JP5742772B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、燃料の着火性を推定し、その推定結果に基づいてエンジン制御を行うエンジン制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control apparatus that estimates the ignitability of fuel and performs engine control based on the estimation result.
ディーゼルエンジンは、噴射された燃料を圧縮により着火して燃焼させている。ディーゼルエンジンが燃料として用いる市販の軽油には、成分が異なるものがあり、着火性にばらつきがある。燃料の着火性は、失火の発生状況や出力などに多大な影響を与える。そのため、ディーゼルエンジンの出力性能、燃費性能、エミッション性能を向上するには、使用中の燃料の着火性を確認し、燃料噴射の時期や量などといったエンジン制御の実行態様をその結果に応じて調整する必要がある。 A diesel engine ignites and burns injected fuel by compression. Some commercially available diesel oils used as fuel by diesel engines have different components and vary in ignitability. The ignitability of fuel has a great influence on the misfire occurrence status and output. Therefore, to improve the output performance, fuel efficiency, and emission performance of diesel engines, check the ignitability of the fuel in use and adjust the engine control execution mode, such as the timing and amount of fuel injection, according to the results. There is a need to.
ちなみに、ディーゼルエンジンの燃料である軽油の着火性は、セタン価によって評価される。試料とする軽油のセタン価は、その試料と同一の着火性を示す、セタンとα−メチルナフタレンとの混合物に含まれるセタンの容量パーセントとして表わされる。 By the way, the ignitability of diesel oil, the fuel for diesel engines, is evaluated by the cetane number. The cetane number of the gas oil used as a sample is expressed as a volume percentage of cetane contained in a mixture of cetane and α-methylnaphthalene that exhibits the same ignitability as the sample.
燃料のセタン価の推定ロジックとしては、様々なロジックが従来提案されている。例えば特許文献1には、燃料噴射後のディーゼルエンジンの回転変動、燃料噴射時期及び燃料噴射時のエンジン回転速度の関係に基づいて燃料のセタン価を推定するロジックが開示されている。 Various logics have been proposed for estimating the cetane number of fuel. For example, Patent Document 1 discloses logic for estimating the cetane number of fuel based on the relationship between the rotational fluctuation of a diesel engine after fuel injection, the fuel injection timing, and the engine speed at the time of fuel injection.
ところで、燃料の着火性の推定を、複数の異なる推定ロジックを用いて行うことが考えられる。そうした場合、推定原理の違いから、推定ロジック毎に異なる推定結果が出されてしまうことがある。そしてその結果、エンジン制御のハンチングが生じる虞がある。 By the way, it is conceivable to perform estimation of fuel ignitability using a plurality of different estimation logics. In such a case, a different estimation result may be output for each estimation logic due to a difference in estimation principle. As a result, engine control hunting may occur.
例えば推定ロジックAによる推定では、使用中の燃料のセタン価が低いとの推定結果が出され、推定ロジックBによる推定では、使用中の燃料のセタン価が高いとの推定結果が出されとする。この場合、推定ロジックAによる推定の実施後には、低セタン価の燃料の使用を想定したエンジン制御が実施され、推定ロジックBによる推定の実施後には、高セタン価の燃料の使用を想定したエンジン制御が実施されることになる。そのため、各推定ロジックによる推定が実施される毎に、エンジン制御の実施態様が切り換えられてしまい、制御が安定しなくなってしまう。 For example, the estimation by the estimation logic A gives an estimation result that the cetane number of the fuel in use is low, and the estimation by the estimation logic B gives an estimation result that the cetane number of the fuel in use is high. . In this case, after the estimation by the estimation logic A is performed, engine control assuming the use of a low cetane number fuel is performed, and after the estimation by the estimation logic B is performed, an engine assuming the use of a high cetane number fuel is performed. Control will be implemented. Therefore, every time estimation by each estimation logic is performed, the engine control mode is switched, and the control becomes unstable.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、燃料の着火性の推定に複数の異なる推定ロジックを採用する場合にも、制御ハンチングを生じさせず、好適にエンジン制御を行うことのできるエンジン制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved is suitable for a case where a plurality of different estimation logics are employed for estimating the ignitability of fuel without causing control hunting. Another object of the present invention is to provide an engine control apparatus capable of performing engine control.
上記課題を解決するためのエンジン制御装置は、異なる推定ロジックをそれぞれ用いた燃料のセタン価の推定として、失火の発生状況に基づく燃料のセタン価の推定と、給油量に基づく燃料のセタン価の推定と、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさに基づく燃料のセタン価の推定と、を行うとともに、それら推定の結果のうち、最も低いとされたセタン価に基づいてエンジン制御を行うようにしている。 The engine control equipment for solving the above problems, different estimation logic as the estimation of the cetane number of fuel used, respectively, and the estimation of the cetane number of the fuel based on the occurrence of a misfire, the cetane number of the fuel based on the amount of oil of the estimated, and the estimation of the cetane number of the fuel based on the magnitude of the engine torque produced by combustion of fuel, performs, among the results of those estimates, the engine control based on the cetane number, which is the lowest Like to do.
燃料の着火性が低いと失火が発生し易くなるため、失火の発生状況から使用中の燃料の着火性を推定することができる。また、給油後には、燃料の組成が変わり、燃料の着火性が変化するが、このときの着火性の最大変化量は、給油量から求めることができる。更に、燃料の着火性が低下すると、単位質量の燃料の燃焼により発生するエンジントルクが変化するため、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさからも使用中の燃料の着火性を推定することができる。そこで、上記構成では、失火の発生状況、給油量、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさにそれぞれ基づいて、使用中の燃料の着火性としてセタン価を推定している。 If the ignitability of the fuel is low, misfiring is likely to occur. Therefore, the ignitability of the fuel in use can be estimated from the misfire occurrence state. Further, after refueling, the composition of the fuel changes and the ignitability of the fuel changes. The maximum change amount of the ignitability at this time can be obtained from the amount of fuel supply. Furthermore, if the ignitability of the fuel decreases, the engine torque generated by the combustion of the unit mass of fuel changes, so the ignitability of the fuel in use should also be estimated from the magnitude of the engine torque generated by the fuel combustion. Can do. Therefore, in the above configuration, the cetane number is estimated as the ignitability of the fuel in use based on the misfire occurrence state, the amount of fuel supply, and the magnitude of the engine torque generated by the combustion of the fuel.
そして、それらの推定結果が異なる場合には、それらの推定結果のうち、最も低いとされたセタン価に基づいてエンジン制御が行われる。そのため、異なる推定結果が出されても、制御ハンチングは生じないようになる。また、最も低いとされたセタン価を採用してエンジン制御を行うため、燃料の着火性の低さに起因した失火に対するロバスト性を好適に確保することができる。したがって、上記構成によれば、使用中の燃料のセタン価の推定に複数の推定方法を採用する場合にも、制御ハンチングを生じさせず、好適にエンジン制御を行うことができる。
上記エンジン制御装置の一例では、前記エンジントルクの大きさに基づく燃料のセタン価の推定は、セタン価が規定回数以上連続して同じ値であるとき、当該推定を停止する。
また、上記エンジン制御装置の一例では、前記失火の発生状況に基づく燃料のセタン価の推定、及び前記給油量に基づく燃料のセタン価の推定では、燃料のセタン価を推定する際に当該推定のための燃料噴射を実施しない。
Then, if their estimation result is different, of those estimation result, the engine control based on the cetane number, which is the lowest is performed. Therefore, control hunting does not occur even if different estimation results are output. Further, in order to perform adopted by the engine control cetane most are low contemplated, you are possible to suitably ensure robustness against misfire due to the ignition of low fuel. Therefore, according to the above configuration, even when a plurality of estimation methods are employed for estimating the cetane number of the fuel in use, the engine control can be suitably performed without causing control hunting.
In one example of the engine control device, the estimation of the cetane number of the fuel based on the magnitude of the engine torque is stopped when the cetane number is the same value continuously for a predetermined number of times or more.
Further, in the example of the engine control device, the estimation of the cetane number of the fuel based on the occurrence of the misfire and the estimation of the cetane number of the fuel based on the fuel supply amount may be performed when the cetane number of the fuel is estimated. Fuel injection is not carried out.
以下、本発明にかかるエンジン制御装置を具体化した一実施の形態を、図1〜図7を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の制御装置は、車載用のディーゼルエンジンに適用されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an engine control device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In addition, the control apparatus of this Embodiment is applied to the vehicle-mounted diesel engine.
図1に示すように、本実施の形態の制御装置が適用されるディーゼルエンジンの燃料タンク10には、その内部の燃料の残量を計測する燃料ゲージ11が配設されている。また、燃料タンク10には、ディーゼルエンジンに供される燃料を送るための給油通路12が接続されている。給油通路12の途中には、燃料タンク10内の燃料を汲み上げた後、加圧して吐出する高圧燃料ポンプ13が設けられている。そして、給油通路12の下流端は、加圧された燃料を貯留するコモンレール14に接続されている。コモンレール14には、ディーゼルエンジンの各気筒のインジェクター16がそれぞれ接続されている。なお、これらのインジェクター16には、その内部の燃料圧力を検出する燃圧センサー17がそれぞれ配設されている。また、各インジェクター16には、余剰した燃料を燃料タンク10に戻すためのリターン通路18が接続されている。 As shown in FIG. 1, a fuel gauge 11 that measures the remaining amount of fuel therein is disposed in a fuel tank 10 of a diesel engine to which the control device of the present embodiment is applied. The fuel tank 10 is connected to a fuel supply passage 12 for sending fuel to be supplied to the diesel engine. A high pressure fuel pump 13 is provided in the middle of the fuel supply passage 12 to pump up the fuel in the fuel tank 10 and then pressurize and discharge the fuel. The downstream end of the oil supply passage 12 is connected to a common rail 14 that stores pressurized fuel. The common rail 14 is connected to an injector 16 of each cylinder of the diesel engine. Each injector 16 is provided with a fuel pressure sensor 17 for detecting the fuel pressure inside the injector 16. Each injector 16 is connected to a return passage 18 for returning surplus fuel to the fuel tank 10.
こうしたディーゼルエンジンは、電子制御ユニット19により制御されている。電子制御ユニット19は、エンジン制御にかかる各種演算処理を行うマイクロコンピューターを備えている。また、電子制御ユニット19には、ディーゼルエンジンの運転状況を検出する各種センサーの信号が入力される入力回路が設けられている。この入力回路には、上記燃料ゲージ11や燃圧センサー17が接続されている。また、入力回路には、ディーゼルエンジンの吸気圧を検出する吸気圧センサー20、ディーゼルエンジンの回転速度を検出する回転速度センサー21、ディーゼルエンジンの冷却水温を検出する水温センサー22、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサー23、車速を検出する車速センサー24なども接続されている。更に、電子制御ユニット19には、ディーゼルエンジンの各部を駆動するアクチュエーターの駆動回路が設けられている。なお、こうした駆動回路には、各気筒のインジェクター16を駆動する回路が含まれる。 Such a diesel engine is controlled by an electronic control unit 19. The electronic control unit 19 includes a microcomputer that performs various arithmetic processes related to engine control. In addition, the electronic control unit 19 is provided with an input circuit to which signals of various sensors that detect the operation status of the diesel engine are input. The fuel gauge 11 and the fuel pressure sensor 17 are connected to this input circuit. The input circuit also includes an intake pressure sensor 20 that detects the intake pressure of the diesel engine, a rotation speed sensor 21 that detects the rotation speed of the diesel engine, a water temperature sensor 22 that detects the cooling water temperature of the diesel engine, and the amount of depression of the accelerator pedal. An accelerator pedal sensor 23 for detecting the vehicle speed and a vehicle speed sensor 24 for detecting the vehicle speed are also connected. Further, the electronic control unit 19 is provided with an actuator drive circuit for driving each part of the diesel engine. Such a drive circuit includes a circuit for driving the injector 16 of each cylinder.
続いて、こうしたディーゼルエンジンの各気筒に設けられたインジェクター16のより詳細な構成について説明する。このディーゼルエンジンには、インジェクター16として、電気駆動式のインジェクターが採用されている。 Then, the more detailed structure of the injector 16 provided in each cylinder of such a diesel engine is demonstrated. The diesel engine employs an electrically driven injector as the injector 16.
図2に示すように、インジェクター16は、中空筒状に形成されたハウジング30を備えている。ハウジング30の内部には、図中上下方向に往復動可能にニードル弁31が配設されている。また、ニードル弁31の図中上方におけるハウジング30の内部には、同ニードル弁31を図中下方に向けて常時付勢するスプリング32が配設されている。 As shown in FIG. 2, the injector 16 includes a housing 30 formed in a hollow cylindrical shape. A needle valve 31 is disposed inside the housing 30 so as to be capable of reciprocating in the vertical direction in the figure. Further, a spring 32 that constantly urges the needle valve 31 downward in the drawing is disposed inside the housing 30 in the upper portion of the needle valve 31 in the drawing.
また、ハウジング30の内部には、ニードル弁31を間に挟んで2つの燃料室が、すなわちニードル弁31の図中下方に位置するノズル室33と、ニードル弁31の図中上方に位置する圧力室34とが形成されている。 In the housing 30, two fuel chambers with the needle valve 31 interposed therebetween, that is, a nozzle chamber 33 positioned below the needle valve 31 in the drawing and a pressure positioned above the needle valve 31 in the drawing. A chamber 34 is formed.
ノズル室33には、その内部とハウジング30の外部とを連通する噴射孔35が形成されている。また、ノズル室33には、ハウジング30の内部に形成された導入通路36が接続されている。導入通路36は、上述のコモンレール14(図1)に接続されている。そして、コモンレール14からこの導入通路36を介してノズル室33に燃料が供給されるようになっている。 The nozzle chamber 33 is formed with an injection hole 35 that communicates the inside with the outside of the housing 30. The nozzle chamber 33 is connected to an introduction passage 36 formed inside the housing 30. The introduction passage 36 is connected to the above-described common rail 14 (FIG. 1). The fuel is supplied from the common rail 14 to the nozzle chamber 33 through the introduction passage 36.
一方、圧力室34は、連通路37を介してノズル室33に、排出路38を介して上述のリターン通路18にそれぞれ接続されている。また、圧力室34の内部には、例えばピエゾ素子のような圧電素子を積層して形成された圧電アクチュエーター39により駆動される弁体40が配設されている。そして、圧力室34は、弁体40の駆動により、上記連通路37及び排出路38のいずれか一方に選択的に連通されるようになっている。 On the other hand, the pressure chamber 34 is connected to the nozzle chamber 33 via the communication passage 37 and to the return passage 18 described above via the discharge passage 38. In addition, a valve body 40 that is driven by a piezoelectric actuator 39 formed by stacking piezoelectric elements such as piezoelectric elements is disposed inside the pressure chamber 34. The pressure chamber 34 is selectively communicated with one of the communication passage 37 and the discharge passage 38 by driving the valve body 40.
更に、こうしたインジェクター16の図中上部には、上述の燃圧センサー17が一体に設けられている。この燃圧センサー17は、上記導入通路36内の燃料の圧力を検出するように構成されている。 Further, the above-described fuel pressure sensor 17 is integrally provided on the upper portion of the injector 16 in the drawing. The fuel pressure sensor 17 is configured to detect the pressure of the fuel in the introduction passage 36.
こうしたインジェクター16は、次のように動作する。駆動電圧が印加されていないときの圧電アクチュエーター39は、その全長が縮んだ状態となり、圧力室34を連通路37に連通し、圧力室34を排出路38から遮断する位置に弁体40を位置させる。このときには、ノズル室33と圧力室34とが連通され、それらの内部の圧力がほぼ均衡する。そのため、このときのニードル弁31は、スプリング32の付勢力により図中下方に変位して、噴射孔35を塞ぐ。したがって、このときのインジェクター16からは、燃料が噴射されないようになる。 Such an injector 16 operates as follows. When the drive voltage is not applied, the piezoelectric actuator 39 is in a state where its entire length is reduced, and the valve body 40 is positioned at a position where the pressure chamber 34 is communicated with the communication passage 37 and the pressure chamber 34 is shut off from the discharge passage 38. Let At this time, the nozzle chamber 33 and the pressure chamber 34 communicate with each other, and the internal pressures thereof are substantially balanced. Therefore, the needle valve 31 at this time is displaced downward in the figure by the urging force of the spring 32 and closes the injection hole 35. Therefore, fuel is not injected from the injector 16 at this time.
一方、圧電アクチュエーター39に駆動電圧が印加されると、その全長が伸びて、圧力室34を連通路37から遮断し、圧力室34を排出路38に連通する位置に弁体40を位置させる。このときには、圧力室34から燃料が排出され、その内部の圧力が低下されることから、ノズル室33の圧力が圧力室34の圧力よりも大となる。そのため、このときのニードル弁31は、それらの圧力差により、スプリング32の付勢力により図中上方に、すなわち噴射孔35を塞ぐ位置から離れるように変位する。したがって、このときのインジェクター16からは、燃料が噴射されるようになる。 On the other hand, when a driving voltage is applied to the piezoelectric actuator 39, its entire length is extended, the pressure chamber 34 is shut off from the communication path 37, and the valve body 40 is positioned at a position where the pressure chamber 34 communicates with the discharge path 38. At this time, the fuel is discharged from the pressure chamber 34 and the pressure inside the pressure chamber 34 is reduced, so that the pressure in the nozzle chamber 33 becomes higher than the pressure in the pressure chamber 34. Therefore, the needle valve 31 at this time is displaced upward in the figure by the urging force of the spring 32 due to the pressure difference therebetween, that is, away from the position where the injection hole 35 is blocked. Accordingly, fuel is injected from the injector 16 at this time.
以上のように構成された本実施の形態において、電子制御ユニット19は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御を行っている。具体的には、電子制御ユニット19は、エンジン回転速度やアクセルペダルの踏み込み量、使用中の燃料のセタン価の推定値(制御セタン価)から、燃料噴射量の目標値(目標燃料噴射量)を算出する。また、電子制御ユニット19は、目標燃料噴射量およびエンジン回転速度から、燃料噴射時期や燃料噴射時間の目標値を算出する。そして電子制御ユニット19は、これら算出した目標値に応じて、インジェクター16の圧電アクチュエーター39に対する駆動電圧の印加を行って燃料噴射を制御している。 In the present embodiment configured as described above, the electronic control unit 19 performs fuel injection control of the diesel engine. Specifically, the electronic control unit 19 determines the target value (target fuel injection amount) of the fuel injection amount from the engine rotation speed, the amount of depression of the accelerator pedal, and the estimated value (control cetane number) of the cetane number of the fuel in use. Is calculated. The electronic control unit 19 calculates a target value for the fuel injection timing and the fuel injection time from the target fuel injection amount and the engine speed. The electronic control unit 19 controls the fuel injection by applying a driving voltage to the piezoelectric actuator 39 of the injector 16 according to the calculated target value.
さらに、本実施の形態では、こうした燃料噴射制御において電子制御ユニット19は、上記インジェクター16に設置された燃圧センサー17の検出する燃料圧力に基づいて、インジェクター16の燃料噴射率(単位時間当りに噴射される燃料の量)の時間波形を形成する制御を実施する。この制御は、次の態様で行われる。 Further, in the present embodiment, in such fuel injection control, the electronic control unit 19 performs the fuel injection rate (injection per unit time) of the injector 16 based on the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 17 installed in the injector 16. Control to form a time waveform of the amount of fuel to be carried out. This control is performed in the following manner.
インジェクター16において、圧電アクチュエーター39への駆動電圧の印加に応じたニードル弁31の噴射孔35からの離間(リフト)が開始されると、そのリフト量の増加に伴い、ノズル室33内の燃料圧力は次第に低下する。また、駆動電圧の印加の停止に応じてニードル弁31のリフト量が減少すると、その減少に伴い、ノズル室33内の燃料圧力は次第に上昇する。したがって、上記燃圧センサー17により検出された燃料圧力からは、ニードル弁31のリフトの開始時期(開弁駆動開始時期Tos)、燃料噴射率が最大となる時期(最大噴射率到達時期Toe)、燃料噴射率の降下が開始される時期(噴射率降下開始時期Tcs)、及びニードル弁31のリフトの終了時期(最小リフト量到達時期Tce)を特定することができる。そして、それらの特定した時期から、図3に示すような燃料噴射率の時間波形を求めることができる。そして、その波形からは、実際の燃料の噴射状況を極めて高い精度で確認することができる。なお、本実施の形態では、電子制御ユニット19は、インジェクター16内部の燃料圧力の変化速度(燃料圧力の時間微分値)を求めるとともに、その変化率に基づいて、上記各時期を求めている。 When the injector 16 starts to be separated (lifted) from the injection hole 35 of the needle valve 31 in response to application of a driving voltage to the piezoelectric actuator 39, the fuel pressure in the nozzle chamber 33 increases with the increase in the lift amount. Gradually decreases. Further, when the lift amount of the needle valve 31 decreases in accordance with the stop of application of the drive voltage, the fuel pressure in the nozzle chamber 33 gradually increases with the decrease. Therefore, from the fuel pressure detected by the fuel pressure sensor 17, the lift start timing of the needle valve 31 (valve opening drive start timing Tos), the time when the fuel injection rate becomes maximum (maximum injection rate arrival time Toe), the fuel The timing at which the injection rate starts to decrease (injection rate decrease start timing Tcs) and the lift end timing (minimum lift amount arrival timing Tce) of the needle valve 31 can be specified. And the time waveform of a fuel injection rate as shown in FIG. 3 can be calculated | required from those specified time. From the waveform, the actual fuel injection state can be confirmed with extremely high accuracy. In the present embodiment, the electronic control unit 19 obtains the rate of change of the fuel pressure inside the injector 16 (time differential value of the fuel pressure) and obtains each of the above times based on the rate of change.
また、本実施の形態では、電子制御ユニット19は、使用中の燃料のセタン価の推定を、すなわち燃料の着火性の推定を行っている。そして、その推定結果に応じて燃料噴射時期や燃料噴射量、EGR量、過給率などの制御態様を調整することで、ディーゼルエンジンの出力性能、燃費性能、エミッション性能を向上するようにしている。例えば低セタン価の燃料の使用が推定されているときには、パイロット噴射の回数や量を増やす、パイロット噴射やメイン噴射の時期を早める、EGR量を減らす、過給率を高める、といった制御態様の変更により、燃料の着火性の低さに起因した失火の発生を抑えるようにしている。 In the present embodiment, the electronic control unit 19 estimates the cetane number of the fuel in use, that is, estimates the ignitability of the fuel. Then, by adjusting the control mode such as the fuel injection timing, the fuel injection amount, the EGR amount, and the supercharging rate according to the estimation result, the output performance, fuel consumption performance, and emission performance of the diesel engine are improved. . For example, when the use of fuel with a low cetane number is estimated, changes in the control mode such as increasing the number and amount of pilot injections, accelerating the timing of pilot injection and main injection, reducing the EGR amount, and increasing the supercharging rate Therefore, the occurrence of misfire due to the low ignitability of the fuel is suppressed.
本実施の形態のエンジン制御装置では、3つの推定ロジックを用いてセタン価の推定が行われる。すなわち、失火に基づくセタン価の推定、給油に基づくセタン価の推定、エンジントルクに基づくセタン価の推定の3つである。以下、これら3つの推定ロジックの詳細を説明する。 In the engine control apparatus of the present embodiment, the cetane number is estimated using three estimation logics. That is, there are three types of estimation: cetane number estimation based on misfire, cetane number estimation based on refueling, and cetane number estimation based on engine torque. Hereinafter, details of these three estimation logics will be described.
(失火に基づくセタン価の推定)
着火性の低い低セタン価の燃料が使用されると、失火の発生頻度が高くなる。そのため、失火の発生状況から使用中の燃料のセタン価を推定することができる。
(Estimation of cetane number based on misfire)
If low cetane number fuel with low ignitability is used, the frequency of misfire increases. Therefore, the cetane number of the fuel in use can be estimated from the misfire occurrence state.
具体的には、電子制御ユニット19は、エンジン回転速度の変動から失火の発生を検出している。そして、電子制御ユニット19は、失火の検出回数が既定値に達すると、失火の発生状況に基づくセタン価の推定値、すなわち失火検出セタン価の値を減少させる。なお、失火検出セタン価の値は、給油が行われると初期値にリセットされる。失火の検出回数は、給油毎に「0」にクリアされる。 Specifically, the electronic control unit 19 detects the occurrence of misfire from the fluctuation of the engine speed. When the number of misfire detections reaches a predetermined value, the electronic control unit 19 decreases the estimated cetane number based on the misfire occurrence state, that is, the misfire detection cetane number. The misfire detection cetane number is reset to the initial value when refueling is performed. The number of misfire detections is cleared to “0” for each refueling.
(給油に基づくセタン価の推定)
給油後には、燃料タンク10内の燃料の組成が変わり、燃料のセタン価も変化する。その変化の大きさの最大値は、給油前の燃料のセタン価や給油量などから求めることができる。
(Estimation of cetane number based on refueling)
After refueling, the composition of the fuel in the fuel tank 10 changes and the cetane number of the fuel also changes. The maximum value of the change can be obtained from the cetane number of the fuel before fueling, the amount of fueling, and the like.
具体的には、電子制御ユニット19は、燃料タンク10の燃料残量の上昇から給油が行われたことが確認されると、給油された燃料が、想定される使用燃料のうち、セタン価が最も低い燃料であったと仮定して、給油後の燃料のセタン価を推定する。ここで推定されるセタン価、すなわち給油判定セタン価Crは、下式(1)に基づいて算出される。下式(1)において、「Fb」は給油前の燃料タンク10の燃料残量(給油前燃料残量)を、「Fr」は給油された燃料の量(給油量)を、「Fa」は給油後の燃料タンク10の燃料残量(給油後燃料残量)をそれぞれ示している。また、「Cb」は給油前の燃料タンク10内の燃料のセタン価の推定値(給油前セタン価)を、「Cm」は想定される使用燃料のセタン価の最小値(最小セタン価)をそれぞれ示している。 Specifically, when it is confirmed that refueling has been performed from the increase in the remaining amount of fuel in the fuel tank 10, the electronic control unit 19 determines that the fuel that has been refueled has a cetane number of the assumed fuel used. Assuming the lowest fuel, the cetane number of the fuel after refueling is estimated. The cetane number estimated here, that is, the oil supply determination cetane number Cr is calculated based on the following equation (1). In the following equation (1), “Fb” represents the remaining amount of fuel in the fuel tank 10 before refueling (the remaining amount of fuel before refueling), “Fr” represents the amount of fuel that has been refueled (refueling amount), and “Fa” represents The fuel remaining amount (fuel remaining amount after refueling) in the fuel tank 10 after refueling is shown. “Cb” is an estimated value of the cetane number of the fuel in the fuel tank 10 before refueling (the cetane number before refueling), and “Cm” is an assumed minimum value of the cetane number of the fuel used (the minimum cetane number). Each is shown.
Cr=(Cb×Fa+Cm×Fr)/Fa ・・・(1)
なお、給油判定セタン価の算出は、給油が確認されたときに行われる。そして、給油判定セタン価の値は、燃料噴射後に発生したエンジントルクの大きさに基づくセタン価の推定結果が得られた時点で初期値にリセットされる。
Cr = (Cb × Fa + Cm × Fr) / Fa (1)
The refueling determination cetane number is calculated when refueling is confirmed. Then, the value of the fuel supply determination cetane number is reset to the initial value when an estimation result of the cetane number based on the magnitude of the engine torque generated after fuel injection is obtained.
(エンジントルクに基づくセタン価の推定)
燃料の着火性が高いほど、燃料の燃え残りが少なくなり、燃料噴射後に発生するエンジントルクが大きくなる。そこで、電子制御ユニット19は、後述の実行条件の成立時に、微量の燃料噴射を実施し、その噴射された燃料の燃焼により発生したエンジントルク(発生トルク)の大きさを求め、その大きさから燃料のセタン価を推定している。
(Estimation of cetane number based on engine torque)
The higher the ignitability of the fuel, the less unburned fuel remains, and the engine torque generated after fuel injection increases. Therefore, the electronic control unit 19 performs a small amount of fuel injection when the execution condition described later is satisfied, obtains the magnitude of the engine torque (generated torque) generated by the combustion of the injected fuel, and determines the magnitude from that magnitude. Estimated cetane number of fuel.
具体的には、こうした燃料噴射後の発生トルクの大きさに基づくセタン価(トルク判定セタン価)の推定は、図4に示すトルク判定セタン価算出ルーチンの処理を通じて行われる。同ルーチンの処理は、ディーゼルエンジンの運転中、電子制御ユニット19により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。 Specifically, the estimation of the cetane number (torque determination cetane number) based on the magnitude of the generated torque after fuel injection is performed through the processing of the torque determination cetane number calculation routine shown in FIG. The processing of this routine is repeatedly executed at regular control cycles by the electronic control unit 19 during operation of the diesel engine.
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS100において、トルク判定セタン価算出の実行条件が成立しているか否かが判定される。この実行条件は、次の(イ)〜(ハ)のすべてが成立することとなっている。
(イ)車両走行中のアクセル操作(アクセルペダルの踏み込み)の解除に応じて実施されるディーゼルエンジンの減速時燃料カットの実行中である。
(ロ)給油後の燃料噴射量の総量が、規定値α以上となっている。なお、規定値αには、燃料タンク10からインジェクター16に至る燃料経路に充填可能な燃料の総量よりも大きい値が設定されている。すなわち、本条件(ロ)の成立は、給油の後、上記燃料経路内の燃料が、給油後に燃料タンク10から新たな燃料によって置き換えられていることを意味している。
(ハ)本ルーチンにより算出されたトルク判定セタン価が、規定回数以上連続して同じ値となっていない。本ルーチンによるトルク判定セタン価の算出値が一定の回数以上連続して同じ値であれば、以降もトルク判定セタン価の算出値は変化しないと考えられる。そこで、本実施の形態では、そうした場合には、トルク判定セタン価の算出を停止している。なお、トルク判定セタン価の算出値が連続して同じとなった回数のカウントは、給油が確認された時点でクリアされる。
When the processing of this routine is started, first, in step S100, it is determined whether or not an execution condition for torque determination cetane number calculation is satisfied. As the execution condition, all of the following (A) to (C) are satisfied.
(A) The fuel cut at the time of deceleration of the diesel engine, which is performed in response to the release of the accelerator operation (depressing the accelerator pedal) while the vehicle is running, is being executed.
(B) The total fuel injection amount after refueling is equal to or greater than the specified value α. The prescribed value α is set to a value larger than the total amount of fuel that can be filled in the fuel path from the fuel tank 10 to the injector 16. That is, the establishment of this condition (b) means that after refueling, the fuel in the fuel path is replaced with new fuel from the fuel tank 10 after refueling.
(C) The torque determination cetane number calculated by this routine is not the same value continuously for the specified number of times. If the calculated value of the torque determination cetane number according to this routine is the same value continuously for a certain number of times or more, it is considered that the calculated value of the torque determination cetane number will not change thereafter. Therefore, in this embodiment, in such a case, calculation of the torque determination cetane number is stopped. The count of the number of times that the calculated torque determination cetane number is continuously the same is cleared when refueling is confirmed.
ここで、実行条件が不成立であれば(NO)、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了され、成立していれば(YES)、ステップS101に処理が進められる。そして、ステップS101では、エンジン回転速度、エンジン冷却水温、及び吸気圧に基づいて、セタン価検出のための燃料噴射の時期が設定される。なお、ここでの燃料噴射時期の算出に、エンジン回転速度、エンジン冷却水温、及び吸気圧を用いるのは、下記の理由による。 If the execution condition is not satisfied (NO), the process of this routine is terminated as it is, and if it is satisfied (YES), the process proceeds to step S101. In step S101, the fuel injection timing for cetane number detection is set based on the engine speed, the engine coolant temperature, and the intake pressure. The reason why the engine speed, the engine coolant temperature, and the intake pressure are used for calculating the fuel injection timing here is as follows.
燃料の燃え残りの量は、燃料の着火性に加え、燃料噴射時期によっても変化する。燃料噴射時期が早ければ、燃料が噴射されてから筒内圧や筒内温度が低下して、燃焼が成立しなくなるまでの時間が長くなる。そのため、燃料噴射時期が早ければ、燃焼がより長い時間継続することとなり、燃料の燃え残りは少なくなる。一方、燃料噴射時期が遅ければ、上記時間が短くなって、燃焼の継続時間も短くなるため、燃料の燃え残りは多くなる。一方、燃料が噴射されてから筒内圧や筒内温度の低下が生じるまでの時間は、エンジン回転速度が高くなるほど短くなる。したがって、燃焼条件を一律とするには、エンジン回転速度が高いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早める必要がある。 The amount of unburned fuel varies depending on the fuel injection timing in addition to the ignitability of the fuel. If the fuel injection timing is earlier, the time from when the fuel is injected until the in-cylinder pressure or the in-cylinder temperature decreases and combustion is no longer established becomes longer. Therefore, if the fuel injection timing is earlier, the combustion will continue for a longer time, and the remaining unburned fuel will be reduced. On the other hand, if the fuel injection timing is late, the above time is shortened and the duration of combustion is also shortened, so that the amount of unburned fuel increases. On the other hand, the time from when the fuel is injected until the in-cylinder pressure or in-cylinder temperature decreases decreases as the engine speed increases. Therefore, in order to make the combustion conditions uniform, it is necessary to advance the fuel injection timing for detecting the cetane number as the engine speed increases.
また、シリンダー壁温が低いときには、エンジン圧縮行程における筒内温度の最大値(ピーク温度)は低くなる。さらに、吸気圧が低いときには、エンジン圧縮行程における筒内圧力の最大値(ピーク圧力)は低くなる。そして、ピーク温度やピーク圧力が低いほど、気筒内が高温高圧の状態となる時間が短くなり、燃焼の継続時間が短くなる。したがって、燃焼条件を一律とするには、シリンダー壁温が低いほど、あるいは吸気圧が低いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早める必要がある。 When the cylinder wall temperature is low, the maximum value (peak temperature) of the in-cylinder temperature in the engine compression stroke is low. Further, when the intake pressure is low, the maximum value (peak pressure) of the in-cylinder pressure in the engine compression stroke is low. As the peak temperature or peak pressure is lower, the time during which the cylinder is in a high temperature and high pressure state is shortened, and the duration of combustion is shortened. Therefore, in order to make the combustion conditions uniform, it is necessary to advance the timing of fuel injection for cetane number detection as the cylinder wall temperature is lower or the intake pressure is lower.
そこで本実施の形態では、セタン価検出に際して噴射された燃料の燃焼条件を一律とするため、その燃料の噴射時期を、そのときのエンジン回転速度、シリンダー壁温、及び吸気圧に応じて調整するようにしている。具体的には、本実施の形態では、エンジン回転速度が高いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。また同様に、本実施の形態では、シリンダー壁温の指標値であるエンジン冷却水温が低いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。さらに本実施の形態、吸気圧が低いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。 Therefore, in this embodiment, in order to make the combustion conditions of the injected fuel uniform when detecting the cetane number, the fuel injection timing is adjusted according to the engine rotational speed, the cylinder wall temperature, and the intake pressure at that time. I am doing so. Specifically, in this embodiment, the higher the engine speed, the earlier the fuel injection timing for cetane number detection. Similarly, in the present embodiment, the lower the engine coolant temperature that is the index value of the cylinder wall temperature, the earlier the fuel injection timing for cetane number detection. Furthermore, in this embodiment, the lower the intake pressure, the earlier the fuel injection timing for cetane number detection.
こうして燃料噴射時期が設定されると、続くステップS102において、その設定された時期に、規定量の燃料噴射が実施される。そして、ステップS103において、その噴射による発生トルクの大きさが求められる。 When the fuel injection timing is set in this way, a prescribed amount of fuel injection is performed at the set timing in the subsequent step S102. In step S103, the magnitude of torque generated by the injection is obtained.
このステップS103での発生トルクの算出は、次の態様で行われる。電子制御ユニット19は、所定周期毎にエンジン回転速度を取得するとともに、その取得したエンジン回転速度と規定周期前に取得されたエンジン回転速度との差(回転速度差ΔNE)を求めている。 Calculation of the generated torque in step S103 is performed in the following manner. The electronic control unit 19 obtains the engine rotation speed every predetermined period, and obtains a difference (rotation speed difference ΔNE) between the obtained engine rotation speed and the engine rotation speed obtained before the specified period.
図5(a)は、セタン価検出のための燃料噴射の実行前後のエンジン回転速度の推移を、図5(b)は、そのときの回転速度差ΔNEの推移をそれぞれ示している。セタン価検出のための燃料噴射が実行され、それによりエンジントルクが発生すると、エンジン回転速度が上昇、あるいはその低下速度が減少し、回転速度差ΔNEが増加する。こうした回転速度差ΔNEの増加分の時間積分値(図5(b)のハッチングで示す部分の面積に相当)は、発生トルクが大きいほど、大きくなる。そこで、本実施の形態では、そうした回転速度差ΔNEの増加分の時間積分値を、回転変動量ΣΔNEとして算出し、その値を発生トルクの指標値としている。 FIG. 5A shows the transition of the engine speed before and after execution of fuel injection for cetane number detection, and FIG. 5B shows the transition of the rotational speed difference ΔNE at that time. When fuel injection for detecting the cetane number is executed, and engine torque is thereby generated, the engine rotational speed increases or decreases, and the rotational speed difference ΔNE increases. The time integral value (corresponding to the area of the hatched portion in FIG. 5B) of the increase in the rotational speed difference ΔNE increases as the generated torque increases. Therefore, in the present embodiment, the time integral value of the increase in the rotational speed difference ΔNE is calculated as the rotational fluctuation amount ΣΔNE, and the value is used as an index value of the generated torque.
次に、ステップS104において、ステップS102での燃料噴射における上記噴射率の時間波形から、実際の燃料噴射時期や燃料噴射量が求められ、燃料噴射時期及び燃料噴射量の指令値と実値との誤差(噴射時期誤差、噴射量誤差)がそれぞれ算出される。そして、それら噴射時期誤差及び噴射量誤差に基づいて、上記回転変動量ΣΔNEの補正が行われる。この補正は、噴射時期誤差や噴射量誤差により生じるエンジントルクの変化分に相当する量の補正を行って、噴射時期誤差や噴射量誤差がセタン価の推定結果に与える影響を低減するために行われる。具体的には、進角側(噴射時期が早まる側)への噴射時期誤差が大きいほど、発生トルクは大きくなるため、回転変動量ΣΔNEは、大きく減量補正される。また、増量側への噴射量誤差が大きいほど、発生トルクは大きくなるため、回転変動量ΣΔNEは、大きく減量補正される。 Next, in step S104, the actual fuel injection timing and fuel injection amount are obtained from the time waveform of the injection rate in the fuel injection in step S102, and the command value and actual value of the fuel injection timing and fuel injection amount are calculated. Errors (injection timing error, injection amount error) are respectively calculated. Based on the injection timing error and the injection amount error, the rotational fluctuation amount ΣΔNE is corrected. This correction is performed in order to reduce the influence of the injection timing error or the injection amount error on the cetane number estimation result by correcting the amount corresponding to the change in the engine torque caused by the injection timing error or the injection amount error. Is called. Specifically, the greater the injection timing error toward the advance side (the side at which the injection timing is advanced), the greater the generated torque, so the rotational fluctuation amount ΣΔNE is largely corrected to decrease. Further, since the generated torque increases as the injection amount error to the increase side increases, the rotational fluctuation amount ΣΔNE is largely corrected to decrease.
そして続くステップS105において、そうした補正後の回転変動量ΣΔNEと、燃料噴射実行時のエンジン回転速度とに基づいて、トルク判定セタン価が算出される。電子制御ユニット19のマイクロコンピューターには、予め実験により求められた回転変動量ΣΔNE及びエンジン回転速度と燃料のセタン価との関係が記憶されており、ここでの算出は、その記憶された関係に基づいて行われる。そして、トルク判定セタン価の算出後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 In subsequent step S105, a torque determination cetane number is calculated based on the corrected rotational fluctuation amount ΣΔNE and the engine rotational speed at the time of fuel injection execution. The microcomputer of the electronic control unit 19 stores the rotational fluctuation amount ΣΔNE and the relationship between the engine rotational speed and the cetane number of the fuel, which are obtained in advance by experiments, and the calculation here is based on the stored relationship. Based on. Then, after the calculation of the torque determination cetane number, the current processing of this routine is terminated.
(制御セタン価の設定)
以上のように本実施の形態では、異なる3つの推定ロジックを用いて使用中の燃料のセタン価を推定している。これら推定ロジックは、それぞれ推定原理が異なるため、セタン価の推定結果に食い違いが発生することがある。本実施の形態では、そうした場合にも、制御ハッチングが生じないように、実際にエンジン制御に使用するセタン価の推定値、すなわち制御セタン価を、以下の態様で設定している。
(Setting of control cetane number)
As described above, in this embodiment, the cetane number of the fuel in use is estimated using three different estimation logics. Since these estimation logics have different estimation principles, discrepancies may occur in the cetane number estimation results. In this embodiment, the estimated value of cetane number actually used for engine control, that is, the control cetane number is set in the following manner so that control hatching does not occur even in such a case.
本実施の形態での制御セタン価の設定は、図6に示す制御セタン価設定ルーチンの処理を通じて行われる。同ルーチンの処理は、ディーゼルエンジンの運転中に電子制御ユニット19によって、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。 The setting of the control cetane number in the present embodiment is performed through the processing of the control cetane number setting routine shown in FIG. The processing of this routine is repeatedly executed at regular control intervals by the electronic control unit 19 during operation of the diesel engine.
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS200において、3つのセタン価推定値、すなわち失火検出セタン価、給油判定セタン価、及びトルク判定セタン価のいずれかの値が更新されたか否かが判定される。ここで、いずれの値も更新されていなければ(NO)、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。この場合の制御セタン価は、それまでの値に維持される。 When the processing of this routine is started, first, in step S200, it is determined whether or not any of the three cetane number estimated values, that is, any of the misfire detection cetane number, the fuel supply determination cetane number, and the torque determination cetane number is updated. Determined. Here, if none of the values has been updated (NO), the processing of this routine is terminated as it is. In this case, the control cetane number is maintained at the previous value.
一方、いずれかの値が更新されたのであれば(S200:YES)、ステップS201において、失火検出セタン価、給油判定セタン価、及びトルク判定セタン価のうちから、値が最小なもの、すなわち3つの推定ロジックによるセタン価の推定結果のうちでセタン価が最も低いとされた推定結果が制御セタン価に設定される。そしてその後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 On the other hand, if any of the values has been updated (S200: YES), in step S201, the smallest value among the misfire detection cetane number, the fuel supply determination cetane number, and the torque determination cetane number, that is, 3 Of the estimation results of the cetane number by the two estimation logics, the estimation result having the lowest cetane number is set as the control cetane number. Thereafter, the processing of this routine is terminated.
続いて、こうした本実施の形態の作用を、図7を参照して説明する。同図は、本実施の形態のエンジン制御装置における失火検出セタン価、給油判定セタン価、トルク判定セタン価、及び制御セタン価の推移態様の一例を示している。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. The figure shows an example of transition modes of misfire detection cetane number, oil supply determination cetane number, torque determination cetane number, and control cetane number in the engine control apparatus of the present embodiment.
時刻t1以前においては、失火検出セタン価、給油判定セタン価、トルク判定セタン価の中では、トルク判定セタン価が最も低い値となっている。そのため、この期間には、トルク判定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。 Prior to time t1, the torque determination cetane number is the lowest value among the misfire detection cetane number, the fuel supply determination cetane number, and the torque determination cetane number. Therefore, during this period, the value of the torque determination cetane number is set to the value of the control cetane number.
時刻t1において給油が行われると、給油判定セタン価の値が更新され、その結果、給油判定セタン価の値が、それまで各セタン価推定値の中で最小の値であったトルク判定セタン価の値を下回っている。そのため、この時刻t1からは、給油判定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。 When refueling is performed at time t1, the value of the oil supply determination cetane number is updated. As a result, the value of the oil supply determination cetane number is the torque determination cetane number that has been the smallest value among the estimated cetane numbers so far. Is below the value of. Therefore, from this time t1, the value of the fuel supply determination cetane number is set to the value of the control cetane number.
その後の時刻t2には、上述の実行条件が成立して、燃料の燃焼により発生したエンジントルクに基づくセタン価の推定(トルク判定セタン価の算出)が行われている。ここでは、トルク判定セタン価の値に以前と同じ値が算出されており、トルク判定セタン価の値に変化はない。一方、このときのトルク判定セタン価の算出によっては、時刻t1での給油により更新された給油判定セタン価の値が初期値にリセットされる。そしてその結果、給油判定セタン価の値がトルク判定セタン価の値を上回り、トルク判定セタン価が3つのセタン価推定値の中で最も低い値となる。そのため、この時刻t2からは、トルク推定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。 At the subsequent time t2, the execution condition described above is satisfied, and the estimation of the cetane number (calculation of the torque determination cetane number) is performed based on the engine torque generated by the fuel combustion. Here, the same value as before is calculated as the value of the torque determination cetane number, and there is no change in the value of the torque determination cetane number. On the other hand, depending on the calculation of the torque determination cetane number at this time, the value of the fuel supply determination cetane number updated by the fuel supply at time t1 is reset to the initial value. As a result, the value of the oil supply determination cetane number exceeds the value of the torque determination cetane number, and the torque determination cetane number is the lowest value among the three estimated cetane numbers. Therefore, from this time t2, the value of the torque estimation cetane number is set to the value of the control cetane number.
その後の時刻t3において失火の発生が検出されると、失火検出セタン価の値が減じられる。そしてその結果、失火検出セタン価の値が、それまで各セタン価推定値の中で最小の値であったトルク推定セタン価の値を下回っている。そのため、この時刻t3からは、失火検出セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。 When the occurrence of misfire is detected at time t3 thereafter, the value of the misfire detection cetane number is decreased. As a result, the misfire detection cetane number value is lower than the torque estimation cetane number value that has been the smallest among the cetane number estimated values so far. Therefore, from this time t3, the misfire detection cetane number value is set to the control cetane number value.
更に、その後の時刻t4において、給油が行われると、給油判定セタン価の値が更新される。一方、失火検出セタン価の値は、給油に応じて初期値にリセットされる。その結果、給油判定セタン価の値が、失火検出セタン価の値、及びトルク推定セタン価の値を下回ることになり、この時刻t4からは、ここで更新された給油判定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。 Furthermore, when refueling is performed at time t4 thereafter, the value of the refueling determination cetane number is updated. On the other hand, the value of the misfire detection cetane number is reset to an initial value in accordance with refueling. As a result, the value of the fuel supply determination cetane number falls below the value of the misfire detection cetane number and the value of the estimated torque cetane number. From this time t4, the value of the oil supply determination cetane number updated here is controlled. Set to the value of cetane number.
その後の時刻t5には、上述の実行条件が成立して、トルク判定セタン価の算出処理が行われている。このときの算出処理では、トルク判定セタン価の値としてそれまでと同じ値が算出されている。一方、このときのトルク判定セタン価の算出により、時刻t4での給油により更新された給油判定セタン価の値が初期値にリセットされる。そしてその結果、給油判定セタン価の値がトルク判定セタン価の値を上回り、トルク判定セタン価が3つのセタン価推定値の中で最も低い値となる。そのため、この時刻t5からは、トルク推定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。 At the subsequent time t5, the above-described execution condition is satisfied, and the torque determination cetane number calculation process is performed. In the calculation process at this time, the same value as before is calculated as the value of the torque determination cetane number. On the other hand, by calculating the torque determination cetane number at this time, the value of the fuel supply determination cetane number updated by the fuel supply at time t4 is reset to the initial value. As a result, the value of the oil supply determination cetane number exceeds the value of the torque determination cetane number, and the torque determination cetane number is the lowest value among the three estimated cetane numbers. Therefore, from this time t5, the value of the torque estimation cetane number is set to the value of the control cetane number.
その後の時刻t6には、上述の実行条件が再び成立して、トルク判定セタン価の算出処理が再度実施されている。その結果、トルク判定セタン価の値が増加される。そして、この時刻t6以降、その増加されたトルク推定セタン価の値が制御セタン価の値に設定される。 At the subsequent time t6, the above execution condition is satisfied again, and the torque determination cetane number calculation process is performed again. As a result, the value of the torque determination cetane number is increased. Then, after this time t6, the increased torque estimated cetane number value is set as the control cetane number value.
以上説明した本実施の形態のエンジン制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本実施の形態では、それぞれ異なる推定ロジックを用いて求められた3つのセタン価推定値(失火検出セタン価、給油判定セタン価、トルク判定セタン価)のうち、セタン価が最も低いとされた推定値を、エンジン制御に使用する制御セタン価に設定している。そのため、各セタン価推定値の値が相違しても、制御ハッチングが生じないようになる。また、セタン価が最も低いとされた推定値をエンジン制御に用いているため、燃料の着火性の低さに起因した失火に対するロバスト性を好適に確保することができる。したがって、本実施の形態によれば、使用中の燃料の着火性の推定に複数の推定方法を採用する場合にも、制御ハンチングを生じさせず、好適にエンジン制御を行うことができる。
According to the engine control apparatus of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, when the cetane number is the lowest among the three cetane number estimated values (misfire detection cetane number, refueling determination cetane number, torque determination cetane number) obtained using different estimation logics, The estimated value is set as the control cetane number used for engine control. Therefore, even if the values of the cetane number estimated values are different, control hatching does not occur. Moreover, since the estimated value with the lowest cetane number is used for engine control, robustness against misfire due to low ignitability of fuel can be suitably ensured. Therefore, according to the present embodiment, even when a plurality of estimation methods are employed for estimating the ignitability of the fuel in use, the engine control can be suitably performed without causing control hunting.
(2)本実施の形態では、トルク判定セタン価の算出値が規定回数連続して同じ値であったときには、以降におけるトルク判定セタン価の検出を停止するようにしている。トルク判定セタン価の検出は、本来は、燃料噴射を行わない減速時燃料カット中に燃料を噴射して行われるため、本来不要な燃料の消費や白煙の発生を招く。その点、本実施の形態では、トルク判定セタン価の値がほぼ確定したと判断した時点で、以降のトルク判定セタン価の検出を打ち切るため、その検出のための燃料消費やその検出に伴う白煙の発生を好適に抑制することができる。 (2) In the present embodiment, when the calculated value of the torque determination cetane number is the same value continuously for a specified number of times, the detection of the torque determination cetane number thereafter is stopped. The detection of the torque determination cetane number is originally performed by injecting fuel during fuel cut during deceleration when fuel injection is not performed, and thus causes unnecessary consumption of fuel and generation of white smoke. In this respect, in the present embodiment, when it is determined that the value of the torque determination cetane number is almost confirmed, the subsequent detection of the torque determination cetane number is terminated, so that fuel consumption for the detection and white Smoke generation can be suitably suppressed.
(3)本実施の形態では、失火の検出に応じて失火検出セタン価の値を減少させ、制御セタン価の値をその失火検出セタン価の値以下とするようにしている。そして、減じられた失火検出セタン価の値を、給油が行われるまで維持している。こうした本実施の形態では、給油判定セタン価やトルク判定セタン価の値が大きくても、失火が発生すれば、制御セタン価は小さくされる。そのため、失火を招いた燃焼の不安定化が燃料の着火性の低さに起因したものでない場合にも、好適な失火の発生の抑制が可能なようにエンジン制御を行うことができる。一方、給油が行われば、失火の要因が解消されることが期待されるため、失火検出セタン価の値を給油に応じてリセットすることで、燃焼安定性の実情に応じた適切なエンジン制御を行うことができる。 (3) In the present embodiment, the value of the misfire detection cetane number is decreased in accordance with the detection of the misfire, and the value of the control cetane number is made equal to or less than the value of the misfire detection cetane number. And the value of the reduced misfire detection cetane number is maintained until refueling is performed. In this embodiment, even if the fuel supply determination cetane number and the torque determination cetane number are large, the control cetane number is reduced if a misfire occurs. Therefore, even when the instability of combustion that causes misfire is not caused by the low ignitability of the fuel, the engine control can be performed so as to suppress the occurrence of a suitable misfire. On the other hand, if refueling is performed, it is expected that the cause of misfire will be eliminated, so by resetting the misfire detection cetane number according to refueling, appropriate engine control according to the actual situation of combustion stability It can be performed.
(4)本実施の形態では、インジェクター16内の燃料圧力の検出結果から求められた燃料噴射率の時間波形に基づいて、実際の燃料噴射時期、燃料噴射量を求め、発生トルク(回転変動量ΣΔNE)を補正している。セタン価検出のための燃料噴射量は微小であるため、燃料噴射時期や燃料噴射量の僅かなずれがセタン価の推定結果に大きい影響を与える。その点、本実施の形態では、実際の燃料噴射時期や燃料噴射量を正確に求め、発生トルクの演算結果を補正しているため、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさに基づくセタン価の推定をより正確に行うことができる。 (4) In the present embodiment, the actual fuel injection timing and the fuel injection amount are obtained based on the time waveform of the fuel injection rate obtained from the detection result of the fuel pressure in the injector 16, and the generated torque (rotational fluctuation amount) is obtained. (ΣΔNE) is corrected. Since the fuel injection amount for detecting the cetane number is very small, a slight shift in the fuel injection timing and the fuel injection amount greatly affects the estimation result of the cetane number. In this respect, in the present embodiment, the actual fuel injection timing and the fuel injection amount are accurately obtained and the calculation result of the generated torque is corrected. Therefore, the cetane number based on the magnitude of the engine torque generated by the combustion of the fuel Can be estimated more accurately.
(5)本実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期をエンジン回転速度に応じて調整している。具体的には、エンジン回転速度が高いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。そのため、エンジン回転速度による発生トルクの変化がセタン価の推定結果に与える影響を好適に抑えることができる。 (5) In this embodiment, the fuel injection timing for detecting the cetane number is adjusted according to the engine speed. Specifically, the higher the engine speed, the earlier the fuel injection timing for cetane number detection. Therefore, it is possible to suitably suppress the influence of the change in the generated torque due to the engine speed on the estimation result of the cetane number.
(6)本実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期をシリンダー壁温に応じて調整している。具体的には、シリンダー壁温の指標値であるエンジン冷却水温が低いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。そのため、シリンダー壁温による発生トルクの変化がセタン価の推定結果に与える影響を好適に抑えることができる。 (6) In this embodiment, the fuel injection timing for detecting the cetane number is adjusted according to the cylinder wall temperature. Specifically, the lower the engine coolant temperature, which is the index value of the cylinder wall temperature, the earlier the fuel injection timing for cetane number detection. Therefore, it is possible to suitably suppress the influence of the change in the generated torque due to the cylinder wall temperature on the estimation result of the cetane number.
(7)本実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期を吸気圧に応じて調整している。具体的には、吸気圧が低いほど、セタン価検出のための燃料噴射の時期を早めている。そのため、吸気圧による発生トルクの変化がセタン価の推定結果に与える影響を好適に抑えることができる。 (7) In this embodiment, the fuel injection timing for cetane number detection is adjusted according to the intake pressure. Specifically, the lower the intake pressure, the earlier the fuel injection timing for cetane number detection. Therefore, it is possible to suitably suppress the influence of the change in the generated torque due to the intake pressure on the estimation result of the cetane number.
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、燃料ゲージ11により検出された燃料残量の上昇から給油が行われたことを確認していたが、燃料キャップの開閉など、それ以外の方法で給油の確認を行うようにしても良い。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, it has been confirmed that refueling has been performed from the increase in the remaining amount of fuel detected by the fuel gauge 11, but refueling may be confirmed by other methods such as opening and closing the fuel cap. Anyway.
・上記実施の形態では、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさを、エンジン回転速度の変動量から求めていたが、燃焼に伴う筒内圧の上昇量など、他のパラメーターから求めるようにしても良い。 In the above embodiment, the magnitude of the engine torque generated by the combustion of fuel is obtained from the fluctuation amount of the engine rotation speed, but it is obtained from other parameters such as the increase in in-cylinder pressure accompanying combustion. Also good.
・上記実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期を吸気圧に応じて調整していたが、セタン価検出時の吸気圧が概ね一定であると見做せる場合や、吸気圧の差異による発生トルクの変化が十分に小さい場合には、そうした噴射時期の調整を割愛しても良い。 In the above embodiment, the fuel injection timing for detecting the cetane number is adjusted according to the intake pressure. However, when the intake pressure at the time of detecting the cetane number is considered to be substantially constant, When the change in the generated torque due to the difference is sufficiently small, such adjustment of the injection timing may be omitted.
・上記実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期をシリンダー壁温に応じて調整していたが、セタン価検出時のシリンダー壁温が概ね一定であると見做せる場合や、シリンダー壁温の差異による発生トルクの変化が十分に小さい場合には、そうした噴射時期の調整を割愛しても良い。 In the above embodiment, the fuel injection timing for cetane number detection was adjusted according to the cylinder wall temperature, but it can be assumed that the cylinder wall temperature at the time of cetane number detection is substantially constant, If the change in the generated torque due to the difference in cylinder wall temperature is sufficiently small, such adjustment of the injection timing may be omitted.
・上記実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射の時期をエンジン回転速度に応じて調整していたが、セタン価検出時のエンジン回転速度が概ね一定であると見做せる場合や、エンジン回転速度の差異による発生トルクの変化が十分に小さい場合には、そうした噴射時期の調整を割愛しても良い。 In the above embodiment, the fuel injection timing for detecting the cetane number is adjusted according to the engine rotation speed, but it can be assumed that the engine rotation speed at the time of cetane number detection is substantially constant, If the change in the generated torque due to the difference in engine speed is sufficiently small, the adjustment of the injection timing may be omitted.
・上記実施の形態では、セタン価検出のための燃料噴射時におけるインジェクター16内の燃料圧力の変動を検出するとともに、その検出結果から実際の燃料噴射時期及び実際の燃料噴射量を求めている。そして、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさ(回転変動量ΣΔNE)を、その求められた実際の燃料噴射時期及び実際の燃料噴射量に応じて補正した上で、セタン価を推定している。もっとも、燃料噴射量や燃料噴射時期を十分に高い精度で制御できる場合や、燃料噴射量や燃料噴射時期のずれによる発生トルクの変化が十分に小さい場合には、そうした補正を行わずとも、燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさに基づくセタン価の推定をより正確に行うことが可能である。 In the above embodiment, the fluctuation of the fuel pressure in the injector 16 at the time of fuel injection for detecting the cetane number is detected, and the actual fuel injection timing and the actual fuel injection amount are obtained from the detection result. Then, after correcting the magnitude of engine torque (rotational fluctuation amount ΣΔNE) generated by fuel combustion according to the obtained actual fuel injection timing and the actual fuel injection amount, the cetane number is estimated. Yes. However, if the fuel injection amount and fuel injection timing can be controlled with sufficiently high accuracy, or if the change in the generated torque due to deviations in the fuel injection amount and fuel injection timing is sufficiently small, the fuel injection amount and fuel injection timing can be corrected without performing such correction. It is possible to more accurately estimate the cetane number based on the magnitude of the engine torque generated by the combustion.
・上記実施の形態では、失火の検出に応じて失火検出セタン価の値が一旦減少されると、給油が行われるまでその値を維持することで、失火に対するロバスト性を好適に確保するようにしていた。失火に対するロバスト性よりも燃費性能や出力性能のような他のエンジン性能を優先する場合には、失火が検出されなくなったときに失火検出セタン価の値を増加させるようにしても良い。 -In the above embodiment, once the misfire detection cetane number is decreased in response to detection of misfire, the value is maintained until refueling is performed, so that robustness against misfire is suitably ensured. It was. When priority is given to other engine performance such as fuel efficiency and output performance over robustness against misfire, the misfire detection cetane number may be increased when no misfire is detected.
・上記実施の形態では、トルク判定セタン価の算出値が規定回数連続して同じ値であったときには、以降におけるトルク判定セタン価の検出を停止するようにしていた。もっとも、セタン価検出のための燃料噴射による燃料消費やそれに伴う白煙の発生が十分に無視できる場合には、算出値が規定回数連続して同じ値であっても、トルク判定セタン価の検出を継続するようにしても良い。 In the above embodiment, when the calculated value of the torque determination cetane number is the same value continuously for a specified number of times, detection of the torque determination cetane number is stopped thereafter. However, if fuel consumption due to fuel injection for cetane number detection and the generation of white smoke associated therewith are sufficiently negligible, even if the calculated value is the same value for the specified number of times, detection of torque determination cetane number May be continued.
・上記実施の形態では、減速時燃料カット中にトルク判定セタン価の検出を行うようにしていたが、減速時燃料カット以外にトルク判定セタン価の検出を行うようにしても良い。 In the above embodiment, the torque determination cetane number is detected during the fuel cut during deceleration. However, the torque determination cetane number may be detected in addition to the fuel cut during deceleration.
・上記実施の形態では、燃圧センサー17を内蔵し、圧電アクチュエーター39により動作するインジェクター16を採用するようにしていたが、それ以外の駆動方式を採用するインジェクターや、燃圧センサー17を内蔵しないインジェクターを採用するようにしても良い。 In the above embodiment, the fuel pressure sensor 17 is built in and the injector 16 that is operated by the piezoelectric actuator 39 is adopted. However, an injector that employs another driving method or an injector that does not incorporate the fuel pressure sensor 17 is used. You may make it adopt.
次に、上記実施の形態及びその変形例から把握することのできる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(イ)前記給油量に基づく燃料の着火性の推定は、給油された燃料が想定される使用燃料のうちで着火性が最も低い燃料であると仮定して行われる請求項2に記載のエンジン制御装置。
Next, technical ideas that can be grasped from the above-described embodiment and its modifications will be described below together with their effects.
(A) The engine according to claim 2, wherein the estimation of the ignitability of the fuel based on the refueling amount is performed on the assumption that the refueled fuel is the fuel having the lowest ignitability among the assumed fuels used. Control device.
(ロ)前記エンジントルクの大きさに基づく燃料の着火性の推定は、その推定のために行われた燃料噴射時のエンジン回転速度と、その燃料噴射によって噴射された燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさと、その燃料噴射の燃料噴射時期との関係に基づいて前記着火性の指標値の推定値を演算することで行われる請求項2または上記(イ)に記載のエンジン制御装置。 (B) The estimation of the ignitability of the fuel based on the magnitude of the engine torque is based on the engine rotation speed at the time of fuel injection performed for the estimation, and the engine generated by the combustion of the fuel injected by the fuel injection The engine control device according to claim 2 or (a), which is performed by calculating an estimated value of the ignitability index value based on a relationship between a magnitude of torque and a fuel injection timing of the fuel injection.
(ハ)前記エンジントルクの大きさに基づく燃料の着火性の推定は、燃料の燃焼により生じたエンジン回転速度の変動量を前記エンジントルクの大きさの指標値として用いて行われる請求項2、上記(イ)及び(ロ)のいずれか1項に記載のエンジン制御装置。 (C) The estimation of the ignitability of the fuel based on the magnitude of the engine torque is performed by using the fluctuation amount of the engine rotation speed caused by the combustion of the fuel as an index value of the magnitude of the engine torque. The engine control device according to any one of (a) and (b) above.
10…燃料タンク、11…燃料ゲージ、12…給油通路、13…高圧燃料ポンプ、14…コモンレール、16…インジェクター、17…燃圧センサー、18…リターン通路、19…電子制御ユニット、20…吸気圧センサー、21…回転速度センサー、22…水温センサー、23…アクセルペダルセンサー、24…車速センサー、30…ハウジング、31…ニードル弁、32…スプリング、33…ノズル室、34…圧力室、35…噴射孔、36…導入通路、37…連通路、38…排出路、39…圧電アクチュエーター、40…弁体。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel tank, 11 ... Fuel gauge, 12 ... Refueling passage, 13 ... High pressure fuel pump, 14 ... Common rail, 16 ... Injector, 17 ... Fuel pressure sensor, 18 ... Return passage, 19 ... Electronic control unit, 20 ... Intake pressure sensor , 21 ... Rotational speed sensor, 22 ... Water temperature sensor, 23 ... Accelerator pedal sensor, 24 ... Vehicle speed sensor, 30 ... Housing, 31 ... Needle valve, 32 ... Spring, 33 ... Nozzle chamber, 34 ... Pressure chamber, 35 ... Injection hole , 36 ... introduction passage, 37 ... communication passage, 38 ... discharge passage, 39 ... piezoelectric actuator, 40 ... valve body.
Claims (3)
失火の発生状況に基づく燃料のセタン価の推定と、
給油量に基づく燃料のセタン価の推定と、
燃料の燃焼により発生したエンジントルクの大きさに基づく燃料のセタン価の推定と、
を行うとともに、それら推定の結果のうち、最も低いとされたセタン価に基づいてエンジン制御を行う
ことを特徴とするエンジン制御装置。 As an estimate of fuel cetane number using different estimation logics,
Estimating the cetane number of the fuel based on the misfire occurrence,
Estimating the cetane number of the fuel based on the amount of refueling,
Estimating the cetane number of the fuel based on the magnitude of the engine torque generated by the combustion of the fuel;
It performs, among the results of those estimates, the engine control unit and performs engine control based on the cetane number, which is the lowest.
請求項1に記載のエンジン制御装置。The engine control apparatus according to claim 1.
請求項1又は2に記載のエンジン制御装置。The engine control apparatus according to claim 1 or 2.
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