JP5077264B2 - 多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
エンジンに搭載されているインジェクタでは、一般に、その噴射毎に僅かな噴射量バラツキ(例えば目標燃料噴射量に対して±0.5mm3程度のバラツキ)が生じることがある。例えば、目標燃料噴射量が5mm3であった場合に、噴射量バラツキによって今回の実燃料噴射量が5.5mm3となった際には、上記気筒間補正制御での噴射量学習値は−0.5mm3とされ、次回の燃料噴射では0.5mm3だけ減量補正されることになる。この場合、次回の燃料噴射に際し、減量補正が行われなかったと仮定した場合の実燃料噴射量が4.5mm3となるような状況であると、これに対して上記噴射量学習値だけ減量補正されるため、実際に気筒内に噴射される燃料噴射量は4.0mm3となってしまう。これでは、目標燃料噴射量に対して実燃料噴射量が大幅に足りなくなる。つまり、気筒間補正制御を行ったことで、逆に実燃料噴射量が上記目標燃料噴射量からずれてしまってエンジン振動を助長してしまうことになる。このような状況が、従来の気筒間補正制御にあっては頻繁に発生してしまう可能性があった。
一般に、クランクシャフトには、その回転変動を吸収するためのフライホイールダンパが接続されている。自動車の走行中であれば、このフライホイールダンパを介してトランスミッション側へトルク伝達されるので、その動力伝達系において上記回転変動を吸収するなどして、エンジンの回転変動に伴う振動を抑制することができる。
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、多気筒内燃機関の各気筒それぞれの膨張行程における燃焼形態を均一化させるための気筒間補正制御(第1気筒間補正制御)によって燃焼形態が一旦均一化した後には、噴射量学習値の反映度合いを低下させる気筒間補正制御(第2気筒間補正制御)に切り換えることで、上記均一化した後の燃料噴射量が短期間のうちに大きく変化してしまうといった状況を招き難くし、燃料噴射量の安定化を図るようにしている。
具体的に、本発明は、内燃機関のアイドリング運転時に、複数気筒それぞれの膨張行程における燃焼形態を均一化させるための噴射量学習値を気筒毎に求め、この噴射量学習値により補正された燃料噴射量で燃料噴射を行う気筒間補正制御が実行可能な多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置を前提とする。この燃料噴射制御装置に対し、燃焼形態判定手段、第1気筒間補正制御実行手段、第2気筒間補正制御実行手段を備えさせる。上記燃焼形態判定手段は、上記複数気筒それぞれの膨張行程における燃焼形態が略均一化したことを判定する。また、上記第1気筒間補正制御実行手段は、上記燃焼形態が未だ均一化していないと判定されている場合に、上記内燃機関の1サイクル毎に各気筒に対する上記噴射量学習値を求めて、この噴射量学習値により補正された燃料噴射量で燃料噴射を実施していく第1気筒間補正制御を行う。更に、第2気筒間補正制御実行手段は、第1気筒間補正制御によって燃焼形態が略均一化し、この燃焼形態の略均一化状態が所定期間継続した場合に、上記内燃機関の複数サイクル毎に各気筒に対する上記噴射量学習値を求めて、この噴射量学習値により補正された燃料噴射量で燃料噴射を実施していく第2気筒間補正制御を行う。更に、この第2気筒間補正制御実行手段は、上記内燃機関の各気筒毎における複数回サイクルそれぞれの回転変動の平均値(例えば各気筒それぞれにおける回転変動のピーク値の平均値)より噴射量学習値を求め、この噴射量学習値により補正された燃料噴射量で燃料噴射を実施していくようにしている。
また、上記第2気筒間補正制御の実行中には、上述したショット間バラツキやフライホイールダンパの影響による回転変動の変位量は、ある程度相殺されることになる。このため、本来の燃料噴射量のずれに起因する回転変動のみによる噴射量学習値を求めることが可能となる。つまり、燃料噴射量のずれ量のみを補正可能な噴射量学習値が求められ、それに従った燃料噴射量を得ることができる。このため、第2気筒間補正制御に切り換えられた後に、継続的に燃料噴射量が適正に保たれて内燃機関の振動を軽減することができる。
先ず、本実施形態に係るディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)の概略構成について説明する。図1は本実施形態に係るエンジン1及びその制御系統の概略構成図である。また、図2は、ディーゼルエンジンの燃焼室3及びその周辺部を示す断面図である。
エンジン1の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン1の運転状態に関する信号を出力する。
ECU100は、図3に示すように、CPU101、ROM102、RAM103及びバックアップRAM104などを備えている。ROM102は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU101は、ROM102に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、RAM103は、CPU101での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM104は、例えばエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
次に、本実施形態の特徴とする制御である気筒間補正制御について説明する。本実施形態に係る気筒間補正制御の特徴は、第1気筒間補正制御と第2気筒間補正制御とが所定のタイミングで切り換えられることにある。
次に、本発明の変形例1について説明する。本変形例は、上記第2気筒間補正制御の変形例である。エンジン1の構成及びその動作や第1気筒間補正制御は上述した実施形態のものと同様である。従って、ここでは、第2気筒間補正制御についてのみ説明する。
次に、本発明の変形例2について説明する。本変形例も、上記第2気筒間補正制御の変形例である。エンジン1の構成及びその動作や第1気筒間補正制御は上述した実施形態のものと同様である。従って、ここでは、第2気筒間補正制御についてのみ説明する。
以上説明した実施形態及び変形例では、自動車に搭載されたコモンレール式筒内直噴型多気筒ディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ガソリンエンジンにも適用可能である。また、自動車用以外の用途に利用されるエンジンに対しても本発明は適用が可能である。また、直列型エンジンに限らず、V型エンジン、水平対向型エンジン等に対しても本発明は適用可能である。更に、気筒数、燃料噴射方式、その他、エンジンの仕様は特に限定されるものではない。
3 燃焼室
12 シリンダボア
Claims (4)
- 内燃機関のアイドリング運転時に、複数気筒それぞれの膨張行程における燃焼形態を均一化させるための噴射量学習値を気筒毎に求め、この噴射量学習値により補正された燃料噴射量で燃料噴射を行う気筒間補正制御が実行可能な多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置において、
上記複数気筒それぞれの膨張行程における燃焼形態が略均一化したことを判定する燃焼形態判定手段と、
上記燃焼形態が未だ均一化していないと判定されている場合に、上記内燃機関の1サイクル毎に各気筒に対する上記噴射量学習値を求めて、この噴射量学習値により補正された燃料噴射量で燃料噴射を実施していく第1気筒間補正制御を行う第1気筒間補正制御実行手段と、
上記第1気筒間補正制御によって燃焼形態が略均一化し、この燃焼形態の略均一化状態が所定期間継続した場合に、上記内燃機関の複数サイクル毎に各気筒に対する上記噴射量学習値を求めて、この噴射量学習値により補正された燃料噴射量で燃料噴射を実施していく第2気筒間補正制御を行う第2気筒間補正制御実行手段とを備えており、
上記第2気筒間補正制御実行手段は、上記内燃機関の各気筒毎における複数回サイクルそれぞれの回転変動の平均値より噴射量学習値を求め、この噴射量学習値により補正された燃料噴射量で燃料噴射を実施していくよう構成されていることを特徴とする多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 上記請求項1記載の多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置において、
上記燃焼形態判定手段は、各気筒の膨張行程において回転速度が最も高くなっているピーク値同士の差が所定量以下になった場合に、各気筒それぞれの膨張行程における燃焼形態が略均一化したと判定するよう構成されていることを特徴とする多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 上記請求項1または2記載の多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置において、
上記第2気筒間補正制御実行手段は、回転変動の平均値を求めるための内燃機関のサイクル数を、第2気筒間補正制御の継続時間が長くなるに従って多くしていくよう構成されていることを特徴とする多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 上記請求項1、2または3記載の多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置において、
上記第2気筒間補正制御実行手段は、第1気筒間補正制御から第2気筒間補正制御に切り換わった時点での噴射量学習値が大きいほど、第2気筒間補正制御の開始初期時における回転変動の平均値を求めるための内燃機関のサイクル数を少なく設定するよう構成されていることを特徴とする多気筒内燃機関の燃料噴射制御装置。
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