JP2012145042A - Fuel injection control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection control device for reducing smoke during emission, independently of operating conditions.SOLUTION: The fuel injection control device acquires a target value of a combustion parameter as a ratio of a cylinder oxygen amount to an after-injection amount at an ignition timing for after-injection (S402). The fuel injection control device calculates the ignition timing for the after-injection and a heat generation amount from a heat generation rate (S412, S414), and calculates a value (X_now) of an actual combustion parameter in the current combustion cycle from the cylinder oxygen amount and the after-injection amount calculated from a cylinder oxygen concentration at the ignition timing of the after-injection (S420). When a difference ΔX between a target value (X_target) of the combustion parameter and the actual value (X_now) of the combustion parameter is a predetermined threshold value or greater (S424:No), the fuel injection control device sets an after-injection amount and a main injection amount in the next combustion cycle for zeroing the difference ΔX to reduce smoke (S426, S428).

Description

本発明は、内燃機関の1燃焼サイクル中に、少なくともメイン噴射とメイン噴射に続くアフター噴射とを実行する燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection control device applied to a fuel injection system that executes at least main injection and after injection following main injection during one combustion cycle of an internal combustion engine.

従来、排気浄化および燃費向上等を目的として、主なトルクを発生するメイン噴射の前後にメイン噴射よりも少量の噴射を実施する多段噴射式の燃料噴射システムが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, for the purpose of purifying exhaust gas and improving fuel efficiency, a multi-stage injection type fuel injection system that performs a smaller amount of injection than main injection before and after main injection that generates main torque is known (for example, Patent Documents). 1 and 2).

多段噴射式の燃料噴射システムでは、例えば、メイン噴射により噴射された燃料が十分に燃焼せずに未燃成分として残ったスモークを燃焼させるために、メイン噴射に続いてアフター噴射を実行する。   In the multi-stage injection type fuel injection system, for example, after the main injection, the after injection is executed in order to burn the smoke that remains as an unburned component because the fuel injected by the main injection does not sufficiently burn.

特許文献1では、メイン噴射に対して噴射量の少ないアフター噴射の噴射特性が筒内圧によって影響されることを防止するため、エンジン運転状態に基づいてマップまたは数式等から多段噴射における各噴射の噴射パターンを取得し、筒内圧センサによって検出した筒内圧に基づいて、噴射パターンから決定されたアフター噴射の噴射指令信号を可変制御している。   In Patent Document 1, in order to prevent the injection characteristic of after-injection, which has a small injection amount with respect to main injection, from being influenced by the in-cylinder pressure, the injection of each injection in multistage injection from a map or mathematical formula based on the engine operating state The pattern is acquired, and the injection command signal for after injection determined from the injection pattern is variably controlled based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor.

また、特許文献2では、筒内圧センサにより検出される筒内圧とクランク角とに基づいて、内燃機関の燃焼状態を表わす複数の燃焼パラメータを算出している。そして、内燃機関の運転状態に応じて最適な燃焼状態を表わす燃焼パラメータの目標値が数式またはマップ等により予め設定されており、内燃機関の運転状態に応じた燃焼パラメータの目標値に実際の燃焼パラメータの値が一致するように、多段噴射における各噴射の噴射指令値を補正している。   In Patent Document 2, a plurality of combustion parameters representing the combustion state of the internal combustion engine are calculated based on the in-cylinder pressure and the crank angle detected by the in-cylinder pressure sensor. The target value of the combustion parameter representing the optimal combustion state according to the operating state of the internal combustion engine is set in advance by a mathematical formula or a map or the like, and the actual combustion value is set to the target value of the combustion parameter according to the operating state of the internal combustion engine. The injection command value of each injection in the multistage injection is corrected so that the parameter values match.

特開2008−196449号公報JP 2008-196449 A 特許第3798741号公報Japanese Patent No. 3798741

メイン噴射により生じるスモークを低減するためには、メイン噴射による燃焼状態に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方を調整する必要がある。   In order to reduce the smoke generated by the main injection, it is necessary to adjust at least one of the main injection amount and the after injection amount based on the combustion state by the main injection.

特許文献1では、メイン噴射に続いてアフター噴射を実行するときの筒内圧を検出してアフター噴射の噴射指令信号を可変制御するものの、筒内圧はスモーク発生に関連する燃焼状態を表わすものではない。したがって、特許文献1のように、筒内圧を検出するだけでは、スモークを低減するために、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方を適切に調整することは困難である。   In Patent Document 1, the in-cylinder pressure when the after-injection is executed following the main injection is detected and the after-injection injection command signal is variably controlled. However, the in-cylinder pressure does not represent the combustion state related to the generation of smoke. . Therefore, as in Patent Document 1, it is difficult to appropriately adjust at least one of the main injection amount and the after injection amount in order to reduce smoke only by detecting the in-cylinder pressure.

特許文献2では、筒内圧とクランク角とから、燃焼状態を表わす燃焼パラメータとして、筒内圧の変化率、熱発生率、熱発生量等を算出しているものの、これらの燃焼パラメータは、燃焼によって生じる圧力、熱量の変化を表わしてはいるが、前述した特許文献1と同様に、スモーク発生に関連する燃焼状態を表わすものではない。したがって、特許文献2においても、スモークを低減するために、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方を適切に調整することは困難である。   In Patent Document 2, the change rate of the in-cylinder pressure, the heat generation rate, the amount of heat generation, and the like are calculated as the combustion parameters representing the combustion state from the in-cylinder pressure and the crank angle. Although the change in the pressure and the amount of heat generated is shown, it does not show the combustion state related to the generation of smoke, as in Patent Document 1 described above. Therefore, in Patent Document 2, it is difficult to appropriately adjust at least one of the main injection amount and the after injection amount in order to reduce smoke.

アクセルを踏み込んだ加速時のような過渡運転状態においては、空気流量およびEGR(Exhaust Gas Recirculation)量の応答が遅れてばらつくので、気筒内の燃焼状態がばらつく。したがって、特に、過渡運転状態において、筒内圧または筒内圧に基づいて算出した燃焼パラメータにより、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方を調整してスモークを低減することは困難である。   In a transient operation state, such as during acceleration when the accelerator is depressed, the response of the air flow rate and the EGR (Exhaust Gas Recirculation) amount varies with a delay, so the combustion state in the cylinder varies. Therefore, it is difficult to reduce the smoke by adjusting at least one of the main injection amount and the after injection amount by the combustion parameter calculated based on the in-cylinder pressure or the in-cylinder pressure, particularly in the transient operation state.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、運転状態に関わらず、排気中のスモークを低減する燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection control device that reduces smoke in exhaust regardless of the operating state.

請求項1から10に記載の発明によると、酸素濃度取得手段は、アフター噴射により噴射された燃料の着火開始から燃焼終了までの燃焼期間中の所定時期における筒内酸素濃度を取得し、噴射量調整手段は、酸素濃度取得手段が取得する筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方を調整する。   According to the first to tenth aspects of the present invention, the oxygen concentration acquisition means acquires the in-cylinder oxygen concentration at a predetermined time during the combustion period from the start of ignition of fuel injected by after injection to the end of combustion, and the injection amount The adjusting unit adjusts at least one of the main injection amount and the after injection amount based on the in-cylinder oxygen concentration acquired by the oxygen concentration acquiring unit.

この構成によれば、アフター噴射により噴射された燃料の着火開始から燃焼終了までの燃焼期間中の所定時期における気筒内の筒内酸素濃度から、メイン噴射による燃焼と、アフター噴射による所定時期までの燃焼とによる酸素の消費状態が分かる。   According to this configuration, from the in-cylinder oxygen concentration in the cylinder at a predetermined time during the combustion period from the start of ignition of the fuel injected by the after injection to the end of the combustion, from the combustion by the main injection and the predetermined time by the after injection. You can see how oxygen is consumed by combustion.

気筒内のスモークの発生状態は、噴射量と気筒内の酸素濃度とにより決定されるので、気筒内の燃焼状態を表わす酸素の消費状態から、スモークの発生状態を高精度に推定できる。したがって、アフター噴射による燃焼期間中の所定時期における筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方を調整することにより、気筒内の酸素を有効に消費して気筒内の燃焼状態を適切な状態に制御できる。これにより、排気中のスモーク量を低減できる。   Since the smoke generation state in the cylinder is determined by the injection amount and the oxygen concentration in the cylinder, the smoke generation state can be estimated with high accuracy from the oxygen consumption state representing the combustion state in the cylinder. Therefore, by adjusting at least one of the main injection amount and the after injection amount based on the in-cylinder oxygen concentration at a predetermined time during the combustion period by the after injection, the oxygen in the cylinder is effectively consumed and the inside of the cylinder is The combustion state of can be controlled to an appropriate state. Thereby, the amount of smoke in the exhaust can be reduced.

例えば、アフター噴射による燃焼期間中の所定時期における津内酸素濃度に対して、燃料が適切に燃焼しスモークを低減するための噴射量よりもアフター噴射量が多い場合には、筒内酸素濃度に合わせてアフター噴射量を減少させるか、メイン噴射量を減少させてアフター噴射を開始するときの筒内酸素濃度を増加することが考えられる。あるいは、メイン噴射量およびアフター噴射量の両方を適切に増減してもよい。   For example, if the after-injection amount is larger than the injection amount for properly burning the fuel and reducing the smoke, the in-cylinder oxygen concentration is increased with respect to the tsuin oxygen concentration at a predetermined time during the combustion period of after-injection. At the same time, it is conceivable to decrease the after-injection amount or increase the in-cylinder oxygen concentration when starting the after-injection by decreasing the main injection amount. Alternatively, both the main injection amount and the after injection amount may be appropriately increased or decreased.

このように、アフター噴射による燃焼期間中の所定時期における筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方を調整するので、例えばアクセルペダルを踏み込んで加速する場合のような過渡運転状態において筒内酸素濃度がばらつく場合にも、筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方の噴射量を調整し、気筒内の燃焼状態を適切な状態に制御できる。   As described above, since at least one of the main injection amount and the after injection amount is adjusted based on the in-cylinder oxygen concentration at a predetermined timing during the combustion period by the after injection, for example, when the accelerator pedal is depressed to accelerate the vehicle. Even in a case where the in-cylinder oxygen concentration varies in a transient operation state, at least one of the main injection amount and the after-injection amount is adjusted based on the in-cylinder oxygen concentration so that the combustion state in the cylinder is appropriately adjusted. Can be controlled to the state.

請求項2に記載の発明によると、噴射量調整手段は、内燃機関の運転状態に基づいて設定される1燃焼サイクル中における総噴射量を変更せずに、筒内酸素濃度に基づいてメイン噴射量およびアフター噴射量を調整する。   According to the second aspect of the present invention, the injection amount adjusting means does not change the total injection amount during one combustion cycle set based on the operating state of the internal combustion engine, but changes the main injection based on the in-cylinder oxygen concentration. Adjust the amount and after-injection amount.

このように、1燃焼サイクルにおける総噴射量を変更せずにメイン噴射量およびアフター噴射量を調整するので、排気中のスモーク量を低減しつつ、内燃機関の出力トルクの変動を防止できる。   Thus, since the main injection amount and the after injection amount are adjusted without changing the total injection amount in one combustion cycle, fluctuations in the output torque of the internal combustion engine can be prevented while reducing the smoke amount in the exhaust gas.

請求項3に記載の発明によると、酸素濃度取得手段は、気筒内に流入する吸気中の吸気酸素濃度と、気筒内から排出される排気中の排気酸素濃度と、気筒内における熱発生量とに基づいて筒内酸素濃度を算出する。   According to the third aspect of the present invention, the oxygen concentration acquisition means includes the intake oxygen concentration in the intake air flowing into the cylinder, the exhaust oxygen concentration in the exhaust discharged from the cylinder, and the heat generation amount in the cylinder. Based on the above, the in-cylinder oxygen concentration is calculated.

熱発生量と気筒内の酸素濃度とは対応しており、熱発生量が増加するにしたがい気筒内の酸素濃度は低下する。したがって、1燃焼サイクルにおいて、燃焼開始時の気筒内の酸素濃度を示す吸気酸素濃度と、燃焼終了時の気筒内の酸素濃度を示す排気酸素濃度と、熱発生量とに基づいて、アフター噴射による燃焼期間中の所定時期における筒内酸素濃度を算出できる。   The heat generation amount corresponds to the oxygen concentration in the cylinder, and the oxygen concentration in the cylinder decreases as the heat generation amount increases. Therefore, in one combustion cycle, the after-injection is based on the intake oxygen concentration indicating the oxygen concentration in the cylinder at the start of combustion, the exhaust oxygen concentration indicating the oxygen concentration in the cylinder at the end of combustion, and the heat generation amount. The in-cylinder oxygen concentration at a predetermined time during the combustion period can be calculated.

請求項4に記載の発明によると、熱発生量算出手段は、筒内圧センサにより検出される筒内圧と、クランク角度と、筒内容積とから気筒内の熱発生率を算出し、算出した熱発生率を積算して熱発生量を算出し、筒内酸素濃度取得手段は、筒内酸素濃度を算出するための熱発生量を熱発生量算出手段から取得する。   According to the invention of claim 4, the heat generation amount calculation means calculates the heat generation rate in the cylinder from the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor, the crank angle, and the in-cylinder volume, and calculates the calculated heat The in-cylinder oxygen concentration acquisition unit acquires the heat generation amount for calculating the in-cylinder oxygen concentration from the heat generation amount calculation unit.

筒内圧センサにより検出される筒内圧に基づいて熱発生率を算出し、算出した熱発生率を積算して熱発生量を算出するので、熱発生量を高精度に算出できる。これにより、熱発生量に基づいて筒内酸素濃度を高精度に算出できる。   Since the heat generation rate is calculated based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor and the calculated heat generation rate is integrated to calculate the heat generation amount, the heat generation amount can be calculated with high accuracy. Thereby, the in-cylinder oxygen concentration can be calculated with high accuracy based on the heat generation amount.

請求項5に記載の発明によると、熱発生量推定手段は、気筒内の燃焼状態に関連する物理量に基づいて熱発生量を推定し、筒内酸素濃度取得手段は、筒内酸素濃度を算出するための熱発生量を熱発生量推定手段から取得する。   According to the invention described in claim 5, the heat generation amount estimation means estimates the heat generation amount based on a physical quantity related to the combustion state in the cylinder, and the in-cylinder oxygen concentration acquisition means calculates the in-cylinder oxygen concentration. The amount of heat generation to be obtained is acquired from the heat generation amount estimation means.

この構成によれば、気筒内の燃焼状態に関連する物理量に基づいて熱発生量を算出するので、筒内圧センサを使用することなく、筒内酸素濃度を算出するための熱発生量を取得できる。したがって、燃料噴射システムの製造コストを低減できる。   According to this configuration, since the heat generation amount is calculated based on the physical quantity related to the combustion state in the cylinder, the heat generation amount for calculating the in-cylinder oxygen concentration can be acquired without using the in-cylinder pressure sensor. . Therefore, the manufacturing cost of the fuel injection system can be reduced.

請求項6に記載の発明によると、熱発生量推定手段は、エンジン回転数を含む物理量に基づいて熱発生量を推定する。
エンジン回転数またはエンジン回転数の変動は気筒内の熱発生量と密接な関係があるので、熱発生量を推定するための物理量にエンジン回転数を含むことにより、筒内圧センサを用いることなく、熱発生量を高精度に推定できる。
According to the sixth aspect of the present invention, the heat generation amount estimation means estimates the heat generation amount based on a physical quantity including the engine speed.
Since the engine speed or the fluctuation of the engine speed is closely related to the heat generation amount in the cylinder, the engine speed is included in the physical quantity for estimating the heat generation amount without using the in-cylinder pressure sensor. The amount of heat generation can be estimated with high accuracy.

請求項7に記載の発明によると、燃焼状態算出手段は、気筒内の燃焼状態を表わすパラメータとして、筒内酸素濃度から算出する筒内酸素量とアフター噴射量との比を算出し、噴射量調整手段は、燃焼状態算出手段が算出する比の値が筒内酸素量とアフター噴射量との比の目標値になるように、メイン噴射量およびアフター噴射量のうち少なくともアフター噴射量を調整する。   According to the invention of claim 7, the combustion state calculating means calculates a ratio between the in-cylinder oxygen amount calculated from the in-cylinder oxygen concentration and the after injection amount as a parameter representing the combustion state in the cylinder, and the injection amount The adjusting unit adjusts at least the after injection amount of the main injection amount and the after injection amount so that the ratio value calculated by the combustion state calculating unit becomes a target value of the ratio between the in-cylinder oxygen amount and the after injection amount. .

このように、無次元である筒内酸素量とアフター噴射量との比に基づき、筒内酸素濃度から算出する筒内酸素量がどのような値であっても、アフター噴射による燃料の燃焼が最適となるようにアフター噴射量を容易に調整できる。   In this way, based on the ratio between the dimensionless in-cylinder oxygen amount and the after-injection amount, the combustion of the fuel by the after-injection is no matter what the in-cylinder oxygen amount calculated from the in-cylinder oxygen concentration is. The after-injection amount can be easily adjusted to be optimal.

請求項8に記載の発明によると、噴射量調整手段は、筒内酸素量とアフター噴射量との比の目標値を予め設定している。
この構成によれば、内燃機関の運転中に筒内酸素量とアフター噴射量との比の目標値を算出する必要がないので、比の目標値と算出された比の値との差に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方を調整するときの応答性が向上する。
According to the invention described in claim 8, the injection amount adjusting means presets a target value of the ratio between the in-cylinder oxygen amount and the after injection amount.
According to this configuration, since it is not necessary to calculate the target value of the ratio between the in-cylinder oxygen amount and the after-injection amount during operation of the internal combustion engine, it is based on the difference between the target value of the ratio and the calculated ratio value. Thus, the response when adjusting at least one of the main injection amount and the after injection amount is improved.

請求項9に記載の発明によると、酸素濃度取得手段は、アフター噴射の着火時期における筒内酸素濃度を取得する。
この構成によれば、アフター噴射による燃焼の影響を受けない着火時期における筒内酸素濃度を取得するので、アフター噴射量に対して筒内酸素量が不足するか否かを高精度に判定できる。その結果、筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方を高精度に調整できる。
According to the ninth aspect of the invention, the oxygen concentration acquisition means acquires the in-cylinder oxygen concentration at the ignition timing of after injection.
According to this configuration, since the in-cylinder oxygen concentration at the ignition timing that is not affected by the combustion due to after injection is acquired, it is possible to determine with high accuracy whether or not the in-cylinder oxygen amount is insufficient with respect to the after injection amount. As a result, at least one of the main injection amount and the after injection amount can be adjusted with high accuracy based on the in-cylinder oxygen concentration.

請求項10に記載の発明によると、酸素濃度取得手段は、メイン噴射の燃焼による熱発生率が低下し、アフター噴射の燃焼により熱発生率が上昇を開始するときをアフター噴射の着火時期とする。   According to the tenth aspect of the invention, the oxygen concentration acquisition means sets the ignition timing of the after injection when the heat generation rate by the combustion of the main injection decreases and the heat generation rate starts to increase by the combustion of the after injection. .

この構成によれば、熱発生率の変化から着火時期を高精度に算出できるので、着火時期における筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方の噴射量を高精度に調整できる。   According to this configuration, since the ignition timing can be calculated with high accuracy from the change in the heat generation rate, at least one of the main injection amount and the after injection amount is increased based on the in-cylinder oxygen concentration at the ignition timing. The accuracy can be adjusted.

尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。   The functions of the plurality of means provided in the present invention are realized by hardware resources whose functions are specified by the configuration itself, hardware resources whose functions are specified by a program, or a combination thereof. The functions of the plurality of means are not limited to those realized by hardware resources that are physically independent of each other.

本実施形態の燃料噴射システムを示すブロック図。The block diagram which shows the fuel-injection system of this embodiment. メイン噴射量およびアフター噴射量に応じた筒内燃焼状態を示す模式図であり、(A)はアフター噴射量が多すぎる状態、(B)はアフター噴射量が少なすぎる状態、(C)はアフター噴射量が適切な状態を示している。It is a schematic diagram which shows the in-cylinder combustion state according to the main injection amount and the after injection amount, (A) is a state where there is too much after injection amount, (B) is a state where there is too little after injection amount, (C) is after sales. The injection amount is in an appropriate state. 燃焼パラメータと、スモーク濃度およびスモーク悪化率との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between a combustion parameter, smoke concentration, and a smoke deterioration rate. クランク角度と、熱発生率、熱発生量および筒内酸素濃度との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between a crank angle, a heat release rate, a heat release amount, and in-cylinder oxygen concentration. メイン噴射量およびアフター噴射量の調整処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the adjustment process of the main injection quantity and the after injection quantity.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図1に、蓄圧式の4気筒のディーゼル内燃機関(以下、「エンジン」ともいう。)を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a pressure accumulation type four-cylinder diesel internal combustion engine (hereinafter also referred to as “engine”).

エンジン10は、シリンダブロック12に形成されたシリンダ(気筒)14内にピストン16が収容され、シリンダ14内を往復動するピストン16の運動が、コンロッド18を介してエンジン10のクランク軸(図示せず)に回転運動として伝達される。   In the engine 10, a piston 16 is accommodated in a cylinder (cylinder) 14 formed in the cylinder block 12, and the movement of the piston 16 reciprocating in the cylinder 14 is caused by a crankshaft (not shown) of the engine 10 via a connecting rod 18. To be transmitted as a rotational motion.

シリンダブロック12の上端面には、ピストン16の上部に燃焼室20を形成するシリンダヘッド22が固定されている。シリンダヘッド22には、燃焼室20に開口する吸気ポート24と排気ポート26とが形成されている。   A cylinder head 22 that forms a combustion chamber 20 in the upper part of the piston 16 is fixed to the upper end surface of the cylinder block 12. The cylinder head 22 is formed with an intake port 24 and an exhaust port 26 that open to the combustion chamber 20.

吸気ポート24と排気ポート26とは、それぞれカム(図示せず)によって駆動される吸気弁28と排気弁30とで開閉される。
吸気ポート24には、外気を吸入するための吸気管32が接続され、排気ポート26には、シリンダ14から排気を排出するための排気管34が接続されている、排気管34と吸気管32とはEGR管36で接続されている。EGR管36に設置されているEGR弁38が開弁することにより、排気管34から吸気管32に還流する排気のEGR量が制御される。
The intake port 24 and the exhaust port 26 are opened and closed by an intake valve 28 and an exhaust valve 30 driven by cams (not shown), respectively.
An intake pipe 32 for sucking outside air is connected to the intake port 24, and an exhaust pipe 34 for discharging exhaust gas from the cylinder 14 is connected to the exhaust port 26. Are connected by an EGR pipe 36. When the EGR valve 38 installed in the EGR pipe 36 is opened, the EGR amount of the exhaust gas recirculated from the exhaust pipe 34 to the intake pipe 32 is controlled.

吸気弁28が吸気ポート24を開く吸入行程の際に、ピストン16がシリンダ14内を降下して筒内負圧が生じると、吸気管32より吸入された外気とEGR管36を通って還流されるEGRガスとが、吸気ポート24を通って気筒内へ流入する。   During the intake stroke in which the intake valve 28 opens the intake port 24, if the piston 16 descends in the cylinder 14 and negative pressure in the cylinder is generated, the outside air sucked from the intake pipe 32 is recirculated through the EGR pipe 36. EGR gas flows through the intake port 24 into the cylinder.

また、排気弁30が排気ポート26を開く排気行程の際に、ピストン16の上昇により筒内から押し出された排気が、排気ポート26を通って排気管34へ排出される。
燃料噴射システム2は、高圧燃料を蓄圧するコモンレール40と、このコモンレール40に高圧燃料を圧送する燃料供給ポンプ(図示せず)と、コモンレール40に蓄圧された高圧燃料をエンジン10の各気筒内にそれぞれ噴射する複数の燃料噴射弁42と、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)50とを備えている。
Further, when the exhaust valve 30 opens the exhaust port 26, the exhaust pushed out of the cylinder by the rise of the piston 16 is discharged to the exhaust pipe 34 through the exhaust port 26.
The fuel injection system 2 includes a common rail 40 that accumulates high-pressure fuel, a fuel supply pump (not shown) that pumps high-pressure fuel to the common rail 40, and high-pressure fuel accumulated in the common rail 40 in each cylinder of the engine 10. A plurality of fuel injection valves 42 each for injecting, and an electronic control unit (ECU) 50 are provided.

コモンレール40は、燃料供給ポンプより供給された高圧燃料を目標レール圧まで蓄圧し、その蓄圧された高圧燃料が、燃料配管100を介して燃料噴射弁42に供給される。コモンレール40の目標レール圧は、ECU50により設定される。具体的には、アクセル開度および回転速度等からエンジン10の運転状態を検出し、その運転状態に適した目標レール圧が設定される。   The common rail 40 accumulates the high-pressure fuel supplied from the fuel supply pump up to the target rail pressure, and the accumulated high-pressure fuel is supplied to the fuel injection valve 42 via the fuel pipe 100. The target rail pressure of the common rail 40 is set by the ECU 50. Specifically, the operating state of the engine 10 is detected from the accelerator opening and the rotational speed, and a target rail pressure suitable for the operating state is set.

燃料噴射弁42は、ECU50によって電子制御される電磁弁と、この電磁弁の開弁動作によって燃料を噴射するノズルとを有し、このノズルの先端部が各気筒内に突き出た状態で、シリンダヘッド22に取り付けられている。   The fuel injection valve 42 has a solenoid valve that is electronically controlled by the ECU 50 and a nozzle that injects fuel by opening the solenoid valve, and the tip of the nozzle protrudes into each cylinder. Attached to the head 22.

ECU50は、CPU52、RAM54、ROM56と、図示しないフラッシュメモリ、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。ECU50は、クランク角センサ60、アクセル開度センサ62、燃圧センサ64、筒内圧センサ66、吸気圧センサ68、吸気温センサ70、空気量センサ72、酸素濃度センサ74、76、水温センサ78等から出力される出力信号を入力し、これらの出力信号に基づいてエンジン10の運転状態を検出する。   The ECU 50 is mainly configured by a microcomputer having a CPU 52, a RAM 54, a ROM 56, a flash memory (not shown), an input / output interface, and the like. The ECU 50 includes a crank angle sensor 60, an accelerator opening sensor 62, a fuel pressure sensor 64, an in-cylinder pressure sensor 66, an intake pressure sensor 68, an intake air temperature sensor 70, an air amount sensor 72, oxygen concentration sensors 74 and 76, a water temperature sensor 78, and the like. The output signals to be output are input, and the operating state of the engine 10 is detected based on these output signals.

また、ECU50は、ROM56またはフラッシュメモリ等の記憶装置に記憶された制御プログラムを実行することにより、各種エンジン制御処理を実行する。
クランク角センサ60は、エンジン10のクランク軸と同期して回転するパルサ44の周囲に配置され、パルサ44が1回転する間に、パルサ44の外周部に設けられた歯部の数に相当する複数のパルス信号(回転角信号)を出力する。ECU50は、クランク角センサ60から出力される回転角信号に基づいて、エンジン10の回転速度NEおよび回転角度位置(クランク角度θ)を検出する。
The ECU 50 executes various engine control processes by executing a control program stored in a storage device such as the ROM 56 or a flash memory.
The crank angle sensor 60 is disposed around the pulsar 44 that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine 10 and corresponds to the number of teeth provided on the outer peripheral portion of the pulsar 44 while the pulsar 44 rotates once. A plurality of pulse signals (rotation angle signals) are output. The ECU 50 detects the rotational speed NE and the rotational angle position (crank angle θ) of the engine 10 based on the rotational angle signal output from the crank angle sensor 60.

アクセル開度センサ62は、運転者が操作するアクセルペダル(図示せず)の操作量(踏込み量)を表すアクセル開度に応じた信号を出力する。
燃圧センサ64は、コモンレール40に取り付けられ、コモンレール40に蓄圧された燃料圧力(レール圧)に応じた信号を出力する。筒内圧センサ66は、エンジン10の少なくとも一つの気筒のシリンダヘッド22に取り付けられ、筒内圧に応じた信号を出力する。筒内圧センサ66の出力信号は、ローパスフィルタ(LPF)80によりノイズを除去されてECU50に入力される。
The accelerator opening sensor 62 outputs a signal corresponding to the accelerator opening representing the operation amount (depression amount) of an accelerator pedal (not shown) operated by the driver.
The fuel pressure sensor 64 is attached to the common rail 40 and outputs a signal corresponding to the fuel pressure (rail pressure) accumulated in the common rail 40. The in-cylinder pressure sensor 66 is attached to the cylinder head 22 of at least one cylinder of the engine 10 and outputs a signal corresponding to the in-cylinder pressure. The output signal of the in-cylinder pressure sensor 66 is subjected to noise removal by a low-pass filter (LPF) 80 and input to the ECU 50.

吸気圧センサ68は、吸気管32に取り付けられ、吸気管32内の吸気圧Pmに応じた信号を出力する。吸気温センサ70は、吸気管32に取り付けられ、吸気管32内を通過する吸気の温度(吸気温)Taに応じた信号を出力する。空気量センサ72は、吸気管32に取り付けられ、吸気管32内を通過する空気の流量(空気量)Gaに応じた信号を出力する。   The intake pressure sensor 68 is attached to the intake pipe 32 and outputs a signal corresponding to the intake pressure Pm in the intake pipe 32. The intake air temperature sensor 70 is attached to the intake pipe 32 and outputs a signal corresponding to the temperature (intake air temperature) Ta of intake air passing through the intake pipe 32. The air amount sensor 72 is attached to the intake pipe 32 and outputs a signal corresponding to the flow rate (air amount) Ga of air passing through the intake pipe 32.

酸素濃度センサ74、76には、例えば空燃比を検出するA/Fセンサが使用されている。酸素濃度センサ74は、EGR管36が吸気管32と接続する箇所よりも吸気流れの下流側に設置されており、吸気管32およびEGR管36を通りシリンダ14内に流入する吸気中の酸素濃度に応じた信号を出力する。酸素濃度センサ76は、排気管34に設置されており、シリンダ14内から排気管34に排出される排気中の酸素濃度に応じた信号を出力する。   As the oxygen concentration sensors 74 and 76, for example, A / F sensors for detecting an air-fuel ratio are used. The oxygen concentration sensor 74 is installed downstream of the location where the EGR pipe 36 is connected to the intake pipe 32, and the oxygen concentration in the intake air flowing into the cylinder 14 through the intake pipe 32 and the EGR pipe 36. Output a signal according to. The oxygen concentration sensor 76 is installed in the exhaust pipe 34 and outputs a signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust discharged from the cylinder 14 to the exhaust pipe 34.

水温センサ78は、シリンダブロック12に取り付けられ、シリンダブロック12内の冷却水の温度(水温)に応じた信号を出力する。
ECU50は、エンジン10の運転制御として、噴射圧制御、燃料噴射制御等を実施する。噴射圧制御はコモンレール40に蓄圧される燃料圧力を制御するもので、燃圧センサ64によって検出される実レール圧が目標レール圧と一致するように、燃料供給ポンプの吐出量(ポンプ吐出量)をフィードバック制御する。
The water temperature sensor 78 is attached to the cylinder block 12 and outputs a signal corresponding to the temperature (water temperature) of the cooling water in the cylinder block 12.
The ECU 50 performs injection pressure control, fuel injection control, and the like as operation control of the engine 10. The injection pressure control controls the fuel pressure accumulated in the common rail 40. The discharge amount (pump discharge amount) of the fuel supply pump is adjusted so that the actual rail pressure detected by the fuel pressure sensor 64 matches the target rail pressure. Feedback control.

燃料噴射制御は、燃料噴射弁42からの噴射量および噴射時期を制御するもので、エンジン10の運転状態に応じた最適な噴射量および噴射時期を演算し、その演算結果にしたがって燃料噴射弁42の燃料噴射を制御する。燃料噴射制御においては、エンジン10の運転状態に基づいて、メイン噴射の前後にパイロット噴射、プレ噴射、アフター噴射、ポスト噴射等の多段噴射を実施することもある。   The fuel injection control controls the injection amount and injection timing from the fuel injection valve 42, calculates the optimal injection amount and injection timing according to the operating state of the engine 10, and according to the calculation result, the fuel injection valve 42. To control the fuel injection. In the fuel injection control, multi-stage injection such as pilot injection, pre-injection, after-injection, and post-injection may be performed before and after the main injection based on the operating state of the engine 10.

パイロット噴射は、主なトルクを生成するメイン噴射による着火の前に空気と微少量の燃料とを予め混合させておくために実施される。プレ噴射は、メイン噴射の前に微少量の燃料を噴射してメイン噴射の前に筒内で燃料を燃焼させておくことにより、メイン噴射での急激な燃焼を抑制する。これにより、燃焼音および振動を低減する。   The pilot injection is performed in order to preliminarily mix air and a small amount of fuel before ignition by main injection that generates main torque. The pre-injection suppresses rapid combustion in the main injection by injecting a small amount of fuel before the main injection and burning the fuel in the cylinder before the main injection. Thereby, combustion noise and vibration are reduced.

アフター噴射は、メイン噴射の後に微少量の燃料を噴射してメイン噴射で筒内に発生した未燃成分であるスモークを燃焼させることにより排気を浄化する。ポスト噴射は、微少量の燃料を噴射して図示しないDPF(Diesel Particulate Filter)が捕集しているパティキュレート等を燃焼するために実施される。   After-injection purifies exhaust by injecting a small amount of fuel after main injection and burning smoke, which is an unburned component generated in the cylinder by main injection. The post-injection is performed to inject a minute amount of fuel and burn particulates collected by a DPF (Diesel Particulate Filter) (not shown).

パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフター噴射およびポスト噴射のうち、エンジン10の出力トルクを生成するのはパイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射およびアフター噴射である。   Of the pilot injection, pre-injection, main injection, after-injection, and post-injection, the engine 10 generates output torque in the pilot injection, pre-injection, main injection, and after-injection.

(燃焼状態)
次に、メイン噴射量およびアフター噴射量の変化による気筒内の燃焼状態について説明する。図2は、エンジン10の出力トルクが変化しないように1燃焼サイクルにおけるメイン噴射量およびアフター噴射量の合計噴射量を一定にした条件で、メイン噴射量およびアフター噴射量を変化させたときの気筒内における燃焼状態を示している。図2において、符号200はメイン噴射による噴射領域を示しており、符号210はアフター噴射による噴射領域を示している。
(Combustion state)
Next, the combustion state in the cylinder due to changes in the main injection amount and the after injection amount will be described. FIG. 2 shows a cylinder when the main injection amount and the after injection amount are changed under the condition that the total injection amount of the main injection amount and the after injection amount in one combustion cycle is constant so that the output torque of the engine 10 does not change. The combustion state in the inside is shown. In FIG. 2, reference numeral 200 indicates an injection region by main injection, and reference numeral 210 indicates an injection region by after injection.

メイン噴射では主なトルクを発生するために多段噴射における他段の噴射よりも噴射量が多い。そのため、メイン噴射量が増減しても、燃料噴射弁42から遠い気筒内の外周部まで噴霧が到達するので、気筒内の外周部における燃焼領域200でメイン噴射による燃焼が継続する。すると、気筒内の外周部で継続して酸素が消費されるので、気筒内の外周部における酸素濃度が低下する。一方、気筒内の中央部ではメイン噴射による燃焼が発生していないので、燃焼に必要な酸素は殆ど消費されていないと考えられる。   In main injection, since main torque is generated, the injection amount in the multi-stage injection is larger than that in the other stages. For this reason, even if the main injection amount increases or decreases, the spray reaches the outer peripheral portion in the cylinder far from the fuel injection valve 42, so that the combustion by the main injection continues in the combustion region 200 in the outer peripheral portion in the cylinder. Then, since oxygen is continuously consumed at the outer peripheral portion in the cylinder, the oxygen concentration at the outer peripheral portion in the cylinder is lowered. On the other hand, since combustion due to main injection does not occur in the center of the cylinder, it is considered that oxygen necessary for combustion is hardly consumed.

このように、気筒内の外周部においてメイン噴射による燃焼で酸素が殆ど消費されている状態で、アフター噴射の噴射量が多すぎると、図2の(A)に示すように、メイン噴射と同様に気筒内の外周部まで噴霧が到達するので、酸素濃度の低い燃焼領域210でアフター噴射による燃料が燃焼する。その結果、アフター噴射による燃焼領域210が不完全燃焼になり、スモークが発生する。   As described above, when the amount of after-injection is too large in a state where oxygen is almost consumed by the combustion by the main injection in the outer peripheral portion in the cylinder, as shown in FIG. Since the spray reaches the outer peripheral portion in the cylinder, the fuel by the after-injection burns in the combustion region 210 where the oxygen concentration is low. As a result, the combustion region 210 by the after injection becomes incomplete combustion, and smoke is generated.

そこで、図2の(B)に示すように、メイン噴射による燃焼が発生していない気筒内の中央部でアフター噴射による燃焼を発生させるために、アフター噴射量を減少し、メイン噴射量を増加することが考えられる。   Therefore, as shown in FIG. 2B, in order to generate combustion by after injection in the center of the cylinder where combustion by main injection has not occurred, the after injection amount is decreased and the main injection amount is increased. It is possible to do.

しかし、メイン噴射量が多すぎると、メイン噴射による燃焼時にメイン噴射の燃焼領域200において酸素が不足し、スモークが発生する。一方、アフター噴射量を減少することにより、気筒内の中央部の酸素が十分にある燃焼領域210でアフター噴射による燃焼が行われるものの、燃焼領域210が狭いために、メイン噴射の燃焼により燃焼領域200で発生したスモークを、アフター噴射の燃焼により燃焼させる効果が低い。   However, if the main injection amount is too large, oxygen is insufficient in the combustion region 200 of the main injection during combustion by the main injection, and smoke is generated. On the other hand, by reducing the amount of after-injection, combustion by after-injection is performed in the combustion region 210 where there is sufficient oxygen in the center of the cylinder. However, since the combustion region 210 is narrow, the combustion region is caused by combustion of the main injection. The effect of burning the smoke generated at 200 by the combustion of after-injection is low.

したがって、図2の(C)に示すように、メイン噴射による燃焼時にメイン噴射の燃焼領域200において酸素が不足せず、メイン噴射後の酸素が十分に残っている気筒内の中央付近の燃焼領域210でアフター噴射による燃焼が生じ、メイン噴射の燃焼により発生したスモークをアフター噴射の燃焼により燃焼させることができるように、メイン噴射量およびアフター噴射量を調整する必要がある。   Therefore, as shown in FIG. 2C, the combustion region near the center in the cylinder in which the oxygen after the main injection does not run short and the oxygen after the main injection remains sufficiently during the combustion by the main injection, as shown in FIG. It is necessary to adjust the main injection amount and the after injection amount so that the combustion by the after injection occurs at 210 and the smoke generated by the combustion of the main injection can be burned by the after injection combustion.

(噴射量調整)
本願発明者は、スモークを低減するために最適なメイン噴射量とアフター噴射量とを調整するために、アフター噴射による着火時期の筒内酸素濃度から算出する筒内酸素量と、アフター噴射量との比に着目した。図3の(A)に、アフター噴射による着火時期の筒内酸素量[g]とアフター噴射量[g]との比を、次式(1)に示すように気筒内の燃焼状態を表わす燃焼パラメータとしたときの、3種類の運転モードにおける燃焼パラメータとスモーク濃度[FSN(Filter Smoke Number)]との関係を、3種類のモード毎に特性曲線300、302、304として示す。
(Injection amount adjustment)
In order to adjust the optimum main injection amount and after injection amount to reduce smoke, the inventor of the present application calculates the in-cylinder oxygen amount calculated from the in-cylinder oxygen concentration at the ignition timing by the after injection, the after injection amount, We focused on the ratio. FIG. 3 (A) shows the combustion ratio representing the combustion state in the cylinder as shown in the following equation (1) by comparing the ratio between the in-cylinder oxygen amount [g] and the after-injection amount [g] at the ignition timing by after injection. The relationship between the combustion parameter and the smoke concentration [FSN (Filter Smoke Number)] in the three types of operation modes when the parameters are used is shown as characteristic curves 300, 302, and 304 for each of the three types of modes.

燃焼パラメータ=筒内酸素量[g]/アフター噴射量[g] ・・・(1)
3種類の運転モードは、例えば、エンジン回転数と噴射量との関係から規定される低負荷領域、中負荷領域、高負荷領域の3種類の運転モードを表わしている。
Combustion parameter = cylinder oxygen amount [g] / after injection amount [g] (1)
The three types of operation modes represent, for example, three types of operation modes of a low load region, a medium load region, and a high load region that are defined from the relationship between the engine speed and the injection amount.

図3の(A)から、3種類の各モードにおいて、スモーク濃度[FSN]が最低になる燃焼パラメータの値(図中のパラメータ値A)が存在することが分かる。
ここで、各モードの特性曲線300、302、304において、各モードにおける排気量とスモーク濃度との積に基づいてスモーク量を算出し、スモーク量の最低値をスモーク悪化率が0%である基準値とし、燃焼パラメータが変化するときの基準値に対するスモーク悪化率[%]を特性曲線300、302、304のそれぞれで算出して正規化した結果を図3の(B)に示す。
From FIG. 3A, it can be seen that there is a combustion parameter value (parameter value A in the figure) at which the smoke concentration [FSN] is lowest in each of the three types of modes.
Here, in the characteristic curves 300, 302, and 304 of each mode, the smoke amount is calculated based on the product of the exhaust amount and the smoke concentration in each mode, and the minimum value of the smoke amount is a standard with a smoke deterioration rate of 0%. FIG. 3B shows a result obtained by calculating and normalizing the smoke deterioration rate [%] with respect to the reference value when the combustion parameter changes with the characteristic curves 300, 302, and 304, respectively.

図3の(B)から、燃焼パラメータとスモーク悪化率[%]との関係は、3種類の運転モードにおいて共通の特性曲線310になり、同じ燃焼パラメータの値(図3の(A)、(B)に示すパラメータ値A)でスモーク悪化率[%]が最低になっていることが分かる。   From FIG. 3B, the relationship between the combustion parameter and the smoke deterioration rate [%] becomes a common characteristic curve 310 in the three types of operation modes, and the same combustion parameter value ((A), ( It can be seen that the smoke deterioration rate [%] is the lowest in the parameter value A) shown in B).

図3の(B)において、スモーク悪化率[%]が最低になる値よりも燃焼パラメータが大きい範囲では、筒内酸素量に対してアフター噴射量が少なすぎることを表わしている。アフター噴射量が少なすぎると、アフター噴射による燃焼領域210が狭いことから、メイン噴射の燃焼により燃焼領域200で発生したスモークを、アフター噴射の燃焼により燃焼させる効果が低くなり、スモークが増加する。   In FIG. 3B, in the range where the combustion parameter is larger than the value at which the smoke deterioration rate [%] is the lowest, the after injection amount is too small relative to the in-cylinder oxygen amount. If the after-injection amount is too small, the combustion region 210 by the after injection is narrow, so that the effect of burning the smoke generated in the combustion region 200 by the combustion of the main injection by the combustion of the after-injection becomes low, and the smoke increases.

そして、1燃焼サイクルにおけるメイン噴射量およびアフター噴射量の合計噴射量を一定にする条件では、アフター噴射量が少なすぎることは、メイン噴射量が多すぎ、メイン噴射による燃焼領域200で酸素が不足してスモークが発生することを表わしている。   Under the condition that the total injection amount of the main injection amount and the after injection amount in one combustion cycle is constant, the after injection amount being too small means that the main injection amount is too large and oxygen is insufficient in the combustion region 200 by the main injection. This indicates that smoke is generated.

一方、図3の(B)において、スモーク悪化率[%]が最低になる値よりも燃焼パラメータが小さい範囲では、筒内酸素量に対してアフター噴射量が多すぎることを表わしている。アフター噴射量が多すぎると、メイン噴射による燃焼で酸素が不足している燃焼領域200でアフター噴射による燃焼が行われ、アフター噴射による燃焼領域210でスモークが発生する。   On the other hand, in FIG. 3B, in the range where the combustion parameter is smaller than the value at which the smoke deterioration rate [%] is the lowest, it indicates that the after injection amount is too much with respect to the in-cylinder oxygen amount. If the amount of after injection is too large, combustion by after injection is performed in the combustion region 200 where oxygen is insufficient due to combustion by main injection, and smoke is generated in the combustion region 210 by after injection.

したがって、今回の燃焼サイクルにおいて算出した燃焼パラメータの値が、スモーク悪化率[%]が最低になるときの燃焼パラメータの目標値からずれている場合、筒内酸素濃度から筒内酸素量を算出することにより、次回の燃焼サイクルにおいてスモーク発生量を最低にする最適なアフター噴射量を算出できる。そして、エンジン運転状態に基づいて設定されるメイン噴射量とアフター噴射量との合計噴射量を変化させないという条件から、算出したアフター噴射量に基づいてメイン噴射量を算出できる。   Therefore, when the value of the combustion parameter calculated in the current combustion cycle deviates from the target value of the combustion parameter when the smoke deterioration rate [%] is the lowest, the in-cylinder oxygen amount is calculated from the in-cylinder oxygen concentration. Thus, it is possible to calculate the optimum after injection amount that minimizes the amount of smoke generated in the next combustion cycle. The main injection amount can be calculated based on the calculated after injection amount from the condition that the total injection amount of the main injection amount and the after injection amount set based on the engine operating state is not changed.

(筒内酸素濃度)
次に、筒内酸素濃度について説明する。ECU50は、筒内圧センサ66が検出する筒内圧に基づいて、1燃焼サイクルにおける熱発生率(dQ/dθ)を次式(2)により算出する。式(2)において、Qは熱発生量を、Vは気筒内容積を、Pは筒内圧センサ66が検出した筒内圧を、θはクランク角センサ60が検出したクランク角度を、κは比熱比をそれぞれ示している。図4の(A)は、1燃焼サイクルにおける熱発生率(dQ/dθ)の特性曲線320を示している。
(In-cylinder oxygen concentration)
Next, the in-cylinder oxygen concentration will be described. Based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 66, the ECU 50 calculates the heat generation rate (dQ / dθ) in one combustion cycle by the following equation (2). In equation (2), Q is the amount of heat generated, V is the cylinder volume, P is the cylinder pressure detected by the cylinder pressure sensor 66, θ is the crank angle detected by the crank angle sensor 60, and κ is the specific heat ratio. Respectively. FIG. 4A shows a characteristic curve 320 of the heat generation rate (dQ / dθ) in one combustion cycle.

熱発生率(dQ/dθ)
=(V・dP/dθ+κ・P・dV/dθ)/(κ−1) ・・・(2)
そして、ECU50は、1燃焼サイクルにおいて、燃料噴射が実行され燃焼が終了する所定のクランク角度までの熱発生率を積算して合計し、積算合計に対して、1燃焼サイクル中の各クランク角度までの熱発生量の積算値の割合を算出する。図4の(B)に示す熱発生量の特性曲線330は、熱発生量の合計に対する各クランク角度までの熱発生量の積算値の割合を示している。
Heat generation rate (dQ / dθ)
= (V · dP / dθ + κ · P · dV / dθ) / (κ-1) (2)
Then, the ECU 50 integrates and totals the heat generation rates up to a predetermined crank angle at which fuel injection is executed and combustion is completed in one combustion cycle, and up to each crank angle in one combustion cycle. The ratio of the integrated value of the heat generation amount is calculated. The characteristic curve 330 of the heat generation amount shown in FIG. 4B shows the ratio of the integrated value of the heat generation amount up to each crank angle with respect to the total heat generation amount.

熱発生率の特性曲線320において、ピーク322、324、326はそれぞれパイロット噴射、メイン噴射、アフター噴射による熱発生率のピークを示している。したがって、ピーク324を過ぎてメイン噴射による熱発生率が低下し、アフター噴射により熱発生率が上昇を開始するときが、アフター噴射の着火時期であると判定できる。   In the heat generation rate characteristic curve 320, peaks 322, 324, and 326 indicate the heat generation rate peaks due to pilot injection, main injection, and after injection, respectively. Therefore, it can be determined that the ignition timing of the after injection is when the heat generation rate by the main injection decreases after the peak 324 and the heat generation rate starts to increase by the after injection.

また、熱発生量と気筒内の酸素濃度とは対応しており、熱発生量が増加するにしたがい筒内酸素濃度は低下する。したがって、熱発生量の変化に基づき、1燃焼サイクルにおける燃焼開始時の筒内酸素濃度と燃焼終了後の筒内酸素濃度とから図4の(C)に示すように、1燃焼サイクルにおける筒内酸素濃度の特性曲線340を求めることができる。1燃焼サイクルにおける燃焼開始時の筒内酸素濃度は、吸気側に設置した酸素濃度センサ74によって検出し、燃焼終了後の筒内酸素濃度は排気側に設置した酸素濃度センサ76によって検出する。   Further, the heat generation amount corresponds to the oxygen concentration in the cylinder, and the in-cylinder oxygen concentration decreases as the heat generation amount increases. Therefore, based on the change in the amount of heat generated, as shown in FIG. 4C, the in-cylinder in one combustion cycle is determined from the in-cylinder oxygen concentration at the start of combustion in one combustion cycle and the in-cylinder oxygen concentration after completion of combustion. A characteristic curve 340 of oxygen concentration can be obtained. The in-cylinder oxygen concentration at the start of combustion in one combustion cycle is detected by an oxygen concentration sensor 74 installed on the intake side, and the in-cylinder oxygen concentration after completion of combustion is detected by an oxygen concentration sensor 76 installed on the exhaust side.

筒内酸素濃度の特性曲線340から、アフター噴射の着火時期における筒内酸素濃度を算出し、算出した筒内酸素濃度と気筒内に流入した吸気量とから、アフター噴射の着火時期における筒内酸素量を算出できる。   The in-cylinder oxygen concentration at the ignition timing of the after injection is calculated from the characteristic curve 340 of the in-cylinder oxygen concentration, and the in-cylinder oxygen at the ignition timing of the after injection is calculated from the calculated in-cylinder oxygen concentration and the intake air amount flowing into the cylinder. The amount can be calculated.

そして、アフター噴射の着火時期における筒内酸素量と、前述したスモーク発生量を最低にする燃焼パラメータの目標値とから、スモーク発生量を最低にするアフター噴射量を算出し、算出したアフター噴射量からメイン噴射量を算出する。   Then, the after injection amount that minimizes the smoke generation amount is calculated from the in-cylinder oxygen amount at the ignition timing of the after injection and the target value of the combustion parameter that minimizes the smoke generation amount, and the calculated after injection amount From this, the main injection amount is calculated.

(噴射量調整処理)
次に、スモークを低減するメイン噴射量およびアフター噴射量の調整処理を、図5のフローチャートに基づいて説明する。
(Injection amount adjustment processing)
Next, the main injection amount and after-injection amount adjustment processing for reducing smoke will be described based on the flowchart of FIG.

まず、ECU50は、エンジン運転状態を表わすエンジン回転数および噴射量を取得し(S400)、エンジン運転状態に応じて、スモークを低減するために予め設定しておいた燃焼パラメータの目標値を取得する(S402)。   First, the ECU 50 acquires an engine speed and an injection amount representing an engine operating state (S400), and acquires a target value of a combustion parameter set in advance to reduce smoke in accordance with the engine operating state. (S402).

次に、ECU50は、空気とEGRガスとが合流した筒内に流入する吸気の吸気酸素濃度を吸気側に設置した酸素濃度センサ74から取得し(S404)、S400で取得した噴射量からアフター噴射量を取得し(S406)、筒内圧センサ66から筒内圧を取得する(S408)。   Next, the ECU 50 acquires the intake oxygen concentration of the intake air flowing into the cylinder where the air and the EGR gas are merged from the oxygen concentration sensor 74 installed on the intake side (S404), and after injection from the injection amount acquired in S400 The amount is acquired (S406), and the in-cylinder pressure is acquired from the in-cylinder pressure sensor 66 (S408).

ECU50は、取得した筒内圧とクランク角度とから式(2)に基づいて気筒内の熱発生率を算出し(S410)、メイン噴射の燃焼による熱発生率が低下し、アフター噴射の燃焼により熱発生率が上昇を開始するときを、アフター噴射の着火時期として算出する(S412)。   The ECU 50 calculates the heat generation rate in the cylinder from the acquired in-cylinder pressure and the crank angle based on the equation (2) (S410), the heat generation rate due to the combustion of the main injection is reduced, and the heat generation rate is increased by the combustion of the after injection. The time when the occurrence rate starts to rise is calculated as the ignition timing of after injection (S412).

次に、ECU50は、熱発生率を積算して熱発生量を算出し(S414)、排気側に設置した酸素濃度センサ76から排気酸素濃度を取得する(S416)。ECU50は、S404で取得した吸気酸素濃度と、S414で算出した熱発生量の特性と、S416で取得した排気酸素濃度とから、アフター噴射の着火時期における筒内酸素濃度を算出する(S418)。   Next, the ECU 50 integrates the heat generation rate to calculate the heat generation amount (S414), and acquires the exhaust oxygen concentration from the oxygen concentration sensor 76 installed on the exhaust side (S416). The ECU 50 calculates the in-cylinder oxygen concentration at the ignition timing of the after injection from the intake oxygen concentration acquired in S404, the heat generation amount characteristic calculated in S414, and the exhaust oxygen concentration acquired in S416 (S418).

ECU50は、空気量センサ72が検出する空気流量と、EGR弁38の開度から算出するEGR量とから気筒内に流入する吸気量を算出し、この吸気量とS418で算出した筒内酸素濃度とから、アフター噴射の着火時期における筒内酸素量を算出する。そして、ECU50は、この筒内酸素量とS406で取得したアフター噴射量との比を、今回の1燃焼サイクルにおける実際の燃焼パラメータの値(X_now)として算出する(S420)。   The ECU 50 calculates the intake air amount that flows into the cylinder from the air flow rate detected by the air amount sensor 72 and the EGR amount calculated from the opening degree of the EGR valve 38, and the intake air amount and the in-cylinder oxygen concentration calculated in S418. From the above, the in-cylinder oxygen amount at the ignition timing of after injection is calculated. Then, the ECU 50 calculates the ratio between the in-cylinder oxygen amount and the after injection amount acquired in S406 as the actual combustion parameter value (X_now) in the current one combustion cycle (S420).

ECU50は、S402で取得した燃焼パラメータの目標値(X_target)と、S420で求めた燃焼パラメータの算出値(X_now)との差分ΔX=(X_target−X_now)を算出し(S422)、差分ΔXが所定の閾値より小さいか否かを判定する(S424)。差分ΔXが所定の閾値より小さい場合(S424:Yes)、ECU50は、適正なアフター噴射量およびメイン噴射量が設定されていると判断し、本処理を終了する。   The ECU 50 calculates a difference ΔX = (X_target−X_now) between the target value (X_target) of the combustion parameter acquired in S402 and the calculated value (X_now) of the combustion parameter obtained in S420 (S422), and the difference ΔX is predetermined. It is determined whether it is smaller than the threshold value (S424). When the difference ΔX is smaller than the predetermined threshold (S424: Yes), the ECU 50 determines that the proper after injection amount and the main injection amount are set, and ends this process.

差分ΔXが所定の閾値以上の場合(S424:No)、ECU50は、今回のアフター噴射量およびメイン噴射量は不適切であり、スモークを十分に低減できていないと判断する。   When the difference ΔX is equal to or greater than the predetermined threshold (S424: No), the ECU 50 determines that the current after injection amount and the main injection amount are inappropriate and the smoke cannot be sufficiently reduced.

そこで、ECU50は、今回のアフター噴射の着火時期における筒内酸素量と燃焼パラメータの目標値(X_target)とに基づき、差分ΔXが0になるように、次回の燃焼サイクルにおけるアフター噴射量を設定し(S426)、エンジン運転状態から決定される1燃焼サイクルにおける総噴射量が一定になるように、設定したアフター噴射量から次回の燃焼サイクルにおけるメイン噴射量を設定する(S428)。   Therefore, the ECU 50 sets the after injection amount in the next combustion cycle so that the difference ΔX becomes 0 based on the in-cylinder oxygen amount at the ignition timing of the current after injection and the target value (X_target) of the combustion parameter. (S426) The main injection amount in the next combustion cycle is set from the set after injection amount so that the total injection amount in one combustion cycle determined from the engine operating state is constant (S428).

尚、今回の燃焼サイクルにおけるメイン噴射量が次回の燃焼サイクルにおいて変化すると、アフター噴射の着火時期における筒内酸素濃度も変化するので、今回算出したアフター噴射量では、次回の燃焼サイクルにおいてスモーク発生量を十分に低減することはできないこともある。しかし、アフター噴射の着火時期における筒内酸素量とアフター噴射量との比である燃焼パラメータに基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量の調整を継続することにより、スモークを低減する最適なメイン噴射量およびアフター噴射量を設定できる。   Note that if the main injection amount in the current combustion cycle changes in the next combustion cycle, the in-cylinder oxygen concentration at the ignition timing of after injection also changes. Therefore, in the calculated after injection amount, the amount of smoke generated in the next combustion cycle May not be sufficiently reduced. However, the optimum main injection that reduces smoke by continuing to adjust the main injection amount and the after injection amount based on the combustion parameter that is the ratio of the in-cylinder oxygen amount and the after injection amount at the ignition timing of the after injection. The amount and after-injection amount can be set.

以上説明した上記実施形態では、アフター噴射の着火時期における筒内酸素濃度に着目し、気筒内のスモーク発生状態、つまり気筒内の燃焼状態を表わす燃焼パラメータとして、アフター噴射の着火時期における筒内酸素量とアフター噴射量との比を設定した。そして、燃焼パラメータに基づいて、スモークを極力低減するようにメイン噴射量およびアフター噴射量を調整した。これにより、メイン噴射およびアフター噴射により気筒内の酸素を効率よく消費して、スモークを極力低減できる。   In the above-described embodiment, focusing on the in-cylinder oxygen concentration at the ignition timing of the after injection, the in-cylinder oxygen at the ignition timing of the after injection is used as a combustion parameter representing the smoke generation state in the cylinder, that is, the combustion state in the cylinder. The ratio between the quantity and the after injection quantity was set. Based on the combustion parameters, the main injection amount and the after injection amount were adjusted so as to reduce smoke as much as possible. Thereby, oxygen in a cylinder can be consumed efficiently by main injection and after injection, and smoke can be reduced as much as possible.

また、筒内圧センサ66が検出する筒内圧から熱発生率を算出するので、算出した熱発生率を積算して熱発生量を高精度に算出できる。
また、筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量を調整するので、例えばアクセルペダルを踏み込んで加速する場合のような過渡運転状態において筒内酸素濃度がばらつく場合にも、筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量を調整し、気筒内の燃焼状態を適切な状態に制御できる。これにより、定常運転状態、過渡運転状態に関わらず、スモークを低減できる。
Further, since the heat generation rate is calculated from the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 66, the heat generation rate can be calculated with high accuracy by integrating the calculated heat generation rates.
In addition, since the main injection amount and the after injection amount are adjusted based on the in-cylinder oxygen concentration, the in-cylinder oxygen concentration can be reduced even when the in-cylinder oxygen concentration varies in a transient operation state, for example, when the accelerator pedal is depressed to accelerate. Based on the oxygen concentration, the main injection amount and the after injection amount can be adjusted to control the combustion state in the cylinder to an appropriate state. Thereby, smoke can be reduced regardless of a steady operation state or a transient operation state.

また、アフター噴射の着火時期における筒内酸素量とアフター噴射量との比の目標値と、筒内酸素量とに基づいて、スモークを低減するアフター噴射量およびメイン噴射量を調整するので、スモークを低減するアフター噴射量およびメイン噴射量を調整するために、エンジン運転状態に適合させて多量のマップを記憶する必要がないので、マップを記憶する記憶容量を低減できる。   Further, the after injection amount and the main injection amount for reducing the smoke are adjusted based on the target value of the ratio between the in-cylinder oxygen amount and the after-injection amount at the ignition timing of the after injection and the in-cylinder oxygen amount. In order to adjust the after-injection amount and the main injection amount to reduce the amount, it is not necessary to store a large amount of maps in conformity with the engine operating state, so that the storage capacity for storing the maps can be reduced.

上記実施形態では、燃料噴射システム2が本発明の燃料噴射システムに相当し、ECU50が本発明の燃料噴射制御装置に相当する。そして、ECU50は、酸素濃度取得手段、噴射量調整手段、熱発生量算出手段、および燃焼状態算出手段として機能する。   In the above embodiment, the fuel injection system 2 corresponds to the fuel injection system of the present invention, and the ECU 50 corresponds to the fuel injection control device of the present invention. The ECU 50 functions as an oxygen concentration acquisition unit, an injection amount adjustment unit, a heat generation amount calculation unit, and a combustion state calculation unit.

また、図5のS410およびS414は熱発生量算出手段が実行する機能に相当し、S418は酸素濃度取得手段が実行する機能に相当し、S420は燃焼状態算出手段が実行する機能に相当し、S426およびS428は噴射量調整手段が実行する機能に相当する。   5 corresponds to the function executed by the heat generation amount calculating means, S418 corresponds to the function executed by the oxygen concentration obtaining means, and S420 corresponds to the function executed by the combustion state calculating means. S426 and S428 correspond to the function executed by the injection amount adjusting means.

S414で筒内圧センサ66が検出する筒内圧に基づいて熱発生量を算出するのではなく、気筒内の燃焼状態に関連する物理量として、エンジン回転数、エンジン回転数の変動量、噴射時期、噴射量、コモンレール圧、吸気酸素濃度、吸気量、吸気温度等の、気筒内の燃焼状態に関連する物理量に基づいて、物理モデルから熱発生量を推定してもよい。この場合、S408は不要である。そして、S410で気筒内の燃焼状態に関連する物理量に基づいて熱発生率を推定し、S410で推定した熱発生率からS412においてアフター噴射の着火時期を算出し、S410において推定した熱発生率を積算してS414において熱発生量を推定する。この場合、S410およびS414は熱発生量推定手段が実行する機能に相当し、ECU50は、熱発生量推定手段として機能する。燃焼状態に関連する物理量に基づいて熱発生量を高精度に推定するためには、燃焼状態に密接に関連するエンジン回転数を含む物理量に基づいて熱発生率および熱発生量を推定することが望ましい。   Rather than calculating the amount of heat generation based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 66 in S414, the engine rotation speed, the fluctuation amount of the engine rotation speed, the injection timing, the injection, as the physical quantity related to the combustion state in the cylinder The amount of heat generation may be estimated from a physical model based on physical quantities related to the combustion state in the cylinder, such as the quantity, common rail pressure, intake oxygen concentration, intake air quantity, intake air temperature, and the like. In this case, S408 is unnecessary. Then, in S410, the heat generation rate is estimated based on the physical quantity related to the combustion state in the cylinder, the after-ignition ignition timing is calculated in S412 from the heat generation rate estimated in S410, and the heat generation rate estimated in S410 is calculated. The amount of heat generation is estimated in S414. In this case, S410 and S414 correspond to the function executed by the heat generation amount estimation means, and the ECU 50 functions as the heat generation amount estimation means. In order to estimate the heat generation amount with high accuracy based on the physical quantity related to the combustion state, it is necessary to estimate the heat generation rate and the heat generation amount based on the physical quantity including the engine speed closely related to the combustion state. desirable.

[他の実施形態]
上記実施形態では、多段噴射を実行する場合に、エンジン運転状態から算出されるエンジン2の出力トルクに関係する総噴射量を変化させず、スモークを極力低減するように、アフター噴射の着火時期における筒内酸素濃度に基づいてアフター噴射量およびメイン噴射量を調整した。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, when performing the multi-stage injection, the total injection amount related to the output torque of the engine 2 calculated from the engine operating state is not changed, and the smoke is reduced as much as possible in the ignition timing of the after injection. The after injection amount and the main injection amount were adjusted based on the in-cylinder oxygen concentration.

これに対し、アフター噴射量およびメイン噴射量を調整するときの基準となる筒内酸素濃度を取得する時期は、アフター噴射が着火を開始する着火時期に限るものではなく、筒内酸素濃度を特定できるのであれば、アフター噴射の着火開始からアフター噴射による燃焼の終了までの燃焼期間中のいずれの所定時期でもよい。例えば、アフター噴射による熱発生率がピークになるときでもよい。   On the other hand, the timing for acquiring the in-cylinder oxygen concentration, which is a reference for adjusting the after injection amount and the main injection amount, is not limited to the ignition timing when the after injection starts ignition, and the in-cylinder oxygen concentration is specified. If possible, any predetermined time in the combustion period from the start of ignition of after injection to the end of combustion by after injection may be used. For example, it may be when the heat generation rate due to after injection peaks.

また、スモークを低減するために、アフター噴射量およびメイン噴射量の両方を調整するのではなく、アフター噴射量またはメイン噴射量の一方だけを筒内酸素濃度に基づいて調整してもよい。   Further, in order to reduce smoke, both the after injection amount and the main injection amount may be adjusted based on the in-cylinder oxygen concentration instead of adjusting both the after injection amount and the main injection amount.

例えば、アフター噴射の着火時期における筒内酸素濃度が所定濃度よりも低い場合には、メイン噴射量が多すぎてスモークが増加すると判断し、メイン噴射量だけを減少させてもよい。また、メイン噴射量は調整せず、アフター噴射の着火時期における筒内酸素濃度が高い場合にはアフター噴射量を増加し、筒内酸素濃度が低い場合にはアフター噴射量を減少させてもよい。尚、メイン噴射量およびアフター噴射量の一方だけを調整する場合、エンジンの出力トルクを極力変動させないために、アフター噴射量を調整することが望ましい。   For example, when the in-cylinder oxygen concentration at the ignition timing of after injection is lower than a predetermined concentration, it may be determined that the main injection amount is too large and smoke increases, and only the main injection amount may be decreased. Further, the main injection amount is not adjusted, and the after injection amount may be increased when the in-cylinder oxygen concentration at the ignition timing of the after injection is high, and the after injection amount may be decreased when the in-cylinder oxygen concentration is low. . When adjusting only one of the main injection amount and the after injection amount, it is desirable to adjust the after injection amount so as not to fluctuate the output torque of the engine as much as possible.

また、上記実施形態では、エンジン運転状態に応じて燃焼パラメータの目標値を設定したが、エンジン運転状態に関わらず同じ値の目標値を設定してもよい。
また、予め燃焼パラメータの目標値を設定するのではなく、スモーク発生量を最低にする燃焼パラメータの値を、エンジン運転中に学習してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the target value of the combustion parameter was set according to the engine operating state, you may set the target value of the same value irrespective of the engine operating state.
Further, instead of setting the target value of the combustion parameter in advance, the value of the combustion parameter that minimizes the amount of smoke generated may be learned during engine operation.

また、酸素濃度センサ74、76からそれぞれ吸気酸素濃度、排気酸素濃度を検出する代わりに、空気流量、吸気温度、吸気圧、エンジン回転数、および噴射量等に基づいて、物理モデルから吸気酸素濃度、排気酸素濃度を推定してもよい。   Further, instead of detecting the intake oxygen concentration and the exhaust oxygen concentration from the oxygen concentration sensors 74 and 76, respectively, the intake oxygen concentration is calculated from the physical model based on the air flow rate, the intake air temperature, the intake pressure, the engine speed, the injection amount, and the like. The exhaust oxygen concentration may be estimated.

上記実施形態では、酸素濃度取得手段、噴射量調整手段、熱発生量算出手段、熱発生量推定手段、および燃焼状態算出手段を、制御プログラムにより機能が特定されるECU50により実現している。これに対し、上記複数の手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。   In the above embodiment, the oxygen concentration acquisition unit, the injection amount adjustment unit, the heat generation amount calculation unit, the heat generation amount estimation unit, and the combustion state calculation unit are realized by the ECU 50 whose functions are specified by the control program. On the other hand, at least some of the functions of the plurality of means may be realized by hardware whose functions are specified by the circuit configuration itself.

このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。   As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.

2:燃料噴射システム、10:ディーゼルエンジン(内燃機関)、42:燃料噴射弁、50:ECU(燃料噴射制御装置、酸素濃度取得手段、噴射量調整手段、熱発生量算出手段、熱発生量推定手段、燃焼状態算出手段)、66:筒内圧センサ 2: fuel injection system, 10: diesel engine (internal combustion engine), 42: fuel injection valve, 50: ECU (fuel injection control device, oxygen concentration acquisition means, injection amount adjustment means, heat generation amount calculation means, heat generation amount estimation Means, combustion state calculating means), 66: in-cylinder pressure sensor

Claims (10)

内燃機関の1燃焼サイクル中に、少なくともメイン噴射と前記メイン噴射に続くアフター噴射とを実行する燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置において、
前記アフター噴射により噴射された燃料の着火開始から燃焼終了までの燃焼期間中の所定時期における筒内酸素濃度を取得する酸素濃度取得手段と、
前記酸素濃度取得手段が取得する前記筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射量およびアフター噴射量の少なくともいずれか一方を調整する噴射量調整手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
In a fuel injection control device applied to a fuel injection system that executes at least main injection and after injection following the main injection during one combustion cycle of an internal combustion engine,
Oxygen concentration acquisition means for acquiring an in-cylinder oxygen concentration at a predetermined time during a combustion period from the start of ignition of the fuel injected by the after injection to the end of combustion;
An injection amount adjusting unit that adjusts at least one of a main injection amount and an after injection amount based on the in-cylinder oxygen concentration acquired by the oxygen concentration acquiring unit;
A fuel injection control device comprising:
前記噴射量調整手段は、内燃機関の運転状態に基づいて設定される1燃焼サイクル中における総噴射量を変更せずに、前記筒内酸素濃度に基づいて前記メイン噴射量および前記アフター噴射量を調整することを特徴とする請求項1に記載の燃料噴射制御装置。   The injection amount adjusting means sets the main injection amount and the after injection amount based on the in-cylinder oxygen concentration without changing the total injection amount in one combustion cycle set based on the operating state of the internal combustion engine. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel injection control device is adjusted. 前記酸素濃度取得手段は、気筒内に流入する吸気中の吸気酸素濃度と、気筒内から排出される排気中の排気酸素濃度と、気筒内における熱発生量とに基づいて前記筒内酸素濃度を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の燃料噴射制御装置。   The oxygen concentration acquisition means calculates the in-cylinder oxygen concentration based on the intake oxygen concentration in the intake air flowing into the cylinder, the exhaust oxygen concentration in the exhaust exhausted from the cylinder, and the heat generation amount in the cylinder. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel injection control device calculates the fuel injection control device. 筒内圧センサにより検出される筒内圧と、クランク角度と、筒内容積とから気筒内の熱発生率を算出し、算出した熱発生率を積算して前記熱発生量を算出する熱発生量算出手段を備え、
前記酸素濃度取得手段は、前記筒内酸素濃度を算出するための前記熱発生量を前記熱発生量算出手段から取得する、
ことを特徴とする請求項3に記載の燃料噴射制御装置。
Calculates the heat generation amount by calculating the heat generation rate in the cylinder from the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor, the crank angle, and the in-cylinder volume, and calculating the heat generation amount by integrating the calculated heat generation rate. With means,
The oxygen concentration acquisition means acquires the heat generation amount for calculating the in-cylinder oxygen concentration from the heat generation amount calculation means.
The fuel injection control device according to claim 3.
気筒内の燃焼状態に関連する物理量に基づいて前記熱発生量を推定する熱発生量推定手段を備え、
前記酸素濃度取得手段は、前記筒内酸素濃度を算出するための前記熱発生量を前記熱発生量推定手段から取得する、
ことを特徴とする請求項3に記載の燃料噴射制御装置。
A heat generation amount estimating means for estimating the heat generation amount based on a physical quantity related to a combustion state in a cylinder;
The oxygen concentration acquisition means acquires the heat generation amount for calculating the in-cylinder oxygen concentration from the heat generation amount estimation means;
The fuel injection control device according to claim 3.
前記熱発生量推定手段は、エンジン回転数を含む前記物理量に基づいて前記熱発生量を推定することを特徴とする請求項5に記載の燃料噴射制御装置。   The fuel injection control device according to claim 5, wherein the heat generation amount estimation means estimates the heat generation amount based on the physical quantity including an engine speed. 気筒内の燃焼状態を表わすパラメータとして、前記筒内酸素濃度から算出する筒内酸素量と前記アフター噴射量との比を算出する燃焼状態算出手段を備え、
前記噴射量調整手段は、前記燃焼状態算出手段が算出する前記比の値が前記比の目標値になるように、前記メイン噴射量および前記アフター噴射量のうち少なくともアフター噴射量を調整することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
Combustion state calculation means for calculating a ratio between the in-cylinder oxygen amount calculated from the in-cylinder oxygen concentration and the after-injection amount as a parameter representing the combustion state in the cylinder;
The injection amount adjusting means adjusts at least the after injection amount of the main injection amount and the after injection amount so that the ratio value calculated by the combustion state calculating means becomes a target value of the ratio. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel injection control device is a fuel injection control device.
前記噴射量調整手段は、前記比の目標値を予め設定していることを特徴とする請求項7に記載の燃料噴射制御装置。   The fuel injection control device according to claim 7, wherein the injection amount adjusting means presets a target value of the ratio. 前記酸素濃度取得手段は、アフター噴射の着火時期における前記筒内酸素濃度を取得することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。   The fuel injection control apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the oxygen concentration acquisition unit acquires the in-cylinder oxygen concentration at an ignition timing of after injection. 前記酸素濃度取得手段は、メイン噴射の燃焼による熱発生率が低下し、アフター噴射の燃焼による熱発生率が上昇を開始するときをアフター噴射の着火時期とすることを特徴とする請求項9に記載の燃料噴射制御装置。   10. The after-ignition ignition timing is set when the oxygen concentration acquisition means starts the increase in the heat generation rate due to combustion in the main injection and the increase in the heat generation rate due to combustion in the after injection. The fuel injection control device described.
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