JP2008255995A - Fuel injection device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関の燃料噴射装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine.
近年、燃料を通常の圧縮着火燃焼を行う際の噴射タイミング(一般的にはBTDC10°〜ATDC10°)よりも早期に一回噴射し、着火・燃焼までの時間を確保して、燃料を燃焼室内で予混合した上で着火・燃焼させるようにした内燃機関が提案されている。このような燃焼は予混合圧縮着火燃焼と呼ばれ、燃料と空気とを充分に混合してから燃焼させるため低NOx、低スモークを実現することができる。
In recent years, fuel is injected once earlier than the injection timing (generally BTDC 10 ° to
一方、予混合圧縮着火燃焼においては、燃料噴射量が増加すると過早着火する場合があるため、予混合圧縮着火燃焼による運転は実際には燃料噴射量が比較的少ない運転領域に限られる。このため、上記のような予混合圧縮着火燃焼を行うようにした内燃機関では一般に、機関の運転状態に応じて燃料噴射パターンを切替え、予混合圧縮着火燃焼と通常の圧縮着火燃焼とを切替えるようにしている。そして、この切替えの際にトルクショックが発生するという問題がある。 On the other hand, in premixed compression ignition combustion, if the fuel injection amount increases, pre-ignition may occur prematurely. Therefore, operation by premixed compression ignition combustion is actually limited to an operation region where the fuel injection amount is relatively small. For this reason, in an internal combustion engine configured to perform premixed compression ignition combustion as described above, the fuel injection pattern is generally switched in accordance with the operating state of the engine so as to switch between premixed compression ignition combustion and normal compression ignition combustion. I have to. And there is a problem that torque shock occurs at the time of this switching.
すなわち、上記の通常の圧縮着火燃焼を行わせる場合の燃料噴射パターンとしては、燃焼騒音や排気性状の悪化の抑制等を目的として、一般に主噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射モードが採用される。このため、上記の予混合圧縮着火燃焼と通常の圧縮着火燃焼との切替えの際には燃料の噴射パターンが早期に一回噴射する予混合圧縮着火燃焼モードとパイロット噴射モードとの間で切替ることになり、これに伴ってトルクショックが発生する。 That is, as a fuel injection pattern in the case of performing the above normal compression ignition combustion, a pilot injection mode in which pilot injection is generally performed prior to main injection is generally adopted for the purpose of suppressing deterioration of combustion noise and exhaust properties. The Therefore, when switching between the premixed compression ignition combustion and the normal compression ignition combustion, the fuel injection pattern is switched between the premixed compression ignition combustion mode in which the fuel is injected once and the pilot injection mode. As a result, a torque shock occurs.
このような燃料噴射パターンの切替えに伴うトルクショックを緩和する技術としては、例えば特許文献1に、燃料の噴射パターンを機関の運転状態に応じて主噴射のみの通常噴射モードと主噴射に先立ってパイロット噴射を行うパイロット噴射モードとで切替えるようにした内燃機関において、噴射パターンを切替える際に噴射間隔を徐々に減少または増加させて切替え時のトルクショックを緩和する技術が開示されている。
As a technique for mitigating such a torque shock associated with the switching of the fuel injection pattern, for example,
しかしながら、実際にはこのような方法によってもトルクショックを充分に緩和することは困難である。これは、例えば噴射回数が一回から二回に変更される場合等には、二回の噴射となった際に後で行われる噴射が先に行われる噴射による圧力脈動の影響を受けること等によって全体の燃料噴射量が所期の値から変化してしまうためである。そして、このような燃料噴射量の変化はトルクショックに加え、排気性状の悪化を生じる場合もある。 However, in practice, it is difficult to sufficiently reduce the torque shock even by such a method. This is because, for example, when the number of injections is changed from once to twice, when the injection is performed twice, the injection performed later is affected by the pressure pulsation caused by the injection performed first, etc. This is because the overall fuel injection amount changes from the expected value. Such a change in the fuel injection amount may cause deterioration of exhaust properties in addition to torque shock.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、機関の運転状態に応じて燃焼を切替える内燃機関において、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化を抑制することができる内燃機関の燃料噴射装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress occurrence of torque shock and deterioration of exhaust properties at the time of combustion switching in an internal combustion engine that switches combustion according to the operating state of the engine. It is to provide a fuel injection device for an internal combustion engine.
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された内燃機関の燃料噴射装置を提供する。
請求項1に記載の発明は、予混合圧縮着火燃焼と、パイロット噴射を用いた通常の圧縮着火燃焼とを運転状態に応じて切替える内燃機関に用いられる燃料噴射装置であって、上記の燃焼の切替えの際に燃料噴射回数が変更されないことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置を提供する。
The present invention provides a fuel injection device for an internal combustion engine described in each claim as a means for solving the above-mentioned problems.
The invention according to
予混合圧縮着火燃焼と、パイロット噴射を用いた通常の圧縮着火燃焼とを切替える上記のような内燃機関では、各燃焼における燃料噴射回数の違いのために、燃焼切替え時にトルクショックが発生すると共に排気性状が悪化する場合がある。これに対し、請求項1に記載の発明によれば、上記の燃焼の切替えの際に燃料噴射回数が変更されないので、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化を抑制することができる。
なお、本願の特許請求の範囲並びに明細書において燃料噴射回数とは機関の爆発1回当たりの燃料の噴射回数を意味する。
In the internal combustion engine as described above, which switches between premixed compression ignition combustion and normal compression ignition combustion using pilot injection, a torque shock occurs at the time of combustion switching and exhaust due to the difference in the number of fuel injections in each combustion. Properties may deteriorate. On the other hand, according to the first aspect of the present invention, since the number of fuel injections is not changed at the time of switching the combustion, it is possible to suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties at the time of switching the combustion. .
In the claims and specification of the present application, the number of fuel injections means the number of fuel injections per explosion of the engine.
請求項2に記載の発明では請求項1に記載の発明において、上記予混合圧縮着火燃焼時における燃料噴射回数と上記通常の圧縮着火燃焼時における燃料噴射回数とが同じである。
請求項2に記載の発明のようにすれば、総ての運転状態において燃料噴射回数が変更されないので、燃焼切替え時以外においてもトルクショックの発生及び排気性状の悪化が抑制される。
The invention according to claim 2 is the invention according to
According to the second aspect of the present invention, since the number of fuel injections is not changed in all operation states, occurrence of torque shock and deterioration of exhaust properties are suppressed even at the time of switching to combustion.
請求項3に記載の発明では請求項1または2に記載の発明において、上記の燃焼の切替えの際に燃料噴射間隔と各噴射に対する量配分とのうちの少なくとも一方が変更されない。
上記の燃焼の切替えの際に各噴射の噴射間隔や噴射量配分を変更することもトルクショックの発生や排気性状悪化の原因となる場合がある。したがって、請求項3に記載の発明のようにすれば、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化をより確実に抑制することができる。
In the invention according to
Changing the injection interval and the injection amount distribution of each injection at the time of switching the combustion may cause the generation of torque shock and the deterioration of exhaust properties. Therefore, according to the third aspect of the invention, it is possible to more reliably suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties at the time of combustion switching.
請求項4に記載の発明は、予混合圧縮着火燃焼と、パイロット噴射を用いた通常の圧縮着火燃焼とを運転状態に応じて切替える内燃機関に用いられる燃料噴射装置であって、燃料の蒸留性状を考慮して、上記の燃焼の切替えの際に燃料噴射回数を変更するか否かが決定されることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置を提供する。
The invention according to
予混合圧縮着火燃焼においては、早期に燃料噴射を行う必要がある。したがって、パイロット噴射を用いた通常の圧縮着火燃焼から燃料噴射回数を変更せずに予混合圧縮着火燃焼に切替える場合には早期に複数回の燃料噴射をすることになる。このため、ボアフラッシングし易い状況となる。 In premixed compression ignition combustion, it is necessary to perform fuel injection at an early stage. Therefore, when switching from normal compression ignition combustion using pilot injection to premixed compression ignition combustion without changing the number of fuel injections, fuel injection is performed a plurality of times at an early stage. For this reason, it will be in the situation where bore flushing is easy.
請求項4に記載の発明によれば、ボアフラッシングのし易さを示す指標の一つである燃料の蒸留性状を考慮して上記の燃焼の切替えの際に燃料噴射回数を変更するか否かが決定されるので、ボアフラッシングの発生を抑制しつつ燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, whether or not to change the number of times of fuel injection at the time of switching the combustion in consideration of the distillation property of the fuel, which is one of the indexes indicating the ease of bore flushing. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties at the time of combustion switching while suppressing the occurrence of bore flushing.
請求項5に記載の発明では請求項4に記載の発明において、燃料の蒸留性状を推定する蒸留性状推定手段と、推定された該蒸留性状に基づいて、上記通常の圧縮着火燃焼から上記予混合圧縮着火燃焼への切替えの際に燃料噴射回数を変更しなくてもボアフラッシングしないように噴射できるか否かを判定する噴射回数変更要否判定手段とを有していて、上記判定手段によって、ボアフラッシングしないように噴射できると判定された場合には、上記通常の圧縮着火燃焼から上記予混合圧縮着火燃焼への切替えの際に燃料噴射回数を変更せず、ボアフラッシングしないように噴射できないと判定された場合には燃料噴射回数を減少させる。
請求項5に記載の発明によっても請求項4に記載の発明と同様、ボアフラッシングの発生を抑制しつつ燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。
According to a fifth aspect of the invention, in the fourth aspect of the invention, the distillation property estimating means for estimating the distillation property of the fuel, and the premixing from the normal compression ignition combustion based on the estimated distillation property. An injection number change necessity determining unit that determines whether or not the fuel can be injected without changing the number of fuel injections when changing to the compression ignition combustion. If it is determined that injection can be performed without bore flushing, the number of fuel injections is not changed when switching from the normal compression ignition combustion to the premixed compression ignition combustion, and injection cannot be performed without bore flushing. If it is determined, the number of fuel injections is decreased.
According to the invention described in
請求項6に記載の発明では請求項5に記載の発明において、上記噴射回数変更要否判定手段は更に、上記通常の圧縮着火燃焼から上記予混合圧縮着火燃焼への切替えの際に燃料噴射回数を変更しなくても燃料と空気の充分な混合ができるように噴射できるか否かを判定し、該判定手段によって充分な混合ができるように噴射できると判定された場合には、上記通常の圧縮着火燃焼から上記予混合圧縮着火燃焼への切替えの際に燃料噴射回数を変更せず、充分な混合ができるように噴射できないと判定された場合には燃料噴射回数を減少させる。
請求項6に記載の発明によれば、ボアフラッシングの発生を抑制し且つ予混合圧縮着火燃焼が良好に行われるようにしつつ、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the means for determining whether or not to change the number of injections further includes the number of fuel injections when switching from the normal compression ignition combustion to the premixed compression ignition combustion. It is determined whether or not injection can be performed so that sufficient mixing of fuel and air can be performed without changing the fuel, and when it is determined by the determination means that injection can be performed so that sufficient mixing can be performed, When switching from compression ignition combustion to the above premixed compression ignition combustion, the number of fuel injections is not changed, and if it is determined that injection cannot be performed so that sufficient mixing can be performed, the number of fuel injections is decreased.
According to the sixth aspect of the present invention, the generation of torque shock and the deterioration of exhaust properties at the time of combustion switching are suppressed while the occurrence of bore flushing is suppressed and premixed compression ignition combustion is performed satisfactorily. be able to.
請求項7に記載の発明では請求項5または6に記載の発明において、上記判定手段は、上記通常の圧縮着火燃焼から上記予混合圧縮着火燃焼への切替えの際に、燃料噴射間隔と各噴射に対する量配分とのうちの少なくとも一方を変更せしめる場合を考慮して上記噴射可否を判定する。
燃料噴射回数を変更せずに上記通常の圧縮着火燃焼から予混合圧縮着火燃焼に切替える際に生じるボアフラッシングは、例えば燃料噴射間隔を短縮したり、最初の噴射の量配分を少なくすること等によって抑制することができる。また、最後の噴射の量配分を少なくすれば、最後の噴射後に必要な混合時間は短くなる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to the fifth or sixth aspect, the determination means is configured to change a fuel injection interval and each injection at the time of switching from the normal compression ignition combustion to the premixed compression ignition combustion. The injection propriety is determined in consideration of the case where at least one of the quantity distribution to the change is changed.
Bore flushing that occurs when switching from normal compression ignition combustion to premixed compression ignition combustion without changing the number of fuel injections can be achieved, for example, by shortening the fuel injection interval or reducing the amount of initial injection. Can be suppressed. Further, if the amount distribution of the last injection is reduced, the mixing time required after the last injection is shortened.
したがって、請求項7に記載の発明のようにすることにより、燃焼切替え時に燃料噴射回数が変更されない場合が増え、より多くの場合でボアフラッシングの発生を抑制しつつ、またはボアフラッシングの発生を抑制し且つ予混合圧縮着火燃焼が良好に行われるようにしつつ燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。
Therefore, by making it like the invention of
請求項8に記載の発明は、予混合圧縮着火燃焼と、パイロット噴射を用いた通常の圧縮着火燃焼とを運転状態に応じて切替える内燃機関に用いられる燃料噴射装置であって、上記予混合圧縮着火燃焼を実施する場合には、燃料の蒸留性状を考慮して、燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数と同じにするか否かが決定される、内燃機関の燃料噴射装置を提供する。
請求項8に記載の発明のようにすれば、燃焼切替え時以外においてもボアフラッシングの発生を抑制しつつトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。
The invention according to claim 8 is a fuel injection device used in an internal combustion engine that switches between premixed compression ignition combustion and normal compression ignition combustion using pilot injection according to an operating state, wherein the premixed compression ignition is used. When performing ignition combustion, it is determined whether or not the number of fuel injections is the same as the number of fuel injections during the normal compression ignition combustion in consideration of the distillation characteristics of the fuel. Providing equipment.
According to the eighth aspect of the invention, it is possible to suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties while suppressing the occurrence of bore flushing even at the time other than the combustion switching.
請求項9に記載の発明では請求項8に記載の発明において、燃料の蒸留性状を推定する蒸留性状推定手段と、上記予混合圧縮着火燃焼を実施する場合に、推定された該蒸留性状に基づいて、上記予混合圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数と同じにしてもボアフラッシングしないように噴射できるか否かを判定する噴射回数変更要否判定手段とを有していて、上記判定手段によって、ボアフラッシングしないように噴射できると判定された場合には、上記予混合圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数と同じにし、ボアフラッシングしないように噴射できないと判定された場合には上記予混合圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数より減少させる。
請求項9に記載の発明によっても請求項8に記載の発明と同様の作用及び効果を得ることができる。
The invention according to claim 9 is the invention according to claim 8, wherein the distillation property estimation means for estimating the distillation property of the fuel and the estimated distillation property when the premixed compression ignition combustion is performed. Thus, it is necessary to determine whether or not the number of injections needs to be changed even if the number of fuel injections during premixed compression ignition combustion is the same as the number of fuel injections during normal compression ignition combustion. And the determination means determines that injection can be performed without bore flushing, the number of fuel injections during the premixed compression ignition combustion is the number of fuel injections during the normal compression ignition combustion. If it is determined that injection cannot be performed without bore flushing, the number of fuel injections during premixed compression ignition combustion is the number of fuel injections during normal compression ignition combustion. Ri is reduced.
According to the ninth aspect of the invention, the same operation and effect as the eighth aspect of the invention can be obtained.
請求項10に記載の発明は請求項9に記載の発明において、上記噴射回数変更要否判定手段は更に、上記予混合圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数と同じにしても燃料と空気の充分な混合ができるように噴射できるか否かを判定し、該判定手段によって充分な混合ができるように噴射できると判定された場合には、上記予混合圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数と同じにし、充分な混合ができるように噴射できないと判定された場合には上記予混合圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数より減少させる。
請求項10に記載の発明によれば、燃焼切替え時以外においてもボアフラッシングの発生を抑制し且つ予混合圧縮着火燃焼が良好に行われるようにしつつ、トルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。
According to a tenth aspect of the invention, in the ninth aspect of the invention, the means for determining whether or not to change the number of injections further determines the number of fuel injections during the premixed compression ignition combustion and the fuel injection during the normal compression ignition combustion Even if the number of times is the same as the number of times, it is determined whether or not the fuel and air can be injected so that sufficient mixing can be performed. When the number of fuel injections during compression ignition combustion is the same as the number of fuel injections during normal compression ignition combustion, and when it is determined that injection cannot be performed so that sufficient mixing can be performed, fuel injection during premixed compression ignition combustion The number of times is reduced from the number of fuel injections during the normal compression ignition combustion.
According to the tenth aspect of the present invention, generation of torque shock and suppression of deterioration of exhaust properties are suppressed while suppressing occurrence of bore flushing and performing premixed compression ignition combustion well even at times other than combustion switching. Can be achieved.
請求項11に記載の発明では請求項9または10に記載の発明において、上記判定手段は、燃料噴射間隔と各噴射に対する量配分とのうちの少なくとも一方を変更せしめる場合を考慮して上記噴射可否を判定する。
請求項11に記載の発明のようにすれば、燃料噴射回数が変更されない場合が増え、より多くの場合でボアフラッシングの発生を抑制しつつ、またはボアフラッシングの発生を抑制し且つ予混合圧縮着火燃焼が良好に行われるようにしつつトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。
In the invention described in claim 11, in the invention described in
According to the invention described in claim 11, the number of times of fuel injection is not changed, and in many cases, the occurrence of bore flushing is suppressed, or the occurrence of bore flushing is suppressed and premixed compression ignition is performed. It is possible to suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties while ensuring good combustion.
請求項12に記載の発明では請求項4から11の何れか一項に記載の発明において、上記通常の圧縮着火燃焼から上記予混合圧縮着火燃焼への切替えの際に燃料噴射回数が変更されない場合には、その切替えの際に燃料噴射間隔と各噴射に対する量配分とのうちの少なくとも一方が変更されない。
請求項12に記載の発明のようにすれば、請求項3に記載の発明と同様、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化をより確実に抑制することができる。
In the invention of
According to the twelfth aspect of the invention, as in the third aspect of the invention, it is possible to more reliably suppress the generation of torque shock and the deterioration of the exhaust properties at the time of switching the combustion.
請求項1に記載の発明によれば、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化を抑制することができる。また、請求項2に記載の発明によれば、燃焼切替え時以外においてもトルクショックの発生及び排気性状の悪化が抑制される。更に、請求項3に記載の発明によれば、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化をより確実に抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties at the time of combustion switching. In addition, according to the second aspect of the present invention, occurrence of torque shock and deterioration of exhaust properties are suppressed even at times other than during combustion switching. Furthermore, according to the third aspect of the present invention, it is possible to more reliably suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties at the time of switching combustion.
請求項4及び5に記載の発明によれば、ボアフラッシングの発生を抑制しつつ燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。また、請求項6に記載の発明によれば、ボアフラッシングの発生を抑制し且つ予混合圧縮着火燃焼が良好に行われるようにしつつ、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。更に請求項7に記載の発明によれば、より多くの場合でボアフラッシングの発生を抑制しつつ、またはボアフラッシングの発生を抑制し且つ予混合圧縮着火燃焼が良好に行われるようにしつつ燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。
According to the fourth and fifth aspects of the invention, it is possible to suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties at the time of combustion switching while suppressing the occurrence of bore flushing. According to the sixth aspect of the present invention, the generation of torque shock and the deterioration of exhaust properties during combustion switching are suppressed while the occurrence of bore flushing is suppressed and the premixed compression ignition combustion is performed satisfactorily. Can be achieved. Further, according to the invention described in
請求項8及び9に記載の発明によれば、燃焼切替え時以外においてもボアフラッシングの発生を抑制しつつトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。また、請求項10に記載の発明によれば、燃焼切替え時以外においてもボアフラッシングの発生を抑制し且つ予混合圧縮着火燃焼が良好に行われるようにしつつ、トルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。請求項11に記載の発明によれば、より多くの場合でボアフラッシングの発生を抑制しつつ、またはボアフラッシングの発生を抑制し且つ予混合圧縮着火燃焼が良好に行われるようにしつつトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。
According to the eighth and ninth aspects of the invention, it is possible to suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties while suppressing the occurrence of bore flushing even at times other than the time of combustion switching. According to the invention described in
請求項12に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明と同様、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化をより確実に抑制することができる。 According to the twelfth aspect of the invention, as in the third aspect of the invention, it is possible to more reliably suppress the generation of torque shock and the deterioration of the exhaust properties at the time of combustion switching.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照番号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar components are denoted by common reference numerals.
図1は本発明の一実施形態の燃料噴射装置を備えた直噴式のディーゼル機関を示す図である。図1を参照すると、1は機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、6は電気制御式燃料噴射弁、7は吸気弁、8は吸気ポート、9は排気弁、10は排気ポートをそれぞれ示す。吸気ポート8は対応する吸気枝管11を介してサージタンク12に連結され、サージタンク12は吸気ダクト13を介して排気ターボチャージャ14のコンプレッサ15に連結される。吸気ダクト13内にはステップモータ16により駆動されるスロットル弁17が配置され、更に吸気ダクト13周りには吸気ダクト13内を流れる吸入空気を冷却するための吸気冷却装置(インタークーラ)18が配置される。図1に示される実施形態では機関冷却水が吸気冷却装置18内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
FIG. 1 is a view showing a direct injection diesel engine equipped with a fuel injection device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 6 is an electrically controlled fuel injection valve, 7 is an intake valve, 8 is an intake port, 9 Is an exhaust valve, and 10 is an exhaust port. The intake port 8 is connected to a
一方、排気ポート10は排気マニホルド19及び排気管20を介して排気ターボチャージャ14の排気タービン21に連結される。排気タービン21の出口には排気ガス浄化器44が連結される。
排気マニホルド19とサージタンク12とは排気ガス再循環(以下、EGRと称す)通路24を介して互いに連結され、EGR通路24内には電気制御式EGR制御弁25が配置される。また、EGR通路24周りにはEGR通路24内を流れるEGRガスを冷却するためのEGR冷却装置(EGRクーラ)26が配置される。図1に示される実施形態では機関冷却水がEGR冷却装置26内に導かれ、機関冷却水によってEGRガスが冷却される。
On the other hand, the
The
一方、各燃料噴射弁6は燃料供給管6aを介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール27に連結される。このコモンレール27内へは燃料タンク46から低圧ポンプ(図示無し)で吸い出された燃料が電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ28によって更に加圧されて供給される。そしてコモンレール27内に供給された燃料は各燃料供給管6aを介して燃料噴射弁6に供給される。コモンレール27にはコモンレール27内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ29が取付けられ、燃料圧センサ29の出力信号に基づいてコモンレール27内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ28の吐出量が制御される。
On the other hand, each
電子制御ユニット(ECU)30はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス31によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35及び出力ポート36を具備する。燃料圧センサ29からの信号は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。また、アクセルペダル40にはアクセルペダル40の踏込み量(以下、アクセル踏込み量と言う)Lに比例した出力電圧を発生する負荷センサ41が接続され、負荷センサ41の出力電圧は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。更に入力ポート35にはクランクシャフトが例えば30°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ42が接続される。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を介して燃料噴射弁6、スロットル弁駆動用ステップモータ16、EGR制御弁25及び燃料ポンプ28等に接続されている。
The electronic control unit (ECU) 30 is a digital computer and includes a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Microprocessor) 34, an
入力ポート35に入力された信号はCPU34へ送られ、CPU34はそれらの信号とROM32、RAM33等に記憶されているデータを基に、本発明に関連する燃料噴射の量、時期等の噴射パターンやその他の機関を制御するための制御値を演算または決定する。そして、この噴射パターンや制御値に従って燃料噴射弁6、スロットル弁駆動用ステップモータ16、EGR制御弁25及び燃料ポンプ28等が作動される。
Signals input to the
次に、以上のような構成の上記ディーゼル機関の燃焼制御について説明する。すなわち、本実施形態において上記ディーゼル機関では、運転状態に応じて予混合圧縮着火燃焼と、1回のパイロット噴射を用いた通常の圧縮着火燃焼とが切替えられるようになっている。そして、この燃焼の切替えは燃料噴射装置によって燃料噴射パターンを切替えることによって行われる。 Next, combustion control of the diesel engine having the above configuration will be described. That is, in the present embodiment, in the diesel engine, premixed compression ignition combustion and normal compression ignition combustion using one pilot injection are switched according to the operating state. The combustion is switched by switching the fuel injection pattern with the fuel injection device.
図2は、上記ディーゼル機関において実施される燃焼制御(すなわち、燃料噴射制御)の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ECU30によって一定時間毎の割り込みによって実施される。本制御ルーチンがスタートすると、まずステップ101において運転状態パラメータの読込みが行われる。ここで運転状態パラメータとは機関の運転状態の指標となるパラメータのことで、本実施形態の場合は機関回転数Nとアクセル踏込み量Lである。
FIG. 2 is a flowchart showing a control routine of combustion control (that is, fuel injection control) performed in the diesel engine. This control routine is executed by the
ステップ101で機関回転数Nとアクセル踏込み量Lが読込まれると、続くステップ103において、これらを用いて予混合圧縮着火燃焼の実施条件が成立しているか否かが判定される。すなわち、ここでは運転状態に応じて予混合圧縮着火燃焼と通常の圧縮着火燃焼とのうちのどちらを実施するかが判定される。
When the engine speed N and the accelerator depression amount L are read in
この判定は例えば図3に示したようなマップに基づいて行われる。図3において、横軸は機関回転数Nであり、縦軸はアクセル踏込み量Lである。ここでは、その時の運転状態が図3に示した機関回転数Nが比較的小さく且つアクセル踏込み量Lが比較的小さい領域Sにある場合に予混合圧縮着火燃焼実施条件が成立していると判定する。言い換えれば、高速/高負荷運転の場合(すなわち、領域Hにある場合)には予混合圧縮着火燃焼を行わないようにしている。これは、高速/高負荷運転の場合(すなわち、領域Hにある場合)には燃料噴射量が多くなるため、予混合圧縮着火燃焼をさせようとして早期に燃料噴射を行うと過早着火してしまう恐れがあるからである。図3のマップはこのような趣旨で予め作成しROM32に記憶させておく。
This determination is performed based on, for example, a map as shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis is the engine speed N, and the vertical axis is the accelerator depression amount L. Here, it is determined that the premixed compression ignition combustion execution condition is satisfied when the operation state at that time is in the region S where the engine speed N shown in FIG. 3 is relatively small and the accelerator depression amount L is relatively small. To do. In other words, premixed compression ignition combustion is not performed in the case of high speed / high load operation (that is, in the region H). This is because, in the case of high speed / high load operation (that is, in the region H), the amount of fuel injection increases. Therefore, if fuel injection is performed early in order to perform premixed compression ignition combustion, premature ignition occurs. This is because there is a risk of it. The map shown in FIG. 3 is created in advance for this purpose and stored in the
ステップ103において上記実施条件が成立していないと判定された場合にはステップ105に進み、パイロット噴射とそれに続く主噴射が実施される(合計2回の噴射)。この時、主噴射は圧縮上死点付近で行われ、燃料が空気と混ざりながら着火・燃焼する通常の圧縮着火燃焼が行われる。
一方、ステップ103において上記実施条件が成立していると判定された場合にはステップ107に進み、早期に2回の燃料噴射が行われる。この場合、早期に噴射が行われることにより、着火・燃焼までに燃料が空気と充分に混合されるので、予混合圧縮着火燃焼が行われる。
If it is determined in
On the other hand, if it is determined in
以上説明したように、本実施形態においては、運転状態に応じて燃料噴射パターンが切替えられ、それによって予混合圧縮着火燃焼とパイロット噴射を用いた通常の圧縮着火燃焼とが切替えられる。そして特に、本実施形態では予混合圧縮着火燃焼をさせる場合の燃料噴射パターンと通常の圧縮着火燃焼をさせる場合の燃料噴射パターンとにおいて同じ回数(すなわち、2回)の燃料噴射が行われるようになっている。これは、二つの燃焼の切替え(すなわち、燃料噴射パターンの切替え)時に生ずるトルクショック及び排気性状の悪化の抑制を目的としている。 As described above, in the present embodiment, the fuel injection pattern is switched in accordance with the operating state, thereby switching between premixed compression ignition combustion and normal compression ignition combustion using pilot injection. In particular, in the present embodiment, fuel injection is performed the same number of times (that is, twice) in the fuel injection pattern in the case of performing the premixed compression ignition combustion and the fuel injection pattern in the case of performing the normal compression ignition combustion. It has become. The purpose of this is to suppress torque shock and deterioration of exhaust properties that occur at the time of switching between two combustion modes (that is, switching between fuel injection patterns).
すなわち、通常、予混合圧縮着火燃焼は早期に一回の燃料噴射で行われるため、予混合圧縮着火燃焼とパイロット噴射を用いた通常の圧縮着火燃焼とを切替える内燃機関では、燃焼切替え時に燃料噴射回数が変更されることになる。そして、このような燃料噴射回数の変更が行われると、すなわち例えば噴射回数が一回から二回に変更されると、二回の噴射となった際に後で行われる噴射が先に行われる噴射による圧力脈動の影響を受けて燃料噴射量が所期の値から変化してしまう場合がある(このような圧力脈動は軽油より圧縮性の高い燃料、例えばジメチルエーテル等を使用している場合に発生し易い)。つまり、燃料噴射回数の変更に伴って総燃料噴射量の変化に段差が生じてしまう場合がある。そして、これが原因でトルクショックが発生し、排気性状が悪化してしまう。 That is, normally, the premixed compression ignition combustion is performed by one fuel injection at an early stage. Therefore, in an internal combustion engine that switches between premixed compression ignition combustion and normal compression ignition combustion using pilot injection, the fuel injection is performed at the time of combustion switching. The number of times will be changed. When such a change in the number of fuel injections is performed, that is, for example, when the number of injections is changed from once to twice, the injection that is performed later when the number of injections becomes two is performed first. The fuel injection amount may change from the expected value due to the effect of pressure pulsation due to injection (such pressure pulsation may occur when using fuel that is more compressible than diesel oil, such as dimethyl ether) Easy to occur). That is, there may be a step in the change in the total fuel injection amount with the change in the number of fuel injections. As a result, torque shock occurs and exhaust properties deteriorate.
これに対し、本実施形態においては、上記予混合圧縮着火燃焼時における燃料噴射回数と上記通常の圧縮着火燃焼時における燃料噴射回数とが同じであり、したがって上記燃焼の切替えの際に燃料噴射回数が変更されない。このため、上述したような燃料噴射量の変化の問題が生じることがなく、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化を抑制することができる。また、本実施形態の場合には、総ての運転状態において燃料噴射回数が変更されないので、燃焼切替え時以外においてもトルクショックの発生及び排気性状の悪化が抑制される。 On the other hand, in the present embodiment, the number of fuel injections during the premixed compression ignition combustion is the same as the number of fuel injections during the normal compression ignition combustion, and therefore the number of fuel injections during the switching of the combustion. Is not changed. For this reason, the problem of the change of the fuel injection amount as described above does not occur, and the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties at the time of combustion switching can be suppressed. In the case of the present embodiment, since the number of fuel injections is not changed in all operation states, occurrence of torque shock and deterioration of exhaust properties are suppressed even when the combustion is switched.
なお、本実施形態においては、上述のようにして予混合圧縮着火燃焼(早期2回噴射)と通常の圧縮着火燃焼(パイロット噴射+主噴射)とのうちのどちらを実施するかを決定するのと同時に、他の燃料噴射条件、例えば、総燃料噴射量、前噴射(例えば、パイロット噴射または早期2回噴射の1回目の噴射)と後噴射(例えば、主噴射または早期2回噴射の2回目の噴射)との噴射間隔、噴射量配分、詳細な噴射タイミング等も各運転状態(すなわち、機関回転数Nとアクセル踏込み量Lの各組合せ)に応じて決定されるようになっている。すなわち、例えば、機関回転数Nとアクセル踏込み量Lとから上記の各噴射条件を決定するためのマップを事前に作成してROM32に記憶させておき、それらに基づいて決定するようにする。そして、これらの運転状態に応じて決定された各噴射条件に沿って実際の燃料噴射がなされる。
In the present embodiment, as described above, it is determined whether to perform premixed compression ignition combustion (early twice injection) or normal compression ignition combustion (pilot injection + main injection). At the same time, other fuel injection conditions, for example, total fuel injection amount, pre-injection (for example, first injection of pilot injection or early two-time injection) and post-injection (for example, second injection of main injection or early two-time injection) The injection interval, the injection amount distribution, the detailed injection timing, and the like are also determined in accordance with each operating state (that is, each combination of the engine speed N and the accelerator depression amount L). That is, for example, a map for determining each of the above injection conditions is created in advance from the engine speed N and the accelerator depression amount L, stored in the
ところで、上記の燃焼の切替えの際に前噴射と後噴射との噴射間隔や噴射量配分を変更することもトルクショックの発生や排気性状悪化の原因となる場合がある。したがって、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化をより確実に抑制するためには、上記燃焼の切替え時に上記噴射間隔や噴射量配分も変更しないようにすることが好ましい。 By the way, changing the injection interval and the injection amount distribution between the pre-injection and the post-injection at the time of switching the combustion may cause the generation of torque shock and the deterioration of exhaust properties. Therefore, in order to more reliably suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties at the time of combustion switching, it is preferable not to change the injection interval and the injection amount distribution at the time of switching the combustion.
このために、例えば、図3の境界線Cを挟んで隣り合うような運転状態(すなわち境界線C近傍の運転状態)においては、上記噴射間隔や噴射量配分が同じになるようにこれら噴射条件を決定するマップの値を設定してもよい。このようにすれば運転状態が僅かに変わって燃焼が切替る際に上記噴射間隔や噴射量配分が変更されることを抑制できる。あるいは、燃焼の切替え時には上記噴射間隔や噴射量配分は変更しないようにし、その後徐々に適正な値(その運転状態に対応してマップ等で定められる値)になるように制御するようにしてもよい。 For this reason, for example, in the operation state adjacent to the boundary line C of FIG. 3 (that is, the operation state in the vicinity of the boundary line C), these injection conditions are set so that the injection interval and the injection amount distribution are the same. You may set the value of the map which determines. If it does in this way, it can control that the above-mentioned injection interval and injection quantity distribution are changed when a driving state changes slightly and combustion changes. Alternatively, at the time of switching of combustion, the injection interval and the injection amount distribution are not changed, and thereafter, control is performed so as to gradually become an appropriate value (a value determined by a map or the like corresponding to the operation state). Good.
図4は、各燃焼に対応する燃料噴射パターン(すなわち、燃料噴射弁6の制御パターン)の一例について示したタイミング図であり、横軸がクランク角度を示し、縦軸が燃料噴射弁6のニードルリフト量を示している。この図は燃焼が切替る境界線Cの近傍における各燃焼に対応する燃料噴射パターンを示している。すなわち、例えば、運転状態が図3のH領域からS領域に移動することによって、燃料噴射パターンが図4の上段のパターンから下段のパターンに変更される。この例では、燃焼の切替えの際に上述の前噴射と後噴射との噴射間隔や噴射量配分は変更されていない。
FIG. 4 is a timing chart showing an example of a fuel injection pattern (that is, a control pattern of the fuel injection valve 6) corresponding to each combustion. The horizontal axis indicates the crank angle, and the vertical axis indicates the needle of the
なお、以上では、予混合圧縮着火燃焼をさせる場合の燃料噴射パターンと通常の圧縮着火燃焼をさせる場合の燃料噴射パターンとにおいて、2回の燃料噴射が行われる場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば3回等より多くの燃料噴射回数であってもよい。 In the above description, the fuel injection pattern for premixed compression ignition combustion and the fuel injection pattern for normal compression ignition combustion are described as an example in which two fuel injections are performed. The invention is not limited to this, and the number of fuel injections may be greater than three, for example.
次に本発明の他の実施形態について図5及び図6を参照しつつ説明する。図5に示された構成は、基本的に図1に示された構成と同様であるが、コモンレール27に燃料の密度を測定する密度センサ48が取付けられている点で異なっている。この密度センサ48は燃料の蒸留性状を推定する蒸留性状推定手段を構成する。つまり、本実施形態では燃料の蒸留性状を示す値(すなわち、後述の蒸留性状パラメータ)として燃料の密度を使用する。密度センサ48からの信号は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力されるようになっている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The configuration shown in FIG. 5 is basically the same as the configuration shown in FIG. 1 except that a
上述したように予混合圧縮着火燃焼とパイロット噴射を用いた通常の圧縮着火燃焼とを運転状態に応じて切替える内燃機関においては、各燃焼における燃料噴射回数を同じとすることで、燃焼の切替え等に伴うトルクショックの発生及び排気性状の悪化を抑制することができる。しかしながら、予混合圧縮着火燃焼においては、早期に燃料噴射を行う必要がある。したがって、パイロット噴射を用いた通常の圧縮着火燃焼から燃料噴射回数を変更せずに予混合圧縮着火燃焼に切替える場合には早期に複数回の燃料噴射をすることになる。このため、ボアフラッシングし易い状況となる。そこで、本実施形態では密度センサ48によって燃料の密度を測定し、その値から燃料の蒸留性状を推定して、それに基づいて燃料噴射回数を制御することでボアフラッシングの発生を防止するようにしている。
As described above, in an internal combustion engine that switches between premixed compression ignition combustion and normal compression ignition combustion using pilot injection according to the operating state, by switching the number of fuel injections in each combustion, it is possible to switch combustion, etc. It is possible to suppress the occurrence of torque shock and the deterioration of exhaust properties associated with. However, in premixed compression ignition combustion, it is necessary to perform fuel injection at an early stage. Therefore, when switching from normal compression ignition combustion using pilot injection to premixed compression ignition combustion without changing the number of fuel injections, fuel injection is performed a plurality of times at an early stage. For this reason, it will be in the situation where bore flushing is easy. Therefore, in this embodiment, the density of the fuel is measured by the
次に本実施形態において実施される燃焼制御(すなわち、燃料噴射制御)について説明する。なお、本実施形態において実施される燃焼制御(すなわち、燃料噴射制御)は、図2の制御ルーチンを参照しつつ先に説明した燃焼制御(すなわち、燃料噴射制御)と共通する部分を有しており、これらの部分に関する説明は原則として省略する。 Next, combustion control (that is, fuel injection control) performed in the present embodiment will be described. Note that the combustion control (that is, fuel injection control) performed in the present embodiment has a common part with the combustion control (that is, fuel injection control) described above with reference to the control routine of FIG. In principle, explanations of these parts are omitted.
図6は本実施形態において実施される燃焼制御(すなわち、燃料噴射制御)の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、ECU30によって一定時間毎の割り込みによって実施される。本制御ルーチンがスタートすると、まずステップ201において蒸留性状パラメータの読込みが行われる。ここで蒸留性状パラメータとは使用燃料の蒸留性状の指標となるパラメータのことで、本実施形態の場合は燃料の密度である。
FIG. 6 is a flowchart showing a control routine of combustion control (that is, fuel injection control) executed in the present embodiment. This control routine is executed by the
続くステップ203では、図2のステップ101と同様、運転状態パラメータの読込みが行われる。本実施形態においても運転状態パラメータは機関回転数Nとアクセル踏込み量Lである。
ステップ203で機関回転数Nとアクセル踏込み量Lが読込まれると、続くステップ205において、予混合圧縮着火燃焼の実施条件が成立しているか否かが判定される。このステップでの制御は図2のステップ103での制御と同様である。ステップ205において上記実施条件が成立していないと判定された場合にはステップ207に進み、パイロット噴射とそれに続く主噴射が実施される(合計2回の噴射)。このステップでの制御は図2のステップ105での制御と同様である。
In the
When the engine speed N and the accelerator depression amount L are read in
一方、ステップ205において上記実施条件が成立していると判定された場合にはステップ209に進み、早期2回噴射が可能であるか否かが判定される。すなわち、ここでは燃料の蒸留性状、運転状態(すなわち、運転状態によって決定される各噴射条件)等からボアフラッシングを生ぜずに早期2回噴射が実施できるか否かが判定される。
On the other hand, if it is determined in
すなわち例えば、燃料の蒸留性状に基づいてボアフラッシングしない噴射時期の進角側の限界値を算出し、運転状態から決定される1回目の燃料噴射の噴射時期がこの限界値よりも進角側であれば早期2回噴射は不可能であると判定し、遅角側であれば可能であると判定するようにする。 That is, for example, the limit value on the advance side of the injection timing without bore flushing is calculated based on the distillation characteristics of the fuel, and the injection timing of the first fuel injection determined from the operating state is on the advance side of this limit value. If there is, it is determined that early two-time injection is impossible, and if it is on the retarded side, it is determined that it is possible.
あるいは、燃料の蒸留性状と、運転状態から決定される1回目の燃料噴射(前噴射)の噴射時期及び噴射量とからボアフラッシングが発生するか否かを判定するマップを事前に作成しておき、これに基づいて早期2回噴射の実施可否を判定するようにしてもよい。つまり、燃料の蒸発性が低いほど、運転状態から決定される1回目の燃料噴射の噴射時期が早いほど、また噴射量が多いほど、ボアフラッシングは発生し易くなる。このため、燃料の蒸留性状と、運転状態から決定される1回目の燃料噴射(前噴射)の噴射時期及び噴射量とからボアフラッシングが発生するか否かを判定することが可能である。 Alternatively, a map is prepared in advance to determine whether or not bore flushing occurs from the fuel distillation characteristics and the injection timing and injection amount of the first fuel injection (pre-injection) determined from the operating state. Based on this, it may be determined whether or not the early two-time injection can be performed. That is, the lower the fuel evaporability, the earlier the injection timing of the first fuel injection determined from the operating state, and the greater the injection amount, the easier the bore flushing occurs. For this reason, it is possible to determine whether or not bore flushing occurs from the fuel distillation properties and the injection timing and injection amount of the first fuel injection (pre-injection) determined from the operating state.
更に、ステップ209においては、上記のボアフラッシングしないという条件に加え、燃料噴射後に燃料と空気の充分な混合が可能であると判定された場合にのみ早期2回噴射の実施が可能であると判定するようにしてもよい。この混合についての判定は、例えば燃料の蒸留性状と、運転状態から決定される2回目の燃料噴射(後噴射)の噴射時期及び噴射量とに基づいて行われる。すなわち、燃料の蒸発性が低いほど、運転状態から決定される2回目の燃料噴射の噴射時期が遅いほど、また噴射量が多いほど、燃料と空気の充分な混合は困難になる。このため、燃料の蒸留性状と、運転状態から決定される2回目の燃料噴射(後噴射)の噴射時期及び噴射量とから燃料噴射後に燃料と空気の充分な混合が可能であるか否かが判定できる。
Further, in
図7は、ボアフラッシングしない噴射時期の進角側の限界値LTと、燃料噴射期間ITと、燃料と空気の混合期間MTと、燃焼期間BTとの関係を示した図である。横軸がクランク角度を示し、縦軸が燃料噴射弁6のニードルリフト量を示している。この例では、圧縮上死点で着火している。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship among the limit value LT on the advance side of the injection timing without bore flushing, the fuel injection period IT, the fuel / air mixing period MT, and the combustion period BT. The horizontal axis indicates the crank angle, and the vertical axis indicates the needle lift amount of the
ステップ209において早期2回噴射が可能であると判定された場合にはステップ211に進み、早期に2回の燃料噴射が行われ、予混合圧縮着火燃焼が行われる。このステップでの制御は図2のステップ107での制御と同様である。一方、ステップ209において早期2回噴射が不可能であると判定された場合にはステップ213に進んで早期に1回の燃料噴射が行われる。これによりボアフラッシングを回避しつつ予混合圧縮着火燃焼が行われる。
If it is determined in
以上説明したように、本実施形態においては、ステップ209において、ボアフラッシングのし易さを示す指標の一つである燃料の蒸留性状を考慮して、ボアフラッシングを生ぜずに早期2回噴射が実施できるか否かが判定される。これにより、ボアフラッシングを回避しつつ燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, in
また、ステップ209において上記のボアフラッシングしないという条件に加え、燃料噴射後に燃料と空気の充分な混合が可能であると判定された場合にのみ早期2回噴射の実施が可能であると判定するようにした場合には、ボアフラッシングの発生を抑制し且つ予混合圧縮着火燃焼が良好に行われるようにしつつ、燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。
Further, in addition to the above-described condition that the bore flushing is not performed in
なお、別の実施形態においては、ステップ209において、運転状態から決定される噴射間隔や噴射量配分等を変更することによってボアフラッシングせずに早期2回噴射できる場合もしくはボアフラッシングせず且つ燃料と空気の充分な混合が可能なように早期2回噴射できる場合には、早期2回噴射可能であると判定するようにしてもよい。
In another embodiment, in
すなわち、上記ボアフラッシングは、例えば燃料噴射間隔を短縮したり、最初の噴射の量配分を少なくすること等によって抑制することができる。また、最後の噴射の量配分を少なくすれば、最後の噴射後に必要な混合時間は短くなる。そして、このようにして早期2回噴射が可能であると判定するようにすると、燃焼切替え時に燃料噴射回数が変更されない場合が増え、より多くの場合でボアフラッシングの発生を抑制しつつ、またはボアフラッシングの発生を抑制し且つ予混合圧縮着火燃焼が良好に行われるようにしつつ燃焼切替え時におけるトルクショックの発生及び排気性状の悪化の抑制を図ることができる。 That is, the above-described bore flushing can be suppressed, for example, by shortening the fuel injection interval or reducing the amount distribution of the first injection. Further, if the amount distribution of the last injection is reduced, the mixing time required after the last injection is shortened. If it is determined that early twice injection is possible in this way, the number of times of fuel injection is not changed at the time of combustion switching, and in many cases the occurrence of bore flushing is suppressed or It is possible to suppress generation of torque shock and deterioration of exhaust properties at the time of combustion switching while suppressing occurrence of flushing and performing premixed compression ignition combustion satisfactorily.
また、以上では、予混合圧縮着火燃焼をさせる場合の燃料噴射パターンにおいて1回または2回の燃料噴射が行われ、通常の圧縮着火燃焼をさせる場合の燃料噴射パターンにおいて2回の燃料噴射が行われる場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、より多くの燃料噴射回数であってもよい。 Also, in the above, one or two fuel injections are performed in the fuel injection pattern when premixed compression ignition combustion is performed, and two fuel injections are performed in the fuel injection pattern when normal compression ignition combustion is performed. However, the present invention is not limited to this, and a larger number of fuel injections may be used.
更に、上述の説明においては、蒸留性状パラメータとして密度(比重)を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばT50(50%留出温度)やトータルアロマ分量等、他の蒸留性状を表す値を用いても実施することができる。 Furthermore, in the above description, the density (specific gravity) is used as the distillation property parameter, but the present invention is not limited to this, and other factors such as T50 (50% distillation temperature) and total aroma content can be used. It can implement also using the value showing a distillation property.
1 機関本体
5 燃焼室
6 電気制御式燃料噴射弁
6a 燃料供給管
27 コモンレール
28 燃料ポンプ
30 電子制御ユニット
46 燃料タンク
48 密度センサ(蒸留性状推定手段)
DESCRIPTION OF
Claims (12)
上記の燃焼の切替えの際に燃料噴射回数が変更されないことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 A fuel injection device used in an internal combustion engine that switches between premixed compression ignition combustion and normal compression ignition combustion using pilot injection according to an operating state,
A fuel injection device for an internal combustion engine, wherein the number of times of fuel injection is not changed when the combustion is switched.
燃料の蒸留性状を考慮して、上記の燃焼の切替えの際に燃料噴射回数を変更するか否かが決定されることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。 A fuel injection device used in an internal combustion engine that switches between premixed compression ignition combustion and normal compression ignition combustion using pilot injection according to an operating state,
A fuel injection device for an internal combustion engine, in which whether or not to change the number of fuel injections is determined when the combustion is switched in consideration of the distillation characteristics of the fuel.
推定された該蒸留性状に基づいて、上記通常の圧縮着火燃焼から上記予混合圧縮着火燃焼への切替えの際に燃料噴射回数を変更しなくてもボアフラッシングしないように噴射できるか否かを判定する噴射回数変更要否判定手段とを有していて、
上記判定手段によって、ボアフラッシングしないように噴射できると判定された場合には、上記通常の圧縮着火燃焼から上記予混合圧縮着火燃焼への切替えの際に燃料噴射回数を変更せず、ボアフラッシングしないように噴射できないと判定された場合には燃料噴射回数を減少させる、請求項4に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 Distillation property estimation means for estimating the distillation property of the fuel;
Based on the estimated distillation properties, it is determined whether or not injection can be performed without changing the number of times of fuel injection when changing from the normal compression ignition combustion to the premixed compression ignition combustion. An injection number change necessity determination means to perform,
When it is determined by the determination means that injection can be performed without bore flushing, the number of times of fuel injection is not changed at the time of switching from the normal compression ignition combustion to the premixed compression ignition combustion, and bore flushing is not performed. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the number of times of fuel injection is decreased when it is determined that the fuel cannot be injected.
上記予混合圧縮着火燃焼を実施する場合には、燃料の蒸留性状を考慮して、燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数と同じにするか否かが決定される、内燃機関の燃料噴射装置。 A fuel injection device used in an internal combustion engine that switches between premixed compression ignition combustion and normal compression ignition combustion using pilot injection according to an operating state,
When performing the premixed compression ignition combustion, it is determined whether to make the number of fuel injections the same as the number of fuel injections during the normal compression ignition combustion in consideration of the distillation characteristics of the fuel. Engine fuel injection device.
上記予混合圧縮着火燃焼を実施する場合に、推定された該蒸留性状に基づいて、上記予混合圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数と同じにしてもボアフラッシングしないように噴射できるか否かを判定する噴射回数変更要否判定手段とを有していて、
上記判定手段によって、ボアフラッシングしないように噴射できると判定された場合には、上記予混合圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数と同じにし、ボアフラッシングしないように噴射できないと判定された場合には上記予混合圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数を上記通常の圧縮着火燃焼時の燃料噴射回数より減少させる、請求項8に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 Distillation property estimation means for estimating the distillation property of the fuel;
When the premixed compression ignition combustion is performed, the number of fuel injections during the premixed compression ignition combustion is made the same as the number of fuel injections during the normal compression ignition combustion based on the estimated distillation properties. An injection number change necessity determination means for determining whether or not injection can be performed without bore flushing,
When it is determined by the determination means that injection can be performed without bore flushing, the number of fuel injections during the premixed compression ignition combustion is made the same as the number of fuel injections during the normal compression ignition combustion, and no bore flushing is performed. 9. The fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 8, wherein when it is determined that the fuel cannot be injected, the number of fuel injections during the premixed compression ignition combustion is reduced from the number of fuel injections during the normal compression ignition combustion. .
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