JP2012255423A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軽油及びアルコールを混合した混合燃料を使用可能な内燃機関の制御装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a control device for an internal combustion engine that can use a mixed fuel obtained by mixing light oil and alcohol.
この種の内燃機関では、複数種類の燃料を混合した混合燃料(例えば、軽油及びアルコールの混合燃料)を使用するものが知られている。混合燃料は、例えば異なる燃料タンクに夫々貯留された後に混合されることで、混合比率が可変とされる場合がある。この場合、混合燃料の混合比率は、内燃機関の運転状況等の各種条件に応じて適宜決定される。例えば特許文献1では、一方の燃料のみが排気ガス性状を悪化させるほどに過剰に噴射されることを防止するため、混合比率が一定濃度の範囲となるよう制御するという技術が提案されている。また特許文献2では、軽油による主噴射が所定時期を超える場合に、アルコールを混合させた噴射を行うようにするという技術が提案されている。特許文献3では、第1段階では軽油、第2段階では軽油+アルコール、第3段階では軽油のみの3段階噴射を行うという技術が提案されている。 This type of internal combustion engine is known to use a mixed fuel obtained by mixing a plurality of types of fuel (for example, a mixed fuel of light oil and alcohol). For example, the mixed fuel may be made variable by being mixed after being stored in different fuel tanks, for example. In this case, the mixing ratio of the mixed fuel is appropriately determined according to various conditions such as the operating state of the internal combustion engine. For example, Patent Document 1 proposes a technique for controlling the mixing ratio to be within a certain concentration range in order to prevent only one fuel from being excessively injected so as to deteriorate the exhaust gas properties. Patent Document 2 proposes a technique of performing injection mixed with alcohol when the main injection by light oil exceeds a predetermined time. Patent Document 3 proposes a technique of performing three-stage injection of light oil in the first stage, light oil + alcohol in the second stage, and only light oil in the third stage.
他方で、軽油を用いる内燃機関では、燃料を供給することを主目的とするメイン噴射の後に、微量のアフタ噴射を実施するという技術が提案されている。アフタ噴射によれば、メイン噴射によって発生したPM(Particulate Matter:粒子状物質)を再燃焼させることで、PMの排出量を低減できるとされている(例えば、特許文献4及び5参照)。 On the other hand, in an internal combustion engine that uses light oil, a technique has been proposed in which a small amount of after-injection is performed after main injection, which is mainly intended to supply fuel. According to after-injection, PM (Particulate Matter: particulate matter) generated by main injection is recombusted to reduce the PM emission amount (see, for example, Patent Documents 4 and 5).
上述したアフタ噴射は、PMを再燃焼させることができる一方で、アフタ噴射自身もPMを発生させる。このため、アフタ噴射において過剰に噴射を行ってしまうと、逆にPMを増加させてしまうおそれがある。よって、アフタ噴射を行う場合には、PM排出量が増加しないように噴射量が制御されることが好ましい。 While the above-described after injection can re-burn PM, the after injection itself also generates PM. For this reason, if injection is performed excessively in the after injection, there is a risk that PM is increased. Therefore, when performing after injection, it is preferable to control the injection amount so that the PM emission amount does not increase.
具体的には、軽油及びアルコールの混合燃料では、アルコールの混合割合が減少するとアフタ噴射によるPMの生成量が増加し、結果的にPMの排出量が増加してしまう。よって、軽油及びアルコールの混合燃料を用いる場合は、アルコールの混合割合に応じたアフタ噴射の制御を実施することが好ましいと考えられる。 Specifically, in the mixed fuel of light oil and alcohol, when the mixing ratio of alcohol decreases, the amount of PM generated by after-injection increases, and as a result, the amount of PM discharged increases. Therefore, when using a mixed fuel of light oil and alcohol, it is considered preferable to control after-injection according to the mixing ratio of alcohol.
ここで特許文献1から3には、軽油及びアルコールの混合燃料について記載されているものの、アフタ噴射については何ら記載されていない。また、特許文献4及び5には、アフタ噴射について記載されているものの、軽油及びアルコールの混合燃料を用いる場合については何ら考慮されていない。従って、これらの技術では、アルコールを含む混合燃料において適切なアフタ噴射の制御を行うことができず、PMの排出量を確実に低減できないという技術的問題点がある。 Here, Patent Documents 1 to 3 describe a mixed fuel of light oil and alcohol, but do not describe any after-injection. Further, Patent Documents 4 and 5 describe after-injection, but no consideration is given to the case where a mixed fuel of light oil and alcohol is used. Therefore, in these techniques, there is a technical problem that it is impossible to appropriately control the after-injection in the mixed fuel containing alcohol, and it is not possible to reliably reduce the PM emission amount.
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、アルコールを含む混合燃料を使用する内燃機関において、PMの排出量を低減することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of reducing PM emission in an internal combustion engine using a mixed fuel containing alcohol. And
本発明の内燃機関の制御装置は上記課題を解決するために、軽油及びアルコールを夫々単独又は混合して燃料とする内燃機関の制御装置であって、前記燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、前記燃料のメイン噴射の後に、アフタ噴射を実施させるアフタ噴射制御手段と、前記燃料中のアルコール濃度が低いほど、前記アフタ噴射における噴射量を小さくするように前記アフタ噴射制御手段を制御する噴射量調整手段とを備える。 In order to solve the above-described problems, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention is a control apparatus for an internal combustion engine that uses light oil and alcohol alone or as a mixture, and detects alcohol concentration in the fuel. Detecting means, after-injection control means for performing after-injection after the main injection of the fuel, and the after-injection control means so that the lower the alcohol concentration in the fuel, the smaller the injection amount in the after-injection. Injection amount adjusting means for controlling.
本発明に係る内燃機関は、例えば車両に搭載される内燃機関であり、軽油及びアルコールを夫々単独又は混合して燃料として使用することが可能とされている。即ち、本発明に係る内燃機関は、軽油及びアルコールが様々な混合比率で混合された混合燃料によって運転することが可能である。内燃機関は、上述した混合燃料が気筒内部の燃焼室において燃焼した際に発生する力を、ピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出すことが可能に構成されている。 The internal combustion engine according to the present invention is, for example, an internal combustion engine mounted on a vehicle, and it is possible to use light oil and alcohol alone or in combination as fuel. That is, the internal combustion engine according to the present invention can be operated with a mixed fuel in which light oil and alcohol are mixed at various mixing ratios. The internal combustion engine takes out the force generated when the above-mentioned mixed fuel burns in the combustion chamber inside the cylinder as a driving force through an appropriate physical or mechanical transmission means such as a piston, a connecting rod and a crankshaft. Is configured to be possible.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述した内燃機関を制御する制御装置であって、例えば、一又は複数のCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のECU(Electronic Controlled Unit)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。 A control device for an internal combustion engine according to the present invention is a control device that controls the above-described internal combustion engine. For example, one or a plurality of CPUs (Central Processing Units), MPUs (Micro Processing Units), various processors or various controllers, Alternatively, various processing units such as a single or a plurality of ECUs (Electronic Controlled Units), which may appropriately include various storage means such as ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), buffer memory or flash memory, Various computer systems such as various controllers or microcomputer devices can be used.
本発明に係る内燃機関の制御装置の動作時には、アルコール濃度検出手段によって、燃料中のアルコール濃度が検出される。アルコール濃度検出手段は、例えば混合燃料が貯留される燃料タンクに設けられるアルコール濃度センサ等を含むものとして構成される。アルコール濃度検出手段は、燃料中のアルコール濃度を具体的な数値として検出するものであってもよいし、燃料中のアルコール濃度が予め設定された基準値より高いか低いかを検出する程度のものであってもよい。 During operation of the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the alcohol concentration in the fuel is detected by the alcohol concentration detection means. The alcohol concentration detection means includes, for example, an alcohol concentration sensor provided in a fuel tank in which the mixed fuel is stored. The alcohol concentration detection means may detect the alcohol concentration in the fuel as a specific numerical value, or only detect whether the alcohol concentration in the fuel is higher or lower than a preset reference value. It may be.
また、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、アフタ噴射制御手段によって、燃料のメイン噴射の後に、アフタ噴射が実施される。尚、ここでの「メイン噴射」とは、内燃機関への燃料の供給を主目的とした噴射であり、例えば内燃機関の負荷(具体的には、スロットル開度やアクセル踏下量等)に応じて噴射量が決定される。一方「アフタ噴射」は、メイン噴射によって発生したPMを再燃焼させるために行われる比較的微量の噴射であり、メイン噴射の後に実施される。アフタ噴射を実施可能とすることで、PMの排出量を低減することが可能となる。 Further, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the after injection control means performs the after injection after the main fuel injection. Here, the “main injection” is an injection whose main purpose is the supply of fuel to the internal combustion engine. For example, it is applied to the load of the internal combustion engine (specifically, throttle opening, accelerator depression amount, etc.). The injection amount is determined accordingly. On the other hand, “after injection” is a relatively small amount of injection performed to re-combust PM generated by the main injection, and is performed after the main injection. By enabling after injection, it becomes possible to reduce the amount of PM emission.
ここで本発明では特に、上述したアフタ噴射における燃料噴射量が、噴射量調整手段によって制御されている。具体的には、噴射量調整手段は、燃料中のアルコール濃度が低いほど、アフタ噴射における噴射量を小さくするようにアフタ噴射制御手段を制御する。噴射量調整手段は、例えばアフタ噴射における噴射量を決定するための制御マップをアルコール濃度別に複数記憶しており、検出されたアルコール濃度に応じて制御マップを切替えることで、アルコール濃度に応じた噴射量を決定する。 Here, in the present invention, in particular, the fuel injection amount in the above-described after injection is controlled by the injection amount adjusting means. Specifically, the injection amount adjusting means controls the after injection control means so that the lower the alcohol concentration in the fuel, the smaller the injection amount in the after injection. The injection amount adjusting means stores, for example, a plurality of control maps for determining the injection amount in after-injection for each alcohol concentration, and by switching the control map according to the detected alcohol concentration, injection corresponding to the alcohol concentration is performed. Determine the amount.
ここでアルコールは、分子中に酸素を含んでおり、軽油と比べると、低セタン価であるため着火に要する時間が長い、低沸点なため燃料気化が早い、低動粘度及び低表面張力により噴霧が微粒化し気化し易いという特性を有している。このため、混合燃料におけるアルコールの混合比率(言い換えれば、アルコール濃度)が増加すると、アフタ噴射によるPMの生成量は減少する。逆に、混合燃料におけるアルコールの混合比率が現象すると、アフタ噴射によるPMの生成量は増加する。 Here, alcohol contains oxygen in the molecule and has a low cetane number compared to light oil, so it takes a long time to ignite, it has a low boiling point and fuel vaporization is fast, and it is sprayed due to low kinematic viscosity and low surface tension. Has the property of being atomized and easily vaporized. For this reason, when the mixing ratio of alcohol in the mixed fuel (in other words, alcohol concentration) increases, the amount of PM generated by after injection decreases. On the contrary, when the mixing ratio of alcohol in the mixed fuel occurs, the amount of PM generated by after injection increases.
しかるに本発明では、上述したように、アルコール濃度が低い場合にアフタ噴射の噴射量が小さくされる。よって、アルコール濃度が低くなることに起因するPMの発生量増加を抑制することができる。即ち、燃料の特性がPMを排出し易いものになったとしても、その分噴射量が小さくされることでPMの増加が相殺され、全体としてのPM排出量を低減或いは維持することができる。 However, in the present invention, as described above, the amount of after-injection is reduced when the alcohol concentration is low. Therefore, it is possible to suppress an increase in the amount of PM generated due to a decrease in the alcohol concentration. That is, even if the characteristics of the fuel become easy to discharge PM, the increase in PM is offset by reducing the injection amount accordingly, and the PM discharge amount as a whole can be reduced or maintained.
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、アルコールを含む混合燃料を使用する内燃機関において、PMの排出量を低減することが可能である。 As described above, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, it is possible to reduce the PM emission amount in the internal combustion engine using the mixed fuel containing alcohol.
本発明の内燃機関の制御装置の一態様では、前記燃料の給油を検出する給油検出手段を備え、前記アルコール濃度検出手段は、前記給油が検出される度に前記燃料中のアルコール濃度を検出する。 In one aspect of the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, it is provided with fuel supply detection means for detecting fuel supply, and the alcohol concentration detection means detects the alcohol concentration in the fuel every time the fuel supply is detected. .
この態様によれば、内燃機関への給油は、給油検出手段によって監視された状態となる。給油検出手段は、例えば燃料タンクにおける燃料の貯留量を検出するセンサ等を含むものとして構成されており、燃料の貯留量が増加した場合に給油を検出する。 According to this aspect, the fuel supply to the internal combustion engine is monitored by the fuel supply detection means. The fuel supply detection means includes, for example, a sensor that detects the amount of fuel stored in the fuel tank, and detects fuel supply when the amount of fuel stored increases.
本態様では特に、アルコール検出手段は、上述した給油検出手段によって給油が検出された場合にアルコール濃度を検出する。即ち、アルコール検出手段は、常時或いは定期的にアルコール濃度を検出する訳ではなく、給油が検出された場合(より具体的には、給油が終わった後)にアルコール濃度を検出する。 Particularly in this aspect, the alcohol detection means detects the alcohol concentration when the above-described oil supply detection means detects oil supply. That is, the alcohol detection means does not detect the alcohol concentration constantly or periodically, but detects the alcohol concentration when refueling is detected (more specifically, after refueling is finished).
燃料タンクに貯留されている混合燃料のアルコール濃度は、異なる混合比率の混合燃料が給油された場合に変動する。言い換えれば、混合燃料のアルコール濃度は、給油が行われない限り大きく変動しないと考えられる。従って、給油が検出された場合にアルコール濃度を検出するようにすれば、アルコール濃度が変化し得るタイミングで効率的に検出を行うことができる。 The alcohol concentration of the mixed fuel stored in the fuel tank varies when mixed fuel having different mixing ratios is supplied. In other words, it is considered that the alcohol concentration of the mixed fuel does not vary greatly unless refueling is performed. Therefore, if the alcohol concentration is detected when refueling is detected, the detection can be efficiently performed at a timing at which the alcohol concentration can change.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。 The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing invention demonstrated below.
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
先ず、本実施形態に係るエンジンシステム全体の構成について、図1を参照して説明する。ここに図1は、エンジンシステムの全体構成を示す概略図である。尚、図1では、説明の便宜上、エンジンシステムを構成する各要素のうち本実施形態と関わりの深いもののみを選択的に図示しており、その他の要素については適宜図示を省略してある。 First, the configuration of the entire engine system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the engine system. In FIG. 1, for convenience of explanation, among the elements constituting the engine system, only those closely related to the present embodiment are selectively illustrated, and the other elements are omitted as appropriate.
図1において、本実施形態に係るエンジンシステムは主に、ECU100と、コンプレッサ110と、タービン120と、エンジン200と、燃料タンク300とを備えて構成されている。
In FIG. 1, the engine system according to this embodiment mainly includes an
ECU100は、本発明の「内燃機関の制御装置」の一例であり、例えばCPU、ROM及びRAM等を備え、エンジンシステムの動作全体を制御する電子制御ユニットである。ECU100は、例えばROM等に格納された制御プログラムに従って各種制御を実行可能に構成されている。ECU100の具体的な構成については、後に詳述する。
The
コンプレッサ110は、流入された空気を圧縮し、圧縮空気として下流に供給する。タービン120は、エンジン200から排気管215を介して供給された排気を動力として回転する。タービン110は、シャフトを介してコンプレッサ110に連結されており、相互に一体に回転することが可能に構成されている。即ち、タービン120とコンプレッサ110とによって、ターボチャージャが構成されている。
The
エンジン200は、例えば自動車等の車両の動力源たるディーゼルエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。エンジン200は、シリンダブロック内に気筒201が4本直列に配置されてなる直列4気筒エンジンである。
The
エンジン200における吸気側(即ち、気筒201より上流側)には、エアクリーナ101、吸気制御弁103、コンプレッサ110、インタークーラ113及びスロットル弁208が設けられている。
An
エアクリーナ101は、外部から吸入した空気を浄化し、吸気管102を介して、コンプレッサ110へと供給する。エアクリーナから供給される空気量は、吸気制御弁103によって制御される。コンプレッサ110の下流に設けられたインタークーラ113は、吸入空気を冷却して空気の過給効率を上昇させることが可能に構成されている。
The
インタークーラ113の下流には、スロットルバルブ208が設置されている。スロットルバルブ208は、ECU100と電気的に接続されたスロットルバルブモータ209によってその駆動状態が制御される構成となっている。スロットルバルブ208は、基本的には不図示のアクセルペダルの開度に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ209を制御するが、スロットルバルブモータ209の動作制御を介してドライバの意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ208は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。
A
吸気側から気筒201内部に導かれた混合気は、圧縮着火方式によって点火せしめられ、気筒201内で爆発工程が行われる。爆発工程が行われると、燃焼済みの混合気(一部未燃状態の混合気を含む)は、爆発工程に続く排気工程において、不図示の排気ポートに排出される。排気ポートに排出された排気は、排気管215に導かれる。
The air-fuel mixture introduced into the
エンジン200における排気側(即ち、気筒201より下流側)には、EGR管117と、HPLEGR制御弁118と、タービン120と、排気浄化触媒122とが設けられている。
An
EGR管117は、エンジン200から排出された排気管215における排気を、エンジン200の吸気側である吸気管207に還流可能である。EGR管117には、EGR制御弁118が設けられており、EGRガスの量が調節可能とされている。EGR制御弁118は、例えば全開及び全閉の二値的な開閉状態を採り得る電磁開閉弁であり、ECU100と電気的に接続されることによって、その開閉状態がECU100により制御される構成となっている。
The
排気浄化触媒122は、排気管121上に設けられており、タービン120を通過した排気中に含まれるHC(炭化水素)、CO2(二酸化炭素)及びNOx(窒素酸化物)を夫々浄化する。
The
燃料タンク300は、エンジン200の燃料となる軽油及びアルコールの混合燃料を貯留している。燃料タンク300に貯留された燃料は、燃料供給管310を介して、気筒201に燃料を噴射するインジェクタ210へと供給される。尚、インジェクタ210における燃料噴射圧力は可変であり、ECU100において制御されている。
The
燃料タンク300に貯留されている燃料の量は、燃料センサ320によって検出され、ECU100に伝達可能とされている。また、燃料のアルコール濃度が、アルコール濃度センサ330によって検出され、ECU100に伝達可能とされている。尚、燃料のアルコール濃度は、燃料タンク300ではなく、燃料供給管310等において検出可能とされてもよい。
The amount of fuel stored in the
次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置であるECU100の具体的な構成について、図2を参照して説明する。ここに図2は、ECUの構成を示すブロック図である。
Next, a specific configuration of the
図2において、ECU100は、給油検出部410と、アルコール濃度検出部420と、アフタ噴射量決定部430と、アフタ噴射制御部440とを備えている。
In FIG. 2,
給油検出部410は、本発明の「給油検出手段」の一例であり、燃料タンク300に対する給油を検出する。具体的には、給油検出部410は、燃料タンク300における燃料の残量を燃料センサ320によって検出し、燃料の残量が増加した場合に給油が行われたことを検出する。給油検出部410による給油の検出は、アルコール濃度検出部420へと伝達可能とされている。
The fuel
アルコール濃度検出部420は、本発明の「アルコール濃度検出手段」の一例であり、燃料タンク300内に貯留されている燃料のアルコール濃度を検出する。アルコール濃度検出部420は、燃料タンク300に設けられたアルコール濃度センサ330を用いて燃料のアルコール濃度を検出する。尚、アルコール濃度は直接的に検出されるのではなく、間接的に算出されるような値(即ち、推定値)であってもよい。検出されたアルコール濃度は、アフタ噴射量決定部430へと伝達可能とされている。
The
アフタ噴射量決定部430は、本発明の「噴射量調整手段」の一例であり、アフタ噴射においてインジェクタ210から噴射される燃料の量(以下、適宜「アフタ噴射量」と称する)を決定する。具体的には、アフタ噴射量決定部430は、アルコール濃度検出部420において検出された燃料のアルコール濃度に応じてアフタ噴射量を決定する。但し、アフタ噴射量決定部430は、アルコール濃度に加えて他のパラメータを用いてアフタ噴射量を決定してもよい。アフタ噴射量決定部430は、例えば燃料のアルコール濃度別にアフタ噴射量の制御マップを複数記憶しており、アルコール濃度に応じて制御マップを切替えてアフタ噴射量を決定する。
The after injection
アフタ噴射制御部450は、本発明の「アフタ噴射制御手段」の一例であり、エンジン200への燃料の供給を主目的としたメイン噴射の後に、メイン噴射によって発生したPMを再燃焼させるためのアフタ噴射を実施するようエンジン200の各部を制御する。アフタ噴射を実施可能とすることで、PMの排出量を低減することが可能となる。
The after-injection control unit 450 is an example of the “after-injection control unit” of the present invention, and is used for re-combusting PM generated by the main injection after the main injection mainly for supplying fuel to the
上述した各部位を含んで構成されたECU100は、一体的に構成された電子制御ユニットであり、上記各部位に係る動作は、全てECU100によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係る上記部位の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部位は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
The
次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置であるECU100が行う処理及びその効果について、図3及び図4を参照して説明する。ここに図3は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によるアフタ噴射の制御処理を示すフローチャートである。また図4は、アルコール濃度とアフタ噴射量との相関を示すグラフである。
Next, processing performed by the
図3において、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作時には、先ず給油検出部410によって燃料が給油されたか否かが検出される(ステップS101)。尚、給油が検出されていない場合(ステップS101:NO)、以下に示すステップS102及びS103の各処理は省略される。
In FIG. 3, when the control device for the internal combustion engine according to the present embodiment is operating, first, it is detected by the fuel
給油検出部410によって燃料の給油が検出されると(ステップS101:YES)、アルコール濃度検出部420によって燃料のアルコール濃度が検出される(ステップS102)。燃料タンク300に貯留されている混合燃料のアルコール濃度は、異なる混合比率の混合燃料が給油された場合に変動する。言い換えれば、混合燃料のアルコール濃度は、給油が行われない限り大きく変動しないと考えられる。従って、給油が検出された場合にアルコール濃度を検出するようにすれば、アルコール濃度が変化し得るタイミングで効率的に検出を行うことができる。
When the fuel
アルコール濃度が検出されると、アフタ噴射量決定部430では、検出されたアルコール濃度に基づいて、アフタ噴射量を決定するための制御マップが変更される(ステップS103)。具体的には、アフタ噴射量決定部430は、アフタ噴射量を決定するための制御マップを、アルコール濃度別に複数記憶している。そしてアフタ噴射量決定部430は、複数の制御マップの中から検出されたアルコール濃度に対応する制御マップを選択する。
When the alcohol concentration is detected, the after injection
制御マップが変更されると、以降のアフタ噴射制御では、噴射量決定部430において変更後の制御マップを用いてアフタ噴射量が決定される。そしてアフタ噴射制御部440によって、決定されたアフタ噴射量が実現されるようインジェクタ210が制御される。このように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置では、アルコール濃度に応じたアフタ噴射制御が行われることになる。
When the control map is changed, in the subsequent after injection control, the injection
上述したアフタ噴射量を決定するための制御マップは、アルコール濃度が低くなるほど、アフタ噴射が小さくなるように夫々設定されている。よって、アルコール濃度とアフタ噴射量とは、例えば図4に示すような関係となる。 The control maps for determining the after injection amount described above are set so that the after injection becomes smaller as the alcohol concentration becomes lower. Therefore, the alcohol concentration and the after injection amount have a relationship as shown in FIG. 4, for example.
ここでアルコールは、分子中に酸素を含んでおり、軽油と比べると、低セタン価であるため着火に要する時間が長い、低沸点なため燃料気化が早い、低動粘度及び低表面張力により噴霧が微粒化し気化し易いという特性を有している。このため、混合燃料におけるアルコールの混合比率(言い換えれば、アルコール濃度)が増加すると、アフタ噴射によるPMの生成量は減少する。逆に、混合燃料におけるアルコールの混合比率が現象すると、アフタ噴射によるPMの生成量は増加する。 Here, alcohol contains oxygen in the molecule and has a low cetane number compared to light oil, so it takes a long time to ignite, it has a low boiling point and fuel vaporization is fast, and it is sprayed due to low kinematic viscosity and low surface tension. Has the property of being atomized and easily vaporized. For this reason, when the mixing ratio of alcohol in the mixed fuel (in other words, alcohol concentration) increases, the amount of PM generated by after injection decreases. On the contrary, when the mixing ratio of alcohol in the mixed fuel occurs, the amount of PM generated by after injection increases.
これに対し本実施形態では、上述したように、アルコール濃度が低い場合にアフタ噴射の噴射量が小さくされる。よって、アルコール濃度が低くなることに起因するPMの発生量増加を抑制することができる。即ち、燃料の特性がPMを排出し易いものになったとしても、その分噴射量が小さくされることでPMの増加が相殺され、全体としてのPM排出量を低減或いは維持することができる。 On the other hand, in the present embodiment, as described above, the amount of after-injection is reduced when the alcohol concentration is low. Therefore, it is possible to suppress an increase in the amount of PM generated due to a decrease in the alcohol concentration. That is, even if the characteristics of the fuel become easy to discharge PM, the increase in PM is offset by reducing the injection amount accordingly, and the PM discharge amount as a whole can be reduced or maintained.
以上説明したように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、アルコールを含む混合燃料を使用する内燃機関において、PMの排出量を低減させることが可能である。 As described above, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, it is possible to reduce the PM emission amount in the internal combustion engine using the mixed fuel containing alcohol.
尚、上述した実施形態では、アルコール濃度に応じてアフタ噴射量の制御マップが選択されるという方法について説明したが、アルコール濃度が低いほどアフタ噴射量が小さい値として決定されるような方法であれば、他の方法を用いてもよい。即ち、アフタ噴射量を決定するための具体的な方法については、特に限定されない。 In the above-described embodiment, the method of selecting the after injection amount control map in accordance with the alcohol concentration has been described. However, the lower the alcohol concentration, the smaller the after injection amount is determined. For example, other methods may be used. That is, the specific method for determining the after injection amount is not particularly limited.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The control device is also included in the technical scope of the present invention.
100…ECU、101…エアクリーナ、110…コンプレッサ、113…インタークーラ、117…EGR管、118…EGR制御弁、120…タービン、122…排気浄化触媒、200…エンジン、201…気筒、207…吸気管、208…スロットル弁、210…インジェクタ、300…燃料タンク、310…燃料供給管、320…燃料センサ、330…アルコール濃度センサ、410…給油検出部、420…アルコール濃度検出部、430…アフタ噴射量決定部、440…アフタ噴射制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記燃料中のアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
前記燃料のメイン噴射の後に、アフタ噴射を実施させるアフタ噴射制御手段と、
前記燃料中のアルコール濃度が低いほど、前記アフタ噴射における噴射量を小さくするように前記アフタ噴射制御手段を制御する噴射量調整手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine that uses light oil and alcohol alone or in combination as fuel,
Alcohol concentration detection means for detecting the alcohol concentration in the fuel;
After-injection control means for performing after-injection after the main injection of the fuel;
An internal combustion engine control device comprising: an injection amount adjusting unit that controls the after injection control unit so that an injection amount in the after injection decreases as the alcohol concentration in the fuel decreases.
前記アルコール濃度検出手段は、前記給油が検出される度に前記燃料中のアルコール濃度を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 Refueling detection means for detecting refueling of the fuel,
2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the alcohol concentration detection unit detects an alcohol concentration in the fuel every time the fuel supply is detected.
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