JP4089600B2 - 内燃機関の噴射量制御装置 - Google Patents
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Description
この特性上で、前述のごとく、実噴射量が大きく減側にずれた時(図中で特性線が実線から破線に変化した際)には、無噴射領域が拡大するため、図中の単発噴射実施TQ(1回目)では、インジェクタは噴射せず、噴射によって生じるエンジン回転変動は発生しないことになる。この状態において、前述の手段に基づき、噴射期間補正値を求めると、実噴射量=0であるため、指令噴射量から実噴射量を差し引いた値は、指令噴射量−0=指令噴射量となり、そのときの値aが、噴射期間補正値となる。
つまり、実噴射量が大幅に減側にずれて、補正後の実噴射量が0の場合は、インジェクタのずれの度合いに係わらず、一定の補正量が算出されることになるため、元々の狙いである「ずれが大きければ大きい程、補正量を大きくして、補正に係る時間を短縮する」ことが不可能であり、補正に時間がかかることになってしまう。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、補正完了までの所要時間を短くでき、且つ噴射量学習時の過大な量の噴射による騒音発生及びエミッション悪化を防止できる内燃機関の噴射量制御装置を提供することにある。
本発明は、学習条件が成立している時に、内燃機関の特定気筒に対してインジェクタより学習用の単発噴射を実施し、それによって生じる内燃機関の状態変化量を基に、単発噴射に対する指令噴射量を増量または減量すべき補正量を算出し、その補正量に応じて指令噴射量を増減補正する噴射量補正手段とを備える内燃機関の噴射量制御装置であって、
補正量算出手段は、指令噴射量を減らす側に補正する場合より、増やす側に補正する場合の方が、補正量を変更する際の変更量または変更速度の少なくとも一方を大きくすることを特徴とする。
請求項1に記載した内燃機関の噴射量制御装置において、例えば、単発噴射によって生じる内燃機関の状態変化量と、単発噴射に対する指令噴射量との相関を予めマップ化して記憶することにより、状態変化量検出手段によって検出された状態変化量と、マップから得られる目標値との差を誤差量として算出し、その誤差量に応じて変更量または変更速度を算出することが可能である。
請求項1に記載した内燃機関の噴射量制御装置において、例えば、単発噴射によって生じる内燃機関の状態変化量(状態変化量検出手段によって検出された状態変化量)を基に、単発噴射によって実際に噴射された実噴射量を算出し、その実噴射量と、単発噴射に対する指令噴射量との差を誤差量として算出し、その誤差量に応じて変更量または変更速度を算出することが可能である。
請求項3に記載した内燃機関の噴射量制御装置において、補正量算出手段は、実噴射量に相当する噴射パルス幅と、指令噴射量に相当する噴射パルス幅とを比較して、そのずれ分を誤差量として算出することができる。
請求項2〜4に記載した何れかの内燃機関の噴射量制御装置において、補正量算出手段は、指令噴射量を減らす側に補正する場合に、誤差量が、予め決められた許容値を超える時は、誤差量が許容値より小さい場合と比較して、変更量または変更速度を大きくすることを特徴とする。
請求項1〜5に記載した何れかの内燃機関の噴射量制御装置において、学習条件には、少なくとも、インジェクタに対する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時であることが含まれる。これにより、単発噴射によって生じる内燃機関の状態変化量を正確に検出でき、噴射量学習を高精度に実行できる。なお、インジェクタに指令する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時とは、例えば、シフトチェンジ時あるいは減速時等のフューエルカット状態を言う。
本実施例の内燃機関は、例えば、4気筒のディーゼル機関(以下、エンジン1と呼ぶ)であり、以下に説明する蓄圧式の燃料噴射システムを備えている。
その燃料噴射システムは、図2に示す様に、高圧燃料を蓄えるコモンレール2と、燃料タンク3から汲み上げた燃料を加圧してコモンレール2に供給する燃料ポンプ4と、コモンレール2より供給される高圧燃料をエンジン1の気筒内(燃焼室1a)に噴射するインジェクタ5と、本システムを電子制御する電子制御ユニット(以下ECU6と呼ぶ)とを備えている。
噴射量学習は、例えば、パイロット噴射に対する指令噴射量と、その指令噴射量(噴射指令パルス)を受けて実際にインジェクタ5より噴射された燃料量(以下、実噴射量と呼ぶ)との誤差を検出し、その誤差量に応じて指令噴射量を補正するものである。なお、ECU6は、本発明に係わる判定手段、単発噴射指令手段、状態変化量検出手段、補正量算出手段、及び噴射量補正手段等の機能を有している。
ステップ101…学習用の単発噴射を実施する気筒を選択する。具体的には、今回より前に行った補正(噴射量学習)の状況から、学習を行う気筒を選択する。今回の学習が始めの時は、予め決められた気筒、または任意の気筒を選択する。
ステップ105…補正計算の前回値ΔTprevを補正値ΔTとする。
ステップ106…補正値ΔT=0とする。
ステップ107…ステップ103で求めた基本通電期間TQmap と、ステップ105または106で求めた補正値ΔTに基づき、学習用噴射の噴射期間TQを算出する。
ステップ109…単発噴射によって生じるエンジン状態変化量ΔN(例えば、回転数上昇量)を検出する。
ステップ110…検出された変化量ΔNを目標値Ntrg と比較し、ΔN>Ntrg の時はステップ111へ進み、ΔN=Ntrg の時はステップ112へ進み、ΔN<Ntrg の時はステップ113へ進む。
ステップ112…ステップ105または106で求めた補正値ΔTを補正値ΔTprevとする。
ステップ113…図4に示す補正マップより変更量T3を算出し、ステップ105または106で求めた補正値ΔTに変更量T3を加算した値を補正値ΔTprevとする。
なお、ステップ111〜113で求めた補正値ΔTprevは、次回の補正に使用される。
図3に示す補正マップは、変化量ΔNが目標値Ntrg より大きい場合に、補正値ΔTを減らす際に参照するものであり、変化量ΔNと目標値Ntrg との差(絶対値)が大きくなるに連れて、変更量T2も次第に大きくなる。但し、変化量ΔNがきわめて大きい場合、即ち、実際の噴射量が極めて多い場合は、騒音の発生やエミッションの悪化などが予想されるため、変化量ΔNと目標値Ntrg との差が、予め決められた許容値を超える場合は、速やかに噴射量(補正値ΔT)を減らせるように、それ以前と比較して変更量T2を大きく(補正マップの傾きを大きく)している。
本実施例によれば、補正値ΔTを減らす場合(変化量ΔNが目標値Ntrg より大きい場合)より、補正値ΔTを増やす場合の方が、変更量T3を大きくしているので、補正値ΔTが収束するまでの時間を短縮できる。
また、補正値ΔTを減らす場合には、変化量ΔNと目標値Ntrg との差(絶対値)が許容値を超える時に、補正マップの傾きを大きくして、補正値ΔTを減らす量(変更量T2)を大きくしているので、過大な燃料の噴射による騒音の発生やエミッションの悪化を最小限に抑えることが可能である。
なお、変更速度とは、学習データ取得継続回数Nと相関を持つものであり、その学習データ取得継続回数Nとは、任意の噴射パルスでデータを続けて取る回数のことを指す。従って、データを続けて取れば取るほど(学習データ取得継続回数Nが大きくなる程)、任意の噴射パルス幅での学習実施時間が長くなるため、噴射期間(パルス幅)の変更速度は遅くなる。このように、データを続けて取得する理由として、以下のものが挙げられる。
よって、噴射量学習では、毎噴射のばらつきを排除するため、同一噴射パルス幅(TQ)で、複数の学習データを取得し、それらを平均化する等して補正を実施する(これを、データ取得継続回数Nと呼称している)。
なお、ステップ101〜104、及びステップ106〜109までは、実施例1と同じであり、その説明は省略する。
ステップ105…補正計算の前回値ΔTprevf を補正値ΔTとする。
ステップ110…学習データの取得数カウンタを1カウントアップし、ステップ109で検出された全データ(データ数=num)の変化量ΔNの平均値ΔNave を算出する。
ステップ112…図6に示す補正マップより学習データ取得継続回数Nを求めると共に、ステップ105または106で求めた補正値ΔTより規定値α分(α>0)だけ小さくした値を補正値ΔTprevとする。
ステップ113…学習データ取得継続回数Nを「1」とすると共に、今回の補正値ΔTを補正値ΔTprevとする。
ステップ115…学習データの取得数numと、学習データ取得継続回数Nとを比較し、num≧Nの場合(判定結果YES)は、ステップ116へ進み、num<Nの場合(判定結果NO)は、同一TQで繰り返しデータを取得する。
ステップ116…ステップ112〜114で求めた補正値ΔTprevを、次回の補正に使用する補正値ΔTprevf として、取得数カウンタをリセットする(num=0)。
図6及び図7に示す補正マップは、それぞれ学習データ取得継続回数Nを決めるために参照するものであり、図6に示す補正マップは、変化量(平均値)ΔNave が目標値Ntrg より大きい場合に使用し、図7に示す補正マップは、変化量(平均値)ΔNave が目標値Ntrg より小さい場合に使用する。
即ち、ΔNave がNtrg より小さいということは、現在の噴射期間TQが小さい(実際の噴射量が少ない)ということであり、特に、無噴射になった状態での学習の場合は、前述のごとく、噴射期間を所定量ずつ増やしていっても、なかなか噴射が開始されないこともあり、補正に時間が掛かる。このため、噴射量が少ない場合は、速く安定した燃焼域に入るように、噴射期間の変更速度が速い領域を広くしているのである。
実施例1と2を組み合わせて、噴射期間の変更量と、その変更速度(学習データ取得継続回数N)を共に噴射による実変化量と目標値との差に応じて変化させることもできる。これは、図5に示したフローチャートのステップ112、114の噴射期間変更量αを、図3、4の変更量T2、T3に置き換えることで実現できる。
なお、実施例1、2では、エンジン1の状態変化量として、回転数上昇量を一例として説明しているが、回転数上昇量以外に、例えば、A/F(空燃比)、筒内圧等を用いることも可能である。
5 インジェクタ
6 ECU(噴射量制御装置)
Claims (6)
- 噴射量学習を実施するための学習条件が成立しているか否かを判定する判定手段と、
前記学習条件が成立している時に、内燃機関の特定気筒に対してインジェクタより学習用の単発噴射を実施する単発噴射指令手段と、
前記単発噴射の実施によって生じる前記内燃機関の状態変化量を検出する状態変化量検出手段と、
検出された前記内燃機関の状態変化量を基に、前記単発噴射に対する指令噴射量を増量または減量すべき補正量を算出する補正量算出手段と、
算出された補正量に応じて前記指令噴射量を増減補正する噴射量補正手段とを備える内燃機関の噴射量制御装置であって、
前記補正量算出手段は、前記指令噴射量を減らす側に補正する場合より、増やす側に補正する場合の方が、前記補正量を変更する際の変更量または変更速度の少なくとも一方を大きくすることを特徴とする内燃機関の噴射量制御装置。 - 請求項1に記載した内燃機関の噴射量制御装置において、
前記補正量算出手段は、前記単発噴射に対する指令噴射量から前記状態変化量の目標値を求め、且つ前記状態変化量検出手段によって検出された前記内燃機関の状態変化量と前記目標値との差を誤差量として算出し、その誤差量に応じて前記変更量または変更速度を算出することを特徴とする内燃機関の噴射量制御装置。 - 請求項1に記載した内燃機関の噴射量制御装置において、
前記補正量算出手段は、検出された前記内燃機関の状態変化量を基に、前記単発噴射によって実際に噴射された実噴射量を求め、且つ前記実噴射量と前記単発噴射に対する指令噴射量との差を誤差量として算出し、その誤差量に応じて前記変更量または変更速度を算出することを特徴とする内燃機関の噴射量制御装置。 - 請求項3に記載した内燃機関の噴射量制御装置において、
前記補正量算出手段は、前記実噴射量に相当する噴射パルス幅と、前記指令噴射量に相当する噴射パルス幅とを比較して、そのずれ分を前記誤差量として算出することを特徴とする内燃機関の噴射量制御装置。 - 請求項2〜4に記載した何れかの内燃機関の噴射量制御装置において、
前記補正量算出手段は、前記指令噴射量を減らす側に補正する場合に、前記誤差量が、予め決められた許容値を超える時は、前記誤差量が前記許容値より小さい場合と比較して、前記変更量または変更速度の少なくとも一方を大きくすることを特徴とする内燃機関の噴射量制御装置。 - 請求項1〜5に記載した何れかの内燃機関の噴射量制御装置において、
前記学習条件には、少なくとも、前記インジェクタに指令する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時であることが含まれることを特徴とする内燃機関の噴射量制御装置。
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