JP2019039379A - Fuel injection control device for compression ignition type engine - Google Patents
Fuel injection control device for compression ignition type engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019039379A JP2019039379A JP2017162681A JP2017162681A JP2019039379A JP 2019039379 A JP2019039379 A JP 2019039379A JP 2017162681 A JP2017162681 A JP 2017162681A JP 2017162681 A JP2017162681 A JP 2017162681A JP 2019039379 A JP2019039379 A JP 2019039379A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel injection
- fuel
- engine
- control device
- injection control
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、圧縮着火式エンジンの燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射タイミングを制御する燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device that controls the injection timing of a fuel injection valve that injects fuel into a combustion chamber of a compression ignition engine.
ディーゼルエンジン等の圧縮着火式エンジンでは、圧縮上死点付近において燃料噴射弁から燃焼室内へ燃料を直接噴射させる。圧縮行程で高温となった燃焼室内の空気と噴射された燃料との混合気が、筒内の熱で自然発火し、燃焼する。特許文献1には、ディーゼルエンジンにおいて、加速開始時に定常時よりも燃料噴射開始時期を遅角する共に、燃料噴射圧を上昇させることによって、ディーゼルノック音を抑制する技術が開示されている。
In a compression ignition type engine such as a diesel engine, fuel is directly injected into a combustion chamber from a fuel injection valve in the vicinity of compression top dead center. The mixture of the air in the combustion chamber that has become high temperature in the compression stroke and the injected fuel spontaneously ignites and burns with the heat in the cylinder.
上記の圧縮着火式エンジンにおいて、筒内温度が低下した状態となると、混合気への着火遅れが発生する。筒内温度の低下は、エンジンの減速時に燃料噴射弁から燃料の噴射量を停止する減速燃料カットが実行された場合に生じる。前記着火遅れが生じると、その遅れの分だけ多く燃料が燃焼室に存在する状態で燃焼が開始されることになるため、つまり多量の燃料が一気に燃焼するため、燃焼室内の燃焼圧が高くなる。この場合、エンジンのピストンやコンロッドなどの機構部への荷重が大きくなり、前記機構部にダメージを与える要因となる。 In the above compression ignition type engine, when the in-cylinder temperature is lowered, an ignition delay to the air-fuel mixture occurs. The drop in the in-cylinder temperature occurs when a deceleration fuel cut is executed that stops the fuel injection amount from the fuel injection valve during engine deceleration. When the ignition delay occurs, the combustion is started in a state where the fuel exists in the combustion chamber by the delay, that is, a large amount of fuel is burned at once, so the combustion pressure in the combustion chamber increases. . In this case, a load on a mechanism portion such as an engine piston or a connecting rod is increased, which causes damage to the mechanism portion.
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであって、圧縮着火式エンジンにおいてエンジン機構部へ過度の荷重が加わることを抑止できる圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a fuel injection control device for a compression ignition type engine that can prevent an excessive load from being applied to an engine mechanism in a compression ignition type engine. And
本発明の一局面に係る圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置は、気筒及びピストンを備えるエンジン本体と、該エンジン本体の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えた圧縮着火式エンジンにおいて、前記燃料噴射弁による燃料噴射のタイミングを制御する燃料噴射制御装置であって、前記燃料噴射制御装置は、前記ピストンの圧縮上死点付近のタイミングで前記燃料噴射弁から燃料の主噴射を行わせる主噴射制御と、エンジンの減速時に前記燃料噴射弁から燃料の噴射量を制限する減速燃料カット制御とを実行するものであり、前記減速燃料カット制御によって前記気筒の筒内温度が低下した運転状態からエンジンの加速を行う運転状態へ移行する際、前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行することを特徴とする。 A fuel injection control device for a compression ignition engine according to one aspect of the present invention is a compression ignition engine including an engine body including a cylinder and a piston, and a fuel injection valve for injecting fuel into a combustion chamber of the engine body. A fuel injection control device for controlling the timing of fuel injection by the fuel injection valve, wherein the fuel injection control device performs main injection of fuel from the fuel injection valve at a timing near the compression top dead center of the piston. Main fuel injection control and deceleration fuel cut control for limiting the amount of fuel injected from the fuel injection valve when the engine is decelerated, and the in-cylinder temperature of the cylinder is reduced by the deceleration fuel cut control. When shifting from a state to an operating state in which the engine is accelerated, control for retarding the timing of the main injection is executed.
この燃料噴射制御装置によれば、主噴射のタイミングの遅角によって、燃料噴射開始から着火までに燃焼室内へ供給される燃料量を抑制することができる。このため、減速燃料カット制御によって前記気筒の筒内温度が低下し、混合気への着火遅れが発生し得る状態となっても、多量の燃料が一気に燃焼することを防止することができる。これにより、燃焼室内の燃焼圧のピーク値が高騰することを抑止でき、エンジン機構部へ過度の荷重が加わらないようにすることができる。 According to this fuel injection control device, the amount of fuel supplied into the combustion chamber from the start of fuel injection to ignition can be suppressed by retarding the timing of main injection. For this reason, even if the cylinder temperature of the cylinder is lowered by the deceleration fuel cut control and an ignition delay to the air-fuel mixture can occur, it is possible to prevent a large amount of fuel from burning at once. Thereby, it can suppress that the peak value of the combustion pressure in a combustion chamber rises, and it can prevent that an excessive load is added to an engine mechanism part.
上記の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射制御装置は、前記減速燃料カット制御が実行された期間に基づいて、前記筒内温度が低下した運転状態であるか否かを判定し、前記筒内温度が低下した運転状態であると判定した場合に、前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行することが望ましい。 In the fuel injection control device, the fuel injection control device determines whether or not the in-cylinder temperature is in an operating state based on a period during which the deceleration fuel cut control is executed, and When it is determined that the operating state is a temperature drop, it is desirable to execute control for retarding the timing of the main injection.
気筒の筒内温度を直接計測することは難しい。一方、減速燃料カット制御が実行されると、その実行期間中は燃焼室には空気だけが供給されるので、実行期間が長くなるほど筒内温度が低下する傾向となる。上記の燃料噴射制御装置によれば、前記減速燃料カット制御が実行された期間に基づき、容易に筒内温度を推定することができるので、計測系や制御系を複雑化せずに済む利点がある。 It is difficult to directly measure the in-cylinder temperature of a cylinder. On the other hand, when the deceleration fuel cut control is executed, only the air is supplied to the combustion chamber during the execution period, so that the in-cylinder temperature tends to decrease as the execution period becomes longer. According to the fuel injection control device described above, the in-cylinder temperature can be easily estimated based on the period during which the deceleration fuel cut control is executed. Therefore, there is an advantage that the measurement system and the control system do not have to be complicated. is there.
上記の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射制御装置は、エンジン回転数が高回転領域である状態において前記減速燃料カット制御が実行された期間に基づいて、前記筒内温度が低下した運転状態であるか否かを判定することが望ましい。 In the above fuel injection control device, the fuel injection control device is operated in a state where the in-cylinder temperature is lowered based on a period during which the deceleration fuel cut control is executed in a state where the engine speed is in a high rotation range. It is desirable to determine whether or not there is.
エンジン回転数が高回転領域である状態において前記減速燃料カット制御が実行されると、より燃焼室の空冷度が進行する。従って、上記の状態で前記減速燃料カット制御が実行された期間を参照することで、前記筒内温度が低下した運転状態であるか否かを的確に判定することができる。 When the deceleration fuel cut control is executed in a state where the engine speed is in a high rotation range, the air cooling degree of the combustion chamber further proceeds. Therefore, by referring to the period during which the deceleration fuel cut control is executed in the above state, it is possible to accurately determine whether or not the in-cylinder temperature is in the operating state.
上記の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射制御装置は、前記エンジンの加速が、エンジン回転数が高回転であって高負荷を伴う加速である場合に、前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行することが望ましい。 In the fuel injection control device, the fuel injection control device is configured to retard the timing of the main injection when the acceleration of the engine is acceleration with a high engine speed and a high load. It is desirable to perform.
エンジンの加速が、高回転・高負荷を伴う加速である場合、燃料噴射量は自ずと多くなる。従って、前記減速燃料カット制御が実行されている運転状態から高回転・高負荷を伴う加速を行う運転状況に移行する際は、最も燃焼圧が上昇し易い状況であると言える。このような状況において前記遅角の制御を実行することで、燃焼圧の上昇を効果的に抑制することができる。 When the acceleration of the engine is acceleration accompanied by high rotation and high load, the fuel injection amount naturally increases. Therefore, it can be said that the combustion pressure is most likely to increase when the operation state in which the deceleration fuel cut control is being performed shifts to an operation state in which acceleration with high rotation and high load is performed. By executing the retard control in such a situation, an increase in the combustion pressure can be effectively suppressed.
上記の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射制御装置は、前記筒内温度が低下した運転状態から前記加速を行う運転状態への移行後、予め定められた所定期間だけ、前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行することが望ましい。 In the fuel injection control device, the fuel injection control device sets the timing of the main injection only for a predetermined period after the transition from the operation state in which the in-cylinder temperature is lowered to the operation state in which the acceleration is performed. It is desirable to execute a retarded control.
前記減速燃料カット制御が実行されている運転状態から加速を行う運転状態へ移行し、一定期間が経過すると筒内温度も上昇する。これに伴い、前記着火遅れも生じなくなるので、予め定められた所定期間だけ前記遅角の制御を行った後、前記主噴射のタイミングを元に戻すことが望ましい。 The in-cylinder temperature also rises after a certain period of time has elapsed from the operating state in which the deceleration fuel cut control is being performed to the operating state in which acceleration is performed. Accordingly, the ignition delay does not occur, so it is desirable to restore the timing of the main injection after controlling the retardation for a predetermined period.
上記の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射制御装置は、前記主噴射に加え、前記主噴射よりも早いタイミングでパイロット噴射を行わせるものであり、前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行する場合に、前記パイロット噴射のタイミングを同様に遅角する制御を実行することが望ましい。これにより、前記遅角する制御を行う場合と行わない場合とで、同様の混合気分布を燃焼室内に形成することが可能となる。 In the fuel injection control device described above, the fuel injection control device performs pilot injection at a timing earlier than the main injection and retards the timing of the main injection in addition to the main injection. In this case, it is desirable to execute control for retarding the pilot injection timing in the same manner. Thereby, it is possible to form a similar mixture distribution in the combustion chamber when the retarding control is performed and when it is not performed.
上記の燃料噴射制御装置において、前記圧縮着火式エンジンは、前記ピストンに連結される小端部及びクランク軸に連結される大端部を含むコンロッドと、前記小端部と前記ピストンとを連結する中空のピストンピンと、前記ピストンピンの中空部内に配置された動吸振器とを備えたものであることが望ましい。 In the fuel injection control device, the compression ignition type engine connects a connecting rod including a small end connected to the piston and a large end connected to a crankshaft, and the small end and the piston. It is desirable to include a hollow piston pin and a dynamic vibration absorber disposed in the hollow portion of the piston pin.
この燃料噴射制御装置によれば、上述の通り前記減速燃料カット制御によって前記気筒の筒内温度が低下した運転状態からエンジンの加速を行う運転状態へ移行する際に燃焼圧の上昇が抑制されるので、コンロッド、ピストンピン並びに動吸振器へ過度の荷重が加わらないようにすることができる。従って、これらエンジン機構部の破損を未然に防止することができる。 According to this fuel injection control device, as described above, an increase in the combustion pressure is suppressed when shifting from an operating state in which the in-cylinder temperature of the cylinder has been lowered by the deceleration fuel cut control to an operating state in which the engine is accelerated. Therefore, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the connecting rod, the piston pin, and the dynamic vibration absorber. Therefore, the engine mechanism can be prevented from being damaged.
本発明によれば、圧縮着火式エンジンにおいてエンジン機構部へ過度の荷重が加わることを抑止できる圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel injection control apparatus of the compression ignition type engine which can suppress that an excessive load is added to an engine mechanism part in a compression ignition type engine can be provided.
[エンジン装置の全体構成]
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置を詳細に説明する。先ずは、図1を参照して、前記燃料噴射制御装置が適用される圧縮着火式エンジン装置について説明する。
[Entire configuration of engine device]
Hereinafter, a fuel injection control device for a compression ignition engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a compression ignition type engine device to which the fuel injection control device is applied will be described with reference to FIG.
本実施形態に係るエンジン装置は、4ストロークのエンジン本体1と、エンジン本体1に燃焼用の空気を導入するための吸気通路21と、エンジン本体1で生成された排ガスを排出するための排気通路22と、排ガスの一部を吸気に還流するEGR装置30と、当該エンジン装置を統括的に制御するPCM(パワートレイン・コントロール・モジュール;燃料噴射制御装置/図4参照)40とを備える。エンジン本体1は、例えば、4つの気筒2を有する4気筒ディーゼルエンジンであり、軽油を含む燃料によって駆動される。この圧縮着火式エンジン装置は自動車等の車両に搭載され、エンジン本体1は車両の駆動源として利用される。
The engine apparatus according to the present embodiment includes a four-stroke engine
吸気通路21には、吸気方向の上流側から順に、エアクリーナ23、スロットルバルブ24及びサージタンク25が設けられており、これらを通過した後の空気がエンジン本体1に導入される。エアクリーナ23は、吸気を清浄化する。スロットルバルブ24は、吸気通路21を開閉する。ただし、本実施形態では、エンジンの運転中、スロットルバルブ24は基本的に全開もしくはこれに近い開度に維持されており、エンジンの停止時等の限られた運転条件のときにのみ閉弁されて吸気通路21を遮断する。排気通路22には、酸化触媒、DPF(ディーゼル・パーティキュレート・フィルタ)、SCR触媒(選択還元触媒)等を含み排ガスを浄化するための触媒装置26が設けられている。
In the
EGR装置30は、EGR通路31と、このEGR通路31を開閉するEGRバルブ32と、EGRクーラ33とを有する。EGR通路31は、排気通路22のうち触媒装置26の上流側の部分と、吸気通路21のうちスロットルバルブ24の下流側の部分(図1の例では、サージタンク25)とを接続している。排気通路22を流通する排ガスの一部は、EGR通路31を通って吸気通路21に還流する。吸気通路21に還流する排ガス、すなわちEGRガスの量は、EGRバルブ32の開弁量によって調整される。EGRクーラ33は、EGRガスを冷却する。前記EGRガスは、EGRクーラ33にて冷却された後、吸気通路21に還流される。
The
エンジン本体1の構成について説明を加える。エンジン本体1は、シリンダブロック3、シリンダヘッド4及びピストン5を備える。シリンダブロック3は、図1の紙面に垂直な方向に並ぶ複数の気筒2(図中ではそのうちの1つのみを示す)を有している。シリンダヘッド4は、シリンダブロック3の上面に取り付けられ、気筒2の上部開口を塞いでいる。ピストン5は、各気筒2に往復摺動可能に収容されており、コンロッド8を介してクランク軸7と連結されている。ピストン5の往復運動に応じて、クランク軸7はその中心軸回りに回転する。ピストン5の構造については、後記で詳述する。
The configuration of the
ピストン5の上方には燃焼室6が形成されている。シリンダヘッド4には、燃焼室6と連通する吸気ポート11及び排気ポート12が形成されている。吸気ポート11は、吸気通路21から供給される空気を気筒2内に導入するための開口、排気ポート12は、気筒2内で生成された燃焼ガスを排気通路22に導出するための開口である。シリンダヘッド4の底面は燃焼室天井面であり、この燃焼室天井面は、上向きに僅かに凸のペントルーフ型の形状を有している。燃焼室天井面Uには、吸気ポート11の下流端である吸気側開口部と、排気ポート12の上流端である排気側開口部とが形成されている。シリンダヘッド4には、前記吸気側開口部を開閉する吸気バルブ13と、前記排気側開口部を開閉する排気バルブ14とが組み付けられている。吸気バルブ13及び排気バルブ14は、いわゆるポペットバルブである。
A
シリンダヘッド4には、吸気バルブ13、排気バルブ14を各々駆動する吸気側動弁機構15、排気側動弁機構16が配設されている。これら動弁機構15、16によりクランク軸7の回転に連動して、各吸気バルブ13及び排気バルブ14が駆動される。これら吸気バルブ13及び排気バルブ14の駆動により、吸気バルブ13の弁体が吸気ポート111を開閉し、排気バルブ14の弁体が排気ポート12を開閉する。
The
シリンダヘッド4には、燃焼室6内に燃料を噴射するインジェクタ17(燃料噴射弁)が、各気筒2につき1つずつ取り付けられている。インジェクタ17は、図略の燃料供給管を通して供給された燃料を燃焼室6に噴射するもので、燃焼室6に突出するように配置されたノズルヘッド18を備える。ノズルヘッド18には、燃料を高圧で噴射する複数の噴射孔が備えられている。インジェクタ17は、その本体部及びノズルヘッド18の中心軸が、前記燃焼室天井面の頂部を通り気筒2の中心軸と平行に延びるように配置されている。インジェクタ17による燃料噴射のタイミングは、PCM40(図4)によって制御される。この点は後述する。
The
[ピストン及び動吸振器について]
図2は、図1に示されたエンジン本体1に適用されているピストン5及びコンロッド8の正面図、図3は、図2のIII−III線断面図である。本実施形態では、ピストン5とコンロッド8との連結部に、ディーゼルノック音の原因となる3.5kHzの振動を低減させる動吸振器9が組み込まれている例を示す。
[Piston and dynamic vibration absorber]
2 is a front view of the
ピストン5は、ピストンヘッド51と、ピストンヘッド51の下方に連設されたスカート部52とを含む。ピストンヘッド51は円柱体からなり、燃焼室6の壁面の一部(底面)を形成する冠面50を上面に備えると共に、気筒2の内壁面と摺接する側周面とを備える。前記側周面には、複数のピストンリング51Aが嵌め込まれている。スカート部52は、ピストンヘッド51のクランク軸7と直交する方向の両側部に配置され、ピストン5の往復運動の際の首振り揺動を抑制する。ピストンヘッド51の下方には、クランク軸7の延伸方向に延びるピン支持孔54を区画する一対のピストンボス部53が設けられている。ピン支持孔54には、ピストンピン84が挿通される。
The
コンロッド8は、クランク軸7のクランクピンと連結される下端側の大端部81と、ピストン5と連結される上端側の小端部82と、大端部81と小端部82とを繋ぐロッド部83とを含む。大端部81には、前記クランクピンが挿通されるクランクピン挿通孔81Aが設けられている。小端部82には、ピストンピン84が挿通されるピン挿通孔82Aが設けられている。ピストン5の往復動は、コンロッド8を介してクランク軸7に伝達され、当該クランク軸7が回転する。
The connecting
ピストンピン84は、コンロッド8の小端部82と、ピストン5とを連結するピン部材である。ピストンピン84の軸方向の両端部は、一対のピストンボス部53のピン支持孔54で各々支持されている。コンロッド8の小端部82は、一対のピストンボス部53の間、つまりピストンピン84の軸方向の中央部に挿通されている。小端部82のピン挿通孔82Aは、ピストンピン84の外周面に対して相対的に摺動回転が可能である。各ピン支持孔54の外側開口部付近には、ピストンピン84の抜け止めのためのスナップリング55が嵌め込まれている。
The
ピストンピン84は、その軸方向に貫通する筒状の中空部841を備えた中空のピン部材である。図3に示されているように、中空部841は、その軸方向両端部においてテーパ状に内径が拡径されている一方、軸方向中央部には内径が最も小さい圧入部842が備えられている。この圧入部842は、動吸振器9の固定用として設けられている。
The
ピストンピン84の内部(中空部841内)には、動吸振器9が配置されている。動吸振器9は、燃焼行程においてピストン5、ピストンピン84及びコンロッド8の小端部82が一体となって、コンロッド8の大端部81に対して共振することを抑制する機能を有する。前記共振が発生すると、コンロッド8が伸縮変形する振動モード(3.5kHzの振動現象)が発生し、これがディーゼルノック音の原因となる。動吸振器9は、前記振動モードをキャンセルする作用を果たす。
The
動吸振器9は、大略的に中空部841と同じ軸長を備えた軸状部材からなり、その軸方向中央に配置される一つの固定部91と、固定部91の一方側と他方側とに配置された一対の可動部92と、固定部91と一対の可動部92とを各々連結する一対の支持部93とを含む。固定部91、可動部92及び支持部93は、金属部材の一体成型品からなる。
The
固定部91は、ピストンピン84の圧入部842の内径よりも僅かに大きい外径を有し、当該圧入部842に圧入されており、これにより動吸振器9はピストンピン84に固定されている。可動部92は、中空部841の内径よりも小さい外径を有する円柱体であり、ピストンピン84の軸方向に延びるように中空部841内に配置されている。支持部93は、可動部92が中空部841内において揺動可能に、固定部91と可動部92とを連結している。なお、可動部92の外径は、当該可動部92が支持部93を支点として振動しても、中空部841の内周面に接触しないような外径に設定されている。
The fixed
燃焼行程では、ピストンピン84とコンロッド小端部82のピン挿通孔82Aとの間の潤滑油膜、及び、ピストンピン84とピストンボス部53のピン支持孔54との間の潤滑油膜は共に無くなり、この結果、ピストン5、ピストンピン84及びコンロッド8の小端部82が一体となって大端部81に対して共振しようとする。しかし、本実施形態では、ピストンピン84に設けられた動吸振器9により、その共振が抑制され、共振による騒音を低減することができる。
In the combustion stroke, both the lubricating oil film between the
すなわち、コンロッド8に縮み方向(下方向)の力が作用するときには、錘として作用する可動部92が上方向の力を与え、伸び方向(上方向)の力が作用するときには、可動部92が上方向の力を与える。これにより、コンロッド8の伸縮振幅がキャンセルされ、振動(ディーゼルノック音)が抑制される。なお、上記の共振が生じない吸気行程、圧縮行程及び排気行程においても、動吸振器9は振動する。しかし、動吸振器9はピストンピン84内に配設されているので共振が生じない各行程では、前記潤滑油膜の緩衝作用によって動吸振器9の振動がコンロッド8に伝わることはない。
That is, when a force in the contraction direction (downward) acts on the connecting
[制御構成]
図4は、本実施形態に係る圧縮着火式エンジン装置の制御構成を示すブロック図である。本実施形態のエンジン装置は、PCM40(燃料噴射制御装置)によって統括的に制御される。PCM40は、CPU、ROM、RAM等から構成されるマイクロプロセッサである。
[Control configuration]
FIG. 4 is a block diagram showing a control configuration of the compression ignition engine device according to the present embodiment. The engine device of the present embodiment is comprehensively controlled by a PCM 40 (fuel injection control device). The
車両には各種センサが設けられており、PCM40はこれらセンサと電気的に接続されている。図4では、前記センサとして、クランク角センサSN1、エアーフローセンサSN2及びアクセル開度センサSN3を示している。クランク角センサSN1は、シリンダブロック3に配置され、エンジン回転数を検出する。エアーフローセンサSN2は、吸気通路21を通って各気筒2に吸入される空気量を検出する。アクセル開度センサSN3は、運転者により操作される図外のアクセルペダルの開度(アクセル開度)を検出する。
Various sensors are provided in the vehicle, and the
PCM40は、これらセンサSN1〜SN3等からの入力信号に基づいて種々の演算を実行しつつエンジンの各部を制御する。すなわち、PCM40は、インジェクタ17、スロットルバルブ24及びEGRバルブ32等と電気的に接続されており、演算結果等に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。このうち、燃料噴射制御に関する機能的要素として、PCM40は、燃料噴射制御部41及びカウンター42を含む。
The
燃料噴射制御部41は、基本制御として、クランク角センサSN1により検出されるエンジン回転数と、アクセル開度センサSN3の検出値(アクセル開度)から特定されるエンジン負荷(要求トルク)と、エアーフローセンサSN2により検出される吸気流量とに基づいて、インジェクタ17からの燃料の噴射量および燃料噴射のタイミングを決定し、その決定に従ってインジェクタ17の動作を制御する。
As a basic control, the fuel
本実施形態において燃料噴射制御部41は、少なくともピストン5の圧縮上死点(TDC)付近のタイミングでインジェクタ17から燃料の主噴射を行わせる主噴射制御を実行する。もちろん、前記主噴射以外の燃料噴射を行わせても良く、例えばTDCよりも早いクランク角であって前記主噴射よりも早いタイミングにおいてパイロット噴射等を実行させても良い。また、燃料噴射制御部41は、エンジンの減速時にインジェクタ17から燃料の噴射量を制限(停止)する減速燃料カット制御(いわゆるフューエルカット制御)を実行する。例えば燃料噴射制御部41は、アクセル開度センサSN3がアクセル開度=0(アクセルOFF)を検出し、クランク角センサSN1がエンジン回転数=所定の回転数を検出している場合に、前記減速燃料カット制御を実行する。カウンター42は、前記減速燃料カット制御の実行時間をカウントするカウンターである。
In the present embodiment, the fuel
[主噴射の遅角制御]
さらに、燃料噴射制御部41は、前記減速燃料カット制御によって気筒2の筒内温度が低下した運転状態からエンジンの加速を行う運転状態へ移行する際、前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行する。以下、この主噴射の遅角制御について詳述する。
[Delay control of main injection]
Further, the fuel
図5は、圧縮着火式エンジン装置の運転状態の変化を説明するためのグラフである。いま、前記減速燃料カット制御が実行されている状態が現状の運転シーンASであるとする。前記減速燃料カット制御が実行されると、燃焼室6には燃料が供給されない(トルク=0)、つまり燃焼室6内で燃焼が発生しないと共に、エンジン回転数が高速であることに伴い多量の吸気が供給される状態となる。従って、現状の運転シーンASでは、吸気によって気筒2は空冷されることとなり、筒内温度が低下する。
FIG. 5 is a graph for explaining changes in the operating state of the compression ignition engine device. Now, it is assumed that the state where the deceleration fuel cut control is being executed is the current driving scene AS. When the deceleration fuel cut control is executed, no fuel is supplied to the combustion chamber 6 (torque = 0), that is, combustion does not occur in the
このような運転シーンASから、エンジンの加速を行う運転シーンへ移行する場合が多々ある。例えば、下り坂を通過した後に上り坂を走行するようなケースである。図5には、エンジンの全負荷ラインが示されている。上掲のケースでは、減速燃料カット制御が実行されている運転シーンASから、全負荷ラインの運転シーンに短時間で移行することになる。このような運転シーンの移行が起きると、気筒2の筒内温度が低下していることから、圧縮着火式エンジンにおいては、燃焼室6内の混合気への着火遅れが発生する。
In many cases, the driving scene AS shifts to a driving scene in which the engine is accelerated. For example, a case where the vehicle travels uphill after passing downhill. FIG. 5 shows the full load line of the engine. In the above-described case, the operation scene AS in which the deceleration fuel cut control is being executed shifts to the operation scene of the full load line in a short time. When such a transition of the operation scene occurs, since the in-cylinder temperature of the
前記着火遅れが生じると、その遅れの分だけ多く燃料が燃焼室に存在する状態で燃焼が開始されることになる。この場合、通常より多い量の燃料が一気に燃焼するので、燃焼室6内の燃焼圧が高くなる。燃焼圧が高くなると、エンジンのピストン5やコンロッド8などの機構部への荷重が大きくなり、前記機構部にダメージを与える要因となる。とりわけ、本実施形態では、ピストン5内(ピストンピン84内)に上述の振動動作を行う動吸振器9が組み込まれていることから、この動吸振器9へのダメージも問題となる。
When the ignition delay occurs, combustion is started in a state where fuel is present in the combustion chamber as much as the delay. In this case, since a larger amount of fuel burns at a time, the combustion pressure in the
図6は、インジェクタ17からの燃料噴射期間と燃焼室6内の燃焼圧との関係を示すタイムチャートである。時刻t1は、インジェクタ17から燃料噴射が開始される時刻、時刻t2は、燃焼室6内の燃料に着火する時刻である。時刻t1は、TDCよりもピストン5が所定角度だけ進角となるタイミングに設定される。時刻t2は、TDCよりも所定角度だけ遅角となる時刻であり、前記筒内温度に依存して変動し得る時刻である。燃焼圧は、着火が起きた時刻t2以降、急激に上昇し、その後のクランク角の進行によって急激に下降する。
FIG. 6 is a time chart showing the relationship between the fuel injection period from the injector 17 and the combustion pressure in the
燃焼圧は、燃料噴射開始から着火までの間にインジェクタ17から噴射された燃料量、つまり時刻t1〜時刻t2間の期間tAに燃焼室6内に供給された燃料量に影響を受ける。一般に、前記燃料量が多いほど燃焼圧の立ち上がりは鋭くなり、ピーク値が高くなる。燃焼圧のピーク値が高くなると、動吸振器9に与えられる3.5kHzの加振力も大きくなる。上述の筒内温度の低下が発生すると、燃料への着火タイミングである時刻t2が遅角する(着火遅れが発生する)ので、前記燃料量が自ずと増え、燃焼圧のピーク値が高くなる。
The combustion pressure is affected by the amount of fuel injected from the injector 17 between the start of fuel injection and ignition, that is, the amount of fuel supplied into the
筒内温度が低下した状態から加速を行う運転状態に移行する場合、一層燃料量は増えるので、燃焼圧のピーク値は顕著に高くなる。このため、3.5kHzの加振力の増大がもたらされ、動吸振器9の破壊を惹起する懸念がある。例えば、大きな加振力によって支持部93が可動部92の振動運動を支えきれなくなり、支持部93が損傷することが想定される。もちろん、ピストン5やコンロッド8、さらにはピストンピン84やクランク軸7への損傷も想定される。
When shifting from a state in which the in-cylinder temperature is lowered to an operation state in which acceleration is performed, the fuel amount is further increased, so that the peak value of the combustion pressure is significantly increased. For this reason, an increase in the excitation force of 3.5 kHz is brought about, and there is a concern that the
そこで、本実施形態では、上記の損傷の回避のため上述の遅角制御を実行し、期間tAに燃焼室6内に供給される燃料量が過剰とならないようにすることによって、燃焼圧のピーク値を抑制する。この点を図7に基づいて説明する。図7(A)〜(C)は、燃料噴射開始タイミング、燃料噴射期間及び噴射率とクランク角との関係を示すタイムチャートである。
Therefore, in the present embodiment, the above-described retardation control is performed to avoid the above-described damage, and the amount of fuel supplied into the
図7(A)は、インジェクタ17からの燃料噴射が通常モードで実行される場合のタイムチャートである。通常モードは、筒内温度の低下が発生しない状態、つまり減速燃料カット制御が実行されていない運転状態において実行されるモードである。ここでは、主噴射PMに加え、パイロット噴射PAが実行される例を示している。通常モードにおいて主噴射PMは、予め設定された所定のクランク角CA1で開始され、所定のクランク角CA3で終了する。燃料噴射率(噴射圧)も、予め設定された所定の噴射率L1とされる。この噴射率L1と、クランク角CA1〜CA3の期間で定まる主噴射PMによって噴射される燃料量も、予め設定された量となる。 FIG. 7A is a time chart when fuel injection from the injector 17 is executed in the normal mode. The normal mode is a mode that is executed in a state where the in-cylinder temperature does not decrease, that is, in an operating state in which the deceleration fuel cut control is not executed. Here, an example is shown in which pilot injection PA is executed in addition to main injection PM. In the normal mode, the main injection PM starts at a predetermined crank angle CA1 set in advance and ends at a predetermined crank angle CA3. The fuel injection rate (injection pressure) is also set to a predetermined injection rate L1 set in advance. The amount of fuel injected by the main injection PM determined by the injection rate L1 and the period of the crank angles CA1 to CA3 is also a preset amount.
図7(B)は、上述の遅角制御が行われるリタードモードで燃料噴射が実行される場合のタイムチャートである。リタードモードは、既述の通り、減速燃料カット制御によって気筒2の筒内温度が低下した状態から加速を行う運転状態に移行する際に、所定期間(筒内温度が復帰するまでの期間)だけ実行されるモードである。このリタードモードでは、主噴射PMの開始タイミングが、通常モードにおけるクランク角CA1よりもリタード期間R1だけ遅角されたクランク角CA2に設定される。また、主噴射PMの終了タイミングが、通常モードにおけるクランク角CA3よりもリタード期間R2だけ遅角されたクランク角CA4に設定される。リタード期間R1、R2は、固定値として設定しても、後述(図9)するように変動値としても良い。固定値とする場合、例えばクランク角CAで1°〜10°程度の範囲から適宜選択してリタード期間R1、R2を設定することができる。なお、燃料噴射率は、通常モードと同じ噴射率L1に設定されている。
FIG. 7B is a time chart when fuel injection is performed in the retard mode in which the above-described retardation control is performed. As described above, the retard mode is only for a predetermined period (a period until the in-cylinder temperature is restored) when shifting from the state in which the in-cylinder temperature of the
主噴射PMの開始タイミングをリタード期間R1だけ遅角させることよって、燃料噴射開始から着火までに燃焼室6内へ供給される燃料量を抑制することができる。このため、減速燃料カット制御によって気筒2の筒内温度が低下し、混合気への着火遅れが発生し得る状態となっても、多量の燃料が一気に燃焼することを防止することができる。これにより、燃焼室6内の燃焼圧のピーク値が高騰することを抑止でき、エンジン機構部へ過度の荷重が加わらないようにすると共に、動吸振器9に対する加振力も抑制することができる。また、主噴射PMの終了タイミングもリタード期間R2だけ遅角される。例えば、R1=R2とすれば、1サイクル当たりに燃焼室6内へ供給される燃料量を通常モードと同量とすることができ、所要のトルクを発生させることができる。
By retarding the start timing of the main injection PM by the retard period R1, the amount of fuel supplied into the
なお、上述の主噴射PMのリタードに応じて、パイロット噴射PAの開始タイミングもリタードされる。すなわち、図7(A)の通常モードにおいてパイロット噴射PAの開始タイミングがクランク角CA0である場合、図7(B)のリタードモードでは主噴射PMと同様に、パイロット噴射PAの開始タイミングも、クランク角CA0よりもリタード期間R1だけ遅角されたクランク角CA01に設定される。これにより、パイロット噴射PA及び主噴射PMによって、通常モードと同様の混合気分布を燃焼室6内に形成することができる。
Note that the start timing of the pilot injection PA is also retarded according to the retard of the main injection PM described above. That is, when the start timing of the pilot injection PA is the crank angle CA0 in the normal mode of FIG. 7A, the start timing of the pilot injection PA in the retard mode of FIG. The crank angle CA01 is set to be retarded by the retard period R1 from the angle CA0. Thereby, the air-fuel mixture distribution similar to that in the normal mode can be formed in the
図7(C)は、比較例の燃料噴射制御を示すタイムチャートである。燃料噴射開始から着火までに燃焼室6内へ供給される燃料量を抑制する他の手段として、燃料噴射率(噴射圧)を通常モードに比べて低下させる手法(噴射圧抑制制御)がある。図7(C)は、その手法を例示している。この比較例では、主噴射PMの開始タイミングが通常モードと同じクランク角CA1である一方で、燃料噴射率が、通常モードよりも低い噴射率L2に設定されている。また、主噴射PMの終了タイミングは、通常モードにおけるクランク角CA3よりもリタード期間R3だけ遅角されたクランク角CA5に設定されている。
FIG. 7C is a time chart showing the fuel injection control of the comparative example. As another means for suppressing the amount of fuel supplied into the
比較例の噴射圧抑制制御によれば、燃料噴射率をL1からL2に低下させた分だけ、供給燃料量は減るので、上記着火遅れが発生しても、着火時に燃える燃料量が通常モードに比べて増大することはない。従って、図7(B)の実施形態と同様に、燃焼圧のピーク値を抑制することはできる。また、必要な燃料量は、終了タイミングの遅角によって確保される。しかしながら、このような噴射圧抑制制御では、噴射圧を低下させることで燃料の微粒化が促進されず、エミッションが悪化する。また、単位時間当たりの燃焼室6への燃料供給量が減るので、トルク低下の問題も生じる。これに対し、図7(B)の遅角制御によれば、エミッションの悪化やトルク低下の弊害を防止することができる。
According to the injection pressure suppression control of the comparative example, the amount of supplied fuel is reduced by the amount that the fuel injection rate is reduced from L1 to L2. Therefore, even if the ignition delay occurs, the amount of fuel burned at the time of ignition is changed to the normal mode. There is no increase compared to this. Therefore, similarly to the embodiment of FIG. 7B, the peak value of the combustion pressure can be suppressed. In addition, the required amount of fuel is secured by delaying the end timing. However, in such injection pressure suppression control, the atomization of fuel is not promoted by reducing the injection pressure, and the emission deteriorates. Further, since the amount of fuel supplied to the
図8は、クランク角と燃焼圧(dQ/dθ)との関係の実測例を示すグラフであって、筒内温度の低下時(エンジン回転数=5200rpm)において、図8(A)は燃料噴射が通常モードで、図8(B)はリタードモードで各々実行された場合を示している。主噴射の開始タイミングは、前記通常モードではクランク角CA=13.3°、前記リタードモードではクランク角CA=10°(リタード期間=3.3°)である。なお、両者の燃料噴射圧は同じである。 FIG. 8 is a graph showing an actual measurement example of the relationship between the crank angle and the combustion pressure (dQ / dθ). When the in-cylinder temperature is lowered (engine speed = 5200 rpm), FIG. Is a normal mode, and FIG. 8B shows a case where each is executed in a retard mode. The start timing of the main injection is the crank angle CA = 13.3 ° in the normal mode, and the crank angle CA = 10 ° (retard period = 3.3 °) in the retard mode. Both fuel injection pressures are the same.
図8(A)の通常モードでは、燃焼圧=180J/degであり、燃焼圧の立ち上がりも急峻となっている。このような大きな燃焼圧が発生すると、エンジン機構部や動吸振器9には大きな荷重が加わることになる。これに対し、図8(B)のリタードモードでは、燃焼圧=130J/degであり、燃焼圧の立ち上がりも比較的緩やかである。これにより、エンジン機構部や動吸振器9に加わる荷重を軽減することができる。
In the normal mode of FIG. 8A, the combustion pressure is 180 J / deg, and the rise of the combustion pressure is steep. When such a large combustion pressure is generated, a large load is applied to the engine mechanism and the
本実施形態の遅角制御を実行する場合において、図7(B)に示すリタード期間R1、R2を、予め定めた一定期間(例えば、図8(B)に例示したリタード期間=3.3°)に設定しても良いが、例えばエンジン回転数に応じて変動させてもよい。これは、減速燃料カット制御の実行時にエンジン回転数が速い程、筒内温度がより低下する傾向があり、つまり着火遅れがより顕著になる傾向があり、リタード期間をより長くする方が好ましいからである。 In the case of executing the retard control of the present embodiment, the retard periods R1 and R2 shown in FIG. 7B are set to a predetermined period (for example, the retard period illustrated in FIG. 8B = 3.3 °). ) May be set, but may be varied according to the engine speed, for example. This is because the faster the engine speed during execution of deceleration fuel cut control, the more the in-cylinder temperature tends to decrease, that is, the ignition delay tends to become more prominent, and it is preferable to make the retard period longer. It is.
図9は、燃料噴射タイミングのリタード期間を可変とする変形実施形態を説明するためのグラフである。図9には、燃料噴射の開始タイミングのベースマップラインF1(通常モード)と、リタードラインF2(リタードモード)とが示されている。上述の通常モードを実行するためのベースマップラインF1は、エンジン回転数=3600rpmではTDC前3°のクランク角が燃料噴射の開始タイミングとされ、回転数の増加と共に進角側に開始タイミングがシフトし、エンジン回転数=5200rpmではTDC前13°のクランク角が燃料噴射の開始タイミングに設定されている。 FIG. 9 is a graph for explaining a modified embodiment in which the retard period of the fuel injection timing is variable. FIG. 9 shows a base map line F1 (normal mode) and a retard line F2 (retard mode) at the start timing of fuel injection. In the base map line F1 for executing the normal mode described above, when the engine speed is 3600 rpm, the crank angle of 3 ° before TDC is set as the fuel injection start timing, and the start timing shifts to the advance side as the speed increases. When the engine speed is 5200 rpm, the crank angle of 13 ° before TDC is set as the fuel injection start timing.
これに対し、上述のリタードモードを実行するためのリタードラインF2は、エンジン回転数=4400rpmを越える領域(矢印bの区間)において、矢印aで示すようにベースマップラインF1に対してリタード期間が設定されている。リタード期間は、エンジン回転数=5200rpmでは3.3°である。エンジン回転数=4400rpm以下の領域では、エンジン機構部や動吸振器9が、通常モードの燃料噴射開始タイミングを適用しても荷重に十分に耐えることから、リタード期間は設定されていない。もちろん、エンジン機構部や動吸振器9の強度に応じて、よりエンジン回転数が低い領域においても、リタード期間を設定するようにしても良い。
On the other hand, the retard line F2 for executing the above-described retard mode has a retard period with respect to the base map line F1, as indicated by the arrow a, in the region exceeding the engine speed = 4400 rpm (section indicated by the arrow b). Is set. The retard period is 3.3 ° at an engine speed of 5200 rpm. In the region where the engine speed is 4400 rpm or less, the retard period is not set because the engine mechanism and the
[燃料噴射制御の具体例]
続いて、PCM40(図4)による燃料噴射制御の一例を、図10に示すフローチャートに基づいて説明する。PCM40は、所定のサンプリングタイミング毎に、クランク角センサSN1、エアーフローセンサSN2及びアクセル開度センサSN3を含む各種センサの計測データを読み込む(ステップS1)。PCM40は、これらの計測データから、エンジン回転数、エンジン負荷(要求トルク)及び吸気流量などを演算によって求める。PCM40の燃料噴射制御部41は、基本制御として、これら演算値からインジェクタ17による燃料の噴射量及び燃料噴射のタイミング等を決定する処理を行う。
[Specific examples of fuel injection control]
Next, an example of fuel injection control by the PCM 40 (FIG. 4) will be described based on the flowchart shown in FIG. The
次に燃料噴射制御部41は、減速燃料カット制御を行う条件が成立しているか否かを判定する(ステップS2)。ここでは、エンジン回転数≠0の条件で、アクセル開度センサSN3がアクセル開度=0(アクセルOFF)を検出しているか否かが判定される。減速燃料カットの条件が成立している場合(ステップS2でYES)、燃料噴射制御部41は、減速燃料カット制御を開始し、インジェクタ17からの燃料の噴射を停止させる(ステップS3)。
Next, the fuel
この場合、燃料噴射制御部41は、エンジン回転数が予め定めた高回転数であるか否かを判定する(ステップS4)。ここでの「高回転数」は、上記減速燃料カット制御の実行によって、気筒2の筒内温度の低下が顕著になる回転数であり、例えばクランク角センサSN1がエンジン回転数=3000rpm以上、或いは図9の例の場合は4400rpm以上を検出している場合である。
In this case, the fuel
エンジン回転数が高回転数である場合(ステップS4でYES)、カウンター42が減速燃料カット制御の実行時間をカウントする(ステップS5)。一方、エンジン回転数が高回転数ではない場合(ステップS4でNO)、カウンター42は、減速燃料カット制御の実行時間のカウントをリセットする(ステップS6)。
When the engine speed is high (YES in step S4), the
このように、カウンター42に減速燃料カット時間をカウントさせるのは、減速燃料カット制御が実行された期間に基づき、筒内温度が低下した運転状態であるか否かを判定することを前提としているからである。すなわち、減速燃料カット制御の実行期間中は、燃焼室6には空気だけが供給されるので、実行期間が長くなるほど筒内温度が低下する傾向となる。気筒2の筒内温度を直接計測することは難しいので、減速燃料カット制御の実行時間のカウントにより、筒内温度を推定することができる。とりわけ、エンジン回転数が高回転領域である状態において前記減速燃料カット制御が実行された期間が、燃焼室の空冷度に影響を及ぼし、当然ながら実行期間が長い程、筒内温度は低下する。従って、エンジン回転数が高回転数の状態(ステップS4でYES)で、前記減速燃料カット制御が実行された期間(ステップS5、S6)を参照することで、気筒2の筒内温度が低下した運転状態であるか否かを的確に判定することができる。
In this way, the
一方、ステップS2において、減速燃料カットの条件が成立していない場合(ステップS2でNO)、燃料噴射制御部41は、主噴射について上述のリタードモードを実行する条件が成立しているか否かを判定する。まず燃料噴射制御部41は、現状の運転状態が、所定の加速を行う運転状態か否かを判定する(ステップS7)。具体的には、アクセル開度センサSN3が、予め定めた基準を超える大きい変化量でアクセルの開度が変化したことを検知した場合、燃料噴射制御部41は所定の加速運転状態であると判定する(ステップS7でYES)。一方、前記基準に満たない加速や、現状速度維持のアクセル開度である等の場合は、燃料噴射制御部41は加速運転状態ではないと判定する(ステップS7でNO)。
On the other hand, when the deceleration fuel cut condition is not satisfied in step S2 (NO in step S2), the fuel
所定の加速運転状態であると判定した場合(ステップS7でYES)、次に燃料噴射制御部41は、ステップS7の加速が、エンジン回転数が高回転であって高負荷を伴う加速であるであるか否かを判定する(ステップS8)。具体的には、クランク角センサSN1により検知されたエンジン回転数、アクセル開度センサSN3により検知されたアクセル開度が、所定の値を超過しているか否かが判定される。エンジンの加速が、高回転・高負荷を伴う加速である場合、インジェクタ17からの燃料噴射量は自ずと多くなる。従って、前記減速燃料カット制御が実行されている運転状態から高回転・高負荷を伴う加速を行う運転状況に移行する際は、最も燃焼圧が上昇し易い状況であると言える。この理由より、ステップS7、S8の判定が行われる。
If it is determined that the vehicle is in a predetermined acceleration operation state (YES in step S7), the fuel
さらに燃料噴射制御部41は、当該加速運転に移行する直前に実行された減速燃料カット制御の実行時間のカウント値(ステップS5)を確認し、そのカウント値が所定値αを超過しているか否かを判定する(ステップS9)。所定値αは、気筒2の筒内温度の有意な低下を招来する減速燃料カット制御の実行時間を想定して定められる値である。つまり所定値αは、減速燃料カット制御によって、燃焼室6において着火遅れをもたらす程度に筒内温度を低下させる期間に相当する。
Further, the fuel
以上のステップS7〜S9の3つの条件が満足される場合、すなわち、所定の加速運転状態であり(ステップS7でYES)、当該加速が高回転・高負荷を伴う加速であって(ステップS8でYES)、直前に所定値αを超過する減速燃料カット制御が実行された場合(ステップS9でYES)に、燃料噴射制御部41は、図7(B)に例示したような、リタードモードでインジェクタ17の主噴射を実行させる。つまり、主噴射PMの開始タイミングを、通常モードにおけるクランク角CA1よりもリタード期間R1だけ遅角されたクランク角CA2に設定する(ステップS10)。
When the above three conditions of Steps S7 to S9 are satisfied, that is, in a predetermined acceleration operation state (YES in Step S7), the acceleration is acceleration accompanied by high rotation and high load (in Step S8). YES), when the deceleration fuel cut control exceeding the predetermined value α is executed immediately before (YES in step S9), the fuel
これに対し、ステップS7〜S9の3つの条件のうち、いずれか一つでも満足されない場合、燃料噴射制御部41は、図7(A)に例示したような通常モードでインジェクタ17の主噴射を実行させる。すなわち、所定の加速運転状態ではない(ステップS7でNO)、当該加速が高回転・高負荷を伴う加速ではない(ステップS8でNO)、或いは直前に所定値αを超過する減速燃料カット制御が実行されていない場合(ステップS9でNO)には、通常モードで主噴射が実行される(ステップS12)。
On the other hand, when any one of the three conditions of steps S7 to S9 is not satisfied, the fuel
リタードモードの実行中、燃料噴射制御部41は、予め定められた所定期間が経過したか否かを判定する(ステップS11)。減速燃料カット制御が実行されている運転状態から加速を行う運転状態へ移行し、一定期間が経過すると筒内温度も上昇する。これに伴い、前記着火遅れも生じなくなるので、予め定められた所定期間だけリタードモードを行うと、前記主噴射のタイミングを元に戻すことが望ましい。燃料噴射制御部41は、予め定められた所定期間が経過していない場合(ステップS11でNO)、ステップS7に戻って処理を繰り返す(リタードモードを継続する)。一方、予め定められた所定期間が経過した場合(ステップS11でYES)、燃料噴射制御部41はリタードモードを終了させ、ステップS1に戻って処理を繰り返す。
During execution of the retard mode, the fuel
[作用効果]
以上説明した本実施形態に係る圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置によれば、燃料噴射制御部41は、減速燃料カット制御によって気筒2の筒内温度が低下した運転状態からエンジンの加速を行う運転状態へ移行する際、インジェクタ17の主噴射の開始タイミングを遅角する遅角制御(リタードモード)を実行する。この遅角制御によって、燃料噴射開始から着火までに燃焼室6内へ供給される燃料量を抑制することができる。このため、減速燃料カット制御によって気筒2の筒内温度が低下し、混合気への着火遅れが発生し得る状態となっても、多量の燃料が一気に燃焼することを防止することができる。これにより、燃焼室6内の燃焼圧のピーク値の上昇を抑止でき、ピストン5、コンロッド8、ピストンピン84及びクランク軸7などのエンジン機構部、並びに動吸振器9へ過度の荷重が加わらないようにすることができる。従って、これらエンジン機構部の破損、エンジン音の低減に寄与する動吸振器9の破損を未然に防止することができる。
[Function and effect]
According to the fuel injection control device for a compression ignition engine according to the present embodiment described above, the fuel
[変形実施形態]
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、次のような変形実施形態を取り得る。
[Modified Embodiment]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, The following modified embodiment can be taken.
(1)主噴射PMの開始タイミングと終了タイミングとを同じクランク角だけリタードさせるのではなく、つまり図7(B)に例示したリタード期間R1、R2を同じ期間とするのではなく、R1、R2を異なる期間としても良い。例えば、エミッションが悪化しない範囲で、通常モードに比べてリタードモードにおけるインジェクタ17の噴射圧を若干低下させ、その分だけリタード期間R2を若干延長させても良い。 (1) The start timing and end timing of the main injection PM are not retarded by the same crank angle, that is, the retard periods R1 and R2 illustrated in FIG. 7B are not set to the same period, but R1 and R2 It is good also as a different period. For example, as long as the emission does not deteriorate, the injection pressure of the injector 17 in the retard mode may be slightly reduced as compared with the normal mode, and the retard period R2 may be slightly extended accordingly.
(2)上記実施形態では、カウンター42が減速燃料カット制御の実行時間をカウントし、そのカウント値が所定値αを超過していることをリタードモードの実行要件とした。このカウントを省き、加速運転の直前に減速燃料カット制御がエンジン回転数=所定の高回転数で実行された実績があれば、一定期間はリタードモードを実行するようにしても良い。
(2) In the above embodiment, the
(3)上記実施形態では、ピストンピン84に動吸振器9が組み込まれているエンジン本体1に対して、本実施形態に係る燃料噴射制御が適用される例を示した。本実施形態は、動吸振器9を具備しない圧縮着火式エンジンにも適用することができる。
(3) In the said embodiment, the example in which the fuel-injection control which concerns on this embodiment is applied with respect to the engine
1 エンジン本体(圧縮着火式エンジン)
2 気筒
5 ピストン
6 燃焼室
7 クランク軸
8 コンロッド
81 大端部
82 小端部
84 ピストンピン
9 動吸振器
17 インジェクタ(燃料噴射弁)
40 PCM(燃料噴射制御装置)
41 燃料噴射制御部
42 カウンター
1 Engine body (compression ignition engine)
2
40 PCM (Fuel Injection Control Device)
41 Fuel
Claims (7)
前記燃料噴射制御装置は、
前記ピストンの圧縮上死点付近のタイミングで前記燃料噴射弁から燃料の主噴射を行わせる主噴射制御と、エンジンの減速時に前記燃料噴射弁から燃料の噴射量を制限する減速燃料カット制御とを実行するものであり、
前記減速燃料カット制御によって前記気筒の筒内温度が低下した運転状態からエンジンの加速を行う運転状態へ移行する際、前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行することを特徴とする圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置。 A fuel injection control apparatus for controlling a timing of fuel injection by a fuel injection valve in a compression ignition engine having an engine main body including a cylinder and a piston, and a fuel injection valve for injecting fuel into a combustion chamber of the engine main body. There,
The fuel injection control device includes:
Main injection control for performing main injection of fuel from the fuel injection valve at a timing near the compression top dead center of the piston, and deceleration fuel cut control for limiting the amount of fuel injection from the fuel injection valve during engine deceleration Is to execute,
Compression ignition is performed to retard the timing of the main injection when shifting from an operating state in which the in-cylinder temperature of the cylinder is lowered by the deceleration fuel cut control to an operating state in which the engine is accelerated. -Type engine fuel injection control device.
前記燃料噴射制御装置は、
前記減速燃料カット制御が実行された期間に基づいて、前記筒内温度が低下した運転状態であるか否かを判定し、
前記筒内温度が低下した運転状態であると判定した場合に、前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行する、圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device according to claim 1,
The fuel injection control device includes:
Based on the period during which the deceleration fuel cut control is performed, it is determined whether or not the in-cylinder temperature is in an operating state,
A fuel injection control device for a compression ignition type engine, which executes control for retarding the timing of the main injection when it is determined that the in-cylinder temperature is in an operating state.
前記燃料噴射制御装置は、エンジン回転数が高回転領域である状態において前記減速燃料カット制御が実行された期間に基づいて、前記筒内温度が低下した運転状態であるか否かを判定する、圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置。 The fuel injection control device according to claim 2,
The fuel injection control device determines whether or not the in-cylinder temperature is in an operating state based on a period during which the deceleration fuel cut control is executed in a state where the engine speed is in a high rotation range. A fuel injection control device for a compression ignition type engine.
前記燃料噴射制御装置は、前記エンジンの加速が、エンジン回転数が高回転であって高負荷を伴う加速である場合に、前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行する、圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置。 In the fuel-injection control apparatus of any one of Claims 1-3,
The fuel injection control device executes a control to retard the timing of the main injection when the acceleration of the engine is acceleration with high engine speed and high load. Fuel injection control device.
前記燃料噴射制御装置は、前記筒内温度が低下した運転状態から前記加速を行う運転状態への移行後、予め定められた所定期間だけ、前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行する、圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置。 In the fuel-injection control apparatus of any one of Claims 1-4,
The fuel injection control device executes a control for retarding the timing of the main injection for a predetermined period after the transition from the operation state in which the in-cylinder temperature is lowered to the operation state in which the acceleration is performed. A fuel injection control device for a compression ignition type engine.
前記燃料噴射制御装置は、
前記主噴射に加え、前記主噴射よりも早いタイミングでパイロット噴射を行わせるものであり、
前記主噴射のタイミングを遅角する制御を実行する場合に、前記パイロット噴射のタイミングを同様に遅角する制御を実行する、圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置。 In the fuel-injection control apparatus of any one of Claims 1-5,
The fuel injection control device includes:
In addition to the main injection, pilot injection is performed at a timing earlier than the main injection,
A fuel injection control device for a compression ignition engine, which executes control for similarly retarding the pilot injection timing when executing control for retarding the main injection timing.
前記圧縮着火式エンジンは、前記ピストンに連結される小端部及びクランク軸に連結される大端部を含むコンロッドと、前記小端部と前記ピストンとを連結する中空のピストンピンと、前記ピストンピンの中空部内に配置された動吸振器とを備えたものである、圧縮着火式エンジンの燃料噴射制御装置。
In the fuel-injection control apparatus of any one of Claims 1-6,
The compression ignition type engine includes a connecting rod including a small end connected to the piston and a large end connected to a crankshaft, a hollow piston pin connecting the small end and the piston, and the piston pin. A fuel injection control device for a compression ignition engine, comprising a dynamic vibration absorber disposed in the hollow portion of the engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017162681A JP6575571B2 (en) | 2017-08-25 | 2017-08-25 | Fuel injection control device for compression ignition type engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017162681A JP6575571B2 (en) | 2017-08-25 | 2017-08-25 | Fuel injection control device for compression ignition type engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019039379A true JP2019039379A (en) | 2019-03-14 |
JP6575571B2 JP6575571B2 (en) | 2019-09-18 |
Family
ID=65725998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017162681A Expired - Fee Related JP6575571B2 (en) | 2017-08-25 | 2017-08-25 | Fuel injection control device for compression ignition type engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6575571B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113464304A (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 本田技研工业株式会社 | Temperature acquisition device for internal combustion engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013029040A (en) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Denso Corp | Control device for exhaust gas recirculation system |
JP2015158154A (en) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | マツダ株式会社 | Engine piston structure |
JP2015194109A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | マツダ株式会社 | Compression ignition engine control device |
JP2016223360A (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 三菱自動車工業株式会社 | Control device for engine |
-
2017
- 2017-08-25 JP JP2017162681A patent/JP6575571B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013029040A (en) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Denso Corp | Control device for exhaust gas recirculation system |
JP2015158154A (en) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | マツダ株式会社 | Engine piston structure |
JP2015194109A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | マツダ株式会社 | Compression ignition engine control device |
JP2016223360A (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 三菱自動車工業株式会社 | Control device for engine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113464304A (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 本田技研工业株式会社 | Temperature acquisition device for internal combustion engine |
CN113464304B (en) * | 2020-03-31 | 2023-03-14 | 本田技研工业株式会社 | Temperature acquisition device for internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6575571B2 (en) | 2019-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9897034B2 (en) | Control device of an engine | |
US7350504B2 (en) | Control apparatus and method for inner cylinder direct injection spark ignited internal combustion engine | |
JP5834689B2 (en) | Start control device for compression self-ignition engine | |
JP4811304B2 (en) | Automatic stop device for vehicle engine | |
JP6350972B2 (en) | Engine control device | |
US10890122B2 (en) | Method and device for controlling starting of engine | |
JP5151697B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP6167888B2 (en) | Engine control device | |
JP6575571B2 (en) | Fuel injection control device for compression ignition type engine | |
JP6973112B2 (en) | Engine control method and engine system | |
JP2008267293A (en) | Control system of internal combustion engine | |
JP6197825B2 (en) | Engine control device | |
JP2004060551A (en) | Control device of internal combustion engine | |
US20190345906A1 (en) | Method and device for controlling compression ignition engine | |
JP6477457B2 (en) | Fuel injection control device | |
JP2008008223A (en) | Exhaust gas temperature suppressing device for internal combustion engine | |
JP5831160B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5888605B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2010248948A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2016050502A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2006132399A (en) | Control device and control method for an engine with supercharger | |
JP6288130B2 (en) | Engine control device | |
JP6260599B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP6414492B2 (en) | Diesel engine control device | |
CN113853479B (en) | Method and device for controlling internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180323 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190315 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190326 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190404 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190710 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190723 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190805 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6575571 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |