CN101336340B - 发动机控制方法以及发动机控制*** - Google Patents

发动机控制方法以及发动机控制*** Download PDF

Info

Publication number
CN101336340B
CN101336340B CN2006800524481A CN200680052448A CN101336340B CN 101336340 B CN101336340 B CN 101336340B CN 2006800524481 A CN2006800524481 A CN 2006800524481A CN 200680052448 A CN200680052448 A CN 200680052448A CN 101336340 B CN101336340 B CN 101336340B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
combustion
oxygen concentration
motor
nox
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2006800524481A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101336340A (zh
Inventor
石川直也
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.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Publication of CN101336340A publication Critical patent/CN101336340A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101336340B publication Critical patent/CN101336340B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0057—Specific combustion modes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3064—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/12—Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0402—Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/144—Sensor in intake manifold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3076—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special conditions for selecting a mode of combustion, e.g. for starting, for diagnosing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/21—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system with EGR valves located at or near the connection to the intake system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明提供一种发动机控制方法以及发动机控制***，能够抑制NOx的排出且实现低噪音。该发动机控制方法为，使发动机(2)在通常时进行扩散燃烧、且在发动机低负载时从扩散燃烧切换到预混合燃烧，其中，在将上述发动机(2)从上述扩散燃烧切换到上述预混合燃烧时，求出上述发动机(2)的吸气中的氧浓度，并且在所求出的氧浓度超过预先设定的NOx产生氧浓度阈值时，中止从上述扩散燃烧向上述预混合燃烧的燃料喷射方式的切换，之后在所求出的氧浓度成为上述NOx产生氧浓度阈值以下时，切换到上述预混合燃烧。

Description

发动机控制方法以及发动机控制***
技术领域
本发明涉及一种发动机控制方法以及发动机控制***，根据运转区域而将发动机切换为扩散燃烧和预混合燃烧。
背景技术
近年，为了改善发动机的废气，提出了被称为预混合燃烧(以下称PCI燃烧)的新燃烧方式，该预混合燃烧使燃料喷射时间比通常的柴油机燃烧(以下称扩散燃烧)提前，而充分地促进燃料和空气的混合。在该PCI燃烧中，以较高的EGR率进行排气回流(以下称EGR)而成为低氧环境，由此抑制过早着火，从而实现低NOx且低SOOT(煤)的燃烧。
一般，可进行PCI燃烧的运转区域被限定在低负载的运转区域。因此，以往已知一种根据发动机的运转区域来切换扩散燃烧和PCI燃烧的燃烧控制方法。
例如，在专利文献1中提出了一种根据运转区域来切换PCI燃烧和扩散燃烧的柴油机。
在该专利文献1的柴油机中，在从扩散燃烧向PCI燃烧切换时，进行强制地变更空气量(氧量)的控制，以便成为最适于PCI燃烧的空气量。
专利文献1：日本特开2002-327638号公报
但是，在上述燃烧控制方法中存在的问题为，在将发动机的控制模式从扩散燃烧模式向PCI燃烧模式切换时，废气性能或燃烧音恶化。
例如，在车辆的减速时等发动机处于拖动(燃料喷射量为0)状态时，当开始PCI燃烧时(当在PCI燃烧模式下喷射燃料时)，进气歧管等中的吸气中的氧浓度为较高的状态，因此燃料过早着火，排出较多的NOx、或者燃烧音恶化。
并且，即使进行了强制地变更空气量的控制，由于控制的复杂度增加，所以实际上也发生响应延迟等，结果，可能保持未成为最适于PCI燃烧的空气量的状态，而喷射燃料，NOx等增多。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种发动机控制方法以及发动机控制***，解决上述课题，在从扩散燃烧向预混合燃烧的转换时，能够抑制NOx的排出，且实现低噪音。
为了实现上述目的，本发明的发动机控制方法为，使发动机在通常时进行扩散燃烧，且在发动机低负载时从扩散燃烧向预混合燃烧切换；在该发动机控制方法中，在使上述发动机从上述扩散燃烧向上述预混合燃烧切换时，求出上述发动机的吸气中的氧浓度，并且在所求出的氧浓度超过预先设定的NOx产生氧浓度阈值时，中止从上述扩散燃烧向上述预混合燃烧的燃料喷射方式的切换，之后，在所求出的氧浓度成为上述NOx产生氧浓度阈值以下时，切换为上述预混合燃烧，上述NOx产生氧浓度阈值为，在使发动机进行预混合燃烧时、NOx排出量成为20ppm时的氧浓度的1.2倍的值。
优选的是，根据上述发动机的转速以及燃料喷射量，分别设定上述NOx产生氧浓度阈值。
优选的是，在上述发动机从拖动(モ一タリング)状态向空转状态转换时，将该发动机切换为上述预混合燃烧。
优选的是，至少在上述预混合燃烧时进行将上述发动机的排气的一部分回流到吸气中的排气回流，并且将该预混合燃烧时的预混合目标排气回流率设定得比上述扩散燃烧时的扩散目标排气回流率高，在将上述发动机从上述扩散燃烧向上述预混合燃烧切换时，在向上述预混合燃烧切换之前，以上述预混合目标排气回流率进行排气回流，使上述发动机的吸气中的氧浓度降低。
为了实现上述目的，本发明的发动机控制***为，使发动机在通常时进行扩散燃烧，且在发动机低负载时从扩散燃烧向预混合燃烧切换，在该发动机控制***中，具有：负载测定机构，用于测定上述发动机的负载；燃烧控制机构，用于将上述发动机在上述扩散燃烧和上述预混合燃烧之间切换而进行燃烧控制；以及，氧浓度测定机构，用于测定上述发动机的吸气中所含有的氧浓度；在由上述负载测定机构测定的发动机负载为规定的切换负载以下，且由上述氧浓度检测机构检测的氧浓度为规定的NOx产生氧浓度阈值以下时，上述燃烧控制机构将上述发动机切换为预混合燃烧，上述NOx产生氧浓度阈值为，在使发动机进行预混合燃烧时、NOx排出量成为20ppm时的氧浓度的1.2倍的值。
发明的效果
根据本发明能够发挥的优良效果为，在从扩散燃烧向预混合燃烧转换时，能够抑制发动机的NOx的排出，且实现低噪音。
附图说明
图1表示本发明的一个实施方式的发动机控制***。
图2是本实施方式的发动机控制方法的流程图。
图3表示本实施方式的发动机控制方法的流程图。
图4是本实施方式的发动机控制方法的吸气O2浓度的计算流程图。
图5是本实施方式的发动机控制方法的O2浓度阈值的计算逻辑图。
图6是说明O2浓度和NOx排出量之间的关系的图。
图7是说明O2浓度和NOx排出量之间的关系的图。
图8是说明O2浓度和NOx排出量之间的关系的图。
图9是其他实施方式的发动机控制方法的O2浓度阈值的计算逻辑图。
图10是其他实施方式的发动机控制方法的O2浓度阈值的计算逻辑图。
符号说明
1发动机控制***
2发动机
11升压传感器
12吸气温度传感器
13MAF传感器
14排气温度传感器
15ECU(燃烧控制机构)
16发动机转速传感器
17油门开度传感器
18冷却水温传感器
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的一个优选实施方式。
本实施方式的发动机控制***适用于例如在卡车等车辆中搭载的车辆用柴油机(以下称为发动机)等。
根据图1对本实施方式的发动机控制***进行说明。
如图1所示，在发动机2中形成有多个气缸21，在各气缸21中设置有用于喷射燃料的喷射器22。在这些气缸21上经由进气歧管31连接有吸气通路3，并经由排气歧管41连接有排气通路4。
在发动机2中设置有将吸气增压并供给到各气缸21的增压器5。该增压器5具有：配置在排气通路4上、由排气旋转驱动的涡轮51；配置在吸气通路3上、用于压缩吸入空气的压缩机52；以及，将涡轮51与压缩机52连结的旋转轴53。
在吸气通路3的进气歧管31中设置有：用于对压缩机52的升压进行检测的升压传感器11；和用于检测吸气温度的吸气温度传感器12。在该进气歧管31上流侧的吸气通路3上，从发动机2侧(下流侧)开始按顺序设置有空气冷却器32、增压器5的压缩机52、以及用于检测吸入空气量(新气量)的MAF传感器13。
在排气通路4上从发动机2侧(上流侧)开始按顺序设置有用于检测排气温度的排气温度传感器14和增压器5的涡轮51。
并且，在发动机2中设置有用于将排气的一部分回流到吸气中的EGR装置6。该EGR装置6具有：用于连通排气通路4和吸气通路3的EGR通路61；配置在该EGR通路61上、用于调整EGR通路61的排气流量的EGR阀62；以及，用于对EGR通路61的排气进行冷却的EGR冷却器63。在排气通路3上设置有用于进一步提高EGR率的节流阀64。
以上的发动机2，可通过本实施方式的发动机控制***1，根据其运转状态来切换燃烧方式(例如扩散燃烧和PCI燃烧)。
具体地说，本实施方式的发动机控制***1为，基本上使发动机2在通常时进行扩散燃烧，且在发动机低负载时从扩散燃烧向PCI燃烧切换，该发动机控制***1具有：用于对上述发动机2的负载进行测定的负载测定机构；燃烧控制机构，用于将上述发动机2在上述扩散燃烧和上述PCI燃烧之间切换而进行燃烧控制；以及，氧浓度测定机构，用于对上述发动机2的吸气中所含有的氧浓度(以下称为吸气O2浓度)进行测定。
本实施方式的燃烧控制机构由用于控制发动机2的发动机控制单元(以下称为ECU)15构成，具体情况后述，但是，在由上述负载测定机构测定的发动机负载为规定的切换负载以下，且由上述氧浓度检测机构检测的吸气O2浓度为规定的NOx产生氧浓度阈值(以下称为O2浓度阈值)以下时，将上述发动机2切换为PCI燃烧。
本实施方式的氧浓度测定机构由ECU15、升压传感器11、吸气温度传感器12以及MAF传感器13构成。另外，氧浓度测定机构也可以是安装在进气歧管31上的O2浓度传感器。
升压传感器11、吸气温度传感器12和MAF传感器13与ECU15连接，ECU15根据从各传感器11～13输入的检测值，对吸入气缸21的吸气中含有的O2浓度(吸气O2浓度)进行计算、推测。
并且，根据上述发动机2的转速以及燃料喷射量分别设定O2浓度阈值。
例如，预先通过实验等求出如图5所示的表示发动机转速Ne和燃料喷射量Qfin、与O2浓度阈值之间的关系的O2浓度阈值映像。ECU15中设置有用于存储该O2浓度阈值映像的存储机构(未图示)。
返回到图1，本实施方式的负载测定机构由ECU15、发动机转速传感器16以及油门开度传感器17构成。
发动机转速传感器16、油门开度传感器17与ECU15连接，ECU15根据从这些传感器16、17输入的检测值，计算、推测发动机2的负载。
并且，冷却水温传感器18及排气温度传感器14与ECU15连接，并将它们的检测值输入ECU15。
根据以上的传感器类11～14、16～18的输入，ECU15以与扩散燃烧及PCI燃烧等应执行的燃烧方式相对应的控制模式(扩散燃烧模式、PCI燃烧模式)，对喷射器22等燃料***促动器进行控制。
具体地说，ECU15为了对喷射器22输出控制信号而与喷射器22连接，并根据发动机负载、燃烧方式(扩散燃烧、PCI燃烧)等来决定该喷射器22的燃料喷射量以及燃料喷射时间。
并且，ECU15与EGR装置6的EGR阀62等空气***促动器连接，并根据发动机2的负载、燃烧方式等来对这些空气***促动器进行开关控制。
本实施方式的ECU15至少在上述PCI燃烧时进行EGR装置6的EGR，并且将该PCI燃烧时的预混合目标EGR率设定得比上述扩散燃烧时的扩散目标EGR率高。在此，在扩散燃烧时不进行EGR的情况下，使该扩散目标EGR率为0％。
其次，根据图2～图8说明本实施方式的发动机控制方法。
首先，说明本实施方式的发动机控制方法的概略。
本实施方式的发动机控制方法为，基本上使发动机2在通常时进行扩散燃烧，在发动机低负载时从扩散燃烧向PCI燃烧切换，但在该切换时，监控吸气O2浓度，在该浓度不是某阈值(O2浓度阈值)以下的情况下，例如即使在可进行PCI燃烧的运转区域中，也不进行PCI燃烧模式下的燃料喷射，而进行以往的扩散燃烧模式下的燃料喷射。
即，在本实施方式中，在由ECU15将上述发动机2从上述扩散燃烧向上述PCI燃烧切换时，由氧浓度检测机构求出上述发动机2的吸气O2浓度，并且在该所求出的吸气O2浓度超过预先设定的O2浓度阈值时，通过ECU15中止从上述扩散燃烧向上述PCI燃烧的切换，之后，在所求出的吸气O2浓度成为上述O2浓度阈值以下时，将燃料喷射方式切换到上述PCI燃烧。
根据图2详细说明本实施方式的发动机控制方法。
图2从上层开始按顺序表示燃料喷射量Qfin、发动机转速Ne、吸气O2浓度O2in、燃烧模式PCIflag(PCIflag＝1时为PCI燃烧模式、PCIflag＝0时为扩散燃烧模式)、NOx排出量，横轴表示时间t。
在从车辆的减速状态(t0～t1)开始燃料喷射(t1～)而开始空转时，执行本实施方式的发动机控制方法。即，在上述发动机2从拖动状态向空转状态转换时，ECU15将该发动机2切换为预混合燃烧模式。
在时刻t0～t1，车辆为减速过程中，燃烧喷射量Qfin为0(参照图2的1层、Qfin＝0)。当如该减速时那样、拖动(即、燃烧喷射量为0而发动机2旋转的状态)较长地持续时，EGR气体中的O2浓度变高，进气歧管31内的吸气O2浓度O2in返回到大气水平(约21％)O2air(参照图2的3层)。
在以上的时刻t0～t1，吸气O2浓度O2in超过预先设定的O2浓度阈值O2t，因此ECU15暂时中止燃料喷射方式从扩散燃烧模式向PCI燃烧模式的切换。
在时刻t1，ECU15为了使发动机2成为空转状态而开始燃料喷射(Qfin＞0)。
并且，ECU15在时刻t1以预混合目标EGR率进行排气回流，而使发动机2的吸气O2浓度O2in降低(参照图2的3层)。具体地说，ECU15将EGR阀62控制到开放侧。这样，本实施方式的ECU15，在使发动机2从拖动状态向空转状态转换时，即使是在发动机2的扩散燃烧模式时(即、即使是在PCI燃烧模式切换前)，也以预混合目标EGR率进行EGR。
在时刻t1以后，吸气O2浓度O2in由于EGR而降低，在时刻t2，吸气O2浓度成为O2浓度阈值O2t以下。因此，ECU15在时刻t2将发动机2从扩散燃烧模式向PCI燃烧模式切换。具体地说，ECU15切换喷射器22的燃烧喷射时间或燃料喷射量等的控制。
这样，在本实施方式中，当进气歧管31内的吸气中的O2浓度O2in不变得比吸气O2浓度阈值O2t低时，不进入PCI燃烧模式。结果，由PCI燃烧的过早着火引起的NOx产生减少，燃烧噪音也降低。
在此，在图2的最下层的NOx排出量的图表中，用点划线表示在时刻t0以前将发动机2从扩散燃烧模式向PCI燃烧模式切换的例子。在该例子中，当在时刻t1开始PCI燃烧模式下的燃料喷射时，由于吸气O2浓度较高而发生过早着火，并产生过多的NOx。
与此相对，在本实施方式中，防止了过早着火，并抑制NOx的排出量(参照图2的最下层)。
其次，根据图3的流程图说明本实施方式的发动机控制方法的一例。
如图3所示，ECU15在步骤S1中判断由发动机转速传感器16检测的发动机转速和本身计算的燃料喷射量、是否处于可使发动机2以PCI燃烧进行运转的范围内。即，判断发动机负载是否是低负载。具体地说，判断由负载测定机构测定的发动机负载是否为规定的切换负载以下。
在步骤S1中，在判断为发动机转速和燃料喷射量处于可进行PCI燃烧的范围时，ECU15在步骤S2中判断冷却水温传感器18的冷却水温、吸气温度传感器12的吸气温、以及排气温度传感器14的排气温度是否处于设定范围内。
在步骤S2中，如果冷却水温、吸气温度以及排气温度在设定范围内，则ECU15在步骤S3中判断车辆是否是急加速状态。例如，ECU15根据发动机转速传感器16及油门开度传感器17的检测值判断是否是急加速状态。
在步骤S3中，在判断为不是急加速状态时，在步骤S4中，ECU15判断根据升压传感器11、吸气温度传感器12以及MAF传感器13的输入值计算的吸气O2浓度是否超过规定的O2浓度阈值。
具体地说，ECU15根据计算的燃料喷射量和发动机转速传感器16的发动机转速，从ECU15内存储的O2浓度阈值映像(参照图5)读取O2浓度阈值。ECU15将其读取的O2浓度阈值与计算、推测的吸气O2浓度进行比较。
在步骤S4中，在判断为吸气O2浓度为规定的O2浓度阈值以下时，ECU15以PCI燃烧模式喷射燃料。
另一方面，ECU15在步骤S1中判断为发动机转速和燃料喷射量不处于可进行PCI燃烧的范围内时，在步骤S2中判断为冷却水温、吸气温度以及排气温度不处于设定范围内时，在步骤S3中判断为车辆为急加速状态时，以及在步骤S4中判断为吸气O2浓度超过规定的吸气O2浓度阈值时，使发动机2以扩散燃烧模式喷射燃料。
这样，本实施方式的ECU15，在步骤S1～S3中根据发动机2的旋转、燃料喷射量、冷却水温、吸气温度、排气温度以及加速状态等，来对是PCI燃烧还是以往燃烧的燃烧模式进行判定，在此基础上，在步骤S4中根据吸气O2浓度进行判定。
其次，根据图4对吸气O2浓度的计算、推测进行详细说明。
如图4所示，首先，ECU15根据容积效率、由升压传感器11检测的升压、由吸气温度传感器12检测的进气歧管31内的吸气温度，计算吸入气缸21内的气体(新气和EGR气体的合计)的总摩尔数N。ECU15根据由MAF传感器13检测的吸气量(新气量)计算新气摩尔数Nair。ECU15根据由MAF传感器13检测的吸气量和燃料喷射量Qfin，计算废气(EGR气体)中的O2浓度(以下称为废气O2浓度)[O2]exh。
其次，ECU15考虑EGR***的路径延迟，对废气O2浓度[O2]exh进行修正。ECU15根据该所修正的废气O2浓度[O2]exh、总摩尔数N和新气摩尔数Nair，求出吸气O2浓度[O2]in。
如上所述，ECU15根据MAF传感器13的输出或燃料喷射量等，对进气歧管31内的吸气O2浓度进行推测并进行监控。
其次，根据图6至图8对O2浓度阈值(NOx产生氧浓度阈值)进行详细说明。图6至图8表示PCI燃烧的吸气O2浓度和NOx排出量之间的关系。在图6至图8中，发动机转速为1500rpm，燃料喷射量在图6中为10mm3/st、在图7为20mm3/st、在图8中为25mm3/st。
在图6至图8中，线L20表示NOx排出量成为20ppm的进气歧管31内O2浓度(以下称为20ppm浓度)。并且，在图7中，线P1表示从20ppm浓度增加+1％的O2浓度、线P2表示增加了+2％的O2浓度。
如图7所示，在PCI燃烧中，当使进气歧管31内的O2浓度增加+1％时NOx排出量上升到约30ppm，当使O2浓度增加+2％时NOx排出量上升到约50ppm。由此，在PCI燃烧中，如果O2浓度在20ppm的+2％以内，则能够实现与扩散燃烧的NOx排出量相比的低NOx化。
根据以上说明，本实施方式的O2浓度阈值被设定为，在使发动机2进行PCI燃烧时、NOx排出量成为20ppm时的O2浓度的大约1.2倍的值。
这样，在本实施方式中，一边监控吸气中的O2浓度一边控制燃烧模式，由此能够减少NOx排出，且能够实现低噪音的燃烧。
并且，以往，例如在将发动机的运转状态认定为PCI燃烧区域的情况下，在以能够进行PCI燃烧的方式、根据吸入空气量以及EGR量的映像等进行了强制地使吸入空气量变更的控制时，由于使吸入空气量变化，因此与其关联地被控制的燃料喷射量或EGR量等变化，运转状态可能从应进行预混合燃烧的状态偏离，但在本实施方式中，能够可靠地进行PCI燃烧。
另外，本发明不限于上述实施方式，还可考虑到各种变形例或应用例。
例如，在上述实施方式中，由升压传感器11、吸气温度传感器12、MAF传感器13和ECU15构成氧浓度检测机构，但不限于此，也可以在进气歧管31等的吸气通路3上安装作为氧浓度检测机构的O2传感器，而测定发动机2的吸气中所含有的氧浓度。此时，能够使ECU15的控制简单。
并且，在上述实施方式中，将O2浓度阈值直接存储在ECU15中，但不限于此。例如，也可以预先在ECU15内存储表示PCI燃烧时的目标吸气O2浓度与发动机转速及燃料喷射量之间的关系的目标吸气O2浓度映像，在将上述发动机2从上述扩散燃烧向上述预混合燃烧切换时，根据发动机转速传感器16以及由ECU15计算的燃料喷射量，从上述目标吸气O2浓度映像中读取目标吸气O2浓度，并根据该目标吸气O2浓度求出O2浓度阈值。
具体地说，可以考虑如图9所示，对目标吸气O2浓度加上规定的系数(在图例中为2％)而计算O2浓度阈值；或如图10所示，对目标吸气O2浓度乘以规定的系数(在图例中为1.2)而计算O2浓度阈值。
并且，在本实施方式中，在使发动机2从拖动状态向空转状态转换时，在PCI燃烧模式切换之前以预混合目标EGR率进行了EGR，但不限于此，也可以在PCI燃烧模式切换前以扩散目标EGR率进行EGR，在PCI燃烧模式切换后以预混合目标EGR率进行EGR。

Claims (5)

1.一种发动机控制方法，使发动机在通常时进行扩散燃烧、且在发动机低负载时从扩散燃烧向预混合燃烧切换，其特征在于，
在将上述发动机从上述扩散燃烧向上述预混合燃烧切换时，
求出上述发动机的吸气中的氧浓度，并且
在该所求出的氧浓度超过预先设定的NOx产生氧浓度阈值时，中止从上述扩散燃烧向上述预混合燃烧的燃料喷射方式的切换，之后，在所求出的氧浓度成为上述NOx产生氧浓度阈值以下时，切换为上述预混合燃烧，
上述NOx产生氧浓度阈值为，在使发动机进行预混合燃烧时、NOx排出量成为20ppm时的氧浓度的1.2倍的值。
2.如权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，
根据上述发动机的转速以及燃料喷射量设定上述NOx产生氧浓度阈值。
3.如权利要求1或2所述的发动机控制方法，其特征在于，
在上述发动机从拖动状态向空转状态转换时，将该发动机切换为上述预混合燃烧。
4.如权利要求3所述的发动机控制方法，其特征在于，
至少在上述预混合燃烧时进行将上述发动机的排气的一部分回流到吸气中的排气回流，并且将该预混合燃烧时的预混合目标排气回流率设定得比上述扩散燃烧时的扩散目标排气回流率高，
在将上述发动机从上述扩散燃烧向上述预混合燃烧切换时，
在向上述预混合燃烧的切换前，以上述预混合目标排气回流率进行排气回流，而使上述发动机的吸气中的氧浓度降低。
5.一种发动机控制***，使发动机在通常时进行扩散燃烧、且在发动机低负载时从扩散燃烧向预混合燃烧切换，其特征在于，具有：
负载测定机构，用于测定上述发动机的负载；
燃烧控制机构，将上述发动机在上述扩散燃烧和上述预混合燃烧之间切换而进行燃烧控制；以及
氧浓度测定机构，用于测定上述发动机的吸气中所含有的氧浓度；
在由上述负载测定机构测定的发动机负载为规定的切换负载以下、且由上述氧浓度检测机构检测的氧浓度为规定的NOx产生氧浓度阈值以下时，上述燃烧控制机构将上述发动机切换为预混合燃烧，
上述NOx产生氧浓度阈值为，在使发动机进行预混合燃烧时、NOx排出量成为20ppm时的氧浓度的1.2倍的值。
CN2006800524481A 2006-02-07 2006-12-08 发动机控制方法以及发动机控制*** Expired - Fee Related CN101336340B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP030007/2006 2006-02-07
JP2006030007A JP4730122B2 (ja) 2006-02-07 2006-02-07 エンジン制御方法およびエンジン制御システム
PCT/JP2006/324564 WO2007091370A1 (ja) 2006-02-07 2006-12-08 エンジン制御方法およびエンジン制御システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101336340A CN101336340A (zh) 2008-12-31
CN101336340B true CN101336340B (zh) 2011-08-17

Family

ID=38344977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800524481A Expired - Fee Related CN101336340B (zh) 2006-02-07 2006-12-08 发动机控制方法以及发动机控制***

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7729843B2 (zh)
EP (1) EP1983179B1 (zh)
JP (1) JP4730122B2 (zh)
CN (1) CN101336340B (zh)
WO (1) WO2007091370A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3931900B2 (ja) * 2004-10-06 2007-06-20 いすゞ自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置
DE102008039774B4 (de) 2007-08-30 2018-10-11 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Steuerung zum Wechseln eines Dieselverbrennungsmodus beruhend auf Kohlendioxid(C02)-Konzentration am Einlass
DE102008052387A1 (de) * 2007-11-01 2009-06-04 Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp., Kawasaki Verbrennungssteuersystem eines Dieselmotors
US8327621B2 (en) * 2009-04-22 2012-12-11 GM Global Technology Operations LLC Oxidation catalyst outlet temperature correction systems and methods
JP5392293B2 (ja) * 2010-06-29 2014-01-22 マツダ株式会社 自動車搭載用ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジンの制御方法
US8706386B2 (en) * 2011-06-30 2014-04-22 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling fuel injection for a dual fuel engine
JP6259246B2 (ja) * 2013-10-09 2018-01-10 三菱重工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP6302715B2 (ja) * 2014-03-26 2018-03-28 日本特殊陶業株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置およびその方法
JP6467149B2 (ja) 2014-03-26 2019-02-06 日本特殊陶業株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置の設計方法
JP6320209B2 (ja) 2014-07-15 2018-05-09 日本特殊陶業株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置およびその制御方法
JP6405846B2 (ja) * 2014-09-30 2018-10-17 三菱自動車工業株式会社 エンジン制御装置
JP6413563B2 (ja) * 2014-09-30 2018-10-31 三菱自動車工業株式会社 エンジン制御装置
JP6413562B2 (ja) * 2014-09-30 2018-10-31 三菱自動車工業株式会社 エンジン制御装置
CN104895686B (zh) * 2015-05-07 2018-04-03 潍柴动力股份有限公司 确定发动机废气的氧气浓度的方法以及***
JP6500921B2 (ja) * 2017-01-19 2019-04-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN107620646A (zh) * 2017-08-10 2018-01-23 北汽福田汽车股份有限公司 两用燃料车辆以及用于两用燃料车辆的控制方法、装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1455844A (zh) * 2001-04-27 2003-11-12 日产自动车株式会社 柴油发动机的燃烧控制
CN1498305A (zh) * 2001-08-24 2004-05-19 日产自动车株式会社 内燃机的排气净化***和方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3680612B2 (ja) * 1999-02-09 2005-08-10 マツダ株式会社 筒内噴射式エンジンの制御装置
EP1310649B1 (en) * 2000-08-17 2016-11-23 Hitachi, Ltd. Compression ignition internal combustion engine
JP4706134B2 (ja) * 2001-06-15 2011-06-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP3846348B2 (ja) * 2002-03-28 2006-11-15 マツダ株式会社 ディーゼルエンジンの燃焼制御装置
JP4360192B2 (ja) * 2003-12-09 2009-11-11 トヨタ自動車株式会社 予混合圧縮着火内燃機関
JP2006316708A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Hitachi Ltd エンジンの制御装置
JP4821249B2 (ja) * 2005-10-07 2011-11-24 トヨタ自動車株式会社 圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1455844A (zh) * 2001-04-27 2003-11-12 日产自动车株式会社 柴油发动机的燃烧控制
CN1498305A (zh) * 2001-08-24 2004-05-19 日产自动车株式会社 内燃机的排气净化***和方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2002-371893A 2002.12.26
JP特开2003-286876A 2003.10.10

Also Published As

Publication number Publication date
US7729843B2 (en) 2010-06-01
CN101336340A (zh) 2008-12-31
EP1983179A1 (en) 2008-10-22
JP2007211612A (ja) 2007-08-23
JP4730122B2 (ja) 2011-07-20
WO2007091370A1 (ja) 2007-08-16
US20090024305A1 (en) 2009-01-22
EP1983179A4 (en) 2017-05-03
EP1983179B1 (en) 2018-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101336340B (zh) 发动机控制方法以及发动机控制***
US7600373B2 (en) Regeneration controller for exhaust purification apparatus of internal combustion engine
JP6102962B2 (ja) エンジンの制御装置
CN103534450B (zh) 用于使排气后处理***保持在其工作温度范围内的方法和内燃机***
US20060218899A1 (en) Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
US9422851B2 (en) Exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine
CN101198781A (zh) 内燃发动机的起动***和方法
CN101688498A (zh) 空燃比传感器的异常诊断装置
JP5176911B2 (ja) セタン価判定装置
JP6123815B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6010905B2 (ja) 内燃機関の制御方法及び制御装置
JP6098595B2 (ja) エンジンの排気還流制御装置
JP4419860B2 (ja) 圧縮着火内燃機関の燃焼制御システム
CN100516486C (zh) 用于内燃机的控制设备
JP2010071125A (ja) 直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2018013118A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2012087641A (ja) 燃料噴射装置
US11629625B1 (en) Systems and methods of engine exhaust air injection before and after catalytic converters
JP2009203924A (ja) 内燃機関の制御装置
CN112282899B (zh) 用于内燃发动机中的氧化催化剂再生的再生控制***
JP3890845B2 (ja) エンジンの燃料噴射制御装置
WO2022264565A1 (ja) 触媒昇温システムの制御装置
JP6049497B2 (ja) ディーゼルエンジンの制御装置及び制御方法
JP5815296B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2010031750A (ja) 内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110817

Termination date: 20171208