JP2008280896A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】冷間時に内燃機関の動作効率を向上させる。
【解決手段】ECU100は、エンジン200の冷間時の動作効率を向上させるべく冷間制御処理を実行する。当該処理では、前回冷間時補正パラメータが算出されてからの走行距離が所定値以上であって、更に冷間時且つフューエルカット制御中である場合に、微小量の燃料噴射に応じて発生する、冷間時のエンジン200の実挙動を表す機関発生トルクTriに基づいて、冷間時補正パラメータとして進角補正量eacldcy及びパイロット補正量qplcldcyがシリンダ毎に算出される。この冷間時補正パラメータは更に、シリンダ201の各々について、シリンダ相互間の燃焼性能のバラツキを相殺するように算出される。これら冷間時補正パラメータの算出を経た後、エンジン200が冷間状態にある場合には、この冷間時補正パラメータが各シリンダについて適用される。
【選択図】図4
【解決手段】ECU100は、エンジン200の冷間時の動作効率を向上させるべく冷間制御処理を実行する。当該処理では、前回冷間時補正パラメータが算出されてからの走行距離が所定値以上であって、更に冷間時且つフューエルカット制御中である場合に、微小量の燃料噴射に応じて発生する、冷間時のエンジン200の実挙動を表す機関発生トルクTriに基づいて、冷間時補正パラメータとして進角補正量eacldcy及びパイロット補正量qplcldcyがシリンダ毎に算出される。この冷間時補正パラメータは更に、シリンダ201の各々について、シリンダ相互間の燃焼性能のバラツキを相殺するように算出される。これら冷間時補正パラメータの算出を経た後、エンジン200が冷間状態にある場合には、この冷間時補正パラメータが各シリンダについて適用される。
【選択図】図4
Description
本発明は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関を制御する内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
この種の技術分野において、内燃機関の出力状態から噴射量を学習するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されたディーゼル機関の噴射量制御装置(以下、「従来の技術」と称する)によれば、無噴射時に単発噴射を実施し、その単発噴射によって上昇するエンジンの回転数の変化量と、単発噴射を実施した時のエンジン回転数との積であるトルク比例量から算出される発生トルクから実噴射量を推定すると共に、当該推定された実噴射量と噴射量の指令値との差を検出することによって、噴射量学習を高精度に実施することが可能であるとされている。
尚、気筒毎のエンジン回転数偏差から、気筒毎の燃料噴射量を補正してエンジン振動を抑制する技術も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、気筒毎の燃料噴射量補正量を、機関温度及び燃料温度を反映して算出する技術も開示されている(例えば、特許文献3参照)。
内燃機関では、冷間時に燃焼効率の低下等によって、エミッション等の環境性能及び動力性能等、各種性能が悪化し易い。従来の技術では、噴射量の補正により実噴射量と目標噴射量との乖離を軽減することはできても、このような冷間時に如何なる制御をなすべきかについては如何なる指針も得られない。従って、冷間時におけるこのような性能の低下を抑制することが実践的にみて困難である。また、冷間時の燃料の着火性等を向上させるべく、事前に適合等を行うにしても、冷間時における内燃機関の挙動は、内燃機関毎に個体差があり、更には気筒毎にも差があり、更には経時的にも変化するから、実践的に見て容易ではない。
一方、冷間時における燃焼効率の低下に鑑みれば、エミッションの低減以前に、失火や白煙の発生を防止する必要もあるが、冷間時の挙動に適応した制御が容易でないことに鑑みれば、冷間時における内燃機関の各部の動作パラメータは、必然的に且つ少なからず安全側で設定されざるを得ない。その点からも、冷間時における性能低下は回避され難い。即ち、従来の技術には、冷間時において内燃機関の性能を向上させることが困難であるという技術的な問題点がある。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、冷間時において内燃機関の性能向上を図り得る内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料を噴射する噴射手段を備えた内燃機関を搭載する車両における該内燃機関の制御装置であって、前記車両の減速時を含む所定の条件において前記燃料の供給が停止されるように前記噴射手段を制御する第1の噴射制御手段と、前記内燃機関が冷間状態にあり、且つ前記燃料の供給が停止されている場合に、所定量の前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する第2の噴射制御手段と、前記所定量の燃料の噴射に伴う前記内燃機関のトルクの変動量を特定する第1の特定手段と、前記特定されたトルク変動量に基づいて、前記冷間状態における、前記内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた前記噴射手段の制御量を設定する設定手段とを具備することを特徴とする。
本発明における「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該各々の燃焼室において、例えば、軽油、ガソリン又はアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する爆発力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等を適宜介して動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念であり、例えば2サイクル或いは4サイクル型のレシプロエンジン等を指す。
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、その動作時には、内燃機関が冷間状態にあり、且つ第1の噴射制御手段により燃料の供給が停止されている状況(以下、このような第1の噴射制御手段に係る制御を適宜「フューエルカット制御」等と称する)において、好適には内燃機関に備わる気筒の各々に対し、所定量の燃料が噴射される。ここで、「所定量」とは、必ずしも予め設定された固定値でなくともよく、噴射手段における後述する制御量を少なくとも実践上不足の無い程度に設定し得る限りにおいて、その都度個別具体的に決定される可変値であってもよい。但し、好適な一形態として、この所定量は、例えば1キュービック程度の極微小な且つ固定された値を採る。
このようなフューエルカット制御中に燃料の噴射がなされた場合、内燃機関の機関発生トルクは、この所定量の燃料噴射に応じて生じるもののみとなり、第1の特定手段により、トルクの変動量(以下、適宜「トルク変動量」と称する)が正確に特定される。
尚、本発明に係る「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択又は推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従った論理演算、数値演算、又は電気的若しくは機械的な制御の結果として導出すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。このような概念の範囲内において、第1の特定手段は、例えば所定量の燃料噴射に応じて生じる内燃機関の機関回転数の変動量等、トルク変動量と直接的に又は間接的に、且つ相互に一対一、一対多、多対一又は多対多に対応し得る各種指標値に基づいた数値演算の結果としてトルク変動を特定してもよい。
トルク変動量が特定されると、この特定されたトルク変動量に基づいて、冷間状態における、内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた噴射手段の制御量が、好適には気筒各々について、又は例えば複数の気筒群毎に、或いは例えば気筒の別無く一括して設定される。内燃機関の機関発生トルクは、始動性及び着火性を含む概念としての内燃機関の燃焼性能に大きく影響される。即ち、冷間時の燃料噴射に対応するこのトルク変動量は、冷間状態における内燃機関及び気筒各々の、リアルタイムな且つ正確な燃焼性能を顕著に表す指標として有効となる。
従って、この冷間時に特定されるトルク変動量に基づいて、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、例えば失火及び白煙の発生を招くことなく且つエミッションの悪化を可及的に抑制し得るように、或いは更にそのような環境性能と動力性能とが実践上不足無く両立されるように設定された、各種のアルゴリズム、算出式又は論理式等に基づいた数値演算や論理演算等を介する等して、冷間時における制御量が設定されることによって、例えば、冷間状態における内燃機関の燃焼効率を向上させ、例えば着火性を向上させ、例えば出力特性を向上させることが可能となる。或いは、実践上改善すべき旨の判断が下され得る各種の不具合の発生を回避しつつ、内燃機関のポテンシャルを理論的に、実質的に、或いは現実的にみて最大限に引き出すことが可能となる。即ち、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、冷間時において内燃機関の性能を向上させることが可能となるのである。
尚、冷間状態における「内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた噴射手段の制御量」とは、例えば噴射時期等、燃焼性能を向上させ得る各種の動作パラメータを好適に含む趣旨であるが、必ずしもこのような動作パラメータそのものでなくてもよく、例えば平常時の動作パラメータを冷間時に補正するための補正量、補正式或いは補正係数等の形態を有していてもよい。
本発明に係る内燃機関の制御装置の第1の態様では、前記第2の噴射制御手段は、前記内燃機関に備わる気筒各々に対し前記所定量の燃料を噴射させ、前記第1の特定手段は、前記各々について前記変動量を特定し、前記設定手段は、前記各々について前記噴射手段の制御量を設定する。
この態様によれば、内燃機関に備わる気筒の各々についてトルク変動量が特定され、そのトルク変動量に基づいて当該各々について噴射手段の制御量が設定される。従って、当該各々における燃焼性能を最適化しつつ、冷間時における気筒相互間の燃焼性能のバラツキを解消することが可能となる。
従って、冷間時の内燃機関の性能を効率的且つ効果的に向上させることが可能となる。冷間状態においては、内燃機関の物理的、機械的、機構的及び電気的な構成、例えば気筒の物理形状、気筒内のデポジット、或いは気筒を構成する各部の経時劣化等に起因して、気筒各々において、燃焼性能が非冷間状態におけるそれと著しく相違する場合がある。そのような事情に鑑みれば、気筒各々について噴射手段の制御量が設定されることによる実践上の利益は顕著に大きなものとなる。
本発明に係る内燃機関の制御装置の第2の態様では、前記内燃機関が前記冷間状態にある場合に、前記設定された制御量に基づいて前記噴射手段を制御する第3の噴射制御手段を更に具備する。
この態様によれば、内燃機関が、例えば冷却水温、吸気温、触媒床温或いはシリンダ壁温等に基づいて、例えばこれら各種温度が予め設定された閾値以下(未満)である場合等として規定され得る冷間状態である場合に、例えば前回の設定タイミング等において既に設定がなされた噴射手段の制御量に従って噴射手段が制御される。従って、実際に冷間時の内燃機関の性能を向上させることが可能となる。
尚、この態様では、前記冷間状態の度合いを特定する第2の特定手段と、前記特定された度合いに基づいて前記設定された制御量を補正する補正手段とを更に具備し、前記第3の噴射制御手段は、前記補正された制御量に基づいて前記噴射手段を制御してもよい。
内燃機関が冷間状態に該当するか否かに応じて、噴射手段の制御量が二値的に切り替わる(制御量が補正量や補正係数等の態様を採る場合における、補正の有無が切り替わる態様を含む)場合、必然的にその切り替わりに係る境界付近において、内燃機関の挙動が、例えば燃焼性能が好適な状態に維持されたままであるにしても、変化し易く、ドライバに知覚されるドライバビリティの悪化として顕在化し易い。
その点、このように、例えば冷却水温、吸気温、触媒床温或いはシリンダ壁温等の各種指標値に基づいて連続的に又は段階的に規定され得る冷間状態の度合いに応じて連続的に又は段階的に噴射手段の制御量が変更された場合には、内燃機関の出力変動や出力フィールの変化等に起因するドライバビリティの悪化が防止され、実践上極めて有益な効果を得ることができる。
本発明に係る内燃機関の制御装置の第3の態様では、前記内燃機関は、前記内燃機関の動作期間の少なくとも一部において、前記燃料が主噴射及び該主噴射に先立つパイロット噴射に分割して噴射されるディーゼルエンジンであり、前記噴射手段の制御量は、前記主噴射及び前記パイロット噴射のうち少なくとも一方の噴射時期、並びに前記パイロット噴射に係るパイロット噴射量のうち少なくとも一部を含む。
この態様によれば、内燃機関は、ディーゼルエンジンであり、その動作期間の少なくとも一部において、燃料が主噴射とそれに先立つパイロット噴射とに分割して噴射される。この主噴射及びパイロット噴射のうち少なくとも一方の噴射時期並びにパイロット噴射量は、内燃機関の燃焼性能に顕著に影響するため、設定手段の動作として、冷間時におけるこれら少なくとも一部が設定されることにより(尚、いずれか一方の噴射時期の設定とは、即ち、主噴射とパイロット噴射とのインタバルの設定を意味する)、冷間時における内燃機関の性能を向上させることが可能となる。
本発明に係る内燃機関の制御装置の第4の態様では、前記第2の噴射制御手段は、前記車両が所定の走行条件を満たす場合に前記所定量の燃料を噴射させる。
この態様によれば、噴射手段の制御量設定に係る所定量の燃料噴射が、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて、例えば噴射手段の制御量が内燃機関の実際の物理的、機械的又は電気的な各種状態から乖離しないように(これらを正確に反映し得るように)、且つ頻繁に制御量の設定がなされる(即ち、所定量の燃料噴射がなされる)ことによる燃費の悪化を招くことの無いように定められてなる、所定の走行条件が満たされる場合に実行される。従って、冷間状態における内燃機関の性能を理論的に、実質的に又は現時的にみて過不足なく維持することが可能となり実践上有益である。
本発明に係る内燃機関の制御装置の第5の態様では、前記内燃機関が前記冷間状態にない場合に、前記燃料の目標噴射量と実噴射量との偏差を特定する偏差特定手段を更に具備し、前記第2の噴射制御手段は、前記特定された偏差に基づいて前記所定量の燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する。
この種の内燃機関に備わる、例えば電子制御式インジェクタ等の噴射手段を介した燃料の噴射量は、当該噴射手段の個体差、当該噴射手段の経時的な変化、或いは外的又は内的要因による故障の発生等、物理的又は機械的な動作状態のバラツキ要因に起因して、目標噴射量に対し気筒相互間で、或いは気筒全体として、バラツキを伴うことが多い。特に、噴射手段に燃料を供給する供給経路上に設けられた調量弁の動作精度が低くなり易いディーゼルエンジン等では、その傾向が顕著である。
この態様によれば、冷間時以外のタイミング、即ち冷間時の燃焼性能の低下に影響されることなく特定される、噴射手段の物理的、機械的又は電気的な変化や不具合を支配的な要因とする目標噴射量と実噴射量との偏差に基づいて、例えば噴射手段に供給される噴射指令値等の各種制御信号と目標噴射量との対応関係が補正され、或いはそのような対応関係はそのままに目標噴射量が補正され、噴射手段の制御に供される。その結果、いずれにせよ最終的に気筒毎の噴射量を正確に所定量に収束させることが可能となり、トルク変動量を、より正確に制御量の設定に反映させることが可能となる。従って、内燃機関の動作効率をより向上させることが可能となる。
尚、このような偏差の特定に際しては、所謂微小噴射量学習等と称される、噴射手段を構成するニードルやシールの磨耗又は損傷等、噴射手段に例えば経時的に或いは何らかの外的又は内的要因により生じた不具合等に起因する、上述した目標噴射量と実噴射量との乖離を補正すべくなされる噴射量の学習処理が実行されてもよい。その場合、当該学習処理の過程において、例えば1キュービック等微小量として規定される噴射量に相当する燃料が噴射され、その燃料噴射に対応するトルク変動量に基づいて当該偏差が特定されてもよい。
このような微小噴射量学習においては、好適にはこの目標噴射量と実噴射量との偏差を補正するための各種補正量、例えば噴射指令値の補正量或いは目標噴射量の補正量等が、例えば気筒各々について、又は複数の気筒群毎に、或いは気筒の別無く一律に、且つ逐次更新されつつ記憶される。従って、第2の噴射制御手段は、常に噴射手段を介して正確に所定量に相当する燃料を噴射させることが可能となり、実践上有益である。
また、このような微小噴射量学習は、例えば走行距離等により規定される各種の実行条件が満たされた場合における、例えば燃料カット時や無負荷レーシングにおける機関回転低下時等に好適に実行される。従って、本発明に係る噴射手段の制御量の補正に係る一連の処理の実行タイミングの少なくとも一部は、この微小噴射量学習の実行タイミングと同期していてもよい。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
<発明の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
<第1実施形態>
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るエンジンシステム10の構成について説明する。ここに、図1は、エンジンシステム10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
<第1実施形態>
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るエンジンシステム10の構成について説明する。ここに、図1は、エンジンシステム10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
図1において、エンジンシステム10は、図示せぬ車両に搭載され、ECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)100及びエンジン200を備える。
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、エンジン200の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例である。ECU100は、ROMに格納される制御プログラムに従って、後述する微小噴射量学習処理及び冷間制御処理を実行することが可能に構成されている。
尚、ECU100は、本発明に係る「第1の噴射制御手段」、「第2の噴射制御手段」、「第1の特定手段」、「設定手段」、「第3の噴射制御手段」、「第2の特定手段」、「補正手段」及び「偏差特定手段」として機能する一体の電子制御ユニットであるが、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成は、これに限定されるものではなく、例えば複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
エンジン200は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。エンジン200は、シリンダ201内において燃料を含む混合気が圧縮自着火した際に生じる爆発力に応じたピストン202の往復運動を、コネクティングロッド203を介してクランクシャフト204の回転運動に変換することが可能に構成されている。また、クランクシャフト204の近傍には、クランクシャフト204の回転位置を検出するクランクポジションセンサ205が設置されている。クランクポジションセンサ205は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100は、クランクポジションセンサ205によって検出されたクランクシャフト204の回転位置に基づいて、エンジン200の機関回転数NEを算出することが可能に構成されている。以下に、エンジン200の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。
尚、本実施形態に係るエンジン200は、シリンダ201が図1において紙面と垂直な方向にN本並列してなる直列N気筒ディーゼルエンジンであるが、個々のシリンダ201の構成は相互に等しいため、ここでは一のシリンダ201についてのみ説明することとする。
シリンダ201内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は、図示せぬエアクリーナで浄化された後、吸気管206を通過し、吸気ポート209を介して吸気バルブ209の開弁時にシリンダ201内に吸入される。この際、シリンダ201内に吸入される吸入空気に係る吸入空気量は、図示せぬエアフローメータにより検出され、ECU100に電気信号として一定又は不定の出力タイミングで出力される構成となっている。吸気管206には、吸入空気量を調節可能なスロットルバルブ207が配設されている。このスロットルバルブ207は、ECU100と電気的に接続された不図示のスロットルバルブモータにより、例えば、図示せぬアクセルペダルの操作量等に応じて電気的且つ機械的に駆動される構成となっている。尚、スロットルバルブ207の開閉状態を表すスロットル開度は、ECU100と電気的に接続された図示せぬスロットルポジションセンサにより検出され、ECU100に一定又は不定のタイミングで出力される構成となっている。
エンジン200において、燃料は、燃料タンク212に貯留されている。この燃料タンク212には、燃料タンク212に貯留される燃料の残量を検出可能なフロート式の燃料量センサ217が設置されている。燃料量センサ217は、ECU100と電気的に接続されており、検出された燃料量は、ECU100により、一定又は不定のタイミングで把握される構成となっている。一方、燃料タンク212に貯留される燃料は、インジェクタ211によって、シリンダ201内の燃焼室に直接噴射される。インジェクタ211を介した燃料の噴射に際しては、先ず燃料タンク212に貯留された燃料が、フィードポンプ214の作用により低圧配管213を介して燃料タンク212から汲み出され、高圧ポンプ215へ供給される。
ここで、図2を参照して、高圧ポンプ215の構成について説明する。ここに、図2は、高圧ポンプ215の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図1と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
図2において、高圧ポンプ215は、電磁調量弁215A、吸入弁215B、シリンダ215C、プランジャ215D、カム215E、加圧室215F、吐出弁215G及び高圧配管215Hを備える。
電磁調量弁215Aは、フィードポンプ214へと繋がる低圧配管213上に設けられ、フィードポンプ214により送出された燃料の流量を調節する電磁開閉弁である。フィードポンプ214により燃料タンク212から汲み上げられた燃料は、この電磁調量弁215Aによりその流量が調節され、低圧配管213の一端部が接続された加圧室215Fへ供給される。
プランジャ215Dは、シリンダ215C内に設置された加圧部材であり、下端部分に接続されたロッド部材が、エンジン200の吸気カムシャフト11(図1では省略される)に固定され且つ吸気カムシャフト11に同期して回転する、楕円形状を有するカム215Eのカムプロフィールに従って図中上下方向に往復運動するのに伴い、その上端部が図示TDC(Top Death Center:上死点)と図示BDC(Bottom Death Center:下死点)との間で往復運動することが可能に構成されている。加圧室215Fは、シリンダ215Cの内壁部分と、プランジャ215Dの上端部分とによって規定される空間であり、即ち、プランジャ215Dの前述した往復運動に伴ってその容積が変化する空間である。
他方、電磁調量弁215Aにより調量された燃料は、プランジャ215Dがシリンダ215C内をTDCからBDCへ向かって移動する際に、吸入弁215Bを押し開いて加圧室に吸入される。その後、プランジャ215Dがシリンダ215C内をBDCからTDCへ向かって移動する際に、プランジャ215Dによって加圧室215F内部の燃料が圧縮(即ち、加圧)され、吐出弁215Gを押し開いて高圧配管215Hに供給され、高圧配管215Hに接続されたコモンレール216(図2では不図示)へと圧送される構成となっている。
図1に戻り、コモンレール216は、ECU100と電気的に接続され、上流側(即ち、高圧ポンプ215側)から供給される高圧燃料をECU100により設定される目標レール圧まで蓄積することが可能に構成された、高圧貯留手段である。尚、コモンレール216には、レール圧を検出することが可能なレール圧センサ及びレール圧が上限値を超えないように蓄積される燃料量を制限するプレッシャリミッタ等が配設されるが、ここではその図示を省略することとする。
エンジン200における上述したインジェクタ211は、シリンダ201毎に搭載されており、夫々が高圧デリバリを介してコモンレール216に接続されている。ここで、インジェクタ211の構成について補足すると、インジェクタ211は、ECU100から供給される指令に基づいて作動する電磁弁と、この電磁弁への通電時に燃料を噴射するノズル(いずれも不図示)とを備える。当該電磁弁は、コモンレール216の高圧燃料が印加される圧力室と、当該圧力室に接続された低圧側の低圧通路との間の連通状態を制御することが可能に構成されており、通電時に当該加圧室と低圧通路とを連通させると共に、通電停止時に当該加圧室と低圧通路とを相互に遮断する。
一方、ノズルは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向(噴孔を閉じる方向)に付勢している。従って、電磁弁への通電により加圧室と低圧通路とが連通し、圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル内を上昇して開弁する(噴孔を開く)ことにより、コモンレール216より供給された高圧燃料を噴孔より噴射することが可能に構成される。また、電磁弁への通電停止により加圧室と低圧通路とが相互に遮断されて圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する構成となっている。
尚、燃料は、個々のシリンダ201において、インジェクタ211を介し、目標噴射量に相当する燃料が、燃焼室内の急激な温度上昇を防止するための少量のパイロット噴射と、目標噴射量とパイロット噴射量との差分に相当する主噴射とに分割して噴射される構成となっている。
このようにしてシリンダ201内に噴射された燃料は、吸気バルブ209を介して吸入された吸入空気と混合され、上述した混合気となる。この混合気は、圧縮工程において自着火して燃焼し、燃焼済みガスとして、或いは一部未燃の混合気として、吸気バルブ209の開閉に連動して開閉する排気バルブ218の開弁時に排気ポート219を介して排気管220に導かれる構成となっている。
また、シリンダ201には、燃焼室内に一部が露出してなるグロープラグ210が配設されている。グロープラグ210は、不図示の駆動系を介してECU100と電気的に接続され、ECU100が当該駆動系を制御することにより当該駆動系から供給される電力に応じて赤熱するヒートコイルと、当該ヒートコイルが埋め込まれたセラミック体とを備え、このヒートコイルが燃焼室に露出する構成となっている。ヒートコイルは、その通電時に数百度程度の高温状態となり、燃焼室内に熱エネルギを付与することによって燃焼室を昇温させることが可能に構成されている。
排気管220には、DPF(Diesel Particulate Filter)221が設置されている。DPF221は、エンジン200から排出されるスート(煤)或いはスモーク、及びPM(Particulate Matter:粒子状物質)を捕集可能且つ浄化可能に構成されている。
また、シリンダ201を収容するシリンダブロックに設置されたウォータジャケットには、主としてエンジン200を冷却するために循環供給される冷却水(例えば、LLC)の温度(即ち、冷却水温)Thwを検出するための水温センサ222が配設されている。水温センサ222は、ECU100と電気的に接続されており、検出された冷却水温Thwは、ECU100によって絶えず、或いは一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
尚、説明の煩雑化を防ぐ目的から図示を省略するが、エンジン200には、上記したセンサ以外にも各種のセンサが配されており、例えば、エンジン200のノッキングレベルを検出するノックセンサ、吸気温を検出する吸気温センサ及び吸入空気の圧力たる吸気圧を検出する吸気圧センサ等が夫々検出対象毎に最適な位置に設置されている。
<実施形態の動作>
<微小噴射量学習処理>
エンジン200の動作時には、インジェクタ211からシリンダ201内の燃焼室へ直接燃料が噴射される。この際、上述した構成を有する電磁調量弁215Aの調量精度や、インジェクタ211におけるニードルの経時的な磨耗の度合い、或いはその他物理的又は機械的な動作精度等に起因して、目標噴射量に対応してインジェクタ211に供給される噴射指令値に対する燃料の実噴射量は、エンジン200毎に、且つシリンダ201毎に異なったものとなり易い。このため、エンジンシステム10では、噴射量の学習が行われる。
<微小噴射量学習処理>
エンジン200の動作時には、インジェクタ211からシリンダ201内の燃焼室へ直接燃料が噴射される。この際、上述した構成を有する電磁調量弁215Aの調量精度や、インジェクタ211におけるニードルの経時的な磨耗の度合い、或いはその他物理的又は機械的な動作精度等に起因して、目標噴射量に対応してインジェクタ211に供給される噴射指令値に対する燃料の実噴射量は、エンジン200毎に、且つシリンダ201毎に異なったものとなり易い。このため、エンジンシステム10では、噴射量の学習が行われる。
ここで、「噴射量の学習」とは、例えば所望の噴射量に相当する燃料が噴射されるように、噴射手段(即ち、本実施形態ではインジェクタ211)の指令値(即ち、噴射手段に供給される制御信号)若しくは当該指令値に対応付けられた(好適には、一対一又は多対一の関係を有し得る)指標値、又はこのような指令値若しくは指標値に対し加算、減算、乗算又は除算等を適宜含む補正用の数値演算を行うための補正量等を適宜更新すること等を指す。より具体的には例えば、噴射手段の指令値に対応する噴射量又は当該噴射量を規定し得る指標値若しくは補正値を、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に或いはシミュレーション等に基づいて当該噴射量、指標値又は補正値等を実践上不都合が生じない程度の信頼性を保って決定し得るものとして定められてなるアルゴリズム、算出式又は論理演算式等に従って実行される物理的、機械的若しくは電気的な制御、数値演算又は論理演算により学習値として求め、前回の学習値(初期値があれば初期値)との乖離状態に応じて適宜に更新する処理等を指す。理想的には、このような噴射量の学習によって、噴射手段を介した燃料の実噴射量と、目標噴射量との乖離が消失、或いは極めて小さくなり得る。エンジンシステム10では、このような噴射量の学習が、ECU100によって実行される微小噴射量学習処理によって実現される。
ここで、図3を参照し、微小噴射量学習処理の詳細について説明する。ここに、図3は、微小噴射量学習処理のフローチャートである。
図3において、ECU100は、噴射量の学習条件であるか否かを判別する(ステップS101)。ここで、噴射量の学習条件とは、噴射量の学習を効果的に行い得るものとして予め定められた条件であり、例えば本実施形態では、前回噴射量の学習が行われてからの車両の走行距離が所定値以上であること、インジェクタ211に対する噴射量の指令値がゼロ以下の状態、即ち無噴射状態(即ち、好適にはフューエルカット制御中)であること、及びコモンレール216のレール圧が所定値に維持されていること等として設定されている。
尚、フューエルカット制御とは、燃料の消費効率を向上させる観点から各シリンダ201に対する燃料の噴射を停止する制御を指し、エンジンシステム10ではECU100により車両の減速期間中において実行され、燃料の効率的な利用が促進される構成となっている。フューエルカット制御中において、エンジン200の各シリンダ201は、惰性によりその機関回転を継続する。噴射量の学習条件が満たされない場合(ステップS101:NO)、ECU100は、ステップS101に係る処理を繰り返し実行して実質的に処理を待機状態に制御する。
噴射量の学習条件が満たされる場合(ステップS101:YES)、ECU100は、噴射量学習用として定められてなる規定量(例えば、1キュービック等、燃費及びドライバビリティの悪化を顕在化させることのないように定められた微小量)の燃料が噴射されるようにインジェクタ211を制御する(ステップS102)。尚、係る規定量の燃料噴射は単発噴射として実行される。
当該規定量の燃料が噴射されると、ECU100は、係る燃料の噴射に伴うエンジン200の機関回転数の変動量ΔNEを算出する(ステップS103)。機関回転数変動量ΔNEは、例えば、燃料の噴射直前の機関回転数NE、燃料の燃焼が終了した時点での機関回転数NE、及び燃料の噴射がなされかった場合の機関回転数の減少量の予測値等に基づいて算出される。尚、機関回転数NEは、燃料の噴射がなされない場合には単調減少するから、機関回転数の減少量の予測値は燃料噴射直前の機関回転数NEと経過時間とに基づいた数値演算の結果として容易に取得することができる。
機関回転数変動量ΔNE(即ち、規定量の燃料噴射に相当する機関回転数NEの上昇の度合い)が算出されると、ECU100は、エンジン200の機関発生トルクTrを算出する(ステップS104)。ここで、機関発生トルクTrは、燃料噴射直前の機関回転数NEと、ステップS103に係る処理において算出された機関回転数変動量ΔNE及び所定の比例定数とに基づいて(例えば、これらの積として)算出することができる。
機関発生トルクTrが算出されると、ECU100は、インジェクタ211から実際に噴射された燃料の量である実噴射量Qrを算出する(ステップS105)。ディーゼルエンジンでは、燃料の噴射量と機関発生トルクとが比例するため、ステップS105に係る処理は、ステップS104に係る処理において得られた機関発生トルクTrの値に基づいて容易に算出することができる。
一方、ディーゼルエンジンでは、燃料の着火特性は燃料のセタン価に応じて変化する。この着火特性は、機関発生トルクTrの値に影響するから、ステップS105に係る処理において得られた実噴射量Qrを補正する必要が生じる。そこで、ECU100は、算出された実噴射量Qrを燃料のセタン価に応じて補正する(ステップS106)。この際、ECU100には、予め実噴射量Qrをセタン価に応じて補正するためのマップが格納されており、ECU100は、セタン価の値と当該マップとに基づいて実噴射量Qrを補正する。尚、燃料のセタン価は、例えばこの微小噴射量学習処理とは独立して実行される、例えば燃料の着火遅れ期間等に基づいたセタン価検出処理等により適宜学習され、RAM等に記憶されている。
実噴射量Qrの補正が終了すると、ECU100は、補正された実噴射量Qrの値と、インジェクタ211に供給された指令値に相当する噴射量(即ち、目標噴射量)の値とを比較し、これらの差分に基づいて微小噴射量学習値QFを取得する(ステップS107)。尚、この微小噴射量学習値QFは、要求噴射量と実噴射量との誤差を減少させるための補正量であり、例えば要求噴射量を直接補正する補正量であってもよいし、要求噴射量に対応するインジェクタ211の制御量、例えばインジェクタ211の前述した電磁弁への通電量や通電時間等を補正する補正量であってもよい。
微小噴射量学習値QFを取得すると、ECU100は、取得された微小噴射量学習値QFによって従前の学習値を更新する必要があるか否かを判別する(ステップS108)。本実施形態では、従前の学習値と新たに取得された学習値との差分が所定値以上乖離している場合に、学習値の更新が必要である旨が判別される。尚、当該判別に係る判別基準は、噴射量の学習を効果的に行い得る限りにおいて特に限定されない。尚、従前の学習値が存在しない場合には、当該判別処理の結果は無条件に「YES」となる。
学習値を更新する必要がない旨の判別がなされた場合(ステップS108:NO)、ECU100は、微小噴射量学習処理を終了する。一方、学習値を更新する必要がある旨の判別がなされた場合(ステップS108:YES)、ECU100は、RAMに更新可能に記憶された従前の学習値を更新し(ステップS109)、微小噴射量学習処理を終了する。このように、エンジンシステム10では、インジェクタ211に生じる物理的、機械的、機構的又は電気的な各種要因による目標噴射量と実噴射量との乖離が補正され、インジェクタ211における燃料の噴射精度が少なくとも実践上の不具合が生じない程度に担保されている。
尚、図3では省略されるが、この微小噴射量学習値QFは、エンジン200に備わる全てのシリンダ201に対して取得される。即ち実際には、ステップS102からステップS109に至る一連の処理は、シリンダ201の数量に相当する回数(即ち、本実施形態ではN回)実行される。
<冷間制御処理の詳細>
エンジン200に限らず、内燃機関では一般的に、冷間状態において(即ち、暖機が不十分な、或いは不十分と判断される状態において)燃焼性能が低下するため、エミッションが悪化する傾向がある。然るに、冷間状態における内燃機関の燃焼性能は、内燃機関毎に、或いはシリンダ毎に、その物理的及び機械的な構成(形状や空間的な配置形態も含む)並びに経時的な変化及び劣化等によって相違するため、予めそのような冷間状態における燃焼性能の低下を補うためのパラメータを適合により求めることには実践上の困難が伴う。従って、失火や白煙の発生等といった、より回避すべき事態の発生を確実に防止する観点から、各種パラメータは、少なくともこのような失火や白煙の発生等を招かぬように総じて安全側にマージンを設けた状態で設定されざるを得ない。即ち、冷間状態では、燃費及びエミッション等の環境性能、並びに動力性能等を含む内燃機関の性能が最適化され難い。
エンジン200に限らず、内燃機関では一般的に、冷間状態において(即ち、暖機が不十分な、或いは不十分と判断される状態において)燃焼性能が低下するため、エミッションが悪化する傾向がある。然るに、冷間状態における内燃機関の燃焼性能は、内燃機関毎に、或いはシリンダ毎に、その物理的及び機械的な構成(形状や空間的な配置形態も含む)並びに経時的な変化及び劣化等によって相違するため、予めそのような冷間状態における燃焼性能の低下を補うためのパラメータを適合により求めることには実践上の困難が伴う。従って、失火や白煙の発生等といった、より回避すべき事態の発生を確実に防止する観点から、各種パラメータは、少なくともこのような失火や白煙の発生等を招かぬように総じて安全側にマージンを設けた状態で設定されざるを得ない。即ち、冷間状態では、燃費及びエミッション等の環境性能、並びに動力性能等を含む内燃機関の性能が最適化され難い。
このような問題点を解決するために、本実施形態において、ECU100は、冷間制御処理を実行する。冷間制御処理においては、冷間状態におけるエンジン200の燃焼性能の低下を、効率的且つ効果的に補償するための冷間時補正パラメータが適宜に学習され、且つ適宜に実制御に供される構成となっている。ここで、図4を参照し、冷間制御処理の詳細について説明する。ここに、図4は、冷間制御処理のフローチャートである。
図4において、ECU100は、所定の学習条件が満たされるか否かを判別する(ステップS201)。ここで、学習条件とは、冷間時補正パラメータの学習を好適に且つ過不足なく行い得るものとして定められた条件であり、本実施形態では、前回冷間時補正パラメータの学習が実行されてからの車両の走行距離が所定値以上であって、エンジン200が冷間状態にあり且つフューエルカット制御が実行されていることとして規定される。
尚、エンジン200が冷間状態にあるか否かの判別は、エンジン200の冷却水温Thwに基づいてなされる。本実施形態では、冷却水温Thwが50℃未満(適合値であり、各種判断基準を設定し得る)である場合に、エンジン200が冷間状態にある旨の判別がなされる構成となっている。学習条件が満たされない場合(ステップS201:NO)、ECU100は、処理をステップS210に移行する。ステップS210以降の処理については後述する。
学習条件が満たされる場合(ステップS201:YES)、ECU100は、個々のシリンダ201を識別するためのカウンタiをゼロにリセットする(ステップS202)。カウンタiをリセットすると、ECU100は、カウンタiを「1」だけインクリメントし(ステップS203)、冷間時補正パラメータの設定対象となるシリンダをi番目のシリンダ(即ち、ここでは、1番目のシリンダ)に設定する。
次に、ECU100は、インジェクタ211の駆動制御を行って、i番目のシリンダ201に対し、規定量の燃料を噴射する(ステップS204)。尚、係る「規定量」とは、即ち、本発明に係る「所定の噴射量」の一例であり、前述した微小噴射量学習処理と同様に、例えば1キュービック程度の微小量として設定される。尚、この場合の燃料の噴射も、微小噴射量学習処理と同様に単発噴射として実行される。
尚、この規定量の燃料噴射の際、冷間制御処理とは別に、上述した微小噴射量学習処理が適切なタイミングで実行されているため、ステップS204に係る処理に伴う実噴射量は、目標噴射量と実質的に等しくなっており、実噴射量と目標噴射量との乖離が冷間時補正パラメータの算出に影響を及ぼす可能性が実質的に無視し得る程度に軽減されている。
当該規定量の燃料が噴射されると、ECU100は、微小噴射量学習処理の場合と同様に、係る規定量の燃料噴射に伴うエンジン200の機関回転数変動量ΔNEi(iはシリンダの識別子)を算出する(ステップS205)。機関回転数変動量ΔNE1iは、例えば、燃料の噴射直前の機関回転数NE、燃料の燃焼が終了した時点での機関回転数NE、及び燃料の噴射がなされかった場合の機関回転数の減少量の予測値等に基づいて算出される。尚、機関回転数NEは、燃料の噴射がなされない場合には単調減少するから、機関回転数の減少量の予測値は燃料噴射直前の機関回転数NEと経過時間とに基づいた数値演算の結果として容易に取得することができる。
機関回転数変動量ΔNEi(即ち、i番目のシリンダにおける、噴射された燃料に相当する機関回転数NEの上昇の度合い)が算出されると、ECU100は、微小噴射量学習処理と同様に、エンジン200の機関発生トルクTri(iはシリンダの識別子)を算出する(ステップS206)。ここで、機関発生トルクTriは、燃料噴射直前の機関回転数NEと、ステップS205に係る処理において算出された機関回転数変動量ΔNEi及び所定の比例定数とに基づいて(例えば、これらの積として)算出することができる。尚、機関発生トルクTriは、規定量の燃料噴射によって生じたエンジン200のトルク変動の量に相当する、本発明に係る「トルクの変動量」の一例である。また、ステップS205及びステップS206に係る処理は、本発明に係る第1の特定手段に係る特定動作の一例である。
ECU100は、i番目のシリンダ201について機関発生トルクTriを算出すると、例えばRAM等、書き換え可能な記憶領域を有する然るべき記憶手段に、当該機関発生トルクTriの値を一時的に記憶する(ステップS207)。更に、ECU100は、カウンタiがN(即ち、エンジン200の気筒数)であるか否かを判別する(ステップS208)。カウンタiがN未満である場合、即ち、未だ機関発生トルクTriの算出に供されていないシリンダ201が存在する場合(ステップS208:NO)、ECU100は、処理をステップS203まで戻し、一連の処理を繰り返す。即ち、カウンタiがインクリメントされることにより対象シリンダが次シリンダに移行し、上述したものと同様の各ステップを経て規定量の燃料噴射に対応する機関発生トルクTriの算出処理が繰り返される。
ECU100は、ステップS203からステップ208に至る処理過程がエンジン200のシリンダの数量分(即ち、N回)繰り返された結果、カウンタiがNに一致した場合(ステップS208:YES)、言い換えれば、全てのシリンダ201について機関発生トルクTriが算出された場合、処理をステップS209に移行する。
ステップS209では、各シリンダ201について、冷間時補正パラメータが算出される。ここで、本実施形態において、冷間時補正パラメータは、インジェクタ211の噴射時期(この場合、主噴射及びパイロット噴射の両方の噴射時期)を進角側に補正するためのパラメータたる進角補正量eacldcyと、パイロット噴射に係るパイロット噴射量を増量するためのパイロット補正量qplcldcyとが算出される。
補足すると、噴射時期が進角側に補正された場合、エンジン200の着火性が向上するため、燃焼性能が向上する。また、パイロット噴射量が増量された場合、主噴射がなされる時点での燃焼室の温度が上昇するため、主噴射燃料の着火性が向上し、燃焼性能が向上する。即ち、各冷間時補正パラメータは、冷間時のエンジン200の燃焼性能の低下を抑制するためのパラメータである。燃焼性能の低下抑制は、即ちエミッション悪化、燃費の悪化及び動力性能の悪化等を夫々抑制することに繋がる。
ECU100は、これら各冷間時補正パラメータを、冷間状態にあるシリンダ201毎に算出された機関発生トルクTriに基づいて、即ち、冷間時のエンジン200の実挙動に基づいて、下記(1)式及び(2)式に従って算出する。尚、下記式において「Tr」とは、各シリンダについて算出された機関発生トルクTriの平均値である。また(°CA)は、単位がクランク角であることを、(mm3/st)は、単位が一ストローク当たりの噴射量(容積)であることを表す。
eacldcy=(Tri−Tr)/Tr×2(°CA)・・・(1)
qplcldcy=(Tri−Tr)/Tr×1(mm3/st)・・・(2)
尚、これらの式において、「(Tri−Tr)/Tr」とは、シリンダ相互間における各冷間時補正パラメータのバラツキを相殺するための比率であり、当該比率が、適合値である基準進角量(即ち、ここでは「2°CA」)及び基準パイロット噴射量(即ち、ここでは「1mm3/st」)に乗じられる構成となっている。
qplcldcy=(Tri−Tr)/Tr×1(mm3/st)・・・(2)
尚、これらの式において、「(Tri−Tr)/Tr」とは、シリンダ相互間における各冷間時補正パラメータのバラツキを相殺するための比率であり、当該比率が、適合値である基準進角量(即ち、ここでは「2°CA」)及び基準パイロット噴射量(即ち、ここでは「1mm3/st」)に乗じられる構成となっている。
各シリンダについて、冷間時補正パラメータが算出されると、ECU100は、エンジン200が冷間状態にあるか否かを判別する(ステップS210)。ここで、ステップS201に係る判別処理において、冷間時補正パラメータの学習条件である旨が判別され、ステップS202からステップS209に至る一連の処理を経てステップS210に処理が移行した場合には、冷間状態が継続している可能性が高いから、冷間状態である旨の判別がなされる可能性が高い。一方、ステップS201に係る判別処理において、学習条件が満たされない旨の判別がなされ、ステップS201から直接ステップS210に処理が移行した場合には、エンジン200が必ずしも冷間状態ではない場合がある。そこで、ステップS210に係る判別処理が実行される。
エンジン200が冷間状態に無い場合(ステップS210:NO)、エンジン200に冷間時補正パラメータを適用する必要はないものとして、ECU100は、処理をステップS201に戻し、一連の処理を繰り返す。一方、エンジン200が冷間状態にある場合(ステップS210:YES)、ECU100は更に、フューエルカット制御の実行中でないか否かを判別する(ステップS211)。フューエルカット制御が実行されている場合(ステップS211:NO)、燃料の噴射自体が必要とならないため、必然的に冷間時補正パラメータを適用する必要がない旨の判断がなされ、ECU100は、処理をステップS201に戻し、一連の処理を繰り返す。
フューエルカット制御の実行中でない場合(ステップS211:YES)、即ち、冷間時にエンジン200の燃料噴射が要求される状況である場合、ECU100は、各シリンダ201について、ステップS209に係る処理において算出された冷間時補正パラメータを適用し、燃料の噴射時期を適宜進角し、且つパイロット噴射量を適宜増量する(ステップS212)。その後、ECU100は、処理をステップS201に戻し、一連の処理を繰り返す。従って、冷間時の動作が要求され続ける限り(一の冷間時において再度学習条件が満たされる可能性は極めて低い)、冷間時補正パラメータの適用が継続される。
以上説明したように、本実施形態に係るエンジンシステム10によれば、冷間制御処理によって、適切なタイミングで冷間時補正パラメータ(即ち、進角補正量eacldcy及びパイロット補正量qplcldcy)が算出される。エンジン200が冷間状態にある場合には、この冷間時補正パラメータがインジェクタ211の動作制御に適用され、噴射時期の進角及びパイロット噴射量の増量が行われる。
この際、これら冷間時補正パラメータは、実際に冷間状態にあるエンジン200(一義的にシリンダ201)において生じるトルク変動量Triに基づいて算出されるため、経時的な変化及び劣化或いはシリンダの物理的、機械的、機構的及び電気的且つ微視的な構成に起因してシリンダ毎に異なる冷間時の挙動が、冷間時補正パラメータに反映される。
更に、この冷間時補正パラメータは、シリンダ相互間の燃焼性能のバラツキを抑制するために平均化処理が施されており、燃料噴射の実制御時に各シリンダ201におけるインジェクタ211の動作制御に供されることによって、最終的に冷間時の各シリンダ201の燃焼性能のバラツキが抑制される。従って、冷間時においてエンジン200全体として、燃焼性能を最適化し且つ安定させることが可能となる。
このため、冷間時のエンジン200における失火及び白煙の発生、エミッションの悪化、燃費の悪化、並びに動力性能の悪化等を、少なくともこれらがいずれも実践上顕在化しないように協調的に最適化することが可能となり、冷間時のエンジン200について、そのポテンシャルを可及的にみて最大限に引き出すことが可能となるのである。
<第2実施形態>
第1実施形態では、冷間時補正パラメータが固定値である。この場合、エンジン200が冷間状態であるか否かによって、エンジン200の挙動が比較的大きく変化し易く、車両のドライバビリティが悪化しかねない。そのような問題に対処し得る、本発明の第2実施形態について、図5を参照して説明する。ここに、図5は、冷間時補正パラメータに適用する補正係数Hの特性の模式図である。
第1実施形態では、冷間時補正パラメータが固定値である。この場合、エンジン200が冷間状態であるか否かによって、エンジン200の挙動が比較的大きく変化し易く、車両のドライバビリティが悪化しかねない。そのような問題に対処し得る、本発明の第2実施形態について、図5を参照して説明する。ここに、図5は、冷間時補正パラメータに適用する補正係数Hの特性の模式図である。
図5において、補正係数Hとは、図4におけるステップS209に係る処理で算出される冷間時補正パラメータに対し乗じられる、0以上1以下の係数である。補正係数Hが「1」である場合とは即ち、ステップS209に係る処理で算出された冷間時補正パラメータが補正されることなく適用されることを意味し、補正係数Hが「0」である場合とは即ち、ステップS209に係る処理で算出された冷間時補正パラメータが実質的に無効となる(即ち、少なくとも燃焼性能の向上を目的とした噴射時期の進角及びパイロット噴射量の増量が夫々行われない)ことを意味する。
ここで、補正係数Hは、冷却水温Thwに対し、図示PRF_Hとして表される特性を有する。即ち、補正係数Hは、冷却水温Thwが0℃以下の領域(0℃未満の領域については不図示)で「1」に、そして冷却水温Thwが閾値Thwth(℃)以上の領域で「0」に設定され、冷却水温が0℃以上Thw℃以下の領域では、単調に減少する。この際、閾値Thwthは、エンジン200が冷間状態にあるか否かを規定する判断基準を兼用しており、冷却水温がThwth未満の領域にある場合に、エンジン200が冷間状態にある旨の判断が下されるようになっている。即ち、第1実施形態を参照すれば、閾値Thwthは50℃となる。
このような特性を有する補正係数Hを第1実施形態における冷間時補正パラメータに適用した場合、定性的に言えば、冷却水温Thwが低い程噴射時期が進角され、且つパイロット噴射量が増量されることになる。逆に、冷間状態と通常状態との境界付近では、噴射時期の進角量及びパイロット噴射量が、実践上無視し得る程に小さくなる。
このため、エンジン200の動作に伴って冷却水温が上昇する過程において、エンジンの出力フィールが少なくともドライバビリティの悪化を顕在化させない程度に円滑化される。尚、このような補正係数は、冷却水温Thwに替えて或いは加えて、吸気温、触媒床温、或いはシリンダ壁温等に応じて変化させてもよい。
このように、第2実施形態によれば、冷間時補正パラメータが、冷間状態の度合いを規定する指標値(ここでは冷却水温Thw)に応じて可変とされる。従って、冷間時における冷間時のエンジン200の性能を一層向上させることが可能となる。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
10…エンジンシステム、100…ECU、200…エンジン、211…インジェクタ。
Claims (7)
- 燃料を噴射する噴射手段を備えた内燃機関を搭載する車両における該内燃機関の制御装置であって、
前記車両の減速時を含む所定の条件において前記燃料の供給が停止されるように前記噴射手段を制御する第1の噴射制御手段と、
前記内燃機関が冷間状態にあり、且つ前記燃料の供給が停止されている場合に、所定量の前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する第2の噴射制御手段と、
前記所定量の燃料の噴射に伴う前記内燃機関のトルクの変動量を特定する第1の特定手段と、
前記特定されたトルク変動量に基づいて、前記冷間状態における、前記内燃機関の燃焼性能の向上に対応付けられた前記噴射手段の制御量を設定する設定手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記第2の噴射制御手段は、前記内燃機関に備わる気筒各々に対し前記所定量の燃料を噴射させ、
前記第1の特定手段は、前記各々について前記変動量を特定し、
前記設定手段は、前記各々について前記噴射手段の制御量を設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関が前記冷間状態にある場合に、前記設定された制御量に基づいて前記噴射手段を制御する第3の噴射制御手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記冷間状態の度合いを特定する第2の特定手段と、
前記特定された度合いに基づいて前記設定された制御量を補正する補正手段と
を更に具備し、
前記第3の噴射制御手段は、前記補正された制御量に基づいて前記噴射手段を制御する
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、前記内燃機関の動作期間の少なくとも一部において、前記燃料が主噴射及び該主噴射に先立つパイロット噴射に分割して噴射されるディーゼルエンジンであり、
前記噴射手段の制御量は、前記主噴射及び前記パイロット噴射のうち少なくとも一方の噴射時期、並びに前記パイロット噴射に係るパイロット噴射量のうち少なくとも一部を含む
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記第2の噴射制御手段は、前記車両が所定の走行条件を満たす場合に前記所定量の燃料を噴射させる
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関が前記冷間状態にない場合に、前記燃料の目標噴射量と実噴射量との偏差を特定する偏差特定手段を更に具備し、
前記第2の噴射制御手段は、前記特定された偏差に基づいて前記所定量の燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007124942A JP2008280896A (ja) | 2007-05-09 | 2007-05-09 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007124942A JP2008280896A (ja) | 2007-05-09 | 2007-05-09 | 内燃機関の制御装置 |
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ID=40141930
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012193707A (ja) * | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Bosch Corp | コモンレール式燃料噴射制御装置における燃料噴射量補正方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置 |
US9423390B2 (en) | 2011-03-29 | 2016-08-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cetane number estimation device |
JP2017002782A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃焼音抑制制御装置 |
-
2007
- 2007-05-09 JP JP2007124942A patent/JP2008280896A/ja active Pending
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