JP2006177290A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 内燃機関2に燃料を供給する燃料噴射装置18と、内燃機関2の温度を検出する温度検出手段12と、基本始動噴射量を内燃機関2の温度に応じて設定する基本始動噴射量設定手段51と、内燃機関2の温度に応じて所定期間中における燃焼行程毎の目標ピーク筒内圧を設定する目標ピーク筒内圧設定手段52と、内燃機関2の筒内圧を検出する筒内圧検出手段17と、燃焼行程中における筒内圧のうちの最大圧である実ピーク筒内圧と目標ピーク筒内圧との差を燃焼行程毎に算出し、算出された燃焼行程毎の差の平均が所定値以上である場合に、次回以降の始動に用いられる基本始動噴射量を差が減少する特性となるように補正する補正手段53ととから構成する。
【選択図】 図1
Description
さらに、この特許文献1の技術によれば、エンジンの筒内圧とエンジンのクランク角とに基づいて得られた図示平均有効圧が予め設定された基準圧力よりも高か又は低いかという判定に基づいて1サイクルごとに空燃比を制御するため、例えば、図示平均有効圧と基準圧力との差が微小であるような場合でも空燃比の補正が行なわれることになり、制御安定性やエンジンの燃焼安定性が不十分となるという課題もある。
また、内燃機関の始動後の所定期間中において燃焼行程毎に算出された筒内圧の実ピーク筒内圧と目標ピーク筒内圧との差が、全て正または負であり、且つ、前記の差の平均が所定値以上である場合に、基本始動噴射量を補正するので、過剰に補正が行なわれる事態を避けながら、制御の安定性を高めるとともに排ガス性能を向上させることができる。(請求項2)
この吸気系3には、エアクリーナ(A/C)5、エアフローセンサ(AFS;新気量検出手段)6およびスロットルバルブ7が備えられている。
エアクリーナ5は、吸気通路14の吸気口に設けられ、吸気系3に取り入れられる新気をろ過するものである。
スロットルバルブ7は、吸気通路14内に設けられ、その開度θTHを調節することによってエンジン2へ供給される新気流量QFRを調節するものである。
エンジン回転数センサ13は、エンジン2の回転数Neを検出するものであって、この検出結果は、後述するECU20により適時読み込まれるようになっている。
インジェクタ18は、ECU20からの燃料噴射信号INJに基づいて、エンジン2の吸気ポート(図示略)内に燃料を噴射するものである。なお、この燃料噴射信号INJは、後述するECU20の基本始動噴射量設定部51によって設定された基本始動噴射量QIJもしくは、補正部53によって補正された基本始動噴射量QIJ-Cに応じて設定されるようになっている。
クランク角センサ16は、クランクシャフトの角度(クランク角)θCNKを検出するものであって、ここで検出されたクランク角θCNKはECU20によって適時読み込まれるようになっている。
そして、この車両1には、インターフェースユニット、CPU、タイマ(いずれも図示略)およびメモリ55などを備えた電子制御ユニット(ECU;制御手段)20が設けられている。また、このECU20には、ソフトウェアとして、基本始動噴射量設定部(基本始動噴射量設定手段)51と、目標ピーク筒内圧設定部(目標ピーク筒内圧設定手段)52と、補正部(補正手段)53と、行程数カウンタ54とが備えられている。
これらのうち、基本始動噴射量設定部51は、インジェクタ18から噴射される所定の1サイクルあたりの燃料量である基本始動噴射量QIJを、水温センサ12によって検出されたエンジン2の冷却水温TWに応じて設定するものである。
さらに、この基本始動噴射量設定部51は、後述するECU20の行程数カウンタ54によって燃焼行程が開始されたことが判定されると、筒内圧センサ17によって検出された実筒内圧Pe-Aを読み込んでメモリ55内の実筒内圧記憶領域M1に記憶するようになっている。なお、この基本始動噴射量設定部51による、実筒内圧Pe-Aの読み込みと、読み込まれた実筒内圧Pe-Aの実筒内圧記憶領域M1への格納は、クランク角センサ16によって検出されたクランク角θCNKが540度に達して燃焼行程が終了したと判定されるまで、非常に短いサイクルで繰り返し実行されるようになっている。
なお、この目標ピーク筒内圧Pemax-Tは、エンジン2から排出される排ガスに含まれるHC(炭化水素),NOx(窒素酸化物),CO(一酸化炭素)などの有害成分の量を減ずるのに適した筒内圧であって、本実施形態においては、特にHC量を減ずることを目的として、この目標ピーク筒内圧Pemax-Tが設定されている。
そして、この補正部53は、この実ピーク筒内圧Pemax-Aと、目標ピーク出力設定部52によって設定された燃焼行程毎の目標ピーク筒内圧Pemax-Tとの差(筒内圧誤差)DPeをそれぞれ算出するようになっている。
行程数カウンタ54は、エンジン2の所定気筒における燃焼行程の回数を検出するものであって、クランク角センサ16によって検出されたクランク角θCNKが540度となる毎にカウントアップするようになっている。また、このカウントアップは、ECU20に内蔵されたタイマ(図示略)により計測されたエンジン始動後からの時間tが所定時間t0に達するまで行なわれるようになっている。
図2に示すように、ステップS11において、ECU20の基本始動噴射量設定部51が、水温センサ12によって検出されたエンジン2の冷却水温TWを読みこみ、その後、ステップS12において、図示しないイグニッションスイッチがオンとなって、エンジン回転数Neが始動判定回転数Ne0を超えたことが検出されると、エンジン2の始動が開始されたと判定する(ステップS12のYesルート)。
その後、クランク角センサ16によって検出されたクランク角θCNKが540度に達して燃焼行程が終了したと判定されるまで、実筒内圧Pe-Aの読み込み(ステップS15)と、読み込まれた実筒内圧Pe-Aの実筒内圧記憶領域M1への格納(ステップS16)が非常に短いサイクルで繰り返し実行される(ステップS18のNoルート)。
そして、ステップS19において、補正部53が、メモリ55における実筒内圧記憶領域M1において記憶されている個々の実筒内圧Pe-Aの中で最も高い実筒内圧である実ピーク筒内圧Pemax-Aを選定し(ステップS19)、ここで選定された実ピーク筒内圧Pemax-Aを燃焼行程毎にメモリ55の実ピーク筒内圧記憶領域M2内に記憶する(ステップS20)。
そして、タイマによって計測されているエンジン始動時間tが所定時間t0に達すると(ステップS21のYesルート)、その後、メモリ55における実筒内圧記憶領域M1カ゛クリアされ、また、行程数カウンタ45がリセットされるとともにタイマがリセットされて(ステップS22〜S24)、制御は終了する。
筒内圧誤差DPe=Pemax-T − Pemax-A ・・・(1)
そして、ステップS34において、補正部54が、燃焼行程毎の筒内圧誤差DPeの平均値DPe-AVEを算出し、この平均筒内圧誤差DPe-AVEが所定値DPe0以上であるか否かを判定する。この判定において、平均筒内圧誤差DPe-AVEが所定値DPe0以上であると判定され(ステップS34のYesルート)、且つ、ステップS35において、燃焼行程毎の筒内圧誤差DPeが全てマイナス(負)であることが判定されると(「−」ルート)、基本始動噴射量QIJに対して基本補正量QCを加算する補正し、補正後の基本始動噴射量QIJCとする(ステップS36)。
なお、このステップS35において、燃焼行程毎の筒内圧誤差DPeが全てプラス(正)ではない、もしくは全てマイナス(負)ではない場合には、基本始動噴射量QIJに対する補正は実行されない(「±混在」ルート)。
そして、次回以降エンジン2が始動する際に、水温センサ12によって検出された冷却水温TWが、メモリ55の基本始動噴射量記憶領域M4に記憶された補正後の基本始動噴射量QIJCに関連付けられた冷却水温TWと、合致あるいは近似する場合に、当該補正後の基本始動噴射量QIJの燃料を噴射するようにインジェクタ18が制御される。
この図5に星印で示す目標ピーク筒内圧Pemax-T1〜Pemax-T4は、燃焼行程毎に設定された目標となる最大筒内圧であって、上述の図4のステップS32によって得られる値である。
つまり、この図5に示す場合においては、エンジン2が始動してから1〜4回目の燃焼行程において、常に、目標ピーク筒内圧Pemax-T1〜Pemax-T4よりも実ピーク筒内圧Pemax-A1〜Pemax-A4が高くなっている。したがって、1〜4回目の燃焼行程における筒内圧誤差DPe1〜DPe4が全てプラスであることが判定される。この判定が図4のステップS35に示す「+」ルートの判定である。
なお、筒内圧誤差DPe1〜DPe4の平均値であるDPe-AVEが、予めメモリ55内に記憶されているDPe0未満である場合には、基本始動噴射量QIJを実質的に補正する必要はないと判断され、基本始動噴射量QIJは補正されない。この制御が図4のステップS34のNoルートに示す制御である。
この図6に示す場合には、1〜4回目の燃焼行程における筒内圧誤差DPe1〜DPe4が全てマイナスであることが判定されるため(図4のステップS35の「−」ルート参照)、基本始動噴射量QIJを増やすことでリッチ化を促進すれば、各燃焼行程における実ピーク筒内圧Pemax-A1〜Pemax-A4を目標ピーク筒内圧Pemax-T1〜Pemax-T4に近づけることができる。これが、図4に示すステップS36における、基本始動噴射量QIJの補正である。
このように、本発明の一実施形態に係る内燃機関の空燃比制御装置によれば、実ピーク筒内圧Pemax-Aと目標ピーク筒内圧Pemax-Tとの差DPeのDPe-AVEが所定値DPe0以上である場合に、エンジン2の次回以降の始動に用いられる基本始動噴射量QIJを補正するので、エンジン2の始動性および始動直後の燃焼安定性を確保しながら排ガス性能を向上させることができる。
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
12 水温センサ(温度検出手段)
14 インジェクタ(燃料噴射装置)
17 筒内圧検出部(筒内圧検出手段)
51 始動時噴射量設定部(基本始動噴射量設定手段)
52 目標ピーク筒内圧設定部(目標ピーク筒内圧設定手段)
53 補正部(補正手段)
DPe 筒内圧誤差(差)
DPe-AVE 平均筒内圧誤差(差の平均)
DPe0 所定値
Pemax-T 目標ピーク筒内圧
QIJ 基本始動噴射量
t0 所定期間
TW 冷却水温度
Claims (2)
- 内燃機関に燃料を供給する燃料噴射装置と、
該内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、
該内燃機関が始動してから所定期間が経過する間の各サイクル毎に噴射される燃料量である基本始動噴射量を該温度検出手段によって検出された該内燃機関温度に応じて設定する基本始動噴射量設定手段と、
該内燃機関温度に応じて該所定期間中における燃焼行程毎の筒内圧の目標ピーク筒内圧を設定する目標ピーク筒内圧設定手段と、
該内燃機関の筒内圧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た燃焼行程中における該筒内圧のうちの最大圧である実ピーク筒内圧と、該目標ピーク出力設定手段によって設定された該目標ピーク筒内圧との差を燃焼行程毎に算出し、算出された燃焼行程毎の該差の平均が所定値以上である場合に、該基本始動噴射量を該差が減少する特性となるように補正する補正手段とをそなえる
ことを特徴とする、内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 該噴射量補正手段は、
燃焼行程毎の該差が全て正または負であり且つ燃焼行程毎の該差の平均が所定値以上である場合に、該基本始動噴射量を該差が減少する特性となるように補正する
ことを特徴とする、請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
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