KR101833349B1

KR101833349B1 - 엔진

Info

Publication number: KR101833349B1
Application number: KR1020167015296A
Authority: KR
Inventors: 토모히로 오타니; 아츠히토 이와세
Original assignee: 얀마 가부시키가이샤
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2018-02-28
Also published as: CA2939475A1; US20160363086A1; JP6129097B2; WO2015129262A1; CN105917104B; US10502156B2; JP2015161185A; KR20160081983A; EP3112642A1; CN105917104A; EP3112642A4

Abstract

엔진은 연료 분사 장치와, 상태 판정부(58)와, 대기압 센서와, 분사 시기 제어부를 구비한다. 상태 판정부(58)는 엔진 상태가 정상 상태인가 과도 상태인가를 판정한다. 대기압 센서는 대기압을 검출한다. 분사 시기 제어부는 정상 상태에서의 연료 분사 시기를 산출하는 정상 처리, 과도 상태에서의 연료 분사 시기를 산출하는 과도 처리, 및 대기압에 의거하여 연료 분사 시기를 보정하는 대기압 보정 처리를 행한다. 분사 시기 제어부는 엔진 상태가 정상 상태인 경우와 과도 상태인 경우에서, 대기압 보정 처리의 유무, 또는 대기압 보정 처리의 내용을 다르게 한다.

Description

엔진{ENGINE}

본 발명은 과도 상태 및 대기압에 따라서 연료 분사 시기를 제어하는 엔진에 관한 것이다.

종래부터, 커먼 레일 등을 구비하고, 연료 분사 시기를 제어 가능한 엔진이 알려져 있다. 특허문헌 1은 이러한 종류의 엔진을 개시한다.

특허문헌 1의 엔진은, 다양한 데이터에 의거하여 연료 분사 시기를 제어한다. 이하, 특허문헌 1의 구성에 대해서 도 6을 참조해서 설명한다. 특허문헌 1에서는 엔진 회전수 및 연료 분사량에 표준 분사 시기 맵(91)을 적용함으로써 표준이 되는 연료 분사 시기(표준 분사 시기)를 산출한다. 특허문헌 1에서는, 이 표준 분사 시기에 각종 보정량을 더함으로써 최종 분사 시기를 산출한다.

여기에서, 고지와 같이 대기압이 낮은 지역에서는 통내 압력의 저하에 의해 착화의 안정성이 저하한다(도 8의 고지/정상을 참조). 그 때문에, 특허문헌 1에서는 대기압 센서로 대기압을 검출하고, 검출한 대기압에 대기압 보정량 맵(92)을 적용함으로써 대기압 보정량을 산출한다. 이 대기압 보정량을 가산기(93)에 의해서 표준 분사 시기에 가산함으로써 최종 분사 시기가 산출된다.

또한, 특허문헌 1에서는 기재되어 있지 않지만, 가속시 등의 과도 상태에 있어서는 실린더에 잔류한 기체의 온도가 저하함으로써 실린더 내의 온도가 저하하기 때문에 착화의 안정성이 저하한다. 따라서, 예를 들면 고지이고 또한 과도 상태의 경우, 통내 압력이 크게 저하하고, 착화의 안정성도 크게 저하한다(도 8의 고지/과도를 참조). 이와 같이, 가령 대기압이 같을 경우에도 정상 상태와 과도 상태에서 최적인 연료 분사 시기가 다르다. 그 때문에, 도 7에 나타내는 처리를 행해서 연료 분사 시기를 산출하는 구성이 알려져 있다.

도 7의 블럭도에서는, 대기압에 의거한 보정에 추가해서, 엔진 상태(정상 상태나 과도 상태)를 고려해서 연료 분사 시기를 산출한다. 구체적으로는, 엔진 회전수 및 연료 분사량에 표준 분사 시기 맵(94)을 적용함으로써 표준 분사 시기를 산출함과 아울러, 엔진 회전수 및 연료 분사량에 과도 분사 시기 맵(95)을 적용함으로써 과도 분사 시기를 산출한다.

그리고, 스위치(96)는 정상 상태의 경우에는 표준 분사 시기를 출력하고, 과도 상태의 경우에는 과도 분사 시기를 출력한다. 또한, 도 7의 블럭도에서는 대기압에 대기압 보정량 맵(97)을 적용함으로써 대기압 보정량을 산출한다. 대기압 보정량은 가산기(98)에 의해서 스위치(96)의 출력값으로 가산된다. 이상에 의해, 최종 분사 시기가 산출된다.

일본 특허공개 2011-163251호 공보

그러나, 도 7의 블럭도에 있어서 대기압 보정량 맵(97)에서 산출되는 대기압 보정량은 정상 상태인지 과도 상태인지를 고려하고 있지 않다. 따라서, 대기압이 같으면 정상 상태이여도 과도 상태이여도 산출되는 대기압 보정량은 동일하다.

여기에서, 상술한 바와 같이 정상 상태와 과도 상태에서는 다른 연료 분사 시기를 설정할 필요가 있다. 그러나, 도 7의 구성에서는 정상 상태와 과도 상태에서 동일한 대기압 보정량이 설정된다. 따라서, 예를 들면 정상 상태에 있어서 보정량이 충분하지 않아 실화(失火)가 발생할 가능성이 있다. 또는, 과도 상태에 있어서 보정량이 지나치게 커서 통내 압력의 허용값을 넘어버릴 경우가 있다.

본 발명은 이상의 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 주요한 목적은 대기압이 낮은 상황에 있어서 정상 상태와 과도 상태에서 적절한 연료 분사 시기를 산출하는 엔진을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 해결하려고 하는 과제는 이상과 같으며, 다음에 이 과제를 해결하기 위한 수단과 그 효과를 설명한다.

본 발명의 관점에 의하면, 이하의 구성의 엔진이 제공된다. 즉, 이 엔진은 연료 분사 장치와, 상태 판정부와, 대기압 센서와, 분사 시기 제어부를 구비한다. 상기 상태 판정부는 엔진 상태가 정상 상태인가 과도 상태인가를 판정한다. 상기 대기압 센서는 대기압을 검출한다. 상기 분사 시기 제어부는 정상 상태에서의 연료 분사 시기를 산출하는 정상 처리, 과도 상태에서의 연료 분사 시기를 산출하는 과도 처리, 및 대기압에 의거하여 연료 분사 시기를 보정하는 대기압 보정 처리를 행한다. 상기 분사 시기 제어부는 엔진 상태가 정상 상태인 경우와 과도 상태인 경우에서, 상기 대기압 보정 처리의 유무, 또는 상기 대기압 보정 처리의 내용을 다르게 한다.

이것에 의해, 종래는 정상 상태와 과도 상태에서 같은 대기압 보정량이 산출되고 있었으므로, 정상 상태의 실화 및 과도 상태에서의 통내 압력의 허용값 초과 중 어느 하나를 피하는 것이 곤란했지만, 상기의 구성을 채용함으로써 양쪽의 사태를 회피할 수 있다.

상기 엔진에 있어서는 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 정상 상태의 경우에는 상기 정상 처리에서 산출한 연료 분사 시기를, 대기압에 의거하여 산출한 제 1 보정량으로 보정한다. 과도 상태의 경우에는 상기 과도 처리에서 산출한 연료 분사 시기를, 대기압에 의거하여 산출한 제 2 보정량으로 보정한다. 상기 제 1 보정량과 상기 제 2 보정량이 다르다.

이것에 의해, 정상 상태와 과도 상태의 각각에 따른 보정량을 산출할 수 있다. 따라서, 실화 및 통내 압력의 허용값 초과의 양쪽을 회피하면서, NOx의 발생도 억제할 수 있다.

상기 엔진에 있어서는 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 정상 상태의 경우에는 상기 정상 처리에서 산출한 연료 분사 시기를, 대기압에 의거하여 산출한 보정량으로 보정한다. 과도 상태의 경우에는 대기압에 의거한 보정량을 이용하지 않고, 상기 과도 처리에서 산출한 연료 분사 시기를 사용한다.

이것에 의해, 간단한 구성으로 실화 및 통내 압력의 허용값 초과의 양쪽을 회피할 수 있다.

상기 엔진에 있어서는, 상기 분사 시기 제어부는 엔진 상태가 과도 상태인 경우이며, 또한 상기 대기압 센서가 검출한 대기압이 소정의 범위일 경우에, 대기압에 의거한 보정량을 이용하지 않고 상기 과도 처리에서 산출한 연료 분사 시기를 사용하는 것이 바람직하다.

이것에 의해, 과도 상태이며 대기압이 적절한 범위에 있을 경우(대기압에 의거한 보정량을 무시해도 문제 없을 경우)에만 상기 제어를 행할 수 있다.

도 1은 엔진의 개략 평면도.
도 2는 기체의 흐름 및 각종 센서를 모식적으로 나타내는 설명도.
도 3은 제 1 실시형태에 의한 연료 분사 시기를 산출하는 처리를 나타내는 블럭도.
도 4는 제 1 실시형태에 의한 상태 판정부의 처리를 나타내는 플로우챠트.
도 5는 제 2 실시형태에 의한 연료 분사 시기를 산출하는 처리를 나타내는 블럭도.
도 6은 종래예에 의한 연료 분사 시기를 산출하는 처리를 나타내는 블럭도.
도 7은 다른 종래예에 의한 연료 분사 시기를 산출하는 처리를 나타내는 블럭도.
도 8은 고도(대기압) 및 엔진 상태가 다른 경우의 통내 압력의 변화를 나타내는 그래프.

이어서, 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태를 설명한다. 엔진(100)은 디젤엔진이며, 작업기 및 선박 등에 탑재된다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 엔진(100)은 흡기계의 부재로서, 흡입관(20)과, 과급기(21)와, 과급관(24)과, 흡기 스로틀(25)과, 흡기 매니폴드(26)와, 브리더 호스(27)를 구비한다.

흡입관(20)은 외부로부터 기체를 흡입한다. 흡입관(20)은 기체 중의 먼지 등을 제거하는 필터를 구비한다.

과급기(21)는 터빈 하우징(22)과 컴프레서 하우징(23)을 구비한다. 터빈 하우징(22) 내의 도시 생략의 터빈 휠은 배기가스를 이용해서 회전하도록 구성되어 있다. 컴프레서 하우징(23) 내의 도시 생략의 컴프레서 휠은 터빈 휠과 같은 샤프트(21a)(도 2)에 접속되어 있고, 터빈 휠의 회전에 따라서 회전한다. 과급기(21)는 컴프레서 휠이 회전함으로써 공기를 압축해서 강제적으로 흡기를 행할 수 있다.

과급관(24)에는 과급기(21)에 의해 흡입된 기체가 흐른다. 과급관(24)의 일측은 과급기(21)에 접속되어 있고, 과급관(24)의 타측은 흡기 스로틀(25)에 접속되어 있다.

흡기 스로틀(25)은 흡기 밸브를 구비하고 있다. 흡기 스로틀(25)은 흡기 밸브의 개방도를 조정함으로써 실린더에 공급되는 기체의 양을 변화시킬 수 있다. 흡기 스로틀(25)을 통과한 기체는 흡기 매니폴드(26)에 보내진다. 흡기 밸브의 개방도는 도 2에 나타내는 ECU(엔진 제어부)(50)에 의해서 제어된다.

흡기 매니폴드(26)는 흡기 스로틀(25)로부터 공급된 기체를 실린더 수에 따른 수(본 실시형태에서는 4개)로 나누어서 실린더 헤드(10)에 공급한다. 실린더 헤드(10)에는 실린더 헤드 커버(11) 및 인젝터(연료 분사 장치)(12)가 배치되어 있다.

인젝터(12)는 소정의 타이밍에서 연소실에 연료를 분사한다. 구체적으로는, 인젝터(12)는 상사점(TDC)의 근방에서 메인 분사를 행하도록 구성되어 있다. 또한 인젝터(12)는 이 메인 분사의 직전에 소음 저감을 위한 프리분사를 행하거나, 프리분사의 더욱 앞의 타이밍에서 NOx 저감 및 소음 저감을 위한 파일롯 분사를 행하거나 할 수 있다. 또한, 인젝터(12)는 메인 분사의 직후에 PM의 저감 및 배기가스의 정화 촉진을 목적으로 한 애프터 분사를 행하거나, 애프터 분사의 더욱 뒤의 타이밍에서 온도 상승 등을 목적으로 한 포스트 분사를 행하거나 할 수 있다.

이와 같이 연료를 분사해서 피스톤을 구동시킴으로써 동력을 발생시킬 수 있다. 연소실에서는 블로바이 가스 및 배기가스 등이 발생한다.

브리더 호스(27)는 연소실에서 발생한 블로바이 가스를 흡입관(20)에 공급한다. 이것에 의해, 미연소 가스가 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 흡기 매니폴드(26)에는 도 2에 나타내는 바와 같이 흡기 압력 센서(51)와, 흡기 온도 센서(52)가 부착되어 있다.

흡기 압력 센서(51)는 흡기 매니폴드(26) 내의 기체의 압력을 검출해서 ECU(50)에 출력한다. ECU(50)는 입력된 압력을 흡기압으로 인식한다. 흡기 온도 센서(52)는 흡기 매니폴드(26) 내의 기체의 온도를 검출해서 ECU(50)에 출력한다. 또한, 흡기 압력 센서(51) 및 흡기 온도 센서(52)는 흡기 매니폴드(26)가 아니라, 그것보다 상류의 관 등에 배치되어 있어도 된다.

엔진(100)은 배기계의 부재로서, 배기 매니폴드(30)와, 배기관(31)과, 배기가스 정화 장치(32)를 구비한다. 이와 같이, 배기가스 정화 장치(32)를 구비한 엔진(100)을 특히 배기가스 정화 시스템이라고 칭한다. 또한, 배기가스 정화 장치(32)는 엔진(100)과 조금 떨어진 위치에 배치되어 있어도 된다.

배기 매니폴드(30)는 복수의 연소실에서 발생한 배기가스를 일괄하여 과급기(21)의 터빈 하우징(22)에 공급한다. 또한, 배기 매니폴드(30)에는 배기 압력 센서(53)와, 배기 온도 센서(54)가 부착되어 있다.

배기 압력 센서(53)는 배기 매니폴드(30) 내의 기체의 압력을 검출해서 ECU(50)에 출력한다. ECU(50)는 입력된 압력을 배기압으로 인식한다. 배기 온도 센서(54)는 배기 매니폴드(30) 내의 기체의 온도를 검출해서 ECU(50)에 출력한다.

배기 매니폴드(30) 및 터빈 하우징(22)을 통과한 기체는 일부가 EGR관(41)을 통해서 EGR 장치(40)에 공급됨과 아울러, 나머지가 배기관(31)을 통해서 배기가스 정화 장치(32)에 공급된다.

또한, 엔진(100)은 흡기계 및 배기계의 부재로서 EGR 장치(40)를 구비한다.

EGR 장치(40)는 EGR 쿨러(42)와, EGR 밸브(43)를 구비하고 있다. EGR 쿨러(42)는 배기가스를 냉각한다. EGR 장치(40)는 EGR 밸브(43)의 개방도를 조정함으로써 흡기 매니폴드(26)에 공급되는 배기가스의 양을 변화시킬 수 있다. EGR 밸브(43)의 개방도는 ECU(50)에 의해 제어된다. ECU(50)는, 예를 들면 흡기압과 배기 압의 차압에 의거하여 EGR 밸브(43)의 개방도를 조정한다.

배기가스 정화 장치(32)는 배기가스를 정화해서 배출한다. 배기가스 정화 장치(32)는 산화 촉매(33)와 필터(34)를 구비한다. 산화 촉매(33)는 백금 등으로 구성되어 있고, 배기가스에 포함되는 미연소 연료, 일산화탄소, 일산화질소 등을 산화(연소)하기 위한 촉매이다. 필터(34)는, 예를 들면 벽 유동형(wall flow type)의 필터로서 구성되어 있고, 산화 촉매(33)로 처리된 배기가스에 포함되는 PM(입자상 물질)을 포집한다.

또한, 배기가스 정화 장치(32)에는 온도 센서(55)와 차압 센서(56)가 부착되어 있다. 온도 센서(55)는 배기가스 정화 장치(32) 내의 온도를 검출한다. 차압 센서(56)는 필터(34)의 상류측(산화 촉매(33)의 배기 하류측)과, 필터(34)의 하류측의 압력차를 검출해서 ECU(50)에 출력한다.

ECU(50)는 차압 센서(56)의 검출 결과에 의거하여 필터(34)에 퇴적된 PM 퇴적량을 산출한다. 또한, PM 퇴적량의 산출 방법으로서는, 차압을 이용하는 것 이외에도 엔진(100)의 동작 이력 등에 의거하여 배기가스 정화 장치(32)에서 일어나는 산화 반응을 산출하고, 그것에 의거하여 PM 퇴적량을 구할 수도 있다.

또한, 엔진(100)은 대기압 센서(57)(도 2)를 구비하고 있다. 흡기 온도 센서(52)는 대기압을 검출해서 ECU(50)에 출력한다.

ECU(50)는 엔진(100)의 각 부를 제어한다. 본 명세서에서는 특히 연료 분사 시기의 제어에 대하여 설명한다. ECU(50)는 연료 분사 시기를 제어하는 구성으로서 상태 판정부(58)와, 분사 시기 제어부(59)를 구비한다. 또한, 이것들이 행하는 처리는 후술한다.

이어서, 연료 분사 시기를 제어하는 처리에 대해서 도 3 및 도 4를 참조해서 설명한다. 도 3에 나타내는 블럭도는 ECU(50)가 행하는 처리를 기능화해서 나타낸 것이다.

ECU(50)는 엔진 회전수와 연료 분사량에 표준 분사 시기 맵(61)을 적용하여 표준 분사 시기를 산출한다(정상 처리). 표준 분사 시기는 엔진 상태가 정상 상태일 경우에 연료 분사 시기의 베이스가 되는 값이다.

ECU(50)는 대기압의 영향을 고려하기 위해서, 엔진 회전수와 연료 분사량에 대기압 보정량 맵(62)을 적용해서 보정량을 산출함과 아울러, 대기압에 대기압 보정계수 커브(63)를 적용해서 보정계수를 산출한다. 양자를 적산기(64)로 적산함으로써 대기압 보정량이 산출된다(대기압 보정 처리).

표준 분사 시기와, 대기압 보정량은 가산기(65)에 의해서 가산되어서 스위치(67)에 출력된다.

또한, ECU(50)는 엔진 회전수와 연료 분사량에 과도 분사 시기 맵(66)을 적용하여 과도 분사 시기를 산출한다(과도 처리). 과도 분사 시기는 엔진 상태가 과도 상태일 경우에 연료 분사 시기의 베이스가 되는 값이다. 과도 분사 시기는 스위치(67)에 출력된다.

상태 판정부(58)는 여러가지 판정 처리를 행하고, 그 판정 결과에 따라 스위치(67)을 스위칭한다. 이하, 도 4의 플로우챠트를 참조하여 상태 판정부(58)가 행하는 처리를 설명한다.

상태 판정부(58)는 처음에 엔진 상태가 과도 상태인가 아닌가를 판정한다(S101). 이 판정은, 예를 들면 액셀 개방도의 변화량, 연료 분사량의 변화량, 및 엔진 회전수의 변화량 중 적어도 어느 하나에 의거하여 행하여진다.

상태 판정부(58)는 이것들의 변화량이 작아 과도 상태가 아니라고 판정했을 경우(즉, 정상 상태라고 판정했을 경우), 표준측의 출력값(표준 분사 시기에 대기압 보정량을 가산한 값)이 스위치(67)로부터 출력되도록 상기 스위치(67)를 스위칭한다(S102).

상태 판정부(58)는 액셀 개방도 등의 변화량이 커서 과도 상태라고 판정했을 경우, 대기압 센서가 검출한 대기압이 소정의 범위 내에 있는지의 여부를 판정한다(S103). 이 처리는 대기압의 영향의 크기를 판정하고 있다.

상태 판정부(58)는 대기압이 소정의 범위 내에 있는 경우에는 대기압의 영향이 작다고 판단하고, 과도측의 출력값(과도 분사 시기)이 스위치(67)로부터 출력되도록 상기 스위치(67)를 스위칭한다(S104). 상태 판정부(58)는 대기압이 소정의 범위 내에 없는 경우에는 다른 보정 방법을 사용하는 등의 처리를 행한다(S105).

ECU(50)는 스위치(67)가 출력한 최종 분사 시기에 다른 보정을 행해서(예를 들면, 터보 래그가 발생하고 있는 경우에는 그 보정량을 적용해서) 인젝터(12) 등을 제어한다.

여기에서, 본 실시형태에서는 종래예와 달리, 정상 상태일 때에만 대기압에 의거한 보정이 행하여진다. 따라서, 과도 상태에 의거한 보정량과 대기압에 의거한 보정량이 2중으로 적용될 일이 없으므로, 과진각을 방지하여 통내 압력이 허용값을 초과하는 것을 방지할 수 있다.

이어서, 제 2 실시형태를 설명한다. 제 2 실시형태는 과도시에 있어서도 대기압에 의거한 보정을 행하는 점에서 제 1 실시형태와 다르다. 이하, 도 5를 참조해서 구체적으로 설명한다.

ECU(50)는 상기와 마찬가지로, 엔진 회전수와 연료 분사량에 표준 분사 시기 맵(71)을 적용하고, 표준 분사 시기를 산출한다(정상 처리). ECU(50)는 상기와 마찬가지로 엔진 회전수와 연료 분사량에 표준 대기압 보정량 맵(72)을 적용해서 보정량을 산출함과 아울러, 대기압에 표준 대기압 보정계수 커브(73)를 적용해서 보정계수를 산출한다. 양자를 적산기(74)로 적산함으로써 표준 대기압 보정량이 산출된다(대기압 보정 처리). 또한, 표준 대기압 보정량 맵(72) 및 표준 대기압 보정계수 커브(73)는 정상 상태용으로 작성되어 있다.

표준 분사 시기와, 표준 대기압 보정량은 가산기(75)에 의해 가산되어서 스위치(81)에 출력된다.

또한, ECU(50)는 상기와 마찬가지로 엔진 회전수와 연료 분사량에 과도 분사 시기 맵(76)을 적용하여 과도 분사 시기를 산출한다(과도 처리). ECU(50)는 엔진 회전수와 연료 분사량에 과도 대기압 보정량 맵(77)을 적용해서 보정량을 산출함과 아울러, 대기압에 과도 대기압 보정계수 커브(78)를 적용해서 보정계수를 산출한다. 양자를 적산기(79)로 적산함으로써 과도 대기압 보정량이 산출된다(대기압 보정 처리). 또한, 과도 대기압 보정량 맵(77) 및 과도 대기압 보정계수 커브(78)는 과도 상태용으로 작성되어 있다. 따라서, 같은 대기압이여도 표준 대기압 보정량과 과도 대기압 보정량은 값이 다르다.

과도 분사 시기와 과도 대기압 보정량은 가산기(80)에 의해 가산되어서 스위치(81)에 출력된다.

상태 판정부(58)는 엔진 상태가 정상 상태인가 과도 상태인가를 판정하고, 정상 상태의 경우에는 표준측의 출력값(표준 분사 시기에 표준 대기압 보정량을 가산한 값)이 스위치(81)로부터 출력되도록 상기 스위치(81)를 스위칭한다. 한편, 상태 판정부(58)는 엔진 상태가 과도 상태일 경우에는 과도측의 출력값(과도 분사 시기에 과도 대기압 보정량을 가산한 값)이 스위치(81)로부터 출력되도록 상기 스위치(81)를 스위칭한다.

또한, 제 2 실시형태에서는 과도 상태에 있어서도 대기압에 의거한 보정이 행해지고 있으므로, 대기압이 소정의 범위에 있는지의 여부의 판단은 행하지 않는다.

본 실시형태에서는 정상 상태와 과도 상태의 각각에 따른 대기압 보정량을 산출할 수 있다. 따라서, 실화 및 통내 압력의 허용값 초과의 양쪽을 회피하면서, NOx의 발생도 억제할 수 있다.

여기에서, 상기 실시형태에서는 분사 시기를 조정함으로써 착화의 안정성을 향상시켰다. 착화의 안정성을 향상시키는 처리로서는 여러가지 처리가 알려져 있다. 예를 들면, 커먼 레일을 저압력화함으로써 분무의 증발을 완만하게 해서 기화 잠열을 억제할 수 있으므로, 착화의 안정성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 엔진을 이하와 같이 구성해도 좋다. 즉, 이 엔진은 커먼 레일 장치와, 엔진 상태가 정상 상태인가 과도 상태인가를 판정하는 상태 판정부와, 대기압을 검출하는 대기압 센서와, 정상 상태에서의 커먼 레일압을 산출하는 정상 처리, 과도 상태에서의 커먼 레일압을 산출하는 과도 처리, 및 대기압에 의거하여 커먼 레일압을 보정하는 대기압 보정 처리를 행하는 커먼 레일압 제어부를 구비하고, 상기 커먼 레일압 제어부는 엔진 상태가 정상 상태의 경우와 과도 상태의 경우에서 상기 대기압 보정 처리의 유무, 또는 상기 대기압 보정 처리의 내용을 다르게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 커먼 레일압 제어부는, 정상 상태의 경우에는 상기 정상 처리에서 산출한 커먼 레일압을 대기압에 의거하여 산출한 제 1 보정량으로 보정하고, 과도 상태의 경우에는 상기 과도 처리에서 산출한 커먼 레일압을 대기압에 의거하여 산출한 제 2 보정량으로 보정하며, 상기 제 1 보정량과 상기 제 2 보정량이 다르다고 하는 특징을 가져도 좋다.

또한, 상기 커먼 레일압 제어부는 정상 상태의 경우에는 상기 정상 처리에서 산출한 커먼 레일압을, 대기압에 의거하여 산출한 보정량으로 보정하고, 과도 상태의 경우에는 대기압에 근거하는 보정량을 이용하지 않고, 상기 과도 처리에서 산출한 커먼 레일압을 사용한다고 하는 특징을 갖고 있어도 된다.

또한, 커먼 레일압 제어부는 엔진 상태가 과도 상태일 경우이며, 또한 상기 대기압 센서가 검출한 대기압이 소정의 범위일 경우에, 대기압에 의거한 보정량을 이용하지 않고 상기 과도 처리에서 산출한 커먼 레일압을 이용한다고 하는 특징을 갖고 있어도 된다.

또한, 연료 분사 시기 또는 커먼 레일압 대신에 프리분사량을 증가함으로써 통내 온도를 상승시켜서 착화의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 프리분사 간격을 짧게 한 경우에도 착화의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 파일롯 분사를 행함으로써 1분사당의 분사량을 저감할 수 있으므로 분무의 온도를 상승시킬 수 있고, 착화의 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 엔진을 이하와 같이 구성해도 좋다. 즉, 이 엔진은 연료 분사 장치와, 엔진 상태가 정상 상태인가 과도 상태인가를 판정하는 상태 판정부와, 대기압을 검출하는 대기압 센서와, 정상 상태에서의 「프리분사 및 파일롯 분사의 실시의 유무, 실시의 경우의 분사량·분사 시기 중 어느 하나」를 산출하는 정상 처리, 과도 상태에서의 「프리분사 및 파일롯 분사의 실시의 유무, 실시의 경우의 분사량·분사 시기 중 어느 하나」를 산출하는 과도 처리, 및 대기압에 의거하여 「프리분사 및 파일롯 분사의 실시의 유무, 실시의 경우의 분사량·분사 시기 중 어느 하나」를 보정하는 대기압 보정 처리를 행하는 연료 분사 제어부를 구비하고, 상기 연료 분사 제어부는 엔진 상태가 정상 상태의 경우와 과도 상태의 경우에서 상기 대기압 보정 처리의 유무, 또는 상기 대기압 보정 처리의 내용을 다르게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연료 분사 제어부는, 정상 상태일 경우에는 상기 정상 처리에서 산출한 「프리분사 및 파일롯 분사의 실시의 유무, 실시의 경우의 분사량·분사 시기 중 어느 하나」를 대기압에 의거하여 산출한 제 1 보정량으로 보정하고, 과도 상태일 경우에는 상기 과도 처리에서 산출한 「프리분사 및 파일롯 분사의 실시의 유무, 실시의 경우의 분사량·분사 시기 중 어느 하나」를 대기압에 의거하여 산출한 제 2 보정량으로 보정하고, 상기 제 1 보정량과 상기 제 2 보정량이 다르다고 하는 특징을 가져도 좋다.

또한, 상기 연료 분사 제어부는, 정상 상태의 경우에는 상기 정상 처리에서 산출한 「프리분사 및 파일롯 분사의 실시의 유무, 실시의 경우의 분사량·분사 시기 중 어느 하나」를 대기압에 의거하여 산출한 보정량으로 보정하고, 과도 상태의 경우에는 대기압에 의거한 보정량을 이용하지 않고, 상기 과도 처리에서 산출한 「프리분사 및 파일롯 분사의 실시의 유무, 실시의 경우의 분사량·분사 시기 중 어느 하나」를 이용한다고 하는 특징을 갖고 있어도 된다.

또한, 연료 분사 제어부는 엔진 상태가 과도 상태인 경우이며, 또한 상기 대기압 센서가 검출한 대기압이 소정의 범위일 경우에, 대기압에 의거한 보정량을 이용하지 않고 상기 과도 처리에서 산출한 「프리분사 및 파일롯 분사의 실시의 유무, 실시의 경우의 분사량·분사 시기 중 어느 하나」를 사용한다고 하는 특징을 갖고 있어도 된다.

상술한 처리는, 메리트, 디메리트, 사용 가능 조건(고도 등)이 각각 다르기 때문에, 우선되는 사항 및 조건 등에 의거해서 구별지어 사용함으로써 적절하게 착화의 안정성을 향상시킬 수 있다. 이 구별 사용은 ECU(50)측에서 자동적으로 행해도 좋고, 유저가 지시해도 좋다.

이상에서 설명한 바와 같이, 엔진(100)은 인젝터(12)와, 상태 판정부(58)와, 대기압 센서(57)와, 분사 시기 제어부(59)를 구비한다. 상태 판정부(58)는 엔진 상태가 정상 상태인가 과도 상태인가를 판정한다. 대기압 센서(57)는 대기압을 검출한다. 분사 시기 제어부(59)는 정상 상태에서의 연료 분사 시기를 산출하는 정상 처리, 과도 상태에서의 연료 분사 시기를 산출하는 과도 처리, 및 대기압에 의거하여 연료 분사 시기를 보정하는 대기압 보정 처리를 행한다. 분사 시기 제어부(59)는 엔진 상태가 정상 상태일 경우와 과도 상태일 경우에서 대기압 보정 처리의 유무를 다르게 하거나(제 1 실시형태), 또는 대기압 보정 처리의 내용을 다르게 한다(제 2 실시형태).

이것에 의해, 종래는 정상 상태와 과도 상태에서 같은 대기압 보정량이 산출되고 있었으므로, 정상 상태의 실화 및 과도 상태에서의 통내 압력의 허용값 초과 중 어느 하나를 피하는 것이 곤란했지만, 상기 구성을 채용함으로써 양쪽의 사태를 회피할 수 있다.

이상으로 본 발명의 적합한 실시형태를 설명했지만, 상기 구성은 예를 들면 이하와 같이 변경할 수 있다.

정상 상태인가 과도 상태인가 판정하는 방법은 임의이며, 상기에서 설명한 방법 이외의 방법을 이용하여 판정해도 좋다.

상기 실시형태에서는 보정량과 보정계수를 개별적으로 산출해서 대기압 보정량을 구했지만, 예를 들면 대기압에만 의거하여 대기압 보정량을 구해도 좋다.

또한, 엔진(100)의 구성 및 ECU(50)가 행하는 처리는 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적당하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 자연 흡기식의 엔진에도 본 발명을 적용할 수 있다.

12 : 인젝터(연료 분사 장치) 50 : ECU
57 : 대기압 센서 58 : 상태 판정부
59 : 분사 시기 제어부 61 : 표준 분사 시기 맵
62 : 대기압 보정량 맵 63 : 대기압 보정계수 커브
66 : 과도 분사 시기 맵

Claims

연료실에 연료를 분사 가능하고 적어도 메인 분사를 행하는 연료 분사 장치와,
엔진 상태가 정상 상태인가 과도 상태인가를 판정하는 상태 판정부와,
대기압을 검출하는 대기압 센서와,
정상 상태에서의 연료 분사 시기를 산출하는 정상 처리, 과도 상태에서의 연료 분사 시기를 산출하는 과도 처리, 및 대기압에 의거하여 연료 분사 시기를 보정하는 보정량을 산출하는 대기압 보정 처리를 행하는 분사 시기 제어부를 구비하고,
상기 분사 시기 제어부는,
상기 과도 처리에서 산출되는 메인 분사의 연료 분사 시기는, 엔진 상태 이외가 동일 조건인 경우에 상기 정상 처리에서 산출되는 메인 분사의 연료 분사 시기보다 진각측이고,
상기 대기압 보정 처리에서는, 대기압의 저하에 따라 연료 분사 시기를 진각측으로 보정하는 보정량을 산출하고,
엔진 상태가 정상 상태라고 상기 판정부가 판정한 경우는, 상기 정상 처리에서 산출한 메인 분사의 연료 분사 시기를 상기 대기압 보정 처리에서 산출한 보정량에 의해 보정하고,
엔진 상태가 과도 상태라고 상기 판정부가 판정한 경우에, 상기 대기압 보정 처리에 의한 보정량을 이용하지 않고, 상기 과도 처리에서 산출한 메인 분사의 연료 분사 시기를 이용하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진.
제 1 항에 있어서,
상기 연료 분사 장치는 메인 분사에 추가하여 프리 분사를 행하고,
상기 분사 시기 제어부는,
엔진 상태가 정상 상태라고 상기 판정부가 판정한 경우는, 상기 정상 처리에서 산출한 프리 분사의 연료 분사 시기를 상기 대기압 보정 처리에서 산출한 보정량에 의해 보정하고,
엔진 상태가 과도 상태라고 상기 판정부가 판정한 경우에, 상기 대기압 보정 처리에 의한 보정량을 이용하지 않고, 상기 과도 처리에서 산출한 프리 분사의 연료 분사 시기를 이용하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연료 분사 장치는 메인 분사에 추가하여 파일롯 분사를 행하고,
상기 분사 시기 제어부는,
엔진 상태가 정상 상태라고 상기 판정부가 판정한 경우는, 상기 정상 처리에서 산출한 파일롯 분사의 연료 분사 시기를 상기 대기압 보정 처리에서 산출한 보정량에 의해 보정하고,
엔진 상태가 과도 상태라고 상기 판정부가 판정한 경우에, 상기 대기압 보정 처리에 의한 보정량을 이용하지 않고, 상기 과도 처리에서 산출한 파일롯 분사의 연료 분사 시기를 이용하는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진.
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