JP6252554B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態の制御装置のシステム構成を説明するための模式図である。図1に示すように、本実施の形態のシステムは、車両に搭載される内燃機関(以下単に「エンジン」ともいう。)10を備えている。エンジン10は圧縮着火式の4ストローク1サイクルエンジンであり、複数の気筒を有している。エンジン10の各気筒は、ピストン12と、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁14とを備えている。
上述したように、メイン噴射に加えてパイロット噴射を行うことで、メイン噴射のみを行う場合に比べて筒内圧Pのピーク値を低くすることができる。従って、燃料の燃焼に伴い変化する筒内圧Pを緩やかに推移させることができる。しかし、パイロット噴射を行って筒内圧Pのピーク値を低くした場合であっても、メイン噴射による燃料の燃焼速度が高く、ピストンが勢い良く押し下げられるようなときには、筒内圧Pが急激に下降する。そして、筒内圧Pが急激に下降した場合には、メイン噴射による燃料の着火前と同様に、燃焼音が大きくなってしまう。
dQ/dθ=1/(κ−1)×(V×dP/dθ+P×κ×dV/dθ)・・・(1)
但し、上記式(1)のκは比熱比であり、Vは筒内容積であり、Pは筒内圧である。
ところで、図8では、アフター噴射に先駆けて追加噴射を行う場合が示されている。しかし、追加噴射の実行期間とアフター噴射の実行期間が重複することもあり得る。そこで、本実施の形態では、追加噴射とアフター噴射とで実行期間が重複するか否かを判定する。この判定は、先ず、上記乖離量に応じて追加噴射による燃料量を算出し、算出した燃料量を追加噴射での燃料噴射弁14の開弁時間に変換する。続いて、上昇率微分値d2P/dθ2が下限値LLを下回り始めるクランク角を追加噴射の開始時期として、この開始時期と、変換後の開弁時間とに基づいて、追加噴射の実行期間を算出する。そして、算出した追加噴射の実行期間が一部でもアフター噴射の実行期間と重複するか否かを判定する。これにより、追加噴射とアフター噴射の実行期間の重複が判定される。なお、アフター噴射の実行期間が予め設定されていることは、既に説明した通りである。
図11は、本実施の形態において、ECU20が実行する追加噴射の実行スケジュール(追加噴射スケジュール)の設定ルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、エンジン10の燃焼サイクル毎に繰り返し実行されるものとする。また、本ルーチンに従って設定された追加噴射スケジュールに従って、次回サイクルの追加噴射が実行されるものとする。
また、ECU20が図11のステップS16の処理を実行することにより上記第1の発明の「微分値算出手段」が、ステップS18の処理を実行することにより同発明の「熱発生率算出手段」が、ステップS20〜ステップS28の一連の処理を実行することにより同発明の「燃料噴射弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
12 ピストン
14 燃料噴射弁
16 クランク角センサ
18 筒内圧センサ
20 ECU
Claims (5)
- 内燃機関の筒内への燃料噴射動作として、メイン噴射を含む複数の燃料噴射動作が実行可能な燃料噴射弁と、
前記内燃機関の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、
前記筒内圧の上昇率の微分値を算出する微分値算出手段と、
前記筒内圧を用いて前記筒内での熱発生率を算出する熱発生率算出手段と、
前記内燃機関の燃焼サイクルの回数であって、前記熱発生率が前記内燃機関の燃焼サイクルでの最大値を示した後、下降してゼロを示すまでのクランク角区間において前記微分値が前記内燃機関の運転状態に応じて定まる下限値を下回るクランク角が検出される回数が所定回数に達した場合、前記所定回数を経た直後の燃焼サイクルの前記クランク角区間に相当するクランク角区間において、前記メイン噴射とは別の追加噴射を実行するように前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記所定回数は1回であり、
前記燃料噴射弁制御手段は、
前記熱発生率が前記内燃機関の燃焼サイクルでの最大値を示した後、下降してゼロを示すまでのクランク角区間において、前記微分値が前記下限値を下回り始めるクランク角を検出するクランク角検出手段と、
検出したクランク角を、前記直後の燃焼サイクルにおいて実行する前記追加噴射の開始時期に設定する開始時期設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記所定回数は2回以上であり、
前記燃料噴射弁制御手段は、
前記熱発生率が前記内燃機関の各燃焼サイクルでの最大値を示した後、下降してゼロを示すまでのクランク角区間において、前記微分値が前記下限値を下回り始めるクランク角をそれぞれ検出するクランク角検出手段と、
検出したクランク角の平均を、前記直後の燃焼サイクルにおいて実行する前記追加噴射の開始時期に設定する開始時期設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記開始時期設定手段は、前記微分値が前記下限値を下回り始めるクランク角が同一燃焼サイクルにおいて複数検出された場合、検出した複数のクランク角のそれぞれを、前記開始時期に設定することを特徴とする請求項2または3に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記燃料噴射動作には、前記メイン噴射の実行後の所定実行期間において排気温度を上昇させるために実行されるアフター噴射が含まれ、
前記燃料噴射弁制御手段は、
前記微分値が前記下限値を下回り始めてから再び前記下限値を上回るまでのクランク角区間における前記微分値の最小値の、前記下限値からの乖離量に応じて、前記追加噴射での前記燃料噴射弁の開弁時間を設定する開弁時間設定手段と、
前記開始時期および前記開弁時間に基づいて、前記直後の燃焼サイクルにおいて実行する前記追加噴射の実行期間を特定する実行期間特定手段と、
前記所定実行期間と前記実行期間が重複する場合、前記アフター噴射を実行し、前記所定実行期間と実行期間が重複する前記追加噴射の実行を中止するように前記直後の燃焼サイクルにおいて実行する前記追加噴射のスケジュールを設定するスケジュール設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項2乃至4何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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