(57)【要約】【課題】定常偏差に起因するフィードバック制御の追従性の低下を抑制し得る内燃機関の燃料噴射制御装置を提供すること。【解決手段】固定のフィードフォワード制御値（固定Ｆ／Ｆ制御項）を出力する第１マップ４１ｂと、フィードバック値を用いた学習によって得られた可変のフィードフォワード制御値（学習Ｆ／Ｆ制御項）を出力する第２マップ４１ｂと、を有する構成とし、第２マップ４１ｂによって定常偏差を打ち消すようなフィードフォワード制御を行うようにしたことにより、定常偏差に起因するフィードバック制御の追従性の低下を抑制できるようになる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクターからの燃料噴射を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
エンジン回転数及びアクセル開度に基づいて、前記燃料噴射をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御部と、
前記内燃機関の燃焼状態に基づいて、前記燃料噴射をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
を有し、
前記フィードフォワード制御部は、
固定のフィードフォワード制御値を出力する第１マップと、
フィードバック値を用いた学習によって得られた可変のフィードフォワード制御値を出力する第２マップと、
を有する、内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記第２マップから出力される前記フィードフォワード制御値は、前記第１マップの前記フィードフォワード制御値によって燃料噴射が行われたときの、目標値からの定常偏差に相当する、
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記第２マップから出力されるフィードフォワード制御値に基づいて故障を検知する故障検知部を、さらに有する、
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に制御用マップを用いて燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関の燃料噴射では一般に、フィードフォワード制御によって算出した基本噴射量と、フィードバック制御によって算出した補正量とを加算することで、噴射量を算出している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このようにすることで、例えばインジェクター等が劣化した場合でも、フィードバック制御によって劣化分を補償した燃料噴射制御を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２９９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インジェクターの劣化等により生じる定常的な偏差を含む全ての誤差をフィードバック制御によって補償した場合には、フィードバック制御の追従性が悪くなるおそれがある。例えば温度等による誤差成分が定常偏差成分に埋もれてしまう場合には、温度変化に対するフィードバック制御の追従性が悪くなる。
【０００６】
本発明の目的は、定常偏差に起因するフィードバック制御の追従性の低下を抑制し得る内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の一つの態様は、
インジェクターからの燃料噴射を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
エンジン回転数及びアクセル開度に基づいて、前記燃料噴射をフィードフォワード制御するフィードフォワード制御部と、
前記内燃機関の燃焼状態に基づいて、前記燃料噴射をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
を有し、
前記フィードフォワード制御部は、
固定のフィードフォワード制御値を出力する第１マップと、
フィードバック値を用いた学習によって得られた可変のフィードフォワード制御値を出力する第２マップと、
を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、固定のフィードフォワード制御値を出力する第１マップとは別に、フィードバック値を用いた学習によって得られた可変のフィードフォワード制御値を出力する第２マップを設けたので、第２マップによって定常偏差を打ち消すようなフィードフォワード制御を行うことができるようになり、定常偏差に起因するフィードバック制御の追従性の低下を抑制できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に内燃機関の概略構成図
【図２】燃焼Ｆ／Ｂ制御部の動作例の説明に供する図
【図３】実施の形態による燃焼Ｆ／Ｆ制御部の構成の説明に供する図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の概略構成図である。図１に示すように、内燃機関１は、エアクリーナ１１と、ターボチャージャ１２と、インタークーラ１３と、気筒（燃焼室）１４と、クランク角度センサ２１と、筒内圧センサ２２と、アクセルセンサ２３と、吸気通路３１と、排気通路３２と、インジェクター３３と、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４０と、を有している。内燃機関１は、インテークスロットルやＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）等を有するが、図１では図示を省略している。
【００１２】
ターボチャージャ１２は、排気通路３２内を流れる排気の力によって回転するタービン１２ａと、タービン１２ａとともに回転して吸気通路３１内の空気を気筒１４に送り出すコンプレッサ１２ｂとを有している。エアクリーナ１１から吸気通路３１内に導入された空気は、コンプレッサ１２ｂによって加圧され、インタークーラ１３を介し、気筒１４に送り込まれる。
【００１３】
クランク角度センサ２１は、気筒１４に設けられたクランクのクランク角度θを検出する。クランク角度センサ２１は、検出したクランク角度θをＥＣＵ４０に出力する。ＥＣＵ４０は、クランク角度θを用いて気筒１４の回転数を算出することができる。
【００１４】
筒内圧センサ２２は、気筒１４の筒内圧ｐを検出する。筒内圧センサ２２は、検出した気筒１４の筒内圧ｐをＥＣＵ４０に出力する。
【００１５】
ＥＣＵ４０は、内燃機関１の全体を制御するとともに、気筒１４の運転状態を制御する。ＥＣＵ４０は、図１に示すように、燃焼Ｆ／Ｆ（Ｆ／Ｂ：ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ）制御部４１と、燃焼Ｆ／Ｂ（Ｆ／Ｂ：ｆｅｅｄｂａｃｋ）制御部４２と、を有している。燃焼Ｆ／Ｆ制御部４１は、エンジン回転数及びアクセル開度に基づいて、インジェクター３３の燃料噴射をフィードフォワード制御する。燃焼Ｆ／Ｂ制御部４２は、気筒１４での燃焼状態（具体的には筒内圧ｐ、クランク角度θ）に基づいてインジェクター３３の燃料噴射をフィードバック制御する。なお、実際には、ＥＣＵ４０は、フィードフォワード及びフィードバック制御以外の制御を行うための構成も有しているが、ここでは説明を簡単にするために、本発明に関わるフィードフォワード制御及びフィードバック制御に関わる構成のみを説明する。
【００１６】
燃焼Ｆ／Ｆ制御部４１及び燃焼Ｆ／Ｂ制御部４２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によってその機能が実現される。
【００１７】
図２は、燃焼Ｆ／Ｂ制御部４２の動作例を説明する図である。図２には、図１に示した気筒１４と、燃焼Ｆ／Ｂ制御部４２と、が示してあり、その他は省略している。
【００１８】
図２に示すように、燃焼Ｆ／Ｂ制御部４２は、燃焼重心算出部４２ａと、トルク算出部４２ｂと、噴射制御部４２ｃと、を有する。燃焼重心算出部４２ａは、例えばクランク角度θと圧力上昇率ｄｐ／ｄθとを用いて、燃料重心を算出する。トルク算出部４２ｂは、例えば筒内圧ｐとクランク角度θとを用いて、トルクを算出する。なお、燃料重心、トルクの算出については、この方法に限らず、既知の様々な方法を適用し得る。噴射制御部４２ｃは、燃焼重心とトルクを目標に近づけるように、インジェクター３３の噴射タイミングと噴射量を制御する。
【００１９】
図３は、本実施の形態による燃焼Ｆ／Ｆ制御部４１の構成を示す図である。
【００２０】
燃焼Ｆ／Ｆ制御部４１は、第１マップ４１ａと、第２マップ４１ｂと、学習補正項算出部４１ｃと、加算部４１ｄと、を有する。
【００２１】
第１マップ４１ａには固定のフィードフォワード制御値（固定Ｆ／Ｆ制御項）が予め記憶されている。第１マップ４１ａは、クランク角度センサ２１によって検出されたクランク角度θに基づいて得られたエンジン回転数と、アクセルセンサ２３によって検出されたアクセル開度とを入力し、入力したエンジン回転数及びアクセル開度に対応したフィードフォワード制御値（固定Ｆ／Ｆ制御項）を出力することで、気筒１４が所望の燃焼状態となるようにフィードフォワード制御を行う。
【００２２】
第２マップ４１ｂは、フィードバック値を用いた学習によって得られた可変のフィードフォワード制御値（学習Ｆ／Ｆ制御項）を出力する。具体的には、第２マップ４１ｂは、学習補正項算出部４１ｃで算出された補正係数を乗ずることにより、定常偏差を打ち消すようなフィードフォワード制御値（学習Ｆ／Ｆ制御項）を出力する。ここで、定常偏差を打ち消すような制御値の求め方法は様々な方法があり、本発明はその方法に限定されるものではないためここでは詳述しないが、例えば学習補正項算出部４１ｃがエンジン回転数、アクセル開度及びフィードバック値（筒内圧ｐ、クランク角度θ）を入力し、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御におけるＩ項に基づいて補正係数を算出すればよい。
【００２３】
加算部４１ｄでは、第１マップ４１ａから出力された固定Ｆ／Ｆ制御項と、第２マップ４１ｂから出力された学習Ｆ／Ｆ制御項とが加算され、これにより、加算部４１ｄからは定常偏差を取り除くことができるようなＦ／Ｆ制御項が出力される。
【００２４】
実際には、インジェクター等に劣化が生じていない初期状態では、第２マップ４１ｂからは０に近い学習Ｆ／Ｆ制御項が出力される。やがてインジェクター等の劣化によりエンジン特性が変わると、第２マップ４１ｂからはそのエンジン特性の変化（定常偏差）を取り除くような学習Ｆ／Ｆ制御項が出力される。
【００２５】
加算部４３では、加算部４１ｄから出力されたＦ／Ｆ制御項と、燃焼Ｆ／Ｂ制御部４２から出力されたＦ／Ｂ制御項とが加算され、これにより加算部４３からは最終的にインジェクター３３の燃料噴射量及び噴射タイミングを制御するための制御値が出力される。
【００２６】
また、本実施の形態では、第２マップ４１ｂから出力される学習Ｆ／Ｆ制御項に基づいて故障を検知する故障検知部４４が設けられている。故障検知部４４は、学習Ｆ／Ｆ制御項の値が所定閾値よりも大きくなった場合に、エンジン系統に故障が生じていることを検知できる。つまり、第２マップ４１ｂから出力される学習Ｆ／Ｆ制御項の大きさは定常偏差の大きさに相当するので、本実施の形態では、学習Ｆ／Ｆ制御項を有効に利用して故障を検知することもできるようになっている。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、固定のフィードフォワード制御値（固定Ｆ／Ｆ制御項）を出力する第１マップ４１ｂと、フィードバック値を用いた学習によって得られた可変のフィードフォワード制御値（学習Ｆ／Ｆ制御項）を出力する第２マップ４１ｂと、を有する構成とし、第２マップ４１ｂによって定常偏差を打ち消すようなフィードフォワード制御を行うようにしたことにより、定常偏差に起因するフィードバック制御の追従性の低下を抑制できるようになる。
【００２８】
また、第２マップ４１ｂから出力されるフィードフォワード制御値（学習Ｆ／Ｆ制御項）が定常偏差に相当する値であることを考慮して、このフィードフォワード制御値（学習Ｆ／Ｆ制御項）によって故障検知を行うようにしたことにより、学習Ｆ／Ｆ制御項を有効活用して、簡易な構成で故障を検知することもできる。
【００２９】
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、フィードフォワード制御及びフィードバック制御を行う燃料噴射制御装置に好適である。
【符号の説明】
【００３１】
１  内燃機関
１４  気筒（燃焼室）
２１  クランク角度センサ
２２  筒内圧センサ
２３  アクセルセンサ
３１  吸気通路
３２  排気通路
３３  インジェクター
４０  ＥＣＵ
４１  燃焼Ｆ／Ｆ制御部
４１ａ  第１マップ
４１ｂ  第２マップ
４１ｃ  学習補正項算出部
４１ｄ、４３  加算部
４２  燃焼Ｆ／Ｂ制御部
４４  故障検知部
【図１】
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【図２】
2018100624.tif 000004
【図３】
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