WO2015064075A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure 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.
- Patent Document 1 As a technique for correcting the 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.
- the injection pulse variation of the fuel injection valve of each cylinder is corrected by correcting the injection pulse width of the fuel injection valve of each cylinder based on the fuel pressure drop amount 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.
- 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.
- 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. That is, the fuel pressure drop amount accompanying the fuel injection of the fuel injection valve is calculated based on the output of the fuel pressure sensor 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.
- 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.
- An object of the present disclosure is to provide a control device for an internal combustion engine that can expand a region in which variation in injection amount between cylinders can be accurately corrected.
- the first aspect of the present disclosure is applied to 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 through a high-pressure fuel passage, and detects fuel pressure in the high-pressure fuel passage. And a fuel pressure drop amount due to fuel injection of the fuel injection valve for each cylinder based on an output of the fuel pressure sensor, and an injection amount of the fuel injection valve of each cylinder based on the fuel pressure drop amount due to the fuel injection
- the injection amount variation correction unit is an injection discharge corresponding to an operation region in which an injection period of a fuel injection valve and a discharge period of a high-pressure pump overlap. In the overlapping region, the injection amount variation of the fuel injection valve of each cylinder is corrected based on the output of the fuel pressure sensor.
- the injection amount variation of the fuel injection valve of each cylinder can be accurately corrected based on the output of the fuel pressure sensor, and the injection amount variation between the cylinders can be accurately corrected. Can be enlarged.
- the injection amount variation correction unit ends the injection period from the earlier of the start time of the injection period and the start time of the discharge period for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor in the injection discharge overlap region.
- the difference in fuel pressure before and after the injection / discharge period corresponding to the later period of the timing and the end time of the discharge period is calculated as the amount of change in fuel pressure by injection / discharge, and each cylinder is calculated based on the amount of change in fuel pressure by injection / discharge.
- the variation in the injection amount of the fuel injection valve is corrected.
- the present disclosure calculates the fuel pressure change amount due to the injection discharge for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor as the information of the injection amount variation in the injection discharge overlapping region, and the injection of each cylinder.
- the variation in the injection amount of the fuel injection valve of each cylinder is corrected based on the amount of change in the fuel pressure due to the discharge. 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.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a fuel supply system for a direct injection engine according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a diagram for explaining the amount of fuel pressure drop due to fuel injection.
- FIG. 3 is a diagram for explaining the amount of change in fuel pressure due to injection and discharge.
- FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the injection amount variation and the fuel pressure change amount,
- FIG. 5 is a flowchart showing an injection amount variation correction routine.
- the engine corresponds to an internal combustion engine.
- a low pressure pump 12 for pumping up fuel is installed in the fuel tank 11 for storing fuel.
- the low-pressure pump 12 is driven by an electric motor (not shown) that uses a battery (not shown) as a power source.
- the fuel discharged from the low pressure pump 12 is supplied to the high pressure pump 14 through the fuel pipe 13.
- a pressure regulator 15 is connected to the fuel pipe 13, and the discharge pressure of the low-pressure pump 12 is regulated to a predetermined pressure by the pressure regulator 15, and surplus fuel exceeding the predetermined pressure is supplied to the fuel tank 11 by the fuel return pipe 16. Returned in.
- the discharge pressure of the low-pressure pump 12 is the fuel supply pressure to the high-pressure pump 14.
- the high-pressure pump 14 is a piston pump that sucks or discharges fuel by reciprocating a piston 19 in a cylindrical pump chamber 18.
- the piston 19 corresponding to the plunger is driven by the rotational movement of a cam 21 fitted on the cam shaft 20 of the engine.
- the engine is a four-cylinder engine
- the cam 21 is a four-crest cam having four cam crests.
- a fuel pressure control valve 23 is provided on the suction port 22 side of the high-pressure pump 14.
- the fuel pressure control valve 23 is a normally open type electromagnetic valve, and includes a valve body 24 that opens and closes the suction port 22, a spring 25 that urges the valve body 24 in the valve opening direction, and a valve body 24 in the valve closing direction. And a solenoid 26 that is electromagnetically driven.
- the valve body 24 of the fuel pressure control valve 23 In the intake stroke of the high-pressure pump 14, the valve body 24 of the fuel pressure control valve 23 is opened and fuel is sucked into the pump chamber 18, and in the discharge stroke of the high-pressure pump 14, the valve body 24 of the fuel pressure control valve 23 is closed.
- the energization of the solenoid 26 of the fuel pressure control valve 23 is controlled so that the fuel in the pump chamber 18 is discharged.
- the discharge amount of the high pressure pump 14 is controlled to control the fuel pressure.
- the valve closing period is a crank angle section in the valve closing state from the valve closing start time to the top dead center of the piston 19.
- the energization start timing of the fuel pressure control valve 23 is set by the crank angle from the reference crank angle position.
- the reference crank angle position is a crank angle position corresponding to the top dead center of the piston 19.
- the piston 19 descends during the suction stroke of the high-pressure pump 14. In the discharge stroke of the high-pressure pump 14, the piston 19 rises.
- the fuel pressure is referred to as fuel pressure.
- the energization start timing of the fuel pressure control valve 23 is advanced to advance the valve closing start timing of the fuel pressure control valve 23. Therefore, the valve closing period of the fuel pressure control valve 23 is lengthened to increase the discharge amount of the high-pressure pump 14.
- the energization start timing of the fuel pressure control valve 23 is retarded and the valve closing start timing of the fuel pressure control valve 23 is retarded. Therefore, the valve closing period of the fuel pressure control valve 23 is shortened to reduce the discharge amount of the high-pressure pump 14.
- a check valve 28 for preventing the backflow of the discharged fuel is provided on the discharge port 27 side of the high-pressure pump 14.
- the fuel discharged from the high pressure pump 14 is sent to the delivery pipe 30 through the high pressure fuel pipe 29.
- High-pressure fuel is distributed from the delivery pipe 30 to a fuel injection valve 31 attached to each cylinder of the engine.
- the delivery pipe 30 or the high-pressure fuel pipe 29 is provided with a fuel pressure sensor 32 that detects the fuel pressure in the high-pressure fuel passage such as the high-pressure fuel pipe 29 or the delivery pipe 30.
- the delivery pipe 30 is provided with a relief valve 33, and a discharge port of the relief valve 33 is connected to the fuel tank 11 or the low-pressure side fuel pipe 13 via a relief pipe 34.
- a fuel injection valve 31 is provided in each cylinder of a four-cylinder engine, and a four-peak cam having four cam peaks is used as the cam 21 for driving the high-pressure pump 14.
- a fuel injection valve 31 is performed four times and fuel discharge of the high-pressure pump 14 is performed four times. In this case, the crankshaft rotates twice.
- the engine is provided with an air flow meter 36 for detecting the intake air amount and a crank angle sensor 37 for outputting a pulse signal at every predetermined crank angle in synchronization with rotation of a crankshaft (not shown). Based on the output signal of the crank angle sensor 37, the crank angle and the engine speed are detected.
- the outputs of the various sensors described above are input to an electronic control unit (ECU) 38.
- the ECU 38 is mainly composed of a microcomputer, and executes various engine control programs stored in a built-in ROM (storage medium), so that the fuel injection amount and the ignition timing are determined according to the engine operating state.
- the throttle opening (intake air amount) and the like are controlled.
- the ECU 38 corresponds to a control device for the internal combustion engine.
- the ECU 38 calculates the target fuel pressure from a map or the like according to the engine operating state such as the engine speed and the engine load. Further, the ECU 38 executes fuel pressure feedback control for feedback control of the discharge amount of the high-pressure pump 14 (energization timing of the fuel pressure control valve 23) so that the actual fuel pressure in the high-pressure fuel passage detected by the fuel pressure sensor 32 matches the target fuel pressure. To do.
- the ECU 38 calculates the required injection amount in accordance with the engine operating state (for example, engine speed, engine load, etc.).
- the ECU 38 calculates an injection pulse width that is an injection time of the fuel injection valve 31 according to the required injection amount and the actual fuel pressure (or target fuel pressure) detected by the fuel pressure sensor 32.
- the ECU 38 opens the fuel injection valve 31 during this injection time and injects fuel for the required injection amount.
- the ECU 38 determines the air-fuel ratio of the exhaust gas based on the output of the exhaust gas sensor that detects the air-fuel ratio or rich / lean of the engine exhaust gas when a predetermined air-fuel ratio feedback control execution condition is satisfied.
- the air-fuel ratio feedback correction amount is calculated so as to match.
- the exhaust gas sensor is an air-fuel ratio sensor or an oxygen sensor.
- the ECU 38 executes air-fuel ratio feedback control for correcting the required injection amount using the air-fuel ratio feedback correction amount.
- the injection amount of the fuel injection valve 31 of each cylinder may vary due to individual differences of the fuel injection valves 31 of each cylinder, changes with time, and the like. is there.
- the ECU 38 calculates the amount of fuel pressure drop due to the fuel injection of the fuel injection valve 31 for each cylinder as information on the injection amount variation (Qv) based on the output of the fuel pressure sensor 32.
- the ECU 38 corrects the injection amount variation of the fuel injection valve 31 of each cylinder based on the amount of fuel pressure drop due to the fuel injection of each cylinder.
- the injection period of the fuel injection valve 31 and the discharge period of the high-pressure pump 14 depend on the engine operating region. And may overlap.
- the amount of fuel pressure drop due to fuel injection of the fuel injection valve 31 is calculated based on the output of the fuel pressure sensor 32. In doing so, it becomes difficult to accurately calculate the amount of fuel pressure decrease due to fuel injection of the fuel injection valve 31 due to the influence of fuel pressure increase due to fuel discharge of the high-pressure pump 14.
- the ECU 38 executes the injection amount variation correction routine of FIG. 5, so that in the operation region other than the injection discharge overlap region, the fuel injection valve 31 for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor 32. 2 is calculated, and the variation in the injection amount of the fuel injection valve 31 of each cylinder is corrected based on the amount of fuel pressure decrease due to the fuel injection of each cylinder.
- the end of the injection period and the end of the discharge period are started for each cylinder from the earlier of the start time of the injection period and the start time of the discharge period.
- the difference in fuel pressure before and after the injection / discharge period corresponding to the period until the later one is calculated as the amount of fuel pressure change by injection / discharge (see FIG. 3), and the fuel injection of each cylinder is based on the amount of fuel pressure change by injection / discharge of each cylinder.
- the injection amount variation of the valve 31 is corrected.
- the injection amount variation and injection of the fuel injection valve 31 are independent of the overlap amount (OL amount) between the injection period of the fuel injection valve 31 and the discharge period of the high-pressure pump 14. It was found that there is a correlation between the amount of change in fuel pressure due to discharge. That is, the amount of change in fuel pressure due to injection / discharge changes according to the variation in injection amount of the fuel injection valve 31, so the amount of fuel pressure change due to injection / discharge becomes information reflecting the variation in injection amount of the fuel injection valve 31.
- the ECU 38 calculates the fuel pressure change amount due to the injection / discharge for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor 32 as information on the injection amount variation, and the fuel pressure change amount due to the injection / discharge of each cylinder. If the injection amount variation of the fuel injection valve 31 of each cylinder is corrected based on the above, the injection amount variation of the fuel injection valve 31 of each cylinder can be accurately corrected even in the injection discharge overlap region.
- the ECU 38 is based on the output of the fuel pressure sensor 32 in the operation region other than the injection / discharge overlapping region in order to compensate the influence of the discharge amount variation of each fuel discharge of the high-pressure pump 14.
- the fuel pressure increase amount due to fuel discharge is calculated for each fuel discharge of the pump 14, and the discharge amount variation of each fuel discharge of the high pressure pump 14 is learned based on the fuel pressure increase amount due to the fuel discharge.
- the ECU 38 corrects the fuel pressure change amount due to the injection discharge of each cylinder using the learning value corresponding to the discharge amount variation of each fuel discharge when the injection discharge overlap region, and depends on the injection discharge of each cylinder after the correction.
- the variation in the injection amount of the fuel injection valve 31 of each cylinder is corrected based on the change amount of the fuel pressure.
- the injection amount variation correction routine shown in FIG. 5 is repeatedly executed at a predetermined period during the ON period of the ignition switch, which is the power-on period of the ECU 38, and serves as an injection amount variation correction unit.
- the ECU 38 determines whether or not it is an injection discharge overlapping region based on the control amount of the fuel injection valve 31 and the control amount of the high-pressure pump 14. For example, the ECU 38 obtains the injection start timing and end timing from the injection timing and injection time of the fuel injection valve 31, and determines whether or not the discharge timing of the high-pressure pump 14 obtained by the following method overlaps. First, the ECU 38 obtains the top dead center timing of the piston 19 of the high-pressure pump 14 from the phase of the cam 21 that drives the piston 19 of the high-pressure pump 14. Next, the ECU 38 obtains the energization start timing of the fuel pressure control valve 23 based on the output of the fuel pressure sensor 32, the target fuel pressure, and the like. The discharge timing of the high-pressure pump 14 is obtained based on the energization start timing of the fuel pressure control valve 23 and the top dead center timing of the piston 19.
- the routine proceeds to 102.
- the operation region other than the injection / discharge overlap region corresponds to an operation region in which the injection period of the fuel injection valve 31 and the discharge period of the high-pressure pump 14 do not overlap.
- the ECU 38 calculates the amount of fuel pressure drop due to fuel injection of the fuel injection valve 31 for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor 32.
- the difference between the first fuel pressure detected during a predetermined period immediately before the start of fuel injection and the second fuel pressure detected during a predetermined period immediately after the end of fuel injection is determined by fuel injection.
- the fuel pressure drop amount is a value obtained by subtracting the second fuel pressure from the first fuel pressure.
- the first fuel pressure and the second fuel pressure are average values of a plurality of detected values.
- the ECU 38 calculates the average value of the fuel pressure drop due to fuel injection of all cylinders, and calculates the deviation between the fuel pressure drop due to fuel injection and the average value as the injection amount variation for each cylinder.
- the injection amount variation of the fuel injection valve 31 of each cylinder is calculated.
- the ECU 38 calculates the fuel pressure increase amount due to the fuel discharge for each fuel discharge of the high-pressure pump 14 based on the output of the fuel pressure sensor 32. In this case, for example, the ECU 38 calculates the difference between the second fuel pressure and the first fuel pressure as the fuel pressure increase amount due to fuel discharge for each fuel discharge of the high-pressure pump 14. That is, the fuel pressure increase amount is a value obtained by subtracting the first fuel pressure from the second fuel pressure.
- the ECU 38 calculates the deviation between the fuel pressure increase amount due to the fuel discharge and the reference value as the discharge amount variation for each fuel discharge of the high pressure pump 14, so that the discharge amount variation of each fuel discharge of the high pressure pump 14 varies. Is calculated. Then, the ECU 38 stores the discharge amount variation of each fuel discharge of the high pressure pump 14 in a memory such as the ECU 38, thereby learning the discharge amount variation of each fuel discharge of the high pressure pump 14. These processes 104 and 105 serve as a discharge amount variation learning unit.
- the ECU 38 calculates the injection amount variation correction amount for each cylinder so that the variation in the injection amount of the fuel injection valve 31 is reduced.
- the ECU 38 corrects the required injection amount for each cylinder by using the injection amount variation correction amount, thereby correcting the injection amount of the fuel injection valve 31 of each cylinder for each cylinder.
- the injection amount variation of 31 is reduced. In this case, the ECU 38 reduces the injection amount variation between the cylinders.
- step 106 the ECU 38 calculates the amount of change in fuel pressure due to injection and discharge for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor 32.
- the ECU 38 calculates the amount of change in fuel pressure due to injection and discharge as follows.
- the ECU 38 calculates, for each cylinder, the difference between the first fuel pressure of the fuel injection valve 31 and the second fuel pressure of the high-pressure pump 14 as a fuel pressure change amount due to injection discharge.
- the ECU 38 calculates the amount of change in fuel pressure due to injection and discharge as follows.
- the ECU 38 calculates, for each cylinder, the difference between the first fuel pressure of the high-pressure pump 14 and the second fuel pressure of the fuel injection valve 31 as a fuel pressure change amount due to injection discharge.
- the ECU 38 calculates the amount of change in fuel pressure due to the injection / discharge as follows. The ECU 38 calculates, for each cylinder, the difference between the first fuel pressure of the fuel injection valve 31 and the second fuel pressure of the fuel injection valve 31 as a fuel pressure change amount due to injection discharge.
- the ECU 38 calculates the amount of change in fuel pressure due to the injection / discharge as follows. The ECU 38 calculates, for each cylinder, the difference between the first fuel pressure of the high-pressure pump 14 and the second fuel pressure of the high-pressure pump 14 as the amount of change in fuel pressure due to injection / discharge.
- step 107 the ECU 38 corrects the amount of change in fuel pressure due to the injection / discharge of each cylinder using the discharge amount variation (learned value) of each fuel discharge of the high-pressure pump 14.
- the ECU 38 adds the variation in the fuel discharge amount corresponding to the fuel injection of the corresponding cylinder to the fuel pressure change amount due to the injection discharge for each cylinder, so that the fuel pressure change amount due to the injection discharge of each cylinder. Correct.
- the ECU 38 calculates the average value of the fuel pressure change amount due to the injection discharge of all the cylinders using the corrected fuel pressure change amount due to the injection discharge of each cylinder, and the fuel pressure change amount due to the injection discharge for each cylinder. Is calculated as the injection amount variation, thereby calculating the injection amount variation of the fuel injection valve 31 of each cylinder.
- the ECU 38 calculates the injection amount variation correction amount for each cylinder so that the variation in the injection amount of the fuel injection valve 31 is reduced.
- the ECU 38 corrects the required injection amount for each cylinder by using the injection amount variation correction amount, thereby correcting the injection amount of the fuel injection valve 31 of each cylinder for each cylinder.
- the injection amount variation of 31 is reduced. In this case, the ECU 38 reduces the injection amount variation between the cylinders.
- the ECU 38 determines the fuel pressure drop amount due to the fuel injection of the fuel injection valve 31 for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor 32. It calculates as information and correct
- the ECU 38 calculates the fuel pressure change amount due to the injection / discharge for each cylinder based on the output of the fuel pressure sensor 32 as information on the injection amount variation, and sets the fuel pressure change amount due to the injection / discharge of each cylinder. Based on this, the injection amount variation of the fuel injection valve 31 of each cylinder is corrected.
- the injection amount variation of the fuel injection valve 31 of each cylinder can be accurately corrected based on the fuel pressure drop amount due to the fuel injection of each cylinder, and the injection / discharge overlapping region. Then, it is possible to accurately correct the injection amount variation of the fuel injection valve 31 of each cylinder based on the amount of change in the fuel pressure due to the injection / discharge of each cylinder, and to enlarge the region where the injection amount variation among the cylinders can be accurately corrected. Can do.
- the variation in the discharge amount of each fuel discharge of the high-pressure pump 14 is learned, and in the injection discharge overlap region, the variation in the discharge amount of each fuel discharge (learned value) is used for the injection discharge of each cylinder.
- the fuel pressure change amount is corrected, and the injection amount variation of the fuel injection valve 31 of each cylinder is corrected based on the corrected fuel pressure change amount due to the injection and discharge of each cylinder.
- the fuel pressure increase amount due to the fuel discharge is calculated for each fuel discharge of the high pressure pump 14 based on the output of the fuel pressure sensor 32, and the fuel discharge Based on the fuel pressure increase amount, the discharge amount variation of each fuel discharge of the high-pressure pump 14 is learned.
- the fuel pressure increase amount due to the fuel discharge of the high-pressure pump 14 can be accurately calculated without being influenced by the fuel pressure drop due to the fuel injection of the fuel injection valve 31, and the high pressure is based on the fuel pressure increase amount due to the fuel discharge. It is possible to learn the discharge amount variation of the pump 14 with high accuracy.
- the first fuel pressure and the second fuel pressure detected during a predetermined period are used when calculating the amount of change in fuel pressure due to ejection and discharge.
- the difference between the value obtained by filtering the output of the fuel pressure sensor 32 before the start of the injection / discharge period and the value obtained by filtering the output of the fuel pressure sensor 32 after the end of the injection / discharge period is the amount of change in fuel pressure due to the injection / discharge. You may make it calculate as.
- 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-pressure pump 14 in the injection / discharge overlapping region,
- the variation in the injection amount of the fuel injection valve 31 of each cylinder is calculated based on the amount of change in fuel pressure due to the injection and discharge of the cylinder.
- the variation in the discharge amount (learning value) of each fuel discharge of the high-pressure pump 14 is used. You may make it correct
- the injection amount variation of the fuel injection valve 31 of each cylinder is corrected based on the fuel pressure change amount and the discharge amount variation due to the injection discharge in the injection discharge overlapping region.
- the variation in the injection amount of the fuel injection valve 31 of each cylinder is not based on the variation in the discharge amount but based only on the amount of change in the fuel pressure due to the injection discharge. May be corrected.
- the difference in the fuel pressure before and after the injection / discharge period is calculated as the amount of change in the fuel pressure due to the injection / discharge in the injection / discharge overlapping region.
- the fuel pressure may be integrated in the injection discharge period or the period from the start to the end of the injection discharge period, and the integrated value may be used as information on the amount of change in fuel pressure due to the injection discharge.
- the fuel pressure change amount information is a parameter for evaluating the fuel pressure change amount due to the ejection and discharge.
- 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 in the injection discharge overlapping region.
- the difference between the injection amount increase / decrease rate or the injection amount increase / decrease amount and the average value of each cylinder is It may be calculated as:
- the deviation between the fuel pressure drop due to the fuel injection of each cylinder and the average value is calculated as the injection amount variation in the region other than the injection discharge overlapping region.
- the deviation between the injection amount increase / decrease rate or the injection amount increase / decrease amount and the average value of each cylinder is It may be calculated as:
- the deviation between the fuel pressure increase amount due to fuel discharge and the reference value for each fuel discharge is calculated as the discharge amount variation.
- the deviation between the discharge amount increase / decrease rate or the discharge amount increase / decrease amount and the average value for each fuel discharge May be calculated as the discharge amount variation.
- the scope of application of the present disclosure is not limited to a four-cylinder engine, and the present disclosure may be applied to an engine having three or less cylinders or an engine having five or more cylinders.
- the cam 21 that drives the piston 19 of the high-pressure pump 14 is not limited to a configuration using a four-ridge cam having four cam peaks.
- a configuration using three mountain cams having three cam peaks or a two mountain cam having two cam peaks may be used.
- the present disclosure is applied to a system in which fuel injection of the fuel injection valve is performed four times and fuel discharge of the high-pressure pump is performed four times every time the camshaft rotates once in the four-cylinder engine.
- the fuel injection valve performs fuel injection 6 times and the high-pressure pump discharges fuel 3 times, or in an 8-cylinder engine, the camshaft rotates once.
- the present disclosure may be applied to a system in which fuel injection of the fuel injection valve is performed 8 times and fuel discharge of the high pressure pump is performed 4 times.
- the present disclosure can be implemented with various changes within a range not departing from the gist, such as appropriately changing the configuration of the high-pressure pump and the configuration of the fuel supply system.
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
噴射吐出重複領域以外の運転領域である燃料噴射弁(31)の噴射期間と高圧ポンプ(14)の吐出期間とが重複しない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、噴射吐出重複領域である燃料噴射弁(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である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。
Description
本開示は、2013年10月30日に出願された日本出願番号2013-224919号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、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ものである。
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に記載されたものがある。この場合、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する。その後、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。
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。
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。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。
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。
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。よって、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可能性がある。
本開示は、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を目的とする。
本開示の第一の態様において、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高圧燃料通路を通して各気筒の燃料噴射弁に供給するシステムに適用され、高圧燃料通路内の燃料圧力を検出する燃圧センサと、この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の噴射量ばらつきを補正する噴射量ばらつき補正部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部は、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運転領域に相当する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の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを補正するようにしたものである。
このようにすれば、噴射吐出重複領域でも、燃圧センサ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。
この場合、噴射量ばらつき補正部は、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に相当する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の噴射量ばらつきを補正する。
噴射吐出重複領域では、燃料噴射弁の噴射期間と高圧ポンプの吐出期間とのオーバーラップ量(OL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。
この点に着目して、本開示は、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。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。
その結果、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。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は本開示の一実施例における筒内噴射式エンジンの燃料供給システムの構成を示す概略図であり、
図2は燃料噴射による燃圧降下量を説明する図であり、
図3は噴射吐出による燃圧変化量を説明する図であり、
図4は噴射量ばらつきと燃圧変化量との関係を示す図であり、
図5は噴射量ばらつき補正ルーチンを示すフローチャートである。
以下、本開示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の燃料供給システムの概略構成を説明する。本実施例では、エンジンは内燃機関に相当する。
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の吐出圧力が所定圧力に調圧され、その所定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。本実施例では、低圧ポンプ12の吐出圧力は高圧ポンプ14への燃料供給圧力である。
高圧ポンプ14は、円筒状のポンプ室18内でピストン19を往復運動させて燃料を吸入または吐出するピストンポンプである。プランジャに相当するピストン19は、エンジンのカム軸20に嵌着されたカム21の回転運動によって駆動される。本実施例では、例えば、エンジンは4気筒エンジンであり、カム21は4つのカム山を有する4山カムである。
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。
高圧ポンプ14の吸入行程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の閉弁期間を制御することで、高圧ポンプ14の吐出量を制御して燃料圧力を制御する。閉弁期間は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である。尚、燃圧制御弁23の通電開始時期は、基準クランク角位置からのクランク角で設定される。基準クランク角位置はピストン19の上死点に相当するクランク角位置である。高圧ポンプ14の吸入行程で、ピストン19は下降する。高圧ポンプ14の吐出行程で、ピストン19は上昇する。以下、燃料圧力は燃圧と呼ぶ。
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。よって、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。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。よって、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。
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に送られる。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。
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。この場合、クランク軸が2回転する。
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。
上述した各種センサの出力は、電子制御ユニット(ECU)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。本実施例では、ECU38は内燃機関の制御装置に相当する。
その際、ECU38は、エンジン回転速度やエンジン負荷等のエンジン運転状態に応じて目標燃圧をマップ等により算出する。また、ECU38は、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。
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する。ECU38は、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の噴射時間である噴射パルス幅を算出する。ECU38は、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。
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する。排出ガスセンサは空燃比センサや酸素センサである。ECU38は、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。
ところで、各気筒の燃料噴射弁31の噴射時間が同一であっても、各気筒の燃料噴射弁31の個体差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。
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(Qv)の情報として算出する。ECU38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補正する。
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に相当する噴射吐出重複領域では、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。
そこで、本実施例では、ECU38により図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。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に相当する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(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。
図4に示すように、噴射吐出重複領域では、燃料噴射弁31の噴射期間と高圧ポンプ14の吐出期間とのオーバーラップ量(OL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。
従って、噴射吐出重複領域のときに、ECU38が、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。
また、本実施例では、ECU38が、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、ECU38が、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に相当する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。
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の電源オン期間である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、噴射量ばらつき補正部としての役割を果たす。
本ルーチンが起動されると、まず、101で、ECU38が、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であるか否かを判定する。例えば、ECU38が、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、ECU38が、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、ECU38が、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。
この101で、ECU38が、噴射吐出重複領域はないと判定した場合、つまり、噴射吐出重複領域以外の運転領域であると判定した場合には、102に進む。噴射吐出重複領域以外の運転領域は、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しない運転領域に相当する。102で、ECU38が、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、ECU38が、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第1燃圧と、燃料噴射終了直後の所定期間に検出した第2燃圧との差を、燃料噴射による燃圧降下量として算出する。つまり、燃圧降下量は第1燃圧から第2燃圧を減算した値である。本実施形態では、第1燃圧と第2燃圧は複数回の検出値の平均値である。
103で、ECU38が、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。
104で、ECU38が、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、ECU38が、高圧ポンプ14の各燃料吐出毎に、第2燃圧と第1燃圧との差を、燃料吐出による燃圧上昇量として算出する。つまり、燃圧上昇量は第2燃圧から第1燃圧を減算した値である。
105で、ECU38が、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、ECU38が、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104,105の処理が吐出量ばらつき学習部としての役割を果たす。
109で、ECU38が、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。この場合、ECU38が、気筒間の噴射量ばらつきを小さくする。
101で、ECU38が、噴射吐出重複領域である判定した場合には、106に進む。106で、ECU38が、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算出する。
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、ECU38が、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。ECU38が、各気筒毎に、それぞれ燃料噴射弁31の第1燃圧と高圧ポンプ14の第2燃圧との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。
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、ECU38が、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。ECU38が、各気筒毎に、それぞれ高圧ポンプ14の第1燃圧と燃料噴射弁31の第2燃圧との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。
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、ECU38が、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。ECU38が、各気筒毎に、それぞれ燃料噴射弁31の第1燃圧と燃料噴射弁31の第2燃圧との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。
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、ECU38が、噴射吐出による燃圧変化量を次のようにして算出する。ECU38が、各気筒毎に、それぞれ高圧ポンプ14の第1燃圧と高圧ポンプ14の第2燃圧との差を、噴射吐出による燃圧変化量として算出する。
107で、ECU38が、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、ECU38が、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。
108で、ECU38が、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。
109で、ECU38が、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。この場合、ECU38が、気筒間の噴射量ばらつきを小さくする。
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、ECU38が、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、ECU38が、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。
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。
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。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。
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。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。
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第1燃圧と第2燃圧を用いるようにした。しかし、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。
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。しかし、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。
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。しかし、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。
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。しかし、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として用いるようにしても良い。この場合、燃圧変化量の情報は噴射吐出による燃圧変化量を評価するパラメータである。
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。しかし、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。
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。しかし、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。
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。しかし、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。
また、本開示の適用範囲は、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開示を適用しても良い。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ない。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山カムを用いても良い。
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開示を適用した。しかし、例えば、6気筒エンジンでカム軸が1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開示を適用しても良い。
その他、本開示は、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。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (8)
- 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、前記高圧燃料通路(29,30)内の燃料圧力を検出する燃圧センサ(32)と、前記燃圧センサ(32)の出力に基づいて前記各気筒毎に前記燃料噴射弁(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噴射量ばらつき補正部(38、101~109)とを備えた内燃機関の制御装置において、
前記噴射量ばらつき補正部(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に相当する噴射吐出重複領域のときに、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内燃機関の制御装置。 - 前記噴射量ばらつき補正部(38、101~109)は、前記噴射吐出重複領域のときに、前記燃圧センサ(32)の出力に基づいて前記各気筒毎に前記噴射期間の開始時期と前記吐出期間の開始時期のうちの早い方から前記噴射期間の終了時期と前記吐出期間の終了時期のうちの遅い方までの期間に相当する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し、該噴射吐出による燃圧変化量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請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記高圧ポンプ(14)の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習する吐出量ばらつき学習部(38、104、105)を備え、
前記噴射量ばらつき補正部(38、109)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学習部で学習した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請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記吐出量ばらつき学習部(38、104、105)は、前記噴射吐出重複領域以外の運転領域のときに、前記燃圧センサ(32)の出力に基づいて前記高圧ポンプ(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、該燃料吐出による燃圧上昇量に基づいて前記高圧ポンプ(14)の各燃料吐出の吐出量ばらつきを学習する請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記噴射量ばらつき補正部(38、102、106)は、前記噴射吐出重複領域のときに、前記噴射吐出期間の開始前の所定期間における前記燃圧センサ(32)の出力の平均値と前記噴射吐出期間の終了後の所定期間における前記燃圧センサ(32)の出力の平均値との差を前記噴射吐出による燃圧変化量として算出する請求項2乃至4のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
- 前記噴射量ばらつき補正部(38、102、106)は、前記噴射吐出重複領域のときに、前記噴射吐出期間の開始前及び前記噴射吐出期間の終了後における前記燃圧センサ(32)の出力をフィルタを用いて処理した値に基づいて前記噴射吐出による燃圧変化量を算出する請求項2乃至4のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
- 前記噴射量ばらつき補正部(38、101)は、前記燃料噴射弁(31)の制御量と前記高圧ポンプ(14)の制御量とに基づいて前記噴射吐出重複領域であるか否かを判定する請求項1乃至6のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
- 前記噴射量ばらつき補正部(38、101)は、前記燃料噴射弁(31)の制御量である噴射時期、噴射期間と、前記高圧ポンプ(14)の制御量である目標燃圧、該高圧ポンプ(14)のピストン(19)を駆動するカム(21)の位相とに基づいて前記噴射吐出重複領域であるか否かを判定する請求項7に記載の内燃機関の制御装置。
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