JP2012163071A - Cetane number estimating device - Google Patents
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Abstract
【課題】ディーゼル機関の燃費性能の低下を抑えつつ燃料のセタン価の推定を適正に実行することのできるセタン価推定装置を提供する。
【解決手段】この装置は、実行条件の成立を条件に予め定めた量でのディーゼル機関への燃料噴射を実行するとともに、その実行に伴い発生するディーゼル機関の出力トルクの指標値(回転変動量ΣΔNE)を検出し、その回転変動量ΣΔNEの平均値AVEに基づいて推定セタン価を算出する(S209)。直近の所定期間における回転変動量ΣΔNEの標準偏差σを算出し、その標準偏差σが小さいときには同標準偏差が大きいときと比較してセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を低くする(S210〜S214)。
【選択図】図8A cetane number estimation device capable of appropriately performing estimation of a cetane number of a fuel while suppressing a decrease in fuel efficiency of a diesel engine.
The apparatus performs fuel injection to a diesel engine in a predetermined amount on condition that the execution condition is satisfied, and also outputs an index value (rotational fluctuation amount) of the output torque of the diesel engine generated by the execution. (ΣΔNE) is detected, and an estimated cetane number is calculated based on the average value AVE of the rotational fluctuation amount ΣΔNE (S209). The standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE in the most recent predetermined period is calculated, and when the standard deviation σ is small, the frequency of fuel injection for estimating the cetane number is made lower than when the standard deviation is large ( S210 to S214).
[Selection] Figure 8
Description
本発明は、ディーゼル機関に供給された燃料のセタン価を推定するセタン価推定装置に関するものである。 The present invention relates to a cetane number estimation device for estimating a cetane number of fuel supplied to a diesel engine.
ディーゼル機関では、燃料噴射弁によって気筒内に噴射された燃料が、噴射されてから所定の時間(いわゆる着火遅れ)が経過した後に圧縮着火される。ディーゼル機関の出力性能やエミッション性能の向上を図るために、そうした着火遅れを考慮した上で、燃料噴射における噴射時期や噴射量などといった機関制御の実行態様を制御する制御装置が広く採用されている。 In a diesel engine, fuel injected into a cylinder by a fuel injection valve is compressed and ignited after a predetermined time (so-called ignition delay) has elapsed since injection. In order to improve the output performance and emission performance of diesel engines, control devices that control engine control execution modes such as injection timing and injection amount in fuel injection are widely adopted in consideration of such ignition delay. .
ディーゼル機関では、使用される燃料のセタン価が低いときほどその着火遅れが長くなる。そのため、例えばディーゼル機関の出荷時において標準的なセタン価の燃料が用いられる状況を想定して機関制御の実行態様を設定したとしても、冬期燃料等、セタン価が相対的に低い燃料が燃料タンクに補給された場合には燃料の着火時期が遅くなるとともにその燃焼状態が悪化するようになり、場合によっては失火が発生してしまう。 In diesel engines, the lower the cetane number of the fuel used, the longer the ignition delay. Therefore, for example, even if the engine control execution mode is set assuming that a standard cetane number fuel is used at the time of shipment of a diesel engine, a fuel with a relatively low cetane number, such as winter fuel, is a fuel tank. When the fuel is replenished, the ignition timing of the fuel is delayed and the combustion state is deteriorated. In some cases, misfire occurs.
こうした不都合の発生を抑えるためには、気筒内に噴射される燃料の実際のセタン価に基づいて機関制御の実行態様を補正することが望ましい。そして、そうした補正を好適に行うためには、燃料のセタン価を正確に推定することが必要になる。 In order to suppress the occurrence of such inconvenience, it is desirable to correct the engine control execution mode based on the actual cetane number of the fuel injected into the cylinder. In order to suitably perform such correction, it is necessary to accurately estimate the cetane number of the fuel.
従来、特許文献1には、燃料噴射弁から少量の燃料を噴射するとともにその燃料噴射に伴い発生した機関トルクに基づいて燃料のセタン価を推定する装置が提案されている。この特許文献1に記載の装置では、ディーゼル機関の燃料噴射量と出力トルクとの関係が燃料のセタン価に応じて変化することに着目して、それら燃料噴射量および出力トルクの関係をもとに燃料のセタン価が推定される。
Conventionally,
ここで、特許文献1に記載の装置では、燃料のセタン価の推定に際して燃料噴射が実行されるために、その分だけディーゼル機関の燃費性能の低下を招いてしまう。そうした燃費性能の低下を抑える上では、燃料のセタン価の推定のための燃料噴射の実行機会が少ないことが望ましい。
Here, in the apparatus described in
しかしながら、単に燃料噴射の実行機会を少なくすると、燃料のセタン価が変化した場合に、その変化が特定されるタイミングが遅くなってしまう。この場合には、変化前のセタン価に見合う実行態様で機関制御が実行される期間が長くなるため、これが出力性能やエミッション性能の向上を妨げる一因になってしまう。 However, if the fuel injection execution opportunity is simply reduced, when the cetane number of the fuel changes, the timing for specifying the change is delayed. In this case, the period during which the engine control is executed in an execution mode commensurate with the cetane number before the change becomes longer, and this becomes a factor that hinders improvement in output performance and emission performance.
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディーゼル機関の燃費性能の低下を抑えつつ燃料のセタン価の推定を適正に実行することのできるセタン価推定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cetane number estimation device capable of appropriately estimating the cetane number of a fuel while suppressing a decrease in fuel efficiency of a diesel engine. There is.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1に記載の発明は、実行条件の成立を条件に予め定めた量でのディーゼル機関への燃料噴射を実行するとともに同燃料噴射の実行に伴い発生する前記ディーゼル機関の出力トルクの指標値を検出し、該検出した指標値を徐変させた値に基づいて燃料のセタン価を推定するセタン価推定装置であって、直近の所定期間に検出した前記指標値の標準偏差を算出し、その算出した標準偏差が小さいときには同標準偏差が大きいときと比較して前記燃料噴射の実行頻度を低くすることをその要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its operational effects will be described.
According to the first aspect of the present invention, an index value of the output torque of the diesel engine generated when the fuel injection to the diesel engine is performed in a predetermined amount on condition that the execution condition is satisfied and the fuel injection is performed. Is a cetane number estimation device that estimates the cetane number of the fuel based on a value obtained by gradually changing the detected index value, and calculates a standard deviation of the index value detected in the most recent predetermined period, The gist of the invention is that when the calculated standard deviation is small, the frequency of execution of the fuel injection is made lower than when the standard deviation is large.
ディーゼル機関に供給される燃料のセタン価が殆ど変化しない状況では、予め定めた量での燃料噴射の実行に伴い発生するディーゼル機関の出力トルクのばらつきが小さいために、同出力トルクの指標値を徐変させた値(徐変値)を高い頻度で更新せずとも、同徐変値に基づいて高い精度で燃料のセタン価を推定することができる。したがって、こうした状況において燃料のセタン価の推定精度を確保するためには、ディーゼル機関の出力トルクの指標値を検出するための燃料噴射の実行頻度は低くてもよいと云える。 In a situation where the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine hardly changes, the variation in the output torque of the diesel engine that occurs when the fuel injection is performed in a predetermined amount is small. Even if the gradually changed value (gradually changed value) is not updated frequently, the cetane number of the fuel can be estimated with high accuracy based on the gradually changed value. Therefore, in order to ensure the estimation accuracy of the cetane number of the fuel in such a situation, it can be said that the frequency of fuel injection for detecting the index value of the output torque of the diesel engine may be low.
上記構成では、直近の所定期間において検出された上記出力トルクの指標値の標準偏差が小さいときに、同指標値のばらつきが小さいために燃料のセタン価が殆ど変化しない状況である可能性が高いと判断される。そして、このとき燃料のセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を低く設定することにより、ディーゼル機関の燃費性能の向上が図られる。 In the above configuration, when the standard deviation of the index value of the output torque detected in the most recent predetermined period is small, there is a high possibility that the cetane number of the fuel hardly changes because the variation of the index value is small. It is judged. At this time, the fuel injection performance of the diesel engine can be improved by setting the frequency of fuel injection for estimating the cetane number of the fuel to be low.
これに対して、燃料補給などによってディーゼル機関に供給される燃料のセタン価が大きく変化した場合には、その変化に伴って、予め定めた量での燃料噴射の実行に伴い発生するディーゼル機関の出力トルクも変化する。上記構成では、出力トルクの指標値の検出の度に上記徐変値が更新されるため、燃料のセタン価が大きく変化した場合に上記徐変値が変化後のセタン価に見合う値になるまでに時間がかかってしまう。したがって、上記徐変値に基づいて変化後のセタン価を早期に把握するためには、ディーゼル機関の出力トルクの指標値を検出するための燃料噴射を高い頻度で実行して、上記徐変値を変化後のセタン価に見合う値まで速やかに変化させることが望ましい。 On the other hand, when the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine greatly changes due to fuel replenishment or the like, the diesel engine generated by the execution of fuel injection with a predetermined amount is accompanied by the change. The output torque also changes. In the above configuration, since the gradual change value is updated each time the index value of the output torque is detected, when the cetane number of the fuel changes greatly, until the gradual change value becomes a value commensurate with the changed cetane number. Takes time. Therefore, in order to quickly grasp the cetane number after the change based on the gradual change value, fuel injection for detecting the index value of the output torque of the diesel engine is executed at a high frequency, and the gradual change value is It is desirable to quickly change the value to a value commensurate with the changed cetane number.
上記構成では、直近の所定期間において検出された上記出力トルクの指標値の標準偏差が大きいときに、燃料のセタン価が大きく変化した可能性が高いと判断される。そして、このとき燃料のセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を高く設定することにより、上記徐変値を変化後のセタン価に見合う値まで速やかに変化させて、変化後のセタン価を早期に把握することができるようになる。 In the above configuration, when the standard deviation of the index value of the output torque detected in the most recent predetermined period is large, it is determined that there is a high possibility that the cetane number of the fuel has changed significantly. At this time, by setting a high frequency of fuel injection for estimating the cetane number of the fuel, the gradual change value is quickly changed to a value corresponding to the changed cetane number, and the cetane number after the change is changed. Can be grasped early.
このように上記構成によれば、ディーゼル機関の燃費性能の低下を抑えつつ燃料のセタン価の推定を適正に実行することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のセタン価推定装置において、前記実行条件は、前記ディーゼル機関の運転のための燃料噴射の実行が停止されていることとの条件を含むことをその要旨とする。
Thus, according to the said structure, estimation of the cetane number of a fuel can be performed appropriately, suppressing the fall of the fuel consumption performance of a diesel engine.
The invention according to
ディーゼル機関の運転のための燃料噴射の実行が停止されているときに実行条件が成立してセタン価の推定のための燃料噴射が実行されると、暗騒音が小さい状況で燃料噴射に起因する音(燃料噴射弁の作動音や燃料の燃焼音)が発生するようになるため、その発生音が目立ちやすく、ドライバビリティの低下を招き易い。 When the fuel injection for the operation of the diesel engine is stopped, if the execution condition is satisfied and the fuel injection for estimating the cetane number is executed, the background noise is low, resulting in the fuel injection. Since noise (operating noise of the fuel injection valve and fuel combustion noise) is generated, the generated noise is easily noticeable and drivability is liable to be lowered.
上記構成によれば、ディーゼル機関の運転のための燃料噴射の実行が停止されているときにセタン価の推定のための燃料噴射が実行されるとはいえ、その実行頻度を低くすることができ、ドライバビリティの低下を抑えることができる。 According to the above configuration, although the fuel injection for estimating the cetane number is executed when the fuel injection for the operation of the diesel engine is stopped, the execution frequency can be lowered. , Drivability reduction can be suppressed.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のセタン価推定装置において、当該装置は、前記実行頻度として、前記標準偏差が第1判定値以下のときに最も低い値が設定され、前記標準偏差が前記第1判定値より大きく且つ同第1判定値より大きい第2判定値以下のとき、前記標準偏差が前記第2判定値より大きいときの順に高くなる値が設定されてなることをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the cetane number estimating device according to the first or second aspect, the device sets the lowest value as the execution frequency when the standard deviation is equal to or less than a first determination value. When the standard deviation is less than the second determination value greater than the first determination value and greater than the first determination value, a value that increases in the order in which the standard deviation is greater than the second determination value is set. This is the gist.
ディーゼル機関に供給される燃料のセタン価が低いときには、同燃料のセタン価が高いときと比較して、燃料の燃焼状態が不安定になり易いために機関運転状態の不安定化を招き易い。そのため、機関運転状態の悪化を抑えるためには、燃料のセタン価の変化を早期に把握するべくセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を高くすることが望ましい。 When the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine is low, compared to when the cetane number of the fuel is high, the combustion state of the fuel is likely to be unstable, so that the engine operation state is likely to be unstable. Therefore, in order to suppress deterioration of the engine operating state, it is desirable to increase the frequency of fuel injection for estimating the cetane number in order to grasp the change in the cetane number of the fuel at an early stage.
ディーゼル機関に供給される燃料のセタン価が低いときには、同燃料のセタン価が高いときと比較して、予め定めた量での燃料噴射の実行に伴い発生するディーゼル機関の出力トルクのばらつきが大きい。またディーゼル機関に供給される燃料のセタン価が低いときには、同セタン価が殆ど変化しないのであれば、同燃料のセタン価が大きく変化したときほどディーゼル機関の出力トルクは変化しない。 When the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine is low, the variation in the output torque of the diesel engine generated by the execution of fuel injection at a predetermined amount is larger than when the cetane number of the fuel is high . Further, when the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine is low, if the cetane number hardly changes, the output torque of the diesel engine does not change as much as the cetane number of the fuel changes greatly.
上記構成によれば、前記標準偏差が第1判定値以下のときには、ディーゼル機関の出力トルクのばらつきが小さいために燃料のセタン価が高い可能性が高いとして、セタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を低くすることができる。 According to the above configuration, when the standard deviation is equal to or smaller than the first determination value, the variation in output torque of the diesel engine is small, and therefore, it is highly possible that the cetane number of the fuel is high. Can be executed less frequently.
一方、標準偏差が第1判定値より大きく且つ第2判定値以下のときには、燃料のセタン価が高いときと比較して出力トルクのばらつきが大きいために燃料のセタン価が低い可能性が高いとして、上記実行頻度を若干高く設定することができる。そのため、燃料のセタン価が変化した場合であっても同セタン価を比較的早期に把握して機関運転の実行態様を変更することができ、機関運転状態の悪化を抑えることができる。 On the other hand, when the standard deviation is greater than the first determination value and less than or equal to the second determination value, the variation in output torque is larger than when the cetane number of the fuel is high, so the possibility that the cetane number of the fuel is low is high. The execution frequency can be set slightly higher. Therefore, even when the cetane number of the fuel has changed, the cetane number can be grasped relatively early and the execution mode of the engine operation can be changed, and deterioration of the engine operation state can be suppressed.
他方、標準偏差が第2判定値より大きいときには、ディーゼル機関の出力トルクが大きく変化しているために燃料のセタン価が大きく変化した可能性が高いとして、上記実行頻度をごく高く設定することができる。 On the other hand, when the standard deviation is larger than the second determination value, it is highly possible that the cetane number of the fuel has greatly changed because the output torque of the diesel engine has changed greatly, and the execution frequency can be set very high. it can.
このように上記構成によれば、ディーゼル機関に供給される燃料のセタン価の変化の有無に応じてセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を設定することに加えて、同燃料のセタン価の高低に応じて上記実行頻度を設定することができるようになる。したがって、ディーゼル機関に供給される燃料の状態に応じたかたちでセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を木目細かく設定することができ、同ディーゼル機関の燃費性能の低下を好適に抑えることができる。 As described above, according to the above configuration, in addition to setting the frequency of fuel injection for estimating the cetane number in accordance with the change in the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine, The execution frequency can be set according to the price. Therefore, it is possible to finely set the frequency of fuel injection for estimating the cetane number in accordance with the state of the fuel supplied to the diesel engine, and to appropriately suppress the decrease in fuel efficiency of the diesel engine Can do.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のセタン価推定装置において、前記所定期間に検出した前記指標値の平均値をAVEとし、前記標準偏差をσとし、前記検出した指標値における最新の値をRとすると、それら各値AVE,σ,Rが関係式「AVE−3×σ≦R≦AVE+3×σ」を満たさないときには、前記所定期間に検出した前記指標値のうちの少なくとも一部を用いることなく前記徐変させた値を算出することをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the cetane number estimating device according to any one of the first to third aspects, an average value of the index values detected during the predetermined period is AVE, and the standard deviation is σ. When the latest value in the detected index value is R, when the respective values AVE, σ, R do not satisfy the relational expression “AVE-3 × σ ≦ R ≦ AVE + 3 × σ”, the detection is performed in the predetermined period. The gist is to calculate the gradually changed value without using at least a part of the index value.
通常、燃料のセタン価が一定の条件下で予め定めた量での燃料噴射を実行するとともにその実行に伴い発生するディーゼル機関の出力トルクの指標値を検出した場合、検出した指標値のほぼ全てが、その平均値(A)から標準偏差(σ)の三倍を減算した値(AVE−3×σ)以上、且つ同平均値(A)に標準偏差の三倍を加算した値(AVE+3×σ)以下の範囲に収まる。そのため、検出した指標値の最新の値(R)が上記範囲(詳しくは、前記関係式「AVE−3×σ≦R≦AVE+3×σ」)を満たさない場合には、燃料のセタン価の変化量がごく大きくなっている可能性が高いと判断することができる。そして、燃料のセタン価の変化量がごく大きい場合には、所定期間において検出した指標値が実際の燃料のセタン価に見合う値と懸け離れた値になっている可能性が高い。 Normally, when fuel injection is performed in a predetermined amount under conditions where the cetane number of the fuel is constant, and when the index value of the output torque of the diesel engine generated by the execution is detected, almost all of the detected index values Is equal to or greater than a value obtained by subtracting three times the standard deviation (σ) from the average value (A) (AVE-3 × σ), and a value obtained by adding three times the standard deviation to the average value (A) (AVE + 3 × σ) falls within the following range. Therefore, when the latest value (R) of the detected index value does not satisfy the above range (specifically, the relational expression “AVE-3 × σ ≦ R ≦ AVE + 3 × σ”), the change in the cetane number of the fuel It can be determined that there is a high possibility that the amount is extremely large. When the amount of change in the cetane number of the fuel is very large, there is a high possibility that the index value detected in the predetermined period is far from the value corresponding to the actual cetane number of the fuel.
上記構成によれば、指標値の最新の値(R)が上記関係式を満たさないことをもって燃料のセタン価の変化量がごく大きくなっていると判断することができ、このとき所定期間において検出した指標値のうちの少なくとも一部、言い換えれば実際の燃料のセタン価に見合う値と懸け離れている可能性が高い値を前記徐変値の算出に用いないようにすることができる。これにより、変化前のセタン価に見合う値がセタン価の推定に用いられることを抑えることができ、燃料のセタン価を精度よく推定することができる。 According to the above configuration, when the latest value (R) of the index value does not satisfy the relational expression, it can be determined that the amount of change in the cetane number of the fuel has become extremely large, and at this time, it is detected in a predetermined period. At least a part of the measured index values, in other words, a value that is highly likely to be far from the value corresponding to the actual cetane number of the fuel can be prevented from being used for the calculation of the gradual change value. Thereby, it is possible to suppress the use of a value commensurate with the cetane number before the change for estimation of the cetane number, and it is possible to accurately estimate the cetane number of the fuel.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のセタン価推定装置において、前記各値AVE,σ,Rが前記関係式を満たさないときに、前記所定期間において検出した前記指標値のうちの最近検出した値については前記徐変させた値の算出に用いることをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the cetane number estimating device according to the fourth aspect, when the respective values AVE, σ, R do not satisfy the relational expression, the index values detected in the predetermined period The gist of the recently detected value is to use for the calculation of the gradually changed value.
ディーゼル機関では、その構造上、燃料補給が行われた場合に同ディーゼル機関での燃焼に供される燃料のセタン価が瞬時に変化する訳ではなく徐々に変化する。そのため、そうした燃料のセタン価の変化に伴ってディーゼル機関の出力トルクの指標値が変化して同指標値が上記関係式を満たさなくなったときには、所定期間において検出した指標値に燃料のセタン価の変化に伴う出力トルクの変化分が一部反映されている可能性が高いと云える。そして、そうした出力トルクの変化分の指標値への反映度合いは、最近検出した指標値ほど大きい。 In a diesel engine, due to its structure, when fuel is replenished, the cetane number of fuel used for combustion in the diesel engine does not change instantaneously but gradually changes. For this reason, when the index value of the output torque of the diesel engine changes with the change in the cetane number of the fuel and the index value does not satisfy the above relational expression, the index value detected in the predetermined period is set to the index value of the fuel. It can be said that there is a high possibility that a part of the change in the output torque accompanying the change is reflected. The degree of reflection of the change in output torque in the index value is larger as the index value is detected more recently.
上記構成によれば、所定期間に検出した指標値における上記出力トルクの変化分の反映度合いが大きい値を上記徐変値の算出に用いることができる。そのため、所定期間において検出した指標値の全てを徐変値の算出に用いない場合と比較して、セタン価の変化による影響が反映された指標値の数を確保することができ、それら指標値をもとに徐変値として信頼性の高い値を早期に算出することが可能になる。 According to the above configuration, a value having a large reflection degree of the change in the output torque in the index value detected during the predetermined period can be used for calculating the gradual change value. Therefore, compared to the case where not all of the index values detected in the predetermined period are used for calculation of the gradual change value, it is possible to secure the number of index values reflecting the influence of the change of the cetane number. Based on the above, it is possible to calculate a highly reliable value as a gradually changing value at an early stage.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載のセタン価推定装置において、前記ディーゼル機関の燃料噴射弁の開弁時における同燃料噴射弁内部の実燃料圧力の変化に伴い変化する燃料圧力を検出する圧力センサが設けられてなることをその要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the cetane number estimating device according to any one of the first to fifth aspects, an actual fuel pressure inside the fuel injection valve when the fuel injection valve of the diesel engine is opened. The gist of the invention is that a pressure sensor for detecting the fuel pressure that changes with the change is provided.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のセタン価推定装置において、当該装置は、前記圧力センサによって検出された燃料圧力の変動態様に基づいて前記燃料噴射の燃料噴射量を補正することをその要旨とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the cetane number estimating device according to the sixth aspect, the device corrects the fuel injection amount of the fuel injection based on a variation mode of the fuel pressure detected by the pressure sensor. This is the gist.
請求項8に記載の発明は、請求項6または7に記載のセタン価推定装置において、当該装置は、前記圧力センサによって検出された燃料圧力の変動態様に基づいて前記燃料噴射の実行時期を補正することをその要旨とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the cetane number estimating device according to the sixth or seventh aspect, the device corrects the execution timing of the fuel injection based on a variation mode of the fuel pressure detected by the pressure sensor. The gist is to do.
燃料噴射弁からの燃料噴射を実行する場合、その実行時期や噴射量に誤差が生じることがある。そうした誤差は、上述した燃料噴射において発生するディーゼル機関の出力トルクを変化させるために、燃料のセタン価の推定精度を低下させる一因となってしまう。燃料噴射弁からの燃料噴射を実行すると同燃料噴射弁の内部の燃料圧力が一時的に低下する。請求項6に記載の構成によれば、そうした燃料圧力の変動態様を監視することができるために、その変動態様に基づいて実際に燃料噴射が実行された時期や噴射された燃料の量を精度良く把握することが可能になる。したがって、それら実際の実行時期や噴射量に基づいて燃料のセタン価の推定のための燃料噴射における噴射時期や噴射量を精度よく設定することが可能になり、セタン価の推定を精度よく実行することができるようになる。そして請求項7に記載の構成によれば、そうした燃料圧力の変動態様に基づいてセタン価の推定のための燃料噴射における燃料噴射量を補正することができる。また、請求項8に記載の構成によれば、上記燃料圧力の変動態様に基づいてセタン価の推定のための燃料噴射における実行時期を補正することができる。 When fuel injection from the fuel injection valve is executed, an error may occur in the execution timing and the injection amount. Such an error causes a decrease in the estimation accuracy of the cetane number of the fuel in order to change the output torque of the diesel engine generated in the fuel injection described above. When fuel injection from the fuel injection valve is executed, the fuel pressure inside the fuel injection valve temporarily decreases. According to the configuration of the sixth aspect, since the fluctuation mode of the fuel pressure can be monitored, the timing at which the fuel injection is actually executed and the amount of injected fuel are accurately determined based on the fluctuation mode. It becomes possible to grasp well. Therefore, it becomes possible to accurately set the injection timing and the injection amount in the fuel injection for estimating the cetane number of the fuel based on the actual execution timing and the injection amount, and the cetane number is accurately estimated. Will be able to. According to the configuration of the seventh aspect, the fuel injection amount in the fuel injection for estimating the cetane number can be corrected based on such a variation mode of the fuel pressure. According to the configuration described in claim 8, the execution timing in the fuel injection for estimating the cetane number can be corrected based on the fuel pressure fluctuation mode.
請求項9に記載の発明は、請求項6〜8のいずれか一項に記載のセタン価推定装置において、前記圧力センサは前記燃料噴射弁に取り付けられてなることをその要旨とする。
上記構成によれば、燃料噴射弁から離れた位置において燃料圧力が検出される装置と比較して燃料噴射弁の噴射孔に近い部位の燃料圧力を検出することができるため、燃料噴射弁の開弁に伴う同燃料噴射弁の内部の燃料圧力の低下を精度良く検出することができる。したがって、その燃料圧力の変動態様に基づいて実際の実行時期や燃料噴射量を精度良く検出することができ、それら実際の実行時期や燃料噴射量をもとにセタン価の推定のための燃料噴射における噴射時期や噴射量をより精度よく設定することが可能になる。
The gist of the ninth aspect of the invention is the cetane number estimating device according to any one of the sixth to eighth aspects, wherein the pressure sensor is attached to the fuel injection valve.
According to the above configuration, it is possible to detect the fuel pressure at a position close to the injection hole of the fuel injection valve as compared with a device that detects the fuel pressure at a position away from the fuel injection valve. A decrease in fuel pressure inside the fuel injection valve accompanying the valve can be detected with high accuracy. Therefore, it is possible to accurately detect the actual execution timing and the fuel injection amount based on the fluctuation mode of the fuel pressure, and the fuel injection for estimating the cetane number based on the actual execution timing and the fuel injection amount. It is possible to set the injection timing and the injection amount at more accurately.
以下、本発明を具体化した一実施の形態にかかるセタン価推定装置について説明する。
図1に示すように、車両10には、駆動源としてのディーゼル機関11が搭載されている。ディーゼル機関11のクランクシャフト12は、クラッチ機構13、手動変速機14を介して車輪15に連結されている。車両10では乗員によってクラッチ操作部材(例えばクラッチペダル)が操作されると、上記クラッチ機構13がクランクシャフト12と手動変速機14との連結を解除する作動状態になる。
Hereinafter, a cetane number estimating device according to an embodiment embodying the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a
ディーゼル機関11の気筒16には吸気通路17が接続されている。ディーゼル機関11の気筒16内には吸気通路17を介して空気が吸入される。また、このディーゼル機関11としては複数(本実施の形態では四つ[♯1〜♯4])の気筒16を有するものが採用されている。ディーゼル機関11には、気筒16毎に、同気筒16内に燃料を直接噴射する直噴タイプの燃料噴射弁20が取り付けられている。この燃料噴射弁20の開弁駆動によって噴射された燃料はディーゼル機関11の気筒16内において圧縮加熱された吸入空気に触れて着火および燃焼する。そしてディーゼル機関11では、気筒16内における燃料の燃焼に伴い発生するエネルギによってピストン18が押し下げられてクランクシャフト12が強制回転されるようになる。ディーゼル機関11の気筒16において燃焼した燃焼ガスは排気としてディーゼル機関11の排気通路19に排出される。
An
各燃料噴射弁20は分岐通路31aを介してコモンレール34に各別に接続されており、同コモンレール34は供給通路31bを介して燃料タンク32に接続されている。この供給通路31bには、燃料を圧送する燃料ポンプ33が設けられている。本実施の形態では、燃料ポンプ33による圧送によって昇圧された燃料がコモンレール34に蓄えられるとともに各燃料噴射弁20の内部に供給される。また、各燃料噴射弁20にはリターン通路35が接続されており、同リターン通路35はそれぞれ燃料タンク32に接続されている。このリターン通路35を介して燃料噴射弁20内部の燃料の一部が燃料タンク32に戻される。
Each
以下、燃料噴射弁20の内部構造について説明する。
図2に示すように、燃料噴射弁20のハウジング21の内部にはニードル弁22が設けられている。このニードル弁22はハウジング21内において往復移動(同図の上下方向に移動)することの可能な状態で設けられている。ハウジング21の内部には上記ニードル弁22を噴射孔23側(同図の下方側)に常時付勢するスプリング24が設けられている。またハウジング21の内部には、上記ニードル弁22を間に挟んで一方側(同図の下方側)の位置にノズル室25が形成されており、他方側(同図の上方側)の位置に圧力室26が形成されている。
Hereinafter, the internal structure of the
As shown in FIG. 2, a
ノズル室25には、その内部とハウジング21の外部とを連通する噴射孔23が形成されており、導入通路27を介して上記分岐通路31a(コモンレール34)から燃料が供給されている。圧力室26には連通路28を介して上記ノズル室25および分岐通路31a(コモンレール34)が接続されている。また圧力室26は排出路30を介してリターン通路35(燃料タンク32)に接続されている。
The
上記燃料噴射弁20としては電気駆動式のものが採用されており、そのハウジング21の内部には駆動信号の入力によって伸縮する圧電素子(例えばピエゾ素子)が積層された圧電アクチュエータ29が設けられている。この圧電アクチュエータ29には弁体29aが取り付けられており、同弁体29aは圧力室26の内部に設けられている。そして、圧電アクチュエータ29の作動による弁体29aの移動を通じて、連通路28(ノズル室25)と排出路30(リターン通路35)とのうちの一方が選択的に圧力室26に連通されるようになっている。
As the
この燃料噴射弁20では、圧電アクチュエータ29に閉弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ29が収縮して弁体29aが移動し、連通路28と圧力室26とが連通された状態になるとともに、リターン通路35と圧力室26との連通が遮断された状態になる。これにより、圧力室26内の燃料のリターン通路35(燃料タンク32)への排出が禁止された状態で、ノズル室25と圧力室26とが連通されるようになる。そのため、ノズル室25と圧力室26との圧力差がごく小さくなり、ニードル弁22がスプリング24の付勢力によって噴射孔23を塞ぐ位置に移動して、このとき燃料噴射弁20は燃料が噴射されない状態(閉弁状態)になる。
In this
一方、圧電アクチュエータ29に開弁信号が入力されると、圧電アクチュエータ29が伸長して弁体29aが移動し、連通路28と圧力室26との連通が遮断された状態になるとともに、リターン通路35と圧力室26とが連通された状態になる。これにより、ノズル室25から圧力室26への燃料の流出が禁止された状態で、圧力室26内の燃料の一部がリターン通路35を介して燃料タンク32に戻されるようになる。そのため圧力室26内の燃料の圧力が低下して同圧力室26とノズル室25との圧力差が大きくなり、この圧力差によってニードル弁22がスプリング24の付勢力に抗して移動して噴射孔23から離れて、このとき燃料噴射弁20は燃料が噴射される状態(開弁状態)になる。
On the other hand, when a valve opening signal is input to the piezoelectric actuator 29, the piezoelectric actuator 29 expands to move the
燃料噴射弁20には、上記導入通路27の内部の燃料圧力PQに応じた信号を出力する圧力センサ41が一体に取り付けられている。そのため、例えばコモンレール34(図1参照)内の燃料圧力などの燃料噴射弁20から離れた位置の燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁20の噴射孔23に近い部位の燃料圧力を検出することができ、燃料噴射弁20の開弁に伴う同燃料噴射弁20の内部の燃料圧力の変化を精度良く検出することができる。なお上記圧力センサ41は各燃料噴射弁20に一つずつ、すなわちディーゼル機関11の気筒16毎に設けられている。
A
図1に示すように、ディーゼル機関11には、その周辺機器として、運転状態を検出するための各種センサが設けられている。それらセンサとしては、上記圧力センサ41の他、例えばクランクシャフト12の回転位相および回転速度(機関回転速度NE)を検出するためのクランクセンサ42が設けられている。また、アクセル操作部材(例えばアクセルペダル)の操作量(アクセル操作量ACC)を検出するためのアクセルセンサ43、車両10の走行速度を検出するための車速センサ44や、前記クラッチ操作部材の操作の有無を検出するためのクラッチスイッチ45なども設けられている。
As shown in FIG. 1, the diesel engine 11 is provided with various sensors as peripheral devices for detecting an operation state. As these sensors, in addition to the
またディーゼル機関11の周辺機器としては、例えばマイクロコンピュータを備えて構成された電子制御ユニット40なども設けられている。この電子制御ユニット40は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じて燃料噴射弁20の作動制御(燃料噴射制御)などのディーゼル機関11の運転にかかる各種制御を実行する。
In addition, as a peripheral device of the diesel engine 11, for example, an
本実施の形態の燃料噴射制御は、基本的には、以下のように実行される。
先ず、アクセル操作量ACCや機関回転速度NE、燃料のセタン価(詳しくは、後述する推定セタン価)などに基づいて、機関運転のための燃料噴射量についての制御目標値(要求噴射量TAU)が算出される。その後、要求噴射量TAUおよび機関回転速度NEに基づいて燃料噴射時期の制御目標値(要求噴射時期Tst)や燃料噴射時間の制御目標値(要求噴射時間Ttm)が算出される。そして、それら要求噴射時期Tstおよび要求噴射時間Ttmに基づいて各燃料噴射弁20の開弁駆動が実行される。これにより、そのときどきのディーゼル機関11の運転状態に見合う量の燃料が各燃料噴射弁20から噴射されてディーゼル機関11の各気筒16内に供給されるようになる。
The fuel injection control of the present embodiment is basically executed as follows.
First, a control target value (required injection amount TAU) for the fuel injection amount for engine operation based on the accelerator operation amount ACC, the engine rotational speed NE, the cetane number of the fuel (specifically, an estimated cetane number to be described later), and the like. Is calculated. Thereafter, a control target value for fuel injection timing (required injection timing Tst) and a control target value for fuel injection time (required injection time Ttm) are calculated based on the required injection amount TAU and the engine speed NE. Based on the required injection timing Tst and the required injection time Ttm, the valve opening drive of each
なお本実施の形態の燃料噴射制御では、アクセル操作部材の操作解除(アクセル操作量ACC=「0」)による車両10の走行速度および機関回転速度NEの減速中において同機関回転速度NEが所定の速度範囲内になると、ディーゼル機関11の運転のための燃料噴射を一時的に停止させる制御(いわゆる燃料カット制御)が実行される。
In the fuel injection control of the present embodiment, the engine rotational speed NE is set to a predetermined value during the deceleration of the traveling speed of the
このようにして燃料噴射弁20からの燃料噴射を実行する場合、同燃料噴射弁20の初期個体差や経時変化などに起因して、その実行時期や噴射量に誤差が生じることがある。そうした誤差は、ディーゼル機関11の出力トルクを変化させるために好ましくない。そのため本実施の形態では、各燃料噴射弁20からの燃料噴射をディーゼル機関11の運転状態に応じたかたちで適正に実行するために、圧力センサ41により検出される燃料圧力PQをもとに燃料噴射率の検出時間波形を形成するとともに同検出時間波形に基づいて要求噴射時期Tstおよび要求噴射時間Ttmを補正する補正処理が実行される。この補正処理は、ディーゼル機関11の各気筒16について各別に実行される。
When the fuel injection from the
燃料噴射弁20内部の燃料圧力は、燃料噴射弁20の開弁に伴って低下するとともにその後における同燃料噴射弁20の閉弁に伴って上昇するといったように、燃料噴射弁20の開閉動作に伴い変動する。そのため、燃料噴射の実行時における燃料圧力の変動波形を監視することにより、燃料噴射弁20の実動作特性(例えば、開弁動作が開始される時期や閉弁動作が開始される時期など)を精度良く把握することができる。したがって、そうした燃料噴射弁20の実作動特性に基づいて要求噴射時期Tstや要求噴射時間Ttmを補正することにより、燃料噴射時期や燃料噴射量をディーゼル機関11の運転状態に応じたかたちで精度よく設定することができるようになる。
The fuel pressure inside the
以下、そうした補正処理について詳しく説明する。
ここでは先ず、燃料噴射の実行時における燃料圧力の変動態様(本実施の形態では、燃料噴射率の検出時間波形)を形成する手順について説明する。
Hereinafter, such correction processing will be described in detail.
Here, first, a procedure for forming a fuel pressure fluctuation mode (in this embodiment, a detection time waveform of the fuel injection rate) during execution of fuel injection will be described.
図3に、燃料圧力PQの推移と燃料噴射率の検出時間波形との関係を示す。
同図3に示すように、本実施の形態では、燃料噴射弁20の開弁動作(詳しくはニードル弁22の開弁側への移動)が開始される時期(開弁動作開始時期Tos)、燃料噴射率が最大になる時期(最大噴射率到達時期Toe)、燃料噴射率の降下が開始される時期(噴射率降下開始時期Tcs)、燃料噴射弁20の閉弁動作(詳しくはニードル弁22の閉弁側への移動)が完了する時期(閉弁動作完了時期Tce)がそれぞれ検出される。
FIG. 3 shows the relationship between the transition of the fuel pressure PQ and the detection time waveform of the fuel injection rate.
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the timing at which the
先ず、燃料噴射弁20の開弁動作が開始される直前の所定期間T1における燃料圧力PQの平均値が算出されるとともに、同平均値が基準圧力Pbsとして記憶される。この基準圧力Pbsは、閉弁時における燃料噴射弁20内部の燃料圧力に相当する圧力として用いられる。
First, the average value of the fuel pressure PQ in a predetermined period T1 immediately before the start of the valve opening operation of the
次に、この基準圧力Pbsから所定圧力P1を減算した値が動作圧力Pac(=Pbse−P1)として算出される。この所定圧力P1は、燃料噴射弁20の開弁駆動あるいは閉弁駆動に際してニードル弁22が閉弁位置にある状態であるにも関わらず燃料圧力PQが変化する分、すなわちニードル弁22の移動に寄与しない燃料圧力PQの変化分に相当する圧力である。
Next, a value obtained by subtracting the predetermined pressure P1 from the reference pressure Pbs is calculated as the operating pressure Pac (= Pbse−P1). The predetermined pressure P1 corresponds to the change in the fuel pressure PQ, that is, the movement of the
その後、燃料噴射の実行開始直後において燃料圧力PQが降下する期間における同燃料圧力PQの一階微分値が算出される。そして、この一階微分値が最小になる点における燃料圧力PQの時間波形の接線L1が求められるとともに同接線L1と上記動作圧力Pacとの交点Aが算出される。この交点Aを燃料圧力PQの検出遅れ分だけ過去の時期に戻した点AAに対応する時期が開弁動作開始時期Tosとして特定される。なお上記検出遅れ分は、燃料噴射弁20のノズル室25(図2参照)の圧力変化タイミングに対する燃料圧力PQの変化タイミングの遅れに相当する期間であり、ノズル室25と圧力センサ41との距離などに起因して生じる遅れ分である。
Thereafter, a first-order differential value of the fuel pressure PQ during a period in which the fuel pressure PQ decreases immediately after the start of fuel injection is calculated. Then, a tangent line L1 of the time waveform of the fuel pressure PQ at the point where the first-order differential value is minimized is obtained, and an intersection point A between the tangent line L1 and the operating pressure Pac is calculated. The timing corresponding to the point AA where the intersection A is returned to the past timing by the detection delay of the fuel pressure PQ is specified as the valve opening operation start timing Tos. The detection delay is a period corresponding to the delay of the change timing of the fuel pressure PQ with respect to the pressure change timing of the nozzle chamber 25 (see FIG. 2) of the
また、燃料噴射の実行開始直後において燃料圧力PQが一旦降下した後に上昇する期間における同燃料圧力PQの一階微分値が算出される。そして、この一階微分値が最大になる点における燃料圧力PQの時間波形の接線L2が求められるとともに同接線L2と上記動作圧力Pacとの交点Bが算出される。この交点Bを検出遅れ分だけ過去の時期に戻した点BBに対応する時期が閉弁動作完了時期Tceとして特定される。 Further, the first-order differential value of the fuel pressure PQ in the period in which the fuel pressure PQ rises after dropping once immediately after the start of fuel injection is calculated. Then, the tangent L2 of the time waveform of the fuel pressure PQ at the point where the first-order differential value becomes maximum is obtained, and the intersection B between the tangent L2 and the operating pressure Pac is calculated. The timing corresponding to the point BB where the intersection B is returned to the past timing by the detection delay is specified as the valve closing operation completion timing Tce.
さらに、接線L1と接線L2との交点Cが算出されるとともに同交点Cにおける燃料圧力PQと動作圧力Pacとの差(仮想圧力低下分ΔP[=Pac−PQ])が求められる。また、この仮想圧力低下分ΔPに要求噴射量TAUに基づき設定されるゲインG1を乗算した値が仮想最大燃料噴射率VRt(=ΔP×G1)として算出される。さらに、この仮想最大燃料噴射率VRtに要求噴射量TAUに基づき設定されるゲインG2を乗算した値が最大噴射率Rt(=VRt×G2)として算出される。 Further, an intersection C between the tangent line L1 and the tangent line L2 is calculated, and a difference between the fuel pressure PQ and the operating pressure Pac at the intersection point C (virtual pressure drop ΔP [= Pac−PQ]) is obtained. Further, a value obtained by multiplying the virtual pressure drop ΔP by a gain G1 set based on the required injection amount TAU is calculated as a virtual maximum fuel injection rate VRt (= ΔP × G1). Further, a value obtained by multiplying the virtual maximum fuel injection rate VRt by a gain G2 set based on the required injection amount TAU is calculated as the maximum injection rate Rt (= VRt × G2).
その後、上記交点Cを検出遅れ分だけ過去の時期に戻した時期CCが算出されるとともに、同時期CCにおいて仮想最大燃料噴射率VRtになる点Dが特定される。そして、この点Dおよび開弁動作開始時期Tos(詳しくは、同時期Tosにおいて燃料噴射率が「0」になる点)を繋ぐ直線L3と前記最大噴射率Rtとの交点Eに対応する時期が最大噴射率到達時期Toeとして特定される。 Thereafter, a time CC at which the intersection C is returned to the past time by the detection delay is calculated, and a point D that becomes the virtual maximum fuel injection rate VRt in the simultaneous CC is specified. The timing corresponding to the intersection E between the straight line L3 connecting the point D and the valve opening operation start timing Tos (specifically, the point at which the fuel injection rate becomes “0” at the same time Tos) and the maximum injection rate Rt is obtained. It is specified as the maximum injection rate arrival time Toe.
また、上記点Dおよび閉弁動作完了時期Tce(詳しくは、同時期Tceにおいて燃料噴射率が「0」になる点)を繋ぐ直線L4と最大噴射率Rtとの交点Fに対応する時期が噴射率降下開始時期Tcsとして特定される。 Further, the timing corresponding to the intersection F between the straight line L4 and the maximum injection rate Rt connecting the point D and the valve closing operation completion timing Tce (specifically, the point at which the fuel injection rate becomes “0” at the same time Tce) is injected. It is specified as the rate drop start time Tcs.
さらに、開弁動作開始時期Tos、最大噴射率到達時期Toe、噴射率降下開始時期Tcs、閉弁動作完了時期Tceおよび最大噴射率Rtによって形成される台形形状の時間波形が燃料噴射における燃料噴射率についての検出時間波形として用いられる。 Further, the trapezoidal time waveform formed by the valve opening operation start timing Tos, the maximum injection rate arrival timing Toe, the injection rate drop start timing Tcs, the valve closing operation completion timing Tce and the maximum injection rate Rt is a fuel injection rate in fuel injection. Is used as a detection time waveform.
次に、図4および図5を参照しつつ、そうした検出時間波形に基づいて燃料噴射制御の各種制御目標値を補正する処理(補正処理)の処理手順について詳細に説明する。
なお図4は上記補正処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、同フローチャートに示される一連の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット40により実行される。また、図5は、検出時間波形と基本時間波形との関係の一例を示している。
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the processing procedure of the process (correction process) for correcting various control target values of the fuel injection control based on such a detection time waveform will be described in detail.
FIG. 4 is a flowchart showing a specific processing procedure of the correction processing, and a series of processing shown in the flowchart is executed by the
図4に示すように、この処理では先ず、上述したように燃料圧力PQに基づいて燃料噴射の実行時における検出時間波形が形成される(ステップS101)。また、アクセル操作量ACCおよび機関回転速度NEなどといったディーゼル機関11の運転状態に基づいて、燃料噴射の実行時における燃料噴射率の時間波形についての基本値(基本時間波形)が設定される(ステップS102)。本実施の形態では、ディーゼル機関11の運転状態と同運転状態に適した基本時間波形との関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御ユニット40に記憶されている。ステップS102の処理では、そのときどきのディーゼル機関11の運転状態に基づいて上記関係から基本時間波形が設定される。
As shown in FIG. 4, in this process, first, as described above, a detection time waveform at the time of execution of fuel injection is formed based on the fuel pressure PQ (step S101). Further, based on the operating state of the diesel engine 11 such as the accelerator operation amount ACC and the engine rotational speed NE, a basic value (basic time waveform) for the time waveform of the fuel injection rate at the time of executing fuel injection is set (step). S102). In the present embodiment, the relationship between the operation state of the diesel engine 11 and the basic time waveform suitable for the operation state is obtained in advance based on the results of experiments and simulations and stored in the
図5に示すように、上記基本時間波形(一点鎖線)としては、開弁動作開始時期Tosb、最大噴射率到達時期Toeb、噴射率降下開始時期Tcsb、閉弁動作完了時期Tceb、最大噴射率により規定される台形の時間波形が設定される。 As shown in FIG. 5, the basic time waveform (one-dot chain line) includes the valve opening operation start timing Tosb, the maximum injection rate arrival timing Toeb, the injection rate drop start timing Tcsb, the valve closing operation completion timing Tceb, and the maximum injection rate. The specified trapezoidal time waveform is set.
そして、そうした基本時間波形と前記検出時間波形(実線)とが比較されるとともに、その比較結果に基づいて燃料噴射の開始時期の制御目標値(前記要求噴射時期Tst)を補正するための補正項K1と同燃料噴射の実行時間の制御目標値(要求噴射時間Ttm)を補正するための補正項K2とがそれぞれ算出される。具体的には、基本時間波形における開弁動作開始時期Tosbと検出時間波形における開弁動作開始時期Tosとの差ΔTos(=Tosb−Tos)が算出されるとともに同差ΔTosが補正項K1として記憶される(図4のステップS103)。また、基本時間波形における噴射率降下開始時期Tcsb(図5)と検出時間波形における噴射率降下開始時期Tcsとの差ΔTcs(=Tcsb−Tcs)が算出されるとともに、同差ΔTcsが補正項K2として記憶される(図4のステップS104)。 Then, the basic time waveform and the detection time waveform (solid line) are compared, and a correction term for correcting the control target value (the required injection timing Tst) of the fuel injection start timing based on the comparison result. K1 and a correction term K2 for correcting the control target value (required injection time Ttm) of the execution time of the same fuel injection are respectively calculated. Specifically, a difference ΔTos (= Tosb−Tos) between the valve opening operation start timing Tosb in the basic time waveform and the valve opening operation start timing Tos in the detection time waveform is calculated, and the difference ΔTos is stored as the correction term K1. (Step S103 in FIG. 4). Further, a difference ΔTcs (= Tcsb−Tcs) between the injection rate decrease start timing Tcsb (FIG. 5) in the basic time waveform and the injection rate decrease start timing Tcs in the detection time waveform is calculated, and the difference ΔTcs is corrected by the correction term K2. (Step S104 in FIG. 4).
このようにして各補正項K1,K2が算出された後、本処理は一旦終了される。
燃料噴射制御の実行に際しては、要求噴射時期Tstを補正項K1によって補正した値(本実施の形態では、要求噴射時期Tstに補正項K1を加算した値)が最終的な要求噴射時期Tstとして算出される。このようにして要求噴射時期Tstを算出することにより、基本時間波形における開弁動作開始時期Tosbと検出時間波形における開弁動作開始時期Tosbとの間のずれが小さく抑えられるようになるため、燃料噴射の開始時期がディーゼル機関11の運転状態に応じたかたちで精度よく設定されるようになる。
After the correction terms K1 and K2 are calculated in this way, the present process is temporarily terminated.
When executing the fuel injection control, a value obtained by correcting the required injection timing Tst by the correction term K1 (in this embodiment, a value obtained by adding the correction term K1 to the required injection timing Tst) is calculated as the final required injection timing Tst. Is done. By calculating the required injection timing Tst in this manner, the deviation between the valve opening operation start timing Tosb in the basic time waveform and the valve opening operation start timing Tosb in the detection time waveform can be suppressed to be small. The injection start time is accurately set in accordance with the operation state of the diesel engine 11.
また、要求噴射時間Ttmを上記補正項K2によって補正した値(本実施の形態では、要求噴射時間Ttmに補正項K2を加算した値)が最終的な要求噴射時間Ttmとして算出される。このようにして要求噴射時間Ttmを算出することにより、基本時間波形における噴射率降下開始時期Tcsbと検出時間波形における噴射率降下開始時期Tcsとの間のずれが小さく抑えられるようになるために、燃料噴射において燃料噴射率が低下し始める時期がディーゼル機関11の運転状態に応じたかたちで精度よく設定されるようになる。 Further, a value obtained by correcting the required injection time Ttm by the correction term K2 (in this embodiment, a value obtained by adding the correction term K2 to the required injection time Ttm) is calculated as the final required injection time Ttm. By calculating the required injection time Ttm in this way, the deviation between the injection rate decrease start timing Tcsb in the basic time waveform and the injection rate decrease start timing Tcs in the detection time waveform can be suppressed to be small. The time when the fuel injection rate starts to decrease in the fuel injection is set with high accuracy in accordance with the operating state of the diesel engine 11.
このように本実施の形態では、燃料噴射弁20の実動作特性(詳しくは、検出時間波形)と予め定められた基本動作特性(詳しくは、基本時間波形)との差に基づいて要求噴射時期Tstや要求噴射時間Ttmが補正されるために、燃料噴射弁20の実動作特性と基本動作特性(標準的な特性を有する燃料噴射弁の動作特性)とのずれが抑えられる。そのため各燃料噴射弁20からの燃料噴射における噴射時期や噴射量がそれぞれディーゼル機関11の運転状態に見合うように適正に設定されるようになる。
As described above, in the present embodiment, the required injection timing is based on the difference between the actual operating characteristic (specifically, the detection time waveform) of the
また、本実施の形態では、ディーゼル機関11での燃焼に供される燃料のセタン価を推定する制御(推定制御)が実行される。以下、この推定制御の概要を説明する。
この推定制御では、燃料カット制御が実行されていることとの条件(後述する[条件イ])を含む実行条件が設定されている。そして、この実行条件の成立時において、予め定められた所定量(例えば、数立方ミリメートル)でのディーゼル機関11への燃料噴射が実行されるとともに、その燃料噴射の実行に伴い発生するディーゼル機関11の出力トルクの指標値(後述する回転変動量ΣΔNE)が検出されて記憶される。その後、この回転変動量ΣΔNEを徐変させた値(詳しくは、直近の10回分の回転変動量ΣΔNEの平均値AVE)に基づいて燃料のセタン価が推定される。
In the present embodiment, control (estimation control) for estimating the cetane number of the fuel provided for combustion in the diesel engine 11 is executed. The outline of this estimation control will be described below.
In this estimation control, an execution condition including a condition that the fuel cut control is being executed ([Condition A] described later) is set. Then, when this execution condition is satisfied, fuel injection to the diesel engine 11 at a predetermined amount (for example, several cubic millimeters) is executed, and the diesel engine 11 generated with the execution of the fuel injection. The output torque index value (rotational fluctuation amount ΣΔNE described later) is detected and stored. Thereafter, the cetane number of the fuel is estimated based on a value obtained by gradually changing the rotational fluctuation amount ΣΔNE (specifically, an average value AVE of the latest ten rotational fluctuation amounts ΣΔNE).
ディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価が高いときほど、燃料が着火し易く同燃料の燃え残りが少なくなるために、燃料の燃焼に伴って発生する機関トルクが大きくなる。本実施の形態の推定制御では、そうした燃料のセタン価とディーゼル機関11の出力トルクとの関係をもとに同燃料のセタン価が推定される。 The higher the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11, the easier it is to ignite the fuel, and the less unburned fuel of the fuel decreases. Therefore, the engine torque generated with the combustion of the fuel increases. In the estimation control of the present embodiment, the cetane number of the fuel is estimated based on the relationship between the cetane number of the fuel and the output torque of the diesel engine 11.
ここで、本実施の形態の装置では、燃料のセタン価の推定に際して燃料噴射が実行されるために、その分だけディーゼル機関11の燃費性能の低下を招いてしまう。ディーゼル機関11の燃費性能の低下を抑える上では、燃料のセタン価の推定のための燃料噴射の実行機会が少ないことが望ましい。 Here, in the apparatus of the present embodiment, since fuel injection is executed when estimating the cetane number of the fuel, the fuel efficiency performance of the diesel engine 11 is reduced accordingly. In order to suppress a decrease in fuel efficiency of the diesel engine 11, it is desirable that there are few opportunities for fuel injection to estimate the cetane number of the fuel.
また本実施の形態の装置では、セタン価の推定のための燃料噴射が燃料カット制御の実行中において実行されるために、その燃料噴射に起因する音(燃料噴射弁20の作動音や燃料の燃焼音)が暗騒音の小さい状況で発生するようになり、その発生音が目立ちやすく、ドライバビリティの低下を招きやすい。この点においても、燃料のセタン価の推定のための燃料噴射の実行機会が少ないことが望ましいと云える。
Further, in the apparatus of the present embodiment, since fuel injection for estimating the cetane number is executed during the execution of fuel cut control, the noise caused by the fuel injection (operation sound of the
ただし、セタン価の推定のための燃料噴射の実行機会を単に少なくすると、ディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価が変化した場合に、その変化が特定されるタイミングが遅くなってしまう。この場合には、変化前のセタン価に見合う実行態様でディーゼル機関11の運転制御が実行される期間が長くなるために、これが出力性能やエミッション性能の向上を妨げる一因になってしまう。 However, if the fuel injection execution opportunity for estimating the cetane number is simply reduced, when the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11 changes, the timing for specifying the change is delayed. In this case, since the period during which the operation control of the diesel engine 11 is executed in an execution mode commensurate with the cetane number before the change becomes longer, this becomes a factor that hinders improvement in output performance and emission performance.
この点をふまえて本実施の形態では、直近の所定期間(本実施の形態では、直近において回転変動量ΣΔNEが10回だけ検出される期間)において検出された回転変動量ΣΔNEの標準偏差σを算出し、その標準偏差σが小さいときには同標準偏差σが大きいときと比較して、セタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を低くするようにしている。詳しくは、そうした実行頻度として、上記標準偏差σが第1判定値JL以下のときに最も低い値が設定され、標準偏差σが第1判定値JLより大きく且つ第2判定値JH(ただし、JL<JH)以下のとき、標準偏差σが第2判定値JHより大きいときの順に高くなる値が設定される。以下、セタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度をこのように設定することによる作用について説明する。 Based on this point, in the present embodiment, the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected in the most recent predetermined period (in the present embodiment, the period in which the rotational fluctuation amount ΣΔNE is detected only 10 times in the latest) is calculated. When the standard deviation σ is small, the fuel injection execution frequency for estimating the cetane number is made lower than when the standard deviation σ is large. Specifically, as such execution frequency, the lowest value is set when the standard deviation σ is equal to or smaller than the first determination value JL, and the standard deviation σ is larger than the first determination value JL and the second determination value JH (however, JL <JH) When the value is less than or equal to, a value that increases in the order in which the standard deviation σ is greater than the second determination value JH is set. Hereinafter, the effect | action by setting the execution frequency of the fuel injection for estimation of a cetane number in this way is demonstrated.
図6に、回転変動量ΣΔNEと、同回転変動量ΣΔNEの平均値AVEと、回転変動量ΣΔNEの標準偏差σとの関係の一例を示す。
同図6に示すように、燃料タンク32(図1参照)への燃料補給などによってディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価が大きく変化すると(タイミングt1)、その変化に伴って、所定量での燃料噴射の実行に伴い発生するディーゼル機関11の出力トルクの指標値(回転変動量ΣΔNE)も変化する。本実施の形態の装置では、回転変動量ΣΔNEの検出の度に同回転変動量ΣΔNEの平均値AVEが更新されるため、燃料のセタン価が大きく変化した場合に上記平均値AVEが変化後のセタン価に見合う値になるまでに時間がかかってしまう(タイミングt1〜t2)。したがって、上記平均値AVEに基づいて変化後のセタン価を早期に把握するためには、セタン価の推定のための燃料噴射と回転変動量ΣΔNEの検出とを高い頻度で実行して、上記平均値AVEを変化後のセタン価に見合う値まで速やかに変化させることが望ましい。
FIG. 6 shows an example of the relationship between the rotational fluctuation amount ΣΔNE, the average value AVE of the rotational fluctuation amount ΣΔNE, and the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE.
As shown in FIG. 6, when the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11 greatly changes due to fuel supply to the fuel tank 32 (see FIG. 1) (timing t <b> 1), a predetermined amount is associated with the change. The index value (rotational fluctuation amount ΣΔNE) of the output torque of the diesel engine 11 generated along with the execution of the fuel injection at this time also changes. In the apparatus according to the present embodiment, the average value AVE of the rotational fluctuation amount ΣΔNE is updated each time the rotational fluctuation amount ΣΔNE is detected. Therefore, when the cetane number of the fuel changes greatly, the average value AVE It takes time to reach a value corresponding to the cetane number (timing t1 to t2). Therefore, in order to quickly grasp the changed cetane number based on the average value AVE, the fuel injection for estimating the cetane number and the detection of the rotational fluctuation amount ΣΔNE are executed at a high frequency, and the average It is desirable to quickly change the value AVE to a value commensurate with the changed cetane number.
この点、本実施の形態では、回転変動量ΣΔNEの標準偏差σが第2判定値JHより大きいときには、ディーゼル機関11の出力トルクが大きく変化しているために燃料のセタン価が大きく変化した可能性が高いと判断して、セタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を高く設定することができる。そのため、回転変動量ΣΔNEの検出頻度を高くしてその平均値AVEを変化後のセタン価に見合う値まで速やかに変化させることができ、変化後のセタン価を早期に把握することができるようになる。 In this respect, in the present embodiment, when the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE is larger than the second determination value JH, the output torque of the diesel engine 11 is greatly changed, so that the cetane number of the fuel may be greatly changed. Therefore, the frequency of fuel injection for estimating the cetane number can be set high. Therefore, the detection frequency of the rotational fluctuation amount ΣΔNE can be increased, and the average value AVE can be quickly changed to a value commensurate with the changed cetane number so that the changed cetane number can be grasped at an early stage. Become.
一方、ディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価が殆ど変化しない状況では(タイミングt1以前、タイミングt2以降)、所定量での燃料噴射の実行に伴い発生するディーゼル機関11の出力トルクのばらつきが小さい。そのため、回転変動量ΣΔNEの平均値AVEを高い頻度で更新せずとも、同平均値AVEに基づいて高い精度で燃料のセタン価を推定することができる。したがって、こうした状況において燃料のセタン価の推定精度を確保するためには、回転変動量ΣΔNEを検出するための燃料噴射の実行頻度は低くてもよいと云える。 On the other hand, in a situation where the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11 hardly changes (before timing t1 and after timing t2), there is a variation in output torque of the diesel engine 11 that occurs as a result of fuel injection at a predetermined amount. small. Therefore, the cetane number of the fuel can be estimated with high accuracy based on the average value AVE without frequently updating the average value AVE of the rotational fluctuation amount ΣΔNE. Therefore, in order to ensure the estimation accuracy of the cetane number of the fuel in such a situation, it can be said that the frequency of fuel injection for detecting the rotational fluctuation amount ΣΔNE may be low.
この点、本実施の形態では、回転変動量ΣΔNEの標準偏差σが第2判定値JH以下のときには、回転変動量ΣΔNEのばらつきが小さいために燃料のセタン価が殆ど変化しない状況である可能性が高いと判断される。そして、このときセタン価の推定のための燃料噴射と回転変動量ΣΔNEの検出との実行頻度を低く設定することにより、ディーゼル機関の燃費性能を向上させることができる。また、燃料カット制御の実行中においてセタン価の推定のための燃料噴射が実行されるとはいえ、その実行頻度を低くすることができるために、同燃料噴射の実行に伴う騒音の発生を抑えてドライバビリティの低下を抑えることができる。 In this regard, in this embodiment, when the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE is equal to or smaller than the second determination value JH, there is a possibility that the cetane number of the fuel hardly changes because the variation in the rotational fluctuation amount ΣΔNE is small. Is judged to be high. At this time, the fuel efficiency of the diesel engine can be improved by setting the execution frequency of the fuel injection for estimating the cetane number and the detection of the rotational fluctuation amount ΣΔNE low. In addition, although fuel injection for estimating the cetane number is executed during execution of fuel cut control, it is possible to reduce the frequency of execution, thereby suppressing the generation of noise associated with the execution of the fuel injection. Drivability can be reduced.
また、ディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価が殆ど変化しない状況であっても、ディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価が低いときには、同燃料のセタン価が高いときと比較して、燃料の燃焼状態が不安定になり易いためにディーゼル機関11の運転状態の不安定化を招き易い。そのため、ディーゼル機関11の運転状態の悪化を抑えるためには、燃料のセタン価の変化を早期に把握するべくセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を高くすることが望ましい。 Even when the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11 hardly changes, when the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11 is low, compared to when the cetane number of the fuel is high. Further, since the combustion state of the fuel is likely to be unstable, the operation state of the diesel engine 11 is likely to be unstable. Therefore, in order to suppress the deterioration of the operating state of the diesel engine 11, it is desirable to increase the frequency of fuel injection for estimating the cetane number so as to grasp the change in the cetane number of the fuel at an early stage.
ディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価が低いときには、同燃料のセタン価が高いときと比較して、所定量での燃料噴射の実行に伴い発生するディーゼル機関の出力トルクのばらつきが大きい。またディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価が低いときには、同セタン価が殆ど変化しないのであれば、同燃料のセタン価が大きく変化したときほどディーゼル機関11の出力トルクは変化しない。こうしたことから、ディーゼル機関11の出力トルクの指標値である回転変動量ΣΔNEの標準偏差σに基づいて、ディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価が殆ど変化しない状況において同セタン価が高い状態および低い状態のいずれであるのかを判別することができる。 When the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11 is low, the variation in the output torque of the diesel engine generated when the fuel injection is performed at a predetermined amount is larger than when the cetane number of the fuel is high. When the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11 is low, if the cetane number hardly changes, the output torque of the diesel engine 11 does not change as much as the cetane number of the fuel changes greatly. Therefore, based on the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE that is an index value of the output torque of the diesel engine 11, the cetane number is high in a situation where the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11 hardly changes. And the low state can be discriminated.
この点をふまえて本実施の形態では、回転変動量ΣΔNEの標準偏差σが第1判定値JL以下のときには、ディーゼル機関11の出力トルクのばらつきが小さいために燃料のセタン価が高い状態である可能性が高いとして、セタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度が最も低く設定される。これにより、ディーゼル機関11の燃費性能を向上させることができ、ドライバビリティの低下を抑えることができる。 In view of this point, in the present embodiment, when the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE is equal to or smaller than the first determination value JL, the variation in the output torque of the diesel engine 11 is small, and thus the cetane number of the fuel is high. As the possibility is high, the frequency of fuel injection for estimating the cetane number is set to the lowest. Thereby, the fuel consumption performance of the diesel engine 11 can be improved, and the fall of drivability can be suppressed.
一方、回転変動量ΣΔNEの標準偏差σが第1判定値JLより大きく且つ第2判定値JH以下のときには、燃料のセタン価が高いときと比較して出力トルクのばらつきが大きいために燃料のセタン価が低い可能性が高いとして、セタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度が若干高く設定される。そのため、標準偏差σが第2判定値JHを上回らない程度に燃料のセタン価が変化した場合であっても同セタン価を比較的早期に把握して機関運転の実行態様を変更することができ、機関運転状態の悪化を抑えることができる。 On the other hand, when the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE is greater than the first determination value JL and equal to or less than the second determination value JH, the variation in output torque is larger than when the cetane number of the fuel is high. Since the possibility that the price is low is high, the execution frequency of the fuel injection for estimating the cetane number is set slightly higher. Therefore, even if the cetane number of the fuel changes so that the standard deviation σ does not exceed the second determination value JH, the execution mode of engine operation can be changed by grasping the cetane number relatively early. , Deterioration of the engine operating state can be suppressed.
このように本実施の形態の装置では、ディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価の変化の有無に応じてセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を設定することができ、さらには同燃料のセタン価の高低に応じて上記燃料噴射の実行頻度を設定することができる。したがって、ディーゼル機関11に供給される燃料の状態に応じたかたちでセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を木目細かく設定することができ、ディーゼル機関11の燃費性能の低下やドライバビリティの低下を抑えつつ燃料のセタン価の推定を適正に実行することができる。 As described above, in the apparatus according to the present embodiment, the frequency of fuel injection for estimating the cetane number can be set according to whether or not the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11 has changed. The execution frequency of the fuel injection can be set according to the cetane number of the fuel. Therefore, it is possible to finely set the frequency of fuel injection for estimating the cetane number in accordance with the state of the fuel supplied to the diesel engine 11, and to reduce the fuel consumption performance and drivability of the diesel engine 11. It is possible to properly estimate the cetane number of the fuel while suppressing the decrease.
通常、燃料のセタン価が一定の条件下で所定量での燃料噴射を実行するとともに回転変動量ΣΔNEを検出した場合には、回転変動量ΣΔNEのほぼ全てが、同回転変動量ΣΔNEの平均値AVEから標準偏差σの三倍を減算した値(AVE−3×σ)以上、且つ同平均値AVEに標準偏差の三倍を加算した値(AVE+3×σ)以下の範囲に収まる。そのため、回転変動量ΣΔNEの最新の値Rが上記範囲(詳しくは、関係式「AVE−3×σ≦R≦AVE+3×σ」)を満たさない場合には、このときディーゼル機関11の出力トルクが大きく変化した可能性が高く、その変化の原因が燃料のセタン価が大きく変化したことである可能性が高いと判断することができる。 Normally, when fuel injection is performed with a predetermined amount under the condition that the cetane number of the fuel is constant and the rotational fluctuation amount ΣΔNE is detected, almost all of the rotational fluctuation amount ΣΔNE is an average value of the rotational fluctuation amount ΣΔNE. It is within a range not less than a value obtained by subtracting three times the standard deviation σ from AVE (AVE-3 × σ) and not more than a value obtained by adding three times the standard deviation to the average value AVE (AVE + 3 × σ). Therefore, if the latest value R of the rotational fluctuation amount ΣΔNE does not satisfy the above range (specifically, the relational expression “AVE-3 × σ ≦ R ≦ AVE + 3 × σ”), the output torque of the diesel engine 11 at this time is It can be determined that there is a high possibility that the fuel has changed significantly, and that the cause of the change is highly likely that the cetane number of the fuel has changed significantly.
そして、燃料のセタン価の変化量がごく大きい場合には、前記所定期間において検出されて記憶されている回転変動量ΣΔNE、すなわち平均値AVEの算出に用いられる回転変動量ΣΔNEの一部が実際の燃料のセタン価に見合う値と懸け離れた値になっている可能性が高い。そのため、単に所定期間において検出されて記憶されている回転変動量ΣΔNEの平均値AVEに基づいて燃料のセタン価を推定するようにすると、実際の燃料のセタン価に見合う値と懸け離れた値を用いて燃料のセタン価が推定されるようになるため、その推定精度の低下を招いてしまう。 When the amount of change in the cetane number of the fuel is extremely large, the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected and stored in the predetermined period, that is, a part of the rotational fluctuation amount ΣΔNE used for calculating the average value AVE is actually There is a high possibility that the value is far from the value corresponding to the cetane number of the fuel. For this reason, if the cetane number of the fuel is simply estimated based on the average value AVE of the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected and stored in a predetermined period, a value far from the value corresponding to the actual cetane number of the fuel is used. As a result, the cetane number of the fuel is estimated, leading to a decrease in estimation accuracy.
この点をふまえて本実施の形態では、回転変動量ΣΔNEの最新の値Rが上記範囲(詳しくは、関係式「AVE−3×σ≦R≦AVE+3×σ」)を満たさないときに、前記所定期間において検出されて記憶された回転変動量ΣΔNEのうちの一部を用いることなく平均値AVEを算出するようにしている。 In view of this point, in the present embodiment, when the latest value R of the rotational fluctuation amount ΣΔNE does not satisfy the above range (specifically, the relational expression “AVE-3 × σ ≦ R ≦ AVE + 3 × σ”), The average value AVE is calculated without using a part of the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected and stored in the predetermined period.
これにより、回転変動量ΣΔNEの最新の値Rが上記関係式を満たさないことをもって燃料のセタン価の変化量がごく大きくなっていると判断することができる。そして、このとき所定期間において検出した回転変動量ΣΔNEのうちの少なくとも一部、言い換えれば実際の燃料のセタン価に見合う値と懸け離れている可能性が高い値を平均値AVEの算出に用いないようにすることができる。したがって、変化前のセタン価に見合う値がセタン価の推定に用いられることを抑えることができ、燃料のセタン価を精度よく推定することができる。 Accordingly, it can be determined that the amount of change in the cetane number of the fuel is extremely large when the latest value R of the rotational fluctuation amount ΣΔNE does not satisfy the above relational expression. At this time, at least a part of the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected in the predetermined period, in other words, a value that is highly likely to be far from the value corresponding to the actual cetane number of the fuel is not used for the calculation of the average value AVE. Can be. Accordingly, it is possible to suppress the use of a value commensurate with the cetane number before the change for estimating the cetane number, and it is possible to accurately estimate the cetane number of the fuel.
ここでディーゼル機関11では、燃料タンク32と燃料噴射弁20とを繋ぐ燃料経路(詳しくは、分岐通路31aや供給通路31b、コモンレール34、リターン通路35により構成される経路)内に燃料が満たされている。そのため、燃料タンク32への燃料補給が行われた場合に、ディーゼル機関11での燃焼に供される燃料のセタン価は瞬時に変化する訳ではなく徐々に変化する。
Here, in the diesel engine 11, the fuel is filled in the fuel path (specifically, the path constituted by the
そのため、そうした燃料のセタン価の変化に伴って回転変動量ΣΔNEが変化してその最新の値Rが上記関係式を満たさなくなったときには、所定期間において検出した回転変動量ΣΔNEに燃料のセタン価の変化に伴う出力トルクの変化分が一部反映されている可能性が高いと云える。そして、そうした出力トルクの変化分の回転変動量ΣΔNEへの反映度合いは、最近検出された回転変動量ΣΔNEほど大きい。 Therefore, when the rotational fluctuation amount ΣΔNE changes with the change in the cetane number of the fuel and the latest value R does not satisfy the above relational expression, the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected in the predetermined period is added to the cetane number of the fuel. It can be said that there is a high possibility that a part of the change in the output torque accompanying the change is reflected. The degree of reflection of the change in the output torque to the rotational fluctuation amount ΣΔNE is larger as the recently detected rotational fluctuation amount ΣΔNE.
この点をふまえて本実施の形態では、回転変動量ΣΔNEの最新の値Rが上記関係式を満たさないときに、前記所定期間において検出した回転変動量ΣΔNEのうちの最近検出した値については記憶したまま保持して平均値AVEの算出に用いるようにしている。その一方で、最近検出した値以外の値については初期値にリセットして平均値AVEの算出に用いないようにしている。 In view of this point, in the present embodiment, when the latest value R of the rotational fluctuation amount ΣΔNE does not satisfy the relational expression, the recently detected value of the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected in the predetermined period is stored. The average value AVE is used for calculation. On the other hand, values other than the recently detected values are reset to the initial values so as not to be used for calculating the average value AVE.
これにより、所定期間において検出した回転変動量ΣΔNEの中でも上記出力トルクの変化分の反映度合いが大きい値を平均値AVEの算出に用いることができる。そのため、所定期間において検出した回転変動量ΣΔNEの全てを平均値AVEの算出に用いない場合と比較して、セタン価の変化による影響が反映された回転変動量ΣΔNEの記憶数を確保することができ、それら回転変動量ΣΔNEをもとに平均値AVEとして信頼性の高い値を算出することが可能になる。これにより、変化後のセタン価に見合う値を平均値AVEとして早期に算出することが可能になるため、変化後のセタン価を早期に把握することができるようになる。 As a result, a value having a large reflection degree of the change in the output torque can be used for calculating the average value AVE among the rotational fluctuation amounts ΣΔNE detected in the predetermined period. Therefore, as compared with the case where not all of the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected in the predetermined period is used for calculation of the average value AVE, it is possible to secure the storage number of the rotational fluctuation amount ΣΔNE reflecting the influence of the change in the cetane number. Therefore, a highly reliable value can be calculated as the average value AVE based on the rotational fluctuation amount ΣΔNE. As a result, a value commensurate with the changed cetane number can be calculated early as the average value AVE, so that the changed cetane number can be grasped early.
なお本実施の形態では、回転変動量ΣΔNEの平均値AVEの算出に用いられる「最近検出した値」として、直近の予め定められた一定量(例えば数リットル)の燃料が消費された期間において検出された回転変動量ΣΔNEが採用される。本実施の形態では、実験やシミュレーションの結果をもとに燃料のセタン価の推定精度の低下を抑えつつ同セタン価の推定を早期に行うことのできる回転変動量ΣΔNEの算出が可能な直近の燃料消費量が予め求められており、その燃料消費量が上記一定量として電子制御ユニット40に記憶されている。また本実施の形態では、前記検出時間波形をもとに各噴射における噴射量を算出するとともに同噴射量を加算するといったように直近の燃料消費量が算出される。
In the present embodiment, the “recently detected value” used for calculating the average value AVE of the rotational fluctuation amount ΣΔNE is detected during a period when the latest predetermined amount (for example, several liters) of fuel is consumed. The rotational fluctuation amount ΣΔNE is adopted. In the present embodiment, based on the results of experiments and simulations, it is possible to calculate the rotational fluctuation amount ΣΔNE that can estimate the cetane number at an early stage while suppressing a decrease in the estimation accuracy of the cetane number of the fuel. The fuel consumption amount is obtained in advance, and the fuel consumption amount is stored in the
以下、推定制御にかかる処理(推定制御処理)の実行手順について詳細に説明する。
図7は、上記推定制御処理の具体的な実行手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、推定制御処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット40により実行される。
Hereinafter, the execution procedure of the process related to the estimation control (estimation control process) will be described in detail.
FIG. 7 is a flowchart showing a specific execution procedure of the estimation control process. Note that the series of processes shown in this flowchart conceptually shows the execution procedure of the estimation control process, and the actual process is executed by the
図7に示すように、この処理では先ず、実行条件が成立しているか否かが判断される(ステップS201)。ここでは、以下の[条件イ]〜[条件ニ]の全てが満たされることをもって実行条件が成立していると判断される。
[条件イ]前記燃料カット制御が実行されていること。
[条件ロ]クラッチ機構13がクランクシャフト12と手動変速機14との連結を解除する作動状態になっていること。具体的には、クラッチ操作部材が操作されていること。
[条件ハ]前記補正処理を通じて補正項K1,K2が算出されていること。
[条件ニ]実行フラグがオン操作されていること。
As shown in FIG. 7, in this process, it is first determined whether or not an execution condition is satisfied (step S201). Here, it is determined that the execution condition is satisfied when all of the following [Condition A] to [Condition D] are satisfied.
[Condition A] The fuel cut control is executed.
[Condition B] The
[Condition C] Correction terms K1 and K2 are calculated through the correction process.
[Condition D] The execution flag is turned on.
なお実行フラグは、[条件イ]〜[条件ハ]の全てが満たされた回数が所定回数に達したときにオン操作される一方で、回転変動量ΣΔNEの検出が実行されたときにオフ操作される。本実施の形態では、上記所定回数が前記回転変動量ΣΔNEの標準偏差σに応じて変更される。具体的には、標準偏差σが第1判定値JL以下のときには所定回数として「4」が設定されて、この場合には[条件イ]〜[条件ハ]の全てが満たされた回数が4回になる度に、セタン価の推定のための燃料噴射と回転変動量ΣΔNEの検出とが実行されるようになる。一方、標準偏差σが第1判定値JLより大きく且つ第2判定値JH以下のときには所定回数として「2」が設定されて、この場合には[条件イ]〜[条件ハ]の全てが満たされた回数が2回になる度に、セタン価の推定のための燃料噴射と回転変動量ΣΔNEの検出とが実行される。他方、標準偏差σが第2判定値JHより大きいときには所定回数として「1」が設定されて、[条件イ]〜[条件ハ]の全てが満たされる度にセタン価の推定のための燃料噴射と回転変動量ΣΔNEの検出とが実行されるようになる。このように本実施の形態では、回転変動量ΣΔNEの標準偏差σに基づく実行フラグの操作を通じて、セタン価の推定のための燃料噴射と回転変動量ΣΔNEの検出との実行頻度が調節される。 The execution flag is turned on when the number of times that all of [Condition A] to [Condition C] are satisfied reaches a predetermined number of times, while the execution flag is turned off when detection of the rotational fluctuation amount ΣΔNE is executed. Is done. In the present embodiment, the predetermined number of times is changed according to the standard deviation σ of the rotation fluctuation amount ΣΔNE. Specifically, when the standard deviation σ is equal to or smaller than the first determination value JL, “4” is set as the predetermined number. In this case, the number of times that all of [Condition A] to [Condition C] are satisfied is 4. Each time, the fuel injection for estimating the cetane number and the detection of the rotational fluctuation amount ΣΔNE are executed. On the other hand, when the standard deviation σ is greater than the first determination value JL and equal to or less than the second determination value JH, “2” is set as the predetermined number of times. In this case, all of [Condition A] to [Condition C] are satisfied. The fuel injection for estimating the cetane number and the detection of the rotational fluctuation amount ΣΔNE are executed every time the number of times of the change is two. On the other hand, when the standard deviation σ is larger than the second determination value JH, “1” is set as the predetermined number of times, and fuel injection for estimating the cetane number is performed every time all of [Condition A] to [Condition C] are satisfied. And the rotation fluctuation amount ΣΔNE are detected. As described above, in the present embodiment, the execution frequency of the fuel injection for estimating the cetane number and the detection of the rotational fluctuation amount ΣΔNE is adjusted through the operation of the execution flag based on the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE.
上記実行条件が成立していない場合には(ステップS201:NO)、以下の処理、すなわち燃料のセタン価を推定する処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。
その後、本処理が繰り返し実行されて上記実行条件が成立すると(ステップS201:YES)、予め定められた燃料噴射時期の制御目標値(目標燃料噴射時期TQst)と目標噴射時間の制御目標値(目標燃料噴射時間TQtm)とが前述した補正処理により算出されている補正項K1,K2によって補正される(ステップS202)。詳しくは、補正項K1を目標燃料噴射時期TQstに加算した値が新たな目標燃料噴射時期TQstとして設定されるとともに、補正項K2を目標燃料噴射時間TQtmに加算した値が新たな目標燃料噴射時間TQtmとして設定される。
If the execution condition is not satisfied (step S201: NO), this process is temporarily terminated without executing the following process, that is, a process for estimating the cetane number of the fuel.
Thereafter, when this process is repeatedly executed and the above execution condition is satisfied (step S201: YES), a predetermined control target value for the fuel injection timing (target fuel injection timing TQst) and a control target value for the target injection time (target) The fuel injection time TQtm) is corrected by the correction terms K1 and K2 calculated by the correction processing described above (step S202). Specifically, a value obtained by adding the correction term K1 to the target fuel injection timing TQst is set as a new target fuel injection timing TQst, and a value obtained by adding the correction term K2 to the target fuel injection time TQtm is a new target fuel injection time. Set as TQtm.
そして、目標燃料噴射時期TQstおよび目標燃料噴射時間TQtmに基づく燃料噴射弁20の駆動制御が実行されて、同燃料噴射弁20からの燃料噴射が実行される(ステップS203)。なお、この燃料噴射は複数の燃料噴射弁20のうちの予め定めたもの(本実施の形態では、気筒16[♯1]に取り付けられた燃料噴射弁20)を用いて実行される。また、本処理において用いられる補正項K1,K2についても同様に、燃料噴射弁20のうちの予め定めたもの(本実施の形態では、気筒16[♯1]に取り付けられた燃料噴射弁20)に対応して算出された値が用いられる。
Then, drive control of the
その後、上記燃料噴射に伴い発生したディーゼル機関11の出力トルクの指標値として前記回転変動量ΣΔNEが算出されて記憶される(ステップS204)。本実施の形態では、回転変動量ΣΔNEとして、最新の値Rを含む直近の所定回(具体的には10回)分の検出値が記憶される。回転変動量ΣΔNEの算出は具体的には次のように行われる。図9に示すように、本実施の形態にかかる装置では、所定時間おきに機関回転速度NEが検出されるとともに、その検出の度に同機関回転速度NEと複数回前(本実施の形態では、三回前)に検出された機関回転速度NEiとの差ΔNE(=NE−NEi)が算出される。そして、上記燃料噴射の実行に伴う上記差ΔNEの変化分についての積算値(同図9中に斜線で示す部分の面積に相当する値)が算出されるとともに、この積算値が上記回転変動量ΣΔNEとして記憶される。なお図9に示す機関回転速度NEや差ΔNEの推移は、回転変動量ΣΔNEの算出方法の理解を容易にするべく簡略化して示しているため実際の推移とは若干異なる。 Thereafter, the rotational fluctuation amount ΣΔNE is calculated and stored as an index value of the output torque of the diesel engine 11 generated by the fuel injection (step S204). In the present embodiment, the most recent predetermined value (specifically, 10 times) of detection values including the latest value R are stored as the rotational fluctuation amount ΣΔNE. Specifically, the rotation fluctuation amount ΣΔNE is calculated as follows. As shown in FIG. 9, in the apparatus according to the present embodiment, the engine rotational speed NE is detected every predetermined time, and at each detection, the engine rotational speed NE and the engine rotational speed NE are detected several times before (in the present embodiment). The difference ΔNE (= NE−NEi) from the engine speed NEi detected three times before) is calculated. Then, an integrated value (a value corresponding to the area of the hatched portion in FIG. 9) for the change in the difference ΔNE accompanying the execution of the fuel injection is calculated, and this integrated value is calculated as the rotational fluctuation amount. Stored as ΣΔNE. The changes in the engine speed NE and the difference ΔNE shown in FIG. 9 are slightly different from the actual changes because they are shown in a simplified manner to facilitate understanding of the calculation method of the rotational fluctuation amount ΣΔNE.
そして、回転変動量ΣΔNEが算出されて記憶されている数が所定数N(具体的には、「10」に達しているか否かが判断される(ステップS205)。なお、回転変動量ΣΔNEとして初期値が記憶されている場合には、その値は回転変動量ΣΔNEの記憶数にカウントされない。回転変動量ΣΔNEが算出されて記憶されている数が所定数N未満である場合には(ステップS205:NO)、燃料のセタン価を精度よく推定することのできるだけのデータ数が確保されていないとして、以下の処理を実行することなく本処理は一旦終了される。 Then, it is determined whether or not the number of rotation fluctuations ΣΔNE calculated and stored reaches a predetermined number N (specifically, “10”) (step S205). When the initial value is stored, the value is not counted as the number of stored rotational fluctuation amounts ΣΔNE, and when the rotational fluctuation amount ΣΔNE is calculated and stored is less than a predetermined number N (step S205: NO), assuming that the number of data that can accurately estimate the cetane number of the fuel is not secured, the present process is temporarily terminated without executing the following process.
その後、本処理が繰り返し実行されて回転変動量ΣΔNEの記憶数が所定数Nになると(ステップS205:YES)、予め記憶されている演算式から、記憶されているN個の回転変動量ΣΔNEの平均値AVE(ステップS206)と、それら回転変動量ΣΔNEの標準偏差σ(ステップS207)とがそれぞれ算出される。なお本実施の形態では、標準偏差σの算出が次のような考えのもとに実行される。すなわち先ず、N個の回転変動量ΣΔNEについてそれぞれ、回転変動量ΣΔNEから平均値AVEを減算した値(ΣΔNE−AVE)が算出されるとともに同値を二乗した値が算出される。その後、それら二乗した値が加算されるとともに、その加算値がデータ数(上記所定数N)によって除算される。そして、この除算した値の平方根が算出され、その算出値が標準偏差σとして記憶される。 Thereafter, when this processing is repeatedly executed and the number of stored rotational fluctuation amounts ΣΔNE reaches a predetermined number N (step S205: YES), the stored N rotational fluctuation amounts ΣΔNE are calculated from a pre-stored arithmetic expression. The average value AVE (step S206) and the standard deviation σ (step S207) of the rotation fluctuation amount ΣΔNE are calculated. In the present embodiment, the standard deviation σ is calculated based on the following idea. That is, first, for each of the N rotational fluctuation amounts ΣΔNE, a value obtained by subtracting the average value AVE from the rotational fluctuation amount ΣΔNE (ΣΔNE−AVE) and a value obtained by squaring the same value are calculated. Thereafter, the squared values are added, and the added value is divided by the number of data (predetermined number N). Then, the square root of the divided value is calculated, and the calculated value is stored as the standard deviation σ.
そして、回転変動量ΣΔNEの最新の値Rが前記関係式「AVE−3×σ≦R≦AVE+3×σ」を満たすことを条件に(図8のステップS208:YES)、回転変動量ΣΔNEの平均値AVEに基づいて、燃料のセタン価の推定値(推定セタン価)が算出される(ステップS209)。なお本実施の形態では、燃料のセタン価を精度よく推定することの可能な推定セタン価と上記平均値AVEとの関係(推定マップ)が実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて電子制御ユニット40に記憶されている。ステップS209の処理では、推定マップをもとに回転変動量ΣΔNEの平均値AVEに基づいて推定セタン価が算出される。
Then, on condition that the latest value R of the rotational fluctuation amount ΣΔNE satisfies the relational expression “AVE-3 × σ ≦ R ≦ AVE + 3 × σ” (step S208 in FIG. 8: YES), the average rotational fluctuation amount ΣΔNE is calculated. Based on the value AVE, an estimated value (estimated cetane number) of the cetane number of the fuel is calculated (step S209). In the present embodiment, the relationship (estimated map) between the estimated cetane number that can accurately estimate the cetane number of the fuel and the average value AVE is obtained in advance based on the results of experiments and simulations, and the electronic It is stored in the
その後、回転変動量ΣΔNEの標準偏差σに応じてセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度が設定される。詳しくは、標準偏差σが第1判定値JL以下であるときには(ステップS210:YES)、前記所定回数として所定値CL(本実施の形態では「4」)が設定されて、上記実行頻度が低く設定される(ステップS211)。一方、標準偏差σが第1判定値JLより大きく且つ第2判定値JH以下であるときには(ステップS210:NO且つステップS212:NO)、前記所定回数として所定値CM(本実施の形態では「2」)が設定されて、上記実行頻度が中程度に設定される(ステップS213)。他方、標準偏差σが第2判定値JHより大きいときには(ステップS210:NO且つステップS212:YES)、前記所定回数として所定値CH(本実施の形態では「1」)が設定されて、上記実行頻度が高く設定される(ステップS214)。なお、各所定値CL,CM,CHとしては関係「CL>CM>CH」を満たす値を設定すればよい。このようにして、セタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度が設定された後、本処理は一旦終了される。 Thereafter, the fuel injection execution frequency for estimating the cetane number is set according to the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE. Specifically, when the standard deviation σ is equal to or smaller than the first determination value JL (step S210: YES), a predetermined value CL (“4” in the present embodiment) is set as the predetermined number of times, and the execution frequency is low. It is set (step S211). On the other hand, when the standard deviation σ is greater than the first determination value JL and equal to or less than the second determination value JH (step S210: NO and step S212: NO), the predetermined number CM (in this embodiment, “2”). ”) Is set, and the execution frequency is set to a medium level (step S213). On the other hand, when the standard deviation σ is larger than the second determination value JH (step S210: NO and step S212: YES), the predetermined value CH (“1” in the present embodiment) is set as the predetermined number of times, and the above execution is performed. The frequency is set high (step S214). Note that values satisfying the relation “CL> CM> CH” may be set as the predetermined values CL, CM, and CH. In this way, after the execution frequency of the fuel injection for estimating the cetane number is set, this process is temporarily terminated.
その後、本処理が繰り返し実行されて回転変動量ΣΔNEの最新の値Rが前記関係式「AVE−3×σ≦R≦AVE+3×σ」を満たさなくなると(ステップS208:NO)、記憶されているN個の回転変動量ΣΔNEのうちの最近検出した値を除く値が初期値にリセットされる(ステップS215)。また、このときディーゼル機関11に供給される燃料のセタン価が大きく変化した可能性が高いとして、前記所定回数として「1」が設定されて、セタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度が高く設定される(ステップS214)。こうした処理の後、本処理は一旦終了される。 Thereafter, when this process is repeatedly executed and the latest value R of the rotational fluctuation amount ΣΔNE does not satisfy the relational expression “AVE-3 × σ ≦ R ≦ AVE + 3 × σ” (step S208: NO), the value is stored. Of the N rotational fluctuation amounts ΣΔNE, values other than the most recently detected value are reset to initial values (step S215). At this time, assuming that there is a high possibility that the cetane number of the fuel supplied to the diesel engine 11 has greatly changed, “1” is set as the predetermined number of times, and the frequency of fuel injection for estimating the cetane number is set. It is set high (step S214). After such processing, this processing is temporarily terminated.
本実施の形態にかかる装置では、例えばディーゼル機関11の気筒16[♯1]に設けられた圧力センサ41の検出信号に基づいて同気筒16[♯1]に対する燃料噴射についての各種処理(燃料噴射制御にかかる処理や補正処理)を実行するなどといったように、ディーゼル機関11の気筒16(♯1〜♯4)毎にそれぞれ対応する圧力センサ41の出力信号に基づいて各種処理が実行される。そのため、初期個体差や経時変化の相違に起因して燃料噴射弁20の作動特性が気筒16毎に異なる多気筒のディーゼル機関11において、気筒16毎に設けられた専用の圧力センサ41により検出される燃料圧力PQに基づいて各燃料噴射弁20から噴射される燃料の量をそれぞれ精度良く調節することができる。
In the apparatus according to the present embodiment, for example, based on the detection signal of the
しかも、それら燃料噴射弁20のうちの一つ(本実施の形態では、気筒16[♯11]に対応する燃料噴射弁20)を用いて、同燃料噴射弁20の燃料噴射制御において算出された補正項K1,K2をもとに、推定制御における燃料噴射が実行される。これにより、推定制御において実際に噴射される燃料の量が精度よく調節されるようになるために、その燃料噴射に伴い発生するディーゼル機関11の出力トルクに基づいて燃料のセタン価を精度よく推定することができるようになる。
Moreover, it is calculated in the fuel injection control of the
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)直近の所定期間において検出された回転変動量ΣΔNEの標準偏差σが小さいときに、同標準偏差σが大きいときと比較して、燃料のセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を低くした。そのため、ディーゼル機関11の燃費性能の低下を抑えつつ燃料のセタン価の推定を適正に実行することができる。
As described above, according to the present embodiment, the effects described below can be obtained.
(1) When the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected in the most recent predetermined period is small, compared to when the standard deviation σ is large, the frequency of execution of fuel injection for estimating the cetane number of fuel Was lowered. Therefore, the estimation of the cetane number of the fuel can be properly executed while suppressing the deterioration of the fuel efficiency of the diesel engine 11.
(2)燃料カット制御が実行されているときにセタン価の推定のための燃料噴射が実行されるとはいえ、その実行頻度を低くすることができ、ドライバビリティの低下を抑えることができる。 (2) Although the fuel injection for estimating the cetane number is executed when the fuel cut control is being executed, the execution frequency can be lowered, and the drivability can be prevented from being lowered.
(3)セタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度として、標準偏差σが第1判定値JL以下のときに最も低い値を設定し、標準偏差σが第1判定値JLより大きく且つ第2判定値JH以下のとき、標準偏差σが第2判定値JHより大きいときの順に高くなる値を設定した。そのため、ディーゼル機関11に供給される燃料の状態に応じたかたちでセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を木目細かく設定することができ、同ディーゼル機関11の燃費性能の低下を好適に抑えることができる。 (3) As the execution frequency of fuel injection for estimating the cetane number, the lowest value is set when the standard deviation σ is equal to or smaller than the first determination value JL, and the standard deviation σ is greater than the first determination value JL and When the value is equal to or less than 2 determination value JH, a value that increases in the order in which the standard deviation σ is greater than the second determination value JH is set. Therefore, it is possible to finely set the frequency of fuel injection for estimating the cetane number in accordance with the state of the fuel supplied to the diesel engine 11, and to suitably reduce the fuel efficiency of the diesel engine 11. Can be suppressed.
(4)回転変動量ΣΔNEの最新の値Rが関係式「AVE−3×σ≦R≦AVE+3×σ」を満たさないときに、所定期間において検出されて記憶された回転変動量ΣΔNEのうちの一部を用いることなく平均値AVEを算出するようにした。そのため、燃料のセタン価の変化量がごく大きくなっているときに、変化前のセタン価に見合う値がセタン価の推定に用いられることを抑えることができ、燃料のセタン価を精度よく推定することができる。 (4) When the latest value R of the rotational fluctuation amount ΣΔNE does not satisfy the relational expression “AVE-3 × σ ≦ R ≦ AVE + 3 × σ”, the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected and stored in a predetermined period The average value AVE was calculated without using a part. Therefore, when the amount of change in the cetane number of the fuel is very large, it is possible to prevent the value corresponding to the cetane number before the change from being used for the estimation of the cetane number, and to accurately estimate the cetane number of the fuel. be able to.
(5)回転変動量ΣΔNEの最新の値Rが上記関係式を満たさないときに、所定期間において検出した回転変動量ΣΔNEのうちの最近検出した値については平均値AVEの算出に用いるようにした。これにより、所定期間において検出した回転変動量ΣΔNEの全てを平均値AVEの算出に用いない場合と比較して、セタン価の変化による影響が反映された回転変動量ΣΔNEの記憶数を確保することができ、それら回転変動量ΣΔNEをもとに平均値AVEとして信頼性の高い値を早期に算出することが可能になる。 (5) When the latest value R of the rotational fluctuation amount ΣΔNE does not satisfy the above relational expression, the recently detected value of the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected in the predetermined period is used for calculating the average value AVE. . Thereby, as compared with the case where not all of the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected in the predetermined period is used for calculating the average value AVE, the number of stored rotational fluctuation amounts ΣΔNE reflecting the influence of the change in the cetane number is secured. Therefore, a highly reliable value can be calculated at an early stage as the average value AVE based on the rotational fluctuation amount ΣΔNE.
(6)圧力センサ41により検出された燃料圧力PQの変動態様に基づいて実際に燃料噴射が実行された時期や噴射された燃料の量を精度良く把握することができ、それら実際の実行時期や燃料噴射量に基づいて燃料のセタン価の推定のための燃料噴射における噴射時期や噴射量を精度よく設定することができる。そのため、セタン価の推定を精度よく実行することができる。
(6) Based on the variation of the fuel pressure PQ detected by the
(7)燃料噴射弁20に一体に取り付けられた圧力センサ41によって燃料圧力PQを検出するようにした。そのため、燃料噴射弁20から離れた位置の燃料圧力が検出される装置と比較して、燃料噴射弁20の開弁に伴う同燃料噴射弁20の内部の燃料圧力の変化を精度良く検出することができる。したがって、その燃料圧力PQの変動態様に基づいて実際の実行時期や噴射量を精度良く検出することができ、それら実際の実行時期や噴射量をもとにセタン価の推定のための燃料噴射における噴射時期や噴射量をより精度よく設定することができる。
(7) The fuel pressure PQ is detected by the
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・前記「最近検出した値」としては、直近において一定量の燃料が消費された期間において検出された回転変動量ΣΔNEを採用することに限らず、直近において車両10が所定距離(例えば、数キロメートル)だけ走行した期間において検出された回転変動量ΣΔNEを採用することができる。その他、直近において車両10が所定時間(例えば、数分)だけ走行した期間において検出された回転変動量ΣΔNEなどを採用することができる。要は、燃料のセタン価の推定精度の低下を抑えつつ同セタン価の推定を早期に行うことのできる回転変動量ΣΔNEの算出が可能な期間を設定するとともに、同期間において検出された回転変動量ΣΔNEを「最近検出した値」として採用すればよい。
The embodiment described above may be modified as follows.
The “recently detected value” is not limited to adopting the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected in the period in which a certain amount of fuel has been consumed most recently, but the
・回転変動量ΣΔNEの最新の値Rが前記関係式を満たさないときに、電子制御ユニット40に記憶されているN個の回転変動量ΣΔNEの全てを初期値にリセットするようにしてもよい。
When the latest value R of the rotation fluctuation amount ΣΔNE does not satisfy the relational expression, all of the N rotation fluctuation amounts ΣΔNE stored in the
・図8のステップS208の処理とステップS215の処理とを省略してもよい。
・燃料のセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を三段階に変更することに代えて、二段階に変更するようにしてもよい。こうした構成によっても、燃料のセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を、燃料のセタン価が変化したときと殆ど変化しないときとで切り替えたり、燃料のセタン価が高いときと低いときとで切り替えたりすることができる。また、燃料のセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度を四段階以上の段階に変更するようにしてもよい。こうした構成によれば、燃料のセタン価の変化に際して回転変動量ΣΔNEの標準偏差σに基づき同セタン価の変化度合いを推定するとともに、その変化度合いに応じて上記実行頻度を木目細かく切り替えることができる。そして、いずれの構成によっても、ディーゼル機関11の燃費性能の低下を抑えつつ燃料のセタン価の推定を適正に実行することができる。要は、直近の所定期間において検出された回転変動量ΣΔNEの標準偏差σが小さいときほどセタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度が低くなるように同実行頻度を設定すればよい。
-You may abbreviate | omit the process of FIG.8 S208 and the process of step S215.
-Instead of changing the execution frequency of fuel injection for estimating the cetane number of fuel to three stages, it may be changed to two stages. Even with this configuration, the frequency of fuel injection for estimating the cetane number of the fuel is switched between when the cetane number of the fuel changes and when it hardly changes, or when the cetane number of the fuel is high and low. And can be switched. Moreover, the execution frequency of fuel injection for estimating the cetane number of fuel may be changed to four or more stages. According to such a configuration, when the cetane number of the fuel changes, the change degree of the cetane number can be estimated based on the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE, and the execution frequency can be finely switched according to the change degree. . And any structure can perform appropriately estimation of the cetane number of a fuel, suppressing the fall of the fuel consumption performance of the diesel engine 11. FIG. In short, the execution frequency may be set such that the lower the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE detected in the most recent predetermined period, the lower the fuel injection execution frequency for estimating the cetane number.
・回転変動量ΣΔNEの平均値AVEに基づく推定セタン価の算出を、推定マップをもとに行うことに代えて、演算式をもとに行うようにしてもよい。要は、推定セタン価と回転変動量ΣΔNEとの関係を電子制御ユニット40に予め記憶させておくとともに、同関係をもとに推定セタン価を算出するようにすればよい。
The calculation of the estimated cetane number based on the average value AVE of the rotational fluctuation amount ΣΔNE may be performed based on an arithmetic expression instead of based on the estimated map. In short, the relationship between the estimated cetane number and the rotational fluctuation amount ΣΔNE may be stored in advance in the
・推定セタン価の算出に用いる算出パラメータとして、回転変動量ΣΔNEの平均値AVE以外の徐変値、例えば回転変動量ΣΔNEのなまし値などを採用してもよい。なまし値としては例えば、最新のなまし値を「B」、前回の処理実行時に算出されたなまし値を「Bi」、回転変動量ΣΔNEの最新の値を「R」、なまし係数を「D(ただし0<D<1)」とすると、関係式「B=Bi+(R−Bi)×D」から算出することができる。その他、なまし係数を「E(ただし、Eは自然数)」として、関係式「B=(E×Bi+R)/(E+1)」から上記なまし値を算出することなども可能である。 As a calculation parameter used for calculating the estimated cetane number, a gradually changing value other than the average value AVE of the rotational fluctuation amount ΣΔNE, for example, an annealing value of the rotational fluctuation amount ΣΔNE, or the like may be adopted. As the annealing value, for example, the latest annealing value is “B”, the annealing value calculated at the time of the previous processing is “Bi”, the latest value of the rotational fluctuation amount ΣΔNE is “R”, and the annealing coefficient is When “D (where 0 <D <1)”, it can be calculated from the relational expression “B = Bi + (R−Bi) × D”. In addition, it is also possible to calculate the above-described smoothing value from the relational expression “B = (E × Bi + R) / (E + 1)”, assuming that the smoothing coefficient is “E (where E is a natural number)”.
・補正項K1,K2によって目標燃料噴射時期TQstや目標燃料噴射時間TQtmを補正する構成を省略してもよい。
・回転変動量ΣΔNE以外の値をディーゼル機関11の出力トルクの指標値として算出するようにしてもよい。例えば推定制御の実行中において燃料噴射の実行時における機関回転速度NE(実行時回転速度)と同燃料噴射の実行直前における機関回転速度NEとをそれぞれ検出するとともにそれら速度の差を算出して、同差を上記指標値として用いることができる。
The configuration for correcting the target fuel injection timing TQst and the target fuel injection time TQtm by the correction terms K1, K2 may be omitted.
A value other than the rotational fluctuation amount ΣΔNE may be calculated as an index value of the output torque of the diesel engine 11. For example, during execution of the estimation control, an engine rotation speed NE (running rotation speed) at the time of execution of fuel injection and an engine rotation speed NE immediately before the execution of the fuel injection are respectively detected and a difference between these speeds is calculated The difference can be used as the index value.
・セタン価の推定のための燃料噴射の実行頻度の変更を、実行フラグの操作を通じて行う手法以外の手法を通じて行うようにしてもよい。そうした手法としては例えば、セタン価の推定のための燃料噴射の実行直後において同燃料噴射の実行を一時的に禁止する禁止期間を設定するとともに同禁止期間を回転変動量ΣΔNEの標準偏差σに応じて可変設定するといった手法を採用することができる。この場合には、上記標準偏差σが小さいときほど禁止期間を長く設定すればよい。 The change of the fuel injection execution frequency for estimating the cetane number may be performed through a method other than the method performed through the operation of the execution flag. As such a method, for example, a prohibition period for temporarily prohibiting the execution of the fuel injection immediately after the execution of the fuel injection for estimating the cetane number is set, and the prohibition period is set according to the standard deviation σ of the rotational fluctuation amount ΣΔNE. It is possible to adopt a method of variably setting. In this case, the prohibition period may be set longer as the standard deviation σ is smaller.
・圧力センサ41の取り付け態様は、燃料噴射弁20の内部(詳しくは、ノズル室25内)の燃料圧力の指標となる圧力、言い換えれば同燃料圧力の変化に伴って変化する燃料圧力を適正に検出することができるのであれば、燃料噴射弁20に直接取り付けられる態様に限らず、任意に変更することができる。具体的には、圧力センサを分岐通路31aやコモンレール34に取り付けるようにしてもよい。
The
・圧電アクチュエータ29により駆動されるタイプの燃料噴射弁20に代えて、例えばソレノイドコイルなどを備えた電磁アクチュエータによって駆動されるタイプの燃料噴射弁を採用することもできる。
In place of the type of
・上記実施の形態にかかるセタン価推定装置は、クラッチ機構13と手動変速機14とが搭載された車両10に限らず、トルクコンバータと自動変速機とが搭載された車両にも適用することができる。こうした車両では、例えば[条件イ]、[条件ハ]および[条件ニ]が満たされるときに燃料のセタン価の推定のための燃料噴射を実行するようにすればよい。なお、トルクコンバータとしてロックアップクラッチ内蔵のものが採用される車両においては、ロックアップクラッチが係合状態になっていないこととの[条件ホ]を新たに設定するとともに同[条件ホ]が満たされることを条件に燃料のセタン価の推定のための燃料噴射を実行するようにすればよい。
The cetane number estimation device according to the above embodiment can be applied not only to the
・四つの気筒を有するディーゼル機関に限らず、単気筒のディーゼル機関や、二つの気筒を有するディーゼル機関、三つの気筒を有するディーゼル機関、あるいは五つ以上の気筒を有するディーゼル機関にも、本発明は適用することができる。 The present invention is not limited to a diesel engine having four cylinders, but also to a single cylinder diesel engine, a diesel engine having two cylinders, a diesel engine having three cylinders, or a diesel engine having five or more cylinders. Can be applied.
10…車両、11…ディーゼル機関、12…クランクシャフト、13…クラッチ機構、14…手動変速機、15…車輪、16…気筒、17…吸気通路、18…ピストン、19…排気通路、20…燃料噴射弁、21…ハウジング、22…ニードル弁、23…噴射孔、24…スプリング、25…ノズル室、26…圧力室、27…導入通路、28…連通路、29…圧電アクチュエータ、29a…弁体、30…排出路、31a…分岐通路、31b…供給通路、32…燃料タンク、33…燃料ポンプ、34…コモンレール、35…リターン通路、40…電子制御ユニット、41…圧力センサ、42…クランクセンサ、43…アクセルセンサ、44…車速センサ、45…クラッチスイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
直近の所定期間に検出した前記指標値の標準偏差を算出し、その算出した標準偏差が小さいときには同標準偏差が大きいときと比較して前記燃料噴射の実行頻度を低くする
ことを特徴とするセタン価推定装置。 When the fuel injection to the diesel engine is performed in a predetermined amount on condition that the execution condition is satisfied, the index value of the output torque of the diesel engine generated along with the execution of the fuel injection is detected, and the detected index value A cetane number estimation device for estimating a cetane number of a fuel based on a value obtained by gradually changing
A standard deviation of the index value detected during the most recent predetermined period is calculated, and when the calculated standard deviation is small, the execution frequency of the fuel injection is made lower than when the standard deviation is large. Price estimation device.
前記実行条件は、前記ディーゼル機関の運転のための燃料噴射の実行が停止されていることとの条件を含む
ことを特徴とするセタン価推定装置。 The cetane number estimation apparatus according to claim 1,
The cetane number estimating device, wherein the execution condition includes a condition that execution of fuel injection for operation of the diesel engine is stopped.
当該装置は、前記実行頻度として、前記標準偏差が第1判定値以下のときに最も低い値が設定され、前記標準偏差が前記第1判定値より大きく且つ同第1判定値より大きい第2判定値以下のとき、前記標準偏差が前記第2判定値より大きいときの順に高くなる値が設定されてなる
ことを特徴とするセタン価推定装置。 In the cetane number estimation apparatus according to claim 1 or 2,
The apparatus sets the lowest value as the execution frequency when the standard deviation is less than or equal to a first determination value, and the second determination is greater than the first determination value and greater than the first determination value. A cetane number estimating device, wherein when the value is less than or equal to a value, a value that increases in the order in which the standard deviation is greater than the second determination value is set.
前記所定期間に検出した前記指標値の平均値をAVEとし、前記標準偏差をσとし、前記検出した指標値における最新の値をRとすると、それら各値AVE,σ,Rが関係式「AVE−3×σ≦R≦AVE+3×σ」を満たさないときには、前記所定期間に検出した前記指標値のうちの少なくとも一部を用いることなく前記徐変させた値を算出する
ことを特徴とするセタン価推定装置。 In the cetane number estimating device according to any one of claims 1 to 3,
Assuming that the average value of the index values detected during the predetermined period is AVE, the standard deviation is σ, and the latest value of the detected index values is R, each of these values AVE, σ, R is expressed by the relational expression “AVE -3 × σ ≦ R ≦ AVE + 3 × σ ”is calculated, the gradual value is calculated without using at least a part of the index value detected during the predetermined period. Price estimation device.
前記各値AVE,σ,Rが前記関係式を満たさないときに、前記所定期間において検出した前記指標値のうちの最近検出した値については前記徐変させた値の算出に用いる
ことを特徴とするセタン価推定装置。 In the cetane number estimation apparatus according to claim 4,
When each of the values AVE, σ, R does not satisfy the relational expression, the recently detected value of the index values detected in the predetermined period is used for calculating the gradually changed value. A cetane number estimation device.
請求項1〜5のいずれか一項に記載のセタン価推定装置。 The pressure sensor which detects the fuel pressure which changes with the change of the actual fuel pressure inside the fuel injection valve at the time of opening of the fuel injection valve of the diesel engine is provided. The cetane number estimation apparatus as described.
当該装置は、前記圧力センサによって検出された燃料圧力の変動態様に基づいて前記燃料噴射の燃料噴射量を補正する
ことを特徴とするセタン価推定装置。 The cetane number estimation apparatus according to claim 6,
The apparatus corrects the fuel injection amount of the fuel injection based on a fuel pressure fluctuation mode detected by the pressure sensor.
当該装置は、前記圧力センサによって検出された燃料圧力の変動態様に基づいて前記燃料噴射の実行時期を補正する
ことを特徴とするセタン価推定装置。 In the cetane number estimation apparatus according to claim 6 or 7,
The apparatus corrects the execution timing of the fuel injection based on the fluctuation mode of the fuel pressure detected by the pressure sensor.
前記圧力センサは前記燃料噴射弁に取り付けられてなる
ことを特徴とするセタン価推定装置。 In the cetane number estimating device according to any one of claims 6 to 8,
The cetane number estimating device, wherein the pressure sensor is attached to the fuel injection valve.
Priority Applications (1)
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JP2011025126A JP2012163071A (en) | 2011-02-08 | 2011-02-08 | Cetane number estimating device |
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Family Applications (1)
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JP2011025126A Withdrawn JP2012163071A (en) | 2011-02-08 | 2011-02-08 | Cetane number estimating device |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
2011
- 2011-02-08 JP JP2011025126A patent/JP2012163071A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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