JP2009275623A - 車両用内燃機関の燃料圧力制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コモンレール式ディーゼルエンジンに対し、登坂路走行時等において、エンジン運転状態が現在のエンジン回転数における最大トルクに到達し、且つ走行抵抗によってエンジン回転数が上昇しない状況となった場合、エンジン回転数が上昇するまで一時的に燃料圧力を上昇させる。この燃料圧力の上昇により、気筒内での燃焼開始初期時における熱発生率の単位時間当たりの増大量を大きくでき熱発生率波形を、運転者が要求する車両の加速要求に適した理想的な波形に近付けることが可能になり、車両を迅速に加速させることができる。
【選択図】図5
Description
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、内燃機関の運転状態が最大トルクラインに達したことでトルク上昇が望めず、且つ走行抵抗等によって内燃機関回転数上昇も望めない状況になると、燃料圧力を強制的に上昇させ、気筒内での単位時間当たりの熱発生率を上昇させて内燃機関回転数および内燃機関トルクを上昇させることで車両の加速を可能にしている。
具体的に、本発明は、圧縮自着火式内燃機関の気筒内に向けて噴射する燃料の圧力を制御する車両用内燃機関の燃料圧力制御装置を前提とする。この車両用内燃機関の燃料圧力制御装置に対し、車両の運転者の加速要求が生じた場合に、内燃機関トルクが、現在の内燃機関回転数における最大トルクに到達した状態で、内燃機関回転数が上昇しない状況になったことを認識可能な回転数上昇不能認識手段と、現在の内燃機関回転数における最大トルクに到達した状態で内燃機関回転数が上昇しない状況になったことが上記回転数上昇不能認識手段によって認識された際、内燃機関回転数が上昇するまで一時的に燃料圧力を上昇させる燃料圧力上昇手段とを備えさせている。
先ず、本実施形態に係るディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)の概略構成について説明する。図1は本実施形態に係るエンジン1およびその制御系統の概略構成図である。また、図2は、ディーゼルエンジンの燃焼室3およびその周辺部を示す断面図である。
エンジン1の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン1の運転状態に関する信号を出力する。
ECU100は、図3に示すように、CPU101、ROM102、RAM103およびバックアップRAM104などを備えている。ROM102は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU101は、ROM102に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、RAM103は、CPU101での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM104は、例えばエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
本実施形態の特徴は目標燃料圧力の設定手法にある。より具体的には、運転者がアクセルペダルの踏み込み量を大きくする加速要求が生じた場合に、エンジントルクが、現在のエンジン回転数における最大トルクに到達した状態でエンジン回転数が上昇しない状況となった場合に、エンジン回転数が上昇するまで一時的に燃料圧力を上昇させる制御動作(以下、燃料圧力上昇制御と呼ぶ)を実行することにある。例えば、登坂路走行時等において、運転者がアクセルペダルの踏み込み量を増大させる加速要求が生じているにも拘わらず、この登坂路による走行抵抗とエンジントルクとがつり合うような状況になってエンジン回転数が上昇しなくなった場合に、一時的に燃料圧力を上昇させる制御動作である。この燃料圧力上昇制御について具体的に説明する前に、先ず、目標燃料圧力の基本設定手法および燃圧設定マップについて説明する。
ディーゼルエンジン1においては、NOx発生量を削減することによる排気エミッションの改善、燃焼行程時の燃焼音の低減、エンジントルクの十分な確保といった各要求を連立することが重要である。本発明の発明者は、これら要求を連立するための手法として、燃焼行程時における気筒内での熱発生率の変化状態(熱発生率波形で表される変化状態)を適切にコントロールすることが有効であることに着目し、この熱発生率の変化状態をコントロールするための手法として以下に述べるような目標燃料圧力の設定手法を見出した。
図5は、本実施形態において目標燃料圧力を決定する際に参照される燃圧設定マップである。この燃圧設定マップは、例えば上記ROM102に記憶されている。また、この燃圧設定マップは、横軸がエンジン回転数であり、縦軸がエンジントルクとなっている。また、図5におけるTmaxは最大トルクラインを示している。
次に、本実施形態の特徴とする動作である燃料圧力上昇制御について具体的に説明する。この燃料圧力上昇制御は、上述した如く、運転者がアクセルペダルの踏み込み量を大きくする加速要求が生じた場合に、エンジントルクが、現在のエンジン回転数における最大トルクに到達した状態でエンジン回転数が上昇しない状況となった場合に、エンジン回転数が上昇するまで一時的に燃料圧力を上昇させる制御動作である。
以上説明した実施形態は、自動車に搭載される直列4気筒ディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明は、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式(直列型エンジン、V型エンジン等の別)についても特に限定されるものではない。
3 燃焼室
23 インジェクタ(燃料噴射弁)
47 アクセル開度センサ
Claims (5)
- 圧縮自着火式内燃機関の気筒内に向けて噴射する燃料の圧力を制御する車両用内燃機関の燃料圧力制御装置において、
車両の運転者の加速要求が生じた場合に、内燃機関トルクが、現在の内燃機関回転数における最大トルクに到達した状態で、内燃機関回転数が上昇しない状況になったことを認識可能な回転数上昇不能認識手段と、
現在の内燃機関回転数における最大トルクに到達した状態で内燃機関回転数が上昇しない状況になったことが上記回転数上昇不能認識手段によって認識された際、内燃機関回転数が上昇するまで一時的に燃料圧力を上昇させる燃料圧力上昇手段とを備えていることを特徴とする車両用内燃機関の燃料圧力制御装置。 - 上記請求項1記載の車両用内燃機関の燃料圧力制御装置において、
上記燃料圧力上昇手段は、運転者の加速要求が解除されるまで、燃料圧力を上昇させた状態を継続するよう構成されていることを特徴とする車両用内燃機関の燃料圧力制御装置。 - 上記請求項1または2記載の車両用内燃機関の燃料圧力制御装置において、
上記燃料圧力上昇手段は、一時的に燃料圧力を上昇させることによって気筒内での燃焼速度を上昇させるものであることを特徴とする車両用内燃機関の燃料圧力制御装置。 - 上記請求項1、2または3記載の車両用内燃機関の燃料圧力制御装置において、
上記燃料圧力上昇手段は、一時的に上昇させる燃料圧力の目標値を、運転者の加速要求に応じた目標出力に応じて設定するよう構成されていることを特徴とする車両用内燃機関の燃料圧力制御装置。 - 上記請求項1〜4のうち何れか一つに記載の車両用内燃機関の燃料圧力制御装置において、
上記回転数上昇不能認識手段は、運転者の加速要求操作が行われた後、内燃機関回転数が上昇しない状態が所定時間継続した場合に、現在の内燃機関回転数における最大トルクに到達したことで内燃機関回転数が上昇しない状況になったと認識するよう構成されていることを特徴とする車両用内燃機関の燃料圧力制御装置。
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