JP6392722B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置及び内燃機関の燃料噴射量学習方法 - Google Patents
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Description
●[内燃機関の制御システムの概略構成(図1)と制御手段50の入出力(図2)]
まず図1を用いて、制御対象の内燃機関の概略構成について説明する。本実施の形態の説明では、内燃機関の例として、4気筒のエンジン10(例えばディーゼルエンジン)を用いて説明する。エンジン10には、各気筒45A〜45Dへの吸入空気を導入する吸気管11が接続されている。またエンジン10には、各気筒45A〜45Dからの排気が吐出される排気管12が接続されている。またエンジン10にはクランクシャフト13(内燃機関の回転軸に相当)が設けられており、クランクシャフト13は変速機15に回転動力を伝達する。なお、以降の説明において、「#1」は1番気筒を示し、「#2」は2番気筒を示し、「#3」は3番気筒を示し、「#4」は4番気筒を示す。また本実施の形態で用いる4気筒のエンジン10では、爆発行程が、#1−#3−#4−#2−#1・・の順に発生するように設定されているものとする。
以下にて、制御手段50によるグループインジェクタ学習を用いた燃料噴射量学習方法の処理手順について説明する。既に説明したように、従来(後述する単独インジェクタ学習)では、1回の噴射量学習タイミングで1つのインジェクタの実噴射量を求め、インジェクタ毎に数10回分の実噴射量を求めた後、インジェクタ毎に噴射補正量を求めている。従って、インジェクタ毎の噴射補正量が更新される頻度が低い。また内燃機関の無噴射運転時に噴射量学習を行っているので、噴射量学習の頻度そのものが比較的低い。そこで本願の第1の実施の形態にて説明するグループインジェクタ学習では、後述するように、1回の噴射量学習タイミングで2つのインジェクタの実噴射量をそれぞれ求めることで、インジェクタ毎の噴射補正量の更新頻度を、従来と比較して2倍にするものである。
図3に示す処理S100が起動されると制御手段50は、ステップS110へと処理を進める。ステップS110にて制御手段50は、無噴射運転中であるか否かを判定し、無噴射運転中である場合(Yes)はステップS120に進み、無噴射運転中でない場合(No)は処理を終了する。なお無噴射運転とは、内燃機関が運転中であるがインジェクタから燃料を噴射していない運転状態を指し、例えば、信号機の有る交差点等の手前や緩やかな下り坂等にて、走行中にユーザがアクセルペダルを離して惰性走行をしている状態を指す。
(1)クラッチ検出手段からの検出信号に基づいてクランクシャフトと変速機とが解放状態であると判定した場合。
(2)アクセル踏込量検出手段からの検出信号に基づいてアクセルペダルの踏み込み量がゼロである(アイドリング状態)と判定した場合。
(3)大気圧検出手段からの検出信号に基づいて大気圧が所定大気圧以上であると判定した場合。
(4)冷却水温検出手段からの検出信号に基づいて冷却水の温度が所定温度範囲内であると判定した場合。
(5)回転検出手段からの検出信号に基づいてクランクシャフトの回転数が所定回転範囲内であると判定した場合。
図4に示す処理S200は、例えば各気筒のピストンの上死点の位置(図5に示すタイムチャートにおける「TDC」の位置)で起動される。処理S200が起動されると制御手段50は、ステップS210へと処理を進める。
図8は、温度T3、温度T2、温度T1(温度T3>温度T2>温度T1)の各温度の場合において、インジェクタの運転時間(使用累積時間)と、当該インジェクタの噴射量変動量との関係を示すグラフである。インジェクタの噴射量変動量は、図8に示すように、インジェクタが製造されてから初期の期間では、変動の度合いが比較的大きく変化(傾きが大きく変化)しており、その後は、変動の度合いが小さくなる(傾きが小さくなる)ことが知られている。また温度が高いほど、変動の度合いが比較的大きい期間が短くなることが知られている。この変動の度合いが比較的大きな期間(図8中のグラフの傾きが比較的大きな期間)を「なじみ期間」と呼ぶ。すなわち、なじみ期間が経過後は、変動の度合いが比較的小さい。
図9は、単独インジェクタ学習制御を行なう際、前述した処理S100(図3参照)の代わりに起動及び実行される処理である。以下、図9のフローチャートの各処理について説明する。制御手段50は、図9に示す処理S400が起動されると、ステップS410へと処理を進める。
図10は、単独インジェクタ学習制御を行なう際、前述した処理S200(図4参照)の代わりに起動及び実行される処理である。以下、図10のフローチャートの各処理について説明する。制御手段50は、図10に示す処理S500が起動されると、ステップS510へと処理を進める。
11 吸気管
12 排気管
13 クランクシャフト(内燃機関の回転軸)
15 変速機
21 燃料圧力検出手段
22 冷却水温検出手段
23 大気圧検出手段
24 吸気温検出手段
25 燃料温度検出手段
26 回転検出手段
27 特定気筒検出手段
28 アクセル踏込量検出手段
29 クラッチ検出手段
41 コモンレール
43A インジェクタ(インジェクタ1)
43B インジェクタ(インジェクタ2)
43C インジェクタ(インジェクタ3)
43D インジェクタ(インジェクタ4)
45A〜45D 気筒
50 制御手段(燃料噴射制御装置)
51A、52A 学習条件判定手段
51B 先行学習噴射手段
51C 後続学習噴射手段
51D 先行実変動量検出手段
51E 後続実変動量検出手段
51F グループインジェクタ毎実噴射量算出手段
51G グループインジェクタ毎補正量算出手段
52B 単独学習噴射手段
52D 単独実変動量検出手段
52F 単独インジェクタ毎実噴射量算出手段
52G 単独インジェクタ毎補正量算出手段
53A 累積被熱関連量算出手段
53B なじみ期間中学習手段
53C なじみ期間経過後学習手段
Claims (4)
- 複数の気筒を有する内燃機関の無噴射運転時に、前記気筒毎に設けられたインジェクタから学習用噴射を行って当該学習用噴射による内燃機関の回転数の変化に基づいて前記インジェクタ毎の噴射補正量を求める内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
複数の前記インジェクタは、予め複数のグループに分けられており、
内燃機関が運転中であるが前記インジェクタから燃料を噴射していない前記無噴射運転時において、前記インジェクタの前記噴射補正量を求めるための噴射量学習実行条件が成立しているか否かを判定する学習条件判定手段と、
前記無噴射運転時であって前記噴射量学習実行条件が成立している噴射量学習タイミング毎に、複数の前記グループの中から1つのグループを特定するとともに特定したグループの中から1つのインジェクタを先行インジェクタとして特定し、特定したグループ内における前記先行インジェクタとは異なるインジェクタを後続インジェクタとして特定し、特定した前記先行インジェクタから、当該先行インジェクタの噴射タイミングにおいて、学習用の微小噴射量である学習用噴射量を噴射する先行学習噴射手段と、
前記先行学習噴射手段の噴射から前記内燃機関の所定量回転後に、特定した前記後続インジェクタから、当該後続インジェクタの噴射タイミングにおいて、前記学習用噴射量を噴射する後続学習噴射手段と、
前記先行インジェクタからの前記学習用噴射量の噴射によって変動した前記内燃機関の回転数の実際の変動量である先行実変動量を検出する先行実変動量検出手段と、
前記後続インジェクタからの前記学習用噴射量の噴射によって変動した前記内燃機関の回転数の実際の変動量である後続実変動量を検出する後続実変動量検出手段と、
1回の前記噴射量学習タイミングにて、前記先行インジェクタから実際に噴射された燃料量である先行実噴射量を、前記先行実変動量と、当該先行実変動量の検出期間における前記内燃機関の回転数と、に基づいて求め、前記後続インジェクタから実際に噴射された燃料量である後続実噴射量を、前記後続実変動量と、当該後続実変動量の検出期間における前記内燃機関の回転数と、に基づいて求めるグループインジェクタ毎実噴射量算出手段と、
インジェクタ毎に複数回求めた前記先行実噴射量及び前記後続実噴射量と、前記学習用噴射量と、の差に基づいて、インジェクタ毎の前記噴射補正量を求めるグループインジェクタ毎補正量算出手段と、
を有するグループインジェクタ学習手段を備えている、
内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
複数の前記グループの前記先行インジェクタと前記後続インジェクタは、前記先行インジェクタに対応する気筒の爆発行程と、前記後続インジェクタに対応する気筒の爆発行程と、が連続した爆発行程とならないように選定されている、
内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1または2に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記学習条件判定手段と、
前記噴射量学習タイミング毎に、複数の前記インジェクタの中から1つのインジェクタを単独学習インジェクタとして特定し、特定した単独学習インジェクタから、当該単独学習インジェクタの噴射タイミングにおいて、前記学習用噴射量を噴射する単独学習噴射手段と、
前記単独学習インジェクタからの前記学習用噴射量の噴射によって変動した前記内燃機関の回転数の実際の変動量である単独実変動量を検出する単独実変動量検出手段と、
1回の前記噴射量学習タイミングにて、前記単独学習インジェクタとして特定したインジェクタから実際に噴射された燃料量である単独実噴射量を、前記単独実変動量と、当該単独実変動量の検出期間における前記内燃機関の回転数と、に基づいて求める単独インジェクタ毎実噴射量算出手段と、
インジェクタ毎に複数回求めた前記単独実噴射量と、前記学習用噴射量と、の差に基づいて、インジェクタ毎の前記噴射補正量を求める単独インジェクタ毎補正量算出手段と、
を有する単独インジェクタ学習手段を備え、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記インジェクタの被熱量に関連した被熱関連量を積算し、積算した前記被熱関連量である累積被熱関連量を算出する累積被熱関連量算出手段と、
前記累積被熱関連量が所定被熱関連量未満である場合に前記グループインジェクタ学習手段を用いてインジェクタ毎の前記噴射補正量を求めるなじみ期間中学習手段と、
前記累積被熱関連量が所定被熱関連量以上である場合に前記単独インジェクタ学習手段を用いてインジェクタ毎の前記噴射補正量を求めるなじみ期間経過後学習手段と、
を備えている、
内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 複数の気筒を有する内燃機関の無噴射運転時に、前記気筒毎に設けられたインジェクタから学習用噴射を行って当該学習用噴射による内燃機関の回転数の変化に基づいて前記インジェクタ毎の噴射補正量を求める内燃機関の燃料噴射量学習方法であって、
複数の前記インジェクタを、予め複数のグループに分け、
内燃機関が運転中であるが前記インジェクタから燃料を噴射していない前記無噴射運転時において、前記インジェクタの前記噴射補正量を求めるための噴射量学習実行条件が成立しているか否かを判定する学習条件判定ステップと、
前記無噴射運転時であって前記噴射量学習実行条件が成立している噴射量学習タイミング毎に、複数の前記グループの中から1つのグループを特定するとともに特定したグループの中から1つのインジェクタを先行インジェクタとして特定し、特定したグループ内における前記先行インジェクタとは異なるインジェクタを後続インジェクタとして特定し、特定した前記先行インジェクタから、当該先行インジェクタの噴射タイミングにおいて、学習用の微小噴射量である学習用噴射量を噴射する先行学習噴射ステップと、
前記先行学習噴射ステップの噴射から前記内燃機関の所定量回転後に、特定した前記後続インジェクタから、当該後続インジェクタの噴射タイミングにおいて、前記学習用噴射量を噴射する後続学習噴射ステップと、
前記先行インジェクタからの前記学習用噴射量の噴射によって変動した前記内燃機関の回転数の実際の変動量である先行実変動量を検出する先行実変動量検出ステップと、
前記後続インジェクタからの前記学習用噴射量の噴射によって変動した前記内燃機関の回転数の実際の変動量である後続実変動量を検出する後続実変動量検出ステップと、
1回の前記噴射量学習タイミングにて、前記先行インジェクタから実際に噴射された燃料量である先行実噴射量を、前記先行実変動量と、当該先行実変動量の検出期間における前記内燃機関の回転数と、に基づいて求め、前記後続インジェクタから実際に噴射された燃料量である後続実噴射量を、前記後続実変動量と、当該後続実変動量の検出期間における前記内燃機関の回転数と、に基づいて求めるグループインジェクタ毎実噴射量算出ステップと、
インジェクタ毎に複数回求めた前記先行実噴射量及び前記後続実噴射量と、前記学習用噴射量と、の差に基づいて、インジェクタ毎の前記噴射補正量を求めるグループインジェクタ毎補正量算出ステップと、を有する、
内燃機関の燃料噴射量学習方法。
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