JP4396322B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
れた噴射期間に応じたタイミングによる噴射終了動作タイミングの設定が行われる。
近年、ディーゼル機関を搭載する車両に対して、排気ガスの浄化性、いわゆるエミッションを改善することが強く望まれる。また、蓄圧式のディーゼル機関においては、エミッション改善の有効手段として、高応答の燃料噴射弁を用いるとともに、高燃料圧力で燃料噴射を行う燃料噴射制御システムが要求されている。しかし、こうしたシステムでは、燃料圧力の高圧化に伴って噴射期間の変化に対する噴射量の変化は大きくなるため、精度の高い燃料噴射は困難となる。また、CPUの処理負荷等の影響によって、最短噴射期間を満たすことも難しくなる。これら最短噴射期間を短くする要求と精度よく燃料の噴射を行う要求との両方を満足させるために、前述した第1の技術手法と第2の技術手法とを組み合わせて、要求噴射期間に応じて手法を切り換える方法も考えられる。しかし、切換え判定に用いる判定値を第2の技術手法が実現可能な最短噴射期間とした場合、燃料圧力の変動に伴って判定時点の燃料圧力と噴射開始時点の燃料圧力とが異なると、噴射開始時点の噴射期間が短くなってしまい、第1の技術手法では噴射期間を制御することができない可能性がある。この点、請求項1または2に記載の発明によれば、短い噴射期間でも精度よく燃料噴射を行うことができるとともに、確実に燃料噴射終了動作を行わせることができるようになる。すなわち、請求項1または2に記載の発明は、上記構成に適用して特に有効である。
以下、この発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の、参考例としての第1の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態では、車載ディーゼル機関用のコモンレール式(蓄圧式)燃料噴射制御装置を対象に本発明を具体化している。
同図1に示されるように、この燃料噴射制御装置は、大きくは、車載ディーゼル機関である内燃機関10と、同機関に燃料を供給する燃料噴射弁12(12a〜12d)と、コモンレール(蓄圧室)20と、燃料ポンプ22と、各種センサと、それらセンサの出力に基づいて上記各要素を制御する電子制御ユニット30とを備えて構成されている。
図2及び図3は、上記燃料噴射弁12による燃料噴射の噴射開始タイミング及び噴射終了動作タイミングの設定手順を示すフローチャートである。また、図4(a)及び(b)は、NEパルス信号(クランク角信号)の入力タイミングと燃料噴射弁12の通電パルスの生成タイミングとの関係を示すタイムチャートである。同図4においてt1、t2、t3は、NEパルス信号の入力タイミングをそれぞれ示している。また、これらNEパルス信号のパルス間隔は、所定のクランク角(例えば10°CA)となっている。また、図4のt10のタイミングは、NEパルス信号を基準として運転状態等に基づき決定される噴射開始タイミングである。
そして、CPU34は、ステップS104で、ステップS103において算出した噴射期間Taに基づいて噴射パルスをセットする。詳しくは、図4(a)において、t10のタイミングで燃料噴射を開始してから噴射期間Taが経過した後のt11のタイミングで燃料噴射が終了するようにアウトプットコンペアレジスタにセットする。これにより、t10のタイミングで燃料噴射を開始させるとともに、噴射期間Taが経過した後のt11のタイミングで燃料噴射を終了させることができるようになる。
図3において、CPU34は、ステップS110で、その時のコモンレール圧センサ41からの信号のA/D変換値を取り込んで燃料圧力を取得する。さらに、CPU34は、ステップS111で、その時の内燃機関の運転状態に応じた要求噴射量を取得する。引き続き、CPU34は、ステップS112で、燃料圧力と要求噴射量とから噴射期間Tb1(Tb2)を算出する。ちなみに、図4(a)において、Tb1は算出した噴射期間が上記噴射期間Taよりも短いときの噴射期間、Tb2は算出した噴射期間が上記噴射期間Taよりも長いときの噴射期間を示す。
次に、第1の実施の形態との相違点を中心に、本願発明としての第2の実施の形態について説明する。
この実施の形態のおいては、図7に示す動作と図8に示す動作と図4に示す動作とを切換えつつ、噴射終了動作を行わせるものである。図7において、t1のタイミングでNEパルス信号を入力すると、割込み動作により燃料圧力を取得して当該燃料圧力と要求噴射量とから噴射期間を算出して噴射終了動作タイミングの設定を行う。図8において、t1のタイミングでNEパルス信号を入力すると、NEパルス信号からセットした噴射開始タイミングt10で燃料圧力を取得し、当該燃料圧力と要求噴射量とから噴射期間を算出して噴射終了動作タイミングの設定を行う。図4において、t1のタイミングでNEパルス信号を入力すると、割込み動作により燃料圧力を取得して当該燃料圧力と要求噴射量とから噴射期間を算出して噴射終了動作タイミングの設定を行う。さらに、NEパルス信号からセットした噴射開始タイミングt10で燃料圧力を再度取得して当該燃料圧力と要求噴射量とから噴射期間を算出し、割込み動作により設定された噴射終了動作タイミングを更新処理する。
さらに、CPU34は、ステップS202及びS203で、上記予測噴射期間と第1の期間T1及び該第1の期間T1よりも長い第2の期間T2とを比較する。つまり、ステップS202において、上記予測噴射期間が第2の期間T2よりも短いか否かを判定し、予測噴射期間が第2の期間T2よりも短いときには、ステップS203で、予測噴射期間が第1の期間T1よりも短いか否かを判定する。なお、これら第1の期間T1及び第2の期間T2は、例えばCPUの処理負荷等に基づき実験的に求められたものであり、予めROM等の記憶装置に記憶されている。また、この実施の形態においては、上記ステップS202及びS203の処理を行う部位が比較手段に相当する。
次に、第1の実施の形態との相違点を中心に、参考例としての第3の実施の形態について説明する。
この実施の形態においては、図11に示すように、噴射開始タイミングt20をセットするためのNEパルス信号が入力するタイミングt1から噴射開始タイミングt20までの間において割り込み処理し、燃料圧力を取得して当該燃料圧力と要求噴射量から噴射期間を算出して噴射終了動作タイミングの設定を行うようにしている。
この処理により、図11での噴射セット用割込みタイミングt30において図10の処理が開始される。
(他の実施の形態)
なお、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置は、上記実施の形態に限られることなく、例えば以下の形態にて実施することもできる。
Claims (3)
- 内燃機関のクランク軸の回転に同期して出力される信号を基準とした処理により燃料圧力を取得し、当該燃料圧力と要求噴射量とから燃料の噴射期間を算出して噴射終了動作タイミングの設定を行う第1の演算手段と、
前記内燃機関のクランク軸の回転に同期して出力される信号を基準とした処理により燃料圧力を取得して当該燃料圧力と要求噴射量とから燃料の噴射期間を算出して信号基準の噴射終了動作タイミングの設定を行うとともに、該信号基準の噴射終了動作タイミングの設定の後に、内燃機関のクランク軸の回転に同期して出力される信号からセットした噴射開始タイミングにて、この噴射開始タイミングにおける燃料圧力を再度取得して当該燃料圧力と要求噴射量とから噴射期間を算出し、前記信号基準の噴射終了動作タイミングを更新処理する第2の演算手段と、
前記内燃機関のクランク軸の回転に同期して出力される信号を基準とした処理により噴射開始タイミングをセットするとともに、このセットした噴射開始タイミングにおける燃料圧力を取得して当該燃料圧力と要求噴射量とから噴射期間を算出し、この算出した噴射期間に応じたタイミングによる噴射終了動作タイミングの設定を行う第3の演算手段と、
前記内燃機関のクランク軸の回転に同期して出力される信号を基準とした処理により、当該内燃機関の運転状態に応じて予測される噴射期間と第1の期間及び該第1の期間よりも長い第2の期間とを比較する比較手段と、
前記比較手段により、前記予測される噴射期間が前記第1の期間よりも短いとされるときに前記第1の演算手段の処理を実行し、前記予測される噴射期間が前記第1の期間よりも長く、かつ、前記第2の期間よりも短いとされるときに前記第2の演算手段の処理を実行し、前記予測される噴射期間が前記第2の期間よりも長いとされるときに前記第3の演算手段の処理を実行する切換手段と、
を備えたことを特徴とす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において、
前記燃料圧力に相当する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換器をさらに備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記内燃機関は、蓄圧式のディーゼル機関である
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。
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