JP5634107B2 - 燃料噴射制御補正方法及び燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
かかる問題に対する対処策としては、例えば、エンジン冷却水の水温によりエンジンが極低温状態であるか否かを判定し、極低温状態であると判定された場合に、燃料噴射量や噴射タイミング、また、燃料噴射圧力等の燃料噴射制御の補正を行うことで始動時間の適切化を図るのが一般的である。
このようなエンジン冷却水の水温に基づいた噴射制御としては、例えば、特許文献1等に開示されたように、エンジン冷却水の水温を筒内温度として代用し、燃料噴射時期の補正制御を行うようにした装置が開示されている。
内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関へ対する燃料噴射動作が制御されるよう構成されてなる燃料噴射制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて演算算出された燃料噴射動作の制御に用いられる基本制御量を、補正パラメータにより補正する燃料噴射制御補正方法であって、
前記内燃機関の始動時における筒内温度予測値を前記補正パラメータとし、
前記筒内温度予測値は、前記内燃機関の始動時における回転数の変化に応じて定められる所定の筒内温度変化量を、直近に算出された筒内温度予測値に加算することを、前記内燃機関の始動時において繰り返して順次更新算出され、
前記所定の筒内温度変化量は、予め設定された、内燃機関の種々の回転数上昇率に対する筒内温度変化量のマップにより、算出時の内燃機関の回転数上昇率を基に求められるよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る燃料噴射制御装置は、
電子制御ユニットにより、内燃機関の運転状態に基づいて演算算出された燃料噴射動作の制御に用いられる基本制御量が、補正パラメータにより補正されて、前記内燃機関へ対する燃料噴射動作が制御されるよう構成されてなる燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
前記内燃機関の始動時における筒内温度予測値を前記補正パラメータとし、
前記筒内温度予測値は、前記内燃機関の始動時における回転数の変化に応じて定められる所定の筒内温度変化量を、直近に算出された筒内温度予測値に加算することを、前記内燃機関の始動時において繰り返して順次更新算出されるよう構成されてなると共に、
前記所定の筒内温度変化量を、予め設定された、内燃機関の種々の回転数上昇率に対する筒内温度変化量のマップにより、算出時の内燃機関の回転数上昇率を基に算出するよう構成されてなるものである。
さらに、始動時間の短縮、適切化による白煙発生の低減や、エミッション軽減を図ることができるという効果を奏するものである。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における燃料噴射制御装置の構成例について、図1を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における燃料噴射制御装置は、いわゆるコモンレール式燃料噴射制御装置である。
燃料噴射弁2−1〜2−nは、ディーゼルエンジン1の気筒毎に設けられており、それぞれコモンレール3から高圧燃料の供給を受け、電子制御ユニット11により実行される燃料噴射制御処理によって、燃料噴射動作が制御されるようになっている。
かかる電子制御ユニット11には、エンジン回転数を検出する回転センサ12、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ13、外気温度を検出する外気温センサ14、ディーゼルエンジン1の冷却水の温度を検出する水温センサ15、燃料噴射弁2−1〜2−nに供給される燃料の温度を検出する燃料温度センサ16などの各種センサの検出信号が、エンジン動作制御や噴射制御に供するために入力されるようになっている。
まず、処理が開始されると、補正パラメータの演算算出処理が行われる(図2のSステップ100参照)。補正パラメータは、次述する基本制御量を補正するための補正要素であり、如何なる補正パラメータを用いるか、また、如何なる数の補正パラメータとするかは任意である。
本発明の実施の形態においては、ディーゼルエンジン1の筒内温度予測値を補正パラメータの一つとしている。
基本制御量は、燃料噴射制御のために必要とされる複数の制御因子であり、例えば、燃料噴射量、噴射タイミング、コモンレール圧等である。
これらの基本制御量は、それぞれ従来から用いられている演算式やマップ等を用いて所定の手順によって演算算出されるものである。
補正パラメータを、いずれの基本制御量の補正に用いるか、また、その補正処理の具体的な手順は、任意に設定されるものである。
本発明の実施の形態においては、先に述べたように、筒内温度予測値が基本制御量の補正に用いられるようになっている。
なお、一連の処理がなされた後は、図示されないメインルーチンへ戻り、他の必要な処理を経た後、再び、上述の一連の処理が繰り返されることとなる。
噴射制御自体は、従来から行われているもので、その制御状態は、ディーゼルエンジン1の始動の確実、安定性の確保等を考慮して行われる始動モードと、正常に始動された後の通常制御モードの2つに区分されるようになっており、本発明の実施の形態における筒内温度予測値の演算算出処理は、特に、始動モードで実行されるに適したものであるので、噴射制御が始動モードにあるか否かが判定されることとなる。
また、筒内温度予測値は、特に、始動モードにおける燃料噴射制御において、先に述べたように基本制御量の補正に用いることを意図したものであり、そのため、図3に示された処理は、燃料噴射制御が起動モードにある場合に実行されるものとなっている。
しかる後、クランキングが可能となり、クランキングが開始されることとなる(図3のステップS106参照)。
そして、エンジン回転数上昇率が演算算出されることとなる(図3のステップS108参照)。ここで、エンジン回転数上昇率は、微小時間ΔTにおけるエンジン回転数の変化の割合であり、例えば、ある時刻t1におけるエンジン回転数をNe1、それから微小時間ΔT経過後におけるエンジン回転数をNe2と仮定し、エンジン回転数上昇率をNe(DIF)とすると、Ne(DIF)=(Ne2−Ne1)/ΔTと求められるものである。
図4において、エンジン回転数Neが入力される減算素子21と、エンジン回転数Neを遅延させ、減算素子21へ入力する第1の遅延素子22と、減算素子21により得られたエンジン回転数の差を微小時間dtにより除する除算素子23とから構成された部分が、電子制御ユニット11においてエンジン回転数上昇率の演算算出が行われるために必要とされる機能を表した部分である。
筒内温度変化量は、エンジン回転数上昇率(図2のステップS108参照)に対する筒内温度の変化量である。本発明の実施の形態においては、種々のエンジン回転数上昇率に対する筒内温度の変化量を、試験やシミューレーション等により求めてマップ化したもの(以下、説明の便宜上「筒内温度変化量マップ」と称する)が、電子制御ユニット11の適宜な記憶領域(図示せず)に予め記憶されたものとなっている。そして、ステップS110においては、先のステップS108で求められたエンジン回転数上昇率に対する筒内温度変化量が、筒内温度変化量マップ24(図4参照)から読み出されるようにしてある。
すなわち、筒内温度予測値は、直近の筒内温度予測値に、新たな筒内温度予測値の算出時点における筒内温度変化量を加算して求められるものとなっており、順次、この演算を繰り返すことで、繰り返し周期毎に新たな筒内温度予測値が順次更新算出されるものとなっている。
すなわち、筒内温度変化量マップ24から得られた筒内温度変化量と、直近の筒内温度予測値との加算を行う加算素子25が設けられ、加算素子25の加算結果は、ロジックスイッチ26の一方の入力側に印加されるものとなっている。
ロジックスイッチ26は、2つの入力のいずれか一方を出力するようになっているもので、本発明の実施の形態においては、上述した加算素子25の加算結果と、筒内温度初期値(図3のステップS104参照)が、入力されるようになっている。そして、イグニッション(図示せず)がオンとされた際(図4においては「IG−ON」と表記)に、筒内温度初期値が選択されて出力される一方、それ以外の状態にあっては、加算素子25の加算結果が選択されて出力されるものとなっている。
そして、ステップS114において、エンジン回転数Neが始動カット回転数を超えたと判定された場合(YESの場合)には、一連の処理を継続するに適した状態ではないとして処理は終了され、メインルーチン、すなわち、本発明の実施の形態においては、先に図2に示されたルーチンへ戻ることとなる。
一方、ステップへS114において、エンジン回転数Neが始動カット回転数を未だ超えていないと判定された場合(NOの場合)には、先のステップS108の処理へ戻り、それ以降の処理が繰り返されることとなる。
まず、図5において、シュミレーションにより求められた従来装置における始動時のエンジン回転数の変化特性例が、点線の特性線により示されている。
なお、図5において、横軸は、クランキング開始時からの経過時間を、右側の縦軸は、筒内温度予測値及びエンジン冷却水の水温を、左側縦軸は、エンジン回転数を、それぞれ示すものとなっている。
2−1〜2−n…燃料噴射弁
3…コモンレール
11…電子制御ユニット
12…回転センサ
13…アクセル開度センサ
14…外気温センサ
15…水温センサ
16…燃料温度センサ
Claims (4)
- 内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関へ対する燃料噴射動作が制御されるよう構成されてなる燃料噴射制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて演算算出された燃料噴射動作の制御に用いられる基本制御量を、補正パラメータにより補正する燃料噴射制御補正方法であって、
前記内燃機関の始動時における筒内温度予測値を前記補正パラメータとし、
前記筒内温度予測値は、前記内燃機関の始動時における回転数の変化に応じて定められる所定の筒内温度変化量を、直近に算出された筒内温度予測値に加算することを、前記内燃機関の始動時において繰り返して順次更新算出され、
前記所定の筒内温度変化量は、予め設定された、内燃機関の種々の回転数上昇率に対する筒内温度変化量のマップにより、算出時の内燃機関の回転数上昇率を基に求められるものであることを特徴とする燃料噴射制御補正方法。 - 最初の筒内温度予測値は、所定の初期値に、所定の筒内温度変化量を加算して求められ、前記所定の初期値は、エンジン冷却水の水温であることを特徴とする請求項1記載の燃料噴射制御補正方法。
- 電子制御ユニットにより、内燃機関の運転状態に基づいて演算算出された燃料噴射動作の制御に用いられる基本制御量が、補正パラメータにより補正されて、前記内燃機関へ対する燃料噴射動作が制御されるよう構成されてなる燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
前記内燃機関の始動時における筒内温度予測値を前記補正パラメータとし、
前記筒内温度予測値は、前記内燃機関の始動時における回転数の変化に応じて定められる所定の筒内温度変化量を、直近に算出された筒内温度予測値に加算することを、前記内燃機関の始動時において繰り返して順次更新算出されるよう構成されてなると共に、
前記所定の筒内温度変化量を、予め設定された、内燃機関の種々の回転数上昇率に対する筒内温度変化量のマップにより、算出時の内燃機関の回転数上昇率を基に算出するよう構成されてなることを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 電子制御ユニットは、最初の筒内温度予測値を、所定の初期値に、所定の筒内温度変化量を加算して算出する一方、前記所定の初期値として、エンジン冷却水の水温を用いるよう構成されてなることを特徴とする請求項3記載の燃料噴射制御装置。
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