JP2016223324A - Engine control system - Google Patents

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北斗 日下
Hokuto Kusaka
北斗 日下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To immediately and accurately detect a cetane number of fuel in an engine, and to reflect the detection to the control of the engine.SOLUTION: An engine control system includes a temperature sensor, a cetane number estimation section, and a fuel injection control section. The temperature sensor detects a combustion temperature of fuel in a cylinder of an engine. The cetane number estimation section estimates a cetane number of the fuel based on a detection value of the temperature sensor (step S103). The fuel injection control section controls injection of the fuel based on the cetane number estimated by the cetane number estimation section (steps S105-S107).SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ディーゼルエンジンにおいて、燃料のセタン価に応じた制御を行うための構成に関する。   The present invention relates to a configuration for performing control according to a cetane number of a fuel in a diesel engine.

トラクタ等の農業用作業車輌の分野において、ディーゼルエンジンが広く利用されている。ディーゼルエンジンは、例えば特許文献１から４に記載されている。   Diesel engines are widely used in the field of agricultural work vehicles such as tractors. A diesel engine is described in Patent Documents 1 to 4, for example.

ディーゼルエンジンの種々の制御パラメータ（例えば燃料噴射の回数、時期、及び間隔など）は、燃料である軽油のセタン価によって最適な値が異なる。想定されているセタン価とは異なる燃料を使用した場合は、エンジン本来の性能を発揮できないばかりでなく、未燃焼の燃料が発生するなど環境面で好ましくないうえ、エンジンに悪影響を与えるおそれもある。   Various control parameters (for example, the number of times of fuel injection, timing, and interval) of the diesel engine have different optimum values depending on the cetane number of light oil as fuel. If a fuel different from the assumed cetane number is used, not only will the engine's original performance not be achieved, but it will be unfavorable in terms of the environment, such as the generation of unburned fuel, and the engine may be adversely affected. .

軽油は世界各国で製造されているが、そのセタン価には国ごとにバラツキがある。例えば、北米などでは低セタン価の軽油が多く、日本の軽油はセタン価が比較的高い。そこで、例えば、北米と日本でエンジンの仕様を異ならせることが考えられる。しかしながら、この場合、北米と日本で仕様が異なる製品を販売することになるので、製品展開が複雑になり、製品の管理コスト、製造コストがかさむという問題がある。   Diesel oil is produced all over the world, but its cetane number varies from country to country. For example, there are many low cetane number diesel oils in North America, etc., and Japanese diesel oil has a relatively high cetane number. Thus, for example, it is conceivable that engine specifications are different between North America and Japan. However, in this case, since products with different specifications are sold in North America and Japan, there is a problem that product development becomes complicated and product management costs and manufacturing costs increase.

この点、例えば特許文献１及び２には、エンジンの制御パラメータを、設定されたセタン価に応じて変更する構成が記載されている（特許文献１の００８９〜００９０段落、特許文献２の００５６段落）。これによれば、同じエンジンであっても、セタン価の設定を変更することにより、北米と日本のそれぞれで最適なエンジン制御を行うことができる。従って、国ごとに仕様が異なるエンジンを用意する必要が無くなる。しかしながら、特許文献１及び２に記載の構成の場合、エンジンを適切に制御するためには、正しいセタン価を設定する必要がある。このため、燃料のセタン価を予め知っておく必要があり、燃料のセタン価が不明な場合や、想定とは異なるセタン価の燃料が供給された場合には適切な制御を行うことができない。   In this regard, for example, Patent Documents 1 and 2 describe a configuration in which engine control parameters are changed in accordance with a set cetane number (paragraphs 0089 to 0090 in Patent Document 1, paragraph 0056 in Patent Document 2). ). According to this, even with the same engine, it is possible to perform optimal engine control in North America and Japan by changing the cetane number setting. Therefore, it is not necessary to prepare engines with different specifications for each country. However, in the case of the configurations described in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to set a correct cetane number in order to appropriately control the engine. For this reason, it is necessary to know the cetane number of the fuel in advance, and appropriate control cannot be performed when the cetane number of the fuel is unknown or when a fuel having a cetane number different from the assumption is supplied.

この点、特許文献３及び４は、各種のセンサの測定値に応じて、燃料のセタン価を推定し、推定したセタン価に基づいて制御を行う構成を開示している。このように、燃料のセタン価を推定することができれば、セタン価に応じた最適なエンジン制御を実現することができると考えられる。   In this regard, Patent Documents 3 and 4 disclose a configuration in which the cetane number of the fuel is estimated according to the measured values of various sensors, and control is performed based on the estimated cetane number. Thus, if the cetane number of the fuel can be estimated, it is considered that optimum engine control corresponding to the cetane number can be realized.

特開２００６−２４１９７８号公報JP 2006-241978 A 特開２００８−２５５５１号公報JP 2008-25551 A 特開２００７−３２１７０６号公報JP 2007-321706 A 特開２００４−３４００２６号公報JP 2004-340026 A

しかしながら、特許文献３の構成では、エンジン内の振動が大きいと、センサにより測定される角速度振幅値にノイズが混入し易く、測定した角速度振幅値に基づいてセタン価を推定してエンジンの制御を行っても、精密に制御を行うことは困難であった。また、特許文献４の構成でも、エンジンの回転数等が一定に保たれていないと、筒内圧以外の要因によってもエンジンが振動することとなり、測定した加振力に基づいてセタン価を推定してエンジンの制御を行っても、精密に制御を行うことは困難であった。   However, in the configuration of Patent Document 3, when vibration in the engine is large, noise is likely to be mixed into the angular velocity amplitude value measured by the sensor, and the cetane number is estimated based on the measured angular velocity amplitude value to control the engine. Even if it went, it was difficult to control precisely. In the configuration of Patent Document 4, if the engine speed is not kept constant, the engine will vibrate due to factors other than the in-cylinder pressure, and the cetane number is estimated based on the measured excitation force. Even if the engine is controlled, it is difficult to precisely control the engine.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、エンジンにおいて、燃料のセタン価を即時に検出して、エンジンの制御に反映させることができる構成を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a configuration in which the cetane number of fuel can be immediately detected in an engine and reflected in engine control.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.

本願発明の観点によれば、以下のエンジン制御システムが提供される。即ち、このエンジン制御システムは、温度センサと、セタン価推定部と、燃料噴射制御部と、を備える。前記温度センサは、エンジンのシリンダ内の燃料の燃焼温度を検知する。前記セタン価推定部は、前記温度センサの検出値に基づいて燃料のセタン価を推定する。そして、前記噴射制御部は、前記セタン価推定部により推定されたセタン価に基づいて、燃料の噴射を制御する。   According to an aspect of the present invention, the following engine control system is provided. That is, the engine control system includes a temperature sensor, a cetane number estimation unit, and a fuel injection control unit. The temperature sensor detects the combustion temperature of the fuel in the cylinder of the engine. The cetane number estimation unit estimates the cetane number of the fuel based on the detection value of the temperature sensor. The injection control unit controls fuel injection based on the cetane number estimated by the cetane number estimation unit.

即ち、燃焼温度に基づいて燃料のセタン価を推定し、このセタン価に応じて燃料の噴射をコントロールすることで、安定した燃焼を実現することができる。   That is, stable combustion can be realized by estimating the cetane number of the fuel based on the combustion temperature and controlling the fuel injection according to the cetane number.

上記のエンジン制御システムは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記セタン価推定部は、前記燃焼温度と、前記セタン価と、の対応関係を記憶した記憶部を備える。そして、当該セタン価推定部は、前記温度センサの検出値と、前記記憶部に記憶されている前記対応関係と、に基づいて、燃料のセタン価を推定する。   The engine control system is preferably configured as follows. That is, the cetane number estimation unit includes a storage unit that stores a correspondence relationship between the combustion temperature and the cetane number. And the said cetane number estimation part estimates the cetane number of a fuel based on the detected value of the said temperature sensor, and the said corresponding relationship memorize | stored in the said memory | storage part.

このように、燃焼温度とセタン価の対応関係を予め測定して記憶しておくことにより、セタン価を精度良く推定できる。   Thus, the cetane number can be accurately estimated by measuring and storing the correspondence relationship between the combustion temperature and the cetane number in advance.

上記のエンジン制御システムは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記燃料噴射制御部は、前記セタン価推定部によって推定されたセタン価に基づいて、燃料の噴射時期を制御する。   The engine control system is preferably configured as follows. That is, the fuel injection control unit controls the fuel injection timing based on the cetane number estimated by the cetane number estimation unit.

このように、セタン価に応じて燃料の噴射時期を異ならせることにより、セタン価によらず機関の正常な燃焼状態を保つことができる。   Thus, by varying the fuel injection timing according to the cetane number, the normal combustion state of the engine can be maintained regardless of the cetane number.

上記のエンジン制御システムは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、当該エンジン制御システムを有するエンジンには、ディーゼル用酸化触媒が接続されている。   The engine control system is preferably configured as follows. That is, the diesel oxidation catalyst is connected to the engine having the engine control system.

即ち、本願のようなセタン価に応じた燃焼制御は、ディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）が接続されたエンジンに適用すると、ＤＯＣへの未燃焼の燃料の排出やＤＯＣの過昇温を防止できるために特に好適である。   That is, when the combustion control according to the cetane number as described in the present application is applied to an engine to which a diesel oxidation catalyst (DOC) is connected, it is possible to prevent discharge of unburned fuel to the DOC and excessive temperature rise of the DOC. Is particularly suitable.

上記のエンジン制御システムは、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記エンジンは多気筒エンジンである。そして、前記温度センサは何れか１つのシリンダにのみ設けられている。   The engine control system is preferably configured as follows. That is, the engine is a multi-cylinder engine. The temperature sensor is provided only in any one cylinder.

これにより、全てのシリンダにセンサを設ける必要がないため、コストダウンを図ることができる。   Thereby, since it is not necessary to provide a sensor in every cylinder, cost reduction can be achieved.

上記のエンジン制御システムは、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このエンジン制御システムは、圧力センサと、異常燃焼検出部と、を備える。前記圧力センサは、前記シリンダ内の圧力を検知する。前記異常燃焼検出部は、前記温度センサ及び前記圧力センサの検出値に基づいて異常燃焼を検出する。前記燃料噴射制御部は、前記異常燃焼検出部の検出結果に基づいて燃料の噴射を制御する。   The engine control system is preferably configured as follows. That is, this engine control system includes a pressure sensor and an abnormal combustion detection unit. The pressure sensor detects a pressure in the cylinder. The abnormal combustion detection unit detects abnormal combustion based on detection values of the temperature sensor and the pressure sensor. The fuel injection control unit controls fuel injection based on a detection result of the abnormal combustion detection unit.

このように、シリンダ内の温度センサ及び圧力センサを利用して、燃焼の制御を一層適切に行うことができる。   In this way, combustion can be more appropriately controlled using the temperature sensor and pressure sensor in the cylinder.

本発明の一実施形態に係るエンジン制御システムを有するエンジンの全体的な構成を示す模式図。1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an engine having an engine control system according to an embodiment of the present invention. エンジンの電気的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical structure of an engine. 燃料の燃焼温度とセタン価との関係を示す推定テーブルを説明する図。The figure explaining the estimation table which shows the relationship between the combustion temperature of a fuel, and a cetane number. エンジンにおいて行われる燃料のセタン価に応じた制御処理の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the control processing according to the cetane number of the fuel performed in an engine.

次に、図面を参照して本願発明の実施形態を説明する。図１に示すのは、本実施形態のエンジン制御システムを有するエンジン１の模式図である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an engine 1 having the engine control system of the present embodiment.

図１に示すエンジン１は、エンジン本体２と、コモンレール式の燃料噴射装置３と、ＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）４と、排気タービン式の過給機５と、排気浄化装置６と、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）７と、を備える。   An engine 1 shown in FIG. 1 includes an engine body 2, a common rail fuel injection device 3, an EGR device (exhaust gas recirculation device) 4, an exhaust turbine supercharger 5, an exhaust purification device 6, ECU (engine control unit) 7.

エンジン本体２は、圧縮された空気に燃料を供給することによって燃焼させ、この燃焼による膨張エネルギーから回転動力を得るものである。エンジン本体２は、シリンダブロックと、シリンダヘッドと、により構成される。本実施形態のエンジン本体２は公知の直列４気筒型のディーゼルエンジンであり、シリンダブロックには４つの筒状のシリンダが等間隔に設けられている。当該シリンダの中にはそれぞれピストンがスライド可能に設けられている。シリンダヘッドは、シリンダの開口を塞ぐようにシリンダブロックに取り付けられている。ピストンとシリンダとシリンダヘッドとの間には、燃焼室２３が形成されている。   The engine body 2 is combusted by supplying fuel to compressed air, and obtains rotational power from the expansion energy generated by the combustion. The engine body 2 includes a cylinder block and a cylinder head. The engine body 2 of the present embodiment is a known in-line four-cylinder type diesel engine, and four cylindrical cylinders are provided at equal intervals in the cylinder block. A piston is slidably provided in each cylinder. The cylinder head is attached to the cylinder block so as to close the opening of the cylinder. A combustion chamber 23 is formed between the piston, the cylinder, and the cylinder head.

また、エンジン本体２は、吸気マニホールド２５と、排気マニホールド２６と、を備えている。吸気マニホールド２５には、当該吸気マニホールド２５に吸気を導入する吸気管２７が接続されている。排気マニホールド２６には、当該排気マニホールド２６からの排気が排出される排気管２８が接続されている。   The engine body 2 includes an intake manifold 25 and an exhaust manifold 26. An intake pipe 27 that introduces intake air into the intake manifold 25 is connected to the intake manifold 25. An exhaust pipe 28 through which exhaust from the exhaust manifold 26 is discharged is connected to the exhaust manifold 26.

コモンレール式の燃料噴射装置３は、サプライポンプ（図略）、コモンレール３１、及びインジェクタ３２，３２・・・等から構成される。前記サプライポンプにより圧送された燃料がコモンレール３１に高圧で蓄えられ、当該コモンレール３１内の燃料がインジェクタ３２，３２・・・から燃焼室２３，２３・・・内に噴射される。インジェクタ３２，３２・・・の電子制御弁はＥＣＵ７に接続されており、ＥＣＵ７からの信号が当該電子制御弁に入力されることにより、当該インジェクタ３２，３２・・・から燃焼室２３，２３・・・内に燃料が噴射される。インジェクタ３２からの燃料の噴射が適宜の回数、時期、及び間隔となるようにＥＣＵ７が制御することにより、燃料噴射の状態を変更することができ、それによりエンジン本体２のエンジン回転数及びトルク等が調整可能となっている。   The common rail fuel injection device 3 includes a supply pump (not shown), a common rail 31, injectors 32, 32, and the like. The fuel pumped by the supply pump is stored in the common rail 31 at a high pressure, and the fuel in the common rail 31 is injected into the combustion chambers 23, 23... From the injectors 32, 32. The electronic control valves of the injectors 32, 32... Are connected to the ECU 7. When signals from the ECU 7 are input to the electronic control valves, the injectors 32, 32.・ ・ Fuel is injected inside. The ECU 7 can control the fuel injection state by controlling the fuel injection from the injector 32 at an appropriate number of times, timings, and intervals, whereby the engine speed and torque of the engine body 2 can be changed. Is adjustable.

また、本実施形態においては、インジェクタ３２，３２・・・のうちの１つの近傍に、前記シリンダ内の燃焼室２３内の温度を検出する温度センサ１１が設けられている（図２参照）。当該温度センサ１１はＥＣＵ７に接続されており、温度センサ１１の検出値がＥＣＵ７に入力されるようになっている。温度センサ１１の検出値から、図１に示す燃焼室２３内での燃焼温度を推定することができる。なお、温度センサ１１は、各シリンダに対応するように４つ設けても良いが、燃焼温度は全てのシリンダ（内の燃焼室）で同じであると考えられるため、少なくとも何れか１つのシリンダに設けられていれば十分である。   Moreover, in this embodiment, the temperature sensor 11 which detects the temperature in the combustion chamber 23 in the said cylinder is provided in the vicinity of one of the injectors 32, 32 ... (refer FIG. 2). The temperature sensor 11 is connected to the ECU 7, and a detection value of the temperature sensor 11 is input to the ECU 7. From the detection value of the temperature sensor 11, the combustion temperature in the combustion chamber 23 shown in FIG. 1 can be estimated. Four temperature sensors 11 may be provided so as to correspond to each cylinder. However, since the combustion temperature is considered to be the same in all cylinders (internal combustion chambers), at least one of the cylinders is required. It is enough if it is provided.

また、本実施形態においては、前記シリンダのうちの１つに、筒内圧を検出する圧力センサ１２が設けられている（図２参照）。当該圧力センサ１２はＥＣＵ７に接続されており、圧力センサ１２の検出値がＥＣＵ７に入力されるようになっている。   Moreover, in this embodiment, the pressure sensor 12 which detects a cylinder pressure is provided in one of the said cylinders (refer FIG. 2). The pressure sensor 12 is connected to the ECU 7, and a detection value of the pressure sensor 12 is input to the ECU 7.

図１に示すＥＧＲ装置４は、ＥＧＲ管４１と、ＥＧＲ弁４２と、ＥＧＲクーラ４３と、を備えている。ＥＧＲ管４１は、吸気管２７と排気管２８とを接続しており、当該ＥＧＲ管４１を介して排気が吸気に再循環される。ＥＧＲ弁４２は、ＥＧＲ管４１に設けられており、当該ＥＧＲ弁４２はＥＣＵ７に接続されている。ＥＧＲ弁４２の開度をＥＣＵ７が制御することにより、排気の再循環量が調整される。ＥＧＲクーラ４３は、ＥＧＲ管４１を流れる排気を冷却する。   The EGR device 4 shown in FIG. 1 includes an EGR pipe 41, an EGR valve 42, and an EGR cooler 43. The EGR pipe 41 connects the intake pipe 27 and the exhaust pipe 28, and the exhaust gas is recirculated to the intake air via the EGR pipe 41. The EGR valve 42 is provided in the EGR pipe 41, and the EGR valve 42 is connected to the ECU 7. The ECU 7 controls the opening degree of the EGR valve 42 so that the exhaust gas recirculation amount is adjusted. The EGR cooler 43 cools the exhaust gas flowing through the EGR pipe 41.

図１に示す過給機５は、排気管２８を流れる排気によって回転するタービン５１と、当該タービン５１と一体回転するコンプレッサ５２と、を備える。コンプレッサ５２は吸気管２７内に配置されており、当該コンプレッサ５２の回転によって吸気が圧縮され、エンジン本体２の前記シリンダに送り込まれる。   The supercharger 5 shown in FIG. 1 includes a turbine 51 that rotates by exhaust flowing through the exhaust pipe 28, and a compressor 52 that rotates integrally with the turbine 51. The compressor 52 is disposed in the intake pipe 27, and the intake air is compressed by the rotation of the compressor 52 and sent to the cylinder of the engine body 2.

排気浄化装置６は、排気管２８の出口に設けられる。排気浄化装置６は、ディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）６１と、当該ＤＯＣ６１の下流側に配置されたＤＰＦ（ディーゼルパーティキュレートフィルタ）６２と、から構成されている。ＤＯＣ６１は、排気ガスに含まれる未燃燃料、一酸化炭素ＣＯ、一酸化窒素ＮＯなどを酸化（燃焼）するための触媒である。ＤＰＦ６２は、例えばフォールフロー型のフィルタとして構成されており、ＤＯＣ６１で処理された排気ガスに含まれるＰＭ（パーティキュレートマター；粒子状物質）を捕集する。また、排気浄化装置６は、ＤＯＣ６１の温度を検出する温度センサ６３と、ＤＰＦ６２の温度を検出する温度センサ６４と、を備えている。温度センサ６３，６４の検出値は、ＥＣＵ７に出力される。   The exhaust purification device 6 is provided at the outlet of the exhaust pipe 28. The exhaust purification device 6 includes a diesel oxidation catalyst (DOC) 61 and a DPF (diesel particulate filter) 62 disposed on the downstream side of the DOC 61. The DOC 61 is a catalyst for oxidizing (burning) unburned fuel, carbon monoxide CO, nitrogen monoxide NO, and the like contained in the exhaust gas. The DPF 62 is configured as a fall flow type filter, for example, and collects PM (particulate matter) included in the exhaust gas processed by the DOC 61. Further, the exhaust purification device 6 includes a temperature sensor 63 that detects the temperature of the DOC 61 and a temperature sensor 64 that detects the temperature of the DPF 62. Detection values of the temperature sensors 63 and 64 are output to the ECU 7.

なお、温度センサ６３，６４の検出結果により、ＤＰＦ６２に堆積したＰＭの量が所定量を超えたことが検知されたときには、エンジン１の運転条件を変更して排気温度を上昇させて、それにより排気ガス中に含まれるＮＯ2及びＯ2によるＰＭの酸化反応を促進し、当該ＰＭを無害なＣＯ2ガスとしてＤＰＦ６２から除去する処理を行うことができるように構成されている。以下、この処理を「強制再生」と呼ぶこととする。強制再生は、図２に示すＥＣＵ７の再生処理部７８によって行われる。 When it is detected from the detection results of the temperature sensors 63 and 64 that the amount of PM accumulated in the DPF 62 exceeds a predetermined amount, the operating conditions of the engine 1 are changed to raise the exhaust gas temperature, thereby The oxidation reaction of PM by NO 2 and O 2 contained in the exhaust gas is promoted, and the PM can be removed from the DPF 62 as harmless CO 2 gas. Hereinafter, this process is referred to as “forced regeneration”. The forced regeneration is performed by the regeneration processing unit 78 of the ECU 7 shown in FIG.

図１及び図２に示すＥＣＵ７は、内蔵されたプログラムを実行することにより所定の機能を実現するコンピュータとして構成されている。具体的には、本実施形態のＥＣＵ７は、前述したように、インジェクタ３２から前記シリンダの燃焼室２３への燃料の噴射の回数、時期、及び間隔を適宜に制御する燃料噴射制御部７１としての機能を有している。この他、本実施形態のＥＣＵ７は、セタン価推定部７２及び異常燃焼検出部７３としての機能も有している。更に、本実施形態のＥＣＵ７は、ＤＰＦ６２の強制再生を行う再生処理部７８としての機能や、ＥＧＲ量の制御を行うＥＧＲ制御部７９としての機能も有している。   The ECU 7 shown in FIGS. 1 and 2 is configured as a computer that realizes a predetermined function by executing a built-in program. Specifically, as described above, the ECU 7 of the present embodiment serves as the fuel injection control unit 71 that appropriately controls the number, timing, and interval of fuel injection from the injector 32 to the combustion chamber 23 of the cylinder. It has a function. In addition, the ECU 7 of the present embodiment also has functions as a cetane number estimation unit 72 and an abnormal combustion detection unit 73. Furthermore, the ECU 7 of this embodiment also has a function as a regeneration processing unit 78 that performs forced regeneration of the DPF 62 and a function as an EGR control unit 79 that controls the amount of EGR.

続いて、本実施形態の特徴的な構成について説明する。前述したように、ＥＣＵ７は、セタン価推定部７２及び異常燃焼検出部７３としての機能を有している。   Subsequently, a characteristic configuration of the present embodiment will be described. As described above, the ECU 7 has functions as the cetane number estimation unit 72 and the abnormal combustion detection unit 73.

ＥＣＵ７のセタン価推定部７２の記憶部７７には、温度センサ１１の検出値から推定される燃焼室２３内の燃焼温度と、燃料のセタン価と、の対応関係を示した推定テーブル７５が記憶されている（図３参照）。図３に示す推定テーブル７５は、エンジンの製造業者により、燃料の燃焼温度とセタン価との対応関係が測定等により調べられることにより予め作成されて、記憶部に記憶されている。   The storage unit 77 of the cetane number estimation unit 72 of the ECU 7 stores an estimation table 75 showing the correspondence between the combustion temperature in the combustion chamber 23 estimated from the detection value of the temperature sensor 11 and the cetane number of the fuel. (See FIG. 3). The estimation table 75 shown in FIG. 3 is created in advance by the correspondence between the combustion temperature of the fuel and the cetane number by measurement or the like by the engine manufacturer, and is stored in the storage unit.

ＥＣＵ７のセタン価推定部７２は、燃料の燃焼室２３内での燃焼温度を温度センサ１１の検出値から推定し、当該燃焼温度に基づいて前記推定テーブル７５を参照することにより、そのときの燃焼温度に対応する燃料のセタン価を推定する。そしてＥＣＵ７は、この推定されたセタン価に基づいて、燃料の燃焼状態が安定した状態に保たれるように、燃料の噴射時期を制御する。   The cetane number estimation unit 72 of the ECU 7 estimates the combustion temperature of the fuel in the combustion chamber 23 from the detection value of the temperature sensor 11, and refers to the estimation table 75 based on the combustion temperature, thereby burning at that time Estimate the cetane number of the fuel corresponding to the temperature. The ECU 7 controls the fuel injection timing based on the estimated cetane number so that the fuel combustion state is maintained in a stable state.

以下では、本実施形態のエンジン１において行われる燃料のセタン価に応じた制御の一例について、図４のフローチャートを参照して説明する。   Below, an example of the control according to the cetane number of the fuel performed in the engine 1 of this embodiment is demonstrated with reference to the flowchart of FIG.

所定の操作具からの操作信号等により、セタン価に応じた制御を開始することが指示された場合、ＥＣＵ７のセタン価推定部７２及び異常燃焼検出部７３は、まず、温度センサ１１の検出値Ｔｎ及び圧力センサ１２の検出値Ｐｎを取得する（ステップＳ１０１）。そしてＥＣＵ７のセタン価推定部７２は、温度センサ１１の検出値Ｔｎから燃料の燃焼室２３（シリンダ）内での燃焼温度Ｃｎを推定して取得する（ステップＳ１０２）。   When it is instructed to start control according to the cetane number by an operation signal from a predetermined operation tool, the cetane number estimation unit 72 and the abnormal combustion detection unit 73 of the ECU 7 first detect the detected value of the temperature sensor 11. Tn and the detected value Pn of the pressure sensor 12 are acquired (step S101). Then, the cetane number estimating unit 72 of the ECU 7 estimates and acquires the combustion temperature Cn of the fuel in the combustion chamber 23 (cylinder) from the detection value Tn of the temperature sensor 11 (step S102).

続いて、ＥＣＵ７のセタン価推定部７２は、ステップＳ１０２において検知した燃焼温度Ｃｎに対応するセタン価Ｓｎを、記憶部７７に記憶された推定テーブル７５を参照することにより推定して取得する（ステップＳ１０３）。   Subsequently, the cetane number estimation unit 72 of the ECU 7 estimates and acquires the cetane number Sn corresponding to the combustion temperature Cn detected in step S102 by referring to the estimation table 75 stored in the storage unit 77 (step). S103).

次に、ＥＣＵ７の異常燃焼検出部７３は、ステップＳ１０１で検知した温度センサ１１の検出値Ｔｎ及び圧力センサ１２の検出値Ｐｎに基づいて、前記シリンダ内においてノッキング等の異常燃焼が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。その結果、異常燃焼が発生していないと判定した場合、ＥＣＵ７は、セタン価に応じた制御を行うための処理（ステップＳ１０５からステップＳ１０７まで）に移行する。   Next, the abnormal combustion detection unit 73 of the ECU 7 determines whether abnormal combustion such as knocking has occurred in the cylinder based on the detection value Tn of the temperature sensor 11 and the detection value Pn of the pressure sensor 12 detected in step S101. It is determined whether or not (step S104). As a result, when it is determined that abnormal combustion has not occurred, the ECU 7 proceeds to a process (from step S105 to step S107) for performing control according to the cetane number.

一方、ステップＳ１０４において異常燃焼が発生していると判定した場合、ＥＣＵ７の燃料噴射制御部７１は、燃料のインジェクタ３２からの噴射時期を適宜遅延させることにより（ステップＳ１０８）、着火時期を遅延させ、前記シリンダ内での異常燃焼の発生を抑制する。これにより、前記シリンダ内での燃料の燃焼状態が安定した状態となる。   On the other hand, if it is determined in step S104 that abnormal combustion has occurred, the fuel injection control unit 71 of the ECU 7 delays the ignition timing by appropriately delaying the fuel injection timing from the injector 32 (step S108). The occurrence of abnormal combustion in the cylinder is suppressed. Thereby, the combustion state of the fuel in the cylinder becomes a stable state.

異常燃焼検出部７３により異常燃焼が発生していないと判定された場合、ＥＣＵ７の燃料噴射制御部７１は、ステップＳ１０３で推定されたセタン価Ｓｎが予め設定された基準値Ｓｂよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。その結果、そのときのセタン価が基準値Ｓｂよりも小さい場合、燃料噴射制御部７１は、インジェクタ３２からの燃料の噴射時期を一定量だけ一気に早める処理を所定時間の間実行する（ステップＳ１０５）。この処理の後、燃料噴射制御部７１は、インジェクタ３２からの燃料の噴射時期が目標値に到達するまで徐々に遅らせる処理を実行する（ステップＳ１０６）。一方、ステップＳ１０４において、そのときのセタン価が基準値Ｓｂ以上であると判定された場合、燃料噴射制御部７１は、インジェクタ３２からの燃料の噴射時期を早めることなく、目標値に到達するまで徐々に遅らせる処理を実行する（ステップＳ１０６）。これにより、前記シリンダ内での燃料の燃焼状態が安定した状態となる。   When the abnormal combustion detection unit 73 determines that the abnormal combustion has not occurred, the fuel injection control unit 71 of the ECU 7 determines whether or not the cetane number Sn estimated in step S103 is smaller than a preset reference value Sb. Is determined (step S104). As a result, when the cetane number at that time is smaller than the reference value Sb, the fuel injection control unit 71 executes a process of quickly advancing the fuel injection timing from the injector 32 by a predetermined amount for a predetermined time (step S105). . After this process, the fuel injection control unit 71 executes a process of gradually delaying until the fuel injection timing from the injector 32 reaches the target value (step S106). On the other hand, when it is determined in step S104 that the cetane number at that time is equal to or greater than the reference value Sb, the fuel injection control unit 71 does not advance the fuel injection timing from the injector 32 until the target value is reached. A process of gradually delaying is executed (step S106). Thereby, the combustion state of the fuel in the cylinder becomes a stable state.

このように、本実施形態のエンジン１が有しているエンジン制御システムにおいては、燃料のセタン価Ｓｎをリアルタイムで推定及び検出して、当該セタン価Ｓｎに応じた燃料噴射が行われるように制御し、それにより安定した燃焼を実現することができる。   As described above, in the engine control system included in the engine 1 of the present embodiment, the cetane number Sn of the fuel is estimated and detected in real time, and control is performed so that fuel injection according to the cetane number Sn is performed. Thus, stable combustion can be realized.

更に、本実施形態のエンジン１が有しているエンジン制御システムにおいては、燃料のセタン価Ｓｎに応じた安定した燃焼が実現できるので、未燃焼の燃料がＤＯＣ６１に供給されにくくなり、ＤＯＣ６１が過昇温することが防止される。   Further, in the engine control system of the engine 1 of the present embodiment, stable combustion according to the cetane number Sn of the fuel can be realized, so that unburned fuel becomes difficult to be supplied to the DOC 61, and the DOC 61 is excessive. Temperature rise is prevented.

以上に説明したように、本実施形態のエンジン制御システムは、温度センサ１１と、セタン価推定部７２と、燃料噴射制御部７１と、を備える。温度センサ１１は、エンジン１のシリンダ内の燃料の燃焼温度Ｃｎを検知する。セタン価推定部７２は、温度センサ１１の検出値に基づいて燃料のセタン価Ｓｎを推定する。そして、燃料噴射制御部７１は、セタン価推定部７２により推定されたセタン価Ｓｎに基づいて、燃料の噴射を制御する。   As described above, the engine control system of the present embodiment includes the temperature sensor 11, the cetane number estimation unit 72, and the fuel injection control unit 71. The temperature sensor 11 detects the combustion temperature Cn of the fuel in the cylinder of the engine 1. The cetane number estimation unit 72 estimates the cetane number Sn of the fuel based on the detection value of the temperature sensor 11. The fuel injection control unit 71 controls fuel injection based on the cetane number Sn estimated by the cetane number estimation unit 72.

これにより、燃焼温度Ｃｎに基づいて、燃料のセタン価Ｓｎを推定できる。そして、推定したセタン価Ｓｎに応じて燃料の噴射をコントロールすることで、安定した燃焼を実現できる。   Thus, the cetane number Sn of the fuel can be estimated based on the combustion temperature Cn. And stable combustion is realizable by controlling fuel injection according to the estimated cetane number Sn.

また、本実施形態のエンジン制御システムにおいては、セタン価推定部７２は、燃焼温度Ｃｎと、セタン価Ｓｎと、の対応関係を示す推定テーブル７５を記憶した記憶部７７を備える。そして、当該セタン価推定部７２は、温度センサの検出値Ｔｎと、記憶部７７に記憶されている推定テーブル７５と、に基づいて、燃料のセタン価Ｓｎを推定する。   Further, in the engine control system of the present embodiment, the cetane number estimation unit 72 includes a storage unit 77 that stores an estimation table 75 indicating a correspondence relationship between the combustion temperature Cn and the cetane number Sn. Then, the cetane number estimation unit 72 estimates the cetane number Sn of the fuel based on the detected value Tn of the temperature sensor and the estimation table 75 stored in the storage unit 77.

これにより、燃焼温度Ｃｎとセタン価Ｓｎの対応関係を予め測定して推定テーブル７５として記憶しておくことにより、セタン価Ｓｎを精度良く推定できる。   Thereby, by measuring the correspondence between the combustion temperature Cn and the cetane number Sn in advance and storing it as the estimation table 75, the cetane number Sn can be estimated with high accuracy.

また、本実施形態のエンジン制御システムにおいては、燃料噴射制御部７１は、セタン価推定部７２によって推定されたセタン価Ｓｎに基づいて、燃料の噴射時期を制御する。   In the engine control system of the present embodiment, the fuel injection control unit 71 controls the fuel injection timing based on the cetane number Sn estimated by the cetane number estimation unit 72.

このように、セタン価Ｓｎに応じて燃料の噴射時期を異ならせることにより、セタン価によらず機関の正常な燃焼状態を保つことができる。   Thus, by varying the fuel injection timing according to the cetane number Sn, the normal combustion state of the engine can be maintained regardless of the cetane number.

また、本実施形態のエンジン制御システムにおいては、エンジン１にはＤＯＣが接続されている。   In the engine control system of the present embodiment, a DOC is connected to the engine 1.

これにより、上記のようなセタン価Ｓｎに応じた燃焼制御は、ＤＯＣが接続されているエンジン１に適用されると、ＤＯＣへの未燃焼の燃料の排出や、ＤＯＣの過昇温を防止できるため、特に好適である。   Thereby, when the combustion control according to the cetane number Sn as described above is applied to the engine 1 to which the DOC is connected, discharge of unburned fuel to the DOC and excessive temperature rise of the DOC can be prevented. Therefore, it is particularly suitable.

また、本実施形態のエンジン制御システムを有するエンジン１は多気筒エンジンである。そして、温度センサ１１は何れか１つのシリンダにのみ設けられている。   The engine 1 having the engine control system of the present embodiment is a multi-cylinder engine. And the temperature sensor 11 is provided only in any one cylinder.

これにより、全てのシリンダに温度センサ１１を設ける必要がないため、コストダウンを図ることができる。   Thereby, since it is not necessary to provide the temperature sensor 11 in every cylinder, cost reduction can be aimed at.

また、本実施形態のエンジン制御システムは、圧力センサ１２と、異常燃焼検出部７３と、を備える。当該圧力センサ１２は、シリンダ内の圧力を検知する。当該異常燃焼検出部７３は、温度センサ１１及び圧力センサ１２の検出値に基づいて異常燃焼を検出する。そして、燃料噴射制御部７１は、異常燃焼検出部７３の検出結果に基づいて燃料の噴射を制御する。   The engine control system of the present embodiment includes a pressure sensor 12 and an abnormal combustion detection unit 73. The pressure sensor 12 detects the pressure in the cylinder. The abnormal combustion detection unit 73 detects abnormal combustion based on the detection values of the temperature sensor 11 and the pressure sensor 12. The fuel injection control unit 71 controls fuel injection based on the detection result of the abnormal combustion detection unit 73.

これにより、シリンダ内の温度センサ１１及び圧力センサ１２を利用して、燃焼の制御を一層適切に行うことができる。   Thereby, combustion control can be performed more appropriately using the temperature sensor 11 and the pressure sensor 12 in the cylinder.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the above configuration can be modified as follows, for example.

上記の実施形態においては、推定された燃料のセタン価に基づいて、燃料の燃焼状態が安定した状態に保たれるように燃料の噴射時期を制御しているが、エンジンの制御の態様はこれに限らない。例えば、推定された燃料のセタン価に基づいて、燃料の噴射の回数、噴射の圧力、又は噴射の間隔を制御することとしてもよい。   In the above-described embodiment, the fuel injection timing is controlled based on the estimated cetane number of the fuel so that the combustion state of the fuel is maintained in a stable state. Not limited to. For example, the number of fuel injections, the injection pressure, or the injection interval may be controlled based on the estimated cetane number of the fuel.

上記の実施形態においては、温度センサ１１の検出値Ｔｎ及び圧力センサ１２の検出値Ｐｎの両方に基づいて前記シリンダ内（燃焼室内）の燃料の燃焼温度Ｃｎを推定しているが、これに限らず、温度センサ１１の検出値Ｔｎ又は圧力センサ１２の検出値Ｐｎの何れか一方に基づいて前記シリンダ内（燃焼室内）の燃料の燃焼温度Ｃｎを推定し、それにより燃料のセタン価を推定してもよい。   In the above embodiment, the combustion temperature Cn of the fuel in the cylinder (combustion chamber) is estimated based on both the detection value Tn of the temperature sensor 11 and the detection value Pn of the pressure sensor 12, but this is not limitative. First, the combustion temperature Cn of the fuel in the cylinder (combustion chamber) is estimated based on either the detection value Tn of the temperature sensor 11 or the detection value Pn of the pressure sensor 12, thereby estimating the cetane number of the fuel. May be.

上記の実施形態においては、推定した燃料のセタン価に応じて燃料の噴射を制御しているが、これに限らず、例えば、推定した燃料のセタン価に応じてＥＧＲ量を制御してもよい。具体例としては、ＥＣＵ７のセタン価推定部７２がステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理を行った後、ＥＣＵ７のＥＧＲ制御部７９が、推定した燃料のセタン価Ｓｎが基準値Ｓｂよりも小さい場合には、ＥＧＲ弁４２の開度を大きくする処理を実行するように構成することができる。これにより、燃料のセタン価が低い場合には、ＥＧＲ弁４２の開度を大きくしてＥＧＲ量を増加させることにより燃焼室２３に送り込まれる吸気を高温にし、燃料の着火性を改善することができ、ひいては安定した燃焼を実現できる。   In the above embodiment, the fuel injection is controlled according to the estimated cetane number of the fuel. However, the present invention is not limited to this. For example, the EGR amount may be controlled according to the estimated cetane number of the fuel. . As a specific example, after the cetane number estimation unit 72 of the ECU 7 performs the processing from step S101 to step S103, the EGR control unit 79 of the ECU 7 determines that the estimated cetane number Sn of the fuel is smaller than the reference value Sb. Further, a process for increasing the opening degree of the EGR valve 42 can be executed. As a result, when the cetane number of the fuel is low, the opening of the EGR valve 42 is increased to increase the EGR amount, so that the intake air sent into the combustion chamber 23 can be heated to improve the ignitability of the fuel. And by extension, stable combustion can be realized.

あるいは、推定した燃料のセタン価に応じてブースト圧を制御するなど、他のパラメータもセタン価に応じて制御することもできる。   Alternatively, other parameters can be controlled according to the cetane number, such as controlling the boost pressure according to the estimated cetane number of the fuel.

上記の実施形態では、燃料のセタン価に応じた制御は、所定の操作具が操作されている間だけ行われている。しかしながら、これに限らず、当該制御が常時行われても良いし、定期的に（例えば１時間おきに）セタン価を検出して当該制御が行われても良い。   In the above embodiment, the control according to the cetane number of the fuel is performed only while a predetermined operation tool is being operated. However, the present invention is not limited to this, and the control may be performed constantly, or the control may be performed periodically (for example, every hour) by detecting the cetane number.

１ エンジン（ディーゼルエンジン）
１１ 温度センサ
６１ ディーゼル用酸化触媒
７１ 燃料噴射制御部
７２ セタン価推定部
７５ 推定テーブル
Ｃｎ 燃焼温度
Ｓｎ セタン価 1 engine (diesel engine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Temperature sensor 61 Diesel oxidation catalyst 71 Fuel injection control part 72 Cetane number estimation part 75 Estimation table Cn Combustion temperature Sn Cetane number

Claims (6)

ディーゼルエンジンのシリンダ内の燃料の燃焼温度を検知する温度センサと、
前記温度センサの検出値に基づいて燃料のセタン価を推定するセタン価推定部と、
前記セタン価推定部により推定されたセタン価に基づいて、燃料の噴射を制御する燃料噴射制御部と、
を備えることを特徴とするエンジン制御システム。 A temperature sensor for detecting the combustion temperature of the fuel in the cylinder of the diesel engine;
A cetane number estimation unit for estimating a cetane number of the fuel based on a detection value of the temperature sensor;
A fuel injection control unit that controls fuel injection based on the cetane number estimated by the cetane number estimation unit;
An engine control system comprising: 請求項１に記載のエンジン制御システムであって、
前記セタン価推定部は、前記燃焼温度と、前記セタン価と、の対応関係を記憶した記憶部を備え、
当該セタン価推定部は、前記温度センサの検出値と、前記記憶部に記憶されている対応関係と、に基づいて、燃料のセタン価を推定することを特徴とするエンジン制御システム。 The engine control system according to claim 1,
The cetane number estimation unit includes a storage unit that stores a correspondence relationship between the combustion temperature and the cetane number,
The cetane number estimation unit estimates the cetane number of fuel based on the detected value of the temperature sensor and the correspondence relationship stored in the storage unit. 請求項１又は２に記載のエンジン制御システムであって、
前記燃料噴射制御部は、前記推定されたセタン価に基づいて、燃料の噴射時期を制御することを特徴とするエンジン制御システム。 The engine control system according to claim 1 or 2,
The engine control system, wherein the fuel injection control unit controls fuel injection timing based on the estimated cetane number. 請求項１から３までの何れか一項に記載のエンジン制御システムであって、
前記ディーゼルエンジンには、ディーゼル用酸化触媒が接続されていることを特徴とするエンジン制御システム。 The engine control system according to any one of claims 1 to 3,
An engine control system, wherein a diesel oxidation catalyst is connected to the diesel engine. 請求項１から４までの何れか一項に記載のエンジン制御システムであって、
当該エンジン制御システムを有するエンジンは多気筒エンジンであるとともに、前記温度センサは何れか１つのシリンダにのみ設けられていることを特徴とするエンジン制御システム。 An engine control system according to any one of claims 1 to 4,
The engine having the engine control system is a multi-cylinder engine, and the temperature sensor is provided in only one of the cylinders. 請求項１から５までの何れか一項に記載のエンジン制御システムであって、
前記シリンダ内の圧力を検知する圧力センサと、
前記温度センサ及び前記圧力センサの検出値に基づいて異常燃焼を検出する異常燃焼検出部と、
を備え、
前記燃料噴射制御部は、前記異常燃焼検出部の検出結果に基づいて燃料の噴射を制御することを特徴とするエンジン制御システム。 An engine control system according to any one of claims 1 to 5,
A pressure sensor for detecting the pressure in the cylinder;
An abnormal combustion detector for detecting abnormal combustion based on the detected values of the temperature sensor and the pressure sensor;
With
The engine control system, wherein the fuel injection control unit controls fuel injection based on a detection result of the abnormal combustion detection unit.
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