JP2003343331A - 内燃機関用噴射率制御装置 - Google Patents
内燃機関用噴射率制御装置Info
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Abstract
を調節して微少な噴射量指令値を使用しないようにする
ことにより、マルチ噴射の騒音低減効果等を損なうこと
なく、実際の噴射量や噴射回数等のばらつきを無くすよ
うにする。 【解決手段】 マルチ噴射におけるメイン噴射の噴射量
指令値である噴射5噴射量指令値(Q5)が最低保証噴
射量(KQMIN)以下の場合には、ハードのばらつき
(インジェクタ個体差、気筒間噴射量ばらつき、経時変
化等によるインジェクタの性能劣化など)により噴射5
噴射量指令値(Q5)に対する実際の噴射量が無くなる
可能性がある。そこで、マルチ噴射における1噴射当た
りの噴射回数を制御することにより、最低保証噴射量以
下の噴射量指令値を使用しないようにする。例えばマル
チ噴射におけるパイロット噴射である噴射1を停止した
分を、マルチ噴射におけるメイン噴射である噴射5に増
量させるようにする。
Description
態または運転条件に応じて設定される指令噴射量とセン
サ等により検出される燃料噴射圧力とから算出されたイ
ンジェクタ噴射指令パルス時間、インジェクタ通電期
間、インジェクタ噴射期間、インジェクタ開弁期間等の
噴射量指令値に基づいてインジェクタを駆動する内燃機
関用噴射率制御装置に関するもので、特に内燃機関の圧
縮行程中または膨張行程中に、インジェクタの電磁弁の
駆動を複数回実施して、内燃機関の気筒内に燃料を複数
回に分けて噴射供給するマルチ噴射を行なうことが可能
な内燃機関用燃料噴射装置に係わる。
噴射システムとして、蓄圧容器としてのコモンレール内
に蓄圧した高圧燃料を、エンジンの各気筒毎に対応して
搭載された電磁式燃料噴射弁(インジェクタ)を介して
エンジンの各気筒内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射シス
テムが知られている。この蓄圧式燃料噴射システムの場
合には、エンジン回転速度とアクセル開度とに応じて指
令噴射量を演算し、エンジン回転速度と指令噴射量とに
応じて指令噴射時期を演算し、燃料圧力センサ等によっ
て検出されたコモンレール内の実燃料圧力と指令噴射量
からインジェクタ噴射期間(噴射指令パルス時間)を演
算して、指令噴射時期から噴射指令パルス時間が終了す
るまでインジェクタの電磁弁にパルス状のインジェクタ
駆動電流を印加してノズルニードルを開弁させること
で、インジェクタより各気筒内に噴射供給される燃料の
噴射量制御および噴射時期制御を実施している。
年の排気ガス、騒音規制の対応として、具体的には主噴
射の開始時から安定した燃焼を行なってエンジンの騒
音、振動の低減、更には排気ガス性能の向上を目的とし
て、エンジントルクと成り得る主噴射(メイン噴射)の
前に複数回の微少の先立ち噴射(パイロット噴射)を行
なう多段噴射(マルチ噴射)が実施されている。これ
は、エンジンの特定気筒のインジェクタにおいて、エン
ジンの圧縮行程中または膨張行程中にインジェクタの電
磁弁を2回駆動してノズルニードルを2回開弁させるこ
とによって2回以上の多段噴射(例えば1回以上のパイ
ロット噴射とメイン噴射またはパイロット噴射とメイン
噴射とアフター噴射またはメイン噴射と1回以上のアフ
ター噴射)を実施することにより、初期噴射率の急激な
上昇を抑えてエンジンの騒音、振動を抑制するものであ
る。
式燃料噴射システムにおいては、エンジンの圧縮行程中
または膨張行程中にインジェクタの電磁弁を複数回駆動
してノズルニードルを複数回開弁させることによって2
回以上の多段噴射(マルチ噴射)を実施する場合、従来
に比べて微少噴射量の制御が重要になっているが、微少
噴射量指令値を算出し出力しても、ハードのばらつき
(インジェクタ個体差、気筒間噴射量ばらつき、経時変
化等によるインジェクタの性能劣化など)によって、パ
イロット噴射が消失したり、過大となり過ぎたりするこ
とにより、マルチ噴射の騒音低減効果等が低下し、実際
の噴射量や噴射回数等がばらつき、且つドライバビリテ
ィ、エミッション等のばらつきを発生する要因となって
いる。
射量を制御することが非常に困難であるという点に着目
し、最低保証噴射量にメイン噴射の噴射量指令値が入っ
た場合、マルチ噴射における1噴射当たりの噴射回数を
調節して微少な噴射量指令値を使用しないようにするこ
とにより、マルチ噴射の騒音低減効果等を損なうことな
く、実際の噴射量や噴射回数等のばらつきを無くすこと
を目的とする。
よれば、内燃機関の運転状態または運転条件に応じてマ
ルチ噴射におけるメイン噴射の噴射量指令値を演算し、
そのメイン噴射の噴射量指令値がN回最低保証判定値よ
りも小さくならないように、マルチ噴射における1噴射
当たりの噴射回数を調節することにより、ハードのばら
つき(インジェクタ個体差、気筒間噴射量ばらつき、経
時変化等によるインジェクタの性能劣化など)によって
パイロット噴射が消失したり、過大となり過ぎたりする
ことはない。これにより、マルチ噴射の騒音低減効果等
を損なうことなく、実際の噴射量や噴射回数等のばらつ
きを無くすことができる。
射における1噴射当たりの噴射回数を調節するとは、メ
イン噴射の噴射量指令値がN回最低保証判定値以上の場
合、前記マルチ噴射における1噴射当たりの噴射回数を
N回とし、メイン噴射の噴射量指令値がN回最低保証判
定値よりも小さい場合、マルチ噴射における1噴射当た
りの噴射回数をN−1回とする事であることを特徴とし
ている。以上のような処理により、マルチ噴射における
1噴射当たりの噴射回数を、N回→N−1回→N−2回
→N−3回→N−4回と制御することができる。
の運転状態または運転条件に応じてトータル噴射量を演
算し、そのトータル噴射量がN回噴射許可判定値よりも
大きくなるように、マルチ噴射における1噴射当たりの
噴射回数を調節することにより、ハードのばらつき(イ
ンジェクタ個体差、気筒間噴射量ばらつき、経時変化等
によるインジェクタの性能劣化など)によってパイロッ
ト噴射が消失したり、過大となり過ぎたりすることはな
い。これにより、マルチ噴射の騒音低減効果等を損なう
ことなく、実際の噴射量や噴射回数等のばらつきを無く
すことができる。
射における1噴射当たりの噴射回数を調節するとは、ト
ータル噴射量がN回噴射許可判定値よりも大きい場合、
マルチ噴射における1噴射当たりの噴射回数をN回噴射
まで許可し、トータル噴射量がN回噴射許可判定値以下
の場合、マルチ噴射における1噴射当たりの噴射回数を
N−1回噴射まで許可する事であることを特徴としてい
る。以上のような処理により、マルチ噴射における1噴
射当たりの噴射回数を、N回→N−1回→N−2回→N
−3回→N−4回と制御することができる。
き図面を参照して説明する。 [第1実施例の構成]図1ないし図4は本発明の第1実
施例を示したもので、図1は蓄圧式燃料噴射システムの
全体構成を示した図である。
えば自動車等の車両に搭載された4気筒のディーゼルエ
ンジン等の内燃機関(以下エンジンと呼ぶ)1の各気筒
に噴射供給する燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄
圧する蓄圧容器としてのコモンレール2と、このコモン
レール2にそれぞれ接続されて、エンジンの各気筒内に
燃料を噴射するための電磁式燃料噴射弁よりなる複数個
(本例では4個)のインジェクタ3と、エンジンにより
回転駆動される燃料供給ポンプ(サプライポンプ)4
と、複数個のインジェクタ3およびサプライポンプ4を
電子制御する制御部としての電子制御ユニット(以下E
CUと呼ぶ)10とを備えている。
の気筒に対応するインジェクタ3のみを示し、他の気筒
については図示を省略している。ここで、エンジン1の
各気筒内には、連接棒を介してクランク軸11に連結さ
れたピストン12が摺動自在に配設されている。
力に相当する高圧燃料を蓄圧する必要があり、そのため
にコモンレール2に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管1
4を介してサプライポンプ4から供給されている。な
お、コモンレール2から燃料タンク15へ燃料を戻すた
めのリターン配管16が設けられている。そして、コモ
ンレール2には、リターン配管16の開口度合を調整す
ることが可能な常閉型の減圧弁17が設置されている。
この減圧弁17は、減圧弁駆動回路を介してECU10
から印加される減圧弁駆動電流値によって電子制御され
ることにより、例えば減速時またはエンジン停止時に速
やかにコモンレール2内の燃料圧力、所謂コモンレール
圧力を高圧から低圧へ減圧させる降圧性能に優れる電磁
弁である。なお、減圧弁17の代わりに、コモンレール
2とリターン配管16との間に、コモンレール2内の燃
料圧力が限界設定圧力を超えることがないように、コモ
ンレール2内の燃料圧力を逃がすためのプレシャリミッ
タを取り付けるようにしても良い。
各気筒#1〜#4に個別に対応して取り付けられ、各気
筒内に高圧燃料を噴射する燃料噴射ノズル、この燃料噴
射ノズルのノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁弁
(アクチュエータ)、およびノズルニードルを閉弁方向
に付勢するスプリング等の付勢手段等により構成されて
いる。これらのインジェクタ3からエンジン1への燃料
噴射は、ノズルニードルの圧力制御室内の圧力を制御す
る電磁弁(図示せず)への通電および通電停止(ON/
OFF)により電子制御される。つまり、各気筒のイン
ジェクタ3の電磁弁が開弁している間、コモンレール2
に蓄圧された高圧燃料がエンジン1の各気筒内に噴射供
給される。ここで、インジェクタ3の内部リーク燃料ま
たは圧力制御室からの排出燃料(インジェクタ3を開弁
するために用いた燃料)は、リターン配管19を経て燃
料タンク15に還流するように構成されている。
して吐出口からコモンレール2へ高圧燃料を吐出する高
圧供給ポンプであり、燃料タンク15から燃料を汲み上
げるフィードポンプ(低圧供給ポンプ)5を備えてい
る。フィードポンプ5からサプライポンプ4の加圧室へ
の燃料流路には、その燃料流路の開口度合(弁開度、開
口面積)を調整することで、サプライポンプ4からコモ
ンレール2への燃料の吐出量(ポンプ吐出量、ポンプ圧
送量)を変更する電磁式アクチュエータとしての吸入調
量弁(アクチュエータ)6が取り付けられている。この
吸入調量弁6は、ポンプ駆動回路を介してECU10か
らのポンプ駆動信号によって電子制御されることによ
り、フィードポンプ5からサプライポンプ4の加圧室内
に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入量調整用電磁
弁で、各インジェクタ3からエンジン1の各気筒内へ噴
射供給する噴射圧力(コモンレール圧力)を変更する。
15から燃料を吸入して加圧し、ECU10より指令さ
れた燃料量をコモンレール2に圧送する。このコモンレ
ール2内の燃料圧力は、燃料圧力検出手段としての燃料
圧力センサ21によって測定され、ポンプ駆動指令値
(ポンプ駆動電流値)と噴射量指令値(パルス状のイン
ジェクタ駆動電流、インジェクタ噴射指令パルス)とが
ECU10で算出される。
なうCPU、各種プログラムおよびデータを保存する記
憶装置(ROM、スタンバイRAMまたはEEPRO
M、RAM等のメモリ)、入力回路、出力回路、電源回
路、インジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路等の機
能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュー
タが設けられている。そして、燃料圧力センサ21から
の電圧信号や、その他の各種センサからのセンサ信号
は、A/D変換器でA/D変換された後に、ECU10
に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように
構成されている。
キングさせた後にエンジンキーをIG位置に戻して、図
示しないイグニッションスイッチがオン(ON)する
と、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、
例えばインジェクタ3の電磁弁、サプライポンプ4の吸
入調量弁6、スロットルバルブ39を駆動するアクチュ
エータ40、および排気ガス還流量(EGR量)を調節
するEGRバルブ42等の各制御部品のアクチュエータ
を電子制御するように構成されている。
ンクシャフト)11に取り付けられたクランク角度セン
サ22、およびカム軸(カムシャフト)13に取り付け
られたカム角度センサ23とからのクランク軸回転パル
スおよびカム軸回転パルスの信号を基準にして、各気筒
のインジェクタ3の噴射時期およびサプライポンプ4の
圧送期間を決めることで、コモンレール2内の実燃料圧
力(コモンレール圧力)を指令噴射圧力に保持する。
ジン1のクランク軸11に固定された磁性体製のタイミ
ングロータ(シグナルロータ)24、このタイミングロ
ータ24の周面に対向するように配置された電磁ピック
アップコイル、および磁束を発生させる永久磁石(マグ
ネット)等で構成された電磁式回転センサで、クランク
軸11の回転角度を検出する。なお、ECU10は、ク
ランク角度信号(NEパルス信号)の間隔時間を計測す
ることによって、エンジン回転速度(NE)を検出す
る。タイミングロータ24には、所定角度(例えば10
°)毎に凸状歯が複数個形成されている。したがって、
タイミングロータ24が回転すると、凸状歯が電磁ピッ
クアップコイルに対して接近離反するため、電磁誘導に
よって電磁ピックアップコイルからクランク角度信号
(NEパルス信号)が出力される。
1のカム軸13に固定された磁性体製のタイミングロー
タ(シグナルロータ)25、このタイミングロータ25
の周面に対向するように配置された電磁ピックアップコ
イル、および磁束を発生させる永久磁石(マグネット)
等で構成された電磁式回転センサで、カム軸13の回転
角度を検出する。タイミングロータ25には、所定角度
毎に凸状歯が複数個配置されている。
込み量(アクセル開度)を測定するアクセル開度センサ
26、およびエンジン1の冷却水温度を検出する冷却水
温センサ27等からセンサ信号を入力するように構成さ
れている。そして、ECU10は、エンジン1の運転状
態または運転条件に応じて目標燃料圧力(PFIN)を
演算し、この目標燃料圧力(PFIN)を達成するため
に、サプライポンプ4の吸入調量弁6へのポンプ駆動信
号(ポンプ駆動電流値)を調整して、サプライポンプ4
より吐出される燃料の圧送量(ポンプ吐出量)を制御す
るように構成されている。さらに、より好ましくは、燃
料噴射量の制御精度を向上させる目的で、燃料圧力セン
サ21によって検出されるコモンレール2内の実燃料圧
力(コモンレール圧力:NPC)がエンジン回転速度
(NE)と指令噴射量(QFIN)とに応じて設定され
る目標燃料圧力(PFIN)と略一致するように、サプ
ライポンプ4の吸入調量弁6へのポンプ駆動電流値をフ
ィードバック制御することが望ましい。
(NE)とアクセル開度(ACCP)と予め実験等によ
り測定して作成した特性マップとによって最適な基本噴
射量(Q)を算出する基本噴射量決定手段と、基本噴射
量(Q)に、エンジン冷却水温(THW)や燃料温度
(THF)等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴
射量(QFIN)を算出する指令噴射量決定手段と、指
令噴射量(QFIN)とエンジン回転速度(NE)と予
め実験等により測定して作成した特性マップから指令噴
射時期(TFIN)を算出する噴射時期決定手段と、コ
モンレール圧力(NPC)と指令噴射量(QFIN)と
予め実験等により測定して作成した特性マップから指令
噴射期間(噴射指令パルス時間、インジェクタ通電パル
ス時間:TQ)を算出する噴射期間決定手段と、各気筒
のインジェクタ3の電磁弁に、指令噴射時期(TFI
N)から噴射指令パルス時間(TQ)が経過するまでの
間、パルス状のインジェクタ駆動電流(インジェクタ噴
射指令パルス)を印加するインジェクタ駆動手段とから
構成されている。
PD:以下車速と言う)を測定するための車速センサ3
1から車速信号を入力するように構成されている。ま
た、ECU10は、エンジン回転速度(NE)が所定値
(例えば1200rpm)以下、アクセル開度(ACC
P)が所定値(例えば0%)以下、車速(SPD)が所
定値(例えば0km/h)以下、指令噴射量(QFI
N)が所定値(例えば5mm3 /st)以下、トランス
ミッションのギアポジションがN(ニュートラル)であ
ることを検出した際に、低負荷低回転状態または無負荷
燃費状態、つまりアイドル安定状態であることを検出す
るアイドル安定状態検出手段の機能を含んで構成されて
いる。
ムにおいては、エンジン1の特定気筒のインジェクタ3
においてエンジン1の1周期(1行程:吸気行程−圧縮
行程−燃焼行程(爆発行程、膨張行程)−排気行程)
中、つまりエンジン1のクランク軸11が2回転(72
0°CA)する間、特にエンジン1の各気筒の1燃焼行
程中に、インジェクタ3の駆動を複数回実施して、エン
ジン1の各気筒内に燃料を複数回に分けて噴射供給する
マルチ噴射(例えば1回以上のパイロット噴射とメイン
噴射)を行なうことが可能である。
運転状態(運転情報)と基本噴射量(Q)とから、マル
チ噴射の各々の燃料噴射量、つまりパイロット噴射量
(QPILOT)およびメイン噴射量(QMAIN)を算出する噴
射量決定手段と、エンジン回転速度(NE)とパイロッ
ト噴射量(QPILOT)からパイロット噴射とメイン噴射と
の間のインターバル、およびエンジン回転速度(NE)
とパイロット噴射量(QPILOT)からパイロット噴射とパ
イロット噴射との間のインターバルを算出するインター
バル決定手段と、パイロット噴射量(QPILOT)とコモン
レール2内の実燃料圧力(燃料噴射圧力、コモンレール
圧力:NPC)よりパイロット噴射期間(パイロット噴
射指令パルス時間(TQPILOT):パイロット噴射の噴射
量指令値)、メイン噴射量(QMAIN)とコモンレール圧
力(NPC)よりメイン噴射期間(メイン噴射指令パル
ス時間(TQMAIN):メイン噴射の噴射量指令値)を算
出する噴射期間決定手段とを有している。なお、マルチ
噴射における1噴射当たりの噴射回数(マルチ噴射回
数)は、エンジン1の運転状態または運転条件、例えば
エンジン回転速度(NE)と指令噴射量(QFIN)と
によって任意に決定される。
ン1のアイドル運転(アイドル安定状態)時に、エンジ
ン1の各気筒の爆発行程毎の回転速度変動を検出し、エ
ンジン1の各気筒毎の回転速度変動の検出値と全気筒の
回転速度変動の平均値とを比較し、エンジン1の気筒間
の回転速度変動を平滑化するように、エンジン1の各気
筒毎への最適な燃料噴射量を個々に調整する不均量補償
制御(気筒間噴射量変動補正:FCCB補正)を実施す
るように構成されている。
取り込んだNEパルス信号の間隔時間を計算すること
で、エンジン1の各気筒の爆発行程毎の瞬時回転速度を
算出し、BTDC90°CA〜ATDC90°CA間の
NEパルス信号の間隔時間の最大値を当該気筒の瞬時回
転速度の最低回転速度(Nl)として読み込む。また、
BTDC90°CA〜ATDC90°CA間のNEパル
ス信号の間隔時間の最小値を当該気筒の瞬時回転速度の
最高回転速度(Nh)として読み込む。但し、Nl、N
hは必ずしも最低回転速度、最高回転速度である必要は
なく、当該気筒の回転速度変動を代表する低回転速度、
高回転速度であっても良い。
た後に、各気筒毎の最高回転速度(Nh)と各気筒毎の
最低回転速度(Nl)との気筒毎回転速度差分(ΔN
k)を算出する。これにより、エンジン1の各気筒毎の
回転速度変動の検出値を算出する。そして、エンジン1
の全気筒の回転速度変動の平均値(ΣΔNk)を算出す
る。つまり、エンジン1の全気筒の回転速度変動を平均
化して、全気筒の回転速度変動の平均値(ΣΔNk)を
算出した後に、各気筒毎の回転速度変動の検出値と全気
筒の回転速度変動の平均値(ΣΔNk)から各気筒間の
回転速度変動の偏差を算出する。そして、エンジン1の
各気筒間の回転速度変動が平滑化するように、各気筒毎
に算出されるマルチ噴射における各噴射の噴射量(噴射
量指令値)に、各気筒間の回転速度変動を平滑化する方
向への噴射量補正量(FCCB補正量とも言う)または
噴射指令パルス時間補正量を各気筒毎に付加する。
運転時に、アイドリング回転速度が低下することで、運
転者(ドライバー)に不快なエンジン振動を与えたり、
エンジンストールを起こしたりしないように、あるいは
アイドリング回転速度が上昇することで、エンジン騒
音、燃料消費率を悪化させたりしないように、エンジン
負荷トルクが変化しても、目標回転速度を維持するのに
必要な噴射量に制御するアイドリング回転速度制御(I
SC補正)を実施するように構成されている。なお、現
在のエンジン回転速度が目標回転速度に略一致するよう
に燃料噴射量をフィードバック制御することが望まし
い。
(エンジン回転速度:NE)とエンジン冷却水温(TH
W)、エアコン用コンプレッサ負荷等の負荷状態によっ
て決められた目標回転速度とを比較し、その回転速度差
に応じた噴射量補正量を算出する。そして、平均エンジ
ン回転速度が目標回転速度に略一致するように、マルチ
噴射における各噴射の噴射量(噴射量指令値)に、目標
アイドル回転速度に合わせるのに必要な噴射量補正量
(ISC補正量とも言う)または噴射指令パルス時間補
正量を全気筒一律に付加する。
用いられた燃料は、リリーフ配管としてのリターン配管
19を経て燃料タンク15へ戻される。そのリターン配
管19には、燃料温度を測定する燃料温度センサ32が
搭載されている。この燃料温度センサ32は、検出精度
を上げるために各インジェクタ3のリターン配管19の
集合部分にできるだけ近い位置に搭載するのが望まし
い。
た排気ガスは、排気管35を通り、バリアブルノズルタ
ーボ(VNT)36のタービンの駆動源となった後に、
触媒(図示せず)、マフラー(図示せず)を経て排出さ
れる。上記のバリアブルノズルターボ36の制御は、吸
気圧センサ47の信号とVNT駆動量センサ37の信号
とに基づいて行われる。過給された吸入空気は、吸気管
38を経て各気筒内へ導入される。そして、吸気管38
の途中には、絞り弁(スロットルバルブ)39が配設さ
れ、このスロットルバルブ39の開度は、ECU10か
らの信号により作動するアクチュエータ40によって調
節される。
35を流れる排気ガスの一部である排気再循環ガス(E
GRガス)を吸気管38へ導く排気ガス還流管41が接
続されている。そして、排気ガス還流管41と吸気管3
8との接続口には、排気ガス再循環装置用バルブ(EG
Rバルブ)42が設置され、排気ガス還流管41の途中
には、EGRガスを冷却するためのEGRガスクーラ4
3が設置されている。
スの一部を吸気側に戻すための排気ガス還流管41の開
度を調整するバルブ、ECU10より印加されるEGR
バルブ駆動信号が大きくなる程、バルブを開弁方向に駆
動する電磁コイル(ソレノイドコイル)、およびバルブ
を閉弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段
(図示せず)を有し、EGRバルブ駆動信号の大きさに
比例して、エンジン1の排気側から吸気管38へ戻るE
GRガスの排気ガス還流量(EGR量)を調整する排気
ガス再循環装置用電磁弁(電磁式アクチュエータ)であ
る。
量をポテンショメータにより電圧比として検出する吸入
空気量センサ(エアフローメータ:AFM)44と、吸
入空気温を検出する吸気温センサ45とEGRバルブ4
2のリフト量を検出するEGRバルブ開口度センサ(E
GRバルブ用リフトセンサ)46からの信号で、所定値
を保持できるようにフィードバック制御されている。し
たがって、エンジン1の各気筒内に吸い込まれて吸気管
38を通過する吸入空気は、エミッションを低減するた
めにエンジン1の運転状態毎に設定された排気ガス還流
量(EGR量)になるようにEGRバルブ42の弁開度
(リフト量)がリニアに制御され、排気管35からの排
気ガスとミキシングされることになる。
のマルチ噴射におけるメイン噴射量指令値が最低噴射量
保証領域に入らないようにするインジェクタ噴射量制御
方法を図1ないし図4に基づいて簡単に説明する。ここ
で、図2および図3は本実施例のマルチ噴射における1
噴射当たりの噴射回数制御方法を示したフローチャート
で、図4は本実施例のマルチ噴射における1噴射当たり
の噴射回数制御方法を示した作動説明図である。
イドル回転速度制御(ISC補正)を実施した後に、図
2および図3のルーチンに進入すると、先ず、従来の噴
射量制御方法と同様にして、例えばエンジン回転速度
(NE)とアクセル開度(ACCP)と予め実験等によ
り測定して作成した特性マップとによって最適な基本噴
射量(Q)を算出する(基本噴射量決定手段)。次に、
基本噴射量(Q)に、エンジン冷却水温(THW)や燃
料温度(THF)等を考慮した噴射量補正量を加味して
指令噴射量(QFIN)を算出する(指令噴射量決定手
段)。
噴射量(QFIN)と予め実験等により測定して作成し
た特性マップから噴射指令パルス時間(トータル噴射量
指令値:Qt)を算出する(噴射量指令値決定手段:ス
テップS1)。次に、従来の噴射量制御方法と同様にし
て、例えばエンジン回転速度(NE)と基本噴射量
(Q)または指令噴射量(QFIN)とからパイロット
噴射量を算出する。次に、パイロット噴射量とコモンレ
ール圧力(NPC)とから、マルチ噴射におけるパイロ
ット噴射の噴射量指令値である噴射1〜4噴射量指令値
(Q1〜Q4)を算出する(ステップS2)。次に、ト
ータル噴射量指令値(Qt)から噴射1〜4噴射量指令
値(Q1〜Q4)を引いて、マルチ噴射におけるメイン
噴射の噴射量指令値である噴射5噴射量指令値(Q5)
を算出する(ステップS3)。
5噴射量指令値(Q5)が最低保証噴射量(KQMI
N)よりも小さくなったか否かを判定する(ステップS
4)。この判定結果がNOの場合には、マルチ噴射にお
ける1噴射当たりの噴射回数をN回(例えば5回)噴射
まで許可して、図2および図3のルーチンを抜ける。
場合には、マルチ噴射におけるパイロット噴射量である
噴射1の噴射量をクリア(Q1=0)し、マルチ噴射に
おける1噴射当たりの噴射回数をN−1回(例えば4
回)に固定(セット)する(ステップS5)。次に、ト
ータル噴射量指令値(Qt)から噴射2〜4噴射量指令
値(Q2〜Q4)を引いて、噴射5噴射量指令値(Q
5)を算出する(ステップS6)。
5噴射量指令値(Q5)が最低保証噴射量(KQMI
N)よりも小さくなったか否かを判定する(ステップS
7)。この判定結果がNOの場合には、マルチ噴射にお
ける1噴射当たりの噴射回数を4回噴射まで許可して、
図2および図3のルーチンを抜ける。
場合には、マルチ噴射におけるパイロット噴射量である
噴射2の噴射量をクリア(Q2=0)し、マルチ噴射に
おける1噴射当たりの噴射回数をN−2回(例えば3
回)に固定(セット)する(ステップS8)。次に、ト
ータル噴射量指令値(Qt)から噴射3、4噴射量指令
値(Q3、Q4)を引いて、噴射5噴射量指令値(Q
5)を算出する(ステップS9)。
5噴射量指令値(Q5)が最低保証噴射量(KQMI
N)よりも小さくなったか否かを判定する(ステップS
10)。この判定結果がNOの場合には、マルチ噴射に
おける1噴射当たりの噴射回数を3回噴射まで許可し
て、図2および図3のルーチンを抜ける。
の場合には、マルチ噴射におけるパイロット噴射量であ
る噴射3の噴射量をクリア(Q3=0)し、マルチ噴射
における1噴射当たりの噴射回数をN−3回(例えば2
回)に固定(セット)する(ステップS11)。次に、
トータル噴射量指令値(Qt)から噴射4噴射量指令値
(Q4)を引いて、噴射5噴射量指令値(Q5)を算出
する(ステップS12)。
射5噴射量指令値(Q5)が最低保証噴射量(KQMI
N)よりも小さくなったか否かを判定する(ステップS
13)。この判定結果がNOの場合には、マルチ噴射に
おける1噴射当たりの噴射回数を2回噴射まで許可し
て、図2および図3のルーチンを抜ける。
の場合には、マルチ噴射におけるパイロット噴射量であ
る噴射4の噴射量をクリア(Q4=0)し、マルチ噴射
における1噴射当たりの噴射回数をN−4回(例えば1
回)に固定(セット)する。つまり、マルチ噴射を行な
わず、メイン噴射のみのシングル噴射を行なう(ステッ
プS14)。次に、トータル噴射量指令値(Qt)から
噴射5噴射量指令値(Q5)を算出する(ステップS1
5)。その後に、図2および図3のルーチンを抜ける。
以上のような演算処理および制御処理によって、マルチ
噴射における1噴射当たりのマルチ噴射回数を、5回→
4回→3回→2回→1回と制御することができる。
メイン噴射の噴射量指令値である噴射5噴射量指令値
(Q5)が最低保証噴射量(KQMIN)以下の場合に
は、図4に示したように、ハードのばらつき(インジェ
クタ個体差、気筒間噴射量ばらつき、経時変化等による
インジェクタの性能劣化など)により噴射5噴射量指令
値(Q5)に対する実際の噴射量が無くなる可能性があ
る。
は、マルチ噴射における1噴射当たりの噴射回数を制御
することにより、最低保証噴射量以下の噴射量指令値を
使用しないようにする。例えばマルチ噴射におけるパイ
ロット噴射である噴射1を停止した分を、図4に示した
ように、マルチ噴射におけるメイン噴射である噴射5に
増量させるようにする。このとき、トータル噴射量指令
値(Qt)が変化することはない。
ット噴射である噴射1を停止させて、マルチ噴射におけ
る1噴射当たりの噴射回数を1回分減らしても、マルチ
噴射におけるメイン噴射である噴射5噴射量指令値(Q
5)が最低保証噴射量(KQMIN)以下になっていた
場合には、同様にして、噴射2を停止した分を噴射5に
増量させる。但し、本実施例の噴射回数制御方法の場合
の噴射優先度は、(噴射5>噴射4>噴射3>噴射2>
噴射1)とする。
システムにおいては、最低保証噴射量(KQMIN)に
マルチ噴射におけるメイン噴射の噴射量指令値である噴
射5噴射量指令値(Q5)が入った場合、マルチ噴射に
おける1噴射当たりの噴射回数を、噴射5噴射量指令値
(Q5)が最低保証噴射量(KQMIN)よりも小さく
ならないように制御して、微少噴射量指令値を使用しな
いようにすることにより、マルチ噴射(特にパイロット
噴射)の騒音低減効果等を損なうことなく、実際の噴射
量や噴射回数等のばらつきを無くすことができ、且つド
ライバビリティ、エミッション等のばらつきを無くすこ
とができる。
第2実施例を示したもので、図5は本実施例のマルチ噴
射における1噴射当たりの噴射回数制御方法を示したフ
ローチャートで、図6は本実施例のマルチ噴射における
1噴射当たりの噴射回数制御方法を示した作動説明図で
ある。
イドル回転速度制御(ISC補正)を実施した後に、図
5のルーチンに進入すると、先ず、第1実施例と同様に
してトータル噴射量指令値(Qt)を算出する(ステッ
プS21)。次に、トータル噴射量指令値(Qt)がN
回(本例では5回)噴射許可判定噴射量(KQMIN
5)よりも大きいか否かを判定する(ステップS2
2)。この判定結果がYESの場合には、N回(本例で
は5回)噴射を許可する(ステップS23)。その後
に、図5のルーチンを抜ける。
場合には、マルチ噴射におけるパイロット噴射量である
噴射1の噴射量をクリア(Q1=0)し、トータル噴射
量指令値(Qt)がN−1回(本例では4回)噴射許可
判定噴射量(KQMIN4)よりも大きいか否かを判定
する(ステップS24)。この判定結果がYESの場合
には、N−1回(本例では4回)噴射を許可する(ステ
ップS25)。その後に、図5のルーチンを抜ける。
場合には、マルチ噴射におけるパイロット噴射量である
噴射2の噴射量をクリア(Q2=0)し、トータル噴射
量指令値(Qt)がN−2回(本例では3回)噴射許可
判定噴射量(KQMIN3)よりも大きいか否かを判定
する(ステップS26)。この判定結果がYESの場合
には、N−2回(本例では3回)噴射を許可する(ステ
ップS27)。その後に、図5のルーチンを抜ける。
場合には、マルチ噴射におけるパイロット噴射量である
噴射3の噴射量をクリア(Q3=0)し、トータル噴射
量指令値(Qt)がN−3回(本例では2回)噴射許可
判定噴射量(KQMIN2)よりも大きいか否かを判定
する(ステップS28)。この判定結果がYESの場合
には、N−3回(本例では2回)噴射を許可する(ステ
ップS29)。その後に、図5のルーチンを抜ける。
場合には、マルチ噴射におけるパイロット噴射量である
噴射4の噴射量をクリア(Q4=0)し、トータル噴射
量指令値(Qt)がN−4回(本例では1回)噴射許可
判定噴射量(KQMIN1)よりも大きいか否かを判定
する(ステップS30)。この判定結果がYESの場合
には、N−4回(本例では1回)噴射を許可する(ステ
ップS31)。その後に、図5のルーチンを抜ける。
場合には、マルチ噴射におけるメイン噴射量である噴射
5の噴射量をクリア(Q5=0)し、全噴射を停止す
る。この場合、インジェクタ3の故障と判定できるの
で、異常警告ランプ(インジケータランプ)を点灯して
修理またはインジェクタ3の交換を促すようにする(ス
テップS32)。その後に、図5のルーチンを抜ける。
以上のような演算処理および制御処理によって、マルチ
噴射における1噴射当たりのマルチ噴射回数を、5回→
4回→3回→2回→1回と制御することができる。した
がって、第1実施例と同様な作用効果を達成することが
できる。
式燃料噴射システムのマルチ噴射における1噴射当たり
の噴射回数を適正な回数に制御する噴射回数制御方法に
適用したが、本発明を、コモンレールを備えず、電子制
御方式の分配型燃料噴射ポンプまたは電子制御方式の列
型燃料噴射ポンプ等を備えた内燃機関用噴射率制御装置
のマルチ噴射における1噴射当たりの噴射回数を適正な
回数に制御する噴射回数制御方法に適用しても良い。ま
た、本実施例では、燃料噴射弁として電磁式燃料噴射弁
よりなるインジェクタ3を用いたが、燃料噴射弁として
圧電方式の燃料噴射弁よりなるインジェクタを用いても
良い。
ット噴射の噴射量指令値である各噴射1〜4噴射量指令
値(Q1〜Q4)、およびマルチ噴射におけるメイン噴
射の噴射量指令値である噴射5噴射量指令値(Q5)を
同じ噴射量の噴射量指令値としたが、パイロット噴射の
噴射量指令値である各噴射1〜4噴射量指令値(Q1〜
Q4)とマルチ噴射におけるメイン噴射の噴射量指令値
である噴射5噴射量指令値(Q5)との噴射量を異なら
せても良い。例えば各噴射1〜4噴射量指令値(Q1〜
Q4)よりも噴射5噴射量指令値(Q5)を増量するよ
うにしても良い。
令値としてパイロット噴射指令パルス時間(TQPILOT)
を用い、メイン噴射の噴射量指令値としてメイン噴射指
令パルス時間(TQMAIN)を用いたが、パイロット噴射
の噴射量指令値として指令噴射量(QFIN)とエンジ
ン回転速度(NE)とに応じて算出されるパイロット噴
射量(QPILOT)を用い、メイン噴射の噴射量指令値とし
て指令噴射量(トータル噴射量指令値:Qt)からパイ
ロット噴射量(QPILOT)を引いて算出されるメイン噴射
量(QMAIN)を用いても良い。
ジン1の特定気筒のインジェクタ3の電磁弁を複数回駆
動して、エンジン1の圧縮行程中および膨張行程中に、
エンジン1の特定気筒内に燃料を複数回に分けて噴射供
給するマルチ噴射(例えば1回以上のパイロット噴射と
メイン噴射)を行なうことが可能な蓄圧式燃料噴射シス
テムを適用した例を説明したが、本発明を、エンジン1
の圧縮行程中および膨張行程中に、例えばメイン噴射と
1回以上のアフター噴射を行なうことが可能な内燃機関
用噴射率制御装置に適用しても良い。また、本発明を、
例えば1回以上のパイロット噴射とメイン噴射と1回以
上のアフター噴射を行なうことが可能な内燃機関用噴射
率制御装置に適用しても良い。
補正)またはアイドル回転速度制御(ISC補正)を実
施した後に、図2および図3のルーチンまたは図5のル
ーチンに進入するように構成したが、エンジン1の運転
状態または運転条件が通常のアイドル運転時または定常
運転時に、図2および図3のルーチンまたは図5のルー
チンに進入するように構成しても良い。
略図である(第1実施例)。
御方法を示したフローチャートである(第1実施例)。
御方法を示したフローチャートである(第1実施例)。
御方法を示した作動説明図である(第1実施例)。
御方法を示したフローチャートである(第2実施例)。
御方法を示した作動説明図である(第2実施例)。
段、噴射量決定手段)
Claims (4)
- 【請求項1】内燃機関の運転状態または運転条件に応じ
て設定される噴射量指令値に基づいて燃料噴射弁を駆動
すると共に、 前記内燃機関の圧縮行程中または膨張行程中に、前記燃
料噴射弁の駆動を複数回実施して、前記内燃機関の気筒
内に燃料を複数回に分けて噴射供給するマルチ噴射を行
なう内燃機関用噴射率制御装置において、 前記内燃機関の運転状態または運転条件に応じて前記マ
ルチ噴射におけるメイン噴射の噴射量指令値を算出する
噴射量指令値決定手段と、 この噴射量指令値決定手段によって設定された前記メイ
ン噴射の噴射量指令値がN回最低保証判定値よりも小さ
くならないように、前記マルチ噴射における1噴射当た
りの噴射回数を調節する噴射回数調整手段とを備えたこ
とを特徴とする内燃機関用噴射率制御装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の内燃機関用噴射率制御装
置において、 前記マルチ噴射における1噴射当たりの噴射回数を調節
するとは、前記メイン噴射の噴射量指令値がN回最低保
証判定値以上の場合、前記マルチ噴射における1噴射当
たりの噴射回数をN回とし、前記メイン噴射の噴射量指
令値がN回最低保証判定値よりも小さい場合、前記マル
チ噴射における1噴射当たりの噴射回数をN−1回とす
る事であることを特徴とする内燃機関用噴射率制御装
置。 - 【請求項3】内燃機関の運転状態または運転条件に応じ
て設定される噴射量指令値に基づいて燃料噴射弁を駆動
すると共に、 前記内燃機関の圧縮行程中または膨張行程中に、前記燃
料噴射弁の駆動を複数回実施して、前記内燃機関の気筒
内に燃料を複数回に分けて噴射供給するマルチ噴射を行
なう内燃機関用噴射率制御装置において、 前記内燃機関の運転状態または運転条件に応じてトータ
ル噴射量を算出する噴射量決定手段と、 この噴射量決定手段によって設定された前記トータル噴
射量がN回噴射許可判定値よりも大きくなるように、前
記マルチ噴射における1噴射当たりの噴射回数を調節す
る噴射回数調整手段とを備えたことを特徴とする内燃機
関用噴射率制御装置。 - 【請求項4】請求項3に記載の内燃機関用噴射率制御装
置において、 前記マルチ噴射における1噴射当たりの噴射回数を調節
するとは、前記トータル噴射量がN回噴射許可判定値よ
りも大きい場合、前記マルチ噴射における1噴射当たり
の噴射回数をN回噴射まで許可し、前記トータル噴射量
がN回噴射許可判定値以下の場合、前記マルチ噴射にお
ける1噴射当たりの噴射回数をN−1回噴射まで許可す
る事であることを特徴とする内燃機関用噴射率制御装
置。
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