JP5707901B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射弁の特性変化に対応でき、ドリフトがなく、マルチ噴射でも効果的な補正ができる燃料噴射制御装置に関する。

エンジンには複数の気筒があり、各気筒に燃料噴射弁が設けられる。各気筒における１回の噴射の燃料噴射量は燃料噴射弁の駆動時間幅に依存する。目標とする燃料噴射量は、エンジン状態で参照されるマップにより求められ、これに応じて燃料噴射弁に与える駆動時間幅が決められる。しかし、燃料噴射弁には機械的公差（例えば、噴射口面積の公差）があるため、各気筒の燃料噴射弁を同じ駆動時間幅で駆動しても気筒ごとに燃料噴射量がばらつく。その結果、気筒ごとの燃焼状態がばらつくことになる。

これに対し、車両の出荷前に、気筒ごとの燃料噴射量特性（＝燃料噴射弁の特性）を調べてマップに設定しておき、そのマップを参照して気筒ごとの駆動時間幅を決めることで燃料噴射量のばらつきを補正することが行われている。

特開２００５−２２６６３１号公報 特開２００５−１９４８９３号公報

しかしながら、熱や経年変化により燃料噴射弁の特性が変化することがあり、車両の出荷時に設定されたマップに基づく補正では正確さが得られない。

また、気筒間の燃料噴射量のばらつきを解消する方法として、各気筒における燃料噴射量が全気筒の平均値に収束するようそれぞれの気筒に補正を行うことが考えられる。しかし、全気筒の平均値が必ずしも目標燃料噴射量とは一致しないため、平均値に収束させる制御を続けるとドリフト（全体が目標からずれていくこと）が生じてしまう。

また、燃料噴射の形態として、１燃焼サイクル内で目標噴射量を複数回に分割して噴射するマルチ噴射が知られている。例えば、燃焼を緩慢にさせＮＯｘの排出量と騒音を抑制する目的でメイン噴射に先立ってパイロット噴射が行われる。しかし、１回の噴射量が小さいほど、燃料噴射弁の機械的なばらつきの影響が相対的に大きい。パイロット噴射のように非常に微少な噴射量を噴射するときは非常にばらつきが大きい。このため、マルチ噴射においては、気筒ごとの燃料噴射量のばらつきを効果的に補正することが難しい。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、燃料噴射弁の特性変化に対応でき、ドリフトがなく、マルチ噴射でも効果的な補正ができる燃料噴射制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、複数の気筒のそれぞれで筒内圧力センサが検出する筒内圧力をクランク角度センサが検出する信号に基づく一定のクランク角度間隔でサンプリングして各気筒の筒内圧力データ列を蓄えるサンプリング部と、前記筒内圧力データ列を基にして各気筒における熱発生率を所定クランク角度ごとに演算する熱発生率演算部と、熱発生率を積分することにより各気筒におけるパイロット噴射による熱発生量を演算する熱発生量演算部と、パイロット噴射による熱発生量の目標値である目標熱発生量を設定する目標熱発生量設定部と、各気筒における熱発生量と目標熱発生量との差が小さくなるように各気筒のパイロット噴射の燃料噴射量をそれぞれ補正するパイロット噴射量補正部と、前記筒内圧力データ列を基にして各気筒における図示平均有効圧力を演算する図示平均有効圧力演算部と、図示平均有効圧力を全気筒で平均して図示平均有効圧力平均値を演算する図示平均有効圧力平均値演算部と、各気筒における図示平均有効圧力と全気筒の図示平均有効圧力平均値との差が小さくなるように各気筒のメイン噴射の燃料噴射量をそれぞれ補正するメイン噴射量補正部とを備えたものである。

目標燃料噴射量とその目標燃料噴射量に対応する適正な図示平均有効圧力である目標図示平均有効圧力との関係が設定された目標図示平均有効圧力マップと、前記演算した図示平均有効圧力により前記目標図示平均有効圧力マップを参照して実際の燃料噴射量を推定する燃料噴射量推定部と、実際の燃料噴射量と目標燃料噴射量との差が小さくなるように全気筒の燃料噴射量を一括に補正する一括燃料噴射量補正部とを備えてもよい。

吸入空気量と目標燃料噴射量に基づいて排気ガスの空燃比を推定演算する空燃比演算部と、空燃比センサにより検出される排気ガスの実空燃比と推定された空燃比との差が小さくなるように全気筒の燃料噴射量を一括に補正する一括燃料噴射量補正部とを備えてもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）燃料噴射弁の特性変化に対応して補正ができる。

（２）ドリフトがなく補正ができる。

（３）マルチ噴射でも効果的な補正ができる。

本発明の一実施形態を示す燃料噴射制御装置の構成図である。 図１の燃料噴射制御装置が適用されるエンジンシステムの構成図である。 クランク角度に対する筒内圧力、熱発生率、熱発生量の特性図である。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本発明に係る燃料噴射制御装置１は、複数の気筒のそれぞれで筒内圧力センサ２が検出する筒内圧力をクランク角度センサ３が検出する信号に基づく一定のクランク角度間隔でサンプリングして各気筒の筒内圧力データ列を蓄えるサンプリング部４と、筒内圧力データ列を基にして各気筒における熱発生率を所定クランク角度ごとに演算する熱発生率演算部５と、熱発生率を積分することにより各気筒におけるパイロット噴射による熱発生量と１燃焼サイクルの全熱発生量を演算する熱発生量演算部６と、パイロット噴射による熱発生量の目標値である目標熱発生量を設定する目標熱発生量設定部７と、各気筒における熱発生量と目標熱発生量との差が小さくなるように各気筒のパイロット噴射の燃料噴射量をそれぞれ補正するパイロット噴射量補正部８と、筒内圧力データ列を基にして各気筒における図示平均有効圧力（Indicate Mean Effective Pressure）を演算する図示平均有効圧力演算部９と、図示平均有効圧力を全気筒で平均して図示平均有効圧力平均値を演算する図示平均有効圧力平均値演算部１０と、各気筒における図示平均有効圧力と全気筒の図示平均有効圧力平均値との差が小さくなるように各気筒のメイン噴射の燃料噴射量をそれぞれ補正するメイン噴射量補正部１１とを備える。

本実施形態では、目標熱発生量設定部７として、熱発生量を全気筒で平均して熱発生量平均値を演算し、その熱発生量平均値を目標熱発生量とする熱発生量平均値演算部７ａを用いる。したがって、パイロット噴射量補正部８では、各気筒における熱発生量と全気筒の熱発生量平均値との差が小さくなるように各気筒のパイロット噴射の燃料噴射量をそれぞれ補正することになる。

さらに、燃料噴射制御装置１は、全気筒の燃料噴射量が目標燃料噴射量からドリフトするのを防止するために全気筒の燃料噴射量を一括に補正する一括燃料噴射量補正部１２を備える。全気筒の燃料噴射量の一括補正には、図示平均有効圧力に基づく形態と排気ガスの空燃比に基づく形態がある。このために、燃料噴射制御装置１は、目標燃料噴射量とその目標燃料噴射量に対応する適正な図示平均有効圧力である目標図示平均有効圧力との関係が設定された目標図示平均有効圧力マップ１３と、前記演算した図示平均有効圧力により目標図示平均有効圧力マップ１３を参照して実際の燃料噴射量を推定する燃料噴射量推定部１４と、吸入空気量と目標燃料噴射量に基づいて排気ガスの空燃比を推定演算する空燃比演算部１５とを備える。一括燃料噴射量補正部１２は、図示平均有効圧力で推定した実際の燃料噴射量と目標燃料噴射量との差が小さくなるように全気筒の燃料噴射量を一括に補正するか又は、空燃比センサにより検出される排気ガスの実空燃比と推定された空燃比との差が小さくなるように全気筒の燃料噴射量を一括に補正する。

各部材４〜１５は、電子制御装置（Electronical Control Unit；以下、ＥＣＵという）１６が実行するソフトウェア及び内部のメモリで実現される。ＥＣＵ１６は、エンジン制御に必要な全てのエンジンパラメータ（センサ検出値、演算値、制御値など）を把握しているものとする。

図２に示されるように、燃料噴射制御装置１が適用されるエンジンシステム２０１は、４気筒ディーゼルエンジン（以下、エンジン）２０２の排気マニホールド２０３に、排気ガス再循環装置（Exhaust Gas Recirculation；ＥＧＲ）を構成するＥＧＲ管２０４と高圧側排気管２０５とが接続される。高圧側排気管２０５には、ターボチャージャ２０６の排気タービン２０７の入口が接続される。排気タービン２０７の出口に排気管２０８が接続される。排気管２０８には、排気ガス浄化装置２０９が設置される。

大気からの空気が取り込まれるエアフィルタ２１０には吸気管２１１が接続され、吸気管２１１の下流端はターボチャージャ２０６の吸気コンプレッサ２１２の入口に接続される。吸気コンプレッサ２１２の出口には高圧側吸気管２１３が接続される。高圧側吸気管２１３は、ＥＧＲ管２０４の下流端と合流されて吸気マニホールド２１４に接続される。

エンジン２０２の各気筒には燃料噴射弁２１５が設けられる。燃料噴射弁２１５はコモンレール２１６から供給される高圧の燃料をＥＣＵ１６が指令する噴射時期及び噴射時間幅で気筒内に噴射を行うようになっている。

高圧側排気管２０５には、排気ガスの流れを塞いだり調節する排気スロットル２１７が設けられる。ＥＧＲ管２０４には、ＥＧＲガスの流れを塞いだり調節するＥＧＲバルブ２１８が設けられる。高圧側吸気管２１３には、吸気の流れを塞いだり調節する吸気スロットル２１９が設けられる。

エンジン２０２の各気筒（区別が必要なときは符号Ｓ１〜Ｓ４を付す）には筒内圧力センサ２が設けられる。図示しないクランク軸には、クランク角度５度間隔ごとの信号を出力するクランク角度センサ３が設けられる。吸気マニホールド２１４には、吸気圧力センサ２２０が設けられる。排気管２０８には、排気ガスの空燃比を検出するλセンサ２２１が設けられる。

以下、本発明の燃料噴射制御装置１の動作を、１．筒内圧力信号処理、２．パイロット噴射量のばらつき補正、３．メイン噴射量のばらつき補正、４．図示平均有効圧力に基づく一括補正、５．排気ガスの空燃比に基づく一括補正の順で説明する。

１．筒内圧力信号処理
サンプリング部４は、各気筒に設置された筒内圧力センサ２からの筒内圧力信号をＥＣＵ１６内のメモリにデータとして取り込む。このとき、筒内圧力信号は、クランク角度センサ３からのパルス信号を元に一定クランク角度ごとにサンプリングされて筒内圧力データ列として保存される。クランク角度センサ３としては、０．１度程度の高分解能のロータリエンコーダを利用してもよいし、クランク軸に取り付けたクランクパルサと呼ばれる金属製歯車による磁束変化を電磁ピックアップやホール素子で検出する一般的なクランク角度センサを利用してもよい。一般的なクランク角度センサは、５度程度の低分解能しかないが、クランク角度センサからのパルス信号を元にＥＣＵ１６での内部処理により０．１〜１．０度の分解能になるようなパルス信号を生成し、このパルス信号で筒内圧力信号をサンプリングするとよい。あるいは、クランク角度センサ３からのパルス信号でサンプリングするのではなく、一定時間間隔でのサンプリングを行い、そのサンプリングデータを時間間隔が一定でないクランク角度の情報に対応付けするようにしてもよい。

筒内圧力データ列は、図示しないローパスフィルタにより角度周期の短いノイズがカットされる。その際、ローパスフィルタによる位相遅れを回避するよう、移動平均フィルタやゼロ位相フィルタを利用するのが望ましい。一定時間間隔でのサンプリングを行う場合は、エンジン回転速度に応じて１回転当たりのデータ量が変化するので、所望するカットオフ角度周波数を維持するために、エンジン回転速度に応じてフィルタ係数を変更するのが望ましい。

ＥＣＵ１６では、クランク軸の２回転に１回のパルスが得られるカム信号を基準にして現在どの気筒がどの行程にあるか判別される。

一般に、ＥＣＵ１６では、気筒の上死点はクランク角度センサ３からのパルス信号ごとの離散的な角度で認識される。しかし、実際には、ピストンがシリンダの最も奥に来るクランク角度、言い換えると筒内容積が最小となるクランク角度が真の上死点であり、真の上死点とＥＣＵ１６が認識する上死点とは、クランク角度センサ３の取り付け精度、クランクパルサの加工精度の影響、クランク軸やコンロッド（conn-rod）、ピストンピンの組み付け精度の影響などにより、気筒ごとにずれを有し、エンジン個体ごとにずれを有する。そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１６が真の上死点を認識するために、筒内圧力信号から真の上死点を検出することになる。

エンジン運転中（燃料噴射による燃焼運転中）には、燃焼によって筒内圧力が変動するので、筒内圧力から真の上死点を検出することは困難である。そこで、車両の減速時等の非燃焼運転中や工場出荷前に行われるモータリング試験時に、筒内圧力信号のピーク位置（クランク角度）を抽出し、このピーク位置とＥＣＵ１６にクランク角度センサ３からのパルス信号が入力されるクランク角度とのずれ量を算出し、その後はこのずれ量を上死点の補正及び筒内圧力データ列の補正に用いる。なお、エンジン回転数によっても、熱の収支やガスの漏洩が異なるため、検出される筒内圧力のピークが真の上死点とずれることがある。そこで、適宜なエンジン回転速度ごと、例えば、２００ｒｐｍごとに上死点のずれ量を学習してマップに記憶するのが好ましい。工場出荷前のモータリング試験時であれば任意にエンジン回転速度を与えることができるので、マップの作成に好適である。また、筒内圧力センサ２の特性によっては、絶対圧力のドリフトが生じる可能性があり、各気筒の筒内圧力データを補正する必要がある。この補正は、各気筒の上死点前の１８０度付近での吸気マニホールド圧力を用いる公知の補正演算により行う。

以上により、サンプリング部４が蓄える筒内圧力データ列は、真の上死点を含む所定クランク角度ごとのデータに補正される。

次に、熱発生率演算部５において、補正された所定クランク角度ごとの筒内圧力データ列と、幾何学的に決まるクランク角度ごとの筒内容積とを用い、式（１）により、熱発生率dQを演算する。筒内圧力をP、筒内容積をV、比熱比をκとする。

熱発生率dQは、所定クランク角度間に発生した燃料噴射による熱を表す。過去の適宜なクランク角度（例えば、燃料噴射弁２１５の駆動開始角度）からの熱発生率dQを現在のクランク角度まで積分することにより、現在までの熱発生量を演算することができる。筒内容積V及び筒内容積変化量dVは、エンジン仕様により決まるので、あらかじめＥＣＵ１６に設定しておくとよい。

図３に示されるように、クランク角度が進むに従い、実際の筒内圧力波形に応じた筒内圧力データ列が得られる。なお、図３では、サンプリングを行うクランク角度間隔が十分に小さいので、データ列は滑らかな曲線で示される。熱発生率は、メイン噴射の駆動開始より前にパイロット噴射による小さいピークを有し、その後、メイン噴射による大きいピークを有する。熱発生量は、パイロット噴射によりやや増加し、その後、メイン噴射により大きく増加する。

２．パイロット噴射量のばらつき補正
図３に示されるように、本実施形態では、パイロット噴射による熱発生量hr pilotは、メイン噴射による熱発生が生じる直前での熱発生量と定義する。熱発生量演算部６では、図示しないパイロット噴射の駆動開始からメイン噴射の駆動開始タイミング（時間）に遅延時間inj delay mainを加算したタイミングまでの熱発生量を演算する。遅延時間inj delay mainは、駆動開始から実際に噴射弁が開弁するまでに要する時間であり、あらかじめ設定しておく。この熱発生量hr pilotをパイロット噴射による熱発生量とする。生産時の個体差や径時変化により、熱発生量hr pilotが気筒ごとにばらつく。

式（２）に示すように、第一気筒Ｓ１の熱発生量をhr pilot1、第二気筒Ｓ２の熱発生量をhr pilot2、第三気筒Ｓ３の熱発生量をhr pilot3、第四気筒Ｓ４の熱発生量をhr pilot4とする。

次に、目標熱発生量設定部７としての熱発生量平均値演算部７ａは、気筒ごとのパイロット噴射による熱発生量を均一に揃えるため、式（３）により全気筒のパイロット噴射による熱発生量の平均値hr pilot aveを演算する。

パイロット噴射量補正部８は、この平均値を目標熱発生量として、例えば、ＰＩ制御（比例積分制御）により各気筒のパイロット噴射量を補正する。例えば、第一気筒Ｓ１の熱発生量hr pilot1と平均値との偏差ｅ hr pilot1は、式（４）により演算される。他の気筒についても同様である。

第一気筒Ｓ１のパイロット噴射の補正量dq pilot1は式（５）のようになる。Kpp、Kipは、あらかじめ設定するパイロット噴射補正係数である。他の気筒についても同様である。

３．メイン噴射量のばらつき補正
２．パイロット噴射量のばらつき補正で説明したように、図３の熱発生率から１燃焼サイクルの全熱発生量hr totalを演算し、メイン噴射による熱発生量（hr total−hr pilpt）を求めることができる。次に、式（６）に示すように、図示平均有効圧力演算部９は、各気筒における図示平均有効圧力imep1、imep2、imep3、imep4を、それぞれの筒内圧力データ列を用い、公知の演算式により演算する。

図示平均有効圧力平均値演算部１０は、全気筒の図示平均有効圧力を平均して得られる図示平均有効圧力平均値imep aveを式（７）により演算する。

メイン噴射量補正部１１は、図示平均有効圧力平均値imep aveを目標として、例えば、ＰＩ制御により各気筒のメイン噴射量を補正する。例えば、第一気筒Ｓ１の図示平均有効圧力imep1と目標値との偏差ｅ imep1は、式（８）により演算される。他の気筒についても同様である。

第一気筒Ｓ１のメイン噴射の補正量dq main1は式（９）のようになる。Kpm、Kimは、あらかじめ設定するメイン噴射補正係数である。他の気筒についても同様である。

メイン噴射量補正部１１が実施する補正は、パイロット噴射とメイン噴射によるトータルの筒内圧力データ列から得た図示平均有効圧力に基づいているが、パイロット噴射に関して熱発生量に基づく補正済みであるので、実質的にメイン噴射におけるばらつきが補正されることになる。

パイロット噴射のばらつき補正及びメイン噴射のばらつき補正では、ＥＣＵ１６内におけるパイロット噴射、メイン噴射の指示噴射量に補正量dq pilot1や補正量dq main1を加算して補正してもよいが、燃料噴射弁２１５の駆動信号のパルス幅に対して補正量に相当する補正時間を加算して補正してもよい。

また、補正量の演算は、エンジン２０２の運転状態が比較的安定したときに実施し、その補正量を記憶しておいて、エンジン２０２が急激な過渡状態や筒内圧力センサ２が失陥しているときは、記憶してある補正量を読み出して適用することもできる。

４．図示平均有効圧力に基づく一括補正
ここまでの処理により、気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑えることができる。しかし、ばらつきに偏りがある場合では、平均噴射量が目標噴射量からドリフトしてしまう可能性がある。例えば、４つの気筒全てにおいて標準より噴射量が少ない場合は平均値は目標噴射量より少なくなる。逆に４つの気筒全てにおいて標準より噴射量が多い場合は平均値は目標噴射量より多くなる。

そこで、本実施形態では、一括燃料噴射量補正部１２において全気筒の燃料噴射量を一括に補正することにより、全気筒の燃料噴射量が目標燃料噴射量からドリフトするのを防止する。一括燃料噴射量補正部１２では、図示平均有効圧力に基づく一括補正と排気ガスの空燃比に基づく一括補正を実行することができる。

ここではエンジン状態ごと（例えば、エンジン回転速度と噴射量）における目標噴射量q targetと目標図示平均有効圧力imep targetの関係が目標図示平均有効圧力マップ１３にマップ化されている。燃料噴射量推定部１４は、図示平均有効圧力演算部９が演算した図示平均有効圧力imepにより目標図示平均有効圧力マップ１３を参照して実際の燃料噴射量q realを推定する。式（１０）の右辺は、マップq imepを図示平均有効圧力imepで参照したことを表している。

マップq imepを目標図示平均有効圧力imep targetで参照すると式（１１）のように目標噴射量q targetが得られる。

マップq imepを図示平均有効圧力平均値imep aveで参照すると式（１２）のように実際の燃料噴射量q imep aveが得られる。

一括燃料噴射量補正部１２は、図示平均有効圧力平均値imep aveで推定した実際の燃料噴射量q imep aveと目標噴射量q targetとの差をドリフト量q errorとして演算する。ドリフト量q errorは、パイロット噴射のばらつき補正において第一気筒に式（５）を、他の気筒に同様の式を適用すると共に、メイン噴射のばらつき補正において第一気筒に式（９）を、他の気筒に同様の式を適用したことによって生じたものである。そこで、一括燃料噴射量補正部１２は、ドリフト量q errorが小さくなるように、式（１３）により補正量q correctを演算する。

一括補正の最終的な指示噴射量q fnlは、式（１４）により演算される。

なお、全気筒の図示平均有効圧力平均値imep aveを用いず、気筒ごとに、例えば、第一気筒Ｓ１であれば式（１５）のように図示平均有効圧力imep1でマップq imepを参照して実際の燃料噴射量q imep1を得ることで補正量dq main1を演算してもよい。Kpm、Kimは、あらかじめ設定するメイン噴射補正係数である。

５．排気ガスの空燃比に基づく一括補正
燃料密度（ここでは固定値とする）をRoFuel、理論空燃比をAfrStoichとしたとき、空燃比演算部１５は、吸入空気量センサ（図示せず）で検出される吸入空気量MAFと目標燃料噴射量q targetに基づいて排気ガスの空燃比λcalを式（１６）により推定演算する。

一方、排気管２０８に設置されたλセンサ２２１により、排気ガスの空燃比λsenseが検出される。

一括燃料噴射量補正部１２では、λセンサ２２１により検出される排気ガスの実空燃比λsenseと推定された空燃比λcalとの差が小さくなるように式（１７）により全気筒の燃料噴射量を一括に補正する。Kp、Kiは、あらかじめ設定する噴射補正係数である。

一括補正の最終的な指示噴射量q fnlは、式（１８）により演算される。

補正量の演算は、エンジン２０２の運転状態が比較的安定したときに実施し、その補正量を記憶しておいて、エンジン２０２が急激な過渡状態のときは、記憶してある補正量を読み出して適用することもできる。

ところで、図示平均有効圧力に基づく一括補正と排気ガスの空燃比に基づく一括補正とは、互いに置換が可能な制御であり、いずれか一方を実行すれば十分である。そこで、一括燃料噴射量補正部１２は、λセンサ２２１が健全なときには排気ガスの空燃比に基づく一括補正を実行し、λセンサ２２１が失陥のとき図示平均有効圧力に基づく一括補正を実行するようにしてもよい。また、車種の価格設定等に応じていずれか一方の制御のみ可能なように構成してもよい。

また、パイロット噴射のばらつき補正及びメイン噴射のばらつき補正では、全気筒のパイロット噴射による熱発生量の平均値hr pilot ave、全気筒の図示平均有効圧力の平均値imep aveを演算したが、これらの演算において、全気筒の平均値ではなく、最大値と最小値を除外した残りの値の平均値を演算してもよい。例えば、４気筒なら２気筒分の平均値、６気筒なら中央値付近の２〜４気筒分の平均値を演算する。このように最大値と最小値を除外した場合、極端にずれがある気筒の値が除外されるので、ドリフトは小さくなる。これにより、燃料噴射量のばらつきが大きい場合でもばらつき補正ができ、しかもドリフトを小さくすることができる。

本実施形態では、目標熱発生量設定部７として、熱発生量を全気筒で平均した熱発生量平均値を目標熱発生量とする熱発生量平均値演算部７ａを用いたが、エンジンパラメータに基づいて目標熱発生量を設定するようにしてもよい。例えば、あらかじめ実験により求めてＥＣＵ１６に格納された目標熱発生量マップ７ｂを用いる。目標熱発生量マップ７ｂで参照される目標熱発生量hr expは、式（１９）で表される。

目標熱発生量マップ７ｂを参照する指標は、指示噴射量Qfin、エンジン回転速度Ne、指示パイロット噴射量Qpilot、コモンレール圧Prailである。

以上説明したように、本発明の燃料噴射制御装置１によれば、筒内圧力から得られる熱発生量、図示平均有効圧力に基づいて各気筒が全気筒の平均値に揃うよう噴射量の補正をするので、燃料噴射弁の特性変化によく対応して補正ができる。また、このとき平均値の演算に最大値と最小値を除外した残りの値の平均値を演算することで、ドリフトを小さくすることができる。

本発明の燃料噴射制御装置１によれば、燃料噴射弁の機械的なばらつきの影響が相対的に大きいパイロット噴射量のばらつき補正を実行し、それからメイン噴射量のばらつき補正を実行するようにしたので、マルチ噴射でも効果的な補正ができる。

本発明の燃料噴射制御装置１によれば、図示平均有効圧力で推定した実際の燃料噴射量と目標噴射量との差が小さくなるように補正量を演算するので、仮に平均値がドリフトしても、ドリフトの影響を解消する補正ができる。

本発明の燃料噴射制御装置１によれば、空燃比センサにより検出される排気ガスの実空燃比と推定された空燃比との差が小さくなるように補正をするので、仮に平均値がドリフトしても、ドリフトの影響を解消する補正ができる。

１ 燃料噴射制御装置
２ 筒内圧力センサ
３ クランク角度センサ
４ サンプリング部
５ 熱発生率演算部
６ 熱発生量演算部
７ 目標熱発生量設定部
７ａ 熱発生量平均値演算部
７ｂ 目標熱発生量マップ
８ パイロット噴射量補正部
９ 図示平均有効圧力演算部
１０ 図示平均有効圧力平均値演算部
１１ メイン噴射量補正部
１２ 一括燃料噴射量補正部
１３ 目標図示平均有効圧力マップ
１４ 燃料噴射量推定部
１５ 空燃比演算部
１６ ＥＣＵ

Claims (3)

1. １燃焼サイクル内で、パイロット噴射による燃料噴射とメイン噴射による燃料噴射に分割して目標噴射量を噴射し、かつ気筒ごとの燃料噴射量を補正するための燃料噴射制御装置において、
   複数の気筒のそれぞれで筒内圧力センサが検出する筒内圧力をクランク角度センサが検出する信号に基づく一定のクランク角度間隔でサンプリングして各気筒の筒内圧力データ列を蓄えるサンプリング部と、
   前記筒内圧力データ列を基にして各気筒における熱発生率を所定クランク角度ごとに演算する熱発生率演算部と、
   熱発生率を積分することにより各気筒におけるパイロット噴射による熱発生量と１燃焼サイクルの全熱発生量を演算する熱発生量演算部と、
   パイロット噴射による熱発生量の目標値である目標熱発生量を設定する目標熱発生量設定部と、
   各気筒におけるパイロット噴射による熱発生量と目標熱発生量との差が小さくなるように各気筒のパイロット噴射の燃料噴射量をそれぞれ補正するパイロット噴射量補正部と、
   前記パイロット噴射とメイン噴射によるトータルの筒内圧力データ列を基にして各気筒における図示平均有効圧力を演算する図示平均有効圧力演算部と、
   図示平均有効圧力を全気筒で平均して図示平均有効圧力平均値を演算する図示平均有効圧力平均値演算部と、
   各気筒における図示平均有効圧力と全気筒の図示平均有効圧力平均値との差が小さくなるように各気筒のメイン噴射の燃料噴射量をそれぞれ補正するメイン噴射量補正部とを備えたことを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 目標燃料噴射量とその目標燃料噴射量に対応する適正な図示平均有効圧力である目標図示平均有効圧力との関係が設定された目標図示平均有効圧力マップと、
   前記演算した図示平均有効圧力により前記目標図示平均有効圧力マップを参照して実際の燃料噴射量を推定する燃料噴射量推定部と、
   実際の燃料噴射量と目標燃料噴射量との差が小さくなるように全気筒の燃料噴射量を一括に補正する一括燃料噴射量補正部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
3. 吸入空気量と前記目標燃料噴射量に基づいて排気ガスの空燃比を推定演算する空燃比演算部と、
   空燃比センサにより検出される排気ガスの実空燃比と推定された空燃比との差が小さくなるように全気筒の燃料噴射量を一括に補正する一括燃料噴射量補正部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。

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