JP4883068B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
図1に、本実施形態の燃料噴射システム10を示す。
(燃料噴射システム10)
蓄圧式の燃料噴射システム10は、図示しないコモンレールと、インジェクタ12、インジェクタ駆動回路14、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)20等から構成されており、例えば4気筒の過給機付きのディーゼルエンジン(以下、単にエンジンとも言う。)2の各気筒に燃料を噴射する。
燃料噴射制御装置としてのECU20は、CPU、ROM、RAM、書換可能なフラッシュメモリ、入出力インタフェース等を中心とするマイクロコンピュータ(マイコン)からなり、燃焼時期検出部30、PID制御器40、F/Bゲイン算出部50等を有している。
(燃焼時期検出手段)
ECU20の燃焼時期検出手段としての燃焼時期検出部30は、各種センサ4のうち筒内圧センサの出力信号に基づき、次式(1)により熱発生率を求める。
式(1)において、Vは気筒内容積を、Pは筒内圧センサが検出した筒内圧を、κは比熱比をそれぞれ示している。燃焼時期検出部30は、メイン噴射による燃料の着火により熱発生率が上昇し予め設定している所定の閾値を超えるときのクランク角度を、メイン噴射の燃焼時期である着火時期として検出する。
ECU20は、エンジン回転数およびアクセル開度に基づいて、メイン噴射の目標燃焼時期を算出する。
圧縮自着火式のディーゼルエンジン2では、燃料の噴射時期により燃焼時期が決定される。したがって、噴射時期制御手段としてのPID制御器40は、筒内圧センサの出力信号に基づいて燃焼時期検出部30が検出した燃焼時期と、エンジン運転状態に基づいて目標燃焼時期算出手段が算出した目標燃焼時期との偏差に基づいて、検出した燃焼時期が目標燃焼時期に一致するように噴射時期を算出してインジェクタ駆動回路14に指令する。PID制御器40は、インジェクタ駆動回路14に出力するパルス信号の立ち上がり時期を噴射時期としてインジェクタ駆動回路14に指令する。
パラメータ設定手段としてのF/Bゲイン算出部50は、例えば、各種センサ4のうち排気通路に設置されたO2センサの出力信号に基づいて排気中のO2濃度を検出する。また、F/Bゲイン算出部50は、各種センサ4の出力信号に基づいて、気筒内に吸入されるガス量に対するEGRガス量の割合であるEGR率を検出する。
ここで、物理量として排気O2濃度を例にして、排気O2濃度と燃焼時期感度との相関について図2に基づいて説明する。図2において、排気O2濃度の減少量は、通常の噴射時期制御を行った場合の排気O2濃度を排気O2濃度の減少量が0%である基準点とし、基準点における排気O2濃度に対する減少量を表している。排気O2濃度の減少量が大きくなることは、排気O2濃度が低くなることを表している。
図4に、燃焼時期制御ルーチンのフローチャートを示す。燃焼期制御ルーチンは、1燃焼サイクル毎に実行される。図4において、「S」はステップを表している。
S304においてECU20は、燃焼時期制御系の内部安定性余裕と相関のある物理量として排気O2濃度またはEGR率等を各種センサから検出し、S306において、検出した物理量を元に物理量とフィードバックゲインとの相関マップから、現在の物理量において燃焼時期制御系の内部安定状態を維持できる範囲内で設定できる噴射時期に対するPID制御の各フィードバックゲインを取得する。前述したように、物理量とフィードバックゲインとの相関マップは、燃焼時期制御の制御周期毎に設定されていてもよい。
上記実施形態において物理量として例に挙げた排気O2濃度およびEGR率以外にも、物理量が変化すると燃焼時期感度が変化し、燃焼時期感度に対してフィードバックゲインが変化する物理量として、吸気温、水温、空燃比、過給圧、吸気量等を適宜採用して組み合わせてもよい。
Claims (12)
- 内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁の燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置において、
前記気筒における燃焼時期を検出する燃焼時期検出手段と、
前記燃焼時期検出手段が検出する前記燃焼時期が目標燃焼時期になるように前記燃料噴射弁の噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、
前記噴射時期を制御して前記燃焼時期検出手段が検出する前記燃焼時期を前記目標燃焼時期にする制御系の内部安定性余裕と相関のある少なくとも一つの物理量を検出する物理量検出手段と、
前記噴射時期制御手段が前記噴射時期を制御する制御量を算出するための制御パラメータを前記物理量に応じて設定するパラメータ設定手段と、
を備え、
前記パラメータ設定手段は、前記物理量と前記噴射時期の変化に対して前記燃焼時期が変化する燃焼時期感度との相関と、前記燃焼時期感度と前記燃焼時期制御系の内部安定状態を維持する前記制御パラメータの限界値との相関と、に基づいて前記物理量に応じて前記制御パラメータを設定する、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 前記物理量と前記燃焼時期感度との相関と、前記燃焼時期感度と前記燃焼時期制御系の内部安定状態を維持する前記制御パラメータの限界値との相関と、に基づいて設定された前記物理量と前記制御パラメータとの相関を記憶している記憶手段をさらに備え、
前記パラメータ設定手段は、前記記憶手段に記憶されている前記物理量と前記制御パラメータとの相関から前記物理量に応じて前記制御パラメータを設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射制御装置。 - 前記噴射時期制御手段は、比例フィードバック制御と積分フィードバック制御と微分フィードバック制御との少なくとも一つで構成されるフィードバック制御器を有することを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射制御装置。
- 内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁の燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置において、
前記気筒における燃焼時期を検出する燃焼時期検出手段と、
前記燃焼時期検出手段が検出する前記燃焼時期が目標燃焼時期になるように前記燃料噴射弁の噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、
前記噴射時期を制御して前記燃焼時期検出手段が検出する前記燃焼時期を前記目標燃焼時期にする制御系の内部安定性余裕と相関のある少なくとも一つの物理量を検出する物理量検出手段と、
前記噴射時期制御手段が前記噴射時期を制御する制御量を算出するための制御パラメータを前記物理量に応じて設定するパラメータ設定手段と、
を備え、
前記噴射時期制御手段は、比例フィードバック制御と積分フィードバック制御と微分フィードバック制御との少なくとも一つで構成されるフィードバック制御器を有する、
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 前記制御パラメータは、前記フィードバック制御器を構成するフィードバック制御のゲインであることを特徴とする請求項3または4に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記物理量は排気O2濃度であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記
載の燃料噴射制御装置。 - 前記物理量はEGR率であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記物理量は吸気温であることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記物理量は水温であることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記物理量は空燃比であることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記物理量は過給圧であることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
- 前記物理量は吸気量であることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
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