JP4296585B2 - Fuel injection control device for diesel engine - Google Patents

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    • Y02T10/40Engine management systems

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関連し、詳細には、主噴射による燃料噴射後に追加の燃料が噴射される後噴射を制御する後噴射制御手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれるNOxを効率的に浄化する等の目的で、燃焼室内への通常の燃料噴射(主噴射)に引き続いて、所定のタイミングで追加の燃料を燃焼室内に噴射する後噴射を行うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置が知られている(特開2000−170585号公報等)。
【0003】
また、従来技術には該当しない本件出願人の先願(特願2000−321699号)には、主噴射による拡散燃焼が終了時点を基準に後噴射の噴射時期を設定することにより、煤の排出を効果的に低減させることができる旨の記載がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本件の発明は、このような後噴射に関連するものであり、燃費の悪化を抑制しつつ排気ガス中の煤を量を低減させることができるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、ディーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、圧縮行程上死点の近傍の所定時期に前記燃料噴射弁から燃料が噴射される主噴射を制御する主噴射制御手段と、前記主噴射の後に、前記燃料噴射弁から追加の燃料が噴射される後噴射を制御する後噴射制御手段とを備え、前記後噴射制御手段は、前記主噴射による熱発生率が所定値以下となったときを基準にして後噴射の噴射時期を設定すると共に、前記主噴射による燃焼によって発生する煤が所定量以上となる運転領域には、前記煤の量が所定量未満の運転領域よりも前記後噴射による燃料噴射を増大させることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置が提供される。
【0006】
ここで「燃料噴射を増大させる」とは、後噴射の燃料噴射の絶対量を増大させること、または、主噴射量に対する後噴射量の比率を増大させることを指す。
【0007】
このような構成によれば、煤の発生が所定量以上となる運転状態のときには後噴射が増大することにより煤の発生を抑制できるので、煤の発生・排出が抑制される。また、煤の発生が所定量未満の運転状態のときには、後噴射が増大されないので燃費が向上する。
【0008】
本発明の好ましい態様は、前記後噴射制御手段が、エンジンが高回転または高負荷のとき、前記後噴射による燃料噴射を増大させる。
【0009】
このような構成によれば、煤の発生が多くなる高回転または高負荷領域で、後噴射の燃料噴射が増大され、効果的に煤の発生が抑制される。
【0010】
また、本発明の他の好ましい態様は、排ガスの一部を吸気に還流させるEGR手段を制御するEGR制御手段であって、前記後噴射制御手段による燃料噴射増大中には、EGR量を制御して空燃比(A/F)を所定値以下にするEGR制御手段を更に備えている。
【0011】
排ガス中のNOx低減のためには、EGR率(全吸入空気量に対するEGR量の割合)を増大することが望ましい。しかし、このようにEGR率を増大させると、空燃比(A/F)がリッチになり、煤の発生量が増加することになるため、特に煤の発生が多くなる運転領域では、EGR量を大きく増大するような制御は行うことができなかった。しかしながら、上述したような構成では、後噴射制御手段による燃料噴射増大中は、煤の発生が抑制されるので、EGRを増量制御でき、煤発生の抑制とNOx低減とが両立される。
【0012】
本発明の他の好ましい形態は、排ガスの一部を吸気に還流させるEGR手段を制御するEGR制御手段であって、前記後噴射制御手段による燃料噴射増大中には、高回転または高負荷側へのエンジンの運転状態の変化に対する空燃比の減少度合いが、前記後噴射による燃料噴射増大が行われていない領域での空燃比の減少度合いより小さくなるようにEGR制御を行うEGR制御手段を更に備えている。
【0013】
煤の発生を抑制するために、煤が発生し易い高回転または高負荷側への運転状態の変化に応じてEGR率を減少制御することが、通常、行われている。この制御では、高回転または高負荷側に運転状態が移行しても、煤の発生が増加することを抑制できるが、EGR率が減少されるため、NOxは増加していくことになる。しかしながら、上述したような構成では、後噴射制御手段による燃料噴射増大中は、後噴射の増大により煤の発生が抑制されるので、後噴射による燃料噴射が増大が行われていない状態でのEGR率減少度合いより小さい度合いでEGR率を減少でき、つまり、EGR量を比較的増大できるため、NOxの低減を実現できる。尚、この場合、高回転または高負荷側に運転場外が変化するほど、燃料噴射量が増加するため、この運転状態の変化に伴ってA/Fは減少することになる。従って、A/Fの点からみれば、このような運転状態の変化に伴って、後噴射による燃料増大中のA/Fの減少度合いが、このような増大が行われていない領域でのA/F減少度合いより小さくなるようにEGRの制御を行えばよいことになる。これにより、煤発生の抑制とNOx低減とが両立される。
【0014】
本発明のもう一つの好ましい態様は、前記主噴射に所定間隔だけ先立って予混合燃焼を行わせるために前記燃料噴射弁から燃料が噴射されるパイロット噴射を制御するパイロット噴射制御手段であって、前記後噴射制御手段による燃料噴射増大中には、前記間隔を後噴射が行われていないときに比べて小さくするように制御するパイロット噴射制御手段をさらに備えている。
【0015】
このような構成によれば、後噴射制御手段による燃料噴射増大中は煤発生が抑制されるので、主噴射とパイロット噴射との間隔を短くして騒音(ノック音)を低減させることができ、煤発生の抑制と騒音低減とが両立される。
【0016】
本発明のもう一つの好ましい態様は、前記主噴射に所定間隔だけ先立って予混合燃焼を行わせるために前記燃料噴射弁から燃料が噴射されるパイロット噴射を制御するパイロット噴射制御手段であって、前記後噴射制御手段による燃料噴射増大中には、高回転または高負荷側へのエンジンの運転状態の変化に対する前記間隔の増加度合いを、前記後噴射による燃料噴射が増大が行われていない状態での増加度合いより小さくなるように制御するパイロット噴射制御手段を更に備えている。
【0017】
騒音の発生を抑制するためのパイロット噴射の主噴射との間隔は、煤の増加を抑制するため、煤が発生し易い高回転または高負荷側への運転状態の変化に応じて減少させられていく。このような制御では、高回転または高負荷側に運転状態が変化するにつれて、煤の発生は抑制できるが、騒音は増加することになる。しかしながら、上述したような構成では、後噴射制御手段による燃料噴射増大中は、後噴射の増大により煤の発生が抑制されるので、高回転または高負荷側へのエンジンの運転状態の変化に対する前記間隔の増加度合いを、前記後噴射による燃料噴射が増大が行われていない状態での増加度合いより小さくなるように制御して、煤発生の抑制と騒音の低減とが両立される。
【0018】
本発明の好ましい態様は、前記後噴射制御手段が、排気ガス温度が所定温度以上の領域では、前記後噴射による燃料噴射を抑制する。
【0019】
排気ガス温度が所定温度以上の領域、例えば、略全負荷、全負荷領域では、高温の排気ガスにより排気系部品が熱劣化しやすいので、後噴射を抑制して、排気ガス温度の更なる上昇を防止して、排気系部品の熱損傷を回避する。
【0020】
本出願のもう一つの発明によれば、ディーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、圧縮行程上死点の近傍の所定時期に前記燃料噴射弁から燃料が噴射される主噴射を制御する主噴射制御手段と、前記主噴射の後に、前記燃料噴射弁から追加の燃料が噴射される後噴射を制御する後噴射制御手段とを備え、前記後噴射制御手段は、前記主噴射による熱発生率が所定値以下となったときを基準にして後噴射の噴射時期を設定すると共に、高回転または高負荷方向へのエンジンの運転状態の変化に応じて、後噴射を増大させることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置が提供される。
【0021】
このような構成によれば、煤の発生が増加する高回転または高負荷側へのエンジンの運転状態の移行に応じて、後噴射を増大させていき、煤の発生を抑制するので、煤の発生・排出が効果的に抑制される。また、煤の発生が少ない領域ほど、後噴射が少ないので燃費が向上する。
【0022】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の構成を示す概略図である。
【0023】
図1に示されているように、燃料噴射制御装置は、車両に搭載されるディーゼルエンジン1を備えている。ディーゼルエンジン1は、4本の気筒2、2…(1本のみを図示する。)を有し、各気筒2内を構成するシリンダ内には、ピストン3が往復動可能に配置され、ピストン3とシリンダの内周壁などによって、燃焼室4が形成されている。燃焼室4の上面のほぼ中央には、燃料噴射弁(インジェクタ)5が、その先端部の噴孔が燃焼室4に臨むように配置されている。燃料噴射弁5は、所定のタイミングで、気筒内すなわち燃焼室4に直接燃料を噴射するように構成されている。さらに、図示しないエンジン1のウォータージャケットに臨むように、冷却水の温度(エンジン水温)を測定する水温センサ18が設けられている。
【0024】
各燃料噴射弁5は、高圧の燃料を蓄える共通のコモンレール(蓄圧室)6に接続されている。コモンレール6には、エンジンやモータによりエンジン始動後に駆動される噴射ポンプにより高圧燃料が供給され、内部の燃料圧(コモンレール圧)を検出する圧力センサ6aが配置されるとともに、クランク軸7により駆動される高圧供給ポンプ8が接続されている。この高圧供給ポンプ8は、圧力センサ6aにより検出されるコモンレール6内の燃圧を、例えばアイドル運転時に約20MPa以上に保持し、それ以外の運転時には50MPa以上に保持するように構成されている。
【0025】
また、クランク軸7には、その回転角度を検出するクランク角センサ9が設けられている。クランク角センサ9は、クランク軸7の端部に設けられた被検出プレートと、その外周に相対応するように配置された電磁ピックアップとを含み、電磁ピックアップが被検出プレートの外周部全周に所定角度おきに形成された突起部の通過に応答してパルス信号を生成するように構成されている。
【0026】
また、エンジン1は、図示しないエアークリーナで濾過された吸入空気を燃焼室4に導入する吸気通路10を備えている。吸気通路10の下流端部は、図示しないサージタンクを経て分岐し、それぞれが吸気ポートにより、各気筒2の燃焼室4に接続されている。また、サージタンク内で各気筒2に供給される加給圧力を検出する吸気圧センサ10aが設けられている。
【0027】
この吸気通路10には、上流側から下流側に向かって順に、エンジン1に吸入される吸気流量を検出するエアーフローセンサ11と、後述のタービン21により駆動されて吸気を圧縮するブロワ12と、このブロワ12により圧縮された空気を冷却するインタークーラ13と、吸気通路10の断面積を絞る吸気絞り弁14とが設けられている。
【0028】
この吸気絞り弁14は、全閉状態でも吸気が流通可能なように、切欠きが設けられたバタフライバルブからなり、後述のEGR弁24と同様、ダイヤフラム式アクチュエータ15に作用する負圧の大きさが負圧制御用の電磁弁16により調整されることで、弁の開度が制御されるように構成されている。また、前記吸気絞り弁14の開度を検出するセンサ(図示せず)も設けられている。
【0029】
エンジン1には、各気筒2の燃焼室4から排気を排出するための排気通路20が接続されている。この排気通路20の上流側端は、分岐して、図示しない排気ポートにより、それぞれ各気筒2の燃焼室4に接続されている。この排気通路20は、上流側から下流側に向かって順に、排気の空燃比が略理論空燃比の時を境に出力が急変するO2センサ(図示せず)と、排気流により回転されるタービン21と、排気中の少なくともNOxを還元して浄化するNOx還元触媒22と、NOx還元触媒22を通過した排気ガス中のNOx濃度を検出するNOxセンサ19とが配置されている。
NOx還元触媒22であるNOx浄化触媒は、排気の流れ方向に沿って互いに平行に延びる多数の貫通孔を有するハニカム構造に形成されたコージェライト製担体を備え、その各貫通孔壁面に触媒層を2層に形成したものである。具体的には、白金(Pt)と、ロジウム(Rh)とが、多孔質材であるMFI型ゼオライト(ZSM5)等をサポート材として担持されることにより、上記触媒層が形成されている。
【0030】
そして上記NOx浄化触媒22は、燃焼質4内の混合気がリーン状態となって排気ガス中の酸素濃度が高い場合、例えば酸素濃度が4%以上である場合に、NOxを還元剤と反応させて還元することにより、排気ガス中のNOxを浄化するように構成されている。なお、上記NOx浄化触媒22は、酸素濃度が低い場合には、三元触媒として機能する。
【0031】
排気通路20は、タービン21より上流側の位置で、排気の一部を吸気側に還流させる排気還流通路(EGR通路)23の上流端に分岐接続されている。このEGR通路23の下流端は、吸気絞り弁14より下流側位置で吸気通路10に接続されている。また、EGR通路23の下流側寄りの位置には、開度調整可能な負圧作動式の排気還流量調整弁(EGR弁)24が設けられている。この実施形態では、排気通路20の排気の一部が、EGR弁24により流量調整されながら、排気通路10に還流されるように構成され、このEGR弁24と、EGR通路23とにより排ガス還流(EGR)手段33が構成されている。
【0032】
EGR弁24は、図示しない弁本体がスプリングによって閉方向に付勢されている一方、ダイヤフラム24aにより開方向に作動されて、EGR通路23の開度をリニアに調整するものである。すなわち、ダイヤフラム24aには、負圧通路27が接続され、この負圧通路27が負圧制御用の電磁弁28を介してバキュームポンプ(負圧源)29に接続されていて、その電磁弁28が後述のECU35からの制御信号によって負圧通路27を連通または遮断することにより、EGR弁駆動負圧が調整され、EGR弁24が開閉作動されるように構成されている。また、EGR弁24の弁本体の位置を検出するリフトセンサ26が設けられている。
【0033】
各燃料噴射弁5、高圧供給ポンプ8、吸気絞り弁14、EGR弁24、およびターボ過給機25などは、コントロールユニット(Engine Control Unit:ECU)35からの制御信号によって作動するように構成されている。
【0034】
一方、ECU35は、圧力センサ6aの出力信号、クランク角センサ9の出力信号、エアーフローセンサ11の出力信号、水温センサ18の出力信号、EGR弁24のリフトセンサ26の出力信号、車両の運転者による図示しないアクセルペダルの操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ32からの出力信号などが入力されるように構成されている。
【0035】
この実施形態では、ECU35は、エンジンの運転を制御するものであり、圧縮行程上死点の近傍の所定時期に燃料噴射弁5から燃料が噴射される主噴射を制御する主噴射制御と、主噴射による熱発生率が所定値以下となったときを基準にして設定されたタイミング、即ち、主噴射による熱発生率が略0以下となったときに、燃料噴射弁5から噴射された追加の燃料が燃焼を開始するタイミングで後噴射を制御する後噴射制御と、主噴射に所定間隔だけ先立って予混合燃焼を行わせるために燃料噴射弁5から燃料が噴射されるパイロット噴射を制御するパイロット噴射制御等を行う噴射制御手段36と、EGR弁24を制御して排気還流量を制御するEGR制御手段37とを備えている。即ち、本実施形態の噴射制御手段36は、主噴射制御手段と後噴射制御手段とパイロット噴射制御手段との機能を有する。
【0036】
次に、ECU35において実行される燃料噴射制御について、図2のフローチャートに沿って説明する。
【0037】
まず、スタート後のステップS1で、クランク角センサ9からクランク角信号、アクセル開度センサ32からのアクセル開度、エアフローセンサ11からの吸入空気量などのデータが入力される。次に、ステップS2で、アクセル開度から求められた目標トルクTrとクランク角信号から求められたエンジン回転数Neとに基づいて設定されている基本噴射量マップから、基本燃料噴射量Qbを読み込むとともに、その噴射時期Ibを予め設定されているマップから読み込む。
【0038】
次に、ステップS3で、後噴射の噴射量Qfuおよび噴射時期Ifuが設定される。後噴射の噴射量Qfuおよび噴射時期Ifuは、目標トルクTrとエンジン回転数Neに応じた量が予め設定されているマップから読み出して設定される。
【0039】
このマップにおいて、後噴射の噴射量Qfuは、主噴射による燃焼によって発生する煤が所定量以上となる運転状態のときには、煤の量が所定量未満のときよりも後噴射による燃料噴射(量又は率)を増大させ、煤の発生を抑制するように設定されている。ここで、後噴射による燃料噴射量とは後噴射によって噴射される燃料の絶対量を指し、後噴射による燃料噴射率とは後噴射の噴射量の主噴射の噴射量に対する比率を指す。
【0040】
本実施形態では、後噴射の量Qfuは、図3のマップに示されているように、低回転・低負荷領域、全負荷領域等の周辺領域から、斜線で示された高回転(例えば2500rpm)高負荷領域(Z領域)に向かって徐々に増大していくように設定されている。従って、エンジンの運転状態が高回転・高負荷のときには、後噴射による燃料噴射量Qfuが他の運転状態に比して増大させられる。
【0041】
本実施形態では、主噴射の噴射量に対する後噴射の噴射量の割合が、低回転低負荷時には10〜20%とされており、高回転高負荷時には20〜50%以上に増加させられる。
【0042】
また、変型例として、高回転高負荷時以外の煤が多くなる領域、例えば、A/Fリッチ時、パイロット噴射実行時、主噴射リタード時等にも、後噴射による燃料噴射量Qfuを他の運転状態に比して増大させてもよい。
【0043】
さらに、アイドリング等の低回転・低負荷時には後噴射を実行せず、低回転・低負荷時以外の領域で後噴射を実行するような構成でもよい。
【0044】
後噴射の噴射時期Ifuは、主噴射による熱発生率が所定値(略0)以下と鉈とき即ち主噴射による拡散燃焼が終了した時点を基準に設定され、主噴射による熱発生率が略0以下となったときに後噴射による燃料の燃焼が開始されるように、後噴射の着火遅れ(0.4〜0.7ms)と、無効噴射時間とを考慮して、マップ上に設定されている。
【0045】
このように設定することにより、熱発生率が略0以下となったとき、即ち、燃焼室内に主噴射された燃料が予混合燃焼した後に生じる拡散燃焼が終了したときに、後噴射による燃料の燃焼が開始されることになる。このため、燃焼室4内に存在する煤と酸素との混合が促進された状態で、後噴射による燃焼が開始することになり、煤の発生が低減すると考えられる。
【0046】
また、主噴射による熱発生率が略0以下となった時点付近(クランク角にして、好ましくは±10°、より好ましくは±5°の範囲内)で後噴射による燃焼が開始するように、後噴射の噴射時期を設定してもよい。
【0047】
ここで、熱発生率dQ/dθは、「内燃機関講義」(長尾不二夫著、株式会社養賢堂)によれば、下記の式(1)のように表わされる。
【0048】
dQ/dθ=A/(K(θ)−1)×[V(θ)・(dP(θ)/dθ)+K(θ)・P(θ)・(dV(θ)/dθ)]…(1)
ここで、Aは熱の仕事当量、K(θ)は比熱比、V(θ)は行程容積、P(θ)は筒内圧力、θはクランク角である。
【0049】
小野測器株式会社製の燃焼解析装置CB566のマニュアルによれば、上記比熱比K(θ)は、下記式(2)〜(5)に基づいて表される。
【0050】
(θ)=Cp/Cv…(2)
Cp=ap+b(T(θ)/100)+c(T(θ)/100)2+d(100/T(θ)…(3)
Cv=Cp−(A・Ro)/M…(4)
(θ)=(P(θ)・V(θ))/29.27・G…(5)
ここで、Cpは定圧比熱、Cvは定容比熱、Roはガス定数、Mは空気の分子量、T(θ)はガス温度、Gはガス重量、ap、b、c、dはその他の定数である。
【0051】
上記式(2)〜(5)より、式(1)で示す熱発生率dQ/dθは、筒内圧力P(θ)と行程容積V(θ)との関数f(P(θ)、V(θ))になる。また、上記行程容積V(θ)を、ボア径BおよびストロークSに基づいて表すと、下記式(6)に示すようになるため、上記熱発生率dQ/dθは、下記式(7)に示すようになる。
【0052】
(θ)=(π・B2S/8)・(1−cosθ)…(6)
dQ/dθ=[f(P(θ+Δθ)、V(θ+Δθ))−f(P(θ)、V(θ))]/Δθ…(7)
従って、クランク角度毎の筒内圧力データがあれば、これに基づいて、上記熱発生率を計算することができる。本実施形態では、このようにして求めた熱発生率から、拡散燃焼の終了時点(即ち熱発生率が略0以下になる時点)を算出し、この終了時点から後噴射の着火遅れ時間等の遅れ分だけ前の時点を後噴射の噴射時期Ifuとしたマップを用いている。
【0053】
拡散燃焼の終了時期は、エンジンの運転状態に応じて変化し、エンジン負荷および回転数が上昇するほど、拡散燃焼の終了時期が遅れる傾向がある。例えば、エンジン回転数が2000rpm、平均有効圧力Peが0.57Mpaである中回転中負荷時には、上述したよう手法で算出した結果のグラフである図4(b)に示されるように、ピストンの圧縮上死点近傍で主噴射された燃料が予混合燃焼することによる熱発生Yと、ほぼ同程度の拡散燃焼による熱発生Kが生じ、圧縮上死点後の約35°(CA)より着火遅れτf2(約0.5ms)だけ遅れた時点t2で拡散燃焼が終了する。
【0054】
また、エンジン回転数が2500rpm、平均有効圧力Peが0.9Mpaである高回転高負荷時には、図4(c)に示されるように、予混合燃焼による熱発生Yに比べ、かなり長期にわたり拡散燃焼による熱発生Kが生じ、圧縮上死点後の約48°(CA)より着火遅れτf3(約0.7ms)遅れたかなり遅い時点t3で拡散燃焼が終了することがわかる。
【0055】
また、エンジン回転数が1500rpm、平均有効圧力Peが0.3Mpaである低回転低負荷時には、図4(a)に示されるように、燃料の予混合燃焼と拡散燃焼を熱発生によって区別することは困難であるが、圧縮上死点後の約30°(CA)より着火遅れτf1(約0.6ms)遅れたの比較的早い時点t1で拡散燃焼が終了することがわかる。
【0056】
したがって、この拡散燃焼の終了時点の近傍、即ち、低回転低負荷時には圧縮上死点後の25乃至35°(CA)で、中回転中負荷時には圧縮上死点後の33乃至40°(CA)で、高回転高負荷時には圧縮上死点後の45乃至48°(CA)で、後噴射を実行するように噴射時期を設定することが好ましい。
【0057】
このことは、低回転低負荷、中回転中負荷および高回転高負荷のそれぞれにおける、後噴射時期と煤発生量との関係を実験したグラフである、図5(a)、(b)、(c)からも明らかである。
【0058】
本実施形態では、図4のニードルリフト量で示すように、低回転低負荷時には圧縮上死点後の30°(CA)で、中回転中負荷時には圧縮上死点後の35°(CA)で、高回転高負荷時には圧縮上死点後の48°(CA)で、後噴射が実行されるように後噴射時期を設定し、それぞれの運転状態で拡散燃焼が終了するt1、t2、およびt3で後噴射による燃焼を開始させ、図4に点線で示される熱発生が生じるようにしている。
【0059】
これら以外の運転状態においても、拡散燃焼が終了した時点で、後噴射による燃焼が開始するように、後噴射の噴射時期がマップ上に設定されている。
【0060】
図6は、後噴射量(主噴射に対する割合)と煤発生量の関係を示すグラフである。エンジン回転数1500rpm、平均有効圧力Pe0.3MPaの低回転低負荷状態で、燃料の主噴射による拡散燃料が終了した時点t1で後噴射による燃焼が開始するように圧縮上死点後30°(CA)で後噴射を行い、後噴射量の主噴射量に対する比率(P/T)を10〜45%に範囲で変化させて煤の発生量を測定する実験を行ったところ、図6(a)に実線で示されるように、後噴射の比率(P/T)の増大に応じて煤発生量が減少した。これに対して、拡散燃焼終了前の時点で後噴射による燃焼が開始するように圧縮上死点後8°で後噴射を行った場合には、図6(b)に点線で示されるように、後噴射量の比率(P/T)の増大に応じて煤発生量が増加した。
【0061】
また、エンジン回転数2000rpm、平均有効圧力Pe0.57MPaの中回転中負荷状態で、燃料の主噴射による拡散燃料が終了した時点t2で後噴射による燃焼が開始するように圧縮上死点後35°(CA)で後噴射を行う同様の実験を行ったところ、図6(b)に実線で示されるように、後噴射の比率(P/T)の増大に応じて煤発生量が減少し、拡散燃焼終了前の時点で後噴射による燃焼が開始するように圧縮上死点後20°で後噴射を行った場合には、図6(b)に点線で示されるように、後噴射量の比率(P/T)が増大しても煤発生量の大きな変化が見られなかった。
【0062】
さらに、エンジン回転数2500rpm、平均有効圧力Pe0.9MPaの高回転高負荷状態で、燃料の主噴射による拡散燃料が終了した時点t3で後噴射による燃焼が開始するように圧縮上死点後48°(CA)で後噴射を行う同様の実験を行ったところ、図6(c)の実線で示されるように、後噴射の比率(P/T)の増大に応じて煤発生量が減少し、拡散燃焼終了前の時点で後噴射による燃焼が開始するように圧縮上死点後20°で後噴射を行った場合には、図6(c)に点線で示されるように、後噴射量の比率(P/T)が増大しても煤発生量の大きな変化が見られなかった。
【0063】
このことから、燃料の主噴射による拡散燃料が終了した時点に後噴射による燃焼が開始するように後噴射を行うと、後噴射による燃料噴射量Qfuを増加させることにより、煤の発生量が減少することがわかる。
【0064】
図7は、後噴射量の主噴射量に対する比率(P/T)と燃費率との関係を示すグラフである。図7(a)、(b)、(c)は、それぞれ、図6(a)、(b)、(c)と同様の低回転低負荷、中回転中負荷、および、高回転高負荷で、後噴射量の主噴射量に対する比率(P/T)を10〜45%に範囲で変化させて測定した燃費率のグラフであり、図6と同様に、実線は、燃料の主噴射による拡散燃料が終了した時点t1に後噴射による燃焼が開始するように、それぞれ、圧縮上死点後30°、35°、48°(CA)で後噴射を行った結果を示し、点線は、拡散燃焼終了前の時点で後噴射による燃焼が開始するように、それぞれ、圧縮上死点後8°、20°、20°で後噴射を行った結果を示す。
【0065】
図7(a)、(b)、(c)の実線に示されているように、燃料の主噴射による拡散燃料が終了した時点に後噴射による燃焼が開始するように後噴射を行う場合には、後噴射の主噴射に対する比率の増加に伴って燃費が悪化する。しかし、上記実施形態では、低回転低負荷および中回転中負荷時には、後噴射量の主噴射量に対する比率(P/T)を約20%以下としているので、この領域での燃費の悪化は抑制されている。
【0066】
次に、ステップS4に進み、パイロット噴射の噴射量Qpと、噴射時期Ipとが、設定される。本実施形態では、パイロット噴射の噴射量Qpは、例えば、低負荷時の主噴射量Qbの30乃至50%に範囲内で決定された固定値である。一方、噴射時期Ipは、目標トルクTrおよびエンジン回転数Neに基づいて、所定のマップから引き出される。
【0067】
図8は、本実施形態のパイロット噴射の噴射時期Ip設定用マップ(b)と、後噴射の噴射量設定マップ(a)との関係を示す図面である。この図面では、パイロット噴射の噴射時期Ipを、パイロット噴射と主噴射との差(進角:クランクアングル)で示している。本実施形態のパイロット噴射の噴射時期Ipは、図8(b)に実線で示されているように、後噴射を行わない場合のパイロット噴射の噴射時期(点線)比べて、主噴射との間隔が短くなるように設定されている。
【0068】
パイロット噴射は、主噴射に先立って一定量の燃料を噴射し燃焼室内で予混合燃焼を生じさせ、主噴射による燃焼時の騒音(爆発音)の低下を図らんとするものであり、その噴射時期が主噴射の噴射時期に近いほうが騒音低下の効果が大きいことが知られている。しかしながら、パイロット噴射を主噴射に近づけると、煤の発生が増加する傾向があるので、特に、煤の発生が顕著な領域、例えば高回転高負荷領域では、煤の発生を抑制を優先するためパイロット噴射の噴射時期を主噴射の噴射時期から離さざるを得なかった。
【0069】
これに対し、本実施形態では、後噴射によって煤の発生を抑制しているので、略全ての運転領域で、後噴射を行わない場合よりパイロット噴射の時期を主噴射の近く設定して、騒音の低下を図り、煤発生と騒音との両者を抑制できる。
【0070】
また、高回転高負荷の運転領域(Z領域)では、図8(b)に一点鎖線および二点鎖線で示す変型例のように、パイロット噴射の噴射時期をより遅くするような設定をおこなってもよい。これにより、後噴射の噴射増大中(Z領域)には、高回転または高負荷側への運転状態変化に応じたパイロット噴射の噴射時期の遅らせ度合いを、比較的類似している運転状態であるZ領域周辺で後噴射による燃料噴射が増大が行われていない状態での遅らせ度合いより小さくなるように制御する。高回転高負荷の運転領域(Z領域)への過渡領域でて、噴射時期の変動が階段状ではなく連続的に変化しているのは、音質の急激な変化を回避するためである。
【0071】
この領域では、後噴射の噴射量(率)が最大とされ煤の発生が最も抑制されるので、煤の発生が多くなる領域(Z領域)であっても、従来では煤の発生抑制を優先するため主噴射から離さざるを得なかったパイロット噴射の噴射時期を、主噴射から離す度合いを減少させ、積極的な騒音低減を可能としている。
【0072】
ステップS5で、排気ガス温度Texを入力する。本実施形態では、水温センサ18からの信号に基づいて、排気ガス温度を推定してその値を入力している。しかし、排気ガス温度を直接測定する等の他の方法で排気ガス温度を求め、入力しても良い。
【0073】
次いで、ステップS6で、入力された排気ガス温度Texが、所定の基準温度Tex0より高い状態が所定時間継続したか否かを判定する。ステップS6でYES即ち排気ガス温度Texが、所定の基準温度Tex0より高い状態が所定時間継続したと判定されたときには、ステップS7に進み、後噴射の噴射Qfuを0に設定して、ステップS8に進む。これは、排気ガス温度が所定値以上に高い状態が所定時間継続すると、触媒等の排気系部品が熱損傷するため、排気ガス温度が高い状態が所定時間継続する高負荷領域等では、後噴射を行わず、更なる排気ガス温度の上昇を防止するためである。一方、ステップS6でNO即ち排気ガス温度Texが、所定の基準温度Tex0以下である又は排気ガス温度が所定値以上に高い状態が所定時間継続していないと判定されたときには、そのまま、ステップS8に進む。
【0074】
ステップS8では、ステップS2、S3、S4、S7で設定された量および時期に従って、燃料噴射弁5を作動させ、燃焼室へのパイロット噴射、主噴射、および後噴射が実行される。
【0075】
次に、ECU35の排気還流制御手段37において実行されるEGR制御を、図9のフローチャートに沿って説明する。
【0076】
まず、ステップS10で、エンジン回転数、アクセル開度等のデータが入力され、ステップS11に進み、アクセル開度とエンジン回転数とに基づいて、例えば図10に示されているような予め設定されたマップから、エンジンの運転状態に対応した基本目標新気量Airbを設定する。これにより、高回転高負荷側になるほど、EGR量(弁開度)が小さくなるように設定されることになる。尚、図10の例では、斜線で示されたアイドル領域では、エンジンの中負荷時よりも基本目標新気量Airbが多くなるように設定されている。次いで、ステップ12で、新気量補正値Aircが設定される。
【0077】
図11は、新気補正量Airc設定用マップ(b)と、エンジンの運転状態のマップ(a)との関係を示している。図11(b)に実線で示されている本実施形態の新気補正量Aircは、高回転高負荷の運転状態であるZ領域で、EGR制御を行った結果のA/Fが、図12(b)に実線で示すように、所定値以下になるように設定されている。また、図10(b)に一点鎖線で示されている本実施形態の変型例の新気補正量Aircも、高回転高負荷の運転状態であるZ領域で、EGR制御を行った結果のA/F値が、図12(b)に一点鎖線で示すように、所定値以下になるように設定されている。
【0078】
尚、図10では、高回転高負荷になるほどEGR量が減少されるように設定されているにもかかわらず、図12で高回転高負荷になるほどA/Fが減少しているのは、高回転高負荷になるほど、全燃料噴射量(パイロット噴射、主噴射および後噴射)が増大するためである。
【0079】
さらに、図10(b)に二点鎖線で示されている本実施形態のもう一つの変型例の新気補正量Aircは、高回転高負荷の運転状態であるZ領域での、高回転または高負荷側へのエンジンの運転状態の変化に対するA/Fの減少度合いが、Z領域の周辺で後噴射による燃料噴射が増大が行われていない状態でのA/Fの減少度合いより小さくなるように設定されている。また、減少度合いを0、即ち、高回転または高負荷側にエンジンの運転状態が変化しても、A/Fを変更しないように新気補正量Aircを設定してもよい。
【0080】
次に、ステップS13で、基本目標新気量Airbに新気量補正値Aircを足して、基準新気量Airrefを算出する。上述したように新気量補正値Aircは負の値であるので、基本目標新気量Airbから新気量補正値Aircが減算されることなあるが、基本目標新気量Airbの値は、常に、新気量補正値Aircより大きいので、基準新気量Airrefの値は正の値である。
【0081】
さらに、ステップS14で、この基準新気量Airrefから、エアフローセンサ11での検出した値に基づいた実新気量Airを減算して、ΔAirを得る。なお、新気量は、エアフローセンサと吸気圧センサ10aとにより算出される。この実施形態では、逆流を検出できるエアフローセンサ11を使用している。このようなエアフローセンサによれば、低吸入空気量時にEGRによる脈動が検出でき、この脈動に基づいて、新気量を正確に算出することができる。
【0082】
次いで、ステップS15に進み、ΔAirにPID制御を行って、EGR量を決定し、ステップS16で、このEGR量に基づいて、EGR弁を駆動させ、EGRを実行する。
【0083】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術事項の範囲内で種々の変更又は変形が可能である。
【0084】
例えば、上記実施形態は、EGR制御、パイロット噴射を行うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置であったが、本発明は、これらを実行しない燃料噴射制御装置又あってもよい。
【0085】
また、上記実施形態では、パイロット噴射、主噴射、後噴射は、それぞれ、一回だけ実行されるものとしていたが、本発明は、これらが、多段噴射であるものにも適用できる。
【0086】
【発明の効果】
以上のように、本件発明によれば、燃費の悪化を抑制しつつ排気ガス中の煤を量を低減させることができるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の構成を示す概略図である。
【図2】ECUにおいて実行される燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【図3】後噴射の量を設定するためのマップを示すグラフである。
【図4】燃焼室内における熱発生率を示すタイムチャートである。
【図5】後噴射時期と煤発生量との関係と示すグラフである。
【図6】後噴射の噴射量と燃費との関係を示すグラフである。
【図7】後噴射の噴射量と煤発生量の関係を示すグラフである。
【図8】後噴射の噴射量設定マップとパイロット噴射の噴射時期Ip設定用マップとの関係を示す図面である。
【図9】排気還流制御手段において実行されるEGR制御を示すフローチャートである。
【図10】基本目標新気量Airbを設定するマップの具体例を示すグラフである。
【図11】新気補正量Airc設定用マップと、エンジンの運転状態のマップとの関係を示すグラフである。
【図12】EGRによって変化するA/Fとエンジンの運転状態のマップとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1:ディーゼルエンジン
2:気筒
5:燃料噴射弁
35:ECU
36:噴射制御手段
37:EGR制御手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel injection control device for a diesel engine. More specifically, the present invention relates to a fuel injection control for a diesel engine having a post-injection control means for controlling post-injection in which additional fuel is injected after fuel injection by main injection. Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
After injecting additional fuel into the combustion chamber at a predetermined timing following normal fuel injection (main injection) into the combustion chamber for the purpose of efficiently purifying NOx contained in the exhaust gas of the diesel engine A fuel injection control device for a diesel engine that performs injection is known (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-170585).
[0003]
Further, in the prior application of the present applicant (Japanese Patent Application No. 2000-321699) that does not fall under the prior art, soot emission is set by setting the injection timing of the post-injection based on the end point of the diffusion combustion by the main injection. There is a description that can be effectively reduced.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to such post-injection, and an object thereof is to provide a fuel injection control device for a diesel engine that can reduce the amount of soot in exhaust gas while suppressing deterioration in fuel consumption. And
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of a diesel engine, and fuel is injected from the fuel injection valve at a predetermined time near the top dead center of the compression stroke. Main injection control means for controlling main injection, and post-injection control means for controlling post-injection after which the additional fuel is injected from the fuel injection valve after the main injection, the post-injection control means, The injection timing of the post-injection is set based on when the heat generation rate by the main injection becomes a predetermined value or less, and the operation region where the soot generated by the combustion by the main injection becomes a predetermined amount or more is There is provided a fuel injection control device for a diesel engine, wherein the fuel injection by the post-injection is increased from an operating region where the amount of fuel is less than a predetermined amount.
[0006]
Here, “increasing the fuel injection” refers to increasing the absolute amount of the fuel injection of the post injection or increasing the ratio of the post injection amount to the main injection amount.
[0007]
According to such a configuration, since the generation of soot can be suppressed by increasing post-injection in an operating state where the generation of soot exceeds a predetermined amount, soot generation / discharge is suppressed. Further, when the vehicle is in an operating state where the generation of soot is less than a predetermined amount, the post-injection is not increased, so that the fuel consumption is improved.
[0008]
In a preferred aspect of the present invention, the post-injection control means increases fuel injection by the post-injection when the engine is at a high speed or a high load.
[0009]
According to such a configuration, the fuel injection of the post-injection is increased and the generation of soot is effectively suppressed in a high rotation or high load region where soot is frequently generated.
[0010]
Further, another preferred aspect of the present invention is an EGR control means for controlling an EGR means for recirculating a part of the exhaust gas to the intake air, and controls the EGR amount while the fuel injection is increased by the post-injection control means. EGR control means for setting the air-fuel ratio (A / F) to a predetermined value or less is further provided.
[0011]
In order to reduce NOx in the exhaust gas, it is desirable to increase the EGR rate (the ratio of the EGR amount to the total intake air amount). However, if the EGR rate is increased in this way, the air-fuel ratio (A / F) becomes rich and the amount of soot generated increases. Therefore, particularly in the operation region where soot generation increases, the EGR amount is reduced. Control that greatly increases cannot be performed. However, in the configuration as described above, since the generation of soot is suppressed while the fuel injection by the post-injection control means is increased, the EGR can be controlled to be increased, so that the suppression of soot generation and NOx reduction are compatible.
[0012]
Another preferred embodiment of the present invention is an EGR control means for controlling an EGR means for recirculating a part of the exhaust gas to the intake air, and when the fuel injection is increased by the post-injection control means, the EGR control means moves to a higher speed or higher load side. EGR control means for performing EGR control so that the degree of decrease of the air-fuel ratio with respect to the change in the operating state of the engine becomes smaller than the degree of decrease of the air-fuel ratio in the region where the fuel injection increase due to the post-injection is not performed. ing.
[0013]
In order to suppress the generation of soot, it is usually performed to reduce the EGR rate according to a change in the operating state toward the high rotation or high load side where the soot is easily generated. In this control, even if the operating state shifts to the high rotation or high load side, it is possible to suppress the occurrence of soot, but since the EGR rate is decreased, NOx increases. However, in the configuration as described above, during the increase in fuel injection by the post-injection control means, the generation of soot is suppressed by the increase in post-injection, so EGR in a state where the fuel injection by the post-injection is not increased. Since the EGR rate can be reduced to a degree smaller than the rate reduction rate, that is, the amount of EGR can be relatively increased, NOx reduction can be realized. In this case, the fuel injection amount increases as the outside of the driving range changes to the high rotation or high load side, so that the A / F decreases with the change of the operating state. Accordingly, from the viewpoint of A / F, along with such a change in the operating state, the degree of decrease in A / F during the increase in fuel due to post-injection is A in a region where such increase is not performed. Therefore, EGR should be controlled to be smaller than the degree of decrease of / F. Thereby, suppression of soot generation and NOx reduction are compatible.
[0014]
Another preferred aspect of the present invention is pilot injection control means for controlling pilot injection in which fuel is injected from the fuel injection valve in order to cause premix combustion to be performed at a predetermined interval prior to the main injection, Pilot injection control means is further provided for controlling the interval to be smaller than when no post-injection is being performed while fuel injection is being increased by the post-injection control means.
[0015]
According to such a configuration, soot generation is suppressed during fuel injection increase by the post-injection control means, so the noise (knock noise) can be reduced by shortening the interval between the main injection and the pilot injection, Suppression of soot generation and noise reduction are compatible.
[0016]
Another preferred aspect of the present invention is pilot injection control means for controlling pilot injection in which fuel is injected from the fuel injection valve in order to cause premix combustion to be performed at a predetermined interval prior to the main injection, While the fuel injection is being increased by the post-injection control means, the degree of increase in the interval with respect to a change in the operating state of the engine to the high speed or high load side is set in a state where the fuel injection by the post-injection is not increased. Pilot injection control means for controlling to be smaller than the degree of increase is further provided.
[0017]
The interval between the pilot injection and the main injection for suppressing the generation of noise is reduced according to the change in the operating state to the high rotation or high load side where the soot is likely to be generated in order to suppress the increase in soot. Go. In such control, the generation of soot can be suppressed, but the noise increases as the operating state changes to the high rotation or high load side. However, in the configuration as described above, during the increase in fuel injection by the post-injection control means, the generation of soot is suppressed by the increase in post-injection, so that the above-described change in the operating state of the engine toward the high rotation or high load side By controlling the increase degree of the interval to be smaller than the increase degree when the fuel injection by the post-injection is not performed, the suppression of soot generation and the reduction of noise are compatible.
[0018]
In a preferred aspect of the present invention, the post-injection control means suppresses fuel injection by the post-injection in a region where the exhaust gas temperature is equal to or higher than a predetermined temperature.
[0019]
In areas where the exhaust gas temperature is equal to or higher than the specified temperature, for example, almost full load and full load area, exhaust system parts are subject to thermal degradation due to high-temperature exhaust gas. To prevent thermal damage to exhaust system parts.
[0020]
According to another invention of the present application, a fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber of a diesel engine, and a main injection in which fuel is injected from the fuel injection valve at a predetermined time near the top dead center of a compression stroke. And a post-injection control unit that controls post-injection after which the additional fuel is injected from the fuel injection valve, and the post-injection control unit is configured to control the main injection. Set the injection timing of the post-injection based on when the heat generation rate by the engine becomes less than or equal to the predetermined value, and increase the post-injection according to the change of the engine operating state in the high rotation or high load direction A fuel injection control device for a diesel engine is provided.
[0021]
According to such a configuration, since the post-injection is increased and the generation of soot is suppressed in accordance with the transition of the engine operating state to the high rotation or high load side where the generation of soot increases, Generation and discharge are effectively suppressed. Further, the fuel consumption is improved in the region where the generation of soot is less because the post injection is less.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a fuel injection control device for a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
[0023]
As shown in FIG. 1, the fuel injection control device includes a diesel engine 1 mounted on a vehicle. The diesel engine 1 has four cylinders 2, 2... (Only one is shown). In each cylinder 2, pistons 3 are arranged so as to be able to reciprocate. A combustion chamber 4 is formed by the inner peripheral wall of the cylinder. Near the center of the upper surface of the combustion chamber 4, a fuel injection valve (injector) 5 is arranged so that the nozzle hole at the tip thereof faces the combustion chamber 4. The fuel injection valve 5 is configured to inject fuel directly into the cylinder, that is, the combustion chamber 4 at a predetermined timing. Further, a water temperature sensor 18 for measuring the temperature of the cooling water (engine water temperature) is provided so as to face a water jacket of the engine 1 (not shown).
[0024]
Each fuel injection valve 5 is connected to a common common rail (pressure accumulation chamber) 6 that stores high-pressure fuel. A high pressure fuel is supplied to the common rail 6 by an injection pump driven after the engine is started by an engine or a motor, and a pressure sensor 6a for detecting an internal fuel pressure (common rail pressure) is disposed and driven by a crankshaft 7. A high-pressure supply pump 8 is connected. The high-pressure supply pump 8 is configured to maintain the fuel pressure in the common rail 6 detected by the pressure sensor 6a at, for example, about 20 MPa or more during idle operation and 50 MPa or more during other operations.
[0025]
The crankshaft 7 is provided with a crank angle sensor 9 for detecting the rotation angle. The crank angle sensor 9 includes a plate to be detected provided at the end of the crankshaft 7 and an electromagnetic pickup disposed so as to correspond to the outer periphery of the plate, and the electromagnetic pickup is disposed on the entire outer periphery of the plate to be detected. A pulse signal is generated in response to the passage of protrusions formed at predetermined angles.
[0026]
The engine 1 also includes an intake passage 10 that introduces intake air filtered by an air cleaner (not shown) into the combustion chamber 4. The downstream end portion of the intake passage 10 branches through a surge tank (not shown), and each is connected to the combustion chamber 4 of each cylinder 2 by an intake port. Further, an intake pressure sensor 10a that detects a supply pressure supplied to each cylinder 2 in the surge tank is provided.
[0027]
In the intake passage 10, an airflow sensor 11 that detects an intake flow rate sucked into the engine 1 in order from the upstream side to the downstream side, a blower 12 that is driven by a turbine 21 to be described later and compresses the intake air, An intercooler 13 that cools the air compressed by the blower 12 and an intake throttle valve 14 that throttles the cross-sectional area of the intake passage 10 are provided.
[0028]
The intake throttle valve 14 is a butterfly valve provided with a notch so that intake air can flow even in a fully closed state. Like the EGR valve 24 described later, the magnitude of the negative pressure that acts on the diaphragm actuator 15. Is adjusted by the negative pressure control solenoid valve 16 so that the opening degree of the valve is controlled. A sensor (not shown) for detecting the opening degree of the intake throttle valve 14 is also provided.
[0029]
An exhaust passage 20 for exhausting exhaust gas from the combustion chamber 4 of each cylinder 2 is connected to the engine 1. The upstream end of the exhaust passage 20 is branched and connected to the combustion chamber 4 of each cylinder 2 by an exhaust port (not shown). The exhaust passage 20 includes, in order from the upstream side to the downstream side, an O2 sensor (not shown) whose output changes abruptly when the exhaust air-fuel ratio is substantially the stoichiometric air-fuel ratio, and a turbine rotated by the exhaust flow. 21, a NOx reduction catalyst 22 that reduces and purifies at least NOx in the exhaust, and a NOx sensor 19 that detects the NOx concentration in the exhaust gas that has passed through the NOx reduction catalyst 22 are disposed.
The NOx purification catalyst 22 which is the NOx reduction catalyst 22 includes a cordierite carrier formed in a honeycomb structure having a large number of through holes extending in parallel to each other along the exhaust flow direction, and a catalyst layer is provided on the wall surface of each through hole. It is formed in two layers. Specifically, the catalyst layer is formed by supporting platinum (Pt) and rhodium (Rh) using a porous material such as MFI-type zeolite (ZSM5) as a support material.
[0030]
The NOx purification catalyst 22 reacts NOx with a reducing agent when the air-fuel mixture in the combustion product 4 becomes lean and the oxygen concentration in the exhaust gas is high, for example, when the oxygen concentration is 4% or more. In this way, NOx in the exhaust gas is purified by reduction. The NOx purification catalyst 22 functions as a three-way catalyst when the oxygen concentration is low.
[0031]
The exhaust passage 20 is branched and connected to an upstream end of an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 23 that recirculates part of the exhaust gas to the intake side at a position upstream of the turbine 21. The downstream end of the EGR passage 23 is connected to the intake passage 10 at a position downstream of the intake throttle valve 14. Further, a negative pressure actuated exhaust gas recirculation amount adjusting valve (EGR valve) 24 capable of adjusting the opening degree is provided at a position closer to the downstream side of the EGR passage 23. In this embodiment, a part of the exhaust gas in the exhaust passage 20 is recirculated to the exhaust passage 10 while the flow rate is adjusted by the EGR valve 24, and the exhaust gas recirculation (by the EGR valve 24 and the EGR passage 23). EGR) means 33 are configured.
[0032]
In the EGR valve 24, a valve body (not shown) is urged in a closing direction by a spring, and is operated in an opening direction by a diaphragm 24a to linearly adjust the opening degree of the EGR passage 23. That is, a negative pressure passage 27 is connected to the diaphragm 24a, and the negative pressure passage 27 is connected to a vacuum pump (negative pressure source) 29 via an electromagnetic valve 28 for negative pressure control. However, the EGR valve drive negative pressure is adjusted by opening or closing the EGR valve 24 by connecting or blocking the negative pressure passage 27 by a control signal from the ECU 35 described later. Further, a lift sensor 26 that detects the position of the valve body of the EGR valve 24 is provided.
[0033]
Each fuel injection valve 5, high-pressure supply pump 8, intake throttle valve 14, EGR valve 24, turbocharger 25, and the like are configured to operate according to control signals from a control unit (Engine Control Unit: ECU) 35. ing.
[0034]
On the other hand, the ECU 35 outputs an output signal of the pressure sensor 6a, an output signal of the crank angle sensor 9, an output signal of the air flow sensor 11, an output signal of the water temperature sensor 18, an output signal of the lift sensor 26 of the EGR valve 24, a vehicle driver. An output signal from an accelerator opening sensor 32 that detects an operation amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown) is input.
[0035]
In this embodiment, the ECU 35 controls the operation of the engine, and includes a main injection control that controls main injection in which fuel is injected from the fuel injection valve 5 at a predetermined timing near the top dead center of the compression stroke, Additional timing injected from the fuel injection valve 5 when the heat generation rate due to the injection becomes a reference value or less, that is, when the heat generation rate due to the main injection becomes substantially 0 or less Pilot control that controls post-injection control that controls post-injection at the timing when fuel starts to burn, and pilot injection that controls fuel injection from the fuel injection valve 5 so that premix combustion is performed prior to the main injection by a predetermined interval An injection control means 36 that performs injection control and the like, and an EGR control means 37 that controls the EGR valve 24 to control the exhaust gas recirculation amount are provided. That is, the injection control means 36 of this embodiment has functions of a main injection control means, a post-injection control means, and a pilot injection control means.
[0036]
Next, fuel injection control executed in the ECU 35 will be described along the flowchart of FIG.
[0037]
First, in step S1 after the start, data such as a crank angle signal from the crank angle sensor 9, an accelerator opening from the accelerator opening sensor 32, and an intake air amount from the air flow sensor 11 are input. Next, in step S2, the basic fuel injection amount Q is determined from the basic injection amount map set based on the target torque Tr obtained from the accelerator opening and the engine speed Ne obtained from the crank angle signal. b And the injection timing I b Is read from a preset map.
[0038]
Next, in step S3, the injection amount Q of the post-injection fu And injection timing I fu Is set. Post-injection injection quantity Q fu And injection timing I fu Is set by reading from a map in which amounts corresponding to the target torque Tr and the engine speed Ne are set in advance.
[0039]
In this map, post-injection injection quantity Q fu Is an operation state in which soot generated by combustion by main injection exceeds a predetermined amount, fuel injection (amount or rate) by post-injection is increased more than when the amount of soot is less than a predetermined amount, so that generation of soot It is set to suppress. Here, the fuel injection amount by post-injection indicates the absolute amount of fuel injected by post-injection, and the fuel injection rate by post-injection indicates the ratio of the post-injection injection amount to the main injection amount.
[0040]
In this embodiment, the amount Q of post-injection fu As shown in the map of FIG. 3, from the peripheral region such as the low rotation / low load region and the full load region toward the high rotation region (for example, 2500 rpm) and the high load region (Z region) indicated by hatching. Is set to gradually increase. Therefore, when the engine is operating at a high speed and a high load, the fuel injection amount Q by the post-injection fu Is increased compared to other operating conditions.
[0041]
In the present embodiment, the ratio of the post-injection injection amount to the main injection injection amount is 10 to 20% at low rotation and low load, and is increased to 20 to 50% or more at high rotation and high load.
[0042]
Further, as a modified example, the fuel injection amount Q by the post-injection is also obtained in a region where the soot is increased except at the time of high rotation and high load, for example, at the time of A / F rich, at the time of pilot injection, and at the time of main injection retard. fu May be increased compared to other operating conditions.
[0043]
Furthermore, the configuration may be such that post-injection is not executed at low rotation / low load, such as idling, but post-injection is executed in a region other than at low rotation / low load.
[0044]
Injection timing I for post injection fu Is set when the heat generation rate by the main injection is less than a predetermined value (approximately 0), that is, when the diffusion combustion by the main injection is completed, and when the heat generation rate by the main injection becomes approximately 0 or less It is set on the map in consideration of the ignition delay (0.4 to 0.7 ms) of the post injection and the invalid injection time so that the combustion of the fuel by the post injection is started.
[0045]
By setting in this way, when the heat generation rate becomes substantially 0 or less, that is, when the diffusion combustion that occurs after the main injection fuel in the combustion chamber has been premixed and combusted is completed, Combustion will begin. For this reason, it is considered that combustion by post-injection starts in a state where mixing of soot and oxygen present in the combustion chamber 4 is promoted, and so the generation of soot is reduced.
[0046]
Further, the combustion by the post-injection starts near the time when the heat generation rate by the main injection becomes substantially 0 or less (the crank angle is preferably within ± 10 °, more preferably within ± 5 °). You may set the injection timing of post-injection.
[0047]
Here, the heat generation rate dQ / dθ is represented by the following formula (1) according to “Lecture on Internal Combustion Engine” (Fujio Nagao, Yokendo Co., Ltd.).
[0048]
dQ / dθ = A / (K ( θ ) -1) x [V ( θ ) ・ (DP ( θ ) / Dθ) + K ( θ ) ・ P ( θ ) ・ (DV ( θ ) / Dθ)] (1)
Where A is the work equivalent of heat and K ( θ ) Is the specific heat ratio, V ( θ ) Is the stroke volume, P ( θ ) Is the in-cylinder pressure, and θ is the crank angle.
[0049]
According to the manual of Ono Sokki Co., Ltd. combustion analyzer CB566, the specific heat ratio K ( θ ) Is expressed based on the following formulas (2) to (5).
[0050]
K ( θ ) = Cp / Cv (2)
Cp = ap + b (T ( θ ) / 100) + c (T ( θ ) / 100) 2 + D (100 / T ( θ ) ... (3)
Cv = Cp− (A · Ro) / M (4)
T ( θ ) = (P ( θ ) ・ V ( θ ) ) /29.27·G (5)
Here, Cp is constant pressure specific heat, Cv is constant volume specific heat, Ro is gas constant, M is molecular weight of air, T ( θ ) Is gas temperature, G is gas weight, ap, b, c, d are other constants.
[0051]
From the above formulas (2) to (5), the heat generation rate dQ / dθ shown in the formula (1) is the in-cylinder pressure P ( θ ) And stroke volume V ( θ ) And the function f (P ( θ ) , V ( θ ) )become. The stroke volume V ( θ ) Is expressed based on the bore diameter B and the stroke S as shown in the following formula (6), the heat generation rate dQ / dθ is expressed as the following formula (7).
[0052]
V ( θ ) = (Π · B 2 S / 8) · (1-cos θ) (6)
dQ / dθ = [f (P ( θ + Δθ ) , V ( θ + Δθ ) ) -F (P ( θ ) , V ( θ ) ]] / Δθ (7)
Therefore, if there is in-cylinder pressure data for each crank angle, the heat generation rate can be calculated based on this data. In the present embodiment, the end point of diffusion combustion (that is, the point at which the heat generation rate becomes approximately 0 or less) is calculated from the heat generation rate thus obtained, and the ignition delay time of post-injection and the like are calculated from this end point. The time point before the delay is the post injection time I fu This map is used.
[0053]
The end time of diffusion combustion changes according to the operating state of the engine, and the end time of diffusion combustion tends to be delayed as the engine load and the rotational speed increase. For example, when the engine speed is 2000 rpm and the average effective pressure Pe is 0.57 MPa, the engine is compressed as shown in FIG. 4B, which is a graph of the result calculated by the method described above. Heat generation Y due to premixed combustion of the main injected fuel near the top dead center and heat generation K due to diffusion combustion at approximately the same level occur, and ignition delay from about 35 ° (CA) after compression top dead center τ f2 Diffusion combustion ends at time t2 delayed by (about 0.5 ms).
[0054]
In addition, when the engine speed is 2500 rpm and the average effective pressure Pe is 0.9 Mpa, as shown in FIG. 4C, diffusion combustion is performed for a considerably long time compared to heat generation Y by premixed combustion. Heat generation K occurs due to the ignition delay from about 48 ° (CA) after compression top dead center τ f3 It can be seen that diffusion combustion ends at a considerably late time t3 (approximately 0.7 ms).
[0055]
In addition, when the engine speed is 1500 rpm and the average effective pressure Pe is 0.3 Mpa and the load is low and the load is low, as shown in FIG. 4A, the premixed combustion and the diffusion combustion of the fuel are distinguished by heat generation. Is difficult, but ignition delay τ from about 30 ° (CA) after compression top dead center f1 It can be seen that the diffusion combustion ends at a relatively early time t1 after being delayed (about 0.6 ms).
[0056]
Therefore, in the vicinity of the end point of the diffusion combustion, that is, 25 to 35 ° (CA) after compression top dead center at low rotation and low load, and 33 to 40 ° (CA) after compression top dead center at medium rotation. ), It is preferable to set the injection timing so that the post-injection is executed at 45 to 48 ° (CA) after the compression top dead center at the time of high rotation and high load.
[0057]
This is a graph obtained by experimenting the relationship between the post-injection timing and the soot generation amount in each of the low rotation and low load, the medium rotation and middle load, and the high rotation and high load. FIGS. 5 (a), 5 (b), ( It is clear from c).
[0058]
In the present embodiment, as indicated by the needle lift amount in FIG. 4, 30 ° (CA) after compression top dead center at low rotation and low load, and 35 ° (CA) after compression top dead center at medium rotation load. At the time of high rotation and high load, the post-injection timing is set so that the post-injection is executed at 48 ° (CA) after the compression top dead center, and the diffusive combustion ends in each operation state, t1, t2, and At t3, combustion by post-injection is started so that heat generation indicated by a dotted line in FIG. 4 occurs.
[0059]
Even in other operating states, the injection timing of the post-injection is set on the map so that the combustion by the post-injection starts when the diffusion combustion ends.
[0060]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the post injection amount (ratio to the main injection) and the amount of soot generated. 30 ° after compression top dead center (CA) so that the combustion by the post-injection starts at the time t1 when the diffusion fuel by the main injection of the fuel is finished in the low rotation and low load state of the engine speed 1500 rpm and the average effective pressure Pe 0.3 MPa. ), The ratio of the post-injection amount to the main injection amount (P / T) was varied in the range of 10 to 45%, and an experiment was conducted to measure the amount of soot generated. As shown by the solid line, the amount of soot generated decreased with an increase in the post-injection ratio (P / T). On the other hand, when the post-injection is performed at 8 ° after the compression top dead center so that the combustion by the post-injection starts before the end of the diffusion combustion, as shown by the dotted line in FIG. The soot generation amount increased with an increase in the ratio of the post injection amount (P / T).
[0061]
Also, after the top dead center of compression 35 ° so that the combustion by the post-injection starts at the time point t2 when the diffusion fuel by the main injection of the fuel is finished in the medium rotational load state of the engine speed 2000 rpm and the average effective pressure Pe 0.57 MPa. When the same experiment for performing the post-injection at (CA) was performed, as shown by the solid line in FIG. 6 (b), the amount of soot generated decreased with the increase in the post-injection ratio (P / T), When the post-injection is performed at 20 ° after the compression top dead center so that the combustion by the post-injection starts before the end of the diffusion combustion, as shown by the dotted line in FIG. Even when the ratio (P / T) increased, no significant change in the amount of wrinkles was observed.
[0062]
Furthermore, in a high rotation and high load state with an engine speed of 2500 rpm and an average effective pressure Pe of 0.9 MPa, 48 ° after compression top dead center so that combustion by post-injection starts at time t3 when diffusion fuel by main injection of fuel ends. When the same experiment for performing the post-injection in (CA) was performed, as shown by the solid line in FIG. 6 (c), the soot generation amount decreased with the increase in the post-injection ratio (P / T), When the post-injection is performed at 20 ° after the compression top dead center so that the combustion by the post-injection starts before the end of the diffusion combustion, as shown by the dotted line in FIG. Even when the ratio (P / T) increased, no significant change in the amount of wrinkles was observed.
[0063]
From this, when post-injection is performed so that combustion by post-injection starts when diffusion fuel by main injection of fuel ends, fuel injection amount Q by post-injection fu It can be seen that the amount of soot is reduced by increasing.
[0064]
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the ratio (P / T) of the post-injection amount to the main injection amount and the fuel consumption rate. FIGS. 7 (a), (b), and (c) are the same as FIGS. 6 (a), (b), and (c), respectively. FIG. 6 is a graph of the fuel consumption rate measured by changing the ratio of the post-injection amount to the main injection amount (P / T) in a range of 10 to 45%, and the solid line is the diffusion due to the main injection of fuel as in FIG. The results of post-injection at 30 °, 35 °, and 48 ° (CA) after compression top dead center are shown so that combustion by post-injection starts at time t1 when the fuel ends, and the dotted line shows diffusion combustion The results of post-injection at 8 °, 20 °, and 20 ° after compression top dead center are shown so that combustion by post-injection starts before the end.
[0065]
As shown by the solid lines in FIGS. 7A, 7B, and 7C, when the post-injection is performed so that the combustion by the post-injection starts when the diffusion fuel by the main injection of the fuel ends. As the ratio of post-injection to main injection increases, the fuel consumption deteriorates. However, in the above-described embodiment, the ratio of the post-injection amount to the main injection amount (P / T) is about 20% or less at low rotation and low load and middle rotation, so that deterioration of fuel consumption in this region is suppressed. Has been.
[0066]
Next, the process proceeds to step S4, and the injection amount Q of the pilot injection p And injection timing I p Are set. In this embodiment, the injection amount Q of pilot injection p Is, for example, the main injection amount Q at low load b 30 to 50% of the fixed value determined within the range. On the other hand, injection timing I p Is derived from a predetermined map based on the target torque Tr and the engine speed Ne.
[0067]
FIG. 8 shows the injection timing I of the pilot injection of this embodiment. p It is drawing which shows the relationship between the map for setting (b) and the injection amount setting map (a) of after-injection. In this drawing, the injection timing I of pilot injection p Is shown by the difference (advance angle: crank angle) between pilot injection and main injection. Injection timing I of pilot injection of this embodiment p As shown by the solid line in FIG. 8B, the interval from the main injection is set shorter than the injection timing (dotted line) of the pilot injection when the post injection is not performed.
[0068]
Pilot injection injects a certain amount of fuel prior to main injection to cause premixed combustion in the combustion chamber, aiming to reduce noise (explosive sound) during combustion due to main injection. It is known that the effect of noise reduction is greater when the timing is closer to the injection timing of the main injection. However, since the generation of soot tends to increase when the pilot injection is brought close to the main injection, the pilot gives priority to suppressing the generation of soot, particularly in a region where soot generation is remarkable, for example, in a high rotation high load region. The injection timing of the injection must be separated from the injection timing of the main injection.
[0069]
On the other hand, in this embodiment, since the occurrence of soot is suppressed by the post-injection, the pilot injection timing is set closer to the main injection than in the case where the post-injection is not performed in almost all operation regions. Can be reduced, and both soot generation and noise can be suppressed.
[0070]
Further, in the operation region (Z region) of high rotation and high load, setting is made so that the injection timing of the pilot injection is delayed as in the modified example shown by the one-dot chain line and the two-dot chain line in FIG. Also good. As a result, during the increase in post-injection injection (Z region), the degree of delay in the injection timing of the pilot injection in accordance with the change in the operation state to the high rotation or high load side is a relatively similar operation state. The control is performed so that the fuel injection by the post-injection around the Z region is smaller than the degree of delay when the increase is not performed. The reason why the change in the injection timing continuously changes instead of the step shape in the transition region to the operation region (Z region) of high rotation and high load is to avoid a sudden change in sound quality.
[0071]
In this region, the injection amount (rate) of the post-injection is maximized and the generation of soot is suppressed most. Therefore, even in the region where the generation of soot is increased (Z region), priority has been given to the suppression of soot generation. For this reason, the degree of separation of the pilot injection timing, which had to be separated from the main injection, from the main injection is reduced, and active noise reduction is possible.
[0072]
In step S5, the exhaust gas temperature T ex Enter. In the present embodiment, the exhaust gas temperature is estimated based on a signal from the water temperature sensor 18 and the value is input. However, the exhaust gas temperature may be obtained and input by another method such as directly measuring the exhaust gas temperature.
[0073]
Next, in step S6, the input exhaust gas temperature T ex Is a predetermined reference temperature T ex0 It is determined whether the higher state has continued for a predetermined time. YES in step S6, that is, the exhaust gas temperature T ex Is a predetermined reference temperature T ex0 When it is determined that the higher state has continued for a predetermined time, the process proceeds to step S7, where the injection Q of the post-injection fu Is set to 0, and the process proceeds to step S8. This is because, if the exhaust gas temperature is higher than a predetermined value for a predetermined time, exhaust system parts such as the catalyst are thermally damaged. Therefore, in a high load region where the exhaust gas temperature is high for a predetermined time, post-injection This is to prevent the exhaust gas temperature from rising further without performing the above. On the other hand, NO in step S6, that is, the exhaust gas temperature T ex Is a predetermined reference temperature T ex0 When it is determined that the state below or the state where the exhaust gas temperature is higher than the predetermined value is not continued for the predetermined time, the process proceeds to step S8 as it is.
[0074]
In step S8, the fuel injection valve 5 is operated according to the amount and timing set in steps S2, S3, S4, and S7, and pilot injection, main injection, and post injection into the combustion chamber are executed.
[0075]
Next, the EGR control executed in the exhaust gas recirculation control means 37 of the ECU 35 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0076]
First, in step S10, data such as the engine speed and the accelerator opening are input, and the process proceeds to step S11. Based on the accelerator opening and the engine speed, for example, preset values as shown in FIG. From the map, the basic target fresh air volume Air corresponding to the engine operating state b Set. As a result, the EGR amount (valve opening) is set to be smaller as the rotation speed is higher. In the example of FIG. 10, the basic target fresh air amount Air is higher in the idle region indicated by hatching than in the middle load of the engine. b Is set to increase. Next, at step 12, the fresh air amount correction value Air c Is set.
[0077]
FIG. 11 shows the fresh air correction amount Air. c The relationship between the setting map (b) and the engine operating state map (a) is shown. The fresh air correction amount Air of the present embodiment shown by a solid line in FIG. c Is set so that the A / F as a result of performing the EGR control in the Z region, which is an operation state of high rotation and high load, is equal to or less than a predetermined value as indicated by a solid line in FIG. . In addition, the fresh air correction amount Air of the modified example of the present embodiment shown by a one-dot chain line in FIG. c In addition, the A / F value obtained as a result of performing the EGR control in the Z region, which is an operation state of high rotation and high load, is set to be equal to or less than a predetermined value as indicated by a one-dot chain line in FIG. ing.
[0078]
In FIG. 10, although the EGR amount is set so as to decrease as the rotational speed increases, the A / F decreases as the rotational speed increases in FIG. This is because the total fuel injection amount (pilot injection, main injection, and post-injection) increases as the rotational load increases.
[0079]
Furthermore, the fresh air correction amount Air of another modified example of the present embodiment, which is indicated by a two-dot chain line in FIG. c Indicates that the degree of decrease in A / F with respect to a change in the operating state of the engine to the high speed or high load side in the Z region, which is the operating state of high rotation and high load, indicates that the fuel injection by post-injection around the Z region It is set to be smaller than the degree of decrease in A / F in the state where the increase is not performed. Further, the degree of decrease is 0, that is, the fresh air correction amount Air so that the A / F is not changed even if the engine operating state changes to the high rotation or high load side. c May be set.
[0080]
Next, in step S13, the basic target fresh air amount Air b New air amount correction value Air c Add the standard fresh air volume Air ref Is calculated. As described above, the new air amount correction value Air c Is a negative value, so the basic target fresh air amount Air b To fresh air correction value Air c May be subtracted, but basic target fresh air volume Air b Is always the fresh air correction value Air. c Since it is larger, the standard fresh air amount Air ref The value of is a positive value.
[0081]
Further, in step S14, the reference fresh air amount Air ref From the actual fresh air amount Air based on the value detected by the air flow sensor 11 Fruit Is subtracted to obtain ΔAir. The fresh air amount is calculated by the air flow sensor and the intake pressure sensor 10a. In this embodiment, an airflow sensor 11 that can detect backflow is used. According to such an air flow sensor, pulsation due to EGR can be detected when the amount of intake air is low, and the amount of fresh air can be accurately calculated based on this pulsation.
[0082]
Next, the process proceeds to step S15, PID control is performed on ΔAir, the EGR amount is determined, and in step S16, the EGR valve is driven based on the EGR amount to execute EGR.
[0083]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made within the scope of the technical matters described in the claims.
[0084]
For example, although the above embodiment is a fuel injection control device of a diesel engine that performs EGR control and pilot injection, the present invention may be a fuel injection control device that does not execute these.
[0085]
Moreover, in the said embodiment, pilot injection, main injection, and post-injection were each performed only once, However, This invention is applicable also to what these are multistage injection.
[0086]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided a fuel injection control device for a diesel engine capable of reducing the amount of soot in exhaust gas while suppressing deterioration of fuel consumption.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a fuel injection control device for a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing fuel injection control executed in the ECU.
FIG. 3 is a graph showing a map for setting the amount of post-injection.
FIG. 4 is a time chart showing a heat generation rate in a combustion chamber.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between post injection timing and soot generation amount.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an injection amount of post-injection and fuel consumption.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an injection amount of post-injection and a soot generation amount.
FIG. 8 is an injection amount setting map for post-injection and injection timing I for pilot injection. p It is drawing which shows the relationship with the map for setting.
FIG. 9 is a flowchart showing EGR control executed in the exhaust gas recirculation control means.
FIG. 10 Basic target fresh air volume Air b It is a graph which shows the specific example of the map which sets.
FIG. 11 is a fresh air correction amount Air. c It is a graph which shows the relationship between the map for a setting, and the map of the driving | running state of an engine.
FIG. 12 is a graph showing a relationship between an A / F that changes due to EGR and a map of an operating state of the engine.
[Explanation of symbols]
1: Diesel engine
2: Cylinder
5: Fuel injection valve
35: ECU
36: Injection control means
37: EGR control means

Claims (8)

ディーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
圧縮行程上死点の近傍の所定時期に前記燃料噴射弁から燃料が噴射される主噴射を制御する主噴射制御手段と、
前記主噴射の後に、前記燃料噴射弁から追加の燃料が噴射される後噴射を制御する後噴射制御手段とを備え、
前記後噴射制御手段は、前記主噴射による熱発生率が所定値以下となったときを基準にして後噴射の噴射時期を設定すると共に、前記主噴射による燃焼によって発生する煤が所定量以上となる運転領域には、前記煤の量が所定量未満の運転領域よりも前記後噴射による燃料噴射を増大させることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
A fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of a diesel engine;
Main injection control means for controlling main injection in which fuel is injected from the fuel injection valve at a predetermined time near the top dead center of the compression stroke;
A post-injection control means for controlling post-injection in which additional fuel is injected from the fuel injection valve after the main injection;
The post-injection control means sets the injection timing of the post-injection based on when the heat generation rate by the main injection becomes a predetermined value or less, and the soot generated by the combustion by the main injection is not less than a predetermined amount. The fuel injection control device for a diesel engine is characterized in that the fuel injection by the post-injection is increased in the operation region in which the amount of soot is less than the operation region in which the amount of soot is less than a predetermined amount.
前記後噴射制御手段が、エンジンが高回転または高負荷のとき前記後噴射による燃料噴射を増大させる、請求項1に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。The fuel injection control device for a diesel engine according to claim 1, wherein the post-injection control means increases fuel injection by the post-injection when the engine is at a high rotation speed or a high load. 排ガスの一部を吸気に還流させるEGR手段を制御するEGR制御手段であって、前記後噴射制御手段による燃料噴射増大中には、EGR量を制御して空燃比を所定値以下にするEGR制御手段を更に備えている、請求項1または2に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。EGR control means for controlling EGR means for recirculating part of the exhaust gas to the intake air, and during the increase of fuel injection by the post-injection control means, EGR control for controlling the EGR amount to bring the air-fuel ratio below a predetermined value The fuel injection control device for a diesel engine according to claim 1 or 2, further comprising means. 排ガスの一部を吸気に還流させるEGR手段を制御するEGR制御手段であって、前記後噴射制御手段による燃料噴射増大中には、高回転または高負荷側へのエンジンの運転状態の変化に対する空燃比の減少度合いが、前記後噴射による燃料噴射増大が行われていない領域での空燃比の減少度合いより小さくなるようにEGR制御を行うEGR制御手段を更に備えている、請求項1または2に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。EGR control means for controlling EGR means for recirculating part of the exhaust gas to the intake air, and during the increase of fuel injection by the post-injection control means, the engine is operated in response to a change in the operating state of the engine to a high speed or high load side. The EGR control means which performs EGR control so that the decreasing degree of an air-fuel ratio may become smaller than the decreasing degree of the air fuel ratio in the area | region where the fuel injection increase by the said post injection is not performed is provided. The diesel engine fuel injection control apparatus described. 前記主噴射に所定間隔だけ先立って予混合燃焼を行わせるために前記燃料噴射弁から燃料が噴射されるパイロット噴射を制御するパイロット噴射制御手段であって、前記後噴射制御手段による燃料噴射増大中には、前記間隔を、後噴射が行われていないときに比べて小さくするように制御するパイロット噴射制御手段をさらに備えている、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。Pilot injection control means for controlling pilot injection in which fuel is injected from the fuel injection valve in order to cause premix combustion to be performed at a predetermined interval prior to the main injection, and fuel injection is being increased by the post-injection control means 5. The diesel engine according to claim 1, further comprising pilot injection control means for controlling the interval to be smaller than when no post-injection is performed. Fuel injection control device. 前記主噴射に所定間隔だけ先立って予混合燃焼を行わせるために前記燃料噴射弁から燃料が噴射されるパイロット噴射を制御するパイロット噴射制御手段であって、前記後噴射制御手段による燃料噴射増大中には、高回転または高負荷側へのエンジンの運転状態の変化に対する前記間隔の増加度合いを、前記後噴射による燃料噴射が増大が行われていない領域での増加度合いより小さくするように制御するパイロット噴射制御手段を更に備えている、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。Pilot injection control means for controlling pilot injection in which fuel is injected from the fuel injection valve in order to cause premix combustion to be performed at a predetermined interval prior to the main injection, and fuel injection is being increased by the post-injection control means The control is performed so that the increase degree of the interval with respect to the change in the operating state of the engine toward the high speed or high load side is made smaller than the increase degree in the region where the fuel injection by the post injection is not increased. The fuel injection control device for a diesel engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising pilot injection control means. 前記後噴射制御手段が、排気ガス温度が所定温度以上の領域では、前記後噴射による燃料噴射を抑制する、請求項1ないし6のいずれか1項に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。The diesel engine fuel injection control apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the post-injection control means suppresses fuel injection by the post-injection in a region where the exhaust gas temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. ディーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
圧縮行程上死点の近傍の所定時期に前記燃料噴射弁から燃料が噴射される主噴射を制御する主噴射制御手段と、
前記主噴射の後に、前記燃料噴射弁から追加の燃料が噴射される後噴射を制御する後噴射制御手段とを備え、
前記後噴射制御手段は、前記主噴射による熱発生率が所定値以下となったときを基準にして後噴射の噴射時期を設定すると共に、高回転または高負荷方向へのエンジンの運転状態の変化に応じて、後噴射を増大させることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
A fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of a diesel engine;
Main injection control means for controlling main injection in which fuel is injected from the fuel injection valve at a predetermined time near the top dead center of the compression stroke;
A post-injection control means for controlling post-injection in which additional fuel is injected from the fuel injection valve after the main injection;
The post-injection control means sets the injection timing of the post-injection based on when the heat generation rate by the main injection becomes a predetermined value or less, and changes the operating state of the engine in the high rotation or high load direction. A fuel injection control device for a diesel engine characterized by increasing post-injection in response to
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