JP6213351B2 - Injection amount learning device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の噴射量学習装置に関し、特にディーゼルエンジンの燃料供給システムにおいて、インジェクタから噴射される燃料の噴射量を学習する噴射量学習装置に関する。 The present invention relates to an injection amount learning device for an internal combustion engine, and more particularly to an injection amount learning device for learning an injection amount of fuel injected from an injector in a fuel supply system for a diesel engine.
従来、ディーゼルエンジンでは、燃焼騒音の低減やNOx排出量の低減を図るべく、メイン噴射に先立って微小量の燃料を噴射するいわゆるパイロット噴射を実施する技術が知られている。また、パイロット噴射による効果を十分に得るためには、パイロット噴射における噴射量を精密に調整することが重要となる。そこで従来、微小噴射についての噴射量学習に関する技術が種々提案されている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1には、車両の減速時などのように燃料噴射の要求がなされていない場合に、インジェクタの通電期間と実際の噴射量との関係のずれを学習し、そのずれに応じて燃料噴射量を補正することが開示されている。また、パイロット噴射における燃料噴射量がコモンレール内の圧力に応じて変化することを考慮し、コモンレール内の圧力に応じて噴射量学習を行うことが開示されている。
Conventionally, in a diesel engine, a technique for performing so-called pilot injection in which a minute amount of fuel is injected prior to main injection is known in order to reduce combustion noise and NOx emission. Further, in order to sufficiently obtain the effect of pilot injection, it is important to precisely adjust the injection amount in pilot injection. Therefore, various techniques related to injection amount learning for micro injection have been proposed (see, for example, Patent Document 1). In
噴射量学習において、学習精度を確保しようとすると安定した減速時などのように限られた運転状態でしか学習を実施できず、学習頻度が少なくなるといった問題がある。一方で、パイロット噴射では全ての運転状態で同じ噴射量を使う訳ではなく、エンジン運転状態に応じた噴射量を噴射している。学習精度を確保する観点では、パイロット噴射の噴射量範囲内の複数の噴射量についてそれぞれ学習を実施することが考えられるが、かかる場合、学習完了までの走行距離が長くなってしまうという背反がある。 In the injection amount learning, if the learning accuracy is to be ensured, there is a problem that learning can be performed only in a limited driving state such as during stable deceleration, and the learning frequency is reduced. On the other hand, in the pilot injection, the same injection amount is not used in all operating states, but the injection amount corresponding to the engine operating state is injected. From the viewpoint of ensuring learning accuracy, it is conceivable that learning is performed for each of a plurality of injection amounts within the injection amount range of pilot injection, but in such a case, there is a trade-off that the travel distance until completion of learning becomes long. .
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、噴射量学習において学習完了までに要する期間をできるだけ短くしつつ学習精度を確保することができる内燃機関の噴射量学習装置を提供することを一つの目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and provides an injection amount learning device for an internal combustion engine that can ensure learning accuracy while shortening a period required for completion of learning in injection amount learning as much as possible. One purpose.
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。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
本発明は、蓄圧配管(13)内の高圧燃料を噴射する燃料噴射弁(32)を備える内燃機関の燃料供給システム(50)に適用され、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を学習する内燃機関(30)の噴射量学習装置に関する。請求項1に記載の発明は、前記学習の実行条件が成立した場合に、前記燃料噴射弁からの燃料の噴射に伴い発生する実トルクが、予め定めた所定の微小噴射量の燃料が前記燃料噴射弁から実際に噴射された場合の発生トルクである規定トルクに一致するように、学習用噴射として前記燃料噴射弁からの燃料の噴射を複数回実施する噴射制御手段と、前記噴射制御手段による複数回の燃料噴射における各噴射回の噴射に関するデータのうち、前記規定トルクを含む所定のトルク判定範囲に前記実トルクが属する噴射回のデータを用いて、前記微小噴射量を学習する第1学習手段と、前記噴射制御手段による複数回の燃料噴射における各噴射回の噴射に関するデータのうち、前記実トルクが前記トルク判定範囲に属する噴射回のデータと前記トルク判定範囲から外れた噴射回のデータとを用いて、前記燃料噴射弁の指令噴射量と前記実トルクとの相関を示す相関パラメータを学習する第2学習手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention is applied to a fuel supply system (50) of an internal combustion engine including a fuel injection valve (32) for injecting high-pressure fuel in a pressure accumulating pipe (13), and learns the fuel injection amount from the fuel injection valve. The present invention relates to an injection amount learning device for an engine (30). According to the first aspect of the present invention, when the learning execution condition is satisfied, the actual torque generated with the fuel injection from the fuel injection valve is a predetermined minute injection amount of fuel. An injection control means for injecting fuel from the fuel injection valve a plurality of times as a learning injection so as to coincide with a prescribed torque that is a generated torque when the fuel is actually injected from the injection valve; and the injection control means First learning for learning the minute injection amount by using the data of the injection times in which the actual torque belongs to a predetermined torque determination range including the prescribed torque among the data relating to the injections of the fuel injections of the plurality of times. Among the data relating to the injection at each injection in the plurality of fuel injections by the injection control means and the data on the injections in which the actual torque belongs to the torque determination range, and the torque By using the injection times of the data out of the determination range, characterized in that it comprises a second learning means for learning a correlation parameter indicating a correlation between the actual torque and the command injection quantity of the fuel injection valve.
要するに、上記構成では、内燃機関の実トルクが、所定の微小噴射量の燃料によって発生する規定トルクに一致するように学習用噴射として複数回の燃料噴射を実施する。そして、その学習用噴射における噴射に関するデータのうち、実トルクが所定のトルク判定範囲に属する噴射回のデータを用いて微小噴射量を学習する。また、学習用噴射における噴射に関するデータのうち、実トルクが所定のトルク判定範囲に属する噴射回のデータと、実トルクが所定のトルク判定範囲に属さない噴射回のデータとを用いて、燃料噴射弁の指令噴射量と実トルクとの相関を示す相関パラメータを学習する。 In short, in the above configuration, the fuel injection is performed a plurality of times as the learning injection so that the actual torque of the internal combustion engine coincides with the prescribed torque generated by the fuel of a predetermined minute injection amount. Of the data relating to the injection in the learning injection, the minute injection amount is learned using the data of the injection times in which the actual torque belongs to the predetermined torque determination range. Further, among the data relating to the injection in the learning injection, the fuel injection is performed using the data of the injection times where the actual torque belongs to the predetermined torque determination range and the data of the injection times where the actual torque does not belong to the predetermined torque determination range. A correlation parameter indicating the correlation between the command injection amount of the valve and the actual torque is learned.
実トルクを規定トルクに一致させる過程では、微小噴射量の学習には用いないデータ、すなわち実トルクが所定のトルク判定範囲に属さないデータも取得されるが、上記構成ではこうしたデータについても有効に活用することで、指令噴射量と実トルクとの関係を実際のデータを用いて把握することができる。これにより、学習したい噴射量範囲内の一点の噴射量の学習値と、指令噴射量と実トルクとの相関を示す相関パラメータの学習値とを算出するだけで、その噴射量範囲内の噴射量の補正を精度良く行うことができる。この場合、学習したい噴射量範囲内の複数の噴射量についてそれぞれ学習値を算出しなくて済むため、学習完了までに要する時間を短くできる。また、指令噴射量と実トルクとの相関を示す相関パラメータについては、事前に適合した値を用いるのでなく、実際のデータを用いて学習していることから精度も高い。よって、上記構成によれば、噴射量学習において学習完了までに要する期間をできるだけ短くしつつ学習精度を確保することができる。 In the process of matching the actual torque with the specified torque, data that is not used for learning the minute injection amount, that is, data that does not belong to the predetermined torque determination range is also acquired. By utilizing this, the relationship between the command injection amount and the actual torque can be grasped using actual data. This makes it possible to calculate the injection amount within the injection amount range by simply calculating the learning value of the injection amount at one point within the injection amount range to be learned and the learning value of the correlation parameter indicating the correlation between the command injection amount and the actual torque. Can be accurately performed. In this case, it is not necessary to calculate a learning value for each of a plurality of injection amounts within the injection amount range to be learned, so the time required to complete the learning can be shortened. In addition, the correlation parameter indicating the correlation between the command injection amount and the actual torque is highly accurate because it is learned using actual data instead of using a value that is adapted in advance. Therefore, according to the above configuration, it is possible to ensure learning accuracy while shortening the period required for completion of learning in injection amount learning as much as possible.
ここで、噴射に関するデータとしては、単発噴射の実施によって発生した実トルク、該実トルクに基づき算出される実噴射量、及び単発噴射を実施した時の指令噴射量を含む。 Here, the data relating to the injection includes the actual torque generated by performing the single injection, the actual injection amount calculated based on the actual torque, and the command injection amount when the single injection is performed.
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、内燃機関としての車載ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃料供給システムを構築するものとしている。当該燃料供給システムは、電子制御ユニット(以下、ECUという。)を中枢としてエンジンへの燃料供給に関する各種制御を実施する。この制御システムの全体概略構成図を図1に示す。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a fuel supply system that supplies fuel to an in-vehicle diesel engine as an internal combustion engine is constructed. The fuel supply system performs various controls related to fuel supply to the engine with an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) as a center. An overall schematic configuration diagram of this control system is shown in FIG.
図1の燃料供給システム50において、燃料タンク11は、燃料配管12を介して燃料ポンプ20に接続されている。燃料ポンプ20は、燃料タンク11から燃料を汲み上げる低圧ポンプ21と、低圧ポンプ21により汲み上げられた燃料を高圧化する高圧ポンプ22とを備えている。なお、本実施形態では低圧ポンプ21と高圧ポンプ22とが一体化されているが、別々に設けられていてもよい。
In the
高圧ポンプ22は、エンジン30の回転に伴い燃料の吸入及び吐出を行う機械式ポンプである。具体的には、高圧ポンプ22は、エンジン30の出力軸31(クランク軸)の回転に同期してプランジャが往復動されることで低圧燃料を吸入するとともにこれを高圧化し、その高圧燃料を吐出する。高圧ポンプ22の燃料吸入部には、電磁駆動式の吸入調量弁(SCV)23が設けられており、吸入調量弁23の通電制御により燃料ポンプ20からの燃料吐出量(ポンプ吐出量)が調整されるようになっている。なお、吸入調量弁23に代えて、燃料ポンプ20からの燃料吐出量を吐出開始タイミングで調整する吐出調量弁(PCV)を用いてもよい。
The high-
燃料ポンプ20には、燃料配管を介して蓄圧配管としてのコモンレール13が接続されている。コモンレール13には、燃料ポンプ20から吐出される高圧燃料が逐次供給される。これにより、コモンレール13内の燃料が高圧状態で保持される。コモンレール13には圧力検出手段としての燃圧センサ14が設けられており、燃圧センサ14によってコモンレール13内の燃料圧力(レール圧)が検出される。
A
エンジン30は多気筒のディーゼルエンジンであり、本実施形態では4気筒エンジンとして構成されている。エンジン30には、気筒33ごとに電磁駆動式のインジェクタ32が設けられており、それぞれのインジェクタ32に対し、高圧燃料配管15を通じてコモンレール13からの高圧燃料が供給される。また、インジェクタ32の駆動により、エンジン30の各気筒33に燃料が噴射供給される。燃料ポンプ20及びインジェクタ32には還流配管16が接続されており、燃料ポンプ20及びインジェクタ32で余剰になった燃料が還流配管16を経由して燃料タンク11に戻されるようになっている。
The
ECU40は、CPU、ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。ECU40には、上記した燃圧センサ14の検出信号の他に、エンジン30の回転速度を検出するクランク角センサ41、アクセル操作量を検出するアクセルセンサなどの各種センサから検出信号が逐次入力される。ECU40は、エンジン回転速度やアクセル操作量等のエンジン運転情報に基づいて最適な燃料噴射量及び噴射時期を決定し、それに応じた噴射制御信号をインジェクタ32に出力する。これにより、各気筒33においてインジェクタ32からの燃料噴射が制御される。また、ECU40は、都度のエンジン回転速度や燃料噴射量に基づいて、コモンレール圧(噴射圧)の目標値である目標レール圧を設定するとともに、燃圧センサ14により検出された実レール圧が目標レール圧となるようにポンプ吐出量を制御する。
The ECU 40 is an electronic control device including a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like. In addition to the detection signal of the
本システムの燃料噴射制御では、燃料の主噴射(メイン噴射)に先立って、メイン噴射に比して微小量の燃料を噴射するパイロット噴射を実施する。ここで、パイロット噴射では、燃焼騒音の低減及びNOx発生の抑制といった効果を十分に発揮させるために微小噴射を精度良く実施することが要求される。その一方で、インジェクタ32は、個体差及び経時的な劣化等により、インジェクタ32に対する指令噴射量、すなわち通電パルス期間と、その通電パルス期間に対して実際にインジェクタ32から噴射される燃料噴射量(実噴射量)との間にずれが現れる。そこで本システムでは、パイロット噴射で用いる微小噴射量に対応する指令値と実噴射量とのずれを検出するとともにそのずれ量を学習値として記憶し、記憶した学習値を用いてインジェクタ32から噴射する燃料量を補正している。
In the fuel injection control of this system, pilot injection that injects a minute amount of fuel as compared with main injection is performed prior to main injection of fuel (main injection). Here, in the pilot injection, it is required to perform the fine injection with high accuracy in order to sufficiently exhibit the effects of reducing the combustion noise and suppressing the generation of NOx. On the other hand, the
具体的には、本システムの噴射量学習(微小噴射量学習)では、例えば車両減速時のようにインジェクタ32の噴射要求が発生していない場合に、インジェクタ32からの燃料の噴射に伴い発生する実トルクが、予め定めた規定噴射量Qoの燃料がインジェクタ32から実際に噴射された場合の発生トルク(以下、規定トルクという。)に一致するように、学習用噴射としてインジェクタ32からの燃料噴射を複数回実施する。この規定噴射量Qoはパイロット噴射で用いる微小量の噴射量範囲内の値に相当し、例えば1mm3/stに設定されている。また、学習用噴射は単発噴射として実行される。なお、実トルクは、例えば単発噴射直前のエンジン回転速度NEb及び単発噴射によるエンジン回転速度の変動量ΔNEに基づいて算出し、具体的には、エンジン回転速度NEbと変動量ΔNEと所定の比例定数とを積算することにより算出する。
Specifically, in the injection amount learning (small injection amount learning) of the present system, for example, when the injection request of the
そして、複数回の単発噴射における各噴射回の噴射に関するデータのうち、実トルクが規定トルクを含む所定のトルク判定範囲RTに属する噴射回のデータを用いて、規定噴射量Qoをインジェクタ32から噴射するための指令噴射量と実噴射量との差分を算出するとともに、この差分を学習値として記憶する。なお、「噴射に関するデータ」としては、単発噴射の実施によって発生した実トルク、この実トルクに基づき算出される実噴射量、及び単発噴射を実施した時の指令噴射量並びにこれらの相関値を含む。
Then, the injection quantity Qo is injected from the
また本実施形態では、複数回の単発噴射の実施によって取得した噴射に関するデータのうち、実トルクがトルク判定範囲RTに属する噴射回のデータだけでなく、実トルクがトルク判定範囲RTに入るまでの噴射回のデータ、すなわち規定噴射量Qoの学習には使用しないデータについても有効に活用して微小噴射量学習を実施する。具体的には、実トルクがトルク判定範囲RTに属する噴射回のデータと、トルク判定範囲RTから外れた噴射回のデータとを用いて、インジェクタ32の指令噴射量と実トルクとの相関を示す相関パラメータとしての噴射量補正係数Kqを学習する。
Further, in the present embodiment, among the data relating to the injection acquired by performing the single injection of a plurality of times, not only the data of the injection times that the actual torque belongs to the torque determination range RT but also the actual torque until the torque enters the torque determination range RT. The micro injection amount learning is carried out by effectively utilizing the injection time data, that is, the data not used for learning the specified injection amount Qo. Specifically, the correlation between the command injection amount of the
図2は、学習用噴射における各噴射回の実噴射量の推移を示す図である。図中、横軸は単発噴射の噴射回を示し、縦軸は実噴射量(DetectionQ)を示す。なお、縦軸に示す実噴射量は、単発噴射の実施によって発生した実トルクのデータに基づき算出した値である。エンジン30では燃料の噴射量と発生トルクとが比例関係にあることから、実トルクが分かれば実噴射量を算出することが可能である。また、図2中、Q1はトルク判定範囲RTの上限値に対応する噴射量であり、Q2はトルク判定範囲RTの下限値に対応する噴射量である。つまり、単発噴射における実噴射量が、上限値Q1と下限値Q2との間の噴射量範囲RQ内の数値である場合には、実トルクはトルク判定範囲RT内にあり、噴射量範囲RQ外の数値である場合には、実トルクはトルク判定範囲RT外にあることを意味する。図2中、白丸印はトルク判定範囲RT外のデータ、黒丸印はトルク判定範囲RT内のデータである。
FIG. 2 is a diagram showing the transition of the actual injection amount at each injection in the learning injection. In the figure, the horizontal axis indicates the number of times of single injection, and the vertical axis indicates the actual injection amount (DetectionQ). Note that the actual injection amount shown on the vertical axis is a value calculated based on the data of the actual torque generated by performing the single injection. In the
本実施形態では、学習用噴射によって実トルクを規定トルクに一致させる場合の噴射量制御として、実トルクと規定トルクとの偏差に基づく噴射量フィードバック制御を実施している。ここで、個体差や経年劣化によってインジェクタ32の燃料噴射特性にずれが生じると、規定噴射量Qoの燃料を噴射するようインジェクタ32に指令しているにも関わらず、実噴射量が規定噴射量Qoに一致しなくなる。こうした状態において、実トルクと規定トルクとの偏差に基づく噴射量フィードバック制御を実施した場合、噴射量学習の開始直後の期間において規定噴射量Qoからの実噴射量の乖離量が大きくても、図2に示すように、やがて実噴射量が規定噴射量Qoに収束する。
In the present embodiment, injection amount feedback control based on the deviation between the actual torque and the specified torque is performed as the injection amount control when the actual torque is made to coincide with the specified torque by the learning injection. Here, if the fuel injection characteristic of the
本実施形態では、学習用噴射によって発生した実トルクが規定トルクに収束するまでの過程で取得した複数個の噴射に関するデータのうち、実トルクが規定トルクに略一致している噴射回のデータ(図2中の黒丸印)を用いて規定噴射量Qoを学習する。本実施形態では、トルク判定範囲RTに属する実トルクデータを複数個取得するまで学習用噴射を継続して実施しており、トルク判定範囲RTに属するデータが複数個存在する。ここでは、それら複数個のデータの平均値により学習値を算出する。 In the present embodiment, among the data relating to a plurality of injections acquired in the process until the actual torque generated by the learning injection converges to the specified torque, the injection times data (in which the actual torque substantially matches the specified torque) ( The specified injection amount Qo is learned using the black circles in FIG. In the present embodiment, learning injection is continued until a plurality of actual torque data belonging to the torque determination range RT is acquired, and there are a plurality of data belonging to the torque determination range RT. Here, the learning value is calculated from the average value of the plurality of data.
なお、規定噴射量Qoの学習値は、指令噴射量と実噴射量との誤差を解消するための補正量である。この学習値は、指令噴射量を直接又は間接的に補正する補正量である。つまり、規定噴射量Qoの学習値は、指令噴射量自体を補正する補正量であってもよいし、あるいは指令噴射量に対応する噴射期間(通電パルス時間)を補正する補正量であってもよい。 Note that the learning value of the prescribed injection amount Qo is a correction amount for eliminating an error between the command injection amount and the actual injection amount. This learning value is a correction amount for correcting the command injection amount directly or indirectly. That is, the learning value of the prescribed injection amount Qo may be a correction amount for correcting the command injection amount itself, or may be a correction amount for correcting the injection period (energization pulse time) corresponding to the command injection amount. Good.
次に、噴射量補正係数Kqの学習について図2及び図3を用いて説明する。図3は、学習用噴射における各噴射回の指令噴射量と実トルクとの関係をxy平面上に示した図である。図3の白丸印及び黒丸印はそれぞれ図2のデータに対応している。本実施形態では、学習用噴射での実トルクが規定トルクに収束するまでの過程で取得した噴射に関するデータのうち、トルク判定範囲RTから外れた噴射回のデータも使って、指令噴射量と実トルクとの対応関係を線形関数(一次関数L1)で表し、その一次関数L1の傾きmを噴射量補正係数Kqの学習値として記憶する。 Next, learning of the injection amount correction coefficient Kq will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the command injection amount for each injection and the actual torque in the learning injection on the xy plane. The white circles and black circles in FIG. 3 correspond to the data in FIG. In the present embodiment, the command injection amount and the actual injection amount are also used by using the injection time data out of the torque determination range RT among the data relating to the injection acquired in the process until the actual torque in the learning injection converges to the specified torque. The correspondence relationship with the torque is expressed by a linear function (linear function L1), and the slope m of the linear function L1 is stored as a learning value of the injection amount correction coefficient Kq.
こうして求めた学習値はパイロット噴射の噴射量補正に用いる。すなわち、パイロット噴射の燃料噴射量はエンジン運転領域ごとに設定されており、パイロット噴射量として規定噴射量Qoが設定されている運転領域もあれば、規定噴射量Qoよりも少ない噴射量又は規定噴射量Qoよりも多い噴射量が設定されている運転領域もある。パイロット噴射量として規定噴射量Qoが設定されている運転領域では、エンジン運転状態(エンジン回転速度及びエンジン負荷など)に基づき算出した基本噴射量を、規定噴射量Qoの学習値を用いて補正することによりパイロット噴射における指令噴射量を算出する。一方、パイロット噴射量として規定噴射量Qo近傍の値が設定されている運転領域では、規定噴射量Qoと噴射量補正係数Kqとの積算値を用いて基本噴射量を補正することによりパイロット噴射における指令噴射量を算出する。 The learned value thus obtained is used for correcting the injection amount of pilot injection. That is, the fuel injection amount of the pilot injection is set for each engine operation region, and there is an operation region where the specified injection amount Qo is set as the pilot injection amount, or there is an injection amount or a specified injection smaller than the specified injection amount Qo. There is also an operation region in which an injection amount larger than the amount Qo is set. In the operation region where the prescribed injection amount Qo is set as the pilot injection amount, the basic injection amount calculated based on the engine operating state (engine speed, engine load, etc.) is corrected using the learning value of the prescribed injection amount Qo. Thus, the command injection amount in the pilot injection is calculated. On the other hand, in the operation region where the value near the specified injection amount Qo is set as the pilot injection amount, the basic injection amount is corrected by using the integrated value of the specified injection amount Qo and the injection amount correction coefficient Kq. A command injection amount is calculated.
次に、本実施形態の噴射量学習の処理手順を図4のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ECU40のマイコンにより所定周期毎に実行される。
Next, the injection amount learning processing procedure of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. This process is executed at predetermined intervals by the microcomputer of the
図4において、ステップS101では、噴射量学習の学習実行条件が成立しているか否かを判定する。学習実行条件として本実施形態では、(a)インジェクタ32の噴射要求が発生していないこと、(b)レール圧が安定した状態であること等を含んでいる。(a)に該当する場合としては、アクセルオフに伴う車両減速時などが挙げられる。ステップS101では、これら(a)及び(b)が共に成立している場合に肯定判定される。
In FIG. 4, in step S101, it is determined whether or not a learning execution condition for injection amount learning is satisfied. In this embodiment, the learning execution condition includes (a) that the injection request of the
学習実行条件が成立している場合にはステップS102へ進み、未学習のエンジン運転領域があるか否かを判定する。未学習のエンジン運転領域がなければそのまま本ルーチンを終了し、未学習のエンジン運転領域があれば、その中から今回の学習対象のエンジン運転領域を選択してステップS103へ進む。 When the learning execution condition is satisfied, the process proceeds to step S102, and it is determined whether or not there is an unlearned engine operation region. If there is no unlearned engine operation region, this routine is terminated as it is. If there is an unlearned engine operation region, the current engine operation region to be learned is selected from the routine, and the process proceeds to step S103.
ステップS103では、燃圧センサ14で検出される実レール圧が学習レール圧になるように、吸入調量弁23によってポンプ吐出量を調整する。本実施形態では、レール圧に応じて噴射量学習を実施しており、ここでは、未学習のレール圧の中から今回の学習対象のレール圧を選び出し、これを学習レール圧とする。
In step S103, the pump discharge amount is adjusted by the
続くステップS104では、学習用噴射としての単発噴射を実施する。単発噴射において、学習実行条件成立後の初回噴射では、指令噴射量として規定噴射量Qoが設定され、その後は実トルクと規定トルクとの偏差に応じた噴射量が設定される。また、ステップS105では、単発噴射の実施によって発生した実トルクが規定トルクと略一致しているか否かを判定する。ここでは、単発噴射の直前のエンジン回転速度、単発噴射によるエンジン回転速度の変動量及び所定の比例定数に基づき算出した実トルクがトルク判定範囲RT内の値であることが複数回判定された場合に、実トルクが規定トルクと略一致しているものと判定する。 In the following step S104, single injection as learning injection is performed. In the single injection, in the first injection after the learning execution condition is satisfied, the prescribed injection amount Qo is set as the command injection amount, and thereafter, the injection amount corresponding to the deviation between the actual torque and the prescribed torque is set. Further, in step S105, it is determined whether or not the actual torque generated by performing the single injection substantially matches the specified torque. Here, when it is determined a plurality of times that the actual torque calculated based on the engine rotation speed immediately before the single injection, the fluctuation amount of the engine rotation speed by the single injection, and a predetermined proportional constant is a value within the torque determination range RT In addition, it is determined that the actual torque substantially matches the specified torque.
ステップS105で否定判定された場合にはステップS106へ進み、今回の単発噴射での指令噴射量と実トルクとを噴射回に対応付けて記憶する。また、ステップS107では、実トルクと規定トルクとの偏差に応じて指令噴射量を算出する。その後、ステップS105で肯定判定されるまでステップS104〜S107の処理を繰り返す。 When a negative determination is made in step S105, the process proceeds to step S106, and the command injection amount and the actual torque in the current single injection are stored in association with the injection time. In step S107, the command injection amount is calculated according to the deviation between the actual torque and the specified torque. Thereafter, the processes in steps S104 to S107 are repeated until an affirmative determination is made in step S105.
さて、単発噴射による実トルクが規定トルクに略一致すると、ステップS105で肯定判定されてステップS108へ進む。ステップS108では、実トルクが規定トルクに収束するまでの過程で取得した噴射に関するデータのうち、実トルクがトルク判定範囲RTに属する噴射回のデータを用いて規定噴射量Qoの学習値を算出し、これを記憶・更新する。具体的には、実トルクと規定トルクとが略一致した時の指令噴射量と、フィードバック開始前の指令噴射量との差を規定噴射量Qoの学習値として記憶・更新する。 Now, when the actual torque by single injection substantially coincides with the prescribed torque, an affirmative determination is made in step S105 and the routine proceeds to step S108. In step S108, the learning value of the specified injection amount Qo is calculated using the data of the injection times in which the actual torque belongs to the torque determination range RT among the data relating to the injection acquired until the actual torque converges to the specified torque. This is memorized / updated. Specifically, the difference between the command injection amount when the actual torque and the specified torque substantially coincide with each other and the command injection amount before the start of feedback is stored and updated as a learned value of the specified injection amount Qo.
また、ステップS109では、実トルクが規定トルクに収束するまでの過程で取得した実トルクのデータのうち、実トルクがトルク判定範囲RTに属する噴射回のデータと属しない噴射回のデータとの両方を用いて噴射量補正係数Kqを算出し、これを学習値として記憶・更新する。本実施形態では、実トルクが規定トルクに収束するまでの過程で取得した全噴射回のデータを用いて噴射量補正係数Kqを算出する。 In step S109, among the actual torque data acquired in the process until the actual torque converges to the specified torque, both the injection speed data that the actual torque belongs to the torque determination range RT and the injection speed data that does not belong to the torque determination range RT. Is used to calculate the injection amount correction coefficient Kq, and this is stored and updated as a learning value. In the present embodiment, the injection amount correction coefficient Kq is calculated using the data of all injection times acquired in the process until the actual torque converges to the specified torque.
なお、学習値の更新は、現在記憶されている学習値と新たに取得した今回の学習値とを比較し、その差分が所定値以上の場合に更新処理を行う構成としてもよい。また、図4では省略しているが、規定噴射量Qo及び噴射量補正係数Kqの各々の学習値はエンジン30の各気筒33について取得される。したがって、ステップS101〜S109の一連の処理は気筒数に相当する回数(本実施形態では4回)が実行される。
The learning value may be updated by comparing the currently stored learning value with the newly acquired learning value and performing the updating process when the difference is equal to or greater than a predetermined value. Although omitted in FIG. 4, the learning values of the prescribed injection amount Qo and the injection amount correction coefficient Kq are acquired for each
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
学習用噴射として複数の燃料噴射を実施する場合、実トルクを規定トルクに一致させる過程では、規定噴射量Qoの学習には用いないデータ、すなわち実トルクがトルク判定範囲RTに属さないデータも取得されるが、上記構成ではこうしたデータについても有効に活用して噴射量補正係数Kqを算出し、これにより指令噴射量と実トルクとの関係を実際のデータを用いて把握する。この場合、学習したい噴射量範囲内の一点の噴射量(本実施形態では規定噴射量Qo)の学習値と、指令噴射量と実トルクとの相関を示す相関パラメータである噴射量補正係数Kqの学習値とを算出するだけで、その噴射量範囲内の噴射量の補正を精度良く行うことができる。また、学習したい噴射量範囲内の複数の噴射量についてそれぞれ学習値を算出しなくて済むため、学習完了までに要する時間を短くできる。さらに、噴射量補正係数Kqについては事前に適合した値を用いるのでなく、実際のデータを用いて学習していることから精度も高い。よって、上記構成によれば、噴射量学習において学習完了までに要する期間をできるだけ短くしつつ学習精度を確保することができる。 When performing multiple fuel injections as learning injections, in the process of matching the actual torque to the specified torque, data that is not used for learning the specified injection amount Qo, that is, data that does not belong to the torque determination range RT is also acquired. However, in the above configuration, such data is also effectively used to calculate the injection amount correction coefficient Kq, thereby grasping the relationship between the command injection amount and the actual torque using actual data. In this case, the injection amount correction coefficient Kq, which is a correlation parameter indicating the correlation between the learning value of one point of injection amount (specified injection amount Qo in this embodiment) within the injection amount range to be learned and the command injection amount and the actual torque, By simply calculating the learning value, the injection amount within the injection amount range can be corrected with high accuracy. In addition, since it is not necessary to calculate the learning value for each of a plurality of injection amounts within the injection amount range to be learned, the time required to complete the learning can be shortened. Furthermore, the injection amount correction coefficient Kq is not a value adapted in advance but is learned using actual data, so that the accuracy is high. Therefore, according to the above configuration, it is possible to ensure learning accuracy while shortening the period required for completion of learning in injection amount learning as much as possible.
微小噴射量学習に際しては、単発噴射によって発生する実トルクが規定トルクに一致するように、実トルクと規定トルクとの偏差に基づく噴射量フィードバック制御によりインジェクタ32による燃料噴射を複数回実施する構成とした。この場合、実トルクを規定トルクに正確に収束させることが可能となり、その結果、微小噴射量学習を精度良く実施することが可能となる。
In the minute injection amount learning, the fuel injection by the
インジェクタ32の指令噴射量と実トルクとの相関を示す相関パラメータについて、具体的には、各噴射回における指令噴射量と実トルクとの関係を線形関数で表したときの傾きmを噴射量補正係数Kqとして算出し、この算出した傾きmを噴射量補正係数Kqの学習値とする構成とした。指令噴射量と実トルクとの関係を線形回帰することにより、指令噴射量の変化量と実トルクの変化量との比率(傾きm)を把握することができる。また、傾きmが分かれば、規定噴射量Qoを傾きm(=噴射量補正係数Kq)によって補正することにより、規定噴射量近傍の噴射量範囲についての指令噴射量に対する実噴射量を正確に算出することができる。したがって、複数の噴射量の各々について指令噴射量と実噴射量とのずれ量を学習しなくて済む。特に本システムでは、噴射量補正係数Kqを個々のエンジン30を使って実際に求めていることから、規定噴射量Qoの学習値を使って規定噴射量Qo近傍の噴射量を算出する際に、事前に適合した値を用いて補正する場合に比べて精度の向上を図ることができる。
Regarding the correlation parameter indicating the correlation between the command injection amount of the
例えば車両減速中の燃料カット時などのようにインジェクタ32の噴射要求が発生していない運転状態では、学習用噴射が実施されなければエンジン回転速度は単調に減少する。したがって、インジェクタ32の噴射要求が発生していないことを学習実行条件に含むことにより、学習用噴射として微小噴射を行った場合の実トルクの推定を精度良く行うことができる。これにより、学習精度の向上を図ることができる。
For example, in a driving state where the injection request of the
ディーゼルエンジン30のパイロット噴射では、燃焼騒音の低減及びNOxの抑制の効果を十分に発揮させるために微小噴射の噴射量制御を高精度に行う必要がある。その一方で、インジェクタ32は、個体差及び経時的な劣化等により、インジェクタ32の通電期間(指令噴射量)と実噴射量との関係にずれが生じる。この点、本実施形態では、パイロット噴射の微小噴射量学習に本発明を適用する構成としたため、パイロット噴射の精度を高めることができる。
In the pilot injection of the
(他の実施形態)
本発明は上記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よい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・上記実施形態では、学習用噴射によって実トルクを規定トルクに一致させる場合の噴射量制御として、実トルクと規定トルクとの偏差に基づく噴射量フィードバック制御を実施する構成としたが、指令噴射量を所定量ずつ増加又は減少させることによって実トルクを規定トルクに一致させる構成としてもよい。例えば、学習実行条件の成立後の初回噴射において実トルクが規定トルクよりも小さかった場合には、その後の単発噴射において指令噴射量を所定量ずつ増加させる構成とする。 In the above embodiment, the injection amount feedback control based on the deviation between the actual torque and the specified torque is performed as the injection amount control when the actual torque matches the specified torque by the learning injection. The actual torque may be made equal to the specified torque by increasing or decreasing by a predetermined amount. For example, when the actual torque is smaller than the specified torque in the first injection after the learning execution condition is satisfied, the command injection amount is increased by a predetermined amount in the subsequent single injection.
・学習実行条件の成立後の初回噴射から実トルクがトルク判定範囲RTに属している場合、あるいはトルク判定範囲RTから外れたデータ数が少ない場合には、噴射量補正係数Kqの学習精度を保証できないおそれがある。この点を考慮し、学習用噴射により得られた各噴射回の噴射に関するデータにおいて、実トルクがトルク判定範囲RTから外れるデータが無いか、又は所定数以下である場合には噴射量補正係数Kqの学習を禁止する構成としてもよい。こうした構成とすることにより、噴射量補正係数Kqの学習精度の低下を回避することができる。なお、噴射量補正係数Kqの学習を禁止した場合、事前に適合した値を用いるか、あるいは前回の学習値をそのまま用いる構成としてもよい。 -If the actual torque belongs to the torque determination range RT from the first injection after the learning execution condition is satisfied, or if the number of data deviating from the torque determination range RT is small, the learning accuracy of the injection amount correction coefficient Kq is guaranteed. It may not be possible. In consideration of this point, in the data relating to the injection at each injection time obtained by the learning injection, if there is no data for which the actual torque deviates from the torque determination range RT or the predetermined number or less, the injection amount correction coefficient Kq It is good also as a structure which prohibits learning. With such a configuration, it is possible to avoid a decrease in learning accuracy of the injection amount correction coefficient Kq. In addition, when learning of the injection amount correction coefficient Kq is prohibited, a value adapted in advance may be used, or the previous learned value may be used as it is.
・上記実施形態では、学習実行条件の成立後における初回噴射の指令噴射量を規定噴射量Qo(例えば1mm3/st)としたが、規定噴射量Qo以外の値であってもよい。例えば、初回噴射の指令噴射量を規定噴射量Qoよりも大きい値(例えば2mm3/st)とし、その後の単発噴射において実トルクと規定トルクとの偏差に基づくフィードバックを実施する。この場合、実トルクがトルク判定範囲RTから外れるデータ数を意図的に増やすことができ、噴射量補正係数Kqの学習精度を高めることができる。
In the above embodiment, the command injection amount of the initial injection after the learning execution condition is satisfied is the prescribed injection amount Qo (for example, 1
・上記実施形態では、単発噴射の直前のエンジン回転速度、単発噴射によるエンジン回転速度の変動量及び所定の比例定数に基づいて実トルクを算出する構成としたが、エンジン30のトルクを直接検出可能なセンサを設け、センサによって検出した実トルクを用いて噴射量学習を実施してもよい。
In the above embodiment, the actual torque is calculated based on the engine rotation speed immediately before the single injection, the fluctuation amount of the engine rotation speed by the single injection, and a predetermined proportional constant. However, the torque of the
・上記実施形態では、実トルクがトルク判定範囲RTに属する複数の噴射回のデータを用いて規定噴射量Qoを学習したが、1回の噴射回のデータを用いて規定噴射量Qoを学習してもよい。 In the above embodiment, the specified injection amount Qo is learned using the data of a plurality of injections whose actual torque belongs to the torque determination range RT, but the specified injection amount Qo is learned using the data of one injection. May be.
・本発明は、車両用ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システム以外にも適用できる。例えば、直噴式ガソリンエンジンの蓄圧式燃料噴射システムにも適用できる。また、車両用以外のエンジンにも適用できる。 The present invention can be applied to a vehicle other than a common rail fuel injection system for a diesel engine. For example, the present invention can be applied to a pressure accumulation type fuel injection system of a direct injection type gasoline engine. It can also be applied to engines other than those for vehicles.
10…エンジン、13…コモンレール(蓄圧配管)、30…エンジン(内燃機関)、32…インジェクタ(燃料噴射弁)、40…ECU(噴射制御手段、第1学習手段、第2学習手段)、50…燃料供給システム、RT…トルク判定範囲。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine, 13 ... Common rail (pressure accumulation piping), 30 ... Engine (internal combustion engine), 32 ... Injector (fuel injection valve), 40 ... ECU (injection control means, 1st learning means, 2nd learning means), 50 ... Fuel supply system, RT ... Torque judgment range.
Claims (5)
前記学習の実行条件が成立した場合に、前記燃料噴射弁からの燃料の噴射に伴い発生する実トルクが、予め定めた所定の微小噴射量の燃料が前記燃料噴射弁から実際に噴射された場合の発生トルクである規定トルクに一致するように、学習用噴射として前記燃料噴射弁からの燃料の噴射を複数回実施する噴射制御手段と、
前記噴射制御手段による複数回の燃料噴射における各噴射回の噴射に関するデータのうち、前記規定トルクを含む所定のトルク判定範囲に前記実トルクが属する噴射回のデータを用いて、前記微小噴射量を学習する第1学習手段と、
前記噴射制御手段による複数回の燃料噴射における各噴射回の噴射に関するデータのうち、前記実トルクが前記トルク判定範囲に属する噴射回のデータと前記トルク判定範囲から外れた噴射回のデータとを用いて、前記燃料噴射弁の指令噴射量と前記実トルクとの相関を示す相関パラメータを学習する第2学習手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の噴射量学習装置。 An internal combustion engine (30) that is applied to a fuel supply system (50) of an internal combustion engine including a fuel injection valve (32) that injects high-pressure fuel in a pressure accumulating pipe (13) and learns the fuel injection amount from the fuel injection valve. The injection amount learning device of
When the learning execution condition is satisfied, the actual torque generated by the fuel injection from the fuel injection valve is actually injected from the fuel injection valve by a predetermined small injection amount of fuel. Injection control means for performing fuel injection from the fuel injection valve a plurality of times as learning injection so as to coincide with a prescribed torque that is a generated torque of
Of the data relating to the injection of each injection in the multiple fuel injections by the injection control means, the minute injection amount is determined using the data of the injections that belong to the predetermined torque determination range including the specified torque. A first learning means for learning;
Of the data relating to the injection at each injection in a plurality of times of fuel injection by the injection control means, the data of the injection that the actual torque belongs to the torque determination range and the data of the injection that is out of the torque determination range are used. A second learning means for learning a correlation parameter indicating a correlation between the command injection amount of the fuel injection valve and the actual torque;
An injection amount learning device for an internal combustion engine, comprising:
前記噴射制御手段は、前記噴射要求が発生していない場合に前記学習用噴射を実施する請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の噴射量学習装置。 The execution condition includes that an injection request for the fuel injection valve is not generated,
The injection amount learning device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the injection control unit performs the learning injection when the injection request is not generated.
前記第1学習手段は、前記学習として前記パイロット噴射の噴射量学習を実施する請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の噴射量学習装置。 The minute injection amount is a value within an injection amount range of pilot injection performed prior to main injection,
The first learning hand stage, the internal combustion engine of the injection amount learning device according to claim 1 to carry out the injection amount learning of the pilot injection as the learning.
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