JP4026103B2 - 内燃機関の燃料噴射量検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関(エンジン)の筒内圧力を検出し、その検出圧力から燃料噴射量を検出する内燃機関の燃料噴射量検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの燃料噴射量は、エンジン出力、燃費及びエミッションに直接影響を与える制御パラメータである。一般に、燃料噴射量は、燃料噴射装置の固体差や経時変化等によって変化し、特に、燃料を高圧噴射するディーゼルエンジンでは、燃料噴射装置の固体差や経時変化等の影響を受けやすく、燃料噴射量が変化しやすい傾向がある。更に、同一サイクル内に複数回の燃料噴射を行う場合には、燃料噴射量の変化が、エンジン出力、燃費及びエミッションに与える影響が大きい。従って、エンジン出力、燃費及びエミッションを向上するには、燃料噴射量を精密に制御する必要がある。
【0003】
そこで、ディーゼルエンジンでは、特開平10−184420号公報に示すように、燃料が燃焼すると、燃料噴射量に応じた燃焼圧力が発生する特性に着目し、筒内圧力センサにより筒内圧力を検出し、この検出値から燃焼による圧力上昇量を検出することで、実際の燃料噴射量を検出し、この燃料噴射量を目標燃料噴射量と一致させるように噴射パラメータを調整する技術が検討されている。
【0004】
しかし、ディーゼルエンジンは、圧縮比が大きく、筒内に多量の空気を吸入するため、筒内空気の圧縮圧力(以下「基準圧力」という)が燃焼による圧力上昇量に比べて相対的に大きくなる。このため、筒内圧力の検出値から基準圧力を除去しないと、燃焼による圧力上昇量を精度良く検出することができない。
【0005】
そこで、上記公報のものは、エンジン出力発生のためのメイン噴射に先立ちパイロット噴射を行う燃料噴射システムにおいて、エンジン運転中にパイロット噴射を中止してその時の筒内圧力を基準圧力として検出し、パイロット噴射を行った時に検出した筒内圧力から基準圧力を減算して、パイロット噴射燃料の燃焼による圧力上昇量を求め、この圧力上昇量からパイロット噴射の燃料噴射量を算出するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基準圧力は一定ではなくエンジン運転条件等により変化し、特に過給機付きのエンジンではその変化が大きくなる傾向がある。従って、燃焼による圧力上昇量を正確に求めるには、検出した筒内圧力からその時のエンジン運転条件に応じた基準圧力を減算する必要がある。
【0007】
しかし、上記公報の技術では、エンジン運転中に基準圧力を検出する際に、パイロット噴射を中止しなければならないため、エンジン運転条件に応じた基準圧力を検出するには、エンジン運転条件が変化する毎にパイロット噴射を中止しなければならず、その影響でエンジン出力が不安定になってドライバビリティが悪化するという欠点がある。
【0008】
予め、設計段階でエンジン運転条件毎に各クランク角での基準圧力を計算により求めてマップ等でメモリに記憶しておけば、パイロット噴射を中止することなく、その時のエンジン運転条件に応じた基準圧力をメモリから得ることができるが、刻々と変化する全てのエンジン運転条件に対して、その全ての基準圧力を予め計算で求めて記憶しておくことは事実上困難である。しかも、エンジン運転条件毎の基準圧力に関する膨大なデータを記憶しておく必要があり、大容量のメモリが必要になってコストアップする欠点もある。
【0009】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、エンジン運転条件毎の基準圧力を予め計算してマップ等で記憶しておかなくても、エンジン運転中に、ドライバビリティの悪化を招くことなく、エンジン運転条件に応じた基準圧力を簡単に求めることができ、この基準圧力を用いて筒内圧力の検出値から燃料噴射量を精度良く検出することができる内燃機関の燃料噴射量検出装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1の内燃機関の燃料噴射量検出装置は、筒内圧力検出手段で過去に検出された非燃焼時の筒内圧力(以下「モータリング圧力」という)に基づいて、燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力(以下「基準圧力」という)を基準圧力算出手段で算出し、筒内圧力検出手段で検出した現在の筒内圧力(以下「検出圧力」という)と基準圧力とに基づいて噴射量算出手段によって燃料噴射量を算出することを第1の特徴とし、更に、前記検出圧力と前記モータリング圧力との圧力比から求めた係数を前記モータリング圧力に乗算して前記基準圧力を算出することを第2の特徴とするものである。
【0011】
この場合、モータリング圧力は、あるエンジン運転条件における非燃焼時の筒内圧力、つまり燃焼による圧力上昇を除いた筒内空気の圧縮圧力である。従って、モータリング圧力は、それを検出した時のエンジン運転条件における基準圧力に相当することから、モータリング圧力検出時のエンジン運転条件と現在のエンジン運転条件との関係から、モータリング圧力をベースデータとして現在のエンジン運転条件における基準圧力を算出することができる。このため、本発明では、エンジン運転条件毎の基準圧力を予め計算してマップ等で記憶しておかなくても、エンジン運転中にその時のエンジン運転条件に応じた基準圧力を簡単に算出することができ、この基準圧力と検出圧力との比較から燃料噴射量を精度良く算出することができる。しかも、エンジン運転条件毎の基準圧力を求める際に、燃料噴射を中止する必要がないため、ドライバビリティの悪化を回避できる。更に、エンジン運転条件毎の基準圧力に関する膨大なデータを記憶しておく必要がないため、大容量のメモリを必要とせず、その分、低コスト化できる。その上、基準圧力を算出する際のベースデータとなるモータリング圧力は、エンジン運転中に筒内圧力検出手段で検出するので、個々のエンジンの個体差によるモータリング圧力特性の違いにも対処できる。
【0012】
ここで、車両減速時や高回転時等に実施される燃料噴射カットは、筒内が非燃焼状態となるため、請求項19のように、筒内圧力検出手段によって燃料噴射カット時の筒内圧力をモータリング圧力として検出するようにすると良い。このようにすれば、エンジン運転中にモータリング圧力の検出のための非燃焼状態をわざわざ作り出す必要がなく、ドライバビリティを損なわずに、車両減速時等の燃料噴射カットを利用してモータリング圧力を検出することができる。
【0013】
また、請求項1のように、検出圧力とモータリング圧力との圧力比から求めた係数をモータリング圧力に乗算して基準圧力を算出するようにすると良い。つまり、モータリング圧力は、モータリング圧力検出時のエンジン運転条件における検出圧力(=モータリング圧力検出時の基準圧力)であることから、現在のエンジン運転条件における検出圧力とモータリング圧力(モータリング圧力検出時の検出圧力)との圧力比は、現在のエンジン運転条件における基準圧力とモータリング圧力検出時の基準圧力との圧力比を推定する有力なパラメータとなる。従って、この圧力比から求めた係数をモータリング圧力(=モータリング圧力検出時の基準圧力)に乗算すれば、現在のエンジン運転条件における基準圧力を簡単に算出することができる。
【0014】
この場合、請求項2のように、検出圧力とモータリング圧力との圧力比を燃料着火前の少なくとも一点のクランク角において算出するようにすると良い。図2に示すように、燃料着火前であれば、燃焼による筒内圧力の上昇が生じないため、検出圧力と基準圧力とがほぼ一致する。従って、燃料着火前に圧力比を算出すれば、燃焼による圧力上昇の影響を全く受けない圧力比を算出することができ、燃料着火後のクランク角でも基準圧力を精度良く算出することができる。
【0015】
ところで、筒内圧力検出手段として用いられる筒内圧力センサは、温度等の使用条件によって出力特性にオフセット誤差が生じることがあり、これが燃料噴射量の検出精度を低下させる原因となる。
【0016】
この対策として、請求項3,4のように、筒内圧力検出手段により複数のクランク角で検出した複数の検出圧力に基づいて筒内圧力検出手段の出力特性のオフセット誤差を算出し、このオフセット誤差の分だけ筒内圧力検出手段の出力特性を補正するようにしても良い。このようにすれば、たとえ、筒内圧力検出手段の出力特性にオフセット誤差が生じたとしても、筒内圧力検出手段の出力からオフセット誤差を排除した補正値を用いて燃料噴射量を精度良く算出することができる。
【0017】
また、請求項5,6のように、燃料噴射カット毎に所定条件下で筒内圧力検出手段によりモータリング圧力を検出して該モータリング圧力の記憶値を更新するようにすると良い。このようにすれば、内燃機関の特性や筒内圧力検出手段の出力特性が経時変化したとしても、その経時変化に応じて更新した最新のモータリング圧力に基づいて基準圧力を精度良く算出することができ、経時変化による燃料噴射量の検出精度の低下を防ぐことができる。
【0018】
また、筒内圧力検出手段の出力特性は、使用条件、経時変化等により圧力変化に対するゲイン(出力感度)が変化することがある。この対策として、請求項7,8のように、筒内圧力検出手段により少なくとも一点のクランク角で検出したモータリング圧力をその標準値と比較することで筒内圧力検出手段の出力特性のゲイン誤差を求め、このゲイン誤差の分だけ筒内圧力検出手段の出力特性を補正するようにしても良い。このようにすれば、筒内圧力検出手段の出力特性にゲイン誤差が生じたとしても、筒内圧力検出手段の出力からゲイン誤差を排除した補正値を用いて燃料噴射量を精度良く算出することができる。
【0019】
ところで、燃料噴射量の算出方法は、例えば、燃料着火後の検出圧力と基準圧力との比に基づいて燃料噴射量を算出するようにしても良いが、請求項9のように、燃料の着火時期から所定時間経過後における検出圧力と基準圧力との差圧に基づいて燃料噴射量を算出するようにしても良い。燃料着火後における検出圧力と基準圧力との差圧は、燃焼による圧力上昇分に相当するため、この差圧から燃料噴射量を精度良く算出することができる。しかも、着火時期から所定時間経過後に差圧を求めるので、エンジン回転数によらず、着火時期から差圧を検出するまでの燃焼時間を常に一定にすることができ、エンジン回転数の影響を受けない高精度な燃料噴射量の検出が可能となる。
【0020】
更に、請求項10のように、燃料の着火時期から所定時間経過後までの検出圧力と基準圧力との差圧を所定周期で積算し、その積算値に基づいて燃料噴射量を算出するようにしても良い。このようにすれば、筒内圧力検出手段の出力にノイズ等が重畳して差圧データが一時的にばらついたとしても、その影響を小さく抑えて燃料噴射量を精度良く算出することができる。
【0021】
或は、請求項11のように、所定のクランク角における検出圧力と基準圧力との差圧に基づいて燃料噴射量を算出するようにしても良い。このようにすれば、差圧を求めるタイミング(クランク角)を算出する必要がなくなるため、燃料噴射量算出プログラムを簡略化して計算量(CPU負荷)を少なくすることができる。
【0022】
更に、請求項12のように、燃料の着火時期から所定のクランク角までの検出圧力と基準圧力との差圧を所定周期で積算し、その積算値に基づいて燃料噴射量を算出するようにしても良い。この場合も、ノイズ等による差圧データのばらつきの影響を小さく抑えて燃料噴射量を精度良く算出することができる。
【0023】
また、請求項13のように、燃料の着火時期から所定時間経過後における検出圧力と基準圧力との差圧の上昇率に基づいて燃料噴射量を算出するようにしても良い。筒内圧力検出手段の出力特性にオフセット誤差が生じると、差圧データにもオフセット誤差が含まれるが、差圧の上昇率を求めると、オフセット誤差をほぼキャンセルすることができる。従って、差圧の上昇率から燃料噴射量を算出すれば、オフセット誤差の影響を小さく抑えて燃料噴射量を精度良く算出することができる。
【0024】
ところで、1サイクル内にエンジン出力発生のためのメイン噴射とそれに先立つパイロット噴射とを行う燃料噴射システムでは、パイロット噴射の燃料噴射量を算出する際に、メイン噴射燃料の着火後の差圧を用いたのでは、メイン噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けてしまう。
【0025】
従って、パイロット噴射の燃料噴射量を算出する場合には、請求項14,15のように、メイン噴射燃料の着火時期又はそれ以前における検出圧力と基準圧力との差圧に基づいてパイロット噴射の燃料噴射量を算出するようにすると良い。このようにすれば、メイン噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けない差圧(パイロット噴射時の燃料燃焼のみによる圧力上昇量)を用いてパイロット噴射の燃料噴射量を精度良く算出することができる。
【0026】
また、請求項16,17のように、1サイクル内に複数回の燃料噴射を行う場合は、N回目(Nは2以上の整数)の噴射燃料の着火時期又はそれ以前における検出圧力と基準圧力との差圧に基づいて、(N−1)回目以前の噴射の燃料噴射量を算出するようにすると良い。このようにすれば、N回目の噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けない差圧に基づいて、(N−1)回目以前の噴射の燃料噴射量を精度良く算出することができる。
【0027】
また、請求項18のように、燃料噴射量の算出時に用いる検出圧力と基準圧力との差圧を、着火前の検出圧力で徐算して無次元化し、その値に基づいて燃料噴射量を算出しても良い。筒内圧力検出手段の出力特性にゲイン誤差が含まれていると、検出圧力と基準圧力との差圧及び検出圧力には、それぞれ同じゲイン誤差が含まれるので、差圧を着火前の検出圧力で徐算すれば、ゲイン誤差をほぼキャンセルすることができて、この値から燃料噴射量を精度良く算出することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
[実施形態(1)]
以下、本発明を4気筒のディーゼルエンジンに適用した実施形態(1)を図1乃至図6に基づいて説明する。
【0029】
まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の構成を説明する。内燃機関であるディーゼルエンジン11の各気筒には、電磁弁式の燃料噴射弁12が取り付けられ、各燃料噴射弁12には、高圧ポンプ(図示せず)から高圧に畜圧された燃料がコモンレール13を通して分配される。このコモンレール13には、燃料噴射弁12に分配する燃料の圧力(コモンレール燃圧)を検出する燃圧センサ14が取り付けられている。また、ディーゼルエンジン11の1つの代表気筒には、筒内圧力を検出する筒内圧力センサ15(筒内圧力検出手段)が取り付けられている。
【0030】
更に、エンジン11のクランク軸20の近傍には、所定クランク角毎にパルス信号を出力するクランク角センサ16が設置され、カム軸(図示せず)の近傍には、気筒判別センサ17が設置されている。また、アクセルペダル(図示せず)には、アクセルセンサ等の負荷センサ18が設けられている。
【0031】
前述した各種センサの出力信号は、エンジン電子制御回路(以下「ECU」と表記する)19に入力される。このECU19は、マイクロコンピュータを主体として構成され、各種センサで検出したエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量や燃料噴射時期を演算し、その演算結果に基づいて燃料噴射弁12を制御する。
【0032】
更に、ECU19は、燃料噴射カット時に所定条件下で筒内圧力センサ15によって検出した非燃焼時の筒内圧力(モータリング圧力)Pmに基づいて、燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力(基準圧力)Pbを算出する基準圧力算出手段として機能すると共に、筒内圧力センサ15で検出した筒内圧力(検出圧力)Pkと基準圧力Pbとの差圧(燃焼による圧力上昇量)に基づいて燃料噴射量を算出する噴射量算出手段として機能する。そして、ECU19は、検出した燃料噴射量を目標燃料噴射量に一致させるように燃料噴射弁12の燃料噴射量をフィードバック制御する。
【0033】
ここで、ECU19による燃料噴射量の検出方法について説明する。
図2に示すモータリング圧力Pm(θ)の波形は、燃料噴射カット中に所定の運転条件が成立した時(例えばエンジン回転数が所定回転数Nとなった時)に、筒内圧力センサ15の出力を1サイクル分だけ読み込んで、ECU19内のバックアップRAM等の不揮発性メモリ(図示せず)に記憶したものである。このモータリング圧力Pm(θ)の波形は、所定走行時間T1(例えば100時間)経過毎に、燃料噴射カット中に所定の運転条件が成立した時に新たに検出し、記憶値を更新する。
【0034】
また、検出圧力Pk(θ)は、所定のサンプリング間隔Δθ(例えば1℃A)毎に筒内圧力センサ15によって検出する。
一方、基準圧力Pb(θ)は、モータリング圧力Pm(θ)と検出圧力Pk(θ)とから次のようにして算出する。
【0035】
燃料着火前における検出圧力Pk(θ)は、燃焼による圧力上昇を含まないため、基準圧力Pb(θ)とほぼ一致する。従って、着火前の圧縮行程に設定された算出クランク角θ0 における検出圧力Pk(θ0 )とモータリング圧力Pm(θ0 )との圧力比Hを次式により算出すれば、燃焼による圧力上昇の影響を全く受けない圧力比Hを算出することができる。
H=Pk(θ0 )/Pm(θ0 )
【0036】
ここで、算出クランク角θ0 は、圧力比Hの算出精度を高めるために、できるだけ着火直前であることが好ましく、例えばBTDC10℃A(圧縮上死点前10℃A)に設定すると良い。また、着火前の一点のクランク角θ0 のみで圧力比Hを算出しても良いが、着火前の複数点のクランク角で圧力比Hを算出し、複数の圧力比Hの平均値を用いるようにしても良い。
【0037】
この算出クランク角θ0 以降の各クランク角θ毎に、モータリング圧力Pm(θ)に圧力比Hを掛け合わせることで、各クランク角θにおける基準圧力Pb(θ)を算出する。
Pb(θ)=H×Pm(θ)
これにより、基準圧力Pbを簡単に算出することができる。
【0038】
図3に示すように、燃料の着火時期θf から所定時間t0 経過後の噴射量検出時期θQ において、検出圧力Pk(θQ )と算出した基準圧力Pb(θQ )との差圧ΔP(θQ )を次式により算出する。
ΔP(θQ )=Pk(θQ )−Pb(θQ )
【0039】
尚、燃料の着火時期θf の検出方法は、例えば、検出圧力Pk(θ)と基準圧力Pb(θ)との差圧ΔP(θ)が着火判定値F(例えば100kPa)よりも大きくなったクランク角θf を着火時期とすれば良い。これ以外の方法として、例えば、燃焼光センサ、ノックセンサ、イオン電流センサ等を用いて、着火時期を検出するようにしても良い。
【0040】
この差圧ΔP(θQ )は、燃焼による圧力上昇分に相当する。また、着火時期θf から所定時間t0 経過後の噴射量検出時期θQ に差圧ΔP(θQ )を算出するので、エンジン回転数によらず、着火時期θf から差圧ΔP(θQ )を検出するまでの燃焼時間を常に一定にすることができる。これにより、図4の実験結果に示すように、噴射量検出時期θQ における差圧ΔP(θQ )と燃料噴射量Qとの関係を、直線(比例式)で近似することができ、燃料噴射量Qを次式により簡単に算出することができる。
Q=α×ΔP(θQ )
上式において、αは比例定数(直線の傾き)である。尚、燃料噴射量Qの検出精度を更に高めるために、差圧ΔP(θQ )と燃料噴射量Qとの関係を2次関数以上の高次関数(曲線)で近似するようにしても良い。
【0041】
以上説明したECU19による燃料噴射量の検出は、図5に示す燃料噴射量検出プログラムにより実行される。本プログラムは、所定時間毎又は所定クランク角毎に実行され、筒内圧力センサ15が設けられた代表気筒の燃料噴射量が検出される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ101で、前回モータリング圧力Pm(θ)の波形を更新してからの積算走行時間が、所定時間T1(例えば100時間)を越えたか否かを判定する。もし、積算走行時間が所定時間T1に達していなければ、モータリング圧力Pm(θ)の波形を更新せず、そのままステップ105に進む。
【0042】
一方、積算走行時間が所定時間T1を越えていれば、ステップ102に進み、燃料噴射カット中に所定の運転条件が成立した時(例えばエンジン回転数が所定回転数Nとなった時)に、1サイクル分だけ筒内圧力センサ15の出力をモータリング圧力Pm(θ)として読み込み、ECU19の不揮発性メモリに記憶されたモータリング圧力Pm(θ)の記憶データを更新する。この後、ステップ103で、更新したモータリング圧力Pm(θ)のピーク圧Pmax が所定値Psよりも高いか否かを判定する。もし、ピーク圧Pmax が所定値Ps以下であれば、筒内圧力が異常低下していると判断して、ステップ104に進み、警告ランプ(図示せず)の点灯等により異常表示を行って筒内圧力の異常低下を運転者に知らせて本プログラムを終了する。
【0043】
これに対して、ステップ103で、ピーク圧Pmax が所定値Psよりも高いと判定された場合は、筒内圧力が正常であると判断して、ステップ105に進む。このステップ105では、ECU19の不揮発性メモリに記憶されたモータリング圧力Pm(θ)の波形を読み出し、次のステップ106で、現在のクランク角θを算出クランク角θ0 (例えばBTDC10℃A)と比較して、算出クランク角θ0 に達するまで、ステップ106で待機する。その後、算出クランク角θ0 に達した時点で、ステップ107に進み、算出クランク角θ0 における検出圧力Pk(θ0 )とモータリング圧力Pm(θ0 )との圧力比Hを次式により算出する。
H=Pk(θ0 )/Pm(θ0 )
【0044】
次のステップ108で、算出クランク角θ0 以降の各クランク角θ毎に、モータリング圧力Pm(θ)に圧力比Hを乗算して各クランク角θの基準圧力Pb
(θ)を次式により算出する。
Pb(θ)=H×Pm(θ)
この基準圧力Pb(θ)のデータは、本プログラムが終了するまでECU19のRAM等のメモリに一時的に記憶しておく。
【0045】
この後、ステップ109に進み、噴射量検出時期θQ を算出する。算出方法は、例えば、着火時期θf から所定時間t0 経過後に相当するクランク角θQ を算出する。
【0046】
この後、ステップ110に進み、現在のクランク角θを噴射量検出時期θQ と比較し、噴射量検出時期θQ に達するまでステップ110で待機する。その後、噴射量検出時期θQ に達した時点で、ステップ111に進み、噴射量検出時期θQ における差圧ΔP(θQ )を次式により算出する。
ΔP(θQ )=Pk(θQ )−Pb(θQ )
【0047】
次のステップ112で、予め求めた比例定数αをメモリから読み出し、燃料噴射量Qを次式により算出して、本プログラムを終了する。
Q=α×ΔP(θQ )
尚、比例定数αは、エンジン運転条件に応じて補正するようにしても良い。
【0048】
ところで、図6に破線で示すように、例えばエンジン低負荷時に対応した基準圧力を予め計算して記憶しておき、この基準圧力を全てのエンジン運転条件に適用すると、エンジン高負荷時では、基準圧力が実際の基準圧力と大きく異なってしまい、燃料噴射量を誤検出する可能性がある。この対策として、予めエンジン運転条件毎に基準圧力を計算してマップ等で記憶しておき、エンジン運転条件に応じた基準圧力をマップ等から求めるようにすれば、燃料噴射量の検出精度を向上できるが、刻々と変化する全てのエンジン運転条件に対して、その全ての基準圧力を予め計算で求めて記憶しておくことは事実上困難である。しかも、エンジン運転条件毎の基準圧力に関する膨大なデータを記憶しておく必要があり、大容量のメモリが必要になってコストアップする欠点もある。
【0049】
これに対し、本実施形態(1)では、図2に示すように、燃料着火前の算出クランク角θ0 における検出圧力Pk(θ0 )と、その時のエンジン運転条件の算出クランク角θ0 における基準圧力Pb(θ0 )とがほぼ一致する点に着目し、燃料着火前の算出クランク角θ0 における検出圧力Pk(θ0 )とモータリング圧力Pm(θ0 )との圧力比Hを算出することで、現在のエンジン運転条件における基準圧力Pbとモータリング圧力Pmとの圧力比Hを求め、算出クランク角θ0 以降の各クランク角θ毎に、モータリング圧力Pm(θ)に圧力比Hを掛け合わせることで、各クランク角θにおける基準圧力Pb(θ)を算出する。これにより、燃焼による圧力上昇の影響を全く受けない圧力比Hを用いて、燃料着火後のクランク角の基準圧力Pb(θ)を精度良く算出することができる。
【0050】
そして、着火時期θf から所定時間t0 経過後に、検出圧力Pk(θQ )と基準圧力Pb(θQ )との差圧ΔP(θQ )を求めるので、エンジン回転数によらず、着火時期θf から差圧ΔP(θQ )を検出するまでの燃焼時間を常に一定にすることができ、この差圧ΔP(θQ )から燃料噴射量Qを精度良く算出することができる。しかも、従来のように、基準圧力を検出する際に燃料噴射を中止する必要がないため、ドライバビリティの悪化を回避できる。更に、エンジン運転条件毎の基準圧力を予め計算してマップ等で記憶しておく必要がないため、大容量のメモリを必要とせず、その分、低コスト化できる。
【0051】
また、上記実施形態(1)では、車両減速時等に実施される燃料噴射カット時に筒内圧力センサ15でモータリング圧力Pmを検出するので、ドライバビリティを損なわずに、モータリング圧力Pmを検出することができると共に、個々のエンジンの個体差によるモータリング圧力特性の違いにも対処することができ、エンジンの個体差による燃料噴射量の検出精度のばらつきを少なくすることができる。しかも、モータリング圧力Pmを所定時間T1経過毎に更新するので、エンジン特性や筒内圧力センサ15の出力特性が経時変化したとしても、その経時変化に応じて更新したモータリング圧力Pmに基づいて基準圧力Pbを精度良く算出することができ、経時変化による燃料噴射量の検出精度の低下を防ぐことができる。
【0052】
[実施形態(2)]
次に、本発明の実施形態(2)を図7乃至図9に基づいて説明する。上記実施形態(1)では、着火時期θf から所定時間t0 経過後に検出圧力Pk(θQ )と基準圧力Pb(θQ )との差圧ΔP(θQ )を算出し、この差圧ΔP(θQ )から燃料噴射量Qを算出するようにしたが、本実施形態(2)では、図7に示すように、着火時期θf から所定時間t0 経過後の噴射量検出時期θQ までの期間中に、所定のサンプリング間隔Δθ毎に検出圧力Pk(θ)と基準圧力Pb(θ)との差圧ΔP(θ)を積算し、この差圧積算値ΣΔP(θ)から燃料噴射量Qを算出するようにしている。
【0053】
図8の実験結果に示すように、着火時期θf から噴射量検出時期θQ までの差圧積算値ΣΔP(θ)と燃料噴射量Qとの関係を直線(比例式)で近似することができ、燃料噴射量Qを次式により簡単に算出することができる。
Q=α×ΣΔP(θ)
上式において、αは比例定数(直線の傾き)である。尚、燃料噴射量Qの検出精度を更に高めるために、差圧積算値ΣΔP(θ)と燃料噴射量Qとの関係を2次関数以上の高次関数(曲線)で近似するようにしても良い。
【0054】
本実施形態(2)で実行する図9の燃料噴射量検出プログラムは、前記実施形態(1)で実施した図5のステップ110〜112の処理を、ステップ113〜117の処理に変更したものでり、これ以外のステップは図5と同じである。本プログラムでは、噴射量検出時期θQ 算出後(ステップ109)、クランク角θが着火時期θf に達した時点で、ステップ113からステップ114に進み、差圧ΔP(θ)を次式により算出する。
ΔP(θ)=Pk(θ)−Pb(θ)
【0055】
次のステップ115で、今回までの差圧積算値ΣΔP(θi )を、前回までの差圧積算値ΣΔP(θi-1 )に今回の差圧ΔP(θi )を加算して求める。
ΣΔP(θi )=ΣΔP(θi-1 )+ΔP(θi )
この後、ステップ116に進み、クランク角θを噴射量検出時期θQ と比較し、噴射量検出時期θQ に達していなければ、上記ステップ114に戻り、差圧ΔP(θ)の積算処理を繰り返す(ステップ114,115)。
【0056】
その後、クランク角θが噴射量検出時期θQ に達した時点で、ステップ116からステップ117に進み、予め求めた比例定数αをメモリから読み出し、この比例定数αに差圧積算値ΣΔP(θ)を乗算して燃料噴射量Qを求め、本プログラムを終了する。
Q=α×ΣΔP(θ)
尚、比例定数αは、エンジン運転条件に応じて補正するようにしても良い。
【0057】
以上説明した実施形態(2)の燃料噴射量検出処理では、着火時期θf から所定時間t0 経過後の噴射量検出時期θQ までの期間中に差圧ΔP(θ)を積算し、その差圧積算値ΣΔP(θ)から燃料噴射量Qを算出するので、筒内圧力センサ15の出力にノイズ等が重畳して差圧ΔP(θ)のデータが一時的にばらついていたとしても、その影響を小さく抑えて燃料噴射量Qを精度良く算出することができる。
【0058】
尚、着火時期θf 以前のクランク角における差圧ΔP(θ)がほぼ0と見なせる場合は、ステップ113の処理を省略して、噴射量検出時期θQ の算出後(ステップ109)、着火時期θf を待たずに、差圧ΔP(θ)の積算処理(ステップ114、115)を開始しても良い。
【0059】
[実施形態(3)]
前記実施形態(1)では、着火時期θf から所定時間t0 経過後のクランク角を噴射量検出時期θQ としたが、本発明の実施形態(3)では、図10に示すように、噴射量検出時期θQ を着火時期によらず予め決めておいた着火時期以後の所定のクランク角とし、この噴射量検出時期θQ における検出圧力Pk(θQ )と基準圧力Pb(θQ )との差圧ΔP(θQ )から燃料噴射量Qを算出するようにしている。
【0060】
このようにすれば、噴射量検出時期θQ を算出する必要がなくなるため、図5の燃料噴射量検出プログラムにおいて、ステップ109の処理を省略することができて、計算量を少なくすることができ、ECU19のCPU負荷を軽減することができる。
尚、本発明は、検出した着火時期θf のクランク角に所定のクランク角を加算して得られたクランク角を噴射量検出時期θQ としても良い。
【0061】
[実施形態(4)]
前記実施形態(2)では、着火時期θf から所定時間t0 経過後までの差圧ΔP(θ)を積算したが、本発明の実施形態(4)では、図11に示すように、噴射量検出時期θQ を着火時期によらず予め決めておいた着火時期以後の所定のクランク角とし、着火時期θf からこの噴射量検出時期θQ までの期間中に、所定のサンプリング間隔Δθ毎に差圧ΔP(θ)を積算し、その差圧積算値ΣΔP(θ)から燃料噴射量Qを算出するようにしている。
【0062】
このようにすれば、図9の燃料噴射量検出プログラムにおいて、ステップ109の処理を省略することができ、計算量を少なくすることができる。
尚、この場合も、検出した着火時期θf のクランク角に所定のクランク角を加算して得られたクランク角を噴射量検出時期θQ としても良い。
【0063】
[実施形態(5)]
次に、本発明の実施形態(5)を図12及び図13に基づいて説明する。
前記実施形態(1)では、噴射量検出時期θQ における検出圧力Pk(θQ )と基準圧力Pb(θQ )との差圧ΔP(θQ )から燃料噴射量を算出したが、本実施形態(5)では、図12に示すように、噴射量検出時期θQ において、検出圧力Pk(θQ )と基準圧力Pb(θQ )との差圧ΔP(θQ )の上昇率dΔP(θQ )/dtを算出し、この差圧上昇率dΔP(θQ )/dtから燃料噴射量Qを算出するようにしている。
【0064】
図13の実験結果に示すように、着火時期θf から所定時間t0 経過後の噴射量検出時期θQ における差圧上昇率dΔP(θQ )/dtと燃料噴射量Qとの関係を直線(比例式)で近似することができ、燃料噴射量Qを次式により簡単に算出することができる。
Q=α×dΔP(θQ )/dt
上式において、αは比例定数(直線の傾き)である。尚、燃料噴射量Qの検出精度を更に高めるために、差圧上昇率dΔP(θQ )/dtと燃料噴射量Qとの関係を2次関数以上の高次関数(曲線)で近似するようにしても良い。
【0065】
筒内圧力センサ15の出力特性にオフセット誤差が生じ、差圧ΔP(θQ )にオフセット誤差が含まれたとしても、差圧上昇率dΔP(θQ )/dtを求めると、オフセット誤差をほぼキャンセルすることができるため、本実施形態(5)のように、差圧上昇率dΔP(θQ )/dtから燃料噴射量を算出すれば、筒内圧力センサ15のオフセット誤差の影響を小さく抑えて燃料噴射量Qを精度良く算出することができる。
【0066】
[実施形態(6)]
ところで、1サイクル内にエンジン出力発生のためのメイン噴射とそれに先立つパイロット噴射とを行う燃料噴射システムでは、上記実施形態(1)乃至(5)のいずれかの方法を用いてパイロット噴射の燃料噴射量を算出する場合に、メイン噴射燃料の着火後に前述した噴射量検出時期θQ を設定したのでは、メイン噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けてしまい、パイロット噴射の燃料噴射量を精度良く算出することができない。
【0067】
この対策として、本発明の実施形態(6)では、上記実施形態(1)乃至(5)のいずれかの方法を用いてパイロット噴射の燃料噴射量Qp を算出する際に、図14に示すように、パイロット噴射量検出時期θQpをメイン噴射燃料の着火時期θfm又はそれ以前に設定し、メイン噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けない差圧ΔP(θQp)に基づいてパイロット噴射の燃料噴射量Qp を算出するようにしている。
【0068】
このようにすれば、メイン噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けずにパイロット噴射の燃料噴射量Qp を精度良く算出することができる。
尚、メイン噴射量検出時期θQmは、上記実施形態(1)乃至(5)のいずれかの方法で設定すれば良い。
【0069】
[実施形態(7)]
また、本発明の実施形態(7)では、1サイクル内に複数回(例えば3回)の燃料噴射を行うシステムにおいて、上記実施形態(1)乃至(5)のいずれかの方法を用いて燃料噴射量を算出する場合、図15に示すように、各噴射量検出時期θQ を設定する。
【0070】
具体的には、1回目の噴射量検出時期θQ1を2回目の噴射燃料の着火時期θf2又はそれ以前に設定し、2回目の噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けない差圧ΔP(θQ1)に基づいて1回目の噴射の燃料噴射量Q1 を算出する。
【0071】
同様に、2回目の噴射量検出時期θQ2を3回目の噴射燃料の着火時期θf3又はそれ以前に設定し、3回目の噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けない差圧ΔP(θQ2)に基づいて、1回目の噴射の一部と2回目の噴射とを合わせた燃料噴射量Q2 を算出する。尚、3回目の噴射量検出時期θQ3は、上記実施形態(1)〜(5)のいずれかの方法で設定すれば良い。
【0072】
一般に、1サイクル内に複数回の燃料噴射を行う場合は、N回目(Nは2以上の整数)の噴射燃料の着火時期又はそれ以前に、(N−1)回目の噴射量検出時期θQN-1を設定すれば良く、これにより、N回目の噴射燃料の燃焼による圧力上昇の影響を受けずに、(N−1)回目以前の噴射の燃料噴射量QN-1 を精度良く算出することができる。
【0073】
尚、排気管に排ガス中のNOx(窒素酸化物)を浄化するNOx触媒(図示せず)を設け、メイン噴射後の膨張行程でポスト噴射を行ってNOx触媒に燃料(HC)を還元剤として供給するシステムでは、本実施形態(7)を適用することで、ポスト噴射燃料の燃焼量を検出することができ、この燃焼量を少なくするように、ポスト噴射時期を制御することで、NOx浄化率を向上できる。
【0074】
[実施形態(8)]
次に、本発明の実施形態(8)を図16乃至図19に基づいて説明する。
筒内圧力センサ15は、温度等の使用条件によって出力特性にオフセット誤差が生じることがあり[図16(a)参照]、これが燃料噴射量の検出精度を低下させる原因となる。このオフセット誤差は次のようにして求めることができる。
【0075】
ここで、オフセット誤差をb、着火前のクランク角θ1 ,θ2 (但し、θ1 <θ2 <θ0 )における検出圧力をそれぞれPs(θ1 ),Ps(θ2 )、真の筒内圧力をそれぞれPt(θ1 ),Pt(θ2 )とすると、次式のように表すことができる。
Ps(θ1 )=Pt(θ1 )+b ……(1)
Ps(θ2 )=Pt(θ2 )+b ……(2)
【0076】
また、クランク角θ1 からθ2 までの筒内空気の状態変化を断熱変化と仮定すると、次式のように表すことができる。
ここで、V(θ)は筒内容積、γは比熱比、KはV(θ)とγから決まる定数である。
【0077】
上記(1)〜(3)式を解くと、オフセット誤差bは次式により算出することができる。
b=1/(K−1)×{K×Ps(θ1 )−Ps(θ2 )} ……(4)
このオフセット誤差bを筒内圧力センサ15の出力から減算すれば、筒内圧力センサ15の出力のオフセット誤差を補正することができる。
【0078】
また、筒内圧力センサ15の出力特性は、使用条件、経時変化等により圧力変化に対するゲイン(出力感度)が変化することがあり(図17参照)、これによっても燃料噴射量の検出精度が低下する。このゲイン誤差は、次のようにして求めることができる。
【0079】
ここで、ゲイン誤差をa、算出クランク角θ0 におけるモータリング圧力の標準値をPmt(θ0 )、モータリング圧力の検出値をPms(θ0 )とすると、次式のように表すことができる。尚、モータリング圧力の標準値Pmt(θ0 )は、算出クランク角θ0 における標準的なモータリング圧力であり、予め設計データに基づいて設定したり、或は、初期状態(劣化前)の筒内圧力センサ15で検出したモータリング圧力を用いるようにしても良い。
Pms(θ0 )=a×Pmt(θ0 )
【0080】
従って、ゲイン誤差aは次式により算出することができる。
a=Pms(θ0 )/Pmt(θ0 ) ……(5)
このゲイン誤差aで筒内圧力センサ15の出力を割り算することで、筒内圧力センサ15の出力をゲイン誤差を補正することができる。尚、モータリング圧力の検出値Pms(θ0 )は、エンジン回転数等のエンジン運転条件によって変化するため、標準値Pmt(θ0 )をエンジン運転条件毎に設定して、その時のエンジン運転条件に応じた標準値Pmt(θ0 )を選択するようにしても良い。
【0081】
本実施形態(8)では、ECU19は、図18及び図19に示す燃料噴射量検出プログラムを実行することで、上記(4),(5)式を用いて筒内圧力センサ15の出力特性のオフセット誤差及びゲイン誤差を補正するオフセット誤差補正手段及びゲイン誤差補正手段として機能すると共に、オフセット誤差及びゲイン誤差を補正した差圧を用いて燃料噴射量の算出を行う。
【0082】
図18及び図19の燃料噴射量検出プログラムは、所定時間毎又は所定クランク角毎に実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ301で、モータリング圧力Pm(θ)の波形を更新する。これにより、筒内圧力センサ15の出力特性の経時変化に対応してモータリング圧力Pm(θ)が更新される。尚、モータリング圧力Pm(θ)の更新は、前記実施形態(1)と同じく、燃料噴射カット中に所定の運転条件が成立した時に、1サイクル分だけ筒内圧力センサ15の出力を読み込み、ECU19の不揮発性メモリに記憶されたモータリング圧力Pm(θ)の記憶データを更新する。
【0083】
この後、ステップ302で、ECU19の不揮発性メモリに記憶されたモータリング圧力Pm(θ1 ),Pm(θ2 )を読み出し、モータリング圧力Pm(θ)のオフセット誤差bmを次式により算出する。
bm=1/(K−1)×{K×Pm(θ1 )−Pm(θ2 )}
【0084】
次のステップ303で、このオフセット誤差bmを用いてモータリング圧力Pm(θ)のオフセット誤差を次式により補正する。
Pm’(θ)=Pm(θ)−bm
このようにして求められたオフセット誤差補正後のモータリング圧力Pm’(θ)は、本プログラムが終了するまでECU19のRAM等のメモリに一時的に記憶しておく。
【0085】
この後、クランク角θがクランク角θ1 となった時に、検出圧力Pk(θ1 )を検出し、その後、クランク角θがクランク角θ2 となった時に、検出圧力Pk(θ2 )を検出し、検出圧力Pk(θ)のオフセット誤差bkを次式により算出する(ステップ304〜308)。
bk=1/(K−1)×{K×Pk(θ1 )−Pk(θ2 )}
【0086】
この後、クランク角θが算出クランク角θ0 となった時に、図19のステップ309からステップ310に進み、算出クランク角θ0 におけるオフセット誤差補正後のモータリング圧力Pm’(θ0 )と、算出クランク角θ0 におけるモータリング圧力の標準値Pmt(θ0 )とをECU19の不揮発性メモリから読み出し、ゲイン誤差aを次式により算出する。
a=Pm’(θ0 )/Pmt(θ0 )
【0087】
次のステップ311で、オフセット誤差bkを用いて検出圧力Pk(θ0 )のオフセット誤差を次式により補正する。
Pk’(θ0 )=Pk(θ0 )−bk
【0088】
この後、ステップ312で、オフセット誤差補正後の検出圧力Pk’(θ0 )とオフセット誤差補正後のモータリング圧力Pm’(θ0 )との圧力比H’を次式により算出する。
H’=Pk’(θ0 )/Pm’(θ0 )
この後、ステップ313に進み、噴射量検出時期θQ を算出する。算出方法は、前記実施形態(1)と同じく、着火時期θf から所定時間t0 経過後に相当するクランク角θQ を算出する。
【0089】
この後、クランク角θが噴射量検出時期θQ となった時に、ステップ314からステップ315に進み、オフセット誤差bkを用いて検出圧力Pk(θQ )のオフセット誤差を次式により補正する。
Pk’(θQ )=Pk(θQ )−bk
【0090】
次のステップ316で、オフセット誤差補正後の基準圧力Pb’(θQ )を次式により算出する。
Pb’(θQ )=H’×Pm’(θQ )
【0091】
次のステップ317で、ゲイン誤差aを用いて、オフセット誤差補正後の検出圧力Pk’(θQ )と基準圧力Pb’(θQ )との差圧ΔP’(θQ )のゲイン誤差を次式により補正する。
ΔP’(θQ )=1/a×{Pk’(θQ )−Pb’(θQ )}
このようにして算出された差圧ΔP’(θQ )は、オフセット誤差とゲイン誤差の両方が補正された値となる。
【0092】
この後、ステップ318で、補正後の差圧ΔP’(θQ )に比例定数αを乗算して燃料噴射量Qを求め、本プログラムを終了する。
Q=α×ΔP’(θQ )
【0093】
以上説明した実施形態(8)では、使用条件や経時変化によって筒内圧力センサ15の出力にオフセット誤差やゲイン誤差が発生しても、そのオフセット誤差やゲイン誤差を求めて、検出圧力、モータリング圧力及び差圧を補正するので、筒内圧力センサ15の出力のオフセット誤差やゲイン誤差を取り除いたデータを用いて燃料噴射量を算出することができ、より高精度な燃料噴射量検出が可能である。
【0094】
尚、上記実施形態(8)では、一点のクランク角θ0 におけるモータリング圧力の標準値Pmt(θ0 )を記憶しておき、一点のクランク角θ0 でゲイン誤差aを求めたが、モータリング圧力の標準値Pmt(θ)の波形を記憶しておき、2点以上のクランク角でゲイン誤差を求め、それらの平均値をゲイン誤差として用いるようにしても良い。
【0095】
また、上記実施形態(8)では、検出圧力とモータリング圧力の両方のオフセット誤差を補正した後、オフセット誤差補正後の検出圧力と基準圧力との差圧のゲイン誤差を補正するようにしたが、これとは反対に、ゲイン誤差を補正してから、オフセット誤差を補正するようにしても良く、また、筒内圧力センサ15の出力を読み込む段階で、オフセット誤差とゲイン誤差の両方を補正するようにしても良く、要は、差圧を用いて燃料噴射量を算出するまでに、オフセット誤差とゲイン誤差を補正すれば良い。或は、オフセット誤差とゲイン誤差のいずれか一方のみを補正するようにしても良い。
【0096】
[実施形態(9)]
筒内圧力センサ15の出力特性にゲイン誤差が生じている場合には、差圧ΔPや検出圧力Pkにもそれぞれ同じゲイン誤差が含まれるので、差圧ΔPを検出圧力Pkで徐算すれば、ゲイン誤差をほぼキャンセルすることができる。
【0097】
この点に着目して、本発明の実施形態(9)は、上記各実施形態(1)〜(7)において、差圧ΔPの代わりに、差圧ΔPを着火前のクランク角θZ における検出圧力Pk(θZ )で徐算して無次元化した値ΔP/Pk(θZ )を用いる。このようにすれば、ゲイン誤差の大きい筒内圧力センサ15を用いた場合でも、ゲイン誤差をほぼキャンセルした無次元データに基づいて燃料噴射量を精度良く算出することができる。
【0098】
尚、上記各実施形態では、モータリング圧力Pmを所定時間T1経過毎に更新するようにしたが、所定走行距離経過毎に更新するようにしても良い。
また、筒内圧力センサ15は、燃料噴射弁12やグロープラグ(図示せず)と一体型のものを用いるようにしても良い。
【0099】
また、上記各実施形態では、筒内圧力センサ15が設けられた代表気筒について燃料噴射量の検出を行うようにしたが、筒内圧力センサ15を全気筒に設けて、各気筒毎に燃料噴射量検出プログラムを実行して、各気筒毎に燃料噴射量を検出するようにしても良い。
【0100】
また、上記各実施形態では、本発明をコモンレース式の噴射システムをもつ4気筒のディーゼルエンジンに適用したが、コモンレール式以外の噴射システムのディーゼルエンジンや4気筒以外のディーゼルエンジンに本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態(1)におけるシステム全体の概略構成を示す図である。
【図2】検出圧力と基準圧力とモータリング圧力の波形を示す図である。
【図3】実施形態(1)の燃料噴射量の算出方法を説明するための図である。
【図4】差圧と燃料噴射量との関係を示す図である。
【図5】実施形態(1)の燃料噴射量検出プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図6】実施形態(1)と比較例について検出圧力と基準圧力の特性を説明する図で、(a)はエンジン低負荷時の図、(b)はエンジン高負荷時の図である。
【図7】実施形態(2)の燃料噴射量の算出方法を説明するための図である。
【図8】差圧積算値と燃料噴射量との関係を示す図である。
【図9】実施形態(2)の燃料噴射量検出プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図10】実施形態(3)の燃料噴射量の算出方法を説明するための図である。
【図11】実施形態(4)の燃料噴射量の算出方法を説明するための図である。
【図12】実施形態(5)の燃料噴射量の算出方法を説明するための図である。
【図13】差圧上昇率と燃料噴射量との関係を示す図である。
【図14】実施形態(6)のパイロット噴射の燃料噴射量の算出方法を説明するための図である。
【図15】実施形態(7)の1サイクル内に複数回の燃料噴射を行うシステムで燃料噴射量を算出する方法を説明するための図である。
【図16】(a)はオフセット誤差補正前の筒内圧力センサの出力特性を示す図、(b)はオフセット誤差補正後の筒内圧力センサの出力特性を示す図である。
【図17】筒内圧力センサの出力特性のゲイン誤差について説明するための図である。
【図18】実施形態(8)の燃料噴射量検出プログラムの処理の流れを示すフローチャート(その1)である。
【図19】実施形態(8)の燃料噴射量検出プログラムの処理の流れを示すフローチャート(その2)である。
【符号の説明】
11…ディーゼルエンジン(内燃機関)、12…燃料噴射弁、15…筒内圧力センサ(筒内圧力検出手段)、16…クランク角センサ、19…ECU(基準圧力算出手段,燃料噴射量算出手段,オフセット誤差補正手段,ゲイン誤差補正手段)。
Claims (19)
- 内燃機関の筒内圧力を筒内圧力検出手段で検出し、その検出値に基づいて燃料噴射量を検出する内燃機関の燃料噴射量検出装置において、
前記筒内圧力検出手段で過去に検出された非燃焼時の筒内圧力(以下「モータリング圧力」という)に基づいて、燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力(以下「基準圧力」という)を算出する基準圧力算出手段と、
前記筒内圧力検出手段で検出した現在の筒内圧力(以下「検出圧力」という)と前記基準圧力とに基づいて燃料噴射量を算出する噴射量算出手段とを備え、
前記基準圧力算出手段は、前記検出圧力と前記モータリング圧力との圧力比から求めた係数を前記モータリング圧力に乗算して前記基準圧力を算出することを特徴とすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量検出装置。 - 前記基準圧力算出手段は、前記圧力比を燃料着火前の少なくとも一点のクランク角で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量検出装置。
- 前記筒内圧力検出手段により複数のクランク角で検出した複数の検出圧力に基づいて前記筒内圧力検出手段の出力特性のオフセット誤差を算出し、このオフセット誤差の分だけ前記筒内圧力検出手段の出力特性を補正するオフセット誤差補正手段を備えてい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燃料噴射量検出装置。
- 内燃機関の筒内圧力を筒内圧力検出手段で検出し、その検出値に基づいて燃料噴射量を検出する内燃機関の燃料噴射量検出装置において、
前記筒内圧力検出手段で過去に検出された非燃焼時の筒内圧力(以下「モータリング圧力」という)に基づいて、燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力(以下「基準圧力」という)を算出する基準圧力算出手段と、
前記筒内圧力検出手段で検出した現在の筒内圧力(以下「検出圧力」という)と前記基準圧力とに基づいて燃料噴射量を算出する噴射量算出手段と、
前記筒内圧力検出手段により複数のクランク角で検出した複数の検出圧力に基づいて前記筒内圧力検出手段の出力特性のオフセット誤差を算出し、このオフセット誤差の分だけ前記筒内圧力検出手段の出力特性を補正するオフセット誤差補正手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量検出装置。 - 燃料噴射カット毎に所定条件下で前記筒内圧力検出手段により前記モータリング圧力を検出して該モータリング圧力の記憶値を更新するモータリング圧力更新手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
- 内燃機関の筒内圧力を筒内圧力検出手段で検出し、その検出値に基づいて燃料噴射量を検出する内燃機関の燃料噴射量検出装置において、
前記筒内圧力検出手段で過去に検出された非燃焼時の筒内圧力(以下「モータリング圧力」という)に基づいて、燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力(以下「基準圧力」という)を算出する基準圧力算出手段と、
前記筒内圧力検出手段で検出した現在の筒内圧力(以下「検出圧力」という)と前記基準圧力とに基づいて燃料噴射量を算出する噴射量算出手段と、
燃料噴射カット毎に所定条件下で前記筒内圧力検出手段により前記モータリング圧力を検出して該モータリング圧力の記憶値を更新するモータリング圧力更新手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量検出装置。 - 前記筒内圧力検出手段により少なくとも一点のクランク角で検出した前記モータリング圧力をその標準値と比較することで前記筒内圧力検出手段の出力特性のゲイン誤差を求め、このゲイン誤差の分だけ前記筒内圧力検出手段の出力特性を補正するゲイン誤差補正手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
- 内燃機関の筒内圧力を筒内圧力検出手段で検出し、その検出値に基づいて燃料噴射量を検出する内燃機関の燃料噴射量検出装置において、
前記筒内圧力検出手段で過去に検出された非燃焼時の筒内圧力(以下「モータリング圧力」という)に基づいて、燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力(以下「基準圧力」という)を算出する基準圧力算出手段と、
前記筒内圧力検出手段で検出した現在の筒内圧力(以下「検出圧力」という)と前記基準圧力とに基づいて燃料噴射量を算出する噴射量算出手段と、
前記筒内圧力検出手段により少なくとも一点のクランク角で検出した前記モータリング圧力をその標準値と比較することで前記筒内圧力検出手段の出力特性のゲイン誤差を求め、このゲイン誤差の分だけ前記筒内圧力検出手段の出力特性を補正するゲイン誤差補正手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量検出装置。 - 前記噴射量算出手段は、燃料の着火時期から所定時間経過後における前記検出圧力と前記基準圧力との差圧に基づいて燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
- 前記噴射量算出手段は、燃料の着火時期から所定時間経過後までの前記検出圧力と前記基準圧力との差圧を所定周期で積算し、その積算値に基づいて燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
- 前記噴射量算出手段は、所定のクランク角における前記検出圧力と前記基準圧力との差圧に基づいて燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
- 前記噴射量算出手段は、燃料の着火時期から所定のクランク角までの前記検出圧力と前記基準圧力との差圧を所定周期で積算し、その積算値に基づいて燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
- 前記噴射量算出手段は、燃料の着火時期から所定時間経過後における前記検出圧力と前記基準圧力との差圧の上昇率に基づいて燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
- 1サイクル内に機関出力発生のためのメイン噴射とそれに先立つパイロット噴射とを行う燃料噴射装置を備え、
前記噴射量算出手段は、前記メイン噴射燃料の着火時期又はそれ以前における前記検出圧力と前記基準圧力との差圧に基づいて前記パイロット噴射の燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。 - 内燃機関の筒内圧力を筒内圧力検出手段で検出し、その検出値に基づいて燃料噴射量を検出する内燃機関の燃料噴射量検出装置において、
前記筒内圧力検出手段で過去に検出された非燃焼時の筒内圧力(以下「モータリング圧力」という)に基づいて、燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力(以下「基準圧力」という)を算出する基準圧力算出手段と、
前記筒内圧力検出手段で検出した現在の筒内圧力(以下「検出圧力」という)と前記基準圧力とに基づいて燃料噴射量を算出する噴射量算出手段と、
1サイクル内に機関出力発生のためのメイン噴射とそれに先立つパイロット噴射とを行う燃料噴射装置とを備え、
前記噴射量算出手段は、前記メイン噴射燃料の着火時期又はそれ以前における前記検出圧力と前記基準圧力との差圧に基づいて前記パイロット噴射の燃料噴射量を算出することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量検出装置。 - 1サイクル内に複数回の燃料噴射を行う燃料噴射装置を備え、
前記噴射量算出手段は、N回目(Nは2以上の整数)の噴射燃料の着火時期又はそれ以前における前記検出圧力と前記基準圧力との差圧に基づいて(N−1)回目以前の噴射の燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。 - 内燃機関の筒内圧力を筒内圧力検出手段で検出し、その検出値に基 づいて燃料噴射量を検出する内燃機関の燃料噴射量検出装置において、
前記筒内圧力検出手段で過去に検出された非燃焼時の筒内圧力(以下「モータリング圧力」という)に基づいて、燃焼による圧力上昇を除いた現在の筒内空気の圧力(以下「基準圧力」という)を算出する基準圧力算出手段と、
前記筒内圧力検出手段で検出した現在の筒内圧力(以下「検出圧力」という)と前記基準圧力とに基づいて燃料噴射量を算出する噴射量算出手段と、
1サイクル内に複数回の燃料噴射を行う燃料噴射装置とを備え、
前記噴射量算出手段は、N回目(Nは2以上の整数)の噴射燃料の着火時期又はそれ以前における前記検出圧力と前記基準圧力との差圧に基づいて(N−1)回目以前の噴射の燃料噴射量を算出することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量検出装置。 - 前記噴射量算出手段は、燃料噴射量の算出時に用いる前記検出圧力と前記基準圧力との差圧を、着火前の前記検出圧力で徐算して無次元化し、その値に基づいて燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項1乃至17のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
- 前記筒内圧力検出手段は、燃料噴射カット時の筒内圧力を前記モータリング圧力として検出することを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量検出装置。
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