JP2006214347A - 圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上記圧縮着火内燃機関において、予混合燃焼から通常燃焼への切替時に、過給圧に関する可変ノズル開度のフィードバック制御における目標過給圧と実過給圧との圧力差が所定過給圧以上となる場合、所定期間、該可変ノズル開度のフィードバック制御を一時的に変更し過給圧を増加させるとともに、該所定期間は、該圧力差が大きくなるに従い、長くなる。
【選択図】 図6
Description
せて副作用的に生じる実過給圧の急激な変動の影響を可及的に抑制し得る。従って、前記所定期間とは、フィードバック制御の応答速度の向上とその副作用の抑制の均衡を保つための期間である。
、その副作用の影響との均衡を保つことが可能となる。
て、これらの過給機による過給の程度が大きくなり、気筒内により多くの吸気を送り込み、残留する排気をより早期に追い出すことが可能となり、予混合燃焼から通常燃焼への切替がより速やかに行われ得る。
0からの指令に従って制御される。
関1で行われることで、燃焼状態が不安定になったりエミッションが悪化したりしないように、燃料噴射弁3からの燃料噴射が制御される。その燃焼切替時の燃料噴射制御について、図4および図5に基づいて説明する。
とする燃料噴射量との差である。
の開弁時間τ2と所定間隔Pint2前の時期となる。
する。該運転状態が通常燃焼領域R2に移行したと判定されると、S104へ進む。該運転状態が通常燃焼領域R2に移行していないと判定されると、本制御を終了する。
第一に、S101で実行されている可変ノズル開度のフィードバック制御を中断する。それとともに、可変ノズル開度を全閉、即ち可変ノズルの開度の変化の範囲において過給圧が最大となる過給圧最大開度とする。このようにすることで、過給圧が上昇し、気筒2内に供給されるEGRガス量が低減する。この一連の処理は、上述したように所定期間TD1の間だけ行われ、この期間が経過した後は、可変ノズル開度が当初の開度に戻されるとともに、再び当初の可変ノズル開度のフィードバック制御が実行される。このようなフィードバック制御の変更が行われることで、気筒2内に残留するEGRガスを追い出し、その環境を予混合燃焼に適した環境から通常燃焼に適した環境に速やかに移行させるとともに、該フィードバック制御の変更を所定期間TD1に限って行うことで、気筒2内に供給される新気量が過多となって移行後の通常燃焼時に空燃比が過度にリーンになることを回避することが可能となる。
第二に、S101で実行されている可変ノズル開度のフィードバック制御における制御パラメータである目標過給圧の値を変更する。具体的には、本来あるべき目標過給圧の値に変えて、それより大きい値を目標過給圧に設定する。この新しい目標過給圧の値は、過給圧エラー量ΔPimが大きくなるに従い、大きく設定される。そして、この目標過給圧の値の変更も、上述の変更例1と同様に所定期間TD1に限定して行われる。従って、この期間が経過した後は、再び当初の可変ノズル開度のフィードバック制御が実行される。
第三に、S101で実行されている可変ノズル開度のフィードバック制御における制御パラメータであるゲインの値を変更する。具体的には、本来あるべきゲインの値に変えて、それより大きい値に変更する。この新しいゲインの値は、過給圧エラー量ΔPimが大きくなるに従い、大きく設定される。そして、このゲインの値の変更も、上述の変更例1と同様に所定期間TD1に限定して行われる。従って、この期間が経過した後は、再び当初の可変ノズル開度のフィードバック制御が実行される。
ラー量ΔGnが大きいほど、吸気量フィードバック制御において吸気量を調整するための指令量が大きくなる。S204の処理が終了すると、S205へ進む。
第一に、S301で実行されている吸気量フィードバック制御における制御パラメータである目標吸気量の値を変更する。具体的には、本来あるべき目標吸気量の値に変えて、それより大きい値を目標吸気量に設定する。この新しい目標吸気量の値は、吸気量エラー量ΔGnが大きくなるに従い、大きく設定される。そして、この目標吸気量の値の変更は、所定期間TD1に限定して行われる。従って、この期間が経過した後は、再び当初の吸気量フィードバック制御が実行される。
第二に、S301で実行されている吸気量フィードバック制御における制御パラメータであるゲインの値を変更する。具体的には、本来あるべきゲインの値に変えて、それより大きい値に変更する。この新しいゲインの値は、吸気量エラー量ΔGnが大きくなるに従い、大きく設定される。そして、このゲインの値の変更も、上述の変更例1と同様に所定期間TD1に限定して行われる。従って、この期間が経過した後は、再び当初の吸気量フ
ィードバック制御が実行される。
3・・・・燃料噴射弁
7・・・・吸気枝管
8・・・・吸気管
12・・・・排気枝管
16・・・・過給機
16a・・・・高圧側過給機
16b・・・・低圧側過給機
17・・・・排気バイパス通路
18・・・・排気流量調整弁
20・・・・ECU
21・・・・EGR装置
22・・・・EGR通路
24・・・・EGR弁
25・・・・クランクポジションセンサ
26・・・・アクセル開度センサ
R1・・・・予混合燃焼領域
R2・・・・通常燃焼領域
Pint2・・・・所定間隔
Pint0・・・・パイロット用燃料噴射間隔
Claims (11)
- 圧縮着火内燃機関の燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、該圧縮着火内燃機関で行われる燃焼に応じた燃焼領域のいずれに属しているかを判定する燃焼領域判定手段と、
前記圧縮着火内燃機関で行われる燃焼に応じた量のEGRガスを前記気筒内に再循環させるべくEGR弁の開度を制御するEGR制御手段と、を備え、
前記燃焼領域判定手段によって判定される燃焼領域に応じて、前記燃料噴射弁の燃料噴射条件を制御することで、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期の燃料噴射によって予混合気を形成することで行われる予混合燃焼と圧縮行程上死点近傍の時期の燃料噴射によって行われる通常燃焼とを切り替えて行う圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムであって、
前記圧縮着火内燃機関の給排気系に設けられた遠心過給機であって、排気のエネルギーを受けるノズルの開度が可変となる可変ノズルを有する過給機と、
前記圧縮着火内燃機関における実際の過給圧である実過給圧が、該圧縮着火内燃機関で行われる燃焼に応じた目標過給圧になるべく、前記過給機の可変ノズル開度のフィードバック制御を行う可変ノズル開度フィードバック制御手段と、
予混合燃焼から通常燃焼への切替時に、前記フィードバック制御における前記目標過給圧と前記実過給圧との圧力差が所定過給圧以上となる場合、所定期間、前記可変ノズル開度フィードバック制御手段による可変ノズル開度のフィードバック制御を一時的に変更し過給圧を増加する可変ノズル開度フィードバック制御変更手段と、を更に備え、
前記所定期間は、前記圧力差が大きくなるに従い、長くなることを特徴とする圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 - 前記過給機は、
前記圧縮着火内燃機関の給排気系に設けられた遠心過給機であって前記可変ノズルを有する高圧側過給機と、
前記高圧側過給機が設けられた排気系の更に下流側の排気系に設けられた遠心過給機である低圧側過給機と、から構成されることを特徴とする請求項1に記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 - 前記可変ノズル開度フィードバック制御変更手段は、前記圧力差が前記所定過給圧以上となる場合、前記所定期間、前記可変ノズル開度フィードバック制御手段による可変ノズル開度のフィードバック制御を中断し、且つ該可変ノズルの開度を過給圧が最大となる過給圧最大開度とすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
- 前記圧縮着火内燃機関における実際の吸気量である実吸気量が、該圧縮着火内燃機関で行われる燃焼に応じた目標吸気量になるべく吸気量のフィードバック制御を行う吸気量フィードバック制御手段を更に備え、
前記可変ノズルの開度が過給圧最大開度とされた後、前記フィードバック制御における前記目標吸気量と前記実吸気量との吸気量差が所定吸気量以上となると、該可変ノズルの開度を該過給圧最大開度から過給圧が低下する暫定開度に一時的に変更することを特徴とする請求項3に記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 - 前記可変ノズル開度フィードバック制御変更手段は、前記圧力差が前記所定過給圧以上となる場合、前記所定期間、前記可変ノズル開度フィードバック制御手段による可変ノズル開度のフィードバック制御において、前記目標過給圧の値を前記圧力差が大きくなるに従って増大させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
- 前記可変ノズル開度フィードバック制御変更手段は、前記圧力差が前記所定過給圧以上となる場合、前記所定期間、前記可変ノズル開度フィードバック制御手段による可変ノズル開度のフィードバック制御におけるゲインの値を、前記圧力差が大きくなるに従って増大させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
- 前記低圧側過給機は、排気のエネルギーを受けるノズルの開度が可変となる低圧側可変ノズルを有し、
前記圧力差が前記所定過給圧より高い所定高過給圧以上となる場合、更に前記低圧側可変ノズルの開度を過給圧が最大となる開度とするとともに、前記所定期間を、該圧力差が該所定過給圧以上であるときに設定される期間よりも更に長く設定することを特徴とする請求項2に記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 - 前記目標過給圧は、予混合燃焼から通常燃焼への切替時においては前記圧縮着火内燃機関のアクセル開度に基づいて決定され、該切替時を除く予混合燃焼時または通常燃焼時においては前記燃料噴射弁からの燃料噴射量に基づいて決定されることを特徴とする請求項1から請求項7の何れかに記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
- 排気に前記過給機のタービンを迂回させる排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路の排気の流量を調整する排気流量調整弁と、
前記圧縮着火内燃機関における実際の吸気量である実吸気量が、該圧縮着火内燃機関で行われる燃焼に応じた目標吸気量になるべく吸気量のフィードバック制御を行う吸気量フィードバック制御手段と、を更に備え、
予混合燃焼から通常燃焼への切替時に、前記目標吸気量と前記実吸気量との吸気量差が所定吸気量以上となる場合、前記EGR弁の開度を全閉とするとともに前記排気流量調整弁の開度を全閉とすることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項5、請求項6の何れかに記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 - 前記吸気量差が前記所定吸気量以上となる場合、前記所定期間、前記吸気量フィードバック制御手段による吸気量のフィードバック制御において、前記目標吸気量の値を前記吸気量差が大きくなるに従って増大させることを特徴とする請求項9に記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
- 前記吸気量差が前記所定吸気量以上となる場合、前記所定期間、前記吸気量フィードバック制御手段による吸気量のフィードバック制御におけるゲインの値を、前記吸気量差が大きくなるに従って増大させることを特徴とする請求項9に記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。
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