JP2011247152A - Fuel injection system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射システムに関する。 The present invention relates to a fuel injection system for an internal combustion engine.
燃料噴射量を複数回噴射するときに、各回の燃料噴射量を燃料噴射弁の限界値まで少なくすることで燃料の貫徹力を低くして、燃焼室壁面への燃料の付着を抑制すると共に、噴霧を気筒内中央部付近に滞留させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 When the fuel injection amount is injected a plurality of times, the fuel penetration amount of each time is reduced to the limit value of the fuel injection valve, thereby reducing the fuel penetration force and suppressing the adhesion of fuel to the combustion chamber wall surface, A technique for retaining the spray near the center of the cylinder is known (for example, see Patent Document 1).
ところで、内燃機関の気筒内への主噴射よりも前に該主噴射よりも少ない燃料を噴射させるパイロット噴射を複数回行なう場合では、各回のパイロット噴射が以前のパイロット噴射の影響を受けたり、気筒内の状態の影響を受けたりする。このため、各回のパイロット噴射量を同じにしても、到達距離が夫々異なることがあるので、混合気を所望の位置に滞留させることが困難となる虞がある。また、噴霧を気筒内中央部付近に滞留させると、気筒内中央部付近において多くの燃料が蒸発することにより、該中央部付近の温度が局所的に低下するため、その後の主噴射による燃料の着火性が低くなる虞がある。 By the way, in the case where pilot injection for injecting fuel less than the main injection is performed a plurality of times before main injection into the cylinder of the internal combustion engine, each pilot injection is affected by the previous pilot injection, It is influenced by the condition inside. For this reason, even if the pilot injection amount of each time is the same, the reaching distances may be different from each other, and it may be difficult to retain the air-fuel mixture at a desired position. Further, if the spray stays near the center of the cylinder, a large amount of fuel evaporates near the center of the cylinder, and the temperature near the center decreases locally. There is a possibility that the ignitability is lowered.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数回のパイロット噴射を行うときの燃料の着火性をより高めることにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to further improve the ignitability of fuel when performing a plurality of pilot injections.
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の燃料噴射システムは、
気筒内へ主噴射よりも前にパイロット噴射を複数回行う内燃機関の燃料噴射システムにおいて、
前記パイロット噴射を複数回行なうときに、燃料噴射量を段階的に減少させることで噴霧の到達距離を段階的に短くして複数の領域に噴霧を配置し、各領域に対して行われるパイロット噴射の回数を噴霧の到達距離が短い領域ほど多くする。
In order to achieve the above object, a fuel injection system for an internal combustion engine according to the present invention comprises:
In a fuel injection system of an internal combustion engine that performs pilot injection a plurality of times before main injection into a cylinder,
When performing the pilot injection a plurality of times, the fuel injection amount is decreased stepwise so that the spray reach distance is shortened stepwise so that the sprays are arranged in a plurality of regions, and the pilot injection performed for each region The number of times is increased as the spraying distance is shorter.
すなわち、主噴射の前にパイロット噴射を複数回行なうときには、初回のパイロット噴射量を最も多くし、最後のパイロット噴射量を最も少なくする。パイロット噴射量を減少させることで、燃料の貫徹力が小さくなるので、到達距離を短くすることができる。したがって、燃料噴射量を段階的に減少させることで、複数の領域に噴霧を配置することができる。しかし、到達距離を短くするために燃料噴射量を減少させているため、噴霧の到達距離が近い領域には1回のパイロット噴射で少量の噴霧しか配置されない。これに対し、噴霧の到達距離が短い領域ほどパイロット噴射の回数を多くすることで、この領域により多くの噴霧を滞留させることができるため、十分な量の混合気を形成することができる。これにより、広い範囲で温度上昇させることができるため、主噴射の着火性を向上させることができる。 That is, when pilot injection is performed a plurality of times before main injection, the initial pilot injection amount is maximized and the final pilot injection amount is minimized. By reducing the pilot injection amount, the penetrating force of the fuel is reduced, so that the reach distance can be shortened. Therefore, the spray can be arranged in a plurality of regions by decreasing the fuel injection amount in stages. However, since the fuel injection amount is decreased in order to shorten the reach distance, only a small amount of spray is arranged in one pilot injection in a region where the spray reach distance is short. In contrast, by increasing the number of pilot injections in a region where the spray reach distance is shorter, a larger amount of air-fuel mixture can be formed because more spray can be retained in this region. Thereby, since temperature can be raised in a wide range, the ignitability of main injection can be improved.
本発明においては、パイロット噴射による各回の燃料噴射量を、燃料の圧力によらず燃料噴射量と噴霧の到達距離との関係が定まる範囲内とすることができる。 In the present invention, the fuel injection amount of each time by the pilot injection can be set within a range in which the relationship between the fuel injection amount and the spray reach distance is determined regardless of the fuel pressure.
ここで、燃料噴射弁では、噴射量が比較的少ないときには、燃料の圧力によらず、燃料噴射量に応じて噴霧の到達距離が変化する。一方、噴射量が多くなると、燃料噴射量及び燃料の圧力に応じて到達距離が変化する。したがって、燃料の圧力によらず燃料噴射量に応じて噴霧の到達距離が変化する領域でパイロット噴射を行なえば、燃料の圧力が変化したとしても、この燃料の圧力を考慮することなく噴霧の到達距離を得ることができる。これにより、燃料噴射量の制御が容易となる。 Here, in the fuel injection valve, when the injection amount is relatively small, the spray reach distance changes according to the fuel injection amount regardless of the fuel pressure. On the other hand, when the injection amount increases, the reach distance changes according to the fuel injection amount and the fuel pressure. Therefore, if pilot injection is performed in a region where the spray arrival distance changes according to the fuel injection amount regardless of the fuel pressure, even if the fuel pressure changes, the arrival of the spray is not considered. The distance can be obtained. This facilitates control of the fuel injection amount.
本発明においては、燃料の噴霧に対する気筒内のガスの抵抗と相関する物理量に基づいて、パイロット噴射の各回の燃料噴射量を決定することができる。 In the present invention, the fuel injection amount for each pilot injection can be determined based on a physical quantity that correlates with the resistance of the gas in the cylinder to the fuel spray.
ここで、噴霧の到達距離は、燃料の噴霧に対する気筒内のガスの抵抗に応じて変化する。つまり、ガスの抵抗が大きいほど噴霧の到達距離は短くなる。この抵抗と相関関係にある物理量に基づけば、所望の位置に噴霧を配置するためのパイロット噴射量を求めることができる。なお、気筒内の状態(たとえば気筒内の圧力またはガス密度)と、噴霧に対するガスの抵抗と、には相関関係があり、たとえば気筒内の圧力が高くなるほど、噴霧に対するガスの抵抗は大きくなる。したがって、気筒内の状態(たとえば気筒内の圧力またはガス密度)と、所望の位置に噴霧を配置するための燃料噴射量と、には相関関係があるため、該相関関係に基づいて該燃料噴射量を求めてもよい。 Here, the spray reach distance varies according to the resistance of the gas in the cylinder to the fuel spray. That is, as the gas resistance increases, the spray reach distance decreases. Based on the physical quantity correlated with this resistance, it is possible to obtain the pilot injection quantity for arranging the spray at a desired position. Note that there is a correlation between the state in the cylinder (for example, the pressure or gas density in the cylinder) and the resistance of the gas to the spray. For example, the higher the pressure in the cylinder, the greater the resistance of the gas to the spray. Therefore, since there is a correlation between the state in the cylinder (for example, the pressure or gas density in the cylinder) and the fuel injection amount for disposing the spray at a desired position, the fuel injection is performed based on the correlation. The amount may be determined.
本発明によれば、複数回のパイロット噴射を行うときの燃料の着火性をより高めることができる。 According to the present invention, the ignitability of fuel when performing a plurality of pilot injections can be further increased.
以下、本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。ここでは、本発明による内燃機関の燃料噴射システムを車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of a fuel injection system for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a case where the fuel injection system for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example.
図1は、本実施例によるエンジンの概略構成を示す図である。図1に示すエンジン1は、気筒2を有する水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。エンジン1は、シリンダヘッド1a及びシリンダブロック1bが連結されて構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an engine according to this embodiment. An engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel
シリンダヘッド1aには、吸気ポート4及び排気ポート5が形成されており、吸気ポート4及び排気ポート5と気筒2内との境界には、上下に移動する吸気弁6及び排気弁7が備えられている。また、シリンダヘッド1aには、気筒2内に燃料を燃料噴射弁3が設けられている。燃料噴射弁3には、該燃料噴射弁3に燃料を供給する燃料供給源31が接続
されている。燃料供給源31には、たとえばポンプやコモンレールが含まれる。
An intake port 4 and an
燃料噴射弁3に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁3が開弁し、その結果、燃料噴射弁3から気筒2内へ燃料が噴射される。ここで、燃料噴射弁3から噴射される燃料量は、エンジン回転数と負荷とからマップにより算出される。また、基本となる燃料噴射時期もエンジン回転数と負荷とからマップにより算出される。これらのマップは、予め実験等により求めておく。
When a drive current is applied to the
また、シリンダブロック1bは、気筒2内に挿入されたピストン10を備えて構成される。このピストン10の上面には、該ピストン10の中心側に凹んだ燃焼室11が形成されている。また、シリンダヘッド1aには、気筒2内の圧力を測定する圧力センサ13が取り付けられている。
Further, the
以上述べたように構成されたエンジン1には、該エンジン1を制御するための電子制御ユニットであるECU12が併設されている。このECU12は、エンジン1の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン1の運転状態を制御する。
The engine 1 configured as described above is provided with an
ECU12には、圧力センサ13の他、各種センサが電気配線を介して接続され、これらセンサの出力信号がECU12に入力されるようになっている。一方、ECU12には、燃料噴射弁3が電気配線を介して接続され、該燃料噴射弁3はECU12により制御される。また、前記ECU12は、各種アプリケーションプログラム及び各種制御マップを記憶している。
In addition to the
そして、ECU12は、燃料噴射弁3から気筒2内へ燃料噴射を行なうときに、主噴射に先立って複数回のパイロット噴射を行なう。複数回のパイロット噴射を行なう場合には、複数の領域に噴霧が配置されるように夫々の燃料噴射量(パイロット噴射量ともいう。)が調節される。この場合、燃焼室11の壁面よりも燃料噴射弁3に近い領域に噴霧を配置するパイロット噴射のほうが噴射量が少なくなる。
When the fuel injection is performed from the
次に、図2は、燃焼室11内の各領域に対してパイロット噴射を1回行う場合のパイロット噴射の噴射パターンに対する燃焼室11内の噴霧の状態を示した図である。図2(A)は、各噴射に対する燃焼室11内の噴霧の状態を示した図であり、図2(B)は、パイロット噴射の噴射パターンを示したタイムチャートである。図2(B)において、燃料噴射弁3はONのときに開弁され、OFFのときに閉弁される。図2では、1サイクル1気筒当たりにパイロット噴射を3回行なっている。そして、初回のパイロット噴射から3回目のパイロット噴射まで、ONの期間を段階的に短くすることで、燃料噴射量を順次減少させている。このため、後に行なわれるパイロット噴射の噴霧ほど、到達距離が短くなることにより、燃料噴射弁3に近い位置に滞留する。このようにパイロット噴射量を段階的に減少させることで、燃焼室11内の複数の領域に噴霧を配置することができる。
Next, FIG. 2 is a diagram showing the state of spray in the
1回目のパイロット噴射は、その噴霧81が燃焼室11の壁面近傍に配置されるように、その噴射量が比較的多くされる。また、2回目のパイロット噴射は、その噴霧82が燃料噴射弁3から燃焼室11の壁面までの中間付近に配置されるように、その噴射量が1回目のパイロット噴射よりも少なくされる。さらに、3回目のパイロット噴射は、その噴霧83が2回目のパイロット噴射による噴霧82よりも燃料噴射弁3側に配置されるように、その噴射量が2回目のパイロット噴射よりも少なくされる。
In the first pilot injection, the injection amount is relatively increased so that the
すなわち、1回目のパイロット噴射は、比較的量が多いために到達距離が長くなる。2回目のパイロット噴射は、1回目のパイロット噴射よりも量が少ないために、到達距離が1回目のパイロット噴射よりも短くなる。さらに、3回目のパイロット噴射は、2回目の
パイロット噴射よりも量が少ないために、到達距離が2回目のパイロット噴射よりも短くなる。このように、段階的に燃料噴射量を減少させることで、燃料噴射弁3から燃焼室11の壁面近傍までの間に複数の混合気を分割して配置することができる。ただし、燃焼室11内の各領域に対してパイロット噴射を1回行うだけなので、燃料噴射弁3に近い領域では、少量の燃料しか噴射されないので、形成される噴霧の範囲が狭くなる。なお、パイロット噴射の回数及び各回の噴射量、噴射間隔は、エンジン1の運転状態(たとえば機関回転数及び機関負荷)と関連付けて予めマップ化しておくことができる。また、後述のようにして、各回のパイロット噴射量を設定することもできる。
That is, since the first pilot injection is relatively large, the reach distance becomes long. Since the amount of the second pilot injection is smaller than that of the first pilot injection, the reach distance is shorter than that of the first pilot injection. Furthermore, since the third pilot injection has a smaller amount than the second pilot injection, the reach distance is shorter than the second pilot injection. Thus, by reducing the fuel injection amount in stages, a plurality of air-fuel mixtures can be divided and arranged between the
ところで、エンジン1の低圧縮化が進むと、圧縮行程時の温度上昇量が小さくなるので、その分、着火性が悪化する。これに対し、パイロット噴射を行なうと、予め燃焼室11内の温度を上昇させておくことができるため、主噴射による燃料の着火遅れを短くすることができる。これにより、着火性の悪化を抑制することができる。しかし、小排気量のエンジン1では、燃焼室11の直径が小さいために、パイロット噴射による噴霧が燃焼室11の壁面に到達し、該壁面で熱が奪われることにより混合気の温度が低下する虞がある。また、パイロット噴射による噴霧が燃焼室11の壁面に到達しなくても、狭い範囲に混合気が配置され易くなるため、蒸発潜熱により燃焼室11の温度が局所的に低下する虞がある。これらのように混合気の温度が低下すると、パイロット噴射を行なう効果が小さくなる。
By the way, when the compression of the engine 1 is further reduced, the amount of temperature increase during the compression stroke is reduced, and the ignitability is accordingly deteriorated. On the other hand, if pilot injection is performed, the temperature in the
これに対し、燃料噴射弁3から燃焼室11の壁面近傍までの間に複数の混合気を分割して配置することで、局所的に混合気の温度が低下することを抑制できるため、着火性を向上させることができると共に、冷却損失を低減することができる。
On the other hand, since the plurality of air-fuel mixtures are divided and arranged between the
図3は、燃焼室11内の各領域に対してパイロット噴射を行う回数を変化させた場合のパイロット噴射の噴射パターンに対する燃焼室11内の噴霧の状態を示した図である。図3(A)は、各噴射に対する燃焼室11内の噴霧の状態を示した図であり、図3(B)は、パイロット噴射の噴射パターンを示したタイムチャートである。図3(B)において、燃料噴射弁3はONのときに開弁され、OFFのときに閉弁される。図3では、1サイクル1気筒当たりにパイロット噴射を6回行なっている。そして、初回のパイロット噴射から6回目のパイロット噴射まで、ONの期間を段階的に短くすることで、燃料噴射量を段階的に減少させている。
FIG. 3 is a diagram showing a state of spray in the
1回目のパイロット噴射は、その噴霧91が燃焼室11の壁面近傍に配置されるように、その噴射量が比較的多くされる。また、2回目及び3回目のパイロット噴射は、その噴霧92が燃料噴射弁3から燃焼室11の壁面までの中間付近に配置されるように、その噴射量が1回目のパイロット噴射よりも少なくされる。さらに、4回目から6回目のパイロット噴射は、その噴霧93が2回目及び3回目のパイロット噴射による噴霧92よりも燃料噴射弁3側に配置されるように、その噴射量が2回目及び3回目のパイロット噴射よりも少なくされる。
In the first pilot injection, the injection amount is relatively increased so that the
すなわち、1回目のパイロット噴射は、比較的量が多いために到達距離が長くなるため、その噴霧91は燃焼室11の壁面近傍に配置される。2回目及び3回目のパイロット噴射は、1回目のパイロット噴射よりも量が少ないために、夫々の到達距離が1回目のパイロット噴射よりも短くなるので、その噴霧92は燃焼室11の壁面と燃料噴射弁3との略中間の位置に配置される。さらに、4回目から6回目のパイロット噴射は、2回目及び3回目のパイロット噴射よりも量が少ないために、夫々の到達距離が2回目及び3回目のパイロット噴射よりも短くなり、その噴霧93は燃料噴射弁3の近傍に配置される。
That is, since the first pilot injection has a relatively large amount, the reach distance becomes long, so that the
このように、初回のパイロット噴射から6回目のパイロット噴射まで、燃料噴射弁3が
ONとなる期間を段階的に短くすることで、燃料噴射量を段階的に減少させている。このため、段階的に噴霧の到達距離を短くすることができるため、燃料噴射弁3から燃焼室11の壁面近傍までの間の複数の領域に混合気を分割して配置することができる。
Thus, the fuel injection amount is decreased stepwise by shortening the period in which the
そして、燃焼室11の各領域に対して行われるパイロット噴射の回数を噴霧の到達距離が短い領域ほど多くしている。ここで、燃料の到達距離を短くするためには、燃料噴射量を少なくする必要がある。図2に示すように、1回当たりの噴射量を単に減少させるだけだと、燃料噴射弁3に近い領域ほど、パイロット噴射量が少なくなるため、パイロット噴射による発熱量を十分に得ることができなくなる。このため、高地を走行中や低温時には燃焼状態が悪化する虞がある。これに対し、図3に示すように、1回あたりのパイロット噴射量を減少させるに従ってパイロット噴射の回数を増加させれば、燃料の到達距離が短い領域であってもより多くの燃料を配置することができる。
And the frequency | count of the pilot injection performed with respect to each area | region of the
なお、図3においては、燃料噴射弁3から燃焼室11の壁面までの間の3つの領域に夫々混合気を形成しているが、2つ以上の領域であれば同様に考えることができる。
In FIG. 3, the air-fuel mixture is formed in three regions between the
次に、燃料噴射量と噴霧の到達距離との関係について説明する。図4は、燃料噴射量と噴霧の到達距離との関係を示した図である。図4は、燃料噴射弁3から燃料を1回だけ噴射したときの燃料噴射量に対する噴霧の到達距離を示している。実線は燃料の圧力が比較的高い場合を示し、一点鎖線は燃料の圧力が比較的低い場合を示している。ここで、燃料噴射量と噴霧の到達距離との関係は、気筒2内の圧力に応じて変わる。また、何回目のパイロット噴射であるかによっても変わる。図4は、予め設定される基準の状態における関係であり、気筒2内の圧力やパイロット噴射の順番によって図4に示す関係は補正される。
Next, the relationship between the fuel injection amount and the spray reach distance will be described. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the fuel injection amount and the spray reach distance. FIG. 4 shows the spray reach distance with respect to the fuel injection amount when the fuel is injected from the
図4に示されるように、燃料噴射量が多いほど、噴霧の到達距離は長くなる。そして、燃料噴量がAで示される量となるまでは、燃料噴射量と噴霧の到達距離との関係は燃料の圧力(コモンレールの圧力としてもよい)によらず決まるが、燃料噴射量がAで示される量を超えると、燃料噴射量と噴霧の到達距離との関係は燃料の圧力の影響を受ける。すなわち、図4中のAよりも燃料噴射量が少ない領域(図4中のAよりも左側の領域)は、燃料の圧力によらず燃料噴射量と噴霧の到達距離との関係が定まる範囲といえる。また、図4中のAよりも燃料噴射量が多い領域(図4中のAよりも右側の領域)は、燃料の圧力が高いほど、噴霧の到達距離が長くなる範囲といえる。なお、図4中のAで示される燃料噴射量は、燃料噴射弁3の性能に応じて決まり、実験等により予め求めておくことができる。また、燃料噴射量と、燃料噴射弁3の開弁時間と、の関係を予め実験等により求めてECU12に記憶させておけば、該ECU12は、燃料噴射弁3の開弁時間を制御することにより燃料噴射量を調節することができる。
As shown in FIG. 4, the greater the fuel injection amount, the longer the spray reach distance. Until the fuel injection amount reaches the amount indicated by A, the relationship between the fuel injection amount and the spray reach distance is determined regardless of the fuel pressure (may be the common rail pressure), but the fuel injection amount is A If the amount exceeds the amount indicated by, the relationship between the fuel injection amount and the spray reach is affected by the fuel pressure. That is, the region where the fuel injection amount is smaller than A in FIG. 4 (the region on the left side of A in FIG. 4) is a range where the relationship between the fuel injection amount and the spray reach distance is determined regardless of the fuel pressure. I can say that. In addition, it can be said that the region where the fuel injection amount is larger than A in FIG. 4 (the region on the right side of A in FIG. 4) is the range in which the spray reach distance becomes longer as the fuel pressure is higher. Note that the fuel injection amount indicated by A in FIG. 4 is determined according to the performance of the
そして本実施例では、パイロット噴射量が図4中のAで示される燃料噴射量以下となるように該パイロット噴射量を制御してもよい。そうすると、Aで示される燃料噴射量は、パイロット噴射量の最大値であり、以下、最大パイロット噴射量Aと称する。このように、パイロット噴射量を最大パイロット噴射量A以下とすることにより、噴霧に与えられるエネルギは噴射された燃料量のみに支配されるため、たとえエンジン1の負荷などによって燃料の圧力(コモンレールの圧力)が変化しても、パイロット噴射量及び運動エネルギが噴射期間のみに依存することになる。このため、噴霧の初期のエネルギを燃料噴射量で制御することが可能となる。すなわち、パイロット噴射量を最大パイロット噴射量A以下とすることで、燃料の圧力が噴霧の到達距離に与える影響を排除することができる。 In this embodiment, the pilot injection amount may be controlled so that the pilot injection amount is equal to or less than the fuel injection amount indicated by A in FIG. Then, the fuel injection amount indicated by A is the maximum value of the pilot injection amount, and is hereinafter referred to as the maximum pilot injection amount A. Thus, by setting the pilot injection amount to be equal to or less than the maximum pilot injection amount A, the energy given to the spray is governed only by the injected fuel amount. Even if the pressure is changed, the pilot injection amount and the kinetic energy depend only on the injection period. For this reason, the initial energy of spraying can be controlled by the fuel injection amount. That is, by setting the pilot injection amount to be equal to or less than the maximum pilot injection amount A, it is possible to eliminate the influence of the fuel pressure on the spray reach distance.
ここで、パイロット噴射される燃料の到達距離は、気筒2内の状態(たとえば圧力または密度)に応じても変化する。すなわち、気筒2内の状態(たとえば圧力または密度)に
応じて噴霧に対する気筒2内のガスの抵抗が変わるため、噴霧の到達距離が変わる。たとえば、空気密度が低い高地などでは、空気密度の高い低地などと比較して、気筒2内のガスの抵抗が小さいために、同じ燃料噴射量であっても噴霧の到達距離が長くなる。また、気筒2内の圧力は、クランク角度によっても変わる。圧縮行程中にパイロット噴射を複数回行なう場合には、噴射時期が遅くなるほど、気筒2内の圧力が高くなるため、到達距離がより短くなる。したがって、2回目以降のパイロット噴射では、以前のパイロット噴射により生じた気流によって到達距離が長くなるものの、気筒2内の圧力が高いほど、到達距離が長くなる度合いが小さい。
Here, the reach of the pilot-injected fuel also varies depending on the state (for example, pressure or density) in the
これに対し、たとえば、図4の関係を補正する補正値を、気筒2内の圧力に応じて予め実験等により求めておけば、気筒2内の圧力に応じて図4の関係を補正することができる。そして、補正後の図4に示した関係に基づいて、各回のパイロット噴射量を算出することができる。なお、気筒2内の圧力は、圧力センサ13により得る。また、気筒2内の圧力は、たとえば大気圧、吸気管内圧力、エンジン1のクランク角度などにより推定することができるため、これらの関係を予めECU12に記憶させておいてもよい。
On the other hand, for example, if a correction value for correcting the relationship in FIG. 4 is obtained in advance by experiments or the like according to the pressure in the
ここで、極低温時または高地走行時など燃料が燃焼し難い状況では、パイロット噴射量の総量の要求値が大きくなるため、燃料の噴霧が燃焼室11の壁面に到達しない範囲で、各回のパイロット噴射量をできるだけ増加させるほうが良い。このように、パイロット噴射量の総量の要求値が大きな場合には、最初のパイロット噴射は、気筒2内の圧力が低い比較的早い時期に行なわざるを得ないが、その後に行なわれるパイロット噴射では気筒2内の圧力が上昇するため、パイロット噴射量を増加させても到達距離が長くなることが抑制される。すなわち、パイロット噴射量を増加させて、着火性を向上させることができる。
Here, in a situation where it is difficult for the fuel to combust, such as at extremely low temperatures or when traveling at high altitudes, the required value of the total amount of pilot injection becomes large, so each time the pilot sprays within the range where the fuel spray does not reach the wall surface of the
図5は、本実施例に係るパイロット噴射の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎にECU12により実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing a control flow of pilot injection according to the present embodiment. This routine is executed by the
ステップS101では、要求されるパイロット噴射量の総量である要求パイロット総量が算出される。要求パイロット総量は、1気筒1サイクル当たりに要求されるパイロット噴射量の総量であり、エンジン1の運転状態に応じて決定される。たとえば、機関回転数、機関負荷、要求パイロット総量の関係を予め実験等により求めてECU12に記憶させておく。
In step S101, a required pilot total amount that is a total amount of required pilot injection amount is calculated. The required pilot total amount is the total amount of pilot injection required per one cylinder cycle, and is determined according to the operating state of the engine 1. For example, the relationship between the engine speed, the engine load, and the required pilot total amount is obtained in advance through experiments or the like and stored in the
ステップS102では、噴霧の到達距離の補正値が算出される。本ステップでは、気筒2内のガスの抵抗に基づいて噴霧の到達距離を補正するための補正値が算出される。すなわち、図4を補正するための補正値が算出される。補正値は、気筒2内の圧力と相関関係にあるため、補正値と気筒2内の圧力との関係を予め実験等により求めてECU12に記憶させておく。
In step S102, a correction value for the spray reach distance is calculated. In this step, a correction value for correcting the spray reach distance based on the gas resistance in the
ステップS103では、1回目のパイロット噴射量が算出される。本ステップでは、ステップ102で算出される補正値及び図4の関係に従って、燃焼室11の壁面近傍に噴霧が配置されるようなパイロット噴射量が算出される。なお、パイロット噴射量は、最大パイロット噴射量A以下とするが、燃焼室11の壁面に燃料が付着しない範囲で、最大パイロット噴射量Aを超えたパイロット噴射量としてもよい。
In step S103, the first pilot injection amount is calculated. In this step, the pilot injection amount is calculated such that the spray is arranged in the vicinity of the wall surface of the
ステップS104では、1回目のパイロット噴射よりも到達距離が短くなるような2回目のパイロット噴射量が算出される。この2回目のパイロット噴射量は、最初のパイロット噴射量よりも少ない量であり、且つ、噴霧の到達距離が1回目のパイロット噴射による噴霧よりも燃料噴射弁3側となる量である。ここで、最初のパイロット噴射により発生す
る気流により2回目のパイロット噴射の到達距離が長くなる。ただし、最初のパイロット噴射時よりも2回目のパイロット噴射時のほうが気筒2内の圧力が高くなるために噴霧に対するガスの抵抗が大きくなるので、その分、2回目のパイロット噴射の到達距離が短くなる。これらを考慮して、2回目のパイロット噴射量が算出される。それぞれの場合において図4の関係を補正する補正値を求めるマップを記憶しておき、該補正値に基づいて2回目のパイロット噴射量を算出してもよい。また、3回目のパイロット噴射量は2回目のパイロット噴射量と同じ値に設定される。
In step S104, the second pilot injection amount is calculated such that the reach distance is shorter than the first pilot injection. This second pilot injection amount is an amount that is smaller than the first pilot injection amount, and that the spray reach distance is closer to the
ステップS105では、2回目及び3回目のパイロット噴射量よりも到達距離場短くなるような4回目のパイロット噴射量が算出される。この4回目のパイロット噴射量は、2回目及び3回目のパイロット噴射量よりも少ない量であり、且つ、噴霧の到達距離が2回目及び3回目のパイロット噴射による噴霧よりも燃料噴射弁3側となる量である。本ステップでは、ステップS104と同様にして、4回目のパイロット噴射量が算出される。そして、5回目以降のパイロット噴射量は4回目のパイロット噴射量と同じ値に設定される。
In step S105, the fourth pilot injection amount is calculated such that the reach distance field is shorter than the second and third pilot injection amounts. The fourth pilot injection amount is smaller than the second and third pilot injection amounts, and the spray reach distance is closer to the
ステップS106では、算出されたパイロット噴射量を用いてパイロット噴射が実施される。なお、パイロット噴射量の総量が要求パイロット総量を超えた場合には、その時点でパイロット噴射が終了される。 In step S106, pilot injection is performed using the calculated pilot injection amount. When the total amount of pilot injection exceeds the required pilot total amount, pilot injection is terminated at that time.
以上説明したように本実施例によれば、燃料の噴霧の到達距離を高精度に制御することができる。これにより、燃料が燃焼室11の壁面に付着することを抑制できると共に、所望の位置に混合気を滞留させることができる。また、広い範囲に混合気を配置することができるため、局所的な温度低下を抑制できるので、着火性を高めることができる。これにより、低圧縮化が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the reach of the fuel spray can be controlled with high accuracy. As a result, the fuel can be prevented from adhering to the wall surface of the
1 エンジン
1a シリンダヘッド
1b シリンダブロック
2 気筒
3 燃料噴射弁
4 吸気ポート
5 排気ポート
6 吸気弁
7 排気弁
10 ピストン
11 燃焼室
12 ECU
13 圧力センサ
31 燃料供給源
1
13
Claims (3)
前記パイロット噴射を複数回行なうときに、燃料噴射量を段階的に減少させることで噴霧の到達距離を段階的に短くして複数の領域に噴霧を配置し、各領域に対して行われるパイロット噴射の回数を噴霧の到達距離が短い領域ほど多くすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射システム。 In a fuel injection system of an internal combustion engine that performs pilot injection a plurality of times before main injection into a cylinder,
When performing the pilot injection a plurality of times, the fuel injection amount is decreased stepwise so that the spray reach distance is shortened stepwise so that the sprays are arranged in a plurality of regions, and the pilot injection performed for each region The fuel injection system for an internal combustion engine is characterized in that the number of times is increased in a region where the spray reach distance is shorter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010120357A JP2011247152A (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Fuel injection system for internal combustion engine |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010120357A JP2011247152A (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Fuel injection system for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2011247152A true JP2011247152A (en) | 2011-12-08 |
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ID=45412718
Family Applications (1)
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JP2010120357A Withdrawn JP2011247152A (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Fuel injection system for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2011247152A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106103950A (en) * | 2014-03-25 | 2016-11-09 | 日立汽车系统株式会社 | Engine control system |
-
2010
- 2010-05-26 JP JP2010120357A patent/JP2011247152A/en not_active Withdrawn
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CN106103950A (en) * | 2014-03-25 | 2016-11-09 | 日立汽车系统株式会社 | Engine control system |
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