JP5045494B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明の目的は、パイロット噴射による燃料の噴射量をメイン噴射による燃料の着火が確保されつつ熱発生量が最小限となる噴射量に設定することにより、スモークの排出および騒音の低減を図る内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
請求項5記載の発明では、熱発生量検出手段は、内燃機関の振動を検出する振動センサを有している。内燃機関は燃料の燃焼によって振動し、振動の大きさは熱発生量に相関する。そのため、振動センサで内燃機関の振動を検出することにより、熱発生量の算出が可能となる。したがって、熱発生量を容易に検出することができる。
図1に示すように、ディーゼルエンジンシステム10は、機関本体としてのディーゼルエンジン11を備えている。ディーゼルエンジン11は、複数の燃焼室12を有している。燃焼室12は、シリンダブロック13、図示しないシリンダヘッドおよび図示しないピストンとの間に形成される。燃料噴射制御装置14は、制御部15、回転検出部16、燃料噴射部17、熱発生量検出部18およびパイロット噴射量設定部19を有している。制御部15は、ディーゼルエンジンシステム10のECU(Engine Control Unit)などによって構成され、図示しないCPU、ROMおよびRAMなどからなるマイクロコンピュータを有している。制御部15は、ROMまたは図示しない記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムにしたがってディーゼルエンジンシステム10の全体を制御する。
パイロット噴射量設定部19は、上述の噴射制御部26で設定された燃料噴射量のうちパイロット噴射によって噴射される燃料量を設定する。パイロット噴射量設定部19は、パイロット噴射で噴射される燃料量を、パイロット噴射によって生じる熱発生量が上限熱発生量以下となる最大の噴射量に設定する。上限熱発生量は、予め設定されて制御部15のROMなどに記憶されている。
(燃料噴射量設定の流れ)
図2に基づいて、パイロット噴射量設定部19によるパイロット噴射量の設定の流れについて説明する。パイロット噴射量設定部19は、ディーゼルエンジン11の運転条件を検出する(S101)。パイロット噴射量設定部19は、回転数検出部23で検出したディーゼルエンジン11の回転数およびアクセルセンサ24で検出したアクセルペダルの踏み込み量に基づいて、ディーゼルエンジン11の運転条件を検出する。運転条件は、ディーゼルエンジン11の回転数や負荷状態すなわちインジェクタ25からの燃料噴射量によって決定される。すなわち、ディーゼルエンジン11の回転数やアクセルペダルの踏み込み量によって運転条件は変化する。
また、上限熱発生量Qmは、ディーゼルエンジン11の運転条件だけでなく、ディーゼルエンジン11の環境条件に応じて変化させてもよい。環境条件は、例えばディーゼルエンジン11の燃焼室12へ吸入される吸気の温度あるいはディーゼルエンジン11を冷却する冷却水の温度によって決定される。また、ディーゼルエンジンシステム10が排気の一部を吸気へ還流するEGRを実施している場合、環境条件はEGR量や排気の温度によっても決定される。
上述した燃料噴射量設定の流れのステップS103において、パイロット噴射量設定部19はステップS102で設定した上限熱発生量Qmに基づいてパイロット噴射量を設定している。ここでは、図4に基づいてパイロット噴射量の設定の詳細な流れについて説明する。
パイロット噴射量設定部19は、熱発生量算出部28からパイロット噴射による実際の熱発生量Qを取得する(S201)。熱発生量算出部28は、筒内圧センサ27で検出した燃焼室12の圧力の変化に基づいてパイロット噴射による熱発生量Qを検出する。
パイロット噴射量設定部19は、ステップS202において熱発生量Qが上限熱発生量Qm以下でないと判断すると、今回の燃料噴射時おけるパイロット噴射量を所定量減少して次回のパイロット噴射量を設定する(S203)。熱発生量Qが上限発生量Qm以下でない、すなわち熱発生量Qが上限熱発生量Qmよりも大きいとき、燃焼室12ではパイロット噴射によって噴射された燃料の燃焼によって温度が上昇している。そのため、パイロット噴射量設定部19は、今回の燃料噴射時におけるパイロット噴射量が過剰であるとして、次回の燃料噴射時のパイロット噴射量を減少させる。
パイロット噴射量設定部19は、ステップS204において前回の燃料噴射時におけるパイロット噴射による熱発生量Qxが0より大きいと判断すると、今回の燃料噴射時におけるパイロット噴射量が適正であるとして処理を終了する。
上述の一実施形態では、熱発生量Qを筒内圧センサ27で検出した燃焼室12の圧力に基づいて算出する例について説明した。しかし、熱発生量Qは、燃焼室12の圧力に限らず、ディーゼルエンジン11の回転数の変化から算出してもよい。例えば回転センサ21によって検出したクランクシャフト22の回転速度は、各燃焼室12においてパイロット噴射またはメイン噴射によって噴射された燃料が化学変化にともない熱を発生することにより変化する。このクランクシャフト22の回転速度の変化量は、燃焼室12における燃料の化学変化にともなう熱発生量に相関する。そのため、回転センサ21でクランクシャフト22の回転数の変化を検出することにより、熱発生量Qが算出される。したがって、熱発生量Qを容易に検出することができる。
Claims (5)
- 複数の燃焼室を有する内燃機関本体と、
前記燃焼室にそれぞれ設けられているインジェクタを有し、前記インジェクタから前記燃焼室へ主たる燃料の噴射となるメイン噴射、および前記メイン噴射に先立って前記メイン噴射における噴射量より少ない燃料を噴射するパイロット噴射を実施する燃料噴射手段と、
前記燃焼室における前記パイロット噴射による熱発生量を検出する熱発生量検出手段と、
燃焼には至らない化学変化によって生じる熱発生量であってこれを超えると前記メイン噴射によって噴射された燃料が炭化しスモークが排出する上限熱発生量を前記内燃機関本体の運転条件に応じて設定し、前記熱発生量検出手段で検出した前記パイロット噴射による熱発生量に基づいて前記パイロット噴射による燃料を前記上限熱発生量となる噴射量に設定するパイロット噴射量設定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記パイロット噴射量設定手段は、前記内燃機関本体の環境条件に応じて前記上限熱発生量を設定することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記熱発生量検出手段は、前記燃焼室にそれぞれ設けられ、前記燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサを有することを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記熱発生量検出手段は、前記内燃機関本体の回転速度の変化を検出する回転速度センサを有することを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記熱発生量検出手段は、前記内燃機関本体の振動を検出する振動センサを有することを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
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