JP2016061165A - Control device of diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼル機関での燃料の燃焼制御を実行する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that executes fuel combustion control in a diesel engine.
市場で扱われているディーゼル機関用の燃料は、その性状のばらつきが非常に大きい。このため、燃料の性状に応じて燃焼状態が大きく変化し、排気エミッションの悪化や失火等が起こるおそれがある。 The fuel for diesel engines on the market varies greatly in properties. For this reason, the combustion state changes greatly depending on the properties of the fuel, which may cause deterioration of exhaust emission, misfire, and the like.
そこで、パイロット噴射により噴射された燃料の燃焼状態に基づいて、燃料のセタン価を検出するものがある(特許文献1参照)。 Therefore, there is one that detects the cetane number of fuel based on the combustion state of fuel injected by pilot injection (see Patent Document 1).
しかしながら、燃料のセタン価を検出したとしても、セタン価に応じた燃焼制御を実行するだけでは、排気エミッションの悪化を抑制することができない場合がある。例えば、燃料に含まれる芳香族成分や側鎖成分が相対的に多い場合には、燃料が燃焼しにくくなり、排出されるすす(soot)の量が増加することに、本願発明者は着目した。 However, even if the cetane number of the fuel is detected, there is a case where deterioration of exhaust emission cannot be suppressed only by executing the combustion control according to the cetane number. For example, when the aromatic component and the side chain component contained in the fuel are relatively large, the inventor of the present application paid attention to the fact that the fuel becomes difficult to burn and the amount of soot discharged increases. .
本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、燃料の性状に応じた燃焼制御を実行することにより、排気エミッションの悪化を抑制することのできるディーゼル機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve these problems, and a main object of the present invention is to control a diesel engine that can suppress deterioration of exhaust emission by executing combustion control according to the properties of the fuel. To provide an apparatus.
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
本発明は、ディーゼル機関での燃料の燃焼制御を実行する制御装置であって、前記燃料の動粘度を検出する動粘度検出手段と、前記動粘度検出手段により検出された前記動粘度が、第1判定値よりも低い場合及び前記第1判定値よりも高く設定された第2判定値よりも高い場合に、前記燃焼制御を所定性状の燃料を想定して設定された所定制御から、前記燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量を抑制するすす抑制制御に切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention is a control device that performs combustion control of fuel in a diesel engine, wherein kinematic viscosity detecting means for detecting the kinematic viscosity of the fuel, and the kinematic viscosity detected by the kinematic viscosity detecting means is When the fuel control is lower than the first determination value and higher than the second determination value set higher than the first determination value, the combustion control is changed from the predetermined control set assuming a fuel having a predetermined property to the fuel. Switching means for switching to soot suppression control that suppresses the amount of soot discharged with the combustion of.
燃料に含まれる分子の直鎖が短くなって炭素数が少なくなると、側鎖成分が相対的に多くなって水素数が相対的に少なくなり、燃料が燃焼しにくくなる。燃料に含まれる分子の炭素数が少ないほど、燃料の動粘度は低くなる傾向がある。また、燃料に含まれる多環の芳香族成分が多くなると、燃料が燃焼しにくくなる。燃料に含まれる多環の芳香族成分が多いほど、燃料の動粘度は高くなる傾向がある。 When the straight chain of the molecule contained in the fuel is shortened and the number of carbon atoms is reduced, the side chain component is relatively increased and the number of hydrogen is relatively decreased, so that the fuel is difficult to burn. The smaller the number of molecular carbons contained in the fuel, the lower the kinematic viscosity of the fuel. Further, when the polycyclic aromatic component contained in the fuel increases, the fuel becomes difficult to burn. As the polycyclic aromatic component contained in the fuel increases, the kinematic viscosity of the fuel tends to increase.
この点、上記構成によれば、動粘度検出手段により燃料の動粘度が検出される。そして、検出された動粘度が、第1判定値よりも低い場合及び第1判定値よりも高く設定された第2判定値よりも高い場合に、燃料の燃焼制御が、所定性状の燃料を想定して設定された所定制御から、燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量を抑制するすす抑制制御に切り替えられる。このため、燃料が燃焼しにくくなる場合に、燃料の燃焼制御を所定制御からすす抑制制御に切り替えることができ、排気エミッションの悪化を抑制することができる。 In this regard, according to the above configuration, the kinematic viscosity of the fuel is detected by the kinematic viscosity detecting means. When the detected kinematic viscosity is lower than the first determination value and higher than the second determination value set higher than the first determination value, the fuel combustion control assumes a fuel having a predetermined property. The predetermined control thus set is switched to the soot suppression control that suppresses the amount of soot discharged with the combustion of fuel. For this reason, when it becomes difficult to combust the fuel, the combustion control of the fuel can be switched from the predetermined control to the suppression control sooting, and the deterioration of the exhaust emission can be suppressed.
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、車両用のディーゼル機関に適用され、燃料噴射弁により噴射された燃料の燃焼を制御する制御装置として具体化している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to the drawings. This embodiment is applied to a diesel engine for a vehicle, and is embodied as a control device that controls combustion of fuel injected by a fuel injection valve.
はじめに、図1を参照して、ディーゼル機関10の概要について説明する。ディーゼル機関10は、例えば直列4気筒ディーゼル機関であり、同図では1つの気筒(シリンダ)のみを示している。同図に示すように、ディーゼル機関10は、シリンダブロック11、ピストン12、シリンダヘッド13、吸気通路14、排気通路15、吸気弁16、インジェクタ17、排気弁18、VVT21、EGR装置26等を備えている。 First, the outline of the diesel engine 10 will be described with reference to FIG. The diesel engine 10 is, for example, an in-line four-cylinder diesel engine, and only one cylinder (cylinder) is shown in FIG. As shown in the figure, the diesel engine 10 includes a cylinder block 11, a piston 12, a cylinder head 13, an intake passage 14, an exhaust passage 15, an intake valve 16, an injector 17, an exhaust valve 18, a VVT 21, an EGR device 26, and the like. ing.
シリンダブロック11には、4つのシリンダ11aが形成されている。各シリンダ11aには、それぞれピストン12が往復動可能に収容されている。シリンダブロック11には、シリンダヘッド13が組み付けられている。シリンダ11a、ピストン12、及びシリンダヘッド13によって、燃焼室が形成されている。 The cylinder block 11 is formed with four cylinders 11a. Each cylinder 11a accommodates a piston 12 in a reciprocable manner. A cylinder head 13 is assembled to the cylinder block 11. A combustion chamber is formed by the cylinder 11 a, the piston 12, and the cylinder head 13.
シリンダブロック11には、吸気通路14が接続されている。吸気通路14は、吸気マニホールド及びシリンダヘッド13内のヘッド内通路14aを介して、各シリンダ11aに接続されている。ディーゼル機関10のクランクシャフト(図示略)の回転により、カムシャフト19A,19Bが回転させられる。カムシャフト19Aの回転に基づいて各吸気弁16が駆動され、各吸気弁16により各ヘッド内通路14aが開閉される。VVT21(可変バルブタイミング装置)は、クランクシャフトとカムシャフト19Aとの回転位相を調整することで、吸気弁16の開閉タイミングを可変とする。 An intake passage 14 is connected to the cylinder block 11. The intake passage 14 is connected to each cylinder 11 a via an intake manifold and an in-head passage 14 a in the cylinder head 13. The camshafts 19A and 19B are rotated by the rotation of the crankshaft (not shown) of the diesel engine 10. Each intake valve 16 is driven based on the rotation of the camshaft 19A, and each in-head passage 14a is opened and closed by each intake valve 16. The VVT 21 (variable valve timing device) makes the opening / closing timing of the intake valve 16 variable by adjusting the rotational phase of the crankshaft and the camshaft 19A.
シリンダブロック11には、排気通路15が接続されている。排気通路15は、排気マニホールド及びシリンダヘッド13内のヘッド内通路15aを介して、各シリンダ11aに接続されている。カムシャフト19Bの回転に基づいて各排気弁18が駆動され、各排気弁18により各ヘッド内通路15aが開閉される。 An exhaust passage 15 is connected to the cylinder block 11. The exhaust passage 15 is connected to each cylinder 11 a via an exhaust manifold and an in-head passage 15 a in the cylinder head 13. Each exhaust valve 18 is driven based on the rotation of the camshaft 19B, and each head passage 15a is opened and closed by each exhaust valve 18.
燃料ポンプ(図示略)により、コモンレール20へ燃料が圧送される。コモンレール20(蓄圧容器)は燃料を蓄圧状態で保持する。インジェクタ17(燃料噴射弁)は、コモンレール20内に蓄圧状態で保持された燃料を、シリンダ11a内に噴射する。 Fuel is pumped to the common rail 20 by a fuel pump (not shown). The common rail 20 (accumulation container) holds fuel in an accumulator state. The injector 17 (fuel injection valve) injects the fuel held in the common rail 20 in a pressure accumulation state into the cylinder 11a.
EGR装置26(排気再循環装置)は、EGR通路27及びEGRバルブ28を備えている。EGR通路27は、排気通路15と吸気通路14とを接続している。EGR通路27には、EGR通路27を開閉するEGRバルブ28が設けられている。EGR装置26は、EGRバルブ28の開度に応じて、排気通路15内の排気の一部を吸気通路14内の吸気に導入する。 The EGR device 26 (exhaust gas recirculation device) includes an EGR passage 27 and an EGR valve 28. The EGR passage 27 connects the exhaust passage 15 and the intake passage 14. The EGR passage 27 is provided with an EGR valve 28 that opens and closes the EGR passage 27. The EGR device 26 introduces part of the exhaust gas in the exhaust passage 15 into the intake air in the intake passage 14 according to the opening degree of the EGR valve 28.
ディーゼル機関10の吸気行程において吸気通路14を通じてシリンダ11a内に空気が吸入され、圧縮行程においてピストン12により空気が圧縮される。圧縮上死点付近でインジェクタ17によりシリンダ11a内に燃料が噴射され、燃焼行程において噴射された燃料が自着火して燃焼される。排気行程においてシリンダ11a内の排気が、排気通路15を通じて排出される。排気通路15内の排気の一部は、EGR装置26により吸気通路14内の吸気に導入される。 In the intake stroke of the diesel engine 10, air is sucked into the cylinder 11a through the intake passage 14, and the air is compressed by the piston 12 in the compression stroke. In the vicinity of the compression top dead center, fuel is injected into the cylinder 11a by the injector 17, and the fuel injected in the combustion stroke is self-ignited and burned. In the exhaust stroke, the exhaust in the cylinder 11 a is exhausted through the exhaust passage 15. Part of the exhaust gas in the exhaust passage 15 is introduced into the intake air in the intake passage 14 by the EGR device 26.
ディーゼル機関10には、筒内圧センサ31及び燃料密度センサ32が設けられている。筒内圧センサ31は、シリンダ11a内の圧力を検出する。燃料密度センサ32は、インジェクタ17へ供給される燃料の密度を検出する。燃料密度センサ32は、例えば固有振動周期測定法に基づいて燃料の密度を検出する。ディーゼル機関10の燃料タンク(図示略)には、動粘度センサ33及び燃料量センサ34が設けられている。動粘度センサ33(動粘度検出手段)は、例えば細管粘度計や、細線加熱法に基づく動粘度計であり、燃料タンク内の燃料の動粘度を検出する。燃料量センサ34は、燃料タンク内の燃料の量を検出する。なお、燃料密度センサ32及び動粘度センサ33は、ヒータを備えており、ヒータにより所定温度に燃料を加熱した状態で燃料の密度及び動粘度をそれぞれ検出する。 The diesel engine 10 is provided with an in-cylinder pressure sensor 31 and a fuel density sensor 32. The in-cylinder pressure sensor 31 detects the pressure in the cylinder 11a. The fuel density sensor 32 detects the density of the fuel supplied to the injector 17. The fuel density sensor 32 detects the density of the fuel based on, for example, a natural vibration period measurement method. A fuel tank (not shown) of the diesel engine 10 is provided with a kinematic viscosity sensor 33 and a fuel amount sensor 34. The kinematic viscosity sensor 33 (kinematic viscosity detecting means) is, for example, a capillary viscometer or a kinematic viscometer based on a thin wire heating method, and detects the kinematic viscosity of the fuel in the fuel tank. The fuel amount sensor 34 detects the amount of fuel in the fuel tank. The fuel density sensor 32 and the kinematic viscosity sensor 33 include a heater, and detect the density and kinematic viscosity of the fuel, respectively, in a state where the fuel is heated to a predetermined temperature by the heater.
ECU(Electric Control Unit)40は、CPU、ROM、RAM、記憶装置、入出力インターフェース等を備える周知のマイクロコンピュータである。ECU40は、クランク角センサ、冷却水温センサ、アクセル開度センサ、筒内圧センサ31、燃料密度センサ32、動粘度センサ33、燃料量センサ34等の各種センサの検出値に基づいて、インジェクタ17、VVT21、EGR装置26等を制御する。詳しくは、予め標準的な性状の燃料を想定して燃料の燃焼状態が最適となるように、ディーゼル機関10の運転状態に応じてインジェクタ17、VVT21、及びEGR装置26の制御状態が適合されている。ECU40は、各種センサの検出値に基づいて、適合された制御状態(所定制御)となるように各装置を制御する。ECU40は、インジェクタ17により、パイロット噴射及びメイン噴射を実行させる。なお、インジェクタ17、EGR装置26、及びECU40により、ディーゼル機関10での燃料の燃焼制御を実行する制御装置が構成されている。 The ECU (Electric Control Unit) 40 is a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, a storage device, an input / output interface, and the like. The ECU 40 is based on detection values of various sensors such as a crank angle sensor, a coolant temperature sensor, an accelerator opening sensor, an in-cylinder pressure sensor 31, a fuel density sensor 32, a kinematic viscosity sensor 33, and a fuel amount sensor 34, and the injector 17, VVT 21. The EGR device 26 and the like are controlled. Specifically, the control states of the injector 17, the VVT 21, and the EGR device 26 are adapted in accordance with the operation state of the diesel engine 10 so that the fuel combustion state is optimized assuming a standard property fuel in advance. Yes. The ECU 40 controls each device so as to achieve an adapted control state (predetermined control) based on detection values of various sensors. The ECU 40 causes the injector 17 to execute pilot injection and main injection. The injector 17, the EGR device 26, and the ECU 40 constitute a control device that performs fuel combustion control in the diesel engine 10.
図2は、燃料密度、セタン価、及び動粘度に対する燃料の分布を示す分布図である。燃料に含まれる分子の直鎖が短くなって炭素数が少なくなると、側鎖成分が相対的に多くなって水素数が相対的に少なくなり、燃料が燃焼しにくくなる。燃料に含まれる分子の炭素数が少ないほど、燃料の動粘度は低くなる傾向がある。また、燃料に含まれる多環の芳香族成分が多くなると、燃料が燃焼しにくくなる。燃料に含まれる多環の芳香族成分が多いほど、燃料の動粘度は高くなる傾向がある。このため、燃料の動粘度が第1判定値よりも低い領域(低動粘度領域)、及び燃料の動粘度が第2判定値よりも高い領域(高動粘度領域)において、燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量が増加することに本願発明者は着目した。 FIG. 2 is a distribution diagram showing the distribution of fuel with respect to fuel density, cetane number, and kinematic viscosity. When the straight chain of the molecule contained in the fuel is shortened and the number of carbon atoms is reduced, the side chain component is relatively increased and the number of hydrogen is relatively decreased, so that the fuel is difficult to burn. The smaller the number of molecular carbons contained in the fuel, the lower the kinematic viscosity of the fuel. Further, when the polycyclic aromatic component contained in the fuel increases, the fuel becomes difficult to burn. As the polycyclic aromatic component contained in the fuel increases, the kinematic viscosity of the fuel tends to increase. Therefore, in the region where the kinematic viscosity of the fuel is lower than the first determination value (low kinematic viscosity region) and the region where the fuel kinematic viscosity is higher than the second determination value (high kinematic viscosity region), The inventor of the present application has focused on increasing the amount of soot discharged.
ここで、同図に示すように、燃料の密度に対して、密度が小さいほど動粘度は低くなり、密度が大きいほど動粘度は高くなる傾向がある。また、燃料のセタン価に対して、セタン価が低いほど動粘度は低くなり、セタン価が高いほど動粘度は高くなる傾向がある。このため、燃料の密度及びセタン価を軸とするマップにおいて、矢印で示すように、同図の左下ほど動粘度が低くなり、同図の右上ほど動粘度が高くなる。図2のマップは、市場で扱われている燃料について、燃料密度、セタン価、及び動粘度の関係を予め実験等により求めたものである。 Here, as shown in the figure, with respect to the density of the fuel, the kinematic viscosity tends to decrease as the density decreases, and the kinematic viscosity tends to increase as the density increases. Further, with respect to the cetane number of the fuel, the lower the cetane number, the lower the kinematic viscosity, and the higher the cetane number, the higher the kinematic viscosity. For this reason, in the map centering on the density and cetane number of the fuel, as indicated by an arrow, the kinematic viscosity decreases toward the lower left in the figure and increases toward the upper right in the figure. The map of FIG. 2 is obtained by previously obtaining the relationship between the fuel density, the cetane number, and the kinematic viscosity for the fuel handled in the market.
本実施形態では、動粘度センサ33により検出された動粘度が、第1判定値よりも低い場合及び第1判定値よりも高く設定された第2判定値よりも高い場合に、燃焼制御を通常適合による燃焼制御(所定制御)から、燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量を抑制するすす抑制制御に切り替える。図3は、燃焼制御の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ECU40により、所定の周期(例えばインジェクタ17による1噴射毎)で繰り返し実行される。 In the present embodiment, the combustion control is normally performed when the kinematic viscosity detected by the kinematic viscosity sensor 33 is lower than the first determination value and higher than the second determination value set higher than the first determination value. It switches from the combustion control (predetermined control) by adaptation to the soot suppression control which suppresses the amount of soot discharged | emitted with fuel combustion. FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure for combustion control. This series of processing is repeatedly executed by the ECU 40 at a predetermined cycle (for example, every injection by the injector 17).
まず、燃料の性状を検出する条件が成立しているか否か判定する(S11)。具体的には、燃料量センサ34により検出された燃料量に基づいて給油が行われたか否か判定し、給油が行われたと判定した場合に燃料の性状を検出する条件が成立していると判定する。なお、S11では、燃料量センサ34により検出された燃料量が増加した場合に、給油が行われたと1回だけ判定する。 First, it is determined whether a condition for detecting the property of the fuel is satisfied (S11). Specifically, it is determined whether or not refueling has been performed based on the fuel amount detected by the fuel amount sensor 34, and when it is determined that refueling has been performed, a condition for detecting the properties of the fuel is satisfied. judge. In S11, when the fuel amount detected by the fuel amount sensor 34 has increased, it is determined only once that fueling has been performed.
S11の判定において、燃料の性状を検出する条件が成立していないと判定した場合(S11:NO)、この一連の処理を一旦終了する(END)。一方、S11の判定において、燃料の性状を検出する条件が成立していると判定した場合(S11:YES)、動粘度センサ33により、燃料タンク内の燃料の動粘度を検出させる(S12)。 If it is determined in S11 that the condition for detecting the property of the fuel is not satisfied (S11: NO), this series of processes is temporarily ended (END). On the other hand, if it is determined in S11 that the condition for detecting the properties of the fuel is satisfied (S11: YES), the kinematic viscosity of the fuel in the fuel tank is detected by the kinematic viscosity sensor 33 (S12).
続いて、検出された動粘度が第1判定値よりも小さいか否か判定する(S13)。第1判定値は、標準的な性状の燃料(所定性状の燃料)の動粘度よりも低い動粘度であって、燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量が所定量よりも多くなる動粘度に設定されている。 Subsequently, it is determined whether or not the detected kinematic viscosity is smaller than the first determination value (S13). The first determination value is a kinematic viscosity lower than the kinematic viscosity of a standard property fuel (a fuel of a predetermined property), and the kinematic viscosity at which the amount of soot discharged with the combustion of the fuel is larger than the predetermined amount. Is set to
S13の判定において、検出された動粘度が第1判定値よりも小さいと判定した場合(S13:YES)、通常適合による燃焼制御から燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量を抑制するすす抑制制御に切り替える(S14)。すす抑制制御としては、燃料が燃焼される際に用いられる酸素を増加させる制御を採用する。具体的には、通常適合による燃焼制御と比較して、EGR装置26によりEGRバルブ28の開度を減少させる、燃料ポンプによりコモンレール20内の燃料圧力(インジェクタ17による燃料の噴射圧)を上昇させる、VVT21により吸気圧を上昇させる、の少なくとも1つを実行する。また、すす抑制制御として、インジェクタ17による燃料のメイン噴射の後に燃料を噴射させるアフター噴射を行ってもよい。 In the determination of S13, when it is determined that the detected kinematic viscosity is smaller than the first determination value (S13: YES), the soot suppression that suppresses the amount of soot discharged with the combustion of fuel from the combustion control by the normal adaptation Switch to control (S14). As the soot suppression control, control for increasing oxygen used when the fuel is burned is employed. Specifically, the fuel pressure in the common rail 20 (the fuel injection pressure by the injector 17) is increased by the fuel pump, in which the opening degree of the EGR valve 28 is decreased by the EGR device 26 as compared with the combustion control by the normal adaptation. , At least one of increasing the intake pressure by the VVT 21 is executed. Further, as the soot suppression control, after-injection in which fuel is injected after the main injection of fuel by the injector 17 may be performed.
続いて、燃料の失火を抑制する失火抑制制御を実行する(S15)。失火抑制制御としては、通常適合による燃焼制御と比較して、インジェクタ17による燃料のパイロット噴射での噴射量を増加させる、ディーゼル機関10の圧縮行程においてパイロット噴射の時期を遅角させる、の少なくとも1つを実行する。その後、この一連の処理を一旦終了する(END)。なお、S14のすす抑制制御及びS15の失火抑制制御は、燃焼制御が次に切り替えられるまで継続する。 Subsequently, misfire suppression control for suppressing fuel misfire is executed (S15). As the misfire suppression control, at least one of increasing the injection amount in the pilot injection of the fuel by the injector 17 and retarding the timing of the pilot injection in the compression stroke of the diesel engine 10 as compared with the combustion control by the normal adaptation. Run one. Thereafter, this series of processing is temporarily terminated (END). In addition, the soot suppression control of S14 and the misfire suppression control of S15 are continued until the combustion control is next switched.
一方、S13の判定において、検出された動粘度が第1判定値よりも小さくないと判定した場合(S13:NO)、検出された動粘度が第2判定値よりも大きいか否か判定する(S16)。第2判定値は、標準的な性状の燃料の動粘度よりも高い動粘度であって、燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量が所定量よりも多くなる動粘度に設定されている。 On the other hand, when it is determined in S13 that the detected kinematic viscosity is not smaller than the first determination value (S13: NO), it is determined whether or not the detected kinematic viscosity is larger than the second determination value ( S16). The second determination value is set to a kinematic viscosity that is higher than the kinematic viscosity of the fuel having a standard property, and the amount of soot discharged with the combustion of the fuel is larger than a predetermined amount.
S16の判定において、検出された動粘度が第2判定値よりも大きいと判定した場合(S16:YES)、通常適合による燃焼制御から燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量を抑制するすす抑制制御に切り替える(S17)。このS17の処理は、上記S14の処理と同一である。その後、この一連の処理を一旦終了する(END)。なお、S17のすす抑制制御は、燃焼制御が次に切り替えられるまで継続する。 In the determination of S16, when it is determined that the detected kinematic viscosity is greater than the second determination value (S16: YES), the soot suppression that suppresses the amount of soot discharged from the combustion control by the normal adaptation in accordance with the combustion of the fuel Switch to control (S17). The process of S17 is the same as the process of S14. Thereafter, this series of processing is temporarily terminated (END). Note that the soot suppression control in S17 continues until the combustion control is next switched.
一方、S16の判定において、検出された動粘度が第2判定値よりも大きくないと判定した場合(S16:NO)、通常適合された燃焼制御を実行する(S18)。具体的には、各種センサの検出値に基づいて、予め適合された制御状態となるように、インジェクタ17による燃料の噴射量、VVT21による吸気弁16の開閉タイミング、及びEGR装置26によるEGR弁の開度(EGR量)を制御する。その後、この一連の処理を一旦終了する(END)。なお、上記において、S12〜S17の処理が切替手段としての処理に相当する。 On the other hand, when it is determined in S16 that the detected kinematic viscosity is not larger than the second determination value (S16: NO), the combustion control normally adapted is executed (S18). Specifically, based on the detection values of various sensors, the fuel injection amount by the injector 17, the opening / closing timing of the intake valve 16 by the VVT 21, and the EGR valve of the EGR device 26 so as to achieve a pre-adapted control state. The opening degree (EGR amount) is controlled. Thereafter, this series of processing is temporarily terminated (END). In the above, the processing of S12 to S17 corresponds to processing as switching means.
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。 The embodiment described in detail above has the following advantages.
・動粘度センサ33により燃料の動粘度が検出される。そして、検出された動粘度が、第1判定値よりも低い場合及び第1判定値よりも高く設定された第2判定値よりも高い場合に、燃料の燃焼制御が、標準的な性状の燃料(所定性状の燃料)を想定して設定された通常適合による燃焼制御(所定制御)から、燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量を抑制するすす抑制制御に切り替えられる。このため、燃料が燃焼しにくくなる場合に、燃料の燃焼制御を所定制御からすす抑制制御に切り替えることができ、排気エミッションの悪化を抑制することができる。 The kinematic viscosity of the fuel is detected by the kinematic viscosity sensor 33. When the detected kinematic viscosity is lower than the first determination value and higher than the second determination value set higher than the first determination value, the fuel combustion control is performed with a fuel having a standard property. It is switched from the combustion control (predetermined control) by the normal adaptation set assuming (the fuel of the predetermined property) to the soot suppression control that suppresses the amount of soot discharged with the combustion of the fuel. For this reason, when it becomes difficult to combust the fuel, the combustion control of the fuel can be switched from the predetermined control to the suppression control sooting, and the deterioration of the exhaust emission can be suppressed.
・標準的な性状の燃料の動粘度よりも低い動粘度であって燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量が所定量よりも多くなる動粘度(第1判定値)よりも、検出された動粘度が低い場合に、すす抑制制御に切り替えられる。このため、すすの排出量が増加し易い動粘度の低い燃料において、すすの排出量を抑制することができる。 ・ The kinematic viscosity is lower than the kinematic viscosity of the fuel with the standard properties, and is detected from the kinematic viscosity (first judgment value) in which the amount of soot discharged with the combustion of the fuel exceeds the predetermined amount. When the kinematic viscosity is low, the control is switched to the soot suppression control. For this reason, the soot discharge amount can be suppressed in the fuel having a low kinematic viscosity in which the soot discharge amount tends to increase.
・標準的な性状の燃料の動粘度よりも高い動粘度であって燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量が所定量よりも多くなる動粘度(第2判定値)よりも、検出された動粘度が高い場合に、すす抑制制御に切り替えられる。このため、すすの排出量が増加し易い動粘度の高い燃料において、すすの排出量を抑制することができる。 -The kinematic viscosity is higher than the kinematic viscosity of the fuel with the standard properties, and the amount of soot discharged with the combustion of the fuel is detected to be higher than the predetermined amount (second judgment value). When the kinematic viscosity is high, the control is switched to the soot suppression control. For this reason, the soot discharge amount can be suppressed in the fuel having a high kinematic viscosity in which the soot discharge amount is likely to increase.
・ディーゼル機関10の通常時の燃焼制御(所定制御)は、標準的な性状の燃料を想定して燃焼状態が最適となるように設定されている。そして、燃料の性状がすすを排出し易い性状である場合に、燃料の燃焼制御が所定制御からすす抑制制御に切り替えられるため、排気エミッションの悪化を抑制することができる。 The normal combustion control (predetermined control) of the diesel engine 10 is set so as to optimize the combustion state assuming a fuel with standard properties. And when the property of the fuel is the property of easily discharging soot, the combustion control of the fuel is switched from the predetermined control to the soot suppression control, so that the exhaust emission can be prevented from deteriorating.
・例えば密度一定の場合で燃料の動粘度が低いほど、燃料のセタン価が低くなる傾向がある。燃料のセタン価が低い場合は、燃料の着火性が悪くなるため、燃料の失火が生じ易くなる。この点、動粘度センサ33により検出された動粘度が第1判定値よりも低い場合に、すす抑制制御と共に、燃料の失火を抑制する失火抑制制御が実行される。したがって、すすの排出量を抑制するとともに、失火の発生を抑制することができる。 For example, when the density is constant, the lower the kinematic viscosity of the fuel, the lower the cetane number of the fuel. When the cetane number of the fuel is low, the ignitability of the fuel is deteriorated, so that fuel misfire is likely to occur. In this regard, when the kinematic viscosity detected by the kinematic viscosity sensor 33 is lower than the first determination value, the misfire suppression control for suppressing the misfire of the fuel is executed together with the soot suppression control. Therefore, it is possible to suppress the soot discharge amount and to suppress the occurrence of misfire.
・失火抑制制御は、燃料のパイロット噴射による噴射量を増加させる制御を含むため、パイロット噴射により噴射される燃料の燃焼を安定させることができ、燃料の失火を抑制することができる。 The misfire suppression control includes control for increasing the amount of fuel injected by pilot injection, so that combustion of fuel injected by pilot injection can be stabilized, and fuel misfire can be suppressed.
・失火抑制制御は、ディーゼル機関10の圧縮行程においてパイロット噴射の時期を遅角させる制御を含むため、燃焼室内の圧力及び温度がより上昇した時点でパイロット噴射を行うことができる。このため、パイロット噴射により噴射される燃料の燃焼を安定させることができ、燃料の失火を抑制することができる。 The misfire suppression control includes control for retarding the timing of pilot injection in the compression stroke of the diesel engine 10, so that pilot injection can be performed when the pressure and temperature in the combustion chamber further increase. For this reason, combustion of fuel injected by pilot injection can be stabilized, and fuel misfire can be suppressed.
・すす抑制制御は、燃料が燃焼される際に用いられる酸素を増加させる制御を含むため、燃料の燃焼を促進させることができ、すすの排出量を抑制することができる。 The soot suppression control includes control for increasing oxygen used when the fuel is combusted, so that combustion of the fuel can be promoted and soot emission can be suppressed.
・すす抑制制御は、燃料のメイン噴射の後に燃料を噴射させるアフター噴射を含むため、メイン噴射により発生したすすをアフター噴射により燃焼させることができ、すすの排出量を抑制することができる。 Since the soot suppression control includes after-injection in which fuel is injected after the main injection of fuel, soot generated by the main injection can be combusted by after-injection, and soot emission can be suppressed.
(第2実施形態)
動粘度センサ33により検出された動粘度と、別の方法により推定された動粘度とに差が生じる場合がある。図2の高動粘度領域付近において検出された動粘度が推定された動粘度よりも高い場合は、推定されるすすの排出量よりも実際のすすの排出量が多くなるおそれがある。そこで、第2実施形態では、動粘度センサ33とは別に燃料の動粘度を推定し、推定された動粘度よりも所定値高く第2判定値を設定する。以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
There may be a difference between the kinematic viscosity detected by the kinematic viscosity sensor 33 and the kinematic viscosity estimated by another method. When the kinematic viscosity detected in the vicinity of the high kinematic viscosity region in FIG. 2 is higher than the estimated kinematic viscosity, the actual soot discharge amount may be larger than the estimated soot discharge amount. Therefore, in the second embodiment, the kinematic viscosity of the fuel is estimated separately from the kinematic viscosity sensor 33, and the second determination value is set higher than the estimated kinematic viscosity by a predetermined value. Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
図4は、燃焼制御の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ECU40により、所定の周期(例えばインジェクタ17による1噴射毎)で繰り返し実行される。 FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure for combustion control. This series of processing is repeatedly executed by the ECU 40 at a predetermined cycle (for example, every injection by the injector 17).
S21〜S25の処理は、図3のS11〜S15の処理と同一である。そして、S23の判定において、検出された動粘度が第1判定値よりも小さくないと判定した場合(S23:NO)、燃料密度センサ32により、燃料タンク内の燃料の密度を検出させる(S26)。 The processes of S21 to S25 are the same as the processes of S11 to S15 in FIG. When it is determined in S23 that the detected kinematic viscosity is not smaller than the first determination value (S23: NO), the fuel density sensor 32 detects the density of the fuel in the fuel tank (S26). .
続いて、燃料のセタン価を検出する(S27)。セタン価の検出方法としては、上述した特許文献1に記載されたパイロット噴射により噴射された燃料の燃焼状態に基づいてセタン価を検出する方法等、公知の方法を用いればよい。 Subsequently, the cetane number of the fuel is detected (S27). As a method for detecting the cetane number, a known method such as a method for detecting the cetane number based on the combustion state of the fuel injected by the pilot injection described in Patent Document 1 described above may be used.
続いて、検出された燃料の密度とセタン価とに基づいて、燃料の動粘度を推定する(S28)。詳しくは、図2の燃料密度、セタン価、及び動粘度の関係を示すマップを用いて、検出された燃料の密度とセタン価とに対応する燃料の動粘度を推定する。 Subsequently, the kinematic viscosity of the fuel is estimated based on the detected fuel density and cetane number (S28). Specifically, the kinematic viscosity of the fuel corresponding to the detected fuel density and cetane number is estimated using the map showing the relationship between the fuel density, cetane number, and kinematic viscosity in FIG.
続いて、推定された燃料の動粘度に基づいて第2判定値を設定する(S29)。詳しくは、推定された動粘度に所定値を加算することで、推定された動粘度よりも所定値高く第2判定値を設定する。なお、推定された動粘度に係数をかけることで、推定された動粘度よりも所定値高く第2判定値を設定してもよい。 Subsequently, a second determination value is set based on the estimated kinematic viscosity of the fuel (S29). Specifically, the second determination value is set higher than the estimated kinematic viscosity by a predetermined value by adding a predetermined value to the estimated kinematic viscosity. Note that the second determination value may be set higher than the estimated kinematic viscosity by a predetermined value by multiplying the estimated kinematic viscosity by a coefficient.
続くS30〜S32の処理は、図3のS16〜S18の処理と同一である。そして、この一連の処理を一旦終了する(END)。なお、上記において、S26の処理が密度検出手段としての処理に相当し、S27の処理がセタン価検出手段としての処理に相当し、S26〜S28の処理が動粘度推定手段としての処理に相当し、S22〜S31の処理が切替手段としての処理に相当する。 The subsequent processes of S30 to S32 are the same as the processes of S16 to S18 of FIG. Then, this series of processing is temporarily ended (END). In the above, the process of S26 corresponds to the process as the density detection means, the process of S27 corresponds to the process as the cetane number detection means, and the processes of S26 to S28 correspond to the process as the kinematic viscosity estimation means. , S22 to S31 correspond to processing as switching means.
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第1実施形態と異なる利点のみを述べる。 The embodiment described in detail above has the following advantages. Here, only advantages different from the first embodiment will be described.
・動粘度センサ33により推定された動粘度よりも所定値高く第2判定値が設定される。このため、推定されるすすの排出量よりも実際のすすの排出量が多くなるおそれがある場合に、すすの排出量を抑制することができる。さらに、第2判定値を柔軟に設定することができるため、すすの排出量が特に多くなる場合に限らず、すすの排出量が想定よりも若干多くなる場合等にもすすの排出量を抑制することができる。 The second determination value is set higher than the kinematic viscosity estimated by the kinematic viscosity sensor 33 by a predetermined value. For this reason, when there is a possibility that the actual amount of soot discharged may be larger than the estimated amount of soot discharged, the amount of discharged soot can be suppressed. Furthermore, since the second determination value can be set flexibly, the amount of soot discharged is suppressed not only when the amount of soot discharged is particularly large but also when the amount of soot discharged is slightly higher than expected. can do.
なお、上記第2実施形態を以下のように変更して実施することもできる。 Note that the second embodiment may be modified as follows.
・図2の低動粘度領域付近において検出された動粘度が推定された動粘度よりも低い場合は、推定されるすすの排出量よりも実際のすすの排出量が多くなるおそれがある。そこで、推定された動粘度よりも所定値低く第1判定値を設定し、図3のS13〜S15の処理を行ってもよい。こうした構成によれば、推定されるすすの排出量よりも実際のすすの排出量が多くなるおそれがある場合に、すすの排出量を抑制することができる。さらに、第1判定値を柔軟に設定することができるため、すすの排出量が特に多くなる場合に限らず、すすの排出量が想定よりも若干多くなる場合等にもすすの排出量を抑制することができる。 When the kinematic viscosity detected in the vicinity of the low kinematic viscosity region in FIG. 2 is lower than the estimated kinematic viscosity, the actual soot discharge amount may be larger than the estimated soot discharge amount. Therefore, the first determination value may be set lower than the estimated kinematic viscosity by a predetermined value, and the processes of S13 to S15 in FIG. 3 may be performed. According to such a configuration, the soot discharge amount can be suppressed when there is a possibility that the actual soot discharge amount may be larger than the estimated soot discharge amount. Furthermore, since the first determination value can be set flexibly, the amount of soot discharged is suppressed not only when the amount of soot discharged is particularly large but also when the amount of soot discharged is slightly larger than expected. can do.
また、上記各実施形態を以下のように変更して実施することもできる。 Further, the above embodiments may be modified as follows.
・図3,4の燃焼制御において、S15,S25の失火抑制制御を省略することもできる。その場合であっても、燃料が燃焼しにくくなる場合に、燃料の燃焼制御を所定制御からすす抑制制御に切り替えることができ、排気エミッションの悪化を抑制することができる。 In the combustion control of FIGS. 3 and 4, the misfire suppression control of S15 and S25 can be omitted. Even in such a case, when the fuel becomes difficult to burn, the fuel combustion control can be switched from the predetermined control to the soot suppression control, and the deterioration of the exhaust emission can be suppressed.
・ディーゼル機関10を所定期間運転した場合や、車両を所定距離走行させた場合等に、燃料の性状を検出する条件が成立していると判定してもよい。 -When the diesel engine 10 is operated for a predetermined period or when the vehicle travels a predetermined distance, it may be determined that the condition for detecting the property of the fuel is satisfied.
10…ディーゼル機関、17…インジェクタ、26…EGR装置、33…動粘度センサ、40…ECU。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diesel engine, 17 ... Injector, 26 ... EGR apparatus, 33 ... Kinematic viscosity sensor, 40 ... ECU.
Claims (11)
前記燃料の動粘度を検出する動粘度検出手段(33)と、
前記動粘度検出手段により検出された前記動粘度が、第1判定値よりも低い場合及び前記第1判定値よりも高く設定された第2判定値よりも高い場合に、前記燃焼制御を所定性状の燃料を想定して設定された所定制御から、前記燃料の燃焼に伴い排出されるすすの量を抑制するすす抑制制御に切り替える切替手段(17,26,40)と、
を備えることを特徴とするディーゼル機関の制御装置。 A control device for performing combustion control of fuel in a diesel engine (10),
Kinematic viscosity detecting means (33) for detecting the kinematic viscosity of the fuel;
When the kinematic viscosity detected by the kinematic viscosity detecting means is lower than a first determination value and higher than a second determination value set higher than the first determination value, the combustion control is performed with a predetermined property. Switching means (17, 26, 40) for switching from a predetermined control set on the assumption of the fuel to a soot suppression control that suppresses the amount of soot discharged with combustion of the fuel;
A control device for a diesel engine, comprising:
前記燃料の密度を検出する密度検出手段(32)と、
前記セタン価検出手段により検出された前記セタン価と前記密度検出手段により検出された前記密度とに基づいて、前記燃料の動粘度を推定する動粘度推定手段(40)と、を備え、
前記切替手段は、前記動粘度推定手段により推定された前記動粘度よりも所定値高く前記第2判定値を設定する請求項1又は2に記載のディーゼル機関の制御装置。 Cetane number detection means (17, 31, 40) for detecting the cetane number of the fuel;
Density detecting means (32) for detecting the density of the fuel;
Kinematic viscosity estimating means (40) for estimating the kinematic viscosity of the fuel based on the cetane number detected by the cetane number detecting means and the density detected by the density detecting means,
3. The diesel engine control device according to claim 1, wherein the switching unit sets the second determination value higher than the kinematic viscosity estimated by the kinematic viscosity estimating unit by a predetermined value.
前記燃料の密度を検出する密度検出手段と、
前記セタン価検出手段により検出された前記セタン価と前記密度検出手段により検出された前記密度とに基づいて、前記燃料の動粘度を推定する動粘度推定手段と、を備え、
前記切替手段は、前記動粘度推定手段により推定された前記動粘度よりも所定値低く前記第1判定値を設定する請求項1に記載のディーゼル機関の制御装置。 Cetane number detection means for detecting the cetane number of the fuel;
Density detecting means for detecting the density of the fuel;
Kinematic viscosity estimating means for estimating the kinematic viscosity of the fuel based on the cetane number detected by the cetane number detecting means and the density detected by the density detecting means,
2. The control device for a diesel engine according to claim 1, wherein the switching unit sets the first determination value lower than the kinematic viscosity estimated by the kinematic viscosity estimating unit by a predetermined value.
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