JP2000291466A - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

エンジンの燃料噴射制御装置

Info

Publication number
JP2000291466A
JP2000291466A JP11096960A JP9696099A JP2000291466A JP 2000291466 A JP2000291466 A JP 2000291466A JP 11096960 A JP11096960 A JP 11096960A JP 9696099 A JP9696099 A JP 9696099A JP 2000291466 A JP2000291466 A JP 2000291466A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel injection
actual
engine
injection amount
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11096960A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3794197B2 (ja
Inventor
Terukazu Nishimura
輝一 西村
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
いすゞ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd, いすゞ自動車株式会社 filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP09696099A priority Critical patent/JP3794197B2/ja
Publication of JP2000291466A publication Critical patent/JP2000291466A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3794197B2 publication Critical patent/JP3794197B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、エンジン出力軸の回転変動をモ
ータリング運転状態における回転変動と比較して熱発生
率相当の情報を得て、気筒毎の燃焼バラツキを防止する
ことを可能にするエンジンの燃料噴射制御装置を提供す
る。 【解決手段】 燃焼運転状態におけるエンジン出力軸の
回転変動(曲線A)と、燃料の噴射・燃焼が行われない
運転状態におけるエンジン出力軸の回転変動(曲線B)
を比較して、熱発生率に相当する回転速度偏差Eを求め
る。回転速度偏差Eの積分値I、曲線Bの最大傾斜Lを
示す時期Ti、及び時期Ti前の回転速度偏差Eの積分
値Iiは、それぞれ実燃料噴射状態を表す実燃料噴射
量、実燃料着火時期又は実初期燃料噴射量に相当する量
である。実燃料噴射状態をエンジン運転状態に基づいて
求めた目標燃料噴射条件に一致させる帰還制御が行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジン出力軸
の回転変動から燃焼室内に発生する熱発生率に相当する
データを取得して、燃料噴射を制御するエンジンの燃料
噴射制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの燃料噴射に関して、ディーゼ
ルエンジンのように圧縮着火式のエンジンにおいては勿
論、ガソリンエンジンにおいても、噴射圧力の高圧化を
図り、燃料の噴射タイミング及び噴射量等の噴射条件を
エンジンの運転状態に応じて最適に制御する方式とし
て、インジェクタの先端部に形成されている噴孔から燃
料を直接に燃焼室内に噴射する、所謂、直噴式の燃料噴
射方式が知られている。
【0003】多気筒エンジンにおいては、高圧燃料ポン
プから送り出された燃料を蓄圧状態に貯留しコモンレー
ルから複数のインジェクタに燃料を供給するコモンレー
ル式燃料噴射システムが知られている。コモンレール式
燃料噴射システムは、燃料ポンプによって所定圧力に加
圧された燃料をコモンレール内に蓄圧状態で貯留し、コ
モンレールに貯留された加圧燃料をコントローラが算出
した燃料噴射量及び燃料噴射時期等のエンジンの運転状
態に応じた最適な燃料噴射条件で各インジェクタから燃
焼室内に噴射するシステムである。コモンレールから燃
料供給管を通じて各インジェクタの噴孔に至る燃料流路
内には、常時、噴射圧力相当の燃料圧が作用しており、
各インジェクタは燃料供給管を通じて供給される燃料を
通過又は遮断するように作動する電磁弁を備えている。
コントローラは、加圧燃料が各インジェクタにおいてエ
ンジンの運転状態に対して最適な噴射条件で噴射される
ように、コモンレールの圧力と各インジェクタの電磁弁
の作動とを制御している。
【0004】従来から、インジェクタの燃料噴射特性に
バラツキがあることに起因して、燃料噴射の圧力と噴射
期間とが同一条件に設定されても、燃料噴射量がインジ
ェクタごとに異なっており、特にエンジンのアイドル運
転時や低負荷運転時には、燃料噴射量のバラツキは気筒
間で燃焼状態のバラツキをもたらし、エンジンの振動や
騒音が発生するという問題点がある。この問題点に対処
する一つの方策として、燃料噴射の前後において変化す
る燃料圧力から実際の燃料噴射量を計算して、エンジン
の運転状態から求められる基本燃料噴射量を補正して、
インジェクタ毎の燃料噴射のバラツキを防止することを
図る燃料噴射装置が提案されている(特開昭62−18
6034号公報参照)。
【0005】更に、低速回転におけるこうした燃焼状態
のバラツキ問題の解決を図るため、従来より、シリンダ
毎の所定角度の平均時間を取り、各気筒の所定角度平均
時間を目標値、各シリンダの単独の値を実際値として、
実際値が目標値に近づくように補正制御を行うものがあ
る(特公平6−50077号公報、特公平6−3372
3号公報参照)。これらの先行例によれば、各気筒の燃
焼による回転変動を検出し、同一の目標燃料噴射量に基
づく噴射量制御のもとでは、燃料が多く噴射された気筒
ではクランク軸の回転が速くなり、燃料噴射量が少ない
気筒ではクランク軸の回転が遅くなることに着目して、
燃焼バラツキをなくすことを目途とした燃料噴射制御を
おこなっている。
【0006】燃料は、インジェクタからコントローラが
算出した燃料噴射開始時期と燃料噴射開始時期以後の燃
料噴射量の時間(或いはクランク角度)変化である噴射
率とで、燃焼室内に噴射される。エンジンの燃焼状態
は、噴射された燃料が着火し燃焼することにより、気筒
内で発生する熱の時間的変化である熱発生率によって定
まる。
【0007】熱発生率を直接に測定することは困難であ
るので、本出願人は、既に、気筒内圧力を検出する気筒
圧センサを各気筒に配設し、気筒圧センサが検出した変
動する気筒内圧力の検出データから熱発生率を算出する
ことを提案している(例えば、特願平9−306350
号参照)。
【0008】また、近年開発が進められているコモンレ
ール式燃料噴射システムでは、コモンレールの圧力変化
により燃料噴射量、又は燃料噴射率を推定することが提
案されている。しかし、低負荷回転でコモンレール圧力
が低い場合、コモンレールの圧力変化が大きく変動する
ため、気筒毎におけるコモンレール圧力から燃料噴射量
又は燃料噴射率のバラツキを検出することは困難であ
り、燃料着火時期や燃料噴射率を正確に検出することは
更に困難である。
【0009】更に、燃料着火時期の検出においては、シ
リンダ内に配置した圧力センサを用いたり、燃焼室で燃
料が実際に着火するのを検出するのに特殊センサを用い
るので、エンジンの製造コストが上昇するとともに、か
かるセンサの長期に渡る検出性能の維持が困難である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンが
例えばモータリング、即ち、燃料を噴射しない運転状態
にあるときに変動するエンジン出力軸の回転速度と実際
に燃料を燃焼室に噴射して燃焼を行ったときに変動する
エンジン出力軸の回転速度の偏差は、通常、正に現れる
偏差であり、この偏差は、実際に噴射された燃料の燃
焼、即ち、燃焼室内における熱の発生に起因して生じて
いると考えられる。そこで、エンジンのモータリング時
におけるエンジン出力軸の回転速度と燃焼時におけるエ
ンジン出力軸の回転速度との偏差に着目することによ
り、燃料噴射時期及び燃料噴射量の補正を行う点で解決
すべき課題がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
の課題を解決することであり、各気筒の1燃焼に関わる
1つの間隔の平均時間を用いることなく、熱発生率に相
当するエンジン出力軸の回転速度を検出することによ
り、各気筒の燃料噴射量のバラツキによる燃焼のバラツ
キを把握し、また燃焼のタイミングも考慮して着火時期
のバラツキに起因する燃焼バラツキを把握して、燃焼バ
ラツキをより一層正確に捉えて、燃焼バラツキを解消す
ることが可能なエンジンの燃料噴射装置を提供すること
である。
【0012】この発明は、エンジンの出力軸の回転に伴
って回転センサが出力した前記回転軸の実回転速度に関
する情報を含む検出信号が入力される入力手段、前記出
力軸の基準回転速度に関する情報を含む基準信号を記憶
する記憶手段、前記エンジンが燃焼状態にあるときに前
記入力手段に入力された前記検出信号と前記記憶手段か
ら読み出された前記基準信号とに基づいて、燃焼行程に
ある気筒毎に燃料の燃焼に起因して生じる前記実回転速
度と前記基準回転速度との回転速度偏差を算出する偏差
算出手段、前記偏差算出手段が算出した前記回転速度偏
差に基づいて求めた実燃料噴射状態と前記エンジンの運
転状態に基づいて求められた目標燃料噴射条件とに基づ
いて前記気筒における最終燃料噴射条件を決定する噴射
条件決定手段、及び前記気筒に配設されているインジェ
クタからの燃料の噴射を実行するため前記噴射条件決定
手段が決定した前記最終燃料噴射条件に応じた制御信号
を出力する出力手段から成るエンジンの燃料噴射制御装
置に関する。
【0013】燃料が噴射されず且つ無負荷状態でのエン
ジンの出力軸であるクランク軸の基準回転速度に関する
情報を含む基準信号が、記憶手段としてのコントローラ
のメモリ(ROM)に記憶されている。エンジンの出力
軸の回転に伴って、回転センサは回転軸の実回転速度に
関する情報を含む検出信号を出力する。偏差算出手段
は、エンジンが燃焼状態にあるときに入力手段に入力さ
れた検出信号と記憶手段から読み出された基準信号とに
基づいて、燃焼行程にある気筒毎に、燃料の燃焼に起因
して生じる実回転速度と基準回転速度との回転速度偏差
を算出する。噴射条件決定手段は、偏差算出手段が算出
した回転速度偏差に基づいて求めた実燃料噴射状態とエ
ンジンの運転状態から求めた目標燃料噴射条件とに基づ
いて各気筒における最終燃料噴射条件を決定する。出力
手段は噴射条件決定手段が決定した最終燃料噴射条件に
応じた制御信号を出力し、インジェクタからの燃料の噴
射は目標燃料噴射条件で実行される。
【0014】回転速度偏差は、実際に燃焼室に噴射され
た燃料の燃焼に起因するものであり、熱が発生したこと
に対応してエンジンのピストンが押し下げられて回転速
度を増速させると考えられるから、熱発生量の変化率で
ある熱発生率に対応しているものとみなすことができ
る。熱発生率は、エンジンにおける燃料の実際の燃焼状
態を反映したものとして取り扱われる量である。熱発生
率がわかれば、燃料噴射条件を変更して、エンジンの実
際の燃焼状態をエンジンの運転状態に最適な燃焼状態に
一致させる制御が可能である。また、熱発生率がわかれ
ば、多気筒エンジンでの各気筒における燃焼状態を検出
し、気筒間における着火時期、熱発生量等の燃焼バラツ
キが分かり、各気筒における燃料噴射条件を変更して、
燃焼バラツキをなくするように制御することも可能にな
る。燃焼バラツキを解消する制御においては、各気筒の
燃焼状態の平均値を求め、かかる平均値を目標値として
各気筒の燃料噴射条件を制御してもよく、燃焼順序で前
後して噴射・燃焼を行う気筒における燃焼状態の偏差が
なくなるように燃料噴射条件を制御してもよい。
【0015】前記検出信号は前記出力軸の回転に伴って
前記出力軸の回転角度に応じた実パルスを生じたパルス
信号であり、前記基準信号は前記エンジンがモータリン
グ運転状態にあるときに前記出力軸の回転に伴って出力
された前記出力軸の回転角度に応じて基準パルスを生じ
た基準パルス信号である。前記偏差算出手段は、前記検
出信号における前記実パルスのパルス間隔と前記基準信
号における前記基準パルスのパルス間隔との時間差に基
づいて前記回転速度偏差を算出する。前記偏差算出手段
は、前記実回転速度と前記基準回転速度との平均回転速
度を一致させた状態で、前記実回転速度と前記基準回転
速度との偏差を求める。
【0016】前記実燃料噴射状態、前記目標燃料噴射条
件及び前記最終燃料噴射条件はそれぞれ実燃料噴射量、
目標燃料噴射量又は最終目標燃料噴射量であり,前記噴
射条件決定手段は、前記燃焼行程中の前記気筒について
前記回転速度偏差を積算した偏差積分値を前記実燃料噴
射量の相当量として求め、前記目標燃料噴射量と前記実
燃料噴射量とに基づいて前記気筒における前記最終目標
燃料噴射量を決定する。1つの燃焼行程に対応して生じ
る熱発生率の積分値は、燃焼行程において燃料が燃焼す
ることによって生じた熱発生量である。熱発生量は、燃
焼行程において燃焼した燃料量、即ち,燃料噴射量に相
当する量である。従って、エンジンの回転速度の偏差の
積分値は、熱発生量に相当する量として扱うことができ
る。前記噴射条件決定手段は、前記目標燃料噴射量と前
記実燃料噴射量とを比較して求めた噴射量偏差に基づい
て噴射量補正量を求め、前記目標燃料噴射量を前記噴射
量補正量で補正することにより前記最終目標燃料噴射量
を求める。即ち、この燃料噴射制御装置は、目標燃料噴
射量と実燃料噴射量との偏差に基づいて燃料噴射量のフ
ィードバック制御を行う。
【0017】前記実燃料噴射状態、前記目標燃料噴射条
件及び前記最終燃料噴射条件はそれぞれ実燃料着火時
期、目標燃料着火時期又は最終目標燃料噴射時期であ
り、前記噴射条件決定手段は、前記燃焼行程にある前記
気筒について前記回転速度偏差を微分した偏差変化率が
最大値となる時期を前記実燃料着火時期として求め、前
記目標燃料噴射時期と前記実燃料着火時期とに基づいて
前記気筒における前記最終目標燃料噴射時期を決定す
る。熱発生率が最大となる時期は、噴射された燃料が着
火することによって急激な熱発生を起こした時期である
と考えられるので、燃料の実燃料着火時期とみなすこと
ができる。前記噴射条件決定手段は、前記目標燃料着火
時期と前記実燃料着火時期とを比較して求めた着火時期
偏差に基づいて着火時期補正量を求め、前記目標燃料噴
射時期を前記着火時期補正量で補正することにより前記
最終目標燃料噴射時期を求める。即ち、この燃料噴射制
御装置は、目標燃料噴射時期と実燃料着火時期との偏差
に基づいて燃料噴射時期のフィードバック制御を行う。
【0018】前記実燃料噴射状態、前記目標燃料噴射条
件及び前記最終燃料噴射条件はそれぞれ実初期燃料噴射
量、目標初期燃料噴射量又は最終目標初期燃料噴射量で
あり、前記噴射条件決定手段は、前記実燃料着火時期前
の前記回転速度偏差を積算した偏差積分値を前記燃焼行
程において燃料着火時期前に燃焼した前記実初期燃料噴
射量として求め、前記目標初期燃料噴射量と前記実初期
燃料噴射量とに基づいて前記気筒における前記最終目標
初期燃料噴射量を決定する。燃料噴射量の場合と同様に
して、燃料着火時期前におけるエンジンの回転速度の偏
差の積分値は、燃料着火時期前の予混合燃焼量、即ち、
初期燃料噴射量の燃料が燃焼した場合の熱発生量に相当
する量として扱うことができる。前記噴射条件決定手段
は、前記目標初期燃料噴射量と前記実初期燃料噴射量と
を比較して求めた初期噴射量偏差に基づいて初期噴射量
補正量を求め、前記目標初期燃料噴射量を前記初期噴射
量補正量で補正することにより前記最終目標初期燃料噴
射量を求める。即ち、この燃料噴射制御装置は、目標初
期燃料噴射量と実初期燃料噴射量との偏差に基づいて初
期燃料噴射量のフィードバック制御を行う。
【0019】前記記憶手段は、前記エンジンが燃料の非
噴射状態にあるときに前記回転センサが検出した前記検
出信号を前記基準信号として記憶する。エンジンが車両
に適用されている場合、ブレーキ状態では、通常、燃焼
室への燃料の噴射がカットされる。従って、この状態で
エンジン出力軸に配設されている回転センサの検出信号
を取り込めば、基準回転速度の情報を含む基準信号が得
られる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
によるエンジンの燃料噴射制御装置の実施例を説明す
る。図1はこの発明によるエンジンの燃料噴射制御装置
の一実施例を示す概略図、図2はこの発明によるエンジ
ンの燃料噴射制御装置による実回転速度と基準回転速度
との回転速度偏差を説明するグラフ、図3は従来のエン
ジンと比較してこの発明によるエンジンの燃料噴射制御
装置によって回転速度のバラツキが解消される様子を示
すグラフである。
【0021】図2のグラフを参照すると、図2には、エ
ンジン出力軸(以下,単に「出力軸」という)であるク
ランク軸2(図1を参照)が1回転する間において、燃
料の噴射・着火を行ったときの実際の回転速度である出
力軸の実回転速度(曲線A)、モータリング運転状態に
おける基準回転速度である出力軸の回転速度(曲線
B)、及び両回転速度の差である回転速度偏差Eの変化
(曲線C)が示されている。クランク軸2が2回転する
間に、4つの気筒において燃焼室内の空気の圧縮と膨張
とが位相差をもって次々に繰り返されるので、クランク
軸2は平均回転速度Nemで回転する。
【0022】エンジンは4サイクルエンジンであるの
で、インジェクタ31(図1を参照)から燃料の噴射が
行われないモータリング運転状態においては、クランク
軸2が2回転する間に、上死点TDCに至るまで吸気弁
及び排気弁が共に閉じた状態でピストン33(図1を参
照)が上昇して燃焼室32(図1を参照)内の空気を圧
縮する圧縮行程Fと、上死点TDCを通過後に圧縮され
た空気がピストン33の下降に伴って膨張する膨張行程
Gが存在する。圧縮行程Fでは、ピストン33が燃焼室
32内の空気を圧縮、即ち、空気に対して仕事をしなが
ら上死点TDCに向かって上昇するので、出力軸の回転
速度は次第に減速する。膨張行程Gでは、燃焼室32内
で圧縮された空気が膨張する、即ち、空気がピストン3
3に対して仕事をするので、クランク軸2の回転速度は
増速する。モータリング運転状態においては、クランク
軸2の回転速度は平均回転速度Nemの上下に変動を繰
り返すが、燃料の噴射が行われないので、クランク軸2
の回転速度の圧縮行程Fにおける減速の態様と膨張行程
Gにおける増速の態様とは実質的に対称形である。
【0023】エンジンが通常の燃料噴射・燃焼を伴うサ
イクルを実行すると、クランク軸2が2回転する間に、
4つの気筒において順次に燃料の噴射・燃焼が実行さ
れ、各気筒では圧縮、燃焼、排気、吸気の各行程が位相
差をもって次々に進行する。曲線Aに示すように、クラ
ンク軸2の回転速度も、モータリング時と同様にエンジ
ンサイクルの各行程において変動していても平均速度N
emに平均化されるが、クランク軸2の回転速度を詳細
に見ると、圧縮行程Fにおける減速の態様と膨張行程G
における増速の態様とは対称形にはならない。即ち、燃
焼行程では、上死点TDC付近において燃料が着火・燃
焼するために燃焼室32内に熱が発生し、発生した熱に
よって更に上昇する燃焼室32内の圧力に基づく力によ
ってピストン33は強く押し下げられて、モータリング
運転状態よりも速く増速する。その後も、次の燃焼順序
の気筒において圧縮・燃焼行程とが繰り返されるので、
クランク軸2の回転変動の上昇過程(行程G)では、燃
料の噴射が行われないモータリング運転状態における回
転速度との間には偏差Eが生じる。
【0024】通常の燃焼運転状態とモータリング運転状
態とでの回転速度偏差Eは、図2に示されているよう
に、上死点TDC付近において燃料が着火する時期付近
から生じ始め、その直後に急拡大し、燃焼行程の進行と
ともに次第に逓減していく。このような回転速度偏差E
が示す変動は、燃焼室32内で生じる燃料の燃焼に伴っ
て発生する熱発生率と実質的に同等の変動であり、回転
速度偏差Eは熱発生率に比例しているということができ
る。噴射された燃料の着火時期Tiは、燃料の着火によ
って燃焼室32内の圧力が急増しピストン33を強く押
し下げるものと考えられるので、回転速度偏差Eが急拡
大する時期、即ち、回転速度偏差Eの曲線の傾斜(微分
値)Lが最大となる時期とみなすことができる。
【0025】図1を参照して,この発明によるエンジン
の燃料噴射制御装置の一実施例について説明する。モー
タリング運転状態と通常の燃焼運転状態との間で、エン
ジン1の出力軸であるクランク軸2の回転速度の変動の
偏差を得るには、回転検出用のセンサとして高分解能の
センサを用いる必要がある。そのようなセンサとして、
例えば、ロータリエンコーダREがある。光学式のロー
タリエンコーダREは、回転を検出すべきクランク軸2
に取り付けられた回転円板4に1つのスリット5と回転
軸の周りに環状に並ぶ多数のスリット6を形成し、回転
円板4の一側に発光素子7,8を配置し、回転円板4の
他側において発光素子7,8にそれぞれ対応した位置に
受光素子9,10を配置することにより構成されてい
る。発光素子7,8が発した光が回転円板4に貫通した
状態に形成されたスリット5,6を通ることで受光素子
9,10に検出されたとき、受光素子9,10は検出信
号を発する。なお、光学式のロータリエンコーダREに
代わりに、回転円板にスリットに代えて磁石を配置し、
発光・受光素子の代えて回転円板に近接配置した磁気セ
ンサで磁石を検出することにより、回転角度を検出する
磁気式のロータリエンコーダを用いてもよい。
【0026】発光素子7が発した光が回転円板4に軸方
向に貫通して形成された1つのスリット5を通ることに
より、受光素子9はクランク軸2の2回転に1つの割合
の波形信号11(1つのパルス)を出力する。波形信号
11は、気筒番号に対応した信号であり、4つの気筒に
おいてそれぞれ4サイクルの燃焼サイクルが一巡したこ
とに対応している。スリット5は、気筒判別用である。
【0027】発光素子8が発した光が回転円板4に形成
された多数のスリット6を通過した光を受光素子10が
検出することによって、クランク軸2の回転角度に応じ
たパルスを生じたパルス信号が得られる。パルスの時間
間隔を計測することで、クランク軸2の回転速度を検出
することができる。クランク軸2の回転は、プーリ・ベ
ルトのような適当な変速比(1/2)を有する伝動機構
3を介してロータリエンコーダREに伝達される。微小
なクランク角度、例えば1°毎のパルスを知るため、ス
リット6の数は、720とされる。クランク軸2の回転
速度の分解能は、スリットの数を増やすほど向上させる
ことが可能である。
【0028】受光素子9,10が出力した波形信号1
1,12は、それぞれ整形器13,14に入力されてパ
ルス状の信号に整形され、エンジン制御ユニット(EC
U)であるコントローラ18の入力手段19に入力され
る。エンジンの燃焼室内での燃料の噴射・燃焼を行う燃
焼状態にあるときに受光素子10が検出した検出信号は
整形器13によって成形される。この成形された信号
は、パルス間隔が短いほど速い回転速度を表す実回転速
度に関する情報を含む実パルス信号16である。
【0029】モータリング運転時におけるクランク軸2
の回転速度に生じる変動のデータは、エンジンの機種毎
にコントローラのROM20に記憶される。このデータ
の精度に問題が生じた場合には、当初のデータは学習に
よって修正される。即ち、ブレーキ作動時においてはエ
ンジン1においては、インジェクタ31から燃焼室32
への燃料がカットされるので、エンジン1の運転状態は
モータリング運転状態となる。エンジン1がモータリン
グ運転状態にあるときに受光素子10が検出した信号
は、クランク軸2の回転角度に応じた基準パルス信号1
7である。基準パルス信号17は、実パルス信号16と
同様、パルス間隔が短いほど速い回転速度を表す基準回
転速度に関する情報を含んでいる。基準パルス信号17
は入力手段19を介して記憶手段であるROM20に基
準信号(基準データ)として記憶させることができ、こ
のとき、ROM20に記憶されているデータが補正され
る。
【0030】ROM20に記憶されているモータリング
運転状態におけるクランク軸2の回転速度である基準パ
ルス信号17(図2の曲線Bに応じたパルス信号17)
のデータは、読み出されてコントローラ18の偏差算出
手段21に入力される。偏差算出手段21は、高速にデ
ジタル演算可能なDSP(Digital Signa
l Processor)であり、DSPにおいては、
偏差算出手段21が実パルス信号16とモータリング運
転時におけるクランク軸2の基準パルス信号17とを対
比させる高速演算処理を行い、気筒番号信号であるパル
ス状信号15をトリガとして、実パルス信号16の実パ
ルス間隔t1 と基準パルス信号17の基準パルス間隔t
0 との時間差Δtを検出し、時間差Δtに基づいて回転
速度偏差Eを算出する。ROM20には、特定の離散的
な基準回転速度におけるクランク軸回転速度についての
基準パルス信号17が記憶されているに過ぎないので、
偏差算出手段21は、基準回転速度を補間して実回転速
度と平均回転速度を一致させた状態で、実回転速度と基
準回転速度との偏差Eを求める。このようにして求めた
回転速度偏差Eは、熱発生率に比例するものとして取り
扱われる。
【0031】偏差算出手段21が求めた熱発生率に相当
するデータとしての回転速度偏差Eは、演算器22によ
って偏差積分値I、及び偏差微分値D等の熱発生率に関
連する実燃料噴射状態としてのデータを演算する。その
演算結果は、コントローラ18の噴射条件決定手段23
に出力される。
【0032】コントローラ18には、エンジンの気筒判
別センサ、エンジン回転数Neや上死点(TDC)を検
出するためのクランク角センサ、アクセルペダル踏込み
量Accを検出するためのアクセル開度センサ、冷却水
温度Twを検出するための水温センサ、及び吸気管内圧
力を検出するための吸気管内圧力センサ等のエンジンの
運転状態を検出するための各種センサからの信号が入力
されている。コモンレール式燃料噴射システムが適用さ
れる場合には、コモンレールに設けられた圧力センサに
よって検出されたコモンレール内の燃料圧の検出信号が
コントローラ18に送られる。
【0033】噴射条件決定手段23は、各種センサが検
出したエンジンの運転状態に応じて、最適な燃料噴射開
始時期、燃料噴射期間、初期燃料噴射量,燃料噴射圧力
等の目標燃料噴射条件を求める。噴射条件決定手段23
は、エンジン出力を運転状態に即した最適出力とするた
め、演算器22からの熱発生率に関連するデータ、即
ち、実燃料噴射状態に関するデータとエンジンの運転状
態に応じた目標燃料噴射条件とに応じた最適な燃料噴射
条件でインジェクタ31から燃焼室32への燃料噴射が
行われるように、各気筒における最終燃料噴射条件を決
定する。実燃料噴射状態と目標燃料噴射条件とを対比し
ているため、燃料噴射のフィードバック制御が行われ
る。コントローラ18の出力手段24は、インジェクタ
31からの燃料噴射を実行するため、噴射条件決定手段
23が決定した最終燃料噴射条件に応じた制御信号をイ
ンジェクタ31の電磁アクチュエータ等に出力する。
【0034】実燃料噴射状態、目標燃料噴射条件及び最
終燃料噴射条件がそれぞれ実燃料噴射量、目標燃料噴射
量又は最終目標燃料噴射量であるときには、噴射条件決
定手段23は、燃焼行程中の各気筒について回転速度偏
差Eを積算して求めた偏差積分値I(図2の回転偏差E
の面積)を燃焼行程にある各気筒について燃焼した実燃
料噴射量の相当量として求める。目標燃料噴射量と偏差
積分値Iから求めた燃料噴射量とを比較することにより
各気筒における噴射量偏差が求められ、噴射量偏差に基
づいて求められた噴射量補正量で目標燃料噴射量を補正
することにより最終目標燃料噴射量が決定される。
【0035】実燃料噴射状態、目標燃料噴射条件及び最
終燃料噴射条件がそれぞれ実燃料着火時期、目標燃料着
火時期又は最終目標燃料噴射時期であるときには、噴射
条件決定手段23は、燃焼行程にある各気筒について回
転速度偏差Eを微分した偏差変化率Dを求め、偏差変化
率Dが最大値となる時期を実燃料着火時期Ti(図2の
回転速度偏差Eの傾きLが最大傾斜を示す時期を参照)
として求める。噴射条件決定手段23は、目標燃料噴射
時期と実燃料着火時期Tiとを比較して求めた着火時期
偏差に基づいて着火時期補正量を求め、目標燃料噴射時
期を着火時期補正量で補正することにより最終目標燃料
噴射時期を求める。
【0036】実燃料噴射状態、目標燃料噴射条件及び最
終燃料噴射条件とがそれぞれ実初期燃料噴射量、目標初
期燃料噴射量又は最終目標初期燃料噴射量であるときに
は、噴射条件決定手段23は、実燃料着火時期Ti前の
回転速度偏差を積算した偏差積分値Ii(図2参照)を
求める。偏差積分値Iiは、燃焼行程において実燃料着
火時期Ti前に燃焼した予混合燃焼燃料量、即ち、実初
期燃料噴射量に相当する量と考えられる。噴射条件決定
手段23は、目標初期燃料噴射量と実初期燃料噴射量と
に基づいて各気筒における最終目標初期燃料噴射量を決
定する。噴射条件決定手段23は、目標初期燃料噴射量
と実初期燃料噴射量とを比較して求めた初期噴射量偏差
に基づいて初期噴射量補正量を求め、目標初期燃料噴射
量を初期噴射量補正量で補正することにより最終目標初
期燃料噴射量を求める。
【0037】図3のグラフには、4気筒エンジンにおい
て、従来のエンジンの場合と、この発明による燃料噴射
制御装置が適用された場合との、クランク角度に応じた
エンジン回転速度の変動が示されている。図3のグラフ
では、従来の燃料噴射制御装置を用いた場合のエンジン
の回転速度が点線で示されており、この発明による燃料
噴射制御装置を適用した場合のエンジンの回転速度が実
線で示されている。従来の燃料噴射制御装置では、各気
筒#1〜#4によって回転速度が不揃いであるのが認め
られるのに対して、この発明による燃料噴射制御装置を
適用した場合のエンジンの各気筒#1〜#4の回転速度
は同じ態様で変動しており、燃焼バラツキが解消されて
いるのがわかる。
【0038】
【発明の効果】この発明によるエンジンの燃料噴射制御
装置によれば、エンジンが燃焼状態にあるときにエンジ
ンの出力軸の回転に伴って回転センサが出力した回転軸
の実回転速度に関する情報を含む検出信号と、記憶手段
に記憶されたエンジンの出力軸の基準回転速度に関する
情報を含む基準信号とに基づいて、実回転速度と前記基
準回転速度との回転速度偏差を算出する。回転速度偏差
は、燃焼に伴って燃焼室で発生した熱量の熱発生率に相
当するとみなされるので、エンジンの運転状態から求め
られた目標燃料噴射条件と、回転速度偏差から求められ
た各気筒の実燃料噴射状態とを対比することによって、
各気筒における最終燃料噴射条件を決定し、決定された
最終燃料噴射条件に応じた制御信号でインジェクタから
の燃料の噴射を実行するので、各気筒の燃料噴射量のバ
ラツキや着火時期等の各気筒の実燃料噴射状態をエンジ
ンの出力軸の回転変動から求めて、実燃料噴射状態のバ
ラツキによる燃焼バラツキを正確に把握し、燃料噴射条
件を補正することにより、目標の燃料噴射条件で燃料噴
射を実行して燃焼バラツキを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置の
一実施例を示す概略図である。
【図2】この発明によるエンジンの燃料噴射制御装置に
よる実回転速度と基準回転速度との回転速度偏差を説明
するグラフである。
【図3】従来のエンジンと比較してこの発明によるエン
ジンの燃料噴射制御装置によって回転速度のバラツキが
解消される様子を示すグラフである。
【符号の説明】
1 エンジン 2 クランク軸(出力軸) 5,6 スリット 7,8 発光素子 9,10 受光素子 13,14 整形器 16 実パルス信号 17 基準パルス信号 18 コントローラ 19 入力手段 20 ROM(記憶手段) 21 偏差算出手段 22 演算器 23 噴射条件決定手段 24 出力手段 31 インジェクタ 32 燃焼室 RE ロータリエンコーダ A,B 回転速度を表す曲線 C 回転速度偏差Eを表す曲線 E 回転速度偏差 F 圧縮行程 G 膨張行程(燃焼行程) D 回転速度偏差Eの微分値(変化率) I 回転速度偏差Eの積分値 Ti 実燃料着火時期
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 43/00 301 F02D 43/00 301H 301J Fターム(参考) 3G084 BA13 BA15 DA04 DA11 EA11 EC04 FA00 FA10 FA11 FA20 FA33 FA34 FA39 3G301 HA02 HA06 JA04 KA06 LB07 LB11 MA11 MA18 MA24 NA01 NA04 NA06 NA08 NB02 NB06 NC01 NC02 NC08 ND01 ND06 ND21 PC01Z PE01Z PE02Z PE03Z PE04Z PE05Z PE08Z PF03Z

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの出力軸の回転に伴って回転セ
    ンサが出力した前記回転軸の実回転速度に関する情報を
    含む検出信号が入力される入力手段、前記出力軸の基準
    回転速度に関する情報を含む基準信号を記憶する記憶手
    段、前記エンジンが燃焼状態にあるときに前記入力手段
    に入力された前記検出信号と前記記憶手段から読み出さ
    れた前記基準信号とに基づいて、燃焼行程にある気筒毎
    に燃料の燃焼に起因して生じる前記実回転速度と前記基
    準回転速度との回転速度偏差を算出する偏差算出手段、
    前記偏差算出手段が算出した前記回転速度偏差に基づい
    て求めた実燃料噴射状態と前記エンジンの運転状態に基
    づいて求められた目標燃料噴射条件とに基づいて前記気
    筒における最終燃料噴射条件を決定する噴射条件決定手
    段、及び前記気筒に配設されているインジェクタからの
    燃料の噴射を実行するため前記噴射条件決定手段が決定
    した前記最終燃料噴射条件に応じた制御信号を出力する
    出力手段から成るエンジンの燃料噴射制御装置。
  2. 【請求項2】 前記検出信号は前記出力軸の回転に伴っ
    て前記出力軸の回転角度に応じた実パルスを生じたパル
    ス信号であり、前記基準信号は前記エンジンがモータリ
    ング運転状態にあるときに前記出力軸の回転に伴って出
    力された前記出力軸の回転角度に応じて基準パルスを生
    じた基準パルス信号であることから成る請求項1に記載
    のエンジンの燃料噴射制御装置。
  3. 【請求項3】 前記偏差算出手段は、前記検出信号にお
    ける前記実パルスのパルス間隔と前記基準信号における
    前記基準パルスのパルス間隔との時間差に基づいて、前
    記回転速度偏差を算出することから成る請求項2に記載
    のエンジンの燃料噴射制御装置。
  4. 【請求項4】 前記偏差算出手段は、前記実回転速度と
    前記基準回転速度との平均回転速度を一致させた状態
    で、前記実回転速度と前記基準回転速度との偏差を求め
    ることから成る請求項1〜3のいずれか1項に記載のエ
    ンジンの燃料噴射制御装置。
  5. 【請求項5】 前記実燃料噴射状態、前記目標燃料噴射
    条件及び前記最終燃料噴射条件はそれぞれ実燃料噴射
    量、目標燃料噴射量又は最終目標燃料噴射量であり,前
    記噴射条件決定手段は、前記燃焼行程中の前記気筒につ
    いて前記回転速度偏差を積算した偏差積分値を前記実燃
    料噴射量の相当量として求め、前記目標燃料噴射量と前
    記実燃料噴射量とに基づいて前記気筒における前記最終
    目標燃料噴射量を決定することから成る請求項1〜4の
    いずれか1項に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
  6. 【請求項6】 前記噴射条件決定手段は、前記目標燃料
    噴射量と前記実燃料噴射量とを比較して求めた噴射量偏
    差に基づいて噴射量補正量を求め、前記目標燃料噴射量
    を前記噴射量補正量で補正することにより前記最終目標
    燃料噴射量を求めることから成る請求項5に記載のエン
    ジンの燃料噴射制御装置。
  7. 【請求項7】 前記実燃料噴射状態、前記目標燃料噴射
    条件及び前記最終燃料噴射条件はそれぞれ実燃料着火時
    期、目標燃料着火時期又は最終目標燃料噴射時期であ
    り、前記噴射条件決定手段は、前記燃焼行程にある前記
    気筒について前記回転速度偏差を微分した偏差変化率が
    最大値となる時期を前記実燃料着火時期として求め、前
    記目標燃料噴射時期と前記実燃料着火時期とに基づいて
    前記気筒における前記最終目標燃料噴射時期を決定する
    ことから成る請求項1〜4のいずれか1項に記載のエン
    ジンの燃料噴射制御装置。
  8. 【請求項8】 前記噴射条件決定手段は、前記目標燃料
    着火時期と前記実燃料着火時期とを比較して求めた着火
    時期偏差に基づいて着火時期補正量を求め、前記目標燃
    料噴射時期を前記着火時期補正量で補正することにより
    前記最終目標燃料噴射時期を求めることから成る請求項
    7に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
  9. 【請求項9】 前記実燃料噴射状態、前記目標燃料噴射
    条件及び前記最終燃料噴射条件はそれぞれ実初期燃料噴
    射量、目標初期燃料噴射量又は最終目標初期燃料噴射量
    であり、前記噴射条件決定手段は、前記実燃料着火時期
    前の前記回転速度偏差を積算した偏差積分値を前記燃焼
    行程において燃料着火時期前に燃焼した前記実初期燃料
    噴射量として求め、前記目標初期燃料噴射量と前記実初
    期燃料噴射量とに基づいて前記気筒における前記最終目
    標初期燃料噴射量を決定することから成る請求項7又は
    8に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
  10. 【請求項10】 前記噴射条件決定手段は、前記目標初
    期燃料噴射量と前記実初期燃料噴射量とを比較して求め
    た初期噴射量偏差に基づいて初期噴射量補正量を求め、
    前記目標初期燃料噴射量を前記初期噴射量補正量で補正
    することにより前記最終目標初期燃料噴射量を求めるこ
    とから成る請求項9に記載のエンジンの燃料噴射制御装
    置。
  11. 【請求項11】 前記記憶手段は、前記エンジンが燃料
    の非噴射状態にあるときに前記回転センサが検出した前
    記検出信号を前記基準信号として記憶することから成る
    請求項1〜10のいずれか1項に記載のエンジンの燃料
    噴射制御装置。
JP09696099A 1999-04-02 1999-04-02 エンジンの燃料噴射制御装置 Expired - Fee Related JP3794197B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09696099A JP3794197B2 (ja) 1999-04-02 1999-04-02 エンジンの燃料噴射制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09696099A JP3794197B2 (ja) 1999-04-02 1999-04-02 エンジンの燃料噴射制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000291466A true JP2000291466A (ja) 2000-10-17
JP3794197B2 JP3794197B2 (ja) 2006-07-05

Family

ID=14178832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09696099A Expired - Fee Related JP3794197B2 (ja) 1999-04-02 1999-04-02 エンジンの燃料噴射制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3794197B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7013865B2 (en) 2004-05-06 2006-03-21 Denso Corporation Fuel injection system
JP2008138681A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh 内燃機関のシリンダごとの燃焼特性の決定方法およびその制御装置
JP2009103063A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Denso Corp 内燃機関制御装置及び内燃機関制御システム
JP2011111906A (ja) * 2009-11-24 2011-06-09 Toyota Motor Corp 筒内圧センサの診断装置
KR101770430B1 (ko) * 2008-05-26 2017-09-05 바르실라 핀랜드 오이 디젤 기관의 실린더를 균형잡기 위한 방법 및 시스템
KR102074984B1 (ko) * 2018-11-27 2020-03-02 현대오트론 주식회사 단 기통 엔진 실화 진단 시스템 및 방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7013865B2 (en) 2004-05-06 2006-03-21 Denso Corporation Fuel injection system
JP2008138681A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh 内燃機関のシリンダごとの燃焼特性の決定方法およびその制御装置
JP2009103063A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Denso Corp 内燃機関制御装置及び内燃機関制御システム
JP4577348B2 (ja) * 2007-10-24 2010-11-10 株式会社デンソー 内燃機関制御装置及び内燃機関制御システム
US8150600B2 (en) 2007-10-24 2012-04-03 Denso Corporation Control device and control system of internal combustion engine
KR101770430B1 (ko) * 2008-05-26 2017-09-05 바르실라 핀랜드 오이 디젤 기관의 실린더를 균형잡기 위한 방법 및 시스템
JP2011111906A (ja) * 2009-11-24 2011-06-09 Toyota Motor Corp 筒内圧センサの診断装置
KR102074984B1 (ko) * 2018-11-27 2020-03-02 현대오트론 주식회사 단 기통 엔진 실화 진단 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP3794197B2 (ja) 2006-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1918558B1 (en) Fuel injection controller and diagnosis method of fuel supply system
US6932057B2 (en) Engine control device
US7594493B2 (en) Method for controlling fuel injection in a compression ignition engine
JP5372728B2 (ja) 筒内噴射式内燃機関の制御装置
JP4625111B2 (ja) 内燃機関の燃料制御装置
US7004148B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
US7401591B2 (en) Control system for internal combustion engine
JP4703622B2 (ja) 気筒休止機構を備えた内燃機関の制御装置
US7032582B2 (en) Injection control system of internal combustion engine
JP3967320B2 (ja) エンジン制御装置
EP2220356B1 (en) Controller for diesel engine and method of controlling diesel engine
JP4367248B2 (ja) 内燃機関の制御装置
US7353803B2 (en) Misfire detection apparatus for internal combustion engine based on piston speed
US7207316B2 (en) Control apparatus and control method for internal combustion engine
US6968269B2 (en) Engine control device
US7835850B2 (en) Injection characteristic detection apparatus, control system, and method for the same
KR20040028606A (ko) 디젤 엔진의 제어 장치 및 제어 방법
US6925987B2 (en) Method for setting a knock determination period in an internal combustion engine, method for setting a fuel injection timing in an internal combustion engine, and control apparatus for an internal combustion engine
EP1387072B1 (en) Fuel injection system for internal combustion engine starting time
JP4412364B2 (ja) セタン価検出装置
JP2006132526A (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
US7050901B2 (en) Fuel property determination system
JP5099258B2 (ja) 内燃機関のトルク推定装置
JP2005307747A (ja) 内燃機関の燃料供給装置
JP2006144639A (ja) エンジン制御システム

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050607

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050722

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060404

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110421

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees