JP4147989B2

JP4147989B2 - Diesel engine control device

Info

Publication number: JP4147989B2
Application number: JP2003073499A
Authority: JP
Inventors: 麻美高久
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP2004278463A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はディーゼルエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの燃料である軽油のセタン価を検出し、その検出したセタン価に応じて燃料噴射時期を制御するものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実公平３−４５１８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジン温度が所定値より低い運転条件（例えばエンジンの暖機完了前）やエンジン負荷が所定値より小さな運転条件（低負荷域）で燃焼が悪化するとＨＣ排出量が増えたり失火が発生し、この反対にエンジン温度が所定値より高い運転条件（例えばエンジンの暖機完了後）やエンジン負荷が所定値より大きな運転条件（中・高負荷域）で燃焼が悪化したときにはスモーク排出量が増加するので、燃焼を改善するため、燃焼中の拡散燃焼割合を制御し得る拡散燃焼割合制御手段と、燃焼中の予混合燃焼割合を制御し得る予混合燃焼割合制御手段とを設けている。すなわち、エンジン温度が低い運転条件やエンジン負荷が小さな運転条件においては拡散燃焼割合制御手段を用いて燃焼中の拡散燃焼割合を制御することにより、またエンジン温度が高い運転条件やエンジン負荷が大きな運転条件においては予混合燃焼割合制御手段を用いて燃焼中の予混合燃焼割合を制御することにより燃焼状態を改善している。
【０００５】
一方、ディーゼルエンジンの燃料である軽油について市場調査を行ったところ、図２〜図４に示す結果が得られた。すなわち、図２に示すようにセタン価は標準燃料比重に反比例して低下し、標準燃料比重が低いほど、蒸発性を表す１０％留出点が高く（留出温度が低い）なっている。この理由は、図３に示すように、標準燃料比重が高いほど、セタン価が低くて蒸発性が低い、ベンゼン環構造を持つ芳香族炭化水素含有量が多くなることに起因しているためと思われる。粘度は標準燃料比重に比例するため、図４に示すようにセタン価は粘度に反比例して低下する。
【０００６】
このような市場調査に鑑みると、エンジン温度が低い運転条件やエンジン負荷が小さな運転条件における拡散燃焼割合、エンジン温度が高い運転条件やエンジン負荷が大きな運転条件における予混合燃焼割合の２つの設定値を決めるのに用いた基準燃料と異なる芳香族炭化水素含有量の燃料が使用されることが考えられ、特に基準燃料より芳香族炭化水素含有量が大きな燃料が使用されるときに燃焼状態が悪化し、エンジン温度が高い運転条件やエンジン負荷が大きな運転条件においてスモーク排出量が増加する可能性がある。
【０００７】
そこで本発明は、実用的かつ簡便で精度良く、燃料の質に応じてエンジン温度が高い運転条件やエンジン負荷が大きな運転条件における予混合燃焼割合を制御することを目的としている。具体的には、燃料の質は芳香族炭化水素含有量やその相関値であり、これら基づいてエンジン温度が高い運転条件やエンジン負荷が大きな運転条件における予混合燃焼割合を制御する。
【０００８】
一方、上記特許文献１においては燃料粘度とセタン価とには比例関係があり、燃料粘度が高いほどセタン価も高くなるとの記載がある。しかながら、本発明者の実施した市場調査では、図４に示すように、燃料粘度とセタン価との相関は低く、しかも反比例の関係であり、燃料粘度が高いほどセタン価は低くなる傾向となっている。この理由は、図３で前述したように標準燃料比重が高いほどセタン価が低くて蒸発性が低いベンゼン環構造を持つ芳香族炭化水素含有量が多くなることに起因している。また、芳香族炭化水素類は多環構造に直鎖や側鎖構造のものがくっついており、カーボン数が多くて重質になっていることが一般的であって、このため芳香族炭化水素含有量が多くなると燃料粘度が高くなる。したがって、前述したように燃料粘度は標準燃料比重に比例して高くなるため、図４に示すようにセタン価は燃料粘度に反比例して低下するのである。すなわち、燃料粘度とセタン価の関係が逆であるということは別にしても、燃料粘度を検出することではセタン価を精度良く検出することができないのであり、燃料の質を表す値として、芳香族炭化水素含有量の相関値や標準燃料比重を採用するようにした本願発明と、セタン価や燃料粘度を採用する上記特許文献１とでは技術的思想が異なっている。
【０００９】
また、上記特許文献１では燃料粘度測定手段として燃料タンク内に一定距離を重力により落下する錘の落下時間を計測する機構を備え、その粘度測定結果に対し温度測定手段の測定結果に基づく補正を施してセタン価を判定する構成としている。このような方法では燃料の粘度測定のために複雑な機構が必要であるし、そのために燃料タンクの設計の自由度を奪い、生産性も悪化し、コストアップを避けられない。しかも車両が傾けば燃料タンク内の粘度測定機構自体のフリクションが変化することが想定され、このような理由からも正確な粘度測定、ひいては正確なセタン価の検出は困難である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、使用している燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値を検出する芳香族炭化水素含有量相関値検出手段と、燃焼中の予混合燃焼割合を制御し得る予混合燃焼割合制御手段とを備え、前記検出手段の検出結果に基づき、中・高負荷域では前記予混合燃焼割合制御手段を用いて、使用している燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値が基準燃料より大きくなるほど燃焼中の予混合燃焼割合が増加する側に補正するように構成する。
【００１１】
本発明はまた、エンジン温度を検出するエンジン温度検出手段と、使用している燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値を検出する芳香族炭化水素含有量相関値検出手段と、燃焼中の予混合燃焼割合を制御し得る予混合燃焼割合制御手段とを備え、前記検出手段の検出結果に基づき、エンジン温度が所定値より高い運転条件では前記予混合燃焼割合制御手段を用いて、使用している燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値が基準燃料より大きくなるほど燃焼中の予混合燃焼割合が増加する側に補正するように構成する。
【００１２】
本発明はまた、エンジン温度を検出するエンジン温度検出手段と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、使用している燃料中の芳香族炭化水素含有量を検出する芳香族炭化水素含有量検出手段と、燃焼中の予混合燃焼割合を制御し得る増加させる予混合燃焼割合制御手段とを備え、前記検出手段の検出結果に基づき、エンジン温度が所定値より高い運転条件または中・高負荷域では前記予混合燃焼割合制御手段を用いて、使用している燃料中の芳香族炭化水素含有量が基準燃料より大きくなるほど燃焼中の予混合燃焼割合が増える側に補正するように構成する。
【００１３】
【発明の効果】
本発明では、エンジン温度が所定値より高い運転条件（エンジンの暖機完了後）やエンジン負荷が所定値より大きい運転条件（中・高負荷域）では予混合燃焼割合制御手段を用いて、使用している燃料中の芳香族炭化水素含有量またはその相関値が基準燃料より大きくなるほど燃焼中の予混合燃焼割合が増加する側つまり基準燃料の使用時よりも燃焼状態がよくなる側に補正するので、基準燃料よりも芳香族炭化水素含有量の多い燃料が使用されるときにおいても、エンジンの暖機完了前や低負荷域におけるＨＣ排出量の増加や失火を抑制すると共に、エンジンの暖機完了後や中・高負荷域におけるスモーク排出量の増加を抑制できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は一実施形態のディーゼルエンジンの構成を示す概略構成図である。
【００１５】
図１において、エンジン１の排気通路２と吸気通路３のコレクタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、ステッピングモータ５により駆動されるＥＧＲ弁６を備えている。ステッピングモータ５は、コントロールユニット２１からの制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようにしている。これは燃焼温度が高くなるとＮＯｘが増えるので、燃焼温度を抑制するため排気の一部を吸気通路に還流させることにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘの発生を少なくしようとするものである。
【００１６】
ＥＧＲ通路４には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラー４７を備える。ＥＧＲクーラー４７は内管と外管からなる２重構造をしており、内管をＥＧＲガスが、外管をエンジン冷却水（冷媒）が流れる。この冷却水は、エンジン（ウォータジャケット）への主流路をバイパスする流路４８を流れる冷却水である。このバイパス流路４８には、ＥＧＲクーラー４７を流れる冷却水流量を調整するための流量制御弁４９が設けられ、コントロールユニット２１により、前記コレクタ部３ａ内の吸気温度ＴＩが目標値と一致するようにこの流量制御弁４９が制御される。
【００１７】
エンジンには燃料供給装置としてのコモンレール式燃料噴射装置１０を備える。この燃料噴射装置１０は、主に燃料タンク１１、サプライポンプ１２、蓄圧室１３、気筒毎に設けられるノズル（図示しない）からなり、サプライポンプ１２により加圧された燃料は蓄圧室１３にいったん蓄えられたあと、蓄圧室１３の高圧燃料が気筒数分のノズルに分配される。
【００１８】
ノズルは、針弁、ノズル室、ノズル室への燃料供給通路、リテーナ、油圧ピストン、リターンスプリングなどからなり、油圧ピストンへの燃料供給通路に三方弁（電磁弁）１５が介装されている。三方弁１５のＯＦＦ時には針弁が着座状態にあり、三方弁１５がＯＮ状態になると針弁が上昇してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。つまり、三方弁１５のＯＦＦからＯＮへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料噴射量が調整され、蓄圧室１３の圧力が同じであれば、ＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。
【００１９】
また、コモンレール１３圧力を制御するため、サプライポンプ１２からの吐出燃料の一部は、一方向弁１８が設けられたオーバーフロー通路１７を介して燃料供給通路１６に戻されるようにしており、このオーバーフロー通路１７の流路面積を変えるための圧力制御弁１９が設けられている。この圧力制御弁１９はコントロールユニット２１からのデューティ制御信号に応じてオーバーフロー通路１７の流路面積を変えてコモンレール１３への燃料吐出量を調整することによ、りコモンレール１３の圧力を制御する。コモンレール圧力の目標値は運転条件に応じて予め定められており、圧力センサ３４により検出される実コモンレール圧がこの目標値と一致するように圧力制御弁１９への制御量がフィードバック制御される。
【００２０】
アクセル開度センサ３６、エンジン回転速度とクランク角度を検出するクランク角センサ３２、３３、水温センサ３１からの信号が入力されるコントロールユニット２１では、エンジン回転速度とアクセル開度（以下「負荷」という。）に応じてメイン噴射量を算出し、算出したメイン噴射量に対応して三方弁１５のＯＮ時間を制御するほか、三方弁１５のＯＮへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所定の噴射開始時期（噴射時期）を得るようにしている。
【００２１】
ＥＧＲ通路４の開口部下流の排気通路２に可変容量ターボ過給機２５を備える。これは、排気タービン２６のスクロール入口に、アクチュエータ２８により駆動される可変ノズル２７を設けたもので、コントロールユニット２１により、可変ノズル２７は前記コレクタ部３ａ内の過給圧ＰＢが目標値と一致するように制御される。
【００２２】
上記のアクチュエータ２８は、制御圧力に応動して可変ノズル２７を駆動するダイヤフラムアクチュエータと、このダイヤフラムアクチュエータへの制御圧力を調整する圧力制御弁とからなり、可変ノズル２７の実開度が目標ノズル開度となるようにデューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が圧力制御弁に出力される。
【００２３】
排気タービン２６下流の排気通路２には後処理装置（例えば酸化触媒、ＮＯｘトラップ触媒）４１を備える。ＮＯｘトラップ触媒は、空気過剰率が１．０よりも大きくなるリーン燃焼時に排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）をトラップし、空気過剰率が１．０以下の値になるリッチ燃焼時（あるいは理論空燃比での燃焼時）になると、トラップしていたＮＯｘを排気中のＨＣ、ＣＯを還元剤として用いて還元浄化する。リーン燃焼時にＮＯｘトラップ触媒によりトラップされたＮＯｘが許容範囲の限界まで達したときにはトラップされたＮＯｘを還元浄化するためエンジンコントローラ２１では、所定の排気温度が確保できる領域になると、リッチ燃焼となるように空気過剰率を制御する。
【００２４】
この場合に、過給機２５だけではリッチ燃焼や理論空燃比での燃焼が得られないことがあるので、吸気コレクタ３ａのすぐ上流の吸気通路３に、圧力制御弁からの制御圧力に応動するダイヤフラム式のアクチュエータ４６により駆動される吸気絞り弁４５を設けている。アクチュエータ４６の構成はＥＧＲ弁６と同様であり、吸気絞り弁用の圧力制御弁もコントロールユニット２１からのデューティ制御信号により駆動される。
【００２５】
一方、エンジン温度としての冷却水温Ｔｗが所定値より低い運転条件（例えば冷間始動時のようにエンジンの暖機完了前）やエンジン負荷が所定値より小さな運転条件（つまり低負荷域）で燃焼が悪化するとＨＣ排出量が増えたり失火が発生し、この反対にＴｗが所定値より高い運転条件（エンジンの暖機完了後）やエンジン負荷が所定値より大きな運転条件（つまり中・高負荷域）で燃焼が悪化したときにはスモーク排出量が増加するので、燃焼を改善するため、燃焼中の拡散燃焼割合を制御し得る拡散燃焼割合制御手段と、燃焼中の予混合燃焼割合を制御し得る予混合燃焼割合制御手段とを設けている。すなわち、エンジンの暖機完了前や低負荷域においては拡散燃焼割合制御手段を用いて燃焼中の拡散燃焼割合を制御することにより、またエンジンの暖機完了後や中・高負荷域においては予混合燃焼割合制御手段を用いて燃焼中の予混合燃焼割合を制御することによりエンジンの暖機完了前や低負荷域だけでなく、エンジンの暖機完了後や中・高負荷域においても、つまり全ての運転域で燃焼状態を改善している。
【００２６】
さて、図２〜図４はディーゼルエンジンの燃料である軽油について市場調査を行った結果である。すなわち、図２に示すようにセタン価は標準燃料比重に反比例して低下し、図示しないが蒸発性を表す１０％留出点は標準燃料比重が低いほど高く（留出温度が低い）なっている。この理由は、図３に示すように、標準燃料比重が高いほど、セタン価が低くて蒸発性が低い、ベンゼン環構造を持つ芳香族炭化水素含有量が多くなることに起因しているためと思われる。粘度は標準燃料比重に比例するため、図４に示すようにセタン価は粘度に反比例して低下する傾向である。
【００２７】
このような市場調査に鑑みると、エンジンの暖機完了前や低負荷域における拡散燃焼割合、エンジンの暖機完了後や中・高負荷域における予混合燃焼割合の設定値を決めるのに用いた燃料（基準燃料）と異なる燃料比重の燃料が使用されることが考えられ、特に基準燃料より燃料比重が大きな燃料が使用されるときに燃焼状態が悪化し、エンジンの暖機完了前や低負荷域においてＨＣ排出量が増えたり失火が発生し、この反対にエンジンの暖機完了後や中・高負荷域においてスモーク排出量が増加する可能性がある。
【００２８】
そこでコントロールユニット２１では、使用している燃料の比重を新たに推定（算出）し、エンジンの暖機完了前や低負荷域では拡散燃焼割合制御手段を用いてこの推定した燃料比重が基準燃料より大きくなるほど燃焼中の拡散燃焼割合が増加する側に補正し、またエンジンの暖機完了前や低負荷域では予混合燃焼割合制御手段を用いてこの推定した燃料比重が基準燃料より大きくなるほど燃焼中の予混合燃焼割合が増える側に補正する。
【００２９】
ここで、上記の拡散燃焼割合制御手段と予混合燃焼割合制御手段は同じ手段、具体的には次の手段の少なくとも一つである。
【００３０】
▲１▼パイロット噴射量を制御する手段
▲２▼パイロット噴射回数を制御する手段
▲３▼パイロット噴射時期を制御する手段
▲４▼メイン噴射時期を制御する手段
▲５▼吸気温度を制御する手段
ただし、本実施形態ではこれら５つ全てを備える場合で説明すると、パイロット噴射量を基準燃料の使用時より増すか、パイロット噴射回数を増すか、パイロット噴射時期を前記基準燃料の使用時より遅らせるか、メイン噴射時期を前記基準燃料の使用時より進めるか、吸気温度を前記基準燃料の使用時より上げるかしたとき、拡散燃焼割合が増加し、この反対にパイロット噴射量を基準燃料の使用時より減らすか、パイロット噴射時期を基準燃料の使用時より進めるか、メイン噴射時期を基準燃料の使用時より遅らせるか、吸気温度を基準燃料の使用時より下げるかしたとき予混合燃焼割合が増加する。
【００３１】
このため、エンジンコントローラ２１には、エアフローメータ７の出力Ｑａ、燃料配管に設置されている温度センサ３５からの燃料温度ＴＦ、後処理装置４１の下流に配置されている空燃比センサ３７からの酸素濃度Ｏ２、圧力センサ３８からの過給圧ＰＢ、温度センサ３９からの吸気温度ＴＩの各信号が入力している。
【００３２】
コントロールユニット２１で実行されるこれら燃焼制御の内容を、以下フローチャートに基づいて説明する。
【００３３】
図５は燃焼制御を行うためのメインルーチンである。図５においてステップ１００では水温センサ３１により検出される冷却水温Ｔｗ、クランク角センサ３２により検出されるエンジン回転速度Ｎｅ、クランク角センサ３３により検出される気筒判別値Ｃｙｌ、圧力センサ３４により検出されるコモンレール圧力ＰＣＲ、エアフローメータ７の出力Ｑａ、温度センサ３５により検出される燃料温度ＴＦ、アクセルセンサ３６により検出される負荷Ｌ、空燃比センサ３７により検出される酸素濃度Ｏ２を読み込む。
【００３４】
図５のステップ２００ではエンジン回転速度Ｎｅと負荷Ｌから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索してメイン噴射量（燃料供給量）Ｑｍａｉｎを求める。
【００３５】
図５のステップ３００では使用している燃料の燃料比重を検出する。この燃料比重の検出については図６のフローにより説明する。図６（図５ステップ３００のサブルーチン）においてステップ３１０ではエアフローメータ７の出力Ｑａから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のテーブルを検索して吸入空気量Ｑａｉｒを求める。
【００３６】
図６のステップ３２０は図５ステップ２００と同様である。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅと負荷Ｌから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索してメイン噴射量（燃料噴射量）Ｑｍａｉｎを求める。
【００３７】
なお、ここでのメイン噴射量Ｑｍａｉｎの算出方法はこれに限られない。例えばエンジン回転速度Ｎｅと負荷Ｌから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索して主噴射の燃料噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄを求め、この燃料噴射期間Ｍｐｅｒｉｏｄと、圧力センサ３４により検出される実コモンレール圧力ＰＣＲとから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索してメイン噴射量Ｑｍａｉｎを求めるようにしてもかまわない。
【００３８】
図６のステップ３３０では、空燃比センサ３７により検出される酸素濃度Ｏ２から、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のテーブルを検索することにより排気の実空燃比ＡＦｒｅａｌを求める。
【００３９】
図６のステップ３４０では燃料比重を検出するのに適した条件か否かをみる。通常、エンジンはＮＯｘ低減のためのＥＧＲが行われているのが一般的であって、ＥＧＲが実施される場合には排気の空燃比がリッチ側にシフトしてしまうため、このときにも排気の実空燃比を求めるにはＥＧＲによる補正が必要になる。しかしながら、当該補正によって実空燃比の検出精度が悪化することの懸念もあるため、実空燃比の検出指令はＥＧＲの作動を停止する領域で出すことが望ましい。このため、本実施形態ではＥＧＲの作動を停止する領域であるとき燃料比重の検出条件が成立する。
【００４０】
検出条件を満足しないときには燃料比重の検出（算出）は実施せずにそのまま図５のステップ４００に進む。
【００４１】
検出条件を満足していれば図６のステップ３４０よりステップ３５０に進み、実燃料比重Ｇｆｕｅｌを算出する。すなわち、吸入空気流量Ｑａｉｒと実空燃比ＡＦｒｅａｌとから次式により実燃料量（重量流量）Ｇｍａｉｎを求める。
【００４２】
Ｇｍａｉｎ＝Ｑａｉｒ／ＡＦｒｅａｌ…（１）
この実燃料量（重量流量）Ｇｍａｉｎとメイン噴射量（体積流量）Ｑｍａｉｎとから次式により実燃料比重Ｇｆｕｅｌを算出する。
【００４３】
Ｇｆｕｅｌ＝Ｇｍａｉｎ／Ｑｍａｉｎ…（２）
図６のステップ３６０では、このようにして得た実燃料比重Ｇｆｕｅｌと、センサ３５により検出される燃料温度ＴＦとから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索することにより標準状態（大気圧、２０℃）での燃料比重、つまり標準燃料比重Ｇｓｔｄを算出する。すなわち、燃料温度ＴＦが標準状態での燃料温度（２０℃）より高いときには実燃料比重Ｇｆｕｅｌを大きくなる側に補正した値を、また燃料温度ＴＦが標準状態での燃料温度（２０℃）より低いときには実燃料比重Ｇｆｕｅｌを小さくなる側に補正した値を標準燃料比重Ｇｓｔｄとする。
【００４４】
このようにして使用している燃料の標準燃料比重Ｇｓｔｄの検出を終了したら図５に戻り、ステップ４００で基準燃料と異なる燃料比重の燃料が使用される場合においても、予め定められた排気性能が得られるように燃焼制御を行う。この燃焼制御については図７のフローにより説明する。図７（図６ステップ４００のサブルーチン）においてステップ４１０〜４６０ではメイン噴射時期制御、パイロット噴射制御、燃料噴射圧制御、過給圧制御、吸気温度制御を行う。これら各制御の内容は図８〜図１２に示しており、順に説明する。
【００４５】
図８（図７ステップ４１０のサブルーチン）はメイン噴射時期制御を行うためのものである。ステップ４１１ではエンジン回転速度Ｎｅとメイン噴射量Ｑｍａｉｎから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索することにより、基本メイン噴射時期ＭＩＴ＿Ｂを求める。この場合に、基本メイン噴射時期ＭＩＴ＿Ｂの検索値は基準燃料に対してマッチングしている。ここで、基準燃料には市販燃料のうちの標準燃料比重が最小のものを選択しており、この基準燃料の使用時に全ての運転条件で燃焼状態が良好となるようにその検索値を設定している。
【００４６】
ステップ４１２ではエンジン回転速度Ｎｅとメイン噴射量Ｑｍａｉｎとから定まる運転条件が低負荷域にあるか否かをみる。
【００４７】
運転条件が低負荷域にあると判定された場合にはステップ４１３でエンジンの冷却水温Ｔｗと標準燃料比重Ｇｓｔｄから、図１３を内容とするマップを検索することにより、メイン噴射時期の第１補正係数ＭＩＴ＿Ｋ１を求め、また低負荷域でないと判定された場合にはステップ４１４で冷却水温Ｔｗと標準燃料比重Ｇｓｔｄから、図１４を内容とするマップを検索することにより、メイン噴射時期の第２補正係数ＭＩＴ＿Ｋ２を求める。
【００４８】
ステップ４１５では第１補正係数ＭＩＴ＿Ｋ１または第２補正係数ＭＩＴ＿Ｋ２によって基本メイン噴射時期ＭＩＴ＿Ｂを次のように補正してメイン噴射時期ＭＩＴを設定する。
【００４９】
低負荷域：ＭＩＴ＝ＭＩＴ＿Ｂ＋ＭＩＴ＿Ｋ１…（３）
中・高負荷域：ＭＩＴ＝ＭＩＴ＿Ｂ−ＭＩＴ＿Ｋ２…（４）
（３）式は低負荷域でメイン噴射時期を進角側に補正し、また（４）式は非低負荷域である中・高負荷域でメイン噴射時期を遅角側に補正する式である。
【００５０】
ここで、メイン噴射時期の第１補正係数ＭＩＴ＿Ｋ１と第２補正係数ＭＩＴ＿Ｋ２は、図１３、図１４に示したように基準燃料の場合に、エンジン暖機完了後の冷却温度より低いとき（エンジンの暖機完了前）には冷却水温Ｔｗが低いほど大きくなり、またエンジン暖機完了後のときには冷却水温Ｔｗが高くなるほど大きくなる値が設定されている。また、冷却温度が同じでも、基準燃料より標準燃料比重Ｇｓｔｄが大きくなるほど大きな値が設定されている。
【００５１】
図９（図７ステップ４２０のサブルーチン）はパイロット噴射制御を行うためのものである。ステップ４２１、４２２ではエンジン回転速度Ｎｅとメイン噴射量Ｑｍａｉｎから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索することにより、基本パイロット噴射時期ＰＩＴ＿Ｂと基本パイロット噴射量ＰＱ＿Ｂを求める。この場合に、基本パイロット噴射時期と基本パイロット噴射量の検索値は基準燃料に対してマッチングしており、基準燃料の使用時に全ての運転条件で燃焼状態が良好となるようにその検索値を設定している。
【００５２】
ステップ４２３では、図８のステップ４１２と同様に、運転条件が低負荷域にあるか否かをみる。
【００５３】
運転条件が低負荷域にある場合にはステップ４２６、４２７で冷却水温Ｔｗと標準燃料比重Ｇｓｔｄから、図１５と図１６を内容とする各マップを検索することにより、パイロット噴射時期の第１補正係数ＰＩＴ＿Ｋ１とパイロット噴射量の第１補正係数ＰＱ＿Ｋ１を、また運転条件が低負荷域にない場合にはステップ４２４、４２５で冷却水温Ｔｗと標準燃料比重Ｇｓｔｄから、図１７と図１８を内容とする各マップを検索することにより、パイロット噴射時期の第２補正係数ＰＩＴ＿Ｋ２とパイロット噴射量の第２補正係数ＰＱ＿Ｋを求める。
【００５４】
ステップ４２８では標準燃料比重Ｇｓｔｄと所定値Ｇ０を比較する。標準燃料比重Ｇｓｔｄが所定値Ｇ０よりも大きい場合には、ステップ４２９に進んでパイロット噴射に先立つ（＝パイロット噴射よりも早い時期に噴射される）第２のパイロット噴射を行なうための目標値を設定する。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅとメイン噴射量Ｑｍａｉｎから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索することにより、第２パイロット噴射量Ｐ２Ｑおよび第２パイロット噴射時期Ｐ２ＩＴを設定する。標準燃料比重が所定値Ｇ０以下であるときにはステップ４２９を飛ばす。
【００５５】
ステップ４３０、４３１では第１補正係数ＰＩＴ＿Ｋ１または第２補正係数ＰＩＴ＿Ｋ２によって基本パイロット噴射時期ＰＩＴ＿Ｂを次のように、また第１補正係数ＰＱ＿Ｋ１または第２補正係数ＰＱ＿Ｋ２によって基本パイロット噴射量ＰＱ＿Ｂを次のようにそれぞれ補正してパイロット噴射時期ＰＩＴとパイロット噴射量ＰＱを設定する。
【００５６】

（５）、（６）式は低負荷域でパイロット噴射時期を遅角側に、パイロット噴射量を増量側にそれぞれ補正し、また（７）、（８）式は中・高負荷域でパイロット噴射時期を進角側に、パイロット噴射量を減量側にそれぞれ補正する式である。
【００５７】
ここで、パイロット噴射時期の第１補正係数ＰＩＴ＿Ｋ１と第２補正係数ＰＩＴ＿Ｋ２は図１５、図１７に示したように基準燃料の場合に、エンジン暖機完了後の冷却温度より低いとき（エンジンの暖機完了前）には冷却水温Ｔｗが低いほど大きくなり、またエンジン暖機完了後のときには冷却水温Ｔｗが高くなるほど大きくなる値が設定されている。また冷却温度が同じでも、基準燃料より標準燃料比重Ｇｓｔｄが大きくなるほど大きな値が設定されている。
【００５８】
また、パイロット噴射量の第１補正係数ＰＱ＿Ｋ１は図１６に示したように基準燃料の場合に、エンジン暖機完了後の冷却温度より低いとき（エンジンの暖機完了前）には冷却水温Ｔｗが低いほど１．０より大きくなり、またエンジン暖機完了後のときには冷却水温Ｔｗが高くなるほど１．０より大きくなる値が設定されている。また冷却温度が同じでも、基準燃料より標準燃料比重Ｇｓｔｄが大きくなるほど１．０より大きくなる値が設定されている。
【００５９】
これに対して第２補正係数ＰＱ＿Ｋ２は図１８に示したように基準燃料の場合に、エンジン暖機完了後の冷却温度より低いとき（エンジンの暖機完了前）には冷却水温Ｔｗが低いほど１．０より小さくなり、またエンジン暖機完了後のときには冷却水温Ｔｗが高くなるほど１．０より小さくなる値が設定されている。また、冷却温度が同じでも、基準燃料より標準燃料比重Ｇｓｔｄが大きくなるほど１．０より小さくなる値が設定されている。
【００６０】
図１０（図７ステップ４４０のサブルーチン）は燃料噴射圧制御を行うためのものである。ステップ４４１ではエンジン回転速度Ｎｅとメイン噴射量Ｑｍａｉｎから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索することにより、基本噴射圧ＰＲＡＩＬ＿Ｂを求める。この場合に、基本噴射圧の検索値は基準燃料に対してマッチングしており、基準燃料の使用時に全ての運転条件で燃焼状態が良好となるようにその検索値を設定している。
【００６１】
ステップ４４２では、図８のステップ４１２と同様に、運転条件が低負荷域にあるか否かをみる。
【００６２】
運転条件が低負荷域にある場合にはそのままステップ４４４に進み、また運転条件が低負荷域にない場合にはステップ４４３で冷却水温Ｔｗと標準燃料比重Ｇｓｔｄから、図１９を内容とするマップを検索することにより、噴射圧補正係数ＰＲＡＩＬ＿Ｋを求めた後にステップ４４４に進む。
【００６３】
ステップ４４４では次のように燃料噴射圧ＰＲＡＩＬを設定する。
【００６４】
低負荷域：ＰＲＡＩＬ＝ＰＲＡＩＬ＿Ｂ…（９）
中・高負荷域：ＰＲＡＩＬ＝ＰＲＡＩＬ＿Ｂ×ＰＲＡＩＬ＿Ｋ…（１０）
（１０）式は中・高負荷域で燃料噴射圧を上げる側に補正する式である。
【００６５】
ここで、噴射圧補正係数ＰＲＡＩＬ＿Ｋは図１９に示したように基準燃料のとき冷却水温Ｔｗが低いほど１．０より大きくなる値が設定されている。また、冷却温度が同じでも、基準燃料より標準燃料比重Ｇｓｔｄが大きくなるほど１．０より大きくなる値が設定されている。
【００６６】
図１１（図７ステップ４５０のサブルーチン）は過給圧制御（空気過剰率制御）を行うためのものである。ステップ４５１ではエンジン回転速度Ｎｅとメイン噴射量Ｑｍａｉｎから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索することにより、基本過給圧ＰＢＯＯＳＴ＿Ｂを求める。この場合に、基本過給圧の検索値は基準燃料に対してマッチングしており、基準燃料の使用時に全ての運転条件で燃焼状態が良好となるようにその検索値を設定している。
【００６７】
ステップ４５２では、図８のステップ４１２と同様に、運転条件が低負荷域にあるか否かをみる。
【００６８】
運転条件が低負荷域にある場合にはそのままステップ４５４に進み、また運転条件が低負荷域にない場合にはステップ４５３で冷却水温Ｔｗと標準燃料比重Ｇｓｔｄから、図２０を内容とするマップを検索することにより、過給圧補正係数ＰＢＯＯＳＴ＿Ｋを求めるた後にステップ４５４に進む。
【００６９】
ステップ４５４では次のように過給圧ＰＢＯＯＳＴを設定する。
【００７０】
低負荷域：ＰＢＯＯＳＴ＝ＰＢＯＯＳＴ＿Ｂ…（１１）
中・高負荷域：ＰＢＯＯＳＴ＝ＰＢＯＯＳＴ＿Ｂ×ＰＢＯＯＳＴ＿Ｋ…（１２）
（１２）式は中・高負荷域で過給圧を上げる側に補正する式である。
【００７１】
ここで、過給圧補正係数ＰＢＯＯＳＴ＿Ｋは図２０に示したように基準燃料のとき冷却水温Ｔｗが高いほど１．０より大きくなる値が設定されている。また、冷却温度が同じでも、基準燃料より標準燃料比重Ｇｓｔｄが大きくなるほど１．０より大きくなる値が設定されている。
【００７２】
図１２（図７ステップ４６０のサブルーチン）は吸気温度制御を行うためのものである。ステップ４６１ではエンジン回転速度Ｎｅとメイン噴射量Ｑｍａｉｎから、コントロールユニット２１のＲＯＭに予め記憶されている所定のマップを検索することにより、基本吸気温度ＴＩＮＴ＿Ｂを求める。この場合に、基本吸気温度ＴＩＮＴ＿Ｂの検索値は基準燃料に対してマッチングしており、基準燃料の使用時に全ての運転条件で燃焼状態が良好となるようにその検索値を設定している。
【００７３】
ステップ４６２では、図８のステップ４１２と同様に、運転条件が低負荷域にあるか否かをみる。
【００７４】
運転条件が低負荷域にある場合にはステップ４６３で冷却水温Ｔｗと標準燃料比重Ｇｓｔｄから、図２１を内容とする各マップを検索することにより、吸気温度の第１補正係数ＴＩＮＴ＿Ｋ１を、また運転条件が低負荷域にない場合にはステップ４６４で冷却水温Ｔｗと標準燃料比重Ｇｓｔｄから、図２２を内容とするマップを検索することにより、吸気温度の第２補正係数ＴＩＮＴ＿Ｋ２を求める。
、ステップ４６５では第１補正係数ＴＩＮＴ＿Ｋ１または第２補正係数ＴＩＮＴ＿Ｋ２によって基本吸気温度ＴＩＮＴ＿Ｂを次のように補正して吸気温度ＴＩＮＴを設定する。
【００７５】
低負荷運転時：ＴＩＮＴ＝ＴＩＮＴ＿Ｂ×ＴＩＮＴ＿Ｋ１…（１３）
非低負荷運転時：ＴＩＮＴ＝ＴＩＮＴ＿Ｂ×ＴＩＮＴ＿Ｋ２…（１４）
（１３）式は低負荷運転時に吸気温度を上げる側に補正し、また（１４）式は非低負荷運転時に吸気温度を下げる側に補正する式である。
【００７６】
ここで、吸気温度の第１補正係数ＴＩＮＴ＿Ｋ１は図２１に示したように基準燃料の場合に、エンジン暖機完了後の冷却温度より低いとき（エンジンの暖機完了前）には冷却水温Ｔｗが低いほど１．０より大きくなり、またエンジン暖機完了後のときには冷却水温Ｔｗが高くなるほど１．０より大きくなる値が設定されている。これに対して、吸気温度の第２補正係数ＴＩＮＴ＿Ｋ２は図２２に示したように基準燃料の場合に、エンジン暖機完了後の冷却温度より低いとき（エンジンの暖機完了前）には冷却水温Ｔｗが低いほど１．０より小さくなり、またエンジン暖機完了後のときには冷却水温Ｔｗが高くなるほど１．０より小さくなる値が設定されている。また冷却温度が同じでも、基準燃料より標準燃料比重Ｇｓｔｄが大きくなる１．０より小さくなる値が設定されている。
【００７７】
コントロールユニット２１では、上記図８ステップ４１５で設定されたメイン噴射時期ＭＴＩ、上記図９ステップ４３０、４３１で設定されたパイロット噴射時期ＰＩＴ、パイロット噴射量ＰＱが得られるように三方弁１５を介してメイン噴射とパイロット噴射を制御すると共に、上記図１２ステップ４６５で設定された吸気温度ＴＩＮＴが得られるように流量制御弁４９を介してコレクタ３ａ内の吸気温度を制御する。このため、基準燃料のとき、低負荷域やエンジンの暖機完了前にあって冷却水温Ｔｗが低いとき、第１補正係数ＭＩＴ＿Ｋ１によりメイン噴射時期が進角され、第１補正係数ＰＩＴ＿Ｋ１によりパイロット噴射時期が遅角され、第１補正係数ＰＱ＿Ｋ１によりパイロット噴射量が増量され、かつパイロット噴射に先立つ第２のパイロット噴射が行われる（パイロット噴射回数が増やされる）と共に、第１補正係数ＴＩＮＴ＿Ｋ１により吸気温度が高くされ、また冷却水温が同じであれば基準燃料より標準燃料比重Ｇｓｔｄが大きくなるほど、メイン噴射時期が進角され、パイロット噴射時期が遅角され、パイロット噴射量が増量されると共に、吸気温度が高くされる。
【００７８】
この反対に基準燃料のとき、中・高負荷域やエンジンの暖機完了後にあって冷却水温Ｔｗが高いとき、第２補正係数ＭＩＴ＿Ｋ２によりメイン噴射時期が遅角され、第２補正係数ＰＩＴ＿Ｋ２によりパイロット噴射時期が進角され、第２補正係数ＰＱ＿Ｋ２によりパイロット噴射量が減量されると共に、第２補正係数ＴＩＮＴ＿Ｋ２により吸気温度が低くされ、また冷却水温が同じであれば基準燃料より標準燃料比重Ｇｓｔｄが大きくなるほど、メイン噴射時期が遅角され、パイロット噴射時期が進角され、パイロット噴射時期量が減量されると共に、吸気温度が低くされる。
【００７９】
コントロールユニット２１ではまた、上記図１０ステップ４４４で設定された燃料噴射圧ＰＲＡＩＬが得られるように圧力制御弁１９を介してコモンレール圧を制御し、上記図１１ステップ４５４で設定された過給圧ＰＢＯＯＳＴが得られるように可変ノズル２７を介して過給圧を制御する。このため、基準燃料のとき、中・高負荷域では冷却水温Ｔｗが高いほど噴射圧補正係数ＰＲＡＩＬ＿Ｋにより燃料噴射圧が高くされ、過給圧補正係数ＰＢＯＯＳＴ＿Ｋにより過給圧が高くされ、また冷却水温が同じであれば基準燃料より標準燃料比重Ｇｓｔｄが大きくなるほど、燃料噴射圧が高くされ、過給圧が高くされる。
【００８０】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００８１】
本実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、エンジンの暖機完了後や中・高負荷域（エンジン温度が所定値より高い運転条件やエンジン負荷が所定値より大きい運転条件）では予混合燃焼割合制御手段を用いて、使用している燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値である標準燃料比重Ｇｓｔｄが基準燃料より大きくなるほど燃焼中の予混合燃焼割合が増加する側つまり基準燃料の使用時よりも燃焼状態がよくなる側に補正するので、基準燃料よりも芳香族炭化水素含有量の多い燃料が使用されるときにおいても、エンジンの暖機完了後や中・高負荷域におけるスモーク排出量の増加を抑制できる。
【００８３】
また、パイロット噴射量を基準燃料の使用時より減らすか、パイロット噴射時期を基準燃料の使用時より進めるか、メイン噴射時期を基準燃料の使用時より遅らせるか、吸気温度を基準燃料の使用時より下げるかの少なくとも一つを行うことで（請求項５に記載の発明）、基準燃料の使用時より予混合燃焼割合が増加し、これにより、基準燃料より芳香族炭化水素含有量が多い燃料が使用されるときにおいても、燃料の着火遅れ期間が確実に延長され、スモーク排出量が抑制されている。
【００８４】
本実施形態（請求項６、８に記載の発明）によれば、使用している燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値である標準燃料比重Ｇｓｔｄが基準燃料よりも芳香族炭化水素含有量が多いことを示すとき、エンジン負荷が所定値より大きい運転条件やエンジン温度が所定値より高い運転条件で補正係数ＰＢＯＯＳＴ＿Ｋにより過給圧（空気過剰率）を基準燃料の使用時より大きくすると共に補正係数ＰＡＩＬ＿Ｋにより燃料噴射圧を基準燃料の使用時より高くするので、拡散燃焼中であっても燃料と空気の混合を促進でき、スモークの排出を抑制できる。
【００８５】
実施形態では、予混合燃焼割合制御手段がパイロット噴射量、パイロット噴射回数、パイロット噴射時期、メイン噴射時期、吸気温度の少なくとも一つを制御する手段である場合で説明したが、圧縮比を可変に制御し得る機構を備えるエンジンではこれに実圧縮比を加えてもかまわない（請求項５に記載の発明）。
【００８６】
実施形態では、燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値が標準燃料比重である場合で説明したが、標準燃料比重と燃料中の芳香族炭化水素含有量との間には図３に示す関係があるので、標準燃料比重から図３を内容とするテーブルを検索して燃料中の芳香族炭化水素含有量を求め、この燃料中の芳香族炭化水素含有量を標準燃料比重に代えて用いることができる（請求項１０に記載の発明）。このとき、比較的簡易な構成で燃料中の芳香族炭化水素含有量を正確に求めることができる。
【００８７】
最後に、請求項１に記載の芳香族炭化水素含有量相関値検出手段の機能は図６のフローにより、補正手段の機能は図７、図８、図９、図１２のフローにより果たされてる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す概略構成図。
【図２】軽油の標準燃料比重とセタン価の関係を示す特性図。
【図３】軽油の標準燃料比重と芳香族炭化水素成分含有量の関係を示す特性図。
【図４】軽油の粘度とセタン価の関係を示す特性図。
【図５】メインルーチンを説明するためのフローチャート。
【図６】燃料比重の検出を説明するためのフローチャート。
【図７】燃焼制御を説明するためのフローチャート。
【図８】メイン噴射時期制御を説明するためのフローチャート。
【図９】パイロット噴射制御を説明するためのフローチャート。
【図１０】燃料噴射圧制御を説明するためのフローチャート。
【図１１】過給圧制御を説明するためのフローチャート。
【図１２】吸気温度制御を説明するためのフローチャート。
【図１３】メイン噴射時期の第１補正係数の特性図。
【図１４】メイン噴射時期の第２補正係数の特性図。
【図１５】パイロット噴射時期の第１補正係数の特性図。
【図１６】パイロット噴射量の第１補正係数の特性図。
【図１７】パイロット噴射時期の第２補正係数の特性図。
【図１８】パイロット噴射量の第２補正係数の特性図。
【図１９】燃料噴射圧の補正係数の特性図。
【図２０】過給圧補正係数の特性図。
【図２１】吸気温度の第１補正係数の特性図。
【図２２】吸気温度の第２補正係数の特性図。
【符号の説明】
７エアフローメータ（吸入空気量検出手段）
１５三方弁（拡散燃焼割合制御手段及び予混合燃焼制御手段）
２１コントロールユニット
２５ターボ過給機
３１温度センサ（エンジン温度検出手段）
３５温度センサ（燃料温度検出手段）
３６アクセルセンサ（負荷検出手段）
３７空燃比センサ（実空燃比検出手段）
４９流量制御弁（拡散燃焼割合制御手段及び予混合燃焼制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
There is one that detects the cetane number of light oil that is a fuel of a diesel engine and controls the fuel injection timing in accordance with the detected cetane number (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication 3-45181
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the combustion deteriorates under operating conditions in which the engine temperature is lower than a predetermined value (for example, before the engine warm-up is completed) or operating conditions in which the engine load is lower than a predetermined value (low load range), HC emissions increase or misfire occurs. On the other hand, when the engine temperature is higher than a predetermined value (for example, after the engine has been warmed up) or when the engine load is higher than a predetermined value (medium / high load range), the smoke emission increases. Therefore, in order to improve combustion, a diffusion combustion rate control means that can control the diffusion combustion rate during combustion and a premixed combustion rate control means that can control the premixed combustion rate during combustion are provided. In other words, under operating conditions where the engine temperature is low or where the engine load is low, the diffusion combustion ratio control means is used to control the diffusion combustion ratio during combustion, and the operation conditions where the engine temperature is high or the engine load is large. In terms of conditions, the premixed combustion rate control means is used to control the premixed combustion rate during combustion to improve the combustion state.
[0005]
On the other hand, when market research was conducted on diesel oil, which is the fuel for diesel engines, the results shown in FIGS. 2 to 4 were obtained. That is, as shown in FIG. 2, the cetane number decreases in inverse proportion to the standard fuel specific gravity, and the lower the standard fuel specific gravity, the higher the 10% distillation point representing the evaporability (the lower the distillation temperature). The reason for this is that, as shown in FIG. 3, the higher the standard fuel specific gravity, the lower the cetane number and the lower the evaporation property, and the higher the aromatic hydrocarbon content having a benzene ring structure. Seem. Since the viscosity is proportional to the standard fuel specific gravity, the cetane number decreases in inverse proportion to the viscosity as shown in FIG.
[0006]
In view of such market research, two set values are the diffusion combustion ratio under operating conditions with low engine temperature and operating conditions with low engine load, and the premixed combustion ratio under operating conditions with high engine temperature and operating conditions with high engine load. It is conceivable that a fuel with an aromatic hydrocarbon content different from that of the reference fuel used to determine the fuel is used, especially when a fuel with a higher aromatic hydrocarbon content than the reference fuel is used. Shi , D Smoke emissions may increase under operating conditions where engine temperature is high or engine load is high.
[0007]
Therefore, the present invention is practical, simple and accurate, depending on the quality of the fuel. T Premixed combustion rate under operating conditions with high engine temperature and engine load Control The purpose is to control. Specifically, fuel quality is the content of aromatic hydrocarbons and their correlation values. T The premixed combustion ratio is controlled under operating conditions where the engine temperature is high or the engine load is high.
[0008]
On the other hand, Patent Document 1 describes that there is a proportional relationship between the fuel viscosity and the cetane number, and the higher the fuel viscosity, the higher the cetane number. However, in the market research conducted by the present inventor, as shown in FIG. 4, the correlation between the fuel viscosity and the cetane number is low and inversely proportional, and the higher the fuel viscosity, the lower the cetane number. It has become. This is because, as described above with reference to FIG. 3, the higher the standard fuel specific gravity, the higher the content of aromatic hydrocarbons having a benzene ring structure that has a lower cetane number and lower evaporation. In addition, aromatic hydrocarbons generally have a polycyclic structure with linear or side chain structures, and are generally heavy with a large number of carbon atoms. The fuel viscosity increases as the content increases. Therefore, as described above, since the fuel viscosity increases in proportion to the standard fuel specific gravity, the cetane number decreases in inverse proportion to the fuel viscosity as shown in FIG. That is, aside from the fact that the relationship between the fuel viscosity and the cetane number is reversed, the cetane number cannot be accurately detected by detecting the fuel viscosity. The technical idea is different between the present invention in which the correlation value of the group hydrocarbon content and the standard fuel specific gravity are employed and the above-mentioned Patent Document 1 in which the cetane number and the fuel viscosity are employed.
[0009]
Further, in Patent Document 1, a fuel viscosity measuring unit is provided with a mechanism for measuring the falling time of a weight that falls by gravity at a certain distance in the fuel tank, and the viscosity measurement result is corrected based on the measurement result of the temperature measuring unit. And the cetane number is determined. Such a method requires a complicated mechanism for measuring the viscosity of the fuel, and therefore deprives the design freedom of the fuel tank, deteriorates the productivity, and inevitably increases the cost. Moreover, if the vehicle is tilted, it is assumed that the friction of the viscosity measuring mechanism itself in the fuel tank changes, and for this reason, it is difficult to accurately measure the viscosity and thus detect the cetane number.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a load detection means for detecting engine load, an aromatic hydrocarbon content correlation value detection means for detecting a correlation value of aromatic hydrocarbon contents in the fuel being used, and a pre-combustion during combustion. Premixed combustion rate control means capable of controlling the mixed combustion rate, based on the detection result of the detection means, Medium / high load range Then, the premixed combustion rate control means is used to correct the premixed combustion rate during combustion as the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel being used becomes larger than the reference fuel. Constitute.
[0011]
The present invention also provides an engine temperature detecting means for detecting the engine temperature and an aromatic in the fuel used. hydrocarbon Aromatic hydrocarbon content correlation value detecting means for detecting content correlation value; , Burning Premixed combustion rate control means capable of controlling the premixed combustion rate during firing, and based on the detection result of the detecting means , D Engine temperature Where Under operating conditions higher than a fixed value, the premixed combustion rate control means is used to increase the premixed combustion rate during combustion as the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel being used becomes larger than the reference fuel. It is configured to correct to
[0012]
The present invention also provides engine temperature detection means for detecting engine temperature, load detection means for detecting engine load, and aromatic hydrocarbon content detection for detecting aromatic hydrocarbon content in the fuel being used. And a premixed combustion rate control means for increasing the premixed combustion rate during combustion, and based on the detection result of the detecting means, the engine temperature is higher than a predetermined value or Medium / high load range Then, the premixed combustion rate control means is used to correct the premixed combustion rate during combustion to be increased as the aromatic hydrocarbon content in the fuel used becomes larger than the reference fuel.
[0013]
【The invention's effect】
In the present invention , D The fuel used by the premixed combustion rate control means under operating conditions where the engine temperature is higher than the predetermined value (after the engine warm-up is completed) and operating conditions where the engine load is higher than the predetermined value (medium / high load range) As the content of aromatic hydrocarbons in the fuel or its correlation value is larger than that of the reference fuel, the premixed combustion ratio during combustion increases, that is, the side where the combustion state is better than when the reference fuel is used. Even when fuels with a high aromatic hydrocarbon content are used, increase in HC emissions and misfires are suppressed before engine warm-up is completed and in low-load areas, and after engine warm-up is completed, An increase in smoke emissions in a high load range can be suppressed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of a diesel engine according to an embodiment.
[0015]
In FIG. 1, an EGR valve 6 that is driven by a stepping motor 5 is provided in an EGR passage 4 that connects an exhaust passage 2 of the engine 1 and a collector portion 3 a of the intake passage 3. The stepping motor 5 is driven by a control signal from the control unit 21 and thereby obtains a predetermined EGR rate corresponding to the operating conditions. This is because NOx increases as the combustion temperature rises. Therefore, in order to suppress the combustion temperature, a part of the exhaust gas is recirculated to the intake passage to lower the combustion temperature, thereby reducing the generation of NOx.
[0016]
The EGR passage 4 includes an EGR cooler 47 for cooling the EGR gas. The EGR cooler 47 has a double structure consisting of an inner tube and an outer tube, and EGR gas flows through the inner tube and engine coolant (refrigerant) flows through the outer tube. This cooling water is the cooling water that flows through the flow path 48 that bypasses the main flow path to the engine (water jacket). The bypass flow path 48 is provided with a flow rate control valve 49 for adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the EGR cooler 47 so that the intake air temperature TI in the collector portion 3a matches the target value by the control unit 21. This flow control valve 49 is controlled.
[0017]
The engine includes a common rail fuel injection device 10 as a fuel supply device. The fuel injection device 10 mainly includes a fuel tank 11, a supply pump 12, a pressure accumulation chamber 13, and a nozzle (not shown) provided for each cylinder. The fuel pressurized by the supply pump 12 is temporarily stored in the pressure accumulation chamber 13. After that, the high pressure fuel in the pressure accumulating chamber 13 is distributed to the nozzles corresponding to the number of cylinders.
[0018]
The nozzle includes a needle valve, a nozzle chamber, a fuel supply passage to the nozzle chamber, a retainer, a hydraulic piston, a return spring, and the like, and a three-way valve (electromagnetic valve) 15 is interposed in the fuel supply passage to the hydraulic piston. When the three-way valve 15 is OFF, the needle valve is in a seated state. When the three-way valve 15 is turned ON, the needle valve is raised and fuel is injected from the nozzle hole at the tip of the nozzle. That is, if the three-way valve 15 is switched from OFF to ON, the fuel injection start timing is adjusted by the ON time, and the fuel injection amount is adjusted by the ON time. The amount increases.
[0019]
Further, in order to control the pressure of the common rail 13, a part of the fuel discharged from the supply pump 12 is returned to the fuel supply passage 16 via the overflow passage 17 provided with the one-way valve 18, and this overflow A pressure control valve 19 for changing the flow path area of the passage 17 is provided. The pressure control valve 19 controls the pressure of the common rail 13 by changing the flow area of the overflow passage 17 in accordance with the duty control signal from the control unit 21 and adjusting the fuel discharge amount to the common rail 13. The target value of the common rail pressure is determined in advance according to the operating conditions, and the control amount to the pressure control valve 19 is feedback controlled so that the actual common rail pressure detected by the pressure sensor 34 matches this target value.
[0020]
In the control unit 21 to which signals from the accelerator opening sensor 36, the

crank angle sensors

32 and 33 for detecting the engine speed and the crank angle, and the water temperature sensor 31 are inputted, the engine speed and the accelerator opening (hereinafter referred to as "load"). )), The main injection amount is calculated, the ON time of the three-way valve 15 is controlled in accordance with the calculated main injection amount, and the timing for switching the three-way valve 15 to ON is controlled. A predetermined injection start timing (injection timing) is obtained.
[0021]
A variable capacity turbocharger 25 is provided in the exhaust passage 2 downstream of the opening of the EGR passage 4. This is because a variable nozzle 27 driven by an actuator 28 is provided at the scroll inlet of the exhaust turbine 26. The control unit 21 controls the variable nozzle 27 so that the supercharging pressure PB in the collector portion 3a matches the target value. To be controlled.
[0022]
The actuator 28 includes a diaphragm actuator that drives the variable nozzle 27 in response to the control pressure, and a pressure control valve that adjusts the control pressure to the diaphragm actuator. A duty control signal is generated so as to be a degree, and this duty control signal is output to the pressure control valve.
[0023]
The exhaust passage 2 downstream of the exhaust turbine 26 is provided with a post-treatment device (for example, an oxidation catalyst, a NOx trap catalyst) 41. The NOx trap catalyst traps NOx (nitrogen oxides) in the exhaust during lean combustion when the excess air ratio is greater than 1.0, and during rich combustion (or theory) when the excess air ratio becomes 1.0 or less. At the time of combustion at the air-fuel ratio, the trapped NOx is reduced and purified using HC and CO in the exhaust as a reducing agent. In order to reduce and purify the trapped NOx when the NOx trapped by the NOx trap catalyst at the time of lean combustion reaches the limit of the allowable range, the engine controller 21 seems to perform rich combustion when the predetermined exhaust temperature is secured. To control the excess air rate.
[0024]
In this case, rich combustion or combustion at the stoichiometric air-fuel ratio may not be obtained with the supercharger 25 alone, so that the intake passage 3 immediately upstream of the intake collector 3a responds to the control pressure from the pressure control valve. An intake throttle valve 45 driven by a diaphragm actuator 46 is provided. The configuration of the actuator 46 is the same as that of the EGR valve 6, and the pressure control valve for the intake throttle valve is also driven by the duty control signal from the control unit 21.
[0025]
On the other hand, combustion occurs under operating conditions in which the coolant temperature Tw as the engine temperature is lower than a predetermined value (for example, before completion of engine warm-up as in cold start) or operating conditions in which the engine load is lower than a predetermined value (that is, in a low load range). As the engine becomes worse, HC emissions increase or misfires occur. On the contrary, operating conditions where Tw is higher than a predetermined value (after completion of engine warm-up) and operating conditions where the engine load is higher than a predetermined value (that is, medium / high load range) ), The smoke emission amount increases, so that in order to improve the combustion, the diffusion combustion rate control means that can control the diffusion combustion rate during combustion and the premixed combustion rate that can be controlled during combustion are controlled. And a mixed combustion ratio control means. In other words, the diffusion combustion rate control means is used to control the diffusion combustion rate during combustion before the engine warm-up is completed or in a low load region, and after the engine warm-up is completed or in the middle / high load region. By controlling the premixed combustion rate during combustion using the mixed combustion rate control means, not only before the engine warm-up is completed and in the low load range, but also after the engine warm-up is completed and in the middle and high load range, that is, The combustion state is improved in all operating areas.
[0026]
2 to 4 show the results of market research on diesel oil, which is the fuel for diesel engines. That is, as shown in FIG. 2, the cetane number decreases in inverse proportion to the standard fuel specific gravity, and although not shown, the 10% distillation point representing evaporability becomes higher (lower distillation temperature) as the standard fuel specific gravity decreases. Yes. The reason for this is that, as shown in FIG. 3, the higher the standard fuel specific gravity, the lower the cetane number and the lower the evaporation property, and the higher the aromatic hydrocarbon content having a benzene ring structure. Seem. Since the viscosity is proportional to the standard fuel specific gravity, the cetane number tends to decrease in inverse proportion to the viscosity as shown in FIG.
[0027]
In view of such market research, it was used to determine the set value of the diffusion combustion ratio before completion of engine warm-up and in the low load range, and the premix combustion ratio after completion of engine warm-up and in the middle and high load ranges. It is conceivable that a fuel with a specific gravity different from that of the fuel (reference fuel) may be used, especially when fuel with a higher fuel specific gravity than the reference fuel is used. On the other hand, there is a possibility that the HC emission amount increases or misfire occurs in the region, and the smoke emission amount increases after the engine warm-up is completed or in the middle / high load region.
[0028]
Therefore, the control unit 21 newly estimates (calculates) the specific gravity of the fuel being used, and the estimated specific gravity of fuel is greater than that of the reference fuel using the diffusion combustion rate control means before the engine is warmed up or in a low load range. The larger the value, the more the diffusion combustion rate during combustion is corrected to increase, and the pre-mixed combustion rate control means is used before the engine warm-up is completed or in the low load range. Correct the premixed combustion rate to increase.
[0029]
Here, the diffusion combustion ratio control means and the premixed combustion ratio control means are the same means, specifically, at least one of the following means.
[0030]
(1) Means for controlling the pilot injection amount
(2) Means for controlling the number of pilot injections
(3) Means for controlling pilot injection timing
(4) Means for controlling the main injection timing
(5) Means for controlling the intake air temperature
However, in the present embodiment, when all five of them are provided, the pilot injection amount is increased from the time of using the reference fuel, the number of pilot injections is increased, or the pilot injection timing is delayed from the time of using the reference fuel. When the main injection timing is advanced from the time when the reference fuel is used or the intake air temperature is increased from the time when the reference fuel is used, the diffusion combustion ratio increases. The premixed combustion ratio increases when it is reduced, the pilot injection timing is advanced from the time of using the reference fuel, the main injection timing is delayed from the time of using the reference fuel, or the intake air temperature is lowered from the time of using the reference fuel.
[0031]
For this reason, the engine controller 21 has an output Qa of the air flow meter 7, a fuel temperature TF from the temperature sensor 35 installed in the fuel pipe, and an oxygen from the air-fuel ratio sensor 37 disposed downstream of the post-processing device 41. Signals of concentration O2, supercharging pressure PB from the pressure sensor 38, and intake air temperature TI from the temperature sensor 39 are input.
[0032]
The contents of the combustion control executed by the control unit 21 will be described below based on the flowchart.
[0033]
FIG. 5 shows a main routine for performing combustion control. In FIG. 5, at step 100, the coolant temperature Tw detected by the water temperature sensor 31, the engine speed Ne detected by the crank angle sensor 32, the cylinder discrimination value Cyl detected by the crank angle sensor 33, and the pressure sensor 34 are detected. The common rail pressure PCR, the output Qa of the air flow meter 7, the fuel temperature TF detected by the temperature sensor 35, the load L detected by the accelerator sensor 36, and the oxygen concentration O2 detected by the air-fuel ratio sensor 37 are read.
[0034]
In step 200 of FIG. 5, a predetermined map stored in advance in the ROM of the control unit 21 is searched from the engine speed Ne and the load L to obtain the main injection amount (fuel supply amount) Qmain.
[0035]
In step 300 of FIG. 5, the specific gravity of the fuel being used is detected. The detection of the specific gravity of the fuel will be described with reference to the flow of FIG. In FIG. 6 (subroutine of step 300 in FIG. 5), in step 310, a predetermined table stored in advance in the ROM of the control unit 21 is searched from the output Qa of the air flow meter 7 to obtain the intake air amount Qair.
[0036]
Step 320 in FIG. 6 is similar to step 200 in FIG. That is, a predetermined map stored in advance in the ROM of the control unit 21 is searched from the engine speed Ne and the load L to obtain the main injection amount (fuel injection amount) Qmain.
[0037]
Note that the method of calculating the main injection amount Q main here is not limited to this. For example, a predetermined map stored in advance in the ROM of the control unit 21 is searched from the engine speed Ne and the load L to obtain the fuel injection period Mperiod of the main injection, and detected by the fuel injection period Mperiod and the pressure sensor 34. The main injection amount Qmain may be obtained by searching a predetermined map stored in advance in the ROM of the control unit 21 from the actual common rail pressure PCR.
[0038]
In step 330 of FIG. 6, the actual air-fuel ratio AFreal of the exhaust gas is obtained by searching a predetermined table stored in advance in the ROM of the control unit 21 from the oxygen concentration O2 detected by the air-fuel ratio sensor 37.
[0039]
Step 340 in FIG. 6 checks whether the conditions are suitable for detecting the specific gravity of the fuel. Normally, EGR for reducing NOx is generally performed in the engine, and when EGR is performed, the air-fuel ratio of the exhaust shifts to the rich side. In order to obtain the actual air-fuel ratio, correction by EGR is required. However, since there is a concern that the detection accuracy of the actual air-fuel ratio deteriorates due to the correction, it is desirable that the actual air-fuel ratio detection command be issued in a region where the operation of EGR is stopped. For this reason, in the present embodiment, the fuel specific gravity detection condition is satisfied when the EGR operation is stopped.
[0040]
When the detection condition is not satisfied, the fuel specific gravity is not detected (calculated) and the process proceeds to step 400 in FIG.
[0041]
If the detection condition is satisfied, the process proceeds from step 340 in FIG. 6 to step 350 to calculate the actual fuel specific gravity Gfuel. That is, the actual fuel amount (weight flow rate) Gmain is obtained from the intake air flow rate Qair and the actual air-fuel ratio AFreal by the following equation.
[0042]
Gmain = Qair / AFreal (1)
The actual fuel specific gravity Gfuel is calculated from the actual fuel amount (weight flow rate) Gmain and the main injection amount (volume flow rate) Qmain by the following equation.
[0043]
Gfuel = Gmain / Qmain (2)
In step 360 of FIG. 6, a predetermined map stored in the ROM of the control unit 21 in advance is searched from the actual fuel specific gravity Gfuel thus obtained and the fuel temperature TF detected by the sensor 35. The fuel specific gravity in the standard state (atmospheric pressure, 20 ° C.), that is, the standard fuel specific gravity Gstd is calculated. That is, when the fuel temperature TF is higher than the fuel temperature (20 ° C.) in the standard state, a value corrected to increase the actual fuel specific gravity Gfuel, and the fuel temperature TF is lower than the fuel temperature (20 ° C.) in the standard state. In some cases, the standard fuel specific gravity Gstd is a value obtained by correcting the actual fuel specific gravity Gfuel to be smaller.
[0044]
When the detection of the standard fuel specific gravity Gstd of the fuel used in this way is completed, the flow returns to FIG. 5, and even when a fuel with a fuel specific gravity different from the reference fuel is used in step 400, the predetermined exhaust performance is maintained. Combustion control is performed so as to obtain. This combustion control will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 7 (subroutine of step 400 in FIG. 6), in steps 410 to 460, main injection timing control, pilot injection control, fuel injection pressure control, supercharging pressure control, and intake air temperature control are performed. The contents of each control are shown in FIGS. 8 to 12, and will be described in order.
[0045]
FIG. 8 (subroutine of step 410 in FIG. 7) is for performing the main injection timing control. In step 411, the basic main injection timing MIT_B is obtained by searching a predetermined map stored in advance in the ROM of the control unit 21 from the engine speed Ne and the main injection amount Qmain. In this case, the search value of the basic main injection timing MIT_B matches the reference fuel. Here, the reference fuel is selected from the commercially available fuels with the lowest standard fuel specific gravity, and the search value is set so that the combustion state is good under all operating conditions when this reference fuel is used. ing.
[0046]
In step 412, it is determined whether or not the operating condition determined from the engine speed Ne and the main injection amount Qmain is in the low load range.
[0047]
When it is determined that the operating condition is in the low load region, the first correction of the main injection timing is performed by searching a map having the contents shown in FIG. 13 from the engine coolant temperature Tw and the standard fuel specific gravity Gstd in step 413. The coefficient MIT_K1 is obtained, and if it is determined that the load is not in the low load range, the second correction of the main injection timing is performed by searching a map containing FIG. 14 from the coolant temperature Tw and the standard fuel specific gravity Gstd in step 414. The coefficient MIT_K2 is obtained.
[0048]
In step 415, the main injection timing MIT is set by correcting the basic main injection timing MIT_B as follows using the first correction coefficient MIT_K1 or the second correction coefficient MIT_K2.
[0049]
Low load region: MIT = MIT_B + MIT_K1 (3)
Middle / high load range: MIT = MIT_B-MIT_K2 (4)
(3) is a formula that corrects the main injection timing to the advance side in the low load range, and (4) is a formula that corrects the main injection timing to the retard side in the middle / high load range, which is the non-low load range. is there.
[0050]
Here, the first correction coefficient MIT_K1 and the second correction coefficient MIT_K2 of the main injection timing are lower than the cooling temperature after completion of engine warm-up in the case of the reference fuel as shown in FIGS. Before the warm-up is completed, a value is set that increases as the cooling water temperature Tw decreases, and increases after the engine warm-up completes as the cooling water temperature Tw increases. Even when the cooling temperature is the same, a larger value is set as the standard fuel specific gravity Gstd becomes larger than the reference fuel.
[0051]
FIG. 9 (subroutine of step 420 in FIG. 7) is for performing pilot injection control. In steps 421 and 422, the basic pilot injection timing PIT_B and the basic pilot injection amount PQ_B are obtained by searching a predetermined map stored in advance in the ROM of the control unit 21 from the engine speed Ne and the main injection amount Qmain. In this case, the search values for the basic pilot injection timing and the basic pilot injection amount match the reference fuel, and the search values are set so that the combustion state is good under all operating conditions when the reference fuel is used. is doing.
[0052]
In step 423, as in step 412 of FIG. 8, it is checked whether or not the operating condition is in the low load range.
[0053]
When the operating condition is in the low load region, the first correction of the pilot injection timing is performed by searching each map having the contents shown in FIGS. 15 and 16 from the coolant temperature Tw and the standard fuel specific gravity Gstd in steps 426 and 427. FIG. 17 and FIG. 18 include the coefficient PIT_K1 and the first correction coefficient PQ_K1 of the pilot injection amount, and the cooling water temperature Tw and the standard fuel specific gravity Gstd in steps 424 and 425 when the operating condition is not in the low load range. By searching each map, the second correction coefficient PIT_K2 for the pilot injection timing and the second correction coefficient PQ_K for the pilot injection amount are obtained.
[0054]
In step 428, the standard fuel specific gravity Gstd is compared with a predetermined value G0. When the standard fuel specific gravity Gstd is larger than the predetermined value G0, the routine proceeds to step 429, where a target value for performing the second pilot injection preceding the pilot injection (= injected at a timing earlier than the pilot injection) is set. To do. That is, the second pilot injection amount P2Q and the second pilot injection timing P2IT are set by searching a predetermined map stored in advance in the ROM of the control unit 21 from the engine speed Ne and the main injection amount Qmain. When the standard fuel specific gravity is less than or equal to the predetermined value G0, step 429 is skipped.
[0055]
In steps 430 and 431, the basic pilot injection timing PIT_B is set as follows using the first correction coefficient PIT_K1 or the second correction coefficient PIT_K2, and the basic pilot injection amount PQ_B is set as follows using the first correction coefficient PQ_K1 or the second correction coefficient PQ_K2. Respectively, and the pilot injection timing PIT and the pilot injection amount PQ are set.
[0056]

Equations (5) and (6) correct the pilot injection timing to the retard side and the pilot injection amount to the increase side in the low load range, respectively, and equations (7) and (8) are pilots in the medium and high load ranges. This is an equation for correcting the injection timing to the advance side and the pilot injection amount to the decrease side.
[0057]
Here, the first correction coefficient PIT_K1 and the second correction coefficient PIT_K2 of the pilot injection timing are lower than the cooling temperature after completion of engine warm-up in the case of the reference fuel as shown in FIGS. Before the completion of the engine), a value is set such that the lower the cooling water temperature Tw is, the higher the cooling water temperature is. Even when the cooling temperature is the same, a larger value is set as the standard fuel specific gravity Gstd becomes larger than the reference fuel.
[0058]
Further, the first correction coefficient PQ_K1 of the pilot injection amount is lower than the cooling temperature after completion of engine warm-up (before completion of engine warm-up) in the case of reference fuel as shown in FIG. The value is set to be higher than 1.0 as the value is lower, and is set to be higher than 1.0 as the coolant temperature Tw is higher after the completion of engine warm-up. Further, even when the cooling temperature is the same, a value that is larger than 1.0 is set as the standard fuel specific gravity Gstd becomes larger than the reference fuel.
[0059]
On the other hand, the second correction coefficient PQ_K2 in the case of the reference fuel as shown in FIG. 18 is lower than the cooling temperature after completion of engine warm-up (before completion of engine warm-up), the lower the coolant temperature Tw is. A value smaller than 1.0 is set as the cooling water temperature Tw increases when the engine warm-up is completed. Further, even when the cooling temperature is the same, a value smaller than 1.0 is set as the standard fuel specific gravity Gstd becomes larger than the reference fuel.
[0060]
FIG. 10 (subroutine of step 440 in FIG. 7) is for performing fuel injection pressure control. In step 441, the basic injection pressure PRAIL_B is obtained by searching a predetermined map stored in advance in the ROM of the control unit 21 from the engine rotational speed Ne and the main injection amount Qmain. In this case, the search value of the basic injection pressure matches the reference fuel, and the search value is set so that the combustion state is good under all operating conditions when the reference fuel is used.
[0061]
In step 442, as in step 412 in FIG. 8, it is determined whether or not the operating condition is in the low load range.
[0062]
If the operating condition is in the low load region, the process proceeds to step 444 as it is. If the operating condition is not in the low load region, a map including FIG. 19 is obtained from the cooling water temperature Tw and the standard fuel specific gravity Gstd in step 443. By searching for the injection pressure correction coefficient PRAIL_K, the process proceeds to step 444.
[0063]
In step 444, the fuel injection pressure PRAIL is set as follows.
[0064]
Low load region: PRAIL = PRAIL_B (9)
Medium / high load range: PRAIL = PRAIL_B × PRAIL_K (10)
Expression (10) is an expression for correcting the fuel injection pressure to be increased in the middle / high load range.
[0065]
Here, as shown in FIG. 19, the injection pressure correction coefficient PRAIL_K is set to a value that is larger than 1.0 as the cooling water temperature Tw is lower when the reference fuel is used. Further, even when the cooling temperature is the same, a value that is larger than 1.0 is set as the standard fuel specific gravity Gstd becomes larger than the reference fuel.
[0066]
FIG. 11 (subroutine of step 450 in FIG. 7) is for performing supercharging pressure control (excess air ratio control). In step 451, the basic boost pressure PBOOST_B is obtained by searching a predetermined map stored in advance in the ROM of the control unit 21 from the engine speed Ne and the main injection amount Qmain. In this case, the search value of the basic supercharging pressure matches the reference fuel, and the search value is set so that the combustion state is good under all operating conditions when the reference fuel is used.
[0067]
In step 452, it is checked whether or not the operating condition is in the low load region as in step 412 of FIG.
[0068]
If the operating condition is in the low load region, the process proceeds directly to step 454. If the operating condition is not in the low load region, a map containing FIG. 20 is obtained from the cooling water temperature Tw and the standard fuel specific gravity Gstd in step 453. By searching for the boost pressure correction coefficient PBOOST_K, the process proceeds to step 454.
[0069]
In step 454, the supercharging pressure PBOOST is set as follows.
[0070]
Low load region: PBOOST = PBOOST_B (11)
Medium / high load range: PBOOST = PBOOST_B × PBOOST_K (12)
Expression (12) is an expression that corrects the boost pressure in the middle / high load range.
[0071]
Here, as shown in FIG. 20, the supercharging pressure correction coefficient PBOOST_K is set to a value that is larger than 1.0 as the coolant temperature Tw is higher when the reference fuel is used. Further, even when the cooling temperature is the same, a value that is larger than 1.0 is set as the standard fuel specific gravity Gstd becomes larger than the reference fuel.
[0072]
FIG. 12 (subroutine of step 460 in FIG. 7) is for performing intake air temperature control. In step 461, the basic intake air temperature TINT_B is obtained by searching a predetermined map stored in advance in the ROM of the control unit 21 from the engine speed Ne and the main injection amount Qmain. In this case, the search value of the basic intake air temperature TINT_B matches the reference fuel, and the search value is set so that the combustion state is good under all operating conditions when the reference fuel is used.
[0073]
In step 462, as in step 412 in FIG. 8, it is determined whether or not the operating condition is in the low load range.
[0074]
If the operating condition is in the low load range, the first correction coefficient TINT_K1 of the intake air temperature is determined by searching each map having the contents shown in FIG. 21 from the coolant temperature Tw and the standard fuel specific gravity Gstd in step 463. If the condition is not in the low load region, a second correction coefficient TINT_K2 for the intake air temperature is obtained by searching a map having the contents shown in FIG. 22 from the coolant temperature Tw and the standard fuel specific gravity Gstd in step 464.
In step 465, the intake air temperature TINT is set by correcting the basic intake air temperature TINT_B as follows using the first correction coefficient TINT_K1 or the second correction coefficient TINT_K2.
[0075]
At low load operation: TINT = TINT_B × TINT_K1 (13)
Non-low load operation: TINT = TINT_B × TINT_K2 (14)
Equation (13) is corrected to increase the intake air temperature during low load operation, and equation (14) is corrected to decrease the intake air temperature during non-low load operation.
[0076]
Here, the first correction coefficient TINT_K1 for the intake air temperature is lower than the cooling temperature after completion of engine warm-up (before completion of engine warm-up) in the case of reference fuel as shown in FIG. The value is set to be higher than 1.0 as the value is lower, and is set to be higher than 1.0 as the coolant temperature Tw is higher after the completion of engine warm-up. On the other hand, the second correction coefficient TINT_K2 for the intake air temperature is lower than the cooling temperature after completion of engine warm-up (before completion of engine warm-up) in the case of reference fuel as shown in FIG. The value is set to be smaller than 1.0 as Tw is lower, and is set to be smaller than 1.0 as the cooling water temperature Tw is higher after the completion of engine warm-up. Further, even when the cooling temperature is the same, a value smaller than 1.0 where the standard fuel specific gravity Gstd is larger than the reference fuel is set.
[0077]
In the control unit 21, the main injection timing MTI set in step 415 in FIG. 8, the pilot injection timing PIT set in steps 430 and 431 in FIG. 9 and the pilot injection amount PQ are obtained via the three-way valve 15. The main injection and pilot injection are controlled, and the intake air temperature in the collector 3a is controlled via the flow rate control valve 49 so that the intake air temperature TINT set in step 465 in FIG. 12 is obtained. For this reason, when the reference fuel is used, the main injection timing is advanced by the first correction coefficient MIT_K1 and the pilot injection is performed by the first correction coefficient PIT_K1 when the cooling water temperature Tw is low in the low load range or before the engine warm-up is completed. The timing is retarded, the pilot injection amount is increased by the first correction coefficient PQ_K1, the second pilot injection is performed prior to the pilot injection (the number of pilot injections is increased), and the intake air temperature is increased by the first correction coefficient TINT_K1. If the standard fuel specific gravity Gstd is larger than the reference fuel, the main injection timing is advanced, the pilot injection timing is retarded, the pilot injection amount is increased, and the intake air temperature is increased. Is raised.
[0078]
On the other hand, when the reference fuel is used and the coolant temperature Tw is high after completion of warming up of the engine in the middle / high load range, the main injection timing is retarded by the second correction coefficient MIT_K2, and the pilot is controlled by the second correction coefficient PIT_K2. If the injection timing is advanced, the pilot injection amount is reduced by the second correction coefficient PQ_K2, the intake air temperature is lowered by the second correction coefficient TINT_K2, and the standard fuel specific gravity Gstd is higher than the reference fuel if the cooling water temperature is the same. As the value increases, the main injection timing is retarded, the pilot injection timing is advanced, the pilot injection timing amount is reduced, and the intake air temperature is lowered.
[0079]
The control unit 21 also controls the common rail pressure via the pressure control valve 19 so as to obtain the fuel injection pressure PRAIL set in step 444 in FIG. 10, and the supercharging pressure PBOOST set in step 454 in FIG. The supercharging pressure is controlled via the variable nozzle 27 so as to obtain the above. Therefore, when the reference fuel is used, the fuel injection pressure is increased by the injection pressure correction coefficient PRAIL_K, the supercharging pressure is increased by the supercharging pressure correction coefficient PBOOST_K, and the cooling water temperature is increased as the cooling water temperature Tw is higher in the middle / high load range. If the standard fuel specific gravity Gstd is larger than the reference fuel, the fuel injection pressure is increased and the supercharging pressure is increased.
[0080]
Here, the operation of the present embodiment will be described.
[0081]
According to this embodiment (the invention described in claim 3) , D After the engine has been warmed up or in the middle / high load range (operating conditions in which the engine temperature is higher than a predetermined value or operating conditions in which the engine load is higher than a predetermined value) As the standard fuel specific gravity Gstd, which is the correlation value of the aromatic hydrocarbon content of the fuel, becomes larger than the reference fuel, the premixed combustion ratio during combustion is increased, that is, the combustion state is improved compared to when the reference fuel is used. Even when a fuel with a higher aromatic hydrocarbon content than the reference fuel is used , D It is possible to suppress an increase in smoke emissions after the engine has been warmed up and in medium and high load ranges.
[0083]
Also, reduce the pilot injection amount from when using reference fuel, advance the pilot injection timing from when using reference fuel, delay the main injection timing from when using reference fuel, or change the intake air temperature from when using reference fuel By doing at least one of 5 The premixed combustion rate is increased from the time when the reference fuel is used, so that even when a fuel having a higher aromatic hydrocarbon content than the reference fuel is used, the ignition delay period of the fuel is ensured. The smoke emissions are reduced.
[0084]
This embodiment (claims) 6 , 8 When the standard fuel specific gravity Gstd, which is a correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel used, indicates that the aromatic hydrocarbon content is higher than that of the reference fuel, the engine Under operating conditions where the load is greater than a predetermined value or when the engine temperature is higher than a predetermined value, the boost pressure (excess air ratio) is increased by using the correction coefficient PBOOST_K, and the fuel injection pressure is determined by the correction coefficient PAIL_K. Since it is higher than when fuel is used, mixing of fuel and air can be promoted even during diffusion combustion, and smoke emission can be suppressed.
[0085]
In the embodiment , Although the mixed combustion ratio control means has been described as a means for controlling at least one of the pilot injection amount, the number of pilot injections, the pilot injection timing, the main injection timing, and the intake air temperature, a mechanism capable of variably controlling the compression ratio is described. In the engine provided, an actual compression ratio may be added thereto (the invention according to claim 5).
[0086]
In the embodiment, the case where the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is the standard fuel specific gravity has been described. However, the standard fuel specific gravity and the aromatic hydrocarbon content in the fuel are shown in FIG. Since there is a relationship, a table containing the contents of FIG. 3 is retrieved from the standard fuel specific gravity to obtain the aromatic hydrocarbon content in the fuel, and the aromatic hydrocarbon content in the fuel is used in place of the standard fuel specific gravity. (Claims) 10 Invention described in 1.). At this time, the aromatic hydrocarbon content in the fuel can be accurately obtained with a relatively simple configuration.
[0087]
Finally, the function of the aromatic hydrocarbon content correlation value detecting means according to claim 1 is performed by the flow of FIG. 6, and the function of the correcting means is performed by the flows of FIG. 7, FIG. 8, FIG. I'm.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between standard fuel specific gravity and cetane number of light oil.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the standard fuel specific gravity of light oil and the content of aromatic hydrocarbon components.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the viscosity of light oil and the cetane number.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a main routine.
FIG. 6 is a flowchart for explaining detection of fuel specific gravity.
FIG. 7 is a flowchart for explaining combustion control.
FIG. 8 is a flowchart for explaining main injection timing control.
FIG. 9 is a flowchart for explaining pilot injection control.
FIG. 10 is a flowchart for explaining fuel injection pressure control.
FIG. 11 is a flowchart for explaining supercharging pressure control.
FIG. 12 is a flowchart for explaining intake air temperature control;
FIG. 13 is a characteristic diagram of a first correction coefficient for main injection timing.
FIG. 14 is a characteristic diagram of a second correction coefficient for main injection timing.
FIG. 15 is a characteristic diagram of a first correction coefficient for pilot injection timing.
FIG. 16 is a characteristic diagram of a first correction coefficient for a pilot injection amount.
FIG. 17 is a characteristic diagram of a second correction coefficient for pilot injection timing.
FIG. 18 is a characteristic diagram of a second correction coefficient for the pilot injection amount.
FIG. 19 is a characteristic diagram of a correction coefficient for fuel injection pressure.
FIG. 20 is a characteristic diagram of a supercharging pressure correction coefficient.
FIG. 21 is a characteristic diagram of a first correction coefficient for intake air temperature.
FIG. 22 is a characteristic diagram of a second correction coefficient for intake air temperature.
[Explanation of symbols]
7 Air flow meter (intake air volume detection means)
15 Three-way valve (diffusion combustion rate control means and premixed combustion control means)
21 Control unit
25 turbocharger
31 Temperature sensor (engine temperature detection means)
35 Temperature sensor (Fuel temperature detection means)
36 Accelerator sensor (load detection means)
37 Air-fuel ratio sensor (actual air-fuel ratio detection means)
49 Flow control valve (diffusion combustion rate control means and premixed combustion control means)

Claims

Load detection means for detecting engine load;
Aromatic hydrocarbon content correlation value detecting means for detecting a correlation value of aromatic hydrocarbon content in the fuel being used;
Premixed combustion rate control means capable of controlling the premixed combustion rate during combustion;
Based on the detection result of the detection means, the premixed combustion rate control means is used in the middle / high load range , and the higher the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel being used, the more the combustion is in progress. And a correction means for correcting the premixed combustion rate to the side where the premixed combustion rate increases.

Engine temperature detection means for detecting the engine temperature;
Aromatic hydrocarbon content correlation value detecting means for detecting a correlation value of aromatic hydrocarbon content in the fuel being used;
Premixed combustion rate control means capable of controlling the premixed combustion rate during combustion;
Based on the detection result of the detection means, the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel being used is higher than that of the reference fuel by using the premixed combustion ratio control means under operating conditions where the engine temperature is higher than a predetermined value. A control device for a diesel engine, comprising: correction means for correcting the premixed combustion ratio during combustion to be increased as the ratio increases.

Engine temperature detection means for detecting the engine temperature;
Load detection means for detecting engine load;
Aromatic hydrocarbon content detection means for detecting the aromatic hydrocarbon content in the fuel used,
Premixed combustion rate control means for increasing the premixed combustion rate during combustion, which can be controlled;
Based on the detection result of the detection means, the operating temperature is higher than a predetermined value, or in the middle / high load range , the premixed combustion rate control means is used to determine the aromatic hydrocarbon content in the fuel used. A control device for a diesel engine, comprising: correction means for correcting the premixed combustion ratio during combustion to be increased as the fuel becomes larger than the reference fuel.

3. The diesel engine control device according to claim 1, wherein the correlation value of the aromatic content in the fuel is a fuel specific gravity.

When the premixed combustion rate control means is means for controlling at least one of pilot injection amount, pilot injection number, pilot injection timing, main injection timing, intake air temperature, actual compression ratio,
Reduce the pilot injection amount compared to when using the reference fuel,
Reduce the number of pilot injections compared to when using the reference fuel,
Whether to advance the pilot injection timing from when the reference fuel is used,
Delay the main injection timing from the time of using the reference fuel,
Lower the intake air temperature when using the reference fuel, or
4. The correction according to claim 1, wherein at least one of lowering an actual compression ratio from that at the time of use of the reference fuel is corrected so as to increase the premixed combustion ratio. The diesel engine control device described.

When the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel used indicates that the aromatic hydrocarbon content is higher than that of the reference fuel, the excess air ratio is used in the medium / high load range. 2. The diesel engine control device according to claim 1, wherein the control unit is configured to increase the fuel injection pressure or to increase the fuel injection pressure compared to when the reference fuel is used.

When the content of aromatic hydrocarbons in the fuel used is higher than that of the reference fuel, the excess air ratio is increased in the middle / high load range than when the reference fuel is used, or the fuel injection pressure is set to the reference fuel. The diesel engine control device according to claim 3, wherein the control device is higher than that during use.

When the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel used indicates that the aromatic hydrocarbon content is higher than that of the reference fuel, the excess air ratio is used in the medium / high load range. 3. The diesel engine control device according to claim 2, wherein the control device is set to be larger than the time or the fuel injection pressure is made higher than when the reference fuel is used.

The aromatic hydrocarbon content detecting means includes a standard fuel specific gravity detecting means for detecting a standard fuel specific gravity which is a fuel specific gravity in a standard state, and an aromatic hydrocarbon content in the fuel based on the detected standard fuel specific gravity. 4. The diesel engine control device according to claim 3, further comprising an aromatic hydrocarbon content calculating means for calculating.

The standard fuel specific gravity detection means includes: a fuel temperature detection means for detecting a fuel temperature; a means for obtaining a fuel injection amount that is a volume from a fuel injection period and an injection pressure; a means for detecting an actual air-fuel ratio; Means for detecting the weight, means for determining the actual fuel weight from the actual air-fuel ratio and the actual air weight, means for determining the actual fuel specific gravity from the actual fuel weight and the fuel injection amount, the actual fuel specific gravity and the fuel temperature 11. The diesel engine control device according to claim 10, further comprising means for obtaining a standard fuel specific gravity from the fuel.