JP2003129890A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

Info

Publication number
JP2003129890A
JP2003129890A JP2001327236A JP2001327236A JP2003129890A JP 2003129890 A JP2003129890 A JP 2003129890A JP 2001327236 A JP2001327236 A JP 2001327236A JP 2001327236 A JP2001327236 A JP 2001327236A JP 2003129890 A JP2003129890 A JP 2003129890A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
injection
amount
egr
excess air
air ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001327236A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3864754B2 (ja
Inventor
Manabu Miura
学 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2001327236A priority Critical patent/JP3864754B2/ja
Priority to US10/271,569 priority patent/US6877479B2/en
Priority to EP02023688A priority patent/EP1306538A3/en
Publication of JP2003129890A publication Critical patent/JP2003129890A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3864754B2 publication Critical patent/JP3864754B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402Multiple injections
    • F02D41/403Multiple injections with pilot injections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402Multiple injections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気過剰率減少制御時の燃焼性を安定化する。 【解決手段】燃料を主噴射前に副噴射を行い、かつ、噴
射圧を可変なディーゼルエンジンにおいて、排気浄化装
置の活性化や再生のため空気過剰率を減少制御するとき
に、目標主噴射時期を進角補正し、目標副噴射量を増量
補正し、目標噴射圧を増圧補正して設定する。これによ
り、熱発生率が最大となる位置を一定に保持でき、燃焼
変動を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気浄化触媒活性
化等のため空気過剰率を減少制御するときに、燃焼性を
安定化する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】特開2000−145508号公報に
は、燃焼圧(筒内圧力)センサの出力に基づき燃料噴射
時期を制御することで、空気過剰率の変化による燃焼不
良(燃焼変動)を抑制する技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、燃焼変動を燃焼圧センサで検出してから抑制
させるものであるから、燃焼変動を確実に防止すること
ができない。燃焼変動の発生はそれが一瞬であっても運
転者に違和感を与えてしまうといった問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明は、燃焼室に直接燃料を噴射可能で、かつ、噴射
形態が可変な燃料噴射手段と、空気過剰率の減少要求に
応じて熱発生率が最大となるクランク角位置を一定に保
つように前記燃料噴射手段の噴射形態を制御する燃料噴
射制御手段と、を含んで構成したことを特徴とする。
【0005】請求項1に係る発明によると、排気浄化装
置を備えた内燃機関にあっては、冷間始動直後における
排気浄化装置の早期活性化や排気浄化装置(NOxトラ
ップ触媒)の再生要求などによって、空気過剰率の減少
が要求され、該要求に応じて空気過剰率を減少制御する
場合(単なるエンジン回転速度、負荷等の運転状態変化
によって空気過剰率が変化する場合を除く)がある。こ
の場合、空気過剰率の減少に伴い、筒内の作動ガス量
(吸入空気量とEGR量の総量:図13参照)が減少す
ると、圧縮端温度が低下する。圧縮端温度が低下する
と、燃料の着火性が悪化し、熱発生率が最大となるクラ
ンク角位置(以下単に位置という)が圧縮上死点から遠
ざかる傾向となり、遠ざかり過ぎるといずれは失火して
燃焼変動が生じてしまう(図12参照)。
【0006】そこで、燃料の噴射形態を変更して、空気
過剰率の減少に関わらず熱発生率が最大となるクランク
角位置を同じ位置に保つように制御することで、失火を
防止して燃焼変動を確実に防止することができる。ま
た、請求項2に係る発明は、前記燃料噴射制御手段は、
空気過剰率が減少するほど、メイン噴射時期の進角、パ
イロット噴射量の増量、あるいは、噴射圧の増大のうち
少なくとも1つを行うことを特徴とする。
【0007】請求項2に係る発明によると、空気過剰率
が減少するほど、燃焼圧力上昇が遅れる傾向となるの
を、メイン噴射時期の進角、パイロット噴射量の増量、
あるいは、噴射圧の増大のうち少なくとも1つを行うこ
とで、燃焼圧力上昇が早められ熱発生率が最大となるク
ランク角位置を同じ位置に保つように制御することがで
きる。
【0008】また、請求項3に係る発明は、排気を吸気
系に還流するEGR量を制御するEGR手段を備え、前
記燃料噴射制御手段は、前記空気過剰率の減少に加え、
前記EGR量が減少するほど、メイン噴射時期の進角、
パイロット噴射量の増量、あるいは、噴射圧の増大のう
ち少なくとも1つを行うことを特徴とする。
【0009】請求項3に係る発明によると、同じ空気過
剰率であっても作動ガス量(圧縮端温度)が異なる場合
がある。例えば、スロットル弁制御のみで空気過剰率を
減少させる場合とEGR弁制御のみで空気過剰率を減少
させる場合とを比較すると、EGR弁制御のみで行う場
合の方が作動ガス量が大きい。したがって、空気過剰率
に加え、EGR弁制御によって決まるEGR量を考慮す
る(空気過剰率は減少してもEGR量が増大するとき
は、その分逆方向に戻す制御を行う)ことで、熱発生率
が最大になるクランク角位置をより正確に同じ位置に保
つことができる。
【0010】また、請求項4に係る発明は、前記燃料噴
射制御手段は、前記空気過剰率の減少に加え、酸素濃度
が減少するほど、メイン噴射時期の進角、パイロット噴
射量の増量、あるいは、噴射圧の増大のうち少なくとも
1つを行うことを特徴とする。請求項4に係る発明によ
ると、同じ空気過剰率であっても筒内の酸素濃度が異な
ると燃焼速度が異なる。すなわち、酸素濃度が低下する
ほど酸化反応が起こり難くなって燃焼速度は低下する。
燃焼速度が遅くなると、熱発生率波形は緩やかになり
(図12参照)、熱発生率が最大となるクランク角位置
が圧縮上死点から遠ざかる傾向となる。したがって、空
気過剰率に加えて酸素濃度を考慮して制御することで、
圧縮端温度の低下による熱発生率のズレと、燃焼速度の
低下による熱発生率のズレとを考慮することになり、熱
発生率が最大になるクランク角位置をより正確に同じ位
置に保つことができる。
【0011】また、請求項5に係る発明は、排気を吸気
系に還流するEGR量の吸入空気量に対するEGR率を
制御するEGR手段を備え、前記燃料噴射制御手段は、
前記空気過剰率と前記EGR率とに基づき、メイン噴射
時期の制御、パイロット噴射量の制御、或いは、噴射圧
の制御のうち少なくとも1つを行うことを特徴とする。
【0012】請求項5に係る発明によると、実際は、運
転状態や排気浄化装置からの要求に基づき、吸入空気
量、及び、EGR率が決定される。ここで、EGR率=
EGR量/吸入空気量であるから、EGR率と吸入空気
量とからEGR量が決定する。また、図15に示すよう
に、EGR率と酸素濃度とは反比例の関係にあるから、
EGR率が決まると酸素濃度も一義に決定する。
【0013】つまり、EGR率を知ることで、EGR量
と酸素濃度とを知ることができ、上記の関係(請求項
3,4)を用いて、メイン噴射時期、パイロット噴射
量、及び、噴射圧とを制御することができる。したがっ
て、空気過剰率とEGR率とに基づき、メイン噴射時
期、パイロット噴射量、及び、噴射圧とを制御すること
ができる。
【0014】また、請求項6に係る発明は、内燃機関の
排気通路に配設され、排気中の排気成分を浄化する排気
浄化手段と、前記排気浄化手段の温度を上昇させると
き、あるいは、前記排気浄化手段を再生させるとき、前
記空気過剰率を減少する空気過剰率設定手段と、を備え
ることを特徴とする。
【0015】請求項6に係る発明によると、空気過剰率
を減少することによって排気温度を上昇させて排気浄化
手段の温度を上昇させることができ、また排気浄化手段
がNOxトラップ触媒で構成されるときは、排気空燃比
をリッチ化することによって触媒にトラップされたNO
xを脱離・還元して再生することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、過給機付ディーゼルエン
ジンのシステム図である。図に示すように、エンジン本
体1には、コモンレール2、燃料噴射弁3及び図示しな
い燃料ポンプを構成要素とするコモンレール燃料噴射系
が設けられており、高圧の燃料をエンジン本体1に供給
する。前記燃料噴射弁3は、燃焼室に燃料を直接噴射
し、かつ、メイン噴射の前にパイロット噴射が可能であ
り、また、コモンレール2内の設定燃料圧力を変更する
ことにより、燃料噴射圧力(以下噴射圧という)を可変
に制御できる。
【0017】過給機4のコンプレッサ4aは吸気通路5
に接続されており、駆動されて圧縮空気をエンジン本体
1に供給する。過給機4のタービン4bは排気通路6に
接続されており、エンジン本体1からの排気により回転
されて前記コンプレッサ4aを駆動する。なお、本実施
形態においては、過給機4として可変容量型のものを用
いており、低速域においてはタービン4b側に設けられ
た可変ノズルを絞ってタービン効率を高め、高速域にお
いては前記可変ノズルを開いてタービン容量を拡大させ
ることにより、広い運転領域で高い過給効果を得ること
ができる。
【0018】吸気通路5には、前記過給機4のコンプレ
ッサ4aの上流側に配設されたエアフローメータ7と、
吸気絞り弁8とが設けられている。吸気絞り弁8は、例
えば、ステップモータを用いて開度変更が可能な電子制
御式のものであり、その開度に応じてエンジン本体1に
吸入される吸入空気量を制御する。
【0019】排気通路6には、エンジン本体1と過給機
のタービン4bとの間から分岐して吸気通路5に接続す
るEGR通路9と、該EGR通路9に介装されたEGR
弁10と、前記過給機4のタービン4bの下流側に配設
されたNOxトラップ触媒11及びHC吸着機能付き酸
化触媒12が設けられている。前記EGR弁10は、例
えば、ステップモータを用いた電子制御式のものであ
り、その開度に応じて吸気側に還流する排気の量、すな
わち、エンジン本体1に吸入されるEGR量を制御す
る。
【0020】前記NOxトラップ触媒11は、排気中の
NOxをトラップしつつ還元浄化し、HC吸着機能付き
酸化触媒12は低温時に排気中のHCを吸着しつつH
C、COを酸化して浄化する。各種状態を検出するセン
サとして、吸入空気量Qaを検出する前記エアフローメ
ータ7の他、エンジン回転速度Neを検出する回転速度
センサ13、アクセル開度を検出するアクセル開度セン
サ14、冷却水温Twを検出する水温センサ15、前記
NOxトラップ触媒11及びHC吸着機能付き酸化触媒
12の温度を検出する熱電対16,17、前記コモンレ
ール2内の燃料圧力(すなわち、燃料噴射圧)を検出す
るレール圧センサ18等が設けられる。
【0021】コントロールユニット20は、前記各種セ
ンサからの検出信号および補機類21からの信号に基づ
いて燃料噴射量Qf、噴射時期ITを設定して前記燃料
噴射弁3の駆動を制御すると共に、前記吸気絞り弁8及
びEGR弁10の開度制御を行う。特に、本発明に係る
制御として、前記NOxトラップ触媒11及びHC吸着
機能付き酸化触媒12を低温時に活性化するときなど
に、排気温度を上昇させるように空気過剰率を減少させ
る際に、燃料の噴射形態を可変制御して熱発生率が最大
となるクランク角位置を一定に保つことにより燃焼を安
定化させて変動を防止する。
【0022】以下に、上記燃料噴射形態の可変制御を、
図2に示したフローチャートに従って説明する。ステッ
プ1では、エンジン回転速度Ne、燃料噴射量Qf、冷
却水温度Twと、実空気過剰率λ、実EGR率EGRra
teを検出乃至推定する。ここで、空気過剰率λは、エア
フローメータ7で検出される吸入空気量Qacと、燃料噴
射量Qfと、理論空燃比(14.6)とに基づき、λ=(Qac
/Qf)/14.6の演算式によって算出でき、実EGR率
EGRrateは、吸入空気量Qacと、実EGR量Qec[例
えば、EGR弁開度(指令値)から算出可能]とに基づ
き、EGRrate=Qec/Qacの演算式によって算出でき
る。
【0023】これらの値に基づき、ステップ2では、目
標主(メイン)噴射時期を算出し、ステップ3では、目
標副(パイロット)噴射時期を算出し、ステップ4で
は、目標噴射圧を算出する。以下、図を参照して具体的
に説明する。目標主噴射時期は、図3に示すように、ま
ず、基本噴射時期を基本的な運転状態(負荷を表す燃料
噴射量Qfとエンジン回転速度Ne)に基づいてマップ
から検索する。同じく運転状態(Qf,Ne)基づいて
マップから検索した基本噴射時期水温補正量を、水温T
wに基づいてテーブルから検索した水温補正係数を乗じ
て最終的な水温補正量を算出し、同様に実空気過剰率λ
に基づきマップ(図4参照)から検索した目標噴射時期
λ補正量と、実EGR率EGRrateに基づきマップ(図
5参照)から検索した目標噴射時期EGR補正量とを算
出し、これら補正量を乗算した総補正量を前記基本噴射
時期に加算することにより、目標主噴射時期IT_sol
を算出する。ここで、実空気過剰率λが減少するほど、
また、実EGR率EGRrateが増大するほど、目標主噴
射時期IT_solは進角方向に大きく補正される。
【0024】目標副噴射量についても、図6に示すよう
に、前記目標主噴射時期の算出と同様に、基本的な運転
状態(Qf,Ne)に基づいてマップから検索した基本
副噴射量に、マップ検索した基本噴射量水温補正量と水
温補正係数とを乗じて得た水温補正量と、マップ(図7
参照)から検索した目標副噴射量λ補正量と、マップ
(図8参照)から検索した目標副噴射量EGR補正量
と、を乗じて得た総補正量を加算することにより算出す
る。ここで、実空気過剰率λが減少するほど、また、実
EGR率EGRrateが増大するほど、目標副噴射量Pi
lot_Qは増量方向に大きく補正される。
【0025】目標噴射圧についても、同様に図9に示す
ように、Qf,Neに基づいてマップ検索した基本噴射
圧副噴射量に、基本噴射圧水温補正量と水温補正係数と
を乗じて得た水温補正量と、マップ(図10参照)から
検索した目標噴射圧λ補正量と、マップ(図11参照)
から検索した目標噴射圧EGR補正量と、を乗じて得た
総補正量を加算することにより算出する。ここで、実空
気過剰率λが減少するほど、また、実EGR率EGRra
teが増大するほど、目標噴射圧Prailは増圧方向に
大きく補正される。
【0026】以上の目標主噴射時期、目標副噴射量、目
標噴射圧が得られるように、燃料噴射弁のON、OFF
及びコモンレール圧が制御される。この結果、作動ガス
量が減少して着火性が悪化し、酸素濃度が低下して燃焼
速度が低下することによって熱発生率最大となる位置が
圧縮上死点から遠ざかる傾向となるのを、前記主噴射時
期進角、副噴射量増量、噴射圧増圧の各補正量を大きく
することによって圧縮上死点に近づけて、該位置を一定
化することができ、燃焼変動を良好に抑制できる。
【0027】すなわち、空気過剰率低下およびそれに加
えてEGR率増大により、燃料に気化が遅くなる等によ
って着火遅れ期間が長くなる分、噴射時期の進角、副噴
射量の増量、噴射圧の増圧によって、熱発生率が最大と
なる位置を一定に保つことができる。なお、前記主噴射
時期進角、副噴射量増量、噴射圧増圧を全て行う必要は
なく、少なくとも1つを行う構成であればよい。
【0028】上記実施形態では、目標主噴射時期と目標
副噴射量と目標噴射圧の演算に際して、空気過剰率と実
EGR率に基づき補正を行ったが、これに限定されるも
のではなく、空気過剰率と実EGR量とに基づき補正し
てもよい(請求項3に相当)。すなわち、目標主噴射時
期の算出の場合、基本噴射時期と基本噴射時期水温補正
量と目標噴射時期λ補正量とを上記実施形態と同様の方
法で算出するとともに、実EGR量(推定値あるいは検
出値)に基づく目標噴射時期EGR量補正量(実EGR
量が大きいほど小さくなる補正量)を算出し、これら3
つの補正量を乗算した総補正量を前記基本噴射時期に加
算することにより目標噴射時期を算出してもよい。この
場合、主噴射時期は、着火性の観点から、実空気過剰率
が減少するほど作動ガス量が減少するため進角補正し、
その時の実EGR量が大きければ作動ガス量の減少量は
小さいため遅角補正することになる(実空気過剰率に基
づく進角補正量を小さくすることになる)。副噴射量及
び噴射圧の算出についても同様である。
【0029】また、空気過剰率と酸素濃度とに基づき補
正してもよい(請求項4に相当)。すなわち、目標主噴
射時期の算出の場合、基本噴射時期と基本噴射時期水温
補正量と目標噴射時期λ補正量とを上記実施形態と同様
の方法で算出するとともに、酸素濃度(推定値あるいは
検出値)に基づく目標噴射時期酸素濃度補正量(酸素濃
度が低下するほど大きくなる補正量)を算出し、これら
3つの補正量を乗算した総補正量を前記基本噴射時期に
加算することにより目標噴射時期を算出してもよい。こ
の場合、主噴射時期は、着火性の観点から、実空気過剰
率が減少するほど作動ガス量が減少するため進角補正
し、燃焼速度の観点から、酸素濃度が低下するほど進角
補正することになる。副噴射量及び噴射圧の算出につい
ても同様である。
【0030】さらにまた、空気過剰率と実EGR量と酸
素濃度とに基づき補正してもよい(請求項3に従属する
請求項4に相当)。この場合、主噴射時期は、着火性の
観点から、実空気過剰率が減少するため進角補正し、そ
の時の実EGR量が大きければ作動ガス量の減少量は小
さいため遅角補正し(実空気過剰率に基づく進角補正量
を小さくし)、燃焼速度の観点から、酸素濃度が低下す
るほど進角補正することになる。目標副噴射量及び目標
噴射圧の算出についても同様である。
【0031】そして、この空気過剰率と実EGR量と酸
素濃度とに基づく補正を空気過剰率と実EGR率とに置
き換えたものが上記実施形態である(請求項5に相
当)。これは、実EGR率が実EGR量と酸素濃度とに
相関することに基づくものであり、目標主噴射時期の算
出の場合、実EGR率が大きくなるときの補正量は、実
EGR量に基づく遅角補正量と酸素濃度に基づく進角補
正量との総補正量に等しいことになる。この総補正量が
遅角方向か進角方向かは実験によりマッチングすればよ
く、上記実施形態の場合は図5に示すように進角方向に
なる。目標副噴射量及び目標噴射圧の算出についても同
様である。
【0032】また、上記実施形態では、吸入空気量とE
GR量とから空気過剰率とEGR率とを推定したが、吸
入空気量とEGR量とにそれぞれ補正量マップを設定
し、吸入空気量とEGR量とで直接補正することも可能
である。また、図14に示すように、吸入空気量と酸素
量とは比例の関係にあるので、酸素量が決まれば空気過
剰率も決定し、したがって、酸素量と酸素濃度とにそれ
ぞれ補正量テーブルを設定し、酸素量と酸素濃度とで直
接補正することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るシステム図。
【図2】同上実施形態の制御ルーチンを示すフローチャ
ート。
【図3】同じく目標主噴射時期の演算ブロック図。
【図4】同上目標主噴射時期の演算に用いる主噴射時期
の空気過剰率による補正量のマップ。
【図5】同上目標主噴射時期の演算に用いる主噴射時期
のEGR率による補正量のマップ。
【図6】同じく目標副噴射量の演算ブロック図。
【図7】同上目標副噴射量の演算に用いる副噴射量の空
気過剰率による補正量のマップ。
【図8】同上目標副噴射量の演算に用いる副噴射量のE
GR率による補正量のマップ。
【図9】同じく目標副噴射量の演算ブロック図。
【図10】同上目標噴射圧の演算に用いる噴射圧の空気
過剰率による補正量のマップ。
【図11】同上目標噴射圧の演算に用いる噴射圧のEG
R率による補正量のマップ。
【図12】通常燃焼時と空気過剰率低下時(酸素濃度低
下時)とにおける筒内圧力と熱発生率の様子を示す図。
【図13】作動ガス量と体積効率、圧縮端温度の関係を
示す図。
【図14】吸入空気量と酸素濃度との関係を示す図。
【図15】EGR率と酸素濃度との関係を示す図。
【符号の説明】
1 エンジン本体 2 コモンレール 3 燃料噴射弁 5 吸気通路 6 排気通路 8 吸気絞り弁 9 EGR通路 10 EGR弁 11 NOxトラップ触媒 12 酸化触媒 13 回転速度センサ 14 アクセル開度センサ 15 水温センサ 16,17 熱電対 20 コントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/24 F01N 3/24 R S 3/28 301 3/28 301D F02D 21/08 301 F02D 21/08 301D 41/02 375 41/02 375 41/04 380 41/04 380Z 385 385Z 395 395 43/00 301 43/00 301G 301N 45/00 326 45/00 326 F02M 25/07 570 F02M 25/07 570J Fターム(参考) 3G062 AA01 AA05 BA04 GA06 GA08 GA15 GA17 3G084 AA01 BA05 BA09 BA13 BA14 BA15 DA10 EB08 EC01 EC03 FA00 FA29 FA37 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AA28 AB02 AB06 AB10 BA03 BA04 BA14 BA15 BA19 BA32 BA33 CA13 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DB11 EA00 EA01 EA05 EA07 EA16 EA18 FA02 FA04 FA12 FA13 FB10 FB12 FC02 FC07 GA06 HA09 HA18 HA39 HA42 HB03 3G092 AA02 AA17 BA04 BB01 BB06 BB12 BB13 DB02 DC01 EA01 EA03 EA05 EC09 FA15 HA01Z HA06X HA06Z HB01X HB02X HB03Z HD05Z HD07X HD07Z HE01Z HE08Z HF08Z 3G301 HA02 HA11 HA13 LA01 LC04 MA01 MA11 MA18 MA23 MA28 NC02 NE01 NE11 NE13 PA01Z PB08Z PD02Z PD15Z PE01Z PE08Z PF03Z

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼室に直接燃料を噴射可能で、かつ、噴
    射形態が可変な燃料噴射手段と、 空気過剰率の減少要求に応じて熱発生率が最大となるク
    ランク角位置を一定に保つように前記燃料噴射手段の噴
    射形態を制御する燃料噴射制御手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の制御装
    置。
  2. 【請求項2】前記燃料噴射制御手段は、空気過剰率が減
    少するほど、メイン噴射時期の進角、パイロット噴射量
    の増量、あるいは、噴射圧の増大のうち少なくとも1つ
    を行うことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制
    御装置。
  3. 【請求項3】排気を吸気系に還流するEGR量を制御す
    るEGR手段を備え、前記燃料噴射制御手段は、前記空
    気過剰率の減少に加え、前記EGR量が減少するほど、
    メイン噴射時期の進角、パイロット噴射量の増量、ある
    いは、噴射圧の増大のうち少なくとも1つを行うことを
    特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 【請求項4】前記燃料噴射制御手段は、前記空気過剰率
    の減少に加え、酸素濃度が減少するほど、メイン噴射時
    期の進角、パイロット噴射量の増量、あるいは、噴射圧
    の増大のうち少なくとも1つを行うことを特徴とする請
    求項2または請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 【請求項5】排気を吸気系に還流するEGR量の吸入空
    気量に対するEGR率を制御するEGR手段を備え、 前記燃料噴射制御手段は、空気過剰率とEGR率とに基
    づき、メイン噴射時期の制御、パイロット噴射量の制
    御、あるいは、噴射圧の制御のうち少なくとも1つを行
    うことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つ
    に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 【請求項6】内燃機関の排気通路に配設され、排気中の
    排気成分を浄化する排気浄化手段と、前記排気浄化手段
    の温度を上昇させるとき、あるいは、前記排気浄化手段
    を再生させるとき、前記空気過剰率を減少する空気過剰
    率設定手段と、 を備えることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれ
    か1つに記載の内燃機関の制御装置。
JP2001327236A 2001-10-25 2001-10-25 内燃機関の制御装置 Expired - Fee Related JP3864754B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001327236A JP3864754B2 (ja) 2001-10-25 2001-10-25 内燃機関の制御装置
US10/271,569 US6877479B2 (en) 2001-10-25 2002-10-17 Apparatus and a method for controlling an internal combustion engine
EP02023688A EP1306538A3 (en) 2001-10-25 2002-10-22 An apparatus and a method for controlling an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001327236A JP3864754B2 (ja) 2001-10-25 2001-10-25 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003129890A true JP2003129890A (ja) 2003-05-08
JP3864754B2 JP3864754B2 (ja) 2007-01-10

Family

ID=19143497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001327236A Expired - Fee Related JP3864754B2 (ja) 2001-10-25 2001-10-25 内燃機関の制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6877479B2 (ja)
EP (1) EP1306538A3 (ja)
JP (1) JP3864754B2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1503065A2 (en) * 2003-07-30 2005-02-02 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas cleaning apparatus
US7159389B2 (en) 2003-07-31 2007-01-09 Nissan Motor Co., Ltd. Engine fuel injection control apparatus
JP2008223722A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009264337A (ja) * 2008-04-28 2009-11-12 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP2010038117A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Toyota Motor Corp 圧縮着火式内燃機関の燃料噴射パラメータ適合方法及び燃料噴射制御システム
JP2010164013A (ja) * 2009-01-19 2010-07-29 Toyota Motor Corp 燃料噴射制御装置
WO2010087017A1 (ja) * 2009-02-02 2010-08-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2010255528A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの排気浄化装置
JP2013209943A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Toyota Motor Corp エンジンの燃料性状推定装置

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004004949T2 (de) * 2003-07-08 2007-07-05 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Steuergerät für die Verbrennung eines Verbrennungsmotors
CA2442336C (en) * 2003-09-30 2006-09-19 Westport Research Inc. Method and apparatus for providing for high egr gaseous-fuelled direct injection internal combustion engine
CA2444163C (en) * 2003-10-01 2007-01-09 Westport Research Inc. Method and apparatus for controlling combustion quality of a gaseous-fuelled internal combustion engine
JP2006177241A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
DE102005045294B4 (de) 2005-09-22 2021-11-18 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP4538442B2 (ja) * 2006-11-11 2010-09-08 ボッシュ株式会社 パイロット噴射制御方法及びその装置
DE602008000206D1 (de) * 2007-06-27 2009-11-26 Honda Motor Co Ltd Steuersystem für einen Verbrennungsmotor
JP4760802B2 (ja) * 2007-08-20 2011-08-31 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御システム
US8433496B2 (en) * 2010-05-18 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Control system and method for improving cold startability of spark ignition direct injection (SIDI) engines
CN105264210B (zh) * 2013-06-05 2019-06-25 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
JP6787140B2 (ja) * 2017-01-12 2020-11-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2840706C2 (de) * 1977-09-21 1985-09-12 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo Elektronische Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine
JPS5458115A (en) * 1977-10-19 1979-05-10 Hitachi Ltd Engine controller
JPH01155053A (ja) 1987-12-11 1989-06-16 Mazda Motor Corp ディーゼルエンジンの燃料制御装置
JP3596013B2 (ja) 1993-12-24 2004-12-02 マツダ株式会社 ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JPH11148410A (ja) 1997-11-14 1999-06-02 Isuzu Motors Ltd エンジンにおけるパイロット燃料噴射量制御方法及びその装置
JPH11294228A (ja) 1998-04-10 1999-10-26 Isuzu Motors Ltd ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置
JP3331991B2 (ja) 1998-11-11 2002-10-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
GB2344376A (en) 1998-12-04 2000-06-07 Lucas Ind Plc I.c. engine fuel injection control method with determination of quantity of fuel delivered during pilot injection
DE10191817B4 (de) * 2000-05-08 2008-08-28 Cummins, Inc., Columbus Mehrbetriebsmodus-Motor und Betriebsverfahren

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1503065A2 (en) * 2003-07-30 2005-02-02 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas cleaning apparatus
EP1503065A3 (en) * 2003-07-30 2005-07-06 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas cleaning apparatus
US6981369B2 (en) 2003-07-30 2006-01-03 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas cleaning apparatus
CN100360781C (zh) * 2003-07-30 2008-01-09 日产自动车株式会社 废气清除设备
US7159389B2 (en) 2003-07-31 2007-01-09 Nissan Motor Co., Ltd. Engine fuel injection control apparatus
JP2008223722A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009264337A (ja) * 2008-04-28 2009-11-12 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP2010038117A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Toyota Motor Corp 圧縮着火式内燃機関の燃料噴射パラメータ適合方法及び燃料噴射制御システム
JP2010164013A (ja) * 2009-01-19 2010-07-29 Toyota Motor Corp 燃料噴射制御装置
WO2010087017A1 (ja) * 2009-02-02 2010-08-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4873098B2 (ja) * 2009-02-02 2012-02-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2010255528A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの排気浄化装置
JP2013209943A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Toyota Motor Corp エンジンの燃料性状推定装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20030079716A1 (en) 2003-05-01
JP3864754B2 (ja) 2007-01-10
EP1306538A3 (en) 2004-10-20
EP1306538A2 (en) 2003-05-02
US6877479B2 (en) 2005-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003129890A (ja) 内燃機関の制御装置
JP4055670B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP4466008B2 (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
KR19990062502A (ko) 희박연소 내연기관의 연소제어장치
JP4483706B2 (ja) 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
US7121083B2 (en) Combustion control apparatus and method for internal combustion engine
JP4232524B2 (ja) エンジンの制御装置
JP2001090594A (ja) エンジンの制御装置
US7886526B2 (en) Fuel control of an internal-combustion engine
JP2001159363A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4096834B2 (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
JP4154596B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US10858977B2 (en) Exhaust gas purification controller for engine
US10858976B2 (en) Exhaust gas purification controller for engine
JP2013024131A (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP3951630B2 (ja) ディーゼルエンジンの排気浄化装置
US10858978B2 (en) Exhaust gas purification controller for engine
JP2002030979A (ja) ディーゼルエンジンの制御装置
JP6268683B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP6300189B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP6300190B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP2018009486A (ja) エンジンの排気浄化装置
JP2000104533A (ja) 内燃機関
JP6459004B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP4075827B2 (ja) エンジンの排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060427

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060620

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060810

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060912

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060925

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091013

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101013

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111013

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121013

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121013

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131013

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees