JP6037020B2 - エンジンの燃料噴射制御装置及びエンジンの燃料噴射制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの燃料噴射制御装置及びエンジンの燃料噴射制御方法に関する。
JP1996−100695Aには、吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁の動作を制御するエンジンの燃料噴射制御装置が開示されている。この燃料噴射制御装置では、吸気通路内の吸気の圧力が燃料噴射弁の燃料噴射量に影響を及ぼすことを考慮し、燃料圧力と吸気圧力との差圧に基づいて有効噴射時間及び無効噴射時間を算出して、これら有効噴射時間及び無効噴射時間により燃料噴射弁の噴射時間を設定している。
ところで、エンジンに搭載される燃料噴射弁は、開弁時間を規定する目標パルス幅に応じて開弁するように制御され、目標パルス幅と燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射流量とは基本的に線形比例の関係にある。つまり、目標パルス幅が大きくなると、燃料噴射弁から噴射される燃料の流量は大きくなる。
JP1996−100695Aにおいては、燃料圧力と吸気圧力との差圧に応じた目標パルス幅の設定について考慮されているものの、特に燃料圧力を積極的に可変にする可変燃圧システムを用いた場合の影響が考慮されていない。上記した燃料噴射制御装置では、エンジン運転状態に応じた最適な燃料噴射を行うことができず、特に燃料噴射弁の燃料噴射流量が低くなる領域において燃費性能や排気性能が悪化してしまうおそれがある。
本発明の目的は、エンジン運転状態に応じて最適な燃料噴射を実現することが可能なエンジンの燃料噴射制御装置を提供することである。
本発明のある態様によれば、燃料の噴射量を制御するエンジンの燃料噴射制御装置が提供される。燃料噴射制御装置は、目標パルス幅に応じて燃料を吸気通路内に噴射する燃料噴射弁と、前記エンジンに供給される吸気流量を検出する吸気流量検出部と、前記吸気通路内の吸気の圧力を検出する吸気圧力検出部と、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧力検出部と、エンジン運転状態に応じて燃料圧力を制御する圧力制御部と、を備える。さらに、燃料噴射制御装置は、前記吸気流量検出部によって検出された吸気流量、前記燃料圧力検出部によって検出された燃料圧力、及び当該燃料圧力と前記吸気圧力検出部によって検出された吸気圧力との差圧に基づき、要求パルス幅を算出する要求パルス幅算出部と、予め定められた流量よりも低い流量で燃料を噴射する場合に前記差圧に応じて前記要求パルス幅を補正し、補正後要求パルス幅を算出する補正後要求パルス幅算出部と、前記補正後要求パルス幅に基づいて目標パルス幅を設定する目標パルス幅設定部と、を備える。
以下、図1から図10を参照して、本発明の実施形態によるエンジン1の燃料噴射制御装置100について説明する。
図1に示すように、燃料噴射制御装置100は、エンジン1と、当該エンジン1を制御するコントローラ90と、を備える。
エンジン1は、例えば車両に搭載される直列4気筒内燃機関である。エンジン1は、シリンダブロック10と、シリンダブロック10の上部に固定されるシリンダヘッド20とを備えている。
シリンダブロック10には、ピストン11を摺動自在に収容するシリンダ12が形成されている。ピストン11の冠面と、シリンダ12の壁面と、シリンダヘッド20の下面とによって、燃焼室13が形成される。燃焼室13で混合気が燃焼すると、ピストン11は燃焼による燃焼圧力を受けてシリンダ12に沿って上下動する。
シリンダヘッド20には、燃焼室13と連通する吸気ポート30及び排気ポート40が形成されている。1つの燃焼室13に対して、2つの吸気ポート30と2つの排気ポート40が設けられる。
吸気ポート30には、吸気弁31が設けられる。吸気弁31は、可変動弁機構32の揺動カムによって駆動され、ピストン11の上下動に応じて吸気ポート30を開閉する。可変動弁機構32は、吸気弁31のリフト量や作動角等のバルブ特性を変更可能に構成されている。
排気ポート40には、排気弁41が設けられる。排気弁41は、可変動弁機構42の揺動カムによって駆動され、ピストン11の上下動に応じて排気ポート40を開閉する。可変動弁機構42は、排気弁41のリフト量や作動角等のバルブ特性を変更可能に構成されている。
吸気ポート30と排気ポート40の間のシリンダヘッド20には、点火プラグ21が設置される。点火プラグ21は、エンジン1の各気筒に一つ設けられる。点火プラグ21は、所定のタイミングで燃焼室13内の混合気に着火する。
吸気ポート30には、エンジン1の各気筒に吸気を分配する吸気マニホールド51が接続する。また、吸気マニホールド51の上流端には、外部から取り込んだ吸気を流す吸気管52が接続する。これら吸気マニホールド51及び吸気管52は、エンジン1に吸気を導く吸気通路として機能する。吸気マニホールド51には、当該吸気マニホールド51(吸気通路)内の吸気の圧力を検出する吸気圧力センサ55(吸気圧力検出部)が設けられている。
吸気管52には、スロットルバルブ53が設けられる。スロットルバルブ53は、吸気管52の吸気流通面積を変化させることで、燃焼室13に導入される吸気量を調整する。また、スロットルバルブ53よりも下流の吸気管52には、エアフローメータ54が設けられている。エアフローメータ54(吸気流量検出部)は、スロットルバルブ53を通過してエンジン1に供給される吸気の流量を検出する。
排気ポート40には、エンジン1の各気筒から排気を集合させる排気マニホールド61が接続する。排気マニホールド61の下流端には、排気管62が接続する。これら排気マニホールド61及び排気管62は、エンジン1から排出された排気を外部へ導く排気通路として機能する。
排気管62には、空燃比センサ63及び触媒コンバータ64が上流側から順次設けられる。空燃比センサ63は、排気管62内を流れる排気中の酸素濃度を検出する。触媒コンバータ64は、三元触媒を有しており、排気中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を浄化する。
エンジン1には、燃料供給装置70によって燃料が供給される。燃料供給装置70は、複数の燃料噴射弁71と、各燃料噴射弁71に接続する1本の燃料配管72と、燃料配管72と燃料タンク75とを連通する供給路73と、燃料タンク75内の燃料を吸い込んで圧送する燃料ポンプ74と、を備える。
燃料噴射弁71は、エンジン1の気筒毎に吸気マニホールド51に設けられる。つまり、吸気マニホールド51の各ブランチ管に、燃料噴射弁71は一つずつ設けられる。燃料噴射弁71は、エンジン運転状態に応じた量の燃料を所定のタイミングで吸気マニホールド51内に噴射する。燃料噴射弁71に供給される燃料は、燃料タンク75に貯蔵されている。
燃料タンク75に貯蔵された燃料は、燃料タンク75内に設けられた燃料ポンプ74により圧送される。燃料ポンプ74から吐出された燃料は、供給路73を通じて燃料配管72に導かれ、燃料配管72から各燃料噴射弁71に供給される。
燃料ポンプ74は、エンジン運転状態に応じてポンプ吐出容量を変更可能な可変容量型ポンプとして構成されている。エンジン1では、燃料ポンプ74の吐出容量を制御することで、燃料噴射弁71に供給される燃料の圧力を自由に設定することが可能となっている。このように燃料ポンプ74は、エンジン運転状態に応じて燃料圧力を制御する圧力制御部として機能する。燃料配管72には、当該燃料配管72内の燃料の圧力、つまり燃料噴射弁71に供給される燃料の圧力を検出するための燃料圧力センサ76(燃料圧力検出部)が設けられている。
なお、燃料供給装置70の供給路73には、通過する燃料に含まれる異物を除去するフィルタを設けてもよい。
燃料噴射弁71の目標パルス幅及び噴射タイミング、点火プラグ21の点火タイミング、スロットルバルブ53の開度、吸気弁31及び排気弁41のバルブ特性、及び燃料ポンプ74の吐出容量等は、コントローラ90によって制御される。コントローラ90は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えた1つのマイクロコンピュータで構成されている。コントローラ90は、複数のマイクロコンピュータで構成されてもよい。
コントローラ90には、エアフローメータ54、吸気圧力センサ55、空燃比センサ63、及び燃料圧力センサ76のほか、バッテリ電圧センサ91、クランク角センサ92、及びアクセルペダルセンサ93の検出信号が入力する。
バッテリ電圧センサ91は、車両に搭載されるバッテリ(図示省略)の電圧を検出するセンサである。バッテリの電力は、燃料噴射弁71や燃料ポンプ74等、エンジン1に付随して設けられる電気部品を駆動するために使用される。
クランク角センサ92は、所定クランク角度ごとにクランク角度信号を生成するセンサである。クランク角度信号は、エンジン1のエンジン回転速度を代表する信号として用いられる。また、アクセルペダルセンサ93は、車両に搭載されるアクセルペダルの踏み込み量を検出するセンサである。アクセルペダルの踏み込み量は、エンジン1のエンジン負荷を代表する信号として用いられる。これらクランク角センサ92及びアクセルペダルセンサ93は、エンジン1の運転状態を検出する運転状態検出部として機能する。
上記したエンジン1では、エンジン運転状態に応じて燃料ポンプ74の吐出容量が制御され、燃料噴射弁71に供給される燃料の圧力が変更される。図2は、エンジン運転状態と燃料圧力との関係を示す運転マップである。
図2に示すように、エンジン回転速度及び負荷が高くなるほど、燃料圧力が大きく設定される。つまり、運転領域Aでは燃料圧力が最も小さく設定され、運転領域Eでは燃料圧力が最も大きく設定される。エンジン1では、運転領域A〜Eにおいて燃料圧力は数百kPaの範囲で変更されるようになっている。
本実施形態によるエンジン1では、従来から知られている吸気通路に燃料を噴射するタイプのエンジンと比較して、運転領域C〜Eにおける燃料圧力が高く設定される。このように高エンジン回転速度及び高負荷において燃料圧力を高めることで、燃料の微粒化を促進でき、かつ所定量の燃料を吹き残しなく噴射することができるようになっている。その結果、エンジン運転状態に応じた適切な燃料噴射を実現でき、燃費性能や排気性能を高めることが可能となる。
上記のように吸気マニホールド51内に燃料を噴射するエンジン1では、燃料噴射弁71に供給される燃料の圧力及び吸気マニホールド51内の吸気の圧力が燃料噴射弁71の燃料噴射量に影響を及ぼすことが知られている。つまり、燃料噴射弁71内の燃料圧力と吸気マニホールド51内の吸気圧力との差圧が大きくなると燃料噴射弁71から燃料が噴射されやすい環境となり、これとは逆に差圧が小さくなると燃料噴射弁71から燃料が噴射されにくい環境となる。
本実施形態では、燃料噴射弁71内の燃料圧力と吸気マニホールド51内の吸気圧力との差圧を考慮し、エンジン1の燃料噴射制御装置100はエンジン運転状態に最適な燃料噴射を実行するように構成されている。
図3を参照して、燃料噴射弁71の目標パルス幅の設定処理を実行するコントローラ90の構成について説明する。目標パルス幅は燃料噴射弁71の開弁時間を規定する制御パラメータであり、目標パルス幅が大きくなるほど燃料噴射弁71から噴射される燃料の流量(噴射量)は大きくなる。
図3に示すように、コントローラ90は、有効パルス幅Teを算出する有効パルス幅算出部210と、無効パルス幅Tsを算出する無効パルス幅算出部220と、有効パルス幅Teに基づいて要求パルス幅CTIを算出する要求パルス幅算出部230と、要求パルス幅CTIを補正して補正後要求パルス幅CTI’を算出するパルス補正部240と、補正後要求パルス幅CTI’に基づいて目標パルス幅CTIFを設定する目標パルス幅設定部250と、を備える。
有効パルス幅算出部210は、吸気流量、燃料圧力、及び燃料圧力と吸気圧力の差圧に基づいて有効パルス幅Teを算出する。有効パルス幅Teは、燃料噴射弁71が実際に開弁する時間を規定するパラメータである。有効パルス幅算出部210は、各種算出部211〜217から構成されている。
有効パルス幅算出部210における基本パルス幅算出部211は、エアフローメータ54によって検出される吸気流量Qに基づいて基本パルス幅Tpを算出する。
乗算部212は、基本パルス幅Tp、目標当量比TTFBYA、及び燃料タンク75における蒸発燃料を考慮したパルス幅補正係数Cevaをそれぞれを乗算することにより、第1基本パルス幅Tp1を算出する。
加算部213は、第1基本パルス幅Tp1に、車両加速時等の過渡運転状態を考慮したパルス幅補正係数Ctを加算して、第2基本パルス幅Tp2を算出する。第2基本パルス幅Tp2は、後述する乗算部217で使用される。
さらに、有効パルス幅算出部210では、燃圧基準係数算出部214、差圧補正係数算出部215、及び乗算部216によって、燃料噴射弁71に作用する圧力状態、つまり燃料圧力と吸気圧力との差圧を考慮したパルス幅補正係数Cfpが算出される。
燃圧基準係数算出部214は、燃料圧力センサ76によって検出される燃料圧力Pfに基づいて燃圧基準係数MKを算出する。燃圧基準係数算出部214は、図4の燃圧基準係数算出マップを参照して、燃圧基準係数MKを決定する。燃圧基準係数算出マップは、コントローラ90のROMに記憶されている。
図4に示すように、燃料圧力Pfが大きくなるほど、燃圧基準係数MKは小さく設定される。このように設定されるのは、燃料圧力Pfが高くなるほど燃料噴射弁71から噴射される燃料の流量が大きくなるため、燃料圧力が低い時と比較して同一吸気量に対して必要とされるパルス幅(燃料噴射時間)が短くなるからである。
図3に示すように、差圧補正係数算出部215は、差圧ΔPに基づいて差圧補正係数Cpを算出する。差圧ΔPは、コントローラ90が備える差圧算出部260によって算出される。差圧算出部260は、燃料圧力センサ76によって検出される燃料圧力Pfと、吸気圧力センサ55によって検出される吸気圧力Pmとに基づいて算出される。なお、燃料圧力センサ76等の圧力がゲージ圧である場合には、差圧ΔPは、エンジン1に別途設けられる大気圧センサによって検出される大気圧と、燃料圧力Pfと、吸気圧力Pmとに基づいて算出される。
差圧補正係数算出部215は、図5の差圧補正係数算出マップを参照して、差圧補正係数Cpを決定する。差圧補正係数算出マップは、コントローラ90のROMに記憶されている。
図5に示すように、差圧補正係数算出部215によって算出される差圧補正係数Cpは、差圧ΔPが大きくなるほど小さく設定される。このように設定されるのは、差圧ΔPが大きくなるほど燃料噴射弁71から燃料が噴射されやすく、燃料噴射流量が大きくなるため、差圧が小さい時と比較して同一吸気量に対して必要とされるパルス幅(燃料噴射時間)が短くなるからである。
図3に示すように、乗算部216は、燃圧基準係数MK、差圧補正係数Cp、及び各燃料噴射弁71の固有値として予め定められる一定値mMKのそれぞれを乗算することで、燃料噴射弁71に作用する圧力状態を考慮したパルス幅補正係数Cfpを算出する。
乗算部217は、加算部213で算出した第2基本パルス幅Tp2、乗算部216で算出したパルス幅補正係数Cfp、及び空燃比センサ63の検出値に基づいて実行される空燃比フィードバック制御の制御状態に応じて定められるパルス幅補正係数Cλのそれぞれを乗算することで、有効パルス幅Teを算出する。
上述の通り、有効パルス幅算出部210は、吸気流量Qから算出される基本パルス幅Tpを種々の補正係数により補正して有効パルス幅Teを算出している。燃料噴射弁71に作用する圧力状態についてのみ考慮した場合には、有効パルス幅算出部210は、基本パルス幅Tp、燃料圧力Pfに基づき算出される燃圧基準係数MK、差圧ΔPに基づき算出される差圧補正係数Cpをそれぞれ乗算することで、有効パルス幅Teを算出するように構成されてもよい。
コントローラ90の無効パルス幅算出部220は、差圧算出部260により算出された差圧ΔPと、バッテリ電圧センサ91により検出されるバッテリ電圧Vbとに基づいて、無効パルス幅Tsを算出する。無効パルス幅Tsは、燃料噴射弁71に開弁信号を印加してから実際に燃料噴射弁71が開弁するまでの応答遅れを表わすパラメータである。
無効パルス幅算出部220は、図6の無効パルス幅算出マップを参照して、無効パルス幅Tsを決定する。無効パルス幅算出マップは、コントローラ90のROMに記憶されている。
図6に示すように、バッテリ電圧Vbと無効パルス幅Tsとの関係を示す特性線は、差圧ΔPごとに定められている。各特性線に示される通り、無効パルス幅Tsは、バッテリ電圧Vbが小さくなるほど大きく設定される。また、バッテリ電圧Vbが同一である場合には、無効パルス幅Tsは、差圧ΔPが大きくなるほど大きく設定される。
このように算出された無効パルス幅Tsは、有効パルス幅算出部210で算出された有効パルス幅Teとともに、図3の要求パルス幅算出部230に出力される。
要求パルス幅算出部230は、有効パルス幅Teに無効パルス幅Tsを加算することで、要求パルス幅CTIを算出する。このように算出された要求パルス幅CTIは、後述する目標パルス幅設定部250及びパルス補正部240において使用される。なお、要求パルス幅算出部230は、無効パルス幅Tsが非常に小さい場合等、無効パルス幅Tsを無視できる場合には、有効パルス幅Teをそのまま要求パルス幅として算出するように構成されてもよい。
次に、コントローラ90のパルス補正部240について説明する。
パルス補正部240は、燃料噴射弁71から噴射される燃料の流量が基準流量よりも低くなる低流量領域においてパルス幅補正を実行する手段である。なお、基準流量は、燃料噴射弁71に応じて決定され、実験等により予め定められる値である。
図7を参照して、コントローラ90によって実行される低流量領域におけるパルス幅補正の概念について説明する。
図7の線L1に示すように、燃料噴射弁71はパルス幅に応じて開弁するように制御され、パルス幅と燃料噴射弁71から噴射される燃料の流量とは基本的に線形比例の関係にある。しかしながら、パルス幅(例えば要求パルス幅)が基準値より小さくなって燃料流量が基準流量よりも低くなる低流量領域では、パルス幅と燃料流量との関係が、L1の破線部で示す線形的な関係から、L1の実線部で示す非線形的な関係となる。このような領域では、例えば燃料流量Q1を得るためにパルス幅をCTIに設定しても、燃料噴射弁71から噴射される燃料の流量はQ1とは異なる流量となってしまう。燃料噴射弁71から噴射される燃料の流量をQ1とするためには、パルス幅をCTIからCTI’に補正する必要がある。
このように燃料噴射弁71が非線形的な領域を持つことは従来から知られていたが、差圧の影響、特に燃料圧力の可変による影響はこれまで考慮されていなかった。つまり、燃料圧力と吸気圧力との差圧が燃料噴射弁71のパルス幅に対する燃料噴射量に影響することは従来技術に開示されており、燃料圧力と吸気圧力との差圧は有効パルス幅の補正に用いられている。しかしながら、燃料圧力と吸気圧力との差圧は、燃料噴射弁71から噴射される燃料の流量の非線形的な領域における補正に対しては用いられていない。
吸気圧力の変動幅は大気圧から真空までの100kPa程度であるから、燃料圧力を積極的に可変させない限り、差圧の変動幅はおよそ100kPa以内となる。このように燃料噴射弁71から噴射される燃料の流量の高低に比べて差圧の影響は小さく、差圧の影響は問題として認識されていなかった。
しかしながら、本実施形態によるエンジン1では、運転領域において燃料圧力が数百kPaの範囲で変更されるようになっているため、燃料圧力の変動に伴う差圧の変動が大きく、その影響を無視することはできない。そこで、以下の通り、噴射される燃料の流量に応じた補正を行うと同時に、燃料圧力と吸気圧力との差圧に基づく補正を行うものとした。
このパルス幅補正による補正後パルス幅の算出は、燃料流量Q1を通過するとともに非線形領域におけるL1の曲線部分に接する接線L2に基づいて実行される。ここで、線L1はy=ax+bで表わされる線とし、線L2はy=cx+dで表わされる線とする。この場合、燃料流量Q1を得るための補正後パルス幅のCTI’は、補正前のパルス幅CTIを用いて下記(1)式により求められる。
(1)式における右辺第1項の係数は図3のパルス補正部240で算出される第1補正係数HOSAに相当し、右辺第2項の係数はパルス補正部240で算出される第2補正係数HOSBに相当する。このように低流量領域においては、第1補正係数HOSA及び第2補正係数HOSBを用いたパルス幅補正が実行される。
図3に示すように、パルス補正部240は、低流量領域補正係数算出部241と、補正後要求パルス幅算出部242とから構成されている。
低流量領域補正係数算出部241は、差圧算出部260によって算出された差圧ΔPに基づいて、上述した第1補正係数HOSA及び第2補正係数HOSBを算出する。本実施形態では、燃料圧力が運転状態に応じて数百kPaの範囲で変更され、かつ吸気圧力も運転状態に応じて変化するため、燃料圧力と吸気圧力との差圧ΔPを考慮して第1補正係数HOSA及び第2補正係数HOSBが決定される。
低流量領域補正係数算出部241は、図8の第1補正係数算出マップを参照して、第1補正係数HOSAを算出する。第1補正係数算出マップは、コントローラ90のROMに記憶されている。
図8に示すように、差圧ΔPが大きくなるほど、第1補正係数HOSAは小さく設定される。図8は第1補正係数算出マップを例示したものであり、図8のような特性以外の第1補正係数算出マップを用いてもよい。第1補正係数算出マップは、予めの実験等を通じてエンジン1ごとに適合が図られるマップである。
さらに、低流量領域補正係数算出部241は、図9の第2補正係数算出マップを参照して、第2補正係数HOSBを算出する。第2補正係数算出マップは、コントローラ90のROMに記憶されている。
図9に示すように、差圧ΔPが大きくなるほど、第2補正係数HOSBは大きく設定される。図9は第2補正係数算出マップを例示したものであり、図9のような特性以外の第2補正係数算出マップを用いてもよい。第2補正係数算出マップは、予めの実験等を通じてエンジン1ごとに適合が図られるマップである。
図3に示すように、パルス補正部240の補正後要求パルス幅算出部242は、上記のように算出された第1補正係数HOSA及び第2補正係数HOSBと、要求パルス幅算出部230で算出された要求パルス幅CTIとに基づいて、補正後要求パルス幅CTI’を算出する。つまり、補正後要求パルス幅算出部242は、前述した(1)式と同様に、要求パルス幅CTIに第1補正係数HOSAを乗算し、その乗算値に第2補正係数HOSBを加算することで、補正後要求パルス幅CTI’を算出する。
このように、本実施形態では、燃料噴射弁71に作用する圧力状態、つまり燃料圧力と吸気圧力の差圧ΔPを加味したうえで、低流量領域におけるパルス幅補正が実行されることとなる。
コントローラ90は、差圧ΔPに応じて、燃料噴射弁71に対して設定可能な最小パルス幅Tminを算出する最小パルス幅算出部270をさらに備えている。
最小パルス幅算出部270は、図10の最小パルス幅算出マップを参照して、最小パルス幅Tminを決定する。最小パルス幅算出マップは、コントローラ90のROMに記憶されている。図10は最小パルス幅算出マップを例示したものであり、図10のような特性以外の最小パルス幅算出マップを用いてもよい。なお、コントローラ90では最小パルス幅算出部270を省略することも可能である。
図3に示すように、目標パルス幅設定部250は、補正後要求パルス幅算出部242で算出された補正後要求パルス幅CTI’、要求パルス幅算出部230で算出された要求パルス幅CTI、及び最小パルス幅算出部270で算出された最小パルス幅Tminに基づいて、目標パルス幅CTIFを設定する。より具体的には、目標パルス幅設定部250は、補正後要求パルス幅CTI’、要求パルス幅CTI、及び最小パルス幅Tminのうち最も大きい値を、目標パルス幅CTIFとする。
このように設定された目標パルス幅CTIFにより燃料噴射弁71は制御され、燃料が吸気マニホールド51内に供給される。
上述の通り、コントローラ90の目標パルス幅設定部250は、要求パルス幅CTI及び補正後要求パルス幅CTI’等に基づいて目標パルス幅CTIFを設定する。しかしながら、低流量領域以外の領域において低流量領域補正係数算出部241が第1補正係数HOSAを「1」とし、第2補正係数HOSBを「0」として出力する場合には、目標パルス幅設定部250は補正後要求パルス幅CTI’のみに基づいて目標パルス幅CTIFを設定してもよい。
上記したエンジン1の燃料噴射制御装置100によれば、以下に示す効果を得ることができる。
エンジン1の燃料噴射制御装置100は、目標パルス幅に応じて燃料を吸気通路内に噴射する燃料噴射弁71と、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁71に供給される燃料圧力を制御する燃料ポンプ74と、を備える。燃料噴射制御装置100では、要求パルス幅算出部230が、吸気流量、燃料噴射弁71に供給される燃料の圧力、及び燃料圧力と吸気マニホールド51内の吸気圧力の差圧に基づいて要求パルス幅を算出し、補正後要求パルス幅算出部242が、予め定められた基準流量よりも低流量で燃料を噴射する場合に、前記差圧に応じて要求パルス幅を補正して補正後要求パルス幅を算出する。そして、燃料噴射制御装置100の目標パルス幅設定部250が、補正後要求パルス幅に基づいて目標パルス幅を設定する。より具体的には、目標パルス幅設定部250は、補正後要求パルス幅及び補正前の要求パルス幅のうち大きい方を目標パルス幅に設定する。
このように、本実施形態によるエンジン1は吸気通路に燃料を噴射するエンジンを前提とし、燃料噴射弁71に供給される燃料圧力はエンジン運転状態に応じて燃料ポンプ74によって制御されるため、エンジン運転状態に応じた適切な燃料噴射を実現できる。さらに、燃料噴射弁71に作用する圧力状態、つまり燃料圧力と吸気圧力の差圧を考慮して、低流量領域におけるパルス幅補正が実行されるので、燃料圧力や吸気圧力が変動した場合であっても最適な燃料噴射制御を実行でき、低流量領域での燃費性能や排気性能の悪化を防止することが可能となる。
吸気通路に燃料を噴射するエンジン1では、エンジン運転状態が高エンジン回転速度及び高負荷になるほど、燃料噴射弁71に供給される燃料の圧力が高められる。これにより、高エンジン回転速度及び高負荷においても、燃料の微粒化を促進でき、かつ所定量の燃料を吹き残しなく噴射することができる。その結果、エンジン運転状態に応じて、より適切な燃料噴射を実現することが可能となる。
燃料噴射制御装置100は、要求パルス幅を補正するための第1補正係数及び第2補正係数を差圧に基づいて算出する低流量領域補正係数算出部241をさらに備える。補正後要求パルス幅算出部242は、要求パルス幅に第1補正係数を乗算し、乗算した値に第2補正係数を加算することで、補正後要求パルス幅を算出する。このように2つの補正係数を用いることで、簡易かつ精度よく要求パルス幅を補正することが可能となる。
燃料噴射制御装置100の要求パルス幅算出部230は、吸気流量、燃料圧力、及び差圧に基づいて算出される有効パルス幅と、差圧及びバッテリ電圧に基づいて算出される無効パルス幅とを加算することで、要求パルス幅を算出する。このように有効パルス幅及び無効パルス幅の算出においても、燃料噴射弁71に供給される燃料の圧力と吸気マニホールド51内の吸気の圧力の差圧を考慮することで、エンジン運転状態に応じてより適切な燃料噴射を実現することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
Claims (6)
- 燃料の噴射量を制御するエンジンの燃料噴射制御装置であって、
目標パルス幅に応じて燃料を吸気通路内に噴射する燃料噴射弁と、
前記エンジンに供給される吸気流量を検出する吸気流量検出部と、
前記吸気通路内の吸気の圧力を検出する吸気圧力検出部と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧力検出部と、
エンジン運転状態に応じて燃料圧力を制御する圧力制御部と、
前記吸気流量検出部によって検出された吸気流量、前記燃料圧力検出部によって検出された燃料圧力、及び当該燃料圧力と前記吸気圧力検出部によって検出された吸気圧力との差圧に基づき、要求パルス幅を算出する要求パルス幅算出部と、
予め定められた流量よりも低い流量で燃料を噴射する場合に前記差圧に応じて前記要求パルス幅を補正し、補正後要求パルス幅を算出する補正後要求パルス幅算出部と、
前記補正後要求パルス幅に基づいて目標パルス幅を設定する目標パルス幅設定部と、
を備えるエンジンの燃料噴射制御装置。 - 請求項1に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
前記差圧に基づいて、前記要求パルス幅を補正するための第1補正係数及び第2補正係数を算出する補正係数算出部をさらに備え、
前記補正後要求パルス幅算出部は、前記要求パルス幅に前記第1補正係数を乗算し、乗算した値に前記第2補正係数を加算することで、前記補正後要求パルス幅を算出する、
エンジンの燃料噴射制御装置。 - 請求項1又は2に記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
前記要求パルス幅算出部は、前記吸気流量、前記燃料圧力、及び前記差圧に基づいて算出される有効パルス幅と、前記差圧及びバッテリ電圧に基づいて算出される無効パルス幅とを加算することで、前記要求パルス幅を算出する、
エンジンンの燃料噴射制御装置。 - 請求項1から3のいずれか一つに記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
前記目標パルス幅設定部は、前記補正後要求パルス幅及び前記要求パルス幅のうち大きい方を目標パルス幅に設定する、
エンジンの燃料噴射制御装置。 - 請求項1から4のいずれか一つに記載のエンジンの燃料噴射制御装置であって、
前記圧力制御部は、エンジン運転状態が高エンジン回転速度及び高負荷になるほど、燃料圧力を高めるように構成される、
エンジンの燃料噴射制御装置。 - 目標パルス幅に応じて燃料を吸気通路内に噴射する燃料噴射弁を備え、燃料の噴射量を制御するエンジンの燃料噴射制御方法であって、
前記エンジンに供給される吸気流量を検出する吸気流量検出工程と、
前記吸気通路内の吸気の圧力を検出する吸気圧力検出工程と、
前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧力検出工程と、
エンジン運転状態に応じて燃料圧力を制御する圧力制御工程と、
前記吸気流量検出工程によって検出された吸気流量、前記燃料圧力検出工程によって検出された燃料圧力、及び当該燃料圧力と前記吸気圧力検出工程によって検出された吸気圧力との差圧に基づき、要求パルス幅を算出する要求パルス幅算出工程と、
予め定められた流量よりも低い流量で燃料を噴射する場合に前記差圧に応じて前記要求パルス幅を補正し、補正後要求パルス幅を算出する補正後要求パルス幅算出工程と、
前記補正後要求パルス幅に基づいて目標パルス幅を設定する目標パルス幅設定工程と、
を備えるエンジンの燃料噴射制御方法。
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