JP2009209741A - エンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ターボチャージャーと、過給機回転数を検出する過給機回転数センサー22と、膨張又は排気行程において、排気エネルギーを増加させるために少なくとも1回はポスト噴射制御を行うポスト噴射制御手段51とを有するエンジンにおいて、前記ポスト噴射制御手段51は、前記過給機回転数に基づいてポスト噴射制御を行う。
【選択図】図2
Description
図1は本発明の実施例に係るエンジンの全体的な構成を示す構成図、図2は同じく制御装置の構成を示す構成図、図3は多段噴射制御を示すチャート図である。
図4はポスト噴射制御を示すフロー図、図5は同じく別のポスト噴射制御を示すフロー図である。
図1に示すように、エンジン1は、シリンダヘッド15及びシリンダブロック16を備えて構成されている。シリンダヘッド15には、吸気マニホールドに吸気管8が接続され、排気マニホールドに排気管9が接続されている。シリンダブロック16には、クランク軸3が軸支されている。
図2に示すように、ECU100には、エンジン回転数検出手段としてのエンジン回転数センサー21、過給機回転数検出手段としての過給機回転数センサー22、過給圧検出手段としての過給圧センサー23、エンジン負荷検出手段としてのアクセル開度センサー24と、電磁弁12・・・・12、VGT5とが接続されている。なお、エンジン負荷検出手段は、アクセル開度センサー24に限定されず、スロットルレバー開度センサーであっても良い。
過給機回転数センサー22は、ターボチャ−ジャー7のコンプレッサー6側に設けられ、コンプレッサー6の翼枚数に応じて回転パルスを発生し、過給機回転数Ncを検出する。なお、過給機回転数センサー22は、例えば渦電流式又はホールセンサー等が用いられる。また、過給機回転数Ncは、コントローラ50の演算負担を低減するため、所定比によって分周された値であっても良い。過給圧センサー23は、吸気管8に設けられ、過給圧Pbを検出する。アクセル開度センサー24は、アクセルの回動基部に設けられ、アクセル開度Acを検出する。
また、コントローラ50は、エンジン回転数Neとアクセル開度Acとに基づいて、燃料噴射量マップf3q(Ne、Ac、QM)より主噴射量QMを算出する機能を有する。なお、燃料噴射量マップf3p(Ne、Ac、QM)は、予め記憶手段60に記憶されている3次元マップである。
コントローラ50は、ポスト噴射制御手段51として、各気筒の膨張行程から排気行程に至るまでに最適な時期・回数によってポスト噴射制御を行う機能を有する。図3は、ある気筒におけるポスト噴射制御の時期を表す時系列噴射指令信号グラフを示している。
図3に示すように、本実施例のエンジン1は、6気筒4サイクル形式であるため、主噴射は、1サイクル(720°)に1回噴射される。ポスト噴射制御は、主噴射による圧縮TDC(圧縮上死点)から排気TDC(排気上死点)に到るまでの膨張・排気行程において、2回噴射される。なお、ポスト噴射制御の噴射量・噴射回数は、本実施例に限定されず、エンジン1の性能上における最適な噴射量・噴射回数によって決定される。ポスト噴射制御は、VGT5への排気ガス温度を上昇させるため、VGT5の熱供給量を増加させて、過給圧を増加させることができる。
コントローラ50は、ポスト噴射制御手段51として、過給機回転数Ncをエンジン1の運転状態に適した目標過給機回転数Ncmとなるようにポスト噴射制御を行う機能を有する。
コントローラ50は、目標過給機回転数算出手段として、目標過給機回転数マップf4c(Ne、Pb、QM、Ncm)より、目標過給機回転数Ncmを算出する機能を有する。目標過給機回転数マップf4c(Ne、Pb、QM、Ncm)は、エンジン回転数Neと過給圧Pbと主噴射量QMと過給機回転数Ncとの相関を表す4次元マップであって、記憶手段60に予め記憶されている。
S111において、コントローラ50は、必要な各物理量を取得する。コントローラ50は、エンジン回転数センサー21によってエンジン回転数Ne、過給機回転数センサー22によって過給機回転数Nc、過給圧センサー23によって過給圧Pb、並びにアクセル開度センサー24によってアクセル開度Acを取得する。
また、コントローラ50は、エンジン回転数Neとアクセル開度Acとに基づいて、燃料噴射量マップf3q(Ne、Ac、QM)より主噴射量QMを算出する。
また、コントローラ50は、エンジン回転数Neと過給圧Pbと主噴射量QMとに基づいて、目標過給機回転数マップf4c(Ne、Pb、QM、Ncm)より目標過給機回転数Ncmを算出する。
さらに、コントローラ50は、目標過給機回転数Ncmの許容される閾値±ΔNcを算出する(S111)。閾値±ΔNcは、目標過給機回転数Ncm値毎に定められ、エンジン回転数Ne、過給圧Pb、及び主噴射量QMによっても異なる閾値とされている。
S115において、コントローラ50は、カウンター値Nを+1増加させる。ここで、カウンター値Nとは、ポスト噴射属性QP(QPm、QPt)を調整した回数である。
S116において、コントローラ50は、カウンター値NがN>5であるか判断する。
S117において、コントローラ50は、S116においてN>5である場合は、燃料噴射異常フラグをONとする。一方、コントローラ50は、S116においてN>5でない場合は、S111に戻る。
また、本制御は、過給機がVGT5であっても、過給機回転数Ncでポスト噴射制御を行うことができる。つまり、過給機の形式にとらわれずにポスト噴射制御を行うことができる。
さらに、インジェクタ11及び電磁弁12の劣化、或いはエンジン1、燃料噴射装置、及びターボチャージャー7の経時変化に影響されずにポスト噴射制御を行うことができる。
また、S115〜S117においては、ターボチャージャー7又はコモンレール10、インジェクタ11、及び電磁弁12等の燃料噴射装置の異常を的確に検知できる。
コントローラ50は、ポスト噴射制御手段51として、過給機回転数増減率RNcをエンジン1の状態に適した目標過給機回転数増減率RNcmとなるようにポスト噴射制御を行う機能を有する。なお、本制御は、エンジン運転状態が加速又は減速をしている過渡運転状態における制御である。
コントローラ50は、目標過給機回転数増減率算出手段56として、目標過給機回転数増減率マップf4Rc(RNe、RPb、QM、RNcm)より、目標過給機回転数増減率RNcmを算出する機能を有する。目標過給機回転数増減率マップf4Rc(RNe、RPb、QM、RNcm)は、エンジン回転数増減率RNeと過給圧増減率RPbと主噴射量QMと過給機回転数増減率RNcとの相関を表す4次元マップであって、記憶手段60に予め記憶されている。
また、コントローラ50は、所定時間における過給機回転数Ncの増減率である過給機回転数増減率RNcを算出する。さらに、コントローラ50は、過給圧増減率算出手段55として、所定時間における過給圧Pbの増減率である過給圧増減率RPbを算出する。
また、コントローラ50は、アクセル開度センサー24によってアクセル開度Acを取得する。
さらに、コントローラ50は、エンジン回転数増減率RNeとアクセル開度Acに基づいて、燃料噴射量マップf3Rq(RNe、Ac、QM)より主噴射量QMを算出する。ここで、燃料噴射量マップf3Rq(RNe、Ac、QM)は、前述する燃料噴射量マップf3q(Ne、Ac、QM)のエンジン回転数Neをエンジン回転数増減率RNeに変更したマップである。
また、コントローラ50は、エンジン回転数増減率RNeと主噴射量QMと過給圧増減率RPbとに基づいて、目標過給機回転数増減率マップf4Rc(RNe、RPb、QM、RNcm)より目標過給機回転数増減率RNcmを算出する。さらに、コントローラ50は、目標過給機回転数増減率RNcmの許容される閾値±ΔRNcmを算出する。閾値±ΔRNcmは、目標過給機回転数増減率RNcm値毎に定められ、エンジン回転数増減率RNe、過給圧増減率RPb、及び主噴射量QMによっても異なる値とされている。
このようにして、排気マニホールド内に燃料が噴射されることを防止できる。
5 VGT
6 コンプレッサー
7 ターボチャージャー(過給機)
10 コモンレール
11 インジェクタ
12 電磁弁
100 ECU
Ne エンジン回転数
RNe エンジン回転数増減率
Nc 過給機回転数
Ncm 目標過給機回転数
RNc 過給機回転数増減率
RNcm 目標過給機回転数増減率
Pb 過給圧
RPb 過給圧増減率
QM 主噴射量
QP ポスト噴射量
Fv VGT開度
Ac アクセル開度
Claims (8)
- 過給機と、
過給機回転数を検出する過給機回転数検出手段と、
膨張又は排気行程において排気エネルギーを増加させるために少なくとも1回はポスト噴射制御を行うポスト噴射制御手段と、
を有するエンジンにおいて、
前記ポスト噴射制御手段は、過給機回転数に基づいてポスト噴射制御を行うことを特徴とするエンジン。 - 請求項1記載のエンジンにおいて、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて目標過給機回転数を算出する目標過給機回転数算出手段と、を備え、
前記ポスト噴射制御手段は、過給機回転数が目標過給機回転数となるようにポスト噴射制御を行うことを特徴とするエンジン。 - 請求項2記載のエンジンにおいて、
前記目標過給機回転数算出手段は、排出ガス中におけるスモーク、HC、又はCOの排出量のうち少なくとも1つが最小となるように目標過給機回転数を算出することを特徴とするエンジン。 - 請求項1記載のエンジンにおいて、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
過給圧を検出する過給圧検出手段と、
エンジン回転数とエンジン負荷と過給圧とに基づいて目標過給機回転数を算出する目標過給機回転数算出手段と、を備え、
前記ポスト噴射制御手段は、過給機回転数が目標過給機回転数となるようにポスト噴射制御を行うことを特徴とするエンジン。 - 請求項4記載のエンジンにおいて、
前記ポスト噴射制御手段は、過給機回転数が目標過給機回転数の許容値外となる場合には燃料噴射異常であると判定することを特徴とするエンジン。 - 請求項1記載のエンジンにおいて、
過給機回転数増減率を算出する過給機回転数増減率算出手段と、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
エンジン回転数増減率を算出するエンジン回転数増減率算出手段と、
エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
少なくともエンジン回転数増減率又はエンジン負荷に基づいて目標過給機回転数増減率を算出する目標過給機回転数増減率算出手段と、を備え、
前記ポスト噴射制御手段は、過給機回転数回転数増減率が目標過給機回転数回転数増減率となるようにポスト噴射制御を行うことを特徴とするエンジン。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエンジンにおいて、
前記過給機は、過給機回転数に基づいて可変容量を行う可変容量手段を備えることを特徴とするエンジン。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載のエンジンにおいて、
前記ポスト噴射制御手段は、排気バルブが閉止するまでにポスト噴射制御を終了することを特徴とするエンジン。
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