JP2010121489A - ディーゼルエンジンの燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの運転状態変化時においても、円滑に変化に対応した燃焼制御を行うことができ、スモークやＮＯｘの排出を抑制し、排ガス性能を向上させることのできるディーゼルエンジンの燃焼制御装置を提供すること。
【解決手段】ＥＣＵ(42)は、エンジンの定常運転時では、熱発生履歴に基づくＦＢ成分のみの指示噴射時期とし、エンジンの運転状態が変動しＦＦ判定値が閾値以上となるときには更新したＦＦ成分をＦＢ成分に付加した指示噴射時期とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの燃焼制御装置に係り、詳しくは燃焼割合に基づき燃焼を制御する技術に関する。

近年、エンジンの燃焼室に筒内圧センサを設けて筒内圧を検出し、その筒内圧から算出される燃焼状態に基づいて、エンジンの運転状態を制御する方法が知られている。
例えば、筒内圧センサにより検出される筒内圧に基づき、クランク角度に応じた筒内の熱発生率を求め、当該熱発生率の積算から燃焼割合（ＭＦＢ：Mass Fraction of Burnt Fuel）を算出して、所定の燃焼割合となる所定のクランク角度に点火時期を設定するエンジン（内燃機関）の制御装置がある（特許文献１参照）。

そして、当該特許文献１では、エンジンの過渡運転時において、負荷及びエンジン回転数、筒内圧、筒内温度から最適な点火時期を予測している。
特開２００６−１４４６４２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術は、点火プラグによる点火により自由に燃焼開始時期を制御可能なガソリンエンジンに関するものであり、点火プラグ等を有さないディーゼルエンジンでは、このような燃焼制御は困難である。
また、上記特許文献１では、過渡運転時においてはフィードバック制御から、エンジンの運転状態に基づく点火時期予測に切り替えているが、このようにフィードバック制御を停止させると、定常運転と過渡運転との切替時に燃焼に変動が生じるおそれがある。ディーゼルエンジンにおいてこのような燃焼の変動が生じればスモークやＮＯｘが発生し排ガス性能が悪化するという問題が生じる。

一方、フィードバック制御のみとすると、運転状態が切り替わった直後、即ち運転状態の切り替わり後の最初の燃焼制御は切り替わり前の状態に基づく制御となる。つまり、運転状態の切り替わりに対して遅れた制御となり、これによってもスモーク等が発生するおそれがある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、エンジンの運転状態変化時においても、円滑に変化に対応した燃焼制御を行うことができ、スモークやＮＯｘの排出を抑制し、排ガス性能を向上させることのできるディーゼルエンジンの燃焼制御装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、請求項１のディーゼルエンジンの燃焼制御装置では、ディーゼルエンジンの筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、前記筒内圧検出手段により検出される筒内圧に基づき燃焼割合を算出する燃焼割合算出手段と、前記燃焼割合算出手段により算出される燃焼割合を記憶する燃焼履歴記憶手段と、前記燃焼履歴記憶手段に基づき、所定の燃焼割合が所定のクランク角度となる燃料噴射時期を算出するフィードバック制御手段と、前記エンジンの運転状態に基づき、前記所定の燃焼割合が所定のクランク角度となる燃料噴射時期を算出するフィードフォワード制御手段と、前記エンジンの定常運転時には、前記フィードバック制御手段により算出される燃料噴射時期により該エンジンの燃料噴射を制御し、該エンジンの運転状態変化時には、該フィードバック制御に加え前記フィードフォワード制御により算出される燃料噴射時期により該エンジンの燃料噴射を制御する燃焼制御手段とを備えることを特徴としている。

請求項２のディーゼルエンジンの燃焼制御装置では、請求項１において、前記フィードフォワード制御手段は、燃料噴射終了時期から着火時期までの燃料混合期間と、前記所定のクランク角度とから燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出マップを有しており、該燃料噴射時期算出マップに基づき前記燃料噴射時期を算出することを特徴としている。
請求項３のディーゼルエンジンの燃焼制御装置では、請求項２において、前記フィードフォワード制御手段は、吸気の酸素濃度及びエンジン回転速度から着火遅れ期間を算出する着火遅れ算出マップを有しており、該着火遅れ算出マップに基づき算出される着火遅れ期間と、燃料噴射期間とから前記燃料混合期間を算出することを特徴としている。

請求項４のディーゼルエンジンの燃焼制御装置では、請求項１から３のいずれかにおいて、前記燃焼制御手段は、前記フィードフォワード制御手段により算出される燃料噴射時期の変化が所定の閾値以上である場合に、前記エンジンの運転状態変化時と判定することを特徴としている。
請求項５のディーゼルエンジンの燃焼制御装置では、請求項１から３のいずれかにおいて、前記エンジンは、運転状態として少なくとも予混合燃焼モード及び通常燃焼モードを有しており、前記燃焼制御手段は、前記予混合燃焼モード及び通常燃焼モードの切替時を前記エンジンの運転状態変化時と判定することを特徴としている。

上記手段を用いる本発明の請求項１のディーゼルエンジンの燃焼制御装置によれば、ディーゼルエンジンにおいて、燃焼履歴から所定の燃焼割合が所定のクランク角度となる燃料噴射時期を算出するフィードバック制御手段と、エンジンの運転状態から所定の燃焼割合が所定のクランク角度となる燃料噴射時期を算出するフィードフォワード制御手段とを有しており、燃焼制御手段はエンジンが定常運転であるときにはフィードバック制御手段により、運転状態が変化するときにはフィードバック制御に加えてフィードフォワード制御により燃料噴射時期を制御する。

このように、エンジンの運転状態が変化するときに、フィードバック制御にフィードフォワード制御を加えることで、運転状態の変化に応じて円滑に所定の燃焼割合が所定のクランク角度となるよう燃料噴射時期を制御することができる。
また、燃焼制御が移行する際も、定常運転時に行っていたフィードバック制御にフィードフォワード制御を付加するように行うことから燃焼の変動を最小限に抑え円滑に移行でき、スモークやＮＯｘの排出増加を抑制することができる。

これらのことから、エンジンの運転状態変化時においても、速やかに変化に対応した燃焼制御を行うことができ、排ガス性能を向上させることができる。
請求項２に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置によれば、所定の燃焼割合となる所定のクランク角度は燃料噴射時期終了時期から着火時期までの燃料混合期間の影響を受けることから、フィードフォワード制御手段が、当該燃料混合期間及び当該所定のクランク角度から燃料噴射時期が算出される燃料噴射時期算出マップを有し、当該マップから燃料噴射時期を算出することで、正確にフィードフォワード制御における燃料噴射時期を算出することができる。

これにより、エンジンの運転状態変化時における燃焼制御の精度を向上させることができる。
請求項３に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置によれば、吸気条件によって着火までの期間が変わるため、フィードフォワード制御手段が、Ｏ_２濃度及びエンジン回転速度から算出される着火遅れマップを有し、当該マップから算出される着火遅れ期間と燃料噴射期間とから燃料混合期間を算出することで、正確に燃料混合期間を算出することができる。

このように正確な燃料混合期間を算出することで、フィードフォワード制御における燃料噴射時期の算出もより正確なものとすることができ、さらにエンジンの運転状態変化時における燃焼制御の精度を向上させることができる。
請求項４に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置によれば、前記フィードフォワード制御手段により算出される燃料噴射時期の変化が所定の閾値以上である場合に、前記エンジンの運転状態変化時と判定することで、正確にエンジンの運転状態の変化を判定することができる。

請求項５に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置によれば、エンジンは運転状態として予混合燃焼モード及び通常燃焼モードを有しており、これらの燃焼モードの切替時をエンジンの運転状態変化時と判定することで、簡易な制御で十分に運転状態の変化を判定することができる。
そして、燃焼モード切替時にフィードフォワード制御を付加した燃焼制御が行うことで、燃焼モード切替による燃焼の変動を確実に抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１を参照すると本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置の概略構成図が示されており、図２には本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置の制御ブロック図が示されている。以下、同図に基づき説明する。
図１に示すエンジン１は、図示しないコモンレールに蓄圧された高圧燃料を各気筒２内に直接噴射する４気筒コモンレール式ディーゼルエンジンである。なお、図１には４気筒のうちの１つの気筒の断面が示されている。

エンジン１は、複数の気筒２が形成されたシリンダブロック４の上部に、シリンダヘッド６が載置されて構成されている。
各気筒２には上下摺動可能にピストン８が設けられおり、当該ピストン８の頂面と気筒２の内壁、及びシリンダヘッド６下面に囲まれて燃焼室１０が形成されている。
シリンダヘッド６には、燃焼室１０内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１２、及び当該燃焼室１０内の圧力、即ち筒内圧を検出する筒内圧センサ１４（筒内圧検出手段）が、それぞれ燃焼室１０内に臨むように設けられている。

また、シリンダヘッド６には、燃焼室１０と連通しエンジン１の幅方向一側に延びた吸気ポート１６及び燃焼室１０と連通しエンジン１の幅方向他側に延びた排気ポート１８が形成されている。さらに、当該シリンダヘッド６には、吸気ポート１６及び排気ポート１８に対応して、当該各ポート１６、１８と燃焼室１０との連通及び遮断を行う吸気バルブ２０及び排気バルブ２２がそれぞれ設けられている。なお、当該吸気ポート１６及び排気ポート１８は１気筒につきそれぞれ２箇所設けられており、それに対応して吸気バルブ２０及び排気バルブ２２はそれぞれ２本設けられている。

そして、エンジン１の幅方向一側には、吸気ポート１６と連通する吸気管２４が接続されている。
当該吸気管２４には、吸気上流側に図示しないエアクリーナが設けられており、その吸気下流側にはエンジン１に吸気量を検出するエアフローセンサ２６が設けられている。また、当該吸気管２４には、エアフローセンサ２６より吸気下流側に、吸気を加圧するターボチャージャ２８のコンプレッサ２８ａ、加圧された吸気を冷却するインタークーラ３０、吸気量を調整するスロットルバルブ３２が順に設けられている。

一方、エンジン１の幅方向他側には排気ポート１８と連通する排気管３４が接続されている。
当該排気管３４には、上記ターボチャージャ２８のコンプレッサ２８ａと回転軸が連結され排気流により回転するタービン２８ｂが設けられている。
また、当該排気管３４の排気上流側部分と、吸気管２４の吸気下流側部分とは、ＥＧＲ通路３６を介して連通されており、排気を吸気系に還流可能に構成されている。当該ＥＧＲ通路３６には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３８及び吸気系へ還流させるＥＧＲガス量を調整するＥＧＲバルブ４０が設けられている。

また、当該エンジン１を搭載した車両には、エンジン１の運転制御等をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置としてＥＣＵ４２が設けられている。当該ＥＣＵ４２は、ＣＰＵ、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うとともに、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。
例えば、ＥＣＵ４２の入力側には、上記筒内圧センサ１４、エアフローセンサ２６、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ４４等の各種センサ類が接続されており、これらの検出値からエンジン１に作用する負荷やエンジン回転速度、吸気のＯ_２濃度等が算出可能である。また、ＥＣＵ４２の出力側には各気筒の燃料噴射弁１２、スロットルバルブ３２、ＥＧＲバルブ４０などの各種デバイス類が接続されている。

そして、ＥＣＵ４２は、上記各種センサ類から取得される情報に基づき、エンジン１の運転状態の切替制御や各気筒における燃焼制御を行う。
具体的にＥＣＵ４２によるエンジン１の運転状態の切替制御では、ＥＣＵ４２はエンジン１に作用する負荷及びエンジン回転速度に応じて、予め設定された運転モードの切り替えを行う。

例えば、運転状態が低負荷低回転速度領域にある場合には、比較的進角側に燃料噴射時期を設定し、予め空気と燃料とを混合した後に自発着火による燃焼を生起させる予混合燃焼モードとする。なお、当該予混合燃焼モードでは、高温となる予混合燃焼に対しＥＧＲガスの還流量を増加させることで燃焼温度の低温化を図り、ＮＯｘの発生を抑制させる。
一方、上記予混合燃焼モードが成立する低負荷低回転数領域外の運転状態である場合には、一般的なディーゼル燃焼を生起させる通常燃焼モードとする。

また、ＥＣＵ４２による燃焼制御では、筒内圧センサ１４により検出される筒内圧情報から熱発生率を算出して、さらに当該熱発生率を積算した熱発生量を算出する。さらに、当該熱発生量から燃焼割合（以下、ＭＦＢともいう）を算出し、所定の燃焼割合が所定のクランク角（以下、ＭＦＢ角度ともいう）となるように燃料噴射時期を制御するものである。

詳しくは、エンジン１の燃焼サイクルでは、下記式（１）に示すポリトロープ式から、筒内圧Ｐと、筒内容積Ｖをポリトロープ指数ｎで累乗した値との積が一定となる。さらに、エンジン１の燃焼サイクルを断熱変化とみなすと、ポリトロープ指数ｎは筒内の比熱比κに置き換えられる。
ＰＶ^ｎ＝ＰＶ^κ＝一定・・・（１）
そして、燃焼室１０内で発生する熱発生量Ｑの単位クランク角当たりの発生熱量である熱発生率ｄＱ／ｄθは、下記式（２）に示すように、筒内圧Ｐ、筒内容積Ｖ、比熱比κ、から算出される。

つまり、当該熱発生率ｄＱ／ｄθを積算（積分）することで、熱発生量が算出される。
そして、燃焼終了時の熱発生量、即ち熱発生量の最大値を１００％として、クランク角に応じた熱発生量の割合が燃焼割合として求められる。
ＥＣＵ４２は、これら熱発生量や燃焼割合等の情報を熱発生履歴（燃焼履歴）として記憶し（燃焼履歴記憶手段）、次回の燃焼において目標とする所定の燃焼割合（例えばＭＦＢ５０％）が所定のクランク角（例えばＡＴＤＣ１０°）となるように、燃料噴射時期を進角または遅角させるフィードバック制御を行う。以下、この目標とする所定の燃焼割合に対応する所定のクランク角度のことを目標ＭＦＢ角度ともいう。

なお、上記式（１）や式（２）で用いる比熱比κは、燃焼に伴う気体の変化により値が変動するものであるが演算の簡略化等のため、燃焼に伴う値の変動については一定値として取り扱うこととしている。
また、ＥＣＵ４２は、上記燃焼モード切替時等の運転状態変化時には、熱発生履歴に基づく上記フィードバック制御に加えて、エンジン１の運転状態から目標とする所定の燃焼割合が所定のクランク角となる燃料噴射時期を算出するフィードフォワード制御を行う。

以下、当該ＥＣＵ４２において実行される燃焼制御についてより詳しく説明する。
まず、図２に示すように、当該燃焼制御についてＥＣＵ４２内に、ＰＩＤ制御部５０（フィードバック制御手段）、着火遅れ算出部５２（フィードフォワード制御手段）、燃料噴射時期算出部５４（フィードフォワード制御手段）、フィードフォワード制御判定部５６（燃焼制御手段）が形成されている。

ＰＩＤ制御部５０は、目標ＭＦＢ角度と、熱発生履歴から求められる前回生起された燃焼において目標とする所定の燃焼割合に対応したクランク角度（以下、実ＭＦＢ角度という）との差から、比例動作、積分動作、微分動作からなるＰＩＤ制御により燃料噴射時期のフィードバック成分（以下、ＦＢ成分ともいう）を出力する機能を備えている。
着火遅れ算出部５２は、エンジン回転速度及び吸気のＯ_２濃度に応じた着火遅れ期間を算出する着火遅れ算出マップを有している。なお、エンジン回転速度は上記クランク角センサ４４から、Ｏ_２濃度は上記エアフローセンサ２６及びＥＧＲバルブ４０の開度に応じたＥＧＲ還流量等の情報からそれぞれ演算によって求められる。そして、当該着火遅れ算出マップはＯ_２濃度が低くなるほど着火遅れ期間が長くなり、エンジン回転速度が大きくなるほど着火遅れ期間が短く出力されるものである。

燃料噴射時期算出部５４は、燃料の噴射期間から着火遅れ期間を差し引いた燃料混合期間と、目標ＭＦＢ角度からフィードフォワード制御における燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出マップを有している。当該燃料噴射時期算出マップは、燃料噴射開始時期から着火時期までの燃料の混合期間に応じて、目標ＭＦＢとなる燃料噴射時期を算出するものであり、混合期間が短いほど、目標ＭＦＢ角度が遅角側であるほど、遅角側の燃料噴射時期が出力されるものである。

フィードフォワード制御判定部５６は、燃料噴射時期算出部５４で算出された燃料噴射時期と、伝達関数を介して算出される前回に更新された燃料噴射時期との差が所定の閾値以上あるか否かを判定し、真（Ｙｅｓ）である場合には今回算出した燃料噴射時期をフィードフォワード成分（以下、ＦＦ成分ともいう）として更新して出力する機能を備えている。一方、当該フィードフォワード制御判定部５６は、上記判定が偽（Ｎｏ）である場合は、前回更新された目標燃料噴射時期を継続してＦＦ成分として出力する。なお、当該所定の閾値はヒステリシスを有している。

つまり、フィードフォワード制御判定部５６は、運転モードの切替等によりエンジン１の運転状態が大きく変動したことに伴い、燃料噴射時期算出部５４で算出される燃料噴射時期が一定範囲以上変化したときにＦＦ成分を更新して出力するものである。
そして、ＥＣＵ４２は、上記ＦＢ成分とＦＦ成分とを加算した値を指示噴射時期として燃料噴射時期を制御する。

以下、本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置による燃焼制御の流れについて説明する。
図３、４には本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置による燃焼制御ルーチンがフローチャートにより示されており、図５にはクランク角度に応じたエンジンの負荷、ＭＦＢ角度、燃料噴射時期の変化を示したタイムチャートが示されている。以下、上記図２や図５を参照しつつ、図３、４のフローチャートに沿って説明する。なお、クランク角度の値は進角側を大としている。

図３に示すＳ１〜Ｓ６は主としてフィードバック制御、図４に示すＳ７〜Ｓ１２は主としてフィードフォワード制御に関するものである。
図３のステップＳ１に示すように、ＥＣＵ４２は、熱発生履歴から前回の燃焼における実ＭＦＢ角度を読み込む。
ステップＳ２では、目標ＭＦＢ角度を算出する。

そして、ステップＳ３では、ＥＣＵ４２のＰＩＤ制御部５０において、目標ＭＦＢ角度と実ＭＦＢ角度との差が０であるか否か、即ち前回の燃焼における実ＭＦＢ角度が目標ＭＦＢ角度となる適正な燃焼であったか否かを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ＦＢ成分の補正なくＳ７に進む。
一方、当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合はステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、目標ＭＦＢ角度と実ＭＦＢ角度との差が０より小さいか否か、即ち実ＭＦＢ角度が目標ＭＦＢ角度よりも進角側であるか否かを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、即ち実ＭＦＢ角度が目標ＭＦＢ角度よりも進角側である場合は、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、ＥＣＵ４２のＰＩＤ制御部５０が燃料噴射時期のフィードバック成分をＰＩＤ制御に基づき遅角側に補正したＦＢ成分を出力し、ステップＳ７に進む。

一方、上記ステップＳ４の判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち実ＭＦＢ角度が目標ＭＦＢ角度よりも遅角側である場合には、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６では、ＥＣＵ４２のＰＩＤ制御部５０において燃料噴射時期のフィードバック成分をＰＩＤ制御に基づき進角側に補正したＦＢ成分を出力し、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、ＥＣＵ４２の着火遅れ算出部５２において、着火遅れ算出マップよりエンジン回転速度及びＯ_２濃度から着火遅れ期間を算出する。
続くステップＳ８では、ＥＣＵ４２の燃料噴射時期算出部５４において、燃料噴射時期算出マップより、着火遅れ期間と燃料噴射期間との差から算出される燃料の混合期間、及び目標ＭＦＢ角度から燃料噴射時期のＦＦ成分を算出する。

そして、ステップＳ９では、ＥＣＵ４２のフィードフォワード制御判定部５６において、ステップＳ８で算出したＦＦ成分と、前回更新されたＦＦ成分との差であるフィードフォワード判定値（以下、ＦＦ判定値ともいう）を算出する。
ステップＳ１０では、ＦＦ判定値が所定の閾値以上であるか否かを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合、即ち閾値以上である場合は、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、上記ステップＳ８で算出したＦＦ成分を出力し、ステップＳ１３に進む。
一方、上記ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）である場合には、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、前回のＦＦ成分を出力し、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、ＦＦ成分とＦＢ成分とを加算した指示噴射時期を出力し、当該ルーチンを抜ける。
以上のように、当該ＥＣＵ４２は、エンジン１の運転状態に変動の少ない定常運転時では、熱発生履歴に基づくＦＢ成分のみの指示噴射時期とし、エンジンの運転状態が変動しＦＦ判定値が閾値以上となるときには更新したＦＦ成分をＦＢ成分に付加した指示噴射時期とする。

このように、エンジン１の運転状態変化時には、フィードバック制御にフィードフォワード制御を加えることで、図５に示すように、フィードバック制御のみでは遅延していた燃焼制御が、運転状態の変化に応じて速やかに実ＭＦＢ角度が目標ＭＦＢ角度となるよう燃料噴射時期を制御することができる。
また、図５に示すように、燃焼制御が移行する際も、定常運転時に行っていたフィードバック制御にフィードフォワード制御を付加するように行うことから燃焼の変動を最小限に抑えて円滑に移行することができる。

また、ＥＣＵ４２は、ディーゼルエンジン１において、吸気条件によって着火までの期間が変わる着火遅れ期間、及び燃料混合期間の影響を受ける目標ＭＦＢ角度の燃料噴射時期をそれぞれマップに基づき算出することで精度よくＦＦ成分を算出することができる。
さらに、フィードフォワード判定部５６において、ＦＦ判定値からエンジンの運転状態変化時と判定することで、燃焼モード切替だけでなく同燃焼モード内における過渡運転等のエンジンの運転状態の変化も正確に判定することができる。

これらのことから、エンジンの運転状態変化時においても、速やかに変化に対応した燃焼制御を行うことができ、スモークやＮＯｘの排出増加を抑制して排ガス性能を向上させることができる。
以上で本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

例えば、上記実施形態では、エンジン１は４気筒コモンレール式ディーゼルエンジンだが、当該構成のエンジンに限るものではなく、他の構成のディーゼルエンジンであっても構わない。
また、上記実施形態では、フィードフォワード制御判定部５６では、今回算出したＦＦ成分と更新前のＦＦ成分との差であるＦＦ判定値から判定しているが、単純に燃焼モード切り替えに応じてＦＦ成分を更新するものとしても構わない。つまり、上記図４のフローチャートのステップＳ９、Ｓ１０の部分において、燃焼モード切換時であるか否かを判別し、真（Ｙｅｓ）であればステップＳ１１に、偽（Ｎｏ）であればステップＳ１２に進むように変更してもよい。これにより、簡易な制御で十分に運転状態の変化を判定することができ、燃焼モード切替による燃焼の変動を確実に抑制することができる。

本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置の概略構成図である。 本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置の制御ブロック図である。 本発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置による燃焼制御ルーチンを示すフローチャートである。 上記図３のフローチャートの続きである。 クランク角度に応じたエンジンの負荷、ＭＦＢ角度、燃料噴射時期の変化を示したタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 気筒
１２ 燃料噴射弁
１４ 筒内圧センサ（筒内圧検出手段）
３６ ＥＧＲ通路
４２ ＥＣＵ
４４ クランク角センサ
５０ ＰＩＤ制御部（フィードバック制御手段）
５２ 着火遅れ算出部（フィードフォワード制御手段）
５４ 燃料噴射時期算出部（フィードフォワード制御手段）
５６ フィードフォワード制御判定部（燃焼制御手段）

Claims (5)

1. ディーゼルエンジンの筒内圧力を検出する筒内圧検出手段と、
   前記筒内圧検出手段により検出される筒内圧に基づき燃焼割合を算出する燃焼割合算出手段と、
   前記燃焼割合算出手段により算出される燃焼割合を記憶する燃焼履歴記憶手段と、
   前記燃焼履歴記憶手段に基づき、所定の燃焼割合が所定のクランク角度となる燃料噴射時期を算出するフィードバック制御手段と、
   前記エンジンの運転状態に基づき、前記所定の燃焼割合が所定のクランク角度となる燃料噴射時期を算出するフィードフォワード制御手段と、
   前記エンジンの定常運転時には、前記フィードバック制御手段により算出される燃料噴射時期により該エンジンの燃料噴射を制御し、該エンジンの運転状態変化時には、該フィードバック制御に加え前記フィードフォワード制御により算出される燃料噴射時期により該エンジンの燃料噴射を制御する燃焼制御手段と、
   を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
2. 前記フィードフォワード制御手段は、燃料噴射終了時期から着火時期までの燃料混合期間と、前記所定のクランク角度とから燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出マップを有しており、該燃料噴射時期算出マップに基づき前記燃料噴射時期を算出することを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
3. 前記フィードフォワード制御手段は、吸気の酸素濃度及びエンジン回転速度から着火遅れ期間を算出する着火遅れ算出マップを有しており、該着火遅れ算出マップに基づき算出される着火遅れ期間と、燃料噴射期間とから前記燃料混合期間を算出することを特徴とする請求項２記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
4. 前記燃焼制御手段は、前記フィードフォワード制御手段により算出される燃料噴射時期の変化が所定の閾値以上である場合に、前記エンジンの運転状態変化時と判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
5. 前記エンジンは、運転状態として少なくとも予混合燃焼モード及び通常燃焼モードを有しており、
   前記燃焼制御手段は、前記予混合燃焼モード及び通常燃焼モードの切替時を前記エンジンの運転状態変化時と判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。

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