JP2016151258A - Fuel injection control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の各気筒への燃料の噴射時期を制御する、燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device that controls the timing of fuel injection into each cylinder of an internal combustion engine.
点火燃焼させる内燃機関に比べて自着火燃焼させる内燃機関の場合、実際に燃焼を開始した時期を高精度で検出できれば、検出された燃焼開始時期が目標時期となるように燃料の噴射時期をフィードバック制御できるようになる。燃焼開始時期を検出する技術は、特許文献1、2に開示されている。
In the case of an internal combustion engine that performs self-ignition combustion compared to an internal combustion engine that performs ignition combustion, if the timing at which combustion is actually started can be detected with high accuracy, the fuel injection timing is fed back so that the detected combustion start timing becomes the target timing. You will be able to control. Techniques for detecting the combustion start timing are disclosed in
特許文献1では、内燃機関に取り付けられた加速度センサにより、燃焼に伴い生じる内燃機関の振動の時間変化を表した振動波形を取得する。この種の振動波形には、燃焼開始に伴い振幅が大きくなるような変化が生じるので、この変化が生じた時期を振動波形から検出することで、燃焼開始時期を検出している。
In
特許文献2では、内燃機関の気筒に取り付けられた筒内圧センサにより、筒内圧力の時間変化を表した筒内圧波形を取得する。燃焼開始に伴い筒内圧力は急上昇するので、このような急上昇を開始した時期を筒内圧波形から検出することで、燃焼開始時期を検出している。
In
しかしながら、特許文献1の加速度センサを用いた場合、燃焼で生じた筒内圧力の変化を振動波形で間接的に捉えるので、燃焼開始時期を高精度で検出できない。例えば、振動波形の振幅が閾値を超えて大きくなった時点を燃焼開始時期として検出することとなるが、燃焼状態に応じて振動波形の形状は大きく変化し、その形状毎に上記閾値の最適値は異なる。そのため、燃焼開始時期を高精度で検出できない。しかも、燃焼開始に伴い生じた振動が気筒から加速度センサに伝播するまでの伝播時間や、この伝播で生じる振動減衰は気筒毎に異なるので、振動波形から燃焼開始時期を高精度で検出することは極めて困難である。したがって、燃焼開始時期が目標時期となるように燃焼状態を高精度で制御することは困難である。
However, when the acceleration sensor of
一方、特許文献2の筒内圧センサを用いた場合、燃焼で生じた筒内圧力の変化を筒内圧波形で直接的に捉えるので、燃焼開始時期を高精度で検出できる。しかし、特許文献1の場合には、複数の気筒に対して1つの加速度センサを設ければ良いのに対し、特許文献2の場合には、高価な筒内圧センサを気筒の各々に設けることを要するので、大幅なコストアップを招く。
On the other hand, when the in-cylinder pressure sensor of
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、燃焼状態を高精度で制御することを、大幅なコストアップを招くことなく実現可能にした燃料噴射制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection control device capable of controlling the combustion state with high accuracy without causing a significant increase in cost. is there.
ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and do not limit the technical scope of the invention. .
開示される発明のひとつは、内燃機関(E)が有する複数の気筒(11#1、11#2、11#3、11#4)のうちの基準気筒(11#1)に取り付けられた筒内圧センサ(14)から、基準気筒の筒内圧力の時間変化を表した筒内圧波形(WP)を取得する筒内圧波形取得手段(S12)と、取得した筒内圧波形に基づき、基準気筒での燃焼開始時期である基準時期(TP)を算出する基準時期算出手段(S16)と、内燃機関に取り付けられた加速度センサ(13)から、燃焼に伴い生じる内燃機関の振動の時間変化を表した振動波形(WA)を取得する振動波形取得手段(S18、S20)と、振動波形のうち基準気筒での燃焼期間に対応した波形を基準振動波形(WA#1)と呼び、基準気筒以外の他気筒(11#2、11#3、11#4)での燃焼期間に対応した波形を他振動波形(WA#2、WA#3、WA#4)と呼ぶ場合において、基準振動波形と他振動波形との位相差(τ#2、τ#3、τ#4)を算出する位相差算出手段(S21)と、基準気筒への燃料の噴射時期については基準時期に基づき制御し、他気筒への燃料の噴射時期については基準時期および位相差に基づき制御する制御手段(S23)と、を備えることを特徴とする。
One of the disclosed inventions is a cylinder attached to a reference cylinder (11 # 1) among a plurality of cylinders (11 # 1, 11 # 2, 11 # 3, 11 # 4) of the internal combustion engine (E). In-cylinder pressure waveform acquisition means (S12) for acquiring the in-cylinder pressure waveform (WP) representing the time variation of the in-cylinder pressure of the reference cylinder from the internal pressure sensor (14), and based on the acquired in-cylinder pressure waveform, A vibration representing the time change of the vibration of the internal combustion engine caused by the combustion from the reference time calculation means (S16) for calculating the reference time (TP) which is the combustion start time and the acceleration sensor (13) attached to the internal combustion engine. The vibration waveform acquisition means (S18, S20) for acquiring the waveform (WA), and the waveform corresponding to the combustion period in the reference cylinder among the vibration waveforms is called the reference vibration waveform (WA # 1), and other cylinders other than the reference cylinder (11 # 2, 11 # 3, When the waveform corresponding to the combustion period in 1 # 4) is called other vibration waveform (
この発明によれば、基準気筒については、筒内圧センサによる筒内圧波形に基づき、燃焼開始時期(基準時期)を高精度で検出できる。そのため、基準気筒への燃料の噴射時期については高精度で検出された基準時期に基づいて制御できるので、燃焼開始時期を高精度で制御できる。 According to the present invention, for the reference cylinder, the combustion start time (reference time) can be detected with high accuracy based on the in-cylinder pressure waveform by the in-cylinder pressure sensor. Therefore, the fuel injection timing to the reference cylinder can be controlled based on the reference timing detected with high accuracy, so that the combustion start timing can be controlled with high accuracy.
さて、加速度センサによる振動波形は、燃焼で生じた筒内圧力変化を振動波形で間接的に捉えたものであるため、燃焼開始時期を高精度で検出できないことは先述した通りである。しかし、基準振動波形と他振動波形との位相差は、基準気筒の燃焼開始時期と他気筒の燃焼開始時期との差分を表しており、この位相差については振動波形であっても高精度で検出できる。そして、基準気筒については燃焼開始時期(基準時期)を高精度で検出できているので、このように高精度で検出された基準時期と位相差に基づけば、他気筒についても燃焼開始時期を高精度で把握できる筈である。 As described above, since the vibration waveform by the acceleration sensor is obtained by indirectly capturing the in-cylinder pressure change caused by the combustion with the vibration waveform, the combustion start timing cannot be detected with high accuracy. However, the phase difference between the reference vibration waveform and the other vibration waveform represents the difference between the combustion start timing of the reference cylinder and the combustion start timing of the other cylinder, and this phase difference is highly accurate even with the vibration waveform. It can be detected. Since the combustion start time (reference time) can be detected with high accuracy for the reference cylinder, the combustion start time for other cylinders can be increased based on the phase difference and the reference time detected with high accuracy. It should be possible to grasp with accuracy.
この点を鑑みた上記発明では、各々の他気筒について上記位相差を算出し、その位相差および基準時期に基づき噴射時期を制御するので、他気筒についても燃焼開始時期を高精度で制御できる。 In the above invention in view of this point, the phase difference is calculated for each of the other cylinders, and the injection timing is controlled based on the phase difference and the reference timing, so that the combustion start timing can be controlled with high accuracy for the other cylinders.
以上により、上記発明によれば、全ての気筒に筒内圧センサを設けることを要すること無く、基準気筒および他気筒の両方について燃焼開始時期を把握できるようになる。よって、燃焼状態を高精度で制御することを、大幅なコストアップを招くことなく実現可能にできる。 As described above, according to the above-described invention, it is possible to grasp the combustion start timing for both the reference cylinder and the other cylinders without having to provide in-cylinder pressure sensors for all the cylinders. Accordingly, it is possible to control the combustion state with high accuracy without incurring a significant cost increase.
以下、本発明にかかる燃料噴射制御装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る燃料噴射制御装置は、図1に示す電子制御装置(ECU90)により提供される。ECU90は、内燃機関Eが備える燃料噴射弁12、EGRバルブ42およびスロットルバルブ22等の作動を制御することで、内燃機関Eの燃焼状態を制御する。これらの内燃機関EおよびECU90は車両に搭載されたものであり、当該車両は、内燃機関Eの出力を駆動源として走行する。
Hereinafter, an embodiment of a fuel injection control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The fuel injection control device according to the present embodiment is provided by an electronic control device (ECU 90) shown in FIG. The ECU 90 controls the combustion state of the internal combustion engine E by controlling the operations of the
内燃機関Eは、圧縮自着火式のディーゼルエンジンであり、複数の気筒11を有する。各気筒11には燃料噴射弁12が取り付けられており、燃料噴射弁12から気筒11内に噴射された燃料は、図示しないピストンにより圧縮されて自着火燃焼する。図1の例では4気筒エンジンであり、以下の説明では、第1気筒、第2気筒、第3気筒、第4気筒の符号を、11#1、11#2、11#3、11#4と表記する場合がある。また、各気筒11#1、11#2、11#3、11#4に取り付けられた燃料噴射弁12の符号を、12#1、12#2、12#3、12#4と表記する場合がある。
The internal combustion engine E is a compression self-ignition diesel engine and has a plurality of
内燃機関Eは、吸気管20、吸気分配管21、排気管30、排気集合管31および還流配管40を備える。吸気管20は、吸気(新気)を気筒11へ向けて流通させる。吸気分配管21は、吸気管20の下流端部に接続されて吸気を複数の気筒11へ分配する。排気集合管31は、各々の気筒11から排出された排気を集合させる。排気管30は、集合した排気を図示しない排気浄化装置へ流通させる。還流配管40は、排気の一部をEGRガス(還流ガス)として吸気に還流させる。還流配管40の下流端部は、吸気分配管21または吸気管20に接続されている。これにより、EGRクーラ41で冷却されたEGRガスが新気に混合され、EGRガスと新気が混合した吸気が、吸気分配管21により各々の気筒11へ分配される。
The internal combustion engine E includes an
吸気分配管21の形状は、吸気が各々の気筒11へ均等に分配されるように設定されている。しかし、EGRガスについては各々の気筒11へ均等に分配させることは困難であり、還流配管40の下流端部が接続される位置や吸気分配管21の形状等に起因して、分配ばらつきが生じる。すなわち、各々の気筒11へ流入する吸気のEGRガス濃度にはばらつきが生じている。以下の説明では、分配される吸気に含まれるEGRガスが最も多くなる気筒を多還流気筒と呼ぶ。図1中の矢印A、B、C、Dは、各々の気筒11へ流入するEGRガスの流れを示す。図1の例では、矢印Aに示すように第1気筒11#1へEGRガスが最も流入しやすいレイアウトになっており、第1気筒11#1が多還流気筒に相当する。
The shape of the
なお、吸気管20にはスロットルバルブ22が取り付けられており、スロットルバルブ22の開度を調整することで吸気に含まれる新気の流量を調整する。還流配管40にはEGRクーラ41およびEGRバルブ42が取り付けられており、EGRバルブ42の開度を調整することで吸気に含まれるEGRガスの流量を調整する。
A
ECU90には、加速度センサ13、筒内圧センサ14、アクセルセンサ15およびクランク角センサ16から出力された検出信号が入力される。筒内圧センサ14は、多還流気筒である第1気筒11#1に取り付けられ、第1気筒11#1により形成される燃焼室の圧力を検出する。ECU90が備えるマイクロコンピュータ(マイコン91)は、検出された筒内圧力の時間変化を表した筒内圧波形WP(図3の上段参照)を取得する。
Detection signals output from the
加速度センサ13は、各々の気筒11を形成するシリンダブロック10に取り付けられて、シリンダブロック10の振動による加速度を検出する。シリンダブロック10の振動には、燃焼による振動の他にも、クランク軸の回転による振動や、吸排気バルブの作動による振動、燃料噴射弁12の弁体作動による振動等が重畳されている。加速度センサは、シリンダブロック10のうち多還流気筒(第1気筒11#1)に最も近い位置に取り付けられている。例えば、各々の気筒11の中心位置から加速度センサ13までの距離のうち、多還流気筒の中心位置から加速度センサ13までの距離が最も近くなる位置に、加速度センサ13は取り付けられている。マイコン91は、検出されたシリンダブロック10の振動の時間変化を表した振動波形WA(図3の下段参照)を取得する。
The
マイコン91は、アクセルセンサ15の検出信号に基づき、アクセルペダルの踏込量(エンジン負荷)を算出する。マイコン91は、クランク角センサ16の検出信号に基づき、内燃機関Eの出力軸(クランク軸)の回転速度であって、単位時間当りの回転数(エンジン回転数)を算出する。
The
マイコン91は、算出したエンジン負荷およびエンジン回転数に基づき、燃料噴射弁12から噴射される燃料の噴射状態を表した各種の目標値を算出する。例えば、目標噴射量、目標噴射時期、同一の気筒11内に1燃焼サイクル中に燃料を複数回噴射する多段噴射を実施する場合における噴射回数等を算出する。
The
以下、目標噴射時期の算出手法について詳細に説明する。マイコン91は、メモリに記憶されたプログラムにしたがってCPUが演算処理を実行することにより、以下に説明する各種の手段として機能する。そして、これらの手段により目標噴射時期が算出され、その目標噴射時期に基づき燃料噴射弁12の作動が制御される。すなわち、マイコン91は、目標燃焼時期算出手段91a、実燃焼時期算出手段91b、位相差算出手段91c、噴射指令信号設定手段91dとして機能する。
Hereinafter, a method for calculating the target injection timing will be described in detail. The
目標燃焼時期算出手段91aは、エンジン負荷およびエンジン回転数に基づき、目標燃焼時期を算出する。例えば、エンジン負荷およびエンジン回転数に応じた出力トルクと、排気エミッションと、燃焼騒音とのバランスを鑑みて、エンジン負荷およびエンジン回転数に応じた最適な燃焼時期(最適燃焼時期)を、予め試験して取得しておく。そして、エンジン負荷およびエンジン回転数と、最適燃焼時期との関係をマップ(燃焼時期マップ)の形態でマイコン91に記憶させておく。該燃焼時期マップは、各々の気筒11毎に設定されている。目標燃焼時期算出手段91aは、エンジン負荷およびエンジン回転数に基づき、燃焼時期マップを参照して最適燃焼時期としての目標燃焼時期を算出する。
The target combustion
噴射指令信号設定手段91dは、目標燃焼時期に対応する目標噴射時期を算出する。例えば、目標燃焼時期を実現させるための燃料の噴射時期を、目標噴射時期として予め試験して取得しておく。そして、目標燃焼時期と目標噴射時期との関係をマップ(噴射時期マップ)の形態でマイコン91に記憶させておく。該噴射時期マップは、各々の気筒11毎に設定されている。噴射指令信号設定手段91dは、噴射時期マップに記憶された噴射時期のうち目標燃焼時期に対応する噴射時期を、目標噴射時期として設定する。但し、噴射時期マップに記憶されている値、つまり目標燃焼時期に対応する目標噴射時期は、実燃焼時期算出手段91bおよび位相差算出手段91cによる算出結果に基づき逐次補正される。
The injection command
実燃焼時期算出手段91bは、筒内圧センサ14により検出された筒内圧波形WPに基づき、第1気筒11#1において実際に燃焼を開始した時期を算出する。例えば、筒内圧の上昇速度が所定値以上になった時期を算出し、その時期を燃焼開始時期(基準時期TP)とする。
Based on the in-cylinder pressure waveform WP detected by the in-
位相差算出手段91cは、加速度センサ13により検出された振動波形WAに基づき、燃焼により生じた燃焼振動波形WBの位相差τを算出する。燃焼振動波形WBは、振動波形WAから所定周波数以下の成分を抽出した波形であり、例えばローパスフィルタにより振動波形WAを変換して取得される。ローパスフィルタのカットオフ周波数は、例えば1.5kHzに設定されており、主に、燃料噴射弁12の駆動に伴い生じる振動波形が振動波形WAから除去される。
The phase
図2に示す燃焼振動波形WB#1は、第1気筒11#1(基準気筒)での燃焼に伴い生じた振動波形の成分であり、第1気筒11#1での燃焼工程で出現した波形である。燃焼振動波形WB#2、WB#3、WB#4は、第1気筒11#1以外の気筒(他気筒)での燃焼に伴い生じた振動波形の成分であり、各気筒11#2、11#3、11#4での燃焼工程で出現した波形である。
A combustion vibration
これらの燃焼振動波形WB#1、WB#2、WB#3、WB#4の形状は類似する。具体的には、各々の燃焼振動波形WBに含まれている波の数、複数の波の大小比率、複数の波のピッチ等が類似する。但し、気筒11の中心位置から加速度センサ13までの距離が遠い気筒11の燃焼振動波形WBであるほど、その波形の振幅は小さくなる。
These combustion vibration
そして、各々の気筒11の1燃焼サイクルにおける基準時期に対する、燃焼振動波形WBの出現時期を燃焼位相と呼ぶ場合において、その燃焼位相の差が上記位相差τに相当する。図2の例では、基準時期を上死点時期(TDC)としている。そして、基準気筒に対する第3気筒11#3の位相差τ#3、第4気筒11#4の位相差τ#4、および第2気筒11#2の位相差τ#2を、位相差算出手段91cは算出する。なお、図2の例では、第1気筒11#1、第3気筒11#3、第4気筒11#4、第2気筒11#2の順に燃焼させている。
When the appearance time of the combustion vibration waveform WB with respect to the reference time in one combustion cycle of each
概略、基準時期TPから位相差τだけずらした時期が、他気筒での燃焼開始時期に相当する。例えば、第3気筒11#3での燃焼開始時期は、基準時期TPから位相差τ#3だけ減算した時期であると言える。第4気筒11#4での燃焼開始時期は、基準時期TPから位相差τ#4だけ減算した時期であると言える。第2気筒11#2での燃焼開始時期は、基準時期TPから位相差τ#2だけ減算した時期であると言える。
In general, the time shifted by the phase difference τ from the reference time TP corresponds to the combustion start time in the other cylinders. For example, it can be said that the combustion start time in the
図1の噴射指令信号設定手段91dの説明に戻り、噴射時期マップに記憶されている目標噴射時期は、実燃焼時期算出手段91bおよび位相差算出手段91cによる算出結果に基づき逐次補正されることは先述した通りである。具体的には、基準気筒については、実燃焼時期算出手段91bで算出された実燃焼時期(基準時期TP)と、その噴射を実行した時の目標噴射時期との差分を、噴射時期マップに記憶されている目標噴射時期に加算して補正する。他気筒については、位相差算出手段91cで算出された位相差τ#2、τ#3、τ#4を、噴射時期マップに記憶されている目標噴射時期に加算して補正する。
Returning to the description of the injection command
さらに噴射指令信号設定手段91dは、上述のごとく算出した目標噴射時期および目標噴射量に基づき、通電指令信号を生成して駆動回路92へ出力する。通電指令信号は、駆動回路92が有するスイッチ素子をオン作動させるパルス信号である。パルス信号のパルスオンタイミングは目標噴射時期に基づき設定され、パルス信号のパルスオン期間は目標噴射量に基づき設定される。
Further, the injection command
駆動回路92は、燃料噴射弁12のソレノイドコイル(図示せず)への通電のオンオフを切り替えるスイッチ素子(図示せず)を有する。スイッチ素子は、噴射指令信号設定手段91dにより生成されたパルス信号に基づき作動して、各々の燃料噴射弁12に対する電圧印加のオンオフを切り替える。これにより、パルス信号のパルスオン期間にソレノイドコイルへの通電が為され、燃料噴射弁12が開弁作動して燃料が噴射される。したがって、パルスオン開始のタイミングにより燃料噴射の開始時期が制御される。また、パルスオン期間の長さにより開弁時間が制御され、ひいては、1回の開弁で噴射される燃料の量(燃料噴射量)が制御される。
The
但し、パルスオン開始と同時に開弁して燃料が噴射されるわけではなく、パルスオン開始から僅かに遅れて開弁して燃料噴射が開始される。さらに、燃料噴射開始と同時に自着火燃焼が生じるわけではなく、噴射開始から遅れて自着火燃焼する。このように噴射開始から燃焼が生じるまでの遅れ時間を、着火遅れ時間と呼ぶ。 However, the fuel is not injected by opening the valve at the same time as the pulse-on start, but the fuel injection is started by opening the valve slightly after the start of the pulse-on. Furthermore, self-ignition combustion does not occur simultaneously with the start of fuel injection, and self-ignition combustion occurs after the start of injection. Thus, the delay time from the start of injection until combustion occurs is called the ignition delay time.
図3は、内燃機関Eの運転時に筒内圧センサ14および加速度センサ13により検出された筒内圧波形WPおよび振動波形WAを示す。第1気筒11#1(基準気筒)での燃焼は、図3中の点線で囲まれた部分に示すように、基準気筒については燃焼振動波形WB#1とともに筒内圧波形WPについても取得可能である。図3の上段に示すように、筒内圧波形WPに現れる圧力が急上昇する点が、基準気筒の燃焼開始時期(基準時期TP)を表す。
FIG. 3 shows the in-cylinder pressure waveform WP and the vibration waveform WA detected by the in-
図4(b)(d)は、図3中の点線で囲まれた部分の拡大図である。図4(a)は、噴射指令信号設定手段91dにより生成されたパルス信号に応じた、燃料噴射弁12のソレノイドコイルに流れる駆動電流の変化を示す。図4(a)中の符号TSは、駆動電流が流れ始めた時点、つまりパルス信号のパルスオンによる噴射開始指令時点を示し、符号TEは、駆動電流がゼロになった時点、つまりパルス信号のパルスオフによる噴射終了指令時点を示す。図4(c)は、基準気筒での燃焼に伴い発生した熱の変化であって、単位時間当りに生じた熱量(熱発生率)の変化を示す。燃焼開始時期(基準時期TP)以降、熱発生率が急上昇している。
4B and 4D are enlarged views of a portion surrounded by a dotted line in FIG. FIG. 4A shows a change in drive current flowing through the solenoid coil of the
図4の例では、噴射開始指令時点TSから伝播遅れtdの時間が経過した時点TAで、振動波形WAの振幅が急上昇している。このように振幅上昇した振動は、燃料噴射弁の弁体が開弁作動したことに伴い生じた燃焼噴射弁の振動がシリンダブロック10を伝播して加速度センサ13に達した振動である。その後、燃焼開始時期(基準時期TP)以降の所定時期で、振動波形WAの周波数および振幅が急上昇している。このように振幅上昇した振動は、基準気筒での燃焼で生じた振動(燃焼振動)がシリンダブロック10を伝播して加速度センサ13に達した振動である。振動波形WAに含まれている低周波数の振動成分は、燃焼振動との相関が高い。以下、ローパスフィルタにより振動波形WAから抽出された低周波数振動成分を燃焼振動波形WBと呼ぶ。
In the example of FIG. 4, the amplitude of the vibration waveform WA increases rapidly at the time TA when the time of the propagation delay td has elapsed from the injection start command time TS. The vibration whose amplitude has increased in this way is the vibration that has occurred when the valve body of the fuel injection valve is opened and propagates through the
振動波形WAには、各々の気筒の燃焼期間に対応する振動波形WA#1、WA#2、WA#3、WA#4が順次現れる。例えば、振動波形WAのうち、第1気筒11#1の燃焼期間に対応する部分の波形は、第1気筒11#1の燃焼に伴い生じた振動を表わす。
In the vibration waveform WA, vibration
図5の上段は、基準気筒の振動波形である基準振動波形WA#1、および燃焼振動波形WB#1を表し、図5の下段は、第3気筒11の振動波形である他振動波形WA#3、および燃焼振動波形WB#3を表す。位相差算出手段91cでは、燃焼振動波形WB#1の振動(振幅値)を、経過時間tを変数とした関数x(t)で表わす演算を実施する。この関数x(t)の変数である経過時間の基準時刻は、基準気筒における噴射開始指令時点TSに設定されている。また、燃焼振動波形WB#3の振動(振幅値)を、経過時間tを変数とした関数y(t)で表わす演算を実施する。この関数y(t)の変数である経過時間の基準時刻は、第3気筒11#3における噴射開始指令時点TSに設定されている。
The upper part of FIG. 5 shows the reference vibration
したがって、基準気筒および第3気筒11#3の上死点時期TDCに対する噴射開始指令時点TSが同じであれば、関数x(t)と関数y(t)の波形は殆ど重複する筈である。しかし実際には、以下に説明する燃焼遅れ時間差が存在するので、その時間差分だけ関数x(t)と関数y(t)は位相にずれが生じる。これら両関数の位相のずれ量は、特許請求の範囲に記載の位相差τに相当する。
Therefore, if the injection start command time TS with respect to the top dead center timing TDC of the reference cylinder and the
噴射開始指令時点TSから燃焼開始時期までの燃焼開始遅れ時間は、各気筒において同一の噴射開始時期で燃料噴射した場合であっても、気筒毎に異なる値となる。この現象の主な原因は、先述したEGRの分配ばらつきである。つまり、多還流気筒では自着火性が悪くなるので、他の気筒に比べて燃焼開始遅れ時間が長くなる。このように燃焼開始遅れ時間が各気筒で異なることに起因して、上記位相差τは生じる。 The combustion start delay time from the injection start command time point TS to the combustion start timing is different for each cylinder even when fuel is injected at the same injection start timing in each cylinder. The main cause of this phenomenon is the aforementioned EGR distribution variation. That is, since the self-ignitability is deteriorated in the multi-recirculation cylinder, the combustion start delay time becomes longer than in the other cylinders. Thus, the phase difference τ is caused by the fact that the combustion start delay time is different for each cylinder.
また、上述した伝播遅れtdの時間も各気筒で異なる。基準気筒と他気筒での伝播遅れtdの差を伝播遅れ時間差Δtdと呼ぶ。図5の例では、基準気筒での伝播遅れtd#1と第3気筒11での伝播遅れtd#3との差が、伝播遅れ時間差Δtdに相当する。
Further, the above-described propagation delay time td is also different for each cylinder. The difference in propagation delay td between the reference cylinder and other cylinders is referred to as propagation delay time difference Δtd. In the example of FIG. 5, the difference between the propagation
位相差算出手段91cは、関数x(t)と関数y(t)の類似性を、位相差τを変数とした相互相関関数φ(τ)で数値化する。図6は、相互相関関数φ(τ)により数値化された値(相互相関値)と、位相差τとの関係を示すグラフである。一点鎖線Aに示す部分で相互相関値が最大となっている。つまり、この部分の値に位相差τを設定した場合に、関数x(t)と関数y(t)の類似性が高まり、関数x(t)と関数y(t)の波形は殆ど重複することを意味する。以下、単に位相差τと呼ぶ場合には、相互相関値が最大となる位相差のことを意味する。そして、伝播遅れ時間差Δtdを位相差τに加減算した時間は、基準気筒での燃焼開始遅れ時間と第3気筒11#3での燃焼開始遅れ時間との差(燃焼開始遅れ時間差)に相当する。
The phase
図7中の実線は、関数x(t)で表現される基準気筒の燃焼波形を示す。図7中の点線は、関数y(t)で表現される第3気筒11#3の燃焼波形を示す。図7の上段は、関数x(t)と関数y(t)の位相差τを示し、図7の下段は、位相差τの分だけ関数x(t)を遅角するように補正した場合の、関数x(t)と関数y(t)を示す。このように位相差τの分だけ補正すれば、関数x(t)と関数y(t)は殆ど重複することが確認される。
The solid line in FIG. 7 shows the combustion waveform of the reference cylinder expressed by the function x (t). The dotted line in FIG. 7 shows the combustion waveform of the
図8は、マイコン91により所定周期で繰返し実行される処理の手順を示しており、内燃機関Eの運転中に実行される。マイコン91は、先述したように目標噴射量、目標噴射時期および噴射回数等に基づき噴射制御を実施するが、図8は、目標燃焼時期に応じた目標噴射時期を設定して噴射制御する処理である。
FIG. 8 shows a procedure of processing repeatedly executed by the
先ず、図8のステップS10において、アクセルセンサ15およびクランク角センサ16により検出されたエンジン負荷およびエンジン回転数に基づき、目標燃焼時期を算出する。続くステップS11では、現時点の直近で実施された燃焼工程の気筒が基準気筒であるか否かを判定する。
First, in step S10 of FIG. 8, the target combustion timing is calculated based on the engine load and the engine speed detected by the
基準気筒であると肯定判定された場合、次のステップS12(筒内圧波形取得手段)およびステップS13では、筒内圧センサ14および加速度センサ13から出力される検出値を取得する。加速度センサ13の連続した複数の検出値(電圧)は、基準気筒の燃焼に係る振動波形WA#1に相当する。続くステップS14では、筒内圧センサ14の検出値である電圧を、以下の数1の式にしたがって筒内圧P(θ)に変換する。変換された筒内圧P(θ)の連続した複数の値は、基準気筒の燃焼に係る筒内圧波形WPに相当する。
数1中のKは、電圧に対する筒内圧の変換ゲインである定数である。数1中のVSは、筒内圧センサ14の検出値(電圧)である。数1中のθはクランク軸の回転角度であり、θ0は、吸気弁が閉弁した時の回転角度(閉弁角度)である。数1中のPImは、吸気分配管21における吸気圧力である。要するに、変数θの関数である筒内圧P(θ)は、吸気弁の閉弁開始時(圧縮開始時)以降に増加した圧力に、吸気分配管21における吸気圧力を加算した値である。
K in the
続くステップS15では、筒内圧波形WPに基づき、基準気筒での燃焼で生じた熱量の時間変化を、熱発生率の波形として演算する。要するに、数1の式で算出された筒内圧P(θ)に基づき、以下の数2の式にしたがって熱発生率HRR(θ)を演算する。
数2中のCvは定積モル比熱、Cpは定圧モル比熱である。数2中のVは気筒内のシリンダ容積である。要するに、変数θの関数である熱発生率HRR(θ)は、シリンダ容積の変化に伴い生じる熱変化率と、筒内圧P(θ)の変化に伴い生じる熱変化率とを加算した値である。
In
続くステップS16(基準時期算出手段)では、熱発生率の波形に基づき、基準気筒における燃焼開始時期(基準時期TP)を算出する。具体的には、全熱量の50%となる角度に相当する燃焼時期MFB50を、燃焼開始時期として算出する。 In the subsequent step S16 (reference time calculation means), the combustion start time (reference time TP) in the reference cylinder is calculated based on the waveform of the heat release rate. Specifically, the combustion timing MFB50 corresponding to an angle that is 50% of the total heat quantity is calculated as the combustion start timing.
続くステップS17では、実際の燃焼時期MFB50である基準時期TPと目標燃焼時期MFB50trgとの偏差ΔMFB50を算出する。そして、所定のフィードバックゲインを偏差ΔMFB50に乗算することで、噴射時期の補正量ΔTInj#1を算出する。すなわち、噴射時期マップに記憶された、目標燃焼時期に対応する目標噴射時期を、補正量ΔTInj#1の分だけ加減算して書き換える。
In the subsequent step S17, a deviation ΔMFB50 between the reference timing TP, which is the actual combustion timing MFB50, and the target combustion timing MFB50trg is calculated. Then, by multiplying the deviation ΔMFB50 by a predetermined feedback gain, the injection timing correction
続くステップS18(振動波形取得手段)では、ローパスフィルタを用いて振動波形WA#1(基準振動波形)から燃焼振動波形WB#1を抽出する。この抽出に係る燃焼振動波形WB#1は、後述するステップS21の計算に用いられるものであり、先述した位相差算出手段91cによる位相差τ算出に用いられる。
In the subsequent step S18 (vibration waveform acquisition means), the combustion vibration
一方、ステップS11で基準気筒でないと否定判定された場合、次のステップS19にて加速度センサ13から出力される検出値を取得する。この取得による連続した複数の検出値は、該当する他気筒の振動波形である他振動波形WA#2、WA#3、WA#4に相当する。続くステップS20(振動波形取得手段)では、ローパスフィルタを用いて振動波形WA#2、WA#3、WA#4から燃焼振動波形WB#2、WB#3、WB#4を抽出する。
On the other hand, if a negative determination is made in step S11 that the cylinder is not the reference cylinder, the detection value output from the
続くステップS21(位相差算出手段)では、ステップS18およびステップS20の各々で抽出した燃焼振動波形WBに基づき、以下の数3の式にしたがって相互相関関数φ(τ)を計算する。例えば、ステップS20で抽出した振動波形WBが第3気筒11の燃焼に係る振動波形WB#3である場合、その振動波形WB#3を表した関数y(t)を演算する。また、基準気筒に係る振動波形WB#1を表した関数x(t)を演算する。そして、関数y(t)を位相差τだけ遅角させた場合の関数y(t+τ)と、関数x(t)との類似性が、相互相関関数φ(τ)の値(相互相関値)で表現される。つまり、相互相関値は位相差τの変数である。
相互相関関数φ(τ)の相互相関値が最大となる位相差τ(図6中のA参照)が、振動波形WB#1と振動波形WB#3との位相ずれ量である。
The phase difference τ (see A in FIG. 6) at which the cross-correlation value of the cross-correlation function φ (τ) is maximum is the phase shift amount between the vibration
続くステップS22では、該当する他気筒の噴射時期の補正量ΔTInjを、以下の数4の式にしたがって算出する。
数1中のtdは、該当する他気筒の伝播遅れ、td#1は基準気筒の伝播遅れである。したがって、数4中の(td−td#1)は伝播遅れ時間差Δtdを表わす。(τ−(td−td#1))は、気筒間における伝播遅れ時間tdの違いを加味した、基準気筒での燃焼開始遅れ時間と他気筒での燃焼開始遅れ時間との差(燃焼開始遅れ時間差)を表わす。各気筒での伝播遅れ時間tdは、予め実施しておいた試験の結果であって、マイコン91に予め記憶させておいた値を用いる。
In
数1中のNeはエンジン回転数である。したがって、数4中の((τ−(td−td#1))・6Ne)は、燃焼開始遅れ時間差をクランク角度に変換した値である。要するに、他気筒に係る補正量ΔTInjは、ステップS17で算出した基準気筒に係る補正量ΔTInj#1、ステップS21で算出した位相差τ(位相ずれ量)、および伝播遅れ時間差Δtdに基づき算出される。
In
先述した噴射時期マップに記憶された目標噴射時期の値は、エンジン回転数およびエンジン負荷と関連付けられたものであり、ステップS17で算出された基準気筒に係る補正量ΔTInj#1により補正されて更新される。つまり、筒内圧センサ14の検出値に基づき学習され、噴射時期はフィードバック制御される。一方、ステップS22で算出された他気筒に係る補正量ΔTInjは、エンジン回転数およびエンジン負荷と関連付けて噴射時期補正マップに記憶される。
The value of the target injection timing stored in the above-described injection timing map is associated with the engine speed and the engine load, and is corrected and updated by the correction
続くステップS23(制御手段)では、次回の燃焼工程に係る気筒11の燃料噴射弁12について、ステップS10で算出された目標燃焼時期と、ステップS17およびステップS22で算出された噴射時期補正量とに基づき噴射制御する。つまり、基準気筒の噴射に対しては、ステップS17で学習された噴射時期マップを参照して、目標燃焼時期に応じた噴射時期となるように、パルス信号のパルスオンタイミングを制御する。一方、他気筒の噴射に対しては、上述の如く学習された噴射時期マップを参照して算出されるパルスオンタイミングを、ステップS22で学習された噴射時期補正マップに基づき補正する。
In the subsequent step S23 (control means), the target combustion timing calculated in step S10 and the injection timing correction amount calculated in step S17 and step S22 for the
以上により、本実施形態によれば、以下に説明する効果が発揮される。 As described above, according to the present embodiment, the effects described below are exhibited.
(1)本実施形態では、筒内圧センサ14から取得した筒内圧波形WPに基づき、基準気筒である第1気筒11#1での燃焼開始時期(基準時期TP)を算出する。また、加速度センサ13から取得した振動波形WAのうち、基準気筒に対応する部分を基準振動波形WA#1とし、第2気筒11#2、第3気筒11#3および第4気筒11#4(他気筒)に対応する部分を他振動波形WA#2、WA#3、WA#4とする。そして、基準振動波形WA#1と他振動波形WA#2、WA#3、WA#4との位相差τ#2、τ#3、τ#4、および基準時期TPに基づき、他気筒への燃料の噴射時期を制御する。
(1) In this embodiment, based on the in-cylinder pressure waveform WP acquired from the in-
ここで、燃料の噴射時期および噴射量が同じであっても、気筒11毎に燃焼時期は異なってくる。その原因の一つとして、EGRの分配ばらつきが挙げられる。すなわち、EGRの分配量が多い気筒11では、着火性が悪くなるので着火遅れ時間が長くなり、燃焼開始時期が遅くなる。
Here, even if the fuel injection timing and the injection amount are the same, the combustion timing differs for each
さて、加速度センサ13による振動波形WAは、燃焼で生じた筒内圧力変化を、シリンダブロック10の振動で間接的に捉えたものであるため、燃焼開始時期を高精度で検出できない。しかし、基準振動波形WA#1と他振動波形WA#2、WA#3、WA#4との位相差τ#2、τ#3、τ#4は、基準気筒の燃焼開始時期と他気筒の燃焼開始時期との差分を高精度で表している。そのため、筒内圧センサ14により高精度で検出される燃焼開始時期(基準時期TP)と位相差τ#2、τ#3、τ#4に基づけば、他気筒についても燃焼開始時期を高精度で把握できる筈である。
Now, since the vibration waveform WA by the
この点を鑑みた本実施形態では、上記位相差τ#2、τ#3、τ#4を算出し、その位相差τおよび基準時期TPに基づき、各々の他気筒についての噴射時期を制御するので、他気筒についても燃焼開始時期を高精度で制御できる。以上により、本実施形態によれば、全ての気筒11に筒内圧センサ14を設けること無く、基準気筒および他気筒の両方について燃焼開始時期を把握できるようになる。よって、全ての気筒11について燃焼開始時期を高精度で制御することを、大幅なコストアップを招くことなく実現可能にできる。
In this embodiment in view of this point, the phase differences τ # 2, τ # 3, and
(2)例えば図7に示す基準振動波形WA#1と他振動波形WA#3の位相差τ#3を、本実施形態に反して以下のように算出することもできる。すなわち、基準振動波形WA#1の振幅が最大となるピーク時点と、他振動波形WA#3の振幅が最大となるピーク時点とのずれ量を位相差として算出してもよい。要するに、各々の振動波形の特徴が出現する時期を算出し、それらの時期のずれ量を位相差として算出してもよい。
(2) For example, the phase
しかしながら、燃焼の状態によって、振動波形の特徴となるポイントは変化する。例えば、短時間で急激に熱発生率が上昇するような燃焼状態の場合と、熱発生率がゆっくり上昇するような燃焼状態の場合とでは、振動波形の特徴が異なる。また、多段噴射の場合と単段噴射の場合とでは、振動波形の特徴が異なる。このように、燃焼状態によって振動波形の特徴は異なってくるので、上述の如く特徴出現時期のずれ量を位相差として算出しようとすると、燃焼開始時期の差分を高精度で表した位相差を取得することはできない。 However, the characteristic point of the vibration waveform varies depending on the state of combustion. For example, the characteristics of the vibration waveform are different between a combustion state in which the heat generation rate suddenly increases in a short time and a combustion state in which the heat generation rate increases slowly. In addition, the characteristics of the vibration waveform are different between multi-stage injection and single-stage injection. As described above, the characteristics of the vibration waveform differ depending on the combustion state. Therefore, when the amount of deviation of the feature appearance time is calculated as the phase difference as described above, a phase difference that accurately represents the difference in the combustion start time is obtained. I can't do it.
この点を鑑みた本実施形態では、位相差算出手段91cは、基準振動波形WA#1および他振動波形WA#2、WA#3、WA#4の類似性を相互相関関数φ(τ)で数値化することにより、位相差τ#2、τ#3、τ#4を算出する。これによれば、位相差τを変化させた場合に各々の振動波形が重なる度合いを、相互相関値として数値化し、その相互相関値が最大となる位相差τが算出される。そのため、各々の振動波形の特徴を数値化してその差分を位相差として算出する場合に比べて、燃焼開始時期の差分を高精度で表した位相差を取得できる。要するに、振動波形の各々について特徴を数値化して比較するのではなく、振動波形の形そのものについての重なり度合いを数値化して位相差を算出するので、高精度の位相差を取得できる。
In this embodiment in view of this point, the phase
(3)加速度センサ13の取り付け位置に応じて、燃焼振動がシリンダブロック10を伝播して加速度センサ13に到達するまでの経路や長さは異なってくるため、伝播時間td#1、td#2、td#3、td#4は気筒11毎に異なる。したがって、燃焼振動波形WBは、伝播時間tdだけ位相が遅れた状態で振動波形WAに含まれることとなるが、伝播時間tdは気筒毎に異なるため、相互相関関数φ(τ)から得られる位相差τは、着火遅れ時間の差を正確に表しているとは言えない。例えば、第1気筒11#1の伝播時間td#1と第3気筒11#3の伝播時間td#3とは異なる。そのため、相互相関関数φ(τ)から得られる位相差τ#3には、伝播時間td#1、td#3の差分も含まれている。
(3) The propagation
この点を鑑みた本実施形態では、制御手段(ステップS23)は、基準時期TPおよび位相差τに加え、気筒11の各々に対して予め設定された伝播時間tdにも基づいて、他気筒への燃料の噴射時期を制御する。そのため、例えば図7の場合において、位相差τ#3から伝播時間tdの差分(td#3−td#1)を差し引いて、第3気筒11#3(他気筒)の噴射時期を制御できる。よって、伝播時間tdが気筒間で異なることまでも考慮するので、燃焼開始時期の把握の精度を向上できる。
In the present embodiment in view of this point, the control means (step S23) moves to the other cylinders based on the propagation time td set in advance for each of the
(4)EGRガスが多いほど、燃料噴射弁12に通電を開始してから燃焼するまでの時間(燃焼遅れ時間)が長くなる。そのため、EGRガスが最も多くなる気筒(多還流気筒)では、EGRガスの増大に伴い燃焼遅れ時間が長くなる度合いが大きい。そのため、EGRガスが増大した場合には、燃焼遅れ時間が長くなったことを早く検知して噴射制御にフィードバックさせることが望ましい。
(4) The more EGR gas, the longer the time (combustion delay time) from the start of energization to the
この点を鑑みた本実施形態では、多還流気筒に筒内圧センサ14が取り付けられている。そのため、燃焼遅れ時間が長くなりやすい多還流気筒において、燃焼遅れ時間が長くなったことを早く検知して噴射制御にフィードバックさせることができる。よって、内燃機関Eの運転状態が急変してEGR量が急変した場合において、実際の燃焼時期を目標燃焼時期に合わせることを迅速に実現できる。
In this embodiment in view of this point, the in-
(5)EGRガスが多いほど燃焼による振動が小さいので、振動波形WAに現れる振幅が小さくなり、位相差τの精度悪化が懸念されるようになる。この点を鑑みた本実施形態では、内燃機関Eのうち多還流気筒に最も近い位置に加速度センサが取り付けられている。そのため、多還流気筒における燃焼振動が小さいことによる上記懸念を抑制できる。 (5) Since the vibration due to combustion is smaller as the EGR gas is larger, the amplitude appearing in the vibration waveform WA is smaller, and the accuracy of the phase difference τ may be deteriorated. In the present embodiment in view of this point, an acceleration sensor is attached to the internal combustion engine E at a position closest to the multi-return cylinder. For this reason, the above-mentioned concern due to the small combustion vibration in the multi-recirculation cylinder can be suppressed.
(他の実施形態)
以上、発明の好ましい実施形態について説明したが、発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、以下に例示するように種々変形して実施することが可能である。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as illustrated below. Not only combinations of parts that clearly show that combinations are possible in each embodiment, but also combinations of embodiments even if they are not explicitly stated, unless there is a problem with the combination. Is also possible.
図8に示す実施形態では、相互相関関数φ(τ)を用いて位相差τを算出している。これに対し、基準振動波形WA#1の所定期間における振幅が最大となるピーク時点と、他振動波形WA#3の所定期間における振幅が最大となるピーク時点とのずれ量を、位相差として算出してもよい。
In the embodiment shown in FIG. 8, the phase difference τ is calculated using the cross-correlation function φ (τ). On the other hand, the amount of deviation between the peak point at which the amplitude of the reference vibration
図8のステップS16では、全熱量の50%となる角度に相当する燃焼時期MFB50を、燃焼開始時期として算出している。これに対し、全熱量の10%となる角度と90%となる角度の中間角度に相当する時期を燃焼開始時期として算出してもよい。或いは、筒内圧波形WPの各時点における微分値を演算し、その微分値が所定値を超えて大きくなった時点を、燃焼開始時期(基準時期TP)として算出してもよい。 In step S16 of FIG. 8, the combustion timing MFB50 corresponding to an angle that is 50% of the total heat quantity is calculated as the combustion start timing. On the other hand, a time corresponding to an intermediate angle between the angle that becomes 10% of the total heat quantity and the angle that becomes 90% may be calculated as the combustion start time. Alternatively, the differential value at each time point of the in-cylinder pressure waveform WP may be calculated, and the time point when the differential value becomes larger than a predetermined value may be calculated as the combustion start time (reference time TP).
図1に示す実施形態では、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁12に対する制御に本発明の制御装置を適用させている。これに対し、点火着火式のガソリンエンジンであって、燃焼室に燃料を直接噴射する直噴式エンジンの燃料噴射制御に、本発明の制御装置を適用させてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the control device of the present invention is applied to the control of the
基準時期および位相差に基づき把握した他気筒の燃焼開始時期に基づき、異常有無を判定してもよい。例えば、把握した他気筒の燃焼開始時期に基づき燃焼開始遅れ時間を算出し、算出した燃焼開始遅れ時間が所定時間以上であれば、異常発生と判定する。異常の原因としては、不適正な燃料を使用していることや、燃料噴射弁12および燃料ポンプ等が故障していること等が挙げられる。
The presence or absence of abnormality may be determined based on the combustion start timing of the other cylinders ascertained based on the reference timing and the phase difference. For example, the combustion start delay time is calculated based on the grasped combustion start timing of the other cylinder, and if the calculated combustion start delay time is equal to or longer than a predetermined time, it is determined that an abnormality has occurred. Causes of the abnormality include use of inappropriate fuel, failure of the
図1に示す実施形態では、シリンダブロック10に加速度センサ13が取り付けられているが、シリンダヘッド(図示せず)に取り付けられていてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
ECU90(制御装置)が提供する手段および/または機能は、実体的な記憶媒体に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置がハードウェアである回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。 Means and / or functions provided by the ECU 90 (control device) can be provided by software recorded in a substantial storage medium and a computer that executes the software, only software, only hardware, or a combination thereof. For example, if the controller is provided by a circuit that is hardware, it can be provided by a digital circuit including a number of logic circuits, or an analog circuit.
11#1…第1気筒(基準気筒)、11#2…第2気筒(他気筒)、11#3…第3気筒(他気筒)、11#4…第4気筒(他気筒)、13…加速度センサ、14…筒内圧センサ、E…内燃機関、S16…基準時期算出手段、S18、S20…振動波形取得手段、S21…位相差算出手段、S23…制御手段、TP…基準時期、WA#1…基準振動波形、WP…筒内圧波形、τ#2、τ#3、τ#4…位相差。
11 # 1 ... 1st cylinder (reference cylinder), 11 # 2 ... 2nd cylinder (other cylinder), 11 # 3 ... 3rd cylinder (other cylinder), 11 # 4 ... 4th cylinder (other cylinder), 13 ... Acceleration sensor, 14 ... In-cylinder pressure sensor, E ... Internal combustion engine, S16 ... Reference time calculation means, S18, S20 ... Vibration waveform acquisition means, S21 ... Phase difference calculation means, S23 ... Control means, TP ... Reference time,
Claims (5)
取得した前記筒内圧波形に基づき、前記基準気筒での燃焼開始時期である基準時期(TP)を算出する基準時期算出手段(S16)と、
前記内燃機関に取り付けられた加速度センサ(13)から、燃焼に伴い生じる前記内燃機関の振動の時間変化を表した振動波形(WA)を取得する振動波形取得手段(S18、S20)と、
前記振動波形のうち前記基準気筒での燃焼期間に対応した波形を基準振動波形(WA#1)と呼び、前記基準気筒以外の他気筒(11#2、11#3、11#4)での燃焼期間に対応した波形を他振動波形(WA#2、WA#3、WA#4)と呼ぶ場合において、前記基準振動波形と前記他振動波形との位相差(τ#2、τ#3、τ#4)を算出する位相差算出手段(S21)と、
前記基準気筒への燃料の噴射時期については前記基準時期に基づき制御し、前記他気筒への燃料の噴射時期については前記基準時期および前記位相差に基づき制御する制御手段(S23)と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。 From an in-cylinder pressure sensor (14) attached to a reference cylinder (11 # 1) among a plurality of cylinders (11 # 1, 11 # 2, 11 # 3, 11 # 4) of the internal combustion engine (E), In-cylinder pressure waveform acquisition means (S12) for acquiring an in-cylinder pressure waveform (WP) representing a time variation of the in-cylinder pressure of the reference cylinder;
A reference timing calculation means (S16) for calculating a reference timing (TP) that is a combustion start timing in the reference cylinder based on the acquired in-cylinder pressure waveform;
Vibration waveform acquisition means (S18, S20) for acquiring, from an acceleration sensor (13) attached to the internal combustion engine, a vibration waveform (WA) representing a temporal change in vibration of the internal combustion engine caused by combustion;
Of the vibration waveforms, a waveform corresponding to the combustion period in the reference cylinder is referred to as a reference vibration waveform (WA # 1), and the other cylinders other than the reference cylinder (11 # 2, 11 # 3, 11 # 4) When the waveform corresponding to the combustion period is referred to as other vibration waveform (WA # 2, WA # 3, WA # 4), the phase difference between the reference vibration waveform and the other vibration waveform (τ # 2, τ # 3, phase difference calculating means (S21) for calculating τ # 4);
Control means (S23) for controlling the injection timing of fuel to the reference cylinder based on the reference timing, and controlling the injection timing of fuel to the other cylinder based on the reference timing and the phase difference;
A fuel injection control device comprising:
前記制御手段は、前記基準時期および前記位相差に加え、前記気筒の各々に対して予め設定された前記伝播時間にも基づいて、前記他気筒への燃料の噴射時期を制御す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。 Propagating the time from the start of energization to the fuel injection valves (12 # 1, 12 # 2, 12 # 3, 12 # 4) provided in the cylinder until the vibration is propagated to the acceleration sensor In the case of calling time (td # 1, td # 2, td # 3, td # 4),
The control means controls fuel injection timing to the other cylinders based on the propagation time set in advance for each of the cylinders in addition to the reference timing and the phase difference. The fuel injection control device according to claim 1 or 2.
複数の前記気筒のうち、分配される前記吸気に含まれる前記還流ガスが最も多くなる気筒を多還流気筒と呼ぶ場合において、前記筒内圧センサは、前記多還流気筒に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の燃料噴射制御装置。 The internal combustion engine includes a recirculation pipe (40) that recirculates a part of the exhaust gas as recirculation gas to the intake air, an intake distribution pipe (21) that distributes the intake air mixed with the recirculation gas and fresh air to the plurality of cylinders, With
Of the plurality of cylinders, when a cylinder having the largest amount of the recirculation gas contained in the distributed intake air is referred to as a multi recirculation cylinder, the in-cylinder pressure sensor is attached to the multi recirculation cylinder. The fuel injection control device according to any one of claims 1 to 3.
複数の前記気筒のうち、分配される前記吸気に含まれる前記還流ガスが最も多くなる気筒を多還流気筒と呼ぶ場合において、前記加速度センサは、前記内燃機関のうち前記多還流気筒に最も近い位置に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の燃料噴射制御装置。 The internal combustion engine includes a recirculation pipe (40) that recirculates a part of the exhaust gas as recirculation gas to the intake air, an intake distribution pipe (21) that distributes the intake air mixed with the recirculation gas and fresh air to the plurality of cylinders, With
In the case where the cylinder in which the recirculation gas contained in the distributed intake air is the largest among the plurality of cylinders is called a multi-recirculation cylinder, the acceleration sensor is located closest to the multi-recirculation cylinder in the internal combustion engine. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel injection control device is attached to the fuel injection control device.
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