(57)【要約】【課題】運転フィーリングを悪化させることなく、無噴射通電時間を正確に学習できる燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】インジェクタに対して燃料噴射を指令してから実際に燃料が噴射されるまでの無噴射通電時間を学習する燃料噴射制御装置であって、インジェクタに対して燃料噴射を指令する噴射指令手段(ステップＳ３３)と、燃料噴射を指令してから基準時間経過後にエンジン運転状態に変化が生じたか否かを判定するエンジン状態判定手段(ステップＳ３６)と、エンジン運転状態に変化が生じていないときは、前記基準時間に所定時間を加算してその基準時間を更新する基準時間更新手段(ステップＳ３２)と、エンジン運転状態に変化が生じたときは、そのときの基準時間から前記所定時間を減算した時間を無噴射通電時間として学習する無噴射通電時間学習手段(ステップＳ３８)とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジェクタに対して燃料噴射を指令してから実際に燃料が噴射されるまでの無噴射通電時間を学習する燃料噴射制御装置であって、
前記インジェクタに対して燃料噴射を指令する噴射指令手段と、
燃料噴射を指令してから基準時間経過後にエンジン運転状態に変化が生じたか否かを判定するエンジン状態判定手段と、
エンジン運転状態に変化が生じていないときは、前記基準時間に所定時間を加算してその基準時間を更新する基準時間更新手段と、
エンジン運転状態に変化が生じたときは、そのときの基準時間から前記所定時間を減算した時間を無噴射通電時間として学習する無噴射通電時間学習手段と、
を有することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射は、メイン噴射に先立って噴射されるパイロット噴射である、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射は、走行時の定常運転中に行われる、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記エンジン状態判定手段は、エンジン回転速度が上昇したときにエンジン運転状態に変化が生じたことを判定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記エンジン状態判定手段は、エンジン振動が低減したときにエンジン運転状態に変化が生じたことを判定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記エンジン状態判定手段は、排気空燃比が変動したときにエンジン運転状態に変化が生じたことを判定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
インジェクタに対して燃料噴射を指令してから実際に燃料が噴射されるまでの無噴射通電時間を学習する燃料噴射制御方法であって、
前記インジェクタに対して燃料噴射を指令する噴射指令工程と、
燃料噴射を指令してから基準時間経過後にエンジン運転状態に変化が生じたか否かを判定するエンジン状態判定工程と、
エンジン運転状態に変化が生じていないときは、前記基準時間に所定時間を加算してその基準時間を更新する基準時間更新工程と、
エンジン運転状態に変化が生じたときは、そのときの基準時間から前記所定時間を減算した時間を無噴射通電時間として学習する無噴射通電時間学習工程と、
を有することを特徴とする燃料噴射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの燃料噴射を制御する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンではインジェクタから燃料を噴射している。インジェクタは内部に設けられた針弁の移動によって燃料の噴射／停止を制御する。そのためインジェクタに対して噴射指令信号を送っても、針弁が移動して実際に燃料を噴射するまでには、微少時間のタイムラグ(無噴射通電時間)が生じる。したがってこのような無噴射通電時間を正確に検出しその無噴射通電時間を考慮してインジェクタを制御することが重要である。
【０００３】
そこで従来の燃料噴射制御装置では、燃料噴射カット時に通電時間を増加／減少させて燃料が噴射されたことを検出するセンサの出力値が変化するまでの通電時間を最小通電時間として記憶していた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−９０５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述した従来の燃料噴射制御装置は燃料カット時、すなわち減速時にしか学習できない。実際に燃料が噴射されたときはトルクが発生するので減速感が損なわれ運転フィーリングが悪化する。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、運転フィーリングを悪化させることなく、無噴射通電時間を正確に学習できる燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
本発明は、インジェクタ(１２)に対して燃料噴射を指令してから実際に燃料が噴射されるまでの無噴射通電時間を学習する燃料噴射制御装置であって、前記インジェクタ(１２)に対して燃料噴射を指令する噴射指令手段(ステップＳ２４，Ｓ３３)と、燃料噴射を指令してから基準時間経過後にエンジン運転状態に変化が生じたか否かを判定するエンジン状態判定手段(ステップＳ２７，Ｓ３６)と、エンジン運転状態に変化が生じていないときは、前記基準時間に所定時間を加算してその基準時間を更新する基準時間更新手段(ステップＳ３２)と、エンジン運転状態に変化が生じたときは、そのときの基準時間から前記所定時間を減算した時間を無噴射通電時間として学習する無噴射通電時間学習手段(ステップＳ２９，Ｓ３８)とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、燃料噴射を指令してから基準時間経過後にエンジン運転状態に変化が生じていなければ、その基準時間に所定時間を加算して基準時間を更新し、基準時間経過後にエンジン運転状態に変化が生じたらそのときの基準時間から所定時間を減算した時間を無噴射通電時間として学習するようにしたので無噴射通電時間を正確に学習できる。またこのような学習を走行時の定常運転中のパイロット噴射で行えばドライバの運転フィーリングを悪化させない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態についてさらに詳しく説明する。
【００１０】
図１は、本発明による燃料噴射制御装置の一実施形態を示すシステム図である。
【００１１】
燃料噴射制御装置１は、ディーゼルエンジン１０に対して、高圧ポンプ１４で高圧化されコモンレール１３に一旦蓄圧された燃料をインジェクタ１２から噴射する装置である。コモンレール１３の圧力は圧力センサ１３ａによって検出される。
【００１２】
ディーゼルエンジン１０から排出され排気通路２３を通流する排ガスの一部が排ガス再循環装置(Exhaust Gas Recirculation；以下「ＥＧＲ装置」という)３０を介して吸気通路２１に還流する。ＥＧＲ装置３０は、ＥＧＲ通路３１にＥＧＲクーラ３２とＥＧＲバルブ３３とを有する。ＥＧＲクーラ３２は排気通路２３から還流する排ガスを冷却する。ＥＧＲバルブ３３は開閉してＥＧＲ量を調整する。ＥＧＲバルブ３３は、コントローラ７０によってデューティ制御される。排気通路２３の下流には、パラジウム、白金などの触媒による酸化作用によってパティキュレート(Particulate Matter；ＰＭ)を減少させるディーゼル酸化触媒(Diesel Oxidative Catalyst；ＤＯＣ)や、多孔質薄壁によって格子状に流路が区画されたハニカム構造体であって排ガスに含まれるＰＭを捕捉するディーゼルパーティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter；ＤＰＦ)などが設けられる。
【００１３】
エンジン１０の運転状態は、各種センサによって検出される。クランク角センサ６１は、ディーゼルエンジン１０の回転速度(クランクシャフト１１の回転速度)を検出する。ノックセンサ６２は、エンジンシリンダの振動を検出する。空燃比センサ６３は、排気通路に取り付けられ、排気空燃比を検出する。
【００１４】
コントローラ７０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)を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【００１５】
コントローラ７０は、クランク角センサ６１、ノックセンサ６２及び空燃比センサ６３の信号を入力し、これらの信号に基づいてエンジンの運転状態を判断する。コントローラ７０は、入力信号に基づいてインジェクタ１２及び高圧ポンプ１４を制御して燃料噴射量、噴射時期を調整する。コントローラ７０は、入力信号に基づいてスロットルバルブ２２の開度を調整する。コントローラ７０は、ＥＧＲバルブ３３をデューティ制御する。コントローラ７０は、これらをコントロールすることで空気過剰率（空燃比）を調整（λコントロール）して排ガス中に含まれる未燃成分(炭化水素ＨＣ)を調整し、ＤＯＣ４０から流出する排ガス温度を上昇させてＤＰＦ再生を実行する。
【００１６】
インジェクタ１２は内部に設けられた針弁の移動によって燃料の噴射／停止を制御する。コントローラ７０がインジェクタ１２に対して噴射指令信号を送ってから、針弁が移動して実際に燃料を噴射するまでには、微少時間のタイムラグが生じる。このように通電しているにもかかわらず燃料が噴射されない時間を無噴射通電時間という。
【００１７】
次にコントローラ７０の動作を中心として、本発明による燃料噴射制御装置の具体的な動作を説明する。図２は、燃料噴射制御装置の動作を説明するメインフローチャートである。なおコントローラ７０は学習運転条件(定常運転中(走行中)であって噴射圧が所定範囲内)が成立したら微少時間毎に繰り返し実行し無噴射通電時間を学習する。またコントローラ７０は噴射圧ごとに無噴射通電時間を学習する。
【００１８】
ステップＳ１において、コントローラ７０は、無噴射状態フラグが１であるか否かを判定する。この無噴射状態フラグは、コントローラ７０からインジェクタ１２に対して噴射指令信号が送られているにもかかわらず燃料噴射されていないことを判別するフラグであり、初期値はゼロである。無噴射状態フラグが１であればステップＳ３へ処理を移行し、そうでなければステップＳ２へ処理を移行する。
【００１９】
ステップＳ２において、コントローラ７０は、無噴射状態判定処理を行う。具体的な内容は後述する。
【００２０】
ステップＳ３において、コントローラ７０は、無噴射時処理を行う。具体的な内容は後述する。
【００２１】
図３は無噴射状態判定処理ルーチンのフローチャートである。
【００２２】
ステップＳ２１において、コントローラ７０は、パイロット噴射フラグが１であるか否かを判定する。パイロット噴射フラグは、パイロット噴射指令中に１となるフラグである。パイロット噴射フラグが１であればステップＳ２５へ処理を移行し、そうでなければステップＳ２２へ処理を移行する。
【００２３】
ステップＳ２２において、コントローラ７０は、無噴射通電時間Ｔnの学習値がメモリーされているか否かを判定する。今回が初回処理であれば学習値はメモリーされていないが前回処理されていれば学習値がメモリーされている。メモリーされていなければステップＳ２３へ処理を移行し、メモリーされていればステップＳ２４へ処理を移行する。
【００２４】
ステップＳ２３において、コントローラ７０は、無噴射通電時間Ｔnに通電時間Ｔ0を設定する。なお通電時間Ｔ0はあらかじめＲＯＭに格納された図５に示す特性のマップに基づいて求められる。このマップはあらかじめ実験を通じて設定されている。
【００２５】
ステップＳ２４において、コントローラ７０は、パイロット噴射を指令するとともにパイロット噴射フラグに１をセットする。
【００２６】
ステップＳ２５において、コントローラ７０は、パイロット噴射が指令されてから時間Ｔnが経過したか否かを判定する。経過していなければ一旦処理を抜け、経過したらステップＳ２６へ処理を移行する。
【００２７】
ステップＳ２６において、コントローラ７０は、パイロット噴射フラグをリセットして０を設定する。
【００２８】
ステップＳ２７において、コントローラ７０は、エンジン運転状態に変化があるか否かを判定する。具体的にはクランク角センサ６１によって検出されたエンジン回転速度が上昇しているか否か、ノックセンサ６２で検出されたエンジン振動が低減したか否かに基づいて判定する。このような変化が検出されたらステップＳ２８へ処理を移行し、検出されなければステップＳ３０へ処理を移行する。
【００２９】
ステップＳ２８において、コントローラ７０は、無噴射通電時間Ｔnから一定時間Ｔ1を減算して無噴射通電時間Ｔnを更新する。なお一定時間Ｔ1はあらかじめ設定された一致値である。
【００３０】
ステップＳ２９において、コントローラ７０は、更新した無噴射通電時間Ｔnを学習値としてメモリーする。
【００３１】
ステップＳ３０において、コントローラ７０は、無噴射状態フラグに１をセットする。
【００３２】
図４は無噴射時処理ルーチンのフローチャートである。
【００３３】
ステップＳ３１において、コントローラ７０は、パイロット噴射フラグが１であるか否かを判定する。パイロット噴射フラグが１であればステップＳ３４へ処理を移行し、そうでなければステップＳ３２へ処理を移行する。
【００３４】
ステップＳ３２において、コントローラ７０は、無噴射通電時間Ｔnに一定時間Ｔ1を加算して無噴射通電時間Ｔnを更新する。
【００３５】
ステップＳ３３において、コントローラ７０は、パイロット噴射を指令するとともにパイロット噴射フラグに１をセットする。
【００３６】
ステップＳ３４において、コントローラ７０は、パイロット噴射が指令されてから時間Ｔnが経過したか否かを判定する。経過していなければ一旦処理を抜け、経過したらステップＳ３５へ処理を移行する。
【００３７】
ステップＳ３５において、コントローラ７０は、パイロット噴射フラグをリセットして０を設定する。
【００３８】
ステップＳ３６において、コントローラ７０は、空燃比センサ６３の信号に基づいて排気空燃比の変動を検出する。変動幅が所定値Ａよりも大きければステップＳ３７へ処理を移行し、そうでなければ一旦処理を抜ける。
【００３９】
ステップＳ３７において、コントローラ７０は、無噴射通電時間Ｔnから一定時間Ｔ1を減算して無噴射通電時間Ｔnを更新する。
【００４０】
ステップＳ３８において、コントローラ７０は、更新した無噴射通電時間Ｔnを学習値としてメモリーする。
【００４１】
ステップＳ３９において、コントローラ７０は、無噴射状態フラグに１をリセットして０を設定する。
【００４２】
以上の処理によってコントローラは以下のように動作する。
【００４３】
無噴射状態フラグは当初０であり(ステップＳ１でNo)、パイロット噴射フラグも当初０であり(ステップＳ２１でNo)、無噴射通電時間Ｔnの学習値もメモリーされていないので(ステップＳ２２でNo)、マップで設定された通電時間Ｔ0を無噴射通電時間Ｔnとして設定し(ステップＳ２３)、パイロット噴射を指令する(ステップＳ２４)。
【００４４】
次サイクルでは、パイロット噴射フラグに１が設定されているので(ステップＳ２１でYes)、パイロット噴射指令から時間Ｔnが経過するまでステップＳ１→Ｓ２１→Ｓ２５を繰り返し、経過したら(ステップＳ２５でYes)、パイロット噴射フラグをリセットし(ステップＳ２６)、エンジン運転状態に変化があったか否かを判定する(ステップＳ２７)。変化があればステップＳ２８で更新した無噴射通電時間Ｔnを学習値としてメモリーし(ステップＳ２９)、変化がなければ時間Ｔnの間では燃料が噴射されない無噴射状態であると判断して無噴射状態フラグをセットする(ステップＳ３０)。
【００４５】
無噴射状態フラグがセットされたら次サイクルで無噴射時処理を行う(ステップＳ１→Ｓ３)。
【００４６】
初回処理ではパイロット噴射フラグが０なので、無噴射通電時間Ｔnを更新し(ステップＳ３２)、パイロット噴射を指令する(ステップＳ３３)。
【００４７】
次サイクルでは、パイロット噴射フラグに１が設定されているので(ステップＳ３１でYes)、パイロット噴射指令から時間Ｔnが経過するまでステップＳ１→Ｓ３１→Ｓ３４を繰り返し、経過したら(ステップＳ３４でYes)、パイロット噴射フラグをリセットし(ステップＳ３５)、排気空燃比の変動があったか否かを判定する(ステップＳ３６)。
【００４８】
排気空燃比の変動がなければ一旦処理を抜け、次サイクルで無噴射通電時間Ｔnを更新し(ステップＳ３２)、パイロット噴射を指令し(ステップＳ３３)、パイロット噴射指令から時間Ｔnが経過したら(ステップＳ３４でYes)、排気空燃比の変動を判定する(ステップＳ３６)。
【００４９】
排気空燃比が変動するまで上記処理を繰り返して無噴射通電時間Ｔnを更新し、排気空燃比が変動したら(ステップＳ３６でYes)、ステップＳ３７で更新した無噴射通電時間Ｔnを学習値としてメモリーする(ステップＳ３８)。
【００５０】
本実施形態によれば、走行時の定常運転中にパイロット噴射としてインジェクタ１２に微少時間通電し、その通電時間を変化させたときのエンジンの変化によって実際に燃料が噴射されたかどうかを検出し、無噴射通電時間を学習する。このように燃料カット時以外に無噴射通電時間を学習できるので学習機会が増える。また噴射圧ごとに無噴射通電時間を学習する。このように無噴射通電時間を学習することで燃料を正確に噴射できるようになり、振動や音のバラツキを抑えることができるのである。
【００５１】
また走行時の定常運転中のパイロット噴射で実施するのでエンジントルクの急変を防止できドライバの運転フィーリングを悪化させない。
【００５２】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【００５３】
上記説明においてはエンジンとしてディーゼルエンジンを例示して説明したが、火花点火式エンジン(ガソリンエンジン)であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による燃料噴射制御装置の一実施形態を示すシステム図である。
【図２】燃料噴射制御装置の動作を説明するメインフローチャートである。なおコント
【図３】無噴射状態判定処理ルーチンのフローチャートである。
【図４】無噴射時処理ルーチンのフローチャートである。
【図５】コモンレール圧及び噴射量から無噴射通電時間の初期値を設定するマップである。
【符号の説明】
【００５５】
１０  ディーゼルエンジン
１２  インジェクタ
６１  クランク角センサ
６２  ノックセンサ
６３  空燃比センサ
７０  コントローラ
ステップＳ２４，Ｓ３３  噴射指令手段
ステップＳ２７，Ｓ３６  エンジン状態判定手段
ステップＳ３２  基準時間更新手段
ステップＳ２９，Ｓ３８  無噴射通電時間学習手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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