(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン本体に生じる作動振動の検出値に基づいてエンジンの運転状態を制御する際における作動振動の検出精度を高めるエンジン制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ８は、車両の慣性走行時において、振動加速度センサ３による作動振動の検出値と、エンジン回転センサ９の測定値とから、エンジン回転速度と検出値のドリフト値とのマップデータを作成して、インジェクタ特性マップに基づいて燃料噴射を制御する噴射制御部１１と、インジェクタ４にパルス幅が微小幅から段階的に増加される噴射指示信号を出力するとともに、インジェクタ４が燃料噴射を行う際に生じる作動振動の検出値が、予め記憶した噴射開始を示す判定閾値を超えると、この時に出力したパルス幅を最小パルス幅として学習する最小パルス幅学習部１２と、学習した最小パルス幅でインジェクタ特性マップを補正するインジェクタ特性補正部１３とより作動振動の検出値を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒が形成されたエンジン本体に生じる作動振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の検出値に基づいてエンジンの運転を制御する制御手段とを備えたエンジン制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンが慣性走行中に、前記検出値が前記エンジン本体におけるエンジン回転速度違いでドリフトする量を学習し、次いで前記ドリフト量の学習完了後に最小噴射パルス幅を学習するための噴射を行うことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記エンジン本体に生じる作動振動が、入力される噴射指示信号のパルス幅に応じてインジェクタが前記複数の気筒内への燃料噴射を行う際に生じる場合であって、
予め記憶した燃料噴射量と噴射指示信号のパルス幅との関係を示すインジェクタ特性に
基づいて、前記インジェクタの燃料噴射を制御する噴射制御手段と、
前記インジェクタにパルス幅が微小幅から段階的に増加される噴射指示信号を出力するとともに、前記振動検出手段で検出される作動振動が、予め記憶した前記インジェクタの作動による噴射開始を示す判定閾値を超えると、この時に出力したパルス幅を燃料の微少噴射に必要な最小パルス幅として学習する学習手段と、
学習した前記最小パルス幅で、前記インジェクタ特性の微小噴射量に対応するパルス幅
を補正する補正手段と、を備えた請求項１に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン制御装置に関し、更に詳しくは、エンジン本体に生じる作動振動の検出値に基づいてエンジンの運転状態を制御する際における作動振動の検出精度を高めることで、制御結果を向上するエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コモンレールに畜圧した高圧燃料をインジェクタからエンジンの各気筒内に直接噴射するコモンレール式の燃料噴射装置が知られている。一般的に、コモンレール式の燃料噴射装置では、燃焼音の低減や排ガス性能を向上させるべく、メイン噴射の前に微小量の燃料を噴射するパイロット噴射が行われている。
【０００３】
燃焼音の低減等を図るためには、パイロット噴射をより小さな噴射量で行うことが要求される。しかしながら、パイロット噴射はその噴射量が微小なため、インジェクタの個体差によるバラツキや、経年変化の影響を受けやすく、噴射量にある程度の余裕を持たせる必要がある。
【０００４】
このようなパイロット噴射の精度を向上させる技術として、ノックセンサにより各気筒の燃焼状態を検出してパイロット噴射量を補正する学習制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
しかしながら、上述の技術のような、微小噴射領域の燃焼状態をノックセンサで検出する手法では、その振動は非常に小さく、十分なＳ／Ｎを確保できないため、パイロット噴射量をより小さな噴射量に補正できない可能性がある。
【０００６】
そのため発明者は、指示信号のパルス幅に応じてエンジンの気筒内に燃料を噴射するインジェクタと、そのインジェクタが燃料噴射を行う際に生じる作動振動を検出するノックセンサと、予め記憶した燃料噴射量と噴射指示信号のパルス幅との関係を示すインジェクタ特性に基づいてインジェクタの燃料噴射を制御する噴射制御手段と、インジェクタにパルス幅が微小幅から段階的に増加される噴射指示信号を出力するとともに、ノックセンサで検出される作動振動が、予め記憶したインジェクタの作動による噴射開始を示す判定閾値を超えると、この時に出力したパルス幅を燃料の微少噴射に必要な最小パルス幅として学習する学習手段と、その学習した最小パルス幅でインジェクタ特性の微小噴射量に対応するパルス幅を補正する補正手段とを備えたエンジンの燃料噴射制御装置を考案した。
【０００７】
しかしながら、ノックセンサによるエンジンの作動振動の検出においては、エンジン回転速度の違いによりエンジン本体、例えばシリンダブロックの振動状態が変化するため、検出値がばらついてしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１７３２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、エンジン本体に生じる作動振動の検出値に基づいてエンジンの運転状態を制御する際における作動振動の検出精度を高めることで、制御結果を向上することができるエンジン制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成する本発明のエンジン制御装置は、複数の気筒が形成されたエンジン本体に生じる作動振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の検出値に基づいてエンジンの運転を制御する制御手段とを備えたエンジン制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンが慣性走行中に、前記検出値が前記エンジン本体におけるエンジン回転速度違いでドリフトする量を学習し、次いで前記ドリフト量の学習完了後に最小噴射パルス幅を学習するための噴射を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のエンジン制御装置によれば、エンジン本体に生じる作動振動の検出値を、車両の慣性走行時において学習されたエンジン回転速度と作動振動のドリフト値との関係を示すマップデータに基づいて補正するようにしたので、作動振動の検出精度を高めることで、エンジンの運転状態の制御結果を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態からなるエンジン制御装置の概略図である。
【図２】インジェクタ特性マップの例を示すグラフである。
【図３】最小パルス幅の学習を説明するタイムチャートである
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなるエンジンの制御装置を示す。
【００１４】
このエンジンの制御装置（以下、「制御装置」という。）は、車両に搭載されたディーゼルエンジン１のシリンダブロック２に取り付けられた振動加速度センサ３の検出値に基づいて、インジェクタ４から複数の気筒＃１〜＃４内への燃料のパイロット噴射量を制御するものである。
【００１５】
なお、ディーゼルエンジン１として、４個の気筒＃１〜＃４を備えた直列４気筒エンジンを示しているが、これに限るものではなく、４気筒以外の多気筒エンジン又は単気筒エンジンであってもよい。
【００１６】
コモンレール５は、図示しない燃料タンクからサプライポンプ６を介して供給される高圧燃料を畜圧するとともに、畜圧した高圧燃料を各インジェクタ４に分配する。このコモンレール５には、燃料の噴射圧力に相当するコモンレール圧を検出可能なコモンレール圧センサ７が設けられており、検出されるコモンレール圧は、電気的に接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ）８に出力される。
【００１７】
インジェクタ４は、ディーゼルエンジン１の各気筒＃１〜＃４にそれぞれ対応して設けられており、コモンレール５から供給される高圧燃料を各気筒＃１〜＃４の燃焼室内に直接噴射する。インジェクタ４の燃料噴射量や噴射時期は、ＥＣＵ８から電磁ソレノイドに入力される噴射指示信号のパルス幅（時間幅）に応じて芯弁がリフトされ、ノズル先端の噴射孔を開閉することでコントロールされる。
【００１８】
振動加速度センサ３は、インジェクタ４が燃料を噴射する際に生じる機械的な作動振動を検出可能であり、各インジェクタ４にそれぞれ対応して取り付けられている。この振動加速度センサ３には、ガソリンエンジンのノッキングの検出に用いられるノックセンサが好ましく用いられる。振動加速度センサ３で検出される各インジェクタ４の作動振動は、電気的に接続されたＥＣＵ８に出力される。
【００１９】
なお、振動加速度センサ３は、ディーゼルエンジン１のシリンダブロック２に取り付けられているが、これに限るものではなく、作動振動を検出できる位置であればシリンダヘッドなどの他の部品に取り付けることもできる。また、各気筒＃１〜＃４にそれぞれ対応して設ける必要はなく、例えば気筒＃１と気筒＃２との間に１個を、気筒＃２と気筒＃３との間に１個をそれぞれ取り付けて、計２個の振動加速度センサ３で対応することも可能である。
【００２０】
ＥＣＵ８は、ディーゼルエンジン１の各種制御を行うものであり、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。この各種制御を行うために、ＥＣＵ８には、振動加速度センサ３、コモンレール圧センサ７、エンジン回転センサ９及びアクセル開度センサ１０などの出力信号が入力される。
【００２１】
また、ＥＣＵ８は、噴射制御手段である噴射制御部１１と、学習手段である最小パルス幅学習部１２と、補正手段であるインジェクタ特性補正部１３とを機能要素の一部として有している。なお、ここでは、それらの各機能要素１１、１２、１３は、ＥＣＵ８に含まれるものとしているが、いずれか一部を別体のハードウェア内に設けることもできる。
【００２２】
噴射制御部１１は、ディーゼルエンジン１の運転状態に基づいて、各インジェクタ４の燃料噴射を制御する。ＥＣＵ８のメモリには、例えば図２に示すように、インジェクタ４に入力される噴射指示信号のパルス幅ＰＷと燃料の噴射量Ｑとの関係を所定のコモンレール圧Ａ〜Ｃ毎に示したインジェクタ特性マップが予め記憶されている。このインジェクタ特性マップは、インジェクタ４毎にそれぞれ別個に作成されている。また、ＥＣＵ８のメモリには、ディーゼルエンジン１の運転状態と燃料の目標噴射量ＱTとの関係を示す目標噴射量設定マップ（不図示）が記憶されている。
【００２３】
噴射制御を行う際は、まず目標噴射量設定マップからエンジン回転速度及びアクセル開度をパラメータとする運転状態に対応する目標噴射量ＱTが読み取られる。そして、インジェクタ特性マップから目標噴射量ＱTに対応するパルス幅ＰＷが読み取られるとともに、このパルス幅ＰＷの噴射指示信号がインジェクタ４の電磁ソレノイドに入力される。これにより、インジェクタ４の芯弁がパルス幅ＰＷ（時間幅）だけリフトされ、目標噴射量ＱTに応じた燃料噴射が実行されるように構成されている。
【００２４】
最小パルス幅学習部１２は、各インジェクタ４にパイロット噴射等の微小噴射を開始させるのに必要となる噴射指示信号の最小パルス幅ＰＷMINを学習する。ＥＣＵ８のメモリには、予め実験等により計測したインジェクタ４が燃料噴射を開始した際に生じる機械的な作動振動の積算値（又はピーク値）が判定閾値ＦTHとして記憶されている。
【００２５】
最小パルス幅ＰＷMINの学習を行う際は、例えば図３に示すように、まず所定のコモンレール圧Ａで、各インジェクタ４にパルス幅ＰＷが微小幅から段階的に増加される噴射指示信号をサイクル毎に出力する（図示例では、１サイクル目：０．１ｍｓｅｃ、２サイクル目：０．２ｍｓｅｃ、３サイクル目：０．３ｍｓｅｃとなっている。）。そして、振動加速度センサ３で検出される作動振動の積算値（又はピーク値）Ｆが判定閾値ＦTHを超えると（Ｆ＞ＦTH）、この時に出力された噴射指示信号のパルス幅（図示例では、３サイクル目のパルス幅）を所定のコモンレール圧Ａにおける微小噴射（例えば、パイロット噴射）の開始に必要な最小パルス幅ＰＷMINとして学習（ＥＣＵ８のメモリに記憶）する。その後、他のコモンレール圧Ｂ、Ｃ（図２を参照）についても、同様の手順で最小パルス幅ＰＷMINの学習を行うように構成されている。
【００２６】
なお、段階的に増加されるパルス幅ＰＷが所定の上限幅（例えば、１．０ｍｓｅｃ）を超えても、振動加速度センサ３で検出される作動振動の積算値（又はピーク値）Ｆが判定閾値ＦTHを超えない場合は、インジェクタ４の機械的な故障等が考えられるため、最小パルス幅ＰＷMINの学習を禁止する。また、ディーゼルエンジン１の運転状態に影響を与えないように、燃料噴射を伴う最小パルス幅ＰＷMINの学習は、エンジンブレーキ作動時等の無負荷運転時に限定して実行されることが好ましい。
【００２７】
インジェクタ特性補正部１３は、最小パルス幅学習部１２により学習した最小パルス幅ＰＷMINに基づいて、各インジェクタ４のインジェクタ特性マップを補正する。例えば、図３に示すように、３サイクル目に出力したパルス幅ＰＷ（０．３ｍｓｅｃ）を最小パルス幅ＰＷMINとして学習した場合は、この最小パルス幅ＰＷMINでインジェクタ特性マップ（図２を参照）の微小噴射領域を補正する。これにより、噴射制御部１１の微小噴射領域における燃料噴射の制御精度が向上されて、より微小量のパイロット噴射が可能になる。
【００２８】
このような制御装置において、ＥＣＵ８は、振動加速度センサ３で検出される各インジェクタ４の作動振動について、以下に説明する処理を実施する。
【００２９】
なお、この処理例では、車両が慣性走行で減速してエンジン回転速度が徐々に低下するケースを対象とするが、下り坂などで車両が増速するケースも対象となる。また、エンジン回転速度に係る数値は代表的な例であり、ディーゼルエンジン１の仕様や運転状態により適宜設定される。
【００３０】
まず、ＥＣＵ８は、アクセル開度センサ１０の信号値からアクセル開度がゼロになったことを検知したときには、車両が慣性走行時であると判断して、エンジン回転センサ９の信号値を入力する。
【００３１】
次に、ＥＣＵ８は、エンジン回転速度が３０００〜２８００ｒｐｍであるときの各気筒＃１〜＃４の作動振動を振動加速度センサ３から入力し平均して、中央値であるエンジン回転速度２９００ｒｐｍを代表するドリフト値として学習する。
【００３２】
続いて、ＥＣＵ８は、エンジン回転速度が２８００〜２６００ｒｐｍであるときの各気筒＃１〜＃４の作動振動を振動加速度センサ３から入力し平均して、中央値であるエンジン回転速度２７００ｒｐｍを代表するドリフト値として学習する。
【００３３】
以上のような学習処理を、エンジン回転速度が１０００ｒｐｍに低下するまで繰り返すことで、エンジン回転速度とドリフト値との関係を示すマップデータを作成する。なお、作動振動を入力・平均する際のエンジン回転速度の数値範囲は、この例では２００ｒｐｍ毎としているが、これに限るものでなく、更に細分化してもよい。
【００３４】
このドリフト値の学習は、前述の減速時に学習する手段（徐々にパルス幅を増加させる）を実施する前に行い完了させておく。つまり、ドリフト学習と最小噴射パルス幅学習とは同時に行わないようにする。
【００３５】
そして、前述の最小噴射パルス幅を学習する運転時に、徐々に増加したパルス幅に応じて検出される振動加速度センサ３の作動振動に対して、ドリフト量を差し引きする補正を行う。この補正された値が、予め設定された閾値（例えば、判定閾値ＦTH）を超えたときは、燃料が噴射されたと判断して最小噴射パルス幅を学習する。
【００３６】
このような処理を行うことで、エンジン回転速度の違いによるシリンダブロック２の振動状態の変化の影響を排除することができるので、作動振動の検出精度を高めて、噴射制御の制御結果を向上することができるのである。
【００３７】
本発明の制御装置の対象は、ディーゼルエンジン１における燃料噴射に限るものではなく、エンジン本体に生じる作動振動に基くエンジンの運転状態の制御の全般に広く適用される。そのような制御としては、気筒＃１〜＃４における失火の検出や、失火気味と過早着火の判定などが好ましく例示される。
【符号の説明】
【００３８】
１  ディーゼルエンジン
２  シリンダブロック
３  振動加速度センサ
４  インジェクタ
８  ＥＣＵ
９  エンジン回転センサ
１０  アクセル開度センサ
１１  噴射制御部
１２  最小パルス幅学習部
１３  インジェクタ特性補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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