JP3724017B2 - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関し、特に、燃料噴射量の補正技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のディーゼルエンジンにおける燃料噴射量制御技術としては、例えば、特開昭58−138236号公報に開示されたものがある。この技術は、加速時に燃料噴射量を所定毎に増量するもので、空気過剰率の極度の低下を防止することを目的としたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の燃料噴射量制御技術あっては、排気還流(以下、EGR)の有無、EGR量の違いでも、要求される燃料噴射量変化が異なることに対しては対応できず、例えば、EGRを行っている状態からの加速で燃料噴射量の変化速度を適合してあると、EGRを行っていない状態のときには、必要以上に燃料噴射供給が遅れるため、この場合には加速性が犠牲となってしまう。
【0004】
逆に、EGRを行っていない状態で燃料噴射量の変化速度を適合してあると、EGRを行っている状態のときには、空気過剰率が極度に低下し、排気エミッシン、特に、排気微粒子やスモークが多く排出されることになる。つまり、従来の燃料噴射量制御技術あっては、運転条件に応じて最適な燃料噴射供給が行えないため、加速性と排気浄化性との両立が困難であるという問題がある。
【0005】
そこで、本発明は、以上のような従来の実情に鑑み、排気還流の有無や排気還流量等の運転状態に応じて燃料噴射量の補正を行うことにより、運転条件に応じて最適な燃料噴射供給を行い、加速性と排気浄化性との両立を図ることを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
【0007】
このため、請求項1に係る発明は、図1に示すように、
エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射手段と、
エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
前記エンジン運転状態検出手段の出力に基づいて目標燃料噴射量を演算する目標燃料噴射量演算手段と、
前記目標燃料噴射量演算手段の出力並びに前記運転状態検出手段の出力に基づいて燃料噴射量の補正量を演算する燃料噴射量補正量演算手段と、
前記目標燃料噴射量演算手段の出力を燃料噴射量補正量演算手段の出力で補正する燃料噴射量補正手段と、
前記燃料噴射量補正手段の出力により前記燃料噴射手段による燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、
機関への排気還流量を制御する排気還流制御装置と、
目標とする排気還流率相当値を演算する目標排気還流率演算手段と、
エンジンの実際の排気還流率相当値を演算する実排気還流率演算手段と、を含んで構成し、
前記燃料噴射量補正量を演算するための出力として、前記目標排気還流率演算手段及び実排気還流率演算手段の出力を含む構成とした。
【0008】
かかる請求項1に係る発明において、排気還流の有無や排気還流量等の運転状態に応じて燃料噴射量の補正が行われ、運転状態に応じて最適な燃料噴射供給が行われ、空気過剰率の大幅な低下が防止されると共に、加速性と排気浄化性が両立される。また、燃料噴射量補正量は、目標燃料噴射量と、演算された目標排気還流率相当値及び実際の排気還流率相当値と、により演算される。
請求項2に係る発明は、
前記目標排気還流率相当値と、実際の排気還流率相当値との差を演算するEGR率差演算手段を含んで構成し、
前記燃料噴射量補正量を演算するための出力として、前記EGR率差演算手段の出力を含む構成とした。
【0009】
かかる請求項2に係る発明において、燃料噴射量補正量は、目標燃料噴射量と、演算された目標排気還流率相当値と実際の排気還流率相当値との差と、に基づいて演算される。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
請求項1及び2に係る発明の実施形態に共通の概略システムを示す図2おいて、過給機1は、エアフィルタ2でダストを除去されて吸気通路3に吸入される空気を吸気コンプレッサ1Aにより圧縮過給して下流側の吸気マニホールド4に送り込む。
【0016】
一方、ディーゼルエンジン5の燃焼室に装着された燃料噴射手段としての燃料噴射ノズル6には、噴射ポンプ7から各気筒に分配して燃料が圧送供給され、該燃料噴射ノズル6から燃焼室に向けて燃料が噴射され、噴射された燃料は圧縮行程末期に着火して燃焼される。又、排気マニホールド8と吸気マニホールド4とを結んでEGRバルブ9を介装したEGR通路10が接続されると共に、前記吸気通路3の吸気コンプレッサ1A上流側にEGR制御時に吸気を絞って排気圧と吸気圧との差圧を拡大してEGRしやすくするためのスロットル弁31が介装され、主としてアイドル時や低負荷時に排気改善、騒音対策のために前記スロットル弁31を絞ると同時に、EGRバルブ9の開度を制御してEGR制御を行う。
【0017】
前記EGR制御は、具体的にはバキュームポンプ11からの負圧を、電磁弁32を介してダイヤフラム装置33に導いて前記スロットル弁31を絞ると同時に、前記負圧をデューティ制御される電磁弁12で大気との希釈割合を制御することによってEGRバルブ9の圧力室に導かれる圧力を制御し、もって開度を制御することによりEGR率を制御するようにしている。
【0018】
上記したEGR率や燃料噴射制御は、コントロールユニット13により行われる。燃焼後の排気は、排気マニホールド8より前記過給機1の排気タービン1Bを回転駆動させた後、排気中に含まれるパーティキュレート(排気微粒子)等がフィルタ14で捕集され、マフラー15で消音された後に大気中に放出される。
【0019】
前記過給機1の吸気コンプレッサ1A上流の吸気通路3には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ16、吸気コンプレッサ1A下流の吸気マニホールド4には吸気圧を検出する吸気圧センサ34が設けられ、又、機関回転速度Neを検出する回転速度センサ17、燃料噴射ポンプ7のコントロールレバー開度を検出するレバー開度センサ18、水温を検出する水温センサ19等が設けられている。
【0020】
そして、図のコントロールユニット13には、前記燃料噴射ノズル6による燃料噴射量の制御機構が装備されている。
次に、前記制御機構に基づく制御内容を図3〜図11に基づいて説明する。
先ず、燃料噴射量の演算を図3のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ1(図では、S1と略記する。以下同様)において、エンジン回転速度Ne、アクセル開度又はコントロールレバー開度CLを読み込み、ステップ2で、図4に示したような燃料噴射量マップを検索して、マップ噴射量Mqdrvを演算する。
【0021】
ステップ3では、前記Mqdrvに水温増量等の各種補正を行い、目標噴射量Drvqを求める。ステップ4ではDrvqに対して補正を行い、ステップ5で、最大噴射量Qfulで噴射量を制限してQsolとして処理を終了する。前記燃料噴射量補正方法及び最大噴射量演算方法については後述する。
図5は、請求項2に係る発明の一実施形態の燃料噴射量補正を行うフローチャートである。
【0022】
先ず、ステップ11で、目標EGR量Megrを読み込む。目標EGR率の設定については後述する。ステップ12では、エンジンにおけるEGR率Regrを読み込む。このEGR率については、実際のEGR量を測定する手段を設けて検知しても良いし、演算により求めるようにしても良い。ステップ13において、前記MegrとRegrとの差dEGRを求める。
【0023】
ステップ14では、dEGRを用いて図6に示したようなテーブルから補正係数Kqsolhを演算する。ステップ15では、目標の噴射量Drvqを読み込み、ステップ16で、前記目標の噴射量Drvqと前回の噴射量Qsoln-1との差を取り、Dtqとする(Dtq=Drvq−Qsoln-1)。
【0024】
ステップ17では、次式に基づいて、補正噴射量Qsolbを求めて、処理を終了する 。
Qsolb=Qsoln-1+Dtq×Kqsolh
図6の特性は、dEGRが0のときは、Kqsolhは1となり、Qsolb=Drvqとなる。又、dEGRの絶対値が大きいときは、加速の必要があることから0より大きい値としている。
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
図7は、前述した最大噴射量Qfulを演算するフローチャートである。
先ず、ステップ41で、シリンダ吸入新気量Qacを読み込み、ステップ42で、限界空気過剰率Klambを用いて次式で最大噴射量Qfulを求め、処理を終了する。
【0031】
Qful=Qac/Klamb/14.6
前記限界空気過剰率Klambは、図8に示すようなテーブルの検索値Klambnと、図9に示すようなテーブルの検索値Klambpとを乗ずることにより求められる。
【0032】
【0033】
図10は、目標EGR率を演算するフローチャートである。
先ず、ステップ61で、エンジン回転速度Ne、目標燃料噴射量Drvqを読み込む。ステップ62では、図11に示すようなEGR率マップにてNe、Drvqで検索し、目標のEGR率Megrとして処理を終了する。
以上のフローチャートの説明から明らかなように、排気還流の有無や排気還流量等の運転状態に応じて燃料噴射量の補正を行うことにより、運転状態に応じて最適な燃料噴射供給を行え、空気過剰率の大幅な低下を防止できると共に、加速性と排気浄化性の両立を図ることが可能となる。
【0034】
又、上記実施形態のように燃料噴射量補正を行うことにより、コントロールユニットのROM容量の増加を最小限に止めることが可能となる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明によれば、運転状態に応じて最適な燃料噴射供給を行え、空気過剰率の大幅な低下を防止できると共に、加速性と排気浄化性の両立を図ることが可能となる。また、燃料噴射量補正量を、目標燃料噴射量と、演算された目標排気還流率相当値及び実際の排気還流率相当値と、により演算でき、排気還流率に応じて最適な燃料噴射供給を行える。
【0036】
請求項2に係る発明によれば、燃料噴射量補正量を、目標燃料噴射量と、演算された目標排気還流率相当値と実際の排気還流率相当値との差と、に基づいて演算でき、排気還流率に応じて最適な燃料噴射供給を行える。
【0037】
【0038】
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1に係る発明の構成図
【図2】 請求項1及び2に係る発明の実施形態に共通のシステム図
【図3】 燃料噴射量の演算フロー
【図4】 燃料噴射量マップ
【図5】 請求項2に係る発明の一実施形態の燃料噴射量の補正フロー
【図6】 補正係数Kqsolhテーブル
【図7】 最大噴射量Qfulの演算フロー
【図8】 限界空気過剰率テーブル
【図9】 限界空気過剰率テーブル
【図10】 目標EGR率の演算フロー
【図11】 目標EGRマップ
【符号の説明】
5 ディーゼルエンジン
6 燃料噴射ノズル
9 EGRバルブ
10 EGR通路
13 コントロールユニット
16 エアフローメータ
17 回転速度センサ
18 レバー開度センサ
19 水温センサ
Claims (2)
- エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射手段と、
エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
前記エンジン運転状態検出手段の出力に基づいて目標燃料噴射量を演算する目標燃料噴射量演算手段と、
前記目標燃料噴射量演算手段の出力並びに前記運転状態検出手段の出力に基づいて燃料噴射量の補正量を演算する燃料噴射量補正量演算手段と、
前記目標燃料噴射量演算手段の出力を燃料噴射量補正量演算手段の出力で補正する燃料噴射量補正手段と、
前記燃料噴射量補正手段の出力により前記燃料噴射手段による燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、
機関への排気還流量を制御する排気還流制御装置と、
目標とする排気還流率相当値を演算する目標排気還流率演算手段と、
エンジンの実際の排気還流率相当値を演算する実排気還流率演算手段と、を含んで構成され、
前記燃料噴射量補正量を演算するための出力として、前記目標排気還流率演算手段及び実排気還流率演算手段の出力を含むことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。 - 前記目標排気還流率相当値と、実際の排気還流率相当値との差を演算するEGR率差演算手段を含んで構成され、
前記燃料噴射量補正量を演算するための出力として、前記EGR率差演算手段の出力を含むことを特徴とする請求項1記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
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- 1995-09-22 JP JP24460695A patent/JP3724017B2/ja not_active Expired - Lifetime
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