JP2017115633A - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine.
エンジン(内燃機関)の排気通路には、排気を浄化するための排気浄化装置が備えられている。例えばディーゼルエンジンの排気通路には、排気浄化装置として、NOxを還元除去するNOxトラップ触媒等が設けられているものがある。NOxトラップ触媒は、リーン雰囲気下において排気中のNOxを吸蔵し、リッチやストイキ雰囲気下において捕集したNOxを還元して、排気中のNOxを還元除去する。 The exhaust passage of the engine (internal combustion engine) is provided with an exhaust purification device for purifying the exhaust. For example, some exhaust passages of diesel engines are provided with a NOx trap catalyst for reducing and removing NOx as an exhaust purification device. The NOx trap catalyst occludes NOx in exhaust under a lean atmosphere, reduces NOx collected in a rich or stoichiometric atmosphere, and reduces and removes NOx in exhaust.
例えば特許文献1には、排気通路にNOxトラップ触媒をフィルタを挟んで上流側と下流側に2つ有するディーゼルエンジンが記載されている。そして、これらのNOxトラップ触媒に対しては、筒内噴射弁によるポスト噴射によって排気温度を上昇させるとともに還元剤としてのHCやCO等の未燃燃料を供給してリッチ雰囲気とするNOxパージが行なわれ、NOxの吸蔵性能が回復(再生)される。
For example,
ところで、上記特許文献1のようにポスト噴射によってNOxパージを行なうエンジンにおいては、NOxパージの開始時に通常運転であるリーン運転からポスト噴射を行なうリッチ運転に切換える際に、排気温度の上昇と還元剤供給を意図して早期ポスト噴射を行なった場合に、このリッチ運転の切換え直後では筒内温度が低温であるため、燃料噴射弁から噴射した増量した燃料の失火あるいは筒内燃焼が不安定になってしまう虞がある。したがって、NOxパージの開始時において内燃機関の運転が不安定となり、トルクや騒音の変動を引き起こして、ドライバビリティが低下する虞があり、また未燃燃料によるエミッション悪化に繋がる虞もある。
By the way, in the engine that performs NOx purge by post injection as in
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、パージ開始直後において燃焼を安定化させる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that stabilizes combustion immediately after the start of purging.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明では、内燃機関の筒内へ燃料噴射する燃料噴射部と、前記内燃機関の出力制御に係る主噴射の前に前記燃料噴射部により燃料を噴射させる前段噴射を実行させる噴射制御部と、前記内燃機関の出力制御に係る主噴射の後の膨張行程から排気行程において前記燃料噴射部によりポスト噴射をして排気温度を上昇させるとともに還元剤を供給し、前記内燃機関の排気通路に設けられた前記排気浄化器の再生を行なう再生制御部と、を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記噴射制御部は、前記ポスト噴射の開始から所定サイクル経過するまで、前記前段噴射と前記主噴射との間の時間を、前記所定サイクル経過後よりも短くすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a fuel injection unit that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine, and fuel is injected by the fuel injection unit before main injection related to output control of the internal combustion engine. An injection control unit that executes pre-injection to be injected, and post-injection by the fuel injection unit in the exhaust stroke from the expansion stroke after the main injection according to the output control of the internal combustion engine to raise the exhaust gas temperature and reduce the reducing agent And a regeneration control unit for regenerating the exhaust purifier provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, wherein the injection control unit is configured to perform the post-injection. The time between the preceding injection and the main injection is made shorter than after the predetermined cycle until a predetermined cycle elapses from the start.
また、好ましくは、前記噴射制御部は、前記前段噴射の噴射時期を遅角させて、前記前段噴射と前記主噴射との間の時間を短くするとよい。
また、好ましくは、前記燃料噴射制御装置は、前記内燃機関の温度を検出する温度検出部を備え、前記噴射制御部は、前記内燃機関の温度が低下するに伴って、前記前段噴射の噴射時期を遅角させるとよい。
Preferably, the injection control unit retards the injection timing of the upstream injection to shorten the time between the upstream injection and the main injection.
Preferably, the fuel injection control device includes a temperature detection unit that detects a temperature of the internal combustion engine, and the injection control unit performs injection timing of the front-stage injection as the temperature of the internal combustion engine decreases. It is good to retard the angle.
また、好ましくは、前記噴射制御部は、更に、前記内燃機関の出力トルクまたは回転速度が低下するに伴って、前記主噴射の噴射時期を進角させるとよい。
また、好ましくは、前記噴射制御部は、前記内燃機関の出力トルク及び回転速度が所定の範囲において、前記前段噴射と前記主噴射との間の時間を前記所定サイクル経過後よりも短くする制御を実行させるとよい。
Preferably, the injection control unit further advances the injection timing of the main injection as the output torque or rotation speed of the internal combustion engine decreases.
Preferably, the injection control unit performs control so that the time between the preceding injection and the main injection is shorter than after the elapse of the predetermined cycle when the output torque and the rotational speed of the internal combustion engine are in a predetermined range. It should be executed.
本発明によれば、排気浄化器を再生すべくパージ開始した際にポスト噴射の開始から所定サイクル経過するまで、主噴射とその前に実施される前段噴射との間の時間を短くするので、主噴射による燃料と前段噴射による燃料とを重ねて燃焼させて筒内温度、特に燃料噴霧軌道での温度を上昇させ、その後に行なわれるポスト噴射(早期ポスト噴射)において拡散燃焼を促し燃焼性を向上させることができる。これにより、パージ開始直後での内燃機関の燃焼安定性を向上させることができる。 According to the present invention, when the purge is started to regenerate the exhaust purifier, the time between the main injection and the preceding stage injection performed before that is shortened until a predetermined cycle elapses from the start of the post injection. The fuel from the main injection and the fuel from the pre-injection are stacked and burned to increase the in-cylinder temperature, particularly the temperature at the fuel spray orbit, and promote post-injection (early post-injection) to promote diffusion combustion and improve combustibility. Can be improved. Thereby, the combustion stability of the internal combustion engine immediately after the start of the purge can be improved.
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態の燃料噴射制御装置が適用されたディーゼルエンジン(内燃機関、以下、エンジン1という)の概略構成図である。
エンジン1は、走行駆動源として車両に搭載されており、ターボチャージャ23を備えた多気筒の筒内直接噴射式内燃機関(例えばコモンレール式ディーゼルエンジン)である。詳しくは、図示しないコモンレールに蓄圧された高圧燃料を各気筒の燃料噴射弁3(燃料噴射部)に供給し、任意の噴射時期及び噴射量で当該燃料噴射弁3から各気筒の燃焼室4内に噴射可能な構成を成している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a diesel engine (an internal combustion engine, hereinafter referred to as an engine 1) to which a fuel injection control device according to an embodiment of the present invention is applied.
The
エンジン1の各気筒には、上下摺動可能なピストン5が設けられている。そして、当該ピストン5は、コンロッドを介してクランクシャフト6に連結されている。また、クランクシャフト6の一端部にはフライホイールが設けられている。
燃焼室4には、インテークポート7とエキゾーストポート8とが連通されている。
インテークポート7には、燃焼室4と当該インテークポート7との連通と遮断を行うインテークバルブ9が設けられている。また、エキゾーストポート8には、燃焼室4と当該エキゾーストポート8との連通と遮断とを行うエキゾーストバルブ10が設けられている。
Each cylinder of the
An intake port 7 and an exhaust port 8 are communicated with the combustion chamber 4.
The intake port 7 is provided with an intake valve 9 that communicates and blocks the combustion chamber 4 and the intake port 7. Further, the exhaust port 8 is provided with an
インテークポート7の上流には、吸入した空気を各気筒に分配するインテークマニフォールド11が連通するように設けられている。そして、エキゾーストポート8の下流には、各気筒から排出される排気をまとめるエキゾーストマニフォールド12が連通するように設けられている。
インテークマニフォールド11とエキゾーストマニフォールド12との間には、排気の一部を吸気へ戻す、即ち高温・高圧の排気を吸気に導入する高圧排気還流通路15が設けられている。また、高圧排気還流通路15には、高温・高圧の排気が吸気に戻る量を調整する排気還流バルブ16が介装されている。また、高圧排気還流通路15には、インテークマニフォールド11に導入する排気を冷却する排気還流クーラ17が設けられている。
An
Between the
インテークマニフォールド11には、吸気通路である吸気管20が接続され、吸気管20には、上流側からインテークマニフォールド11に向かって順番に、図示しない新気中のゴミを取り除くエアークリーナと、ターボチャージャ23のコンプレッサ24と、コンプレッサ24により圧縮され高温となった吸気を冷却するインタークーラ25と、高圧排気還流通路15より導入される排気の流量を調整するための電子制御スロットルバルブ27が介装されている。
An
エキゾーストマニフォールド12の下流の排気通路である排気管30には、上流側より順番に、ターボチャージャ23のタービン31、近接NOx触媒32(排気浄化器)と、排気中の黒鉛を主成分とする微粒子状物資を捕集し燃焼させるディーゼルパティキュレートフィルタ33と、床下NOx触媒34とを備えている。
近接NOx触媒32及び床下NOx触媒34は、いずれも排気中のNOx(窒素酸化物)を吸蔵し還元浄化するNOxトラップ触媒(NOx吸蔵還元触媒)である。近接NOx触媒32は、ディーゼルパティキュレートフィルタ33と同一のケーシング35内に収納され、車両のエンジンルームに配設されている。床下NOx触媒34は車両のフロア下に配置されている。
In the
Each of the
ケーシング35には、近接NOx触媒32に流入する排気の温度を検出する排気温度センサ40が設けられている。インテークマニフォールド11には、エンジン1の燃焼室4に流入する吸気の温度(インマニ温度Ti)を検出するインマニ温度センサ41(温度検出部)が設けられている。また、エンジン1には、エンジン回転速度rを検出する回転速度センサ42、及びエンジン水温Twを検出する水温センサ43(温度検出部)が設けられている。
The
そして、排気温度センサ40、インマニ温度センサ41、回転速度センサ42、水温センサ43や、排気の酸素濃度(空燃比)を検出する酸素濃度センサ等のその他各種センサと、燃料噴射弁3、電子制御スロットルバルブ27、排気還流バルブ16の各種機器は、エンジンコントロールユニット50(噴射制御部、再生制御部)に電気的に接続されている。
The
エンジンコントロールユニット50は、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、タイマ及び中央演算処理装置(CPU)等を含んで構成され、上記各センサからの検出情報及びアクセル操作量等のその他の情報を入力し、当該各種情報に基づいて、燃料噴射量、燃料噴射時期、電子制御スロットルバルブ27及び排気還流バルブ16の開度を演算して、上記各種機器の作動制御を行うことで、エンジン1の運転制御を行う。
The
また、エンジンコントロールユニット50は、燃料噴射弁3を制御して、筒内への燃料噴射の主噴射でありエンジン1の出力制御に係るメイン噴射を中心とした1サイクル中に、プレ噴射(前段噴射)、アフター噴射、ポスト噴射といった多段噴射が可能となっている。プレ噴射は、メイン噴射の前に行なわれ、着火性能を向上させるために行なわれる。アフター噴射は、主にエンジン1の高回転高負荷時に行なわれ、メイン噴射によって燃え尽きなかった燃料を完全に燃焼させるために行なわれる。ポスト噴射は一般に、アフター噴射の後の膨張行程から排気行程にかけて行なわれる。本実施形態では、ポスト噴射をエンジン1の膨張行程中盤に行なう早期ポスト噴射によって、排気温度の上昇と強力な還元剤であるCO(一酸化炭素)を排気通路に設けた近接NOx触媒32に供給するNOxパージ運転が可能となっている。このNOxパージ運転によって、近接NOx触媒32において吸蔵されているNOxが還元除去され、近接NOx触媒32が再生される。
Further, the
更に、本実施形態では、エンジンコントロールユニット50は、NOxパージ運転開始の際に、プレ噴射及びメイン噴射の噴射時期を補正する燃料噴射補正制御を行なう。
図3はNOxパージ運転での燃料噴射補正制御要領を示すフローチャートである。
本制御は、エンジン運転時に所定時間毎に繰り返し実行される。
始めに、ステップS10では、上記各種センサからの各種情報、詳しくはエンジン回転速度r、エンジントルクN(出力トルク)、及び下記ステップS20において判定するNOxパージ運転の開始判定用の情報を入力する。そして、ステップS20に進む。
Further, in the present embodiment, the
FIG. 3 is a flowchart showing a fuel injection correction control procedure in the NOx purge operation.
This control is repeatedly executed every predetermined time during engine operation.
First, in step S10, various information from the various sensors, specifically, engine rotational speed r, engine torque N (output torque), and information for determining start of NOx purge operation determined in step S20 below are input. Then, the process proceeds to step S20.
ステップS20では、NOxパージ運転を開始するか否かを判別する。NOxパージ運転は、近接NOx触媒32に吸蔵されるNOx吸蔵量が、許容吸蔵量の上限値近くまで増加したのち、もしくは回転−トルクマップなどで予め設定されたインターバル経過後で、かつ触媒温度、エンジン回転速度、負荷、筒内空燃比、吸入空気量などの条件が整えば開始する。NOx吸蔵量は、公知技術により推定可能であり、例えばエンジン1の空燃比をリーンにして運転したリーン運転の積算時間に基づいて推定すればよい。NOxパージ運転を開始すると判定した場合には、ステップS30に進む。NOxパージ運転を開始しないと判定した場合には、本ルーチンを終了(リターン)する。
In step S20, it is determined whether or not the NOx purge operation is started. The NOx purge operation is performed after the NOx occlusion amount occluded in the
ステップS30では、所定サイクルcyのカウントを開始する。所定サイクルcyは、エンジン回転速度rとエンジントルクNに基づいて設定される。所定サイクルcyは、例えば数サイクルに設定され、エンジン回転速度rが大きくなるに伴って小さく、エンジントルクNが大きくなるに伴って小さくなるように設定される。そして、ステップS40に進む。
ステップS40では、上記各種センサからの各種情報、詳しくはエンジン回転速度r、エンジン水温Tw、インマニ温度Tiを入力するとともに、エンジントルクNを入力する。そして、ステップS50に進む。
In step S30, counting of a predetermined cycle cy is started. The predetermined cycle cy is set based on the engine speed r and the engine torque N. The predetermined cycle cy is set to several cycles, for example, and is set so as to decrease as the engine rotational speed r increases and to decrease as the engine torque N increases. Then, the process proceeds to step S40.
In step S40, various information from the various sensors, specifically, the engine speed r, the engine water temperature Tw, the intake manifold temperature Ti, and the engine torque N are input. Then, the process proceeds to step S50.
ステップS50では、燃料噴射補正制御の実施領域であるか否かを判別する。燃料噴射補正制御の実施領域は、エンジン回転速度r、エンジントルクN、エンジン水温Twに基づいて判定される。燃料噴射補正制御の実施領域は、例えばエンジン回転速度r、エンジントルクNが所定値以下となる所定の低回転低トルクの範囲であり、かつエンジン水温Twが所定の範囲に設定すればよい。なお、ここでの所定の低回転低トルクの範囲、及びエンジン水温Twの所定の範囲は、NOxパージが可能な範囲であり、かつNOxパージ運転開始直後に燃焼安定性が低下するような範囲に適宜設定すればよい。燃料噴射補正制御の実施領域である場合には、ステップS60に進む。燃料噴射補正制御の実施領域でない場合には、ステップS100に進む。 In step S50, it is determined whether or not it is a region where fuel injection correction control is performed. The execution region of the fuel injection correction control is determined based on the engine speed r, the engine torque N, and the engine water temperature Tw. The execution region of the fuel injection correction control may be, for example, a predetermined low rotation low torque range in which the engine speed r and the engine torque N are equal to or lower than predetermined values, and the engine water temperature Tw may be set to a predetermined range. Here, the predetermined low rotation low torque range and the predetermined range of the engine water temperature Tw are within a range where NOx purge can be performed and combustion stability decreases immediately after the start of the NOx purge operation. What is necessary is just to set suitably. If it is the execution region of the fuel injection correction control, the process proceeds to step S60. If it is not in the implementation region of the fuel injection correction control, the process proceeds to step S100.
ステップS60では、水温補正係数Cwとインマニ温度補正係数Ciとを乗算した値(Cw×Ci)が1未満であるか否かを判別する。水温補正係数Cwは、水温センサ43により検出されたエンジン水温Twに基づいて、図3に示すマップを用いて演算される。図3に示すように、水温補正係数Cwは、エンジン水温TwがT2(例えば摂氏95度)以上で1であり、エンジン水温TwがT2より低下するに伴って減少するように設定される。また、インマニ温度補正係数Ciは、インマニ温度センサ41により検出されたインマニ温度Tiに基づいて、図4に示すマップを用いて演算される。図4に示すように、インマニ温度補正係数Ciは、インマニ温度TiがT3(例えば摂氏80度)以上で1であり、インマニ温度TiがT3より低下するに伴って減少するように設定される。水温補正係数Cwとインマニ温度補正係数Ciとの乗算値が1未満の場合(Cw×Ci<1)には、ステップS70に進む。水温補正係数Cwとインマニ温度補正係数Ciとの乗算値が1以上の場合(Cw×Ci≧1)には、ステップS100に進む。
In step S60, it is determined whether or not a value (Cw × Ci) obtained by multiplying the water temperature correction coefficient Cw and the intake manifold temperature correction coefficient Ci is less than one. The water temperature correction coefficient Cw is calculated using the map shown in FIG. 3 based on the engine water temperature Tw detected by the
ステップS70では、プレ噴射補正を行なう。プレ噴射補正は、通常のプレ噴射とメイン噴射との間の時間である基準プレ噴射インターバルPi std(deg)に対して、上記ステップS60において演算した水温補正係数Cwとインマニ温度補正係数Ciを用いて行なわれる。下記式(1)に示すように、プレ噴射とメイン噴射との間の時間であるプレ噴射インターバルPi(deg)を演算し、プレ噴射とメイン噴射との間の時間(インターバル)がこのプレ噴射インターバルPi (deg)となるように、プレ噴射の噴射時期を設定する。 In step S70, pre-injection correction is performed. The pre-injection correction uses the water temperature correction coefficient Cw and the intake manifold temperature correction coefficient Ci calculated in step S60 with respect to the reference pre-injection interval Pistd (deg) which is the time between normal pre-injection and main injection. It is done. As shown in the following formula (1), a pre-injection interval Pi (deg) which is a time between the pre-injection and the main injection is calculated, and the time (interval) between the pre-injection and the main injection is calculated as the pre-injection. The injection timing of the pre-injection is set so as to be the interval Pi (deg).
なお、エンジン水温TwがT2未満またはインマニ温度TiがT3未満である場合には、Cw×Ciが1より小さくなり、プレ噴射インターバルPi(deg)は、通常運転時にベースマップにより設定される基準プレ噴射インターバルPi std(deg)より小さい値となって、プレ噴射が遅角する方向に変更される。
Pi(deg)=Pi std(deg)×Cw×Ci ・・・(1)
そして、ステップS80に進む。
When the engine water temperature Tw is less than T2 or the intake manifold temperature Ti is less than T3, Cw × Ci is smaller than 1, and the pre-injection interval Pi (deg) is set to the reference pre-set value set by the base map during normal operation. It becomes a value smaller than the injection interval Pi std (deg), and the pre-injection is changed in the direction of retarding.
Pi (deg) = Pistd (deg) × Cw × Ci (1)
Then, the process proceeds to step S80.
ステップS80では、メイン噴射補正を行なう。メイン噴射補正は、通常運転時にベースマップにより設定される基準メイン噴射時期Mstd(deg ATDC)に対して、エンジン回転速度rに基づくメイン噴射進角係数Cmrと、エンジントルクNに基づくメイン噴射進角係数Cmtを用いて行なわれる。
メイン噴射進角係数Cmrは、図5に示すマップを用いて演算される。図5に示すように、メイン噴射進角係数Cmrは、エンジン回転速度rがr1(例えば1500rpm)以上で1であり、r1未満でエンジン回転速度rが低下するに伴って増加するように設定される。メイン噴射進角係数Cmtは、図6に示すマップを用いて演算される。メイン噴射進角係数Cmtは、エンジントルクNがN1(例えば60Nm)以上で1であり、N1未満でエンジントルクNが低下するに伴って増加するように設定される。
In step S80, main injection correction is performed. In the main injection correction, the main injection advance angle coefficient Cmr based on the engine speed r and the main injection advance angle based on the engine torque N with respect to the reference main injection timing Mstd (deg ATDC) set by the base map during normal operation. This is done using the coefficient Cmt.
The main injection advance coefficient Cmr is calculated using the map shown in FIG. As shown in FIG. 5, the main injection advance coefficient Cmr is set to 1 when the engine rotational speed r is equal to or higher than r1 (eg, 1500 rpm), and is increased as the engine rotational speed r decreases below r1. The The main injection advance coefficient Cmt is calculated using the map shown in FIG. The main injection advance coefficient Cmt is set to 1 when the engine torque N is N1 (for example, 60 Nm) or more, and is set to increase as the engine torque N decreases below N1.
そして、下記式(2)に示すように、メイン噴射時期M(deg ATDC)を演算し、このメイン噴射時期M(deg ATDC)に基づいてメイン噴射の噴射時期を設定する。
なお、エンジン回転速度rがr1未満またはエンジントルクNがN1未満で、Cmr×Cmtが1より大きくなり、ポスト噴射時期P(deg ATDC)を通常時よりも進角する方向に変更する。
Then, as shown in the following equation (2), the main injection timing M (deg ATDC) is calculated, and the injection timing of the main injection is set based on the main injection timing M (deg ATDC).
It should be noted that when the engine speed r is less than r1 or the engine torque N is less than N1, Cmr × Cmt is greater than 1, and the post injection timing P (deg ATDC) is changed to a direction that advances more than usual.
M(deg ATDC)=Mstd(deg ATDC)×Cmr×Cmt ・・・(2)
そして、ステップS90に進む。
ステップS90では、NOxパージ運転が継続中であるか否かを判別する。NOxパージ運転が継続中である場合には、ステップS100に進む。NOxパージ運転が継続中でない場合には、本ルーチンを終了(リターン)する。
M (deg ATDC) = Mstd (deg ATDC) × Cmr × Cmt (2)
Then, the process proceeds to step S90.
In step S90, it is determined whether or not the NOx purge operation is continuing. If the NOx purge operation is continuing, the process proceeds to step S100. When the NOx purge operation is not continuing, this routine is ended (returned).
ステップS100では、ステップS30において開始した所定サイクルcyのカウントが完了したか否かを判別する。所定サイクルcyのカウントが完了した場合には、本ルーチンを終了(リターン)する。所定サイクルcyのカウントが完了していない場合には、ステップS40に戻る。
以上のように制御することで、本実施形態では、ポスト噴射を行なうNOxパージ運転が開始されてから所定サイクルcy経過するまで燃料噴射補正制御が行なわれる。
In step S100, it is determined whether or not the counting of the predetermined cycle cy started in step S30 is completed. When the counting of the predetermined cycle cy is completed, this routine is ended (returned). If the predetermined cycle cy has not been counted, the process returns to step S40.
By controlling as described above, in this embodiment, fuel injection correction control is performed until a predetermined cycle cy elapses after the start of the NOx purge operation for performing the post injection.
本実施形態の燃料噴射補正制御は、プレ噴射の噴射時期を遅角して、プレ噴射とメイン噴射とのインターバルを通常時よりも短くすることである。
ところで、通常のリーン運転からNOxパージ運転に切り換わった直後では、シリンダライナ温度や筒内温度が低く、早期ポスト噴射を行なってもその開始直後で燃料が十分に燃焼することができず、燃焼が不安定になってしまう虞がある。
The fuel injection correction control according to the present embodiment is to retard the pre-injection injection timing so that the interval between the pre-injection and the main injection is shorter than normal.
By the way, immediately after switching from the normal lean operation to the NOx purge operation, the cylinder liner temperature and the in-cylinder temperature are low, and even if early post-injection is performed, the fuel cannot be burned sufficiently immediately after the start, and combustion May become unstable.
これに対し、本実施形態では、プレ噴射の噴射時期を遅角させてプレ噴射とメイン噴射との間の時間であるプレ噴射インターバルPi(deg)を短くさせることで、プレ噴射とメイン噴射とを重ねて燃焼させて筒内温度、特に燃料噴霧軌道での温度を上昇させ、NOxパージ運転切換直後でのポスト噴射(早期ポスト噴射)開始時において拡散燃焼を促し、失火を防止して、燃焼安定性を向上させることができる。 On the other hand, in the present embodiment, the pre-injection and the main injection are reduced by retarding the injection timing of the pre-injection and shortening the pre-injection interval Pi (deg), which is the time between the pre-injection and the main injection. To increase the in-cylinder temperature, especially the temperature in the fuel spray orbit, and promote diffusion combustion at the start of post injection (early post injection) immediately after switching to NOx purge operation, preventing misfire and burning Stability can be improved.
プレ噴射インターバルPi(deg)は、エンジン水温Tw及びインマニ温度Tiから演算される補正係数(Cw、Ci)に基づいて補正され、エンジン温度の低下に伴って、プレ噴射の噴射時期がより大きく遅角するので、筒内温度を更に上昇させ、燃焼安定性をより効果的に向上させることができる。
また、NOxパージ運転に切り換わった際に、エンジン1の低回転低トルク時にメイン噴射を進角させる制御も行なうので、プレ噴射とメイン噴射との間隔をより短くして、筒内温度をより上昇させることができる。
The pre-injection interval Pi (deg) is corrected based on the correction coefficient (Cw, Ci) calculated from the engine water temperature Tw and the intake manifold temperature Ti, and the injection timing of the pre-injection is greatly delayed as the engine temperature decreases. Therefore, the in-cylinder temperature can be further increased, and the combustion stability can be improved more effectively.
Further, when the engine is switched to the NOx purge operation, the main injection is advanced when the
また、燃料噴射補正制御については、エンジン回転速度r及びエンジントルクNが所定の低回転及び低トルクの範囲のみ行なわれる。これにより、筒内温度が低く燃料噴射補正制御を必要とする場合のみ燃料噴射補正制御を行なうことができる。
更に、NOxパージ運転が開始されてから燃料噴射補正制御が行なわれる所定サイクルcyについては、エンジン回転速度r及びエンジントルクNに基づいて変更され、低回転及び低トルク時において所定サイクルcyが大きくなり、NOxパージ運転開始から長く燃料噴射補正制御が行なわれる。低回転及び低トルク時においては、筒内温度が上昇し難いので、このように燃料噴射補正制御を長く行うことで、燃焼安定性を確保することができる。
Further, the fuel injection correction control is performed only when the engine rotation speed r and the engine torque N are within a predetermined low rotation and low torque range. Thus, the fuel injection correction control can be performed only when the in-cylinder temperature is low and the fuel injection correction control is required.
Further, the predetermined cycle cy in which the fuel injection correction control is performed after the start of the NOx purge operation is changed based on the engine rotational speed r and the engine torque N, and the predetermined cycle cy becomes large at low rotation and low torque. The fuel injection correction control is performed for a long time after the start of the NOx purge operation. Since the in-cylinder temperature is unlikely to increase during low rotation and low torque, combustion stability can be ensured by performing the fuel injection correction control for a long time.
なお、本願発明は、上記実施形態に限定するものではない。例えばメイン噴射の進角補正については行なわなくてもよいし、低回転低トルク時に逆にメイン噴射を遅角させてもよい。このようにメイン噴射を遅角させた場合には、プレ噴射の遅角によりメイン噴射の着火タイミングが早まる方向にずれることを解消することができ、メイン噴射における着火タイミングを統一させることができる。また、筒内で局所的にリッチになり過ぎることを防止して、排気性能の低下や騒音を抑制することができる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the advance angle correction of the main injection may not be performed, or the main injection may be retarded conversely at the time of low rotation and low torque. When the main injection is retarded in this way, it is possible to eliminate the shift of the ignition timing of the main injection due to the delay of the pre-injection, so that the ignition timing in the main injection can be unified. In addition, it is possible to prevent the exhaust gas from becoming too rich locally in the cylinder, and to suppress a reduction in exhaust performance and noise.
また、本実施形態では、排気管30に近接NOx触媒32と床下NOx触媒34の2つのNOxトラップ触媒を備え、近接NOx触媒32に対してNOxパージを行なう際に上記燃料噴射補正制御を行なうが、NOxトラップ触媒以外の触媒やフィルタに対してパージ(再生)を行なう際でも本発明を適用することができる。
In the present embodiment, the
1 エンジン(内燃機関)
3 燃料噴射弁(燃料噴射部)
41 インマニ温度センサ(温度検出部)
43 水温センサ(温度検出部)
50 エンジンコントロールユニット(噴射制御部、再生制御部)
1 engine (internal combustion engine)
3 Fuel injection valve (fuel injection part)
41 Intake manifold temperature sensor (temperature detector)
43 Water temperature sensor (temperature detector)
50 Engine control unit (injection control unit, regeneration control unit)
Claims (5)
前記内燃機関の出力制御に係る主噴射の前に前記燃料噴射部により燃料を噴射させる前段噴射を実行させる噴射制御部と、
前記内燃機関の出力制御に係る主噴射の後の膨張行程から排気行程にかけて前記燃料噴射部により燃料を噴射させるポスト噴射をして排気温度を上昇させ、前記内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化器の再生を行なう再生制御部と、を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記噴射制御部は、前記ポスト噴射の開始から所定サイクル経過するまで、前記前段噴射と前記主噴射との間の時間を、前記所定サイクル経過後よりも短くすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 A fuel injection section for injecting fuel into the cylinder of the internal combustion engine;
An injection control unit that executes pre-injection in which fuel is injected by the fuel injection unit before main injection related to output control of the internal combustion engine;
Exhaust gas provided in the exhaust passage of the internal combustion engine by increasing the exhaust temperature by performing post injection for injecting fuel from the fuel injection section from the expansion stroke to the exhaust stroke after the main injection related to the output control of the internal combustion engine A fuel injection control device for an internal combustion engine, comprising: a regeneration control unit that performs regeneration of the purifier;
The fuel for the internal combustion engine, wherein the injection control unit shortens the time between the preceding injection and the main injection until the predetermined cycle elapses after the start of the post injection. Injection control device.
前記噴射制御部は、前記内燃機関の温度が低下するに伴って、前記前段噴射の噴射時期を遅角させることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device includes a temperature detection unit that detects the temperature of the internal combustion engine,
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the injection control unit retards the injection timing of the pre-stage injection as the temperature of the internal combustion engine decreases.
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