JP6090112B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関で駆動される高圧ポンプから吐出される燃料を各気筒の燃料噴射弁に供給する内燃機関の制御装置に関する発明である。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that supplies fuel discharged from a high-pressure pump driven by the internal combustion engine to a fuel injection valve of each cylinder.
内燃機関の気筒間の噴射量ばらつき(気筒間の空燃比ばらつき)を補正する技術として、例えば、特許文献1(特開2010−43614号公報)に記載されたものがある。このものは、燃圧(燃料圧力)を検出する燃圧センサの出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射パルス幅を補正することで、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを補正するようにしている。 As a technique for correcting injection amount variation (cylinder air-fuel ratio variation) between cylinders of an internal combustion engine, for example, there is one described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-43614). This is based on the output of the fuel pressure sensor that detects the fuel pressure (fuel pressure), and calculates the amount of fuel pressure drop that accompanies the fuel injection of the fuel injector for each cylinder as information on the variation in injection amount. By correcting the injection pulse width of the fuel injection valve of each cylinder based on the above, variation in the injection amount of the fuel injection valve of each cylinder is corrected.
しかし、内燃機関で駆動される高圧ポンプから吐出される燃料を各気筒の燃料噴射弁に供給するシステムでは、内燃機関の運転領域によっては、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複することがある。燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複する運転領域では、燃圧センサの出力に基づいて燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を算出する際に、高圧ポンプの燃料吐出による燃圧上昇の影響を受けて、燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を精度良く算出することが困難になる。 However, in a system that supplies fuel discharged from a high-pressure pump driven by an internal combustion engine to a fuel injection valve of each cylinder, the injection period of the fuel injection valve and the discharge period of the high-pressure pump may vary depending on the operating region of the internal combustion engine. May overlap. In the operation region where the injection period of the fuel injection valve and the discharge period of the high pressure pump overlap, when calculating the fuel pressure drop due to the fuel injection of the fuel injection valve based on the output of the fuel pressure sensor, the fuel discharge of the high pressure pump Under the influence of the increase in fuel pressure, it becomes difficult to accurately calculate the amount of decrease in fuel pressure accompanying the fuel injection of the fuel injection valve.
そこで、上記特許文献1では、高圧ポンプの無吐出期間中に燃圧センサにより検出される燃圧に基づいて燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を算出するようにしている。つまり、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複しない運転領域のときに、燃圧センサの出力に基づいて燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を算出するようにしている。 Therefore, in Patent Document 1, the amount of fuel pressure drop accompanying fuel injection of the fuel injection valve is calculated based on the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor during the non-discharge period of the high-pressure pump. In other words, when the fuel injection valve injection period and the high-pressure pump discharge period are in the operating region, the fuel pressure drop accompanying the fuel injection of the fuel injection valve is calculated based on the output of the fuel pressure sensor.
各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきは、燃料噴射弁の噴射量に対して一律ではなく、内燃機関の運転領域に応じて燃料噴射弁の噴射量が変化すると、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきも変化する。このため、特定の運転領域だけでなく幅広い運転領域で、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを補正することが好ましい。 The variation in the injection amount of the fuel injection valve of each cylinder is not uniform with respect to the injection amount of the fuel injection valve, and if the injection amount of the fuel injection valve changes according to the operating region of the internal combustion engine, The injection amount variation also changes. For this reason, it is preferable to correct the injection amount variation of the fuel injection valve of each cylinder not only in a specific operation region but also in a wide operation region.
しかし、上記特許文献1の技術では、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複しない運転領域のときに、燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量を算出するだけであるため、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複する運転領域(噴射吐出重複領域)では、燃料噴射弁の燃料噴射に伴う燃圧降下量(噴射量ばらつきの情報)を算出することができない。このため、噴射吐出重複領域では、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができず、気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域が限定されてしまうという欠点がある。 However, in the technique of the above-mentioned Patent Document 1, only in the operation region where the injection period of the fuel injection valve and the discharge period of the high pressure pump do not overlap, only the amount of fuel pressure drop accompanying the fuel injection of the fuel injection valve is calculated. In the operation region (injection / discharge overlap region) where the injection period of the fuel injection valve and the discharge period of the high-pressure pump overlap, it is possible to calculate the fuel pressure drop amount (information on the injection amount variation) accompanying the fuel injection of the fuel injection valve. Can not. For this reason, in the injection discharge overlapping region, there is a drawback that the injection amount variation of the fuel injection valve of each cylinder cannot be corrected with high accuracy, and the region where the injection amount variation between cylinders can be corrected with high accuracy is limited. .
そこで、本発明が解決しようとする課題は、気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域を拡大することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can expand the region where the variation in the injection amount between the cylinders can be accurately corrected.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、内燃機関で駆動される高圧ポンプ(14)から吐出される燃料を高圧燃料通路(29,30)を通して各気筒の燃料噴射弁(31)に供給するシステムに適用され、高圧燃料通路(29,30)内の燃料圧力(以下「燃圧」という)を検出する燃圧センサ(32)と、この燃圧センサ(32)の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁(31)の燃料噴射による燃圧降下量を算出し、該燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁(31)の噴射量ばらつきを補正する噴射量ばらつき補正手段(38)とを備えた内燃機関の制御装置において、噴射量ばらつき補正手段(38)は、燃料噴射弁(31)の噴射期間と高圧ポンプ(14)の吐出期間とが重複する運転領域(以下「噴射吐出重複領域」という)のときに、燃圧センサ(32)の出力に基づいて各気筒の燃料噴射弁(31)の噴射量ばらつきを補正するようにしたものである。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to a fuel injection valve (31) for each cylinder through which fuel discharged from a high pressure pump (14) driven by an internal combustion engine passes through a high pressure fuel passage (29, 30). ) And a fuel pressure sensor (32) for detecting a fuel pressure (hereinafter referred to as “fuel pressure”) in the high pressure fuel passages (29, 30), and each output based on the output of the fuel pressure sensor (32). An injection amount variation correction for calculating a fuel pressure drop amount due to fuel injection of the fuel injection valve (31) for each cylinder and correcting a fuel injection amount variation of the fuel injection valve (31) of each cylinder based on the fuel pressure drop amount due to the fuel injection. In the control device for an internal combustion engine provided with the means (38), the injection amount variation correcting means (38) is an operation region (the operation period in which the injection period of the fuel injection valve (31) and the discharge period of the high-pressure pump (14) overlap. Less than" When morphisms discharge of overlapping area "), in which the injection quantity variation of the fuel injection valve of each cylinder (31) on the basis of the output of the fuel pressure sensor (32) and is corrected.
このようにすれば、噴射吐出重複領域でも、燃圧センサ(32)の出力に基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができ、気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域を拡大することができる。 In this way, even in the injection discharge overlap region, it is possible to accurately correct the injection amount variation of the fuel injection valve of each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor (32), and to accurately correct the injection amount variation between the cylinders. The area that can be corrected can be enlarged.
この場合、請求項2のように、噴射量ばらつき補正手段(38)は、噴射吐出重複領域のときに、燃圧センサ(32)の出力に基づいて各気筒毎に噴射期間の開始時期と吐出期間の開始時期のうちの早い方から噴射期間の終了時期と吐出期間の終了時期のうちの遅い方までの期間(以下「噴射吐出期間」という)の前後の燃圧の差を噴射吐出による燃圧変化量として算出し、該噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁(31)の噴射量ばらつきを補正するようにすると良い。 In this case, as in the second aspect, the injection amount variation correcting means (38) is configured so that the injection period start timing and the discharge period are determined for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor (32) in the injection discharge overlap region. The difference in fuel pressure before and after the period from the earlier start time to the later end time of the injection period and the later end time of the discharge period (hereinafter referred to as “injection / discharge period”) And the variation in the injection amount of the fuel injection valve (31) of each cylinder may be corrected based on the amount of change in fuel pressure due to the injection and discharge.
本出願人の研究によると、噴射吐出重複領域(燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複する運転領域)では、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とのOL量(オーバーラップ量)によらず、燃料噴射弁の噴射量ばらつきと噴射吐出による燃圧変化量(噴射吐出期間の前後の燃圧の差)との間に相関関係があることが判明した(図4参照)。つまり、燃料噴射弁の噴射量ばらつきに応じて噴射吐出による燃圧変化量が変化するため、噴射吐出による燃圧変化量は燃料噴射弁の噴射量ばらつきを反映した情報となる。 According to the applicant's research, in the injection / discharge overlap region (the operation region where the injection period of the fuel injection valve and the discharge period of the high-pressure pump overlap), the OL amount between the injection period of the fuel injection valve and the discharge period of the high-pressure pump Regardless of the (overlap amount), it has been found that there is a correlation between the injection amount variation of the fuel injection valve and the fuel pressure change amount due to injection / discharge (difference in fuel pressure before and after the injection / discharge period) (see FIG. 4). ). That is, since the amount of change in fuel pressure due to injection / discharge changes in accordance with the variation in injection amount of the fuel injection valve, the amount of change in fuel pressure due to injection / discharge becomes information reflecting the variation in injection amount of the fuel injection valve.
この点に着目して、本発明は、噴射吐出重複領域のときに、燃圧センサの出力に基づいて各気筒毎に噴射吐出による燃圧変化量(噴射吐出期間の前後の燃圧の差)を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを補正するようにしている。これにより、噴射吐出重複領域でも、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができる。 Focusing on this point, the present invention calculates the amount of change in fuel pressure (difference in fuel pressure before and after the injection / discharge period) for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor in the injection / discharge overlap region. It is calculated as variation information, and the variation in the injection amount of the fuel injection valve in each cylinder is corrected based on the amount of change in fuel pressure due to the injection and discharge in each cylinder. Thereby, it is possible to accurately correct the injection amount variation of the fuel injection valve of each cylinder even in the injection discharge overlapping region.
その結果、噴射吐出重複領域以外の運転領域(燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とが重複しない運転領域)では、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができると共に、噴射吐出重複領域では、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができ、気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域を拡大することができる。 As a result, in the operation region other than the injection discharge overlap region (operation region where the injection period of the fuel injection valve and the discharge period of the high pressure pump do not overlap), the fuel injection of each cylinder is performed based on the fuel pressure drop amount due to the fuel injection of each cylinder. It is possible to correct the injection amount variation of the valve with high accuracy and to accurately correct the injection amount variation of the fuel injection valve of each cylinder based on the fuel pressure change amount due to the injection discharge of each cylinder in the injection discharge overlapping region. Thus, it is possible to enlarge the region where the variation in the injection amount between the cylinders can be corrected with high accuracy.
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図1に基づいて筒内噴射式のエンジン(内燃機関)の燃料供給システムの概略構成を説明する。
Hereinafter, an embodiment embodying a mode for carrying out the present invention will be described.
First, a schematic configuration of a fuel supply system of a cylinder injection engine (internal combustion engine) will be described with reference to FIG.
燃料を貯溜する燃料タンク11内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ12が設置されている。この低圧ポンプ12は、バッテリ(図示せず)を電源とする電動モータ(図示せず)によって駆動される。この低圧ポンプ12から吐出される燃料は、燃料配管13を通して高圧ポンプ14に供給される。燃料配管13には、プレッシャレギュレータ15が接続され、このプレッシャレギュレータ15によって低圧ポンプ12の吐出圧力(高圧ポンプ14への燃料供給圧力)が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分が燃料戻し管16により燃料タンク11内に戻されるようになっている。
A
高圧ポンプ14は、円筒状のポンプ室18内でピストン19(プランジャ)を往復運動させて燃料を吸入/吐出するピストンポンプであり、ピストン19は、エンジン(例えば4気筒エンジン)のカム軸20に嵌着されたカム21(例えば4つのカム山を有する4山カム)の回転運動によって駆動される。
The high-
この高圧ポンプ14の吸入口22側には、燃圧制御弁23が設けられている。この燃圧制御弁23は、常開型の電磁弁であり、吸入口22を開閉する弁体24と、この弁体24を開弁方向に付勢するスプリング25と、弁体24を閉弁方向に電磁駆動するソレノイド26とから構成されている。
A fuel
高圧ポンプ14の吸入行程(ピストン19の下降時)において燃圧制御弁23の弁体24が開弁してポンプ室18内に燃料が吸入され、高圧ポンプ14の吐出行程(ピストン19の上昇時)において燃圧制御弁23の弁体24が閉弁してポンプ室18内の燃料が吐出されるように燃圧制御弁23のソレノイド26の通電を制御する。その際、燃圧制御弁23(ソレノイド26)の通電開始時期を制御して燃圧制御弁23の閉弁期間(閉弁開始時期からピストン19の上死点までの閉弁状態のクランク角区間)を制御することで、高圧ポンプ14の吐出量を制御して燃圧(燃料圧力)を制御する。尚、燃圧制御弁23の通電開始時期は、所定の基準クランク角位置(例えばピストン19の上死点に相当するクランク角位置)からのクランク角で設定される。
During the intake stroke of the high-pressure pump 14 (when the
例えば、燃圧を上昇させるときには、燃圧制御弁23の通電開始時期を進角させて燃圧制御弁23の閉弁開始時期を進角させることで、燃圧制御弁23の閉弁期間を長くして高圧ポンプ14の吐出量を増加させる。逆に、燃圧を低下させるときには、燃圧制御弁23の通電開始時期を遅角させて燃圧制御弁23の閉弁開始時期を遅角させることで、燃圧制御弁23の閉弁期間を短くして高圧ポンプ14の吐出量を減少させる。
For example, when the fuel pressure is increased, the energization start timing of the fuel
一方、高圧ポンプ14の吐出口27側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁28が設けられている。高圧ポンプ14から吐出される燃料は、高圧燃料配管29を通してデリバリパイプ30に送られ、このデリバリパイプ30からエンジンの各気筒に取り付けられた燃料噴射弁31に高圧の燃料が分配される。デリバリパイプ30(又は高圧燃料配管29)には、高圧燃料配管29やデリバリパイプ30等の高圧燃料通路内の燃圧(燃料圧力)を検出する燃圧センサ32が設けられている。また、デリバリパイプ30には、リリーフ弁33が設けられ、このリリーフ弁33の排出ポートがリリーフ配管34を介して燃料タンク11(又は低圧側の燃料配管13)に接続されている。
On the other hand, a
本実施例では、4気筒エンジンの各気筒に燃料噴射弁31が設けられ、高圧ポンプ14を駆動するカム21として、4つのカム山を有する4山カムが用いられている。これにより、エンジンのカム軸20が1回転(つまりクランク軸が2回転)する毎に燃料噴射弁31の燃料噴射が4回行われると共に高圧ポンプ14の燃料吐出が4回行われる。
In this embodiment, a
また、エンジンには、吸入空気量を検出するエアフローメータ36や、クランク軸(図示せず)の回転に同期して所定クランク角毎にパルス信号を出力するクランク角センサ37が設けられている。このクランク角センサ37の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
Further, the engine is provided with an
上述した各種センサの出力は、電子制御ユニット(以下「ECU」と表記する)38に入力される。このECU38は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度(吸入空気量)等を制御する。
Outputs of the various sensors described above are input to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 38. The
その際、ECU38は、エンジン運転状態(例えばエンジン回転速度やエンジン負荷等)に応じて目標燃圧をマップ等により算出し、燃圧センサ32で検出した高圧燃料通路内の実燃圧を目標燃圧に一致させるように高圧ポンプ14の吐出量(燃圧制御弁23の通電時期)をフィードバック制御する燃圧フィードバック制御を実行する。
At that time, the
また、ECU38は、エンジン運転状態(例えばエンジン回転速度やエンジン負荷等)に応じて要求噴射量を算出して、この要求噴射量と燃圧センサ32で検出した実燃圧(又は目標燃圧)とに応じて燃料噴射弁31の噴射時間(噴射パルス幅)を算出し、この噴射時間で燃料噴射弁31を開弁駆動して要求噴射量分の燃料を噴射する。
Further, the
更に、ECU38は、所定の空燃比フィードバック制御実行条件が成立したときに、エンジンの排出ガスの空燃比又はリッチ/リーン等を検出する排出ガスセンサ(例えば空燃比センサや酸素センサ等)の出力に基づいて排出ガスの空燃比を目標空燃比に一致させるように空燃比フィードバック補正量を算出し、この空燃比フィードバック補正量を用いて要求噴射量を補正する空燃比フィードバック制御を実行する。
Further, the
ところで、各気筒の燃料噴射弁31の噴射時間(噴射パルス幅)が同一であっても、各気筒の燃料噴射弁31の個体差(製造ばらつき)や経時変化等によって各気筒の燃料噴射弁31の噴射量にばらつきが生じることがある。
By the way, even if the injection time (injection pulse width) of the
そこで、ECU38は、燃圧センサ32の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁31の燃料噴射による燃圧降下量を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正するようにしている。
Therefore, the
しかし、エンジンで駆動される高圧ポンプ14から吐出される燃料を各気筒の燃料噴射弁31に供給するシステムでは、エンジンの運転領域によっては、燃料噴射弁31の噴射期間と高圧ポンプ14の吐出期間とが重複することがある。燃料噴射弁31の噴射期間と高圧ポンプ14の吐出期間とが重複する運転領域(以下「噴射吐出重複領域」という)では、燃圧センサ32の出力に基づいて燃料噴射弁31の燃料噴射による燃圧降下量を算出する際に、高圧ポンプ14の燃料吐出による燃圧上昇の影響を受けて、燃料噴射弁31の燃料噴射による燃圧降下量を精度良く算出することが困難になる。
However, in a system that supplies fuel discharged from the high-
そこで、本実施例では、ECU38により後述する図5の噴射量ばらつき補正ルーチンを実行することで、噴射吐出重複領域以外の運転領域のときには、燃圧センサ32の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁31の燃料噴射による燃圧降下量(図2参照)を算出し、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正する。一方、噴射吐出重複領域のときには、燃圧センサ32の出力に基づいて各気筒毎に噴射期間の開始時期と吐出期間の開始時期のうちの早い方から噴射期間の終了時期と吐出期間の終了時期のうちの遅い方までの期間(以下「噴射吐出期間」という)の前後の燃圧の差を噴射吐出による燃圧変化量(図3参照)として算出し、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正するようにしている。
Therefore, in this embodiment, the
図4に示すように、本出願人の研究によると、噴射吐出重複領域(燃料噴射弁31の噴射期間と高圧ポンプ14の吐出期間とが重複する運転領域)では、燃料噴射弁31の噴射期間と高圧ポンプ14の吐出期間とのOL量(オーバーラップ量)によらず、燃料噴射弁31の噴射量ばらつきと噴射吐出による燃圧変化量(噴射吐出期間の前後の燃圧の差)との間に相関関係があることが判明した。つまり、燃料噴射弁31の噴射量ばらつきに応じて噴射吐出による燃圧変化量が変化するため、噴射吐出による燃圧変化量は燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを反映した情報となる。
As shown in FIG. 4, according to the study by the present applicant, in the injection / discharge overlapping region (the operation region where the injection period of the
従って、噴射吐出重複領域のときに、燃圧センサ32の出力に基づいて各気筒毎に噴射吐出による燃圧変化量を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正するようにすれば、噴射吐出重複領域でも、各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを精度良く補正することができる。
Therefore, in the overlapping region of injection and discharge, the amount of change in fuel pressure due to injection and discharge is calculated as information on the variation in injection amount for each cylinder based on the output of the
また、本実施例では、高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつきの影響を補償するために、噴射吐出重複領域以外の運転領域のときに、燃圧センサ32の出力に基づいて高圧ポンプ14の各燃料吐出毎に燃料吐出による燃圧上昇量を算出し、この燃料吐出による燃圧上昇量に基づいて高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習する。そして、噴射吐出重複領域のときに、各燃料吐出の吐出量ばらつき(学習値)を用いて各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を補正し、補正後の各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正するようにしている。
Further, in the present embodiment, in order to compensate for the influence of the variation in the discharge amount of each fuel discharge of the high-
以下、本実施例でECU38が実行する図5の噴射量ばらつき補正ルーチンの処理内容を説明する。
図5に示す噴射量ばらつき補正ルーチンは、ECU38の電源オン期間中(イグニッションスイッチのオン期間中)に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう噴射量ばらつき補正手段としての役割を果たす。
Hereinafter, the processing content of the injection amount variation correction routine of FIG. 5 executed by the
The injection amount variation correction routine shown in FIG. 5 is repeatedly executed at a predetermined period during the power-on period of the ECU 38 (while the ignition switch is on), and plays a role as an injection amount variation correction means in the claims.
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、燃料噴射弁31の制御量と高圧ポンプ14の制御量とに基づいて噴射吐出重複領域(燃料噴射弁31の噴射期間と高圧ポンプ14の吐出期間とが重複する運転領域)であるか否かを判定する。例えば、燃料噴射弁31の噴射時期と噴射時間から噴射の開始タイミングと終了タイミングを求め、以下の方法で求めた高圧ポンプ14の吐出タイミングと重複していないか判定する。まず、高圧ポンプ14のピストン19を駆動するカム21の位相から高圧ポンプ14のピストン19の上死点タイミングを求める。次に、燃圧センサ32の出力と目標燃圧等に基づいて燃圧制御弁23の通電開始時期を求める。高圧ポンプ14の吐出タイミングは、燃圧制御弁23の通電開始時期とピストン19の上死点タイミングに基づいて求められる。
When this routine is started, first, in
このステップ101で、噴射吐出重複領域はないと判定された場合、つまり、噴射吐出重複領域以外の運転領域(燃料噴射弁31の噴射期間と高圧ポンプ14の吐出期間とが重複しない運転領域)であると判定された場合には、ステップ102に進み、燃圧センサ32の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁31の燃料噴射による燃圧降下量を算出する。この場合、例えば、各気筒毎に、それぞれ燃料噴射開始直前の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)と、燃料噴射終了直後の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)との差を、燃料噴射による燃圧降下量として算出する。
If it is determined in
この後、ステップ103に進み、全気筒の燃料噴射による燃圧降下量の平均値を算出し、各気筒毎に、それぞれ燃料噴射による燃圧降下量と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出することで、各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを算出する。
Thereafter, the process proceeds to step 103, where the average value of the fuel pressure drop due to the fuel injection of all cylinders is calculated, and the deviation between the fuel pressure drop due to the fuel injection and the average value is calculated as the injection amount variation for each cylinder. Thus, the injection amount variation of the
この後、ステップ104に進み、燃圧センサ32の出力に基づいて高圧ポンプ14の各燃料吐出毎に燃料吐出による燃圧上昇量を算出する。この場合、例えば、高圧ポンプ14の各燃料吐出毎に、それぞれ燃料吐出終了直後の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)と、燃料吐出開始直前の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)との差を、燃料吐出による燃圧上昇量として算出する。
Thereafter, the routine proceeds to step 104 where the fuel pressure increase amount due to fuel discharge is calculated for each fuel discharge of the high-
この後、ステップ105に進み、高圧ポンプ14の各燃料吐出毎に、それぞれ燃料吐出による燃圧上昇量と基準値との偏差を吐出量ばらつきとして算出することで、高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつきを算出する。そして、高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつきをECU38等のメモリに記憶することで、高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習する。これらのステップ104,105の処理が特許請求の範囲でいう吐出量ばらつき学習手段としての役割を果たす。
Thereafter, the process proceeds to step 105, and for each fuel discharge of the
この後、ステップ109に進み、各気筒毎に、それぞれ燃料噴射弁31の噴射量ばらつきが小さくなるように噴射量ばらつき補正量を算出する。ECU38は、各気筒毎に、それぞれ噴射量ばらつき補正量を用いて要求噴射量を補正することで、各気筒の燃料噴射弁31の噴射量を気筒毎に補正して、各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを小さくする(気筒間の噴射量ばらつきを小さくする)。
Thereafter, the process proceeds to step 109, and the injection amount variation correction amount is calculated for each cylinder so that the variation in the injection amount of the
一方、上記ステップ101で、噴射吐出重複領域である判定された場合には、ステップ106に進み、燃圧センサ32の出力に基づいて各気筒毎に噴射吐出による燃圧変化量(噴射吐出期間の開始前の燃圧と噴射吐出期間の終了後の燃圧との差)を算出する。
On the other hand, if it is determined in
図3(a)に示すように、噴射期間の後側部と吐出期間の前側部とが重複する場合、つまり、噴射期間の開始時期から吐出期間の終了時期までが噴射吐出期間となる場合には、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。各気筒毎に、それぞれ燃料噴射弁31の燃料噴射開始直前の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)と、高圧ポンプ14の燃料吐出終了直後の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。 As shown in FIG. 3A, when the rear side portion of the injection period overlaps with the front side portion of the discharge period, that is, when the injection discharge period is from the start time of the injection period to the end time of the discharge period. Calculates the amount of change in fuel pressure due to injection and discharge as follows. For each cylinder, the fuel pressure detected for a predetermined period immediately before the start of fuel injection of the fuel injection valve 31 (for example, the average value of a plurality of detected values) and the fuel pressure detected for a predetermined period immediately after the end of fuel discharge of the high-pressure pump 14 A difference from (for example, an average value of a plurality of detection values) is calculated as a fuel pressure change amount due to injection and discharge.
図3(b)に示すように、吐出期間の後側部と噴射期間の前側部とが重複する場合、つまり、吐出期間の開始時期から噴射期間の終了時期までが噴射吐出期間となる場合には、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。各気筒毎に、それぞれ高圧ポンプ14の燃料吐出開始直前の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)と、燃料噴射弁31の燃料噴射終了直後の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。 As shown in FIG. 3B, when the rear side of the discharge period overlaps with the front side of the injection period, that is, when the period from the start time of the discharge period to the end time of the injection period becomes the injection discharge period. Calculates the amount of change in fuel pressure due to injection and discharge as follows. For each cylinder, the fuel pressure detected for a predetermined period immediately before the start of fuel discharge of the high-pressure pump 14 (for example, the average value of a plurality of detected values) and the fuel pressure detected for a predetermined period immediately after the end of fuel injection of the fuel injection valve 31 A difference from (for example, an average value of a plurality of detection values) is calculated as a fuel pressure change amount due to injection and discharge.
図3(c)に示すように、噴射期間が吐出期間を包括するように重複する場合(吐出期間全体が噴射期間内に含まれるように重複する場合)、つまり、噴射期間の開始時期から噴射期間の終了時期までが噴射吐出期間となる場合には、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。各気筒毎に、それぞれ燃料噴射弁31の燃料噴射開始直前の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)と、燃料噴射弁31の燃料噴射終了直後の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。
As shown in FIG. 3C, when the injection periods overlap so as to encompass the discharge period (when the entire discharge period overlaps within the injection period), that is, injection from the start time of the injection period When the period until the end of the period is the injection discharge period, the amount of change in fuel pressure due to injection discharge is calculated as follows. For each cylinder, the fuel pressure detected during a predetermined period immediately before the start of fuel injection of the fuel injection valve 31 (for example, the average value of a plurality of detected values) and the predetermined period immediately after the end of fuel injection of the
図3(d)に示すように、吐出期間が噴射期間を包括するように重複する場合(噴射期間全体が吐出期間内に含まれるように重複する場合)、つまり、吐出期間の開始時期から吐出期間の終了時期までが噴射吐出期間となる場合には、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。各気筒毎に、それぞれ高圧ポンプ14の燃料吐出開始直前の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)と、高圧ポンプ14の燃料吐出終了直後の所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。 As shown in FIG. 3D, when the discharge periods overlap so as to encompass the injection period (when the entire injection period overlaps within the discharge period), that is, discharge from the start time of the discharge period. When the period until the end of the period is the injection discharge period, the amount of change in fuel pressure due to injection discharge is calculated as follows. For each cylinder, the fuel pressure detected for a predetermined period immediately before the start of fuel discharge of the high-pressure pump 14 (for example, an average value of a plurality of detected values) and the fuel pressure detected for a predetermined period immediately after the end of fuel discharge of the high-pressure pump 14 ( For example, a difference from an average value of a plurality of detection values) is calculated as a fuel pressure change amount due to injection and discharge.
この後、ステップ107に進み、高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつき(学習値)を用いて各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を補正する。この場合、例えば、各気筒毎に、それぞれ噴射吐出による燃圧変化量に該当気筒の燃料噴射に対応する燃料吐出の吐出量ばらつきを加算することで、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を補正する。
Thereafter, the process proceeds to step 107, and the fuel pressure change amount due to the injection / discharge of each cylinder is corrected using the discharge amount variation (learning value) of each fuel discharge of the high-
この後、ステップ108に進み、補正後の各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を用いて、全気筒の噴射吐出による燃圧変化量の平均値を算出し、各気筒毎に、それぞれ噴射吐出による燃圧変化量と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出することで、各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを算出する。
Thereafter, the routine proceeds to step 108, where the average value of the fuel pressure change amount due to the injection / discharge of all cylinders is calculated using the corrected fuel pressure change amount due to the injection / discharge of each cylinder, and the fuel pressure due to the injection / discharge for each cylinder. By calculating the deviation between the change amount and the average value as the injection amount variation, the injection amount variation of the
この後、ステップ109に進み、各気筒毎に、それぞれ燃料噴射弁31の噴射量ばらつきが小さくなるように噴射量ばらつき補正量を算出する。ECU38は、各気筒毎に、それぞれ噴射量ばらつき補正量を用いて要求噴射量を補正することで、各気筒の燃料噴射弁31の噴射量を気筒毎に補正して、各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを小さくする(気筒間の噴射量ばらつきを小さくする)。
Thereafter, the process proceeds to step 109, and the injection amount variation correction amount is calculated for each cylinder so that the variation in the injection amount of the
以上説明した本実施例では、噴射吐出重複領域以外の運転領域のときには、燃圧センサ32の出力に基づいて各気筒毎に燃料噴射弁31の燃料噴射による燃圧降下量を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正する。一方、噴射吐出重複領域のときには、燃圧センサ32の出力に基づいて各気筒毎に噴射吐出による燃圧変化量(噴射吐出期間の前後の燃圧の差)を噴射量ばらつきの情報として算出し、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正する。
In the present embodiment described above, in the operation region other than the injection discharge overlap region, the fuel pressure drop amount due to the fuel injection of the
これにより、噴射吐出重複領域以外の運転領域では、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを精度良く補正することができると共に、噴射吐出重複領域では、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを精度良く補正することができ、気筒間の噴射量ばらつきを精度良く補正できる領域を拡大することができる。
Accordingly, in the operation region other than the injection / discharge overlapping region, the injection amount variation of the
また、本実施例では、高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習し、噴射吐出重複領域のときに、各燃料吐出の吐出量ばらつき(学習値)を用いて各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を補正し、補正後の各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正するようにしている。これにより、吐出量ばらつきの影響による燃圧変化量の変動を補償することができ、各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきの補正精度を向上させることができる。
Further, in this embodiment, the variation in the discharge amount of each fuel discharge of the high-
しかも、本実施例では、噴射吐出重複領域以外の運転領域のときに、燃圧センサ32の出力に基づいて高圧ポンプ14の各燃料吐出毎に燃料吐出による燃圧上昇量を算出し、この燃料吐出による燃圧上昇量に基づいて高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習するようにしている。これにより、燃料噴射弁31の燃料噴射による燃圧降下の影響を受けずに、高圧ポンプ14の燃料吐出による燃圧上昇量を精度良く算出することができ、この燃料吐出による燃圧上昇量に基づいて高圧ポンプ14の吐出量ばらつきを精度良く学習することができる。
In addition, in this embodiment, in the operation region other than the injection discharge overlap region, the fuel pressure increase amount due to the fuel discharge is calculated for each fuel discharge of the
尚、上記実施例では、噴射吐出による燃圧変化量を算出する際に、所定期間に検出した燃圧(例えば複数回の検出値の平均値)を用いるようにしたが、これに限定されず、燃圧センサ32の出力を特定の周波数帯を除去するフィルタを用いて処理した値を用いるようにしても良い。具体的には、噴射吐出期間の開始前における燃圧センサ32の出力をフィルタ処理した値と噴射吐出期間の終了後における燃圧センサ32の出力をフィルタ処理した値との差を噴射吐出による燃圧変化量をとして算出するようにしても良い。
In the above embodiment, the fuel pressure detected during a predetermined period (for example, an average value of a plurality of detected values) is used when calculating the amount of change in fuel pressure due to injection / discharge. You may make it use the value which processed the output of the
また、上記実施例では、噴射吐出重複領域のときに、高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつき(学習値)を用いて各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を補正し、補正後の各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量に基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを算出した後、高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつき(学習値)を用いて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正するようにしても良い。
In the above embodiment, the fuel pressure change amount due to the injection / discharge of each cylinder is corrected using the discharge amount variation (learning value) of each fuel discharge of the high-
また、上記実施例では、噴射吐出重複領域のときに、噴射吐出による燃圧変化量と吐出量ばらつきとに基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正するようにしたが、これに限定されず、例えば、高圧ポンプ14の各燃料吐出の吐出量ばらつきが小さい場合には、吐出量ばらつきを用いずに、噴射吐出による燃圧変化量のみに基づいて各気筒の燃料噴射弁31の噴射量ばらつきを補正するようにしても良い。
Further, in the above embodiment, the injection amount variation of the
また、上記実施例では、噴射吐出重複領域のときに、噴射吐出期間の前後の燃圧の差を噴射吐出による燃圧変化量として算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、噴射吐出期間(又は噴射吐出期間の開始前から終了後までの期間)において燃圧を積分し、その積分値を噴射吐出による燃圧変化量の情報(噴射吐出による燃圧変化量を評価するパラメータ)として用いるようにしても良い。 In the above embodiment, the fuel pressure difference before and after the injection / discharge period is calculated as the fuel pressure change amount by the injection / discharge in the injection / discharge overlapping region. However, the present invention is not limited to this. The fuel pressure is integrated in (or the period from the start to the end of the injection / discharge period), and the integrated value is used as information on the amount of change in fuel pressure by injection / discharge (a parameter for evaluating the amount of change in fuel pressure by injection / discharge). Also good.
また、上記実施例では、噴射吐出重複領域のときに、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、各気筒の噴射吐出による燃圧変化量を噴射量増減率(又は噴射量増減量)に変換した後、各気筒の噴射量増減率(又は噴射量増減量)と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出するようにしても良い。 Further, in the above embodiment, when the injection discharge overlap region, the deviation between the fuel pressure change amount due to the injection discharge of each cylinder and the average value is calculated as the injection amount variation. After the fuel pressure change amount due to the injection discharge of each cylinder is converted into the injection amount increase / decrease rate (or injection amount increase / decrease amount), the deviation between the injection amount increase / decrease rate (or injection amount increase / decrease amount) and the average value of each cylinder varies with the injection amount. It may be calculated as:
また、上記実施例では、噴射吐出重複領域以外の領域のときに、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、各気筒の燃料噴射による燃圧降下量を噴射量増減率(又は噴射量増減量)に変換した後、各気筒の噴射量増減率(又は噴射量増減量)と平均値との偏差を噴射量ばらつきとして算出するようにしても良い。 Further, in the above embodiment, the deviation between the fuel pressure drop amount and the average value due to the fuel injection of each cylinder is calculated as the injection amount variation in the region other than the injection discharge overlapping region. However, the present invention is not limited to this. For example, after converting the fuel pressure drop amount due to fuel injection in each cylinder into the injection amount increase / decrease rate (or injection amount increase / decrease amount), the deviation between the injection amount increase / decrease rate (or injection amount increase / decrease amount) and the average value of each cylinder is calculated. You may make it calculate as injection amount dispersion | variation.
また、上記実施例では、各燃料吐出毎の燃料吐出による燃圧上昇量と基準値との偏差を吐出量ばらつきとして算出するようにしたが、これに限定されず、例えば、各燃料吐出毎の燃料吐出による燃圧上昇量を吐出量増減率(又は吐出量増減量)に変換した後、各燃料吐出毎の吐出量増減率(又は吐出量増減量)と平均値との偏差を吐出量ばらつきとして算出するようにしても良い。 Further, in the above embodiment, the deviation between the fuel pressure increase amount due to fuel discharge for each fuel discharge and the reference value is calculated as the discharge amount variation. However, the present invention is not limited to this. For example, the fuel for each fuel discharge After the fuel pressure increase due to discharge is converted into the discharge amount increase / decrease rate (or discharge amount increase / decrease amount), the deviation between the discharge amount increase / decrease rate (or discharge amount increase / decrease amount) and the average value for each fuel discharge is calculated as the discharge amount variation. You may make it do.
また、本発明の適用範囲は、4気筒エンジンに限定されず、3気筒以下のエンジンや5気筒以上のエンジンに本発明を適用しても良い。更に、高圧ポンプ14のピストン19を駆動するカム21として、4つのカム山を有する4山カムを用いた構成に限定されず、例えば、3つのカム山を有する3山カムを用いた構成や2つのカム山を有する2山カムを用いた構成としても良い。
Further, the application range of the present invention is not limited to a four-cylinder engine, and the present invention may be applied to an engine having three or less cylinders or an engine having five or more cylinders. Further, the
つまり、上記実施例では、4気筒エンジンでカム軸が1回転(クランク軸が2回転)する毎に燃料噴射弁の燃料噴射が4回行われると共に高圧ポンプの燃料吐出が4回行われるシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、6気筒エンジンでカム軸が1回転(クランク軸が2回転)する毎に燃料噴射弁の燃料噴射が6回行われると共に高圧ポンプの燃料吐出が3回行われるシステムや8気筒エンジンでカム軸が1回転(クランク軸が2回転)する毎に燃料噴射弁の燃料噴射が8回行われると共に高圧ポンプの燃料吐出が4回行われるシステムに本発明を適用しても良い。 In other words, in the above-described embodiment, in a four-cylinder engine, every time the camshaft rotates once (the crankshaft rotates twice), the fuel injection valve performs fuel injection four times and the high-pressure pump discharges fuel four times. Although the present invention is applied, the present invention is not limited to this. For example, in a six-cylinder engine, every time the camshaft rotates once (the crankshaft rotates twice), fuel injection of the fuel injection valve is performed six times and the fuel of the high-pressure pump A system in which the discharge is performed three times or a system in which the fuel injection valve performs fuel injection eight times and the high-pressure pump performs fuel discharge four times each time the camshaft rotates once (crankshaft rotates twice) in an 8-cylinder engine. The present invention may be applied to.
その他、本発明は、高圧ポンプの構成や燃料供給システムの構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。 In addition, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist, such as appropriately changing the configuration of the high-pressure pump and the configuration of the fuel supply system.
14…高圧ポンプ、29…高圧燃料配管(高圧燃料通路)、30…デリバリパイプ(高圧燃料通路)、31…燃料噴射弁、32…燃圧センサ、38…ECU(噴射量ばらつき補正手段,吐出量ばらつき学習手段)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記噴射量ばらつき補正手段(38)は、前記燃料噴射弁(31)の噴射期間と前記高圧ポンプ(14)の吐出期間とが重複する運転領域(以下「噴射吐出重複領域」という)のときに、前記燃圧センサ(32)の出力に基づいて前記各気筒の燃料噴射弁(31)の噴射量ばらつきを補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。 The present invention is applied to a system for supplying fuel discharged from a high pressure pump (14) driven by an internal combustion engine to a fuel injection valve (31) of each cylinder through a high pressure fuel passage (29, 30). 30) a fuel pressure sensor (32) for detecting the fuel pressure in the fuel (hereinafter referred to as "fuel pressure"), and fuel injection of the fuel injection valve (31) for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor (32). Control of an internal combustion engine comprising an injection amount variation correcting means (38) for calculating a fuel pressure decrease amount and correcting an injection amount variation of the fuel injection valve (31) of each cylinder based on the fuel pressure decrease amount due to the fuel injection. In the device
The injection amount variation correcting means (38) is in an operation region where the injection period of the fuel injection valve (31) and the discharge period of the high-pressure pump (14) overlap (hereinafter referred to as “injection / discharge overlap region”). A control apparatus for an internal combustion engine, wherein the variation in the injection amount of the fuel injection valve (31) of each cylinder is corrected based on the output of the fuel pressure sensor (32).
前記噴射量ばらつき補正手段(38)は、前記噴射吐出重複領域のときに、前記噴射吐出による燃圧変化量と前記吐出量ばらつきとに基づいて前記各気筒の燃料噴射弁(31)の噴射量ばらつきを補正することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 Discharge amount variation learning means (38) for learning the discharge amount variation of each fuel discharge of the high-pressure pump (14),
The injection amount variation correction means (38) varies the injection amount of the fuel injection valve (31) of each cylinder based on the fuel pressure change amount due to the injection discharge and the variation in the discharge amount in the injection discharge overlap region. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein:
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