JP2016017440A

JP2016017440A - 燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JP2016017440A
Application number: JP2014139803A
Authority: JP
Inventors: 隆文恒川; Takafumi Tsunekawa
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2014-07-07
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2016-02-01
Also published as: DE102015008770B4; DE102015008770A1

Abstract

【課題】この発明は、エンジンの挙動の異常がどのような原因であるかを判定して適切な燃料噴射制御を実行することを目的とする。【解決手段】この発明は、メイン噴射に先行してパイロット噴射を実行する燃料噴射制御手段を備える燃料噴射制御装置において、エンジンの回転数の変動を示す値を検出する回転数変動検出手段と、エンジン回転数の変動を示す値が予め定められた第１の閾値以上である時にエンジンの挙動が異常であると判定する異常判定手段とを備え、燃料噴射制御手段は、エンジンの挙動が異常であると判定された時は一定時間を経過するまでパイロット噴射を停止またはパイロット噴射の燃料量を減少し、一定時間を経過する間にエンジン回転数の変動を示す値が予め定められた第２の閾値未満にならない場合はパイロット噴射を再開することを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は燃料噴射制御装置に係り、特に、エンジンの挙動の異常がどのような原因であるかを判定して燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置に関する。

ディーゼルエンジンにおいては、急激な圧力変化を緩和するため、燃焼室に主たる量の燃料を噴射するメイン噴射に先行して、少量の燃料を噴射するパイロット噴射を行う燃料噴射制御装置が知られている。これにより、ディーゼルエンジンは、燃焼がメイン噴射の前から比較的緩やかに行われるため、燃焼室の圧力上昇が緩やかになり振動や騒音対策となる。
従来のパイロット噴射を行う燃料噴射制御装置には、パイロット噴射時にエンジン回転数の変化に基づいてエンジンの挙動の異常であるサージングを検出した場合は、パイロット噴射を停止する技術が開示されている。（特許文献１）

特開平１０−１２２０２２号公報

しかしながら、特許文献１の燃料噴射制御装置は、検出したサージングがパイロット噴射により生じたものである場合には有効であると考えられるが、検出したサージングがパイロット噴射により生じたものでなかった場合に、パイロット噴射を停止することで適切な燃料噴射を行えなくなる可能性がある。

この発明は、パイロット噴射が原因でエンジンの挙動の異常が生じている場合以外はパイロット噴射を再開することで、適切な燃料噴射制御を実行することができる燃料噴射制御装置を提供することが目的である。

この発明は、エンジンの燃焼室に主たる量の燃料を噴射するメイン噴射と少量の燃料を噴射するパイロット噴射とに分割して燃料を噴射する燃料噴射制御手段を備え、前記燃料噴射制御手段は、前記メイン噴射に先行して前記パイロット噴射を実行する燃料噴射制御装置において、前記エンジンの回転数の変動を示す値を検出する回転数変動検出手段と、前記回転数変動検出手段によって検出されたエンジン回転数の変動を示す値が予め定められた第１の閾値以上である時に前記エンジンの挙動が異常であると判定する異常判定手段とを備え、前記燃料噴射制御手段は、前記異常判定手段によって前記エンジンの挙動が異常であると判定された時は一定時間を経過するまで前記パイロット噴射を停止または前記パイロット噴射の燃料量を減少し、前記一定時間を経過する間に前記回転数変動検出手段によって検出されたエンジン回転数の変動を示す値が予め定められた第２の閾値未満にならない場合は前記パイロット噴射を再開することを特徴とする。

この発明は、エンジンの挙動の異常時にパイロット噴射を停止またはパイロット噴射の燃料量を減少してエンジンの挙動の変化を監視し、パイロット噴射が原因でエンジンの挙動の異常が生じている場合以外は、パイロット噴射を再開することで、適切な燃料噴射制御を実行することができる。

図１は燃料噴射制御装置のシステム図である。（実施例）図２は燃料噴射制御のフローチャートである。（実施例）図３はエンジンの挙動異常の原因がパイロット噴射である場合のタイミングチャートである。（実施例）図４はエンジンの挙動異常の原因がパイロット噴射でない場合のタイミングチャートである。（実施例）

以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。図１において、車両に搭載されたディーゼルエンジン（以下「エンジン」と記す。）１の燃料噴射制御装置２は、燃料噴射制御手段３を備える。燃料噴射制御手段３は、メイン噴射量決定手段４とパイロット噴射量決定手段５とを備える。メイン噴射量決定手段４は、エンジン回転数検出手段５によって検出されるエンジン回転数に基づいて、エンジン１の燃焼室に噴射する主たる量の燃料（メイン噴射量）を決定する。パイロット噴射量決定手段５は、メイン噴射量とエンジン回転数検出手段６によって検出されるエンジン回転数とに基づいて、メイン噴射量に対して少量の燃料（パイロット噴射量）を決定する。
燃料噴射制御手段３は、メイン噴射量決定手段４とパイロット噴射量決定手段５とによりそれぞれ決定された各噴射量に基づいてエンジン１の燃料噴射を制御する。燃料噴射の制御においては、メイン噴射とパイロット噴射とに分割して燃料を噴射し、メイン噴射に先行してパイロット噴射を実行する。

燃料噴射制御装置２は、回転数変動検出手段７と異常判定手段８とを備える。回転数変動検出手段７は、エンジン回転数の変動を示す値Ｆを検出する。異常判定手段８は、回転数変動検出手段７によって検出されたエンジン回転数の変動を示す値Ｆが予め定められた第１の閾値Ａ以上である時（Ｆ≧Ａ）に、エンジン１の挙動が異常であると判定する。
燃料噴射制御手段３は、異常判定手段８によってエンジン１の挙動が異常であると判定された時は、パイロット噴射量決定手段５によってパイロット噴射を停止（パイロット噴射量を０）、またはパイロット噴射の燃料量を減少（パイロット噴射量を減少）に変更し、パイロット噴射を抑制する。
燃料噴射制御装置２は、パイロット噴射抑制時間計測手段９を備える。パイロット噴射抑制時間計測手段９は、エンジン１の挙動が異常であると判定された時の、パイロット噴射を停止、またはパイロット噴射の燃料量を減少している動作の継続時間（パイロット噴射抑制時間Ｄ）を計測する。パイロット噴射抑制時間計測手段９は、エンジン１の挙動が異常であると判定された時にパイロット噴射抑制時間Ｄの計測を開始し、予め定められた一定時間Ｃを経過する（Ｄ＞Ｃ）と計測を終了するとともに、計測したパイロット噴射抑制時間Ｄをリセットして「０」に戻す。
これより、燃料噴射制御手段３は、異常判定手段８によってエンジン１の挙動が異常であると判定された時は、異常の判定時からのパイロット噴射抑制時間Ｄが一定時間Ｃを経過するまで（Ｄ≦Ｃ）、パイロット噴射量決定手段５によってパイロット噴射を停止、またはパイロット噴射の燃料量を減少に変更し、パイロット噴射を抑制する。
そして、燃料噴射制御手段３は、パイロット噴射抑制時間Ｄが一定時間Ｃを経過する間（Ｄ≦Ｃ）に、回転数変動検出手段７によって検出されたエンジン回転数の変動を示す値Ｆが、予め定められた第２の閾値未満Ｂにならない場合、パイロット噴射を再開（通常のパイロット噴射量に復帰）する。

また、燃料噴射制御装置２は、運転領域算出手段１０と運転領域記憶手段１１とを備える。運転領域算出手段１０は、エンジン１の振動を検出する振動検出手段１２と、車両の車速を検出する車速検出手段１３と、車両の加速度を検出する加速度検出手段１４と、エンジン１の冷却水温度を検出する冷却水温度検出手段１５と、エンジン１の周囲の大気圧を検出する大気圧検出手段１６とを備える。運転領域算出手段１０は、エンジン回転数検出手段６から入力するエンジン回転数と、メイン噴射量決定手段４から入力するメイン噴射量と、エンジン１の振動と、車両の車速と、車両の加速度と、エンジン１の冷却水温度と、エンジン１の周囲の大気圧との、少なくとも１つ以上の情報に基づいて、エンジン１の運転領域を算出する。
運転領域記憶手段１１は、異常判定手段８によってエンジン１の挙動が異常であると判定され、パイロット噴射が停止またはパイロット噴射の燃料量を減少された後、パイロット噴射抑制時間Ｄが一定時間Ｃを経過する間（Ｄ≦Ｃ）に回転数変動検出手段７によって検出されたエンジン回転数の変動を示す値Ｆが予め定められた第２の閾値Ｂ未満になった場合（Ｆ＜Ｂ）、エンジン１の挙動が異常であると判定された時の運転領域算出手段１０が算出したエンジン２の運転領域を記憶する。
燃料噴射制御手段３は、エンジン２の運転領域が、運転領域記憶手段１１によって記憶された運転領域である場合、パイロット噴射を停止またはパイロット噴射の燃料量を減少する。

次に作用を説明する。
燃料噴射制御装置２は、通常の燃料噴射制御中において、図２に示すように、制御のプログラムを実行する。なお、図２において、燃料噴射制御装置２は、エンジン１の異常判定時に一定時間Ｃを経過するまで、パイロット噴射を停止するものとして説明する。
図２において、燃料噴射制御装置２は、制御のプログラムを開始すると（Ｓ０１）、エンジン１の運転領域が運転領域記憶手段１１によって記憶された運転領域であるか否かを判定する（Ｓ０２）。
燃料噴射制御装置２は、エンジン１の運転領域が前回制御のステップＳ１２において記憶された運転領域である場合（Ｓ０２：ＹＥＳ）、パイロット噴射を停止し（Ｓ１３）、プログラムを終了する（Ｓ１４）。燃料噴射制御装置２は、記憶された運転領域でない場合（Ｓ０２：ＮＯ）、エンジン回転数の変動を示す値Ｆが第１の閾値Ａ以上であるか否かを判定する（Ｓ０３）。第１の閾値Ａは、エンジン回転数の変動が大きく、エンジン１の挙動に異常があると判定される閾値である。
燃料噴射制御装置２は、エンジン回転数の変動を示す値Ｆが第１の閾値Ａ以上でない場合（Ｓ０３：ＮＯ）、判断（Ｓ０２）に戻る。燃料噴射制御装置２は、エンジン回転数の変動を示す値Ｆが第１の閾値Ａ以上である揚合（Ｓ０３：ＹＥＳ）、エンジン１の挙動に異常があると判定され、異常と判定されたエンジン１の運転領域を運転領域算出手段１０によって算出し（Ｓ０４）、パイロット噴射を停止し（Ｓ０５）、パイロット噴射抑制時間計測手段９によってパイロット噴射抑制時間Ｄの計測を開始する（Ｓ０６）。

燃料噴射制御装置２は、パイロット噴射抑制時間Ｄの計測を開始すると、エンジン回転数の変動を示す値Ｆが第２の閾値Ｂ未満であるか否かを判定する（Ｓ０７）。第２の閾値Ｂは、エンジン１の挙動が正常であると判定される閾値である。第１の閾値Ａと第２の閾値Ｂとは、Ａ＞Ｂの関係である。
燃料噴射制御装置２は、エンジン回転数の変動を示す値Ｆが第２の閾値Ｂ未満となり（Ｓ０７：ＹＥＳ）、エンジン２の挙動が正常であると判定された場合、パイロット噴射を停止したことで正常に戻ったと判断するため、パイロット噴射を停止したエンジン１の運転領域を運転領域記憶手段１１に記憶し（Ｓ１２）、パイロット噴射抑制時間計測手段９が計測したパイロット噴射抑制時間Ｄをリセットし（Ｓ１１）、プログラムを終了する（Ｓ１４）。
燃料噴射制御装置２は、次回以降の制御において、エンジン１の運転領域がステップＳ１２で記憶したエンジン２の運転領域と同等であることを確認すると（Ｓ０２：ＹＥＳ）、パイロット噴射を停止し（Ｓ１３）、プログラムを終了する（Ｓ１４）。

燃料噴射制御装置２は、エンジン回転数の変動を示す値Ｆが第２の閾値Ｂ未満でない場合（Ｓ０７：ＮＯ）、パイロット噴射抑制時間計測手段９によって計測したパイロット噴射抑制時間Ｄの読み込みを行い（Ｓ０８）、計測したパイロット噴射抑制時間Ｄが一定時間Ｃを経過しているかを判定する（Ｓ０９）。
燃料噴射制御装置２は、一定時間Ｃが経過していない場合（Ｓ０９：ＮＯ）、再びステップＳ０７でエンジン回転数の変動を示す値Ｆが第２の閾値Ｂ未満であるか否かを判定する。燃料噴射制御装置２は、エンジン回転数の変動を示す値Ｆが第２の閾値Ｂ未満にならずに（Ｓ０７：ＮＯ）、一定時間Ｃが経過した場合（Ｓ０９：ＹＥＳ）、パイロット噴射を再開し（Ｓ１０）、パイロット噴射抑制時間Ｄをリセットし（Ｓ１１）、プログラムを終了する（Ｓ１４）。
これは、パイロット噴射を停止して一定時間Ｃが経過しても、エンジン１の挙動が正常に戻らないため、パイロット噴射が原因でエンジン１の挙動に異常が発生しているのではないと判断するからである。
なお、図２の制御においては、エンジン１の挙動に異常が発生した場合にパイロット噴射を停止したが、パイロット噴射の燃料量を減少することに置き換えてもよい。

図３は、エンジン１の挙動異常（エンジン回転数の変動）の原因がパイロット噴射である場合（ステップＳ０７：ＹＥＳ）のタイミングチャートである。
燃料噴射制御装置２は、図３において、
（１）．エンジン回転数に変動が発生し、
（２）．エンジン回転数の変動を示す値Ｆがエンジン１の挙動異常を判定する第１の閾値Ａ以上となると、
（３）．パイロット噴射を停止、またはパイロット噴射の燃料量を減少し、
（４）．パイロット噴射を停止、またはパイロット噴射の燃料量を減少する動作の継続時間（パイロット噴射抑制時間Ｄ）の計測を開始し、
（５）．計測したパイロット噴射抑制時間Ｄが一定時間Ｃを経過する前に、エンジン回転数の変動を示す値Ｆがエンジン１の挙動正常を判定する第２の閾値Ｂ未満となると、
（６）パイロット噴射変更フラグを立て、パイロット噴射を停止、またはパイロット噴射の燃料量の減少を停止し、このときのエンジン１の運転領域を記憶し、
（７）．パイロット噴射抑制時間Ｄをリセットする。

図４は、エンジン１の挙動異常（エンジン回転数の変動）の原因がパイロット噴射でない場合（ステップＳ０７：ＮＯ）のタイミングチャートである。
燃料噴射制御装置２は、図４において、
（１）．エンジン回転数に変動が発生し、
（２）．エンジン回転数の変動を示す値Ｆがエンジン１の挙動異常を判定する第１の閾値Ａ以上となると、
（３）．パイロット噴射を値止、またはパイロット噴射の燃料量を減少し、
（４）．パイロット噴射を停止、またはパイロット噴射の燃料量を減少する動作の継続時間（パイロット噴射抑制時間Ｄ）の計測を開始し、
（５）．計測したパイロット噴射抑制時間Ｄが一定時間Ｃを経過しても、エンジン回転数の変動を示す値Ｆがエンジン１の挙動正常を判定する第２の閾値Ｂ未満にならないと、
（６）．パイロット噴射を再開して、
（７）．パイロット噴射抑制時間Ｄをリセットする。

燃料噴射制御装置２は、エンジン１の挙動が異常であると判定された時は、パイロット噴射抑制時間が一定時間Ｃを経過するまでパイロット噴射を停止またはパイロット噴射の燃料量を減少に変更し、一定時間Ｃを経過する間に、エンジン回転数の変動を示す値Ｆが第２の閾値未満Ｂにならない場合、パイロット噴射を再開する。
このように、燃料噴射制御装置２は、エンジン１の挙動の異常時にパイロット噴射を停止またはパイロット噴射の燃料量を減少してエンジン１の挙動の変化を監視し、パイロット噴射が原因でエンジン１の挙動の異常が生じている場合以外は、パイロット噴射を再開することで、適切な燃料噴射制御を実行することができる。
また、燃料噴射制御装置２は、エンジン２の運転領域が、運転領域記憶手段１１によって記憶された運転領域である場合、パイロット噴射を停止またはパイロット噴射の燃料量を減少する。
このように、燃料噴射制御装置２は、パイロット噴射が原因でエンジン１の挙動の異常が生じたことのある運転領域においてはパイロット噴射を停止またはパイロット噴射の燃料量を減少することで、パイロット噴射によるエンジン１の挙動に異常が発生することを抑制することができる。

この発明は、パイロット噴射が原因でエンジンの挙動の異常が生じている場合以外はパイロット噴射を再開することで、適切な燃料噴射制御を実行することができ、ディーゼルエンジンにかぎらず、メイン噴射に先行してパイロット噴射を実行する燃料噴射制御装置を搭載したガソリンエンジンにも適用することができる。

１エンジン（ディーゼルエンジン）
２燃料噴射制御装置
３燃料噴射制御手段
４メイン噴射量決定手段
５パイロット噴射量決定手段
６エンジン回転数検出手段
７回転数変動検出手段
８異常判定手段
９パイロット噴射抑制時間計測手段
１０運転領域算出手段
１１運転領域記憶手段
１２振動検出手段
１３車速検出手段
１４加速度検出手段
１５冷却水温度検出手段
１６大気圧検出手段

Claims

エンジンの燃焼室に主たる量の燃料を噴射するメイン噴射と少量の燃料を噴射するパイロット噴射とに分割して燃料を噴射する燃料噴射制御手段を備え、前記燃料噴射制御手段は、前記メイン噴射に先行して前記パイロット噴射を実行する燃料噴射制御装置において、前記エンジンの回転数の変動を示す値を検出する回転数変動検出手段と、前記回転数変動検出手段によって検出されたエンジン回転数の変動を示す値が予め定められた第１の閾値以上である時に前記エンジンの挙動が異常であると判定する異常判定手段とを備え、前記燃料噴射制御手段は、前記異常判定手段によって前記エンジンの挙動が異常であると判定された時は一定時間を経過するまで前記パイロット噴射を停止または前記パイロット噴射の燃料量を減少し、前記一定時間を経過する間に前記回転数変動検出手段によって検出されたエンジン回転数の変動を示す値が予め定められた第２の閾値未満にならない場合は前記パイロット噴射を再開することを特徴とする燃料噴射制御装置。
前記異常判定手段によって前記エンジンの挙動が異常であると判定され、前記パイロット噴射が停止または前記パイロット噴射の燃料量を減少された後、前記一定時間を経過する間に前記回転数変動検出手段によって検出されたエンジン回転数の変動を示す値が予め定められた第２の閾値未満になった場合、前記エンジンの挙動が異常であると判定された時の前記エンジンの運転領域を記憶する運転領域記憶手段を備え、前記燃料噴射制御手段は、前記エンジンの運転領域が前記運転領域記憶手段によって記憶された運転領域である場合、前記パイロット噴射を停止または前記パイロット噴射の燃料量を減少す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。