracy is ensured and the small amount is maintained. Injection quantity learning can be implemented.

1燃焼サイクル内に学習用データサンプリング可能期間TSが複数存在する場合には、複数の学習用データサンプリング可能期間TSのうち、最長の期間を学習実施期間TPに設定する構成とした。この構成によれば、1回の学習実施期間TP内に微小噴射量学習のための燃料噴射をできるだけ多く実施してレール圧の変化量を増幅することができ、学習精度をより高めることができる。 When there are a plurality of learning data sampleable periods TS in one combustion cycle, the longest period of the plurality of learning data sampleable periods TS is set as the learning execution period TP. According to this configuration, the fuel injection amount for the small injection amount learning can be performed as much as possible within one learning execution period TP to amplify the variation amount of the rail pressure, and the learning accuracy can be further improved. ..

学習実施期間TPにおいて、パイロット噴射に対応する微小量の燃料をインジェクタ33から複数回噴射する構成とした。パイロット噴射等の微小噴射では、1回の噴射あたりの燃料噴射量が極めて少なく、学習精度を十分に確保できないことが懸念される。この点、上記構成によれば、微小噴射に対応する燃料噴射を複数回行うことによって、学習用噴射に対するレール圧の変化量を増幅することができ、学習精度を確保することができる。 In the learning implementation period TP, the injector 33 is configured to inject a small amount of fuel corresponding to pilot injection a plurality of times. In microinjection such as pilot injection, there is a concern that the fuel injection amount per injection is extremely small and learning accuracy cannot be sufficiently secured. In this respect, according to the above configuration, by performing the fuel injection corresponding to the minute injection a plurality of times, the amount of change in the rail pressure with respect to the learning injection can be amplified, and the learning accuracy can be ensured.

学習実施期間TPの長さに応じた噴射回数の燃料噴射を実施する構成とした。具体的には、学習実施期間TPが長いほど、微小噴射の噴射回数が多くなるようにした。こうした構成によれば、できるだけ多くの量の燃料を学習実施期間TP内に噴射することができ、レール圧の変化をできるだけ増幅することができる。これにより、学習精度をより向上させることができる。 The fuel injection is performed the number of times corresponding to the length of the learning execution period TP. Specifically, the longer the learning implementation period TP, the larger the number of injections of the minute injection. With such a configuration, it is possible to inject as much fuel as possible within the learning execution period TP, and it is possible to amplify changes in the rail pressure as much as possible. Thereby, the learning accuracy can be further improved.

1燃焼サイクルのうち、膨張行程の後半以降となる期間に学習実施期間TPを設定する構成とした。この構成によれば、微小噴射量学習の実施期間は、トルク生成のための燃料の燃焼が完了した後であり、筒内圧が安定しているため、エンジン30が運転している状態にあっても噴射量ばらつきが小さく、学習精度を十分に確保することができる。また、燃焼が終わってから微小噴射量学習のための燃料噴射を実施するため、通常の燃料噴射(パイロット噴射及びメイン噴射)の実施を妨げたり、通常の燃料噴射の実施態様(噴射時期等)を変更したりすることを回避しつつ、微小噴射量学習を実施することができる。このとき、次の燃焼サイクルでの通常の燃料噴射に影響を与えないように、1燃焼サイクル内のうち膨張行程の後半以降となる期間のうち、できるだけ進角側で、微小噴射量学習のための燃料噴射を実施することが望ましい。 The learning implementation period TP is set to a period after the latter half of the expansion stroke in one combustion cycle. According to this configuration, the minute injection amount learning period is performed after the combustion of the fuel for torque generation is completed and the in-cylinder pressure is stable, so that the engine 30 is operating. Also, the variation in the injection amount is small, and the learning accuracy can be sufficiently secured. Further, since the fuel injection for learning the small injection amount is carried out after the combustion ends, the execution of the normal fuel injection (pilot injection and main injection) is hindered, or the mode of the normal fuel injection (injection timing etc.) It is possible to carry out the small injection amount learning while avoiding changing or the like. At this time, in order not to affect the normal fuel injection in the next combustion cycle, in the period after the latter half of the expansion stroke in one combustion cycle, as much as possible on the advance side, in order to learn the small injection amount. It is desirable to carry out the fuel injection.

学習実施期間TPでは、通常噴射とは別途、学習専用の燃料噴射を実施して微小噴射量学習する構成とした。この構成によれば、通常噴射とは別に学習用噴射を行うことから、通常噴射の実施態様を変更せずに微小噴射量学習を実施することができる。 In the learning execution period TP, the fuel injection dedicated to learning is performed separately from the normal injection to learn the minute injection amount. According to this configuration, since the learning injection is performed separately from the normal injection, it is possible to perform the small injection amount learning without changing the mode of the normal injection.

(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the contents of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.

・上記実施形態では、4気筒エンジンを備える1噴射1圧送の燃料供給システムに適用する場合を一例に挙げて説明したが、エンジン30の気筒数や、1燃焼サイクルにおける高圧ポンプ22の燃料吐出の回数とインジェクタ33の回数との関係はこれに限定されない。例えば、4気筒エンジンにおいて2噴射1圧送や1噴射2圧送としている燃料供給システムに本発明を適用してもよいし、あるいは、3気筒エンジンにおいて3噴射2圧送や3噴射4圧送としている燃料供給システムに本発明を適用してもよい。図19に、4気筒エンジンであって2噴射1圧送の燃料供給システムに適用した場合のタイムチャートを示す。なお、図19中の記号の説明は図7と同じである。また、上記実施形態に示したインジェクタ33は一例であり、上記実施形態の構成のものに限定されない。 In the above-described embodiment, the case of applying to the fuel supply system of one-injection/one-pressure delivery including the four-cylinder engine has been described as an example. However, the number of cylinders of the engine 30 and the fuel discharge of the high-pressure pump 22 in one combustion cycle The relationship between the number of times and the number of times of the injector 33 is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a fuel supply system in which two-injection one-pressure feed or one-injection two-pressure feed in a four-cylinder engine, or three-injection two-pressure feed or three-injection four-pressure feed in a three-cylinder engine. The present invention may be applied to a system. FIG. 19 shows a time chart in the case of being applied to a fuel supply system of a 4-cylinder engine and 2-injection/1-pressure feeding. The description of the symbols in FIG. 19 is the same as in FIG. 7. The injector 33 shown in the above embodiment is an example, and the injector 33 is not limited to the configuration of the above embodiment.

・上記実施形態では、1燃焼サイクルのうち膨張行程後半及び排気行程を、筒内圧の変動が所定の筒内圧変動量よりも小さい筒内圧安定期間とみなして、膨張行程後半及び排気行程内に学習実施期間TPを設定したが、気筒内圧力を検出する筒内圧センサを各気筒に設け、メイン噴射の終了後において筒内圧センサの検出値が閾値以下となった期間を筒内圧安定期間として学習実施期間TPを設定してもよい。 In the above embodiment, the latter half of the expansion stroke and the exhaust stroke of one combustion cycle are learned by regarding the latter half of the expansion stroke and the exhaust stroke as a cylinder pressure stable period in which the fluctuation of the cylinder pressure is smaller than a predetermined cylinder pressure fluctuation amount. Although the implementation period TP is set, an in-cylinder pressure sensor for detecting the in-cylinder pressure is provided in each cylinder, and the period when the detected value of the in-cylinder pressure sensor becomes equal to or less than the threshold value after the end of the main injection is learned as the in-cylinder pressure stable period. The period TP may be set.

・上記実施形態では、1燃焼サイクルのうち膨張行程後半及び排気行程を筒内圧安定期間として、膨張行程後半及び排気行程に学習実施期間TPを設定したが、吸気行程及び圧縮行程前半の少なくともいずれかを筒内圧安定期間として(図5参照)、吸気行程及び圧縮行程前半の少なくともいずれかに学習実施期間TPを設定してもよい。 In the above embodiment, the learning execution period TP is set for the latter half of the expansion stroke and the exhaust stroke with the latter half of the expansion stroke and the exhaust stroke of one combustion cycle as the in-cylinder pressure stabilization period, but at least one of the first half of the intake stroke and the first half of the compression stroke is set. As the in-cylinder pressure stable period (see FIG. 5), the learning execution period TP may be set in at least one of the intake stroke and the first half of the compression stroke.

・学習実施期間TPを排気行程内に設定し、排気行程で微小噴射量学習を実施する構成としてもよい。メイン噴射完了後に燃料噴射を実施するため、噴射した燃料がシリンダ内壁に付着して、その付着した燃料が流れ落ちてオイルパンに混入することが懸念される。そこで、燃料のオイルへの混入を避けるために、排気行程で微小噴射量学習を実施するようにしてもよい。 The learning execution period TP may be set within the exhaust stroke, and the minute injection amount learning may be performed during the exhaust stroke. Since the fuel injection is performed after the main injection is completed, there is a concern that the injected fuel adheres to the inner wall of the cylinder and the adhered fuel flows down and mixes into the oil pan. Therefore, in order to avoid mixing of fuel with oil, the minute injection amount learning may be performed in the exhaust stroke.

・上記実施形態では、学習実施期間TPを最長期間としたが、予め定めた位置の期間を学習実施期間TPに設定してもよい。例えば、学習用データサンプリング可能期間TSが複数ある場合、その複数の学習用データサンプリング可能期間TSのうち、最進角側に位置する期間を学習実施期間TPに設定してもよい。 In the above embodiment, the learning implementation period TP is the longest period, but a period at a predetermined position may be set as the learning implementation period TP. For example, when there are a plurality of learning data sampleable periods TS, a period located on the most advanced side may be set as the learning implementation period TP among the plurality of learning data sampleable periods TS.

・上記実施形態では、学習用噴射に対するレール圧の変化量を検出することにより微小噴射量学習を実施したが、レール圧の変化量に限らず、インジェクタ33からの燃料噴射量に相関する他のパラメータを用いて微小噴射量学習を実施する構成としてもよい。他のパラメータとしては、例えば、排気の空燃比(λ値)や排気温度等が挙げられる。 In the above-described embodiment, the minute injection amount learning is performed by detecting the amount of change in the rail pressure with respect to the learning injection, but the amount of change in the rail pressure is not limited to other values that correlate with the amount of fuel injection from the injector 33. The configuration may be such that the small injection amount learning is performed using parameters. Other parameters include, for example, the air-fuel ratio of exhaust gas (λ value), the exhaust gas temperature, and the like.

・上記実施形態では、多段噴射の具体例として、パイロット噴射とメイン噴射とを実施する燃料噴射システムに適用し、微小噴射量学習としてパイロット噴射の噴射量を学習する場合について説明したが、多段噴射の態様及び学習対象の微小噴射はこれに限定されない。例えば、微小噴射としてパイロット噴射と共に、又はパイロット噴射を実施せずに、プレ噴射、アフター噴射及びポスト噴射のうち少なくともいずれかを実施する燃料噴射システムに適用し、プレ噴射、アフター噴射及びポスト噴射のうち少なくともいずれかについての微小噴射量学習を実施する構成としてもよい。 In the above embodiment, as a specific example of the multi-stage injection, the case where the injection amount of the pilot injection is learned as the minute injection amount learning by applying to the fuel injection system that performs the pilot injection and the main injection has been described. The mode and the minute injection to be learned are not limited to this. For example, the present invention is applied to a fuel injection system that performs at least one of pre-injection, after-injection, and post-injection with or without performing pilot injection as minute injection, and includes pre-injection, after-injection, and post-injection. The configuration may be such that the minute injection amount learning is performed for at least one of them.

・微小噴射量の燃料噴射を行うとレール圧は降下するため、同一の駆動パルス長さで微小噴射量の燃料噴射を複数回実施すると、各回の噴射量にばらつきが生じることがある。こうしたばらつきを低減するために、学習実施期間TPでの学習用噴射の際に、各噴射回の噴射直前のレール圧を検出し、その検出したレール圧に基づいて、インジェクタ33に対する駆動パルスの長さを可変に設定する構成としてもよい。この構成によれば、より精度の高い微小噴射量学習を実施することができる。このとき、検出したレール圧が低いほど駆動パルスを長くするとよい。 The rail pressure drops when a small amount of fuel is injected, so if the small amount of fuel is injected a plurality of times with the same drive pulse length, the injection amount may vary from time to time. In order to reduce such variations, during the learning injection in the learning execution period TP, the rail pressure immediately before the injection of each injection time is detected, and the length of the drive pulse for the injector 33 is detected based on the detected rail pressure. The configuration may be such that the height is variably set. With this configuration, it is possible to carry out the highly accurate learning of the minute injection amount. At this time, the drive pulse may be lengthened as the detected rail pressure decreases.

・学習実施期間TPの微小噴射の噴射回数に上限を設けてもよい。こうした構成とすることにより、燃費への影響を低減することができる。この場合の上限回数は、学習精度を十分に確保するための総噴射量を達成可能な回数に設定するとよい。あるいは、学習実施期間TPで実施する微小噴射の噴射回数を固定値としてもよい。 An upper limit may be set for the number of minute injections during the learning implementation period TP. With such a configuration, it is possible to reduce the influence on fuel economy. In this case, the upper limit number of times may be set to the number of times that the total injection amount for sufficiently ensuring the learning accuracy can be achieved. Alternatively, a fixed value may be set as the number of injections of minute injections performed in the learning execution period TP.

・上記で算出したn回微小噴射による圧力変化量ΔPinjから、インジェクタ33の開弁による燃料リーク量である動リーク量に相当する圧力変化量ΔPdlを減算することにより噴射量学習値を算出する構成としてもよい。 A configuration in which the injection amount learning value is calculated by subtracting the pressure change amount ΔPdl corresponding to the dynamic leak amount, which is the fuel leak amount due to the valve opening of the injector 33, from the pressure change amount ΔPinj due to the nth minute injection calculated above. May be

・学習用噴射を実施する構成に代えて、通常噴射の微小噴射(例えばポスト噴射)を利用して微小噴射量学習を実施する構成としてもよい。この場合、ポスト噴射を分割噴射により行うことによって、微小噴射に伴い変化する学習値算出のためのパラメータ(例えばレール圧)を増幅させてもよい。 -Instead of performing the learning injection, a minute injection amount of the normal injection (for example, post injection) may be used to perform the minute injection amount learning. In this case, the post-injection may be performed by the divided injection to amplify the parameter (for example, rail pressure) for calculating the learning value, which changes with the minute injection.

・上記の各構成要素は概念的なものであり、上記実施形態に限定されない。例えば、一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散して実現したり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素で実現したりしてもよい。 -Each component described above is a conceptual one, and is not limited to the above embodiment. For example, the function of one constituent element may be distributed to a plurality of constituent elements, or the function of a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element.

14…コモンレール(蓄圧容器)、20…燃料ポンプ、22…高圧ポンプ、30…エンジン(内燃機関)、33…インジェクタ(燃料噴射弁)、50…ECU(学習期間設定部、噴射制御部、噴射量算出部、噴射量学習部、噴射回数設定部)、60…燃料噴射システム。 14... Common rail (accumulation container), 20... Fuel pump, 22... High pressure pump, 30... Engine (internal combustion engine), 33... Injector (fuel injection valve), 50... ECU (learning period setting unit, injection control unit, injection amount) Calculation unit, injection amount learning unit, injection number setting unit), 60... Fuel injection system.

Claims (6)

燃料を加圧して吐出する燃料ポンプ(20)と、前記燃料ポンプから吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧容器(14)と、前記蓄圧容器内に蓄えられた高圧燃料を内燃機関(30)の気筒(32)内に直接噴射する燃料噴射弁(33)と、を備える燃料噴射システムに適用され、
1燃焼サイクルのうち前記気筒内の圧力変動が所定の筒内圧変動量よりも小さい筒内圧安定期間に、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を学習する学習実施期間を設定する学習期間設定部と、
前記学習期間設定部により設定された前記学習実施期間に、前記内燃機関の出力トルクの生成に寄与する主噴射とは別に前記燃料噴射弁による燃料噴射を実施する噴射制御部と、
前記噴射制御部により実施した燃料噴射により前記燃料噴射弁から実際に噴射された実噴射量を算出する噴射量算出部と、
前記噴射量算出部により算出した実噴射量と、前記噴射制御部により前記燃料噴射弁を開弁駆動させたときの駆動パルスとに基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を学習する噴射量学習部と、
を備える内燃機関の燃料噴射制御装置。
A fuel pump (20) for pressurizing and discharging fuel, a pressure accumulator (14) for accumulating high-pressure fuel discharged from the fuel pump, and a cylinder of an internal combustion engine (30) for accumulating high-pressure fuel stored in the pressure accumulator. And a fuel injection valve (33) for directly injecting the fuel into the fuel injection system (32).
A learning period setting unit that sets a learning implementation period for learning the fuel injection amount of the fuel injection valve in a cylinder pressure stable period in which the pressure fluctuation in the cylinder is smaller than a predetermined cylinder pressure fluctuation amount in one combustion cycle;
In the learning implementation period set by the learning period setting unit, an injection control unit that performs fuel injection by the fuel injection valve separately from the main injection that contributes to the generation of output torque of the internal combustion engine,
An injection amount calculation unit that calculates an actual injection amount actually injected from the fuel injection valve by the fuel injection performed by the injection control unit,
An injection amount for learning the fuel injection amount of the fuel injection valve based on the actual injection amount calculated by the injection amount calculation unit and a drive pulse when the fuel injection valve is driven to open by the injection control unit. Learning part,
And a fuel injection control device for an internal combustion engine.
前記学習期間設定部は、前記筒内圧安定期間のうち、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されておらず、かつ前記燃料ポンプから燃料が吐出されていない駆動停止期間に前記学習実施期間を設定する、請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The learning period setting unit sets the learning execution period in a drive stop period in which no fuel is injected from the fuel injection valve and no fuel is discharged from the fuel pump, among the in-cylinder pressure stable period. A fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記学習期間設定部は、1燃焼サイクル内に前記駆動停止期間が複数存在する場合に、複数の前記駆動停止期間のうち最長の期間を前記学習実施期間に設定する、請求項2に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The internal combustion engine according to claim 2, wherein the learning period setting unit sets the longest period among the plurality of drive stop periods to the learning execution period when a plurality of drive stop periods exist in one combustion cycle. Engine fuel injection control device. 1燃焼サイクル内で燃料を多段噴射する制御を実施する燃料噴射システムに適用され、
前記噴射制御部は、前記学習実施期間において、前記多段噴射のうち前記主噴射とは異なる燃料噴射に対応する微小量の燃料を前記燃料噴射弁から複数回噴射する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
It is applied to a fuel injection system that performs control to inject fuel in multiple stages within one combustion cycle,
The injection control unit injects a minute amount of fuel corresponding to a fuel injection different from the main injection among the multi-stage injections from the fuel injection valve a plurality of times during the learning execution period. 2. A fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記学習期間設定部により設定された前記学習実施期間の長さに応じて、前記噴射制御部により前記燃料噴射弁から噴射する噴射回数を設定する噴射回数設定部を更に備え、
前記噴射制御部は、前記学習実施期間において、前記噴射回数設定部により設定された噴射回数の燃料噴射を実施する、請求項4に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
According to the length of the learning implementation period set by the learning period setting unit, further comprises an injection number setting unit for setting the number of injections from the fuel injection valve by the injection control unit,
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the injection control unit performs the fuel injection of the injection number set by the injection number setting unit during the learning execution period.
前記学習期間設定部は、1燃焼サイクルのうち膨張行程後半及び排気行程の少なくともいずれかとなる期間に前記学習実施期間を設定する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the learning period setting unit sets the learning execution period in a period that is at least one of a latter half of an expansion stroke and an exhaust stroke in one combustion cycle. Injection control device.
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