JP4905213B2 - Diesel engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、排気ターボ過給機を備えたディーゼルエンジンの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a diesel engine equipped with an exhaust turbocharger.
ディーゼルエンジンは、熱効率が高いので地球温暖化の一因である二酸化炭素の排出量を少なくすることができ、また耐久性及び信頼性が高いといった利点を有するので、自動車用エンジンなどとして広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、ディーゼルエンジンには、圧縮行程ないし燃焼行程において燃焼圧が急上昇すると燃焼音が大きくなるといった問題がある。そして、この燃焼音は、とくにアクセル開度が小さいときには目立つ。そこで、ディーゼルエンジンでは、一般に、少なくともアクセル開度が小さいときには、1回の圧縮行程ないし燃焼行程で燃料の多段噴射を行い、燃焼圧の急上昇を防止して燃焼音を抑制するようにしている。
ところで、一般にディーゼルエンジンでは、燃料がリッチ(高濃度)になると、燃焼室内に局所的に酸素不足領域が生じてスモーク(黒煙)が発生しやすくなるが、圧縮行程ないし燃焼行程で燃料の多段噴射を行うと、よりスモークが発生しやすくなるといった問題が生じる。すなわち、多段噴射を行うと、すでに燃料が混合されている空気中にさらに重複して燃料が噴射されるので、これに伴って局所的にリッチな領域が発生し、スモークが発生しやくなる。 By the way, in general, in a diesel engine, when the fuel is rich (high concentration), an oxygen-deficient region is locally generated in the combustion chamber, and smoke (black smoke) is likely to be generated. When injection is performed, there arises a problem that smoke is more likely to be generated. That is, when multi-stage injection is performed, fuel is further injected into the air in which the fuel is already mixed, and accordingly, a rich region is locally generated and smoke is easily generated.
また、自動車用のディーゼルエンジンには、通常、高出力化を図るため、所定のエンジン回転数を超える運転領域で過給を行う排気ターボ過給機が設けられる。そして、排気ターボ過給機を備えたディーゼルエンジンでは、アクセル開度が小さい状態でアクセルを踏み込んで加速を開始する場合、燃料噴射量はほとんど時間遅れなく増加するのに対して、過給による燃料燃焼用の空気の増加にはある程度の時間遅れ(過給遅れ)が伴われる。したがって、アクセル開度が小さい状態で加速を開始したときには、燃焼室内は、過給遅れにより一時的に酸素不足となり、とくにスモークが発生しやすくなる。 In addition, an automobile turbocharger is usually provided with an exhaust turbocharger that performs supercharging in an operating region exceeding a predetermined engine speed in order to increase output. In a diesel engine equipped with an exhaust turbocharger, when acceleration is started by depressing the accelerator with a small accelerator opening, the fuel injection amount increases almost without time delay, whereas the fuel due to supercharging The increase in combustion air is accompanied by a certain time delay (supercharging delay). Therefore, when acceleration is started with a small accelerator opening, the combustion chamber temporarily becomes deficient in oxygen due to a delay in supercharging, and smoke is particularly likely to occur.
したがって、排気ターボ過給機を備えたディーゼルエンジンにおいて、燃料の多段噴射を行うと、とくにスモークが発生しやすくなる。なお、スモークが発生しやすい運転状態では、燃料の多段噴射を一時的に中止するといった対応も考えられるが、このようにすると燃焼音、ひいてはエンジン騒音が大きくなるといった問題が生じる。 Therefore, in a diesel engine equipped with an exhaust turbocharger, smoke is particularly likely to occur when multistage injection of fuel is performed. In an operation state in which smoke is likely to occur, it may be possible to temporarily stop the multi-stage fuel injection, but this causes a problem that the combustion noise and thus the engine noise increase.
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、排気ターボ過給機を備えたディーゼルエンジンに対して、燃料の多段噴射を行う場合でもスモークの発生を有効に防止ないしは抑制することを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and effectively prevents or prevents the generation of smoke even when performing multistage fuel injection on a diesel engine equipped with an exhaust turbocharger. It is an object to be solved to provide means for enabling suppression.
上記課題を解決するためになされた本発明に係る排気ターボ過給機を備えたディーゼルエンジンの制御装置は、排気ターボ過給機の過給遅れによる加速時の空気の増加遅れに対応して、燃料噴射量を上限値(以下「噴射ガード値」という。)に制限する燃料噴射制限手段を備えていて、燃料噴射制限手段は、加速時の空気の増加遅れが大きくなるアクセル開度が小さいときには、アクセル開度が大きいときに対して、燃料燃焼用の空気に対する燃料の比率が小さくなるように噴射ガード値を設定し、かつ、該制御装置が、少なくとも低アクセル開度領域では燃料を、1回の圧縮行程ないし燃焼行程で多段噴射(複数回噴射)する燃料噴射制御手段を備えていて、燃料噴射制限手段は、各多段噴射における噴射回数が多いときには少ないときに対して、噴射ガード値を、燃料燃焼用の空気に対する燃料の比率が小さくなるように設定することを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, a control device for a diesel engine equipped with an exhaust turbocharger according to the present invention corresponds to an increase delay in air during acceleration due to a delay in supercharging of the exhaust turbocharger, Fuel injection limiting means for limiting the fuel injection amount to an upper limit value (hereinafter referred to as “injection guard value”) is provided, and the fuel injection limiting means is used when the accelerator opening is small at which the increase delay of air during acceleration increases. The injection guard value is set so that the ratio of fuel to air for fuel combustion becomes smaller than when the accelerator opening is large , and the control device supplies fuel at least in the low accelerator opening region. A fuel injection control means for performing multi-stage injection (multiple injection) in one compression stroke or combustion stroke, and the fuel injection limiting means is less when the number of injections in each multi-stage injection is large To, injection guard value, it is characterized in that set so that the ratio of the fuel is reduced to air for fuel combustion.
本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置においては、燃料噴射制限手段は、該ディーゼルエンジンの出力トルクを変速する変速機の変速比(ギヤ比)が低速段側であるときには高速段側であるときに対して、噴射ガード値を、燃料燃焼用の空気に対する燃料の比率が小さくなるように設定するようになっているのも好ましい。
When the control device for a diesel engine according to the present invention, the fuel injection limiting means, when the transmission ratio of the transmission to shift the output torque of the diesel engine (gear ratio) is low-stage side is higher gear On the other hand, it is also preferable that the injection guard value is set so that the ratio of fuel to air for fuel combustion becomes small.
本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置によれば、噴射ガード値が低アクセル開度側では、加速時の空気の増加遅れが大きくなるアクセル開度が小さいときには、燃料燃焼用の空気に対する燃料の比率が小さくなるように設定されるので、酸素不足が生じる低アクセル開度での加速時に燃料噴射量が抑制される。このため、燃焼音を抑制しつつ、低アクセル開度での加速時におけるスモークの発生を防止ないしは抑制することができる。
According to the diesel engine control apparatus of the present invention, when the injection guard value is on the low accelerator opening side, the ratio of the fuel to the air for fuel combustion is small when the accelerator opening is small in which the increase delay of air during acceleration increases. Is set to be small , the fuel injection amount is suppressed during acceleration at a low accelerator opening at which oxygen shortage occurs. For this reason, generation | occurrence | production of the smoke at the time of acceleration with a low accelerator opening degree can be prevented thru | or suppressed, suppressing a combustion noise.
さらに、本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置においては、各多段噴射における噴射回数が多いときには少ないときに比べて噴射ガード値を燃料燃焼用の空気に対する燃料の比率が小さくなるように設定するので、噴射回数の増加に伴いスモークの発生量が増加するのを有効に防止ないしは抑制することができる。
Further, in the control device for a diesel engine according to the present invention, since setting the injection guard value than when less when injection number is large in each multiple injection such that the ratio of the fuel is reduced to air for fuel combustion, It is possible to effectively prevent or suppress an increase in the amount of smoke generated as the number of injections increases.
また、一般に、変速機の変速比が低速段側であるときには高速段側であるときに比べて、加速時におけるエンジン回転数の上昇が速いので、燃料噴射量は迅速に増加する。このため、過給圧の上昇の遅れ(過給遅れ)に起因してスモークが発生しやすくなる。したがって、本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置において、変速機の変速比が低速段側であるときには高速段側であるときに比べて噴射ガード値を、燃料燃焼用の空気に対する燃料の比率が小さくなるように設定する場合は、このような低速段側での加速時におけるスモークの発生を有効に防止ないしは抑制することができる。
In general, when the gear ratio of the transmission is on the low speed stage side, the increase in engine speed during acceleration is faster than when the transmission is on the high speed stage side, so the fuel injection amount increases rapidly. For this reason, smoke is likely to occur due to a delay in boosting of the supercharging pressure (supercharging delay). Therefore, in the control apparatus for a diesel engine according to the present invention, when the transmission gear ratio is on the low speed stage side, the injection guard value is smaller than on the high speed stage side, and the ratio of fuel to air for fuel combustion is small. In the case of setting so as to be, it is possible to effectively prevent or suppress the generation of smoke during acceleration at the low speed stage side.
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施の形態(本発明を実施するための最良の形態)を具体的に説明する。
図1に示すように、本発明に係る排気ターボ過給機付きの直噴式ディーゼルエンジン1(以下、略して「エンジン1という。」)は、その外殻をなすシリンダヘッド2とシリンダブロック3とを備えている。なお、図1では1つの気筒(シリンダ)を図示しているだけであるが、エンジン1は複数の気筒を備えた多気筒エンジン(例えば、直列4気筒エンジン)である。
Hereinafter, embodiments of the present invention (best mode for carrying out the present invention) will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, a direct
詳しくは図示していないが、エンジン1は自動車用のエンジンであって、エンジン1の出力トルクは、トルクコンバータと、前進1速〜6速及び後進の変速段をもつ変速機とを備えた自動変速機構によって、選択された変速段の変速比に応じて変速された後、減速歯車機構、ディファレンシャル装置等の動力伝達機構を介して駆動輪に伝達されるようになっている。なお、本発明において、変速機の前進の変速段は1速〜6速に限定されるわけではない(例えば、1速〜4速、1速〜5速でもよい。)。また、自動変速機構に代えて手動式の多段変速機を用いてもよい。
Although not shown in detail, the
エンジン1の各気筒においては、吸気弁4が開かれる吸気行程で、吸気ポート5から燃焼室6内に空気が吸入される。燃焼室6内の空気は、シリンダ7(気筒)内に嵌挿されたピストン8により圧縮されて高温・高圧状態となる。そして、圧縮行程ないし燃焼行程で、燃料噴射弁9から燃焼室6内の高温・高圧の空気中に燃料(例えば、軽油)が、1段又は多段で噴射され、この燃料は自己着火して燃焼する。燃料の燃焼によって生じた燃焼ガスすなわち排気ガスは、排気弁10が開かれる排気行程で排気ポート11に排出される。これらの行程が繰り返されてピストン8がシリンダ7内で往復運動し、このピストン8の往復運動は、コネクチングロッド12等により、クランク軸(図示せず)の回転運動に変換される。
In each cylinder of the
エンジン1の燃焼室6に燃料燃焼用の空気(以下「吸入空気」という。)を供給するために、先端(上流端)が大気に開放された共通吸気通路15が設けられている。この共通吸気通路15には、吸入空気の流れ方向(図1中に白い矢印で示されている)にみて上流側から順に、吸入空気中のダスト等の異物を除去するエアクリーナ16と、エンジン1に対して過給を行う排気ターボ過給機17のコンプレッサ17aと、過給により温度が上昇した吸入空気を冷却するインタクーラ18と、吸入空気の流量を制御する吸気絞り弁19とが設けられている。
In order to supply fuel combustion air (hereinafter referred to as “intake air”) to the
共通吸気通路15の下流端は、吸入空気の流れを安定させるサージタンク20に接続されている。そして、このサージタンク20には、気筒毎に設けられ互いに独立している独立吸気通路21の上流端が接続されている。これらの独立吸気通路21の下流端は、それぞれ、対応する気筒の吸気ポート5に接続されている。
The downstream end of the
エンジン1の燃焼ガスすなわち排気ガスを排出するために、排気ガスの流れ方向(図1中に黒い矢印で示されている)にみて、上流端が排気ポート11と連通する排気通路23が設けられている。この排気通路23には、排気ガスの流れ方向にみて、上流側から順に、排気ターボ過給機17のタービン17bと、排気ガスを浄化する触媒コンバータ24と、排気ガスに含まれるカーボン、煤、炭化水素等の微粒子(パティキュレート)を捕集するフィルタ25(ディーゼル・パティキュレート・フィルタ)とが設けられている。なお、触媒コンバータ24は、白金又は白金にパラジウムを加えたものなどを担持している酸化触媒を備えたものであり、排気ガス中のCO及びHCを酸化してCO2及びH2Oを生成する酸化反応を促進するものである。
In order to discharge the combustion gas of the
また、タービン17bより上流側の排気通路23内の排気ガスの一部をEGRガスとして、インタクーラ18とサージタンク20との間で共通吸気通路15に還流させるEGR通路27が設けられている。このEGR通路27には、EGRガス(排気ガス)の流れ方向にみて上流側から順に、EGRガスを冷却する水冷式のEGRクーラ28と、EGRガスの流量を制御するEGR制御弁29とが設けられている。これにより、排気通路23内の排気ガスの一部を、EGR制御弁29により流量を制御しながら、共通吸気通路15に還流させることができる。
Further, an EGR
各気筒の燃料噴射弁9には、燃料タンク(図示せず)から燃料通路31を介して燃料が供給される。燃料通路31には、高圧(例えば、1000〜2000気圧)で燃料を吐出する高圧燃料ポンプ32と、高圧の燃料を蓄えるコモンレール33(燃料分配器)とが介設されている。高圧燃料ポンプ32は、コモンレール33内の燃料圧が所定値以上に保持されるように動作する。これにより、燃料噴射弁9は、エンジン1の各気筒の1回の圧縮行程ないし燃焼行程において、1〜4回の範囲で所望の回数の燃料噴射(多段噴射)を行うことができるようになっている。なお、燃焼噴射弁9は、多段噴射における各噴射の燃料噴射量及び噴射タイミングを任意に設定することができる(図5参照)。なお、多段噴射の回数は、1〜4回に限定されるわけではなく、これより多くても少なくてもよい(例えば、1〜3回、1〜5回)。
Fuel is supplied to the
エンジン1には、その運転状態に関する各種情報を収集するために、種々のセンサが設けられている。すなわち、共通吸気通路15には、エアクリーナ16のやや下流側の部位に、吸入空気量を検出するエアフローセンサ35が設けられている。さらに、共通吸気通路15には、吸気絞り弁19のやや下流側の部位(EGR通路27との接続部より上流側)に、吸入空気の温度(吸気温度)を検出する吸気温センサ36と、吸入空気の圧力(吸気圧力)を検出する吸気圧センサ37とが設けられている。
The
また、エンジン1には、エンジン回転数を検出する回転数センサ38と、クランク角を検出するクランク角センサ39と、エンジン1の冷却水の温度(エンジン水温)を検出する水温センサ40と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ41(図2参照)とが設けられている。そして、エンジン1の排気通路23には、タービン17bよりやや上流側の部位に、排気ガス中の酸素濃度を検出する第1O2センサ42(リニアO2センサ)が設けられている。さらに、排気通路23には、触媒コンバータ24とフィルタ25の間の部位に、排気ガスの圧力を検出する第1排気圧センサ43が設けられ、さらにフィルタ25のやや下流側の部位に、排気ガスの圧力を検出する第2排気圧センサ44と、排気ガスの温度を検出する排気温センサ45と、排気ガス中の酸素濃度を検出する第2O2センサ46(リニアO2センサ)とが設けられている。
Further, the
図2に示すように、エンジン1には、該エンジン1の各種制御を行うために、コンピュータを備えたコントロールユニット50が設けられている。なお、コントロールユニット50は、課題を解決するための手段の欄に記載された「燃料噴射制御手段」と「燃料噴射制限手段」とを含むエンジン1の総合的な制御手段である。詳しくは図示していないが、コントロールユニット50は、制御信号の入出力を行う入出力部、デー夕等を記憶する記憶部(ROM、RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等を備えている。
As shown in FIG. 2, the
コントロールユニット50は、前記各センサ35〜46によって検出される各種データに基づいて、燃料噴射弁9、過給機17、吸気絞り弁19、EGR制御弁29等を制御することにより、燃料噴射制御(燃料噴射制限制御を含む)、EGR制御、過給制御等を行うようになっている。なお、EGR制御及び過給制御は、その制御手法が当業者にはよく知られており、またこのような制御は本願発明の要旨とするところでもないので、その説明を省略する。
The
以下、図3に示すフローチャートを参照しつつ、コントロールユニット50によって実行される、本発明に係る燃料噴射制御(燃料噴射制限制御を含む)の制御手法を具体的に説明する。
図3に示すように、この燃料噴射制御においては、制御が開始されると(スタート)、まずステップS1で、前記の各センサ35〜46によって検出される各種信号が読み込まれる。
Hereinafter, the control method of fuel injection control (including fuel injection restriction control) according to the present invention, which is executed by the
As shown in FIG. 3, in this fuel injection control, when the control is started (start), first, in step S1, various signals detected by the
続いて、ステップS2で、基本的には、アクセル開度(エンジン負荷)とエンジン回転数とに基づいて、燃料噴射弁9の燃料噴射量が演算される。具体的には、例えば図4に示すような特性をもつ燃料噴射量マップを用いて、アクセル開度とエンジン回転数とに基づいて、要求燃料噴射量が演算される。なお、この燃料噴射量マップは、デジタルデータの形態でコントロールユニット50のメモリに格納されている。
Subsequently, in step S2, the fuel injection amount of the
次に、ステップS3で、基本的には、エンジン負荷(アクセル開度)とエンジン回転数とに基づいて、1回の圧縮行程ないし燃焼行程における燃料噴射弁9の燃料噴射回数が演算される。具体的には、例えば図5に示すような特性をもつ噴射回数マップを用いて、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて、燃料噴射回数が演算される。なお、この噴射回数マップは、デジタルデータの形態でコントロールユニット50のメモリに格納されている。
Next, in step S3, basically, the number of fuel injections of the
図5に示すように、このエンジン1では、おおむねエンジン回転数が低くなるのに伴って、段階的に燃料噴射回数が多くなるようにしている。とくに、低負荷領域すなわち低アクセル開度領域では、エンジン回転数が低くなるのに伴って、1段噴射から4段噴射まで段階的に燃料噴射回数が多くなるようにしている。このように燃料噴射回数を変化させるのは、主として燃焼音を低減するためである。なお、図5中の1段噴射〜4段噴射(噴射回数が1〜4回)領域にそれぞれ記載された折れ線は、各領域における燃料噴射の量及びタイミングを模式的に示している。
As shown in FIG. 5, in this
このようにステップS2〜S3で燃料噴射弁9の燃料噴射量及び噴射回数が演算された後、ステップS4で、噴射ガード値が演算される。ここで、噴射ガード値は、スモークの発生を防止ないしは抑制するために設けられた、燃料噴射量(ないしは、吸入空気に対する燃料の比率)の上限値である。すなわち、ステップS2でアクセル開度とエンジン回転数とに基づいて演算された燃料噴射量がこの噴射ガード値を超えている場合は、燃料噴射量はこの噴射ガード値に設定される。
After the fuel injection amount and the number of injections of the
図5から明らかなとおり、エンジン1の燃料噴射弁9は、低アクセル開度領域(とくに低回転領域)では多段噴射を行うので、スモークが発生しやすくなる。また、低アクセル開度状態で加速を開始したときには、過給遅れにより一層スモークが発生しやすくなる。そこで、このようなスモークの発生を防止ないしは抑制するために、噴射ガード値を設けている。そして、この噴射ガード値は、スモークの発生をより確実に防止ないしは抑制するために、アクセル開度と、燃料噴射回数と、変速機の変速比(変速段)とに応じて、好ましく設定される。
As is clear from FIG. 5, the
なお、図4中の破線Lは、無過給時における噴射ガード値の一例を示している。すなわち、排気ターボ過給機17が動作していないときに、アクセル開度とエンジン回転数とに基づいて演算された燃料噴射量がこの噴射ガード値を超えている場合は、燃料噴射量はこの噴射ガード値まで減量される。
In addition, the broken line L in FIG. 4 has shown an example of the injection guard value at the time of non-supercharging. That is, when the
図6に示すように、噴射ガード値は、アクセル開度(エンジン負荷)が小さいときほどリーン(燃料噴射量が少ない)側に設定される。なお、図6においては、噴射ガード値は、第1O2センサ42によって検出される排気ガスの酸素濃度であらわしている。このようにするのは、燃料噴射量(吸入空気に対する燃料の比率)と排気ガス中の酸素濃度との間には一義的な関係があるので、排気ガス中の酸素濃度により燃料噴射量(吸入空気に対する燃料の比率)をあらわすことができ、また排気ガス中の酸素濃度は容易に検出することができるからである。そこで、この実施の形態では、噴射ガード値を排気ガス中の酸素濃度であらわすとともに、現実の、燃料噴射量(吸入空気に対する燃料の比率)を、第1O2センサ42によって検出される排気ガスの酸素濃度であらわすようにしている。 As shown in FIG. 6, the injection guard value is set to a leaner side (the fuel injection amount is smaller) as the accelerator opening (engine load) is smaller. In FIG. 6, the injection guard value represents the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the first O 2 sensor 42. This is because there is a unique relationship between the fuel injection amount (ratio of fuel to intake air) and the oxygen concentration in the exhaust gas, so the fuel injection amount (intake) depends on the oxygen concentration in the exhaust gas. This is because the ratio of fuel to air) can be expressed, and the oxygen concentration in the exhaust gas can be easily detected. In this embodiment, therefore, the injection guard value is represented by the oxygen concentration in the exhaust gas, and the actual fuel injection amount (ratio of fuel to intake air) is determined by the first O 2 sensor 42. It is expressed by oxygen concentration.
さらに、図7に示すように、このエンジン1では、1回の圧縮行程ないし燃焼行程における燃料噴射回数が多いときほど、噴射ガード値をリーン側に補正(設定)するようにしている。このようにするのは、燃料噴射回数が多いほど、燃料の重複によりスモークが発生しやすくなるからである。
Further, as shown in FIG. 7, in this
また、図8に示すように、変速機の変速比が低速段側であるときには高速段側であるときに比べて、噴射ガード値をよりリーン側に設定するようにしている。なお、図8においては、噴射ガード値は、排気ガスの酸素濃度であらわしている。このようにするのは、変速機の変速比が低速段側であるときには高速段側であるときに比べて、過給遅れに起因してスモークが発生しやすくなるからである。 Also, as shown in FIG. 8, when the transmission gear ratio is on the low speed side, the injection guard value is set to be leaner than on the high speed side. In FIG. 8, the injection guard value is represented by the oxygen concentration of the exhaust gas. This is because smoke is more likely to occur due to a supercharging delay when the transmission gear ratio is on the low speed side than on the high speed side.
このように、エンジン1では、噴射ガード値を、アクセル開度と、燃料噴射回数と、変速機の変速段ないしは変速比とに応じて設定ないしは補正するようにしている。しかしながら、演算を簡略化してコントロールユニット50の負荷を軽減するため、噴射ガード値を、アクセル開度のみに基づいて設定するようにしてもよい。あるいは、噴射ガード値を、アクセル開度と燃料噴射回数とに基づいて、又はアクセル開度と変速比ないしは変速段とに基づいて設定するようにしてもよい。
Thus, in the
なお、なお、EGR制御弁29が閉じられ吸気系へのEGRガスの導入が停止されているとき(EGRカット時)において、吸気系にEGRガスが残留しているとき、例えばEGR制御弁29を閉じた後の一定時間内では、スモークが発生しやすいので、噴射ガード値をやや低くするようにしてもよい。
It should be noted that when the
次に、ステップS5で、第1O2センサ42によって検出された排気ガスの酸素濃度(以下「酸素濃度検出値」という。)が、ステップS4で演算された噴射ガード値(排気ガスの酸素濃度に換算したもの)を超えているか否かが判定される。ここで、酸素濃度検出値が噴射ガード値を超えていると判定された場合は(YES)、ステップS6で、燃料噴射弁9の燃料噴射量(吸入空気に対する燃料の比率)が噴射ガード値まで減量される。すなわち、燃料噴射量は噴射ガード値に設定される。この後、ステップS1に復帰する。他方、ステップS5で、酸素濃度検出値が噴射ガード値以下であると判定された場合は(NO)、燃料噴射量を制限する必要はないので、ステップS6をスキップして、ステップS1に復帰する。 Next, in step S5, the oxygen concentration of the exhaust gas detected by the first O 2 sensor 42 (hereinafter referred to as “oxygen concentration detection value”) is changed to the injection guard value (the oxygen concentration of the exhaust gas) calculated in step S4. It is determined whether or not the converted value is exceeded. Here, when it is determined that the oxygen concentration detection value exceeds the injection guard value (YES), in step S6, the fuel injection amount of the fuel injection valve 9 (the ratio of fuel to intake air) reaches the injection guard value. Reduced weight. That is, the fuel injection amount is set to the injection guard value. Thereafter, the process returns to step S1. On the other hand, if it is determined in step S5 that the oxygen concentration detection value is equal to or less than the injection guard value (NO), there is no need to limit the fuel injection amount, so step S6 is skipped and the process returns to step S1. .
ところで、第1O2センサ42によって検出された酸素濃度には、排気通路23の容量あるいは第1O2センサ42自体の応答遅れによって、若干の時間遅れが伴う。そこで、第1O2センサ42によって検出された酸素濃度を用いず、吸入空気量、燃料噴射量、吸入空気の温度、排気ガスの温度、エンジンの形状(体積等)、吸気系及び排気系の形状(体積、長さ、断面積等)等に基づいて、一般に知られている物質収支の理論及び熱力学の理論を用いて、排気ガスの酸素濃度を推定し、この推定された酸素濃度を用いてステップS5を実行するようにしてもよい。
Meanwhile, the oxygen concentration detected by the first 1O 2 sensor 42, the capacity of the
なお、第1O2センサ42を設けず、第2O2センサ46によって検出される酸素濃度を用いてステップS5を実行するようにしてもよい。ただし、この場合は、第1O2センサ42を用いる場合に比べて、酸素濃度検出値の時間遅れが大きくなる。 The first O 2 sensor 42 may not be provided, and step S5 may be executed using the oxygen concentration detected by the second O 2 sensor 46. However, in this case, the time delay of the oxygen concentration detection value is greater than when the first O 2 sensor 42 is used.
以上、エンジン1の燃料噴射制御によれば、燃焼音を抑制しつつ、低アクセル開度での加速時におけるスモークの発生を防止ないしは抑制することができる。
As described above, according to the fuel injection control of the
1 ディーゼルエンジン(エンジン)、2 シリンダヘッド、3 シリンダブロック、4 吸気弁、5 吸気ポート、6 燃焼室、7 シリンダ、8 ピストン、9 燃料噴射弁、10 排気弁、11 排気ポート、12 コネクチングロッド、15 共通吸気通路、16 エアクリーナ、17 排気ターボ過給機、17a コンプレッサ、17b タービン、18 インタクーラ、19 吸気絞り弁、20 サージタンク、21 独立吸気通路、23 排気通路、24 触媒コンバータ、25 フィルタ、27 EGR通路、28 EGRクーラ、29 EGR制御弁、31 燃料通路、32 高圧燃料ポンプ、33 コモンレール、35 エアフローセンサ、36 吸気温センサ、37 吸気圧センサ、38 回転数センサ、39 クランク角センサ、40 水温センサ、41 アクセル開度センサ、42 第1O2センサ、43 第1排気圧センサ、44 第2排気圧センサ、45 排気温センサ、46 第2O2センサ、50 コントロールユニット。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記排気ターボ過給機の過給遅れによる加速時の空気の増加遅れに対応して、燃料噴射量を上限値に制限する燃料噴射制限手段を備えていて、
上記燃料噴射制限手段は、上記加速時の空気の増加遅れが大きくなるアクセル開度が小さいときには、アクセル開度が大きいときに対して、燃料燃焼用の空気に対する燃料の比率が小さくなるように上記上限値を設定し、
かつ、該制御装置が、少なくとも低アクセル開度領域では燃料を多段噴射する燃料噴射制御手段を備えていて、上記燃料噴射制限手段は、各多段噴射における噴射回数が多いときには少ないときに対して、上記上限値を、燃料燃焼用の空気に対する燃料の比率が小さくなるように設定することを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 A control device for a diesel engine equipped with an exhaust turbocharger,
Corresponding to the increase delay of the air at the time of acceleration due to the supercharging delay of the exhaust turbo supercharger, the fuel injection limiting means for limiting the fuel injection amount to the upper limit value,
The fuel injection limiting means is configured to reduce the ratio of fuel to air for fuel combustion with respect to when the accelerator opening is large, when the accelerator opening is small when the increase delay of air during acceleration is large. Set an upper limit ,
And the control device is provided with a fuel injection control means for multi-stage injection of fuel at least in the low accelerator opening range, the fuel injection limiting means, when the number of injections in each multi-stage injection is large, The diesel engine control apparatus , wherein the upper limit value is set so that a ratio of fuel to air for fuel combustion becomes small .
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