JP2010090847A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
過渡運転時において副燃料噴射量Qs及び副燃料噴射と主燃料噴射との間隔の長さである噴射インターバルΔintを補正することなく主燃料噴射時期tmを補正することで所望の燃焼が得られる回転数領域の境界となる機関回転数を設定し、境界回転数より高い機関回転数に対しては、過渡運転時において主燃料噴射時期tmを補正するための補正ゲインのみを適合する(S202、S203、S206)。
【選択図】図6
Description
排気系を流れる排気の一部がEGRガスとして吸気系に導入され、
気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁によって一燃焼サイクル中に主燃料噴射と該主燃料噴射に先立って実行される副燃料噴射とが行われる圧縮着火式内燃機関において、過渡運転中に燃料噴射パラメータを補正するための補正ゲインを適合する方法であって、
副燃料噴射による燃料噴射量である副燃料噴射量をQsとし、一燃焼サイクル中におけ
る主燃料噴射の実行時期である主燃料噴射時期をtmとし、一燃焼サイクル中における副燃料噴射と主燃料噴射との間隔の長さである噴射インターバルをΔintとし、
過渡運転時においてQs及びΔintを補正することなくtmを補正することで所望の燃焼が得られる回転数領域の境界となる機関回転数を境界回転数として設定する設定工程と、
該設定工程で設定された前記境界回転数より高い機関回転数に対しては、過渡運転中においてtmを補正するための補正ゲインのみを適合する適合工程と、を有することを特徴とする。
前記設定工程において、
前記境界回転数をneborderとし、
副燃料噴射及び主燃料噴射を実行したときのXの目標値からの変動クランク角度幅の許容可能な上限値をΔaxとし、
副燃料発熱量が増加するほど主燃料噴射によって噴射された燃料が着火するときの着火遅れ期間がより短くなる領域内で定常運転時のQsが適合されている場合において、定常運転時における前記気筒内の酸素濃度の変動量の最大値分該酸素濃度が変動したときの、主燃料噴射によって噴射された燃料が着火するときの着火遅れ期間の変化時間の長さをΔtdmmaxとしたときに、
neborder=Δax/(6×Δtdmmax)
となる値に前記境界回転数を設定してもよい。
請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法における適合工程で求められたtmを補正するための補正ゲインを機関回転数と対応させて記憶する適合値記憶手段と、
前記圧縮着火式内燃機関の運転状態が過渡運転であって機関回転数が前記境界回転数より高いときに、機関回転数に応じて、Qs及びΔintを補正することなく過渡適合値記憶手段に記憶された補正ゲインによってtmを補正する補正手段と、を備えたことを特徴
とする。
(内燃機関及びその吸排気系の概略構成)
図1は、本実施例に係る圧縮着火式内燃機関の燃料噴射パラメータの補正ゲイン適合方法が適用される内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。
本実施例においては、内燃機関1のトルク及び燃焼騒音が要求値を満たすように、定常運転時における副燃料噴射量Qs及び主燃料噴射時期tmを機関回転数に応じて予め実験によって適合する。そして、その値をECU20に記憶させておく。
内燃機関1の運転状態が過渡運転となると、主燃料噴射時期、副燃料噴射時期、主燃料噴射量、副燃料噴射量、吸入空気量及びEGRガス量が機関負荷等の変化に応じて変更されるが、気筒2内のEGRガス量の変化の応答遅れ期間は他の値の応答遅れ期間に比べて長い。気筒2内のEGRガス量の変化が遅れると、気筒2内の酸素濃度が目標値(即ち、定常運転時の値)からずれた値となる。そのため、気筒2内における燃料の燃焼時期が所望の時期からずれる。その結果、内燃機関1のトルク及び燃焼騒音が要求値を満たさなくなる虞がある。
本実施例においては、過渡運転時においてQs及び/又はtmを補正するための補正ゲインを機関回転数に応じて予め実験によって適合する。以下、本実施例に係る過渡運転時においてQs及び/又はtmを補正するための補正ゲインの適合方法について図2〜6に基づいて説明する。
が変化したときの主燃料着火遅れ期間tdmの変化量が非常に小さくなる。この領域を領域Bとする。領域Aと領域Bとの閾値となる副燃料発熱量Qhsは実験等に基づいて求めることが出来る。尚、図2に示すとおり、このような閾値となる副燃料発熱量Qhsは混合気の空燃比に応じて変化する。
本実施例においては、過渡運転時においてtmを補正するための補正ゲインのみを適合する場合と、過渡運転時においてQsを補正するための補正ゲイン及びtmを補正するための補正ゲインの両方を適合する場合との閾値となる機関回転数(以下、境界回転数と称する)を以下のように設定する。
neborder=Δax/(6×Δtdmmax)・・・式(2)
が、本発明に係る設定工程に相当する。
次に、本実施例に係る、過渡運転時にQsを補正するための補正ゲイン及び/又はtmを補正するための補正ゲインを適合するときの手順について説明する。図6は、本実施例に係る、過渡運転時にQsを補正するための補正ゲイン及び/又はtmを補正するための補正ゲインを適合するときの手順を示すフローチャートである。尚、本フローチャートにおける各ステップの処理は、気筒2内の酸素濃度が過渡運転時の酸素濃度に調整された状態の下で実施される。各ステップの処理は、人間により手動で実施してもよく、また、装置によって全て自動で行ってもよい。
Yの値は、過渡運転時であって機関回転数が境界回転数より高いときにQsを補正することなくtmを補正して副燃料噴射及び主燃料噴射を実行した場合のYの値の推定値である。
本実施例においては、過渡運転時に、所望の燃焼を得るべく、一燃焼サイクル中における副燃料噴射と主燃料噴射との間隔の長さである噴射インターバルΔintを補正してもよい。この場合、機関回転数が境界回転数より高いときは、Qsと同様、Δintを補正してもXの値の変化が非常に小さい。そこで、本変形例においては、過渡運転時における機関回転数が境界回転数以下の場合、Qs及びtmに加えて、又はQsに代えて、Δintを補正する。一方、過渡運転時における機関回転数が境界回転数より高い場合、Qs及びΔintのいずれも補正せずにtmを補正する。
本実施例においては、図1に示す内燃機関1、EGR装置13及びECU20が車両に搭載されている。ECU20には、実施例1に係る方法で求められた過渡運転時にQsを補正するための補正ゲインと過渡運転時にtmを補正するための補正ゲインとが、機関回転数と対応して予め記憶されている。尚、本実施例においては、ECU20が本発明に係る適合値記憶手段に相当する。
2・・・気筒
3・・・ピストン
4・・・吸気ポート
5・・・排気ポート
8・・・吸気通路
9・・・排気通路
10・・燃料噴射弁
11・・エアフローメータ
12・・スロットル弁
13・・EGR装置
14・・EGR通路
15・・EGR弁
16・・クランクポジションセンサ
17・・アクセル開度センサ
20・・ECU
Claims (6)
- 排気系を流れる排気の一部がEGRガスとして吸気系に導入され、
気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁によって一燃焼サイクル中に主燃料噴射と該主燃料噴射に先立って実行される副燃料噴射とが行われる圧縮着火式内燃機関において、過渡運転中に燃料噴射パラメータを補正するための補正ゲインを適合する方法であって、
副燃料噴射による燃料噴射量である副燃料噴射量をQsとし、一燃焼サイクル中における主燃料噴射の実行時期である主燃料噴射時期をtmとし、一燃焼サイクル中における副燃料噴射と主燃料噴射との間隔の長さである噴射インターバルをΔintとし、
過渡運転時においてQs及びΔintを補正することなくtmを補正することで所望の燃焼が得られる回転数領域の境界となる機関回転数を境界回転数として設定する設定工程と、
該設定工程で設定された前記境界回転数より高い機関回転数に対しては、過渡運転中においてtmを補正するための補正ゲインのみを適合する適合工程と、を有することを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃料噴射パラメータ適合方法。 - 前記設定工程において、定常運転時の混合気の空燃比に基づいて前記境界回転数を設定することを特徴とする請求項1に記載の圧縮着火式内燃機関の燃料噴射パラメータ適合方法。
- 前記設定工程において、
前記境界回転数をneborderとし、
副燃料噴射及び主燃料噴射を実行したときの主燃料噴射後の燃焼における熱発生率のピーク発生時期の目標値からの変動クランク角度幅の許容可能な上限値をΔaxとし、
副燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼することで生じる発熱量が増加するほど主燃料噴射によって噴射された燃料が着火するときの着火遅れ期間がより短くなる領域内で定常運転時のQsが適合されている場合において、定常運転時における前記気筒内の酸素濃度の変動量の最大値分該酸素濃度が変動したときの、主燃料噴射によって噴射された燃料が着火するときの着火遅れ期間の変化時間の長さをΔtdmmaxとしたときに、
neborder=Δax/(6×Δtdmmax)
となる値に前記境界回転数を設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の圧縮着火式内燃機関の燃料噴射パラメータ適合方法。 - 副燃料噴射及び主燃料噴射を実行したときの主燃料噴射後の燃焼における熱発生率のピーク発生時期をXとし、該熱発生率のピークの高さをYとし、
前記適合工程において、前記境界回転数より高い機関回転数に対してtmを補正するための補正ゲインのみを適合するときは、過渡運転時においてXの値が目標値となるように該補正ゲインを適合し、且つ、
前記適合工程において適合されたtmを補正するための補正ゲインによって過渡運転時であって機関回転数が前記境界回転数より高いときにQs及びΔintを補正することなくtmを補正して副燃料噴射及び主燃料噴射を実行した場合のYの値を推定する推定工程と、
該推定工程で推定されたYの値が目標値以下であるか否かを判別する判別工程と、をさらに有し、
該判別工程において否定判定された場合、定常運転時におけるQs、tm及びΔintのうち少なくともいずれかの適合をやり直すことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の圧縮着火式内燃機関の燃料噴射パラメータ適合方法。 - 前記適合工程において、前記設定工程で設定された前記境界回転数以下の機関回転数に対しては、tmを補正するための補正ゲインに加え、Qsを補正するための補正ゲイン及
びΔintを補正するための補正ゲインのうち少なくともいずれかを適合することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧縮着火式内燃機関の燃料噴射パラメータ適合方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法における適合工程で求められたtmを補正するための補正ゲインを機関回転数と対応させて記憶する適合値記憶手段と、
前記圧縮着火式内燃機関の運転状態が過渡運転であって機関回転数が前記境界回転数より高いときに、機関回転数に応じて、Qs及びΔintを補正することなく過渡適合値記憶手段に記憶された補正ゲインによってtmを補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システム。
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2008
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