JP5204894B2 - 燃料噴射制御装置における燃料噴射制御方法及び燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
例えば、いわゆるピックアップトラックやスポーティな車両等においては、市場のニーズから加速フィーリングが特に重視される。そのため、このような車両においては、例えば、アクセル開度に対して目標噴射量をマップから定める噴射制御において、比較的小さなアクセル開度に対しても目標噴射量が通常よりも多目に設定されるいわゆる早開き特性を用いる構成が採られ、内燃機関の燃焼をアクセル開度に比してより早めることで、加速フィーリングの向上を図ることが行われる。
しかしながら、加速フィーリングと乗り心地は、一般に相反する特性である。すなわち、上述したなまし補正を強くすると、エンジン回転数の変動が緩慢となり乗り心地は向上するが、その一方で、加速フィーリングは低下することとなり、両者は二律背反の関係となり、双方を十分に満足することができなくなるという問題がある。
アクセルの踏み込み速度を算出し、当該算出値が所定の関数に従って減衰するようになまし補正を施し、当該なまし補正が施されたアクセルの踏み込み速度と、ギアレシオに基づいて前記基本燃料噴射量に対するなまし補正におけるなまし率を決定する一方、
前記アクセル開度に所定の変化が生じたか否かを判定し、アクセル開度が増加から減少に変化した、又は、減少から増加に転じたと判定された際には、前記アクセルの踏み込み速度の算出値に対するなまし補正の初期化を行うよう構成されてなる燃料噴射制御装置における燃料噴射制御方法が提供される。
また、本発明の第2の形態によれば、複数の燃料噴射弁を有すると共に、前記燃料噴射弁の動作を制御する制御ユニットを有し、エンジンの運転状態に基づいて演算算出された基本燃料噴射量になまし補正を施して得られた目標燃料噴射量が前記複数の燃料噴射弁により噴射せしめられるよう制御可能に構成されてなる燃料噴射制御装置であって、
前記制御ユニットは、
アクセルの踏み込み速度を算出し、当該算出値が所定の関数に従って減衰するようになまし補正を施し、当該なまし補正が施されたアクセルの踏み込み速度と、ギアレシオに基づいて前記基本燃料噴射量に対するなまし補正におけるなまし率を決定する一方、
前記アクセル開度が増加から減少に変化した、又は、減少から増加に転じたと判断された際に、前記アクセルの踏み込み速度の算出値に対するなまし補正の初期化を行うよう構成されてなる燃料噴射制御装置が提供される。
また、エンジンの回転数と目標噴射量を用いて、アクセル開度の変化量に対するなまし補正後の値に乗算される係数を設定するようにしたので、エンジンの回転数と目標噴射量に対して自由度の高い燃料噴射制御が実現でき、車種やエンジンの種類に関わらず適用することができるという効果を奏するものである。
2…高圧ポンプ部
3−1〜3−N…燃料噴射弁
6…制御ユニット
10…ディーゼルエンジン
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における内燃機関の燃料噴射制御方法が適用される燃料噴射制御装置の構成例について、図1を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態の燃料噴射制御装置Sは、内燃機関としてのディーゼルエンジン10を備えた自動車両において、ディーゼルエンジン10への燃料の噴射供給を制御するための蓄圧式燃料噴射制御装置が構成されてなるものである。
ヒューエルメタリングユニット22には、燃料タンク4からの燃料がフィードポンプ5によって供給されるようになっている。
なお、ヒューエルメタリングユニット22における燃料圧力の調整は、ヒューエルメタリングユニット22内に設けられた電磁弁34の開閉制御によって行われるようになっている。この電磁弁24は、制御ユニット6から出力される駆動制御信号SVXによって、その駆動状態が制御されるようになっている。
この制御ユニット6には、回転センサ7により検出されたディーゼルエンジン10の回転数に対応した回転信号Nや、アクセルセンサ8により検出されたアクセル(図示せず)の踏み込み量(アクセル開度)に対応したアクセル開度信号A、さらには、圧力センサ8によって検出されたコモンレール1内の燃料圧力などが入力されて、これら種々の入力信号に基づいて本発明の実施の形態における燃料噴射制御(詳細は後述)が実行されるようになっている。
この図2に示された機能ブロックは、特に、制御ユニット6によって実行される燃料噴射制御の実行に関わる部分を表したもので、これらは、主にソフトウェアの実行によって実現されるものである。
本発明の実施の形態においては、制御ユニット6においては、燃料噴射制御の実行に際して、要求噴射量演算手段61、基本噴射量演算手段62、レール圧制御部63、目標噴射量演算手段64、なまし率演算手段65、及び、噴射量制御部66が構成されたものとなっている。
基本噴射量演算手段62においては、先の要求噴射量データD1により示される要求噴射量に基づいてディーゼルエンジン10の各気筒11−1〜11−Nへの燃料噴射量を示す基本噴射量が演算されるようになっている。
レール圧制御部63においては、上述した基本噴射量演算手段62により得られた基本噴射量データD2と回転数信号Nに基づいて、コモンレール1の目標レール圧が演算され、コモンレール1の実圧に対応する実圧力信号PAと目標レール圧との比較が行われ、その比較結果に応じてコモンレール1内の燃料圧力が目標レール圧に維持されるよう電磁弁24を開閉制御するための駆動制御信号SVXが生成、出力されるものとなっている。なお、このレール圧制御部63は、駆動制御信号SVXを所定のレベル、信号形式で出力するための回路も含む概念である。
噴射量制御部66は、目標噴射量演算手段64に得られた目標噴射量データD3、回転数信号N、及び、実圧力信号PAとに基づいて、ディーゼルエンジン10の各気筒11−1〜11−Nの実燃料噴射量が、目標噴射量データD3によって示される噴射量となるよう電磁弁V1〜VNを所定のタイミングで開閉制御するための開閉制御信号SV1〜SVNが生成、出力されるものとなっている。
なお、この噴射量制御部66は、開閉制御信号SV1〜SVNを所定のレベル、信号形式で出力するための回路も含む概念である。
図3は、なまし率演算手段65のより具体的な機能ブロックを示したものであり、最初に、この機能ブロックの概略を、図4に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における基本噴射量のなまし補正においては、まず、アクセルの踏み込み速度の算出として、アクセル開度の微分値の演算算出が行われる(図4のステップS102参照)。
これらステップS102〜S106の処理は、図3におけるブロックBL1〜BL3によって実行されるものとなっている。
また、ゲイン処理における係数(ゲイン)Kdivは、回転数信号Aを基に得られるエンジン回転数をパラメータとして、Kdiv計算補間マップ(図3のブロックBL2参照)を用いて、いわゆるマップ演算により求められ、ブロックBL3における処理に供されるものとなっている。
すなわち、フィルタ処理後のアクセル開度の微分値の絶対値(図3のブロックBL4参照)に対して、エンジン回転数と噴射量とに基づいて演算算出されたエンジン運転条件係数Cengが乗算され、その乗算結果は、なまし率を決定する一つの引数としての補正アクセル開度基礎データAPPinfo(詳細は後述)とされるものとなっている(図3のブロックBL7参照)。
また、噴射量は、ソフトウェアスイッチ(図3のブロックBL5参照)により、現在の燃料噴射量と目標燃料噴射量のいずれか一方が択一的に選択されて、上述のファクタ計算用補間マップによるマップ演算に供されるようになっている。
すなわち、なまし率は、2つのパラメータT1とKdを用いて決定されるが、まず、パラメータT1は、上述の補正アクセル開度基礎データAPPinfoと絶対値化されたギアレシオ、すなわち、ギア比(図3のブロックBL8参照)に基づいてT1マップ(図3のブロックBL9参照)を用いたいわゆるマップ演算により求められるものとなっている。
また、パラメータKdは、補正アクセル開度基礎データAPPinfoと絶対値化されたギアレシオ(図3のブロックBL8参照)に基づいてKdマップ(図3のブロックBL10参照)を用いたいわゆるマップ演算により求められるものとなっている。
そして、これら2つのパラメータT1とKdを用いてなまし率がマップ演算により決定されるものとなっている(図3のブロックBL11参照)。
最初に、アクセルの踏み込み速度の算出として、アクセル開度の微分値の算出が行われる(図5のステップS202及び図3のブロックBL3参照)。すなわち、アクセル開度微分値APPvは、具体的には、微分値算出時点、換言すれば、現時点におけるアクセル開度をAPPk、単位サンプリング時間をTsmp、現時点から単位サンプリング時間前におけるアクセル開度をAPPk-1とすると、APPkとAPPk-1との差を、単位サンプリング時間Tsmpで除したもの、APPv=(APPk−APPk-1)/Tsmpとして求められるものである。
そして、ゲイン化微分値KdivAPPvがKdivAPPv=Kdiv×APPvと求められる(図5のステップS206参照)。
次に、アクセル開度微分値の初期化が必要か否かが判定される(図5のステップS210参照)。
ここで、図6及び図7を参照しつつ、アクセル開度微分値の初期化処理を行う意義について説明する。
同図において、二点鎖線で表された矩形波は、アクセル(図示せず)の踏み込みに対応したアクセル信号の変化を示している。
また、同図において、実線で表された特性線は、いわゆるフィルタ処理(なまし処理)が施された後のアクセル開度の微分値の変化を示している。
そして、”アクセル開度k-1”と表記された時点では、アクセル(図示せず)が開放され、アクセル開度の変化が生ずるため、この時点で算出される微分値は、そのアクセル開度の変化に応じた値となる。従来の装置においては、この”アクセル開度k-1”と表記された時点における微分値は、この時点における先のフィルタ処理後の微分値、すなわち、図6において符号aで示された箇所の値に加算されるものとなっていた。
なお、図7においては、図6同様、二点鎖線で表された矩形波は、アクセル(図示せず)の踏み込みに対応したアクセル信号の変化を、実線で表された特性線は、アクセル開度の微分値に対していわゆるフィルタ処理が施された後の微分値の変化を、それそれ示している。
ステップS210の初期化は、上述したような観点から行われるものであるが、初期化が必要か否かの基本的条件は、上述したようにアクセル開度が急変した場合、具体的には、例えば、増加から減少に変化した場合、又は、逆に減少から増加に転じた場合とするのが好適であるが、これに限定されるものではない。すなわち、装置の安定性等の観点から、これら条件に、さらに他の条件、例えば、その変化量の大小等を考慮して初期化を行うか否かを決定するようにしても良い。
一方、先のステップS210において初期化は必要ではないと判定された場合(NOの場合)には、先に算出されたゲイン化微分値KdivAPPvに対してフィルタ処理を施した値Ykの算出が行われる(図5のステップS214参照)。
次いで、ステップS214において算出されたYkが、新たにYk-1の値とされると共に、現時点のアクセル開度APPkが、単位サンプリング時間前におけるアクセル開度をAPPk-1とされる(図5のステップS218参照)。
次いで、上述のようにして算出されたエンジン運転条件係数CengとYk(図5のステップS214参照)との乗算が行われ、その乗算結果は、基本噴射量のなましに用いられるなまし率を決定する一つの引数としての補正アクセル開度基礎データAPPinfoとされる(図5のステップS222参照)。
すなわち、先に図3を参照しつつ説明したように、絶対値化されたギアレシオと補正アクセル開度基礎データAPPinfoとに基づいて、T1マップ(図3のブロックBL9参照)を用いて、いわゆるマップ演算によりT1が求められる。
そして、2つのパラメータT1とKdを用いて基本噴射量に対するなまし率が決定されるものとなっている。なまし率の決定は、換言すれば、いわゆる補正フィルタの決定であり、T1は、そのフィルタ特性の傾きを、Kdは、そのフィルタのゲインを、それぞれ決定するものであり、本発明の実施の形態においては、予め複数のフィルタ特性がマップの形式で、制御ユニット6に記憶されており、T1とKdに基づいて対応するフィルタ特性が決定され、このフィルタ特性で基本噴射量が補正され、その補正結果が目標噴射量とされるものとなっている(図3のブロックBL11参照)。なお、図3のブロックBL11内には上述のフィルタ特性の一例が模式的に表されている。
また、制御ユニット6によるステップS224における処理が終了した後は、制御ユニット6における制御処理は、図示されないメインルーチンへ戻り、所定間隔を経た後、再び、図5に示された一連の処理が実行されるようになっている。
その一方、加速が求められていない場合には、アクセル開度の微分値のフィルタ処理に用いられるフィルタ特性はより重くなるため、比較的小さなアクセルの踏み込み量程度でエンジン回転の変動を来すような従来の欠点が解消されることとなり、乗り心地が向上されることとなる。
Claims (4)
- 燃料噴射量が、エンジンの運転状態に基づいて演算算出された基本燃料噴射量になまし補正を施して得られた目標燃料噴射量となるよう制御可能に構成されてなる燃料噴射制御装置における燃料噴射制御方法であって、
アクセルの踏み込み速度を算出し、当該算出値が所定の関数に従って減衰するようになまし補正を施し、当該なまし補正が施されたアクセルの踏み込み速度と、ギアレシオに基づいて前記基本燃料噴射量に対するなまし補正におけるなまし率を決定する一方、
前記アクセル開度に所定の変化が生じたか否かを判定し、アクセル開度が増加から減少に変化した、又は、減少から増加に転じたと判定された際には、前記アクセルの踏み込み速度の算出値に対するなまし補正の初期化を行うことを特徴とする燃料噴射制御装置における燃料噴射制御方法。 - アクセルの踏み込み速度の算出として、アクセル開度の微分値の算出を行うことを特徴とする請求項1記載の燃料噴射制御装置における燃料噴射制御方法。
- 複数の燃料噴射弁を有すると共に、前記燃料噴射弁の動作を制御する制御ユニットを有し、エンジンの運転状態に基づいて演算算出された基本燃料噴射量になまし補正を施して得られた目標燃料噴射量が前記複数の燃料噴射弁により噴射せしめられるよう制御可能に構成されてなる燃料噴射制御装置であって、
前記制御ユニットは、
アクセルの踏み込み速度を算出し、当該算出値が所定の関数に従って減衰するようになまし補正を施し、当該なまし補正が施されたアクセルの踏み込み速度と、ギアレシオに基づいて前記基本燃料噴射量に対するなまし補正におけるなまし率を決定する一方、
前記アクセル開度が増加から減少に変化した、又は、減少から増加に転じたと判断された際に、前記アクセルの踏み込み速度の算出値に対するなまし補正の初期化を行うよう構成されてなることを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 制御ユニットは、アクセルの踏み込み速度の算出として、アクセル開度の微分値の算出を行うよう構成されてなることを特徴とする請求項3記載の燃料噴射制御装置。
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