JP2002106386A - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パイロット噴射モードから通常の噴射モード
へ移行したときのトルク段差を解消する。 【解決手段】 １サイクル当たりの基本的な燃料噴射量
ＱＦＩＮを求め（ブロック１０１）た後、パイロット噴
射量ＱＰＩＬＯＴＢを差し引いて、パイロット噴射量Ｑ
ＰＩＬＯＴとメイン噴射量ＱＭＡＩＮとに分ける（ブロ
ック１０３）。次に、燃温補正係数ＫＱＴＨＦとパイロ
ット噴射熱効率ＣＥＨＰＩＬＯＴとを用いて、補正後の
パイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴＦを求める（ブロック１
０４）。同様に、燃温補正係数ＫＱＴＨＦとメイン噴射
熱効率ＣＥＨＭＡＩＮとを用いて、補正後のメイン噴射
量ＱＭＡＩＮＦを求める（ブロック１０５）。熱効率
は、それぞれの噴射時期に基づいて設定される。噴射時
期による熱効率の変化が相殺されるので、トルク変化は
生じない。
へ移行したときのトルク段差を解消する。 【解決手段】 １サイクル当たりの基本的な燃料噴射量
ＱＦＩＮを求め（ブロック１０１）た後、パイロット噴
射量ＱＰＩＬＯＴＢを差し引いて、パイロット噴射量Ｑ
ＰＩＬＯＴとメイン噴射量ＱＭＡＩＮとに分ける（ブロ
ック１０３）。次に、燃温補正係数ＫＱＴＨＦとパイロ
ット噴射熱効率ＣＥＨＰＩＬＯＴとを用いて、補正後の
パイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴＦを求める（ブロック１
０４）。同様に、燃温補正係数ＫＱＴＨＦとメイン噴射
熱効率ＣＥＨＭＡＩＮとを用いて、補正後のメイン噴射
量ＱＭＡＩＮＦを求める（ブロック１０５）。熱効率
は、それぞれの噴射時期に基づいて設定される。噴射時
期による熱効率の変化が相殺されるので、トルク変化は
生じない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジンの燃料噴射制御装置、特に、運転条件に応じて、１
サイクルの燃料噴射を、メイン噴射とこれに先行する少
量のパイロット噴射とに分割して行うことが可能な燃料
噴射制御装置の改良に関する。
ジンの燃料噴射制御装置、特に、運転条件に応じて、１
サイクルの燃料噴射を、メイン噴射とこれに先行する少
量のパイロット噴射とに分割して行うことが可能な燃料
噴射制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディーゼルエンジンの燃料噴射モ
ードとして、１サイクルの燃料噴射を、メイン噴射とこ
れに先行する少量のパイロット噴射とに分割して行うパ
イロット噴射モードを備えているものがある。このパイ
ロット噴射モードは、低負荷時あるいは低温時など、燃
料の着火性が低い条件において、パイロット噴射の少量
の燃料を燃焼させた状態でメイン噴射を行うことによ
り、着火性を向上し、燃焼騒音の低減等に寄与するもの
であるが、一般に負荷や回転数がある程度高い領域で
は、パイロット噴射は行われずに、通常の噴射モードと
なる。つまり、この種のディーゼルエンジンでは、運転
条件に応じて、通常の噴射モードとパイロット噴射モー
ドとが切り換えられる形となる（例えば特開平９−２６
４１５９号公報参照）。
ードとして、１サイクルの燃料噴射を、メイン噴射とこ
れに先行する少量のパイロット噴射とに分割して行うパ
イロット噴射モードを備えているものがある。このパイ
ロット噴射モードは、低負荷時あるいは低温時など、燃
料の着火性が低い条件において、パイロット噴射の少量
の燃料を燃焼させた状態でメイン噴射を行うことによ
り、着火性を向上し、燃焼騒音の低減等に寄与するもの
であるが、一般に負荷や回転数がある程度高い領域で
は、パイロット噴射は行われずに、通常の噴射モードと
なる。つまり、この種のディーゼルエンジンでは、運転
条件に応じて、通常の噴射モードとパイロット噴射モー
ドとが切り換えられる形となる（例えば特開平９−２６
４１５９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１５は、パイロット
噴射モードから通常の噴射モードへと移行したときの燃
料噴射量およびトルクの変化を示したものであるが、上
記公報にも記載されているように、従来は、パイロット
噴射モードにおいては、まず運転条件に応じてエンジン
に供給すべき総燃料噴射量Ｑを求め、次に、最適なパイ
ロット噴射量Ｑ１を決定し、上記総燃料噴射量Ｑから上
記パイロット噴射量Ｑ１を減算することによって、メイ
ン噴射量Ｑ２を求めている。なお、通常の噴射モードに
おいては、上記総燃料噴射量Ｑが所定の噴射時期に１回
に噴射される。
噴射モードから通常の噴射モードへと移行したときの燃
料噴射量およびトルクの変化を示したものであるが、上
記公報にも記載されているように、従来は、パイロット
噴射モードにおいては、まず運転条件に応じてエンジン
に供給すべき総燃料噴射量Ｑを求め、次に、最適なパイ
ロット噴射量Ｑ１を決定し、上記総燃料噴射量Ｑから上
記パイロット噴射量Ｑ１を減算することによって、メイ
ン噴射量Ｑ２を求めている。なお、通常の噴射モードに
おいては、上記総燃料噴射量Ｑが所定の噴射時期に１回
に噴射される。
【０００４】つまり、パイロット噴射モードであって
も、１回のサイクルでシリンダ内に供給される燃料量
は、通常の噴射モードのときと変わりがない。
も、１回のサイクルでシリンダ内に供給される燃料量
は、通常の噴射モードのときと変わりがない。
【０００５】しかしながら、パイロット噴射により供給
された燃料は、比較的早期に噴射されることから、一般
に、メイン噴射時の供給燃料に比べて、熱効率が劣るも
のとなる。つまり、同量の燃料であっても、パイロット
噴射は、トルク発生に寄与する割合が低い。そして、１
回で噴射する通常の噴射モードにおいては、最適時期に
燃料が噴射されることから、メイン噴射による燃料と同
様に、熱効率が比較的高いものとなる。従って、図１５
に示すように、パイロット噴射モードから通常の噴射モ
ードに移行したときに、総燃料噴射量Ｑが同一であって
も、エンジンの発生トルクが高くなり、トルク段差を生
じる、という問題がある。
された燃料は、比較的早期に噴射されることから、一般
に、メイン噴射時の供給燃料に比べて、熱効率が劣るも
のとなる。つまり、同量の燃料であっても、パイロット
噴射は、トルク発生に寄与する割合が低い。そして、１
回で噴射する通常の噴射モードにおいては、最適時期に
燃料が噴射されることから、メイン噴射による燃料と同
様に、熱効率が比較的高いものとなる。従って、図１５
に示すように、パイロット噴射モードから通常の噴射モ
ードに移行したときに、総燃料噴射量Ｑが同一であって
も、エンジンの発生トルクが高くなり、トルク段差を生
じる、という問題がある。
【０００６】なお、このようなトルク段差を回避するた
めに、予め運転条件に応じてマップの形で与えられてい
るパイロット噴射量Ｑ１の値を、負荷に応じてさらに修
正した値としておくことも考えられるが、パイロット噴
射モードから通常の噴射モードへ切り換えられる負荷
は、空燃比や過給圧等によって変化するので、上記のよ
うなトルク段差を確実に回避することは困難である。
めに、予め運転条件に応じてマップの形で与えられてい
るパイロット噴射量Ｑ１の値を、負荷に応じてさらに修
正した値としておくことも考えられるが、パイロット噴
射モードから通常の噴射モードへ切り換えられる負荷
は、空燃比や過給圧等によって変化するので、上記のよ
うなトルク段差を確実に回避することは困難である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
エンジンの運転条件に応じて、１サイクルの燃料噴射
を、メイン噴射とこれに先行する少量のパイロット噴射
とに分割して行うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
置において、少なくとも一方の燃料噴射量を、それぞれ
の噴射の熱効率に基づいて補正することを特徴としてい
る。
エンジンの運転条件に応じて、１サイクルの燃料噴射
を、メイン噴射とこれに先行する少量のパイロット噴射
とに分割して行うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
置において、少なくとも一方の燃料噴射量を、それぞれ
の噴射の熱効率に基づいて補正することを特徴としてい
る。
【０００８】また請求項２に係る発明は、エンジンの運
転条件に応じて、１サイクルの燃料噴射を、メイン噴射
とこれに先行する少量のパイロット噴射とに分割して行
うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、運
転条件に基づいて総燃料噴射量を求める手段と、両者の
和が上記総燃料噴射量となるようにパイロット噴射量と
メイン噴射量とを算出する手段と、上記パイロット噴射
量と上記メイン噴射量とを、それぞれの噴射の熱効率に
基づいて補正する手段と、を備えていることを特徴とし
ている。
転条件に応じて、１サイクルの燃料噴射を、メイン噴射
とこれに先行する少量のパイロット噴射とに分割して行
うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、運
転条件に基づいて総燃料噴射量を求める手段と、両者の
和が上記総燃料噴射量となるようにパイロット噴射量と
メイン噴射量とを算出する手段と、上記パイロット噴射
量と上記メイン噴射量とを、それぞれの噴射の熱効率に
基づいて補正する手段と、を備えていることを特徴とし
ている。
【０００９】すなわち、通常の噴射モードからパイロッ
ト噴射モードへ、あるいは逆にパイロット噴射モードか
ら通常の噴射モードへ、と移行したときに、このモード
の切換に伴って、熱効率つまりエンジントルクへの寄与
度に変化が生じたとしても、これを相殺するようにパイ
ロット噴射量およびメイン噴射量が補正されるので、ト
ルクは滑らかに連続したものとなる。
ト噴射モードへ、あるいは逆にパイロット噴射モードか
ら通常の噴射モードへ、と移行したときに、このモード
の切換に伴って、熱効率つまりエンジントルクへの寄与
度に変化が生じたとしても、これを相殺するようにパイ
ロット噴射量およびメイン噴射量が補正されるので、ト
ルクは滑らかに連続したものとなる。
【００１０】請求項１，２の発明をより具体化した請求
項３の発明では、上記熱効率は、それぞれの燃料噴射時
期に基づいて設定される。
項３の発明では、上記熱効率は、それぞれの燃料噴射時
期に基づいて設定される。
【００１１】パイロット噴射の熱効率の低下は、主に、
その噴射時期に起因している。エンジントルク発生の上
で最適な時期から外れると、それに伴って熱効率が低下
する。従って、この噴射時期に基づいて補正を加えるこ
とにより、熱効率を考慮した燃料噴射量が得られる。
その噴射時期に起因している。エンジントルク発生の上
で最適な時期から外れると、それに伴って熱効率が低下
する。従って、この噴射時期に基づいて補正を加えるこ
とにより、熱効率を考慮した燃料噴射量が得られる。
【００１２】この請求項３に従属する請求項４の発明に
おいては、上記熱効率は、それぞれの燃料噴射期間に基
づいて補正されるようになっている。
おいては、上記熱効率は、それぞれの燃料噴射期間に基
づいて補正されるようになっている。
【００１３】すなわち、ディーゼルエンジンにおいて
は、一般に、「噴射時期」が噴射開始時期によって定義
されるが、この噴射開始時期が同一であっても、噴射期
間が長短異なれば、平均的な熱効率は異なってくる。熱
効率を代表する上では、噴射開始時期よりも噴射期間の
中心となるクランク角位置の方がより好ましい。
は、一般に、「噴射時期」が噴射開始時期によって定義
されるが、この噴射開始時期が同一であっても、噴射期
間が長短異なれば、平均的な熱効率は異なってくる。熱
効率を代表する上では、噴射開始時期よりも噴射期間の
中心となるクランク角位置の方がより好ましい。
【００１４】また、請求項５の発明においては、上記熱
効率は、燃料圧力に応じてさらに補正される。燃料圧力
が異なると、燃料噴射率が変化し、熱効率は影響を受け
る。蓄圧室式燃料噴射装置、いわゆるコモンレール式燃
料噴射装置では、一般に、蓄圧室内の燃料圧力が可変制
御されるので、これに応じた補正を加えることが望まし
い。
効率は、燃料圧力に応じてさらに補正される。燃料圧力
が異なると、燃料噴射率が変化し、熱効率は影響を受け
る。蓄圧室式燃料噴射装置、いわゆるコモンレール式燃
料噴射装置では、一般に、蓄圧室内の燃料圧力が可変制
御されるので、これに応じた補正を加えることが望まし
い。
【００１５】同様に、請求項６の発明においては、上記
熱効率は、過給圧に応じてさらに補正される。また、請
求項７の発明においては、上記熱効率は、排気還流率に
応じてさらに補正される。
熱効率は、過給圧に応じてさらに補正される。また、請
求項７の発明においては、上記熱効率は、排気還流率に
応じてさらに補正される。
【００１６】これらの過給圧や排気還流率によっても熱
効率が影響を受けるので、これに応じた補正を加えるこ
とが望ましい。
効率が影響を受けるので、これに応じた補正を加えるこ
とが望ましい。
【００１７】
【発明の効果】この発明に係るディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置によれば、ある運転条件においてパイロ
ット噴射を行うときに、パイロット噴射量とメイン噴射
量とが、それぞれの噴射での熱効率つまりエンジントル
クへの寄与度を考慮したものとなるように補正されるの
で、パイロット噴射モードと通常の噴射モードとの切換
の際に、トルク段差を生じることがなく、運転性が向上
する。また、所期のトルク発生を基準として設定されて
いる排気還流率や過給圧等との不適合による排気性能の
悪化を回避できる。
料噴射制御装置によれば、ある運転条件においてパイロ
ット噴射を行うときに、パイロット噴射量とメイン噴射
量とが、それぞれの噴射での熱効率つまりエンジントル
クへの寄与度を考慮したものとなるように補正されるの
で、パイロット噴射モードと通常の噴射モードとの切換
の際に、トルク段差を生じることがなく、運転性が向上
する。また、所期のトルク発生を基準として設定されて
いる排気還流率や過給圧等との不適合による排気性能の
悪化を回避できる。
【００１８】特に、請求項３のように、燃料噴射時期に
基づいて各噴射量を補正することにより、運転条件に応
じて可変的に設定されるパイロット噴射時期やメイン噴
射時期に対応して、常に最適な補正を行うことが可能で
ある。
基づいて各噴射量を補正することにより、運転条件に応
じて可変的に設定されるパイロット噴射時期やメイン噴
射時期に対応して、常に最適な補正を行うことが可能で
ある。
【００１９】また、請求項４〜７のように、熱効率を種
々のパラメータに応じてさらに補正すれば、パイロット
噴射量やメイン噴射量をさらに適切なものとすることが
できる。
々のパラメータに応じてさらに補正すれば、パイロット
噴射量やメイン噴射量をさらに適切なものとすることが
できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】図１は、本発明に係るディーゼルエンジン
１の燃料噴射制御装置の機械的構成を示すものであっ
て、このエンジン１は、コモンレール式の燃料噴射装置
を備えており、高圧サプライポンプ２と、コモンレール
つまり蓄圧室３と、内部の電磁弁により燃料の噴射をＯ
Ｎ−ＯＦＦする各気筒の噴射ノズル４と、を備えてい
る。また、エンジン１の回転数およびクランク角を検出
するために、クランク角センサ６を備えている。上記蓄
圧室３内の燃料圧力は、圧力センサ７によって検出さ
れ、かつコントロールユニット２０によって定められる
運転条件に対応した目標値に、プレッシャレギュレータ
８を介して制御される。コントロールユニット２０に
は、上記クランク角センサ６、アクセル開度に応じた信
号を出力するアクセル開度センサ２１、エンジン冷却水
温を検出する水温センサ２２、燃料温度を検出する燃温
センサ２３、のそれぞれの信号が入力され、これらの信
号に基づいて後述するように燃料噴射量や噴射時期の制
御を行っている。また、このエンジン１は、ターボチャ
ージャからなる過給機１３を備えており、過給圧センサ
５によってその過給圧が検出される。さらに、吸気通路
９と排気通路１０とを連通するＥＧＲ通路１１には、排
気還流量を制御するＥＧＲバルブ１２が設けられてい
る。
１の燃料噴射制御装置の機械的構成を示すものであっ
て、このエンジン１は、コモンレール式の燃料噴射装置
を備えており、高圧サプライポンプ２と、コモンレール
つまり蓄圧室３と、内部の電磁弁により燃料の噴射をＯ
Ｎ−ＯＦＦする各気筒の噴射ノズル４と、を備えてい
る。また、エンジン１の回転数およびクランク角を検出
するために、クランク角センサ６を備えている。上記蓄
圧室３内の燃料圧力は、圧力センサ７によって検出さ
れ、かつコントロールユニット２０によって定められる
運転条件に対応した目標値に、プレッシャレギュレータ
８を介して制御される。コントロールユニット２０に
は、上記クランク角センサ６、アクセル開度に応じた信
号を出力するアクセル開度センサ２１、エンジン冷却水
温を検出する水温センサ２２、燃料温度を検出する燃温
センサ２３、のそれぞれの信号が入力され、これらの信
号に基づいて後述するように燃料噴射量や噴射時期の制
御を行っている。また、このエンジン１は、ターボチャ
ージャからなる過給機１３を備えており、過給圧センサ
５によってその過給圧が検出される。さらに、吸気通路
９と排気通路１０とを連通するＥＧＲ通路１１には、排
気還流量を制御するＥＧＲバルブ１２が設けられてい
る。
【００２２】図２は、上記コントロールユニット２０に
おける噴射量制御を示す機能ブロック図であって、以
下、これを参照して、本発明の噴射量制御の内容を説明
する。
おける噴射量制御を示す機能ブロック図であって、以
下、これを参照して、本発明の噴射量制御の内容を説明
する。
【００２３】先ず、図２のブロック１０１に示すよう
に、そのときの運転条件に対応して、１サイクル当たり
の基本的な燃料噴射量ＱＦＩＮが算出される。これは、
一般に、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＣとに
基づいて、決定される。
に、そのときの運転条件に対応して、１サイクル当たり
の基本的な燃料噴射量ＱＦＩＮが算出される。これは、
一般に、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＣとに
基づいて、決定される。
【００２４】次に、パイロット噴射モードであれば、ブ
ロック１０２のように、必要なパイロット噴射量ＱＰＩ
ＬＯＴＢを、上記燃料噴射量ＱＦＩＮとエンジン回転数
ＮＥと水温ＴＨＷとに基づいて、所定のマップから求め
る。パイロット噴射を行わない通常の噴射モードであれ
ば、このパイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴＢは０となる。
なお、パイロット噴射モードとするか通常の噴射モード
とするかは、運転条件、具体的には、上記燃料噴射量Ｑ
ＦＩＮとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとする所定
のマップに基づいて決定され、一般に低速低負荷側の領
域でのみパイロット噴射モードとなる。
ロック１０２のように、必要なパイロット噴射量ＱＰＩ
ＬＯＴＢを、上記燃料噴射量ＱＦＩＮとエンジン回転数
ＮＥと水温ＴＨＷとに基づいて、所定のマップから求め
る。パイロット噴射を行わない通常の噴射モードであれ
ば、このパイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴＢは０となる。
なお、パイロット噴射モードとするか通常の噴射モード
とするかは、運転条件、具体的には、上記燃料噴射量Ｑ
ＦＩＮとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとする所定
のマップに基づいて決定され、一般に低速低負荷側の領
域でのみパイロット噴射モードとなる。
【００２５】上記のようにパイロット噴射量ＱＰＩＬＯ
ＴＢを求めた後、ブロック１０３で、燃料噴射量の初期
の配分を定める。つまり、燃料噴射量ＱＦＩＮからパイ
ロット噴射量ＱＰＩＬＯＴＢを差し引いた値を、メイン
噴射量ＱＭＡＩＮとし、パイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴ
Ｂはそのままパイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴとする。
ＴＢを求めた後、ブロック１０３で、燃料噴射量の初期
の配分を定める。つまり、燃料噴射量ＱＦＩＮからパイ
ロット噴射量ＱＰＩＬＯＴＢを差し引いた値を、メイン
噴射量ＱＭＡＩＮとし、パイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴ
Ｂはそのままパイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴとする。
【００２６】次に、ブロック１０４のように、上記パイ
ロット噴射量ＱＰＩＬＯＴを補正して、最終的なパイロ
ット噴射量ＱＰＩＬＯＴＦを決定する。ここでは、燃温
ＴＨＦによる補正と、熱効率による補正と、を行ってい
る。すなわち、ブロック１０６に示すように、所定のマ
ップを用いて、燃温ＴＨＦに対応する燃温補正係数ＫＱ
ＴＨＦを求め、また、ブロック１０７に示すように、所
定のマップを用いてパイロット噴射時期ＩＴＰＩＬＯＴ
に対応するパイロット噴射熱効率ＣＥＨＰＩＬＯＴを求
める。そして、次式のようにして、パイロット噴射量Ｑ
ＰＩＬＯＴＦを求める。
ロット噴射量ＱＰＩＬＯＴを補正して、最終的なパイロ
ット噴射量ＱＰＩＬＯＴＦを決定する。ここでは、燃温
ＴＨＦによる補正と、熱効率による補正と、を行ってい
る。すなわち、ブロック１０６に示すように、所定のマ
ップを用いて、燃温ＴＨＦに対応する燃温補正係数ＫＱ
ＴＨＦを求め、また、ブロック１０７に示すように、所
定のマップを用いてパイロット噴射時期ＩＴＰＩＬＯＴ
に対応するパイロット噴射熱効率ＣＥＨＰＩＬＯＴを求
める。そして、次式のようにして、パイロット噴射量Ｑ
ＰＩＬＯＴＦを求める。
【００２７】
【数１】ＱＰＩＬＯＴＦ＝ＫＱＴＨＦ×ＱＰＩＬＯＴ×
（１／ＣＥＨＰＩＬＯＴ） 同様に、ブロック１０５で示すように、上記メイン噴射
量ＱＭＡＩＮに対し燃温ＴＨＦによる補正と熱効率によ
る補正を行って、最終的なメイン噴射量ＱＭＡＩＮＦを
決定する。燃温補正係数ＫＱＴＨＦは、上述したよう
に、ブロック１０６で求められる。そして、ブロック１
０８に示すように、所定のマップを用いて、メイン噴射
時期ＩＴＭＡＩＮに対応するメイン噴射熱効率ＣＥＨＭ
ＡＩＮを求め、次式のようにして、メイン噴射量ＱＭＡ
ＩＮＦを求める。
（１／ＣＥＨＰＩＬＯＴ） 同様に、ブロック１０５で示すように、上記メイン噴射
量ＱＭＡＩＮに対し燃温ＴＨＦによる補正と熱効率によ
る補正を行って、最終的なメイン噴射量ＱＭＡＩＮＦを
決定する。燃温補正係数ＫＱＴＨＦは、上述したよう
に、ブロック１０６で求められる。そして、ブロック１
０８に示すように、所定のマップを用いて、メイン噴射
時期ＩＴＭＡＩＮに対応するメイン噴射熱効率ＣＥＨＭ
ＡＩＮを求め、次式のようにして、メイン噴射量ＱＭＡ
ＩＮＦを求める。
【００２８】
【数２】ＱＭＡＩＮＦ＝ＫＱＴＨＦ×ＱＭＡＩＮ×（１
／ＣＥＨＭＡＩＮ） ここで、上記パイロット噴射時期ＩＴＰＩＬＯＴおよび
メイン噴射時期ＩＴＭＡＩＮは、それぞれ、燃料噴射量
ＱＦＩＮとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとする所
定のマップに基づいて、決定される。なお、通常の噴射
モードにおいては、上記メイン噴射時期ＩＴＭＡＩＮが
噴射時期に相当するが、パイロット噴射モードと通常の
噴射モードとでは、互いに異なるマップが用いられ、そ
れぞれの条件で最適な値に制御される。
／ＣＥＨＭＡＩＮ） ここで、上記パイロット噴射時期ＩＴＰＩＬＯＴおよび
メイン噴射時期ＩＴＭＡＩＮは、それぞれ、燃料噴射量
ＱＦＩＮとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとする所
定のマップに基づいて、決定される。なお、通常の噴射
モードにおいては、上記メイン噴射時期ＩＴＭＡＩＮが
噴射時期に相当するが、パイロット噴射モードと通常の
噴射モードとでは、互いに異なるマップが用いられ、そ
れぞれの条件で最適な値に制御される。
【００２９】上記のパイロット噴射熱効率ＣＥＨＰＩＬ
ＯＴおよびメイン噴射熱効率ＣＥＨＭＡＩＮについて、
図３〜図５に基づいて説明すると、前述したように、同
一の燃料を噴射した場合でも、噴射時期によって、トル
ク発生への寄与が異なるものとなる。図３は、同一噴射
量における噴射時期のトルク感度曲線を示したものであ
り、上死点（ＴＤＣ）付近で最大となり、進み側ならび
に遅れ側の双方で発生トルクは低下する。従って、図５
に示すように、トルク発生が最大となる点を「１」とし
て、熱効率定数ＣＥＨを定義する。前述したブロック１
０７，１０８のマップは、この図５の特性に沿って設定
されており、それぞれの熱効率ＣＥＨＰＩＬＯＴ、ＣＥ
ＨＭＡＩＮは、噴射時期に対応して、１以下の値として
与えられる。なお、図４は、一例として、噴射時期が１
０°ＢＴＤＣと５０°ＢＴＤＣとにおける噴射量と発生
トルクとの関係を示す。
ＯＴおよびメイン噴射熱効率ＣＥＨＭＡＩＮについて、
図３〜図５に基づいて説明すると、前述したように、同
一の燃料を噴射した場合でも、噴射時期によって、トル
ク発生への寄与が異なるものとなる。図３は、同一噴射
量における噴射時期のトルク感度曲線を示したものであ
り、上死点（ＴＤＣ）付近で最大となり、進み側ならび
に遅れ側の双方で発生トルクは低下する。従って、図５
に示すように、トルク発生が最大となる点を「１」とし
て、熱効率定数ＣＥＨを定義する。前述したブロック１
０７，１０８のマップは、この図５の特性に沿って設定
されており、それぞれの熱効率ＣＥＨＰＩＬＯＴ、ＣＥ
ＨＭＡＩＮは、噴射時期に対応して、１以下の値として
与えられる。なお、図４は、一例として、噴射時期が１
０°ＢＴＤＣと５０°ＢＴＤＣとにおける噴射量と発生
トルクとの関係を示す。
【００３０】上記のように、噴射時期の相違に基づく熱
効率の相違によって、パイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴＦ
とメイン噴射量ＱＭＡＩＮＦとが補正される結果、例え
ば、緩加速に伴いパイロット噴射モードから通常の噴射
モードに移行する際に、図６に示すように、各噴射量が
変化する。つまり、基本的な噴射量ＱＦＩＮに比べて、
最終的なパイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴＦとメイン噴射
量ＱＭＡＩＮＦとの和は、熱効率の低下を相殺するよう
に大きくなっている。従って、通常の噴射モードに移行
したときに、ステップ状のトルク上昇を生じることはな
い。なお、この実施例においては、通常の噴射モードに
おいても、その噴射量（メイン噴射量ＱＭＡＩＮＦが相
当する）が熱効率ＣＥＨＭＡＩＮによって修正される
（図２のブロック１０５）ので、基本的な噴射量ＱＦＩ
Ｎよりも僅かに大きな値となる。
効率の相違によって、パイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴＦ
とメイン噴射量ＱＭＡＩＮＦとが補正される結果、例え
ば、緩加速に伴いパイロット噴射モードから通常の噴射
モードに移行する際に、図６に示すように、各噴射量が
変化する。つまり、基本的な噴射量ＱＦＩＮに比べて、
最終的なパイロット噴射量ＱＰＩＬＯＴＦとメイン噴射
量ＱＭＡＩＮＦとの和は、熱効率の低下を相殺するよう
に大きくなっている。従って、通常の噴射モードに移行
したときに、ステップ状のトルク上昇を生じることはな
い。なお、この実施例においては、通常の噴射モードに
おいても、その噴射量（メイン噴射量ＱＭＡＩＮＦが相
当する）が熱効率ＣＥＨＭＡＩＮによって修正される
（図２のブロック１０５）ので、基本的な噴射量ＱＦＩ
Ｎよりも僅かに大きな値となる。
【００３１】次に、熱効率のより精度の高い求め方につ
いて説明する。
いて説明する。
【００３２】図７は、パイロット噴射モードにおける燃
料噴射パターンを示しており、横軸がクランク角θ、縦
軸が噴射率ｄＱ／ｄθとなっている。このような噴射パ
ターンの図においては、パイロット噴射およびメイン噴
射として示す領域の面積がそれぞれの噴射量に相当する
ので、それぞれの領域の重心位置Ｇを想定すると、この
重心位置Ｇがそれぞれの噴射の熱効率を代表する点とな
る。従って、単に噴射時期ではなく、この重心位置Ｇに
基づいて、熱効率を定めることが一層好ましい。
料噴射パターンを示しており、横軸がクランク角θ、縦
軸が噴射率ｄＱ／ｄθとなっている。このような噴射パ
ターンの図においては、パイロット噴射およびメイン噴
射として示す領域の面積がそれぞれの噴射量に相当する
ので、それぞれの領域の重心位置Ｇを想定すると、この
重心位置Ｇがそれぞれの噴射の熱効率を代表する点とな
る。従って、単に噴射時期ではなく、この重心位置Ｇに
基づいて、熱効率を定めることが一層好ましい。
【００３３】各噴射の噴射期間ＬＰ、ＬＭは、噴射ノズ
ル４の電磁弁に対する通電期間に略比例しているので、
上記重心位置Ｇのクランク角位置は、噴射開始時期に、
通電期間の１／２を加えたものとして求められる。一
方、重心位置Ｇの図７の縦軸方向の位置は、噴射パター
ンにおける噴射率ｄＱ／ｄθが蓄圧室３の燃料圧力（レ
ール圧ＰＲ）に略比例することから、図８に示すよう
に、レール圧ＰＲの関数として求めることができる。
ル４の電磁弁に対する通電期間に略比例しているので、
上記重心位置Ｇのクランク角位置は、噴射開始時期に、
通電期間の１／２を加えたものとして求められる。一
方、重心位置Ｇの図７の縦軸方向の位置は、噴射パター
ンにおける噴射率ｄＱ／ｄθが蓄圧室３の燃料圧力（レ
ール圧ＰＲ）に略比例することから、図８に示すよう
に、レール圧ＰＲの関数として求めることができる。
【００３４】従って、図９に示すように、重心位置Ｇに
基づいて、所定のマップから補正係数ＫＣ１を求め、こ
れを先の熱効率ＣＥＨ（パイロット噴射熱効率ＣＥＨＰ
ＩＬＯＴ、メイン噴射熱効率ＣＥＨＭＡＩＮ）に乗じる
ことによって、熱効率の値を一層高精度のものとするこ
とができる。なお、この図９のマップの傾向としては、
その横軸（クランク角）方向については、図１０のよう
になり、縦軸（噴射率ｄＱ／ｄθ）方向については、図
１１のようになる。
基づいて、所定のマップから補正係数ＫＣ１を求め、こ
れを先の熱効率ＣＥＨ（パイロット噴射熱効率ＣＥＨＰ
ＩＬＯＴ、メイン噴射熱効率ＣＥＨＭＡＩＮ）に乗じる
ことによって、熱効率の値を一層高精度のものとするこ
とができる。なお、この図９のマップの傾向としては、
その横軸（クランク角）方向については、図１０のよう
になり、縦軸（噴射率ｄＱ／ｄθ）方向については、図
１１のようになる。
【００３５】また、熱効率は、過給圧やＥＧＲ率、ある
いはスワール比などによっても影響を受けるので、これ
らに対する補正を加えれば、さらに精度が向上する。
いはスワール比などによっても影響を受けるので、これ
らに対する補正を加えれば、さらに精度が向上する。
【００３６】図１２は、噴射時期ＩＴと過給圧とをパラ
メータとする熱効率のマップの例を示している。図１３
は、噴射時期ＩＴとＥＧＲ率とをパラメータとする熱効
率のマップの例を示している。図１４は、噴射時期ＩＴ
とスワール比とをパラメータとする熱効率のマップの例
を示している。従って、これらのマップを用いて、パイ
ロット噴射とメイン噴射の熱効率ＣＥＨＰＩＬＯＴ、Ｃ
ＥＨＭＡＩＮを求めることにより、さらに高精度な補正
が可能となる。なお、これらの補正を適宜に組み合わせ
ることも勿論可能である。
メータとする熱効率のマップの例を示している。図１３
は、噴射時期ＩＴとＥＧＲ率とをパラメータとする熱効
率のマップの例を示している。図１４は、噴射時期ＩＴ
とスワール比とをパラメータとする熱効率のマップの例
を示している。従って、これらのマップを用いて、パイ
ロット噴射とメイン噴射の熱効率ＣＥＨＰＩＬＯＴ、Ｃ
ＥＨＭＡＩＮを求めることにより、さらに高精度な補正
が可能となる。なお、これらの補正を適宜に組み合わせ
ることも勿論可能である。
【図１】この発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射
制御装置の一実施例を示す構成説明図。
制御装置の一実施例を示す構成説明図。
【図２】この実施例における噴射量制御の機能ブロック
図。
図。
【図３】同一噴射量における噴射時期によるトルク感度
曲線を示す特性図。
曲線を示す特性図。
【図４】噴射時期が異なるものの噴射量とトルクとの関
係を示した特性図。
係を示した特性図。
【図５】熱効率定数の特性図。
【図６】パイロット噴射モードから通常の噴射モードへ
の移行時における噴射量およびトルクの変化を示す特性
図。
の移行時における噴射量およびトルクの変化を示す特性
図。
【図７】パイロット噴射モードにおける噴射パターンと
重心位置とを示す特性図。
重心位置とを示す特性図。
【図８】縦軸方向の重心位置とレール圧ＰＲとの関係を
示す特性図。
示す特性図。
【図９】重心位置による熱効率の補正を示すブロック
図。
図。
【図１０】この補正のマップの横軸方向に沿った傾向を
示す特性図。
示す特性図。
【図１１】同じく縦軸方向に沿った傾向を示す特性図。
【図１２】噴射時期と過給圧とに対する熱効率の関係を
示す特性図。
示す特性図。
【図１３】噴射時期とＥＧＲ率とに対する熱効率の関係
を示す特性図。
を示す特性図。
【図１４】噴射時期とスワール比とに対する熱効率の関
係を示す特性図。
係を示す特性図。
【図１５】従来におけるパイロット噴射モードから通常
の噴射モードへの移行時における噴射量およびトルクの
変化を示す特性図。
の噴射モードへの移行時における噴射量およびトルクの
変化を示す特性図。
１…ディーゼルエンジン ３…蓄圧室 ４…噴射ノズル ６…クランク角センサ ７…圧力センサ ２０…コントロールユニット
Claims (7)
- 【請求項１】 エンジンの運転条件に応じて、１サイク
ルの燃料噴射を、メイン噴射とこれに先行する少量のパ
イロット噴射とに分割して行うディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置において、少なくとも一方の燃料噴射量
を、それぞれの噴射の熱効率に基づいて補正することを
特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項２】 エンジンの運転条件に応じて、１サイク
ルの燃料噴射を、メイン噴射とこれに先行する少量のパ
イロット噴射とに分割して行うディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置において、 運転条件に基づいて総燃料噴射量を求める手段と、 両者の和が上記総燃料噴射量となるようにパイロット噴
射量とメイン噴射量とを算出する手段と、 上記パイロット噴射量と上記メイン噴射量とを、それぞ
れの噴射の熱効率に基づいて補正する手段と、 を備えていることを特徴とするディーゼルエンジンの燃
料噴射制御装置。 - 【請求項３】 上記熱効率は、それぞれの燃料噴射時期
に基づいて設定されることを特徴とする請求項１または
２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項４】 上記熱効率は、それぞれの燃料噴射期間
に基づいて補正されることを特徴とする請求項３に記載
のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項５】 上記熱効率は、燃料圧力に応じて補正さ
れることを特徴とする請求項３または４に記載のディー
ゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項６】 上記熱効率は、過給圧に応じて補正され
ることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項７】 上記熱効率は、排気還流率に応じて補正
されることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載
のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000301725A JP4161529B2 (ja) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
| EP01970261A EP1322851B1 (en) | 2000-10-02 | 2001-09-27 | Fuel injection control apparatus for a diesel engine |
| KR10-2002-7007073A KR100444535B1 (ko) | 2000-10-02 | 2001-09-27 | 디젤 엔진용 연료분사 제어장치 |
| DE60142166T DE60142166D1 (de) | 2000-10-02 | 2001-09-27 | Kraftstoffeinspritzungsteuergerät für eine dieselbrennkraftmaschine |
| US10/111,605 US6484689B1 (en) | 2000-10-02 | 2001-09-27 | Fuel injection control apparatus for a diesel engine |
| CNB018029868A CN1184414C (zh) | 2000-10-02 | 2001-09-27 | 柴油发动机的燃料喷射控制装置 |
| PCT/JP2001/008479 WO2002029231A1 (en) | 2000-10-02 | 2001-09-27 | Fuel injection control apparatus for a diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000301725A JP4161529B2 (ja) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002106386A true JP2002106386A (ja) | 2002-04-10 |
| JP4161529B2 JP4161529B2 (ja) | 2008-10-08 |
Family
ID=18783210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000301725A Expired - Fee Related JP4161529B2 (ja) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6484689B1 (ja) |
| EP (1) | EP1322851B1 (ja) |
| JP (1) | JP4161529B2 (ja) |
| KR (1) | KR100444535B1 (ja) |
| CN (1) | CN1184414C (ja) |
| DE (1) | DE60142166D1 (ja) |
| WO (1) | WO2002029231A1 (ja) |
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| JP2012013009A (ja) * | 2010-07-01 | 2012-01-19 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| CN103161595A (zh) * | 2011-12-14 | 2013-06-19 | 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所 | 内燃机燃油系统多次喷射控制方法 |
| JP2015059543A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| DE102005052024B4 (de) * | 2004-11-01 | 2021-03-18 | Denso Corporation | Lernende Einspritzmengensteuerungsvorrichtung |
| CN112780432A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-11 | 潍柴动力股份有限公司 | 发动机主喷油量的修正方法及装置 |
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| DE10043072A1 (de) * | 2000-09-01 | 2002-03-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Gemischadaption bei Verbrennungsmotoren mit Benzindirekteinspritzung |
| US6912992B2 (en) * | 2000-12-26 | 2005-07-05 | Cummins Westport Inc. | Method and apparatus for pilot fuel introduction and controlling combustion in gaseous-fuelled internal combustion engine |
| EP1352165B1 (de) * | 2000-12-27 | 2005-08-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum steuern einer brennkraftmaschine |
| US6666185B1 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-23 | Caterpillar Inc | Distributed ignition method and apparatus for a combustion engine |
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| DE10354658A1 (de) * | 2003-11-22 | 2005-06-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Voreinspritzmenge in einem eine Mengenausgleichsregelung aufweisenden Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine |
| US7093579B2 (en) * | 2004-02-26 | 2006-08-22 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Method and apparatus for adjusting fuel injection timing |
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| JP2006177241A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
| US7296555B2 (en) * | 2005-08-25 | 2007-11-20 | General Electric Company | System and method for operating a turbo-charged engine |
| US7979194B2 (en) * | 2007-07-16 | 2011-07-12 | Cummins Inc. | System and method for controlling fuel injection |
| CN102016275B (zh) * | 2008-04-24 | 2013-12-11 | 丰田自动车株式会社 | 多燃料内燃机 |
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| JP6126432B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-05-10 | 本田技研工業株式会社 | 燃料噴射制御装置 |
| DE102014016398A1 (de) * | 2014-11-05 | 2016-05-12 | Man Diesel & Turbo Se | Verfahren und Steuerungseinrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
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- 2001-09-27 EP EP01970261A patent/EP1322851B1/en not_active Expired - Lifetime
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