JP2009103076A - 燃料噴射制御装置およびそれを用いた燃料噴射システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前段噴射と前段噴射に続いて噴射する後段噴射とのインターバル時間の使用範囲の全域におけるインターバル時間に対する基準噴射特性300は、ROMまたはEEPROM等に記憶されている。基準噴射特性300の特徴点である極大点310、極小点312、あるいはインターバル時間に対して補正噴射量が0の補正0点314に対応する実噴射特性の特徴点である極大点320、極小点322、補正0点324付近のデータを取得し、極大点320、極小点322、補正0点324の少なくとも一点を検出する。検出した実噴射特性の特徴点と基準噴射特性の特徴点との位相差から、基準噴射特性と実噴射特性とのインターバル時間のずれである位相差を算出する。
【選択図】図5
Description
しかしながら、燃料噴射弁の噴射特性は燃料噴射弁毎の機差または経時変化によりばらつくので、基準補正マップにおいて設定している目標インターバル時間と実インターバル時間との間にずれが生じる。その結果、基準補正マップに基づいて目標インターバル時間における後段噴射の噴射量を補正しても、後段の噴射量が目標噴射量からずれることになる。
さらに、特徴点は噴射特性上において局所的な特徴を有するので、インターバル時間の使用範囲の全域ではなく一部の範囲の実噴射特性のデータから特徴点を検出できる。これにより、少ないデータ数で実噴射特性の特徴点を検出できるので、インターバル時間のずれを少ない学習量で学習できる。
これにより、インターバル時間のずれを高精度に補正された基準噴射特性に基づいて後段噴射の噴射量を高精度に補正できる。
実噴射特性の極大点および極小点は実噴射特性の波形上のピークを表す特徴点であるから、少ないデータ数で実噴射特性の特徴点を検出できる。これにより、少ない学習量でインターバル時間のずれを学習できる。
指令噴射量と実噴射量とが一致する点は、噴射特性上において局所的な特徴を有する点であるから、少ないデータ数で実噴射特性の特徴点を検出できる。これにより、少ない学習量でインターバル時間のずれを学習できる。
また、インターバル時間に対する実噴射特性の変化量が小さい場合にも、指令噴射量と実噴射量とが一致する点を特徴点とすると、指令噴射量と実噴射量との比較により特徴点を容易に検出できる。
本発明の一実施形態による燃料噴射システムを図1に示す。
(燃料噴射システム10)
本発明の一実施形態による燃料噴射システム10を図1に示す。
図3に示すように、多段噴射において燃料噴射弁30が閉弁し前段噴射が終了すると、水撃作用により燃料噴射弁30内の燃料に圧力脈動が発生する。この圧力脈動はコモンレール20内にも伝わるので、後段噴射の噴射時期が圧力脈動の大きさにより変化する。その結果、後段噴射の噴射量が圧力脈動の大きさにより変化する。
しかしながら、燃料噴射弁30の機差または経時変化により、初期設定した閉弁遅れ時間Tde1および開弁遅れ時間Tds1は符号210、212に示すようにTde2およびTds2となりばらつくので、目標インターバル時間と実インターバル時間との間に、(ΔINT1+ΔINT2)で示される時間のずれ、つまり位相差が発生する。その結果、機差および経時変化を考慮せずに目標インターバル時間のポイント220で後段噴射の噴射量を補正すると、後段噴射の噴射量を補正すべき実インターバル時間のポイント222とは異なるポイントで補正することになる。
(ECU40の各手段)
ECU40のROM54またはEEPROM58等は以下に説明する基準噴射特性を記憶する記憶手段として機能する。また、ECU40は、ROM54またはEEPROM58等の記憶手段に記憶されている制御プログラムにより以下の各手段として機能する。
1燃焼サイクルにおいて、前段噴射と前段噴射に続いて噴射される後段噴射とのインターバル時間の使用範囲全域において、インターバル時間の使用範囲全域に対する後段噴射の噴射量の補正値が、基準噴射特性としてROM54またはEEPROM58等に記憶されている。本実施形態では、後段噴射の噴射量の補正値は、後段噴射の噴射量を制御する駆動電流の噴射指令パルス幅の立ち下がり時期の補正値である。駆動電流の噴射指令パルス幅の立ち下がり時期が変化することにより噴射指令パルス幅の長さが変化するので、後段噴射の噴射量が変化する。基準噴射特性は、燃料噴射弁30の出荷時において初期設定されている。
ECU40は、アクセルオフの無噴射減速運転中であれば学習条件が成立していると判断し、インターバル時間の使用範囲の一部において複数のインターバル時間のポイントで前段噴射と前段噴射に続いて後段噴射とを実施し、前段噴射および後段噴射の2段噴射による合計噴射量である実噴射量を測定する。
図5に示すように、噴射特性の特徴点としては、基準噴射特性300の極大点310、極小点312、補正0点314のいずれかが考えられる。補正0点は、指令噴射量と実噴射量とが一致し、後段噴射の噴射量を制御する駆動電流の噴射指令パルス幅の立ち下がり時期の補正値が0になる点である。
実噴射特性の極大点320または極小点322を特徴点とする場合、極大点320および極小点322は噴射特性の波形においてピークとなり局所的な特徴を有する点であるから、少ない実噴射特性のデータ数で極大点320および極小点322であると容易に検出できる。
実噴射特性の補正0点324を特徴点とする場合、補正0点324は噴射特性上において指令噴射量と実噴射量とが一致する局所的な特徴を有する点であるから、指令噴射量と実噴射量との比較により少ない実噴射特性のデータ数で補正0点324であると容易に検出できる。
また、指令噴射量に対して実噴射量が多くなる実噴射特性の極小点322側に比べ、指令噴射量と実噴射量とが一致する補正0点324における噴射量は少ない。これにより、補正0点324を特徴点とすると、極小点322を特徴点とする場合に比べ、実噴射特性の特徴点を検出するために燃料噴射弁30から噴射したときの燃焼騒音を低減できる。
次に説明する位相差算出手段で基準噴射特性の特徴点と実噴射特性の特徴点との位相差を算出する場合、複数の特徴点から位相差を算出することが望ましい。この場合、実噴射特性取得手段において、基準噴射特性の複数の特徴点に対応する実噴射特性の複数の特徴点を含むデータを取得する。そして、特徴点検出手段において、実噴射特性の複数の特徴点を検出する。
ECU40は、基準噴射特性の特徴点と、特徴点検出手段で検出した実噴射特性の特徴点とから、基準噴射特性と実噴射特性との位相差を算出する。ECU40は、特徴点検出手段において少ない実噴射特性のデータ数から特徴点を検出しているので、少ない学習量で位相差を学習できる。
ECU40は、位相差算出手段で算出された基準噴射特性と実噴射特性との位相差に応じて基準噴射特性を位相差分ずらして補正する。
ECU40は、高精度に位相を補正された基準噴射特性に基づいて、後段噴射の噴射量を高精度に補正する。
次に、インターバル時間に対する基準噴射特性と実噴射特性データとの位相差学習について図7の学習ルーチンに基づいて説明する。図7において「S」はステップを表している。図7に示す学習ルーチンは、ディーゼルエンジン60の運転中において常時実行される。
S406においてECU40は、基準噴射特性の特徴点と実噴射特性の特徴点とから基準噴射特性と実噴射特性との位相差を算出する。
ECU40は、図7の位相差学習ルーチンで位相差を補正した基準噴射特性に基づき、通常の多段噴射を実施するときの後段噴射の噴射量を補正する。
上記実施形態では、後段噴射に対する噴射指令信号の立ち下がり時期を補正して噴射パルス幅を補正することにより後段噴射の噴射量を補正した。これに対し後段噴射に対する噴射指令信号のパルス幅を変更せず、噴射時期だけを補正することにより後段噴射の噴射量を補正してもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
Claims (7)
- 1燃焼サイクル中に多段噴射を実施する燃料噴射弁の噴射量を制御する燃料噴射制御装置において、
前段噴射と前記前段噴射に続いて噴射する後段噴射とのインターバル時間の使用範囲の全域における前記インターバル時間に対する基準噴射特性を記憶している記憶手段と、
前記インターバル時間に対する実噴射特性のデータを取得する実噴射特性取得手段と、
前記実噴射特性のデータから、前記インターバル時間に対する前記基準噴射特性の特徴点に対応する前記実噴射特性の特徴点を検出する特徴点検出手段と、
前記基準噴射特性の前記特徴点と前記実噴射特性の前記特徴点とから前記基準噴射特性と前記実噴射特性との位相差を算出する位相差算出手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 前記基準噴射特性を前記位相差分ずらして補正する位相補正手段と、
補正された前記基準噴射特性に基づき前記後段噴射の噴射量を補正する噴射補正手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射制御装置。 - 前記特徴点は前記基準噴射特性および前記実噴射特性の極大点および極小点の少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記特徴点は、前記基準噴射特性および前記実噴射特性において指令噴射量と実噴射量とが一致する点であることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記基準噴射特性および前記実噴射特性は、前記インターバル時間と前記後段噴射の噴射量の補正値との関係を表し、前記特徴点は前記補正値が0の点であることを特徴とする請求項4に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記位相差算出手段は、前記基準噴射特性の複数の前記特徴点と前記実噴射特性の複数の前記特徴点とから前記基準噴射特性と前記実噴射特性との位相差を算出す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燃料噴射制御装置。
- 燃料を加圧し圧送する燃料供給ポンプと、
前記燃料供給ポンプが圧送する燃料を蓄圧するコモンレールと、
前記コモンレールが蓄圧している燃料を内燃機関の気筒に噴射する燃料噴射弁と、
請求項1から6のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置と、
を備えることを特徴とする燃料噴射システム。
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