JP6969337B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する圧力センサを備えた燃料噴射システムに適用される、内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
特許文献1には、燃料噴射に伴い生じた供給燃料の圧力変化(圧力波形)を検出する圧力センサを備え、検出した圧力波形から噴射率を算出する技術が開示されている。具体的には、噴射率上昇に伴い生じた圧力降下量ΔPと噴射率dQとは相関が高いことから、圧力波形から検出される圧力降下量ΔPに流量係数Cd等の係数が掛けられることで噴射率dQが算出される。そして、最大噴射率dQmaxとしては、任意のタイミングにおける瞬時の噴射率dQを採用することができ、例えば、圧力波形において供給燃料の圧力値がほぼ一定となるタイミングにおける噴射率dQを採用することができることが記載されている。
特許第5704152号公報
しかし、圧力波形は、多段噴射の前段噴射による圧力脈動や、燃料噴射弁の開放に伴う開弁脈動など、対象噴射以外の外乱に起因して変動する。そのため、圧力波形において供給燃料の圧力値がほぼ一定となるタイミングを選択しようとしても、実際には供給燃料の圧力値がばらつくこととなる。したがって、従来技術のように瞬時の圧力降下量を取得し、取得された瞬時の圧力降下量から最大噴射率を算出すると、圧力降下量を取得するタイミングによって取得される圧力降下量が変動してしまい、最大噴射率を精度よく算出することができない。
本発明は、変動を抑制して圧力降下量を適切に取得することができる燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
本発明の燃料噴射制御装置は、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する圧力センサを備えた燃料噴射システムに適用され、前記圧力センサにより検出された圧力波形のうち、燃料の噴射率上昇に伴い圧力降下する降下区間の終了タイミングと、燃料の噴射率降下に伴い圧力上昇する上昇区間の開始タイミングと、の間の基準区間を設定する基準区間設定部と、前記基準区間から、対象噴射による前記燃料の圧力降下に及ぼす外乱の影響を抑制可能な積分区間を設定する積分区間設定部と、前記対象噴射による前記燃料の圧力降下量を、前記積分区間において積分した積分値に基づいて、前記対象噴射における前記燃料の最大噴射率に対応する前記燃料の圧力降下量である対応圧力降下量を算出する降下量算出部と、を備える。
本発明によれば、基準区間から積分区間を設定し、この積分区間で対象噴射による燃料の圧力降下量を積分し、算出された積分値に基づいて対象噴射における燃料の最大噴射率に対応する対応圧力降下量を算出する。そして、積分区間は、対象噴射による燃料の圧力降下に及ぼす外乱の影響を抑制可能な積分区間に設定されている。
上記外乱には、例えば、多段噴射の前段噴射による圧力脈動や、燃料噴射弁の開放に伴う開弁脈動が存在する。これらの外乱に起因して、対象噴射による燃料の圧力降下量にばらつきが生じると、対応圧力降下量を適切に取得することができない。
そこで、本発明では、積分区間を、対象噴射による燃料の圧力降下に及ぼす外乱の影響を抑制可能な積分区間に設定する。これにより、対象噴射による燃料の圧力降下量に生じるばらつき等の変動を抑制することができ、対応圧力降下量を適切に算出することができる。
また、対応圧力降下量は、対象噴射による燃料の圧力降下量を、積分区間において積分した積分値に基づいて算出される。そのため、瞬時の圧力降下量が採用される構成に比べて、変動を好適に抑制して対応圧力降下量を適切に算出することができる。
燃料噴射システムの構成を示す模式図。 第1実施形態の(a)駆動信号、(b)噴射率、及び(c)圧力波形を示すタイムチャート。 噴射率取得装置の構成を示す模式図。 初期噴射量取得処理の手順を示すフローチャート。 噴射制御処理の手順を示すフローチャート。 第1実施形態の圧力降下量算出処理の手順を示すフローチャート。 噴孔異常判定処理の手順を示すフローチャート。 (a)モデル波形除去前の圧力波形Pw、(b)モデル波形、及び(c)モデル波形除去後の圧力波形Pwを示すタイムチャート。 最大噴射率Qmaxの変化率を示すグラフ。 (a)駆動信号、(b)噴射率、(c)レール圧、及び(d)圧力波形を示すタイムチャート。 開弁脈動の発生メカニズムを説明する模式図。 第2実施形態の(a)駆動信号、(b)噴射率、及び(c)圧力波形を示すタイムチャート。 第2実施形態の圧力降下量算出処理の手順を示すフローチャート。
以下、本発明に係る燃料噴射制御装置を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。以下に説明する燃料噴射制御装置は、車両用のエンジン(内燃機関)に搭載されたものであり、当該エンジンには、複数の気筒#1〜#4について高圧燃料を噴射して圧縮自着火燃焼させるディーゼルエンジンを想定している。
(第1実施形態)
図1は、上記エンジンの各気筒に搭載された燃料噴射弁10、各々の燃料噴射弁10に搭載された圧力センサ20、及び燃料噴射制御装置であるECU30等を備えた燃料噴射システム100を示す模式図である。燃料噴射システム100は、車両用のエンジンに搭載されている。
燃料噴射システム100は、コモンレール式の燃料噴射システムであり、燃料タンク40内の燃料が、燃料ポンプ41により汲み上げられてコモンレール42に圧送されて高圧状態で貯留され、コモンレール42のオリフィス42aから燃料配管42bを介して各気筒の燃料噴射弁10(#1〜#4)に分配供給される。複数の燃料噴射弁10(#1〜#4)は、予め設定された順番で燃料の噴射を順次行う。なお、燃料ポンプ41にはプランジャポンプが用いられているため、プランジャの往復動に同期して燃料は圧送される。本実施形態において、コモンレール42が「蓄圧容器」に相当する。
燃料噴射弁10は、以下に説明するボデー11、ニードル形状の弁体12及びアクチュエータ13等を備えて構成されている。ボデー11は、内部に高圧通路11aを形成するとともに、燃料を噴射する噴孔11bを形成する。弁体12は、ボデー11内に収容されて噴孔11bを開閉する。
ボデー11内には弁体12に背圧を付与する背圧室11cが形成されており、高圧通路11a及び低圧通路11dは背圧室11cと接続されている。高圧通路11a及び低圧通路11dと背圧室11cとの連通状態は制御弁14により切り替えられており、電磁コイルやピエゾ素子等のアクチュエータ13に通電して制御弁14を図1の下方に押し下げ駆動させると、背圧室11cは低圧通路11dと連通して背圧室11c内の燃料圧力は低下する。その結果、弁体12に付与される背圧力が低下して弁体12はリフトアップ(開弁駆動)する。これにより、弁体12のシート面12aがボデー11のシート面11eから離座して、噴孔11bから燃料が噴射される。
一方、アクチュエータ13への通電をオフして制御弁14を図1の上方に駆動させると、背圧室11cは高圧通路11aと連通して背圧室11c内の燃料圧力は上昇する。その結果、弁体12に付与される背圧力が上昇して弁体12はリフトダウン(閉弁駆動)する。これにより、弁体12のシート面12aがボデー11のシート面11eに着座して、噴孔11bからの燃料噴射が停止される。
したがって、ECU30がアクチュエータ13への通電を制御することで、弁体12の開閉駆動が制御される。これにより、コモンレール42から高圧通路11aに供給された高圧燃料は、弁体12の開閉駆動に応じて噴孔11bから噴射される。
圧力センサ20は、各々の燃料噴射弁10に搭載されており、燃料噴射弁10に供給される燃料の圧力を検出する。圧力センサ20は、以下に説明するステム21(起歪体)及び圧力センサ素子22を備える。ステム21はボデー11に取り付けられており、ステム21に形成されたダイヤフラム部21aが、高圧通路11aを流通する高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する。圧力センサ素子22はダイヤフラム部21aに取り付けられており、ダイヤフラム部21aで生じた弾性変形量に応じて圧力検出信号をECU30に出力する。
ECU30は、アクセルペダルの操作量やエンジン負荷、エンジン回転速度等に基づき目標噴射状態(例えば噴射段数、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等)を算出する。例えば、ECU30は、エンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する最適噴射状態が記憶された噴射状態マップを記憶している。ECU30は、現状のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づき、噴射状態マップを参照して目標噴射状態を算出する。ECU30は、算出した目標噴射状態に対応する目標噴射量Jkを実現する駆動信号Sm(図2(a)参照)を生成し、燃料噴射弁10に出力することで燃料噴射弁10の駆動を制御する。
また、ECU30は、圧力センサ20の検出値に基づき、燃料圧力の変化を圧力波形Pw(図2(c)参照)として検出し、対象噴射に伴い生じた燃料の圧力降下量に基づき燃料の最大噴射率Qmax(図2(b)参照)を算出する。圧力降下量は、所定の基準圧力値Pkからの圧力の降下量であり、基準圧力値Pkについて後述する。
ところで、圧力波形Pwは、対象噴射以外の外乱に起因して変動する。外乱には、例えば噴射段数が複数である多段噴射の前段噴射による圧力脈動や、燃料噴射弁10の開放に伴う開弁脈動が存在する。そのため、圧力波形Pwにおいて供給燃料の圧力値がほぼ一定となるタイミングを選択しようとしても、実際には供給燃料の圧力値がばらつくこととなる。したがって、瞬時の圧力降下量を取得し、取得された瞬時の圧力降下量から最大噴射率Qmaxを算出すると、圧力降下量を取得するタイミングによって取得される圧力降下量が変動してしまい、最大噴射率Qmaxを精度よく算出することができない。
本実施形態のECU30は、上記問題を解決するために噴射制御処理を実行する。噴射制御処理は、対象噴射による燃料の圧力降下量を、対象噴射による燃料の圧力降下に及ぼす外乱の影響を抑制可能な積分区間Tfにおいて積分した積分値に基づいて、対象噴射における燃料の最大噴射率Qmaxに対応する燃料の圧力降下量(以下、対応圧力降下量という)Pdを算出する処理である。これにより、変動を抑制して対応圧力降下量Pdを適切に算出することができる。
本実施形態では、噴射制御処理が初期噴射量取得処理の後に実行される。以下では、初期噴射量取得処理、噴射制御処理の順に説明する。
まず、初期噴射量取得処理について説明する。初期噴射量取得処理は、燃料噴射弁10の経年変化前の初期状態における最大噴射率Qmaxである初期最大噴射率QAmaxを取得する処理である。初期噴射量取得処理は、燃料噴射弁10をエンジンに搭載する前に、例えば燃料噴射弁10の出荷前検査において、専用の噴射率取得装置60(図3参照)を用いて実行される。
図3に示すように、噴射率取得装置60は、以下に説明する制御装置70、検査用燃料ポンプ71及び流量センサ72等を備えて構成されている。制御装置70は、駆動信号Smを生成し、燃料噴射弁10に出力する。制御装置70は、検査用燃料ポンプ71に圧力指定信号Spを出力し、複数の指定圧力から任意の指定圧力を指定する。検査用燃料ポンプ71は、圧力指定信号Spにおいて指定された指定圧力で、燃料噴射弁10に燃料を供給する。流量センサ72は、噴孔11bが形成された燃料噴射弁10の先端部分から延びる配管73に取り付けられている。流量センサ72は、燃料噴射弁10から噴射されて配管73を流れる燃料の流量を検出し、流量検出信号Sjを制御装置70に出力する。制御装置70は、流量センサ72の検出値に基づき、単位時間当たりの燃料噴射弁10の噴射量である噴射率Qを算出し、その最大値を初期最大噴射率QAmaxとして取得する。なお、検査用燃料ポンプ71は、燃料噴射弁10に必要とされる高圧状態の燃料を供給可能なポンプである。そのため、初期噴射量取得処理では、コモンレール42が接続されている場合と同様に、燃料噴射弁10に十分な高圧状態の燃料が供給される。
図4は、初期噴射量取得処理の手順を示すフローチャートである。制御装置70は、初期噴射量取得処理を開始すると、まずステップS10において、噴射回数Np(Np:自然数)を「1」に設定する。制御装置70は、指定圧力毎に噴射回数Npを有しており、ステップS10では、その全ての噴射回数Npを「1」に設定する。
ステップS12において、制御装置70は、検査用燃料ポンプ71に圧力指定信号Spを出力する。次に、ステップS14において、制御装置70は、燃料噴射弁10に駆動信号Smを出力し、ステップS16において、駆動信号Smの出力を終了する。これにより、燃料噴射弁10は、駆動信号Smの出力区間に亘って駆動し、燃料を噴射する。以下、駆動信号Smの出力区間を、燃料噴射弁10の駆動区間Tmという。流量センサ72は、この駆動区間Tm及びその後の所定区間に亘って、配管73を流れる燃料の流量を検出する。
ステップS18において、制御装置70は、流量センサ72の検出値に基づき、初期最大噴射率QAmaxを算出する。次に、ステップS20において、制御装置70は、ステップS12で指定した指定圧力に対応する噴射回数Npが所定の規定回数Ntgよりも大きいかを判定する。
制御装置70は、ステップS20で肯定判定すると、ステップS22で、ステップS18で算出されたNp個の初期最大噴射率QAmaxの平均値を算出し、この平均値を初期最大噴射率QAmaxとして、ステップS12で指定した指定圧力に関連付けて初期状態の学習マップに記憶する。一方、制御装置70は、ステップS20で否定判定すると、ステップS24で、ステップS12で指定した指定圧力に対応する噴射回数Npを1増加させる。
続くステップS26において、制御装置70は、全指定圧力において初期最大噴射率QAmaxが学習されたかを判定する。制御装置70は、ステップS26で否定判定すると、ステップS12に戻る。一方、制御装置70は、ステップS26で肯定判定すると、初期噴射量取得処理を終了する。
次に噴射制御処理について説明する。ECU30は、エンジンの駆動中、所定時間毎に噴射制御処理を繰り返し実行する。
図5は、噴射制御処理の手順を示すフローチャートである。ECU30は、噴射制御処理を開始すると、まずステップS30において、噴射回数Npを「1」に設定する。次に、ステップS32において、ECU30は、検査用燃料ポンプ71に圧力指定信号Spを出力する。次に、ステップS34において、ECU30は、燃料噴射弁10に駆動信号Smを出力し、ステップS36において、駆動信号Smの出力を終了する。
図2に示すように、ECU30は、騒音や排気エミッションを抑制することを目的として、1燃焼サイクル内で燃料を複数回噴射する多段噴射を行っており、前段噴射Dzの駆動信号Smと、前段噴射Dzに続く後段噴射Dkの駆動信号Smを出力している。本実施形態では、ECU30は、後段噴射Dkを対象噴射として、後段噴射Dkの対応圧力降下量Pdを算出する。
ステップS38において、ECU30は、波形除去処理を実行する。波形除去処理は、非噴射気筒波形除去処理と前段脈動波形除去処理とを含む。
非噴射気筒波形除去処理は、前段噴射Dz前の圧力波形Pwに含まれる非噴射気筒波形を検出し、圧力波形Pwから非噴射気筒波形を差し引く処理である。非噴射気筒波形は、対象とする燃料噴射弁10(#1)以外の燃料噴射弁10(#2〜#4)の噴射による圧力脈動が、コモンレール42を介して対象とする燃料噴射弁10に伝わることにより生じる。なお、前段噴射Dz前の圧力波形Pwから非噴射気筒波形が差し引かれ、略一定値となった圧力波形Pwの圧力値が、基準圧力値Pkである。
前段脈動波形除去処理は、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動波形をモデル化したモデル波形(以下、単にモデル波形という)を算出し、前段噴射Dz後の圧力波形Pwからモデル波形を差し引く処理である。なお、モデル波形としては、例えば数式1、2に示すように、規定周期Tkで振動しつつ、その振幅が前段噴射Dzからの経過時間が長くなるほど小さくなる波形を採用することができる。本実施形態において、ステップS38の処理のうち、前段脈動波形除去処理が「波形処理部」に相当する。
Figure 0006969337
Figure 0006969337
次にステップS40において、ECU30は、後段噴射Dkの圧力降下終了タイミングtgd及び圧力上昇開始タイミングtguを検出する。図2に示すように、ECU30は、まず、後段噴射Dkの圧力波形Pwのうち、燃料の噴射率Qの上昇に伴い圧力降下する降下区間Tdと、燃料の噴射率降下に伴い圧力上昇する上昇区間Tuとを設定する。本実施形態では、燃料の噴射率Qの上昇に伴い圧力波形Pwが基準圧力値Pkから単調減少する区間を降下区間Tdに設定し、燃料の噴射率Qの下降に伴い圧力波形Pwが基準圧力値Pkまで単調増加する区間を上昇区間Tuに設定する。
次に、ECU30は、降下区間Tdの圧力波形Pwを直線近似した降下近似直線Ldと、上昇区間Tuの圧力波形Pwを直線近似した上昇近似直線Luと、を算出する。なお、圧力波形Pwの直線近似には、公知の直線近似演算法を用いることができる。
最後に、ECU30は、圧力降下終了タイミングtgdに圧力センサ20により検出される圧力値である最小圧力値Pminを検出し、降下近似直線Ldが最小圧力値Pminとなるタイミングを圧力降下終了タイミングtgdとして検出する。また、ECU30は、上昇近似直線Luが最小圧力値Pminとなるタイミングを圧力上昇開始タイミングtguとして検出する。
続くステップS42において、ECU30は、現在の車両の走行距離を検出し、前回、対応圧力降下量Pdの学習を完了した走行距離Kzからの走行距離Knが、所定の規定走行距離Ktgよりも大きいかを判定する。ECU30は、ステップS42で否定判定すると、噴射制御処理を終了する。一方、ECU30は、ステップS42で肯定判定すると、ステップS44に進む。
ステップS44において、ECU30は、後段噴射Dkの目標噴射量Jkが、所定の規定噴射量Jtgよりも大きいかを判定する。規定噴射量Jtgは、燃料噴射弁10による燃料の噴射率Qが最大噴射率Qmaxに達する噴射量に設定されている。ECU30は、ステップS44で否定判定すると、ステップS60に進む。一方、ECU30は、ステップS44で肯定判定すると、ステップS46に進み、対応圧力降下量Pdを算出する圧力降下量算出処理を実行する。
図6は、圧力降下量算出処理の手順を示すフローチャートである。ECU30は、圧力降下量算出処理を開始すると、まずステップS70において、基準区間Taを算出する。図2に示すように、ECU30は、ステップS40で検出された圧力降下終了タイミングtgdと、圧力上昇開始タイミングtguとの間の基準区間Taを算出する。本実施形態において、ステップS70の処理が「基準区間算出部」に相当する。
ステップS72において、ECU30は、後段噴射Dkの駆動区間Tmkを算出する。図2に示すように、ECU30は、燃料噴射弁10に後段噴射Dkの駆動信号Smを出力する出力区間を、駆動区間Tmkとして算出する。
ステップS74において、ECU30は、開弁脈動の影響が大きい開放外乱区間Tbを算出する。図2に示すように、ECU30は、圧力降下終了タイミングtgdと、燃料噴射弁10の開放に伴い、降下区間Td後に生じる圧力波形Pwの最初の極大点Xaに対応する極大タイミングtgxと、の間を開放外乱区間Tbとして算出する。
ステップS76において、ECU30は、後段噴射Dkの噴射率低下区間Tcを算出する。コモンレール式の燃料噴射システムでは、後段噴射Dkが継続されることにより、コモンレール42内の圧力低下に起因して、燃料の噴射率Qが最大噴射率Qmaxから低下する。
燃料の噴射率Qが最大噴射率Qmaxから低下し始める低下点Xqは、コモンレール42内の容積及び燃料噴射弁10の噴射圧等から予め設定することができる。本実施形態では、低下点Xqに対応する低下タイミングtgqが、圧力降下終了タイミングtgdから所定の規定時間Ty経過後のタイミングに設定されている。ECU30は、低下タイミングtgqと圧力上昇開始タイミングtguとの間を噴射率低下区間Tcとして算出する。本実施形態において、低下タイミングtgqが「所定タイミング」に相当する。
ステップS78において、ECU30は、対応圧力降下量Pdを算出するために、圧力降下量を積分する積分区間Tfを仮設定する。図2に示すように、ECU30は、ステップS70で算出された基準区間Taから、ステップS72〜S76で算出された駆動区間Tmk、開放外乱区間Tb及び噴射率低下区間Tcを除外した区間を、積分区間Tfとして仮設定する。
ステップS80において、ECU30は、ステップS78で仮設定された積分区間Tfの長さが、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動波形における規定周期Tk(以下、単に規定周期Tkという)の1周期以上の長さであるかを判定する。ECU30は、ステップS70で否定判定すると、圧力降下量算出処理を終了する。一方、ECU30は、ステップS80で肯定判定すると、ステップS82において、仮設定された積分区間Tfを本設定し、ステップS84に進む。本実施形態において、ステップS82の処理が「積分区間設定部」に相当する。
ステップS84において、ECU30は、ステップS82において設定された積分区間Tfを用いて対応圧力降下量Pdを算出し、圧力降下量算出処理を終了する。ECU30は、後段噴射Dkによる燃料の圧力降下量を、積分区間Tfにおいて積分し、算出された積分値を積分区間Tfの長さで割ることによって、後段噴射Dkにおける対応圧力降下量Pdを算出する。つまり、ECU30は、積分区間Tfにおける燃料の圧力降下量の平均値を、対応圧力降下量Pdとして算出する。本実施形態において、ステップS84の処理が「降下量算出部」に相当する。
図5に戻り、ステップS46で圧力降下量算出処理を終えると、ステップS48において、ECU30は、ステップS32で指定した指定圧力に対応する噴射回数Npが規定回数Ntgよりも大きいかを判定する。
ECU30は、ステップS48で否定判定すると、ステップS50で、ステップS32で指定した指定圧力に対応する噴射回数Npを1増加させ、ステップS60に進む。一方、ECU30は、ステップS48で肯定判定すると、ステップS52で、ステップS46で算出されたNp個の対応圧力降下量Pdの平均値を算出する。そして、ECU30は、この平均値を対応圧力降下量Pdとして、ステップS32で指定した指定圧力、及び、現在の車両の走行距離に関連付けて駆動状態の学習マップに記憶する。
続くステップS54において、ECU30は、駆動状態の学習マップを用いて、対応圧力降下量Pdが燃料噴射弁10の経年変化に伴い変化する度合いを表した経年変化指数Kを算出する。ECU30は、まず、駆動状態の学習マップにおいて、ステップS32で指定した指定圧力に関連付けられており、かつ、最も短い走行距離に関連付けられた対応圧力降下量Pdを、初期対応圧力降下量PAdとして選出する。例えば、ECU30は、車両の使用開始時の対応圧力降下量Pdを、初期対応圧力降下量PAdとして選出する。
次に、ECU30は、現在の噴射制御処理において学習された対応圧力降下量Pdを、初期対応圧力降下量PAdで割ることによって経年変化指数Kを算出する。本実施形態において、ステップS54の処理が「変化指数算出部」に相当する。
続くステップS56において、ECU30は、経年変化指数Kを用いて最大噴射率Qmaxを算出する。ECU30には、噴射率取得装置60の制御装置70(図3参照)により学習された初期状態の学習マップが記憶されている。ECU30は、初期状態の学習マップにおいて、ステップS32で指定した指定圧力に関連付けられた初期最大噴射率QAmaxに、ステップS50で算出された経年変化指数Kを掛けることによって最大噴射率Qmaxを算出する。本実施形態において、ステップS56の処理が「噴射率算出部」に相当する。
ステップS52において、ECU30は、経年変化指数Kに基づいて、燃料噴射弁10の異常を判定する噴孔異常判定処理を実行する。本実施形態において、ステップS52の処理が「異常判定部」に相当する。
図7は、噴孔異常判定処理の手順を示すフローチャートである。ECU30は、噴孔異常判定処理を開始すると、まずステップS90において、ステップS50で算出された経年変化指数Kが異常拡大判定閾値Keよりも大きいかを判定する。経年変化指数Kが異常拡大判定閾値Keよりも大きいと、噴孔11bの開口断面積が摩耗等により上限値を超えて拡大し、最大噴射率Qmaxが増加する。そのため、燃料噴射弁10が搭載されたエンジンでは、1燃焼サイクルにおける燃料の噴射量の増加により、騒音や振動が増加する。
そこで、ECU30は、ステップS90で肯定判定すると、ステップS92で、噴孔異常拡大ダイアグフラグをオンに切り替え、異常警告灯等でユーザに異常を通知し、噴孔異常判定処理を終了する。一方、ECU30は、ステップS92で否定判定すると、ステップS94に進む。
ステップS94において、ECU30は、ステップS50で算出された経年変化指数Kが、異常拡大判定閾値Keよりも小さい異常縮小判定閾値Krよりも小さいかを判定する。経年変化指数Kが異常縮小判定閾値Krよりも小さいと、燃料のデポジット等により噴孔11bの開口断面積が下限値を超えて縮小し、最大噴射率Qmaxが減少する。そのため、燃料噴射弁10から燃料が噴射されるエンジンでは、1燃焼サイクルにおける燃料の噴射量の減少を補うために、後段噴射Dkの駆動区間Tmkを延長する必要があり、エミッションが悪化する。
そこで、ECU30は、ステップS94で肯定判定すると、ステップS96で、噴孔異常縮小ダイアグフラグをオンに切り替え、異常警告灯等でユーザに異常を通知し、噴孔異常判定処理を終了する。一方、ECU30は、ステップS94で否定判定すると、噴孔異常拡大ダイアグフラグ及び噴孔異常縮小ダイアグフラグをオンすることなく噴孔異常判定処理を終了する。
図5に戻り、ステップS58で噴孔異常判定処理を終えると、ステップS60に進む。
ステップS60において、ECU30は、全指定圧力において対応圧力降下量Pdが学習されたかを判定する。制御装置70は、ステップS60で否定判定すると、ステップS32に戻る。一方、ECU30は、ステップS60で肯定判定すると、ステップS62で、走行距離Kzを現在の車両の走行距離に更新し、噴射制御処理を終了する。
続いて、図8及び図9を用いて、前段脈動波形除去処理の一例を示す。ここで、図8(a)は、モデル波形除去前の圧力波形Pwを示し、図8(b)は、モデル波形を示し、図8(c)は、モデル波形除去後の圧力波形Pwを示す。なお、図8(c)には、モデル波形除去前の圧力波形Pwが、破線で示されている。また、図9は、モデル波形除去後の圧力波形Pwを用いて算出された最大噴射率Qmaxの変化率を示すグラフであり、図9(a)は、瞬時の圧力降下量を用いて算出された最大噴射率Qmaxを示し、図9(b)は、対応圧力降下量Pdを用いて算出された最大噴射率Qmaxを示す。
図8(a)に示すように、モデル波形除去前の圧力波形Pwには前段噴射Dzにより生じる圧力脈動波形が含まれる。そのため、図8(b)に示すように、前段噴射Dzが終了する終了タイミングtgf後において、上述した式1を用いて、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動波形をモデル化したモデル波形を算出し、これをモデル波形除去前の圧力波形Pwから差し引くことで、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動の影響は抑制される。
しかし、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動波形とモデル波形との間には誤差が含まれる。誤差の原因には、温度補正を行う場合にエンジンに設けられる燃温センサの誤差、コモンレール42のオリフィス径の製造誤差、燃料密度のばらつきによる生じる誤差等が含まれる。
そのため、図8(c)に示すように、モデル波形除去前の圧力波形Pwにも前段噴射Dzにより生じる圧力脈動の影響が残る。したがって、図9(a)に示すように、前段噴射Dzと後段噴射Dkとの間のインターバルを変化させて取得した瞬時の圧力降下量を用いて最大噴射率Qmaxを算出すると、最大噴射率Qmaxが最大12%変化する。なお、瞬時の圧力降下量の取得は、4つのサンプルを用いて、基準区間Taから駆動区間Tmk、開放外乱区間Tb及び噴射率低下区間Tcが除外された区間内の特定のタイミングで行われた。
本実施形態では、対応圧力降下量Pdを算出する際に積分区間Tfを設定し、積分区間Tfの長さを、規定周期Tkの1周期以上の長さとする。これにより、図9(b)に示すように、最大噴射率Qmaxの変化が最大4%に抑制され、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動が対応圧力降下量Pdに与える影響を抑制することができる。
続いて、図10及び11を用いて、後段噴射Dkに伴う燃料噴射弁10及びコモンレール42内の圧力変動について説明する。ここで、図10(a)は、後段噴射Dkの駆動信号Smを示し、図10(b)は、後段噴射Dkによる燃料の噴射率Qを示し、図10(c)は、コモンレール42内の圧力であるレール圧Prを示し、図10(d)は、後段噴射Dkの圧力波形Pwを示す。また、図11は、開弁脈動の発生メカニズムを説明する模式図であり、図10(a)は、降下区間Tdにおける圧力変動を説明する模式図を示し、図10(b)は、開放外乱区間Tbにおける圧力変動を説明する模式図を示す。
図10(a)に示すように、後段噴射Dkの駆動信号Smの出力が開始されると、燃料噴射弁10の噴孔11bから燃料噴射が開始される。噴孔11bからの燃料噴射が開始されると、図11(a)に示すように、高圧通路11aのうち噴孔11bの近傍部分では、燃圧低下の脈動(以下、低下脈動Maという)が発生する。その後、発生した低下脈動Maは、高圧通路11a内をコモンレール42へ向けて伝播していく。そして、圧力センサ20の搭載部分に低下脈動Maが到達した到達タイミングtgt(図10(d)参照)で、圧力波形Pwは下降を開始する。
その後、コモンレール42のオリフィス42aに低下脈動Maが到達したタイミングで、コモンレール42内の高圧燃料が燃料配管42bへ供給され始める。このように燃料供給が開始されると、図11(b)に示すように、燃料配管42b内のうちオリフィス42aの近傍部分では、燃圧上昇の脈動(上昇脈動Mb)が発生する。その後、発生した上昇脈動Mbは、高圧通路11a内を噴孔11bへ向けて伝播していく。そして、圧力センサ20の搭載部分に上昇脈動Mbが到達した圧力降下終了タイミングtgdで、噴射時波形は上昇を開始する。
その後、高圧通路11a内のうち圧力センサ20近傍部分において、コモンレール42から供給される燃料の流量と、噴孔11bから噴射される燃料の流量とが釣り合う極大タイミングtgxで、圧力波形Pwの上昇は停止する。
そのため、圧力降下終了タイミングtgdと極大タイミングtgxとの間の開放外乱区間Tbには、燃料噴射弁10の開放に伴う開弁脈動波形が含まれる。本実施形態では、積分区間Tfから開放外乱区間Tbが除外されている。これにより、開弁脈動が対応圧力降下量Pdに与える影響を抑制することができる。
また、図10(c)に示すように、コモンレール42内の高圧燃料が燃料配管42bへ供給され始めると、レール圧Prが低下し始める。レール圧Prの低下は、後段噴射Dkの噴射期間が長いほど大きくなる。そして、レール圧Prが所定の圧力閾値Pcを超えて低下した低下タイミングtgqで、噴射率Qが最大噴射率Qmaxから下降を開始する(図10(b)参照)。
そのため、低下タイミングtgqと圧力上昇開始タイミングtguとの間の噴射率低下区間Tcの圧力降下量を用いても、最大噴射率Qmaxを正確に算出することができない。本実施形態では、積分区間Tfから噴射率低下区間Tcが除外されている。これにより、レール圧Prの低下が対応圧力降下量Pdに与える影響を抑制することができる。
また、図10(a)に示すように、本実施形態では、燃料噴射弁10を駆動させる駆動信号Smとしてパルス信号が用いられている。パルス信号では電圧値が変動するため、この変動に伴って圧力センサ20の検出値にノイズが重畳することがある。また、弁体12や制御弁14の移動や衝突に伴って機械的振動が生じ、この振動が圧力センサ20の検出値に影響を与えるおどれがある。
そこで、本実施形態では、積分区間Tfから駆動区間Tmkが除外されている。これにより、燃料噴射弁10の駆動開弁脈動が対応圧力降下量Pdに与える影響を抑制することができる。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
ECU30は、基準区間Taから積分区間Tfを設定し、この積分区間Tfで対象噴射である後段噴射Dkによる燃料の圧力降下量を積分し、算出された積分値に基づいて、後段噴射Dkにおける燃料の最大噴射率Qmaxに対応する対応圧力降下量Pdを算出する。そして、積分区間Tfは、後段噴射Dkによる燃料の圧力降下に及ぼす外乱の影響を抑制可能な積分区間に設定されている。これにより、後段噴射Dkによる燃料の圧力降下量に生じる変動を抑制して、対応圧力降下量Pdを適切に算出することができる。
具体的には、積分区間Tfの長さを規定周期Tkの1周期以上の長さとする。積分区間Tfの長さが規定周期Tkの1周期以上の長さであると、積分区間Tfには、該圧力脈動波形の極大点と極小点とが含まれる。そのため、この積分区間Tfにおいて後段噴射Dkによる燃料の圧力降下量を積分することで、極大点及び極小点の影響を相殺することができる。したがって、積分区間Tfの長さが規定周期Tkの1周期よりも短く、極大点及び極小点の影響を相殺することができない構成に比べて、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動が対応圧力降下量Pdに与える影響を抑制することができる。
本実施形態では、前段脈動波形除去処理により前段噴射Dzにより生じる圧力脈動が抑制されているが、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動波形をモデル化したモデル波形には、誤差が含まれる。そのため、モデル波形を差し引かれた圧力波形Pwにも、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動の影響が残っている。本実施形態では、積分区間Tfの長さを規定周期の1周期以上の長さとすることで、この誤差が対応圧力降下量Pdに与える影響を抑制することができる。
また、圧力降下終了タイミングtgdと極大タイミングtgxとの間の開放外乱区間Tbを積分区間Tfから除外する。これにより、コモンレール42から燃料噴射弁10へ流れ込む燃料の流れによる開弁脈動が、対応圧力降下量Pdに与える影響を抑制することができる。
さらに、低下タイミングtgqと圧力上昇開始タイミングtguとの間の噴射率低下区間Tcを、積分区間Tfから除外する。これにより、レール圧Prの低下が対応圧力降下量Pdに与える影響を抑制することができる。
さらに、後段噴射Dkの駆動区間Tmkを積分区間Tfから除外する。これにより、駆動信号Sm、または燃料噴射弁10の駆動に伴い発生するノイズ等、燃料噴射弁10の駆動が圧力降下量に与える影響を抑制することができる。
ECU30は、対応圧力降下量Pdから経年変化指数Kを算出し、算出された経年変化指数Kに基づいて最大噴射率Qmaxを算出する。対応圧力降下量Pdと最大噴射率Qmaxとは相関が高いため、対応圧力降下量Pdの経年変化指数Kは、最大噴射率Qmaxの経年変化指数を表す。そのため、最大噴射率Qmaxを直接算出することができない場合でも、初期最大噴射率QAmaxと経年変化指数Kとを用いて最大噴射率Qmaxを算出することができる。
また、ECU30は、算出された経年変化指数Kに基づいて最大噴射率Qmaxを算出する。経年変化指数Kは、最大噴射率Qmaxに対応する対応圧力降下量Pdの経年変化に伴い変化する度合いを表す。そのため、経年変化指数Kに基づいて燃料噴射弁10の異常を判定することで、経年変化に伴う対応圧力降下量Pdの相対変化に基づいて、燃料噴射弁10の異常を判定することができる。
ECU30は、対応圧力降下量Pdを規定走行距離Ktg毎に算出する。そのため、規定走行距離Ktgに対応する経年変化に伴い対応圧力降下量Pdが変化する度合いである経年変化指数Kを取得することができる。
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、先の第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、噴射制御処理の波形除去処理(ステップS38)において、前段脈動波形除去処理が含まれない点で異なる。本実施形態では、波形除去処理に非噴射気筒波形除去処理のみが含まれる。
また、本実施形態では、図12に示すように、圧力降下量算出処理が異なる。図12において、先の図2に示した内容と同一の内容については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。
図13は、本実施形態の圧力降下量算出処理の手順を示すフローチャートである。ECU30は、圧力降下量算出処理において噴射率低下区間Tcの算出を終えると(ステップS76)、ステップS100で、規定周期Tkを算出する。規定周期Tkは、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動波形において、例えば隣接する2つの極大値の間の区間として算出することができる。
続くステップS102において、ECU30は、ステップS70で算出された基準区間Taから、ステップS72〜S76で算出された駆動区間Tmk、開放外乱区間Tb及び噴射率低下区間Tcを除外した区間を、残区間Teとして設定する。
ステップS104において、ECU30は、ステップS102で設定された残区間Teの長さが、規定周期Tkの1周期以上の長さであるかを判定する。ECU30は、ステップS104で否定判定すると、圧力降下量算出処理を終了する。一方、ECU30は、ステップS104で肯定判定すると、ステップS106に進む。
ステップS106において、ECU30は、残区間Teから、規定周期TkのN周期(N:自然数)の長さの区間を選出し、選出された区間を積分区間Tfとして設定する。そのため、積分区間Tfは、残区間Teの長さ以下の区間となる。なお、図12では、規定周期Tkの1周期の長さの区間が、積分区間Tfとして設定されている。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
ECU30は、積分区間Tfの長さを規定周期TkのN周期の長さとする。そのため、積分区間Tfには、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動波形の極大点と極小点とが同数含まれる。したがって、この積分区間Tfにおいて、対象噴射である後段噴射Dkによる燃料の圧力降下量を積分することで、極大点及び極小点の影響がほぼ相殺され、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動が対応圧力降下量Pdに与える影響を好適に抑制することができる。
特に本実施形態では、前段脈動波形除去処理が実行されていないため、圧力波形Pwに前段噴射Dzにより生じる圧力脈動が残っている。本実施形態では、積分区間Tfの長さを規定周期のN周期の長さとすることで、前段脈動波形除去処理を実行することなく、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動が対応圧力降下量Pdに与える影響を好適に抑制することができる。
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。
規定周期Tkは、前段噴射Dzにより生じる圧力脈動波形をモデル化したモデル波形から取得する内容に限定されず、前段噴射Dz後の圧力波形Pwを周波数解析して算出してもよい。
燃料噴射システム100は、ディーゼルエンジンに用いられるコモンレール式の燃料噴射システムに限られず、ガソリンエンジンに用いられるデリバリパイプ式の燃料噴射システムでもよい。
圧力降下量算出処理では、駆動区間Tmk、開放外乱区間Tb及び噴射率低下区間Tcの全てが算出される形態を例示したが、これに限られず、これらの区間のうちの少なくとも一部が算出されなくてもよい。これらの区間のうちの少なくとも一部が算出されなくても、基準区間Taの長さが、規定周期Tkの1周期以上の長さであることにより、後段噴射Dkによる燃料の圧力降下量に生じる変動を抑制して、対応圧力降下量Pdを適切に算出することができる。
噴射制御処理において、最大噴射率Qmaxの算出は必須ではなく、最大噴射率Qmaxは算出されなくてもよい。
基準区間Taは、降下近似直線Ld、上昇近似直線Lu、及び最小圧力値Pminを用いて算出される内容に限られない。例えば、後段噴射Dkの圧力波形Pwのうち、所定の閾値以上、圧力降下した後の最初の極小点となるタイミングと、所定の閾値以上、圧力上昇する前の最後の極小点となるタイミングと、の間の区間を基準区間Taとして算出してもよい。この場合、降下区間Td、降下近似直線Ld、上昇区間Tu、上昇近似直線Lu、及び最小圧力値Pminの算出は必ずしも必要ない。
また、降下区間Td及び上昇区間Tuを算出する内容も、上記実施形態に限られない。例えば、降下区間Tdは、燃料の噴射率Qの上昇に伴い圧力波形Pwが圧力降下され始めるタイミングから、一定の区間に設定されていてもよく、上昇区間Tuは、燃料の噴射率Qの上昇に伴い圧力波形Pwが圧力上昇され始めるタイミングから、一定の区間に設定されていてもよい。
10…燃料噴射弁、20…圧力センサ、30…ECU、100…燃料噴射システム、Pd…対応圧力降下量、Qmax…最大噴射率、Ta…基準区間、Td…降下区間、Tf…積分区間、Tu…上昇区間、tgd…圧力降下終了タイミング、tgu…圧力上昇開始タイミング。

Claims (11)

  1. 燃料噴射弁(10)に供給される燃料の圧力を検出する圧力センサ(20)を備えた燃料噴射システム(100)に適用され、
    前記圧力センサにより検出された圧力波形のうち、燃料の噴射率上昇に伴い圧力降下する降下区間(Td)の終了タイミングと、燃料の噴射率降下に伴い圧力上昇する上昇区間(Tu)の開始タイミングと、の間の基準区間(Ta)を算出する基準区間算出部(S70)と、
    前記基準区間から、対象噴射による前記燃料の圧力降下に及ぼす外乱の影響を抑制可能な積分区間(Tf)を設定する積分区間設定部(S82)と、
    前記対象噴射による前記燃料の圧力降下量を、前記積分区間において積分した積分値に基づいて、前記対象噴射における前記燃料の最大噴射率(Qmax)に対応する前記燃料の圧力降下量である対応圧力降下量(Pd)を算出する降下量算出部(S84)と、
    を備える燃料噴射制御装置(30)。
  2. 前記燃料噴射システムは、1燃焼サイクル内で燃料を複数回噴射する多段噴射を行うものであり、
    前記多段噴射における前段噴射(Dz)に続く後段噴射(Dk)が前記対象噴射であり、
    前記積分区間設定部は、前記積分区間の長さを、前記前段噴射により生じる圧力脈動波形の1周期(Tk)以上の長さに設定する請求項1に記載の燃料噴射制御装置。
  3. 前記対象噴射において前記圧力センサにより検出された圧力波形から、前記前段噴射により生じる圧力脈動波形をモデル化したモデル波形を差し引く波形処理部(S38)を備え、
    前記降下量算出部は、前記波形処理部により前記モデル波形を差し引かれた圧力波形を用いて、前記対応圧力降下量を算出する請求項2に記載の燃料噴射制御装置。
  4. 前記積分区間設定部は、前記積分区間の長さを、前記圧力脈動波形のN周期(N:自然数)の長さに設定する請求項2または3に記載の燃料噴射制御装置。
  5. 前記燃料噴射システムは、前記燃料を高圧状態で貯留する蓄圧容器(40)を備え、前記蓄圧容器から前記燃料噴射弁に前記燃料が供給される請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
  6. 前記積分区間設定部は、前記降下区間の終了タイミングと、前記燃料噴射弁の開放に伴い前記降下区間後に生じる前記圧力波形の最初の極大点(Xa)に対応するタイミングと、の間の開放外乱区間(Tb)を、前記基準区間から除外して前記積分区間を設定する請求項5に記載の燃料噴射制御装置。
  7. 前記積分区間設定部は、前記対象噴射が継続されることにより前記燃料の噴射率が最大噴射率から低下し始める所定タイミングと、前記上昇区間の開始タイミングと、の間の噴射率低下区間(Tc)を、前記基準区間から除外して前記積分区間を設定する請求項5又は6に記載の燃料噴射制御装置。
  8. 前記積分区間設定部は、前記燃料噴射弁を駆動している駆動区間(Tmk)を、前記基準区間から除外して前記積分区間を設定する請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
  9. 前記降下量算出部により算出された前記対応圧力降下量が、前記燃料噴射弁の経年変化に伴い変化する度合いを表した、経年変化指数(K)を算出する変化指数算出部(S54)と、
    前記燃料噴射弁の経年変化前の初期状態における最大噴射率である初期最大噴射率(QAmax)と前記経年変化指数とを用いて、前記対応圧力降下量に対応する前記最大噴射率を算出する噴射率算出部(S56)と、
    を備える請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
  10. 前記経年変化指数に基づいて、前記燃料噴射弁の異常を判定する異常判定部(S58)を備える請求項9に記載の燃料噴射制御装置。
  11. 前記燃料噴射システムは、車両に搭載され、
    前記対応圧力降下量は、前記車両の走行距離が所定の規定走行距離(Ltg)に達する毎に算出される請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102022205734A1 (de) * 2022-06-07 2023-12-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Ansteuerung eines Injektors, Steuergerät

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5817597B2 (ja) 1975-08-29 1983-04-08 エ−ザイ カブシキガイシヤ カンテンプレ−トトウヨリナル マクタイノセツダンセンコウホウホウ
JP3695046B2 (ja) 1997-02-07 2005-09-14 いすゞ自動車株式会社 エンジンの燃料噴射方法及びその装置
JP4840288B2 (ja) * 2006-11-14 2011-12-21 株式会社デンソー 燃料噴射装置及びその調整方法
JP4462307B2 (ja) * 2007-08-31 2010-05-12 株式会社デンソー 燃料噴射装置及び燃料噴射システム
JP4737315B2 (ja) 2009-03-25 2011-07-27 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
JP5003796B2 (ja) * 2010-06-18 2012-08-15 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
JP5067461B2 (ja) * 2010-09-17 2012-11-07 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
JP5333464B2 (ja) * 2011-01-11 2013-11-06 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
JP5817597B2 (ja) 2012-03-07 2015-11-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の噴射異常判定装置
JP5704152B2 (ja) 2012-11-28 2015-04-22 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射装置
CH707935A1 (de) 2013-04-19 2014-10-31 Liebherr Machines Bulle Sa Steuerung für ein Common-Rail-Einspritzsystem.
US9518528B2 (en) * 2013-07-15 2016-12-13 Cummins Inc. System and method for fuel injector on-time calculation using fuel system pressure prediction
JP6156397B2 (ja) * 2015-01-14 2017-07-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関

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