JP2010084746A - 内燃機関制御装置及び内燃機関制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微小噴射に伴い生じたNE変動量(出力トルク増加量)をトルク増加量検出値として取得するトルク増加量取得手段S40と、トルク増加量検出値に基づき判定された燃料性状に応じてエンジン制御に用いる各種適合値を可変設定する適合値設定手段と、設定された適合値に基づきエンジン制御している時に前記微小噴射を再度実行する確認噴射制御手段S20と、確認噴射制御手段の実行時に得られたNE変動量を確認検出値とし、当該確認検出値が所定範囲から外れているか否かに基づき燃料性状判定結果又は適合値の精度を確認する精度確認手段S70と、を備える。
【選択図】 図4
Description
図1は、本実施形態にかかる内燃機関制御装置が制御の対象とするエンジン2(圧縮着火式内燃機関)の、燃料噴射システム10を示す。
本実施形態の燃料噴射システム10は、例えば、自動車用の4気筒のディーゼルエンジン2に燃料を供給するためのものであり、コモンレール20に燃料を供給する高圧ポンプ16(燃料供給ポンプ)と、高圧燃料を蓄えるコモンレール20と、コモンレール20より供給される高圧燃料をエンジン2の各気筒の燃焼室に噴射する燃料噴射弁30と、本システムを制御するECU40(電子制御装置)とを備える。燃料噴射システム10には、高圧ポンプ16からコモンレール20に燃料を供給するために、燃料タンク12から燃料を汲み上げるフィードポンプ14が備えられている。
ECU40は、例えば、車両の走行中にアクセルをオフにしたときに燃料噴射がカットされ、エンジン回転速度が一定の割合で低下する減速無噴射時であるかを判定し、減速無噴射時であれば、燃料性状を検出するために、燃料噴射弁30からの性状検出噴射を許可する。減速無噴射時には、先述したNE変動量が他の運転状態に比べて小さいので、NE変動量を高精度に検出できる。なお、減速無噴射時以外にも、エンジン回転速度の変動が小さいアイドル運転時を燃料性状の検出条件としてもよい。さらに、吸気温および水温が低すぎず、かつ高すぎない所定温度範囲であることを燃料性状の検出条件としてもよい。
ECU40は、燃料性状を検出する条件が成立するときに、燃料性状を検出するための性状検出噴射(微小噴射)を燃料噴射弁30に指令する。性状検出噴射における噴射段数、噴射量、噴射時期は通常の燃料噴射制御とは異なっている。すなわち、微小量(例えばアイドル運転時よりも少ない量)の燃料を単段で噴射させる。本実施形態での微小噴射では、数mm3/回(例えば2mm3/回)の量を噴射するよう燃料噴射弁30に指令する。
ECU40は、回転センサが検出するエンジン回転速度NEから、微小噴射を実施したときのNE変動量ΔNEを検出する。但し、燃料性状が同じであっても微小噴射する時のタイミングが所定タイミングT1,T2からずれてしまえば検出されるNE変動量も大きく変化する。また、微小噴射タイミングのずれは無くとも回転センサの検出誤差が生じればNE変動量の検出精度は低下する。そこで本実施形態では、先述した噴射時期範囲内の複数のタイミングT1,T2で単段による微小噴射をそれぞれ実施し、T1で微小噴射した時のNE変動量ΔNE(T1)と、T2で微小噴射した時のNE変動量ΔNE(T2)とに基づき、先述したトルク検出値Trq及び検出指標Vの少なくとも一方(以下、単に「トルク検出値Trq」又は「検出指標V」と記載)を算出している。
なお、エンジン回転速度NEと微小噴射を実施したときのNE変動量ΔNEとに基づきトルク検出値Trqを次式(2)により推定することができる(式(2)中のkは比例定数)。この場合、推定したトルク検出値Trqを検出指標Vとしてもよい。
(燃料性状判定手段)
燃料性状が着火しやすい性状つまり高セタン価であるほど、検出指標Vは大きい値となる。そこでECU40は、上述の如く算出した検出指標Vに基づきセタン価を判定する。そして、その判定結果に応じて先述したマップ中の各種適合値を補正(可変設定)している。
上記第1実施形態では式(1)に基づき検出指標Vを算出しているが、本実施形態では以下に列挙する手法により検出指標Vを算出する。
トルク検出制御の微小噴射にて検出したNE変動量(以下、単に「トルク」と記載)と、一つの所定トルクとを比較して、高セタン価レベル及び低セタン価レベルのいずれであるかを検出指標として算出する。なお、微小噴射により発生したトルクと複数の所定トルクとを比較し、燃料性状を複数レベルで算出してもよい。
噴射時期の異なる微小噴射にてトルクを取得し、取得したトルクが所定トルクを跨いで超えるときの噴射時期を、検出指標として算出する。
図2に示すように、燃料性状が異なれば、噴射タイミングとトルクとの関係を示すトルク特性線は異なってくるが、微小噴射によって発生するトルクがセタン価の違いによって大きくなる範囲が、TDCよりも遅角側に存在する。そして、この範囲におけるトルク特性線の傾きα1,α2,α3(図2参照)は、セタン価が大きいほど緩やかになる。そこで、噴射タイミングT1におけるトルクとT2におけるトルクとの2点を結ぶ直線の傾きに基づいて、検出指標を算出する。これによれば、1点で検出したトルクに基づいて検出指標を算出する場合に比べ、トルクの検出誤差が検出指標の算出結果に与える影響が低減するので、検出指標の算出精度が向上する。
上述した特性線の傾きα1,α2,α3は噴射量に応じて変化する。そこで、同じ噴射タイミングにおいて、異なる噴射量で微小噴射を実施して、各噴射量において傾きを検出し、検出した複数の傾きに基づいて検出指標を算出する。これにより、検出指標を高精度に算出できる。
微小噴射によって発生するトルクがセタン価の違いによって大きくなる範囲においては、トルク特性線L1の積算値(図2中の斜線に示す面積)とトルク特性線L2,L3の積算値とは異なる値となる。つまり、セタン価に応じて前記積算値は異なる。そこで、この積算値に基づいて検出指標を算出する。これによれば、1点で検出したトルクに基づいて検出指標を算出する場合に比べ、トルクの検出誤差が検出指標の算出結果に与える影響が低減するので、検出指標の算出精度が向上する。
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。また、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (11)
- 圧縮着火式内燃機関の圧縮上死点より遅角側の所定タイミングで、前記内燃機関の出力トルクを増加させるよう燃料を微小噴射する微小噴射制御手段と、
前記微小噴射に伴い生じた前記出力トルクの増加量又はその増加量と相関のある物理量を、トルク増加量検出値として取得するトルク増加量取得手段と、
前記トルク増加量検出値に基づき燃料性状を判定する燃料性状判定手段と、
前記燃料性状判定手段による燃料性状判定結果に応じて前記内燃機関の制御に用いる適合値を可変設定する適合値設定手段と、
前記適合値設定手段により設定された適合値に基づき前記内燃機関の運転状態を制御している時に前記微小噴射を再度実行する確認噴射制御手段と、
前記確認噴射制御手段の実行時に得られた前記トルク増加量検出値を確認検出値とし、当該確認検出値が所定範囲から外れているか否かに基づき前記燃料性状判定結果又は前記適合値の精度を確認する精度確認手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関制御装置。 - 前記確認検出値が前記所定範囲から外れていると前記精度判定手段により判定された場合に、前記確認検出値に基づき前記燃料性状判定結果又は前記適合値を補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関制御装置。
- 前記確認検出値が前記所定範囲から外れていると前記精度判定手段により判定された場合に、前記燃料性状判定手段の判定に用いられた前記トルク増加量検出値を再度取得するよう前記微小噴射を再実行させる微小噴射再実行要求手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関制御装置。
- 前記所定範囲は、第1範囲及び前記第1範囲よりも狭く設定された第2範囲の2段階に設定され、
前記確認検出値が前記第1範囲内かつ前記第2範囲から外れていると前記精度判定手段により判定された場合に、前記確認検出値に基づき前記燃料性状判定結果又は前記適合値を補正する補正手段と、
前記確認検出値が前記第1範囲から外れていると前記精度判定手段により判定された場合に、前記燃料性状判定手段の判定に用いられた前記トルク増加量検出値を再度取得するよう前記微小噴射を再度実行させる微小噴射再実行要求手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関制御装置。 - 前記内燃機関の運転状態を制御するアクチュエータの機差が機差ばらつきの中央値であるとともに前記適合値が最適な値であると仮定した場合に、前記確認噴射制御手段の実行時に得られると想定される前記トルク増加量検出値を想定基準値として予め記憶しておき、
前記補正手段は、前記確認噴射制御手段の実行時に実際に得られた前記トルク増加量検出値と前記基準値との差分に応じて前記燃料性状判定結果又は前記適合値を補正することを特徴とする請求項2又は4に記載の内燃機関制御装置。 - 前記燃料性状判定手段は、前記所定タイミングを異ならせて実行した各々の前記微小噴射に対して取得した前記トルク増加量検出値に基づき、燃料性状を判定することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の内燃機関制御装置。
- 前記燃料性状判定手段は、前記所定タイミングと前記トルク増加量検出値との関係を示すトルク特性の積算値又は変化率に基づき、燃料性状を判定することを特徴とする請求項6に記載の内燃機関制御装置。
- 前記微小噴射する時の燃料圧力を調整する圧力調整手段を備え、
前記燃料性状判定手段は、前記圧力調整手段により異なる圧力に調整された複数の前記燃料圧力における前記トルク増加量検出値に基づき、燃料性状を判定することを特徴とする請求項1から7のいずれか1つに記載の内燃機関制御装置。 - 前記トルク増加量取得手段は、前記微小噴射に伴い生じた機関回転速度の変動量を前記トルク増加量検出値として取得することを特徴とする請求項1から8のいずれか1つに記載の内燃機関制御装置。
- 前記微小噴射制御手段は、減速無噴射時に前記微小噴射を実行することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載の内燃機関制御装置。
- 請求項1〜10のいずれか1つに記載の内燃機関制御装置と、
燃料を加圧し圧送する燃料供給ポンプ、前記燃料供給ポンプが圧送する燃料を蓄圧するコモンレール、及び前記コモンレールが蓄圧している燃料を内燃機関の気筒に噴射する燃料噴射弁の少なくとも1つと、
を備えることを特徴とする内燃機関制御システム。
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