JP2015096722A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1に基づいてエンジン制御システムの概略構成を説明する。
筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、モータ15によって開度調節されるスロットルバルブ16と、このスロットルバルブ16の開度(スロットル開度)を検出するスロットル開度センサ17とが設けられている。
図12に示す電圧変曲点時間算出ルーチンは、ECU30の電源オン期間中(例えばイグニッションスイッチのオン期間中)に所定の演算周期Ts で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、パーシャルリフト噴射の実行中であるか否かを判定する。このステップ101で、パーシャルリフト噴射の実行中ではないと判定された場合には、ステップ102以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
Vsm1(k)={(n1 −1)/n1 }×Vsm1(k-1)+(1/n1 )×Vm(k)…(1)
1/fs :1/f1 =1:(n1 −1)…(2)
Vsm2(k)={(n2 −1)/n2 }×Vsm2(k-1)+(1/n2 )×Vm(k)…(3)
1/fs :1/f2 =1:(n2 −1)…(4)
この後、ステップ106に進み、閾値Vt を取得すると共に、電圧変曲点時間の前回値Tdiff(k-1) を取得する。
Tdiff(k) =0
Tdiff(k) =Tdiff(k-1) +Ts
Tdiff(k) =Tdiff(k-1)
図13及び図14に示す噴射パルス補正ルーチンは、ECU30の電源オン期間中(例えばイグニッションスイッチのオン期間中)に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、パーシャルリフト噴射の実行中であるか否かを判定する。このステップ201で、パーシャルリフト噴射の実行中ではないと判定された場合には、ステップ202以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する。更に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiff(=Vsm1 −Vsm2 )を算出する。
そして、この電圧変曲点時間Tdiffに基づいてパーシャルリフト噴射の噴射パルスを補正することで、パーシャルリフト噴射の噴射パルスを精度良く補正することができる。
図17の電圧変曲点時間算出ルーチンでは、パーシャルリフト噴射の実行中であると判定された場合には、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する(ステップ301〜304)。この後、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiff(=Vsm1 −Vsm2 )を算出する(ステップ305)。
Vdiff.sm3(k) ={(n3 −1)/n3 }×Vdiff.sm3(k-1)
+(1/n3 )×Vdiff(k) …(5)
1/fs :1/f3 =1:(n3 −1)…(6)
Vdiff.sm4(k) ={(n4 −1)/n4 }×Vdiff.sm4(k-1)
+(1/n4 )×Vdiff(k) …(7)
1/fs :1/f4 =1:(n4 −1)…(8)
Tdiff(k) =0
Detect =0
Tdiff(k) =Tdiff(k-1) +Ts
Tdiff(k) =Tdiff(k-1)
Detect =1
パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出し、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出する。
図19の電圧変曲点時間算出ルーチンでは、パーシャルリフト噴射の実行中であると判定された場合には、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する(ステップ401〜404)。
Tdiff(k) =0
Tdiff(k) =Tdiff(k-1) +Ts
Tdiff(k) =Tdiff(k-1)
パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出し、更に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出する。
図21の電圧変曲点時間算出ルーチンでは、パーシャルリフト噴射の実行中であると判定された場合には、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧Vsm1 を算出すると共に、燃料噴射弁21のマイナス端子電圧Vm を第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出する(ステップ501〜504)。
Tdiff(k) =0
Tdiff(k) =Tdiff(k-1) +Ts
Tdiff(k) =Tdiff(k-1)
パーシャルリフト噴射の実行中(少なくともパーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後)に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 を算出し、更に、第1のフィルタ電圧Vsm1 と第2のフィルタ電圧Vsm2 との差分Vdiffを算出する。
ΔQ[#i]=ΔTdiff[#i]×a
図13のステップ204で、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)の電圧変曲点時間Tdiff[#1]〜Tdiff[#n]を取得した後、図24のステップ601に進み、全気筒の電圧変曲点時間Tdiff[#1]〜Tdiff[#n]の平均値Tdiff.aveを算出する。
Tdiff.ave=(Tdiff[#1]+Tdiff[#2]+・・・・・+Tdiff[#n])/n
ΔTdiff[#i]=Tdiff[#i]−Tdiff.ave
ΔQ[#i][mi][pi]=ΔTdiff[#i]×a[mi][pi]
Qreq[#i] =Qreq −ΔQ[#i]
Qgain[#i]=Qest[#i] /Qreq
図13のステップ204で、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)の電圧変曲点時間Tdiff[#1]〜Tdiff[#n]を取得した後、図27のステップ701に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ燃圧PF[pi]及び噴射パルス幅Ti[mi] 毎に記憶された二次式Q=a×(Tdiff)2 +b×Tdiff+cを用いて、該当する気筒の電圧変曲点時間Tdiffに対応する噴射量Qest[#i][mi][pi] を燃圧PF[pi]及び噴射パルス幅Ti[mi] 毎に推定(算出)する。
この後、ステップ702に進み、各気筒(第1気筒#1〜第n気筒#n)について、それぞれ要求噴射量Qreq に対する噴射量Qest[#i][mi][pi] の変化割合Qgain[#i][mi][pi]を燃圧PF[pi]及び噴射パルス幅Ti[mi] 毎に算出する。
Qgain[#i][mi][pi]=Qest[#i][mi][pi] /Qreq
Qreq[#i] =Qreq ×Qgain[#i]
以下、本実施例8でECU30が実行する図31の噴射特性マップ変更ルーチンの処理内容を説明する。
ECU30のエンジン制御用マイコン35は、この噴射特性マップを用いて、要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出する。
この場合、演算用IC40が特許請求の範囲でいうフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段として機能する。
この場合、エンジン制御用マイコン35(演算部41)が特許請求の範囲でいうフィルタ電圧取得手段と差分算出手段と時間算出手段として機能する。
Claims (18)
- 電磁駆動式の燃料噴射弁(21)を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁(21)の弁体(33)のリフト量がフルリフト位置に到達する噴射パルスで前記燃料噴射弁(21)を開弁駆動するフルリフト噴射と前記弁体(33)のリフト量が前記フルリフト位置に到達しない噴射パルスで前記燃料噴射弁(21)を開弁駆動するパーシャルリフト噴射とを実行する噴射制御手段(30)と、
前記パーシャルリフト噴射の噴射パルスのオフ後に、前記燃料噴射弁(21)の端子電圧をノイズ成分の周波数よりも低い第1の周波数をカットオフ周波数とする第1のローパスフィルタでフィルタ処理した第1のフィルタ電圧を取得すると共に、前記端子電圧を前記第1の周波数よりも低い第2の周波数をカットオフ周波数とする第2のローパスフィルタでフィルタ処理した第2のフィルタ電圧を取得するフィルタ電圧取得手段(35,36,40)と、
前記第1のフィルタ電圧と前記第2のフィルタ電圧との差分を算出する差分算出手段(35,36,40)と、
所定の基準タイミングから前記差分が変曲点となるタイミングまでの時間を電圧変曲点時間として算出する時間算出手段(35,36,40)と、
前記電圧変曲点時間に基づいて前記パーシャルリフト噴射の噴射パルスを補正する噴射パルス補正手段(35)とを備え、
前記噴射パルス補正手段(35)は、前記パーシャルリフト噴射となる複数の噴射パルス幅毎に前記電圧変曲点時間と噴射量との関係を予め記憶しておく記憶手段(42)を有し、前記記憶手段(42)に予め記憶された前記噴射パルス幅毎の前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係と、前記時間算出手段(35,36,40)で算出した電圧変曲点時間とに基づいて、要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記噴射パルス補正手段(35)は、前記記憶手段(42)に予め記憶された前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係を用いて、前記時間算出手段(35,36,40)で算出した電圧変曲点時間に対応する噴射量を前記噴射パルス幅毎に推定して、その推定結果に基づいて前記噴射パルス幅と前記噴射量との関係を設定し、前記噴射パルス幅と前記噴射量との関係を用いて前記要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記噴射パルス補正手段(35)は、前記時間算出手段(35,36,40)で算出した全気筒の電圧変曲点時間の平均値を算出して各気筒の電圧変曲点時間と前記平均値との偏差を気筒毎に算出し、前記偏差と、前記記憶手段(42)に予め記憶された前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係とに基づいて噴射補正量を気筒毎に算出し、前記噴射補正量を用いて前記要求噴射量に応じた要求噴射パルス幅を算出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記噴射パルス補正手段(35)は、前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係として、前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係を近似した一次式を用いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記記憶手段(42)は、前記噴射パルス幅毎に前記一次式の傾きと切片を記憶していることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記記憶手段(42)は、更に燃料圧力毎に前記一次式の傾きと切片を記憶していることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記噴射パルス補正手段(35)は、前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係として、前記電圧変曲点時間と前記噴射量との関係を近似した二次以上の多項式を用いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記記憶手段(42)は、前記噴射パルス幅毎に前記多項式の各項の定数を記憶していることを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記記憶手段(42)は、更に燃料圧力毎に前記多項式の各項の定数を記憶していることを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記噴射パルス補正手段(35)は、各気筒毎に前記噴射パルスを補正することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記噴射パルス補正手段(35)は、前記噴射パルスを補正する際に、前記パーシャルリフト噴射となる噴射パルス幅のうちの一つの代表噴射パルス幅で前記パーシャルリフト噴射を実行した場合に前記時間算出手段(35,36,40)で算出した電圧変曲点時間を用いることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記代表噴射パルス幅は、前記パーシャルリフト噴射と前記フルリフト噴射との境界に相当する噴射量の1/2の噴射量となる噴射パルス幅であることを特徴とする請求項11に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記時間算出手段(35,36,40)は、前記差分が所定の閾値を越えるタイミングを、前記差分が前記変曲点となるタイミングとして前記電圧変曲点時間を算出することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記フィルタ電圧取得手段(35,36,40)は、前記差分をノイズ成分の周波数よりも低い第3の周波数をカットオフ周波数とする第3のローパスフィルタでフィルタ処理した第3のフィルタ電圧を取得すると共に、前記差分を前記第3の周波数よりも低い第4の周波数をカットオフ周波数とする第4のローパスフィルタでフィルタ処理した第4のフィルタ電圧を取得し、
前記差分算出手段(35,36,40)は、前記第3のフィルタ電圧と前記第4のフィルタ電圧との差分を2階差分として算出し、
前記時間算出手段(35,36,40)は、前記2階差分が極値となるタイミングを、前記差分が前記変曲点となるタイミングとして前記電圧変曲点時間を算出することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記時間算出手段(35,36,40)は、前記2階差分が増加しなくなったときに前記2階差分が前記極値であると判定することを特徴とする請求項14に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記パーシャルリフト噴射の実行中に、前記時間算出手段(35,36,40)で算出した電圧変曲点時間に基づいて燃料性状を判定して、前記噴射パルスの算出に用いる前記燃料噴射弁(21)の噴射特性を前記燃料性状に応じて変更する変更手段(35)を備えていることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記変更手段(35)は、前記電圧変曲点時間の燃料給油前後における変化量が所定値以上になったときに、前記噴射パルスの算出に用いる前記燃料噴射弁(21)の噴射特性を変更することを特徴とする請求項16に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記変更手段(35)は、前記電圧変曲点時間の燃料給油前後における変化量として、今回の燃料給油直前又は直後の電圧変曲点時間と今回の燃料給油から所定期間経過後の電圧変曲点時間との差、又は前回の燃料給油から所定期間経過後の電圧変曲点時間と今回の燃料給油から所定期間経過後の電圧変曲点時間との差を用いることを特徴とする請求項17に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
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