JP5001785B2 - 内燃機関の制御のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
噴射タイミングが正しくないため生じる極端に長い点火遅れの悪影響は、自動車用途において特に不都合である。車両の運転性は、例えば、加速に対する無反応の影響を受けることがあり、また振動および結果として生じる雑音は、車両の精密さを損ねる。さらに、自動車排ガス規制法により、排気ガス中の有害成分の許容量に対し特に厳格な制限が課せられ、また低燃費は、低排出にも寄与する重要な市場要因となっている。
N個の速度値がそれぞれのバッファ内に記憶されると、次に速度変動レベルがシリンダ毎に計算される。速度変動レベルは、Nサイクルにわたる速度の平均からの記録された速度の偏差を表している。したがって、シリンダXに対し、速度変動レベルは、
fluctuation_cylX_level=std(speed_cylX_buffer)/mean(speed_cylX_buffer)
となる。
こうして、速度変動レベルは、エンジンのシリンダ毎に決定される。そのため、4気筒エンジンでは、X=1から4の4つの関連する速度変動レベルが決定される。
この場合、重み付け関数72は、1に設定することができ、これにより、重み付きタイミング補正78は、第4のステップ204で決定されたタイミング補正に等しくなる。
ICU 80の第1の実施形態では、較正曲線は、補正コントローラメモリ94内に記憶され、補正コントローラ86は、メモリ94から較正曲線を読み取り、図2のステップ204を参照しつつすでに説明されている方法の第1の実施形態により噴射タイミング補正を決定するように配列される。
燃焼サイクルの速度は、従来の方法により図3を参照しつつ説明されているような信号から計算することができる。例えば、燃焼サイクル速度は、連続燃焼サイクルでピストンがTDCに到達する時間間隔ではなく、連続燃焼サイクルでTDCからBDCまでの間にシリンダのピストンが定義済みクランク角に到達する時間間隔から計算することができる。このような定義済み角度は、計算された速度の燃焼サイクル速度変動の最適な検出を行えるように選択することができる。
22 フュエルインジェクタ
24 インジェクタバルブニードル
26 バルブニードルシート
28 一組のノズル出口
30 制御系
32 エンジン制御ユニット(ECU)
38 入力パラメータ
40 インジェクタイベントシーケンスまたは噴射タイミング要求
50 信号
52、54、56、58 speed_cylX[i]
64、66 異常な速度変動
70 噴射タイミング補正
72 倍率または重み付け関数
74 公称噴射タイミング要求
78 重み付き噴射タイミング補正
80 ICU
82 エンジン制御ユニット(ECU)
84 観測装置
86 補正コントローラ
88 観測装置入力信号
90 観測装置メモリ
91 エンジンパラメータ
92 速度変動レベル
94 補正コントローラメモリ
96 重み付きタイミング補正
98 噴射タイミング要求
100 タイミング要求モジュール
102 エンジン負荷要求
104 公称噴射タイミング要求
106 タイミング要求コントローラ
108 回転状態信号
Claims (40)
- 複数のシリンダを備え、各前記シリンダは燃焼室を備え、前記燃焼室において燃料が関連するフュエルインジェクタにより噴射され、前記燃焼室では使用時に燃焼現象が繰り返し発生して次々に生じる燃焼現象の間に前記シリンダの燃焼サイクルが確定される内燃機関内で、燃料品質のための噴射パラメータ補正が必要か否かを決定する方法であって、
前記シリンダのうちの少なくとも2つのシリンダの前記燃焼サイクルの速度を観測するステップ(201)と、
燃料品質に対する噴射パラメータ補正が必要か否かを決定するため前記少なくとも2つの速度を分析するステップ(202、203)と、を含み、
前記少なくとも2つの速度を分析する前記ステップ(202、203)は、
前記少なくとも2つのシリンダに対する燃焼サイクル速度(52、54、56、58)を計算して記憶するステップと、
前記記憶されている燃焼サイクル速度(52、54、56、58)から前記少なくとも2つのシリンダの各シリンダに対する速度変動レベル(60)のシーケンスを計算するステップと、
シリンダに対する複数の前記記憶されている燃焼サイクル速度の偏差パラメータとそのシリンダに対する前記複数の記憶されている燃焼サイクル速度の平均とを比較することにより前記シーケンスの前記速度変動レベル(60)のそれぞれ1つを計算するステップと、
連続する複数の前記燃焼サイクル速度(52、54、56、58)から前記シーケンスのそれぞれの連続する速度変動レベル(60)を計算するステップと、をさらに含む、
方法。 - 前記少なくとも2つの速度を分析する前記ステップ(202、203)は、前記シリンダにおける異常な速度変動(64、66)を識別するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記速度変動レベル(60)と閾値(62)とを比較することにより前記異常な速度変動(64、66)を識別するステップを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記シーケンスの前記速度変動(60)のうちの少なくとも2つの連続する速度変動が前記閾値(62)よりも大きい場合に異常な速度変動(64、66)であると識別するステップを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも2つの速度を分析するステップは、さらに、前記複数のシリンダのうちの2つまたはそれ以上のシリンダの異常な速度変動(64、66)の発生を分析し(203)、燃料品質に対する噴射パラメータ補正が必要か否かを決定するステップを含む、請求項2から4のいずれかに記載の方法。
- 燃料品質に対する噴射パラメータ補正は、異常な速度変動(64、66)が同時にまたは同じ頃に前記複数のシリンダのうちの2つまたはそれ以上において発生した場合に必要であると決定するステップを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記異常な速度変動が実質的に同時に2つまたはそれ以上において発生していない場合に、前記異常な速度変動は燃料品質における変化以外で発生しているとする、請求項5または6に記載の方法。
- 故障を記録するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記故障を記録するステップは前記ECUのメモリに故障コードを書き込むステップを含む、請求項8に記載の方法。
- 燃料品質に対する噴射パラメータ補正を決定する方法であって、請求項1から9のいずれかに記載の方法に従って、噴射パラメータ補正が必要であるか否かを決定ステップと、もし必要ならば、噴射パラメータを調節して(204)燃料品質に対する前記噴射パラメータ補正を決定するステップとを含む方法。
- 前記噴射パラメータは、各噴射で送り込まれる燃料の前記量を含み、前記噴射パラメータ補正は、各噴射で送り込まれる燃料の前記量の修正を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記噴射パラメータは、燃料の次々と生じる噴射の間隔を含み、前記噴射パラメータ補正は、燃料の次々と生じる噴射の前記間隔の修正を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記噴射パラメータは、噴射タイミングを含み、前記噴射パラメータ補正は、噴射タイミング補正である、請求項10に記載の方法。
- 前記噴射タイミング補正は、燃料が前記シリンダの前記燃焼サイクルに関して噴射される前記タイミングの修正を含む、請求項13に記載の方法。
- 前記噴射パラメータ補正は、
複数の噴射パラメータ補正値を含む各補正値が速度変動の大きさに関連付けられている較正曲線を形成するステップと、
前記較正曲線をシリンダの前記計算された速度変動(60)で処理するステップと、
前記較正曲線内の前記計算された速度変動(60)に関連する補正値を読み取り、前記噴射パラメータ補正を決定するステップと、
によって決定される、請求項10から14のいずれかに記載の方法。 - 前記噴射パラメータ補正は増分補正である、請求項10から14のいずれかに記載の方法。
- メモリから前記増分補正の大きさを読み取るステップを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記噴射パラメータ補正は、前記噴射パラメータに適用すべきオフセットである、請求項10から17のいずれかに記載の方法。
- さらに、前記複数のシリンダのうちの少なくとも2つのシリンダの前記燃焼サイクルの前記速度を観測するステップ(201、205)と、前記少なくとも2つの速度を分析して、燃料品質に対する噴射パラメータ補正が必要か否かを決定するステップ(202、203、206)と、もし必要ならば、燃料品質に対する最適化された噴射パラメータ補正になるように前記噴射パラメータを調節するステップ(204)とを繰り返すステップを含む、請求項10から18のいずれかに記載の方法。
- さらに、
エンジン負荷に対する重み付け関数(72)を決定するステップと、
前記重み付け関数を前記噴射パラメータ補正に適用するステップと、
を含む、請求項10から19のいずれかに記載の方法。 - さらに、前記噴射パラメータ補正をメモリに記憶するステップを含む、請求項10から20のいずれかに記載の方法。
- 請求項10から21のいずれかに記載の方法に従って噴射パラメータ補正を決定するステップと、
その後の燃焼現象について前記噴射パラメータ補正に従って前記噴射パラメータを調節するステップと、
を含む内燃機関内の燃料品質について補正された噴射パラメータを決定する方法。 - エンジン負荷要求に応じて公称噴射パラメータ(74)を決定するステップと、
前記噴射パラメータ補正(70、78)を前記公称噴射タイミング(74)に適用して燃料品質に対する噴射パラメータ(76)を決定するステップとを含む、
請求項22に記載の方法。 - 前記噴射パラメータ補正を前記フュエルインジェクタのパイロットおよび/または後噴射に適用するステップを含む、請求項22または請求項23に記載の方法。
- 前記内燃機関サイクルの速度はクランク角センサから発生された信号から計算される、請求項1から24のいずれかに記載の方法。
- 複数のシリンダを備え、それぞれの前記シリンダが燃焼室を備え、前記燃焼室内に燃料が関連するフュエルインジェクタにより噴射され、前記燃焼室内では使用時に燃焼現象が繰り返し発生して次々に生じる燃焼現象の間に前記シリンダの燃焼サイクルが確定される内燃機関に対する、インジェクタ制御ユニット(80)であって、前記インジェクタ制御ユニット(80)は、噴射パラメータを制御するように配列され、前記インジェクタ制御ユニット(80)は、
前記シリンダのうちの少なくとも2つのシリンダの前記燃焼サイクルの速度を観測する手段(84)と、
燃料品質に対する噴射パラメータ補正(96)が必要か否かを決定するため前記少なくとも2つの速度を分析する手段(84、86)とを備え、
前記少なくとも2つの速度を分析する前記手段は、
前記少なくとも2つのシリンダに対する燃焼サイクル速度(52、54、56、58)を計算して記憶し、
前記記憶されている燃焼サイクル速度から前記少なくとも2つのシリンダの各シリンダに対する速度変動レベル(60)のシーケンスを計算し、
シリンダに対する複数の前記記憶されている燃焼サイクル速度の偏差パラメータとそのシリンダに対する前記複数の記憶されている燃焼サイクル速度の平均とを比較することにより前記シーケンスの前記速度変動レベルのそれぞれ1つを計算し、
連続する複数の前記燃焼サイクル速度から前記シーケンスのそれぞれの連続する速度変動レベル(60)を計算する、ように配備されている、
インジェクタ制御ユニット(80)。 - さらに、前記噴射パラメータ補正が必要であると決定された場合に燃料品質に対する前記噴射パラメータ補正を行うように噴射パラメータを調節するための手段(86)を備える、請求項26に記載のインジェクタ制御ユニット。
- 前記噴射パラメータは、噴射タイミングを含み、前記噴射パラメータ補正は、噴射タイミング補正を含む、請求項27に記載のインジェクタ制御ユニット。
- 前記噴射タイミング補正は、燃料が前記シリンダの前記燃焼サイクルに関して噴射される前記タイミングの修正を含む、請求項28に記載のインジェクタ制御ユニット。
- さらに、
前記燃焼サイクルの前記速度に関係する速度信号(88)を受信するための入力部と、
前記速度信号(88)から前記2つまたはそれ以上の各シリンダに対する速度変動レベル(92)のシーケンスを決定するように配列された観測装置(84)と、
前記2つまたはそれ以上の各シリンダに対する速度変動レベル(92)の前記シーケンスを出力するための出力部とを備える、請求項26から29のいずれかに記載のインジェクタ制御ユニット(80)。 - さらに、前記観測装置(84)と通信する観測装置メモリ(90)を備える、請求項30に記載のインジェクタ制御ユニット(80)。
- 前記速度信号(88)は、クランク角信号である、請求項30または請求項31に記載のインジェクタ制御ユニット(80)。
- さらに、
前記2つまたはそれ以上の各シリンダに対する速度変動レベル(92)の前記シーケンスを受信するための入力部と、
前記噴射パラメータ補正(96)を決定するための補正コントローラ(86)とを備える、請求項30から32のいずれかに記載のインジェクタ制御ユニット(80)。 - さらに、前記補正コントローラ(86)と通信する補正コントローラメモリ(94)を備える、請求項33に記載のインジェクタ制御ユニット(80)。
- 前記補正コントローラ(86)は、
速度変動レベルの前記シーケンスにおいて異常を識別するための手段と、
前記異常が、燃料品質の結果であるか否かを決定するための手段とを備える、請求項33または請求項34に記載のインジェクタ制御ユニット(80)。 - さらに、
公称噴射パラメータ(104)を決定するための手段(100)と、
前記噴射パラメータ補正(96)を前記公称噴射パラメータ(104)に適用して補正噴射パラメータ(98)を決定するための手段(106)とを備える、請求項26から35のいずれかに記載のインジェクタ制御ユニット(80)。 - 請求項36に記載の噴射制御ユニット(80)と、
前記補正された噴射パラメータ(98)によりフュエルインジェクタを作動させるための手段(110)と、
を備えるエンジン制御ユニット(82)。 - 前記フュエルインジェクタを作動させるための前記手段は、インジェクタ駆動回路(110)を備える、請求項37に記載のエンジン制御ユニット(82)。
- 前記エンジンの回転状態に関連するパラメータ(91)を受信するように配列された入力部を備える、請求項37または請求項38に記載のエンジン制御ユニット(82)。
- 請求項26から36のいずれかに記載のインジェクタ制御ユニット(80)、または
請求項37から39のいずれかに記載のエンジン制御ユニット(82)を備える、
内燃機関のフュエルインジェクタを制御するシステム。
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