JP2011127493A - Control device for diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EGR装置を備えたディーゼルエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a diesel engine equipped with an EGR device.
軽油を燃料としたディーゼルエンジンにおいて、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)の低減には、EGR装置(排気ガス再循環装置)が有効である。EGR装置は、不活性ガスである排気ガスの一部を吸気系に再循環させることによって燃焼温度を低く抑え、NOxの生成を抑制する。NOxの生成抑制は排気ガスの再循環量が多いほど促進されるが、排気ガスの再循環量の増大は煤の発生を招くことから、排気ガスの再循環量は、車両の運転条件に合わせて、煤の発生回避を考慮した適正量に調整される。 In a diesel engine using light oil as a fuel, an EGR device (exhaust gas recirculation device) is effective in reducing nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas. The EGR device recirculates a part of the exhaust gas, which is an inert gas, to the intake system, thereby suppressing the combustion temperature and suppressing the generation of NOx. Suppression of NOx generation is promoted as the exhaust gas recirculation amount increases. However, since the increase in the exhaust gas recirculation amount causes soot, the exhaust gas recirculation amount matches the operating conditions of the vehicle. Therefore, it is adjusted to an appropriate amount considering the avoidance of soot generation.
一方、軽油の代替燃料としてジメチルエーテル(DME)を燃料とするディーゼルエンジンの開発が進められている。DMEは、天然ガスやバイオガスから合成され、その排気ガス中に汚染の原因となる硫黄酸化物やPMが発生しないため、クリーンな燃料として注目されている。 On the other hand, development of diesel engines using dimethyl ether (DME) as an alternative fuel for light oil is underway. Since DME is synthesized from natural gas and biogas and does not generate sulfur oxides and PM that cause pollution in the exhaust gas, it is attracting attention as a clean fuel.
上述のように、EGR装置における排気ガスの再循環量は、NOxの生成抑制と煤の発生回避とを考慮して設定される。このため、例えばエンジンの運転状態が過渡状態のときに、排気ガス中の炭化水素(HC)が増大する可能性が生じる。特に、DMEを燃料としたエンジンでは、煤の発生を考慮する必要がないことから、NOx低減のために排気ガスの再循環量が多く設定されるため、エンジン回転数や負荷が上昇する過度時において、供給される空気量が不足してHCが増大する可能性が高い。 As described above, the exhaust gas recirculation amount in the EGR device is set in consideration of the suppression of NOx generation and the avoidance of soot generation. For this reason, for example, when the operating state of the engine is in a transient state, there is a possibility that hydrocarbons (HC) in the exhaust gas increase. In particular, in an engine using DME as fuel, it is not necessary to consider the generation of soot, so a large amount of exhaust gas recirculation is set to reduce NOx. , There is a high possibility that the amount of supplied air will be insufficient and HC will increase.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであって、過渡状態におけるHCの発生を確実に抑制することが可能なディーゼルエンジンの制御装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a diesel engine control device capable of reliably suppressing the generation of HC in a transient state.
上記目的を達成すべく、本発明は、排気ガスの一部を吸気系に再循環させるEGR装置を有するディーゼルエンジンの制御装置であって、グロープラグと判定手段と制御手段とを備える。グロープラグは、ディーゼルエンジンのシリンダ内に配置され通電状態で発熱する。判定手段は、ディーゼルエンジンの運転状態が過渡状態であるか否かを判定する。制御手段は、ディーゼルエンジンの運転状態が過渡状態であると判定手段が判定したとき、グロープラグを通電状態に設定する。 In order to achieve the above object, the present invention is a control device for a diesel engine having an EGR device that recirculates a part of exhaust gas to an intake system, and includes a glow plug, a determination unit, and a control unit. The glow plug is disposed in the cylinder of the diesel engine and generates heat when energized. The determination means determines whether or not the operating state of the diesel engine is a transient state. The control means sets the glow plug to the energized state when the determination means determines that the operating state of the diesel engine is a transient state.
上記構成では、ディーゼルエンジンの運転状態が過渡状態であると判定手段が判定すると、制御手段がグロープラグを通電状態に設定し、シリンダ内の温度が上昇する。この温度上昇によって炭化水素(HC)の発生が抑制され、排気ガス中のHCの含有量が低減する。 In the above configuration, when the determination unit determines that the operation state of the diesel engine is a transient state, the control unit sets the glow plug to the energized state, and the temperature in the cylinder rises. This temperature rise suppresses the generation of hydrocarbons (HC) and reduces the content of HC in the exhaust gas.
また、上記ディーゼルエンジンの燃料がジメチルエーテル(DME)の場合、HCの発生の抑制を考慮して排気ガスの再循環量を設定する必要があるが、上記構成では、過渡状態でのHCの発生を抑制しつつ排気ガスの再循環量を増大させることができる。 Further, when the diesel engine fuel is dimethyl ether (DME), it is necessary to set the exhaust gas recirculation amount in consideration of the suppression of HC generation. The recirculation amount of the exhaust gas can be increased while suppressing.
本発明によれば、過渡状態におけるHCの発生を確実に抑制することができる。 According to the present invention, generation of HC in a transient state can be reliably suppressed.
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図1は本実施形態に係るディーゼルエンジンの概略構成を示す模式図、図2は本実施形態の電気的構成を示すブロック図、図3は燃焼室加熱制御を示すフローチャートである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a diesel engine according to the present embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the present embodiment, and FIG. 3 is a flowchart showing combustion chamber heating control.
図1及び図2に示すように、本実施形態のディーゼルエンジン1は、EGR装置2とターボチャージャー3とを備え、ジメチルエーテル(DME)を燃料として駆動する。EGR装置2は、排気ガスの一部を吸気系に再循環させる。ターボチャージャー3は、排気ガスによって回転するタービン4を有し、タービン4によって加圧された圧縮空気がインタークーラ5を介して吸気系に供給される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the diesel engine 1 of the present embodiment includes an
EGR装置2は、EGR通路6とEGRバルブ8とコントロールユニット9とを備える。EGR通路6は、ディーゼルエンジン1の排気通路11と吸気通路12とを連通する。EGR通路6の途中には、排気ガスを冷却するEGRクーラ7が設けられている。EGRバルブ8は、EGR通路6を開閉して排気ガスの還流量を増減する。コントロールユニット9は、燃料の基本噴射量Q-finやエンジン回転速度センサ13が検出するエンジン回転速度Ne等によって決まる運転状態に基づいて、NOxの低減と燃焼効率とのバランスを考慮して設定された目標EGR率になるように、EGRバルブ8の弁開度(バルブリフト)を制御する。
The
例えば、コントロールユニット9にはエンジン回転速度Neと燃料の基本噴射量Q-finと目標EGRバルブリフトとの関係を示すマップデータが予め記憶され、コントロールユニット9は、検出されたエンジン回転速度Ne及び燃料の基本噴射量Q-finとマップデータとから目標EGRバルブリフトを求め、目標EGRバルブリフトとなるようにEGRバルブ8のリフトセンサの検出値を使用してフィードバック制御するEGRリフト制御(EGRバルブリフトフィードバック制御)や、このEGRリフト制御に加えて、EGR率に関しても、目標EGR率を算出して、エアフローセンサ(MAFサンサ)、吸気圧センサ、吸気温センサ等から推定したEGR率を使用してフィードバック制御するEGR率フィードバック制御等を実行する。
For example, map data indicating the relationship between the engine speed Ne, the basic fuel injection amount Q-fin, and the target EGR valve lift is stored in the control unit 9 in advance, and the control unit 9 stores the detected engine speed Ne and EGR lift control (EGR valve) that obtains a target EGR valve lift from the basic fuel injection amount Q-fin and map data, and performs feedback control using the detected value of the lift sensor of the
また、本実施形態のターボチャージャー3は、可変ベーン等の吸気圧調整バルブ(VNT)14の開弁リフト量を制御することによって吸気圧の調整が可能なタイプであり、コントロールユニット9は、ディーゼルエンジン1の運転状態が低速回転で且つ高負荷のときには、吸気圧力が上がるようにVNT14を絞り、高速回転のときには、VNT14の絞りを少なくし、吸入空気量が少なくてもよい軽負荷のときにも、燃費向上のためにVNT14の絞りを少なくする制御を実行する。
Moreover, the
例えば、コントロールユニット9は、エンジン回転速度Neと燃料の基本噴射量Q-fin等によって決まるエンジンの運転状態に応じて、排気ガス、燃費、出力が最適になるように予め設定されている目標VNTリフトを計算し、この目標VNTリフトになるように、VNT14のバルブリフトに関してリフトセンサの検出値を使用してフィードバック制御するVNTリフト制御を実行する。また、VNTリフト制御に加えて、吸気圧力に関しても、エンジン運転状態により決まる目標吸気圧を目標値にして、吸気圧センサの検出値を使用してフィードバック制御する吸気圧フィードバック制御を実行してもよい。
For example, the control unit 9 sets the target VNT set in advance so that the exhaust gas, the fuel consumption, and the output are optimized in accordance with the engine operating state determined by the engine rotational speed Ne, the basic fuel injection amount Q-fin, and the like. The lift is calculated, and the VNT lift control is executed to perform feedback control using the detected value of the lift sensor with respect to the valve lift of the
ディーゼルエンジン1の各シリンダ15内には、通電状態で発熱するグロープラグ(予熱栓)16が配置されている。このグロープラグ16は、寒い時期などのようにシリンダヘッドやシリンダブロックが冷えた状態でディーゼルエンジン1を始動する際に、燃焼室内の温度を予め上昇させて始動不良を防止する補助熱源として使用される。
In each
エンジン回転速度センサ13は、所定時間毎にエンジン回転速度を検出してコントロールユニット9へ出力する。また、アクセル開度センサ17は、所定時間毎にアクセル開度を検出してコントロールユニット9へ出力する。コントロールユニット9は、エンジン回転速度、アクセル開度及びアクセル開度変化率等に基づいて、ディーゼルエンジン1の運転状態が通常状態(通常モード)であるか過渡状態(過渡モード)であるかを判定し、運転状態が過渡状態であると判定したとき、グロープラグ16を通電状態に設定するという燃焼室加熱制御を、所定時間毎に繰り返して実行する。すなわち、コントロールユニット9は、判定手段及び制御手段として機能する。なお、過渡状態とは、エンジン回転速度や負荷が短時間に上昇又は下降する状態をいう。
The engine
すなわち、燃焼室加熱制御において、コントロールユニット9は、図3に示すように、ディーゼルエンジン1の運転状態が通常状態(通常モード)であるか否かを判定し(ステップS1)、過渡状態であると判定した場合(ステップS1:Yes)、グロープラグ16を通電状態(グロープラグON)に設定する(ステップS2)。一方、過渡状態ではない(通常状態である)と判定した場合(ステップS1:No)、グロープラグ16を非通電状態(グロープラグOFF)に設定し(ステップS3)、本処理を終了する。
That is, in the combustion chamber heating control, as shown in FIG. 3, the control unit 9 determines whether the operation state of the diesel engine 1 is a normal state (normal mode) (step S1) and is in a transient state. Is determined (step S1: Yes), the
本実施形態によれば、ディーゼルエンジン1の運転状態が過渡状態のときには、グロープラグ16が通電状態に設定され、シリンダ15内の温度が上昇する。この温度上昇によってHCの発生が抑制され、排気ガス中のHCの含有量が低減する。
According to the present embodiment, when the operation state of the diesel engine 1 is in a transient state, the
特に、ディーゼルエンジン1の燃料がジメチルエーテル(DME)の場合、HCの発生の抑制を考慮して排気ガスの再循環量を設定する必要があるが、本実施形態では、HCが発生し易い過渡状態でのHCの発生を燃焼室の温度を上昇させることによって抑制するので、過渡状態における排気ガスの再循環量をHCの発生抑制のために特別に調整することなく、HCの発生を抑制しつつ排気ガスの再循環量を増大させてNoxの低減効果を高めることが可能となる。 In particular, when the fuel of the diesel engine 1 is dimethyl ether (DME), it is necessary to set the exhaust gas recirculation amount in consideration of the suppression of the generation of HC, but in this embodiment, a transient state in which HC easily occurs. The generation of HC in the combustion chamber is suppressed by increasing the temperature of the combustion chamber, so that the generation of HC can be suppressed without specially adjusting the amount of exhaust gas recirculation in the transient state to suppress the generation of HC. It is possible to increase the NOx reduction effect by increasing the exhaust gas recirculation amount.
また、低温下での始動不良を防止するために配置されたグロープラグ16を利用しているので、新たな部品を追加することなく、過渡状態でのHCの発生を抑制することができる。
In addition, since the
なお、上記実施形態では、DMEを燃料とするディーゼルエンジン1について説明したが、軽油など他の燃料を使用するディーゼルエンジンに本発明を適用してもよい。 In addition, although the said embodiment demonstrated the diesel engine 1 which uses DME as a fuel, you may apply this invention to the diesel engine which uses other fuels, such as light oil.
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。 As mentioned above, although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described, the present invention is not limited by the discussion and the drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, it should be added that other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.
本発明は、ディーゼルエンジンに広く適用可能である。 The present invention is widely applicable to diesel engines.
1 ディーゼルエンジン
2 EGR装置
3 ターボチャージャー
9 コントロールユニット(判定手段、制御手段)
13 エンジン回転速度センサ
15 シリンダ
16 グロープラグ
17 アクセル開度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
13
Claims (2)
前記ディーゼルエンジンのシリンダ内に配置され通電状態で発熱するグロープラグと、
前記ディーゼルエンジンの運転状態が過渡状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記ディーゼルエンジンの運転状態が過渡状態であると前記判定手段が判定したとき、前記グロープラグを通電状態に設定する制御手段と、を備えた
ことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 A control device for a diesel engine having an EGR device for recirculating a part of exhaust gas to an intake system,
A glow plug that is arranged in a cylinder of the diesel engine and generates heat when energized;
Determining means for determining whether or not the operating state of the diesel engine is in a transient state;
A control device for a diesel engine, comprising: a control unit that sets the glow plug to an energized state when the determination unit determines that the operation state of the diesel engine is a transient state.
ことを特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジンの制御装置。 The diesel engine control device according to claim 1, wherein the fuel of the diesel engine is dimethyl ether.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009286032A JP2011127493A (en) | 2009-12-17 | 2009-12-17 | Control device for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009286032A JP2011127493A (en) | 2009-12-17 | 2009-12-17 | Control device for diesel engine |
Publications (1)
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JP2009286032A Pending JP2011127493A (en) | 2009-12-17 | 2009-12-17 | Control device for diesel engine |
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