JP2011241774A - 内燃機関の燃料噴射制御装置及び付着量算出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関の燃料噴射制御装置において、計算負荷を低くして筒内の壁面に付着している燃料付着量を精度よく算出し、適切に燃料噴射を制御する技術を提供する。
【解決手段】内燃機関の筒内で燃料を噴射する燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射率燃料噴射率に基づいて算出された単位時間毎の燃料噴出速度と筒内状態とに基づいて単位時間毎の燃料飛翔距離を算出し、当該燃料飛翔距離と気筒内の燃料噴射弁から壁面までの筒内距離とを比較し、燃料飛翔距離が筒内距離よりも長い場合に加算される微小時間を用いて単位時間毎の燃料が気筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合を算出し、当該燃料が気筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで筒内の壁面に付着している燃料付着量を算出し、燃料付着量に応じて燃料噴射弁での燃料噴射を制御する。
【選択図】図1
【解決手段】内燃機関の筒内で燃料を噴射する燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射率燃料噴射率に基づいて算出された単位時間毎の燃料噴出速度と筒内状態とに基づいて単位時間毎の燃料飛翔距離を算出し、当該燃料飛翔距離と気筒内の燃料噴射弁から壁面までの筒内距離とを比較し、燃料飛翔距離が筒内距離よりも長い場合に加算される微小時間を用いて単位時間毎の燃料が気筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合を算出し、当該燃料が気筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで筒内の壁面に付着している燃料付着量を算出し、燃料付着量に応じて燃料噴射弁での燃料噴射を制御する。
【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置及び付着量算出方法に関する。
ポスト噴射を行う内燃機関において、筒内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量と燃料蒸発量に基づいてオイル希釈状態を推定し、推定されたオイル希釈状態に応じてポスト噴射を制御する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。これによって、オイル希釈量が過大にならないように適切にポスト噴射を制御する。しかしながら、上記特許文献1に開示された技術では、予め取得したマップデータを基にオイル希釈量を算出しているため、適合工数が多くなってしまい、計算負荷が高いものであった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、内燃機関の燃料噴射制御装置において、計算負荷を低くして筒内の壁面に付着している燃料付着量を精度よく算出し、適切に燃料噴射を制御する技術を提供することにある。
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の筒内で燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射量を取得する噴射量取得部と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射率を取得する噴射率取得部と、
前記噴射率取得部で取得した燃料噴射率に基づいて単位時間毎の燃料噴出速度を算出する噴出速度算出部と、
筒内状態を取得する筒内状態取得部と、
前記噴出速度算出部で算出された燃料噴出速度と前記筒内状態取得部で取得された筒内状態とに基づいて単位時間毎の燃料飛翔距離を算出し、当該燃料飛翔距離と筒内の前記燃料噴射弁から壁面までの筒内距離とを比較し、前記燃料飛翔距離が前記筒内距離よりも長い場合に加算される微小時間を用いて単位時間毎の燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合を算出し、当該燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで筒内の壁面に付着している燃料付着量を算出する付着量算出部と、
前記付着量算出部で算出した燃料付着量に応じて前記燃料噴射弁での燃料噴射を制御する噴射制御部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置である。
内燃機関の筒内で燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射量を取得する噴射量取得部と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射率を取得する噴射率取得部と、
前記噴射率取得部で取得した燃料噴射率に基づいて単位時間毎の燃料噴出速度を算出する噴出速度算出部と、
筒内状態を取得する筒内状態取得部と、
前記噴出速度算出部で算出された燃料噴出速度と前記筒内状態取得部で取得された筒内状態とに基づいて単位時間毎の燃料飛翔距離を算出し、当該燃料飛翔距離と筒内の前記燃料噴射弁から壁面までの筒内距離とを比較し、前記燃料飛翔距離が前記筒内距離よりも長い場合に加算される微小時間を用いて単位時間毎の燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合を算出し、当該燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで筒内の壁面に付着している燃料付着量を算出する付着量算出部と、
前記付着量算出部で算出した燃料付着量に応じて前記燃料噴射弁での燃料噴射を制御する噴射制御部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置である。
本発明では、燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで筒内の壁面に付着している燃料付着量を算出する。これによ
ると、予め取得したマップデータを基に燃料付着量を算出するわけではないので、適合工数が少なくなり、計算負荷が低くなる。すなわち、計算負荷を低くして筒内の壁面に付着している燃料付着量を精度よく算出することができる。したがって、計算負荷が低いことから処理速度の高速化を図ることができ、燃料噴射制御の応答性をよくすることができ、制御遅れなく適切に燃料噴射を制御することができる。
ると、予め取得したマップデータを基に燃料付着量を算出するわけではないので、適合工数が少なくなり、計算負荷が低くなる。すなわち、計算負荷を低くして筒内の壁面に付着している燃料付着量を精度よく算出することができる。したがって、計算負荷が低いことから処理速度の高速化を図ることができ、燃料噴射制御の応答性をよくすることができ、制御遅れなく適切に燃料噴射を制御することができる。
前記噴射制御部は、前記燃料付着量が、筒内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量がオイル希釈限界量を超えるか否かの閾値である所定量を超えると、前記燃料付着量が所定量を超えないように前記燃料噴射弁での燃料噴射を制御するとよい。
ここで、所定量とは、それを超えると筒内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量がオイル希釈限界量を超え、エンジンオイルがその機能を確保できなくなる量であり、筒内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量がオイル希釈限界量を超えるか否かの閾値である。
これによると、筒内の壁面に付着している燃料付着量を所定量よりも少なくし、筒内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量をオイル希釈限界量よりも少なくすることができる。したがって、オイル希釈量がオイル希釈限界量を超えてしまい、エンジンオイルがその機能を確保できなくなることが回避できる。
また本発明は、
内燃機関の筒内で燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射量を取得する噴射量取得部と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射率を取得する噴射率取得部と、
前記噴射率取得部で取得した燃料噴射率に基づいて単位時間毎の燃料噴出速度を算出する噴出速度算出部と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて筒内状態を取得する筒内状態取得部と、
筒内の壁面に付着していた燃料付着量を算出する付着量算出部と、
を備えた付着量算出方法であって、
前記付着量算出部は、前記噴出速度算出部で算出された燃料噴出速度と前記筒内状態取得部で取得された筒内状態とに基づいて単位時間毎の燃料飛翔距離を算出し、当該燃料飛翔距離と筒内の前記燃料噴射弁から壁面までの筒内距離とを比較し、前記燃料飛翔距離が前記筒内距離よりも長い場合に加算される微小時間を用いて単位時間毎の燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合を算出し、当該燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで筒内の壁面に付着している燃料付着量を算出することを特徴とする付着量算出方法である。
内燃機関の筒内で燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射量を取得する噴射量取得部と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射率を取得する噴射率取得部と、
前記噴射率取得部で取得した燃料噴射率に基づいて単位時間毎の燃料噴出速度を算出する噴出速度算出部と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて筒内状態を取得する筒内状態取得部と、
筒内の壁面に付着していた燃料付着量を算出する付着量算出部と、
を備えた付着量算出方法であって、
前記付着量算出部は、前記噴出速度算出部で算出された燃料噴出速度と前記筒内状態取得部で取得された筒内状態とに基づいて単位時間毎の燃料飛翔距離を算出し、当該燃料飛翔距離と筒内の前記燃料噴射弁から壁面までの筒内距離とを比較し、前記燃料飛翔距離が前記筒内距離よりも長い場合に加算される微小時間を用いて単位時間毎の燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合を算出し、当該燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで筒内の壁面に付着している燃料付着量を算出することを特徴とする付着量算出方法である。
本発明によると、計算負荷を低くして筒内の壁面に付着している燃料付着量を精度よく算出することができる。
本発明によると、内燃機関の燃料噴射制御装置において、計算負荷を低くして筒内の壁面に付着している燃料付着量を精度よく算出し、適切に燃料噴射を制御することができる。
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
<実施例1>
図1は、本発明の実施例1に係る内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する車両駆動用の4ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。内燃機関1の4つの気筒2の周りには、水路3が形成され機関冷却水が流れている。水路3には、水温センサ4が配置されている。各気筒2内(筒内)には、燃料噴射弁5が配置されている。燃料タンクの燃料が昇圧ポンプ6によって送り出され、コモンレール7で昇圧されて燃料噴射弁5に送り込まれる。燃料噴射弁5には、単位時間毎の燃料噴射率を検出する噴射率検出器8が配置されている。噴射率検出器8では、燃料噴射率の信号を検出することができる。本実施例に係る噴射率検出器8が、本発明の噴射率取得部に対応する。噴射率取得部としては、予め取得したマップによって単位時間毎の燃料噴射率を導出するものでもよい。内燃機関1のクランクシャフト9には、クランク角センサ10が配置されている。
図1は、本発明の実施例1に係る内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する車両駆動用の4ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。内燃機関1の4つの気筒2の周りには、水路3が形成され機関冷却水が流れている。水路3には、水温センサ4が配置されている。各気筒2内(筒内)には、燃料噴射弁5が配置されている。燃料タンクの燃料が昇圧ポンプ6によって送り出され、コモンレール7で昇圧されて燃料噴射弁5に送り込まれる。燃料噴射弁5には、単位時間毎の燃料噴射率を検出する噴射率検出器8が配置されている。噴射率検出器8では、燃料噴射率の信号を検出することができる。本実施例に係る噴射率検出器8が、本発明の噴射率取得部に対応する。噴射率取得部としては、予め取得したマップによって単位時間毎の燃料噴射率を導出するものでもよい。内燃機関1のクランクシャフト9には、クランク角センサ10が配置されている。
この内燃機関1には電子制御ユニット(以下、ECUという)11が併設されている。ECU11には、水温センサ4、クランク角センサ10、及びアクセル開度センサ12が電気的に接続されている。これらの出力信号がECU11に入力される。また、ECU11には、燃料噴射弁5が電気的に接続されており、ECU11によって制御される。
内燃機関1には、燃焼後の排気が排出される排気通路13に排気中のパティキュレートマター(PM)を捕集するフィルタ14が配置されている。内燃機関1は、フィルタ14にPMが規定量を超えて堆積すると、フィルタ14に堆積したPMを強制的に酸化除去する強制再生制御を行う。この強制再生制御では、フィルタ14を高温に昇温させて堆積したPMを酸化除去する。フィルタ14を高温に昇温させるために、内燃機関1から排気通路13に燃料を供給し、フィルタ14よりも上流の排気通路13に配置された酸化触媒15で当該燃料を酸化させて排気を昇温させる。このように内燃機関1から排気通路13に燃料を供給する態様として、膨張行程中或いは排気行程中に気筒2内に燃料噴射弁5から燃料を噴射するポスト噴射がある。ポスト噴射では、燃料噴射弁5から噴射された燃料が気筒2内の壁面に向けて飛翔し、一部の燃料は当該壁面に付着する。気筒2内の壁面には、エンジンオイルが存在する。このため、気筒2内の壁面に付着している燃料は、エンジンオイルに混ざり込み、エンジンオイルが希釈してしまう。エンジンオイルを希釈したオイル希釈量がオイル希釈限界量を超えてしまうと、エンジンオイルは、そのオイルの機能を確保できなくなり、内燃機関1に弊害をもたらしてしまう。オイル希釈量がオイル希釈限界量を超えてしまわないようにするためには、ポスト噴射での燃料噴射量を調整する必要がある。このため、従来技術においては、オイル希釈量と燃料蒸発量とに基づいてオイル希釈状態を推定し、推定されたオイル希釈状態に応じてポスト噴射を制御するようにしていた。しかし、従来技術では、予め取得したマップデータを基にオイル希釈量を算出しているため、適合工数が多くなってしまい、計算負荷が高いものであった。そのため、計算負荷が高いことにより処理速度が遅く、ポスト噴射制御の応答性が遅く、制御遅れが生じる可能性があった。
そこで本実施例は、気筒2内の壁面に付着している燃料付着量に応じて燃料噴射弁5でのポスト噴射を制御する。ここで本実施例では、燃料が気筒2内の壁面を超えるに相当す
る時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで気筒2内の壁面に付着している燃料付着量を算出する。これによると、予め取得したマップデータを基に燃料付着量を算出するわけではないので、適合工数が少なくなり、計算負荷が低くなる。すなわち、計算負荷を低くして気筒2内の壁面に付着している燃料付着量を精度よく算出することができる。したがって、計算負荷が低いことから処理速度の高速化を図ることができ、ポスト噴射制御の応答性をよくすることができ、制御遅れなく適切にポスト噴射を制御することができる。
る時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで気筒2内の壁面に付着している燃料付着量を算出する。これによると、予め取得したマップデータを基に燃料付着量を算出するわけではないので、適合工数が少なくなり、計算負荷が低くなる。すなわち、計算負荷を低くして気筒2内の壁面に付着している燃料付着量を精度よく算出することができる。したがって、計算負荷が低いことから処理速度の高速化を図ることができ、ポスト噴射制御の応答性をよくすることができ、制御遅れなく適切にポスト噴射を制御することができる。
図2は、本実施例に係るECU11内の制御ブロック図である。図2を用いて、気筒2内の壁面に付着している燃料付着量に応じて燃料噴射弁5でのポスト噴射を制御する具体的な構成について述べる。
図2に示すように、ECU11は、ポスト噴射において燃料噴射弁5から噴射する単位時間毎の燃料噴射量q(1),q(2),q(3)…q(j)を取得する噴射量取得部11aを有する。単位時間毎の燃料噴射量q(1),q(2),q(3)…q(j)は、ECU11がポスト噴射において単位時間毎の燃料噴射量q(1),q(2),q(3)…q(j)を燃料噴射弁5に指示した際に取得できる。
ECU11は、噴射率検出器8で検出した燃料噴射率に基づいてポスト噴射開始からの単位時間毎の燃料噴出速度v(1),v(2),v(3)…v(j)を算出する噴出速度算出部11bを有する。単位時間毎の燃料噴出速度v(1),v(2),v(3)…v(j)は、噴射率検出器8で検出した燃料噴射率の信号を、予め定めた刻み時間(微小時間)△t毎に分割し、燃料噴射弁5の噴孔断面積で除算することで求めることができる。
ECU11は、気筒2内の筒内状態を取得する筒内状態取得部11cを有する。筒内状態とは、筒内ガス密度ρa及び筒内温度Taである。筒内ガス密度ρa及び筒内温度Taは、クランク角センサ10で検出される機関回転速度及びアクセル開度センサ12で検出される機関負荷に基づき、機関回転速度及び機関負荷を予め取得されたマップに取り込むことで導出できる。
ECU11は、気筒2内の壁面に付着している燃料付着量を算出する付着量算出部11dを有する。付着量算出部11dでは、噴出速度算出部11bで算出された燃料噴出速度v(1),v(2),v(3)…v(j)と筒内状態取得部11cで取得された筒内状態である筒内ガス密度ρa及び筒内温度Taとに基づいて単位時間毎の燃料飛翔距離L(i,j)を算出し、当該燃料飛翔距離L(i,j)と気筒2内の燃料噴射弁5から壁面までの筒内距離Lwallとを比較し、燃料飛翔距離L(i,j)が筒内距離Lwallよりも長い場合に加算される微小時間△tを用いて単位時間毎の燃料が気筒2内の壁面を超えるに相当する時間の割合Rwet(=Twet/Tlife)を算出し、当該燃料が気筒2内の壁面を超えるに相当する時間の割合Rwet(j)に単位時間毎の燃料噴射量q(j)を乗算して積算することで気筒2内の壁面に付着している燃料付着量Qwetを算出する。付着量算出部11dでの具体的な処理は、後述の付着量算出サブルーチンで説明する。なお、筒内距離Lwallは、図3に示すように、気筒2内の燃料噴射弁5から気筒2の内周における壁面までの筒内距離である。
ECU11は、付着量算出部11dで算出した燃料付着量Qwetに応じて燃料噴射弁5での燃料噴射を制御する噴射制御部11eを有する。噴射制御部11eでは、燃料付着量Qwetが、気筒2内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量がオイル希釈限界量を超えるか否かの閾値である所定量Qthを超えると、燃料付着量Qwetが所定量Qthを超えないように燃料噴射弁5でのポスト噴射を制御する。具体的には、燃料付着量Qwetが所定量Qthを超えていると、燃料噴射弁5での
ポスト噴射の燃料噴射圧を上昇させる、燃料噴射量を減少させる、燃料噴射時期を進角させる、燃料噴射の分割数を増加させる、のうち少なくとも1つ以上の噴射条件を補正する。これにより、燃料付着量が所定量を超えないようになり、オイル希釈量がオイル希釈限界量を超えなくなり、エンジンオイルの機能を確保できる。なおここで、所定量Qthとは、それを超えると気筒2内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量がオイル希釈限界量を超え、エンジンオイルがその機能を確保できなくなる量であり、気筒2内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量がオイル希釈限界量を超えるか否かの閾値である。
ポスト噴射の燃料噴射圧を上昇させる、燃料噴射量を減少させる、燃料噴射時期を進角させる、燃料噴射の分割数を増加させる、のうち少なくとも1つ以上の噴射条件を補正する。これにより、燃料付着量が所定量を超えないようになり、オイル希釈量がオイル希釈限界量を超えなくなり、エンジンオイルの機能を確保できる。なおここで、所定量Qthとは、それを超えると気筒2内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量がオイル希釈限界量を超え、エンジンオイルがその機能を確保できなくなる量であり、気筒2内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量がオイル希釈限界量を超えるか否かの閾値である。
ECU11が行うポスト噴射制御ルーチンについて、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。図4は、ポスト噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にECU11によって実行される。
図4に示すルーチンが開始されると、S101では、内燃機関1の運転状態として、ポスト噴射があるか否かを判別する。ポスト噴射は、フィルタ14に対して強制再生制御を行う場合に実施されるので、強制再生制御のフラグが成立しているか否か、或いは、ポスト噴射のフラグが成立しているか否かで判断できる。S101において肯定判定された場合には、S102へ移行する。一方、S101において否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
S102では、内燃機関1の運転状態を読み込む。運転状態は、クランク角センサ10及びアクセル開度センサ12の検出値から読み込む。
S103では、噴射量取得部11aで、ポスト噴射において燃料噴射弁5から噴射する単位時間毎の燃料噴射量q(1),q(2),q(3)…q(j)を読み込む。
S104では、噴射率検出器8で、燃料噴射率を読み込む。
S105では、筒内状態取得部11cで、S102において読み込んだ内燃機関1の運転状態から筒内ガス密度ρa及び筒内温度Taを算出する。
S106では、噴出速度算出部11bで、S104において読み込んだ燃料噴射率に基づいてポスト噴射開始からの単位時間毎の燃料噴出速度v(1),v(2),v(3)…v(j)を算出する。
S107では、付着量算出部11dで、S103、S105及びS106において導出した燃料噴射量q(1),q(2),q(3)…q(j)、筒内ガス密度ρa及び筒内温度Ta及び燃料噴出速度v(1),v(2),v(3)…v(j)を用いて、気筒2内の壁面に付着している燃料付着量Qwetを算出する。具体的な、燃料付着量Qwetの算出は、後述の付着量算出サブルーチンで説明する。
S108では、燃料付着量Qwetが所定量Qthを超えているか否かを判別する。S108において肯定判定された場合には、S109へ移行する。一方、S108において否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
S109では、噴射制御部11eで、燃料付着量Qwetに応じて燃料噴射弁5での燃料噴射を制御する。本ステップの処理の後、S104へ移行する。
ECU11の付着量算出部11dが行う付着量算出サブルーチンについて、図5に示すフローチャートに基づいて説明する。図5は、付着量算出サブルーチンを示すフローチャ
ートである。本ルーチンは、所定の時間毎にECU11によって実行される。
ートである。本ルーチンは、所定の時間毎にECU11によって実行される。
S201では、S105において算出された筒内ガス密度ρa及び筒内温度Taを読み込む。
S202では、S106において算出された単位時間毎の燃料噴出速度v(1),v(2),v(3)…v(j)を読み込む。
S203では、S103で読み込んだ単位時間毎の燃料噴射量q(1),q(2),q(3)…q(j)を読み込む。
S204では、初期設定として、j=1、Qwet=0に設定する。
S205では、燃料噴出速度v(j)が0よりも大きいか否かを判別する。S205において肯定判定された場合には、S206へ移行する。一方、S205において否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
S206では、燃料噴出速度v(j)に応じて平均粒径Dを算出する。平均粒径Dは、図6に示すように、燃料噴出速度が増加すると、平均粒径が小さくなることから求めることができる。
S207では、筒内温度Taから蒸発速度定数Cを算出する。蒸発速度定数Cは、図7に示すように、燃料種、筒内温度Taから求めることができる(参考:小林ら著、燃焼工学−基礎と応用−、理工学社P94)。
S208では、平均粒径Dと蒸発速度定数Cとから、蒸発寿命Tlifeを求める。蒸発寿命Tlife=D2/Cである。
S209では、初期設定として、i=0、Twet=0、Rwet=0に設定する。
S210では、iがj以上か否かを判別する。S210において肯定判定された場合には、S211へ移行する。一方、S210において否定判定された場合には、S212へ移行する。
S212では、そのときの燃料噴出速度での噴射がまだ行われていないと判断し単位時間毎の燃料飛翔距離L(i,j)=0とし、次の時間の算出に移行するためi=i+1として、S210へ移行する。
S211では、(i−j)△tが蒸発寿命Tlifeよりも小さいか否かを判別する。△tは、微小時間としての予め定めた刻み時間である。S211において肯定判定された場合には、S213へ移行する。一方、S211において否定判定された場合には、S214へ移行する。
S214では、(i−j)△tが蒸発寿命Tlife以上の場合であり、噴霧液相が完全に蒸発したと判断し単位時間毎の燃料飛翔距離L(i,j)=0とし、S217へ移行する。
S213では、単位時間毎の燃料飛翔距離L(i,j)を求める。燃料飛翔距離L(i,j)=K×v(i)×(i−j)△t+L(i−1,j)である。ここで、Kは、筒内ガス密度ρaにより定まる定数である。
S215では、単位時間毎の燃料飛翔距離L(i,j)が筒内距離Lwallよりも長いか否かを判別する。S215において肯定判定された場合には、S216へ移行する。一方、S215において否定判定された場合には、S217へ移行する。
S216では、付着時間Twetに刻み時間△tを加算する。
S217では、iがnになったか否かを判別する。S217で肯定判定された場合には、S218へ移行する。一方、S217で否定判定された場合には、S219へ移行する。
S219では、i=i+1とし、S210へ移行する。
S218では、単位時間毎の燃料が気筒2内の壁面を超えるに相当する時間の割合Rwetを算出する。割合Rwet=Twet/Tlifeで算出できる。つまり、蒸発寿命Tlife中の、燃料が気筒2内の壁面を超えるに相当する時間Twetの割合が求まる。
S220では、RwetをRwet(i)と設定する。
S221では、燃料付着量Qwetを算出する。燃料付着量Qwet=燃料噴射量q(j)×Rwet(i)+Qwetで求まる。これは、燃料液滴が一定割合で蒸発すると仮定して、各時間の燃料噴射量q(j)に割合Rwet(i)を乗算することで、各時間の燃料付着量を求めることができ、これを全時間についてまとめるよう積算することで最終的な燃料付着量Qwetを求めることができるからである。
S222では、j=j+1とし、S205へ移行する。
以上説明した本ルーチンによると、計算負荷を低くして気筒2内の壁面に付着している燃料付着量Qwetを精度よく算出することができる。したがって、計算負荷が低いことから処理速度の高速化を図ることができ、燃料噴射制御の応答性をよくすることができ、制御遅れなく適切に燃料噴射を制御することができる。
<その他>
本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また、上述の実施例は、付着量算出方法の実施例を兼ねるものである。
本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また、上述の実施例は、付着量算出方法の実施例を兼ねるものである。
1:内燃機関、2:気筒、3:水路、4:水温センサ、5:燃料噴射弁、6:昇圧ポンプ、7:コモンレール、8:噴射率検出器、9:クランクシャフト、10:クランク角センサ、11:ECU、11a:噴射量取得部、11b:噴出速度算出部、11c:筒内状態取得部、11d:付着量算出部、11e:噴射制御部、12:アクセル開度センサ、13:排気通路、14:フィルタ、15:酸化触媒
Claims (3)
- 内燃機関の筒内で燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射量を取得する噴射量取得部と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射率を取得する噴射率取得部と、
前記噴射率取得部で取得した燃料噴射率に基づいて単位時間毎の燃料噴出速度を算出する噴出速度算出部と、
筒内状態を取得する筒内状態取得部と、
前記噴出速度算出部で算出された燃料噴出速度と前記筒内状態取得部で取得された筒内状態とに基づいて単位時間毎の燃料飛翔距離を算出し、当該燃料飛翔距離と筒内の前記燃料噴射弁から壁面までの筒内距離とを比較し、前記燃料飛翔距離が前記筒内距離よりも長い場合に加算される微小時間を用いて単位時間毎の燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合を算出し、当該燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで筒内の壁面に付着している燃料付着量を算出する付着量算出部と、
前記付着量算出部で算出した燃料付着量に応じて前記燃料噴射弁での燃料噴射を制御する噴射制御部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記噴射制御部は、前記燃料付着量が、筒内の壁面に付着している燃料によってエンジンオイルを希釈したオイル希釈量がオイル希釈限界量を超えるか否かの閾値である所定量を超えると、前記燃料付着量が所定量を超えないように前記燃料噴射弁での燃料噴射を制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 内燃機関の筒内で燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射量を取得する噴射量取得部と、
前記燃料噴射弁から噴射する単位時間毎の燃料噴射率を取得する噴射率取得部と、
前記噴射率取得部で取得した燃料噴射率に基づいて単位時間毎の燃料噴出速度を算出する噴出速度算出部と、
筒内状態を取得する筒内状態取得部と、
筒内の壁面に付着していた燃料付着量を算出する付着量算出部と、
を備えた付着量算出方法であって、
前記付着量算出部は、前記噴出速度算出部で算出された燃料噴出速度と前記筒内状態取得部で取得された筒内状態とに基づいて単位時間毎の燃料飛翔距離を算出し、当該燃料飛翔距離と筒内の前記燃料噴射弁から壁面までの筒内距離とを比較し、前記燃料飛翔距離が前記筒内距離よりも長い場合に加算される微小時間を用いて単位時間毎の燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合を算出し、当該燃料が筒内の壁面を超えるに相当する時間の割合に単位時間毎の燃料噴射量を乗算して積算することで筒内の壁面に付着している燃料付着量を算出することを特徴とする付着量算出方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010115572A JP2011241774A (ja) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | 内燃機関の燃料噴射制御装置及び付着量算出方法 |
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JP2010115572A JP2011241774A (ja) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | 内燃機関の燃料噴射制御装置及び付着量算出方法 |
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JP2010115572A Withdrawn JP2011241774A (ja) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | 内燃機関の燃料噴射制御装置及び付着量算出方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014055551A (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-27 | Nippon Soken Inc | 内燃機関の制御装置 |
WO2014141729A1 (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置および制御方法 |
-
2010
- 2010-05-19 JP JP2010115572A patent/JP2011241774A/ja not_active Withdrawn
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WO2014141729A1 (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置および制御方法 |
JP5900701B2 (ja) * | 2013-03-13 | 2016-04-06 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置および制御方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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