JP3931900B2 - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
前述のように、本実施形態のエンジンは、リエントラント型のキャビティ11と、通常の噴射角度βを有するインジェクタ9とを用いて予混合燃焼を実現させる。予混合領域においてECU26は、燃料の噴射時期を、ピストン4の圧縮上死点よりも前に燃料の噴射が終了し、且つその噴射された燃料の全てがキャビティ11内に入るような噴射時期に制御する。そのような噴射時期は例えば上死点前5〜35°の範囲である。燃料の噴射時期は通常燃焼の場合よりも進角化されるが、その進角は、噴射された燃料がキャビティ11外に到達せず、全てキャビティ11内に到達するような範囲に制限される。
本実施形態のエンジンは高負荷側で通常の拡散燃焼を実現させる。本実施形態のエンジンは、拡散燃焼に適したリエントラント型のキャビティ11と、噴射角度βが比較的広い通常のインジェクタ9を用いているので、拡散燃焼を実現させる際にも良好な燃焼を確保できる。つまり、拡散燃焼を実現させるべく、圧縮上死点近傍で燃料を噴射すると、噴射された燃料は、通常のディーゼルエンジンと同様に、キャビティ11の側壁に当たるので、スモーク等が大幅に発生することはない。また、リエントラント型のキャビティ11により、キャビティ11内に形成されたスワールをキャビティ11内に保持できるので優れた排気ガス特性を得ることができる。
本実施形態によれば、図3に関連して説明されたように、予混合領域にて実行される予混合噴射モードと、通常領域にて実行される通常噴射モードとの二つの制御モードが備えられる。そしてエンジン運転中、実際のエンジン回転速度NEと目標燃料噴射量Qとの値が所定のモード切換値と常時比較され、これらの値がモード切換値に到達すると制御モードが切り換えられる。これが通常切換制御である。
4 ピストン
2 シリンダ
9 インジェクタ
11 キャビティ
14 アクセル開度センサ
15 吸入空気量センサ
16 クランク角センサ
17 コモンレール圧センサ
19 EGR装置
20 EGR通路
21 EGR弁
23 吸気絞り弁
24 コモンレール
26 電子制御ユニット(ECU)
β 噴射角度
Claims (11)
- ディーゼルエンジンの筒内に噴射される燃料の噴射量と噴射時期とを制御するための制御装置において、
噴射された燃料がその噴射期間内に圧縮上死点近傍で着火するように噴射量と噴射時期とを制御する通常噴射モードと、圧縮上死点前に燃料噴射が終了し、その噴射された燃料が予混合期間を経て圧縮上死点近傍で着火するように噴射量と噴射時期とを制御する予混合噴射モードとの二つの制御モードを設定し、
エンジンの全運転領域を少なくとも通常領域と予混合領域との二つの領域に区分し、
通常噴射モードと予混合噴射モードとに対してそれぞれ制御パラメータの目標値を予め個別に設定し、実際のエンジンの運転状態が通常領域にあるときには、制御パラメータを前記通常噴射モードに対して設定された目標値に基づき制御する通常噴射モードを実行し、実際のエンジンの運転状態が予混合領域にあるときには、制御パラメータを前記予混合噴射モードに対して設定された目標値に基づき制御する予混合噴射モードを実行するよう、制御モードを切り換える通常切換手段を設け、
予混合領域における制御パラメータの通常噴射モード用の目標値を予め設定すると共に、通常領域における制御パラメータの予混合噴射モード用の目標値を予め設定し、前記予混合領域において前記予混合噴射モードが実行されているとき、エンジンが所定の過渡状態になったならば、制御パラメータを前記予め設定された予混合領域における通常噴射モード用の目標値に基づき制御するために制御モードを通常噴射モードに強制的に切り換え、かつ前記通常領域において前記通常噴射モードが実行されているとき、エンジンが所定の過渡状態になったならば、制御パラメータを前記予め設定された通常領域における予混合噴射モード用の目標値に基づき制御するために制御モードを予混合噴射モードに強制的に切り換える強制切換手段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 - 前記強制切換手段が、前記予混合領域において前記予混合噴射モードが実行されているとき、エンジンが所定の加速状態になったならば、前記制御モードを前記通常噴射モードに強制的に切り換える
請求項1記載のディーゼルエンジンの制御装置。 - 前記強制切換手段が、エンジン負荷の変化率と所定のしきい値との比較に基づき前記制御モードを切り換える
請求項1又は2記載のディーゼルエンジンの制御装置。 - 前記変化率に対しなまし処理を実行するための手段がさらに設けられ、前記強制切換手段が、前記なまし処理後の値と前記しきい値との比較に基づき前記制御モードを切り換える
請求項3記載のディーゼルエンジンの制御装置。 - 前記変化率が増加率であり、前記しきい値が、前記増加率の増加側と減少側とで二つ設けられ、前記強制切換手段が、前記増加率が前記増加側のしきい値以上となったとき前記強制切換を開始し、その後前記増加率が前記減少側のしきい値以下となったとき前記強制切換を終了する
請求項3又は4記載のディーゼルエンジンの制御装置。 - 前記増加側のしきい値が前記減少側のしきい値より低い値に設定される
請求項5記載のディーゼルエンジンの制御装置。 - 排気ガスの一部を吸気側に環流するためのEGR装置と、実際のEGR率を前記目標値としての目標EGR率に近づけるための制御を実行するEGR制御手段とが設けられ、
前記予混合領域における前記予混合噴射モードの目標EGR率が50%以上に設定される
請求項1乃至6いずれかに記載のディーゼルエンジンの制御装置。 - 前記通常切換手段及び前記強制切換手段の少なくともいずれか一方が、前記制御モードの切換時に、一方の制御モードの目標値を他方の制御モードの目標値に徐々に変更する
請求項1乃至7いずれかに記載のディーゼルエンジンの制御装置。 - 前記通常切換手段及び前記強制切換手段の少なくともいずれか一方が、前記制御モードの切換時に、燃料系の目標値の変更を吸気系の目標値の変更より遅れて開始させる
請求項1乃至8いずれかに記載のディーゼルエンジンの制御装置。 - 前記通常噴射モードにおいて、少量のパイロット噴射と多量のメイン噴射とが実行され、前記予混合噴射モードにおいて、メイン噴射のみが実行され、
前記目標値が、少なくとも、前記通常噴射モードにおける目標パイロット噴射量、目標パイロット噴射時期、目標メイン噴射量及び目標メイン噴射時期と、前記予混合噴射モードにおける目標メイン噴射量及び目標メイン噴射時期とからなり、
前記通常噴射モードにおける目標パイロット噴射量と目標パイロット噴射時期とが、前記予混合噴射モードにおける目標メイン噴射量と目標メイン噴射時期とにそれぞれ関連づけられ、
前記通常切換手段及び前記強制切換手段の少なくともいずれか一方が、前記制御モードの切換時に、前記通常噴射モードにおける目標パイロット噴射量と前記予混合噴射モードにおける目標メイン噴射量との間で変更を行うと共に、前記通常噴射モードにおける目標パイロット噴射時期と前記予混合噴射モードにおける目標メイン噴射時期との間で変更を行う
請求項1乃至9いずれかに記載のディーゼルエンジンの制御装置。 - 前記エンジンが、ピストンの頂部に設けられたリエントラント型のキャビティと、前記いずれの制御モードにおいても噴射された燃料が前記キャビティ内に入るように噴射角度が設定されたインジェクタとを備える
請求項1乃至10いずれかに記載のディーゼルエンジンの制御装置。
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