JP4075774B2 - ディーゼル機関の噴射量制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ディーゼル機関において噴射量学習を実行する噴射量制御装置に関する。

従来、ディーゼル機関では、燃焼騒音の低減やNOxを抑制する手段として、メイン噴射に先立って極少量の燃料を噴射する所謂パイロット噴射を実施する方法が知られている。しかし、噴射量の指令値が小さいパイロット噴射の場合には、その効果(燃焼騒音の低減、NOxの抑制)を十分に発揮させるために、噴射精度の向上が要求される。このため、パイロット噴射に対する指令噴射量と実際に噴射された燃料量(以下、実噴射量と呼ぶ)とのずれを検出し、ソフトウエア側で補正する噴射量学習が必要となる。

そこで、本出願人は、噴射量学習を高精度に実施できる燃料噴射制御装置を提案した(特許文献1参照)。これは、エンジン運転状態が減速+フューエルカット状態である間に、噴射圧(コモンレールの燃料圧力)を学習時の目標噴射圧に制御した後、インジェクタより特定気筒に学習用の単発噴射を実施し、その単発噴射によって生じるエンジン回転数の変動量を基に、噴射量を学習(補正)する方法である。
特願2003−185633

上記の噴射量学習で高精度な補正を実現するには、単発噴射の実施タイミングが重要である。つまり、単発噴射のタイミングが早すぎると、回転数変動量を検出するのに適切な環境が整っておらず(例えば、燃料ポンプの負荷が安定していない時に、ポンプ負荷による回転数変動が生じている等)、誤差を含んだ学習値を得る虞がある。逆に、単発噴射のタイミングが遅すぎると、学習に要する時間が長くなり、ユーザによる再加速や、エンスト防止のための噴射再開(回転数がアイドル付近まで低下した時)等によって学習条件(無噴射時)が不成立になり、学習が未完了になってしまう。従って、適切な単発噴射の実施タイミングを決定することが重要となる。

前述の通り、本学習は、[減速+フューエルカット]→[目標噴射圧まで制御(昇圧/減圧)]→[特定気筒への噴射]→[噴射による回転数変動量の検出]というプロセスに沿って実施され、特定気筒へ単発噴射を実施する前提は、目標噴射圧まで制御し、且つ、この制御時のポンプ負荷変動によって生じる回転変動が収まっていることである。これは、エンジンが燃料ポンプを駆動しているため、燃料ポンプの負荷が大きく(燃料ポンプが圧送する燃料量が多く)なれば、エンジン回転数が低下する等、燃料ポンプの負荷がエンジン回転数に影響を及ぼし、ひいては噴射による回転数変動量に影響を与えるからである。よって、単発噴射による回転数変動量を検出している間は、燃料ポンプの負荷が安定している(大きく変動しない)必要がある。

この燃料ポンプの負荷は、燃料の圧送量と相関を持ち、その燃料圧送量は、少なくとも、目標とする噴射圧と現在の噴射圧とを用いて、ECUによって決定される。よって、燃料ポンプに出される指令圧送量から、燃料ポンプの負荷を知ることができる。しかし、例えば、燃料ポンプの負荷が安定したことを、燃料ポンプへの指令圧送量が所定時間変動しないことで判断する方法も考えられるが、この方法では、単発噴射の実施が遅くなる虞がある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、噴射量学習に最適な単発噴射の実施タイミングを決定できるディーゼル機関の噴射量制御装置を提供することにある。

(請求項1の発明)
本発明に係わるディーゼル機関の噴射量制御装置は、学習条件が成立して、コモンレールに蓄圧される燃料圧力(即ち、噴射圧)が目標噴射圧に制御された後、燃料ポンプの負荷が安定したか否かを判定するポンプ負荷判定手段を備え、このポンプ負荷判定手段により燃料ポンプの負荷が安定したと判定された後、単発噴射の実施が許可された時点で、ディーゼル機関の特定気筒に対しインジェクタより単発噴射を実施することを特徴とする。

上記の構成によれば、噴射圧が目標噴射圧に制御された後、燃料ポンプの負荷が安定した状態で単発噴射が実施されるので、単発噴射の実施タイミングが早過ぎることはなく、単発噴射によって生じる回転数変動量を基に噴射量を学習する際に、誤差の要因となる燃料ポンプの負荷変動を排除できる。

(請求項2の発明)
請求項1に記載したディーゼル機関の噴射量制御装置において、ポンプ負荷判定手段は、少なくとも、燃料ポンプに指令する燃料圧送量が、目標噴射圧を維持するために必要な圧送量に達したことを条件として、燃料ポンプの負荷が安定したと判定することを特徴とする。
上記のポンプ負荷判定手段によれば、燃料ポンプに指令する燃料圧送量が所定時間変動しないことを判定条件とする必要がないため、燃料ポンプの負荷が安定したことを早期に判定でき、単発噴射の実施タイミングが遅くなることを防止できる。

(請求項3の発明)
請求項2に記載したディーゼル機関の噴射量制御装置において、燃料ポンプに燃料圧送量が指令されてから、その圧送量に相当する燃料を吸入して実際に圧送するまでの時間を圧送遅れ時間と呼ぶ時に、ポンプ負荷判定手段は、燃料ポンプに指令する燃料圧送量が、目標噴射圧を維持するために必要な圧送量に達してから、圧送遅れ時間を経過した時点で、燃料ポンプの負荷が安定したと判定することを特徴とする。
上記のポンプ負荷判定手段によれば、燃料ポンプへの圧送指令量が安定してから、燃料ポンプの負荷変動が収まるまでの時間(圧送遅れ時間)を考慮して、ポンプ負荷が安定したか否かを判定するので、より的確に燃料ポンプの負荷が安定したことを判定できる。

(請求項4の発明)
請求項1〜3に記載した何れかのディーゼル機関の噴射量制御装置において、燃料ポンプの負荷が安定してから、単発噴射を実施する前に、ディーゼル機関の回転数を検出するために必要な時間を待機時間と呼ぶ時に、噴射許可判定手段は、燃料ポンプの負荷が安定してから、待機時間が経過した時点で単発噴射の実施を許可することを特徴とする。

上記の構成によれば、ディーゼル機関に加わる燃料ポンプの負荷が安定した状態で、回転数変動量を求める際に必要となる機関回転数(ディーゼル機関の回転数)を検出することができ、且つ単発噴射前の機関回転数を検出するために必要な待機時間が経過した時点で、単発噴射を実施することができる。その結果、単発噴射の実施タイミングが、早過ぎることも遅過ぎることもなく、噴射量学習に適切な実施タイミングを決定することができる。なお、単発噴射前の機関回転数を検出するために必要な待機時間は、回転数変動量の検出方式によって異なる。

(請求項5の発明)
請求項1〜4に記載した何れかのディーゼル機関の噴射量制御装置において、例えば、単発噴射によって生じるディーゼル機関の回転数変動量と、単発噴射に対する指令噴射量との相関を予めマップ化して記憶しておくことにより、回転数変動量検出手段によって検出された回転数変動量と、マップから得られる目標値とを比較して、両者の差に応じて、補正量を算出することができる。

(請求項6の発明)
請求項1〜4に記載した何れかのディーゼル機関の噴射量制御装置において、例えば、単発噴射によって生じるディーゼル機関の回転数変動量(回転数変動量検出手段によって検出される)を基に、単発噴射によって実際に噴射された燃料量(実噴射量)を算出し、その実噴射量と、単発噴射に対する指令噴射量との差に応じて、補正量を算出することができる。

(請求項7の発明)
請求項6に記載したディーゼル機関の噴射量制御装置において、補正量算出手段は、実噴射量に相当する噴射パルス幅と、指令噴射量に相当する噴射パルス幅とを比較して、その差に応じて、補正量を算出することができる。

(請求項8の発明)
請求項1〜7に記載した何れかのディーゼル機関の噴射量制御装置において、学習条件には、少なくとも、インジェクタに指令する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時であることが含まれる。これにより、単発噴射によって生じるディーゼル機関の回転数変動量を正確に検出でき、噴射量学習を高精度に実行できる。なお、インジェクタに指令する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時とは、例えば、シフトチェンジ時あるいは減速時等のフューエルカット状態である。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図2は4気筒ディーゼル機関の制御システムを模式的に示したシステム構成図である。 本実施例のディーゼル機関(以下、エンジン1と呼ぶ)は、以下に説明する蓄圧式の燃料噴射システムと、この燃料噴射システムを電子制御する電子制御ユニット(以下ECU6と呼ぶ)を備える。
燃料噴射システムは、図2に示す様に、高圧燃料を蓄えるコモンレール2と、燃料タンク3から汲み上げた燃料を加圧してコモンレール2に供給する燃料ポンプ4と、コモンレール2より供給される高圧燃料をエンジン1の気筒内(燃焼室1a)に噴射するインジェクタ5等を有する。

コモンレール2は、ECU6により目標レール圧が設定され、燃料ポンプ4から供給された高圧燃料を目標レール圧まで蓄圧する。このコモンレール2には、蓄圧された燃料圧力を検出してECU6に出力する圧力センサ7と、レール圧が予め設定された上限値を超えないように制限するプレッシャリミッタ8が取り付けられている。

燃料ポンプ4は、エンジン1に駆動されて回転するカム軸9と、このカム軸9に駆動されて燃料タンク3から燃料を汲み上げるフィードポンプ10と、カム軸9の回転に同期してシリンダ11内を往復運動するプランジャ12と、フィードポンプ10からシリンダ11内の加圧室13に吸入される燃料量を調量する電磁調量弁14などを有している。

この燃料ポンプ4は、プランジャ12がシリンダ11内を上死点から下死点に向かって移動する際に、フィードポンプ10より送り出された燃料が電磁調量弁14で調量され、吸入弁15を押し開いて加圧室13に吸入される。その後、プランジャ12がシリンダ11内を下死点から上死点へ向かって移動する際に、プランジャ12によって加圧室13の燃料が加圧され、その加圧された燃料が、加圧室13から吐出弁16を押し開いてコモンレール2に圧送される。

インジェクタ5は、エンジン1の気筒毎に取り付けられ、高圧配管17を介してコモンレール2に接続されている。このインジェクタ5は、ECU6からの指令に基づいて作動する電磁弁5aと、この電磁弁5aへの通電時に燃料を噴射するノズル5bとを備える。 電磁弁5aは、コモンレール2の高圧燃料が供給される圧力室(図示せず)から低圧側に通じる低圧通路(図示せず)を開閉するもので、通電時に低圧通路を開放し、通電停止時に低圧通路を遮断する。

ノズル5bは、噴孔を開閉するニードル(図示せず)を内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向(噴孔を閉じる方向)に付勢している。従って、電磁弁5aへの通電により低圧通路が開放されて圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル5b内を上昇して開弁する(噴孔を開く)ことにより、コモンレール2より供給された高圧燃料を噴孔より噴射する。一方、電磁弁5aへの通電停止により低圧通路が遮断されて、圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル5b内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する。

ECU6は、エンジン回転数(1分間当たりの回転数)を検出する回転数センサ18と、アクセル開度(エンジン負荷)を検出するアクセル開度センサ(図示せず)、及びレール圧を検出する圧力センサ7等が接続され、これらのセンサで検出された情報に基づいて、コモンレール2の目標レール圧と、エンジン1の運転状態に適した噴射時期及び噴射量等を演算し、その演算結果に従って、燃料ポンプ4の電磁調量弁14及びインジェクタ5の電磁弁5aを電子制御する。

また、ECU6は、例えば、メイン噴射の前に実施されるパイロット噴射等の微小噴射に対する精度を向上させる目的で、以下に説明する噴射量学習を実行する。
噴射量学習は、例えば、パイロット噴射に対する指令噴射量と、その指令噴射量(噴射指令パルス)を受けて実際にインジェクタ5より噴射された燃料量(実噴射量)とのずれを検出し、そのずれ量に応じて指令噴射量を補正するものである。
このECU6は、噴射量学習に係わる学習条件判定手段、圧送量指令手段、ポンプ負荷判定手段、噴射許可判定手段、単発噴射指令手段、回転数変動量検出手段、補正量算出手段、及び噴射量補正手段等の機能を有している。

続いて、噴射量学習を実行するECU6の処理手順を図3に示すフローチャートに基づいて説明する。
ステップ100…噴射量学習を実行するための学習条件が成立しているか否かを判定する。学習条件には、インジェクタ5に指令する指令噴射量(図1(a)参照)がゼロ以下となる無噴射時(例えば、シフトチェンジ時や減速時等でフューエルカット状態の時)であることが含まれる。この判定結果がYESの時は、次のステップ110へ進み、判定結果がNOの時は、本処理を終了する。

ステップ110…コモンレール2に蓄圧される燃料圧力(噴射圧)を、通常時の噴射圧と異なる噴射量学習用に設定された目標噴射圧(図1(c)参照)に制御する。
具体的には、図1(a)に示す指令噴射量がゼロ以下となる時刻t1において、目標噴射圧と現在の噴射圧から定められる燃料圧送量を燃料ポンプ4に指令する(図1(b)参照)。但し、燃料ポンプ4は、2噴射1圧送式(噴射を2回行う間に、コモンレール2への燃料圧送を1回行う方式)であり、4気筒エンジン1の場合には、エンジン1の一回転(噴射2回)毎に1回の燃料圧送を行うことになる。

従って、本実施例の燃料ポンプ4は、図1に示す時刻t1、t2で燃料圧送量が指令されると、t1〜t3で指令量の燃料を吸入し、t3〜t5間で圧送する。つまり、圧送指令を受けてから、その燃料量が圧送されるまでに、1回転分の遅れがある。この1回転分の遅れ時間を、圧送遅れ時間と呼ぶ。
なお、図1に示されるグラフは、4気筒エンジン1を例にしたもので、燃料ポンプ4への圧送指令や、エンジン回転数の検出等を1/2回転毎に行っているため、図1の横軸に示される時刻t(i)〜t(i+1)間は、1/2回転に相当する時間となっている。

燃料ポンプ4が実際に燃料を圧送すると、燃料ポンプ4からエンジン1に加わる負荷が増大するため、図1(d)及び(e)に示す様に、エンジン回転数ω(もしくは回転数変動量Δω)の低下が速くなり(t3〜t5間の圧送負荷が、t3、t4で検出されるエンジン回転数に現れる)、その傾向が、燃料圧送量の多いt5、t6の指令の影響が現れるt8まで続く。その後、t7、t8の圧送指令で噴射圧の微調整を行う(この実施例では、噴射圧が目標噴射圧を超えたので、圧送量を減らす様に減圧指令する)。これにより、t9以降では、燃料ポンプ4への圧送指令量が安定する(図1(b)参照)。なお、安定時の圧送量は、目標噴射圧とエンジン特性(インジェクタ5の無噴射時の燃料リーク量等)によって決まる。

ステップ120…実際の噴射圧(実噴射圧)と目標噴射圧との差が所定値ε(定数)より小さいか否かを判定する。言い換えると、実噴射圧が目標噴射圧に略到達したか否かを判定し、目標噴射圧に達した場合(判定結果YES)は、次のステップ130へ進み、目標噴射圧に達していない場合は、本処理を終了する。なお、実噴射圧は、圧力センサ7にて検出される。

ステップ130…燃料ポンプ4の負荷が安定したか否かを判定する。ここでは、燃料ポンプ4への圧送指令量が安定してから、燃料ポンプ4の圧送遅れ時間Δtpが経過した時点(図1の時刻t11)で、燃料ポンプ4の負荷が安定したと判定する。即ち、本実施例の燃料ポンプ4は、圧送指令を受けてから、その燃料量が圧送されるまでに、1回転分の遅れがあるため、燃料ポンプ4への圧送指令量がt9で安定した後、その圧送指令量の安定が回転数に現れるのは、t11以降となる。そこで、燃料ポンプ4への圧送指令量が安定してから、圧送遅れ時間Δtpが経過した時点で、燃料ポンプ4の負荷が安定したと判定する。燃料ポンプ4の負荷が安定した場合(判定結果YES)は、次のステップ140へ進み、安定していない場合は、本処理を終了する。

ステップ140…エンジン1の特定気筒に対して学習用の単発噴射を実施しても良いか否かを判定する。ここでは、燃料ポンプ4の負荷が安定している時に、単発噴射前の回転数ωを各気筒で1度ずつ検出するために必要な時間(待機時間と呼ぶ)を考慮して判定する。即ち、ステップ130で、燃料ポンプ4の負荷が安定していると判定された時刻t11から、待機時間Δtr(2回転分の時間)が経過した時点(時刻t15)で、単発噴射の実施を許可する。単発噴射の実施が許可された場合(判定結果YES)は、次のステップ150へ進み、実施が許可されない場合は、本処理を終了する。
なお、待機時間Δtrにて検出される各気筒での回転数は、以下に説明するステップ162で回転数変動量Δωを検出(算出)する際に必要となる。

ステップ150…エンジン1の特定気筒に対して単発噴射を実施する(図1(a)参照)。この単発噴射は、特定気筒のTDC付近で着火する様に、TDC直前に実施される。また、単発噴射により噴射される燃料量は、パイロット噴射量に相当する。
ステップ160…単発噴射の実施によって発生するエンジントルク(発生トルク)に比例した特性値(トルク比例量)を検出する。この特性値の検出方法は、後に詳述する。

ステップ170…特性値を検出するまでの処理が狙った条件下(ステップ100に示した条件下)で実施されたか否かを判定する。この処理は、特性値を検出する間に、噴射が復帰したり、レール圧が変化したりすることなく、ステップ100に示された学習条件が守られていたか否かを判定している。この判定結果がYESの時は、次のステップ180へ進み、判定結果がNOの時は、ステップ190へ進む。
ステップ180…ステップ160で検出した特性値をメモリに保存する。
ステップ190…ステップ160で検出した特性値を廃棄して本処理を終了する。

ステップ200…ステップ180で保存した特性値より補正量を算出する。
具体的には、以下の方法によって補正量を算出することができる。
a)単発噴射に対する指令噴射量から特性値の目標値を算出し、この目標値と実際に検出された特性値とのずれ量に応じて算出する。
b)実際に検出された特性値を基に、単発噴射によって噴射された燃料量(実噴射量)を算出し、その実噴射量と指令噴射量とのずれ量に応じて算出する。
c)単発噴射によって実際に噴射された実噴射量に相当する噴射パルス幅と、指令噴射量に相当する噴射パルス幅とを比較し、両者の差に応じて算出する。
ステップ210…ステップ200で算出した補正量に応じて、インジェクタ5に指令する指令噴射量を補正する。

続いて、上記ステップ160で行う特性値(トルク比例量)の検出方法を、図4に示すフローチャートを基に説明する。
ステップ161…回転数センサ18の信号を取り込んでエンジン回転数ωを検出する。 本実施例の4気筒エンジン1は、噴射順序が第1気筒(#1と表記する)→第3気筒(#3)→第4気筒(#4)→第2気筒(#2)であり、クランクシャフトが2回転(720°CA)する間に4回(各気筒に1回ずつ)、時系列順にω1(j) 、ω3(j) 、ω4(j) 、ω2(j) が検出される。

エンジン回転数ωの検出は、図5に示す様に、インジェクタ5の噴射タイミング(図中の期間a)の直前に実施される。つまり、インジェクタ5から噴射された燃料が着火するまでに要する着火遅れ期間(図中の期間b)を過ぎてから、実際に燃焼が行われる燃焼期間(図中の期間c)を終了した後に、回転数検出期間(図中の期間d)が設定されている。但し、図1(d)に示すエンジン回転数ωは、上記の回転数検出期間(図中の期間d)にて検出される回転数の平均値である。

ステップ162…気筒毎に回転数変動量Δωを算出する。
例えば、#3を例に挙げると、ω3(j) とω3(j-1) との差Δω3を算出する。このΔωは、図1(e)に示す様に、無噴射時には単調に減少していくが、単発噴射を実施した直後は、各気筒に1度ずつΔωが上昇する(ちなみに、図1では#1で単発噴射を実施している)。

ステップ163…単発噴射による回転数上昇量δを気筒毎に算出し、その平均値δxを求める。回転数上昇量δは、図1(e)に示す様に、単発噴射を実施しなかった場合のΔω(推定値)と、ステップ162で算出されたΔωとの差として求められる。なお、単発噴射を実施しなかった場合のΔωは、無噴射時において単調に減少するので、単発噴射以前のΔω、または回転数上昇前後のΔωから容易に推定できる。

ステップ164…ステップ163で算出したδxと、単発噴射を実施した時のエンジン回転数ω1(j) との積をトルク比例量Tpとして算出する。このTpは、単発噴射によって発生するエンジン1の発生トルクに比例した量となっている。即ち、エンジン1の発生トルクTは、下記の数式(1)によって求められるので、δxとω1(j) との積であるTpは、Tに比例した量となる。
T=K・δx・ω1(j) ……………………………………………(1)
K:比例定数

(実施例1の効果)
本実施例の噴射量学習では、燃料ポンプ4に指令する燃料圧送量が、目標噴射圧を維持するために必要な圧送量に達した時点(図1の時刻t9)から、燃料ポンプ4の圧送遅れ時間Δtp(本実施例では1回転分の遅れ時間)が経過した時点(図1の時刻t11)で、燃料ポンプ4の負荷が安定したと判定している。言い換えると、燃料ポンプ4への圧送指令量が安定してから、燃料ポンプ4の負荷変動が収まるまでの時間(圧送遅れ時間)を考慮して、ポンプ負荷が安定したか否かを判定しているので、より的確に、燃料ポンプ4の負荷が安定したことを判定できる。

また、燃料ポンプ4の負荷が安定してから、特性値を検出するために必要となる単発噴射前の回転数ωを各気筒で1度ずつ検出するために必要な待機時間Δtrを考慮して、単発噴射を実施しても良いか否かを判定している。つまり、燃料ポンプ4の負荷が安定していると判定された時刻t11から、待機時間Δtr(2回転分の時間)が経過した時点(時刻t15)で、単発噴射の実施を許可しているので、単発噴射の実施タイミングが、早過ぎることも遅過ぎることもなく、噴射量学習に適切な実施タイミングを決定することができる。

上記の様に、本実施例では、燃料ポンプ4への燃料圧送量が安定した時点(時刻t9)と、燃料ポンプ4の圧送遅れ時間Δtp、及び、単発噴射前の回転数ωを検出するために必要な待機時間Δtrとによって、単発噴射の実施タイミングを決定するので、噴射量学習を高精度に、且つ短時間に完了することができる。ちなみに、回転数上昇量δを検出するために必要な回転数の検出が、図1に示す時刻t20で完了するため、時刻t21から燃料ポンプ4の負荷変動が許可される。そこで、時刻t21以降で、通常制御時の目標圧まで減圧させるために、1回転(燃料ポンプ4の圧送遅れ時間に相当)前の時刻t19で、目標噴射圧を通常制御の値に切り替え、それに従って、燃料ポンプ4に減圧指令(燃料圧送量を低下させる)が出される。

実施例1のステップ163では、図1(e)に示す様に、単発噴射を実施しなかった場合のΔω(推定値)と、単発噴射を実施した場合のΔω(ステップ162で算出)との差を回転数上昇量δとして算出しているが、以下の方法にて回転数上昇量δを算出することも可能である。
即ち、単発噴射の実施によって上昇したエンジン回転数と、それと同時刻にて単発噴射を実施しなかった場合のエンジン回転数との差(例えば、図1(d)に示すω3′(j) からω3(j) への上昇量)を回転数上昇量δとして算出しても良い。なお、単発噴射を実施しなかった場合のエンジン回転数は、単発噴射以前のエンジン回転数から容易に推定できる。

この実施例2の方法で回転数上昇量δを算出する場合は、図1に示す時刻t11で燃料ポンプ4の負荷が実際に安定すると、時刻t12で単発噴射を実施し、時刻t13で回転数上昇量δを検出することができる。これは、時刻t11とt12の回転数から、時刻t13にて単発噴射を実施しなかった場合の回転数を推定できるためである。従って、実施例2の方法によれば、燃料ポンプ4の負荷が安定してから、単発噴射を実施するまでに、1気筒分の回転数を検出できれば良いので、単発噴射を実施する前に、回転数を検出するために必要な待機時間は、1/2回転分の時間となる。その結果、実施例1の場合より、待機時間を短縮でき、噴射量学習を短時間に完了することができる。

(変形例)
実施例1及び2以外に、例えば、TDCとATDC90°CAでの瞬時回転数を比較して回転数上昇量δを検出する方法によれば、回転数上昇量δの検出を1気筒内で完了することができるため、単発噴射を実施する前に、回転数を検出するために必要な待機時間をゼロにできる。この方法によれば、燃料ポンプ4の負荷が安定したと判定された時点で、直ちに単発噴射を実施できるので、噴射量学習に要する時間を更に短縮できる。

また、実施例1では、2噴射1圧送式の燃料ポンプ4を説明しているが、例えば、1噴射1圧送式の燃料ポンプ4を使用すれば、燃料ポンプ4の圧送遅れが1/2回転となるため、燃料ポンプ4への圧送指令量が、図1の時刻t9で安定してから、1/2回転経過した時刻t10で燃料ポンプ4の負荷が安定したことを判定できる。この場合も、燃料ポンプ4の圧送遅れ時間が短くなることで、噴射量学習に要する時間を短縮できる。

実施例1では、パイロット噴射に対する噴射量学習の一例を記載したが、パイロット噴射を実施しない通常噴射(同一気筒に対し燃焼1行程の間に1回だけ噴射する)に対する噴射量学習、あるいはパイロット噴射後のメイン噴射やメイン噴射後のアフタ噴射に対する噴射量学習にも本発明を適用できる。

噴射量学習に係わる指令噴射量、圧送指令量、噴射圧、エンジン回転数、及び回転数変動量のグラフである。 ディーゼル機関の制御システムを模式的に示したシステム構成図である。 噴射量学習を実行するECUの処理手順を示すフローチャートである。 特性値(トルク比例量)の検出手順を示すフローチャートである。 エンジン回転数の検出タイミングを示す説明図である。

符号の説明

1 エンジン(ディーゼル機関)
1a 燃焼室
2 コモンレール
4 燃料ポンプ
5 インジェクタ
6 ECU(噴射量制御装置)

Claims (8)

  1. 燃料ポンプより圧送された燃料をコモンレールに蓄え、そのコモンレールより供給される高圧燃料がインジェクタより気筒内の燃焼室に噴射されるディーゼル機関において、
    噴射量学習を実行するための学習条件が成立しているか否かを判定する学習条件判定手段と、
    前記学習条件が成立した後、前記コモンレールに蓄圧される燃料圧力を目標噴射圧まで制御するために、前記燃料ポンプに燃料圧送量を指令する圧送量指令手段と、
    前記目標噴射圧に制御された後、前記燃料ポンプの負荷が安定したか否かを判定するポンプ負荷判定手段と、
    前記燃料ポンプの負荷が安定したと判定された後、前記ディーゼル機関の特定気筒に対して学習用の単発噴射を実施しても良いか否かを判定する噴射許可判定手段と、
    前記単発噴射の実施が許可された時点で、前記インジェクタに前記単発噴射を指令する単発噴射指令手段と、
    前記単発噴射の実施によって生じる前記ディーゼル機関の回転数変動量を検出する回転数変動量検出手段と、
    検出された前記回転数変動量を基に、補正量を算出する補正量算出手段と、
    算出された前記補正量に応じて、前記インジェクタに指令する指令噴射量を増減補正する噴射量補正手段とを備えるディーゼル機関の噴射量制御装置。
  2. 請求項1に記載したディーゼル機関の噴射量制御装置において、
    前記ポンプ負荷判定手段は、少なくとも、前記燃料ポンプに指令する燃料圧送量が、前記目標噴射圧を維持するために必要な圧送量に達したことを条件として、前記燃料ポンプの負荷が安定したと判定することを特徴とするディーゼル機関の噴射量制御装置。
  3. 請求項2に記載したディーゼル機関の噴射量制御装置において、
    前記燃料ポンプに燃料圧送量が指令されてから、その圧送量に相当する燃料を吸入して実際に圧送するまでの時間を圧送遅れ時間と呼ぶ時に、
    前記ポンプ負荷判定手段は、前記燃料ポンプに指令する燃料圧送量が、目標噴射圧を維持するために必要な圧送量に達してから、前記圧送遅れ時間を経過した時点で、前記燃料ポンプの負荷が安定したと判定することを特徴とするディーゼル機関の噴射量制御装置。
  4. 請求項1〜3に記載した何れかのディーゼル機関の噴射量制御装置において、
    前記燃料ポンプの負荷が安定してから、前記単発噴射を実施する前に、前記ディーゼル機関の回転数を検出するために必要な時間を待機時間と呼ぶ時に、
    前記噴射許可判定手段は、前記燃料ポンプの負荷が安定してから、前記待機時間が経過した時点で前記単発噴射の実施を許可することを特徴とするディーゼル機関の噴射量制御装置。
  5. 請求項1〜4に記載した何れかのディーゼル機関の噴射量制御装置において、
    前記補正量算出手段は、前記単発噴射に対する指令噴射量から前記回転数変動量の目標値を求め、且つ前記回転数変動量検出手段によって検出された前記回転数変動量と前記目標値との差に応じて、前記補正量を算出することを特徴とするディーゼル機関の噴射量制御装置。
  6. 請求項1〜4に記載した何れかのディーゼル機関の噴射量制御装置において、
    前記補正量算出手段は、前記回転数変動量検出手段によって検出された前記回転数変動量を基に、前記単発噴射によって実際に噴射された実噴射量を求め、この実噴射量と前記単発噴射に対する指令噴射量との差に応じて、前記補正量を算出することを特徴とするディーゼル機関の噴射量制御装置。
  7. 請求項6に記載したディーゼル機関の噴射量制御装置において、
    前記補正量算出手段は、前記実噴射量に相当する噴射パルス幅と、前記指令噴射量に相当する噴射パルス幅とを比較し、その差に応じて、前記補正量を算出することを特徴とするディーゼル機関の噴射量制御装置。
  8. 請求項1〜7に記載した何れかのディーゼル機関の噴射量制御装置において、
    前記学習条件には、少なくとも、前記インジェクタに指令する指令噴射量がゼロ以下となる無噴射時であることが含まれることを特徴とするディーゼル機関の噴射量制御装置。
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