JP2020101163A - エンジンの燃焼制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
エンジン1は、シリンダブロック12と、その上に載置されるシリンダヘッド13とを備えている。シリンダブロック12の内部に複数のシリンダ11が形成されている。図1及び図2では、一つのシリンダ11のみを示す。エンジン1は、多気筒エンジンである。
第1吸気温度センサSW2:吸気通路40におけるエアクリーナー41の下流に配置されかつ、吸気通路40を流れる新気の温度を計測する
第1圧力センサSW3:吸気通路40におけるEGR通路52の接続位置よりも下流でかつ、過給機44の上流に配置されかつ、過給機44に流入するガスの圧力を計測する
第2吸気温度センサSW4:吸気通路40における過給機44の下流でかつ、バイパス通路47の接続位置よりも上流に配置されかつ、過給機44から流出したガスの温度を計測する
第2圧力センサSW5:サージタンク42に取り付けられかつ、過給機44の下流のガスの圧力を計測する
指圧センサSW6:各シリンダ11に対応してシリンダヘッド13に取り付けられかつ、各燃焼室17内の圧力を計測する
排気温度センサSW7:排気通路50に配置されかつ、燃焼室17から排出した排気ガスの温度を計測する
リニアO2センサSW8:排気通路50における上流の触媒コンバーターよりも上流に配置されかつ、排気ガス中の酸素濃度を計測する
ラムダO2センサSW9:上流の触媒コンバーターにおける三元触媒511の下流に配置されかつ、排気ガス中の酸素濃度を計測する
水温センサSW10:エンジン1に取り付けられかつ、冷却水の温度を計測する
クランク角センサSW11:エンジン1に取り付けられかつ、クランクシャフト15の回転角を計測する
アクセル開度センサSW12:アクセルペダル機構に取り付けられかつ、アクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度を計測する
吸気カム角センサSW13:エンジン1に取り付けられかつ、吸気カムシャフトの回転角を計測する
排気カム角センサSW14:エンジン1に取り付けられかつ、排気カムシャフトの回転角を計測する
EGR差圧センサSW15:EGR通路52に配置されかつ、EGR弁54の上流及び下流の差圧を計測する
燃圧センサSW16:燃料供給システム61のコモンレール64に取り付けられかつ、インジェクタ6に供給する燃料の圧力を計測する
第3吸気温度センサSW17:サージタンク42に取り付けられかつ、サージタンク42内のガスの温度、換言すると燃焼室17に導入される吸気の温度を計測する。
エンジン1は、燃費の向上及び排出ガス性能の向上を主目的として、所定の運転状態にある場合に圧縮自己着火による燃焼を行う。自己着火による燃焼は、圧縮開始前の燃焼室17の中の温度がばらつくと、自己着火のタイミングが大きく変化する。そこで、エンジン1は、SI燃焼とCI燃焼とを組み合わせたSPCCI燃焼を行う。
図5は、エンジン1の制御に係るマップを例示している。マップは、ECU10のメモリ102に記憶されている。図5に例示するマップ504は、エンジン1の温間時のマップである。
以下、図5のマップ504の各領域におけるエンジン1の運転について詳細に説明をする。
エンジン1が低負荷領域A1において運転している場合に、エンジン1は、SPCCI燃焼を行う。
エンジン1が中高負荷領域A2〜A4において運転している場合も、エンジン1は、低負荷領域A1と同様に、SPCCI燃焼を行う。
ここで、図5のマップ504に示すように、低負荷領域A1の一部、及び、中高負荷領域A2の一部においては、過給機44はオフである(S/C OFF参照)。詳細には、低負荷領域A1における低回転側の領域において、過給機44はオフである。低負荷領域A1における高回転側の領域においては、エンジン1の回転数が高くなることに対応して必要な吸気充填量を確保するために、過給機44はオンである。また、中高負荷領域A2における低負荷低回転側の一部の領域において、過給機44はオフである。中高負荷領域A2における高負荷側の領域においては、燃料噴射量が増えることに対応して必要な吸気充填量を確保するために、過給機44はオンである。また、中高負荷領域A2における高回転側の領域においても過給機44はオンである。
エンジン1の回転数が高いと、クランク角が1°変化するのに要する時間が短くなる。燃焼室17内において混合気を成層化することが困難になる。エンジン1の回転数が高くなると、SPCCI燃焼を行うことが困難になる。
図6は、ECU10が実行をするエンジン1の基本制御のフローを示している。ECU10は、メモリ102に記憶している制御ロジックに従いエンジン1を運転する。具体的にECU10は、各センサSW1〜SW17の信号に基づいて、エンジン1の運転状態を判断すると共に、目標トルクを設定し、エンジン1が目標トルクを出力するように、燃焼室17の中の状態量の調節、噴射量の調節、噴射タイミングの調節、及び、点火タイミングの調節を行うための演算を行う。
このエンジンシステムは、エンジン1が低負荷領域A1で運転している場合に、筒内圧センサSW6の計測信号に基づいて、燃料噴射量の気筒間のばらつきを補正するよう構成されている。エンジン1が低負荷領域A1で運転している場合に、混合気の空燃比は、理論空燃比よりもリーンである。混合気の燃料濃度が理論空燃比よりもリーンである場合、燃焼室17内に供給する燃料量と、エンジン1のトルクとは、線形又はほぼ線形の関係を有する。気筒毎に、燃料量の増量補正又は減量補正を行うことによって、エンジン1のトルクがばらつくことが抑制される。
図10は、異常診断装置100が実行する、燃料噴射量の気筒間補正の手順を示すフローチャートである。スタート後のステップS1において、異常診断装置100は、各センサSW1〜SW17の検知信号を読み込む。続くステップS2において、燃焼圧(Pmi)算出部10aは、燃焼圧Pmiを算出し、低位発熱量(Qend)算出部10bは、低位発熱量Qendを算出し、mfb50算出部10cは、mfb50を算出する。
尚、ここに開示する技術は、前述した構成のエンジン1に適用することに限定されない。エンジン1の構成は、様々な構成を採用することが可能である。
10 ECU(制御部)
17 燃焼室
6 インジェクタ(燃料噴射部)
SW6 筒内圧センサ
Claims (5)
- 自動車に搭載されたエンジンの燃焼室内に供給する燃料を噴射する、少なくとも一つの燃料噴射部と、
前記燃焼室内の圧力変化に対応する計測信号を出力する筒内圧センサと、
少なくとも前記筒内圧センサの計測信号に基づいて、前記燃料噴射部に制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記筒内圧センサの計測信号に基づいて、前記燃焼室内における燃焼圧と、質量燃焼割合が所定割合となるクランク角位置と、低位発熱量と、を算出すると共に、
前記制御部は、前記燃焼圧、前記クランク角位置、及び、前記低位発熱量に基づいて、前記筒内圧センサの計測信号の信頼性を判断するエンジンの燃焼制御装置。 - 請求項1に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
前記制御部は、前記筒内圧センサの計測信号に基づいて、前記燃料噴射部が噴射する燃料量の補正を行うと共に、前記筒内圧センサの計測信号の信頼性が低いと判断した場合には、前記燃料量の補正を制限するエンジンの燃焼制御装置。 - 請求項2に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
前記エンジンは複数の燃焼室を有し、
前記燃料噴射部は、複数の燃焼室内のそれぞれに、個別に燃料を供給し、
前記制御部は、前記筒内圧センサの計測信号に基づいて、前記複数の燃焼室毎に、前記燃料噴射部が噴射する燃料量の補正を行うエンジンの燃焼制御装置。 - 請求項2又は3に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
前記制御部は、前記エンジンが第1状態にある場合に、前記燃焼室内の混合気の燃料濃度を、理論空燃比よりもリーンにし、前記エンジンが第2状態にある場合に、前記燃焼室内の混合気の燃料濃度を、理論空燃比にし、
前記制御部は、前記エンジンが前記第1状態にある場合に、前記筒内圧センサの計測信号に基づいて、前記燃料噴射部が噴射する燃料量の補正を行うエンジンの燃焼制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
前記制御部は、前記低位発熱量(Qend)と前記燃焼圧(Pmi)との比(Qend/Pmi)と、前記質量燃焼割合が50%となるクランク角位置(mfb50)との間に特定の関係が成立する場合に、前記筒内圧センサの計測信号の信頼性が高いと判断し、それ以外の場合に、前記筒内圧センサの計測信号の信頼性が低いと判断するエンジンの燃焼制御装置。
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JP2001355484A (ja) * | 2000-06-15 | 2001-12-26 | Nissan Motor Co Ltd | 圧縮自己着火式内燃機関 |
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