JP2985506B2 - 燃料噴射時期制御装置 - Google Patents
燃料噴射時期制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス再循環装置を
具備する内燃機関において、各気筒毎に設けられた燃料
噴射装置の燃料噴射時期を独立して制御するための燃料
噴射時期制御装置に関する。
具備する内燃機関において、各気筒毎に設けられた燃料
噴射装置の燃料噴射時期を独立して制御するための燃料
噴射時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス再循環は、排気ガスの一部を燃
焼室に再循環させ、排気ガスの主成分である不活性ガス
の有する熱容量により燃焼温度を下げてＮＯx の発生量
を減少させるものである。排気ガス再循環は、一方で希
薄燃焼によるトルク低下を伴うために、燃焼室内の混合
気全体に占める再循環させる排気ガス量の割合は機関運
転状態に応じて制御される。
焼室に再循環させ、排気ガスの主成分である不活性ガス
の有する熱容量により燃焼温度を下げてＮＯx の発生量
を減少させるものである。排気ガス再循環は、一方で希
薄燃焼によるトルク低下を伴うために、燃焼室内の混合
気全体に占める再循環させる排気ガス量の割合は機関運
転状態に応じて制御される。
【０００３】排気ガス再循環の停止時には燃焼室内の混
合気濃度は均一化した方が良好な燃焼が実現されるが、
排気ガス再循環の実行時には希薄燃焼となるために、燃
焼室の上層部ほど高濃度の混合気が形成されるようにし
た方が着火性の向上により良好な燃焼が実現される。
合気濃度は均一化した方が良好な燃焼が実現されるが、
排気ガス再循環の実行時には希薄燃焼となるために、燃
焼室の上層部ほど高濃度の混合気が形成されるようにし
た方が着火性の向上により良好な燃焼が実現される。
【０００４】特開昭６３−２５３１３６号公報には、排
気ガス再循環の実行時において、燃料噴射時期を遅角す
ることにより、混合気を成層化させ、燃焼を改善する燃
料噴射時期制御装置が記載されている。
気ガス再循環の実行時において、燃料噴射時期を遅角す
ることにより、混合気を成層化させ、燃焼を改善する燃
料噴射時期制御装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、再循環排気ガス量の割合によって最適な成層化の度
合が存在するために、燃料噴射時期の遅角制御は、再循
環排気ガス量の割合を決定する機関運転状態を基に行な
われる。
て、再循環排気ガス量の割合によって最適な成層化の度
合が存在するために、燃料噴射時期の遅角制御は、再循
環排気ガス量の割合を決定する機関運転状態を基に行な
われる。
【０００６】それにより、排気ガス再循環通路に設けら
れる排気ガス量制御弁等の経時変化によって所望の排気
ガス量が再循環されなくなると、燃料噴射時期の遅角タ
イミングがずれて混合気の最適な成層化の度合が実現で
きなくなる。
れる排気ガス量制御弁等の経時変化によって所望の排気
ガス量が再循環されなくなると、燃料噴射時期の遅角タ
イミングがずれて混合気の最適な成層化の度合が実現で
きなくなる。
【０００７】従って、本発明の目的は、所望の排気ガス
量が再循環されなくなっても常に最適な成層化の度合を
実現することができる燃料噴射時期制御装置を提供する
ことである。
量が再循環されなくなっても常に最適な成層化の度合を
実現することができる燃料噴射時期制御装置を提供する
ことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明による燃料噴射時期制御装置は、排気ガス
再循環装置を具備する内燃機関の各気筒毎に設けられた
燃料噴射装置の燃料噴射時期を独立して制御するための
燃料噴射時期制御装置において、排気ガス再循環を実行
する各運転状態毎の当初設定開度に応じて前記排気ガス
再循環装置の排気ガス量制御弁を制御する排気ガス量制
御手段と、前記各運転状態において前記排気ガス量制御
弁の前記当初設定開度に基づき算出された排気ガス再循
環率が大きいほど燃料噴射終了時期を遅角側にする遅角
制御手段と、排気ガス再循環を実行する機関定常時の特
定運転状態におけるトルク変動を監視する監視手段と、
前記トルク変動が許容範囲内に存在するように前記特定
運転状態における前記当初設定開度を新たな開度に制御
する開度制御手段とを具備し、前記特定運転状態は、算
出された前記排気ガス再循環率が所定値以上の運転状態
であり、前記開度制御手段によって前記特定運転状態に
おける前記当初設定開度が前記新たな開度に制御された
場合には、前記各運転状態における前記特定運転状態以
外の任意の運転状態において、前記当初設定開度を、前
記特定運転状態における前記当初設定開度と前記新たな
開度との比によって補正し、補正後の開度に基づいて新
たな前記排気ガス再循環率を算出し、前記新たな排気ガ
ス再循環率に応じて前記遅角制御手段を実施することを
特徴とする。
めに、本発明による燃料噴射時期制御装置は、排気ガス
再循環装置を具備する内燃機関の各気筒毎に設けられた
燃料噴射装置の燃料噴射時期を独立して制御するための
燃料噴射時期制御装置において、排気ガス再循環を実行
する各運転状態毎の当初設定開度に応じて前記排気ガス
再循環装置の排気ガス量制御弁を制御する排気ガス量制
御手段と、前記各運転状態において前記排気ガス量制御
弁の前記当初設定開度に基づき算出された排気ガス再循
環率が大きいほど燃料噴射終了時期を遅角側にする遅角
制御手段と、排気ガス再循環を実行する機関定常時の特
定運転状態におけるトルク変動を監視する監視手段と、
前記トルク変動が許容範囲内に存在するように前記特定
運転状態における前記当初設定開度を新たな開度に制御
する開度制御手段とを具備し、前記特定運転状態は、算
出された前記排気ガス再循環率が所定値以上の運転状態
であり、前記開度制御手段によって前記特定運転状態に
おける前記当初設定開度が前記新たな開度に制御された
場合には、前記各運転状態における前記特定運転状態以
外の任意の運転状態において、前記当初設定開度を、前
記特定運転状態における前記当初設定開度と前記新たな
開度との比によって補正し、補正後の開度に基づいて新
たな前記排気ガス再循環率を算出し、前記新たな排気ガ
ス再循環率に応じて前記遅角制御手段を実施することを
特徴とする。
【０００９】
【作用】前述の燃料噴射時期制御装置は、排気ガス再循
環装置を具備する内燃機関の各気筒毎に設けられた燃料
噴射装置の燃料噴射時期を独立して制御するための燃料
噴射時期制御装置において、排気ガス量制御手段が、排
気ガス再循環を実行する各運転状態毎の当初設定開度に
応じて排気ガス再循環装置の排気ガス量制御弁を制御
し、遅角制御手段が、各運転状態において排気ガス量制
御弁の当初設定開度に基づき算出された排気ガス再循環
率が大きいほど燃料噴射終了時期を遅角側とし、監視手
段が、排気ガス再循環を実行する機関定常時の特定運転
状態におけるトルク変動を監視し、開度制御手段が、ト
ルク変動が許容範囲内に存在するように特定運転状態に
おける当初設定開度を新たな開度に制御し、特定運転状
態は、算出された排気ガス再循環率が所定値以上の運転
状態であり、開度制御手段によって特定運転状態におけ
る当初設定開度が新たな開度に制御された場合には、各
運転状態における特定運転状態以外の任意の運転状態に
おいて、当初設定開度を、特定運転状態における当初設
定開度と新たな開度との比によって補正し、補正後の開
度に基づいて算出された新たな排気ガス再循環率に応じ
て遅角制御手段を実施する。
環装置を具備する内燃機関の各気筒毎に設けられた燃料
噴射装置の燃料噴射時期を独立して制御するための燃料
噴射時期制御装置において、排気ガス量制御手段が、排
気ガス再循環を実行する各運転状態毎の当初設定開度に
応じて排気ガス再循環装置の排気ガス量制御弁を制御
し、遅角制御手段が、各運転状態において排気ガス量制
御弁の当初設定開度に基づき算出された排気ガス再循環
率が大きいほど燃料噴射終了時期を遅角側とし、監視手
段が、排気ガス再循環を実行する機関定常時の特定運転
状態におけるトルク変動を監視し、開度制御手段が、ト
ルク変動が許容範囲内に存在するように特定運転状態に
おける当初設定開度を新たな開度に制御し、特定運転状
態は、算出された排気ガス再循環率が所定値以上の運転
状態であり、開度制御手段によって特定運転状態におけ
る当初設定開度が新たな開度に制御された場合には、各
運転状態における特定運転状態以外の任意の運転状態に
おいて、当初設定開度を、特定運転状態における当初設
定開度と新たな開度との比によって補正し、補正後の開
度に基づいて算出された新たな排気ガス再循環率に応じ
て遅角制御手段を実施する。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明が適用される内燃機関の断面
図である。同図において、１は燃焼室であり、二つの吸
気弁２（一方は図示されていない）を介して吸気通路３
が、また二つの排気弁４（一方は図示されていない）を
介して排気通路５がそれぞれ連通している。吸気通路３
は、上流側においてエアクリーナ６に接続され、途中に
設けられたサージタンク７から分岐して他気筒へ通じて
いる。サージタンク７の上流側にはスロットルバルブ８
が、その上流側には吸入空気量を測定するエアフローメ
ータ９が設けられている。
図である。同図において、１は燃焼室であり、二つの吸
気弁２（一方は図示されていない）を介して吸気通路３
が、また二つの排気弁４（一方は図示されていない）を
介して排気通路５がそれぞれ連通している。吸気通路３
は、上流側においてエアクリーナ６に接続され、途中に
設けられたサージタンク７から分岐して他気筒へ通じて
いる。サージタンク７の上流側にはスロットルバルブ８
が、その上流側には吸入空気量を測定するエアフローメ
ータ９が設けられている。
【００１１】吸気通路３は、サージタンク７の下流側に
おいて二又に分岐して各吸気弁２へ通じ、一方は垂れ壁
１０が形成されたヘリカルポート３a であり、他方はそ
れを閉鎖可能な吸気制御弁（図示せず）が設けられたス
トレートポート（図示せず）である。両ポートの隔壁に
は、両吸気弁２へ向けて燃料を噴射するための燃料噴射
装置１１が、各気筒毎に設けられている。
おいて二又に分岐して各吸気弁２へ通じ、一方は垂れ壁
１０が形成されたヘリカルポート３a であり、他方はそ
れを閉鎖可能な吸気制御弁（図示せず）が設けられたス
トレートポート（図示せず）である。両ポートの隔壁に
は、両吸気弁２へ向けて燃料を噴射するための燃料噴射
装置１１が、各気筒毎に設けられている。
【００１２】サージタンク７と排気通路５は、排気ガス
再循環通路１２により連通され、排気ガス再循環通路１
２には、再循環させる排気ガス量を制御するための排気
ガス量制御弁１３が設けられている。
再循環通路１２により連通され、排気ガス再循環通路１
２には、再循環させる排気ガス量を制御するための排気
ガス量制御弁１３が設けられている。
【００１３】排気ガス量制御弁１３を開くと、サージタ
ンク７に生じる負圧により排気ガスがサージタンク７に
流入し、排気ガス再循環が実行される。この時、吸気制
御弁によりストレートポートを閉鎖することで、排気ガ
スを含む吸気がヘリカルポート３a だけを通って燃焼室
１へ供給され、燃焼室１内に強いスワールが形成される
ために、燃焼を改善することができる。この吸気制御弁
の詳細な制御については説明を省略する。
ンク７に生じる負圧により排気ガスがサージタンク７に
流入し、排気ガス再循環が実行される。この時、吸気制
御弁によりストレートポートを閉鎖することで、排気ガ
スを含む吸気がヘリカルポート３a だけを通って燃焼室
１へ供給され、燃焼室１内に強いスワールが形成される
ために、燃焼を改善することができる。この吸気制御弁
の詳細な制御については説明を省略する。
【００１４】燃料噴射装置１１の燃料噴射開始及び終了
時期の制御は、排気ガス量制御弁１３の開閉制御と共に
制御装置１４により行なわれる。制御装置１４には、前
述のエアフローメータ９と、燃焼室１に取付けられた燃
焼圧センサ１５と、エンジン回転数を検出する回転セン
サ１６等が電気的に接続されている。
時期の制御は、排気ガス量制御弁１３の開閉制御と共に
制御装置１４により行なわれる。制御装置１４には、前
述のエアフローメータ９と、燃焼室１に取付けられた燃
焼圧センサ１５と、エンジン回転数を検出する回転セン
サ１６等が電気的に接続されている。
【００１５】機関運転状態が高速高負荷時などのように
高トルクを必要とする時は、排気ガス量制御弁１３は閉
弁され、排気ガス再循環は停止される。この時は、燃焼
室１内の混合気濃度は均一化した方が良好な燃焼が得ら
れるため、吸気行程開始時点では燃料噴射は終了させ、
この均一化を実現させる。
高トルクを必要とする時は、排気ガス量制御弁１３は閉
弁され、排気ガス再循環は停止される。この時は、燃焼
室１内の混合気濃度は均一化した方が良好な燃焼が得ら
れるため、吸気行程開始時点では燃料噴射は終了させ、
この均一化を実現させる。
【００１６】しかし、排気ガス量制御弁１３が開弁さ
れ、排気ガス再循環が実行される時は、希薄燃焼となる
ために燃焼室１内の混合気は上層部ほど高濃度となるよ
うに成層化される方が着火性の向上により良好な燃焼が
得られるため、燃料噴射終了時期を遅角させてこの成層
化を実現させる。
れ、排気ガス再循環が実行される時は、希薄燃焼となる
ために燃焼室１内の混合気は上層部ほど高濃度となるよ
うに成層化される方が着火性の向上により良好な燃焼が
得られるため、燃料噴射終了時期を遅角させてこの成層
化を実現させる。
【００１７】吸入空気と再循環排気ガスの合計量に対す
る再循環排気ガス量の割合（以下ＥＧＲ率）によって最
適な燃焼が得られる成層化の度合が変化するために、燃
料噴射終了時期の遅角の程度はＥＧＲ率によって制御さ
れる。この制御は、図２に示すように、ＥＧＲ率が大き
くなるにつれて遅角の程度を大きくし成層化の度合を高
めるものである。この時、点火時期は同図に示すように
ＥＧＲ率が小さくなるにつれて遅らされる。
る再循環排気ガス量の割合（以下ＥＧＲ率）によって最
適な燃焼が得られる成層化の度合が変化するために、燃
料噴射終了時期の遅角の程度はＥＧＲ率によって制御さ
れる。この制御は、図２に示すように、ＥＧＲ率が大き
くなるにつれて遅角の程度を大きくし成層化の度合を高
めるものである。この時、点火時期は同図に示すように
ＥＧＲ率が小さくなるにつれて遅らされる。
【００１８】図３に、燃料噴射終了時期の遅角の程度を
ＥＧＲ率最大時のものに固定する場合（点線）と、ＥＧ
Ｒ率の減少によって小さくする場合（実線）におけるＥ
ＧＲ率に対するトルク変動と燃費率の比較を示す。いず
れも後者の方が優っていることがわかる。
ＥＧＲ率最大時のものに固定する場合（点線）と、ＥＧ
Ｒ率の減少によって小さくする場合（実線）におけるＥ
ＧＲ率に対するトルク変動と燃費率の比較を示す。いず
れも後者の方が優っていることがわかる。
【００１９】従来において、ＥＧＲ率に対するこの燃料
噴射終了時期の遅角制御は、ＥＧＲ率を決定する機関運
転状態を基に行われていた。それにより、排気ガス量制
御弁１３の経時変化及び吸気系のデポジット付着等によ
り、所望のＥＧＲ率が実現されなくなると、燃料噴射終
了時期の遅角の程度にずれが生じ、最適な燃焼が得られ
る成層化の度合が実現されなり、燃焼が悪化する。
噴射終了時期の遅角制御は、ＥＧＲ率を決定する機関運
転状態を基に行われていた。それにより、排気ガス量制
御弁１３の経時変化及び吸気系のデポジット付着等によ
り、所望のＥＧＲ率が実現されなくなると、燃料噴射終
了時期の遅角の程度にずれが生じ、最適な燃焼が得られ
る成層化の度合が実現されなり、燃焼が悪化する。
【００２０】従って、この問題を解決するために、本実
施例の制御装置１４は図４に示すフローチャートに従っ
て排気ガス量制御弁１３の制御と燃料噴射装置１１の燃
料噴射開始及び終了時期の設定を行なう。
施例の制御装置１４は図４に示すフローチャートに従っ
て排気ガス量制御弁１３の制御と燃料噴射装置１１の燃
料噴射開始及び終了時期の設定を行なう。
【００２１】まずステップ１０１において、排気ガス再
循環が実行される運転状態の時に回転センサから得られ
る回転数の変化量ΔＮＥと、回転センサとエアフローメ
ータ９から得られる一回転当りの吸入空気量の変化量Δ
Ｇ／Ｎが、定常状態を示すそれぞれの所定値ａ，ｂ未満
かどうかが判断される。いずれも所定値未満の時は、ス
テップ１０２においてサージタンク７と排気通路５の差
圧ΔＰが計算される。エアフローメータ９から得られる
単位時間当たりの吸入空気重量Ｇa （ｇ／ｓ）から、サ
ージタンク７内圧力Ｐ１と排気通路５内圧力Ｐ２はそれ
ぞれ次式で表わされ、 Ｐ１＝αＧa2，Ｐ２＝βＧa2 よって、差圧ΔＰは次式により求められる。 ΔＰ＝（α−β）Ｇa2＝γＧa2（α、β，γは定数）
循環が実行される運転状態の時に回転センサから得られ
る回転数の変化量ΔＮＥと、回転センサとエアフローメ
ータ９から得られる一回転当りの吸入空気量の変化量Δ
Ｇ／Ｎが、定常状態を示すそれぞれの所定値ａ，ｂ未満
かどうかが判断される。いずれも所定値未満の時は、ス
テップ１０２においてサージタンク７と排気通路５の差
圧ΔＰが計算される。エアフローメータ９から得られる
単位時間当たりの吸入空気重量Ｇa （ｇ／ｓ）から、サ
ージタンク７内圧力Ｐ１と排気通路５内圧力Ｐ２はそれ
ぞれ次式で表わされ、 Ｐ１＝αＧa2，Ｐ２＝βＧa2 よって、差圧ΔＰは次式により求められる。 ΔＰ＝（α−β）Ｇa2＝γＧa2（α、β，γは定数）
【００２２】次にステップ１０３において、現在の回転
数ＮＥ及び現在の負荷として使用される一回転当りの吸
入空気量Ｇ／Ｎにより、この運転状態における最適なＥ
ＧＲ率が得られるように排気ガス量制御弁１３の開度Ｓ
（排気ガス量制御弁１３を駆動するステップモータのス
テップ数）が設定されているマップ（図示せず）に従っ
て排気ガス量制御弁１３が開閉制御され、ステップ１０
４に進む。
数ＮＥ及び現在の負荷として使用される一回転当りの吸
入空気量Ｇ／Ｎにより、この運転状態における最適なＥ
ＧＲ率が得られるように排気ガス量制御弁１３の開度Ｓ
（排気ガス量制御弁１３を駆動するステップモータのス
テップ数）が設定されているマップ（図示せず）に従っ
て排気ガス量制御弁１３が開閉制御され、ステップ１０
４に進む。
【００２３】ステップ１０４において、現在の運転状態
が最小燃費となるＥＧＲ率での運転領域かどうかが判断
され、この運転領域の時はステップ１０５において、燃
焼圧センサ１５から得られる燃焼圧力を基にこの時のト
ルク変動ＤＴＲＱが計算され、このトルク変動ＤＴＲＱ
が許容範囲の上限側ｃを越えているかどうかが判断され
る。
が最小燃費となるＥＧＲ率での運転領域かどうかが判断
され、この運転領域の時はステップ１０５において、燃
焼圧センサ１５から得られる燃焼圧力を基にこの時のト
ルク変動ＤＴＲＱが計算され、このトルク変動ＤＴＲＱ
が許容範囲の上限側ｃを越えているかどうかが判断され
る。
【００２４】この運転領域は、ＥＧＲ率を要求値に維持
しないと大きなトルク変動を生じる領域であり、排気ガ
ス量制御弁１３の経時変化等により再循環排気ガス量が
過剰となり、許容範囲の上限側ｃを越えるようになれ
ば、ステップ１０６においてこの時の排気ガス量制御弁
１３の開度ＳF は１が減少される。また許容範囲の上限
側ｃを越えていなければステップ１０７に進み許容範囲
の下限側ｄ未満であるかどうかが判断される。肯定され
れば再循環排気ガス量が不足しており、ステップ１０８
においてこの時の排気ガス量制御弁１３の開度ＳF は１
が増加される。
しないと大きなトルク変動を生じる領域であり、排気ガ
ス量制御弁１３の経時変化等により再循環排気ガス量が
過剰となり、許容範囲の上限側ｃを越えるようになれ
ば、ステップ１０６においてこの時の排気ガス量制御弁
１３の開度ＳF は１が減少される。また許容範囲の上限
側ｃを越えていなければステップ１０７に進み許容範囲
の下限側ｄ未満であるかどうかが判断される。肯定され
れば再循環排気ガス量が不足しており、ステップ１０８
においてこの時の排気ガス量制御弁１３の開度ＳF は１
が増加される。
【００２５】いずれの時もステップ１０９に進み、ステ
ップ１０３で使用される排気ガス量制御弁１３の開度マ
ップは更新され、ステップ１１１へ進む。またステップ
１０７において否定された場合、すなわちトルク変動Ｄ
ＴＲＱが許容範囲内にある時は開度ＳF はそのまま維持
され、ステップ１１０へ進む。
ップ１０３で使用される排気ガス量制御弁１３の開度マ
ップは更新され、ステップ１１１へ進む。またステップ
１０７において否定された場合、すなわちトルク変動Ｄ
ＴＲＱが許容範囲内にある時は開度ＳF はそのまま維持
され、ステップ１１０へ進む。
【００２６】ステップ１１０において、この時の再循環
排気ガス量Ｇｅが計算される。再循環排気ガス量Ｇｅ
は、ステップ１０２において計算された差圧ΔＰと排気
ガス量制御弁１３の開度とに比例するものであり、次式
によりより求められる。 Ｇｅ＝Ｋ１×ＳF0×ΔＰ（Ｋ１は定数） ここで、Ｋ１は、排気ガス量制御弁１３の経時変化及び
吸気系のデポジット付着等が起きていないとして設定さ
れた値であり、この時の排気ガス量制御弁の実際の開度
はＳF となっているが、上式においては当初設定値ＳF0
が使用される。
排気ガス量Ｇｅが計算される。再循環排気ガス量Ｇｅ
は、ステップ１０２において計算された差圧ΔＰと排気
ガス量制御弁１３の開度とに比例するものであり、次式
によりより求められる。 Ｇｅ＝Ｋ１×ＳF0×ΔＰ（Ｋ１は定数） ここで、Ｋ１は、排気ガス量制御弁１３の経時変化及び
吸気系のデポジット付着等が起きていないとして設定さ
れた値であり、この時の排気ガス量制御弁の実際の開度
はＳF となっているが、上式においては当初設定値ＳF0
が使用される。
【００２７】またステップ１０４において、現在の運転
状態が最小燃費となるＥＧＲ率での運転領域でない時、
及びステップ１０９において排気ガス量制御弁１３の開
度マップを更新した後に、ステップ１１１においてこの
時の再循環排気ガス量Ｇe が計算される。ステップ１１
０と同様に、再循環排気ガス量Ｇe は差圧ΔＰとステッ
プ１０３において決定されたこの時の排気ガス量制御弁
１３の開度Ｓから求められるが、ステップ１０９におい
て更新された最小燃費となるＥＧＲ率での運転時の排気
ガス量制御弁１３の開度ＳF により補正され、次式によ
り求められる。Ｇe ＝Ｋ１×ＳF0／ＳF ×Ｓ×ΔＰ（Ｋ
１は定数）この式において、ＳF0は最小燃費となるＥＧ
Ｒ率での運転時の排気ガス量制御弁１３の開度の当初設
定値である。この補正は、排気ガス量制御弁１３の経時
変化及び吸気系へのデポジット付着等によりステップ１
０９における更新が行なわれた以後に有効となるもので
ある。
状態が最小燃費となるＥＧＲ率での運転領域でない時、
及びステップ１０９において排気ガス量制御弁１３の開
度マップを更新した後に、ステップ１１１においてこの
時の再循環排気ガス量Ｇe が計算される。ステップ１１
０と同様に、再循環排気ガス量Ｇe は差圧ΔＰとステッ
プ１０３において決定されたこの時の排気ガス量制御弁
１３の開度Ｓから求められるが、ステップ１０９におい
て更新された最小燃費となるＥＧＲ率での運転時の排気
ガス量制御弁１３の開度ＳF により補正され、次式によ
り求められる。Ｇe ＝Ｋ１×ＳF0／ＳF ×Ｓ×ΔＰ（Ｋ
１は定数）この式において、ＳF0は最小燃費となるＥＧ
Ｒ率での運転時の排気ガス量制御弁１３の開度の当初設
定値である。この補正は、排気ガス量制御弁１３の経時
変化及び吸気系へのデポジット付着等によりステップ１
０９における更新が行なわれた以後に有効となるもので
ある。
【００２８】次にステップ１１２において、実際のＥＧ
Ｒ率Ｗが計算される。ＥＧＲ率Ｗはステップ１０２にお
いて測定された単位時間当たりの吸入空気量Ｇa とステ
ップ１１０又は１１１において計算された再循環排気ガ
ス量Ｇe から前述したように次式により求められる。 Ｗ＝Ｇe ／（Ｇa ＋Ｇe ）
Ｒ率Ｗが計算される。ＥＧＲ率Ｗはステップ１０２にお
いて測定された単位時間当たりの吸入空気量Ｇa とステ
ップ１１０又は１１１において計算された再循環排気ガ
ス量Ｇe から前述したように次式により求められる。 Ｗ＝Ｇe ／（Ｇa ＋Ｇe ）
【００２９】これによりＥＧＲ率Ｗが求められ、ステッ
プ１１３においてこのＥＧＲ率Ｗを使用して次式により
燃料噴射終了時期Ｉnjt が決定される。 Ｉnjt ＝Ｋ２×Ｗ＋Ｉnjt0（Ｋ２は定数） この式において、Ｉnjt0は排気ガス再循環を停止した時
の燃料噴射時期であり、Ｋ２×Ｗが遅角時間となる。
プ１１３においてこのＥＧＲ率Ｗを使用して次式により
燃料噴射終了時期Ｉnjt が決定される。 Ｉnjt ＝Ｋ２×Ｗ＋Ｉnjt0（Ｋ２は定数） この式において、Ｉnjt0は排気ガス再循環を停止した時
の燃料噴射時期であり、Ｋ２×Ｗが遅角時間となる。
【００３０】次にステップ１１４において、この燃料噴
射終了時期Ｉnjt と各機関運転状態の必要燃料量から逆
算される燃料噴射開始時期Ｉnjt ′が設定される。
射終了時期Ｉnjt と各機関運転状態の必要燃料量から逆
算される燃料噴射開始時期Ｉnjt ′が設定される。
【００３１】ステップ１０１において現在の運転状態が
定常時でない時は経時変化による再循環排気ガス量の増
減がなくても大きなトルク変動を生じる可能性があり、
そのためにそのまま終了する。
定常時でない時は経時変化による再循環排気ガス量の増
減がなくても大きなトルク変動を生じる可能性があり、
そのためにそのまま終了する。
【００３２】図５は、排気ガス量制御弁１３の開度に対
するトルク変動と再循環排気ガス量の計算値を示すグラ
フであり、点線は排気ガス量制御弁１３の経時変化前で
あり、実線は再循環排気ガス量が増加側への経時変化後
を示す。
するトルク変動と再循環排気ガス量の計算値を示すグラ
フであり、点線は排気ガス量制御弁１３の経時変化前で
あり、実線は再循環排気ガス量が増加側への経時変化後
を示す。
【００３３】トルク変動のグラフに示すように、最小燃
費となるＥＧＲ率での運転において、経時変化前は当初
マップに設定されている排気ガス量制御弁の開度ＳF0で
トルク変動を許容範囲の上限側ｃと下限側ｄの間とする
ことができたが、経時変化により再循環排気ガス量が増
加するとトルク変動は実線のようになり、この開度Ｓ F0
ではトルク変動が許容範囲の上限側ｃを越えるようにな
るために、前述のフローチャートにより１ステップ開度
を減少させ、トルク変動を許容範囲内となるようにす
る。
費となるＥＧＲ率での運転において、経時変化前は当初
マップに設定されている排気ガス量制御弁の開度ＳF0で
トルク変動を許容範囲の上限側ｃと下限側ｄの間とする
ことができたが、経時変化により再循環排気ガス量が増
加するとトルク変動は実線のようになり、この開度Ｓ F0
ではトルク変動が許容範囲の上限側ｃを越えるようにな
るために、前述のフローチャートにより１ステップ開度
を減少させ、トルク変動を許容範囲内となるようにす
る。
【００３４】排気ガス量制御弁の全ての開度において、
同様な割合で再循環排気ガス量が増加していることにな
り、再循環排気ガス量の計算値Ｇe は、ＳF0／（ＳF0−
１）によって補正され、実線に示す正確な再循環排気ガ
ス量が得られる。
同様な割合で再循環排気ガス量が増加していることにな
り、再循環排気ガス量の計算値Ｇe は、ＳF0／（ＳF0−
１）によって補正され、実線に示す正確な再循環排気ガ
ス量が得られる。
【００３５】この値を基に、燃料噴射終了時期の遅角時
間が計算されるために、ずれを生じることはなく最適な
燃焼となる成層化が実現される。
間が計算されるために、ずれを生じることはなく最適な
燃焼となる成層化が実現される。
【００３６】図４に示すフローチャートにおいて、ステ
ップ１０９における最小燃費となるＥＧＲ率での運転時
の排気ガス量制御弁の開度の更新は、このフローチャー
トが常時繰り返えされており、１サイクルの間の経時変
化に対して、大幅な再循環排気ガス量の増減は考えられ
ないために、１ステップの増減でトルク変動を許容範囲
内とすることができることに基づいているが、信頼性を
向上するために、マップ更新の直前にトルク変動の判断
を追加し、許容範囲内にない時はさらに開度の増減を繰
り返えすようにすることも可能である。
ップ１０９における最小燃費となるＥＧＲ率での運転時
の排気ガス量制御弁の開度の更新は、このフローチャー
トが常時繰り返えされており、１サイクルの間の経時変
化に対して、大幅な再循環排気ガス量の増減は考えられ
ないために、１ステップの増減でトルク変動を許容範囲
内とすることができることに基づいているが、信頼性を
向上するために、マップ更新の直前にトルク変動の判断
を追加し、許容範囲内にない時はさらに開度の増減を繰
り返えすようにすることも可能である。
【００３７】
【発明の効果】排気ガス量制御弁の経時変化及び吸気系
のデポジット付着等の原因により、排気ガス再循環の実
行時において再循環排気ガス量が増減するようになる
と、排気ガス再循環率が所定値以上で多量の排気ガスが
再循環される機関定常時の特定運転状態においては、特
に再循環排気ガス量の増加によって大きなトルク変動を
生じるために、トルク変動が許容範囲内に存在するよう
に排気ガス量制御弁の当初設定開度を新たな開度に制御
する必要がある。本発明は、こうして必要とされる特定
運転状態における排気ガス量制御弁の開度制御を利用し
て、特定運転状態以外の任意の運転状態において、排気
ガス量制御弁の当初設定開度を、特定運転状態の当初設
定開度と新たな開度との比によって補正し、こうして補
正された実際に相当する開度に基づいて実際の排気ガス
再循環率を算出するようになっている。各運転状態にお
いて、排気ガス再循環率が大きいほど、燃料噴射終了時
期を遅角側とすれば、気筒内において最適な成層化が実
現されて燃焼が良好なものとなることが判っており、本
発明は、こうして算出された正確な排気ガス再循環率に
基づき燃料噴射時期の遅角制御が実施されるために、排
気ガス量制御弁の経時変化及び吸気系のデポジット付着
等によって実際の排気ガス再循環率が変化しても最適に
成層化された良好な燃焼を実現することができる。
のデポジット付着等の原因により、排気ガス再循環の実
行時において再循環排気ガス量が増減するようになる
と、排気ガス再循環率が所定値以上で多量の排気ガスが
再循環される機関定常時の特定運転状態においては、特
に再循環排気ガス量の増加によって大きなトルク変動を
生じるために、トルク変動が許容範囲内に存在するよう
に排気ガス量制御弁の当初設定開度を新たな開度に制御
する必要がある。本発明は、こうして必要とされる特定
運転状態における排気ガス量制御弁の開度制御を利用し
て、特定運転状態以外の任意の運転状態において、排気
ガス量制御弁の当初設定開度を、特定運転状態の当初設
定開度と新たな開度との比によって補正し、こうして補
正された実際に相当する開度に基づいて実際の排気ガス
再循環率を算出するようになっている。各運転状態にお
いて、排気ガス再循環率が大きいほど、燃料噴射終了時
期を遅角側とすれば、気筒内において最適な成層化が実
現されて燃焼が良好なものとなることが判っており、本
発明は、こうして算出された正確な排気ガス再循環率に
基づき燃料噴射時期の遅角制御が実施されるために、排
気ガス量制御弁の経時変化及び吸気系のデポジット付着
等によって実際の排気ガス再循環率が変化しても最適に
成層化された良好な燃焼を実現することができる。
【図１】本発明による燃料噴射制御装置が適用される内
燃機関の断面図である。
燃機関の断面図である。
【図２】ＥＧＲ率に対する燃料噴射終了時期と点火時期
とを示す図である。
とを示す図である。
【図３】ＥＧＲ率に対するトルク変動と燃費率と燃料噴
射終了時期を示すグラフであり、点線は燃料噴射終了時
期をＥＧＲ率最大時の値に固定した場合、実線は燃料噴
射終了時期をＥＧＲ率の減少に伴い早くする場合を示
す。
射終了時期を示すグラフであり、点線は燃料噴射終了時
期をＥＧＲ率最大時の値に固定した場合、実線は燃料噴
射終了時期をＥＧＲ率の減少に伴い早くする場合を示
す。
【図４】本発明による燃料噴射装置の噴射開始及び終了
時期の設定と排気ガス量制御弁の開閉制御のためのフロ
ーチャートである。
時期の設定と排気ガス量制御弁の開閉制御のためのフロ
ーチャートである。
【図５】排気ガス量制御弁の開度に対するトルク変動と
再循環排気ガス量の計算値のグラフであり、点線は経時
変化前、実線は再循環排気ガス量の増加側の経時変化後
である。
再循環排気ガス量の計算値のグラフであり、点線は経時
変化前、実線は再循環排気ガス量の増加側の経時変化後
である。
３…吸気通路 ５…排気通路 ８…スロットルバルブ ９…エアフローメータ １１…燃料噴射装置 １２…排気ガス再循環通路 １３…排気ガス量制御弁 １４…制御装置 １５…燃焼圧センサ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−271651（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224254（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−253136（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−233853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−68729（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F02M 25/07
Claims (1)
- 【請求項１】 排気ガス再循環装置を具備する内燃機関
の各気筒毎に設けられた燃料噴射装置の燃料噴射時期を
独立して制御するための燃料噴射時期制御装置におい
て、排気ガス再循環を実行する各運転状態毎の当初設定
開度に応じて前記排気ガス再循環装置の排気ガス量制御
弁を制御する排気ガス量制御手段と、前記各運転状態に
おいて前記排気ガス量制御弁の前記当初設定開度に基づ
き算出された排気ガス再循環率が大きいほど燃料噴射終
了時期を遅角側にする遅角制御手段と、排気ガス再循環
を実行する機関定常時の特定運転状態におけるトルク変
動を監視する監視手段と、前記トルク変動が許容範囲内
に存在するように前記特定運転状態における前記当初設
定開度を新たな開度に制御する開度制御手段とを具備
し、前記特定運転状態は、算出された前記排気ガス再循
環率が所定値以上の運転状態であり、前記開度制御手段
によって前記特定運転状態における前記当初設定開度が
前記新たな開度に制御された場合には、前記各運転状態
における前記特定運転状態以外の任意の運転状態におい
て、前記当初設定開度を、前記特定運転状態における前
記当初設定開度と前記新たな開度との比によって補正
し、補正後の開度に基づいて新たな前記排気ガス再循環
率を算出し、前記新たな排気ガス再循環率に応じて前記
遅角制御手段を実施することを特徴とする燃料噴射時期
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142784A JP2985506B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 燃料噴射時期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4142784A JP2985506B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 燃料噴射時期制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332176A JPH05332176A (ja) | 1993-12-14 |
| JP2985506B2 true JP2985506B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=15323525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4142784A Expired - Fee Related JP2985506B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 燃料噴射時期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2985506B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6176220B1 (en) | 1996-12-13 | 2001-01-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Combustion control device for internal combustion engine |
| JP2013124547A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Toyota Motor Corp | Ｅｇｒ制御装置 |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP4142784A patent/JP2985506B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05332176A (ja) | 1993-12-14 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |