JP5141723B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5141723B2
JP5141723B2 JP2010139478A JP2010139478A JP5141723B2 JP 5141723 B2 JP5141723 B2 JP 5141723B2 JP 2010139478 A JP2010139478 A JP 2010139478A JP 2010139478 A JP2010139478 A JP 2010139478A JP 5141723 B2 JP5141723 B2 JP 5141723B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
injection
fuel
pressure
cylinder
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010139478A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012002177A (ja
Inventor
雄大 仲井
直幸 山田
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to JP2010139478A priority Critical patent/JP5141723B2/ja
Publication of JP2012002177A publication Critical patent/JP2012002177A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5141723B2 publication Critical patent/JP5141723B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2474Characteristics of sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • F02D41/3872Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves characterised by leakage flow in injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602Fuel pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0618Actual fuel injection timing or delay, e.g. determined from fuel pressure drop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/04Fuel pressure pulsation in common rails

Description

本発明は、コモンレール等の蓄圧容器に蓄えられた高圧燃料を用いて燃料噴射を行う蓄圧式燃料噴射システムに適用される内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
従来、燃料噴射弁の燃料噴射に際し、その燃料噴射に伴う燃料圧力の変動を燃料ポンプの燃料圧送に伴う燃料圧力の変動で補正して、燃料ポンプの燃料圧送による影響を排除した噴射時圧力(燃料噴射弁による噴射特性)を算出するものがある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載のものでは、都度の噴射気筒でない非噴射気筒の燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出し、この圧力により燃料ポンプの燃料圧送に伴う圧力変動を算出している。
すなわち、燃料ポンプから圧送される高圧燃料は、蓄圧容器を通じて各気筒の燃料噴射弁に一斉に供給される。この場合、非噴射気筒では、燃料非圧送時を基準として、概ねポンプ圧送成分だけによる圧力変動が生じる。ゆえに、非噴射気筒において燃料ポンプの燃料圧送に起因する変動分を精度良く求めることができる。
特許第4424395号公報
ところで、特許文献1に記載のものでは、複数の非噴射気筒の各燃料噴射弁に対する供給燃料の圧力の平均値により、燃料ポンプの燃料圧送に伴う圧力変動を算出している。こうした構成によれば、複数の非噴射気筒における燃料圧力のばらつきが解消され、燃料ポンプの燃料圧送に伴う圧力変動量を算出する精度を高めることが可能となる。
しかしながら、複数の非噴射気筒において、ポンプ圧送成分による圧力変動を検出する精度が同じであるとは限らず、特許文献1に記載のものは未だ改善の余地を残すものとなっている。
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、燃料噴射弁による噴射特性をより高精度に算出することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
請求項1に記載の発明は、高圧燃料を蓄圧保持する蓄圧容器と、該蓄圧容器に対して燃料を圧送する燃料ポンプと、多気筒内燃機関の気筒ごとに設けられ前記蓄圧容器内に蓄圧保持された高圧燃料を所定の気筒順序で噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧容器から各気筒の前記燃料噴射弁の噴射口までの各燃料通路内の燃料圧力をそれぞれ検出する燃料圧力センサと、を備えてなる蓄圧式燃料噴射システムに適用され、都度の噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に伴い変動する燃料圧力を逐次検出する噴射気筒圧力検出手段と、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、それぞれの前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さい非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力を逐次検出する非噴射気筒圧力検出手段と、前記噴射気筒圧力検出手段により検出した燃料圧力と前記非噴射気筒圧力検出手段により検出した燃料圧力との差に基づいて、前記燃料噴射弁による噴射特性を算出する噴射特性算出手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、高圧燃料を蓄圧保持する蓄圧容器に対して、燃料ポンプにより燃料が圧送される。一方、多気筒内燃機関の気筒ごとに燃料噴射弁が設けられており、蓄圧容器内に蓄圧保持された高圧燃料が所定の気筒順序で燃料噴射弁により噴射される。また、蓄圧容器から各気筒の燃料噴射弁の噴射口までの各燃料通路内の燃料圧力が、燃料圧力センサによりそれぞれ検出される。
そして、噴射気筒圧力検出手段により、都度の噴射気筒に対応する燃料圧力センサの出力に基づいて、燃料噴射弁の燃料噴射に伴い変動する燃料圧力が逐次検出される。これにより、燃料噴射過程における圧力推移波形を求めることができ、その圧力推移波形によって、燃料噴射弁による実際の噴射開始点や噴射終了点、噴射率といった噴射特性を求めることが可能となる。ただし、蓄圧容器に対して燃料ポンプから燃料が圧送される際に、その燃料圧送と燃料噴射弁の燃料噴射とが重複する場合は、燃料噴射に伴い生じる圧力変動分には、燃料ポンプの燃料圧送に伴う圧力変動が含まれることとなる。
これに対して、非噴射気筒圧力検出手段により、都度の噴射気筒でない非噴射気筒に対応する燃料圧力センサの出力に基づいて、ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力が逐次検出される。ここで、都度の非噴射気筒においても、それぞれの前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動が残留しており、その残留度合は各非噴射気筒で異なっている。このため、その時々に適切な非噴射気筒を選択してその燃料圧力を用いることにより、複数の非噴射気筒における燃料圧力の平均値を用いるよりも、燃料ポンプの燃料圧送に伴う圧力変動を高精度に検出することができる。
この点、上記構成によれば、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、それぞれの前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さい非噴射気筒に対応する燃料圧力センサの出力に基づいて、ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力が検出される。したがって、燃料ポンプの燃料圧送に伴う圧力変動を高精度に検出することができる。そして、噴射気筒圧力検出手段により検出した燃料圧力と非噴射気筒圧力検出手段により検出した燃料圧力との差に基づいて、燃料噴射弁による噴射特性が算出される。その結果、燃料ポンプの燃料圧送による影響を精度よく排除することができ、燃料噴射弁による噴射特性をより高精度に算出することができる。
この蓄圧式燃料噴射システムでは、蓄圧容器内に蓄圧保持された高圧燃料が、所定の気筒順序で燃料噴射弁により噴射される。そして、燃料噴射弁による燃料噴射が実行された気筒では、その他の全ての気筒において燃料噴射弁による燃料噴射が実行された後に、再度燃料噴射が実行される。このため、第1気筒において燃料噴射される時に、複数の非噴射気筒のうち最も先に噴射が終了した気筒は、所定の気筒順序に従って第1気筒の次に燃料噴射される気筒となる。例えば、4気筒の内燃機関において、第1気筒、第3気筒、第4気筒、第2気筒の順で燃料噴射される場合は、第1気筒において燃料噴射される時に、3つの非噴射気筒のうち最も先に噴射が終了した気筒は第3気筒となる。そして、時間の経過に伴って、各気筒において前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動が減衰することとなる。したがって、上記の場合には、第1気筒が噴射気筒であるとすると、第3気筒において前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さくなる。
この点、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記非噴射気筒圧力検出手段は、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、前記所定の気筒順序に従って前記噴射気筒の次に燃料噴射される非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力を逐次検出するといった構成を採用している。このため、複数の非噴射気筒のうち、燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さい気筒を簡易に選択することができる。
また、請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記非噴射気筒圧力検出手段は、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、それぞれの前回の燃料噴射からの経過時間が最も長い非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力を逐次検出するといった構成を採用している。こうした構成によっても、複数の非噴射気筒のうち、前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動が最も減衰した気筒、すなわち燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さい気筒を選択することができる。したがって、その非噴射気筒の燃料圧力に基づいて、ポンプの燃料圧送に伴う圧力変動を高精度に検出することができる。
蓄圧式燃料噴射システムでは、所定の条件が成立した場合に、一部の気筒において燃料噴射弁による燃料噴射が休止させられることがある。そして、燃料噴射弁による燃料噴射が休止させられた気筒では、前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動が存在しない。
そこで、請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記蓄圧式燃料噴射システムは、所定の条件が成立した場合に一部の気筒において前記燃料噴射弁による燃料噴射を休止させるものであり、前記非噴射気筒圧力検出手段は、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、前記燃料噴射が休止させられた非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力を逐次検出するといった構成を採用している。こうした構成によれば、複数の非噴射気筒のうち燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さい気筒を選択することができ、その燃料圧力に基づいてポンプの燃料圧送に伴う圧力変動を高精度に検出することができる。
一般に多気筒内燃機関の場合、一の燃料ポンプから、各気筒の燃料噴射弁までの経路長、ひいては各気筒の燃料圧力センサまでの経路長は、同一ではなく各々相違する。このため、燃料ポンプの燃料圧送に伴う圧力変動が生じるタイミングは、各々の経路長に応じて気筒ごとに相違すると考えられる。
この点、請求項5に記載の発明では、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発明において、前記噴射特性算出手段は、前記燃料ポンプから都度の噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサに至る経路長と、前記燃料ポンプから都度の非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサに至る経路長との差異を加味して、前記燃料圧力の差を算出するといった構成を採用している。こうした構成によれば、一の燃料ポンプから各気筒の燃料圧力センサまでの経路長の差異が加味されて燃料圧力の差が算出されるため、燃料噴射弁による噴射特性をより高精度に算出することができる。
第1の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射システムの概略を示す構成図。 インジェクタの内部構造を模式的に示す内部側面図。 燃料噴射制御処理の基本的な手順を示すフローチャート。 学習処理の処理内容を示すフローチャート。 噴射パラメータの推移を示すタイムチャート。 インジェクタの噴射タイミングと燃料ポンプの圧送タイミングとの関係を示すタイムチャート。 噴射パラメータの推移を示すタイムチャート。 燃料圧力補正の処理手順を示すフローチャート。 気筒ごとに配管長が相違することを示す略図。 第2の実施形態における燃料圧力補正の処理手順を示すフローチャート。
[第1の実施形態]
以下、第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の装置は、例えば自動車用エンジンとしてのレシプロ式ディーゼルエンジンを制御対象にしたコモンレール式燃料噴射システム(高圧噴射燃料供給システム)に搭載されている。すなわちこの装置は、ディーゼルエンジン(内燃機関)のエンジン筒内の燃焼室に直接的に高圧燃料(例えば噴射圧力「1800気圧」程度の軽油)を噴射供給(直噴供給)する装置として用いられる、いわばディーゼルエンジン用の燃料噴射装置である。
まず図1を参照して、本実施形態に係るコモンレール式燃料噴射システムの概略について説明する。なお、本実施形態のエンジンとしては、4輪自動車用の多気筒(例えば4気筒)エンジンを想定している。図1において、各インジェクタ20は、第1〜第4気筒(#1,#2,#3,#4)にそれぞれ設けられている。
同図1に示されるように、このシステムは、大きくは、ECU(電子制御ユニット)30が、各種センサからのセンサ出力(検出結果)を取り込み、それら各センサ出力に基づいて燃料供給装置の駆動を制御するように構成されている。ECU30は、燃料供給系を構成する各種装置の駆動を制御することで、例えばディーゼルエンジンの出力(回転速度やトルク)を制御すべく、同エンジンに対する燃料噴射圧力(本実施形態では、圧力センサ20aにて測定される時々の燃料圧力)を目標値(目標燃圧)にフィードバック制御している。
燃料供給系を構成する諸々の装置は、燃料上流側から、燃料タンク10、燃料ポンプ11、及びコモンレール12(蓄圧容器)の順に配設されている。そして、燃料タンク10と燃料ポンプ11とは、燃料フィルタ10bを介して配管10aにより接続されている。
燃料タンク10は、対象エンジンの燃料(軽油)を溜めておくためのタンク(容器)である。また、燃料ポンプ11は、低圧ポンプ11a及び高圧ポンプ11bを有し、低圧ポンプ11aによって燃料タンク10から汲み上げられた燃料を、高圧ポンプ11bにて加圧して吐出するように構成されている。そして、高圧ポンプ11bに送られる燃料圧送量、ひいては燃料ポンプ11の燃料吐出量は、燃料ポンプ11の燃料吸入側に設けられた吸入調整弁(SCV:Suction Control Valve)11cによって調量されるようになっている。すなわち、燃料ポンプ11では、吸入調整弁11c(例えば非通電時に開弁するノーマリオープン型の調整弁)の駆動電流量(ひいては弁開度)を調整することで、同ポンプ11からの燃料吐出量を所望の値に制御することができるようになっている。
燃料ポンプ11を構成する2種のポンプのうち、低圧ポンプ11aは、例えばトロコイド式のフィードポンプとして構成されている。これに対し、高圧ポンプ11bは、例えばプランジャポンプからなり、図示しない偏心カム(エキセントリックカム)にて所定のプランジャ(例えば2本、3本のプランジャ)をそれぞれ軸方向に往復動させることにより加圧室に送られた燃料を逐次所定のタイミングで圧送するように構成されている。いずれのポンプも、駆動軸11dによって駆動されるものである。駆動軸11dは、対象エンジンの出力軸であるクランク軸41に連動し、例えばクランク軸41の1回転に対して「1/1」又は「1/2」等の比率で回転するようになっている。すなわち、上記低圧ポンプ11a及び高圧ポンプ11bは、対象エンジンの出力によって駆動される。
燃料タンク10内の燃料は、燃料ポンプ11により燃料フィルタ10bを介して汲み上げられ、配管(高圧燃料通路)11eを通じてコモンレール12に加圧供給(圧送)される。そして、燃料ポンプ11から圧送された燃料は、コモンレール12により高圧状態で蓄圧され、その蓄圧された高圧燃料が、気筒(シリンダ)ごとに設けられた配管(高圧燃料通路)14を通じて、各気筒のインジェクタ20(燃料噴射弁)へそれぞれ供給されることになる。なお、コモンレール12と配管14との接続部分12aには、配管14を通じてコモンレール12へ伝播される燃料脈動(主に噴射時にインジェクタ20の燃料噴射口にて発生)を軽減するオリフィス(燃料脈動軽減手段に相当する配管14の絞り部)が設けられており、コモンレール12内の圧力脈動を低減して安定した圧力で各インジェクタ20へ燃料を供給することができるようになっている。燃料脈動軽減手段としては、オリフィス以外に、フローダンパや、オリフィス及びフローダンパの組合せ等が適用できる。
このシステムでは、燃料ポンプ11の駆動により圧送される燃料を各インジェクタ20により直接的にエンジンの各筒内(燃焼室内)へ噴射供給(直噴供給)するようになっている。なお、このエンジンは、4ストロークエンジンである。すなわち、このエンジンでは、吸入・圧縮・燃焼・排気の4行程による1燃焼サイクルが「720°CA」周期で逐次実行される。
このように、本実施形態に係る燃料供給系も、基本構成については、従来のシステムに準ずるものとなっている。ただし、本実施形態に係る燃料噴射装置では、各気筒(#1〜#4)に対するインジェクタ20の近傍、特にその燃料取込口に圧力センサ20a(燃料圧力センサ)が設けられている。そしてかかる構成により、インジェクタ20の噴射動作や実噴射による圧力変動態様を高い精度で検出することができるようになっている(詳しくは後述)。
ここで、図2を参照して、上記インジェクタ20の構造について詳述する。なお、図2は、同インジェクタ20の内部構造を模式的に示す内部側面図である。
同図2に示されるように、インジェクタ20は、弁本体部22の先端側及び後端側にそれぞれ、燃料噴射口を通じて弁外へ燃料を噴射する部分であるノズル部(噴射部)21と、弁を駆動するための駆動部23とを有して構成されている。なお、ノズル部21は、例えば弁本体部22の先端に、別体のノズルが装着されて形成される。
また、インジェクタ20の燃料噴射口(噴孔21c)は、弁先端側のノズル部21に設けられている。詳しくは、ノズル部21は、円筒状の外形を形成するノズルボディ21aを主体に構成され、該ノズルボディ21aが先端側へ向かうにつれて縮径されることにより、その最先端に先端部21bが形成されている。そして、この先端部21bには、弁内外を連通する燃料噴射口として噴孔21c(微小孔)が必要な数だけ(例えば6〜8個)穿設されている。また、同ノズル部21には、噴孔21cへの燃料通路を開閉する円柱状のノズルニードル21dが収容されている。ノズルニードル21dは、弁後端側に設けられたスプリング22aにより弁先端側へ付勢されており、この付勢力に従って又は抗して、インジェクタ20内部を軸方向に摺動する。ただし、異常動作を防ぐ等の目的で、ニードル21dの弁後端側(リフト側)には、同ニードル21dの弁後端側への変位を所定位置で妨げる(規制する)ようなストッパ22bが設けられている。
そして、こうしたノズル部21の先端部21bに対して、コモンレール(蓄圧配管)12から、配管14(図1)及び燃料通路22cを通じて高圧燃料が送られてくる。そうして、上記噴孔21cを通じてその燃料が噴射される。ここで、その送られてくる高圧燃料の燃料圧力は、当該インジェクタ20の燃料取込口にて測定される。詳しくは、その燃料取込口に配設された上記圧力センサ20a(図1も併せ参照)により、当該インジェクタ20の噴射動作や実噴射(実際の燃料噴射)による圧力変動態様を含めた時々の圧力値(インレット圧)が逐次測定される。また、燃料噴射に際しては、上記ニードル21dの軸方向上方への変位量(リフト量)の大小に応じて、噴孔21cへ供給される燃料量、ひいては該噴孔21cから噴射される単位時間あたりの燃料量(噴射率)が可変となる。例えばニードル21dが着座した状態(リフト量=「0」)では、燃料噴射は停止する。
次に、こうしたノズル部(噴射部)21の後端側の弁内部構造、すなわち上記弁本体部22の内部構造について説明する。
弁本体部22は、同弁本体部22の円筒状の外形を形成するハウジング22d内に、上記ノズルニードル21dと連動するコマンドピストン22eを備える。コマンドピストン22eは、ニードル21dよりも大きな径の円柱状からなり、プレッシャピン22f(連結シャフト)を介して上記ニードル21dに連結されている。そして、上記ニードル21dと同様、このピストン22eも、インジェクタ20内部を軸方向に摺動する。また、コマンドピストン22eの弁後端側には、ハウジング壁面とピストン22e頂面とで区画されることにより、コマンド室Cdが形成されている。さらに、このコマンド室Cdには、燃料流入孔としての入口オリフィス22gが設けられている。すなわちこれにより、コモンレール12からの高圧燃料が、入口オリフィス22gを通じてコマンド室Cdへ流入することになる。また、同ピストン22e下側の空間には、この空間を上記駆動部23の所定空間(詳しくは、電磁弁の開閉で燃料タンク10と連通されるリーク空間)と連通させるリーク通路22hが設けられている。インジェクタ20では、こうしたリーク通路22hを設けることで、ピストン22e下側の余分な燃料(例えばニードル摺動部からのリーク燃料等)を燃料タンク10へ戻すようにしている。
一方、駆動部23は、弁本体部22のさらに後端側に位置する。この駆動部23は、円筒状の外形を形成するハウジング23aを主体に構成され、このハウジング23a内に、二方電磁弁(TWV:Two Way Valve)、詳しくはアウターバルブ23b、スプリング23c(コイルばね)、及びソレノイド23dにより構成される二方電磁弁を備える。この二方電磁弁は、アウターバルブ23bの動作を通じて、燃料流出孔としての出口オリフィス23eを開閉するものである。すなわち、上記ソレノイド23dに通電がなされていない(非通電)状態では、スプリング23cの伸張力(軸方向に沿った伸張力)により、アウターバルブ23bが出口オリフィス23eを塞ぐ側へ付勢されている。他方、同ソレノイド23dへ通電(ソレノイド23dの磁化)がなされると、アウターバルブ23bは、その磁力により、スプリング23cの伸張力に抗して引き寄せられ、出口オリフィス23eを開放する側へ変位することになる。また、この駆動部23の後端側には、ハウジング23a内の燃料をタンクへ戻すために、円柱状の戻し孔23f(燃料戻し口)が設けられている。すなわち当該インジェクタ20においては、この戻し孔23fが、配管18(図1)を介して、上記燃料タンク10に接続されている。なお、駆動部23の通電を制御するための回路、及び、この回路を通じて噴射制御を行うためのプログラム等は、上記ECU30に搭載されている。
すなわち上記ECU30は、例えば駆動部23を主に構成する上記二方電磁弁の通電/非通電を2値的に(駆動パルスを通じて)制御することで、その通電時間に応じてノズルニードル21dをリフト動作させ、コモンレール12から燃料通路22cを通じて先端部21bへ逐次供給される高圧燃料を、上記噴孔21cを通じて噴射する。
詳しくは、二方電磁弁(より厳密にはソレノイド23d)が非通電(OFF)状態にある時には、アウターバルブ23bが弁先端側へ降下し、出口オリフィス23eを閉じる。そしてこの状態で、燃料通路22c及び入口オリフィス22gを通じてコモンレール12から先端部21b及びコマンド室Cdへそれぞれ高圧燃料が供給されると、ニードル21d下部の径よりも大きな径のコマンドピストン22eには、その受圧面積の差に基づき、弁先端側への力が働く。これにより、ピストン22eは弁先端側へ押し下げられ、スプリング22aにより弁先端側へ付勢されるニードル21dが、燃料供給経路を遮断することになる(ニードル着座状態)。このため、非通電時には、燃料の噴射が行われない(ノーマリクローズ)。また、ピストン22e下側の余分な燃料は、リーク通路22h及び戻し孔23fを通じて、燃料タンク10へ戻される。
他方、通電(ON)時には、アウターバルブ23bが、ソレノイド23dの磁力により弁後端側へ引き寄せられ、出口オリフィス23eを開く。こうして出口オリフィス23eが開放されることで、コマンド室Cd内の燃料は、出口オリフィス23e、戻し孔23f、リーク通路22hを通じて、燃料タンク10やピストン22e下側へ流れ出し、この燃料の流出で、コマンド室Cdの圧力、ひいてはピストン22eを押し下げようとする力が小さくなる。これにより、ピストン22eは、一体に連結されたニードル21dと共に、弁後端側へ押し上げられる。そして、ニードル21dが押し上げられる(リフトされる)と、ニードル21dが離座し、噴孔21cまでの燃料供給経路が開放され、高圧燃料が噴孔21cへ供給されるとともに、その燃料が噴孔21cを通じてエンジンの燃焼室へ噴射供給されることになる。
インジェクタ20では、ニードル21dのリフト量に応じて、上記噴孔21cまでの燃料供給経路の流路面積が可変とされ、この流路面積に応じて噴射率も可変とされる。この場合、ニードル21dのリフト動作に係るパラメータ(通電時間や燃料圧力)を可変制御することで、噴射率や噴射量を制御することができる。
以上、本実施形態のコモンレール式燃料噴射システムにおける燃料供給系の各種装置について説明した。以下、図1を再び参照して、同システムの構成について、さらに説明を続ける。
すなわちこのシステムにおいて、図示しない車両には、車両制御のための各種のセンサがさらに設けられている。例えばエンジンの出力軸であるクランク軸41には、所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)クランク角信号を出力するクランク角センサ42が、同クランク軸41の回転角度位置や回転速度等を検出するために設けられている。また、図示しないアクセルペダルには、同ペダルの状態(変位量)に応じた電気信号を出力するアクセルセンサ44が、運転者によるアクセルペダルの操作量(アクセル開度)を検出するために設けられている。
こうしたシステムの中で電子制御ユニットとして主体的にエンジン制御を行う部分がECU30である。そして、このECU30は、周知のマイクロコンピュータ(図示略)を備えて構成され、上記各種センサの検出信号に基づいてエンジンの運転状態やユーザの要求を把握し、それに応じて上記インジェクタ20等の各種アクチュエータを操作することにより、その時々の状況に応じた最適な態様で上記エンジンに係る各種の制御を行っている。また、このECU30に搭載されるマイクロコンピュータは、基本的には、各種の演算を行うCPU(基本処理装置)、その演算途中のデータや演算結果等を一時的に記憶するメインメモリとしてのRAM(Random Access Memory)、プログラムメモリとしてのROM(読み出し専用記憶装置)、データ保存用メモリ(バックアップメモリ)としてのEEPROM(電気的に書換可能な不揮発性メモリ)32やバックアップRAM(車載バッテリ等のバックアップ電源により給電されているRAM)、さらには外部との間で信号を入出力するための入出力ポート(上記圧力センサ20a等のセンサ出力を逐次取り込む部分を含む)などといった各種の演算装置、記憶装置、及び通信装置等によって構成されている。そして、ROMには、当該燃料圧力の学習に係るプログラムを含めたエンジン制御に係る各種のプログラムや制御マップ等が、またデータ保存用メモリ(例えばEEPROM32)には、エンジンの設計データをはじめとする各種の制御データ等が、それぞれ予め格納されている。
ところで、本実施形態に係る上記システムでは、時々の状況に応じた噴射補正係数等を逐次学習(更新)している。そしてこれにより、例えば同システムに用いられる部品(特にインジェクタ20)の個体差や経年変化等に起因して生じる制御誤差を、逐次補正(フィードバック補正)するようにしている。以下、図3を参照して、本実施形態に係る燃料噴射制御の基本的な手順について説明する。なお、この図3の処理において用いられる各種パラメータの値は、例えばECU30に搭載されたRAMやEEPROM32、あるいはバックアップRAM等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。そして、これら各図の一連の処理は、基本的には、ECU30でROMに記憶されたプログラムが実行されることにより、エンジンの各気筒について、それぞれ所定クランク角ごとに又は所定時間周期で逐次実行される。
同図3に示すように、この一連の処理においては、まずステップS11で、例えばエンジン回転速度(平均回転速度)やエンジン負荷等といったエンジン運転状態を示す各種のパラメータを読み込む。そして、続くステップS12では、ステップS11で読み込んだエンジン運転状態や、運転者によるアクセルペダル操作量等に基づいて(必要に応じて要求エンジン運転状態を別途算出して)噴射パターンを設定する。
なお、この噴射パターンは、例えば上記ROMに記憶保持された所定のマップ(数式でも可)等に基づいて取得される。詳しくは、例えば予め想定される各エンジン運転状態について実験等により最適パターン(適合値)を求め、そのマップに書き込んでおく。こうして、上記マップは、それらエンジン運転状態と最適パターンとの関係を示すものとなっている。
また、噴射パターンは、例えば噴射段数(噴射回数)、噴射タイミング、噴射時間、噴射インターバル(多段噴射の場合の噴射間隔)等のパラメータにより定められるものであり、上記ステップS12では、都度のエンジン運転状態(ステップS11で取得)に応じた要求エンジン運転状態を満足するように、上記マップにより最適パターン(適合値)が設定される。例えば単段噴射の場合には噴射量(噴射時間)が、また多段噴射の噴射パターンの場合には各噴射の噴射量の総和が、それぞれ要求トルク等に応じて可変とされる。そして、その噴射パターンに基づいて、上記インジェクタ20に対する指令値(指令信号)が設定されることになる。これにより、車両の状況等に応じて、前述したプレ噴射、パイロット噴射、アフター噴射、ポスト噴射等が適宜メイン噴射と共に実行されることになる。
続くステップS13では、別途学習処理により更新されている噴射補正係数を、上記EEPROM32等から読み出し、続くステップS14で、その読み出した噴射補正係数に基づき、上記インジェクタ20に対する指令値(指令信号)を補正する。そして、続くステップS15では、その補正された指令値(指令信号)に基づいて、上記噴射段数、噴射タイミング、噴射時間、噴射インターバル等に係る指令値を決定し、それら各指令値に基づいてインジェクタ20の駆動を制御する。
次に、図4や図5を参照して、上記図3のステップS14にて用いられる噴射補正係数やその他噴射特性データの学習(更新)態様について詳述する。なお、図4に示す一連の処理において用いられる各種パラメータの値も、例えばECU30に搭載されたRAMやEEPROM32、あるいはバックアップRAM等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。そして、図4の一連の処理は、基本的には、ECU30でROMに記憶されたプログラムによって、所定クランク角ごとに又は所定時間周期(本実施形態では「20μsec」周期を採用)で逐次実行される。
ここでは、図4の説明に先立って、インジェクタ20の噴射動作及び実噴射(該噴射動作を通じて実際に行われた噴射)による圧力変動について、その具体的態様を図5を用いて説明する。図5は、学習対象とする噴射の噴射タイミング近傍での圧力推移を示すタイムチャートである。図5では、単一の噴射について図示しており、(a)にはインジェクタ20に対する噴射指令信号(パルス信号)の推移が、(b)には学習対象とする噴射の噴射率(単位時間あたりに噴射される燃料量)の推移が、(c)(d)には圧力センサ20aにより検出される燃料圧力(インレット圧)の推移が、それぞれ示されている。
なお、噴射指令信号の立ち上がりに伴いインジェクタ20の噴孔21cから燃料噴射が行われる際、その燃料噴射に合わせて噴射率が推移するとともに、噴孔21cでは燃料噴射に合わせて圧力低下が生じるが、その圧力低下を検出するための圧力センサ20aは噴孔21cから離れた位置(燃料取込口)に取り付けられていることから、燃料噴射による噴射率の推移(噴孔21cでの圧力低下)から幾分遅れてインレット圧が変化するようになっている。これが図5(d)に示す圧力推移である。つまり、インレット圧は、圧力センサ20aの取付位置に起因する圧力伝播遅れを伴い、図中のTDは圧力伝播による遅れ時間に相当する。ただし、この圧力伝播遅れは本実施形態の本質部分に直接関与しないため、便宜上、以下の説明では、図5(c)のように圧力伝播遅れが無い、すなわち噴射率とインレット圧とが同時に変化するものとする。ちなみに、圧力センサ20aをインジェクタ20の噴孔付近に設置したことを想定すると、圧力伝播遅れは無くなり(又は極微小となり)、その検出値(インレット圧)の推移は図5(c)のようになる。
さて、図5において、タイミングt1で噴射指令信号が立ち上げられると、インジェクタ20の駆動開始直後の圧力推移(圧力推移波形)として、まず圧力不変の短い期間があり、その期間を過ぎると、圧力が徐々に降下し始め、その後、あるタイミングで圧力が急峻に下がり始める、といった傾向を示す。
ここで、始めの圧力不変の期間、及びその後の圧力が徐々に降下する期間(図のt1〜t2)は、インジェクタ20の無効噴射期間に相当する。詳しくは、無効噴射期間は、通電開始(噴射指令パルスの立ち上がり)からソレノイド23d(図2)により正常な磁界が形成されるまでの遅れ、並びに、アウターバルブ23bやノズルニードル21d(図2)の慣性、燃料の慣性、及びノズル内部の壁面との摩擦等による動作遅れ、等々の各種の遅れの総和であり、いわば同インジェクタ20の駆動(通電)が開始されてから実際に燃料が噴射されるまで、すなわちノズルニードル21dがリフト動作を開始するまでの時間に相当するものである。また、この無効噴射期間中、圧力不変期間の後の期間では、圧力が徐々に降下している。これは、インジェクタ20の噴射動作により圧力のリークが発生していることを示しており、詳しくは同インジェクタ20が、噴射に係る動作を開始してから実際に噴射が開始されるまでの間に圧力リークを伴うタイプの噴射弁であることに起因している。具体的には、前述したように、インジェクタ20では、通電時、ニードル21dを駆動するために、出口オリフィス23eを開放してコマンド室Cd内の燃料を燃料タンク10へ戻すようにしている。このため、コモンレール12による燃料圧力は、同インジェクタ20の噴射動作中に、入口オリフィス22g及び出口オリフィス23eを通じて漏れる(リークする)ことになる。すなわち、この時の圧力低下が、無効噴射期間における緩やかな圧力降下(圧力リーク)に相当する。そして、これらに対し、上記圧力の急峻に下がり始める圧力降下点は、当該インジェクタ20を通じて実際に噴射が開始されるタイミング、すなわち噴射開始点に相当する。図5では、タイミングt2が噴射開始タイミングに相当する。
噴射開始点後は、ニードル21dのリフト動作に伴い噴射率が増加し、最大噴射率に到達すると(タイミングt3)、以降、その最大噴射率の噴射状態が保持される。このとき、圧力推移(圧力推移波形)は、噴射率が最大噴射率に到達するまで低下し、その到達後はほぼ一定圧となる。
そして、タイミングt4で噴射指令信号が立ち下げられると、アウターバルブ23bの閉位置への移動に伴い出口オリフィス23eが閉鎖され、それに起因してインレット圧が若干上昇する(タイミングt5)。その後、出口オリフィス23eの閉鎖に伴いコマンド室Cd内の燃料圧力が十分に上昇すると、ノズルニードル21dが閉弁側にリフト動作し始め(タイミングt6)、噴射率が低下するとともに、インレット圧が急峻に上昇する。さらにその後、タイミングt7で、ノズルニードル21dが全閉位置に戻って噴射率=0となり、以降、インレット圧が噴射前の圧力値の近傍で波打つようになる、といった傾向を示す。すなわち、燃料噴射に伴う燃料圧力の変動が残留することとなる。
ここで、時々の圧力値と噴射前の圧力値とが交わる点(ゼロクロス点)は、インジェクタ20による噴射が停止するタイミング、すなわち噴射終了点に相当する。図5では、タイミングt7が噴射終了タイミングに相当する。インジェクタ20では、噴射開始時の無効噴射時間と同様、噴射終了時にも、断電(噴射指令パルスの立ち下がり)から噴射終了点までの間に遅れが生じることになる。
次に、本実施形態の燃料噴射装置(ECU30)による噴射補正係数等の学習(更新)に係る処理を説明する。同処理は、大きくは、
・圧力センサ20a(図1)のセンサ出力を、「20μsec」間隔で逐次取得することにより、インジェクタ20の噴射動作及び実噴射(該噴射動作を通じて実際に行われた噴射)による圧力変動について、その圧力の変動態様を検出、取得(詳しくは圧力推移波形として取得)する処理、
・その取得した圧力推移波形に基づいて、その時々の噴射パターン等の噴射条件に対して関連付けながら噴射特性データを所定の記憶装置(ここでは上記EEPROM32)に格納する処理(適宜の更新を含む)、
の各処理を有する。
以下、図4を参照して上記学習処理について詳述する。図4は、当該学習処理の処理手順を示すフローチャートである。ちなみに、後述する圧力検出やそれに付随する演算処理は高速処理が要求されるため、DSP(Digital Signal Processor)等の高速演算装置を用いて処理が実行されるのが望ましい。なお本実施形態では、図4の一連の処理が「噴射特性算出手段」及び「学習手段」としての処理に相当する。
図4において、まずステップS21では、圧力センサ20aの出力信号を取り込み、その時の燃料圧力を検出する。また、続くステップS22では、学習実行条件が成立しているか否かを判断する。学習実行条件として具体的には、以下の各条件が含まれる。
・圧力センサ20aにより測定される燃料圧力が所定範囲内にあること。なお、ここで検出される燃料圧力は、基礎圧力値(ベース圧力値)に相当するものである。
・燃料温度が所定範囲内にあること。なお、この燃料温度は、燃料ポンプ11に内蔵された燃温センサにより検出されるものである。
・学習対象とする気筒において所定の噴射パターンによる燃料噴射の指令が出され、その噴射パターンの実行中であること。且つ、その噴射量(指令値)が所定範囲内(例えば所定値以下)にあること。
・当該学習処理に係る各種センサが正常であること。
上記の各条件が全て成立する場合、学習実行条件が成立しているとして、後続のステップS23に移行する。これに対し、上記の各条件のいずれかが不成立となる場合、学習実行条件が成立していないとして、本処理をそのまま終了する。そして、ステップS23以降、上記の燃料圧力(インレット圧)に基づいて噴射特性の検出を実行する。
すなわち、ステップS23では、インジェクタ20の駆動開始時において既に噴射開始点が検出されたか否かを判断し、噴射開始点の検出前であればステップS24に移行する。ステップS24では、圧力センサ20aにより測定された燃料圧力(インレット圧)に基づいて、現時点が噴射開始点であるか否かを判断する。
ステップS24についてより具体的には、インジェクタ20の駆動開始から所定時間(例えば噴射量によって可変)内にあって、且つ、その時の燃料圧力(インレット圧)が所定の閾値TH1よりも小さい(圧力<閾値TH1)か否かを判断する。ここで、閾値TH1は、噴射開始点を検出するための圧力判定値であり、例えば予め実験等により求めた適合値に基づき、噴射開始点を示す圧力値(ここでは上記圧力が急峻に下がり始める圧力値付近)に設定される。しかしながら、噴射開始点を示す圧力値は、燃料噴射弁の種類や個体差等によって変わる。このため、噴射開始点を高い精度で検出する上では、閾値TH1の値を、燃料噴射弁ごと個別に(又は種類別に)それぞれ最適な値に設定することが好ましい。また、閾値TH1により噴射開始点を直接的に検出せずに、例えば閾値TH1によりその噴射開始点近傍の所定タイミングを検出するように構成して、その検出された所定タイミングに基づいて間接的に上記噴射開始点を検出するようにしてもよい。
そして、ステップS24で噴射開始点である旨判断された場合には、ステップS241に移行し、現時点の時刻(すなわち噴射開始タイミング)を噴射開始点データとしてメモリ(RAM等)に記憶する。
上記のように噴射開始点が検出されると、ステップS23では噴射開始点が既に検出されている旨判断されるようになり、続くステップS25では、圧力センサ20aにより測定された燃料圧力(インレット圧)に基づいて、現時点が噴射終了点であるか否かを判断する。また、ステップS25で噴射終了点でないと判断された場合には、ステップS26で、圧力センサ20aにより測定された燃料圧力(インレット圧)に基づいて、現時点が最大噴射率の到達点であるか否かを判断する。
ステップS25についてより具体的には、噴射開始点から所定時間(例えば噴射量によって可変)内にあって、且つ、その時の燃料圧力(インレット圧)が所定の閾値TH3よりも大きい(圧力>閾値TH3)か否かを判断する。また、ステップS26についてより具体的には、噴射開始点から所定時間(例えば噴射量によって可変)内にあって、且つ、その時の燃料圧力(インレット圧)が所定の閾値TH2よりも小さい(圧力<閾値TH2)か否かを判断する。
閾値TH2,TH3は、それぞれ最大噴射率点、噴射終了点を検出するための圧力判定値であり(TH2<TH3)、上述の閾値TH1と同様、例えば予め実験等により求めた適合値に基づいて設定される。また、これら閾値TH2,TH3においては、燃料噴射弁ごと個別に(又は種類別に)それぞれ最適な値に設定することが好ましいことも、さらには上記各タイミングを間接的に検出するように構成することができることも、閾値TH1の場合と同様である。
実際の時間経過においては、先に最大噴射率の到達点が検出され(先にステップS26がYESとなり)、その後、噴射終了点が検出される(ステップS25がYESとなる)。
そして、ステップS26で最大噴射率の到達点である旨判断された場合には、ステップS261に移行し、現時点の時刻(すなわち最大噴射率の到達タイミング)を最大噴射率データとしてメモリ(RAM等)に記憶する。また、ステップS25で噴射終了点である旨判断された場合には、ステップS251に移行し、現時点の時刻(すなわち噴射終了タイミング)を噴射終了点データとしてメモリ(RAM等)に記憶する。
図5のタイムチャートで説明すると、タイミングt2で噴射開始点が検出された後、タイミングt3で最大噴射率点の到達が検出され、タイミングt7で噴射終了点が検出される。
噴射終了点について検出及びデータ記憶がなされた後、ステップS252では、その時の燃料圧力(インレット圧)等に基づいて、噴射開始点や噴射終了点等以外の噴射パラメータを検出する。
具体的には、例えば噴射開始点と噴射終了点とに基づいて噴射期間(噴射時間)を算出したり、あるいは閾値TH2を下回ったタイミング以後の燃料圧力に基づいて噴射率の最大値を算出したりする。このとき、燃料圧力の負側への変動量が大きいほど噴射率が大きいとする。また、上記噴射期間と、圧力センサ20aによる時々の圧力測定値とに基づいて、噴射量の推定や補正を行うようにする。具体的には、圧力センサ20aによる時々の圧力測定値に基づいて、噴射率を推定し、この噴射率(推定値)と噴射時間とを掛け合わせることによって、噴射量を算出(推定)する。その他、噴射開始点以後(例えば図5のt2〜t3の期間)の燃料圧力の変化率(変化速度)から噴射率上昇時の変化速度を算出したり、噴射終了点以前(例えば図5のt6〜t7の期間)の燃料圧力の変化率(変化速度)から噴射率下降時の変化速度を算出したりすることも可能である。
その後、ステップS27では、学習データの更新条件が成立しているか否かを判断する。この更新条件は任意に設定可能であるが、ここでは一例として、1つの燃料噴射(噴射パターン)について噴射特性データの取得が完了したことを更新条件とする。そして、更新条件が成立する場合、後続のステップS28に移行し、更新条件が成立しない場合、本処理をそのまま終了する。
ステップS28では、上述した噴射開始点、噴射終了点、最大噴射率の到達点やその他の噴射パラメータ(ステップS241,S251,S252,S261の各記憶値)に基づいて噴射補正係数を算出する。この噴射補正係数は、上述のとおりインジェクタ20に対する指令値(指令信号)を補正するものであり、この補正により、噴射段数、噴射タイミング、噴射時間、噴射インターバル等が適宜変更されることとなる。
その後、ステップS29では、噴射特性データをEEPROM32に格納(保存)する。噴射特性データには、上述した噴射開始点、噴射終了点、最大噴射率の到達点やその他の噴射パラメータ(ステップS241,S251,S252,S261の各記憶値)、及び噴射補正係数(ステップS28の算出値)が含まれる。この場合、対応する噴射気筒や、噴射条件(噴射パターンや噴射時のベース圧力等)に関連づけて噴射特性データが保存される。
上述したステップS24〜S26では、いずれも都度の燃料圧力(インレット圧)と閾値TH1〜TH3とを比較することで、噴射開始点、最大噴射率の到達点、噴射終了点を検出することとしたが、この手法を変更してもよい。例えば、都度の燃料圧力(インレット圧)の微分値を算出し、その微分値の変化に基づいて噴射開始点、最大噴射率の到達点、噴射終了点を検出する。図5の事例で言えば、タイミングt2では、圧力微分値が負側に急増し、それにより噴射開始点が検出される。タイミングt3では、圧力微分値がほぼ0になり、それにより最大噴射率の到達が検出される。タイミングt7では、圧力微分値が正値から負値に反転し、それにより噴射終了点が検出される。
なお、圧力センサ20aにより測定された燃料圧力は、実際の噴射率の変化に対して若干の遅れを伴う(圧力伝播遅れ、図5の(d)参照)。そこで、その遅れ分を考慮して、噴射開始点、最大噴射率の到達点、噴射終了点が求められることが望ましい。
ところで、本実施形態の燃料噴射システムでは、コモンレール12に対して、燃料ポンプ11(高圧ポンプ11b)から断続的に燃料圧送が行われ(高圧燃料が供給され)、その燃料圧送により、都度の要求値に燃料圧力(コモンレール内圧力)が制御される。すなわち、燃料ポンプ11の高圧ポンプ11bにおいて、燃料の非圧送(吸入)と圧送(吐出)とが繰り返し行われる。かかる場合、インジェクタ20による燃料噴射時には、その噴射分だけ燃料圧力(インレット圧)が変動(低下)するが、燃料ポンプ11による燃料圧送が重複して行われると、圧力センサ20aによる圧力測定値として、燃料噴射による圧力変動成分にポンプ圧送成分が上乗せされた圧力値が検出される。この結果、噴射特性データ(噴射開始点や噴射終了点などのデータ)の算出精度が低下するおそれが生じる。
図6は、各気筒のインジェクタ20に対する噴射指令のタイミングと、燃料ポンプ11による燃料圧送のタイミングとの関係を示すタイムチャートである。本実施形態では、#1,#3,#4,#2の順(所定の気筒順序)で燃料噴射が行われる。同図6では、概ねほぼ一定のクランク角間隔(4気筒エンジンでは略180°CA間隔)で各気筒のインジェクタ20に噴射指令信号が出力されている。また、燃料ポンプ11でもほぼ同じ周期(略180°CA周期)で、且つインジェクタ20の燃料噴射期間と重複して燃料圧送が行われ、その燃料圧送に伴い燃料圧力が上昇している(なお、図6では便宜上、燃料噴射による圧力低下分を無視して示している)。
ここで、#1(噴射気筒)で燃料噴射が行われる時には、#3,#4,#2は非噴射気筒となる。これらの非噴射気筒#3,#4,#2においても、#1で前回の燃料噴射が行われてから(タイミングt1)、#1で今回の燃料噴射が行われる(タイミングt2)までの間に燃料噴射が行われている。このため、これらの非噴射気筒#3,#4,#2においては、それぞれの前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動が残留している。そして、#1で今回の燃料噴射が行われる時(タイミングt2)、#3,#4,#2での燃料噴射が終了してからそれぞれ期間Te1,Te2,Te3が経過している。このような燃料圧力の変動は、時間の経過に伴って減衰することとなる。したがって、#1で今回の燃料噴射が行われる時(タイミングt2)には、非噴射気筒#3,#4,#2のうち#3において前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動が最も小さい状態となる。この#3は、燃料噴射を行う気筒の順序において、噴射気筒である#1の次に噴射される気筒である。
上記のようにインジェクタ20による燃料噴射と燃料ポンプ11による燃料圧送とが重複して行われた場合において、ポンプ圧送成分により圧力センサ20aの測定圧力が変動することを図7を参照してより詳しく説明する。図7に示す燃料噴射動作は、上述した図5の燃料噴射動作に準ずるものであり、(a)にはインジェクタ20に対する噴射指令信号の推移が、(b)には噴射率の推移が、(c)には噴射気筒について圧力センサ20aの測定圧力(インレット圧)の推移が、(d)には非噴射気筒について圧力センサ20aの測定圧力(インレット圧)の推移が、(e)にはポンプ圧送成分に相当する圧力値が、それぞれ示されている。なお、(c)中、一点鎖線で示される圧力波形は、ポンプ圧送成分の影響のない場合(圧送成分=0とした場合)の燃料圧力の推移であり、これは図5(c)の圧力波形に相当する。
図7において、タイミングt11では、燃料ポンプ11による燃料圧送が開始され、それに伴い圧送成分が増加し始める。これにより、圧力センサ20aによる圧力測定値がポンプ圧送成分に応じて変動し始める。このとき、インジェクタ20による燃料噴射が行われる噴射気筒については、(c)に実線で示すように、燃料噴射による圧力推移波形にポンプ圧送成分を加算した圧力波形となってインレット圧が推移する。これに対し、インジェクタ20による燃料噴射が行われない非噴射気筒(いわゆる裏気筒)については、(d)に示すように、ポンプ圧送成分と同じ圧力波形となってインレット圧が推移する。このとき、非噴射気筒では、非圧送時を基準として、概ねポンプ圧送成分だけによる圧力変動(上昇)が生じる。
こうして噴射気筒のインレット圧が燃料ポンプ11の燃料圧送の影響を受けると、上述のとおり噴射特性データ(噴射開始点や噴射終了点などのデータ)の算出精度が低下するおそれが生じる。
そこで本実施形態では、インジェクタ20による燃料噴射に際し、噴射気筒における圧力センサ20aの計測圧力を、燃料ポンプ11の燃料圧送による圧力変動分(ポンプ圧送成分)により補正し、その補正後の圧力値に基づいて噴射特性データを算出することとしている。ポンプ圧送成分は、インジェクタ20による燃料噴射が行われていない非噴射気筒における圧力センサ20aの計測圧力に基づいて算出する。ここで、図7(d)の非噴射気筒は、燃料噴射を行う気筒の順序において、噴射気筒の次に燃料噴射が行われる気筒としている。すなわち、複数の非噴射気筒のうち、前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最小のものを選択している。このため、この非噴射気筒では、前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動を無視することができる。
図8(a)は、燃料圧力補正の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は所定クランク角ごとに又は所定時間周期(例えば20μsec周期)で逐次実行される。上述した図4の処理において、ステップS21の圧力検出処理の一部として実行されてもよい。
図8(a)において、ステップS31では、圧力センサ20aの出力信号を取り込み、その時の燃料圧力を検出する。このとき特に、圧力センサ20aが取り付けられた全気筒(本実施形態では#1〜#4の全気筒)について、同圧力センサ20aの出力信号により気筒ごとの燃料圧力を検出する。
続くステップS32では、燃料ポンプ11による非圧送時の燃料圧力(以下、非圧送時圧力P1という)を算出する。この処理は、圧力センサ20aの出力により、燃料ポンプ11の燃料圧送直前における燃料圧力を検出する処理であり、その詳細を図8(b)に示す。
図8(b)において、ステップS41では、今現在、燃料ポンプ11の燃料圧送が行われていない非圧送時であるか否かを判断する。そして、非圧送時であることを条件にステップS42に移行し、圧力センサ20aによる圧力測定値に基づいて非圧送時圧力P1を算出する。このとき、非圧送時圧力P1は、インジェクタ20の燃料噴射による圧力変動(噴射後圧力変動を含む)の影響を排除して求められるのが望ましい。そこで、本実施形態では、燃料噴射を行う気筒の順序において、噴射気筒の次に燃料噴射が行われる気筒の圧力センサ20aの圧力測定値に基づいて非圧送時圧力P1を算出する。
図8(a)の説明に戻り、ステップS33では、非噴射気筒の圧力センサ20aによる圧力測定値に基づいて、非噴射気筒の燃料圧力(以下、非噴射気筒圧力P2という)を算出する。このとき、非圧送時圧力P1を算出する場合と同様にして、燃料噴射を行う気筒の順序において噴射気筒の次に燃料噴射が行われる気筒のインジェクタ20に対する供給燃料の圧力により非噴射気筒圧力P2を算出する。その後、ステップS34では、非圧送時圧力P1と非噴射気筒圧力P2との差によりポンプ圧送成分ΔPを算出する(ΔP=P2−P1)。
その後、ステップS35では、その時の噴射気筒の圧力センサ20aによる圧力測定値に基づいて、噴射気筒の燃料圧力(以下、噴射気筒圧力P3という)を算出する。また、ステップS36では、その噴射気筒圧力P3をポンプ圧送成分ΔPにより補正して補正後圧力P4を算出する(P4=P3−ΔP)。そして、上記の補正後圧力P4が、学習処理(図5)などに用いられる。
なお本実施形態では、ステップS31,S35の処理が「噴射気筒圧力検出手段」としての処理に、ステップS31〜S34の処理が「非噴射気筒圧力検出手段」としての処理に、ステップS36の処理が「噴射時圧力算出手段」としての処理に、それぞれ相当する。
燃料圧力の補正処理について図7で説明すると、タイミングt10で非圧送時圧力P1が算出され、燃料ポンプ11の圧送開始タイミングであるタイミングt11後に、圧力P2〜P4が逐次算出される。すなわち、例えばタイミングt12において、非噴射気筒圧力P2が算出されるとともに、圧力P1,P2によりポンプ圧送成分ΔPが算出され、さらに、噴射気筒圧力P3がポンプ圧送成分ΔPにより適宜補正されて補正後圧力P4が算出される。補正後圧力P4による圧力推移波形は、図7(c)に一点鎖線で示す圧力波形となり、当該圧力波形によれば、噴射特性データ(噴射開始点や噴射終了点などのデータ)が精度良く算出できるようになる。
ところで、燃料ポンプ11を基点として各気筒のインジェクタ20までの燃料経路を見ると、その経路長(配管長)は気筒ごとに相違する。つまり、図9に示すように、燃料ポンプ11から各気筒(#1〜#4)のインジェクタ20までの経路長L1,L2,L3,L4はそれぞれ相違し、それに起因して、燃料ポンプ11による燃料圧送後において、各気筒のインジェクタ20で圧力上昇の現象が現れるまでの所要時間(燃料圧送に伴う圧力変動が生じるタイミング)がそれぞれ相違する。例えば、気筒#1,#2について見ると、L1>L2であるため、第1気筒(#1)のインジェクタ20に取り付けられた圧力センサ20aでは、第2気筒(#2)のインジェクタ20に取り付けられた圧力センサ20aよりも遅れてポンプ圧送による圧力上昇現象が検出されることとなる。
そこで本実施形態では、非噴射気筒圧力P2を算出する際に(ステップS33において)、各気筒における燃料ポンプ−インジェクタ間の経路長(L1〜L4)の差異、ひいては各気筒における燃料ポンプ−圧力センサ20a間の経路長の差異を加味することで、噴射気筒と非噴射気筒との圧力時間差を解消する。具体的には、逐次取得される燃料圧力データを時間軸上で前後させるとよい。例えば、#1を噴射気筒、#2を非噴射気筒とする場合、それら各気筒における経路長の差(L1−L2)だけ、非噴射気筒#2の燃料圧力データを遅延させる。逆に、#1を非噴射気筒、#2を噴射気筒とする場合、それら各気筒における経路長の差(L1−L2)だけ、非噴射気筒#2の燃料圧力データを進めることとする。これにより、噴射気筒における燃料圧力(検出圧力)と非噴射気筒における燃料圧力(検出圧力)とを時間軸上で同期させることができる。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
インジェクタ20による燃料噴射に際し、噴射気筒における圧力センサ20aの計測圧力を、燃料ポンプ11の燃料圧送による圧力変動分(ポンプ圧送成分)により補正し、その補正後の圧力値に基づいて噴射特性データを算出する構成としたため、燃料噴射に伴い生じる圧力変動を、ポンプ燃料圧送による影響を受けることなく精度良く求めることができる。したがって、インジェクタ20の噴射特性を高精度に求めることができるようになり、ひいては燃料噴射に関して制御精度を大幅に向上させることができる。
燃料圧力検出手段として、インジェクタ20に一体に設けられた圧力センサ20aの出力に基づいて燃料圧力を検出する構成を採用したため、インジェクタ20の噴孔21cに近い位置で燃料圧力を測定することができる。したがって、燃料噴射によって燃料圧力が変動(低下)する際、その圧力変動が減衰する前にこれを検出することが可能となり、燃料噴射時の圧力変動を精度良く求めることができる。
また、同じく燃料圧力検出手段として、圧力センサ20aの出力を、微小間隔(本実施形態では20μsec間隔)で、すなわちその測定圧力により圧力推移波形の軌跡が描かれる程度に短い間隔で逐次取得する構成としたため、燃料噴射に伴う圧力変動を細密に知ることができる。
燃料ポンプ11の燃料圧送による圧力変動分(ポンプ圧送成分ΔP)の算出に関して、燃料非圧送時における燃料圧力である非圧送時圧力(図7のP1)と、燃料圧送時における燃料圧力である圧送時圧力(図7のP2)との差によりポンプ圧送成分ΔPを算出する構成としたため、当該ポンプ圧送成分ΔPを的確に求めることが可能となる。したがって、燃料噴射に直接関与する圧力変動量を適正に算出することができ、ひいては噴射特性の算出精度を高めることができる。
非噴射気筒(いわゆる裏気筒)のインジェクタ20における燃料圧力により圧送時圧力(図7のP2)を算出する構成としたため、噴射気筒での燃料噴射に同期させつつ、その時々のポンプ圧送成分を精度良く求めることができる。特に、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、それぞれの前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さい非噴射気筒に対応する燃料圧力センサ20aの出力に基づいて、燃料ポンプ11の燃料圧送に伴い変動する非噴射気筒圧力P2が検出される。したがって、非噴射気筒圧力P2と非圧送時圧力P1との差に基づいて、圧送成分ΔPを高精度に検出することができる。その結果、燃料ポンプ11の燃料圧送による影響を精度よく排除することができ、インジェクタ20による噴射特性をより高精度に算出することができる。
具体的には、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、燃料噴射を行う気筒の順序において、噴射気筒の次に燃料噴射が行われる気筒に対応する燃料圧力センサ20aの出力に基づいて、燃料ポンプ11の燃料圧送に伴い変動する非噴射気筒圧力P2を逐次検出している。このため、複数の非噴射気筒のうち、燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さい気筒を簡易に選択することができる。
非噴射気筒圧力P2と噴射気筒圧力P3とを算出するにあたって、噴射気筒について燃料ポンプ11からインジェクタ20(燃料圧力の測定箇所)に至る経路長と、非噴射気筒について燃料ポンプ11からインジェクタ20(燃料圧力の測定箇所)に至る経路長との差異を加味する構成としたため、ポンプ圧送成分ΔPについてその算出精度を高めることが可能となる。
また、圧力センサ20aの圧力に基づく検出圧力によれば、噴射特性データとして、インジェクタ20による実際の噴射開始点、実際の噴射終了点、噴射率、噴射率の変化速度、最大噴射率等を精度良く算出できる。これにより、インジェクタ20等の個体差や経時変化に起因する噴射特性ずれを正確に把握できる。例えば、噴射特性データに基づいて、インジェクタ20や圧力センサ20aに関する異常(故障)の判定等を実行することも可能である。
噴射特性データを学習値としてバックアップメモリ(EEPROM32等)に保存する構成とし、同学習値を燃料噴射制御に適宜用いる構成としたため、インジェクタ20等の個体差や経時変化に起因する特性ずれが生じている場合に、当該特性ずれに伴う定常的な制御誤差を、燃料噴射制御において好適に解消することができるようになる。
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態において、第1の実施形態との重複部分については説明を簡略化し、相違点を中心に説明する。図1に示すシステム構成や、図2に示すインジェクタ20の構成は同様である。インジェクタ20に一体に圧力センサ20aを設け、同圧力センサ20aの出力に基づいて燃料圧力を検出する構成についても同様である。
本実施形態では特に、噴射気筒における燃料圧力と非噴射気筒における燃料圧力との差である圧力変動データに基づいて、インジェクタ20による噴射特性を算出する構成としている。
図10は、燃料圧力補正の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、上述した図8の処理に置き換えてECU30により実行される。
図10において、ステップS41では、圧力センサ20aの出力信号を取り込み、その時の燃料圧力を検出する(図8(a)のS31と同様)。続くステップS42では、非噴射気筒の圧力センサ20aによる圧力測定値に基づいて、非噴射気筒圧力P2を算出する。
この非噴射気筒圧力P2の算出時には、図8(a)のS33と同様に、燃料噴射を行う気筒の順序において、噴射気筒の次に燃料噴射が行われる気筒のインジェクタ20に対する供給燃料の圧力により非噴射気筒圧力P2を算出する。またこのとき、やはり図8(a)のS33と同様に、各気筒における燃料ポンプ−インジェクタ間の経路長の差異を加味して、噴射気筒と非噴射気筒との圧力時間差を解消することが望ましい。具体的には、逐次取得される燃料圧力データを時間軸上で前後させるとよい。
その後、ステップS43では、その時の噴射気筒の圧力センサ20aによる圧力測定値に基づいて噴射気筒圧力P3を算出する。最後に、ステップS44では、その噴射気筒圧力P3を非噴射気筒圧力P2により補正して補正後圧力P4を算出する(P4=P3−P2)。そして、上記の補正後圧力P4が、学習処理(図5)などに用いられる。
なお本実施形態では、ステップS41,S43の処理が「噴射気筒圧力検出手段」としての処理に、ステップS41,S42の処理が「非噴射気筒圧力検出手段」としての処理に、それぞれ相当する。
本実施形態における燃料圧力の補正処理について図7で説明する。なお、図7は第1の実施形態で説明済みのタイムチャートであり、図中のタイミングt10〜t12についても既述のとおりである。ただし本実施形態の場合、タイミングt10での非圧送時圧力P1の算出と、タイミングt12でのポンプ圧送成分ΔPの算出とが不用となっている。
さて、図7において、燃料ポンプ11の圧送開始タイミングであるタイミングt11後には、例えばタイミングt12で非噴射気筒圧力P2と噴射気筒圧力P3とが算出されるとともに、噴射気筒圧力P3から非噴射気筒圧力P2が減算されて補正後圧力P4が算出される。補正後圧力P4による圧力推移波形は、図7(c)に一点鎖線で示す圧力波形となり、当該圧力波形によれば、噴射特性データ(噴射開始点や噴射終了点などのデータ)が精度良く算出できるようになる。
ただし本実施形態では、第1の実施形態との相違点として、非圧送時圧力P1を算出しない構成となっており、「噴射気筒圧力P3−非噴射気筒圧力P2」により求められる補正後圧力P4は、絶対的な圧力レベルを持たない数値、すなわち噴射前を基準値「0」としその後変化する相対値である。しかしながら、噴射開始/終了や噴射率の変化に対応する圧力推移波形が得られることには変わりないため、上述のように、噴射開始点、噴射終了点、最大噴射率到達点などの噴射特性データを同様に算出することが可能である。
以上第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、燃料噴射に伴い生じる圧力変動を、ポンプ燃料圧送による影響を受けることなく精度良く求めることができる。また、非噴射気筒において前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の影響を小さくして、燃料ポンプ11の燃料圧送に伴う圧力変動を高精度に算出することができる。したがって、インジェクタ20の噴射特性を高精度に求めることができるようになり、ひいては燃料噴射に関して制御精度を大幅に向上させることができる。
[他の実施形態]
本発明は、上述した各実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されても良い。
・上記実施形態では、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、燃料噴射を行う気筒の順序において、噴射気筒の次に燃料噴射が行われる非噴射気筒に対応する燃料圧力センサ20aの出力に基づいて、非噴射気筒圧力P2を逐次検出するようにした。しかしながら、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、それぞれの前回の燃料噴射からの経過時間が最も長い非噴射気筒に対応する燃料圧力センサ20aの出力に基づいて、非噴射気筒圧力P2を逐次検出するようにしてもよい。具体的には、各気筒において燃料噴射からの経過時間を算出しておき、噴射気筒での噴射時においてその経過時間が最も長い非噴射気筒を選択すればよい。こうした構成によっても、複数の非噴射気筒のうち、前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動が最も減衰した気筒、すなわち燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さい気筒を選択することができる。したがって、その非噴射気筒の燃料圧力に基づいて、ポンプの燃料圧送に伴う圧力変動を高精度に検出することができる。
・インジェクタ20の噴射特性データを算出したり、同噴射特性データに基づいて学習値(噴射補正係数等)を算出したりするのを、特定の気筒に限定して実行する構成であってもよい。この場合、特定の気筒について学習が行われた場合に、その学習の結果に応じて、他の気筒の噴射補正係数等を修正(更新)することも可能である。
・上記実施形態では、圧力センサ20a(燃料圧力センサ)をインジェクタ20の燃料取込口に設けたが、それ以外に、以下の構成がそれぞれ適用可能であり、要は、コモンレール12からインジェクタ20の噴射口までの燃料通路のうちコモンレール12の燃料出口よりも燃料下流側に設けられていればよい。例えば、コモンレール12とインジェクタ20とを繋ぐ配管14の途中に圧力センサ20aを設ける。又は、コモンレール12と配管14との接続部分12aに圧力センサ20aを設ける。ただしこの場合、接続部分12aに設けられる燃料脈動軽減手段(オリフィス等)よりも燃料下流側に設けることが望ましい。又は、インジェクタ20内部に設けられた燃料通路(例えば図2の噴孔21c近傍)に圧力センサ20aを設ける。
・燃料圧力センサの数は任意であり、例えば1つのシリンダの燃料流通経路に対して2つ以上のセンサを設けるようにしてもよい。
・図2に例示した電磁駆動式のインジェクタ20に代えて、ピエゾ駆動式のインジェクタを用いるようにしてもよい。また、圧力リークを伴わない燃料噴射弁、例えば駆動動力の伝達にコマンド室Cdを介さない直動式のインジェクタ(例えば直動式ピエゾインジェクタ)等を用いることもできる。そして、直動式のインジェクタを用いた場合には、噴射率の制御が容易となる。
・ニードルにより噴孔自体を開閉するものであっても、外開弁タイプの燃料噴射弁であってもよい。
・上記実施形態では、「20μsec」間隔(周期)で圧力センサ20aのセンサ出力を逐次取得する構成について言及したが、この取得間隔は、上述した圧力変動の傾向を捉えることができる範囲で適宜に変更可能である。ただし、発明者の実験によると、「50μsec」よりも短い間隔が有効である。
・制御対象とするエンジンの種類やシステム構成も、用途等に応じて適宜に変更可能である。例えば上記実施形態では、一例としてディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について言及したが、例えば火花点火式のガソリンエンジン(特に直噴エンジン)等についても、基本的には同様に本発明を適用することができる。直噴式ガソリンエンジンの燃料噴射システムでは、燃料(ガソリン)を高圧状態で蓄えるデリバリパイプを備えており、このデリバリパイプに対して燃料ポンプから燃料が圧送されるとともに、同デリバリパイプ内の高圧燃料がインジェクタからエンジン燃焼室内に噴射供給される。なお、かかるシステムでは、デリバリパイプが蓄圧容器に相当する。
・上記のような蓄圧式燃料噴射システムでは、アイドル運転状態であること等の所定の条件が成立した場合に、一部の気筒においてインジェクタによる燃料噴射が休止させられることがある。そして、インジェクタによる燃料噴射が休止させられた気筒では、前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動が存在しない。そこで、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、燃料噴射が休止させられた非噴射気筒に対応する燃料圧力センサの出力に基づいて、燃料ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力を逐次検出するといった構成を採用してもよい。こうした構成によれば、複数の非噴射気筒のうち燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さい気筒を選択することができ、その燃料圧力に基づいて燃料ポンプの燃料圧送に伴う圧力変動を高精度に検出することができる。なお、複数の気筒が休止されている場合には、燃料ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力を検出する際に、いずれの休止気筒を選択してもよい。
・4気筒の内燃機関に限定されず、6気筒以上の内燃機関等に対しても、所定の気筒順次に従って噴射気筒の次に燃料噴射される非噴射気筒を選択する構成、それぞれの前回の燃料噴射からの経過時間が最も長い非噴射気筒を選択する構成、及び燃料噴射が休止された非噴射気筒を選択する構成を適用することができる。
・また、本発明に係る装置及びシステムは、シリンダ内に燃料を直接的に噴射する燃料噴射弁に限らず、エンジンの吸気通路又は排気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁についても、その燃料噴射圧力の制御等のために用いることができる。また、対象とする燃料噴射弁は、図2に例示したインジェクタに限られず、任意である。そして、上記実施形態についてこうした構成の変更を行う場合には、上述した各種の処理(プログラム)についても、その細部を、実際の構成に応じて適宜最適なかたちに変更(設計変更)することが好ましい。
・上記実施形態及び変形例では、各種のソフトウェア(プログラム)を用いることを想定したが、専用回路等のハードウェアで同様の機能を実現するようにしてもよい。
11…燃料ポンプ、11b…高圧ポンプ、12…コモンレール、20…インジェクタ、20a…燃料圧力センサ、30…ECU(電子制御ユニット)。

Claims (5)

  1. 高圧燃料を蓄圧保持する蓄圧容器と、該蓄圧容器に対して燃料を圧送する燃料ポンプと、多気筒内燃機関の気筒ごとに設けられ前記蓄圧容器内に蓄圧保持された高圧燃料を所定の気筒順序で噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧容器から各気筒の前記燃料噴射弁の噴射口までの各燃料通路内の燃料圧力をそれぞれ検出する燃料圧力センサと、を備えてなる蓄圧式燃料噴射システムに適用され、
    都度の噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射に伴い変動する燃料圧力を逐次検出する噴射気筒圧力検出手段と、
    都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、それぞれの前回の燃料噴射に伴う燃料圧力の変動の残留度合が最も小さい非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力を逐次検出する非噴射気筒圧力検出手段と、
    前記噴射気筒圧力検出手段により検出した燃料圧力と前記非噴射気筒圧力検出手段により検出した燃料圧力との差に基づいて、前記燃料噴射弁による噴射特性を算出する噴射特性算出手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
  2. 前記非噴射気筒圧力検出手段は、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、前記所定の気筒順序に従って前記噴射気筒の次に燃料噴射される非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力を逐次検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制御装置。
  3. 前記非噴射気筒圧力検出手段は、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、それぞれの前回の燃料噴射からの経過時間が最も長い非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力を逐次検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制御装置。
  4. 前記蓄圧式燃料噴射システムは、所定の条件が成立した場合に一部の気筒において前記燃料噴射弁による燃料噴射を休止させるものであり、
    前記非噴射気筒圧力検出手段は、都度の噴射気筒でない非噴射気筒のうち、前記燃料噴射が休止させられた非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサの出力に基づいて、前記ポンプの燃料圧送に伴い変動する燃料圧力を逐次検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制御装置。
  5. 前記噴射特性算出手段は、前記燃料ポンプから都度の噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサに至る経路長と、前記燃料ポンプから都度の非噴射気筒に対応する前記燃料圧力センサに至る経路長との差異を加味して、前記燃料圧力の差を算出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
JP2010139478A 2010-06-18 2010-06-18 内燃機関の燃料噴射制御装置 Active JP5141723B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010139478A JP5141723B2 (ja) 2010-06-18 2010-06-18 内燃機関の燃料噴射制御装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010139478A JP5141723B2 (ja) 2010-06-18 2010-06-18 内燃機関の燃料噴射制御装置
DE102011051062.1A DE102011051062B4 (de) 2010-06-18 2011-06-15 Kraftstoffeinspritzsteuersystem für eine interne Verbrennungsmaschine
CN201110179828.4A CN102364075B (zh) 2010-06-18 2011-06-17 用于内燃机的燃料喷射控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012002177A JP2012002177A (ja) 2012-01-05
JP5141723B2 true JP5141723B2 (ja) 2013-02-13

Family

ID=45534426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010139478A Active JP5141723B2 (ja) 2010-06-18 2010-06-18 内燃機関の燃料噴射制御装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5141723B2 (ja)
CN (1) CN102364075B (ja)
DE (1) DE102011051062B4 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012127278A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Denso Corp 内燃機関の燃料噴射制御装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5136617B2 (ja) 2010-09-17 2013-02-06 株式会社デンソー 燃料噴射波形演算装置
JP5212502B2 (ja) 2011-02-18 2013-06-19 株式会社デンソー 燃料噴射装置
JP5718829B2 (ja) * 2012-01-13 2015-05-13 トヨタ自動車株式会社 燃料供給系の異常判定装置
JP5774521B2 (ja) * 2012-02-28 2015-09-09 株式会社デンソー 燃料漏れ検出装置
JP2014231830A (ja) * 2013-05-02 2014-12-11 株式会社電子応用 エンジン制御装置
JP6435926B2 (ja) * 2015-03-04 2018-12-12 株式会社デンソー 制御システム
JP2018200022A (ja) 2017-05-26 2018-12-20 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置、燃料噴射制御方法、並びに燃料噴射システム及びその製造方法
KR20190070508A (ko) * 2017-12-13 2019-06-21 현대오트론 주식회사 혼합 연료 차량의 연료 분사 제어 시스템 및 방법
DE102019212047A1 (de) * 2019-08-12 2021-02-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffversorgungseinrichtung eines Verbrennungsmotors

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20020619A1 (it) * 2002-07-16 2004-01-16 Fiat Ricerche Metodo di controllo della pressione di iniezione del combustibile di un impianto di iniezione a collettore comune di un motore a combustione
JP4840288B2 (ja) * 2006-11-14 2011-12-21 株式会社デンソー 燃料噴射装置及びその調整方法
JP4353270B2 (ja) * 2007-05-08 2009-10-28 株式会社デンソー 燃料噴射特性検出装置及びエンジン制御システム
JP4424395B2 (ja) * 2007-08-31 2010-03-03 株式会社デンソー 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP4492664B2 (ja) * 2007-09-28 2010-06-30 株式会社デンソー 燃料供給量推定装置及び燃料圧送噴射システム
JP4678397B2 (ja) * 2007-10-15 2011-04-27 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
JP4582191B2 (ja) * 2008-05-15 2010-11-17 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置およびそれを用いた燃料噴射システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012127278A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Denso Corp 内燃機関の燃料噴射制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102364075B (zh) 2014-10-22
DE102011051062A8 (de) 2012-05-10
JP2012002177A (ja) 2012-01-05
CN102364075A (zh) 2012-02-29
DE102011051062B4 (de) 2017-11-30
DE102011051062A1 (de) 2012-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2003317B1 (en) Fuel injection quantity learning control device and engine control system
EP1443198B1 (en) Fuel injection system
EP1617065B1 (en) Fuel injection system
US7316220B2 (en) Actuator drive system and fuel injection system
EP1959118B1 (en) Fuel injection controller and fuel injection control system
US8881707B2 (en) Fail-safe controller for direct injection engine
US8543314B2 (en) Injection control device of internal combustion engine
US8306719B2 (en) Learning device and fuel injection system
JP4462327B2 (ja) 気筒特性ばらつき検出装置
US6722345B2 (en) Fuel injection system for internal combustion engine
JP4075774B2 (ja) ディーゼル機関の噴射量制御装置
US6964262B2 (en) Accumulator fuel injection system capable of preventing abnormally high pressure
EP2039915B1 (en) Internal combustion engine control device
JP3786062B2 (ja) 蓄圧式燃料噴射装置
JP3695213B2 (ja) コモンレール式燃料噴射装置
JP4577348B2 (ja) 内燃機関制御装置及び内燃機関制御システム
JP4900430B2 (ja) 燃料噴射装置、燃料噴射システム及び燃料噴射装置の異常判定方法
EP2031231B1 (en) Fuel injection control device
US7599784B2 (en) Fuel injection system learning average of injection quantities for correcting injection characteristic of fuel injector
EP2518303B1 (en) Fuel supply device for an internal combustion engine, and fuel supply control method
EP2028356B1 (en) Fuel injection control device
CN101397943B (zh) 燃料供给量估算装置和燃料喷射系统
EP1338781B1 (en) Accumulation type fuel injection system
JP4333549B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
CN105317574B (zh) 调整直接喷射燃料泵的泵体积命令

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111005

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120420

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120424

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121023

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121105

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151130

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5141723

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250