用於內燃機的控制裝置的製作方法

2023-04-26 02:46:11

本發明涉及一種用於內燃機的控制裝置。

背景技術：

具有缸內噴射閥和缸內埠噴射閥的內燃機是已知的。在這種內燃機中，由低壓泵抽吸的燃料經由低壓燃料通路供給到埠噴射閥，並且通過高壓泵進一步加壓的燃料經由高壓燃料通路供給到缸內噴射閥。在這種構造中，可以設置檢測低壓燃料通路內的燃料壓力的燃料壓力傳感器。這種燃料壓力傳感器的檢測值可以用於各種控制目標的控制，例如，用於來自埠噴射閥的燃料噴射量的控制。

在這種構造中，燃料壓力可在低壓燃料通路內脈動。由於燃料壓力脈動基於多個因素而發生，因此可以示出複雜的行為。在發生這種燃料壓力脈動的情況下，如果基於燃料壓力傳感器的檢測值來控制埠噴射閥的燃料噴射量，則燃料噴射量可能適當地不可控。

相比之下，在例如日本專利申請公開no.2012-237274(jp2012-237274a)中描述了基於以下映射而不使用實際燃料壓力值的來適當地控制埠噴射閥的燃料噴射量的技術：在所述映射中，考慮到脈動，對於內燃機的每個轉速，預先定義埠噴射量的校正值。

技術實現要素：

然而，如所描述的，燃料壓力的脈動的發生是由於多個因素。由於這個原因，因為在jp2012-237274a的描述中考慮了僅一個稱為內燃機的轉速的因素，所以作為控制目標的燃料噴射量可能無法適當地控制。

因此，本發明提供了一種用於內燃機的控制裝置，該控制裝置考慮燃料壓力脈動的多個因素來預測燃料壓力值。

本發明提供了一種用於內燃機的控制裝置。該控制裝置包括：缸內噴射閥，該缸內噴射閥被構造成將燃料直接噴射到內燃機的氣缸中；埠噴射閥，該埠噴射閥被構造成將燃料噴射到內燃機的進氣口；低壓泵，該低壓泵被構造成對燃料加壓；低壓燃料通路，該低壓燃料通路被構造成由低壓泵加壓過的燃料供給到多個埠噴射閥；高壓泵，該高壓泵被構造成以與內燃機連鎖的方式被驅動，並且進一步對從低壓燃料通路供給的燃料進行加壓；高壓燃料通路，該高壓燃料通路被構造成從低壓燃料供給通道分支，並且將由高壓泵加壓過的燃料供給到多個缸內噴射閥；曲柄角傳感器，該曲柄角傳感器被構造成檢測內燃機的曲柄角；計算單元，該計算單元被構造成分別計算源自在低壓燃料通路內生成燃料壓力脈動的多個因素的各個波的振幅、在360度的曲柄角範圍內的各個波的振動頻率、各個波的初始相位和各個波的中心燃料壓力值；和預測單元，預測單元被構造成基於計算出的各個波的振幅、振動頻率、初始相位和中心燃料壓力值，根據示出通過合成各個波而獲得的合成波的如下模型公式(1)來預測任意曲柄角處的燃料壓力值。

這裡，p是與曲柄角對應的合成波的燃料壓力值，θ是曲柄角，ak是各個波的振幅，bk是360度的曲柄角範圍內的所述各個波的振動頻率，ck是各個波的初始相位，dk是各個波的中心燃料壓力值。本發明的該方面可以如下定義。本發明提供一種用於內燃機的控制裝置。該控制裝置包括：缸內噴射閥，該缸內噴射閥被構造成將燃料直接噴射到內燃機的氣缸中；埠噴射閥，該埠噴射閥被構造成將燃料噴射到內燃機的進氣口；低壓泵，該低壓泵被構造成對燃料加壓；低壓燃料通路，該低壓燃料通路被構造成由低壓泵加壓過的燃料供給到多個埠噴射閥；高壓泵，該高壓泵被構造成以與內燃機連鎖的方式被驅動，並且進一步對從低壓燃料通路供給的燃料進行加壓；高壓燃料通路，該高壓燃料通路被構造成從低壓燃料供給通道分支，並且將由高壓泵加壓過的燃料供給到多個缸內噴射閥；曲柄角傳感器，該曲柄角傳感器被構造成檢測內燃機的曲柄角；和電子控制單元，該電子控制單元被構造成i)分別計算源自在低壓燃料通路內生成燃料壓力脈動的多個因素的各個波的振幅、在360度的曲柄角範圍內的各個波的振動頻率、各個波的初始相位和各個波的中心燃料壓力值，並且ii)基於計算出的各個波的振幅、振動頻率、初始相位和中心燃料壓力值，根據示出通過合成各個波而獲得的合成波的模型公式(1)來預測任意曲柄角處的燃料壓力值，其中，ak是各個波的振幅，bk是360度的曲柄角內的所述各個波的振動頻率，ck是各個波的初始相位，dk是各個波的中心燃料壓力值，並且p(θ)是合成波的燃料壓力值。

由於上述模型公式(1)示出了源自燃料壓力脈動的多個因素的各個波的合成波，所以可以考慮燃料壓力脈動的多個因素來預測燃料壓力值。

計算單元可以被構造成分別計算源自高壓泵、低壓泵和埠噴射閥的各個波的振幅、振動頻率、初始相位和中心燃料壓力值。

計算單元可以被構造成執行計算，使得隨著低壓泵的旋轉速度的增大，源自低壓泵的波的振幅增大，以計算通過用低壓泵的旋轉速度與內燃機的旋轉速度的比乘以用於使低壓泵旋轉所要求的低壓泵的驅動電壓的佔空信號的周期數而獲得的值來作為源自低壓泵的波的振動頻率，並且基於在曲柄角達到零之後在低壓泵的驅動電壓初次從工作(on-duty)切換到閒置(off-duty)時的曲柄角來計算源自低壓泵的波的初始相位。

計算單元可以被構造成執行計算，使得隨著最近噴射燃料的埠噴射閥的通電時段變長，源自埠噴射閥的波的振幅增大，並且基於在埠噴射閥的噴射開始正時的曲柄角，計算控制源自埠噴射閥的波的初始相位。

計算單元可以被構造成分別將源自高壓泵和埠噴射閥的中心燃料壓力值計算為零，並且基於低壓泵的轉速、燃料壓力傳感器的檢測值的平均值和目標燃料壓力值中的任一個來計算源自低壓泵的波的中心燃料壓力值，其中，所述燃料壓力傳感器檢測低壓燃料通路內的燃料壓力值，所述目標燃料壓力值是低壓燃料通路內的燃料壓力值的目標值。

可以包括通電時段計算單元，該通電時段計算單元被構造成基於預測出燃料壓力值來計算埠噴射閥的通電時段，使得埠噴射閥以要求噴射量執行噴射。

根據本發明，可以提供用於內燃機的控制裝置，該控制裝置考慮到燃料壓力脈動的多個因素來預測燃料壓力值。

附圖說明

下面將參照附圖描述本發明的示例性實施例的特徵和優點以及技術和工業意義，其中相同的附圖標記表示相同的元件，並且其中：

圖1是本實施例的控制裝置的概略框圖；

圖2是燃料壓力的波形圖；

圖3是示出燃料壓力脈動的波形和埠噴射閥的噴射時段的示例的曲線圖；

圖4a至圖4c是分別示出源自高壓泵、低壓泵和埠噴射閥組的波的示例的視圖；

圖5是示出埠噴射控制的示例的流程圖；

圖6a示出定義低壓泵的轉速和振幅a2之間的關係的映射的示例，圖6b示出定義低壓泵的轉速和中心燃料壓力值d2之間的關係的映射的示例，並且圖6c示出定義埠噴射閥的通電時段與振幅a3之間的關係的映射的示例。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖說明本發明的實施例。

圖1是本實施例的控制裝置1的概略框圖。控制裝置1包括發動機10和控制發動機10的電子控制單元(ecu)41。發動機10是火花點火式直列四氣缸發動機，其配備有：氣缸組11，該氣缸組11包括串聯布置的氣缸111至114；缸內噴射閥組37；和埠噴射閥組27。發動機10是內燃機的示例。控制裝置1是用於內燃機的控制裝置的示例。

缸內噴射閥組37包括分別將燃料噴射到氣缸111至114中的缸內噴射閥371至374。埠噴射閥組27包括埠噴射閥271至274，所述埠噴射閥271至274分別將燃料噴射到與氣缸111至114連通的進氣口13。缸內噴射閥組37和埠噴射閥組27中的每一個都是通過在預定的通電時段中對電磁線圈通電，從而使閥體與閥座間隔開來調整燃料噴射量的電磁驅動型開閉閥。

具有與氣缸組11的相應氣缸對應的多個進氣口13的進氣通路12和具有多個排氣口(未示出)的排氣通路形成在發動機10中。在氣缸組11的各氣缸中，收容有(未圖示的)活塞，並且燃燒室被劃分界限。每個燃燒室通過進氣閥和排氣閥打開和關閉。此外，發動機10配備有火花塞(未示出)。另外，發動機10配備有：曲軸14，該曲軸14與多個活塞連鎖；以及凸輪軸15，該凸輪軸15與曲軸14連鎖並且驅動進氣閥或排氣閥。另外，設置有曲柄角傳感器14a，其檢測曲軸14的旋轉角度。雖然優選的是，由曲柄角傳感器14a進行的曲柄角檢測的分辨能力是例如大約1度的高分辨能力，但是本發明不限於此。

另外，控制裝置1包括燃料箱21、低壓泵22、壓力調節器23、低壓燃料管線25、低壓輸送管26以及燃料壓力傳感器28。

作為燃料的汽油儲存在燃料箱21中。低壓泵22配備有電動馬達，並且從低壓泵22到低壓燃料管線25的燃料排放量由受到佔空控制的電動馬達的驅動電壓進行控制。壓力調節器23將排放到低壓燃料管線25中的燃料的壓力調節到低壓側上的預設供給壓力。

低壓燃料管線25和低壓輸送管26是低壓燃料通路的示例，其允許從低壓泵22排放的燃料通過其被供給到入口噴射閥組27。由低壓泵22加壓至預定壓力水平並且在壓力上由壓力調節器23調節為低壓側上的供給壓力的燃料經由低壓燃料管線25被引入低壓輸送管26。

埠噴射閥組27連接到低壓輸送管26，並且將燃料噴射到與氣缸組11的各個氣缸相對應的進氣口13中。雖然下面將詳細描述燃料壓力傳感器28，燃料壓力傳感器檢測低壓輸送管26內的燃料壓力值。燃料壓力傳感器28的檢測值由ecu41以規則的採樣時間間隔獲取。

此外，控制裝置1包括高壓泵31、高壓燃料管35、高壓輸送管36和燃料壓力傳感器38。

高壓泵31從從低壓燃料管線25分支出的分支管線25a吸入燃料，並且將燃料加壓到高於來自低壓泵22的供給壓力水平的高壓水平。抑制分支管線25a內的燃料壓力脈動的脈動阻尼器29連接到分支管線25a。

高壓泵31具體而言包括泵殼體31h、可在泵殼體31h內滑動的柱塞31p和在泵殼體31h和柱塞31p之間劃分界線的加壓室31a。加壓室31a的容積根據柱塞31p的位移而變化。由低壓泵22加壓過的燃料在後述的電磁閥32打開的狀態下經由分支管25a被引入到加壓室31a中。加壓室31a內的燃料被柱塞31p加壓至高壓，並且被排放到高壓燃料管35中。

驅動柱塞31p的凸輪cp安裝在發動機10的凸輪軸15上。凸輪cp的形狀是其角被倒圓的大致正方形形狀。另外，高壓泵31具有：從動升降器31f，其通過凸輪cp上下移動；和彈簧31g，其將從動升降器31f偏壓到凸輪cp側。柱塞31p與從動升降器31f連鎖，並且柱塞31p也與從動升降器31f一起上下移動。凸輪軸15經由鏈條或帶與曲軸14連鎖。凸輪軸15和凸輪cp以曲軸14的旋轉速度的1/2的旋轉速度被驅動。

電磁閥32設置在高壓泵31的加壓室31a的燃料入口部分中。電磁閥32具有閥體32v、驅動閥體32v的線圈32c和彈簧32k，該彈簧32k總是將閥體32v在打開方向上偏壓。ecu41經由驅動電路42控制對線圈32c通電。如果線圈32c被通電，則閥體32v抵抗彈簧32k的偏壓力阻斷低壓燃料管線25的分支管線25a和加壓室31a。在線圈32c未被通電的狀態下，閥體32v通過彈簧32k的偏壓力保持在打開狀態。

在高壓輸送管36和加壓室31a之間的高壓燃料管35中設置有具有彈簧的止回閥34。當加壓室31a側的燃料壓力比高壓輸送管36側的燃料壓力高出預定壓力時，止回閥34打開。

在高壓泵31的吸入行程中，電磁閥32打開，柱塞31p向下移動，並且燃料從低壓燃料管線25的分支管線25a填充到加壓室31a中。在加壓行程中，電磁閥32關閉，加壓室31a的容積隨著柱塞31p的向上移動而減小，並且加壓室31a內的燃料壓力升高。在排放行程中，當來自加壓室31a內的燃料壓力的力變得大於止回閥34的彈簧的偏壓力時，止回閥34打開，並且壓力升高的燃料被供給到高壓燃料管35和高壓輸送管36。如上所述，柱塞31p的上下運動通過凸輪cp的旋轉來實現，並且凸輪cp經由凸輪15與曲軸14連鎖。因此，高壓泵31以與曲軸14連鎖的方式被驅動。

此外，儘管在這裡電磁閥32在不通電的情況下進入打開狀態，但是本發明不限於此。例如，電磁閥32可以分別使線圈32c和彈簧32k的偏壓方向反向，並且可以在不通電的情況下進入關閉狀態。在這種情況下，線圈32c在燃料的吸入行程中被通電，並且在加壓和排放衝程中不被通電。

由高壓泵31加壓的高壓燃料經由高壓燃料管35積聚在高壓輸送管36中。高壓燃料管35和高壓輸送管36是高壓燃料通路的示例，允許高壓燃料從高壓泵31通過其供給到缸內噴射閥371至374。

缸內噴射閥組37將高壓燃料從高壓輸送管36的內部直接以給定的順序噴射到每個氣缸111至114的內部。燃料壓力傳感器38檢測高壓輸送管36內的燃料壓力，並且ecu41以規則的採樣時間間隔獲取燃料壓力傳感器38的檢測值。

ecu41包括中央處理單元(cpu)、只讀存儲器(rom)和隨機存取存儲器(ram)。基於來自傳感器的信息、預先存儲在rom中的信息等，根據預先存儲在rom內的控制程序，ecu41執行下述的埠噴射控制。該控制由通過cpu、rom和ram功能性地實現的計算單元、預測單元和通電時段計算單元來執行。下面將詳細描述該控制。

ecu41基於發動機10的運轉狀態，來計算埠噴射閥組27的各個埠噴射閥所要求的燃料的要求噴射量。此外，ecu41計算對應於要求噴射量的埠噴射閥27的各個通電時段，並且在計算出的通電時段期間中，在規定的曲軸角間隔以預定順序對埠噴射閥組27的各個埠噴射閥進行通電。因此，以與要求噴射量相對應的噴射量實現埠噴射。在缸內噴射閥組37中也是同樣的。

這些燃料噴射閥中的每一個的閥打開時段與到燃料噴射閥的電磁線圈的通電時段成比例。因此，ecu41通過下述方法，根據要求噴射量來計算埠噴射閥組27的各個通電時段。另外，ecu41基於燃料壓力傳感器38的檢測值，根據要求噴射量計算缸內噴射閥組37的各個通電時段。ecu41根據計算出的通電時段向驅動電路42發出指令。驅動電路42根據來自ecu41的指令，在計算出的通電時段期間，對埠噴射閥組27和缸內噴射閥組37的各個閥進行通電。這樣，各個燃料噴射閥的燃料噴射量被控制。

接下來，將描述在低壓燃料管線25和低壓輸送管26內產生的燃料壓力脈動。圖2是燃料壓力的波形圖。縱軸表示燃料壓力，並且橫軸表示曲柄角。雖然燃料壓力脈動的振幅、周期等根據諸如發動機速度的條件而變化，但是這種脈動在寬的發動機速度區域中發生。

作為產生燃料壓力脈動的原因，考慮了多個因素，例如，高壓泵31、埠噴射閥組27和低壓泵22被認為是因素。源自高壓泵31的脈動例如按如下發生。在不使用缸內噴射閥組37，而是執行使用埠噴射閥組27的燃料噴射的情況下，柱塞31p反覆進行上下移動，同時電磁閥32保持打開狀態。因此，在低壓燃料管線25與加壓室31a之間反覆進行燃料的吸入和排放，並因而出現脈動。此外，由於每當對埠噴射閥組27的任一個閥執行燃料噴射時，低壓燃料管線25和低壓輸送管26內的燃料壓力下降，所以源自埠噴射閥組27的脈動發生。另外，由於低壓泵22總是被驅動，而與埠噴射的執行的存在/不存在無關，所以源自低壓泵22的脈動由於來自燃料箱21的燃料的進入和排放而發生。根據這樣的多個因素發生燃料壓力脈動。另外，引起燃料壓力脈動的因素不限於上述示例，並且僅僅是這樣一種機構，在該機構中，低壓燃料管線25和低壓輸送管26內的燃料由於驅動而流動，並且低壓燃料管線25和低壓輸送管26內的燃料壓力周期性地波動。

圖3是示出燃料壓力脈動的波形和埠噴射閥的通電時段的示例的曲線圖。縱軸表示燃料壓力，並且橫軸表示時間。在此，燃料壓力值pa是通電期間(即，埠噴射時段期間)的實際燃料壓力值，並且檢測值ps是由ecu41獲取的燃料壓力傳感器28的檢測值。通常，基於在埠噴射開始之前獲取的檢測值ps來計算埠噴射的通電間段，並且控制埠噴射量。這是因為ecu41需要在埠噴射達到其開始正時之前基於所獲取的燃料壓力傳感器28的檢測值來完成對通電時段的計算。另外，這是因為ecu41可以僅以規則的採樣時間間隔獲取燃料壓力傳感器28的檢測值。然而，由於燃料壓力由於燃料壓力脈動而在短時間內波動並且甚至在噴射期間波動，所以檢測值ps和燃料壓力值pa之間的差可能變大，如圖3所示。因此，如果基於檢測值ps計算通電時段，則可能無法精確地控制埠噴射量。

在本實施例中，ecu41基於考慮多個脈動因素的燃料壓力脈動的模型公式來預測燃料壓力值。因此，即使在燃料壓力脈動複雜的情況下，也能夠精確地控制埠噴射閥組27的每個閥的噴射量。另外，在本實施例中，對基於預測出的燃料壓力值控制埠噴射量的情況進行描述。然而，基於預測出的燃料壓力值而被控制的控制目標不限於此。例如，可以基於預測出的燃料壓力值來控制火花塞的點火正時等。在下文中，將描述模型公式。

如上所述，燃料壓力脈動由於多個因素而發生。這裡，通過合成源自多個因素的各個波而獲得的合成波被認為變成最終在低壓燃料管線25和低壓輸送管26內產生的燃料壓力脈動的波。因此，ecu41計算源自各個因素的波，並且基於示出通過合成計算出的波而獲得的合成波的模型公式(2)來預測燃料壓力值。

θ表示曲柄角[deg]，ak表示各個波的振幅[kpa]，bk表示360度的曲柄角範圍內的各個波的振動頻率[-]，ck表示各個波的初始相位[deg]，dk表示各波的中心燃料壓力值[kpa]，p(θ)表示合成波的燃料壓力值[kpa]。各個波的中心燃料壓力值是波的振幅的中心值。當曲柄角最接近零度時，初始相位ck是曲柄角，並且振幅ak取最大值。另外，當曲柄角θ達到零度時，氣缸111的活塞位於壓縮衝程的上止點處。

ecu41計算源自這樣的多個因素的各個波的振幅ak、振動頻率bk、初始相位ck和中心燃料壓力值dk，並且根據曲柄角θ來預測脈動的燃料壓力值p(θ)。在本實施例中，假設脈動的多個因素是高壓泵31、低壓泵22和埠噴射閥組27來進行描述。假設由於這三個因素產生脈動，圖2中所示的脈動等同於分別源自圖4a至圖4c所示的各個因素的波的合成波。圖4a至圖4c是分別示出源自高壓泵31、低壓泵22和埠噴射閥組27的波的示例的視圖。如果考慮各個因素，則上述模型公式(2)可以表示為以下模型公式(3)。

p(θ)

＝a1cos{b1(θ-c1)}+d1

+a2cos{b2(θ-c2)}+d2

+a3cos{b3(θ-c3)}+d3…(3)

a1至a3分別是源自高壓泵31、低壓泵22和埠噴射閥組27的波的振幅。b1至b3分別是源自高壓泵31、低壓泵22和埠噴射閥組27波的振動頻率。c1至c3分別是源自高壓泵31、低壓泵22和埠噴射的波的初始相位。d1至d3分別是源自高壓泵31、低壓泵22和入口噴射閥組27的波的中心燃料壓力值。通過ecu41計算振幅a1至a3、振動頻率b1至b3、初始相位c1至c3和中心燃料壓力值d1至d3。這一點將在下面描述。

接下來，將描述基於模型公式(2)的埠噴射控制。ecu41在該埠噴射控制期間計算上述振幅a1至a3等。圖5是示出埠噴射控制的示例的流程圖。ecu41判定是否基於在執行埠噴射的埠噴射區域內的曲柄角傳感器14a來計算發動機速度[rpm](步驟s1)。在判定為否定的情況下，該控制結束，確定不執行埠噴射。另外，在這種情況下，ecu41使用缸內噴射閥組37來執行燃料噴射。

在判定為肯定的情況下，ecu41計算在步驟s1中源自低壓泵22的波(步驟s2)。也就是說，計算源自低壓泵22的波的振幅a2、振動頻率b2和初始相位c2以及d2。

基於被定義為使得振幅a2隨著低壓泵22的旋轉速度[rpm]增大而增大的映射來計算振幅a2。這是因為，隨著低壓泵22的旋轉速度變大，低壓泵22的驅動電壓的佔空比增大，並且源自低壓泵22的旋轉的波的振幅增大。圖6a示出定義低壓泵22的轉速和振幅a2之間的關係的映射的示例。該映射通過實驗計算並且預先存儲在ecu41的rom中。另外，低壓泵22的轉速可以基於檢測低壓泵22的轉速的傳感器來計算，或者可以基於低壓泵22的驅動電壓的佔空比來計算。

另外，振幅a2可以基於被定義為使得振幅a2隨著對低壓泵22的驅動電壓的佔空比增大而增大的映射來計算。另外，對低壓泵22的驅動電壓的佔空比被控制為隨著發動機速度和負荷降低而變小。

振動頻率b2等於在360度的曲柄角範圍內對低壓泵22的驅動電壓的佔空信號的周期數，並且相對於低壓泵22的轉速[rpm]而言，隨著發動機速度[rpm]變大而減小。由於這個原因，將低壓泵22的轉速對發動機速度的比乘以使低壓泵22旋轉一周所要求的低壓泵22的驅動電壓的佔空信號的周期數所得到的值計算為振動頻率b2。具體地，通過下列公式(4)來計算振動頻率b2。

b2＝周期數×(低壓泵的轉速/發動機速度)……(4)

此外，隨著低壓泵22的轉速越大，用於使低壓泵22旋轉一周所要求的佔空信號的周期數變得越小。由於這個原因，ecu41在低壓泵22旋轉一周的同時對佔空信號的周期數進行計數，並且基於該計數值來計算振動頻率b2。另外，可以基於被限定為使得上述周期數隨著低壓泵22的旋轉速度越大而變小的映射來計算周期數。

初始相位c2基於在曲柄角達到零之後當低壓泵22的驅動電壓初次從工作(on-duty)切換到閒置(off-duty)時的曲柄角來計算。這是因為如果驅動電壓是從工作到閒置，則從低壓泵22排放的燃料的壓力開始下降。

中心燃料壓力值d2基於被定義為使得中心燃料壓力值d2隨著低壓泵22的轉速增大而增大的映射來計算。這是因為，隨著低壓泵22的轉速增大，通過低壓泵22到低壓燃料管線25和低壓輸送管26的燃料排放量也增大，並且中心燃料壓力值d2也增大。圖6b示出定義低壓泵22的轉速和中心燃料壓力值d2之間的關係的映射的示例。該映射通過實驗計算，並且預先存儲在ecu41的rom中。

中心燃料壓力值d2可以通過除上述之外的方法來計算。例如，可以將根據發動機10的運轉狀態確定並且作為低壓輸送管26內的燃料壓力的目標值的目標燃料壓力值作為中心燃料壓力值d2來計算。這是因為低壓泵22的驅動電壓的佔空比由ecu41反饋控制，使得設置在低壓輸送管26中的燃料壓力傳感器28的檢測值收斂於目標燃料壓力值，因此，中心燃料壓力值d2被控制為收斂於目標燃料壓力值。

另外，可以將通過對檢測低壓輸送管26內的燃料壓力的燃料壓力傳感器28的多個檢測值求平均而獲得的平均值作為中心燃料壓力值d2來計算。這是因為，儘管作為除低壓泵22之外的脈動因素的埠噴射閥組27和高壓泵31不具有將低壓輸送管26內的燃料壓力值維持在預定值或更高的功能，但是低壓泵22總是被控制，使得燃料壓力傳感器28的檢測值如上所述收斂到目標燃料壓力值。此外，雖然平均次數是16次，但是次數並不限於此。

接下來，ecu41計算源自埠噴射閥組27的波(步驟s3)。也就是說，計算來自埠噴射閥組27的波的振幅a3、振動頻率b3和初始相位c3以及中心燃料壓力值d3。

振幅a3基於如下定義的映射來計算，即，在埠噴射閥組27中最近進行噴射的埠噴射閥的通電時段越長，振幅a3越大。這是因為，隨著埠噴射閥的通電時間變長，噴射量增大，低壓燃料管線25和低壓輸送管26內的燃料壓力的下降量增大，振幅a3增大。圖6c示出定義埠噴射閥的通電時段與振幅a3之間的關係的映射的示例。該映射通過實驗計算，並且預先存儲在ecu41的rom中。

振動頻率b3是埠噴射閥組27在360度的曲柄角範圍內的噴射次數。在此，在本實施例的發動機10中，設置有4個埠噴射閥271至274，並且在720°的曲柄角範圍內分別從4個埠噴射閥271至274進行燃料噴射。為此，將振動頻率b3計算為2。此外，在單缸發動機、2缸發動機、3缸發動機、6缸發動機和8缸發動機的情況下，振動頻率b3分別被計算為0.5、1、1.5、3和4。

基於埠噴射閥組27的噴射開始正時處的曲柄角，來計算初始相位c3。例如，在本實施例中，埠噴射按照埠噴射閥271、273、274和272的順序在從0到180度、從180度到360度、從360度到540度以及從540度到720度的相應曲柄轉角範圍內執行。另外，埠噴射的開始正時的曲柄角間隔為180度。因此，在獲取埠噴射閥271的噴射開始正時的曲柄角的情況下，計算埠噴射閥271的噴射開始正時的曲柄角作為初始相位c3。在獲取埠噴射閥273的噴射開始正時的曲柄角的情況下，計算從獲取的曲柄角減去180度的值作為初始相位c3。在獲取埠噴射閥274的噴射開始正時的曲柄角的情況下，計算從獲取的曲柄角減去360度的值作為初始相位c3。在獲取了埠噴射閥272的噴射開始正時的曲柄角的情況下，計算從獲取的曲軸角減去540度的值作為初始相位c3。

中心燃料壓力值d3被計算為零。這是因為，當如上所述通過通電打開埠噴射閥組27時，埠噴射閥組27僅將低壓輸送管26內的高壓燃料噴射到進氣口13中，並且不具有將低壓輸送管26內的燃料壓力值維持在預定值或更高的功能。

另外，在發動機速度從未執行埠噴射的區域轉移到執行埠噴射的區域之後，立即將振幅a3、振動頻率b3和初始相位c3計算為零，判定源自埠噴射閥組27的波還沒有產生。

接下來，ecu41計算源自高壓泵31的波(步驟s4)。也就是說，計算源自高壓泵31的波的振幅a1、振動頻率b1、初始相位c1和中心燃料壓力值d1。另外，步驟s2至s4的處理是由計算單元執行的處理的示例，該計算單元計算源自引起低壓燃料管線25和低壓輸送管26內的燃料壓力脈動的多個因素的各個波的振幅ak、在360度的曲柄角範圍內的各個波的振動頻率bk、各個波的初始相位ck以及各個波的中心燃料壓力值dk。

振動頻率b1等於在360度的曲柄角範圍內高壓泵31的燃料的排放次數。這裡，排放次數根據高壓泵31的凸輪cp的形狀來確定。在本實施例的情況下，由於凸輪cp的形狀是其拐角被修圓的大致正方形形狀，如圖1所示，凸輪cp在360°的曲柄角範圍內旋轉180度，並且燃料被排放兩次。因此，在本實施例中，振動頻率b1被計算為2。該排放次數預先存儲在ecu41的rom中。

另外，在凸輪cp具有拐角被修圓的大致三角形的情況下，每360度曲柄角凸輪旋轉180度，並且排放次數為1.5，振動頻率b1被計算為1.5。另外，在凸輪cp具有角部被修圓的大致橢圓形狀的情況下，每360度曲柄角的排放次數為1，並且振動頻率b1被計算為1。

對于振幅a1，將從由ecu41基於下述的燃料壓力傳感器28的檢測值計算出的振幅a減去上述振幅a2和a3而獲得的值計算為振幅a1。因此，振幅a1被計算為a1＝a-a2-a3。下面將描述計算振幅a的方法。

類似地，對於初始相位c1，通過從基於下述的燃料壓力傳感器28的檢測值計算出的初始相位c減去上述初始相位c2和c3而獲得的值為計算為初始相位c1。因此，初始相位c1被計算為c1＝c-c2-c3。下面將描述初始相位c的計算。

中心燃料壓力值d1被計算為零。如上所述，這是因為高壓泵31用於隨著柱塞31p的上下運動而將高壓燃料供給到高壓燃料管35和高壓輸送管36中，並且不具有將低壓燃料管線25和低壓輸送管26內的燃料壓力值維持在預定值或更高的功能。

接下來，ecu41預測與下次進行噴射的埠噴射閥的噴射時段期間的曲柄角對應的燃料壓力值(步驟s5)。通過將在步驟s2至s4中計算出的振幅a1至a3、振動頻率b1至b3、初始相位c1至c3和中心燃料壓力值d1至d3代入公式(3)的各個項中來預測燃料壓力值。另外，在以最小噴射時段執行埠噴射的情況下，基於公式(3)來計算被包括在與從埠噴射閥的噴射開始正時到噴射結束正時的時段對應的曲柄角範圍內的任意曲柄角處的燃料壓力值，所述埠噴射閥的噴射開始正時被根據發動機10的運轉狀態預先設定並且被規劃成執行下一次噴射。步驟s5的處理是由預測單元執行的處理的示例，該預測單元基於計算出的各個波的振幅ak、振動頻率bk、初始相位ck和中心燃料壓力值dk，根據示出通過合成各個波而獲得的合成波的模型公式(2)來預測任意曲柄角處的燃料壓力值。

ecu41基於預測出的燃料壓力值計算預期執行下一次噴射的埠噴射閥的通電時段，使得以根據發動機10的運轉要求設定的要求噴射量來噴射燃料(步驟s6)。具體地，根據下列公式(5)計算通電時段τ[ms]。

q[ml]是要求噴射量。qinj[ml/min]是埠噴射閥271至274的相應標稱流量。p0[kpa]是與入口噴射閥271至274的相應標稱流量對應的檢查壓力。qinj和p0通過實驗預先計算並且存儲在rom中。p(θ)[kpa]是根據公式(3)預測的燃料壓力值。步驟s6的處理是由通電時段計算單元執行的處理的示例，該通電時段計算單元基於預測出的燃料壓力值計算埠噴射閥的通電時段，使得埠噴射閥以要求噴射量q執行噴射。

接下來，在這個時間點的曲柄角到達下一個埠噴射閥的噴射開始正時的情況下，ecu41向驅動器電路42發出指令，在計算出的噴射時段期間對計劃進行噴射的埠噴射閥通電，並且執行埠噴射(步驟s7)。

如上所述，根據公式(3)預測燃料壓力值，其中考慮多個脈動因素，並且基於預測出的燃料壓力值計算埠噴射閥的通電時段。為此，可以精確地控制埠噴射閥的燃料噴射量，並且可以精確地控制空燃比。另外，處理步驟s2和s3的順序無關緊要。另外，振幅a2和a3、振動頻率b2和b3、初始相位c2和c3、中心燃料壓力值d2和d3的計算順序無關緊要。

接下來，將描述計算上述振幅a的方法。如果這時通過ecu41獲取的燃料壓力傳感器28的檢測值為pn，緊在獲取到檢測值pn之前獲取的先前檢測值為pn-1，以及在獲取檢測值pn和pn-1時的時間點的曲柄角分別為θn和θn-1，則下面的公式(6)和公式(7)成立。

pn＝acos{b(θn-c)}…(6)

pn-1＝acos{b(θn-1-c)}…(7)

中心燃料壓力值不包括在公式(6)和公式(7)中。這是因為即使中心燃料壓力值被視為零，對振幅a和初始相位c的計算也沒有影響。

這裡，如果θn-θn-1＝θad[deg]成立，則可以基於公式(6)和公式(7)將振幅a表示為下面的公式(8)。

以這種方式，基於檢測值pn-1和pn以及曲柄角θad來計算振幅a。

接下來，將描述計算上述初始相位c的方法。ecu41在基於根據公式(8)和公式(6)計算出的下列公式(9)的基礎上，計算初始相位c的兩個候選項c+和c-。

這裡，c+＝θn+{cos-1(pn/a)×(1/b)}和c-＝θn-{cos-1(pn/a)×(1/b)}成立。另外，在公式(9)中，可以使用曲柄角θn-1和檢測值pn-1來代替曲柄角θn和檢測值pn。甚至在這種情況下，初始相位c的值理論上變成相同的值。

這裡，基於下列公式(10)來確定初始相位c的真解。

|pn-1-{acos{b(θn-1-c+)}+d2}|＜ε…(10)

公式(10)的左側上的acos{b(θn-1-c+)}+d2表示基於上述候選項c+計算的臨時燃料壓力值。這裡，振動頻率b是通過將振動頻率b1、b2和b3相加而獲得的值。預定值ε[kpa]是比在初始相位c的真解是候選項c+的情況下的臨時燃料壓力值和檢測值pn-1之間要求的最大誤差稍大的值，其事先通過實驗計算並且存儲在rom中。在公式(10)成立的情況下，候選項c+被識別為初始相位c，並且在公式(10)不成立的情況下，ecu41將候選項c-指定為初始相位c。

另外，在公式(10)中，不等號可以顛倒。在這種情況下，在公式(10)成立的情況下，候選項c+被識別為初始相位c，並且在公式(10)不成立的情況下，候選項c-作為初始相位c。另外，在公式(10)中，可以使用候選項c-來代替候選項c+。即使在這種情況下，在公式(10)成立的情況下，候選項c+被識別為初始相位c，並且在公式(10)不成立的情況下，候選項c-被識別為初始相位。另外，在公式(10)中，可以使用檢測值pn和曲柄角θn來代替檢測值pn-1和曲柄角θn-1。

另外，在上述實施例中，高壓泵31、低壓泵22和埠噴射閥組27被例示為多個脈動因素。然而，因素不限於這些。例如，在本實施例的控制裝置1中添加了成為脈動因素的新機構的情況下，通過計算源自該機構的波的振幅a4、振動頻率b4、初始相位c4以及中心燃料壓力值d4，能夠預測燃料壓力值。

接下來，將描述使用簡單技術來預測燃料壓力值。在上述中，通過計算三個波的振幅a1至a3、振動頻率b1至b3、初始相位c1至c3和中心燃料壓力值d1至d3來預測燃料壓力值。然而，燃料壓力值可以通過如下的簡單方法來預測，而不考慮源自對脈動具有小影響的因素的波。

由於源自低壓泵22的波的周期長於源自其它因素的波的周期，除了源自低壓泵22的波的中心燃料壓力值d2、振動頻率b2和初始相位c2之外，振幅a2可以被視為零。另外，由於源自埠噴射閥組27的波的振幅a3相對小於其他波的振幅a1和振幅a2，因此可以考慮振幅a3、振動頻率b3和初始相位c3為零。另外，由於中心燃料壓力值d1和d3如上所述為零，因此公式(3)可以表示為下面的公式(11)。

p(θ)＝a1cos{b1(θ-c1)}+d2…(11)

由於如上所述在振幅a2和a3為零的情況下a＝a1成立，因此可以基於上述公式(8)計算振幅a1。另外，由於在初始相位c2和c3為零的情況下c＝c1成立，所以可以基於上述公式(9)和公式(10)計算初始相位c1。

以這種方式，由於可以通過簡單的技術來預測燃料壓力值，所以可以抑制伴隨燃料壓力值的預測的ecu41的計算負荷的增大。另外，在不需要以高精度控制基於預測燃料壓力值控制的控制目標的情況下，通過這種簡單的技術來預測燃料壓力值是合適的。

另外，雖然考慮了源自高壓泵31和低壓泵22的波，但是源自埠噴射閥組27的波的振幅a3、振動頻率b3和初始相位c3可以被認為是零，並且可以預測燃料壓力值。另外，儘管考慮了源自高壓泵31和埠噴射閥組27的波，但是源自低壓泵22的波的振幅a2、振動頻率b2和初始相位c2(除中心燃料壓力值d2以外)可以被認為是零，並且可以預測燃料壓力值。

儘管上面已經詳細描述了本發明的實施例，但是本發明不限於相關的具體實施例，並且在權利要求中描述的本發明的範圍內可以進行各種改變和變化。