JPH08326578A - ディーゼルエンジンの燃焼制御装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの燃焼制御装置

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Publication number
JPH08326578A
JPH08326578A JP7157126A JP15712695A JPH08326578A JP H08326578 A JPH08326578 A JP H08326578A JP 7157126 A JP7157126 A JP 7157126A JP 15712695 A JP15712695 A JP 15712695A JP H08326578 A JPH08326578 A JP H08326578A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
oxygen concentration
diesel engine
cylinder
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7157126A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Funahashi
博 舟橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP7157126A priority Critical patent/JPH08326578A/ja
Publication of JPH08326578A publication Critical patent/JPH08326578A/ja
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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 [目的] ディーゼルエンジンの各気筒毎の燃焼のばら
つきを防止する。 [構成] 排気マニホールド19の排気集合部の下流側
に酸素濃度検出センサ23を設け、このセンサ23によ
って検出される酸素濃度の実測値を予め設定されている
マップから読出される酸素量と比較し、この比較に基い
てコンピュータ33によって電子ガバナ34を制御する
ことにより燃料の噴射量を制御するとともに、EGRバ
ルブアクチュエータ26を制御することによってEGR
量の制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの燃
焼制御装置に係り、とくに燃料噴射装置によって燃料を
気筒内に順次噴射するとともに、排気ガスの一部をEG
Rバルブを通して吸気側に戻すようにしたディーゼルエ
ンジンにおける燃焼制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンは燃料噴射ポンプを
備え、所定のタイミングで各気筒内へ順次燃料を噴射す
るようにしている。燃料の噴射量は燃料噴射ポンプのコ
ントロールラックの移動量によって規制されるようにな
っており、アクセルペダルの踏込み量に応じてガバナを
介して上記コントロールラックを移動させることによ
り、1回に噴射される燃料の供給量が調整されるように
なっている。このような噴射量の調整によって、ディー
ゼルエンジンの出力制御が行なわれる。
【0003】またディーゼルエンジンの排気ガスの一部
を吸気側に戻すEGR(Exhaust Gas Re
circulation 排気ガス再循環)を行なうこ
とにより、吸気の熱容量が増大するとともに、酸素の相
対濃度が低下する。従って気筒内における燃焼が緩慢に
なり、燃焼温度の上昇が抑えられる。従ってEGRを行
なうことによって、排気ガス中の窒素酸化物の量を少な
くすることが可能になる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジンの
各気筒間の吸排気系を互いに等価にするとともに、各気
筒に噴射される燃料の噴射量を均一になるように設計す
ることにより、各気筒の燃焼を安定化させるとともに、
気筒間の燃焼のばらつきを少なくできるようになる。し
かるに大型車両、例えばトラックやバス等において、大
型のエンジンを搭載すると、エンジンルーム内が相対的
に狭く、各気筒に対して等価な吸排気系のレイアウトが
できなくなる。このような原因によって、気筒間の燃焼
のばらつきが大きくなる傾向がある。
【0005】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、各気筒間の吸排気系のレイアウトが等
価でなく、あるいはまた各気筒毎の噴射量にばらつきが
生じても、各気筒の燃焼がそれぞれ適正に行なわれるよ
うにしたディーゼルエンジンの燃焼制御装置を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料噴射装置
によって燃料を気筒内に順次噴射するとともに、排気ガ
スの一部をEGRバルブを通して吸気側に戻すようにし
たディーゼルエンジンにおいて、各気筒から順次排出さ
れる排気ガス中の酸素濃度を検出するセンサと、各気筒
への燃料の噴射量を調整する噴射量調整手段と、前記E
GRバルブの開度を調整する開度調整手段と、前記セン
サの検出値に応じて前記噴射量調整手段と前記開度調整
手段とをそれぞれ制御する制御手段と、を具備するディ
ーゼルエンジンの燃焼制御装置に関するものである。
【0007】
【作用】センサによって検出される排気ガス中の酸素濃
度に応じて、制御手段によって噴射量調整手段と開度調
整手段を介して各気筒毎の燃料の噴射量とEGR量とが
制御される。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る燃焼制御装置
を備えるディーゼルエンジンを示している。このディー
ゼルエンジンの主体部はシリンダブロック10から構成
されている。そしてこのエンジンの後側の部分にはフラ
イホイールハウジング11が取付けられており、クラン
クシャフトの先端部に固着されたフライホイールを収納
するようにしている。フライホイールハウジング11の
後側にはトランスミッション12が取付けられており、
その先端部からアウトプットシャフト13が突出されて
いる。
【0009】シリンダブロック10の一側部には吸気マ
ニホールド16が取付けられるとともに、この吸気マニ
ホールド16には吸気管17が接続されている。これに
対してシリンダブロック10の反対側の側面には排気マ
ニホールド19が取付けられている。そしてこの排気マ
ニホールド19の先端部は排気管20に接続されてい
る。
【0010】排気マニホールド19の各気筒からの集合
部よりも下流側の部分には酸素濃度検出センサ23が取
付けられている。また排気マニホールド19と吸気マニ
ホールド16とはEGR配管24によって互いに接続さ
れている。そしてこのEGR配管24の途中にはEGR
バルブ25が設けられており、このバルブ25の開閉お
よび開度の調整をアクチュエータ26によって行なうよ
うにしている。
【0011】またこのエンジン10においてはそのヘッ
ドカバーの前端側の部分に回転検出センサ28が設けら
れており、この回転検出センサ28によってエンジン1
0の回転数およびその回転位相をそれぞれ検出するよう
にしている。またシリンダブロック10の側面側であっ
て吸気マニホールド16の下側の部位には燃料噴射ポン
プ29が設けられており、この燃料噴射ポンプ29のコ
ントロールラックの位置をラック位置センサ30によっ
て検出するようにしている。
【0012】次にこのようなディーゼルエンジンの制御
系について図2により説明すると、エンジンの電子制御
のためにコンピュータ33が設けられている。このコン
ピュータ33の入力側には上記回転検出センサ28と、
酸素濃度検出センサ23と、そして負荷センサ30とが
接続されている。負荷センサ30は燃料噴射ポンプ29
のコントロールラックの位置を検出するラック位置セン
サから構成されている。またこのコンピュータ33は電
子ガバナ34と接続されており、この電子ガバナ34に
よって燃料噴射ポンプ29のコントロールラックの位置
を制御するようにしている。さらにコンピュータ33は
アクチュエータ26を制御するようにしている。アクチ
ュエータ26はEGRバルブ25の開閉および開度調整
を行なうものである。
【0013】コンピュータ33のメモリには、図3に示
すようなエンジンの回転数とエンジンの負荷率とに応じ
た排気ガス中の酸素量に関する3次元のマップが格納さ
れている。一方でコンピュータ33は酸素濃度検出セン
サ23によって酸素濃度を検出するとともに、この酸素
濃度をリアルタイムで読込むようにしており、このよう
な酸素濃度に関する実測値をメモリに記憶されている酸
素量のデータと比較する。そして実際に測定された酸素
量が図4に示すように許容範囲に入っているか、少ない
か、あるいはまた多いかのチェックを行なう。
【0014】酸素濃度の測定は、回転検出センサ28が
ピストンが上死点に至ったタイミングを検出するととも
に、その後次式で示される時間ta を過ぎた後に行なう
ようにしている。
【数1】 ここでNe はエンジンの回転数を示し、Wはエンジンの
負荷率を示し、αNeは回転数に応じた遅れ係数を示し、
そしてαW は負荷率に応じた遅れ係数を示している。
【0015】ピストンが上死点に至った後ta 時間後に
酸素濃度検出センサのデータを取込むゲートを開くとと
もに、その後回転数に応じた所定時間tb 時間だけゲー
トを開いてデータの取込みを行なう。従ってtb 時間の
間に酸素量の測定が行なわれる。そしてこのときの酸素
量が許容範囲内かどうかを図4に示すように判断すると
ともに、酸素の量に応じてコンピュータ33は燃料噴射
ポンプ29の電子ガバナ34を制御し、これによって燃
料噴射ポンプ29によって噴射される燃料の噴射量を制
御する。さらにコンピュータ33はEGRバルブアクチ
ュエータ26を制御し、EGRバルブ25の開度の調整
を行ない、排気側から吸気側に戻される排気ガスの量の
調整を行なう。
【0016】図5〜図7はこのようなコンピュータ33
の動作を示している。この動作を説明するとコンピュー
タ33は酸素濃度検出センサ23によって取込まれた酸
素量の最大値またはtb 時間内の酸素濃度の積分値の演
算を行なう。そしてこれらの値を図3に示す酸素量のマ
ップと参照して許容範囲内かどうかの判断を行なうとと
もに、許容範囲から外れている場合には許容範囲のセン
タ値に対して測定値が多いかどうか、すなわちβが1よ
りも大きいかどうかの判断を行なう。
【0017】センタ値に対して測定値の方が多くてβが
1よりも大きい場合には図6に示すように、他の気筒が
許容範囲かどうかの判断を行なうとともに、他の気筒が
許容範囲でない場合には燃料噴射ポンプ29のコントロ
ールラックの状態の確認をラック位置センサ30によっ
て行ない、加速度が大きいかどうかの判断を行なう。そ
して加速度が大きくない場合には連続してβが1よりも
大きいかどうかの判断を行なうとともに、1よりも小さ
い場合にはEGR量の見直しを行なう。
【0018】そして依然としてβが1よりも小さい場合
にはEGR量をβ・γ分だけ減少させる。ここでγは補
正係数を示す。これに対してβが1よりも大きい場合に
はEGR量をβ・γ分だけ増加させる。このようなEG
R量の調整は、アクチュエータ26を介してEGRバル
ブ25の開度調整を行なうことによって達成される。
【0019】また上記の動作において、加速度が大きい
場合および連続してβが1よりも大きい場合にはそれぞ
れβ分だけその気筒の噴射量を増大させる。この動作は
電子ガバナ34を介して燃料噴射ポンプ29のコントロ
ールラックの位置を増量側へ移動させることによって行
なわれる。
【0020】これに対してβが1よりも小さい場合に
は、図7に示すように他の気筒の酸素量が許容範囲かど
うかの判断を行なうとともに、許容範囲を外れている場
合にはラック位置センサ30によって燃料噴射ポンプ2
9のコントロールラックの位置の確認を行ない、減速度
が大きいかどうかの判断を行なう。そして減速度が小さ
い場合には連続してβが1よりも小さいかどうかの判断
を行なうとともに、1よりも大きい場合にはEGR量の
見直しを行ない、この後依然としてβが1よりも大きい
場合にはEGR量をβ・γ分増量する。これに対してβ
が1よりも小さい場合にはEGR量をβ・γ分減少させ
る。なお減速度が大きい場合および連続してβが1より
も小さい場合にはβ分その気筒の噴射量を減少させるよ
うにする。
【0021】このように本実施例に係るディーゼルエン
ジンは、酸素濃度検出センサ23を排気マニホールド1
9の各気筒の集合部よりも下流側に取付け、連続的に酸
素濃度を測定するようにしている。図4に示すように各
気筒の爆発からta 時間後に酸素濃度検出センサ23の
ところを排気ガスが通過し、これによって酸素濃度の測
定を行なうようにしている。そのときに図3に示すよう
な酸素濃度のマップをコンピュータ33に記憶させ、そ
れと対比することによって各気筒の酸素濃度が濃いか薄
いかを判定するようにしている。
【0022】このようなマップと実際の酸素濃度との比
較において、酸素が濃ければ噴射量を増大させるととも
に、酸素が薄ければ噴射量を減少させる。またこのとき
に加速度状態であるかどうかによって酸素濃度の状態が
変わる。各気筒とともに酸素濃度が過多または不足であ
れば、燃料噴射ポンプ29のコントロールラックが加速
状態または減速状態であることが予想される。すなわち
アクセルペダルを急に踏込んだ場合や急に戻した場合に
おける空気量の噴射量の変化に対する遅れによって酸素
濃度が変わることが予想される。これらを加味して噴射
量を制御するようにしている。
【0023】これ以外の理由によって酸素濃度が図4に
示す許容範囲にない場合には、その気筒固有のばらつき
であるために、連続してその減少が発生する。この場合
には噴射量を調整する。またEGRの還流排気ガス量が
適正でないために酸素濃度が許容範囲に入らない場合に
は、連続しないためにEGR量の調整を行なう。
【0024】従ってディーゼルエンジンにおいて、排気
量、各気筒毎のポート諸元、EGR等での気筒間のばら
つきが発生しても、この気筒間のばらつきを全気筒に共
通の酸素濃度センサ23によって検知し、これに応じて
コンピュータ33によって燃料噴射ポンプ29の燃料の
噴射量とEGRバルブ25を通して還流されるEGRガ
スの量とを制御することにより、各気筒間での燃焼のば
らつきを抑えることが可能になる。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明は、各気筒から順次
排出される排気ガス中の酸素濃度をセンサによって検出
し、このセンサの検出値に応じて噴射量調整手段と開度
調整手段とをそれぞれ制御手段によって制御するように
し、上記噴射量調整手段を制御することによって各気筒
への燃料の噴射量を調整するとともに、EGRバルブの
開度を開度調整手段によって調整することにより排気ガ
スの還流量を調整するようにしたものである。従って各
気筒間での燃焼のばらつきが防止されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る燃焼制御装置を備える
ディーゼルエンジンの外観斜視図である。
【図2】燃焼制御装置を示すブロック図である。
【図3】コンピュータに記憶されている酸素量のマップ
のグラフである。
【図4】酸素濃度の測定例を示すグラフである。
【図5】燃焼制御の動作を示すフローチャートである。
【図6】燃焼制御の動作を示すフローチャートである。
【図7】燃焼制御の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 シリンダブロック 11 フライホイールハウジング 12 トランスミッション 13 アウトプットシャフト 16 吸気マニホールド 17 吸気管 19 排気マニホールド 20 排気管 23 酸素濃度検出センサ 24 EGR配管 25 EGRバルブ 26 アクチュエータ 28 回転検出センサ 29 燃料噴射ポンプ 30 ラック位置センサ 33 コンピュータ 34 電子ガバナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02M 25/07 570 F02M 25/07 570C

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料噴射装置によって燃料を気筒内に順次
    噴射するとともに、排気ガスの一部をEGRバルブを通
    して吸気側に戻すようにしたディーゼルエンジンにおい
    て、 各気筒から順次排出される排気ガス中の酸素濃度を検出
    するセンサと、 各気筒への燃料の噴射量を調整する噴射量調整手段と、 前記EGRバルブの開度を調整する開度調整手段と、 前記センサの検出値に応じて前記噴射量調整手段と前記
    開度調整手段とをそれぞれ制御する制御手段と、 を具備するディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
JP7157126A 1995-05-31 1995-05-31 ディーゼルエンジンの燃焼制御装置 Pending JPH08326578A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7157126A JPH08326578A (ja) 1995-05-31 1995-05-31 ディーゼルエンジンの燃焼制御装置

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JP7157126A JPH08326578A (ja) 1995-05-31 1995-05-31 ディーゼルエンジンの燃焼制御装置

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JPH08326578A true JPH08326578A (ja) 1996-12-10

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ID=15642785

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JP7157126A Pending JPH08326578A (ja) 1995-05-31 1995-05-31 ディーゼルエンジンの燃焼制御装置

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JP (1) JPH08326578A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8489308B2 (en) 2009-08-19 2013-07-16 GM Global Technology Operations LLC Method for estimating oxygen concentration downstream a diesel oxidation catalyst
CN117889007A (zh) * 2024-03-15 2024-04-16 潍柴动力股份有限公司 一种控制方法、控制装置、氨发动机系统及电子设备
CN117889015A (zh) * 2024-03-15 2024-04-16 潍柴动力股份有限公司 一种氨发动机系统、控制方法、控制装置及电子设备

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8489308B2 (en) 2009-08-19 2013-07-16 GM Global Technology Operations LLC Method for estimating oxygen concentration downstream a diesel oxidation catalyst
CN117889007A (zh) * 2024-03-15 2024-04-16 潍柴动力股份有限公司 一种控制方法、控制装置、氨发动机系统及电子设备
CN117889015A (zh) * 2024-03-15 2024-04-16 潍柴动力股份有限公司 一种氨发动机系统、控制方法、控制装置及电子设备
CN117889007B (zh) * 2024-03-15 2024-07-19 潍柴动力股份有限公司 一种控制方法、控制装置、氨发动机系统及电子设备

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