JP2005048609A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の燃焼室内において失火(すなわち、燃料が燃焼しない状態)が生じたことが検出されたときに燃焼室内の混合気の空燃比を大きくするようにした内燃機関の制御装置が、特許文献1に開示されている。この特許文献1記載の制御装置では、筒内圧(すなわち、燃焼室内の圧力)の2つのピークの差が負になったことをもって失火が生じていると判定される。すなわち、特許文献1記載の内燃機関では、ピストンによる混合気の圧縮により圧縮上死点近傍で筒内圧が第1のピークに達する。そして、その後、失火が生じることなく燃焼が行われれば、この燃焼により筒内圧が第1のピークよりも高い第2のピークに達する。そこで、特許文献1記載の制御装置では、筒内圧が第1のピークに達すると予想されるタイミングで筒内圧が第1筒内圧として検出されると共に、筒内圧が第2のピークに達すると予想されるタイミングで筒内圧が第2筒内圧として検出される。ここで、失火が生じることなく燃焼が行われていれば、第2筒内圧に対する第1筒内圧の差(=第2筒内圧−第1筒内圧)は正の値となるはずであるので、この差が正であれば、失火は生じていないと判定される。一方、失火が生じていると、第1のピークの後に第2のピークは現れず、筒内圧は第1のピークの後、低下するので、上記差は負の値となるので、この差が負であれば、失火が生じていると判定される。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−93748号公報
【特許文献2】
特開平9−68081号公報
【特許文献3】
特開平2−23255号公報
【特許文献4】
特開平7−247883号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、特許文献1記載の制御装置では、筒内圧のみに基づいて失火の発生の有無が判定される。ところが、こうした判定方法には、判定精度をさらに向上するための改善の余地がある。すなわち、特許文献1記載の制御装置では、第2のピークが現れると予想されるタイミングで第2の筒内圧が検出されるが、必ずしもこのタイミングで第2のピークが現れるとは限らない。例えば、燃料の着火時期が予想した時期よりも早かったり遅かったりした場合、予想したタイミングで第2のピークが現れるとは限らない。この場合、燃焼が行われているにも係わらず、失火が生じていると判定されてしまう。また、例えば、予想した時期に燃料が着火したとしても、燃料が一気に燃焼せずに比較的ゆっくりと燃焼した場合、やはり、予想したタイミングで第2のピークが現れるとは限りないし、そもそも、第2のピーク自体が現れない可能性もある。
【0005】
いずれにしても、特許文献1記載の制御装置のように、筒内圧のみに基づいて失火の発生の有無を判定するという方法には、判定精度をさらに向上するための改善の余地がある。
【0006】
また、内燃機関の制御装置の分野では、失火の発生の有無を判定するだけでなく、燃焼遅延の有無も判定することも意義がある。すなわち、内燃機関の制御装置の分野では、失火や燃焼遅延といった燃焼不良の有無を判定するという要求もある。
【0007】
そこで、本発明の目的は、内燃機関の燃焼室内における燃焼不良の有無をより精度良く判定することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、1番目の発明では、内燃機関の燃焼室内の圧力を検出する筒内圧検出手段と、該筒内圧検出手段により検出される燃焼室内の圧力と燃焼室の容積との積を算出する算出手段とを具備する内燃機関の制御装置において、上記算出手段により算出される積が最大となるタイミングをピークタイミングとして検出するタイミング検出手段と、該ピークタイミングに基づいて燃焼室内における燃焼不良の有無を判定する燃焼不良判定手段とを具備する。
2番目の発明では、1番目の発明において、上記燃焼不良判定手段は上記ピークタイミングが機関圧縮行程の上死点よりも早いタイミングであることをもって燃焼室内における燃焼不良が失火であると判定する。
3番目の発明では、1番目の発明において、上記タイミング検出手段は燃焼室内において燃焼が行われなかったときに上記算出手段により算出される積が最大となるタイミングを基準タイミングとして検出し、上記燃焼不良判定手段は上記ピークタイミングが上記基準タイミング近傍のタイミングであることをもって燃焼室内における燃焼不良が失火であると判定する。
4番目の発明では、2または3番目の発明において、上記ピークタイミングが目標タイミングとなるように燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミングを制御する制御手段をさらに具備し、該制御手段は上記燃焼不良判定手段により燃焼室内における燃焼不良が失火であると判定されたときには上記ピークタイミングよりも遅いタイミングが上記目標タイミングとなるように燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミングを制御する。
5番目の発明では、2または3番目の発明において、内燃機関が燃焼室から排出された排気ガスを該燃焼室内に再び導入する排気導入手段を具備し、当該制御装置が上記ピークタイミングが目標タイミングとなるように該排気導入手段により燃焼室内に再び導入される排気ガスの量を制御する制御手段をさらに具備し、該制御手段は上記燃焼不良判定手段により燃焼室内における燃焼不良が失火であると判定されたときには上記ピークタイミングよりも遅いタイミングが上記目標タイミングとなるように上記排気導入手段により燃焼室内に再び導入される排気ガスの量を制御する。
6番目の発明では、1番目の発明において、上記燃焼不良判定手段は上記ピークタイミングが機関圧縮行程の上死点よりも遅い予め定められたタイミングよりも遅いタイミングであることをもって燃焼室内における燃焼不良が燃焼遅延であると判定する。
上記課題を解決するために、7番目の発明では、内燃機関の燃焼室内の圧力を検出する筒内圧検出手段と、該筒内圧検出手段により検出される燃焼室内の圧力と燃焼室の容積との積を算出する算出手段とを具備する内燃機関の制御装置において、上記算出手段により算出される積に基づいて燃焼室内における燃焼不良の有無を判定する燃焼不良判定手段を具備する。
8番目の発明では、7番目の発明において、上記燃焼不良判定手段は上記算出手段により算出される積が略零であることをもって燃焼室内における燃焼不良が失火であると判定する。
9番目の発明では、8番目の発明において、上記算出手段により算出される積が最大となるタイミングをピークタイミングとして検出するタイミング検出手段と、該ピークタイミングが目標タイミングとなるように燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミングを制御する制御手段とをさらに具備し、該制御手段は上記燃焼不良判定手段により燃焼室内における燃焼不良が失火であると判定されたときには上記ピークタイミングよりも遅いタイミングが上記目標タイミングとなるように燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミングを制御する。
10番目の発明では、8番目の発明において、内燃機関が燃焼室から排出された排気ガスを該燃焼室内に再び導入する排気導入手段を具備し、当該制御装置が上記ピークタイミングが目標タイミングとなるように該排気導入手段により燃焼室内に再び導入される排気ガスの量を制御する制御手段をさらに具備し、該制御手段は上記燃焼不良判定手段により燃焼室内における燃焼不良が失火であると判定されたときには上記ピークタイミングよりも遅いタイミングが上記目標タイミングとなるように上記排気導入手段により燃焼室内に再び導入される排気ガスの量を制御する。
11番目の発明では、7番目の発明において、上記燃焼不良判定手段は上記算出手段により算出される積が予め定められた値よりも小さいことをもって燃焼室内における燃焼不良が燃焼遅延であると判定する。
12番目の発明では、1〜11番目の発明のいずれか1つにおいて、上記燃焼不良判定手段により燃焼室内における燃焼が不良であると判定されたときに燃焼室内における燃焼を改善する燃焼改善手段をさらに具備する。
13番目の発明では、12番目の発明において、上記燃焼改善手段が燃料噴射弁から噴射させる燃料の量を制御する制御手段と、燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミングを制御する制御手段と、燃焼室から排出され該燃焼室内に再び導入される排気ガスの量を制御する制御手段との少なくとも1つを具備し、該制御手段は上記燃焼不良判定手段により燃焼室内における燃焼が不良であると判定されたときには燃料噴射弁から噴射させる燃料の量の減量と、燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミングの進角と、燃焼室から排出され該燃焼室内に再び導入される排気ガスの量の減量との少なくとも1つを実行する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図1は、4気筒4ストローク圧縮着火式内燃機関の全体図である。図1において、1は機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、6は電気制御式の燃料噴射弁、7は吸気弁、8は吸気ポート、9は排気弁、10は排気ポートをそれぞれ示す。燃料噴射弁6はそこに電力が供給されると開弁し、これにより、燃料噴射弁6から燃料が噴射される。そして、燃料噴射弁6へ電力を供給する時間(以下「通電時間」という)を制御することにより、燃料噴射弁6が開弁している時間が制御され、したがって、燃料噴射弁6から噴射される燃料の量(以下「燃料噴射量」という)が制御される。
【0010】
吸気ポート8は、対応する吸気枝管11を介してサージタンク12に連結される。サージタンク12は、吸気ダクト13を介してエアクリーナ14に連結される。吸気ダクト13内には、ステップモータ15により駆動されるスロットル弁16が配置される。一方、排気ポート10は、排気枝管17および排気管18を介して酸化機能を有する触媒19を内蔵した触媒コンバータ20に連結される。また、排気枝管17には、空燃比センサ21が取り付けられている。
【0011】
排気枝管17とサージタンク12とは、排気再循環(以下「EGR」という)通路22を介して互いに連結される。燃焼室5から排気ポート10に排出された排気ガスの一部が、このEGR通路22を介してサージタンク12に導入され、最終的には、燃焼室5内に導入される。EGR通路22内には、電気制御式のEGR制御弁23が配置される。このEGR制御弁23の開度(以下「EGR開度」という)を制御することによって、燃焼室5内に導入される排気ガスの量が制御される。また、EGR通路22周りには、該EGR通路22内を流れる排気ガス(以下「EGRガス」ともいう)を冷却するための冷却装置24が配置される。冷却装置24内には、内燃機関を冷却するための冷却水が導かれる。
【0012】
一方、燃料噴射弁6は燃料供給管25を介していわゆるコモンレール26に連結される。コモンレール26内へは、電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ27から燃料が供給される。コモンレール26内に供給された燃料は、燃料供給管25を介して燃料噴射弁6に供給される。コモンレール26には、該コモンレール26内の燃料の圧力(以下「燃圧」という)を検出するための燃圧センサ28が取り付けられている。この燃圧センサ28の出力信号に基づいて、コモンレール26内の燃圧が目標圧となるように燃料ポンプ27の吐出量が制御される。
【0013】
電子制御ユニット30はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス31によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35、および、出力ポート36を具備する。空燃比センサ21の出力信号は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。また、燃圧センサ28の出力信号も対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。機関本体1には、内燃機関を冷却する冷却水の温度を検出するための水温センサ29が取り付けられている。この温度センサ29の出力信号は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。
【0014】
また、触媒19下流の排気管45内には、触媒19を通過した排気ガスの温度を検出するための温度センサ46が配置される。この温度センサ46の出力信号は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。
【0015】
また、シリンダヘッド3には、燃焼室5内の圧力(以下「筒内圧」という)を検出するための筒内圧センサ47が配置される。この筒内圧センサ47の出力信号は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。
【0016】
また、アクセルペダル40には、該アクセルペダル40の踏込量Lに比例した出力電圧を発生する負荷センサ41が接続される。この負荷センサ41の出力電圧は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。さらに、入力ポート35には、クランクシャフト49が、例えば、30°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ42が接続される。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を介して燃料噴射弁6、ステップモータ15、EGR制御弁23、および、燃料ポンプ27に接続される。
【0017】
次に、燃料噴射弁の作動に関する制御について説明する。燃料噴射弁の作動に関して制御せしめられるパラメータとしては、燃料噴射量と燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミング(以下「噴射タイミング」と称す)とがある。始めに、燃料噴射量の制御について説明する。
【0018】
本実施形態では、内燃機関の運転状態(以下「機関運転状態」という)にとって最適な燃料噴射量を実験等により予め求め、これら燃料噴射量を目標燃料噴射量TQとして機関回転数Nと要求負荷Lとの関数でもって図2に示したようなマップの形でROM32に予め記憶しておく。機関運転中、機関回転数Nと要求負荷Lとに基づいて図2のマップから目標燃料噴射量TQが読み込まれる。さらに、本実施形態では、燃料噴射量を目標燃料噴射量TQとする上記通電時間を基本通電時間ΤAUbaseとして目標燃料噴射量TQの関数でもって図3に示したようなマップの形でROM32に予め記憶しておく。図3のマップでは、目標燃料噴射量TQが多くなるにつれて、基本通電時間ΤAUbaseが長くなる。機関運転中、目標燃料噴射量TQに基づいて図3のマップから基本通電時間ΤAUbaseが読み込まれる。
【0019】
ここで、燃料噴射弁6が予定通り作動するのであれば、燃料噴射弁6に基本通電時間ΤAUbaseだけ電力を供給することによって、燃料噴射量は目標燃料噴射量となるはずである。ところが、実際には、燃料噴射弁6の製造誤差や経時劣化等の影響で、燃料噴射弁6に基本通電時間ΤAUbaseだけ電力を供給したとしても、燃料噴射量は目標燃料噴射量になるとは限らない。そこで、本実施形態では、次式(1)に従って、最終的な目標開弁時間ΤAUが算出される。
ΤAU=ΤAUbase×Ki …(1)
詳細は後述するが、上式(1)にて用いられるKiは、実際に燃焼室5内で燃焼した燃料の量に関係するパラメータに基づいて燃料噴射量を目標燃料噴射量とするための係数である。いずれにしても、上式(1)に従って算出される目標開弁時間ΤAUだけ燃料噴射弁6に電力が供給されることによって、燃料噴射弁6からは目標燃料噴射量の燃料が噴射される。
【0020】
なお、本実施形態では、基本通電時間ΤAUbaseを目標燃料噴射量TQの関数としてROM32に予め記憶しているが、基本通電時間ΤAUbaseを各目標燃料噴射量TQに対応させて機関回転数Nと要求負荷Lとの関数としてROM32に予め記憶しておいてもよい。この場合、機関運転中、機関回転数Nと要求負荷Lとに基づいて基本通電時間ΤAUbaseが直接読み込まれることになる。
【0021】
次に、図4を参照しつつ、上式(1)にて用いられる係数Kiの算出方法について説明する。図4において、横軸CAは、クランク角であり、縦軸PVは、筒内圧Pと燃焼室5の容積(以下「筒内容積」という)Vとの積(以下「PV値」という)である。また、図4において、TDCは圧縮行程の上死点(以下「圧縮上死点」という)である。また、図4において、実線は、燃焼室5内にて燃焼が行われたときのPV値の変化を示し、鎖線は、燃焼室5内にて燃焼が行われなかったとき(すなわち、ピストン4の上下動による燃焼室5内の混合気の圧縮・膨張しか行われなかったとき)のPV値の変化を示している。
【0022】
図4の鎖線で示したように、燃焼室5内にて燃焼が行われず、したがって、ピストン4の上下動による燃焼室5内の混合気の圧縮・膨張しか行われなかったときには、PV値は、クランク角CAが圧縮上死点TDCに近づくにつれて徐々に上昇する。そして、PV値は、クランク角CAが圧縮上死点TDCに達したときにピークとなり、その後、徐々に下降する。この場合、鎖線で示したPV値の変化曲線は、圧縮上死点TDCに関して対称となっている。
【0023】
一方、図4の実線で示したように、燃焼室5内にて燃焼が行われたときには、PV値は、クランク角CAが圧縮上死点TDCに近づくにつれて徐々に上昇する。そして、PV値は、クランク角CAが圧縮上死点TDCに達したときにピークとなる。ここまでのPV値の変化は、燃焼室5内にて燃焼が行われなかったときのPV値の変化と同じである。ところが、クランク角CAが圧縮上死点TDCを過ぎると、PV値は若干下降するが、燃料噴射弁6から燃焼室5内に噴射された燃料(例えば、この燃料は圧縮上死点TDC直前のタイミングで噴射される)の燃焼が始まると、PV値は一気に上昇する。そして、PV値は再びピークに達する。以下の説明では、PV値が再びピークに達したときのクランク角(図4のCAp)をピークタイミングと称し、そのときのPV値(図4のPVmax)を最大PV値と称す。なお、PV値は、最大PV値に達した後、一気に下降する。
【0024】
ここで、最大PV値(図4のPVmax)とピークタイミングCApにおけるモータリング時のPV値(図4のPVbase)との差(図4のΔPVであり、以下「ΔPV」または「PV差」という)は、主に、燃焼室5内における燃料の燃焼熱から生じたものである。そして、この燃焼熱は燃焼室5内で燃焼した燃料の量に略比例するはずである。したがって、ΔPVは、燃焼室5内で燃焼した燃料の量(すなわち、実際の燃料噴射量)を代表するパラメータである。別の云い方をすれば、ΔPVから実際の燃料噴射量を知ることができる。さらに言えば、ΔPVを利用すれば、実際の燃料噴射量が目標燃料噴射量となるように上記通電時間を補正する係数(この係数が上式(1)で利用される係数Kiである)を求めることができる。
【0025】
そこで、本実施形態では、燃料噴射量が目標燃料噴射量であったときのΔPVを実験等により予め求め、これらΔPVを目標ΔPVとして目標燃料噴射量TQの関数でもって図5に示したようなマップの形でROM32に予め記憶しておく。図5のマップでは、目標燃料噴射量TQが多くなるにつれて、目標ΔPVが大きくなる。機関運転中、目標燃料噴射量TQに基づいて図5のマップから目標ΔPVが読み込まれる。そして、各膨張行程毎にΔPVを算出し、この算出されたΔPVと目標ΔPVとを比較する。
【0026】
ここで、ΔPVが目標ΔPVよりも小さいときは、燃料噴射量が目標燃料噴射量よりも少なかったのであるから、通電時間が長くなるように、上記係数Kiが大きくされる。この場合、係数Kiは、次式(2)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、ΔPVと目標ΔPVとの差に比例して大きくなる値でもよい)ΔKiiだけ大きくされてもよいし、次式(3)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも大きい値であって、一定値でもよいし、ΔPVと目標ΔPVとの差に比例して大きく値でもよい)Riiだけ大きくされてもよい。
Ki=Ki+ΔKii …(2)
Ki=Ki×Rii …(3)
上式(2)および(3)において、右辺のKiが現在の係数であり、左辺のKiが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(1)に従って算出される目標通電時間ΤAUは長くなり、したがって、燃料噴射量が増量されるので、燃料噴射量が目標燃料噴射量となり、あるいは、少なくとも、目標燃料噴射量に近づくことになる。
【0027】
一方、ΔPVが目標ΔPVよりも大きいときは、燃料噴射量が目標燃料噴射量よりも多かったのであるから、通電時間が短くなるように、上記係数Kiが小さくされる。この場合、係数Kiは、次式(4)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、ΔPVと目標ΔPVとの差に比例して大きくなる値でもよい)ΔKidだけ小さくされてもよいし、次式(5)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも小さい値であって、一定値でもよいし、ΔPVと目標ΔPVとの差に比例して小さくなる値でもよい)Ridだけ小さくてもよい。
Ki=Ki−ΔKid …(4)
Ki=Ki×Rid …(5)
上式(4)および(5)においても、右辺のKiが現在の係数であり、左辺のKiが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(1)に従って算出される目標通電時間ΤAUが短くなり、したがって、燃料噴射量が減量されるので、燃料噴射量が目標燃料噴射量となり、あるいは、少なくとも、目標燃料噴射量に近づくことになる。
【0028】
次に、噴射タイミングの制御について説明する。本実施形態では、機関運転状態にとって最適な噴射タイミング(詳細には、ピークタイミング(図4のCAp)が所定のタイミングとなるような噴射タイミング)を実験等により予め求め、これら噴射タイミングを基本噴射タイミングTTbaseとして機関回転数Nと要求負荷Lとの関数でもって図6に示したようなマップの形でROM32に予め記憶しておく。そして、機関運転中、機関回転数Nと要求負荷Lとに基づいて図6のマップから基本噴射タイミングTTbaseが読み込まれる。
【0029】
ここで、燃料噴射弁6が予定通り作動するのであれば、基本噴射タイミングTTbaseにて燃料噴射弁6に電力を供給することによって、ピークタイミング(図4のCAp)が目標タイミングとなるはずである。ところが、実際には、燃料噴射弁6の製造誤差や経時劣化等の影響で、基本噴射タイミングTTbaseにて燃料噴射弁6に電力を供給したとしても、ピークタイミングCApが目標とする所定のタイミングになるとは限らない。そこで、本実施形態では、次式(6)に従って、最終的な目標噴射タイミングTTが算出される。
TT=TTbase×Kt …(6)
詳細は後述するが、上記(6)にて用いられているKtは、ピークタイミングを目標タイミングとするための係数である。いずれにしても、上式(6)に従って算出される目標噴射タイミングTTにて燃料噴射弁6に電力が供給されることによって、ピークタイミングが目標タイミングとなる。
【0030】
次に、上式(6)にて用いられる係数Ktの算出方法について説明する。上述したように、機関運転状態にとって最適な噴射タイミングは、ピークタイミング(図4のCAp)が所定のタイミングとなるようなタイミングである。ここで、一般的な傾向として、噴射タイミングが早くなれば、ピークタイミングも早くなり、逆に、噴射タイミングが遅くなれば、ピークタイミングも遅くなる。したがって、ピークタイミングが所定のタイミングよりも遅いときには、噴射タイミングを進角すれば(すなわち、早くすれば)、ピークタイミングは所定のタイミングに近づくことになる。逆に、ピークタイミング所定のタイミングよりも早いときには、噴射タイミングを遅角すれば(すなわち、遅くすれば)、ピークタイミングは所定のタイミングに近づくことになる。
【0031】
そこで、本実施形態では、機関運転状態にとって最適なピークタイミングを実験等により予め求め、これらピークタイミングを目標ピークタイミングTCApとして機関回転数Nと要求負荷Lとの関数でもって図7に示したようなマップの形でROM32に予め記憶しておく。そして、機関運転中、機関回転数Nと要求負荷Lとに基づいて図7のマップから目標ピークタイミングTCApが読み込まれる。そして、各膨張行程毎にピークタイミングを検出し、この検出されたピークタイミングと目標ピークタイミングTCApとを比較する。
【0032】
ここで、検出された実際のピークタイミングCApが目標ピークタイミングTCApよりも早いときには、噴射タイミングが目標噴射タイミングよりも早かったのであるから、上記係数Ktが大きくされる。この場合、係数Ktは、次式(7)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、実際のピークタイミングと目標ピークタイミングとの差に比例して大きくなる値でもよい)ΔKtiだけ大きくされてもよいし、次式(8)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも大きい値であって、一定値でもよいし、実際のピークタイミングと目標ピークタイミングとの差に比例して大きくなる値でもよい)Rtiだけ大きくされてもよい。
Kt=Kt+ΔKti …(7)
Kt=Kt×Rti …(8)
上式(7)および(8)において、右辺のKtが現在の係数であり、左辺のKtが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(6)に従って算出される最終的な目標噴射タイミングTTは遅くなるので、実際のピークタイミングが目標ピークタイミングとなり、あるいは、少なくとも、目標ピークタイミングに近づくことになる。
【0033】
一方、実際のピークタイミングCApが目標ピークタイミングTCApよりも遅いときには、噴射タイミングが目標噴射タイミングよりも遅かったのであるから、上記係数Ktが小さくされる。この場合、係数Ktは、次式(9)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、実際のピークタイミングと目標ピークタイミングとの差に比例して大きくなる値でもよい)ΔKtdだけ小さくされてもよいし、次式(10)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも小さい値であって、一定値でもよいし、実際のピークタイミングと目標ピークタイミングとの差に比例して小さくなる値でもよい)Rtdだけ小さくされてもよい。
Kt=Kt−ΔKtd …(9)
Kt=Kt×Rtd …(10)
上式(9)および(10)においても、右辺のKtが現在の係数であり、左辺のKtが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(6)に従って算出される最終的な目標噴射タイミングTTが早くなるので、実際のピークタイミングが目標ピークタイミングとなり、あるいは、少なくとも、目標ピークタイミングに近づくことになる。
【0034】
次に、EGR制御弁の作動に関する制御について説明する。EGR制御弁の作動に関して制御せしめられるパラメータとしては、燃焼室5内に導入される排気ガスの量(以下「EGRガス量」という)がある。EGRガス量は、EGR制御弁の開度(EGR開度)を制御することによって制御可能であるので、本実施形態では、EGR開度が制御される。
【0035】
具体的には、本実施形態では、機関運転状態にとって最適なEGRガス量(詳細には、ピークタイミング(図4のCAp)が所定のタイミングとなるような量)を達成するようなEGR開度を実験等により予め求め、これらEGR開度を基本EGR開度TDbaseとして機関回転数Nと要求負荷Lとの関数でもって図8に示したようなマップの形でROM32に予め記憶しておく。そして、機関運転中、機関回転数Nと要求負荷Lとに基づいて図8のマップから基本EGR開度TDbaseが読み込まれる。
【0036】
ここで、EGR開度が基本EGR開度TDbaseとなるようにEGR制御弁23を制御すれば、理論的には、EGRガス量が最適な量となり、したがって、ピークタイミングが所定のタイミングとなるはずである。ところが、実際には、EGR制御弁23の製造誤差や経時劣化等の影響で、EGR開度が基本EGR開度TDbaseとなるようにEGR制御弁23を制御したとしても、ピークタイミングCApが目標とする所定のタイミングになるとは限らない。そこで、本実施形態では、次式(11)に従って、最終的な目標EGR開度TDが算出される。
TD=TDbase×Ke …(11)
詳細は後述するが、上式(11)にて用いられているKeは、ピークタイミングを目標タイミングとするための係数である。いずれにしても、EGR開度が上式(11)に従って算出される目標EGR開度TDとなるようにEGR制御弁23が制御されることによって、ピークタイミングが目標タイミングとなる。
【0037】
次に、上式(11)にて用いられる係数Keの算出方法について説明する。上述したように、機関運転状態にとって最適なEGRガス量は、ピークタイミング(図4のCAp)が所定のタイミングとなるような量である。ここで、一般的な傾向として、EGRガス量が多ければ、燃料噴射弁6から燃料が噴射されてからこの燃料の着火が始まるまでの時間(いわゆる、燃料着火遅れ時間)が長くなり、且つ、燃料の着火が始まってから燃料の燃焼が完了するまでの時間(いわゆる、燃焼時間)も長くなる。いずれにしても、EGRガス量が多ければ、燃料が噴射されてから燃料の燃焼が完了するまでの時間が長くなるので、ピークタイミングは遅くなる。逆に、EGRガス量が少なければ、ピークタイミングは早くなる。したがって、ピークタイミングが所定のタイミングよりも遅いときには、EGRガス量が少なくなれば(すなわち、EGR開度が小さくなれば)、ピークタイミングは所定のタイミングに近づくことになる。逆に、ピークタイミングが所定のタイミングよりも早いときには、EGRガス量が多くなれば(すなわち、EGR開度が大きくなれば)、ピークタイミングは所定のタイミングに近づくことになる。
【0038】
そこで、本実施形態では、機関運転中、機関回転数Nと要求負荷Lとに基づいて図7のマップから目標ピークタイミングTCApが読み込まれる。そして、各膨張行程毎にピークタイミングを検出し、この検出されたピークタイミングと目標ピークタイミングTCApとを比較する。
【0039】
ここで、検出された実際のピークタイミングCApが目標ピークタイミングTCApよりも早いときには、EGRガス量が目標EGRガス量よりも少なく、したがって、EGR開度が目標EGR開度よりも小さかったのであるから、上記係数Keが大きくされる。この場合、係数Keは、次式(12)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、実際のピークタイミングと目標ピークタイミングとの差に比例して大きくなる値でもよい)ΔKeiだけ大きくされてもよいし、次式(13)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも大きい値であって、一定値でもよいし、実際のピークタイミングと目標ピークタイミングとの差に比例して大きくなる値でもよい)Reiだけ大きくされてもよい。
Ke=Ke+ΔKei …(12)
Ke=Ke×Rei …(13)
上式(12)および(13)において、右辺のKeが現在の係数であり、左辺のKeが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(11)に従って算出される最終的な目標EGR開度TDが大きくなるので、実際のピークタイミングが目標ピークタイミングとなり、あるいは、少なくとも、目標ピークタイミングに近づくことになる。
【0040】
一方、実際のピークタイミングCApが目標ピークタイミングTCApよりも遅いときには、EGRガス量が目標EGRガス量よりも多く、したがって、EGR開度が目標EGR開度よりも大きかったのであるから、上記係数Keが小さくされる。この場合、係数Keは、次式(14)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、実際のピークタイミングと目標ピークタイミングとの差に比例して大きくなる値でもよい)ΔKedだけ小さくされてもよいし、次式(15)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも小さい値であって、一定値でもよいし、実際のピークタイミングと目標ピークタイミングとの差に比例して小さくなる値でもよい)Redだけ小さくされてもよい。
Ke=Ke−ΔKed …(14)
Ke=Ke×Red …(15)
上記(12)および(13)においても、右辺のKeが現在の係数であり、左辺のKeが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(11)に従って算出される最終的な目標EGR開度TDが小さくなるので、実際のピークタイミングが目標ピークタイミングとなり、あるいは、少なくとも、目標ピークタイミングに近づくことになる。
【0041】
ところで、上述したように燃料噴射量、噴射タイミング、および、EGR開度を制御しているときに、燃焼室5内で失火(すなわち、燃料噴射弁6から燃料が噴射されたにも係わらず、その燃料の着火が起こらない状態)が生じることがある。これは、燃料噴射量が多すぎたり、噴射タイミングが遅すぎたり、EGRガス量が多すぎたりすることから生じることが多い。したがって、失火が生じているときに燃料噴射量を少なくしたり或いは噴射タイミングを進角したり或いはEGRガス量を少なくすれば、失火を抑制することができる。また、失火が生じているときには燃料が燃焼せず、この燃焼しなかった燃料は燃焼室5内に残存してしまったり、燃焼室5からそのまま排出されてしまったりする。燃焼室5内に燃料が残存していると、次の機関サイクルにおいて噴射された燃料が燃焼しづらくなるし、燃焼しなかった燃料が燃焼室5から排出されると、燃費の悪化や排気エミッションの悪化を招くことになる。
【0042】
一方、燃料噴射量を少なくすれば、燃料を燃焼させやすくなるし、燃費の悪化や排気エミッションの悪化を抑制することができる。そこで、本実施形態では、以下のようにして、燃焼室5内で失火が生じたか否かを判定し、失火が生じていると判定された場合には、以下のようにして、失火の発生を抑制するべく、燃料噴射量、噴射タイミング、および、EGR開度を制御する。次に、本実施形態における失火判定方法(すなわち、燃焼室5内で失火が発生しているか否かを判定する方法)、および、失火が発生していると判定されたときの本実施形態における燃料噴射量、噴射タイミング、および、EGR開度に対する制御方法について説明する。
【0043】
まず、始めに、本実施形態における失火判定方法について説明する。燃焼室5内において、失火が発生した時とは、燃焼室5内にて燃焼が行われなかった時のことであるから、このときには、ピストン4の上下動による燃焼室5内の混合気の圧縮・膨張しか行われない。したがって、このとき、PV値は、図4の鎖線で示したように変化する。すなわち、PV値は、クランク角CAが圧縮上死点TDCに近づくにつれて徐々に上昇し、クランク角CAが圧縮上死点TDCに達したときにピークとなり、その後、徐々に下降する。したがって、この場合、理論的には、ピークタイミング(図4のCAp)は圧縮上死点TDCとなる。もちろん、失火が発生したときであっても、ピークタイミングCApは正確に圧縮上死点TDCとはならずに該圧縮上死点TDCから多少ずれることはあるが、いずれにしても、失火が発生したときには、ピークタイミングCApは圧縮上死点TDC近傍となるし、少なくとも、圧縮上死点TDCよりも早くなることはほとんどない。したがって、ピークタイミングCApが圧縮上死点TDC近傍にあることをもって、あるいは、ピークタイミングCApが圧縮上死点TDCよりも早いことをもって、失火が発生していると判定することができる。
【0044】
そこで、失火判定方法の第1の実施形態では、各膨張行程毎にピークタイミングCApを検出し、この検出されたピークタイミングCApと圧縮上死点TDCとを比較する。ここで、検出された実際のピークタイミングCApが圧縮上死点TDCよりも早いときには、失火が発生していると判定する。逆に、検出された実際のピークタイミングCApが圧縮上死点TDCよりも遅いときには、失火は発生していないと判定する。これにより、燃焼室5内において失火が発生しているか否かを判定することができる。
【0045】
また、失火判定方法の第2の実施形態では、検出された実際のピークタイミングCApが圧縮上死点TDC近傍の予め定められた範囲(失火が生じたときにピークタイミングがとりうる範囲であって、例えば、予め実験等により求められ、以下これを「失火範囲」という)内にあるときには、失火が発生していると判定する。一方、検出された実際のピークタイミングCApが上記失火範囲外にあるときには、失火は発生していないと判定する。これによっても、燃焼室5内において失火が発生しているか否かを判定することができる。
【0046】
なお、失火判定方法の第2実施形態において、上記失火範囲の最進角値(すなわち、該失火範囲において最も早いタイミング)が圧縮上死点TDCに近すぎると、失火が発生しているときのピークタイミングCApが該最進角値よりも早くなってしまうこともありうる。この場合、本来、失火が発生していると判定されなければならないにも係わらず、失火は発生していないと判定されてしまう。したがって、このことを回避するためには、上記最進角値は、圧縮上死点TDCよりも十分に早い値(タイミング)に設定しておく必要がある。したがって、このように圧縮上死点TDCよりも十分に早い値(タイミング)を設定することが困難である場合には、上記失火範囲の最進角値を設定せずに、単に、上記失火範囲の最遅角値(すなわち、該失火範囲において最も遅いタイミング)のみを用いて、ピークタイミングCApが上記最遅角値よりも早いときに失火が生じていると判定し、逆に、ピークタイミングCApが上記最遅角値よりも遅いときに失火は生じていないと判定するようにしてもよい。
【0047】
さらに、失火判定方法の第2実施形態において、上記失火範囲の最遅角値を設定することも困難である場合には、失火判定方法の第1実施形態におけるように、単に、ピークタイミングCAを圧縮上死点TDCと比較して失火の発生の有無を判定するほうが有利である。
【0048】
ところで、失火が発生している場合、理論的には、上記ΔPVは零となる。もちろん、失火が発生したときであっても、ΔPVが正確に零とはならずに零からずれることはあるが、いずれにしても、失火が発生したときには、ΔPVは、少なくとも、零に近くなる。したがって、ΔPVが零近傍にあることをもって、あるいは、非常に小さいことをもって、失火が発生していると判定することができる。
【0049】
そこで、失火判定方法の第3の実施形態では、各膨張行程毎にΔPVを算出し、この算出されたΔPVと零近傍の予め定められた範囲(これは、失火が生じていると認定可能な程度のΔPVの範囲であって、予め実験等により求められる範囲であり、以下これを「失火範囲」という)とを比較する。ここで、算出されたΔPVが上記失火範囲内にあるときには、失火が発生していると判定する。逆に、算出されたΔPVが上記失火範囲外にあるときには、失火は発生していないと判定する。これによっても、燃焼室5内において失火が発生しているか否かを判定することができる。
【0050】
また、失火判定方法の第4実施形態では、算出されたΔPVが予め定められた値(零よりも大きいが零に近い値であって、以下これを「所定値」という)よりも小さいときに失火が発生していると判定し、逆に、算出されたΔPVが上記所定値よりも大きいときには失火は発生していないと判定する。これによっても、燃焼室5内において失火が発生しているか否かを判定することができる。
【0051】
なお、失火判定方法の第3実施形態において、失火範囲の最小値(負の値)が零に近すぎると、失火が発生しているときのΔPVが該最小値よりも小さくなってしまうこともありうる(実際には、ΔPVが負の値になることは多くはないが、ΔPVが負の値となって算出されることもありうる)。この場合、本来、失火が発生していると判定されなければならないにも係わらず、失火は発生していないと判定されてしまう。したがって、このことを回避するためには、上記最小値は、零よりも十分に小さい負の値に設定しておく必要がある。したがって、こうしたことを考えると、失火判定方法の第4実施形態のように、単に、ΔPVを所定値(零よりも大きいが零に近い値)と比較して失火の発生の有無を判定するほうが有利である。
【0052】
また、一般的に、機関回転数が小さく且つ要求負荷が小さいときには、燃料噴射量が少なく、したがって、ΔPVも小さい値(すなわち、零に近い値)となる。このとき、上述したように、ΔPVに基づいて失火が発生しているか否かを判定すると、ΔPVが零に近いので、失火が発生していないにも係わらず、失火が発生していると判定されてしまう可能性がある。したがって、機関回転数が小さく且つ要求負荷が小さいときには、ピークタイミングに基づいて失火が発生しているか否かを判定したほうがその判定結果はより正確であると言える。
【0053】
次に、失火が発生していると判定されたときの本実施形態における燃料噴射量に対する制御方法について説明する。失火が発生しているときには、燃料噴射弁6から噴射された燃料が燃焼室5内に残存している可能性がある。この場合において、次の機関サイクルにおいて燃料噴射弁6から所期の量(上述したようにして決定される目標燃料噴射量)の燃料が噴射されると、混合気の空燃比が非常に小さくなる。この場合、燃料の着火が起こり難くなり、あるいは、燃料の着火が起こったとしても、燃料が完全燃焼するには空気の量が少ないので、一部の燃料が燃焼せずに無駄になるし、排気エミッションの悪化も招く。
【0054】
そこで、失火発生時における本実施形態の燃料噴射量の制御方法では、失火が発生していると判定されたときには、目標燃料噴射量が減量せしめられる。具体的には、上式(1)に従って算出される最終的な目標開弁時間ΤAUが小さくされ、あるいは、上式(1)にて用いられる係数Kiが小さくされる。係数Kiが小さくされる場合、係数Kiは、上式(2)に従って更新されるのではなく、次式(16)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、ピークタイミングが圧縮上死点よりも遅い場合にはピークタイミングと圧縮上死点との差に反比例して或いはΔPVが正である場合にはΔPVに反比例して大きくなる値でもよい)ΔKiduだけ小さくされてもよいし、上式(3)に従って更新されるのではなく、次式(17)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも小さい値であって、一定値でもよいし、ピークタイミングが圧縮上死点よりも遅い場合にはピークタイミングと圧縮上死点との差に反比例して或いはΔPVが正である場合にはΔPVに反比例して小さくなる値でもよい)Riduだけ小さくされてもよい。
Ki=Ki−ΔKidu …(16)
Ki=Ki×Ridu …(17)
上式(16)および(17)において、右辺のKiが現在の係数であり、左辺のKiが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(1)に従って算出される目標通電時間ΤAUが短くなり、したがって、燃料噴射量が減量されるので、燃料が着火しやすくなり、また、燃料が燃焼せずに無駄となることが回避され、しかも、排気エミッションの悪化も抑制される。
【0055】
次に、失火発生時における本実施形態の噴射タイミングに対する制御方法について説明する。失火が生じているときのピークタイミングは圧縮上死点に近いタイミングとなるので、このときのピークタイミングは図7のマップから読み込まれる目標ピークタイミングよりも大幅に早いタイミングとなっている。この場合、上述した実施形態では、上式(7)または(8)に従って係数Ktが算出されるが、これによると、噴射タイミングは遅角せしめられることになる。ここで、一般的には、噴射タイミングが遅くなるほど、燃料は着火しづらくなる傾向がある。すなわち、上式(7)または(8)に従って算出される係数Ktを用いて上式(6)に従って噴射タイミングが制御されると、失火の発生が継続してしまう。
【0056】
そこで、失火発生時における噴射タイミングの制御方法の第1の実施形態では、失火が発生していると判定されたときには、噴射タイミングが進角される。具体的には、失火が発生していると判定されたときには、検出される実際のピークタイミングの代わりに、目標ピークタイミングよりも十分に遅いタイミングが用いられる。すなわち、目標ピークタイミングよりも十分に遅いタイミングを実際のピークタイミングとして利用する。この場合、上述した実施形態では、上式(9)または(10)に従って係数Ktが算出されることになるので、噴射タイミングは進角されることになる。これによれば、噴射タイミングが遅角せしめられることが回避される。しかも、これによれば、噴射タイミングが進角されるので、燃料が着火しやすくなり、失火が解消されることになる。
【0057】
また、失火発生時における噴射タイミングの制御方法の第2実施形態においては、失火が発生していると判定されたときには、上式(6)にて用いられる係数Ktが直接小さくされる。この場合、係数Ktは、上式(7)に従って更新されるのではなく、次式(18)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、ピークタイミングが圧縮上死点よりも遅い場合にはピークタイミングと圧縮上死点との差に反比例して大きくなる値でもよい)ΔKtduだけ小さくされてもよいし、上式(8)に従って更新されるのではなく、次式(19)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも小さい値であって、一定値でもよいし、ピークタイミングが圧縮上死点よりも遅い場合にはピークタイミングと圧縮上死点との差に反比例して小さくなる値でもよい)Rtduだけ小さくされてもよい。
Kt=Kt−ΔKtdu …(18)
Kt=Kt×Rtdu …(19)
上式(18)および(19)において、右辺のKtが現在の係数であり、左辺のKtが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(6)に従って算出される目標噴射タイミングTTが早くなり、したがって、噴射タイミングが早められる。これによれば、失火発生時に噴射タイミングが遅角せしめられることが回避される。しかも、これによれば、噴射タイミングが早められるので、燃料が着火しやすくなり、失火が解消されることになる。
【0058】
次に、失火発生時における本実施形態のEGR開度に対する制御方法について説明する。上述したように、失火が生じているときのピークタイミングは圧縮上死点に近いタイミングとなるので、このときのピークタイミングは図7のマップから読み込まれる目標ピークタイミングよりも大幅に早いタイミングとなっている。この場合、上述した実施形態では、上式(12)または(13)に従って係数Keが算出されるが、これによると、EGR開度は大きくされ、したがって、EGRガス量が多くなる。ここで、一般的には、EGRガス量が多くなると、燃料はより着火しずらくなる傾向がある。すなわち、上式(12)または(13)に従って算出される係数Keを用いて上式(11)に従ってEGR開度が制御されると、失火の発生が継続してしまう。
【0059】
そこで、失火発生時におけるEGR開度の制御方法の第1実施形態においては、失火が発生していると判定されたときには、EGR開度が小さくされる。具体的には、失火が発生していると判定されたときには、検出される実際のピークタイミングの代わりに、目標ピークタイミングよりも十分に遅いタイミングが用いられる(ここで用いられるタイミングは、失火発生時における噴射タイミングの制御方法の第1実施形態において用いられるタイミングと同じであっても異なっていてもよいが、同じであるほうが制御上は簡便である)。すなわち、目標ピークタイミングよりも十分に遅いタイミングを実際のピークタイミングとして利用する。この場合、上述した実施形態では、上式(14)または(15)に従って係数Keが算出されることになるので、EGR開度は小さくなる。これによれば、EGRガス量が多くなることが回避される。しかも、これによれば、EGRガス量が少なくなるので、燃料が着火しやすくなり、失火が解消される。
【0060】
また、失火発生時における噴射タイミングの制御方法の第2実施形態においては、失火が発生されていると判定されたときには、上式(11)にて用いられる係数Keが直接小さくされる。この場合、係数Keは、上式(12)に従って更新されるのではなく、次式(20)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、ピークタイミングが圧縮上死点よりも遅い場合にはピークタイミングと圧縮上死点との差に反比例して大きくなる値でもよい)ΔKeduだけ小さくされてもよいし、上式(13)に従って更新されるのではなく、次式(21)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも小さい値であって、一定値でもよいし、ピークタイミングが圧縮上死点よりも遅い場合にはピークタイミングと圧縮上死点との差に反比例して小さくなる値でもよい)Reduだけ小さくされてもよい。
Ke=Ke−ΔKedu …(20)
Ke=Ke×Redu …(21)
上式(20)および(21)において、右辺のKeが現在の係数であり、左辺のKeが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(11)に従って算出される目標EGR開度TDが小さくなるので、EGR開度が小さくなる。これによれば、失火発生時にEGRガス量が多くなることが回避される。しかも、これによれば、EGRガス量が少なくなるので、燃料が着火しやすくなり、失火が解消される。
【0061】
ところで、上述したように燃料噴射量、噴射タイミング、および、EGR開度を制御しているときに、燃焼室5内で、失火が生じないまでも、燃焼遅延(すなわち、燃焼が遅くなる現象)が生じることがある。これは、燃料噴射量が多すぎたり、噴射タイミングが遅すぎたり、EGRガス量が多すぎたりすることから生じることが多い。したがって、燃焼遅延が生じているときに燃料噴射量を少なくしたり或いは噴射タイミングを早めたり或いはEGRガス量を少なくすれば、燃焼遅延を抑制することができる。また、燃焼遅延が生じているときには燃料が燃焼しづらく、一部の燃料が燃焼せず、この燃焼しなかった燃料は燃焼室5内に残存してしまったり、燃焼室5からそのまま排出されてしまったりする。燃焼室5内に燃料が残存していると、次の機関サイクルにおいて噴射された燃料が燃焼しづらくなるし、燃焼室5から燃料が排出されると、燃費の悪化を招くことになる。したがって、燃焼遅延が生じているときに燃料噴射量を少なくすれば、燃料を燃焼させやすくなるし、燃費の悪化を抑制することができる。そこで、本実施形態では、以下のようにして、燃焼室5内で燃焼遅延が生じたか否かを判定し、燃焼遅延が生じていると判定された場合には、以下のようにして、燃焼遅延の発生を抑制するべく、燃料噴射量、噴射タイミング、および、EGR開度を制御する。次に、本実施形態における燃焼遅延判定方法(すなわち、燃焼室5内で燃焼遅延が生じているか否かを判定する方法)、および、燃焼遅延が発生していると判定されたときの本実施形態における燃料噴射量、噴射タイミング、および、EGR開度に対する制御方法について説明する。
【0062】
まず、始めに、本実施形態における燃焼遅延判定方法について説明する。燃焼遅延が生じているときには、ピークタイミング(すなわち、PV値が最大となるタイミングであって、図4のCApである)が遅くなる。したがって、ピークタイミングCApが比較的遅いタイミングであることをもって、燃焼遅延が発生していると判定することができる。そこで、燃焼遅延判定方法の第1の実施形態では、各膨張行程毎にピークタイミングCApを検出し、この検出されたピークタイミングCApと予め定められたタイミング(これは、例えば、燃焼遅延が生じているタイミングのうち最も早いタイミングであって、実験等により予め求められるタイミングであり、以下「所定タイミング」という)とを比較する。ここで、検出された実際のピークタイミングCApが上記所定タイミングよりも遅いときには、燃焼遅延が発生していると判定する。一方、検出された実際のピークタイミングCApが上記所定タイミングよりも早いときには、燃焼遅延は発生していないと判定する。これにより、燃焼室5内において燃焼遅延が発生しているか否かを判定することができる。
【0063】
また、燃焼遅延が発生している場合、上記ΔPVは比較的小さくなる。したがって、ΔPVが比較的小さいことをもって、燃焼遅延が発生していると判定することができる。そこで、燃焼遅延判定方法の第2の実施形態では、各膨張行程毎にΔPVを算出し、この算出されたΔPVと予め定められた値(これは、例えば、燃焼遅延が生じているときのΔPVのうち最も大きい値であって、実験等により予め求められる値であり、以下「所定値」という)とを比較する。もちろん、失火判定を同時に行っている場合には、算出されたΔPVと上記失火範囲(これは、失火が生じていると認定可能な程度のΔPVの値の範囲であって、零近傍の範囲である)の最大値とも比較する。ここで、算出されたΔPVが上記所定値よりも小さく且つ上記失火範囲の最大値よりも大きいときには、燃焼遅延が発生していると判定する。一方、算出されたΔPVが上記所定値よりも大きいときには、燃焼遅延は発生していないと判定する。これによっても、燃焼室5内において燃焼遅延が発生しているか否かを判定することができる。
【0064】
もちろん、上述した燃焼遅延判定方法の第1の実施形態と第2の実施形態とを組み合わせて、燃焼遅延を判定してもよい。この場合、ピークタイミングCApが上記所定タイミングよりも遅いか或いはΔPVが上記所定値よりも小さく且つ上記失火範囲の最大値よりも大きいことをもって、燃焼遅延が発生していると判定してもよいし、ピークタイミングCApが上記所定タイミングよりも遅く且つΔPVが上記所定値よりも小さく且つ上記失火範囲の最大値よりも大きいことをもって、燃焼遅延が発生していると判定してもよい。
【0065】
次に、燃焼遅延発生時における本実施形態の燃料噴射量に対する制御方法について説明する。燃焼遅延が発生しているときには、燃料噴射弁6から噴射された燃料が燃焼室5内に残存している可能性がある。失火が発生している場合に関連して説明したように、この場合において、次の機関サイクルにおいて燃料噴射弁6から所期の量(上述したようにして決定される目標燃料噴射量)の燃料が噴射されると、混合気の空燃比が非常に小さくなる。この場合、燃料の着火が起こり難くなり、あるいは、燃料の着火が起こったとしても、燃料が完全に燃焼するには空気の量が少ないので、結局のところ、一部の燃料が燃焼せずに無駄になるし、排気エミッションの悪化をも招く。
【0066】
そこで、燃焼遅延発生時における本実施形態の燃料噴射量の制御方法では、燃焼遅延が発生していると判定されたときには、目標燃料噴射量が減量せしめられる。具体的には、上式(1)に従って算出される最終的な目標開弁時間ΤAUが小さくされ、あるいは、上式(1)にて用いられる係数Kiが小さくされる。係数Kiが小さくされる場合、係数Kiは、上式(2)に従って更新されるのではなく、次式(22)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、ピークタイミングと上記所定タイミングとの差に比例して或いはΔPVに反比例して大きくなる値でもよいが、上式(16)にて用いられる所定値ΔKiduよりも小さい値である)ΔKidvだけ小さくされてもよいし、次式(23)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも小さい値であって、一定値でもよいし、ピークタイミングと上記所定タイミングとの差に反比例して或いはΔPVに反比例して小さくなる値でもよいが、上式(17)にて用いられる所定割合Riduよりも大きい値である)Ridvだけ小さくされてもよい。
Ki=Ki−ΔKidv …(22)
Ki=Ki×Ridv …(23)
上式(22)および(23)において、右辺のKiが現在の係数であり、左辺のKiが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(1)に従って算出される目標通電時間ΤAUが短くなり、したがって、燃料噴射量が減量されるので、燃料が着火しやすくなり、また、燃料が燃焼せずに無駄となることが回避され、しかも、排気エミッションの悪化も抑制される。
【0067】
次に、燃焼遅延発生時における本実施形態の噴射タイミングの制御方法について説明する。噴射タイミングが遅いほど燃焼遅延が発生する可能性が大きくなるのであるから、燃焼遅延が発生しているときに噴射タイミングを進角すれば、燃焼遅延が発生する可能性は小さくなる。そこで、燃焼遅延が発生したときにおける本実施形態の噴射タイミングの制御方法においては、燃焼遅延が発生していると判定されたときには、噴射タイミングが進角される。具体的には、上式(6)にて用いられる係数Ktが小さくされる。この場合、係数Ktは、上式(7)に従って更新されるのではなく、次式(24)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、ピークタイミングと上記所定タイミングとの差に比例して或いはΔPVに比例して大きくなる値でもよいが、上式(18)にて用いられる所定値ΔKtduよりも小さい値である)ΔKtdvだけ小さくされてもよいし、上式(8)に従って更新されるのではなく、次式(25)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも小さい値であって、一定値でもよいし、ピークタイミングと上記所定タイミングとの差に反比例して或いはΔPVに比例して小さくなる値でもよいが、上式(19)にて用いられる所定割合Rtduよりも大きい値である)Rtdvだけ小さくされてもよい。
Kt=Kt−ΔKtdv …(24)
Kt=Kt×Rtdv …(25)
上式(24)および(25)において、右辺のKtが現在の係数であり、左辺のKtが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(6)に従って算出される目標噴射タイミングTTが早くなり、したがって、燃料が着火しやすくなり、燃焼遅延が解消されることになる。
【0068】
次に、燃焼遅延発生時における本実施形態のEGR開度の制御方法について説明する。EGRガス量が多いほど燃焼遅延が発生する可能性が大きくなるのであるから、燃焼遅延が発生しているときにEGR開度を小さくすれば(すなわち、EGRガス量を少なくすれば)、燃焼遅延が発生する可能性は小さくなる。そこで、燃焼遅延が発生したときにおける本実施形態のEGR開度の制御方法においては、燃焼遅延が発生していると判定されたときには、EGR開度が小さくされる。具体的には、上式(11)にて用いられる係数Keが小さくされる。この場合、係数Keは、上式(12)に従って更新されるのではなく、次式(26)に示したように、所定値(これは、一定値でもよいし、ピークタイミングと上記所定タイミングとの差に比例して或いはΔPVに反比例して大きくなる値であってもよいが、上式(20)にて用いられる所定値ΔKedvだけ小さくされてもよいし、上式(13)に従って更新されるのではなく、次式(27)に示したように、所定割合(これは、1.0よりも小さい値であって、一定値でもよいし、ピークタイミングと上記所定タイミングとの差に反比例して或いはΔPVに比例して小さくなる値でもよいが、上式(21)にて用いられる所定割合Reduよりも大きい値である)Redvだけ小さくされてもよい。
Ke=Ke−ΔKedv …(26)
Ke=Ke×Redv …(27)
上式(26)および(27)において、右辺のKeが現在の係数であり、左辺のKeが今回新たに更新されて次回使用される係数である。
これによれば、上式(11)に従って算出される目標EGR開度TDが小さくなるので、EGR開度が小さくなる。これによれば、EGRガス量が少なくなるので、燃料が着火しやすくなり、燃焼遅延が解消される。
【0069】
図9は、本実施形態に従った燃料噴射量の制御の一例を示している。図9において、CApはピークタイミング(図4のCAp)であり、ΔPVはPV差であり、Qは燃料噴射量であり、Qbは燃焼室5内で燃焼した燃料の量であり、Quは燃焼室5内に残存した燃料の量である。また、ピークタイミングCApを示した線図において、TDCは圧縮上死点を示している。また、燃料噴射量Qを示した線図において、1〜7は燃料噴射弁6からの燃料噴射の回数を示しており、1は1回目の燃料噴射、2は2回目の燃料噴射、以下同様に、7は7回目の燃料噴射を示している。
【0070】
図9に示した例では、1回目の燃料噴射では、所期の量Q3の燃料が噴射される。このとき、図9の例では、燃焼燃料量Qbは燃料噴射量と等しい量Q3である。すなわち、噴射された燃料全てが燃焼する。したがって、残存燃料量Quは零である。そして、ピークタイミングCApは所期のタイミング(すなわち、目標タイミング)TCAであり、ΔPVは所期の値(すなわち、目標ΔPV)TΔPVである。この場合、ピークタイミングCApが上記失火範囲の最遅角タイミングAよりも遅く且つ上記所定タイミング(すなわち、燃焼延が生じているタイミングのうち最も早いタイミング)Bよりも早く、ΔPVが上記失火範囲(すなわち、失火が生じていると認定可能な程度のΔPVの値の範囲)の最大値Dよりも大きく且つ上記所定値(すなわち、燃焼遅延が生じているときのΔPVのうち最も大きい値)Cよりも大きいことから、失火も燃焼遅延も生じていないと判定される。このため、2回目の燃料噴射でも、所期の量(図9の例では、1回目の燃料噴射量と同じ量Q3)の燃料が噴射される。
【0071】
そして、図9の例では、次の2回目の燃料噴射でも、燃焼燃料量Qbは燃料噴射量と等しい量Q3であり、噴射された燃料全てが燃焼する。したがって、残存燃料量Quは零であり、ピークタイミングCApは所期のタイミングTCAであり、ΔPVは所期の値TΔPVである。したがって、このときにも、失火も燃料遅延も生じていないので、3回目の燃料噴射でも、所期の量(図示した例では、1回目の燃料噴射量と同じ量Q3)の燃料が噴射される。
【0072】
ところが、図9の例では、次の3回目の燃料噴射では、燃焼燃料量Qbは零である。すなわち、失火が生じている。したがって、残存燃料量Quは燃料噴射量と等しい量Q3である。そして、ピークタイミングCApは圧縮上死点TDC近傍のタイミングであり、ΔPVは略零である。この場合、ピークタイミングCApは上記失火範囲の最遅角タイミングAよりも早く、ΔPVが上記失火範囲の最大値Dよりも小さいことから、失火が生じていると判定される。このため、4回目の燃料噴射では、所期の量よりも少ない量Q2の燃料が噴射されることになる。もちろん、このとき、燃料を燃焼しやすくするために、EGRガス量が少なくされ、さらに、4回目の燃料噴射のタイミングが早められる。
【0073】
そして、4回目の燃料噴射では、燃料が燃焼しやすくされているので、図9の例では、燃焼燃料量Qbは4回目の燃料噴射における燃料噴射量Q2よりも少ないが零よりも多い量Q1となっている。したがって、残存燃料量QuはQ3からQ4に増大することになるが、ピークタイミングCApは上記失火範囲の最遅角タイミングAよりも遅く、ΔPVは上記失火範囲の最大値Dよりも大きくなる。すなわち、燃焼室5内のおける燃焼が改善されている。しかしながら、ピークタイミングCApは上記所定タイミングBよりも遅く、ΔPVは以前として上記所定値Cよりも小さいので、燃焼遅延が生じていると判定される。このため、5回目の燃料噴射では、4回目の燃料噴射における燃料噴射量Q2よりもさらに少ない量Q1の燃料が噴射される。また、このときにも、燃料を燃焼しやすくするために、EGRガス量がさらに少なくされ、5回目の燃料噴射のタイミングがさらに早められる。
【0074】
そして、5回目の燃料噴射では、燃料がさらに燃焼しやすくされているので、図9の例では、燃料燃焼量Qbは5回目の燃料噴射における燃料噴射量Q1よりも多い量Q2となっている。したがって、残存燃料量QuはQ4からQ3に減少することになる。しかしながら、ピークタイミングCApは上記所定タイミングBよりも遅く、ΔPVは以前として上記所定値Cよりも小さいので、燃焼遅延が生じていると判定される。このため、図9の例では、6回目の燃料噴射における燃料噴射量は零にまで少なくされる。そして、このときにも、燃料を燃焼しやくすくするために、EGRガス量が少なくされ、6回目の燃料噴射のタイミングがさらに早められる。
【0075】
そして、6回目の燃料噴射では、燃料がさらに燃焼しやすくされているので、図9の例では、燃料燃焼量QbはQ3となっている。したがって、残存燃料量QuはQ3から零に減少することになる。そして、このとき、ピークタイミングCApが上記失火範囲の最遅角タイミングAよりも遅く且つ上記所定タイミングBよりも早く、ΔPVが上記失火範囲の最大値Dよりも大きく且つ上記所定値Cよりも大きいことから、失火も燃焼遅延も生じていないと判定される。このため、7回目の燃料噴射では、所期の量(図9の例では、1回目の燃料噴射量と同じ量Q3)の燃料が噴射される。
【0076】
本実施形態によれば、失火または燃焼遅延が生じたときには、こうしたプロセスを経て、失火または燃焼遅延が解消されるのである。また、燃焼の性状が予定していた性状と異なる場合には、燃料の着火遅れが大きくなったりするが、このプロセスによれば、こうした着火遅れも解消される。さらに、燃料の燃焼期間も望ましい期間となり、また、燃焼室5を画成する壁面に付着した燃料が燃焼することに起因する燃料着火(燃焼開始)時期のずれも解消される。さらに、空燃比が過剰にリッチになることも抑制されるので、空燃比が過剰にリッチであることに起因する失火の発生や過剰な燃焼の発生(これは、燃焼騒音を増大させるものである)も抑制される。
【0077】
ところで、上述した実施形態では、機関サイクル毎にΔPVが算出され、この算出されたΔPVと図5のマップから読み込まれる目標ΔPVとを比較し、燃料噴射量を補正するようにしている。これによれば、燃料噴射量の補正が機関サイクル毎に行われることから、燃料噴射量の補正が行われる回数が多く、したがって、燃料噴射量の補正精度は高い。ところが、機関サイクル毎に燃料噴射量の補正を行うためには、図5に示したようなマップを予め用意し、このマップをROM32に記憶しておく必要がある。図5に示したようなマップを用意するためにはそのための労力が必要であり、こうしたマップをROM32に記憶しておくためにはROM32の記憶容量の増大が必要である。
【0078】
そこで、機関回転数Nと目標燃料噴射量TQとによって確定される複数の点(以下「作動点」という)を離散的に(すなわち、一定の機関回転数間隔であって一定の目標燃料噴射量間隔でもって)含むマップ(例えば、図10(A)に示したようなマップであり、ここで、黒点で示されている点が作動点である)を用意する。さらに、図10(A)上の各作動点に対応して機関回転数Nと目標ΔPVとによって確定される複数の点(以下これも「作動点」という)を含むマップ(例えば、図10(B)に示したようなマップであり、ここで、黒点で示されている点が作動点である)も用意する。そして、現在の作動点(すなわち、機関回転数および目標燃料噴射量)が、図10(A)のマップ上のいずれかの作動点に一致したときにΔPVを算出すると共にこのときの目標ΔPVを図10(B)のマップから読み込み、これらΔPVと目標ΔPVとを比較し、燃料噴射量を補正するようにしてもよい。これによれば、マップを用意する労力が少なくなり、また、マップを記憶するためにROM32の記憶容量を増大する必要性が小さくなる。
【0079】
ところが、これによると、現在の作動点(機関回転数および目標燃料噴射量)が、図10(A)上のいずれかの作動点に一致したときにしか、燃料噴射量に対する補正は行われないことになる。このため、燃料噴射量に対する補正精度が低くなるという不具合がある。また、機関運転状態が過渡状態(すなわち、機関回転数や要求負荷の変化が比較的大きい状態)にある時に比べて、機関運転状態が定常状態(すなわち、機関回転数や要求負荷の変化が比較的小さい状態)にある時(以下「定常運転時」という)のほうが、ΔPVの算出精度が高い。したがって、燃料噴射量に対する高い補正精度を確保するためには、定常運転時に燃料噴射量に対する補正が行われることが好ましい。ところが、定常運転時には、機関回転数や要求負荷の変化が比較的小さいことから、現在の作動点が図10(A)上のいずれかの作動点に一致することが少ない。このため、燃料噴射量に対する補正の実行回数が少なく、燃料噴射量に対する補正精度が低くなるという不具合がある。そこで、以下、燃料噴射量の補正のためにROM32に記憶しておくデータ量が少ないが、燃料噴射量の補正のためのデータ収集量は多く、しかも、定常運転時にも多くのデータが収集されるような、本発明における燃料噴射量の補正方法の実施の形態について説明する。
【0080】
こうした燃料噴射量に対する補正方法を実現するフローチャートを図11および図12に示した。以下、図11および図12のフローチャートに沿って燃料噴射量に対する補正方法の別の実施形態について説明する。図11および図12のフローチャートでは、始めに、ステップ10において、図10(A)のマップ上の作動点のうちの1つが基準点として選択される。この基準点の選択方法としては、種々のものが考えられるが、例えば、複数回の機関サイクルに亘る複数の作動点全てが平均的に近い作動点を選択するという方法がある。図13は基準点近傍の領域を拡大して示している。以下、基準点における機関回転数をN0で表し、基準点における目標燃料噴射量をTQ0で表して、フローチャートについて説明する。
【0081】
ステップ11では、次式(28)に従って基準点における機関回転数N0に対する現在の機関回転数Nの差ΔNが算出されると共に、次式(29)に従って基準点における目標燃料噴射量(以下「基準目標燃料噴射量」という)TQ0に対する現在の目標燃料噴射量TQの差ΔTQが算出される。
ΔN=N−N0 …(28)
ΔTQ=TQ−TQ0 …(29)
【0082】
次いで、ステップ12では、上記差ΔNの絶対値がn/2以下であり(|ΔN|≦n/2)且つ上記差ΔTQの絶対値がtq/2以下である(|ΔTQ|≦tq/2)か否かが判別される。ここで、nは、図10(A)のマップの横軸に沿った作動点間の距離であり、これは、図13に表示されている。また、tqは、図10(A)のマップの縦軸に沿った作動点間の距離であり、これも、図13に表示されている。すなわち、ステップ12では、現在の機関回転数Nと現在の目標燃料噴射量TQとからなる作動点が、図13の一点鎖線で囲まれた領域W内にあるか否かが判別される。ステップ12において、|ΔN|>n/2であるか或いは|ΔTQ|>tq/2であると判別されたときには、ルーチンはステップ11に戻る。この場合、ステップ11が再び実行される。したがって、本フローチャートでは、ステップ12において、|ΔN|≦n/2且つ|ΔTQ|≦tq/2であると判別されるまで、ステップ11が繰り返し実行されることになる。ステップ12において、|ΔN|≦n/2且つ|ΔTQ|≦tq/2であると判別されたときには、ルーチンはステップ13に進む。
【0083】
ステップ13では、燃焼室5内に吸入される空気の量(以下「吸気量」という)Gaと基準となる吸気量Ga0との差の絶対値が所定値αよりも小さく(|Ga−Ga0|<α)、且つ、燃焼室5内の混合気の空燃比AFと基準となる空燃比AF0との差の絶対値が所定値βよりも小さく(|AF−AF0|<β)、且つ、噴射タイミングTと基準となる噴射タイミングT0との差の絶対値が所定値γよりも小さい(|T−T0|<γ)か否かが判別される。すなわち、基準となる吸気量からの現在の吸気量のずれ、基準となる空燃比からの現在の空燃比ずれ、および、基準となる噴射タイミングからの現在の噴射タイミングずれが、一定範囲内に収まっているか否かが判別される。ここで、|Ga−Ga0|≧αであり、または、|AF−AF0|≧βであり、または、|T−T0|≧γであると判別されたときには、ルーチンはステップ11に戻り、ステップ11が再び実行される。したがって、本フローチャートでは、ステップ13において、|Ga−Ga0|≧αであり且つ|AF−AF0|≧βであり且つ|T−T0|≧γであると判別されるまで、ステップ11およびステップ12が繰り返し実行されることになる。ステップ13において、|Ga−Ga0|≧αであり且つ|AF−AF0|≧βであり且つ|T−T0|≦γであると判別されたときには、ルーチンはステップ14に進む。
【0084】
ステップ14では、次式(30)に従って係数fが算出される。
f=((1−2×|ΔN|/n)+(1−2×|ΔTQ|/tq))/2…(30)
ここで、右辺の(1−2×|ΔN|/n)は、図14(A)に示した関係から、横軸のΔNを縦軸のf(ΔN)に換算したものである。一方、右辺の(1−2×|ΔTQ|/tq)は、図14(B)に示した関係から、横軸のΔTQを縦軸のf(ΔTQ)に換算したものである。したがって、上式(30)によれば、これらf(ΔN)とf(ΔTQ)との平均値を係数fとしているのである。この係数fは、後述する式(31)および(32)にて用いられる係数であって、式(31)にて用いられるときの係数fの機能は、各機関サイクルで算出されるΔPVをΔPVの積分値にどの程度反映させるかを決定するものである。したがって、上式(30)および後述する式(31)から明らかなように、作動点が基準点から離れているほど、ΔPVの積分値に反映せしめられるΔPVの値は小さくなる。また、係数fは、式(32)にても用いられる係数であって、式(32)にて用いられるときの係数fの機能は、各機関サイクルでのΔPVの1回の算出を、データ取得回数としてどの程度反映させるかを決定するものである。したがって、上式(30)および後述する式(32)から明らかなように、作動点が基準点から離れているほど、データ取得回数に反映せしめられる回数は小さくなる。
【0085】
次いで、ステップ15において、次式(31)に従って、ΔPVの積算値ΔPVsumが算出される。
ΔPVsum=ΔPVsum+f×(1−ΔTQ/TQ0)×ΔPV…(31)
ここで、左辺のΔPVsumが今回新たに算出されたΔPVの積算値であり、右辺のΔPVsumが前回までのΔPVの積算値である。また、右辺において、TQ0は基準目標燃料噴射量であり、ΔTQはステップ11で算出された基準目標燃料噴射量TQ0に対する現在の目標燃料噴射量TQの差である。また、右辺の(1−ΔTQ/TQ0)は、作動点が基準点に一致していないときに算出されたΔPVを、作動点が基準点に一致しているときに算出されるべきΔPVに線形補間するためのものである。すなわち、ΔPVと燃料噴射量との間には線形な関係が成立するので、右辺の(1−ΔTQ/TQ0)を用いることにより、各機関サイクルで算出されたΔPVを、作動点が基準点に一致しているときに算出されるべきΔPVに変化することができる。また、右辺のfはステップ14にて算出される係数である。したがって、上述したように、これによれば、作動点が基準点から離れるほど、ΔPVの積算値ΔPVsumに反映されるΔPVの値は小さくなる。
【0086】
次いで、ステップ16において、次式(32)に従って、データ取得回数カウンタCが算出される。
C=C+f …(32)
ここで、左辺のCが今回新たに算出されたデータ取得回数であり、右辺のCが前回までのデータ取得回数である。そして、右辺のfはステップ14にて算出される係数であるので、これによれば、上述したように、作動点が基準点から離れるほど、ΔPVのデータ取得回数に反映される回数は小さくなる。
【0087】
次いで、ステップ17において、ステップ16で算出されたデータ取得回数カウンタCが所定値δよりも大きい(C>δ)か否かが判別される。すなわち、データ取得回数(すなわち、サンプル数)が一定の回数(すなわち、一定のサンプル数)を超えたか否かが判別される。ここで、C≦δであると判別されたときには、ルーチンはステップ11に戻り、ステップ11が再び実行される。すなわち、ステップ17において、C>δであると判別されるまで、ステップ11〜16が繰り返し実行されることになる。一方、C>δであると判別されたときには、ルーチンはステップ18に進む。
【0088】
ステップ18では、次式(33)に従って、ステップ15で算出されたΔPVの積算値ΔPVsumの平均値ΔPVaveが算出される。
ΔPVave=ΔPVsum/C …(33)
ここで、右辺において、ΔPVsumはステップ15にて算出されるΔPVの積算値であり、Cはステップ16において算出されるデータ取得回数である。
【0089】
次いで、ステップ19において、次式(34)に従って、基準目標燃料噴射量TQ0に対する補正値Δqが算出される。
Δq=−(ΔPVave−TΔPV0)/TΔPV0×TQ0…(34)
ここで、右辺において、ΔPVaveはステップ18で算出されるΔPVの積算値ΔPVsumの平均値であり、TΔPV0は図10(B)のマップにおいて基準機関回転数N0に対応する目標ΔPVである。
【0090】
次いで、ステップ20において、目標燃料噴射量をフィードバック制御する条件(以下「フィードバック条件」という)が成立しているか否かが判別される。ここで、フィードバック条件が成立していないと判別されたときには、ルーチンはそのまま終了する。一方、フィードバック条件が成立していると判別されたときには、ルーチンはステップ21に進んで、次式(35)に従って、基準点における目標燃料噴射量TQ0が算出される。
TQ0=TQ0+Δq …(35)
ここで、左辺のTQ0が今回新たに算出された基準目標燃料噴射量であり、右辺のTQ0が前回までの基準目標燃料噴射量である。また、右辺のΔqはステップ19で算出された補正値である。
【0091】
この方法によれば、作動点が基準点に一致しないときであっても、機関サイクル毎にΔPVが算出され、これらΔPVが作動点が基準点に一致しているときのΔPVに換算された形で目標燃料噴射量の補正に反映される。したがって、これによれば、燃料噴射量の補正のためにROM32に記憶しておくデータ量を少なくできると共に、燃料噴射量の補正のためのデータ収集量は多く、しかも、定常運転時にも多くのデータが収集される。
【0092】
なお、この方法は、ΔPVに基づいて燃料噴射量を補正する場合についてのものであるが、ピークタイミングに基づいて燃料噴射量を補正する場合にも応用可能である。
【0093】
ところで、失火の発生や燃焼遅延の発生の判定はECU30の計算負荷となるし、失火や燃焼遅延が発生していると判定されたときに上述したようにして燃料噴射量、噴射タイミング、および、ECU開度を変更すると、上述したような効果がある一方で別の不具合が生じる可能性もある。こうしたことを考慮すると、失火の発生や燃焼遅延の発生の判定ならびに失火や燃焼遅延が発生していると判定されたときの燃料噴射量、噴射タイミング、および、ECU開度の変更は、必要最低限に抑え、できるだけ行わないことが好ましいこともある。一方、失火や燃焼遅延は内燃機関が始動された直後に特に発生しやすい。そこで、内燃機関が始動されてから一定の時間が経過するまでに限って、失火の発生や燃焼遅延の発生の判定を行い、失火や燃焼遅延が発生していると判定されたときに上述したようにして燃料噴射量、噴射タイミング、および、ECU開度を変更するようにしてもよい。これによれば、ECU30の計算負荷が軽減され、場合によっては、内燃機関の運転状態が全体として好ましい状態に維持される。
【0094】
なお、上述した実施形態では、失火が発生していると判定されたときには、上述した制御方法に従って、燃料噴射量、噴射タイミング、および、EGR開度が制御される。しかしながら、これら燃料噴射量、噴射タイミング、および、EGR開度の1つのみ、あるいは、2つのみが制御されるようにしてもよい。したがって、本発明は、失火が発生していると判定されたときに、燃料噴射量、噴射タイミング、および、EGR開度の少なくとも1つを、上述した制御方法に従って制御するものと言える。
【0095】
また、上述した実施形態では、ピークタイミングを直接利用して燃焼室内における失火の有無を判定しているが、ピークタイミングを利用して求められる別のパラメータを利用して燃焼室内における失火の有無を判定するようにしてもよい。したがって、本発明は、ピークタイミングに基づいて燃焼室内における失火の有無を判定するものと言える。
【0096】
また、上述した実施形態では、ピークタイミングが圧縮上死点よりも早いタイミングであることをもって或いは基準タイミング(具体的には、圧縮上死点)近傍のタイミングであることをもって失火が発生していると判定しており、ピークタイミングが比較的遅いタイミングであることをもって燃焼遅延が発生していると判定している。ここで、これら失火および燃焼遅延が燃焼不良の1つの形態であることを考慮すると、本発明は、ピークタイミングに基づいて燃焼室内において燃焼不良が発生していると判定するものとも言える。
【0097】
また、上述した実施形態では、PV値を直接利用して燃焼室内における失火の有無を判定しているが、PV値を換算した別のパラメータを利用して燃焼室内における失火の有無を判定するようにしてもよい。したがって、本発明は、PV値に基づいて燃焼室内における失火の有無を判定するものと言える。
【0098】
また、上述した実施形態では、PV値が零であること或いは零近傍の値であることをもって失火が発生しており、PV値が比較的小さいことをもって燃焼遅延が発生している判定している。ここで、これら失火および燃焼遅延が燃焼不良の1つの形態であることを考慮すると、本発明は、PV値が予め定められた値よりも小さいことをもって燃焼室内において燃焼不良が発生していると判定するものとも言える。
【発明の効果】
本発明によれば、燃焼不良の有無を精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される内燃機関の全体図である。
【図2】機関回転数Nと要求負荷Lとに基づいて目標燃料噴射量TQを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図3】目標燃料噴射量TQに基づいて目標通電時間ΤAUbaseを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図4】PV値の変化を示す図である。
【図5】目標燃料噴射量TQに基づいて目標PV差TΔPVを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図6】機関回転数Nと要求負荷Lとに基づいて目標噴射タイミングTTを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図7】機関回転数Nと要求負荷Lとに基づいて目標ピークタイミングTCApを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図8】機関回転数Nと要求負荷Lとに基づいて基本EGR開度TDbaseを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図9】本発明の実施形態に従った燃料噴射量の制御の一例を説明するための図である。
【図10】(A)は機関回転数Nに基づいて目標燃料噴射量TQを算出するために用いられるマップを示す図であり、(B)は機関回転数Nに基づいて目標PV差TΔPVを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図11】燃料噴射量を補正するためのフローチャートの一部を示す図である。
【図12】燃料噴射量を補正するためのフローチャートの一部を示す図である。
【図13】図10(A)の一部を拡大して示す図である。
【図14】図11および図12に示したフローチャートにおける計算式を説明するための図である。
【符号の説明】
1…機関本体
6…燃料噴射弁
7…吸気弁
9…排気弁
22…EGR通路
23…EGR制御弁
47…筒内圧センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
A control apparatus for an internal combustion engine that increases the air-fuel ratio of an air-fuel mixture in a combustion chamber when it is detected that a misfire (that is, a state in which fuel does not combust) has occurred in the combustion chamber of the internal combustion engine. Is disclosed. In the control device described in
[0003]
[Patent Document 1]
JP 11-93748 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-68081
[Patent Document 3]
JP-A-2-23255
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-247883
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the control device described in
[0005]
In any case, there is room for improvement in order to further improve the determination accuracy in the method of determining the presence or absence of misfire based on only the in-cylinder pressure as in the control device described in
[0006]
In the field of control devices for internal combustion engines, it is meaningful not only to determine whether misfire has occurred, but also to determine whether there is a combustion delay. That is, in the field of control devices for internal combustion engines, there is also a demand for determining whether there is a combustion failure such as misfire or combustion delay.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to more accurately determine whether or not there is a combustion failure in a combustion chamber of an internal combustion engine.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, in a first aspect of the invention, an in-cylinder pressure detecting means for detecting a pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine, a pressure in the combustion chamber detected by the in-cylinder pressure detecting means and a volume of the combustion chamber In a control device for an internal combustion engine comprising a calculating means for calculating a product, a timing detecting means for detecting, as a peak timing, a timing at which a product calculated by the calculating means is maximum, and a combustion chamber based on the peak timing. Combustion failure determination means for determining the presence or absence of combustion failure.
In the second invention, in the first invention, the combustion failure determination means determines that the combustion failure in the combustion chamber is a misfire when the peak timing is earlier than the top dead center of the engine compression stroke.
According to a third aspect, in the first aspect, the timing detection means detects, as a reference timing, a timing at which a product calculated by the calculation means becomes maximum when combustion is not performed in the combustion chamber, and the combustion The failure determination means determines that the combustion failure in the combustion chamber is misfire when the peak timing is near the reference timing.
According to a fourth aspect of the invention, there is provided control means for controlling the timing of injecting fuel from the fuel injection valve so that the peak timing becomes the target timing in the second or third aspect of the invention, and the control means comprises the combustion failure. When the determination means determines that the combustion failure in the combustion chamber is misfire, the timing at which fuel is injected from the fuel injection valve is controlled so that the timing later than the peak timing becomes the target timing.
According to a fifth aspect, in the second or third aspect, the internal combustion engine is provided with exhaust introduction means for reintroducing exhaust gas discharged from the combustion chamber into the combustion chamber, and the control device has the peak timing as a target timing. And a control means for controlling the amount of exhaust gas reintroduced into the combustion chamber by the exhaust introduction means so that the control means determines that the combustion failure in the combustion chamber is misfiring by the combustion failure determination means. When the determination is made, the amount of exhaust gas reintroduced into the combustion chamber by the exhaust introduction means is controlled so that the timing later than the peak timing becomes the target timing.
According to a sixth aspect, in the first aspect, the combustion failure determination means has a combustion failure in the combustion chamber that the peak timing is a timing later than a predetermined timing that is later than the top dead center of the engine compression stroke. Is determined to be a combustion delay.
In order to solve the above problems, in a seventh aspect of the invention, the in-cylinder pressure detecting means for detecting the pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine, the pressure in the combustion chamber detected by the in-cylinder pressure detecting means and the volume of the combustion chamber A control device for an internal combustion engine comprising a calculation means for calculating a product, further comprising a combustion failure determination means for determining the presence or absence of a combustion failure in the combustion chamber based on the product calculated by the calculation means.
In an eighth aspect based on the seventh aspect, the combustion failure determination means determines that the combustion failure in the combustion chamber is misfiring when the product calculated by the calculation means is substantially zero.
According to a ninth aspect, in the eighth aspect, the timing detecting means for detecting the timing at which the product calculated by the calculating means is maximum as a peak timing, and the fuel injection valve so that the peak timing becomes a target timing. Control means for controlling the timing at which fuel is injected, and the control means determines that a timing later than the peak timing is the target time when the combustion failure determination means determines that the combustion failure in the combustion chamber is misfiring. The timing for injecting fuel from the fuel injection valve is controlled so as to be the timing.
According to a tenth aspect, in the eighth aspect, the internal combustion engine includes exhaust introduction means for reintroducing the exhaust gas discharged from the combustion chamber into the combustion chamber, and the control device has the peak timing as a target timing. The control means further controls the amount of exhaust gas re-introduced into the combustion chamber by the exhaust introduction means, and the control means determines that the combustion failure in the combustion chamber is misfiring by the combustion failure determination means. In this case, the amount of exhaust gas reintroduced into the combustion chamber by the exhaust introduction means is controlled so that the timing later than the peak timing becomes the target timing.
According to an eleventh aspect, in the seventh aspect, the combustion failure determination means determines that the combustion failure in the combustion chamber is a combustion delay when the product calculated by the calculation means is smaller than a predetermined value. .
According to a twelfth aspect, in any one of the first to eleventh aspects, the combustion improving means for improving the combustion in the combustion chamber when the combustion failure determination means determines that the combustion in the combustion chamber is defective. In addition.
In a thirteenth aspect based on the twelfth aspect, the control means for controlling the amount of fuel injected from the fuel injection valve by the combustion improving means, the control means for controlling the timing at which fuel is injected from the fuel injection valve, and the combustion And at least one control means for controlling the amount of exhaust gas discharged from the chamber and reintroduced into the combustion chamber. The control means determines that the combustion in the combustion chamber is defective by the combustion failure determination means. A reduction in the amount of fuel injected from the fuel injection valve, an advance angle of timing for injecting fuel from the fuel injection valve, a reduction in the amount of exhaust gas discharged from the combustion chamber and reintroduced into the combustion chamber, Perform at least one of the following:
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of a four-cylinder four-stroke compression ignition type internal combustion engine. In FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, and 9 is Exhaust valves and 10 indicate exhaust ports, respectively. The
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
On the other hand, the
[0013]
The
[0014]
A
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
Next, control related to the operation of the fuel injection valve will be described. Parameters controlled with respect to the operation of the fuel injection valve include a fuel injection amount and a timing at which fuel is injected from the fuel injection valve (hereinafter referred to as “injection timing”). First, control of the fuel injection amount will be described.
[0018]
In the present embodiment, an optimal fuel injection amount for the operating state of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine operating state”) is obtained in advance by experiments or the like, and the engine speed N and the required load are determined using these fuel injection amounts as target fuel injection amounts TQ. A function with L is stored in advance in the
[0019]
Here, if the
ΤAU = ΤAUbase × Ki (1)
Although details will be described later, Ki used in the above equation (1) is a coefficient for setting the fuel injection amount to the target fuel injection amount based on a parameter related to the amount of fuel actually burned in the
[0020]
In the present embodiment, the basic energization time bBase is stored in advance in the
[0021]
Next, a method for calculating the coefficient Ki used in the above equation (1) will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis CA is the crank angle, and the vertical axis PV is the product of the in-cylinder pressure P and the volume of the combustion chamber 5 (hereinafter referred to as “in-cylinder volume”) V (hereinafter referred to as “PV value”). is there. In FIG. 4, TDC is the top dead center of the compression stroke (hereinafter referred to as “compression top dead center”). In FIG. 4, the solid line indicates the change in PV value when combustion is performed in the
[0022]
As indicated by the chain line in FIG. 4, when the combustion is not performed in the
[0023]
On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 4, when combustion is performed in the
[0024]
Here, the difference between the maximum PV value (PVmax in FIG. 4) and the PV value at the time of motoring at the peak timing CAp (PVbase in FIG. 4) (ΔPV in FIG. 4, hereinafter referred to as “ΔPV” or “PV difference”) ) Is mainly generated from the combustion heat of the fuel in the
[0025]
Therefore, in the present embodiment, ΔPV when the fuel injection amount is the target fuel injection amount is obtained in advance by experiments or the like, and the ΔPV is set as the target ΔPV as shown in FIG. 5 as a function of the target fuel injection amount TQ. It is stored in advance in the
[0026]
Here, when ΔPV is smaller than the target ΔPV, the fuel injection amount is smaller than the target fuel injection amount. Therefore, the coefficient Ki is increased so that the energization time becomes longer. In this case, the coefficient Ki is increased by a predetermined value (this may be a constant value or a value that increases in proportion to the difference between ΔPV and the target ΔPV) as shown in the following equation (2): ΔKii Or a predetermined ratio (this is a value larger than 1.0 and may be a constant value or proportional to the difference between ΔPV and the target ΔPV, as shown in the following equation (3). The value may be increased by Rii).
Ki = Ki + ΔKii (2)
Ki = Ki × Rii (3)
In the above formulas (2) and (3), Ki on the right side is the current coefficient, and Ki on the left side is a coefficient that is newly updated this time and used next time.
According to this, the target energization time ΤAU calculated according to the above equation (1) becomes longer, and therefore the fuel injection amount is increased, so that the fuel injection amount becomes the target fuel injection amount, or at least the target fuel injection amount. It will approach the amount.
[0027]
On the other hand, when ΔPV is larger than the target ΔPV, the fuel injection amount is larger than the target fuel injection amount. Therefore, the coefficient Ki is reduced so that the energization time is shortened. In this case, the coefficient Ki is reduced by a predetermined value (this may be a constant value or a value that increases in proportion to the difference between ΔPV and the target ΔPV), as shown in the following equation (4): ΔKid Or a predetermined ratio (this is a value smaller than 1.0 and may be a constant value or proportional to the difference between ΔPV and the target ΔPV, as shown in the following equation (5). (It may be a smaller value) Rid may be smaller.
Ki = Ki−ΔKid (4)
Ki = Ki × Rid (5)
Also in the above equations (4) and (5), Ki on the right side is the current coefficient, and Ki on the left side is a coefficient that is newly updated this time and used next time.
According to this, the target energization time ΤAU calculated according to the above equation (1) is shortened, and therefore the fuel injection amount is reduced, so that the fuel injection amount becomes the target fuel injection amount, or at least the target fuel injection amount. It will approach the amount.
[0028]
Next, injection timing control will be described. In the present embodiment, the optimal injection timing for the engine operating state (specifically, the injection timing at which the peak timing (CAp in FIG. 4) becomes a predetermined timing) is obtained in advance by experiments or the like, and these injection timings are determined as basic injection. The timing TTbase is stored in advance in the
[0029]
Here, if the
TT = TTbase × Kt (6)
Although details will be described later, Kt used in the above (6) is a coefficient for setting the peak timing to the target timing. In any case, power is supplied to the
[0030]
Next, a method for calculating the coefficient Kt used in the above equation (6) will be described. As described above, the optimal injection timing for the engine operating state is a timing at which the peak timing (CAp in FIG. 4) becomes a predetermined timing. Here, as a general tendency, if the injection timing is advanced, the peak timing is also advanced, and conversely, if the injection timing is delayed, the peak timing is also delayed. Therefore, when the peak timing is later than the predetermined timing, the peak timing approaches the predetermined timing if the injection timing is advanced (that is, if the injection timing is advanced). Conversely, when the peak timing is earlier than the predetermined timing, if the injection timing is retarded (that is, delayed), the peak timing approaches the predetermined timing.
[0031]
Therefore, in the present embodiment, the optimum peak timing for the engine operating state is obtained in advance by experiments or the like, and the peak timing is set as a target peak timing TCAp as a function of the engine speed N and the required load L as shown in FIG. It is stored in advance in the
[0032]
Here, when the detected actual peak timing CAp is earlier than the target peak timing TCAp, since the injection timing is earlier than the target injection timing, the coefficient Kt is increased. In this case, the coefficient Kt may be a predetermined value (this may be a constant value or a value that increases in proportion to the difference between the actual peak timing and the target peak timing, as shown in the following equation (7). ) ΔKti may be increased, or as shown in the following equation (8), a predetermined ratio (this is a value larger than 1.0 and may be a constant value, or the actual peak timing and target (It may be a value that increases in proportion to the difference from the peak timing.) It may be increased by Rti.
Kt = Kt + ΔKti (7)
Kt = Kt × Rti (8)
In the above equations (7) and (8), Kt on the right side is the current coefficient, and Kt on the left side is the coefficient that is newly updated this time and is used next time.
According to this, since the final target injection timing TT calculated according to the above equation (6) is delayed, the actual peak timing becomes the target peak timing, or at least approaches the target peak timing.
[0033]
On the other hand, when the actual peak timing CAp is later than the target peak timing TCAp, since the injection timing is later than the target injection timing, the coefficient Kt is decreased. In this case, the coefficient Kt may be a predetermined value (this may be a constant value or a value that increases in proportion to the difference between the actual peak timing and the target peak timing, as shown in the following equation (9). ) ΔKtd may be reduced, or as shown in the following equation (10), a predetermined ratio (this is a value smaller than 1.0 and may be a constant value, or the actual peak timing and target (It may be a value that decreases in proportion to the difference from the peak timing.) It may be decreased by Rtd.
Kt = Kt−ΔKtd (9)
Kt = Kt × Rtd (10)
Also in the above formulas (9) and (10), Kt on the right side is the current coefficient, and Kt on the left side is the coefficient that is newly updated this time and used next time.
According to this, since the final target injection timing TT calculated according to the above equation (6) is advanced, the actual peak timing becomes the target peak timing, or at least approaches the target peak timing.
[0034]
Next, control related to the operation of the EGR control valve will be described. As a parameter to be controlled with respect to the operation of the EGR control valve, there is an amount of exhaust gas introduced into the combustion chamber 5 (hereinafter referred to as “EGR gas amount”). Since the EGR gas amount can be controlled by controlling the opening degree (EGR opening degree) of the EGR control valve, the EGR opening degree is controlled in this embodiment.
[0035]
Specifically, in the present embodiment, the EGR opening degree that achieves the optimum amount of EGR gas for the engine operating state (specifically, the amount at which the peak timing (CAp in FIG. 4 becomes a predetermined timing)). The EGR opening is previously stored in the
[0036]
Here, if the
TD = TDbase × Ke (11)
Although details will be described later, Ke used in the above equation (11) is a coefficient for setting the peak timing to the target timing. In any case, the peak timing becomes the target timing by controlling the
[0037]
Next, a method for calculating the coefficient Ke used in the above equation (11) will be described. As described above, the optimum amount of EGR gas for the engine operating state is such that the peak timing (CAp in FIG. 4) becomes a predetermined timing. Here, as a general tendency, if the amount of EGR gas is large, the time from when the fuel is injected from the
[0038]
Therefore, in the present embodiment, the target peak timing TCAp is read from the map of FIG. 7 based on the engine speed N and the required load L during engine operation. Then, the peak timing is detected for each expansion stroke, and the detected peak timing is compared with the target peak timing TCAp.
[0039]
Here, when the detected actual peak timing CAp is earlier than the target peak timing TCAp, the EGR gas amount is smaller than the target EGR gas amount, and therefore, the EGR opening is smaller than the target EGR opening. The coefficient Ke is increased. In this case, as shown in the following equation (12), the coefficient Ke may be a predetermined value (this may be a constant value or a value that increases in proportion to the difference between the actual peak timing and the target peak timing). ) ΔKei may be increased, or, as shown in the following equation (13), a predetermined ratio (this is a value larger than 1.0 and may be a constant value, or the actual peak timing and target (It may be a value that increases in proportion to the difference from the peak timing.) It may be increased by Rei.
Ke = Ke + ΔKei (12)
Ke = Ke × Rei (13)
In the above equations (12) and (13), Ke on the right side is the current coefficient, and Ke on the left side is a coefficient that is newly updated this time and used next time.
According to this, since the final target EGR opening degree TD calculated according to the above equation (11) becomes large, the actual peak timing becomes the target peak timing, or at least approaches the target peak timing.
[0040]
On the other hand, when the actual peak timing CAp is later than the target peak timing TCAp, the EGR gas amount is larger than the target EGR gas amount, and therefore, the EGR opening is larger than the target EGR opening. Is reduced. In this case, the coefficient Ke is a predetermined value (this may be a constant value or a value that increases in proportion to the difference between the actual peak timing and the target peak timing, as shown in the following equation (14). ) ΔKed may be reduced, or, as shown in the following equation (15), a predetermined ratio (this is a value smaller than 1.0 and may be a constant value, or the actual peak timing and target It may be a value that decreases in proportion to the difference from the peak timing).
Ke = Ke−ΔKed (14)
Ke = Ke × Red (15)
In the above (12) and (13), Ke on the right side is the current coefficient, and Ke on the left side is a coefficient that is newly updated this time and used next time.
According to this, since the final target EGR opening degree TD calculated according to the above equation (11) becomes small, the actual peak timing becomes the target peak timing, or at least approaches the target peak timing.
[0041]
By the way, when the fuel injection amount, the injection timing, and the EGR opening degree are controlled as described above, misfire in the combustion chamber 5 (that is, despite fuel being injected from the fuel injection valve 6) The fuel may not ignite). This often occurs because the fuel injection amount is too large, the injection timing is too late, or the EGR gas amount is too large. Therefore, misfire can be suppressed by reducing the fuel injection amount, advancing the injection timing, or reducing the EGR gas amount when misfire occurs. In addition, when misfire occurs, the fuel does not burn, and the unburned fuel remains in the
[0042]
On the other hand, if the fuel injection amount is reduced, it becomes easier to burn the fuel, and deterioration of fuel consumption and exhaust emission can be suppressed. Therefore, in the present embodiment, it is determined whether or not misfire has occurred in the
[0043]
First, the misfire determination method in the present embodiment will be described. In the
[0044]
Therefore, in the first embodiment of the misfire determination method, the peak timing CAp is detected for each expansion stroke, and the detected peak timing CAp is compared with the compression top dead center TDC. Here, when the detected actual peak timing CAp is earlier than the compression top dead center TDC, it is determined that misfire has occurred. Conversely, when the detected actual peak timing CAp is later than the compression top dead center TDC, it is determined that no misfire has occurred. Thereby, it can be determined whether misfire has occurred in the
[0045]
In the second embodiment of the misfire determination method, the detected actual peak timing CAp is a predetermined range in the vicinity of the compression top dead center TDC (the range in which the peak timing can be taken when misfire occurs). For example, when it is obtained in advance by experiments or the like and is within the range of “misfire range”), it is determined that misfire has occurred. On the other hand, when the detected actual peak timing CAp is outside the misfire range, it is determined that no misfire has occurred. This also makes it possible to determine whether or not misfire has occurred in the
[0046]
In the second embodiment of the misfire determination method, if the most advanced angle value of the misfire range (that is, the earliest timing in the misfire range) is too close to the compression top dead center TDC, the misfire occurs. The peak timing CAp may be earlier than the most advanced angle value. In this case, although it must be determined that misfire has occurred, it is determined that no misfire has occurred. Therefore, in order to avoid this, it is necessary to set the most advanced value to a value (timing) sufficiently earlier than the compression top dead center TDC. Therefore, when it is difficult to set a value (timing) sufficiently earlier than the compression top dead center TDC in this way, the misfire range is simply set without setting the most advanced value of the misfire range. Only the most retarded angle value (that is, the latest timing in the misfire range) is used to determine that misfire has occurred when the peak timing CAp is earlier than the most retarded angle value, and conversely, the peak timing CAp It may be determined that no misfire has occurred when is slower than the most retarded angle value.
[0047]
Further, in the second embodiment of the misfire determination method, when it is difficult to set the most retarded value of the misfire range, the peak timing CA is simply set as in the first embodiment of the misfire determination method. It is advantageous to determine whether or not misfire has occurred compared to the compression top dead center TDC.
[0048]
By the way, when misfire has occurred, theoretically, the above-mentioned ΔPV becomes zero. Of course, even when misfiring occurs, ΔPV may not be exactly zero and may deviate from zero, but in any event, when misfiring occurs, ΔPV is at least close to zero. . Therefore, it can be determined that misfire has occurred when ΔPV is near zero or very small.
[0049]
Therefore, in the third embodiment of the misfire determination method, ΔPV is calculated for each expansion stroke, and the calculated ΔPV and a predetermined range near zero (this can be determined that misfire has occurred. This is a range of ΔPV of a certain degree and is a range obtained in advance by experiments or the like, and this is hereinafter referred to as “misfire range”). Here, when the calculated ΔPV is within the misfire range, it is determined that misfire has occurred. Conversely, when the calculated ΔPV is outside the misfire range, it is determined that no misfire has occurred. This also makes it possible to determine whether or not misfire has occurred in the
[0050]
Further, in the fourth embodiment of the misfire determination method, when the calculated ΔPV is smaller than a predetermined value (a value greater than zero but close to zero, hereinafter referred to as “predetermined value”). It is determined that a misfire has occurred, and conversely, when the calculated ΔPV is greater than the predetermined value, it is determined that no misfire has occurred. This also makes it possible to determine whether or not misfire has occurred in the
[0051]
In the third embodiment of the misfire determination method, if the minimum value (negative value) of the misfire range is too close to zero, ΔPV when misfire occurs may be smaller than the minimum value. There is a possibility (in practice, ΔPV is not often a negative value, but ΔPV may be calculated as a negative value). In this case, although it must be determined that misfire has occurred, it is determined that no misfire has occurred. Therefore, in order to avoid this, it is necessary to set the minimum value to a negative value sufficiently smaller than zero. Therefore, considering this, it is better to determine whether or not misfire has occurred by simply comparing ΔPV with a predetermined value (a value greater than zero but close to zero) as in the fourth embodiment of the misfire determination method. It is advantageous.
[0052]
In general, when the engine speed is small and the required load is small, the fuel injection amount is small, and therefore ΔPV is also a small value (that is, a value close to zero). At this time, as described above, when it is determined whether or not misfire has occurred based on ΔPV, since ΔPV is close to zero, it is determined that misfire has occurred even though misfire has not occurred. There is a possibility of being. Therefore, when the engine speed is small and the required load is small, it can be said that the determination result is more accurate if it is determined whether misfire has occurred based on the peak timing.
[0053]
Next, a control method for the fuel injection amount in the present embodiment when it is determined that misfire has occurred will be described. When misfire occurs, the fuel injected from the
[0054]
Therefore, in the method for controlling the fuel injection amount of the present embodiment when a misfire occurs, the target fuel injection amount is reduced when it is determined that a misfire has occurred. Specifically, the final target valve opening time ΤAU calculated according to the above equation (1) is reduced, or the coefficient Ki used in the above equation (1) is reduced. When the coefficient Ki is made small, the coefficient Ki is not updated according to the above equation (2), but as shown in the following equation (16), it may be a predetermined value (this may be a constant value or peak timing) If it is later than the compression top dead center, it may be inversely proportional to the difference between the peak timing and the compression top dead center, or if ΔPV is positive, it may be a value that increases inversely proportional to ΔPV). Instead of updating according to the above equation (3), as shown in the following equation (17), a predetermined ratio (this is a value smaller than 1.0 and may be a constant value). If the peak timing is later than the compression top dead center, the value may be inversely proportional to the difference between the peak timing and the compression top dead center, or if ΔPV is positive, it may be a value that decreases in inverse proportion to ΔPV. It may be made smaller.
Ki = Ki−ΔKidu (16)
Ki = Ki × Ridu (17)
In the above equations (16) and (17), Ki on the right side is the current coefficient, and Ki on the left side is a coefficient that is newly updated this time and used next time.
According to this, the target energization time ΤAU calculated according to the above equation (1) is shortened, and therefore the fuel injection amount is reduced, so that the fuel is easily ignited, and the fuel is not burned and is wasted. And the deterioration of exhaust emission is also suppressed.
[0055]
Next, a control method for the injection timing of the present embodiment when misfire occurs will be described. Since the peak timing when misfire occurs is close to the compression top dead center, the peak timing at this time is much earlier than the target peak timing read from the map of FIG. In this case, in the above-described embodiment, the coefficient Kt is calculated according to the above formula (7) or (8). According to this, the injection timing is retarded. Here, generally, the later the injection timing, the more difficult the fuel is ignited. That is, if the injection timing is controlled according to the above equation (6) using the coefficient Kt calculated according to the above equation (7) or (8), the occurrence of misfire continues.
[0056]
Therefore, in the first embodiment of the method for controlling the injection timing when a misfire occurs, the injection timing is advanced when it is determined that a misfire has occurred. Specifically, when it is determined that misfire has occurred, a timing sufficiently later than the target peak timing is used instead of the actual peak timing detected. That is, a timing sufficiently later than the target peak timing is used as the actual peak timing. In this case, in the above-described embodiment, the coefficient Kt is calculated according to the above equation (9) or (10), and therefore the injection timing is advanced. According to this, it is avoided that the injection timing is retarded. In addition, according to this, since the injection timing is advanced, the fuel is easily ignited and the misfire is eliminated.
[0057]
Further, in the second embodiment of the method for controlling the injection timing when misfire occurs, when it is determined that misfire has occurred, the coefficient Kt used in the above equation (6) is directly reduced. In this case, the coefficient Kt is not updated according to the above equation (7), but as shown in the following equation (18), the coefficient Kt may be a predetermined value (this may be a constant value, and the peak timing is a compression top dead center. If it is later, it may be a value that increases in inverse proportion to the difference between the peak timing and the compression top dead center.) It may be reduced by ΔKtdu, or may not be updated according to the above equation (8). As shown in (19), a predetermined ratio (this is a value smaller than 1.0 and may be a constant value, or when the peak timing is later than the compression top dead center, (It may be a value that becomes inversely proportional to the difference from the dead point.) It may be made smaller by Rtdu.
Kt = Kt−ΔKtdu (18)
Kt = Kt × Rtdu (19)
In the above formulas (18) and (19), Kt on the right side is the current coefficient, and Kt on the left side is the coefficient that is newly updated this time and is used next time.
According to this, the target injection timing TT calculated according to the above equation (6) is advanced, and therefore the injection timing is advanced. According to this, it is avoided that the injection timing is retarded when misfire occurs. In addition, according to this, since the injection timing is advanced, the fuel is easily ignited and the misfire is eliminated.
[0058]
Next, a control method for the EGR opening degree of the present embodiment when misfire occurs will be described. As described above, since the peak timing when misfire occurs is close to the compression top dead center, the peak timing at this time is much earlier than the target peak timing read from the map of FIG. ing. In this case, in the above-described embodiment, the coefficient Ke is calculated according to the above equation (12) or (13). However, according to this, the EGR opening degree is increased, and thus the EGR gas amount is increased. Here, in general, as the amount of EGR gas increases, the fuel tends to be more difficult to ignite. That is, if the EGR opening degree is controlled according to the above equation (11) using the coefficient Ke calculated according to the above equation (12) or (13), the occurrence of misfire continues.
[0059]
Thus, in the first embodiment of the method for controlling the EGR opening when a misfire occurs, when it is determined that a misfire has occurred, the EGR opening is reduced. Specifically, when it is determined that a misfire has occurred, a timing sufficiently later than the target peak timing is used instead of the actual peak timing to be detected (the timing used here is a misfire occurrence). The timing may be the same as or different from the timing used in the first embodiment of the method for controlling the injection timing at the time, but the same is easier in terms of control). That is, a timing sufficiently later than the target peak timing is used as the actual peak timing. In this case, in the above-described embodiment, the coefficient Ke is calculated according to the above formula (14) or (15), and therefore, the EGR opening becomes small. According to this, an increase in the amount of EGR gas is avoided. In addition, according to this, since the amount of EGR gas is reduced, the fuel is easily ignited and the misfire is eliminated.
[0060]
Further, in the second embodiment of the injection timing control method at the time of misfire occurrence, when it is determined that misfire has occurred, the coefficient Ke used in the above equation (11) is directly reduced. In this case, the coefficient Ke is not updated according to the above equation (12), but as shown in the following equation (20), the coefficient Ke may be a predetermined value (this may be a constant value, and the peak timing is a compression top dead center). If it is later, it may be a value that increases in inverse proportion to the difference between the peak timing and the compression top dead center.) It may be reduced by ΔKedu, or may not be updated according to the above equation (13), but As shown in (21), a predetermined ratio (this is a value smaller than 1.0 and may be a constant value, or when the peak timing is later than the compression top dead center, It may be a value that decreases in inverse proportion to the difference from the dead point).
Ke = Ke−ΔKedu (20)
Ke = Ke × Redu (21)
In the above equations (20) and (21), Ke on the right side is the current coefficient, and Ke on the left side is a coefficient that is newly updated this time and used next time.
According to this, since the target EGR opening degree TD calculated according to the above equation (11) becomes small, the EGR opening degree becomes small. According to this, it is avoided that the amount of EGR gas increases when misfire occurs. In addition, according to this, since the amount of EGR gas is reduced, the fuel is easily ignited and the misfire is eliminated.
[0061]
By the way, when the fuel injection amount, the injection timing, and the EGR opening degree are controlled as described above, the combustion delay (that is, the phenomenon in which the combustion is slowed down) is caused even if no misfire occurs in the
[0062]
First, the combustion delay determination method in the present embodiment will be described. When the combustion delay occurs, the peak timing (that is, the timing at which the PV value becomes maximum and is CAp in FIG. 4) is delayed. Therefore, it can be determined that the combustion delay has occurred when the peak timing CAp is relatively late. Therefore, in the first embodiment of the combustion delay determination method, the peak timing CAp is detected for each expansion stroke, and the detected peak timing CAp and a predetermined timing (for example, a combustion delay occurs). The timing that is the earliest of the timings that are obtained and that is obtained in advance by experiments or the like, and is hereinafter referred to as “predetermined timing”. Here, when the detected actual peak timing CAp is later than the predetermined timing, it is determined that a combustion delay has occurred. On the other hand, when the detected actual peak timing CAp is earlier than the predetermined timing, it is determined that no combustion delay has occurred. Thereby, it can be determined whether or not a combustion delay occurs in the
[0063]
Further, when the combustion delay occurs, the ΔPV is relatively small. Therefore, it can be determined that the combustion delay occurs when ΔPV is relatively small. Therefore, in the second embodiment of the combustion delay determination method, ΔPV is calculated for each expansion stroke, and this calculated ΔPV and a predetermined value (for example, ΔPV when the combustion delay occurs) And the value obtained in advance through experiments or the like, hereinafter referred to as “predetermined value”). Of course, when the misfire determination is performed at the same time, the calculated ΔPV and the misfire range (this is a range of values of ΔPV that can be recognized as misfires, and in a range near zero. It is also compared with the maximum value. Here, when the calculated ΔPV is smaller than the predetermined value and larger than the maximum value of the misfire range, it is determined that a combustion delay has occurred. On the other hand, when the calculated ΔPV is larger than the predetermined value, it is determined that the combustion delay has not occurred. This also makes it possible to determine whether or not a combustion delay has occurred in the
[0064]
Of course, the combustion delay may be determined by combining the first and second embodiments of the combustion delay determination method described above. In this case, it may be determined that the combustion delay has occurred when the peak timing CAp is later than the predetermined timing or ΔPV is smaller than the predetermined value and larger than the maximum value of the misfire range. Further, it may be determined that the combustion delay has occurred when the peak timing CAp is later than the predetermined timing and ΔPV is smaller than the predetermined value and larger than the maximum value of the misfire range.
[0065]
Next, a control method for the fuel injection amount of the present embodiment when the combustion delay occurs will be described. When the combustion delay occurs, the fuel injected from the
[0066]
Therefore, in the method for controlling the fuel injection amount according to this embodiment when the combustion delay occurs, the target fuel injection amount is decreased when it is determined that the combustion delay has occurred. Specifically, the final target valve opening time ΤAU calculated according to the above equation (1) is reduced, or the coefficient Ki used in the above equation (1) is reduced. When the coefficient Ki is made small, the coefficient Ki is not updated according to the above equation (2), but as shown in the following equation (22), it may be a predetermined value (this may be a constant value or peak timing) May be a value that increases in proportion to the difference between and a predetermined timing or inversely proportional to ΔPV, but may be reduced by ΔKidv (which is smaller than the predetermined value ΔKidu used in the above equation (16)). As shown in the following equation (23), a predetermined ratio (this is a value smaller than 1.0 and may be a constant value, or inversely proportional to the difference between the peak timing and the predetermined timing, or It may be a value that is inversely proportional to ΔPV, but may be made smaller by Ridv (which is a value that is larger than the predetermined ratio Ridu used in the above equation (17)).
Ki = Ki−ΔKivd (22)
Ki = Ki × Riv (23)
In the above equations (22) and (23), Ki on the right side is the current coefficient, and Ki on the left side is a coefficient that is newly updated this time and used next time.
According to this, the target energization time ΤAU calculated according to the above equation (1) is shortened, and therefore the fuel injection amount is reduced, so that the fuel is easily ignited, and the fuel is not burned and is wasted. And the deterioration of exhaust emission is also suppressed.
[0067]
Next, an injection timing control method according to this embodiment when a combustion delay occurs will be described. The later the injection timing, the greater the possibility that a combustion delay will occur. Therefore, if the injection timing is advanced while the combustion delay is occurring, the possibility that the combustion delay will occur is reduced. Therefore, in the injection timing control method of this embodiment when the combustion delay occurs, the injection timing is advanced when it is determined that the combustion delay occurs. Specifically, the coefficient Kt used in the above equation (6) is reduced. In this case, the coefficient Kt is not updated according to the above equation (7), but as shown in the following equation (24), the coefficient Kt may be a predetermined value (this may be a constant value, the peak timing and the predetermined timing It may be a value that increases in proportion to the difference between them or in proportion to ΔPV, but may be made smaller by ΔKtdv (which is smaller than the predetermined value ΔKtdu used in the above equation (18)), or 8) Instead of being updated according to 8), as shown in the following equation (25), a predetermined ratio (this is a value smaller than 1.0 and may be a constant value, or the peak timing and the predetermined timing described above). It may be a value that is inversely proportional to the difference between the two and ΔPV, or may be a value that is smaller than the predetermined ratio Rtdu used in the above equation (19).
Kt = Kt−ΔKtdv (24)
Kt = Kt × Rtdv (25)
In the above equations (24) and (25), Kt on the right side is the current coefficient, and Kt on the left side is the coefficient that is newly updated this time and is used next time.
According to this, the target injection timing TT calculated according to the above equation (6) is advanced, and therefore, the fuel is easily ignited and the combustion delay is eliminated.
[0068]
Next, a method for controlling the EGR opening degree of the present embodiment at the time of combustion delay occurrence will be described. As the EGR gas amount increases, the possibility of combustion delay increases. Therefore, if the EGR opening is decreased when the combustion delay occurs (that is, if the EGR gas amount is decreased), the combustion delay is increased. Is less likely to occur. Therefore, in the EGR opening degree control method of the present embodiment when the combustion delay occurs, when it is determined that the combustion delay occurs, the EGR opening degree is decreased. Specifically, the coefficient Ke used in the above equation (11) is reduced. In this case, the coefficient Ke is not updated in accordance with the above equation (12), but as shown in the following equation (26), it may be a predetermined value (this may be a constant value, the peak timing and the predetermined timing It may be a value that increases in proportion to the difference of Δ or inversely proportional to ΔPV, but may be reduced by a predetermined value ΔKedv used in the above equation (20), or updated according to the above equation (13). Rather, as shown in the following equation (27), a predetermined ratio (this is a value smaller than 1.0 and may be a constant value, or inversely proportional to the difference between the peak timing and the predetermined timing. Alternatively, it may be a value that becomes smaller in proportion to ΔPV, but may be made smaller by Redv (which is a value larger than the predetermined ratio Redu used in the above equation (21)).
Ke = Ke−ΔKedv (26)
Ke = Ke × Redv (27)
In the above equations (26) and (27), Ke on the right side is the current coefficient, and Ke on the left side is a coefficient that is newly updated this time and used next time.
According to this, since the target EGR opening degree TD calculated according to the above equation (11) becomes small, the EGR opening degree becomes small. According to this, since the amount of EGR gas is reduced, the fuel is easily ignited and the combustion delay is eliminated.
[0069]
FIG. 9 shows an example of control of the fuel injection amount according to the present embodiment. In FIG. 9, CAp is the peak timing (CAp in FIG. 4), ΔPV is the PV difference, Q is the fuel injection amount, Qb is the amount of fuel burned in the
[0070]
In the example shown in FIG. 9, in the first fuel injection, an expected amount Q3 of fuel is injected. At this time, in the example of FIG. 9, the combustion fuel amount Qb is an amount Q3 equal to the fuel injection amount. That is, all the injected fuel burns. Therefore, the remaining fuel amount Qu is zero. The peak timing CAp is an intended timing (ie, target timing) TCA, and ΔPV is an intended value (ie, target ΔPV) TΔPV. In this case, the peak timing CAp is later than the most retarded timing A of the misfire range and earlier than the predetermined timing (that is, the earliest timing among the timings at which combustion is delayed) B, and ΔPV is greater than the misfire range ( That is, it is larger than the maximum value D of the range of ΔPV values that can be recognized as misfiring and is larger than the predetermined value (that is, the largest value of ΔPV when combustion delay occurs) C. Therefore, it is determined that neither misfire nor combustion delay occurs. Therefore, even in the second fuel injection, a predetermined amount of fuel (in the example of FIG. 9, the same amount Q3 as the first fuel injection amount) is injected.
[0071]
In the example of FIG. 9, even in the next second fuel injection, the combustion fuel amount Qb is the amount Q3 equal to the fuel injection amount, and all the injected fuel is combusted. Therefore, the remaining fuel amount Qu is zero, the peak timing CAp is the intended timing TCA, and ΔPV is the intended value TΔPV. Therefore, at this time, neither misfire nor fuel delay occurs, so the fuel of the desired amount (the same amount Q3 as the first fuel injection amount in the illustrated example) is injected even in the third fuel injection. The
[0072]
However, in the example of FIG. 9, the combustion fuel amount Qb is zero in the next third fuel injection. That is, misfire has occurred. Therefore, the remaining fuel amount Qu is an amount Q3 equal to the fuel injection amount. The peak timing CAp is near the compression top dead center TDC, and ΔPV is substantially zero. In this case, since the peak timing CAp is earlier than the most retarded timing A of the misfire range and ΔPV is smaller than the maximum value D of the misfire range, it is determined that misfire has occurred. For this reason, in the fourth fuel injection, an amount of fuel Q2 smaller than the intended amount is injected. Of course, at this time, in order to facilitate combustion of the fuel, the amount of EGR gas is reduced, and the timing of the fourth fuel injection is advanced.
[0073]
Since the fuel is easily combusted in the fourth fuel injection, in the example of FIG. 9, the combustion fuel amount Qb is smaller than the fuel injection amount Q2 in the fourth fuel injection but larger than zero Q1. It has become. Therefore, although the remaining fuel amount Qu increases from Q3 to Q4, the peak timing CAp is later than the most retarded angle timing A of the misfire range, and ΔPV is larger than the maximum value D of the misfire range. That is, the combustion in the
[0074]
Since the fuel is more easily combusted in the fifth fuel injection, the fuel combustion amount Qb is an amount Q2 larger than the fuel injection amount Q1 in the fifth fuel injection in the example of FIG. . Therefore, the remaining fuel amount Qu decreases from Q4 to Q3. However, since the peak timing CAp is later than the predetermined timing B and ΔPV is smaller than the predetermined value C, it is determined that a combustion delay has occurred. For this reason, in the example of FIG. 9, the fuel injection amount in the sixth fuel injection is reduced to zero. At this time as well, the EGR gas amount is reduced to make the fuel easier to burn, and the timing of the sixth fuel injection is further advanced.
[0075]
In the sixth fuel injection, since the fuel is more easily combusted, the fuel combustion amount Qb is Q3 in the example of FIG. Therefore, the remaining fuel amount Qu decreases from Q3 to zero. At this time, the peak timing CAp is later than the most retarded angle timing A of the misfire range and earlier than the predetermined timing B, and ΔPV is larger than the maximum value D of the misfire range and larger than the predetermined value C. Therefore, it is determined that neither misfire nor combustion delay occurs. Therefore, in the seventh fuel injection, a predetermined amount of fuel (in the example of FIG. 9, the same amount Q3 as the first fuel injection amount) is injected.
[0076]
According to this embodiment, when a misfire or a combustion delay occurs, the misfire or the combustion delay is eliminated through such a process. In addition, when the combustion property is different from the intended property, the ignition delay of the fuel becomes large. According to this process, such an ignition delay is also eliminated. Further, the combustion period of the fuel is also a desirable period, and the shift in the fuel ignition (combustion start) timing caused by the fuel adhering to the wall surface defining the
[0077]
Incidentally, in the above-described embodiment, ΔPV is calculated for each engine cycle, and the calculated ΔPV is compared with the target ΔPV read from the map of FIG. 5 to correct the fuel injection amount. According to this, since the correction of the fuel injection amount is performed every engine cycle, the number of corrections of the fuel injection amount is large, and therefore the accuracy of correction of the fuel injection amount is high. However, in order to correct the fuel injection amount for each engine cycle, it is necessary to prepare a map as shown in FIG. 5 and store this map in the
[0078]
Therefore, a plurality of points determined by the engine speed N and the target fuel injection amount TQ (hereinafter referred to as “operation points”) are discretely (that is, at a constant engine speed interval and a constant target fuel injection amount). A map including an interval (for example, a map as shown in FIG. 10A, where a point indicated by a black dot is an operating point) is prepared. Furthermore, a map (for example, FIG. 10 (FIG. 10)) that includes a plurality of points (hereinafter also referred to as “operation points”) determined by the engine speed N and the target ΔPV corresponding to each operation point on FIG. B) is also prepared, where a point indicated by a black dot is an operating point). Then, ΔPV is calculated when the current operating point (that is, the engine speed and the target fuel injection amount) matches any of the operating points on the map of FIG. 10A, and the target ΔPV at this time is calculated. The fuel injection amount may be corrected by reading from the map of FIG. 10B and comparing the ΔPV with the target ΔPV. This reduces the effort for preparing the map and reduces the need to increase the storage capacity of the
[0079]
However, according to this, correction to the fuel injection amount is performed only when the current operating point (engine speed and target fuel injection amount) matches any of the operating points in FIG. It will be. For this reason, there exists a malfunction that the correction | amendment precision with respect to fuel injection quantity becomes low. Compared to when the engine operating state is in a transient state (that is, a state in which the engine speed and the required load change are relatively large), the engine operating state is in a steady state (that is, the engine speed and the required load change). The accuracy of calculation of ΔPV is higher when it is in a (smaller state) (hereinafter referred to as “steady operation”). Therefore, in order to ensure high correction accuracy for the fuel injection amount, it is preferable that correction for the fuel injection amount is performed during steady operation. However, during steady operation, changes in engine speed and required load are relatively small, so the current operating point rarely coincides with any of the operating points in FIG. For this reason, there are problems that the number of executions of correction for the fuel injection amount is small and the correction accuracy for the fuel injection amount is low. Therefore, hereinafter, the amount of data stored in the
[0080]
The flowchart which implement | achieves the correction method with respect to such fuel injection quantity was shown to FIG. 11 and FIG. Hereinafter, another embodiment of the correction method for the fuel injection amount will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 11 and 12. In the flowcharts of FIGS. 11 and 12, first, in
[0081]
In
ΔN = N−N 0 ... (28)
ΔTQ = TQ−TQ 0 ... (29)
[0082]
Next, in
[0083]
In
[0084]
In
f = ((1-2 × | ΔN | / n) + (1-2 × | ΔTQ | / tq)) / 2 (30)
Here, (1-2 × | ΔN | / n) on the right side is obtained by converting ΔN on the horizontal axis to f (ΔN) on the vertical axis from the relationship shown in FIG. On the other hand, (1-2 × | ΔTQ | / tq) on the right side is obtained by converting ΔTQ on the horizontal axis to f (ΔTQ) on the vertical axis from the relationship shown in FIG. Therefore, according to the above equation (30), the average value of these f (ΔN) and f (ΔTQ) is used as the coefficient f. The coefficient f is a coefficient used in equations (31) and (32) described later, and the function of the coefficient f when used in equation (31) is to change ΔPV calculated in each engine cycle to ΔPV. It is determined how much to be reflected in the integral value of. Therefore, as is clear from the above equation (30) and equation (31) described later, the value of ΔPV reflected in the integrated value of ΔPV decreases as the operating point is further away from the reference point. The coefficient f is also a coefficient used in the equation (32). The function of the coefficient f when used in the equation (32) is to calculate ΔPV once in each engine cycle as data. The extent to which the number of acquisitions is reflected is determined. Therefore, as is clear from the above equation (30) and equation (32) described later, the more the operating point is away from the reference point, the smaller the number of times reflected in the data acquisition times.
[0085]
Next, in
ΔPVsum = ΔPVsum + f × (1−ΔTQ / TQ 0 ) × ΔPV (31)
Here, ΔPVsum on the left side is the integrated value of ΔPV newly calculated this time, and ΔPVsum on the right side is the integrated value of ΔPV up to the previous time. Also, on the right side, TQ 0 Is the reference target fuel injection amount, and ΔTQ is the reference target fuel injection amount TQ calculated in
[0086]
Next, at
C = C + f (32)
Here, C on the left side is the data acquisition count newly calculated this time, and C on the right side is the data acquisition count up to the previous time. Since f on the right side is a coefficient calculated in
[0087]
Next, at
[0088]
In
ΔPVave = ΔPVsum / C (33)
Here, on the right side, ΔPVsum is the integrated value of ΔPV calculated in
[0089]
Next, at
Δq = − (ΔPVave−TΔPV 0 ) / TΔPV 0 × TQ 0 ... (34)
Here, on the right side, ΔPVave is the average value of the integrated value ΔPVsum of ΔPV calculated in
[0090]
Next, at
TQ 0 = TQ 0 + Δq (35)
Where TQ on the left side 0 Is the newly calculated reference target fuel injection amount, and the right side TQ 0 Is the reference target fuel injection amount up to the previous time. Further, Δq on the right side is the correction value calculated in
[0091]
According to this method, even when the operating point does not match the reference point, ΔPV is calculated for each engine cycle, and ΔPV is converted into ΔPV when the operating point matches the reference point. This is reflected in the correction of the target fuel injection amount. Therefore, according to this, the amount of data stored in the
[0092]
This method is for correcting the fuel injection amount based on ΔPV, but can also be applied to correcting the fuel injection amount based on peak timing.
[0093]
By the way, the determination of the occurrence of misfire or the occurrence of combustion delay becomes a calculation load of the
[0094]
In the above-described embodiment, when it is determined that misfire has occurred, the fuel injection amount, the injection timing, and the EGR opening degree are controlled according to the control method described above. However, only one or two of these fuel injection amount, injection timing, and EGR opening may be controlled. Therefore, it can be said that the present invention controls at least one of the fuel injection amount, the injection timing, and the EGR opening degree according to the control method described above when it is determined that misfire has occurred.
[0095]
In the above-described embodiment, the presence or absence of misfire in the combustion chamber is determined by directly using the peak timing. However, the presence or absence of misfire in the combustion chamber is determined using another parameter obtained by using the peak timing. You may make it determine. Therefore, the present invention can be said to determine the presence or absence of misfire in the combustion chamber based on the peak timing.
[0096]
In the above-described embodiment, misfire has occurred when the peak timing is earlier than the compression top dead center or when it is near the reference timing (specifically, compression top dead center). It is determined that the combustion delay has occurred when the peak timing is relatively late. Here, considering that these misfires and combustion delays are one form of combustion failure, it can be said that the present invention determines that a combustion failure has occurred in the combustion chamber based on the peak timing.
[0097]
In the above-described embodiment, the presence or absence of misfire in the combustion chamber is determined by directly using the PV value. However, the presence or absence of misfire in the combustion chamber is determined using another parameter converted from the PV value. It may be. Therefore, the present invention can be said to determine the presence or absence of misfire in the combustion chamber based on the PV value.
[0098]
In the above-described embodiment, it is determined that a misfire has occurred when the PV value is zero or a value near zero, and that a combustion delay has occurred when the PV value is relatively small. . Here, considering that these misfires and combustion delays are one form of combustion failure, the present invention indicates that combustion failure occurs in the combustion chamber when the PV value is smaller than a predetermined value. It can be said that it is a judgment.
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to accurately determine the presence or absence of combustion failure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing a map used for calculating a target fuel injection amount TQ based on an engine speed N and a required load L.
FIG. 3 is a view showing a map used for calculating a target energization time ΤBase based on a target fuel injection amount TQ.
FIG. 4 is a diagram showing changes in PV value.
FIG. 5 is a diagram showing a map used for calculating a target PV difference TΔPV based on a target fuel injection amount TQ.
FIG. 6 is a diagram showing a map used for calculating a target injection timing TT based on an engine speed N and a required load L.
FIG. 7 is a diagram showing a map used for calculating a target peak timing TCAp based on an engine speed N and a required load L.
FIG. 8 is a diagram showing a map used for calculating a basic EGR opening degree TDbase based on an engine speed N and a required load L.
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of control of the fuel injection amount according to the embodiment of the present invention.
10A is a diagram showing a map used for calculating a target fuel injection amount TQ based on the engine speed N, and FIG. 10B shows a target PV difference TΔPV based on the engine speed N; It is a figure which shows the map used in order to calculate.
FIG. 11 is a diagram showing a part of a flowchart for correcting a fuel injection amount;
FIG. 12 is a diagram showing a part of a flowchart for correcting the fuel injection amount.
13 is an enlarged view of a part of FIG.
14 is a diagram for explaining calculation formulas in the flowcharts shown in FIGS. 11 and 12. FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Engine body
6 ... Fuel injection valve
7 ... Intake valve
9 ... Exhaust valve
22 ... EGR passage
23 ... EGR control valve
47 ... In-cylinder pressure sensor
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JP2014134189A (en) * | 2013-01-14 | 2014-07-24 | Denso Corp | Internal combustion engine control device |
JP2016056700A (en) * | 2014-09-05 | 2016-04-21 | 株式会社デンソー | Fuel injection control device for internal combustion engine |
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