(57)【要約】【課題】本発明は、ＧＤＩエンジンにおける気筒間の燃料噴射量偏差を補正するためのＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法及びそのシステムに関する。【解決手段】本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法は、燃料圧縮式を用いて気筒毎の目標圧力降下量を算出する、目標圧力降下量算出ステップと、燃料圧力センサにより気筒毎に検知された圧力降下量、及び目標圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の目標圧力降下量から気筒毎の相対圧力降下量を算出する、相対圧力降下量算出ステップと、相対圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の相対圧力降下量を全気筒平均と比較して気筒毎の噴射補正因子を１次調整する、噴射補正因子第１調整ステップと、噴射補正因子第１調整ステップで１次調整された噴射補正因子の全気筒平均を１と比較して気筒毎の噴射補正因子を２次調整する、噴射補正因子第２調整ステップと、を含んで行われる。【選択図】図１
2019116891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料圧縮式を用いて気筒毎の目標圧力降下量を算出する、目標圧力降下量算出ステップと、
燃料圧力センサにより気筒毎に検知された圧力降下量、及び前記目標圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の目標圧力降下量から、気筒毎の相対圧力降下量を算出する、相対圧力降下量算出ステップと、
前記相対圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の相対圧力降下量を全気筒平均と比較して気筒毎の噴射補正因子を１次調整する、噴射補正因子第１調整ステップと、
前記噴射補正因子第１調整ステップで１次調整された噴射補正因子の全気筒平均を１と比較して気筒毎の噴射補正因子を２次調整する、噴射補正因子第２調整ステップと、を含んで行われることを特徴とするＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法。
【請求項２】
前記目標圧力降下量算出ステップでは、燃料圧縮式により得られる燃料噴射量当たりの圧力降下量に目標燃料噴射量を乗じることで気筒毎の目標圧力降下量を算出することを特徴とする、請求項１に記載のＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法。
【請求項３】
前記相対圧力降下量算出ステップでは、気筒毎に検知された圧力降下量を、前記目標圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の目標圧力降下量で除した値として定義される気筒毎の相対圧力降下量を算出することを特徴とする、請求項２に記載のＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法。
【請求項４】
前記噴射補正因子第１調整ステップでは、前記相対圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の相対圧力降下量を全気筒平均と比較して気筒毎の噴射補正因子を１次調整することを特徴とする、請求項３に記載のＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法。
【請求項５】
前記噴射補正因子第２調整ステップでは、前記噴射補正因子第１調整ステップで１次調整された噴射補正因子の全気筒平均を１と比較して気筒毎の噴射補正因子を２次調整することを特徴とする、請求項４に記載のＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法。
【請求項６】
気筒毎に燃料噴射量を補正するために用いられる気筒毎の噴射補正因子を、下記式として定義される相対圧力降下量（ｒｉ）の全気筒平均による気筒間の相対的な値で１次調整し、さらに全気筒平均が１となるように２次調整することで、気筒間の相対的な燃料噴射量の補正を可能とする、ＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法。
【数１】
2019116891.tif 000007
（ここで、ｄｐｉは、燃料圧力センサにより気筒毎に検知された圧力降下量であり、ｄｐｉｄは、燃料圧縮式により算出された気筒毎の目標圧力降下量である。）
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法を実現するためのシステムであって、
ＥＭＳ上において、インジェクタ静的流量偏差学習条件判断部と、燃料圧力降下量検知部と、インジェクタ静的流量偏差学習部と、を含むインジェクタ静的流量偏差補正制御部で構成されることを特徴とする、ＧＤＩインジェクタの静的流量偏差補正システム。
【請求項８】
前記インジェクタ静的流量偏差学習条件判断部は、インジェクタの静的流量偏差の学習が可能な条件を判断し、その情報を前記燃料圧力降下量検知部及びインジェクタ静的流量偏差学習部に提供することを特徴とする、請求項７に記載のＧＤＩインジェクタの静的流量偏差補正システム。
【請求項９】
前記燃料圧力降下量検知部は、燃料圧力センサからの信号を処理して気筒毎の圧力降下量を検知し、気筒毎に検知された圧力降下量を前記インジェクタ静的流量偏差学習部に送ることを特徴とする、請求項７に記載のＧＤＩインジェクタの静的流量偏差補正システム。
【請求項１０】
前記インジェクタ静的流量偏差学習部は、前記燃料圧力降下量検知部から受けた気筒毎に検知された圧力降下量を、燃料圧縮式を用いて計算された気筒毎の目標圧力降下量で除して相対圧力降下量を算出し、
算出された相対圧力降下量の全気筒平均による気筒間の相対的な値で噴射補正因子を１次調整した後、さらに全気筒平均が１となるように噴射補正因子を２次調整することで、インジェクタの静的流量偏差を学習することを特徴とする、請求項９に記載のＧＤＩインジェクタの静的流量偏差補正システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法及びそのシステムに関し、より詳細には、ＧＤＩエンジンにおける気筒間の燃料噴射量偏差を補正するための、ＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＤＩ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）技術はガソリンエンジンの燃費を向上させるために広く用いられているが、粒子状物質が多く生成される直噴射方式の特性上、ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｍａｓｓ）及びＰＮ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｎｕｍｂｅｒ）に対する規制がディーゼルエンジンと同等な水準で行われている。
【０００３】
このような規制に対応するために、ＧＤＩエンジンには、ＧＰＦ（Ｇａｓｏｌｉｎｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｆｉｌｔｅｒｓ）、低圧ＥＧＲ（Ｌｏｗ‐Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）、高圧（３５０ｂａｒ）噴射システムなどが適用されており、粒子状物質の形成メカニズムを考慮したインジェクタハードウェアの開発及び燃料噴射制御の開発が行われている。
【０００４】
しかし、かかる対応及び努力にもかかわらず、近年、インジェクタの製造偏差及びコーキング（Ｃｏｋｉｎｇ）／エージング（Ａｇｉｎｇ）に起因する気筒間の空燃比偏差によってＰＮが増加する現象が確認されており、これに対する対策が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、気筒間の相対的な補正が行われるように噴射補正因子を調整することで、ＧＤＩエンジンにおける気筒間の燃料噴射量偏差を補正する、ＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法及びシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のような課題を解決するための本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法は、燃料圧縮式を用いて気筒毎の目標圧力降下量を算出する、目標圧力降下量算出ステップと、燃料圧力センサにより気筒毎に検知された圧力降下量、及び前記目標圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の目標圧力降下量から、気筒毎の相対圧力降下量を算出する、相対圧力降下量算出ステップと、前記相対圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の相対圧力降下量を全気筒平均と比較して気筒毎の噴射補正因子を１次調整する、噴射補正因子第１調整ステップと、前記噴射補正因子第１調整ステップで１次調整された噴射補正因子の全気筒平均を１と比較して気筒毎の噴射補正因子を２次調整する、噴射補正因子第２調整ステップと、を含んで行われることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差補正システムは、ＥＭＳ上において、インジェクタ静的流量偏差学習条件判断部と、燃料圧力降下量検知部と、インジェクタ静的流量偏差学習部と、を含むインジェクタの静的流量補正制御部で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法及びシステムは、気筒毎に燃料噴射量を補正するために用いられる気筒毎の噴射補正因子を、相対圧力降下量の全気筒平均による気筒間の相対的な値で１次調整し、さらに全気筒平均が１となるように２次調整することで、気筒間の相対的な燃料噴射量の正確な補正を可能とすることができるため、気筒毎の噴射量偏差を最小化し、燃焼安定性及びＰＮの低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法をステップ毎に示したフローチャートである。
【図２】本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差補正システムの構成図である。
【発明を行うための形態】
【００１０】
以下では、本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法及びシステムを添付図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明の要旨を不明瞭にする可能性のある公知機能及び構成についての詳細な説明は省略する。
【００１１】
図１は本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法をステップ毎に示したフローチャートである。
【００１２】
図１を参照すると、本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法は、燃料圧縮式を用いて気筒毎の目標圧力降下量を算出する、目標圧力降下量算出ステップ（Ｓ１０）と、燃料圧力センサにより気筒毎に検知された圧力降下量、及び前記目標圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の目標圧力降下量から、気筒毎の相対圧力降下量を算出する、相対圧力降下量算出ステップ（Ｓ２０）と、前記相対圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の相対圧力降下量を全気筒平均と比較して気筒毎の噴射補正因子を１次調整する、噴射補正因子第１調整ステップ（Ｓ３０）と、前記噴射補正因子第１調整ステップで１次調整された噴射補正因子の全気筒平均を１と比較して気筒毎の噴射補正因子を２次調整する、噴射補正因子第２調整ステップ（Ｓ４０）と、を含んで行われることを特徴とする。
【００１３】
前記目標圧力降下量算出ステップ（Ｓ１０）では、対象気筒のインデックス（ｉ）を更新し、下記式１で表される燃料圧縮式（ｆｕｅｌ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）によって得られる燃料噴射量当たりの圧力降下量に目標燃料噴射量を乗じることで、気筒毎の目標圧力降下量（ｄｐｉｄ）を算出する。
【数１】
2019116891.tif 000003
【００１４】
ここで、ｐ、Ｔ、ρ、ＢＳはそれぞれ、燃料レールの圧力、燃料の温度、燃料の密度、燃料の断熱体積弾性係数（ａｄｉａｂａｔｉｃ  ｂｕｌｋ  ｍｏｄｕｌｕｓ）であり、Ｖは、燃料レール及びインジェクタ内の燃料の体積である。
【００１５】
前記相対圧力降下量算出ステップ（Ｓ２０）では、下記式２のように、気筒毎に検知された圧力降下量（ｄｐｉ）を、前記目標圧力降下量算出ステップで算出された気筒毎の目標圧力降下量（ｄｐｉｄ）で除した値として定義される気筒毎の相対圧力降下量（ｒｉ）を算出する。ここで、気筒毎に検知された圧力降下量（ｄｐｉ）は、燃料圧力センサにより得られる有効測定値である。
【数２】
2019116891.tif 000004
【００１６】
前記噴射補正因子第１調整ステップ（Ｓ３０）では、下記式３のように、前記相対圧力降下量算出ステップ（Ｓ２０）で算出された気筒毎の相対圧力降下量（ｒｉ）を全気筒平均と比較して気筒毎の噴射補正因子（ｋｉ）を１次調整する。
【数３】
2019116891.tif 000005
【００１７】
ここで、ｎはエンジンの気筒数であり、γは、ゲイン値であって、過渡応答ダンピング特性と収束性を考慮して適宜チューニング可能な値である。
【００１８】
前記噴射補正因子第２調整ステップ（Ｓ４０）では、下記式４のように、前記噴射補正因子第１調整ステップ（Ｓ３０）で１次調整された噴射補正因子（ｋｉ）の全気筒平均を１と比較し、気筒毎の噴射補正因子（ｋｊ）を２次調整する。
【数４】
2019116891.tif 000006
【００１９】
ここで、ｎはエンジンの気筒数であり、αはゲイン値であって、過渡応答ダンピング特性と収束性を考慮して適宜チューニング可能な値である。
【００２０】
このように、本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法は、気筒毎に燃料噴射量を補正するために用いられる気筒毎の噴射補正因子を、相対圧力降下量の全気筒平均による気筒間の相対的な値で１次調整し、さらに全気筒平均が１となるように２次調整することで、気筒間の相対的な燃料噴射量の補正を可能とする。
【００２１】
また、前記式１による燃料圧縮式は、燃料温度モデル、燃料物性値などに起因する不確実性を有することになるが、本発明は、気筒間の相対的な値で噴射補正因子を算出することで、このような燃料圧縮式の不確実性を相殺することができる。
【００２２】
一方、図１において、図面符号Ｓ２５は、本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法が実行可能な学習条件を判断する、学習条件判断ステップであり、Ｓ５０は、前記噴射補正因子第２調整ステップ（Ｓ４０）で最終的に調整された噴射補正因子を用いて燃料噴射量を補正する、燃料噴射量補正ステップを示す。
【００２３】
図２は本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差補正システムの構成図である。
【００２４】
図２を参照すると、本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差補正システムは、ＥＭＳ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）上において、インジェクタ静的流量偏差学習条件判断部１１と、燃料圧力降下量検知部１２と、インジェクタ静的流量偏差学習部１３と、を含むインジェクタ静的流量偏差補正制御部１で構成することができる。
【００２５】
前記インジェクタ静的流量偏差学習条件判断部１１は、本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法が実行可能な条件、すなわち、ＲＰＭ、燃料の温度などが適正範囲にあるかを判断し、その情報を燃料圧力降下量検知部及びインジェクタ静的流量偏差学習部に提供する。ＲＰＭ、燃料の温度などが低すぎる場合や高すぎる場合には、本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法に用いられる入力変数の正確度が担保されないため、このような条件では、本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法が行われないようにする。
【００２６】
前記燃料圧力降下量検知部１２は、燃料圧力センサ２からの信号を処理して気筒毎の圧力降下量を検知し、気筒毎に検知された圧力降下量をインジェクタ静的流量偏差学習部１３に送る。
【００２７】
前記インジェクタ静的流量偏差学習部１３は、前記燃料圧力降下量検知部１２から受けた気筒毎に検知された圧力降下量を、燃料圧縮式を用いて計算された気筒毎の目標圧力降下量で除して相対圧力降下量を算出し、算出された相対圧力降下量の全気筒平均による気筒間の相対的な値で噴射補正因子を１次調整した後、さらに全気筒平均が１となるように噴射補正因子を２次調整することで、インジェクタの静的流量偏差を学習する。
【００２８】
一方、図２において、図面符号３は、前記インジェクタ静的流量偏差補正制御部１の前記インジェクタ静的流量偏差学習部１３から気筒毎の噴射補正因子を受けて燃料噴射量を補正する燃料制御部である。
【００２９】
上述のような本発明によるＧＤＩインジェクタの静的流量偏差の補正方法及びシステムは、学習正確度が高く、オーバーシュートやアンダーシュートのない過渡応答ダンピング特性及び速い収束性を有するとともに、ラムダ制御などの他の燃料学習ルーチンに与える影響を最小化しながら行うことができるという利点がある。さらに、気筒毎の噴射量偏差を最小化し、燃焼安定性及びＰＮの低減に寄与する。
【００３０】
本明細書と添付図面に開示された実施形態は、本発明の技術的思想を容易に説明するための目的で用いられたものにすぎず、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を制限するために用いられたものではない。したがって、本技術分野において通常の知識を有する者であれば、これから様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解すべきである。
【符号の説明】
【００３１】
１  インジェクタ静的流量偏差補正制御部
２  燃料圧力センサ
３  燃料制御部
１１  インジェクタ静的流量偏差学習条件判断部
１２  燃料圧力降下量検知部
１３  インジェクタ静的流量偏差学習部
Ｓ１０  目標圧力降下量算出ステップ
Ｓ２０  相対圧力降下量算出ステップ
Ｓ２５  学習条件判断ステップ
Ｓ３０  噴射補正因子第１調整ステップ
Ｓ４０  噴射補正因子第２調整ステップ
Ｓ５０  燃料噴射量補正ステップ
【図１】
2019116891.tif 000008
【図２】
2019116891.tif 000009