JP4238741B2 - 圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
ことが可能となることに依る。
噴射燃料はスキッシュによる気流にのって気筒内に拡散することが可能となる。また、主燃料噴射弁からの噴射燃料はスキッシュによる気流に乗ることで気筒内壁面への付着が抑制されることに併せて、十分なスキッシュによる気流が得られる時期は、概ね圧縮行程中期から後期であるため、より確実に噴射燃料の気筒内壁面への付着が抑制され得る。
燃料噴射量が増加すると主燃料噴射弁から燃料噴射が行われているときに噴射燃料が着火して、拡散燃焼となる虞がある。そこで、前記高負荷予混合燃料噴射制御手段は、前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が増加するに従い、前記所定クランク角度を大きくし、主燃料噴射弁からの燃料噴射時期を圧縮行程上死点より遅角側の時期に移行するようにしてもよい。このようにすることで、噴射燃料が拡散燃焼に供されるのを回避することが可能となる。
ける圧縮行程上死点より前の圧縮行程の所定時期に前記燃料噴射手段から燃料を噴射する第二燃料噴射を行うことで、該気筒内に予混合気を形成して予混合燃焼を行う低負荷予混合燃料噴射制御手段と、を備える。
り、ECU20は内燃機関1の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関1の機関回転速度Ne等を算出する。更に、吸気枝管7には吸気中の酸素濃度DOを検出する酸素濃度センサ27や吸気枝管7中の吸気圧(過給圧)Pinを検出する吸気圧センサ28が設けられており、酸素濃度センサ27および吸気圧センサ28もECU20と電気的に接続され、ECU20は検出された酸素濃度DOや吸気圧Pinに応じた信号を受け取る。
行程での副燃料噴射弁3bからの燃料噴射を、「第三燃料噴射」という。
一燃料噴射による燃料噴射量をQとし、第二燃料噴射による燃料噴射量を零とする。また、燃料噴射量QがQ1maxを超えるときは、第一燃料噴射による燃料噴射量をQ1maxとし、第二燃料噴射による燃料噴射量をQ1max―Qとする。S104の処理が終了すると、S105へ進む。
ため、機関負荷Tqを発揮するための燃料噴射量Qは、最大噴射量Q3maxより大きい。そこで、第三燃料噴射の噴射条件は、燃料噴射量Q3max、燃料噴射時期TQ3となる。
て、その付着量はクランク角度差Tdが長くなるに従い多くなる。従って、クランク角度差Tdが長くなるに従い、第二燃料噴射による燃料噴射量に対する第一燃料噴射による燃料噴射量の噴射割合、または第四燃料噴射による燃料噴射量に対する第三燃料噴射による燃料噴射量の噴射割合を減少させて、実質的に副燃料噴射弁3bからの燃料噴射量を減量する。これにより、副燃料噴射弁3bからの燃料噴射による吸気ポート7aへの燃料付着を抑制することが可能となる。
2・・・・気筒
3a・・・・主燃料噴射弁
3b・・・・副燃料噴射弁
4・・・・ピストン
5・・・・吸気弁
6・・・・排気弁
7・・・・吸気枝管
7a・・・・吸気ポート
8・・・・吸気管
12・・・・排気枝管
12a・・・・排気ポート
13・・・・排気管
16・・・・過給機
17・・・・吸気側電源
18・・・・排気側電源
20・・・・ECU
25・・・・クランクポジションセンサ
26・・・・アクセル開度センサ
27・・・・酸素濃度センサ
28・・・・吸気圧センサ
Claims (15)
- 機関負荷が大きい及び/又は機関回転速度が大きい負荷領域では拡散燃焼を行い、当該拡散燃焼を行う負荷領域よりも機関負荷が小さい及び機関回転速度が小さい負荷領域では予混合燃焼が可能な圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記圧縮着火内燃機関の気筒上部の中心近傍に設けられ、該気筒内に燃料を噴射する主燃料噴射弁と、
前記主燃料噴射弁に対して偏位した位置に設けられ、前記気筒内の中心方向に燃料を噴射する副燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の機関運転状態が属する負荷領域を判定する機関運転状態判定手段と、
前記機関運転状態判定手段によって機関運転状態が、予混合燃焼が可能な負荷領域内の低負荷側の領域である低負荷側予混合領域に属すると判定されるとき、前記気筒における圧縮行程上死点より前の時期に前記副燃料噴射弁から燃料を噴射するとともに、該副燃料噴射弁からの燃料噴射後であって該気筒における圧縮行程上死点より前の圧縮行程の所定時期に前記主燃料噴射弁から燃料を噴射することで、該気筒内に予混合気を形成して予混合燃焼を行う低負荷予混合燃料噴射制御手段と、を備えることを特徴とする圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記低負荷予混合燃料噴射制御手段による前記副燃料噴射弁からの燃料噴射時期は前記気筒における吸気行程時であることを特徴とする請求項1に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記機関運転状態判定手段によって機関運転状態が、予混合燃焼が可能な負荷領域内の前記低負荷側予混合領域より高負荷側の領域である高負荷側予混合領域に属すると判定されるとき、前記気筒における圧縮行程上死点より前の時期に前記副燃料噴射弁から燃料を噴射するとともに、該気筒における圧縮行程上死点より所定クランク角度遅角した時期に前記主燃料噴射弁から燃料を噴射することで、該気筒内に予混合気を形成して予混合燃焼を行う高負荷予混合燃料噴射制御手段を、更に備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記高負荷予混合燃料噴射制御手段による前記副燃料噴射弁からの燃料噴射時期は前記気
筒における吸気行程時であることを特徴とする請求項3に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記高負荷予混合燃料噴射制御手段は、前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が増加するに従い、前記所定クランク角度を大きくすることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記低負荷予混合燃料噴射制御手段による前記主燃料噴射弁と前記副燃料噴射弁からの燃料噴射で予混合燃焼が行われるときの、前記気筒における燃料の着火時期を推定する着火時期推定手段を、更に備え、
前記着火時期推定手段によって推定される着火時期が所定着火時期より早いときには、該推定着火時期と該所定着火時期との時間差が大きくなるに従い、前記低負荷予混合燃料噴射制御手段による前記主燃料噴射弁からの燃料噴射時期をより遅角側に移行することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記低負荷予混合燃料噴射制御手段による前記主燃料噴射弁からの燃料噴射が行われるときの前記気筒内の酸素濃度を検出し、又は推定する酸素濃度検出手段を、更に備え、
前記着火時期推定手段は、前記酸素濃度検出手段によって検出され、又は推定される前記気筒内の酸素濃度に基づいて該気筒における燃料の着火時期を推定することを特徴とする請求項6に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記低負荷予混合燃料噴射制御手段による前記主燃料噴射弁からの燃料噴射が行われるときの前記気筒内の筒内圧力を検出し、又は推定する筒内圧力検出手段を、更に備え、
前記着火時期推定手段は、前記筒内圧力検出手段によって検出され、又は推定される前記気筒内の筒内圧力に基づいて該気筒における燃料の着火時期を推定することを特徴とする請求項6に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記低負荷予混合燃料噴射制御手段による前記主燃料噴射弁からの燃料噴射が行われるときの前記気筒内の筒内圧力を検出し、又は推定する筒内圧力検出手段と、
前記筒内圧力検出手段によって検出され、又は推定される前記気筒内の筒内圧力に基づいて、前記低負荷予混合燃料噴射制御手段による前記主燃料噴射弁と前記副燃料噴射弁からの燃料噴射で予混合燃焼が行われるときの、前記気筒における燃料の着火時期を推定する着火時期推定手段と、を更に備え、
前記着火時期推定手段によって推定される着火時期が所定着火時期より早いときには、該推定着火時期と該所定着火時期との時間差が大きくなるに従い、前記低負荷予混合燃料噴射制御手段による前記主燃料噴射弁からの燃料噴射圧をより高くすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記圧縮着火内燃機関の吸気弁の開閉を制御する吸気弁制御手段を、更に備え、
前記低負荷予混合燃料噴射制御手段による前記主燃料噴射弁と前記副燃料噴射弁からの燃料噴射で予混合燃焼が行われるときに、該副燃料噴射弁からの燃料噴射開始時期が前記吸気弁制御手段によって制御された前記吸気弁の閉弁時期より前である場合、該燃料噴射開始時期と該閉弁時期とのクランク角度差が大きくなるに従い、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量に対する前記副燃料噴射弁からの燃料噴射量の割合を減少させることを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記圧縮着火内燃機関の吸気弁の開閉を制御する吸気弁制御手段を、更に備え、
前記高負荷予混合燃料噴射制御手段による前記主燃料噴射弁と前記副燃料噴射弁からの燃料噴射で予混合燃焼が行われるときに、該副燃料噴射弁からの燃料噴射開始時期が前記吸気弁制御手段によって制御された前記吸気弁の閉弁時期より前である場合、該燃料噴射開
始時期と該閉弁時期とのクランク角度差が大きくなるに従い、前記主燃料噴射弁からの燃料噴射量に対する前記副燃料噴射弁からの燃料噴射量の割合を減少させることを特徴とする請求項3から請求項5の何れかに記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 機関負荷が大きい及び/又は機関回転速度が大きい負荷領域では拡散燃焼を行い、当該拡散燃焼を行う負荷領域よりも機関負荷が小さい及び機関回転速度が小さい負荷領域では予混合燃焼が可能な圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記圧縮着火内燃機関の機関運転状態が属する負荷領域を判定する機関運転状態判定手段と、
前記機関運転状態判定手段によって機関運転状態が、予混合燃焼が可能な負荷領域内の低負荷側の領域である低負荷側予混合領域に属すると判定されるとき、前記気筒における圧縮行程上死点より前の時期に前記燃料噴射手段から燃料を噴射する第一燃料噴射を行うとともに、前記燃料噴射手段からの第一燃料噴射後であって該気筒における圧縮行程上死点より前の圧縮行程の所定時期に前記燃料噴射手段から燃料を噴射する第二燃料噴射を行うことで、該気筒内に予混合気を形成して予混合燃焼を行う低負荷予混合燃料噴射制御手段と、を備えることを特徴とする圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記低負荷予混合燃料噴射制御手段による前記燃料噴射手段からの第一燃料噴射時期は前記気筒における吸気行程時であることを特徴とする請求項12に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記機関運転状態判定手段によって機関運転状態が、予混合燃焼が可能な負荷領域内の前記低負荷側予混合領域より高負荷側の領域である高負荷側予混合領域に属すると判定されるとき、前記気筒における圧縮行程上死点より前の時期に前記燃料噴射手段から燃料を噴射する第三燃料噴射を行うとともに、該気筒における圧縮行程上死点より所定クランク角度遅角した時期に前記燃料噴射手段から燃料を噴射する第四燃料噴射を行うことで、該気筒内に予混合気を形成して予混合燃焼を行う高負荷予混合燃料噴射制御手段を、更に備えることを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記高負荷予混合燃料噴射制御手段による前記燃料噴射手段からの第三燃料噴射時期は前記気筒における吸気行程時であることを特徴とする請求項14に記載の圧縮着火内燃機関の燃料噴射制御装置。
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