JP4069711B2 - ディーゼルエンジンの燃焼制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、直噴式ディーゼルエンジンの燃焼制御装置に関し、特に、エンジンの燃焼状態を切換えるときの過渡的な制御の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、直噴式ディーゼルエンジンでは、気筒の圧縮上死点近傍で高温高圧の燃焼室に燃料を噴射して、自着火により燃焼させるようにしている。このとき、燃焼室に噴射された燃料は高密度の空気との衝突によって微細な液滴に***(霧化)しながら進行し、略円錐状の燃料噴霧を形成するとともに、その燃料液滴の表面から気化しつつ燃料噴霧の主に先端側や外周側で周囲の空気を巻き込んで混合気を形成し、この混合気の濃度及び温度が着火に必要な状態になったところで自着火して、燃焼を開始する(予混合燃焼)。そして、そのようにして燃焼を開始した部分が核となり、周囲の燃料蒸気及び空気を巻き込みながら拡散燃焼すると考えられている。
【0003】
そのような通常のディーゼルエンジンの燃焼(以下、単にディーゼル燃焼ともいう)では、初期の予混合燃焼に続いて大部分の燃料が拡散燃焼することになるが、この際、濃度の不均質な燃料噴霧(混合気)中において空気過剰率λが1に近い部分では急激な熱発生に伴い窒素酸化物(NOx)が生成され、また、燃料の過濃な部分では酸素不足によって煤が生成されることになる。この点について、NOxや煤を低減するために排気の一部を吸気に還流させる(Exhaust Gas recirculation:以下、単にEGRという)ことや、燃料の噴射圧力を高めるといった対策が従来から行われている。
【0004】
そのようにEGRによって不活性な排気を吸気系に還流させると、燃焼温度が低下してNOxの生成が抑えられる一方で、吸気中の酸素が減ることになるから、多量のEGRは煤の生成を助長する結果となる。また、燃料噴射圧力を高めることは燃料噴霧の微粒化を促進するとともに、その貫徹力を大きくして空気利用率を向上するので、煤の生成は抑制されるが、NOxはむしろ生成し易い状況になる。つまり、従来からのディーゼル燃焼においてはNOxの低減と煤の低減とがトレードオフの関係にあり、両者を同時に低減することは難しいという実状がある。
【0005】
これに対し、近年、燃料の噴射時期を大幅に進角させて、予混合燃焼が主体の燃焼状態とすることにより、NOxと煤とを同時に且つ大幅に低減することのできる新しい燃焼の形態が提案されており、それらは一般的にディーゼル予混合燃焼とか、予混合圧縮着火燃焼という呼称で知られている。この新しい燃焼形態は例えばEGRによって多量の排気を還流させるとともに、気筒の圧縮行程で比較的早期に燃料を噴射して空気と十分に混合し、この予混合気を圧縮行程の終わりに自着火させて、燃焼させるというものである(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
そのような燃焼状態では、EGRによって吸気中に還流させる排気の割合(EGR率)を上述したディーゼル燃焼のときよりも数段、高くすることが好ましい。すなわち、空気に比べて熱容量の大きい排気を吸気中に多量に混在させれることで、その分、予混合気中の燃料及び酸素の密度を低下させ、これにより着火遅れ時間を延長して、予混合気の自着火のタイミングを圧縮上死点(TDC)近傍にまで遅角させることができる。しかも、その予混合気中では燃料や酸素の周囲に不活性な排気が略均一に分散していて、これが燃焼熱を吸収することになるので、燃焼に伴うNOxの生成も大幅に抑制されるものと考えられる。
【0007】
但し、EGRによって吸気中の排気の還流割合が多くなるということは、その分、空気の量が少なくなるということなので、前記のような燃焼をエンジンの高負荷側で実現することは困難である。このため、従来より、低負荷側の運転領域では前記の如く燃料の早期噴射を行うとともに、EGR率を比較的高い第1の設定値以上に制御して、予混合圧縮着火燃焼とする一方、高負荷側の運転領域では燃料の噴射態様を切換えてディーゼル燃焼となるようにTDC近傍で噴射させるようにし、この際、EGR率は、煤の増大を回避すべく前記第1の設定値よりも小さい第2の設定値以下に制御するようにしている。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−110669号公報(第6頁〜第10頁、第2〜9図)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の如くエンジンの燃焼形態を予混合圧縮着火燃焼とディーゼル燃焼との間で切換えるようにした場合、その切換えの際に過渡的に排気の状態が悪化したり、大きな騒音を発生するという問題がある。すなわち、予混合圧縮着火燃焼からディーゼル燃焼に切換えるときには、EGRによる排気の還流量を減少させてEGR率が第1設定値以上の状態から第2設定値以下の状態へと変更するのであるが、この排気還流量の調節にはある程度の時間が必要なので、仮に燃料の噴射態様だけを直ちにディーゼル燃焼のためのTDC近傍での噴射に切換えると、EGR率の過大な状態で拡散燃焼が主体の燃焼が行われることになり、煤の生成が著しく増大するのである。
【0010】
反対に、ディーゼル燃焼から予混合圧縮着火燃焼に切換えるときも、排気還流量の調節にはやはりある程度の時間が必要なので、EGR率が十分に高くない状態で燃料噴射態様だけを早期噴射に切換えるとすると、この燃料が過早なタイミングで自着火してしまい、極めて大きな燃焼音が発生するとともに、NOxの生成量も急増し、さらに、吸気との混合が不十分な燃料の燃焼によって煤の生成量も増大することになる。
【0011】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、予混合燃焼が主体の第1の燃焼状態(例えば上述の予混合圧縮着火燃焼)と拡散燃焼が主体の第2の燃焼状態(例えば従来一般的なディーゼル燃焼)とのいずれかに切換えるようにしたディーゼルエンジンにおいて、その切換えの際の制御手順に工夫を凝らして、過渡的な排気状態の悪化や過大な騒音の発生を防止することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明では、ディーゼルエンジンの燃焼状態が上述した第1の燃焼状態と第2の燃焼状態との間で移行するときに、気筒の圧縮上死点近傍で主燃焼が開始した後、適切な時期にさらに燃料を噴射(後噴射)して、この後噴射した燃料の燃焼によって、先の燃焼により生成した煤を再燃焼させるようにしたものである。
【0013】
具体的に、請求項1の発明では、エンジンの気筒内の燃焼室に臨む燃料噴射弁と、前記燃焼室への排気の還流量を調節する排気還流量調節手段と、エンジンが第1の運転状態のときに前記燃料噴射弁により燃料を少なくとも気筒の吸気行程ないし圧縮行程で噴射(主噴射)させて、予混合燃焼の割合が拡散燃焼の割合よりも多い第1の燃焼状態とする一方、第2の運転状態のときには拡散燃焼の割合が予混合燃焼の割合よりも多い第2の燃焼状態となるよう、燃料を少なくとも圧縮上死点近傍で噴射(主噴射)させる主噴射制御手段と、エンジンが前記第1運転状態のときに排気の還流量に関するEGR値が第1の設定値以上になる一方、第2運転状態のときには前記EGR値が前記第1の設定値よりも少ない第2の設定値以下になるように、前記排気還流量調節手段を制御する排気還流制御手段とを備えたディーゼルエンジンの燃焼制御装置を前提とする。
【0014】
そして、エンジンの運転状態が前記第1及び第2運転状態の一方から他方に移行するとき、前記主噴射制御手段による燃料噴射弁の制御によって燃焼室に噴射された主噴射燃料が燃焼を開始した後に、当該燃料噴射弁により気筒の膨張行程ないし排気行程の所定範囲で燃料を後噴射させる後噴射制御手段と、エンジンの実際のEGR値を推定するEGR推定手段と、を備えるとともに、前記主噴射制御手段は、エンジンの運転状態が前記第1及び第2運転状態の一方から他方に移行するときに、前記EGR推定手段により推定したEGR値に基づき、前記第1及び第2燃焼状態における煤の生成量が略同じになるEGR値を目安として、前記燃料噴射弁による燃料噴射の態様を切換えるものとする。
【0015】
前記の構成により、まず、エンジンが第1運転状態のときには、主噴射制御手段による燃料噴射弁の制御によって燃料が少なくとも気筒の吸気行程ないし圧縮行程で主噴射されるとともに、排気還流制御手段による排気還流量調節手段の制御によって排気の還流割合が所定以上に多い状態(EGR値≧第1設定値)になる。このことで、気筒内の燃焼室に早期に噴射された燃料は当該燃焼室において比較的広く分散し且つ空気及び還流排気と十分に混合して、均質度合いの高い混合気を形成し、これが圧縮行程の終盤に自着火して相対的に予混合燃焼の割合が多い第1の燃焼状態になる。この燃焼状態では、NOxや煤の生成が非常に少ない。
【0016】
一方、エンジンが第2運転状態のときには前記主噴射制御手段による燃料噴射弁の制御によって、燃料が少なくとも気筒の圧縮上死点近傍で主噴射されて、相対的に拡散燃焼の割合が多い第2の燃焼状態になる。この際、吸気への排気の還流によってNOxや煤の低減が図られるとともに、その排気の還流割合が所定以下とされることで(EGR値≦第2設定値)、空気の供給量が確保されて出力の向上が可能になる。
【0017】
また、エンジンの運転状態が前記第1及び第2運転状態の一方から他方に移行するときには、過渡的にEGR値が前記第1設定値よりも少なく第2設定値よりも大きな状態になり、EGR率が十分に高くない状態で第1の燃焼が行われたり、EGR率の過大な状態で第2の燃焼が行われたりして、煤の生成が増大する虞れがあるが、このときに、第1及び第2の燃焼状態の切換え、即ち燃料の噴射態様の切換えが、実際のEGR値の推定値に基づき、第1及び第2の燃焼状態における煤の生成量が略同じになるEGR値を目安として行われるので、煤の生成があまり多くなることはない。
【0018】
さらに、そうしてエンジンの燃焼状態が切換えられるときには、前記のように主噴射された燃料が燃焼を開始した後に、後噴射制御手段により燃料噴射弁が開弁制御されて、気筒の膨張行程ないし排気行程の所定範囲にて燃料が後噴射される。そして、この後噴射された燃料の燃焼時に、前記主噴射燃料の燃焼に伴い生成した煤が再燃焼することで、排気中の煤の濃度が低減される。
【0019】
請求項2の発明では、後噴射制御手段を、主噴射燃料の燃焼による熱発生率が所定値以下になった後に燃料噴射弁により燃料を後噴射させるものとする。
【0020】
このように、主噴射燃料の燃焼による熱発生率が所定値以下になった後に後噴射を行うようにすれば、この後噴射燃料の燃焼は、主噴射燃料の燃焼による煤の生成を助長することはなく、既に生成している煤の再燃焼を促すようになる。また、その頃には煤が気筒内にて偏在せずに比較的、酸素と反応しやすい状態になっているため、煤の再燃焼は効率良く行なわれる。しかも、そのように比較的遅い時期の後噴射であれば、気筒内の温度はあまり高くはないから、後噴射された燃料の燃焼自体によって煤核の生成、成長、凝縮を生ずることはない。従って、本発明によれば、排気中の煤の濃度を格段に少なくできる。
【0021】
請求項3の発明では、請求項2の発明における後噴射制御手段を、主噴射燃料の燃焼による熱発生率が略零になる時点を基準として、この時点の近傍からそれ以後の所定クランク角までの範囲で燃焼が開始するように、燃料噴射弁により燃料を噴射させるものとする。
【0022】
このことで、後噴射の噴射時期は、主噴射燃料の燃焼が終了する時点を基準として燃焼が開始するように制御されることになり、これにより、請求項2の発明の作用効果が十分に得られる。尚、主噴射燃料の燃焼による熱発生率が略零になる時点の近傍から所定クランク角までの範囲というのは、後噴射燃料の燃焼が厳密に熱発生の終了する時点(即ち、燃焼終了時点)から開始することを要求するものではないという意味である。具体的には、熱発生率の零になる時点を中心として例えばクランク角にして±5゜程度の範囲で又は±3゜の範囲で後噴射燃料の燃焼が開始するのが好ましく、あるいはそれよりも少し遅れて後噴射燃料の燃焼が開始するものであってもよい。
【0023】
請求項4の発明では、後噴射制御手段として、燃料の後噴射の時期を気筒の圧縮上死点後略10°CA〜略60°CAの範囲に制御するものとする。この範囲で後噴射を行えば、請求項2の発明と同様の作用効果が得られる。
【0024】
請求項5の発明では、後噴射制御手段は、EGR推定手段により推定したEGR値に基づいて、このEGR値が第1及び第2設定値の間の所定範囲にある場合に、燃料噴射弁により後噴射を行わせるものとする。
【0025】
すなわち、上述したように気筒の膨張行程以降に後噴射した燃料は比較的緩慢な燃焼状態になり、機関のサイクル効率も低くなるので、一般的には後噴射をすると燃費が悪化するという傾向がある。そこで、この発明では、エンジン運転状態の移行時にEGR値に基づいて特に煤の生成が盛んになる所定範囲にあると判定されるときにのみ、後噴射を行うようにして、煤を低減しながら、そのことによる燃費の悪化を抑制することができる。
【0026】
請求項6の発明では、後噴射制御手段により燃料の後噴射が行われるときに、この後噴射によるトルクの増大を減殺するように燃料の主噴射量を減少補正する主噴射量補正手段を備えるものとする。こうすることで、後噴射に起因するエンジンのトルク変動を抑制して、良好な運転フィーリングを得ることができる。具体的には、例えば、後噴射量が多いときほど、又は後噴射の開始時期が上死点に近いときほど、燃料の主噴射量を減少するようにすればよい。
【0027】
請求項7の発明では、前記請求項6の発明における後噴射制御手段を、エンジンが第2の運転状態から第1の運転状態に移行するときに、少なくとも主噴射制御手段による燃料の主噴射の態様が切換えられた後で、運転状態移行後の目標EGR値と実際のEGR値との偏差が大きいときほど、主噴射量に対する後噴射量の比率が高くなるように該後噴射量を制御するものとする。
【0028】
すなわち、エンジンが第2の運転状態から第1の運転状態に移行するときには、上述したように、EGR率が十分に高くない状態で燃料の主噴射の態様が切換えられて早期噴射が行われてしまい、過早な着火により過大な燃焼音が発生したり、排気の状態が悪化したりする虞れがある。そして、このような弊害は、EGR率のずれ、即ち運転状態移行後の目標EGR値と実際のEGR値との偏差が大きいときほど、大きくなる。そこで、この発明では、前記EGR値の偏差が大きいときほど、主噴射量に対する後噴射量の比率が高くなるように、即ち、早期に噴射する燃料の量をできるだけ少なくするようにして、この燃料の過早な着火を抑制し、さらに、たとえ過早な着火が発生したとしても、そのことによる騒音や排気状態の悪化を軽減することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【0030】
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置Aの一例を示し、1は車両に搭載されたディーゼルエンジンである。このエンジン1は複数の気筒2,2,…(1つのみ図示する)を有し、その各気筒2内に往復動可能にピストン3が嵌挿されていて、このピストン3により各気筒2内に燃焼室4が区画されている。また、燃焼室4の天井部にはインジェクタ5(燃料噴射弁)が配設されていて、その先端部の噴口から高圧の燃料を燃焼室4に直接、噴射するようになっている。一方、各気筒2毎のインジェクタ5の基端部は、それぞれ分岐管6a,6a,…(1つのみ図示する)により共通の燃料分配管6(コモンレール)に接続されている。このコモンレール6は、燃料供給管8により高圧供給ポンプ9に接続されていて、該高圧供給ポンプ9から供給される燃料を前記インジェクタ5,5,…に任意のタイミングで供給できるように高圧の状態で蓄えるものであり、その内部の燃圧(コモンレール圧)を検出するための燃圧センサ7が配設されている。
【0031】
前記高圧供給ポンプ9は、図示しない燃料供給系に接続されるとともに、歯付ベルト等によりクランク軸10に駆動連結されていて、燃料をコモンレール6に圧送するとともに、その燃料の一部を電磁弁を介して燃料供給系に戻すことにより、コモンレール6への燃料の供給量を調節するようになっている。この電磁弁の開度が前記燃圧センサ7による検出値に応じてECU40(後述)により制御されることによって、コモンレール圧がエンジン1の運転状態に対応するように制御される。
【0032】
また、エンジン1の上部には、図示しないが、吸気弁及び排気弁をそれぞれ開閉させる動弁機構が配設されていて、各気筒2毎の吸気弁及び排気弁の閉弁時期は、当該気筒2の実圧縮比が略17以下になるように設定されている。ここで、実圧縮比というのは、吸気弁が閉じるまでに気筒2内に吸入された気体が圧縮上死点において圧縮されたときの実質的な圧縮比率のことであり、燃焼室4の幾何学的な圧縮比とは異なり、概ね、吸気弁が閉じたときの燃焼室容積に対する圧縮上死点での燃焼室容積の比率に近いものである。一方、エンジン1の下部には、クランク軸10の回転角度を検出するクランク角センサ11と、冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ13とが設けられている。前記クランク角センサ11は、詳細は図示しないが、クランク軸端に設けた被検出用プレートとその外周に相対向するように配置した電磁ピックアップとからなり、前記被検出用プレートの外周部全周に亘って等間隔に形成された突起部が通過する度に、パルス信号を出力するものである。
【0033】
エンジン1の一側(図の右側)の側面には、各気筒2の燃焼室4に対しエアクリーナ15で濾過した空気(新気)を供給するための吸気通路16が接続されている。この吸気通路16の下流端部にはサージタンク17が設けられ、このサージタンク17から分岐した各通路がそれぞれ吸気ポートにより各気筒2の燃焼室4に連通しているとともに、サージタンク17には吸気の圧力状態を検出する吸気圧センサ18が設けられている。
【0034】
また、前記吸気通路16には、上流側から下流側に向かって順に、外部からエンジン1に吸入される空気の流量を検出するホットフィルム式エアフローセンサ19と、後述のタービン27により駆動されて吸気を圧縮するコンプレッサ20と、このコンプレッサ20により圧縮した吸気を冷却するインタークーラ21と、バタフライバルブからなる吸気絞り弁22とが設けられている。この吸気絞り弁22は、弁軸がステッピングモータ23により回動されて、全閉から全開までの間の任意の開度とされるものであり、全閉状態でも吸気絞り弁22と吸気通路16の周壁との間には空気が流入するだけの間隙が残るように構成されている。
【0035】
一方、エンジン1の反対側(図の左側)の側面には、各気筒2の燃焼室4からそれぞれ燃焼ガス(排気)を排出するように、排気通路26が接続されている。この排気通路26の上流端部は各気筒2毎に分岐して、それぞれ排気ポートにより燃焼室4に連通する排気マニホルドであり、該排気マニホルドよりも下流の排気通路26には上流側から下流側に向かって順に、排気中の酸素濃度を検出するリニアO2センサ29と、排気流を受けて回転されるタービン27と、排気中の有害成分(HC、CO、NOx、煤等)を浄化可能な触媒コンバータ28とが配設されている。
【0036】
前記タービン27と吸気通路16のコンプレッサ20とからなるターボ過給機30は、この実施形態では、可動式のフラップ31,31,…によりタービン27への排気の通路断面積を変化させるようにした可変ターボ過給機(Variable Geometory Turbosupercharger:以下VGTという)であり、前記フラップ31,31,…は各々、図示しないリンク機構を介してダイヤフラム32に駆動連結されていて、そのダイヤフラム32に作用する負圧の大きさが負圧制御用の電磁弁33により調節されることで、該フラップ31,31,…の回動位置が調節されるようになっている。尚、VGT以外のターボ過給機を用いてもよい。
【0037】
前記排気通路26には、タービン27よりも排気上流側の部位に臨んで開口するように、排気の一部を吸気側に還流させるための排気還流通路(以下EGR通路という)34の上流端が接続されている。このEGR通路34の下流端は吸気絞り弁22及びサージタンク17の間の吸気通路16に接続されていて、排気通路26から取り出された排気の一部を吸気通路16に還流させるようになっている。また、EGR通路34の途中には、その内部を流通する排気を冷却するためのEGRクーラ37と、開度調節の可能な排気還流量調節弁(以下EGR弁という)35とが配置されている。この実施形態のEGR弁35は負圧応動式のものであり、前記VGT30のフラップ31,31,…と同様に、ダイヤフラムへの負圧の大きさが電磁弁36によって調節されることにより、EGR通路34の断面積をリニアに調節して、吸気通路16に還流される排気の流量を調節する。
【0038】
そして、前記各インジェクタ5、高圧供給ポンプ9、吸気絞り弁22、VGT30、EGR弁35等は、いずれもコントロールユニット(Electronic Contorol Unit:以下ECUという)40からの制御信号を受けて作動する。一方、このECU40には、前記燃圧センサ7、クランク角センサ11、エンジン水温センサ13、吸気圧センサ18、エアフローセンサ19、リニアO2センサ29等からの出力信号がそれぞれ入力され、さらに、図示しないアクセルペダルの踏み操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ39からの出力信号が入力される。
【0039】
(エンジンの燃焼制御の概要)
前記ECU40によるエンジン1の基本的な制御は、主にアクセル開度に基づいて基本的な目標燃料噴射量を決定し、インジェクタ5の作動制御によって燃料の噴射量や噴射時期、噴射回数等を制御するとともに、高圧供給ポンプ9の作動制御により燃圧、即ち燃料の噴射圧力を制御するというものである。また、吸気絞り弁22やEGR弁35の開度の制御によって燃焼室4への排気の還流割合を制御し、さらに、VGT30のフラップ31,31,…の作動制御(VGT制御)によって吸気の過給効率を向上させる。
【0040】
具体的には、例えば図2の制御マップ(燃焼モードマップ)に示すように、エンジン1の温間の全運転領域のうちの相対的に低負荷側には、予混合燃焼領域(H)が設定されていて(第1の運転状態)、ここでは、図3(a)〜(c)に一例を示すように、インジェクタ5により気筒2の圧縮行程中期から後期にかけて燃料を噴射させ、予めできるだけ均質な混合気を形成した上で自着火により燃焼させるようにしている(予混合燃焼モード)。このような燃焼の形態は、従来より予混合圧縮着火燃焼と呼ばれており、気筒の1サイクル当たりの燃料噴射量があまり多くないときに、その燃料の噴射時期を適切に設定すれば、燃料を適度に広く分散させ且つ空気と十分に混合した上で、その大部分を略同じ着火遅れ時間の経過後に自着火させて、一斉に燃焼させることができる。以下、この明細書では、そのような燃焼状態を簡略に予混合燃焼と呼ぶこともあるが、これは、燃料の予混合燃焼の割合が拡散燃焼の割合よりも多い第1の燃焼状態のことである。
【0041】
尚、前記インジェクタ5による燃料の噴射は、図3(a)に模式的に示すように1回で行うようにしてもよく、或いは同図(b)、(c)にそれぞれ示すように2回又は3回に分けて行うようにしてもよく、さらに、図示しないが、4回以上に分けて行うようにしてもよい。これは、気筒2の圧縮行程中期から後期にかけて比較的早期に燃焼室4に燃料を噴射する場合には、この燃焼室4の気体の圧力や密度状態が圧縮行程の終盤に比べて低い状態で燃料を噴射することになり、燃料噴霧の貫徹力が相対的に強くなるので、分割噴射によって燃料噴霧の貫徹力を低下させて、燃料の気筒2内周面への付着を抑制するためである。
【0042】
また、前記予混合燃焼モードでは、EGR弁35を相対的に大きく開いて、EGR通路34により多量の排気を吸気通路16に還流させるようにする。こうすることで、新気、即ち外部から供給される新しい空気に対して不活性で熱容量の大きい排気が多量に混合され、さらに、それに対して燃料の液滴及び蒸気が混合されることになるから、予混合気自体の熱容量が大きくなるとともにその中の燃料及び酸素の密度が相対的に低くなり、このことで着火遅れ時間が長くなる。従って、空気と還流排気と燃料とを十分に混合した上で、圧縮上死点(TDC)近傍の最適なタイミングにて着火、燃焼させることが可能になる。
【0043】
より具体的に、図4に示すグラフは、エンジン1の低負荷域で圧縮上死点前(BTDC)の所定のクランク角(例えばBTDC30°CA)に燃料を噴射して燃焼させたときに、熱発生のパターンがEGR率(新気量及び還流排気量を合わせた全吸気量に対する還流排気量の割合)に応じてどのように変化するかを示した実験結果である。同図に仮想線で示すように、EGR率が低いときにはTDCよりもかなり進角側で燃焼が開始してしまい、サイクル効率の低い過早な熱発生のパターンとなる。一方、EGR率が高くなるに連れて着火のタイミングは徐々に遅角側に移動し、図に実線で示すようにEGR率が略55%のときには、熱発生のピークが略TDCになってサイクル効率の高い熱発生パターンとなる。
【0044】
また、前記図4のグラフによれば、EGR率が低いときには熱発生のピークがかなり高くなっていて、燃焼速度の高い激しい燃焼であることが分かる。このときには燃焼に伴うNOxの生成が盛んになり、また、極めて大きな燃焼音が発生する。一方、EGR率が高くなるに連れて熱発生の立ち上がりが徐々に緩やかになり、そのピークも低下する。これは、前記の如く混合気中に多量の排気が含まれる分だけ、燃料及び酸素の密度が低くなることと、その排気によって燃焼熱が吸収されることとによると考えられる。そして、そのように熱発生の穏やかな低温燃焼の状態では、NOxの生成も大幅に抑制される。
【0045】
図5に示すグラフは、前記の実験においてEGR率の変化に対する燃焼室4の空気過剰率λ、排気中のNOx及び煤の濃度の変化をそれぞれ示したもので、同図(a)によれば、この実験条件においてEGR率が略0%のときには空気過剰率λがλ≒2.7と大きく、この状態からEGR率が大きくなるに従い、空気過剰率λは徐々に小さくなる。そして、EGR率が略55〜60%のときに略λ=1になっている。このように、排気の還流割合が多くなれば、混合気の平均的な空気過剰率λは1に近づくのであるが、たとえ燃料と空気との比率が略λ=1であっても、混合気中には多量の排気が存在していて燃料や酸素の密度自体はあまり高くはないから、燃焼はあまり激しいものにはならないと考えられる。従って、図(b)に示すように、排気中のNOxの濃度はEGR率の増大とともに一様に減少していて、EGR率が略45%以上のときにはNOxは殆ど生成しなくなる。
【0046】
一方、煤の生成については、同図(c)に示すように、EGR率が0〜略30%では殆ど煤が見られず、EGR率が略30%を超えると煤の濃度が急激に増大するが、EGR率が略50%を超えると再び減少し、EGR率が略55%以上になると略零になる。これは、まず、EGR率が低いときには着火遅れ期間があまり長くはならないことから、燃料噴霧と吸気との混合が不十分な状態で着火に至り、激しい予混合燃焼に続いて拡散燃焼状態になると考えられるが、この際、吸気中には燃料に対して酸素が過剰に存在することから、煤は殆ど生成しないものと推定される。そして、EGR率が徐々に増大すると、吸気中の酸素が少なくなることから、燃焼状態が悪化して煤の生成量が急増することになるが、EGR率が略55%以上になると、上述の如く、空気と還流排気と燃料とが十分に混合された上で燃焼するようになり、この結果、煤が殆ど生成しない状態になると考えられる。
【0047】
以上、要するに、この実施形態では、エンジン1が低負荷側の予混合燃焼領域(H)にあるときに、燃料を比較的早期に噴射するとともに、EGR弁35の開度を制御して、EGR率を予め設定した所定値(第1設定値:前記の実験例では略55%くらいであるが、一般的には略50〜略60%くらいが好ましい)以上とすることで、NOxや煤の殆ど生成しない低温燃焼を実現するものである。
【0048】
これに対し、前記図2の制御マップに示すように、エンジン1が予混合燃焼領域(H)以外の高回転乃至高負荷側の運転領域(D)にあるときには(第2の運転状態)、拡散燃焼の割合が予混合燃焼の割合よりも多い一般的なディーゼル燃焼の状態(第2の燃焼状態)とすべく、図3(d)に一例を示すように、インジェクタ5により主に気筒2のTDC近傍で燃料を噴射させるようにする(ディーゼル燃焼モード)。この際、前記の如く気筒2の上死点近傍で行う燃料噴射の外に、それ以前にも燃料噴射を行うようにしてもよい。そして、そのようにして高圧の燃焼室4に噴射された燃料噴霧は、初期の予混合燃焼に続いて大部分が拡散燃焼するようになるので、以下、このようにエンジン1をディーゼル燃焼モードで運転する領域(D)を拡散燃焼領域とも呼ぶものとする。
【0049】
また、前記ディーゼル燃焼モード(拡散燃焼領域(D))では、EGR弁35の開度を上述した予混合燃焼モードに比べて小さくして、EGR率が予め設定した所定値(第2設定値)以下になるようにする。このEGR率の値は、拡散燃焼が主体の一般的なディーゼル燃焼において煤の増大を招かない範囲で、NOxの生成をできるだけ抑制するように設定すればよく、具体的には図6のグラフに一例を示すように、拡散燃焼領域(D)におけるEGR率の上限は、例えば略30〜略40%の範囲に設定するのが好ましい。また、エンジン1の負荷が高くなるほど気筒2への新気の供給量を確保する必要があるので、高負荷側ほどEGR率は低くなり、しかも、高回転乃至高負荷側ではターボ過給機30による吸気の過給圧が高くなるので、排気の還流は実質的に行われなくなる。
【0050】
(燃焼モード移行時の制御)
ところで、上述したようにエンジン1を予混合燃焼モードと従来一般的なディーゼル燃焼モードとに切換えるようにした場合、その切換えの際に過渡的に排気状態の悪化や過大な騒音といった問題が生じる虞れがある。すなわち、図7に模式的に示すように、エンジン1を例えば低回転中負荷の所定の運転状態で予混合燃焼(実線で示す)とディーゼル燃焼(破線で示す)とに切換えて、それぞれEGR率の変化に対する煤の濃度の変化を調べると、EGR率が前記第1設定値よりも低く且つ第2設定値よりも高いときには、何れの燃焼状態としても煤の濃度が高くなることが分かる。
【0051】
より具体的に、例えば、エンジン1の運転状態が予混合燃焼領域(H)から拡散燃焼領域(D)に移行する場合には、インジェクタ5による燃料の噴射態様を早期噴射(予混合燃焼)からTDC近傍での噴射(ディーゼル燃焼)に切換えるとともに、EGR弁35の開度を変更してEGR率が前記第1設定値以上の状態から第2設定値以下の状態へと移行するのであるが、この際、排気の還流量の変化にはある程度の時間が必要になるから、仮に燃料の噴射態様を直ちに切換えるとすると、エンジン1はEGR率の過大な状態で拡散燃焼が主体のディーゼル燃焼状態とされることになり、同図(a)に太線の矢印で示すように煤の生成が著しく増大する虞れがある。
【0052】
反対に、拡散燃焼領域(D)から予混合燃焼領域(H)に移行するときには、図8(a)に矢印で示すように、ディーゼル燃焼の状態(破線)から予混合燃焼の状態(実線)へと移行するのであるが、このときにも排気の還流量の変化にはある程度の時間が必要になるから、燃料の噴射態様を直ちにTDC近傍での噴射から早期噴射へと切換えるとすると、EGR率が十分に高くない状態で早期噴射が行われることになり、過早着火による急激な燃焼によって(図4参照)過大な燃焼音が発生するとともにNOxの生成が盛んになり、さらに、同図に太線の矢印で示すように煤の生成も増大する虞れがある。
【0053】
このような問題に対し、この実施形態の燃焼制御装置Aでは、本発明の特徴部分として、エンジン1の運転状態が予混合燃焼領域(H)と拡散燃焼領域(D)との間で移行するときに、前記予混合燃焼又はディーゼル燃焼のいずれかとなるように主噴射した燃料の燃焼(以下、主燃焼という)に続いて、気筒2の膨張行程においてインジェクタ5により燃料を後噴射させ、この燃料の燃焼によって、排気中の煤を低減するようにしたものである。
【0054】
詳しくは、まず、燃焼モード移行時の燃料噴射態様の切換えについて説明すると、エンジン1が予混合燃焼領域(H)から拡散燃焼領域(D)に移行するときには、先にEGR弁35の開度を小さくして排気の還流量を減少させ、これによりEGR率が低下して第1設定値と第2設定値との間の所定値以下になったときに、燃料の噴射態様を早期噴射からTDC近傍での噴射に切換える。すなわち、図7(a)に示すように、2つの燃焼状態における煤の生成量が略同じになるEGR率EGR*を目安として、実際には、同図(b)に示すようにEGR率EGR*よりも少しだけ高いEGR率EGR1のときに燃料の噴射態様を切換えるようにする。こうすることで、同図(a)と比較して明らかなように、煤の生成を低減できる。
【0055】
一方、エンジン1が拡散燃焼領域(D)から予混合燃焼領域(H)に移行するときには、先にEGR弁35の開度を大きくして排気の還流量を増大させ、これによりEGR率が高くなって所定値よりも大きくなったときに、燃料の噴射態様をTDC近傍での噴射から早期噴射に切換える。すなわち、図8(b)に示すように、前記EGR率EGR*よりも少しだけ低いEGR率EGR2のときに燃料の噴射態様を切換えることで、同図(a)と比較して明らかなように煤の生成を低減することができる。しかも、このときには、予混合気の過早着火も抑制することができ、これにより過大な燃焼音の発生やNOxの急増も抑制できる。
【0056】
尚、前記EGR率EGR*は、燃焼室4への排気の還流状態が燃料噴射態様の切換えに適した所定の状態になったことを判定するための基準となるものであり、以下、切換EGR率と呼ぶものとする。そして、予混合燃焼領域(H)から拡散燃焼領域(D)へ移行するときと、反対に拡散燃焼領域(D)から予混合燃焼領域(H)へ移行するときとで、切換EGR率EGR*の実際の値EGR1,EGR2を少しだけ異ならしめているのは、制御のハンチングを防止するためであるが、これに限ることなく、EGR*=EGR1=EGR2としてもよい。
【0057】
ところで、上述したように、EGRの遅れに対応してEGR弁35の開度の制御とインジェクタ5による燃料噴射態様の切換えとを互いに対応付けて最適なタイミングで行うようにしても、燃焼モードの移行時には、図7(b),図8(b)にそれぞれ斜線を入れて示すように一時的に煤の生成が盛んな状態になることが避けられない。そこでこの実施形態では、以下に詳述する燃料の後噴射(以下、フォローアップ噴射ともいう)によって、主燃焼の際に発生した煤を効果的に再燃焼させて、排気中の煤の濃度を低減するようにしている。すなわち、この実施形態においてフォローアップ噴射とは、主燃焼がおおよそ終了する時点で燃焼が始まるように、主燃焼による熱発生率が所定以下になった時点(主噴射の燃料噴射量や噴射時期等によって異なるが、例えばATDC略10°〜30°CA)でインジェクタ5により燃料を噴射させるものである。
【0058】
詳しくは、まず、煤の生成のメカニズムについて、一般的にディーゼルエンジンでは拡散燃焼の際に局所的な過濃混合気中で燃料が熱分解されて一次粒子が形成され、これが重・縮合を繰り返すことによって煤の核が生成し、それが高温雰囲気において成長・凝集することによって煤を生ずると考えられている。また、予混合燃焼の場合には早期噴射によって燃料の一部が液滴のままで気筒2の内周面に到達し、そこに付着することが煤の生成の原因になると考えられている。そして、そのような主燃焼時の煤核の成長・凝縮は、その燃焼が終わりに近付く頃まで続くと考えられる。
【0059】
これに対し、この実施形態のように、主燃焼が終了する頃に着火燃焼するようにしてフォローアップ噴射を行えば、このフォローアップ噴射した燃料の燃焼自体が主燃焼による煤の生成を促進することはなく、それは既に生成している煤の再燃焼を促して、その量を低減することになる。また、主燃焼が終了する頃には煤が気筒2内で偏在せずに比較的、酸素と反応し易い状況になっていると考えられるので、フォローアップ噴射した燃料による煤の再燃焼は効率良く行なわれる。しかも、そのような比較的遅い時期の噴射であれば、気筒2内の温度が比較的低くなっていることから、フォローアップ噴射した燃料自体の燃焼によって煤核の生成、成長、凝縮を生ずることはないと考えられ、このことから、フォローアップ噴射を行うことで、排気中の煤の濃度を大幅にに低減できるものである。
【0060】
図9は、燃料の主噴射をTDC近傍での一括噴射とした場合について、フォローアップ噴射による熱発生率の特性の一例を示したものであり、エンジン回転数neが2000rpm、平均有効圧力Peが0.57MPaの中回転中負荷運転時の実験結果である。同図によれば、熱発生率は、TDC近傍で主噴射された燃料の燃焼(主燃焼)に応じて一旦、正の方向に大きな値を示した後に、その燃焼の終了に伴い徐々に小さくなっていく。そして、その主燃焼の発生率が略零になる時点t1のやや手前でフォローアップ噴射を開始すると、このフォローアップ噴射の燃料は主燃焼の終了時点t1で燃焼を開始し、ここで再び熱発生率が増大している。
【0061】
尚、図示のτmは主噴射燃料の着火遅れ時間を、τfはフォローアップ噴射燃料の着火遅れ時間をそれぞれ示し、τfは、エンジンの排気量、燃料噴射圧力等によって異なるが、例えば排気量1〜3Lクラスのエンジンでは、燃料噴射圧力が50〜200MPa程度のときは0.4〜0.7ms程度となる。この着火遅れ時間τfは、TDC近傍で行なわれる主噴射の着火遅れ時間τm(0.1〜0.3ms程度)よりも長いが、これは、後噴射が筒内温度が下がった時点で行なわれるためである。
【0062】
つまり、効果的なフォローアップ噴射のためには、まず、主燃焼の燃焼が終了してその熱発生率が略零になる時点を求め、この時点から着火遅れ時間τfの分だけ遡った時点にフォローアップ噴射の開始時期を設定すれば良いことが分かる。例えば図示の中回転負荷運転時では、フォローアップ噴射時期をATDC35゜CAとしたときに、主燃焼の終了時点で当該フォローアップ噴射燃料が着火燃焼するようになり、このときのフォローアップ噴射燃料の着火遅れ時間τfは約0.5msになる。
【0063】
従って、予め実験等により各エンジン運転状態での主燃焼終了時点を求め、これに前記着火遅れ及びインジェクタ5の駆動遅れを考慮して、その遅れ時間に対応する分だけ進角させた時点をフォローアップ噴射時期ITfuとして定め、これをエンジン運転状態に対応するマップ(後述のフォローアップ噴射時期マップ)としてECU40のメモリに電子的に格納する。そして、エンジン1の運転中に前記マップからフォローアップ噴射の目標噴射時期をエンジン運転状態に応じて読み出すようにすればよい。具体的に、前記フォローアップ噴射時期ITfuとしては、例えば、1500rpmの軽負荷でATDC35°CAとし、また、例えば2000rpmの中負荷ではATDC40〜35°CAくらいとすればよい。
【0064】
尚、前記各エンジン運転状態での主燃焼の終了時点は、実験によって各エンジン運転状態での各クランク角毎の筒内圧力データを求め、これに基づいて熱発生率を熱力学的に計算しグラフ化することによって求めることができる。或いは、燃焼室4内の温度を検出する温度センサの検出信号、燃焼光センサの検出信号、または燃焼室4内に存在する電荷が偏った反応性の高い水素や炭化水素等の量を検出するセンサの検出信号等に応じて、実験によって求めることも可能である。
【0065】
また、前記図7(b)に示すEGR率EGRの2つの値EGR3,EGR4は、前記の如くエンジン1が運転領域(H)(D)間を移行するときに、フォローアップ噴射を行う所定範囲の境界となるものであるから、以下、境界EGR率EGRf1、EGRf2と呼ぶものとする。同様に、図8(b)に示すEGR率EGR5,EGR6は、それぞれ、エンジン1が拡散燃焼領域(D)から予混合燃焼領域(H)に移行するときに対応する境界EGR率EGRf1、EGRf2の値である。ここで、それぞれ前記所定範囲の上限及び下限を規定する境界EGR率の値(EGR3とEGR5、EGR4とEGR6)が少しだけ異なっているのは、ハンチングを防止するためであるが、これに限るものではなく、例えばEGR3=EGR5、EGR4=EGR6としてもよい。
【0066】
(燃料噴射制御)
以下に、前記ECU40によるインジェクタ5の具体的な制御手順を、図10及び図11のフローチャート図に基づいて説明する。まず、図10に示すフローのスタート後のステップSA0において、少なくとも、燃圧センサ7からの信号、クランク角センサ11からの信号、吸気圧センサ18からの信号、エアフローセンサ19からの信号、リニアO2センサ29からの信号、アクセル開度センサ39からの信号等を入力し(データ入力)、また、ECU40のメモリに記憶されている各種フラグの値を読み込む。
【0067】
続いて、ステップSA1において、エンジン1の実際のEGR率(実EGR率EGR)を推定する。この推定方法としては、例えば、エアフローセンサ19からの信号に基づいて求められる吸入空気量と、リニアO2センサ29からの信号に基づいて求められる酸素濃度と後述する目標燃料噴射量とに基づいて、所定の計算により推定する。続いて、ステップSA2において、クランク角信号から求めたエンジン回転速度neとアクセル開度Accとに基づいて、エンジン1の目標トルクTrqを目標トルクマップから読み込んで、設定する。この目標トルクマップは、アクセル開度Accとエンジン回転速度neとに対応する最適な値を予め実験的に求めて設定して、ECU40のメモリに電子的に格納したものであり、図12(a)に一例を示すように、アクセル開度Accが大きいほど、またエンジン回転速度neが高いほど、目標トルクTrqが大きくなっている。
【0068】
続いて、ステップSA3において、燃焼モードマップ(図2参照)を参照してエンジン1の燃焼モードを判定する。すなわち、目標トルクTrqとエンジン回転速度neとに基づいてエンジン1が予混合燃焼領域(H)にあるかどうか判定し、この判定がNOで拡散燃焼領域(D)ならば後述のステップSA11に進む一方、判定がYESならばステップSA4に進んで、今度は、前回の制御サイクルにおいてエンジン1が拡散燃焼領域(D)にあったかどうか判定する。この判定は、例えば、前回の制御サイクルのステップSA3における判定結果に応じて運転領域を表すフラグの値を更新し、これをECU40のメモリに記憶するようにしておいて、そのフラグの値に基づいて判定するようにすればよい。そして、判定がNOであれば後述のステップSA7に進む一方、判定がYESであれば、拡散燃焼領域(D)から予混合燃焼領域(H)への移行時であるから、ステップSA5に進んで移行フラグFHをオンにして(FH←1)、ステップSA6に進む。
【0069】
このステップSA6では、切換EGR率EGR*の値EGR2をマップから読み込んで設定するとともに、境界EGR率EGRf1,EGRf2の値をそれぞれ予め定めた所定値EGR5,EGR6として(いずれもECU40のメモリに記憶されている)、後述する図11のステップSB8に進む。すなわち、前記切換えEGR率のマップは、切換EGR率EGR*の値EGR1,EGR2をエンジン1の運転状態に対応付けて予め実験的に設定したものであり、図13に例示するものでは、移行後の予混合燃焼領域(H)においてエンジン1の負荷状態(図例では目標トルクTrq)乃至エンジン回転速度neが高いほど、切換EGR率EGR*の値(図例ではEGR2)が小さくなるように設定されている。
【0070】
そのように、切換EGR率EGR*の値をエンジン1の運転状態に応じて変更するのは、次のような理由による。まず、説明の便宜のために、図14に模式的に示すように予混合燃焼領域(H)を負荷及び回転速度の高低によって4つの領域に分けると、そのうちの相対的に低回転且つ低負荷の領域(I)においては比較的燃料噴射量が少なく、しかも、この燃料が空気と混合する時間が十分に長くなることから、従来一般的なディーゼル燃焼の状態であってもEGR率の比較的高い状態まで煤の生成が少ない良好な燃焼状態になる。そのため、前記領域(I)においては、図15(a)に模式的に示すように、予混合燃焼(実線)とディーゼル燃焼(破線)とで煤の生成量が略同じになるEGR率(切換EGR率EGR*)の値は比較的高くなる。
【0071】
また、中回転低負荷の領域(II)においては、前記領域(I)に比べてエンジン回転速度が高くなる分、燃料と空気との混合時間が短くなって、煤は生成し易くなり、図15(b)に示すように切換EGR率EGR*の値はやや低くなる。同様に、低回転中負荷の領域(II)においては燃料噴射量が多くなる分だけ、前記領域(I)に比べて煤が生成し易くなり、図15(c)に示すように切換EGR率EGR*の値は領域(I)と比べて低くなって、前記領域(II)と略同じくらいになる。さらに、中回転中負荷の領域(IV)においては、エンジン回転速度が高くなり且つ燃料噴射量が多くなるため、4つの領域の中では最も煤の生成し易い状態になり、図15(d)に示すように、切換EGR率EGR*の値も最も低くなるのである。
【0072】
一方、前記ステップSA4においてNOと判定して進んだステップSA7では、前記移行フラグFHがオンかどうか判定し(FH=1?)、この判定がYESであれば前記ステップSA6に進む一方、判定がNOであればステップSA8に進んで、今度は、エンジン1が所定の急加速状態であるかどうか判定する。この判定は、例えばアクセル開度Accが増大していて、且つその増大変化の度合いが予め設定した基準値よりも大きいときに急加速状態と判定する。そして、判定がYESであればステップSA9に進んで、移行フラグFHをオンにして(FH←1)ステップSA10に進み、ここで、前記ステップSA6と同様に切換EGR率EGR*、境界EGR率EGRf1,EGRf2の値をそれぞれ設定して(EGR*←EGRac0、EGRf1←EGRac1,EGRf2←EGRac2)、後述する図11のステップSB8に進む。尚、前記各EGR率の値EGRac0,EGRac1,EGRac2は、それぞれECU40のメモリに記憶されている。
【0073】
一方、前記ステップSA8において急加速状態でないNOと判定したときには、図11に示すフローのステップSB1〜SB7に進んで、予混合燃焼状態になるようにインジェクタ5により燃料を早期噴射させる。すなわち、まず、ステップSB1において、目標トルクTrqとエンジン回転速度neとに基づいて、図12(b)に示すような噴射量マップの予混合燃焼領域(H)から基本噴射量QHbを読み込み、また、同様に同図(c)に示すような噴射時期マップから基本噴射時期ITHb(インジェクタ5の針弁が開くクランク角位置)を読み込む。前記噴射量マップや噴射時期マップは、目標トルクTrqとエンジン回転速度neとに対応する最適な値を予め実験的に求めて設定して、ECU40のメモリに電子的に格納したものであり、前記噴射量マップにおける基本噴射量QHbの値は、予混合燃焼領域(H)において目標トルクTrqが大きいほど、またエンジン回転速度neが高いほど大きくなっている。
【0074】
また、前記噴射時期マップにおいて基本噴射時期ITHbの値は、予混合燃焼領域(H)において目標トルクTrqが大きいほど、またエンジン回転速度neが高いほど進角側になっていて、燃料噴霧の殆どが空気と十分に混合されてから燃焼するよう、気筒2の圧縮行程における所定のクランク角範囲(例えばBTDC90°〜30°CA)において燃料噴射量や燃圧に対応付けて設定されている。
【0075】
続いて、ステップSB2において噴射時期の補正係数c1を補正テーブルから読み込む。この補正テーブルは、燃焼室4への排気の還流状態に基づいてインジェクタ5にによる燃料噴射時期を補正するために、EGR率に対応する最適な補正係数c1の値を予め実験的に求めて設定し、ECU40のメモリに電子的に格納したものであり、例えば、EGR率が高いほど噴射時期が遅角するように設定されている。そして、ステップSB3において燃料噴射量や噴射時期の補正演算を行う。これは、例えば前記基本噴射時期QHbをエンジン水温や吸気圧等に応じて補正して目標噴射量QHtを求めるとともに、前記基本噴射時期ITHbに前記補正係数c1を乗じて目標噴射時期ITHtを求める。
【0076】
続いて、ステップSB4において目標噴射量QHt及び目標噴射時期ITHtをそれぞれ設定し、続くステップSB5においてエンジン1の実際のEGR率の推定値(実EGR率EGR)が境界EGR率EGRf1よりも大きいかどうか判定する。そして、EGR>EGRf1でYESであれば、続くステップSB6において移行フラグFHをクリアし(FH←0)、続くステップSB7において、エンジン1の各気筒2毎に圧縮行程の前記設定した燃料噴射時期ITHtになれば、インジェクタ5による燃料の噴射作動を実行し、しかる後にリターンする。
【0077】
つまり、目標トルクTrq及びエンジン回転速度neに基づいてエンジン1が予混合燃焼領域(H)にあると判定され、且つ、拡散燃焼領域(D)からの移行時でも急加速状態でもなければ、このときには、エンジン1を予混合燃焼モードととして、各気筒2毎のインジェクタ5により圧縮行程の所定クランク角範囲にて燃料を早期噴射させ、燃料と吸気と十分に混合した上で着火、燃焼させるようにしている(予混合圧縮着火燃焼)。
【0078】
一方、前記図10のフローのステップSA3において、エンジン1が拡散燃焼領域(D)にあるNOと判定されて進んだステップSA11では、前回の制御サイクルにおいてエンジン1が予混合燃焼領域(H)にあったかどうか判定し、判定がYESであれば、ステップSA12に進んで移行フラグFDをオンにしてから(FD←1)ステップSA13に進んで、前記ステップSA6と同様に切換EGR率EGR*、境界EGR率EGRf1,EGRf2の値をそれぞれ設定して(EGR*←EGR1、EGRf1←EGR3,EGRf2←EGR4)、後述する図11のステップSB8に進む。また、前記ステップSA11において判定がNOであればステップSA14に進み、移行フラグFDがオンかどうか判定して(FD=1?)、この判定がYESならば前記ステップSA13に進む一方、判定がNOであれば図11のフローのステップSB9〜SB14に進んで、ディーゼル燃焼状態になるようにインジェクタ5により燃料をTDC近傍で噴射させる。
【0079】
すなわち、まずステップSB9では、目標トルクTrqとエンジン回転速度neとに基づいて噴射量マップ(図12(b)参照)の拡散燃焼領域(D)から基本噴射量QDbを読み込み、同様にして噴射時期マップ(同図(c)参照)の拡散燃焼領域(D)から基本噴射時期ITDbを読み込む。前記噴射量マップにおける基本噴射量QDbの値は、拡散燃焼領域(D)において目標トルクTrqが大きいほど、またエンジン回転速度neが高いほど大きくなるように設定されている。また、前記噴射時期マップの拡散燃焼領域(D)における基本噴射時期ITDbの値は、燃料噴射の終了時期(インジェクタ5の針弁が閉じるクランク角位置)が圧縮上死点後の所定の時期になって、燃料噴霧が良好に拡散燃焼するように燃料噴射量や燃圧(コモンレール圧)に対応付けて設定されている。
【0080】
続いて、ステップSB10において噴射量及び噴射時期の各補正係数c2,c3を補正テーブルから読み込む。この補正テーブルは、燃焼室4への排気の還流状態に基づいて燃料噴射量及び噴射時期をそれぞれ補正するために、EGR率に対応する補正係数c2,c3の最適値を予め実験的に求めて設定し、ECU40のメモリに電子的に格納したものであり、例えば、EGR率が相対的に高いときに噴射量を減量するとともに、EGR率が高いときほど噴射時期を遅角するように設定すればよい。続いて、ステップSB11において燃料噴射量や噴射時期の補正演算を行う。これは、前記基本噴射時期QDbに前記補正係数c2を乗じて目標噴射量QDtを求めるとともに、前記基本噴射時期ITDbに前記補正係数c3を乗じて目標噴射時期ITDtを求める。
【0081】
そして、ステップSB12において目標噴射量QDt及び目標噴射時期ITDtをそれぞれ設定し、続くステップSB5では実EGR率EGR≦EGRf1でNOと判定され、続くステップSB13では実EGR率EGR<EGRf2でYESと判定されてステップ14に進む。このステップ14において移行フラグFDをクリアして(FD←0)前記ステップSB7に進み、エンジン1の各気筒2毎に気筒2のTDC近傍の前記設定した燃料噴射時期ITDtになれば、インジェクタ5による燃料の噴射作動を実行して、しかる後にリターンする。
【0082】
つまり、目標トルクTrq及びエンジン回転速度neに基づいてエンジン1が拡散燃焼領域(D)にあると判定され、且つ予混合燃焼領域(H)からの移行時でなければ、エンジン1をディーゼル燃焼モードとして、従来一般的なディーゼル燃焼の状態になるように、TDC近傍にてインジェクタ5により燃料を噴射させるようにしている。この際、燃料の噴射態様としては、噴射時期ITDtにおいてインジェクタ5を開弁させて燃料噴射量QDtに対応する分量の燃料を一括して噴射させるようにしてもよいし、その噴射時期ITDtよりも進角側から燃料を複数回に分割して噴射させるようにしてもよい。また、それらに加えて、気筒2の膨張行程で少量の燃料を追加で噴射するようにしてもよい。
【0083】
これに対し、エンジン1が予混合燃焼領域(H)及び拡散燃焼領域(D)の間で移行するときには、まず、燃焼室4への排気の還流状態に基づいて燃料の噴射態様を切換える。すなわち、前記図10のフローのステップSA6又はステップSA13のいずれかに続いて、図11のフローのステップSB8において、エンジン1の実際のEGR率の推定値(実EGR率EGR)が切換EGR率EGR*以上であるかどうか判定する。この判定がYESであれば(EGR≧EGR*)前記ステップSB1〜SB6に進んで予混合燃焼とする一方、NOであれば(EGR<EGR*)前記ステップSB9〜SB14に進んでディーゼル燃焼とする。
【0084】
つまり、エンジン1が予混合燃焼領域(H)から拡散燃焼領域(D)に移行するときには、実EGR率EGRが切換EGR率EGR*(所定値EGR1)よりも低くなってから、燃料の噴射態様をTDC近傍での噴射に切換える(図7(b)参照)。一方、拡散燃焼領域(D)から予混合燃焼領域(H)への移行時には、実EGR率EGRが切換EGR率EGR*(所定値EGR2)以上になってから、燃料の噴射態様を早期噴射に切換えるようにしている(図8(b)参照)。
【0085】
そのような運転領域(H)(D)間での移行時には、実EGR率EGRが所定範囲にある間、フォローアップ噴射を実行する。すなわち、前記ステップSB4又はSB12のいずれかに続いて、ステップSB5においてEGR≦EGRf1でNOと判定し、さらにステップSB13においてもNO(EGR≧EGRf2)と判定したときに(EGRf2≦EGR≦EGRf1)、ステップSB15に進んで、フォローアップ噴射のための目標噴射量Qfuと目標噴射時期ITfuとをそれぞれ設定する。具体的に、目標噴射量Qfu及び目標噴射時期ITfuは、それぞれECU40のメモリに電子的に格納されているフォローアップ噴射量マップ及びフォローアップ噴射時期マップに基づいて、エンジン1の運転状態に対応する値が読み出されて、設定される。
【0086】
前記フォローアップ噴射の噴射量及び噴射時期マップは、図16(a)(b)にそれぞれ一例を示すように、エンジン1の運転状態(図例では目標トルクTrq及びエンジン回転速度ne)に対応するフォローアップ噴射量Qfu、噴射時期ITfuの各最適値をそれぞれ実験的に求めて設定したものであり、同図(a)に例示するフォローアップ噴射量マップでは、噴射量Qfuは予混合燃焼領域(H)において目標トルクTrqが大きいほど、また、エンジン回転速度neが高いほど多くなるように設定されている。すなわち、目標トルクTrqが大きいほど主噴射の燃料噴射量QHt,QDtが多くなり、また、エンジン回転速度neが高いほど燃料と空気との混合時間が短くなって、それぞれ煤が増大しやすくなるから、この煤を十分に再燃焼できるように、フォローアップ噴射量Qfuを多くするものである。
【0087】
また、同図(b)に示すフォローアップ噴射時期マップでは、噴射時期ITfuは予混合燃焼領域(H)において目標トルクTrqが大きいほど、またエンジン回転速度neが低いほど進角するように設定されている。すなわち、目標トルクTrqが大きくて主噴射量QHt,QDtが多いときには、相対的に主噴射時期を進角させるので、その分、主燃焼の終了時点が進角するし、エンジン回転速度neが低いときには自ずと主燃焼の終了時点が進角するので、このことに対して、その主燃焼がおおよそ終了する時点でフォローアップ噴射による燃焼が始まるように、フォローアップ噴射時期ITfuを設定したものである。
【0088】
前記ステップSB15に続いて、ステップSB16では、前記フォローアップ噴射によるエンジントルクの増大を減殺するよう、前記ステップSB4又はSB12にて設定した主噴射の目標噴射量QHt,QDtを減少補正する。すなわち、ECU40のメモリには、図17に一例を示すような減量補正マップが電子的に格納されており、このマップからエンジン1の運転状態に対応する補正値が読み出されて、主噴射の目標噴射量QHt,QDtから減算される。同図のマップによれば、フォローアップ噴射量Qfuが多いとき、又はフォローアップ噴射時期ITfuが進角側にあって、トルクへの影響が大きいときほど、主噴射量QHt,QDtを減少するようにしており、相対的にフォローアップ噴射量Qfuの多い中回転中負荷領域や、フォローアップ噴射時期ITfuの早い(進角側の)低回転中負荷領域において減量補正量が大きくなっている。この減量補正によって、フォローアップ噴射に起因するエンジン1のトルク変動が抑制されて、良好な運転フィーリングが得られる。
【0089】
そして、前記ステップSB16に続いて、ステップSB7では、まず、エンジン1の各気筒2毎に主噴射の時期、即ち圧縮行程に設定した燃料噴射時期ITHtか、或いはTDC近傍に設定した燃料噴射時期ITDtかのいずれかになれば、インジェクタ5による燃料の噴射作動を実行し、続いて気筒2の膨張行程に設定したフォローアップ噴射時期ITfuになれば再び当該インジェクタ5により燃料の噴射作動を実行して、しかる後にリターンする。
【0090】
さらに、エンジン1が予混合燃焼領域(H)にあって且つ急加速状態になったときには、高負荷側の拡散燃焼領域(D)への移行を見越して、吸気量や燃料噴射量の少ないうちに先にディーゼル燃焼に切換える。すなわち、前記図10のフローのステップSA10において切換EGR率EGR*、境界EGR率EGRf1,EGRf2の値をそれぞれ設定した後に(EGR*←EGRac0、EGRf1←EGRac1,EGRf2←EGRac2)、図11のステップSB8において、実EGR率EGRが切換EGR率EGR*以上であるかどうか判定し、EGR≧EGR*でYESであれば前記ステップSB1〜SB5に進む一方、EGR<EGR*でNOであれば前記ステップSB9〜SB12に進む。
【0091】
つまり、エンジン1が予混合燃焼領域(H)から拡散燃焼領域(D)へ移行するときと同様に、実EGR率EGRが切換EGR率EGR*よりも低くなってから燃料噴射の態様を切換えるようにする。
【0092】
また、このときにも、実EGR率EGRが所定範囲にある間、フォローアップ噴射を実行する。すなわち、前記ステップSB4又はSB12のいずれかに続くステップSB5においてNOと判定され(EGR≦EGRf1)、さらにステップSB13においてもNO(EGR≧EGRf2)と判定され(EGRf2≦EGR≦EGRf1)、ステップSB15においてフォローアップ噴射の目標噴射量Qfu及び目標噴射時期ITfuをそれぞれ設定し、ステップSB16において主噴射の目標噴射量QHtを補正して、ステップSB7においてインジェクタ5により燃料の主噴射及びフォローアップ噴射を実行し、しかる後にリターンする。
【0093】
尚、前記急加速状態に対応する切換EGR率EGR*の値(所定値EGRac0)は、通常、エンジン1が予混合燃焼領域(H)から拡散燃焼領域(D)に移行するときの切換EGR率EGR*の値(EGR1)よりも高い値とされている(EGR1<EGRac0)。このため、エンジン1が急加速状態になったときには、移行時に比べて早めに燃料の噴射態様が切換えられることになり、燃料噴射量や吸気流量の少ない状態で燃料の噴射態様が切換わることから、仮に煤の濃度が高くなってもその排出量はそれほど多くはならない。しかも、この場合でも、過渡的な煤の濃度の増大がある程度、抑制されるし、フォローアップ噴射が行われて煤の再燃焼が図られるから、排気状態の悪化は十分に抑制することができる。但し、EGRac0=EGR1となるようにすることも可能である。
【0094】
前記図10に示す制御フローのステップSA1により、エンジン1の実際のEGR率を推定するEGR推定部40a(EGR推定手段)が構成されている。
【0095】
また、前記制御フローのステップSA4〜SA14と、図11に示す制御フローのステップSB1〜SB14とにより、エンジン1が予混合燃焼領域(H)にあるときに予混合燃焼となるように、インジェクタ5により燃料を気筒2の圧縮行程で早期噴射させる一方、拡散燃焼領域(D)では一般的なディーゼル燃焼となるよう、燃料を少なくともTDC近傍で噴射させる主噴射制御部40b(主噴射制御手段)が構成されている。
【0096】
そして、前記主噴射制御部40bは、エンジン1が前記予混合燃焼領域(H)又は拡散燃焼領域(D)の一方から他方に移行するときに、燃料の噴射態様を直ちに切換えるのではなく、前記EGR推定部40aによる実EGR率の推定値EGRに基づいて、燃焼室4への実際の排気還流状態が燃料噴射態様を切換えるのに適した所定の状態(EBR=EGR1,EGR2)になった後に、燃料の噴射態様を切換えるように構成されている。
【0097】
また、前記主噴射制御部40bは、エンジン1が予混合燃焼領域(H)にあって且つ所定以上の急加速状態のときにはディーゼル燃焼となるよう、燃料の噴射態様をTDC近傍での噴射に切換えるものであり、その際にも、燃料の噴射態様を直ちに切換えるのではなく、実EGR率の推定値EGRに基づいて燃焼室4への実際の排気還流状態が切換えに適した所定の状態(EBR=EGRac)になった後に、燃料の噴射態様を切換えるように構成されている。
【0098】
さらに、前記図11のフローのステップSB15により、エンジン1が予混合燃焼領域(H)又は拡散燃焼領域(D)の一方から他方に移行するときに、主燃焼が終了する時点t1(熱発生率が略零になる時点)の近傍で燃焼を開始するよう、気筒2の膨張行程の所定範囲にてインジェクタ5によりフォローアップ噴射を行わせる後噴射制御部40c(後噴射制御手段)が構成されており、また、ステップSB16により、前記後噴射制御部40cによりフォローアップ噴射が行われるときに、このフォローアップ噴射によるエンジン1のトルクの増大を減殺するように、燃料の主噴射量を減少補正する主噴射量補正部40e(主噴射量補正手段)が構成されている。
【0099】
そして、前記後噴射制御部40cは、前記EGR推定部40aにより推定した実EGR率EGRに基づいて、実EGR率EGRが所定範囲にある場合にフォローアップ噴射を実行するように構成されている。尚、前記フォローアップ噴射は、主燃焼の終了時点t1よりもやや遅くから開始するように、例えばATDC略10°CA〜略60°CAの範囲で行わせるようにしてもよい。
【0100】
(EGR制御)
次に、前記ECU40によるEGR制御の具体的な手順について、図18のフローチャート図に基づいて説明すると、まず、スタート後のステップSC1において、少なくとも、燃圧センサ7からの信号、クランク角センサ11からの信号、吸気圧センサ18からの信号、エアフローセンサ19からの信号、リニアO2センサ29からの信号、アクセル開度センサ39からの信号等を入力し(データ入力)、また、ECU40のメモリに記憶されている各種フラグの値を読み込む。続いて、ステップSC2において、図9に示す燃料噴射制御フローのステップSA8と同様にしてエンジン1が急加速状態かどうか判定する。この判定がYESならば後述するステップSC7に進む一方、判定がNOであればステップSC3に進む。
【0101】
そのステップSC3では、前記燃料噴射制御フローのステップSA3と同様にしてエンジン1の燃焼モードを判定し、拡散燃焼領域(D)でNOならばステップSC6に進む一方、予混合燃焼領域(H)でYESならばステップSC4に進み、ECU40のメモリに電子的に格納されているEGRマップからエンジン1の運転状態に対応するEGR弁35の開度の目標値EGRHを読み込んで、設定する。続いて、ステップSC5において、ECU40からEGR弁35のダイヤフラムの電磁弁37に制御信号を出力して(EGR弁の作動)、しかる後にリターンする。
【0102】
一方、前記ステップSC3においてエンジン1が拡散燃焼領域(D)にあるNOと判定して進んだステップSC6では、前記EGRマップからエンジン1の拡散燃焼状態に対応するEGR弁35の開度の目標値EGRDを読み込み、前記ステップSC5に進んで、EGR弁35を作動させて、しかる後にリターンする。
【0103】
前記EGRマップは、目標トルクTrqとエンジン回転速度neとに対応する最適な値を予め実験的に求めて設定したものであり、図19(a)に一例を示すように、EGR弁35の開度の目標値EGRH,EGRDを、予混合燃焼領域(H)と拡散燃焼領域(D)とにおいてそれぞれ目標トルクTrqが大きいほど、またエンジン回転速度neが高いほど小さくなるように設定したものである。より詳しくは、低速低負荷側の所定の運転状態(同図に点Xで示す)から高速高負荷側の所定の運転状態(同図に点Yで示す)まで運転状態が変化するときに、EGR弁35の開度が同図(b)の如く変化するように、目標値EGRH,EGRDがそれぞれ設定されている。すなわち、運転状態の変化の軌跡を表す直線X−Yに沿って見たときに、EGR弁35の開度は予混合燃焼領域(H)で高速高負荷側に向かって徐々に小さくなり、拡散燃焼領域(D)との境界を超えて一段、小さくなった後に、再び高速高負荷側に向かって徐々に小さくなっている。その際、エンジン1の運転状態の変化に対するEGR弁35の開度の変化の割合は、予混合燃焼領域(H)では極めて小さく、一方、拡散燃焼領域(D)では比較的大きくなるように設定されている。
【0104】
つまり、エンジン1が予混合燃焼領域(H)にあるときには、EGR弁35を相対的に大きく開いて、EGR通路34により多量の排気を吸気通路16に還流させ、これによりEGR率EGRを第1設定値以上として良好な予混合圧縮着火燃焼を実現する。一方、エンジン1が拡散燃焼領域(D)にあるときには、エンジン1を一般的なディーゼル燃焼の状態にし、このときにはEGR弁35の開度を相対的に小さくして、EGR率EGRを第2設定値以下の適度な状態とすることで、煤の増大を招くことなく、NOxの生成を抑制するようにしている。
【0105】
また、前記ステップSC2においてエンジン1が急加速状態にあるYESと判定して進んだステップSC7では、予混合燃焼領域(H)であっても、EGR率EGRが第2設定値以下になるようにEGR弁35開度の目標値を所定値EGREとし、前記ステップSC5に進んでEGR弁35を作動させて、しかる後にリターンする。つまり、エンジン1が予混合燃焼領域(H)にあっても急加速状態のときには、拡散燃焼領域(D)への移行を見越して先にEGR弁35を閉じるようにしている。
【0106】
前記図18に示す制御フローによって、全体として、エンジン1が予混合燃焼領域(H)にあるときに、EGR率が第1設定値以上になるようにEGR弁35の開度を制御する一方、拡散燃焼領域(D)にあるときにはEGR率が前記第1設定値よりも少ない第2設定値以下になるように、EGR弁35の開度を制御するEGR制御部40d(排気還流制御手段)が構成されている。
【0107】
そして、EGR制御部40dは、エンジン1が所定以上の加速運転状態のときには前記予混合燃焼領域(H)であっても、EGR率EGRが前記第2設定値以下になるようにEGR弁35を制御するものである。
【0108】
(作用効果)
次に、この実施形態に係るディーゼルエンジン1の燃焼制御装置Aの作用効果を説明すると、まず、エンジン1が予混合燃焼領域(H)にあって且つ拡散燃焼領域(D)からの移行時でないときには、EGR弁35が相対的に大きく開かれ、タービン27上流の排気通路26から取り出された排気がEGR通路34によって吸気通路16に還流される。そして、そのように還流する多量の排気が外部から供給される新気と共に気筒2内の燃焼室4へ供給されて、燃焼室4への排気の還流割合が高い状態(実EGR率EGRが第1設定値以上の状態)になる。
【0109】
この状態の燃焼室4に対し、インジェクタ5による燃料の噴射が気筒2の圧縮行程の所定クランク角範囲(BTDC90°〜30°CA)で開始されることで、以下に述べるように混合気が形成されて燃焼すると考えられる。すなわち、前記のように早期噴射された燃料は燃焼室4において比較的広く分散し且つ吸気(新気及び還流排気)と十分に混合して、均質度合いの高い混合気を形成する。この混合気中では、特に燃料蒸気や酸素の密度が高い部分で比較的低温度の酸化反応(いわゆる冷炎)が進行するが、混合気中には空気(窒素、酸素等)と比べて熱容量の大きい排気(二酸化炭素等)が多量に混在していて、その分、燃料及び酸素の密度が全体的に低くなっており、しかも、反応熱は熱容量の大きい二酸化炭素等に吸収されることになるので、高温の酸化反応への移行(いわゆる着火)は抑制されて、着火遅れ時間が長くなる。
【0110】
そして、気筒2の圧縮上死点近傍に至り、燃焼室4の気体の温度がさらに上昇し且つ燃料及び酸素の密度が十分に高くなると、混合気は一斉に着火して燃焼する。この際、混合気中の燃料蒸気と空気及び還流排気とは既に十分に混ざり合って均一に分散しており、さらに、比較的燃料密度の高い部分では冷炎反応が進行しているから、混合気中には燃料の過濃な部分が殆ど存在せず、従って、燃焼に伴う煤の生成は殆ど見られない。
【0111】
また、前記の如く混合気中の燃料蒸気の分布が均一化されていることから、混合気全体が一斉に燃焼してもその内部で局所的に急激な熱発生の起こることがなく、しかも、燃料と酸素との反応によって発生する熱(燃焼熱)はそれらの周囲に分散する排気(二酸化炭素等)によって吸収されることになるので、混合気全体としても燃焼温度の上昇が抑えられて、NOxが大幅に低減される。
【0112】
一方、エンジン1が拡散燃焼領域(D)にあり、且つ予混合燃焼領域(H)からの移行時でなければ、インジェクタ5により燃料が少なくともTDC近傍で燃焼室4に噴射され、初期の予混合燃焼に続いて良好に拡散燃焼するようになる(一般的なディーゼル燃焼)。この際、EGR弁35の開度は相対的に小さくされ、適度な分量の排気の還流によってNOxや煤が低減されるとともに、排気の還流割合が所定以下とされることで(実EGR率≦第2設定値)、十分な空気の供給が確保されて、高い出力が得られるようになる。
【0113】
さらに、エンジン1が予混合燃焼領域(H)と拡散燃焼領域(D)との一方から他方に移行するときには、まず、EGR弁35の開度が変更されて排気の還流量が変更され、これにより実際のEGR率EGRが切換EGR率EGR*になった後に、インジェクタ5による燃料の噴射態様が切換えられる。このため、例えば予混合燃焼領域(H)から拡散燃焼領域(D)への移行時に、吸気中への排気の還流割合が過大な状態でディーゼル燃焼が行われることがなくなり、また、反対に拡散燃焼領域(D)から予混合燃焼領域(H)への移行時には吸気中への排気の還流割合が不十分な状態で早期噴射が行われることがなくなって、過早着火に起因する燃焼音の増大や過渡的な排気状態の悪化が抑制される。
【0114】
その際、実EGR率EGRが所定範囲(EGRf2≦EGR≦EGRf1)にある間は、燃料の主噴射に続いてフォローアップ噴射が行われ、この噴射された燃料の燃焼によって、主燃焼により発生した煤が再度、燃焼することにより、排気中の煤の濃度が低減するから、前記の如く煤の生成が抑制されることとも相俟って、排気中の煤の濃度は大幅に減少できる。
【0115】
加えて、エンジン1が予混合燃焼領域(H)にあっても、急加速状態になったときには、その後の拡散燃焼領域(D)への移行を見越して先にディーゼル燃焼の状態に切換えられる。このことで、その切り換えの際には未だ吸気量や燃料噴射量が少ないから、たとえ煤の濃度が高くなってもその排出量自体はあまり多くはならない。また、このときにも、前記した予混合燃焼領域(H)から拡散燃焼領域(D)への移行時と同様に、実EGR率EGRが切換EGR率(所定値EGRac)になった後に燃料の噴射態様が切換えられるとともに、フォローアップ噴射も行われるので、過渡的な煤の増大が抑制され、前記の如く排気の流量が少ないこととも合わせて、排気状態の悪化は十分に抑制できる。
【0116】
さらにまた、この実施形態では、排気通路26に配設したリニアO2センサ29等からの信号に基づいて実EGR率EGRを推定し、この推定結果に基づいて、前記のような制御を行うようにしているので、燃焼室4において実際に還流排気の割合が変化するのに対応して、エンジン1の燃焼状態の切換えやフォローアップ噴射の実行等を最適なタイミングで行うことができる。
【0117】
また、この実施形態のエンジン1では、気筒2の実圧縮比が略17以下と相対的に低めに設定されている上に、EGR通路34により還流する排気をEGRクーラ37により冷却するようにしており、これらのことによって気筒2の圧縮行程後半における燃焼室4の温度状態を相対的に低くすることができるので、エンジン1が世混合燃焼領域(H)と拡散燃焼領域(D)との間で移行するときに予混合気の過早着火に因る燃焼音の増大や排気状態の悪化を一層、効果的に抑制できるものである。
【0118】
(他の実施形態)
尚、本発明の構成は、前記実施形態1のものに限定されることはなく、その他の種々の構成をも包含するものである。すなわち、例えば、前記実施形態においては、エンジン1が予混合燃焼領域(H)と拡散燃焼領域(D)との一方から他方に移行するときに、フォローアップ噴射を行うようにしているが、これに限らず、例えばエンジン1が予混合燃焼領域(H)にあって、触媒コンバータ28の昇温促進やNOx吸収材への還元成分の供給のために一時的に予混合燃焼モードからディーゼル燃焼モードへ切換えるときや、その後、再び予混合燃焼モードに戻すときにも、フォローアップ噴射を行うようにしてもよい。
【0119】
また、前記実施形態において、エンジン1に気筒2内の燃焼室4における流動を強化する手段(例えば、吸気通路16の一部を塞いでスワールやタンブルを強化するシャッター弁や吸気弁のリフト量を変更する可変動弁機構等)を備え、フォローアップ噴射を行う際に、前記の流動を強化する手段を作動させて、気筒2内の流動を強化するようにしてもよい。こうすれば、フォローアップ噴射による燃料の燃焼速度を向上することができるから、フォローアップ噴射に起因する燃費の悪化を軽減できる。
【0120】
また、前記実施形態では、エンジン1の気筒2の実圧縮比が略17以下となるように吸気弁及び排気弁の開閉時期を設定しているが、周知の可変動弁機構等を設けて、エンジン1が2つの運転領域(H)、(D)間で移行するときにのみ、気筒2の実圧縮比を略17以下とするようにしてもよい。すなわち、例えば吸気弁の開閉時期又はリフト量の少なくとも一方を変更可能な可変動弁機構を備える場合、エンジン1が運転領域(H),(D)間を移行するときに、例えば吸気弁の閉弁時期を気筒の下死点よりも大幅に遅角させることによって、実圧縮比を低下させるようにすればよい。
【0121】
さらに、前記実施形態では、エンジン1を予混合燃焼モードとするときに、インジェクタ5による燃料の噴射を気筒2の圧縮行程の所定クランク角範囲で開始させるようにしているが、これに限らず、燃料の噴射は気筒2の吸気行程から開始するようにしてもよい。
【0122】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1の発明に係るディーゼルエンジンの燃焼制御装置によると、エンジンをその運転状態に応じて、相対的に予混合燃焼割合の多い第1燃焼状態と拡散燃焼割合の多い第2燃焼状態とに切換えるようにしたものにおいて、前記第1及び第2燃焼状態のうちの一方から他方に移行するときに、推定したEGR値に基づき、前記第1及び第2燃焼状態における煤の生成量が略同じになるEGR値を目安として燃料噴射の態様を切換えるとともに、気筒の圧縮上死点近傍で主燃焼が開始した後にさらに燃料を後噴射して、この燃料の燃焼によって排気中の煤を再燃焼させるようにしたので、過渡的な煤の増大を抑制できる。
【0123】
請求項2の発明によると、主噴射燃料の燃焼による熱発生率が所定値以下になった後に後噴射を行うことで、主燃焼による煤の生成を助長することなく、既に生成している煤の再燃焼を効率良く促進することができ、しかも、後噴射された燃料の燃焼によって煤を生ずることは回避できるので、煤の濃度を格段に少なくできる。
【0124】
請求項3の発明によると、後噴射の時期を、主噴射燃料の燃焼による熱発生率が略零になる時点を基準として、この時点の近傍からそれ以後の所定クランク角までの範囲で燃焼が開始するように設定することで、請求項2の発明の効果を十分に得ることができる。
【0125】
請求項4の発明によると、気筒の圧縮上死点後略10°CA〜略60°CAの範囲で後噴射を行うことで、請求項2の発明と同様の効果が得られる。
【0126】
請求項5の発明によると、エンジンの運転状態の移行時に実際の排気の還流状態に基づいて、必要なときにのみ後噴射を行うことで、煤を低減しながら、燃費の悪化を抑制できる。
【0127】
請求項6の発明によると、後噴射によるトルクの増大を減殺するように燃料の主噴射量を減少補正することで、良好な運転フィーリングが得られる。
【0128】
請求項7の発明によると、エンジンが第2の運転状態から第1の運転状態に移行するときに、EGR値の偏差が大きいときほど、早期に行う燃料の主噴射量に対して後噴射量の比率を高くすることで、主噴射燃料の過早着火やそれによる過大騒音の発生、排気状態の悪化等を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1に係るエンジンの燃焼制御装置の全体構成図である。
【図2】 エンジンの燃焼モードを切換える制御マップの一例を示す図である。
【図3】 インジェクタによる噴射作動の様子を模式的に示す説明図である。
【図4】 EGR率の変化に対する熱発生率の変化を示すグラフ図である。
【図5】 EGR率の変化に対して、(a)空気過剰率、(b)NOx濃度及び(c)煤の濃度の変化を互いに対応付けて示すグラフ図である。
【図6】 ディーゼル燃焼のときのEGR率の変化に対する排気中のNOx及び煤の濃度の変化をそれぞれ示すグラフ図である。
【図7】 予混合燃焼モードからディーゼル燃焼モードへ切換わるときの実EGR率の変化と、これに対応する煤の濃度の変化とを対応付けて示すグラフ図である。
【図8】 ディーゼル燃焼モードから予混合燃焼モードへ切換わるときの図7相当図である。
【図9】 主噴射を一括噴射とした場合のインジェクタの動作と熱発生率との関係を示すタイムチャート図である。
【図10】 燃料噴射制御の前半の手順を示すフローチャート図である。
【図11】 燃料噴射制御の後半の手順を示すフローチャート図である。
【図12】 エンジンの目標トルクマップ(a)、噴射量マップ(b)及び噴射時期マップ(c)の一例を示す説明図である。
【図13】 切換えEGR率のマップの一例を示す説明図である。
【図14】 予混合燃焼領域を負荷及び回転速度の高低によって4つの領域(I)〜(IV)に分けた説明図である。
【図15】 領域(I)〜(IV)においてそれぞれ燃焼モード切換時の実EGR率の変化と、これに対応する煤の濃度の変化とを対応付けて示すグラフ図である。
【図16】 フォローアップ噴射量及び噴射時期のマップの一例を示す説明図である。
【図17】 減量補正マップの一例を示す説明図である。
【図18】 EGR制御の手順を示すフローチャート図である。
【図19】 EGRマップ(a)、及びそのマップ上でのEGR弁開度の変化特性(b)の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
A ディーゼルエンジンの燃焼制御装置
1 ディーゼルエンジン
2 気筒
4 燃焼室
5 インジェクタ(燃料噴射弁)
16 吸気通路
26 排気通路
34 EGR通路
35 EGR弁(排気還流量調節手段)
40 コントロールユニット(ECU)
40a EGR推定部(EGR推定手段)
40b 主噴射制御部(主噴射制御手段)
40c 後噴射制御部(後噴射制御手段)
40d EGR制御部(排気還流制御手段)
40e 主噴射量補正部(主噴射量補正手段)
Claims (7)
- エンジンの気筒内の燃焼室に臨む燃料噴射弁と、
前記燃焼室への排気の還流量を調節する排気還流量調節手段と、
エンジンが第1の運転状態のときに前記燃料噴射弁により燃料を少なくとも気筒の吸気行程ないし圧縮行程で噴射させて、予混合燃焼の割合が拡散燃焼の割合よりも多い第1の燃焼状態とする一方、第2の運転状態のときには拡散燃焼の割合が予混合燃焼の割合よりも多い第2の燃焼状態となるよう、燃料を少なくとも圧縮上死点近傍で噴射させる主噴射制御手段と、
エンジンが前記第1運転状態のときに排気の還流量に関するEGR値が第1の設定値以上になる一方、第2運転状態のときには前記EGR値が前記第1の設定値よりも少ない第2の設定値以下になるように、前記排気還流量調節手段を制御する排気還流制御手段とを備えたディーゼルエンジンの燃焼制御装置において、
エンジンの運転状態が前記第1及び第2運転状態の一方から他方に移行するとき、前記主噴射制御手段による燃料噴射弁の制御によって燃焼室に噴射された主噴射燃料が燃焼を開始した後に、当該燃料噴射弁により気筒の膨張行程ないし排気行程の所定範囲で燃料を後噴射させる後噴射制御手段と、
エンジンの実際のEGR値を推定するEGR推定手段と、を備え、
前記主噴射制御手段は、エンジンの運転状態が前記第1及び第2運転状態の一方から他方に移行するときに、前記EGR推定手段により推定したEGR値に基づき、前記第1及び第2燃焼状態における煤の生成量が略同じになるEGR値を目安として、前記燃料噴射弁による燃料噴射の態様を切換えるものである、ことを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼制御装置。 - 請求項1において、
後噴射制御手段は、主噴射燃料の燃焼による熱発生率が所定値以下になった後に、燃料噴射弁により燃料を後噴射させるものであることを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼制御装置。 - 請求項2において、
後噴射制御手段は、主噴射燃料の燃焼による熱発生率が略零になる時点を基準として、この時点の近傍からそれ以後の所定クランク角までの範囲で燃焼が開始するように、燃料噴射弁により燃料を噴射させるものであることを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼制御装置。 - 請求項1において、
後噴射制御手段は、燃料の後噴射の時期を気筒の圧縮上死点後略10°CA〜略60°CAの範囲に制御するものであることを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼制御装置。 - 請求項1において、
後噴射制御手段は、EGR推定手段により推定したEGR値に基づいて、このEGR値が第1及び第2設定値の間の所定範囲にある場合に、燃料噴射弁により後噴射を行わせるように構成されていることを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼制御装置。 - 請求項1において、
後噴射制御手段により燃料の後噴射が行われるときに、この後噴射によるトルクの増大を減殺するように燃料の主噴射量を減少補正する主噴射量補正手段を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼制御装置。 - 請求項6において、
後噴射制御手段は、エンジンが第2の運転状態から第1の運転状態に移行するときに、少なくとも主噴射制御手段による燃料の主噴射の態様が切換えられた後は、運転状態移行後の目標EGR値と実際のEGR値との偏差が大きいときほど、主噴射量に対する後噴射量の比率が高くなるように、該後噴射量を制御するものであることを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
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US6863058B2 (en) * | 2003-02-03 | 2005-03-08 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for reducing NOx emissions during transient conditions in a diesel fueled vehicle |
AU2004290063A1 (en) * | 2003-11-12 | 2005-05-26 | Mack Trucks, Inc. | EGR recovery system and method |
DE10359059B4 (de) * | 2003-12-17 | 2016-06-09 | Daimler Ag | Verfahren zum Betrieb eines 4-Takt-Verbrennungsmotors |
JP4126560B2 (ja) * | 2004-09-15 | 2008-07-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP3931900B2 (ja) * | 2004-10-06 | 2007-06-20 | いすゞ自動車株式会社 | ディーゼルエンジンの制御装置 |
US7117843B2 (en) * | 2004-10-07 | 2006-10-10 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Emission reduction in a diesel engine using an alternative combustion process and a low-pressure EGR loop |
EP1653069B1 (en) * | 2004-10-26 | 2018-03-21 | Volvo Car Corporation | Method and combustion system for improving combustion characteristics for a direct injected compression ignition engine |
JP4462018B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2010-05-12 | 株式会社デンソー | エンジン制御システム |
JP4687141B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2011-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火内燃機関の燃焼制御システム |
JP4049158B2 (ja) * | 2005-03-09 | 2008-02-20 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
US7681394B2 (en) * | 2005-03-25 | 2010-03-23 | The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency | Control methods for low emission internal combustion system |
JP4483684B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2010-06-16 | 株式会社デンソー | 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
US7219649B2 (en) * | 2005-08-10 | 2007-05-22 | Caterpillar Inc | Engine system and method of operating same over multiple engine load ranges |
US7464689B2 (en) * | 2005-10-12 | 2008-12-16 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and apparatus for controlling fuel injection into an engine |
US7261086B2 (en) * | 2005-10-21 | 2007-08-28 | Southwest Research Institute | Fast warm-up of diesel aftertreatment system during cold start |
US7334562B2 (en) * | 2005-10-24 | 2008-02-26 | Ford Global Technologies Llc | Homogenous charge compression ignition engine control |
DE102006014996A1 (de) * | 2006-03-31 | 2007-10-04 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine |
US7277790B1 (en) | 2006-04-25 | 2007-10-02 | Ut-Battelle, Llc | Combustion diagnostic for active engine feedback control |
US7689344B2 (en) * | 2007-06-08 | 2010-03-30 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and apparatus for controlling transitions in an engine having multi-step valve lift |
WO2009020113A1 (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Yanmar Co., Ltd. | エンジン |
EP2085593B1 (en) | 2008-01-29 | 2010-06-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Control system for internal combustion engine |
DE602008001660D1 (de) | 2008-01-29 | 2010-08-12 | Honda Motor Co Ltd | Steuersystem für einen Verbrennungsmotor |
US7770565B2 (en) * | 2008-04-08 | 2010-08-10 | Cummins Inc. | System and method for controlling an exhaust gas recirculation system |
WO2010035340A1 (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
US20100089056A1 (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-15 | General Electric Company | Integrated turbo-boosting and electric generation system and method |
CN102414426B (zh) | 2009-04-22 | 2014-04-02 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制装置 |
US8165788B2 (en) | 2009-05-22 | 2012-04-24 | Ford Global Technlogies, Llc | Fuel-based injection control |
US20110010074A1 (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-13 | Visteon Global Technologies, Inc. | Methods Of Controlling An Internal Combustion Engine Including Multiple Fuels And Multiple Injectors |
US8752364B2 (en) | 2009-09-30 | 2014-06-17 | Cummins Inc. | Techniques for optimizing engine operations during aftertreatment regeneration |
US9371795B2 (en) | 2009-10-21 | 2016-06-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Combustion control apparatus of internal combustion engine |
US8258861B2 (en) * | 2010-01-08 | 2012-09-04 | Analog Devices, Inc. | Systems and methods for minimizing power consumption |
WO2011118029A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP5278596B2 (ja) | 2010-03-26 | 2013-09-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP2011220186A (ja) | 2010-04-08 | 2011-11-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP5494205B2 (ja) * | 2010-05-11 | 2014-05-14 | マツダ株式会社 | 自動車搭載用ディーゼルエンジン |
JP5303511B2 (ja) * | 2010-06-11 | 2013-10-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 筒内燃料噴射式内燃機関の制御装置 |
JP2012026340A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Denso Corp | 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
JP5589941B2 (ja) * | 2010-08-20 | 2014-09-17 | マツダ株式会社 | 過給機付ディーゼルエンジンの制御装置及び制御方法 |
US8447496B2 (en) * | 2010-09-17 | 2013-05-21 | Ford Global Technologies, Llc | Fuel-based injection control |
US8899209B2 (en) | 2010-10-08 | 2014-12-02 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for compensating cetane |
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WO2012148396A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | System and method of controlling combustion in an engine having an in-cylinder pressure sensor |
JP5158245B1 (ja) * | 2011-09-21 | 2013-03-06 | 株式会社豊田自動織機 | 燃焼制御装置 |
US20130104543A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-02 | Transonic Combustion, Llc | Super-critically fueled direct-injection compression ignition system using exhaust gas recirculation |
WO2015065593A1 (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-07 | Cummins Inc. | Engine control systems and methods for achieving a torque value |
KR101807042B1 (ko) * | 2016-05-24 | 2018-01-10 | 현대자동차 주식회사 | 가솔린-디젤 혼합 연소 엔진의 제어 장치 및 방법 |
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JP4010046B2 (ja) * | 1997-06-24 | 2007-11-21 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関 |
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DE60113040T2 (de) * | 2000-03-27 | 2006-06-22 | Toyota Jidosha K.K., Toyota | Abgasreinigungsvorrichtung für brennkraftmaschinen |
JP4134492B2 (ja) * | 2000-06-08 | 2008-08-20 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射型内燃機関 |
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