JP7619196B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本開示は、内燃機関の制御装置に関し、特に、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置に関する。 This disclosure relates to a control device for an internal combustion engine, and in particular to a control device for a compression ignition type internal combustion engine.
ディーゼルエンジンのように、燃料噴射弁から燃焼室に噴射した燃料を自着火により燃焼させる圧縮自己着火式内燃機関が知られている。たとえば、特開平11-159385号公報には、燃料噴射開始時期と噴射終了時期の検出値から燃料噴射期間を算出し、燃料噴射開始時期と燃焼開始時期の検出値から着火遅れ期間を算出し、着火遅れ期間の方が燃料噴射期間より短いときに、燃料噴射期間が短くなるように燃料噴射圧力を増圧補正して、NOx(窒素酸化物)とPM(粒子状物質)を低減可能なディーゼルエンジンが開示されている。 Compression autoignition internal combustion engines, such as diesel engines, are known in which fuel injected into a combustion chamber from a fuel injection valve is burned by self-ignition. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-159385 discloses a diesel engine that can reduce NOx (nitrogen oxides) and PM (particulate matter) by calculating a fuel injection period from detected values of fuel injection start and end times, calculating an ignition delay period from detected values of fuel injection start and combustion start times, and increasing and correcting the fuel injection pressure so that the fuel injection period is shortened when the ignition delay period is shorter than the fuel injection period.
燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量が大きくなると、燃料噴射期間が長くなる。燃料噴射期間が長くなると、噴射終了時期が、クランク角の遅角側になる。噴射終了時期が遅角側になると、排気温度の上昇や、潤滑油へのスーツの混入が増大するなどの問題が発生する。 When the amount of fuel injected from the fuel injection valve increases, the fuel injection period becomes longer. When the fuel injection period becomes longer, the injection end timing becomes more retarded in terms of the crank angle. When the injection end timing becomes more retarded, problems such as an increase in exhaust temperature and an increase in soot contamination of the lubricating oil occur.
燃料噴射弁には噴射特性のバラツキが存在し、また、劣化により噴射特性が変化する。このため、予め実験等を行い、排気温度の上昇や潤滑油へのスーツの混入が増大するなどの問題が発生し始める、噴射終了時期のクランク角(限界噴射終了時期)を求め、燃料噴射弁の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味して、噴射終了時期が限界噴射終了時期に収まるよう(噴射終了時期が限界噴射終了時期より遅角側にならないよう)、燃料噴射量を設定している。 Fuel injection valves have variations in their injection characteristics, and the injection characteristics change due to deterioration. For this reason, experiments are conducted in advance to determine the crank angle at which injection ends (limit injection end time) at which problems such as rising exhaust temperature and increased soot mixing into the lubricating oil begin to occur, and the fuel injection amount is set so that the injection end time falls within the limit injection end time (so that the injection end time is not retarded from the limit injection end time) while taking into account variations in and changes in the injection characteristics of the fuel injection valve.
このように、燃料噴射弁の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味して燃料噴射量を設定しているので、燃料噴射量の大きさが制限され、内燃機関の出力が、本来得られるべき出力より低下するという問題がある。特許文献1には、この点について、開示されていない。
In this way, the fuel injection amount is set taking into account the variation and change in the injection characteristics of the fuel injection valve, which limits the amount of fuel injection, resulting in a problem that the output of the internal combustion engine is lower than the output that should be obtained.
本開示は、噴射終了時期が限界噴射終了時期に収まるよう(噴射終了時期が限界噴射終了時期より遅角側にならないよう)にしつつ、内燃機関の出力の増大を可能にすることを目的とする。 The purpose of this disclosure is to enable the output of an internal combustion engine to be increased while ensuring that the injection end timing falls within the limit injection end timing (so that the injection end timing is not retarded from the limit injection end timing).
本開示の内燃機関の制御装置は、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁を有する圧縮自己着火式内燃機関の制御装置である。制御装置は、燃料噴射弁による燃料噴射が終了した噴射終了時期を取得する噴射終了時期取得部と、噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、燃料噴射量を減少する噴射量算出部と、を備える。 The internal combustion engine control device disclosed herein is a control device for a compression autoignition type internal combustion engine having a fuel injection valve that injects fuel into a combustion chamber. The control device includes an injection end timing acquisition unit that acquires the injection end timing at which fuel injection by the fuel injection valve ends, and an injection amount calculation unit that reduces the fuel injection amount when the injection end timing is on the retard side of a predetermined crank angle.
この構成によれば、噴射量算出部は、噴射終了時期取得部が取得した噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、燃料噴射量を減少する。噴射終了時期を取得して、取得した噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、燃料噴射量を減少するので、燃料噴射弁の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味して、燃料噴射量を設定しなくとも、噴射終了時期を限界噴射終了時期に収めることが可能になり(噴射終了時期を限界噴射終了時期より遅角側にならないようすることが可能になり)、内燃機関の出力を増大することができる。 According to this configuration, the injection amount calculation unit reduces the fuel injection amount when the injection end timing acquired by the injection end timing acquisition unit is more retarded than the specified crank angle. By acquiring the injection end timing and reducing the fuel injection amount when the acquired injection end timing is more retarded than the specified crank angle, it becomes possible to keep the injection end timing within the limit injection end timing (it becomes possible to prevent the injection end timing from being more retarded than the limit injection end timing) without setting the fuel injection amount by taking into account the variation and characteristic changes in the injection characteristics of the fuel injection valve, and the output of the internal combustion engine can be increased.
好ましくは、噴射量算出部は、噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、負荷に応じて算出された基本噴射量を減少補正するよう構成してもよい。 Preferably, the injection amount calculation unit may be configured to correct the basic injection amount calculated according to the load by decreasing it when the injection end timing is retarded from the specified crank angle.
この構成によれば、基本噴射量を減少補正するというシンプルな手法で、噴射終了時期を限界噴射終了時期に収めることが可能になる。 With this configuration, it is possible to bring the injection end timing within the limit injection end timing by a simple method of reducing the basic injection amount.
好ましくは、噴射量算出部は、予め記憶されたマップから、負荷に応じて基本噴射量を算出するとともに、噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、マップを書き換えることにより、燃料噴射量を減少するよう構成されてもよい。 Preferably, the injection amount calculation unit is configured to calculate the basic injection amount according to the load from a pre-stored map, and to reduce the fuel injection amount by rewriting the map when the injection end timing is retarded from the specified crank angle.
この構成によれば、基本噴射量を算出するマップを書き換えることにより、燃料噴射量を減少しているので、燃料噴射弁の特性変化を加味したマップを得ることができる。 With this configuration, the fuel injection amount is reduced by rewriting the map that calculates the basic injection amount, so a map that takes into account changes in the characteristics of the fuel injection valve can be obtained.
好ましくは、所定クランク角は、噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側になると、潤滑油へのスーツの混入が所定値以上になるクランク角であってよい。 Preferably, the predetermined crank angle may be a crank angle at which the amount of soot mixed into the lubricating oil becomes equal to or greater than a predetermined value when the injection end timing is retarded from the predetermined crank angle.
この構成によれば、燃料噴射量を、噴射終了時期を限界噴射終了時期に収めることが可能な範囲で大きく設定することができ、内燃機関の出力を増大することができる。 This configuration allows the fuel injection amount to be set large within a range that allows the injection end timing to fall within the limit injection end timing, thereby increasing the output of the internal combustion engine.
好ましくは、所定クランク角は、噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側になると、潤滑油へのスーツの混入が所定値以上になるクランク角に対して、設定クランク角だけ進角側のクランク角であってもよい。 Preferably, the specified crank angle may be a crank angle that is advanced by a set crank angle from the crank angle at which soot mixing into the lubricating oil exceeds a specified value when the injection end timing is retarded from the specified crank angle.
この構成によれば、設定クランク角だけ余裕を持って燃料噴射量を設定するので、噴射終了時期取得部の精度のバラツキが存在しても、確実に、噴射終了時期を限界噴射終了時期に収めることができる。 With this configuration, the fuel injection amount is set with a margin of the set crank angle, so even if there is variation in the accuracy of the injection end timing acquisition unit, the injection end timing can be reliably set to the limit injection end timing.
本開示によれば、噴射終了時期が限界噴射終了時期に収まるようにしつつ、内燃機関の出力を増大することができる。 According to the present disclosure, it is possible to increase the output of an internal combustion engine while ensuring that the injection end timing falls within the limit injection end timing.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 The following describes in detail the embodiments of the present disclosure with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are given the same reference numerals and their description will not be repeated.
図1は、本実施の形態に係わる内燃機関の全体構成図である。内燃機関1は、ディーゼルエンジンであり、エンジン本体10のシリンダ(気筒)12に形成された燃焼室に、燃料噴射弁(インジェクター)14から燃料を噴射し、圧縮自己着火を行う内燃機関である。内燃機関1の吸気通路20には、エアクリーナ22、インタークーラ24、および吸気絞り弁(電子制御スロットル)26が設けられており、エアクリーナ22で異物が除去された新気(空気)は、ターボ過給機30のコンプレッサ32で過給(圧縮)され、インタークーラ24で冷却されて、吸気マニホールド28に供給され、吸気ポートから各燃焼室に供給される。
Figure 1 is an overall configuration diagram of an internal combustion engine according to this embodiment. The
本実施の形態において、燃料噴射システムは、コモンレール式燃料噴射システム(蓄圧式燃料噴射装置)を採用しており、燃料タンク40の燃料を高圧ポンプ41によってコモンレール42に供給し、コモンレール42に蓄圧された高圧燃料を、燃料噴射弁14から燃焼室に噴射する。
In this embodiment, the fuel injection system employs a common rail fuel injection system (accumulator type fuel injection device), in which fuel from a
燃料噴射弁14は、燃焼室への燃料噴射を行う燃料噴射ノズル、燃料噴射ノズル内に収容されたノズルニードルを開弁方向に駆動する圧電素子、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段等から構成されており、圧電素子への通電および通電停止(ON/OFF)により、燃料噴射が制御される。圧電素子に通電されてノズルニードルがノズルボデーの先端部に形成された複数個の噴射孔を開弁している間、コモンレール42内に蓄圧された高圧燃料が燃焼室に噴射される。なお、燃料噴射弁14には、コモンレール42から噴射孔までの燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサ16が設けられている。なお、ノズルニードルの開弁駆動は、電磁ソレノイド等を用いたものであってもよい。
The
燃焼室から排出される排気(排気ガス)は、排気マニホールド50に集められ、排気通路52を介して、外気に放出される。排気通路52には、上流側から、ターボ過給機30のタービン34、酸化触媒70、DPF(Diesel Particulate Filter)72、選択還元触媒74、酸化触媒76が設けられている。酸化触媒70は、排気中の一酸化炭素(CO)を二酸化炭素(CO2)に酸化し、排気中の炭化水素(HC)を水(H2O)とCO2に酸化する。また、排気中の一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO2)に酸化する。
Exhaust gas discharged from the combustion chamber is collected in an
DPF72は、排気中の微粒子を捕集し、捕集した微粒子を適宜燃焼除去することにより、浄化する。選択還元触媒(以下、SCR(Selective Catalytic Reduction)触媒とも称する)74は、排気中のNOxを還元浄化する。酸化触媒76は、SCR触媒74から排出された(スリップした)アンモニアを酸化して浄化する。
The
SCR触媒74の上流の排気通路には、尿素添加弁(尿素水噴射インジェクター)80が設けられ、尿素水タンク82から図示しないポンプによって圧送される尿素水を、尿素添加弁80から、SCR触媒74の上流の排気通路52に噴射する。SCR触媒72の上流の排気通路に供給された尿素水は加水分解されて、アンモニアが生成され、このアンモニアを還元剤として、NOxが還元浄化される。
A urea addition valve (urea water injection injector) 80 is provided in the exhaust passage upstream of the
本実施の形態では、内燃機関1の制御装置として、E/G-ECU(Electronic Control Unit)100を備える。E/G-ECU100は、CPU(Central Processing Unit)101、処理プログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)等のメモリ102、各種信号を入出力するための入出力ポート(図示せず)等を含み、メモリ(ROMおよびRAM)102に記憶された情報、各種センサからの情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、燃料噴射弁14等を制御する。
In this embodiment, the control device for the
各種センサは、たとえば、燃圧センサ16、アクセル開度センサ121、クランク角センサ122、冷却水温センサ123、等である。燃圧センサ16は、コモンレール42から噴射孔までの燃料通路内の燃圧Pを検出する。アクセル開度センサ121は、アクセルペダル操作量(アクセル開度)APを検出する。クランク角センサ122は、内燃機関1のクランク角CAを検出する。冷却水温センサ123は、内燃機関1の冷却水温度THWを検出する。
The various sensors include, for example, a
燃料噴射弁14から噴射される燃料噴射量が大きくなると、燃料噴射期間(燃料噴射弁14の開弁期間)が長くなる。燃料噴射期間が長くなると、噴射終了時期が、クランク角の遅角側になる。図2は、噴射終了時期と潤滑油へのスーツ混入量の関係を示した図である。図2において、横軸は噴射終了時期であり、上死点後(ATDC(After Top Dead Center)のクランク角(CA)を示している。縦軸は潤滑油のスーツ濃度である。図2に示すように、噴射終了時期がクランク角Cmより遅角側になると、潤滑油のスーツ濃度(油中スーツ量)が大きくなる。また、噴射終了時期が遅角側になると、排気温度も上昇する。なお、油中スーツ量が上昇し始めるクランク角Cmを、限界噴射終了時期Cmとも称する。
When the fuel injection amount injected from the
図3は、内燃機関1の全負荷運転時における、燃料噴射量と噴射終了時期の関係を示す図である。図3において、上段は、燃料噴射弁14の噴射指令を示しており、噴射指令がONのとき圧電素子に通電され、燃料噴射弁14の噴射孔が開弁し、燃料が噴射される。図3において、下段は、燃料噴射の噴射率を示している。図3に示す例では、パイロット噴射、メイン噴射の2段噴射がなされており、最初にパイロット噴射を実行し、続いてメイン噴射が実行される。噴射指令がONとなり圧電素子に通電されると、噴射遅れのあと噴射孔から燃料が噴射され、噴射指令がOFFとなり通電が停止すると、遅れを伴って燃料噴射が停止する。図3の下段において、噴射率で囲まれた面積が燃料噴射量に相当する。
Figure 3 is a diagram showing the relationship between the fuel injection amount and the injection end timing when the
燃料噴射量が大きいほど、内燃機関1は大きな出力を発生することができる。したがって、WOT(Wide Open Throttle)時等、内燃機関1が全負荷運転されているとき、燃料噴射量は可能な限り大きくすることが望ましい。しかしながら、燃料噴射弁14には噴射特性のバラツキが存在し、また、劣化によって噴射特性が変化する。このため、燃料噴射弁14の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味して余裕代Aを設定し、噴射終了時期が限界噴射終了時期Cmより余裕代Aだけ進角側になるような噴射期間(通電期間)Tpを求め、全負荷運転時の燃料噴射量を設定している。これにより、燃料噴射弁14の噴射特性のバラツキおよび特性変化があっても、噴射終了時期が限界噴射終了時期Cmに収まるよう(噴射終了時期が限界噴射終了時期Cmより遅角側にならないよう)、燃料噴射量を設定することができる。
The larger the fuel injection amount, the greater the output the
このように燃料噴射量を設定すると、図3の斜線部に示すように、余裕代Aに相当する燃料噴射量分だけ、燃料噴射量が制限されるため、全負荷運転時の内燃機関1の出力が低下し、内燃機関1の性能を有効活用できない。
When the fuel injection amount is set in this manner, as shown in the shaded area in Figure 3, the fuel injection amount is limited by the fuel injection amount equivalent to the margin A, so the output of the
本実施の形態では、噴射終了時期を取得し、噴射終了時期が限界噴射終了時期Cmより遅角側になるような状態では、燃料噴射量を減少することにより、噴射終了時期が限界噴射終了時期Cmに収まるよう(噴射終了時期が限界噴射終了時期Cmより遅角側にならないよう)にしつつ、内燃機関1の出力を増大可能にする。
In this embodiment, the injection end timing is obtained, and when the injection end timing is more retarded than the limit injection end timing Cm, the fuel injection amount is reduced so that the injection end timing falls within the limit injection end timing Cm (so that the injection end timing is not more retarded than the limit injection end timing Cm), while the output of the
図4は、E/G-ECU100で実行される、燃料噴射制御の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、内燃機関1の作動中(イグニッションスイッチがONされてから、イグニッションスイッチがOFFされるまでの間)、繰り返し処理される。ステップ(以下、ステップをSと略す)10では、DPF72を再生中であるか否かを判定する。DPF72で捕集した微粒子を燃焼除去する、DPF72の再生中には、燃料噴射時期をリタードして排気行程噴射等を行い、排気温度を上昇するので、噴射終了時期が、限界噴射終了時期Cmより遅角側になる。したがって、DPF72が再生中であり、S10で肯定判定されると、今回のルーチンを終了する。(この場合、DPF72再生用の燃料噴射制御の処理が別途実行される。)DPF72が再生中でない場合は、否定判定されS11へ進む。
Figure 4 is a flowchart showing the fuel injection control process executed by the E/G-
S11では、アクセル開度APとエンジン回転速度NEに基づいて、噴射段数を算出する。なお、エンジン回転速度NEは、クランク角センサ122で検出したクランク角CAに基づいて算出することができる。
In S11, the number of injection stages is calculated based on the accelerator opening AP and the engine speed NE. The engine speed NE can be calculated based on the crank angle CA detected by the
続くS12では、アクセル開度APとエンジン回転速度NEに基づいて、基本噴射量Qを算出する。基本噴射量Qは、アクセル開度APとエンジン回転速度NEをパラメータとしたマップとして、メモリ102に記憶されている。なお、アクセル開度APとエンジン回転速度NEをパラメータとした最適噴射マップに、噴射段数と基本噴射量が規定されている場合、S11とS12は同時に処理されてもよい。
In the next step S12, a basic injection amount Q is calculated based on the accelerator opening AP and the engine speed NE. The basic injection amount Q is stored in the
S13では、目標噴射量Qfを算出する。たとえば、目標噴射量Qfを「目標噴射量Qf=Q+Qt+Qa-Qh」として算出する。ここで、Qtは暖機補正量であり、冷却水温度THWに基づいて算出される。Qaは加速補正量であり、アクセル開度APの変化量ΔAPに基づいて算出される。Qhは噴射時期補正量であり、後述する補正量算出制御(図5)で算出される。なお、内燃機関1の暖機完了後には「暖機補正量Qt=0」とされ、アクセル開度APの変化量ΔAPが所定値以下の場合には、「加速補正量Qa=0」とされる。
In S13, the target injection amount Qf is calculated. For example, the target injection amount Qf is calculated as "target injection amount Qf = Q + Qt + Qa - Qh". Here, Qt is a warm-up correction amount, which is calculated based on the cooling water temperature THW. Qa is an acceleration correction amount, which is calculated based on the change amount ΔAP in the accelerator opening AP. Qh is an injection timing correction amount, which is calculated by the correction amount calculation control (Figure 5) described later. Note that after the
続くS14では、エンジン回転速度NEと目標噴射量Qfとによって、噴射開始時期Tを算出する。そして、S15において、コモンレール42内の燃料圧力Pc、エンジン回転速度NE、および、目標噴射量Qfに基づいて、噴射期間(通電期間)Tpを算出し、今回のルーチンを終了する。
In the next step S14, the injection start time T is calculated based on the engine speed NE and the target injection amount Qf. Then, in step S15, the injection period (energization period) Tp is calculated based on the fuel pressure Pc in the
燃料噴射制御の処理によって、噴射開始時期Tおよび噴射期間Tpが算出されると、噴射開始時期Tから噴射期間Tpが終了するまで、噴射指令がONとなる。これにより、噴射弁駆動回路(図示せず)を介して、噴射指令がONの間、燃料噴射弁14の駆動用アクチュエータ(圧電素子等)に通電が行われ、燃料噴射弁14から燃料が噴射される。なお、噴射開始時期Tおよび噴射期間Tpは各噴射段毎に算出され、S11で算出する噴射段数の中に、目標噴射量Qfの各噴射段への配分率が(情報として)含まれていてよい。
When the injection start time T and injection period Tp are calculated by the fuel injection control process, the injection command is ON from the injection start time T until the end of the injection period Tp. As a result, while the injection command is ON, electricity is applied to the actuator (piezoelectric element, etc.) for the
S12において、基本噴射量Qを、アクセル開度APとエンジン回転速度NEに基づいて算出しているが、所謂トルクディマンド制御によって基本噴射量Qを算出してもよい。たとえば、アクセル開度APとエンジン回転速度NEとから要求軸トルクを算出し、この要求軸トルクに、内燃機関1の消費トルクを加算して要求図示トルク(燃焼圧トルク)を求め、この要求図示トルクに基づいて、基本噴射量Qを算出してもよい。いずれの場合であっても、内燃機関1の負荷に応じた基本噴射量Qが算出される。
In S12, the basic injection amount Q is calculated based on the accelerator opening AP and the engine speed NE, but the basic injection amount Q may also be calculated by so-called torque demand control. For example, the required shaft torque may be calculated from the accelerator opening AP and the engine speed NE, and the required indicated torque (combustion pressure torque) may be obtained by adding the consumed torque of the
図5は、E/G-ECU100で実行される、補正量算出制御の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、内燃機関1の作動中、繰り返し処理される。S20において、DPF72が再生中か否かを判定する。DPF72が再生中の場合は、肯定判定され、今回のルーチンを終了する。DPF72が再生中でない場合は、否定判定されS21へ進む。
Figure 5 is a flowchart showing the correction amount calculation control process executed by the E/G-
S21では、噴射終了時期Teを取得する。本実施の形態では、燃圧センサ16で検出した、コモンレール42から噴射孔までの燃料通路内の燃圧Pを用いて、噴射終了時期Teを算出する。たとえば、噴射指令がOFFに伴う燃圧Pの上昇時において、燃圧Pの微分値が極大になるタイミングに基づいて、噴射終了時期Teを算出する。なお、燃圧Pの微分値を用いて噴射終了時期Teを算出する手法は公知であるので、その詳細な説明を省略する。(たとえば、特開2019-65721号公報を参照)
続くS22では、S21で取得した噴射終了時期Teが所定クランク角Tcm以上であるか否かを判定する。本実施の形態において、S21で取得する噴射終了時期Teは、ATDCのクランク角CAの値として取得され、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmより大きい場合は、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmよりも遅角側である。なお、所定クランク角Tcmは、限界噴射終了時期Cmに対して、余裕代aだけ進角側の値である。余裕代aは、たとえば、噴射終了時期Teの算出バラツキを考慮して設定され、図3における余裕代Aより小さい値として、予め実験等によって設定される。
In S21, the injection end time Te is acquired. In this embodiment, the injection end time Te is calculated using the fuel pressure P in the fuel passage from the
In the next step S22, it is determined whether the injection end time Te obtained in step S21 is equal to or greater than a predetermined crank angle Tcm. In this embodiment, the injection end time Te obtained in step S21 is obtained as the value of the crank angle CA at ATDC. If the injection end time Te is greater than the predetermined crank angle Tcm, the injection end time Te is retarded from the predetermined crank angle Tcm. The predetermined crank angle Tcm is a value advanced from the limit injection end time Cm by a margin a. The margin a is set, for example, taking into consideration the calculation variation of the injection end time Te, and is set in advance by experiment or the like as a value smaller than the margin A in FIG. 3.
噴射終了時期Teが所定クランク角Tcm以上であり、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcm以上に遅角側である場合、S22で肯定判定されS23へ進む。噴射終了時期Teが所定クランク角Tcm未満であり、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmより進角側である場合、S22で否定判定されS24へ進む。 If the injection end time Te is equal to or greater than the specified crank angle Tcm and is retarded by the specified crank angle Tcm or more, a positive judgment is made in S22 and the process proceeds to S23. If the injection end time Te is less than the specified crank angle Tcm and is advanced from the specified crank angle Tcm, a negative judgment is made in S22 and the process proceeds to S24.
S23では、噴射時期補正量Qhに所定値αを加算して、今回のルーチンを終了する。S24では、噴射時期補正量Qhが0以下か否かを判定する。S24において、噴射時期補正量Qhが0より大きい場合は、否定判定されS15へ進み、噴射時期補正量Qhが0以下の場合は、肯定判定されS26へ進む。 In S23, a predetermined value α is added to the injection timing correction amount Qh, and the current routine ends. In S24, it is determined whether the injection timing correction amount Qh is equal to or less than 0. In S24, if the injection timing correction amount Qh is greater than 0, a negative determination is made and the process proceeds to S15, and if the injection timing correction amount Qh is equal to or less than 0, a positive determination is made and the process proceeds to S26.
S25では、噴射時期補正量Qhから所定値βを減算し、今回のルーチンを終了する。S26では、噴射時期補正量Qhを0に設定し、今回のルーチンを終了する。 In S25, a predetermined value β is subtracted from the injection timing correction amount Qh, and the current routine ends. In S26, the injection timing correction amount Qh is set to 0, and the current routine ends.
本実施の形態では、補正量算出制御において、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcm以上に遅角側であるとき、噴射時期補正量Qhが大きくなるよう算出される(S23)。そして、燃料噴射制御において、基本噴射量Qから噴射時期補正量Qhを減算することにより、目標噴射量Qfを算出している(S13)。したがって、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmよりも遅角側であるとき、目標噴射量Qfが減少し、噴射期間Tpが短くなる。そして、噴射期間Tpが短くなり、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmより進角側になると、噴射時期補正量Qhが小さくなるよう算出され、最終的に0に設定される(S24~S26)。 In this embodiment, in the correction amount calculation control, when the injection end time Te is more retarded than the specified crank angle Tcm, the injection timing correction amount Qh is calculated to be large (S23). Then, in the fuel injection control, the target injection amount Qf is calculated by subtracting the injection timing correction amount Qh from the basic injection amount Q (S13). Therefore, when the injection end time Te is more retarded than the specified crank angle Tcm, the target injection amount Qf decreases and the injection period Tp becomes shorter. Then, when the injection period Tp becomes shorter and the injection end time Te is more advanced than the specified crank angle Tcm, the injection timing correction amount Qh is calculated to be small and is finally set to 0 (S24 to S26).
図6は、本実施の形態における、内燃機関1の全負荷運転時における、燃料噴射量と噴射終了時期の関係を示す図である。図6において、上段は、燃料噴射弁14の噴射指令を示しており、下段は、燃料噴射の噴射率を示している。本実施の形態では、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmよりも遅角側になった場合、目標噴射量Qfを減少して噴射期間Tpが短くなるよう制御している。したがって、図6に示すよう、余裕代aを、燃料噴射弁14の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味した余裕代A(図3参照)より小さくして、所定クランク角Tcmを設定しても、噴射終了時期Teを限界噴射終了時期Cmに収めることができる(噴射終了時期が限界噴射終了時期Cmより遅角側にならないようにすることができる)。したがって、燃料噴射弁14の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味して燃料噴射量を設定しなくとも、余裕代aに相当する燃料噴射分(図6の斜線部参照)だけ燃料噴射量を制限すればよく、従来に対して燃料噴射量を増加することができるので、内燃機関1の出力を増大でき、内燃機関1の性能を有効活用できる。
Figure 6 is a diagram showing the relationship between the fuel injection amount and the injection end time during full load operation of the
上記実施の形態では、余裕代aを噴射終了時期Teの算出バラツキを考慮して設定していた。しかし、噴射終了時期Teの算出精度が高い場合には、余裕代aを0としてもよい(余裕代aはなくてもよい)。たとえば、燃料噴射弁14のノズルニードルにストロークセンサ(変位センサ)を設け、ノズルニードルが噴射孔を閉弁したことを検知可能な構成とすれば、噴射終了時期Teを精度よく検知できる。この場合、余裕代aを0として、所定クランク角Tcmを限界噴射終了時期Cmとしてもよい。なお、この場合であっても、燃料噴射制御の制御バラツキを考慮して、余裕代aよりも小さい余裕代を用いて、所定クランク角Tcmを設定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the allowance a was set taking into consideration the calculation variation of the injection end timing Te. However, if the calculation accuracy of the injection end timing Te is high, the allowance a may be set to 0 (the allowance a may not be necessary). For example, if a stroke sensor (displacement sensor) is provided on the nozzle needle of the
(変形例)
上記実施の形態では、噴射時期補正量Qhを算出し、基本噴射量Qを減少補正することにより、目標噴射量Qfを求めていた。しかし、燃料噴射量(目標噴射量Qf)を減少する構成は、これに限られない。
(Modification)
In the above embodiment, the target injection amount Qf is obtained by calculating the injection timing correction amount Qh and correcting the basic injection amount Q by decreasing it. However, the configuration for decreasing the fuel injection amount (target injection amount Qf) is not limited to this.
図7は、変形例において、E/G-ECU100で実行される基本噴射量更新制御の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、内燃機関1の作動中、繰り返し処理される。S30において、DPF72が再生中か否かを判定する。DPF72が再生中の場合は、肯定判定され、今回のルーチンを終了する。DPF72が再生中でない場合は、否定判定されS31へ進む。
Figure 7 is a flowchart showing the processing of the basic injection amount update control executed by the E/G-
S31では、図6のS21と同様に、噴射終了時期Teを取得したあとS32へ進む。S32では、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcm以上であるか否かを判定する。噴射終了時期Teが所定クランク角Tcm未満であり、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmより進角側である場合、S32で否定判定され、今回のルーチンを終了する。 In S31, similar to S21 in FIG. 6, the injection end time Te is acquired, and then the routine proceeds to S32. In S32, it is determined whether the injection end time Te is equal to or greater than a predetermined crank angle Tcm. If the injection end time Te is less than the predetermined crank angle Tcm and is more advanced than the predetermined crank angle Tcm, a negative determination is made in S32, and the current routine is terminated.
噴射終了時期Teが所定クランク角Tcm以上であり、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcm以上に遅角側である場合、S32で肯定判定されS33へ進む。S33では、S31で取得した噴射終了時期Teの燃料噴射における基本噴射量Qから所定値γを減算した値を、新たな基本噴射量Qとして算出する。そして、基本噴射量を算出するマップにおいて、対応する基本噴射量Qの値を、新たな基本噴射量Qの値に書き換え、マップを更新したあと、今回のルーチンを終了する。 If the injection end time Te is equal to or greater than the predetermined crank angle Tcm and is retarded by more than the predetermined crank angle Tcm, a positive determination is made in S32 and the process proceeds to S33. In S33, a new basic injection amount Q is calculated by subtracting a predetermined value γ from the basic injection amount Q for the fuel injection at the injection end time Te obtained in S31. Then, in the map for calculating the basic injection amount, the corresponding value of the basic injection amount Q is rewritten to the new value of the basic injection amount Q, the map is updated, and the current routine is terminated.
この変形例においても、図4の燃料噴射制御により、燃料噴射弁14から燃料噴射が実行される。なお、変形例では、噴射時期補正量Qhを算出しないので、S13において、目標噴射量Qfは、「Qf=Q+Qt+Qa」として算出される。
In this modified example, fuel injection is performed from the
この変形例によれば、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmより遅角側であるとき、基本噴射量を算出するマップにおいて、対応する基本噴射量Qの値が新たな基本噴射量Qに書き換えられることにより、基本噴射量Qが小さな値になる。したがって、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmよりも遅角側になった場合、目標噴射量Qfが減少して噴射期間Tpが短くなるよう制御され、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。また、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcm以上に遅角側になった際の基本噴射量Qの値が、小さな値に書き換えられ、マップが更新されるので、燃料噴射弁14の特性変化を加味したマップを得ることができる。更新後のマップを用いて、基本噴射量Qを算出するので、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmより遅角側になることを、抑止できる。
According to this modification, when the injection end time Te is on the retard side of the predetermined crank angle Tcm , the corresponding value of the basic injection amount Q in the map for calculating the basic injection amount is rewritten to a new basic injection amount Q, so that the basic injection amount Q becomes a small value. Therefore, when the injection end time Te becomes on the retard side of the predetermined crank angle Tcm, the target injection amount Qf is decreased and the injection period Tp is controlled to be shortened, and the same effect as that of the above embodiment is achieved. In addition, the value of the basic injection amount Q when the injection end time Te becomes on the retard side of the predetermined crank angle Tcm or more is rewritten to a small value and the map is updated, so that a map that takes into account the change in the characteristics of the
上記実施の形態、および変形例では、DPF72が再生中でないとき、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmより遅角側であるか否かを判定し、燃料噴射量の減少補正等を実行していた。噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmより遅角側になるのは、内燃機関1の負荷が大きく、燃料噴射量が大きな場合に限られる。したがって、DPF72が再生中でないとの条件に加え、内燃機関1の負荷が高い状態、たとえば、「アクセル開度APが所定値(たとえば、90%)以上のとき」の条件が成立した場合に、噴射終了時期Teが所定クランク角Tcmより遅角側であるか否かを判定するようにしてもよい。
In the above embodiment and modified example, when the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than by the description of the embodiments above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
1 内燃機関、10 エンジン本体、12 シリンダ(気筒)、14 燃料噴射弁、16 燃圧センサ、20 吸気通路、22 エアクリーナ、24 インタークーラ、26 吸気絞り弁、28 給気マニホールド、30 ターボ過給機、32 コンプレッサ、34 タービン、40 燃料タンク、41 高圧ポンプ、42 コモンレール、50 排気マニホールド、52 排気通路、54 バイパス通路、70 酸化触媒、72 DPF、74 選択還元触媒(SCR触媒)、76 酸化触媒、80 尿素添加弁、82 尿素水タンク、100 E/G-ECU、101 CPU、102 メモリ、121 アクセル開度センサ、122 クランク角センサ、123 冷却水温センサ。 1 internal combustion engine, 10 engine body, 12 cylinder, 14 fuel injection valve, 16 fuel pressure sensor, 20 intake passage, 22 air cleaner, 24 intercooler, 26 intake throttle valve, 28 intake manifold, 30 turbocharger, 32 compressor, 34 turbine, 40 fuel tank, 41 high pressure pump, 42 common rail, 50 exhaust manifold, 52 exhaust passage, 54 bypass passage, 70 oxidation catalyst, 72 DPF, 74 selective reduction catalyst (SCR catalyst), 76 oxidation catalyst, 80 urea addition valve, 82 urea water tank, 100 E/G-ECU, 101 CPU, 102 memory, 121 accelerator opening sensor, 122 crank angle sensor, 123 cooling water temperature sensor.
Claims (2)
前記制御装置は、
前記燃料噴射弁による燃料噴射が終了した噴射終了時期を取得する噴射終了時期取得部と、
前記噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、燃料噴射量を減少する噴射量算出部と、を備え、
前記噴射量算出部は、予め記憶されたマップから、負荷に応じて基本噴射量を算出するとともに、前記噴射終了時期が前記所定クランク角よりも遅角側であるとき、算出された前記基本噴射量から所定値を減算した値を新たな基本噴射量として算出し、前記マップにおいて、対応する基本噴射量の値を新たな基本噴射量の値に書き換え、前記マップを更新することより、前記燃料噴射量を減少し、
前記所定クランク角は、前記噴射終了時期が前記所定クランク角よりも遅角側になると、潤滑油へのスーツの混入が所定値以上になるクランク角である、内燃機関の制御装置。 A control device for a multi-cylinder compression ignition type internal combustion engine having a fuel injection valve that injects fuel into a combustion chamber,
The control device includes:
an injection end timing acquisition unit that acquires an injection end timing at which fuel injection by the fuel injection valve is ended;
an injection amount calculation unit that reduces a fuel injection amount when the injection end timing is retarded from a predetermined crank angle,
the injection amount calculation unit calculates a basic injection amount according to a load from a pre-stored map, and when the injection end timing is on the retard side of the predetermined crank angle, calculates a new basic injection amount by subtracting a predetermined value from the calculated basic injection amount, rewrites a corresponding value of the basic injection amount in the map to the new basic injection amount, and updates the map, thereby reducing the fuel injection amount ;
A control device for an internal combustion engine , wherein the specified crank angle is a crank angle at which soot mixing into lubricating oil becomes equal to or exceeds a specified value when the injection end timing becomes more retarded than the specified crank angle .
前記制御装置は、
前記燃料噴射弁による燃料噴射が終了した噴射終了時期を取得する噴射終了時期取得部と、
前記噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、燃料噴射量を減少する噴射量算出部と、を備え、
前記噴射量算出部は、予め記憶されたマップから、負荷に応じて基本噴射量を算出するとともに、前記噴射終了時期が前記所定クランク角よりも遅角側であるとき、算出された前記基本噴射量から所定値を減算した値を新たな基本噴射量として算出し、前記マップにおいて、対応する基本噴射量の値を新たな基本噴射量の値に書き換え、前記マップを更新することより、前記燃料噴射量を減少し、
前記所定クランク角は、前記噴射終了時期が前記所定クランク角よりも遅角側になると、潤滑油へのスーツの混入が所定値以上になるクランク角に対して、設定クランク角だけ進角側のクランク角である、内燃機関の制御装置。 A control device for a multi-cylinder compression ignition type internal combustion engine having a fuel injection valve that injects fuel into a combustion chamber,
The control device includes:
an injection end timing acquisition unit that acquires an injection end timing at which fuel injection by the fuel injection valve is ended;
an injection amount calculation unit that reduces a fuel injection amount when the injection end timing is retarded from a predetermined crank angle,
the injection amount calculation unit calculates a basic injection amount according to a load from a pre-stored map, and when the injection end timing is on the retard side of the predetermined crank angle, calculates a new basic injection amount by subtracting a predetermined value from the calculated basic injection amount, rewrites a corresponding value of the basic injection amount in the map to the new basic injection amount, and updates the map, thereby reducing the fuel injection amount;
A control device for an internal combustion engine, wherein the specified crank angle is a crank angle that is advanced by a set crank angle from the crank angle at which soot mixing into the lubricating oil exceeds a specified value when the injection end timing is retarded from the specified crank angle .
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