JP4868289B2 - Diesel engine combustion control system - Google Patents

Diesel engine combustion control system Download PDF

Info

Publication number
JP4868289B2
JP4868289B2 JP2007150706A JP2007150706A JP4868289B2 JP 4868289 B2 JP4868289 B2 JP 4868289B2 JP 2007150706 A JP2007150706 A JP 2007150706A JP 2007150706 A JP2007150706 A JP 2007150706A JP 4868289 B2 JP4868289 B2 JP 4868289B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
swirl
combustion
diesel engine
supercharging pressure
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007150706A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008303768A (en
Inventor
久 大木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2007150706A priority Critical patent/JP4868289B2/en
Publication of JP2008303768A publication Critical patent/JP2008303768A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4868289B2 publication Critical patent/JP4868289B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの燃焼を制御するディーゼルエンジンの燃焼制御装置に関し、特に、燃焼室内のスワールの強さを制御する機能を有するものに関する。   The present invention relates to a diesel engine combustion control device for controlling the combustion of a diesel engine, and more particularly to a device having a function of controlling the strength of a swirl in a combustion chamber.

ディーゼルエンジンにおいて、気筒内にスワールを生成すると、燃焼室内での空気と燃料との混合が促進されると共に、スワールによる燃焼室内の乱れによって燃焼速度を速めることができ、燃焼を改善することができる。しかしながら、常に強いスワールが生成されるようにすると、高回転高負荷側の運転領域等では、多量の吸入空気によってさらにスワールが強められ、スワールによる燃焼室内の乱れが過剰となって燃焼速度が速くなり過ぎ、却って燃焼が悪化してしまう。このため、低回転低負荷側の運転領域ではスワールを強め、高回転高負荷側の運転領域ではスワールを弱めるような吸気制御装置が用いられている。   In a diesel engine, when swirl is generated in a cylinder, mixing of air and fuel in the combustion chamber is promoted, combustion speed can be increased due to turbulence in the combustion chamber due to swirl, and combustion can be improved. . However, if a strong swirl is always generated, the swirl is further strengthened by a large amount of intake air in the operating region on the high rotation high load side, and the turbulence in the combustion chamber due to the swirl becomes excessive, resulting in a high combustion speed. It becomes too much and the combustion gets worse. For this reason, an intake control device is used in which the swirl is strengthened in the operation region on the low rotation / low load side and the swirl is weakened in the operation region on the high rotation / high load side.

さらに、吸気制御装置によってスワールの強さが制御されても、低温始動時など筒内温度が低い場合や大気圧の低い高地のような燃焼が不安定になり易い条件下では、燃焼が悪化することがある。このため、特許文献１ないし３が開示する吸気制御装置では、低負荷低回転側の運転領域であっても、低温始動時などの燃焼が不安定になり易い条件下では、スワールを弱めるように制御している。   Furthermore, even if the strength of the swirl is controlled by the intake control device, the combustion deteriorates under conditions where the in-cylinder temperature is low, such as during cold start, or under conditions where combustion tends to become unstable, such as at high altitude with low atmospheric pressure. Sometimes. For this reason, in the intake control devices disclosed in Patent Documents 1 to 3, the swirl is weakened under conditions where combustion is likely to become unstable, such as during low-temperature starting, even in the low-load low-rotation operation region. I have control.

特開２００２‐２０１９４９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-201949 特開平６‐１０１４９０号公報JP-A-6-101490 実開平５‐４２６４０号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-42640

しかし、燃焼が不安定になり易い条件下では、スワールを弱めても、依然として燃焼が良好でない場合がある。このことは、排出ＮＯｘの低減やフリクションロスの低減を目的として低圧縮比化がされた近年のディーゼルエンジンにおいて、燃焼不良によるＨＣの増加などの問題点として顕在化しうる。   However, under conditions where the combustion tends to become unstable, even if the swirl is weakened, the combustion may still not be good. This can be manifested as problems such as an increase in HC due to poor combustion in recent diesel engines with a low compression ratio for the purpose of reducing exhaust NOx and reducing friction loss.

そこで本発明の目的は、スワールの強さを制御する機能を有するディーゼルエンジンにおいて、燃焼が不安定になり易い条件下での燃焼状態を改善することにある。   Therefore, an object of the present invention is to improve the combustion state under conditions where combustion tends to become unstable in a diesel engine having a function of controlling the strength of swirl.

第１の本発明は、燃焼室内のスワールの強さを変更するスワール変更手段と、過給機の過給圧を増大させる過給圧増大手段と、前記スワール変更手段及び前記過給圧増大手段を制御する制御手段と、を有するディーゼルエンジンの燃焼制御装置において、前記制御手段は、低水温低気圧側の運転領域にある場合に、前記スワールを弱めるように前記スワール変更手段を制御すると共に、混合気の着火を促進するように前記過給圧増大手段を制御す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である。
The first aspect of the present invention is a swirl changing means for changing the strength of the swirl in the combustion chamber, a supercharging pressure increasing means for increasing the supercharging pressure of the supercharger , the swirl changing means and the supercharging pressure increasing means. A control means for controlling the combustion engine of the diesel engine, the control means controls the swirl changing means so as to weaken the swirl when in the low water temperature low pressure operation region , A diesel engine combustion control apparatus that controls the boost pressure increasing means so as to promote ignition of an air-fuel mixture.

第１の本発明では、低水温低気圧側の運転領域にある場合に、制御手段がスワールを弱めるように前記スワール変更手段を制御すると共に、混合気の着火を促進するように前記過給圧増大手段を制御するので、過給圧の増大によって吸気温度を上昇させることができ、燃焼が不安定になり易い条件下での燃焼状態を改善することができる。
In the first aspect of the present invention, when in the operating region on the low water temperature and low pressure side , the control means controls the swirl changing means so as to weaken the swirl, and the supercharging pressure so as to promote ignition of the air-fuel mixture. Since the increasing means is controlled , the intake air temperature can be increased by increasing the supercharging pressure, and the combustion state under conditions where combustion tends to become unstable can be improved.

前記制御手段は、低水温低気圧側の運転領域にあっても高回転高噴射量側の運転領域にある場合には、前記スワール変更手段により前記スワールを弱める制御及び前記過給圧増大手段により過給圧を増大させる制御を実行しないこととするのが好適である。低水温低気圧側の運転領域にあっても、高回転高噴射量側の運転領域にある場合には、燃焼は良好であり、スワールを弱める制御や過給圧を増大させる制御を行うと、着火が早くなりすぎ、燃料が十分拡散しない間に着火してしまうため、過濃な状態で燃焼することに相当し、スモークが発生しやすくなるおそれがある。したがって、このような場合にスワールを弱める制御や過給圧を増大させる制御を抑制ないし禁止することによって、スモークの発生を抑制することができる。
 Wherein, when in the operating region of high rotation and high injection amount side even in the operating region of the low temperature low pressure side, the control and the supercharging pressure increase means weaken the swirl by the swirl changing means It is preferable not to execute control for increasing the supercharging pressure . Even in the operation region on the low water temperature low pressure side, in the operation region on the high rotation high injection amount side, combustion is good, and when performing control to weaken swirl or control to increase supercharging pressure , Since ignition is performed too quickly and the fuel is ignited while the fuel is not sufficiently diffused, it corresponds to burning in an excessively rich state, and smoke may be easily generated. Therefore, in such a case, the occurrence of smoke can be suppressed by suppressing or prohibiting the control for weakening the swirl and the control for increasing the supercharging pressure .

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る燃焼制御装置１を示す。エンジン１０は軽油を燃料とする４気筒ディーゼルエンジンであって、吸気通路１１、排気通路１２及び燃焼室１６等を備えて構成されている。エンジン１０の各シリンダ１３にはピストン１４が上下動可能に配設されている。ピストン１４の頂面１４ａの中央には、燃焼室１６を構成する凹部（キャビティ）１５が形成されている。燃焼室１６の上方には、燃料を噴射するインジェクタ１７が設けられている。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a combustion control apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The engine 10 is a four-cylinder diesel engine using light oil as fuel, and includes an intake passage 11, an exhaust passage 12, a combustion chamber 16, and the like. A piston 14 is disposed in each cylinder 13 of the engine 10 so as to be movable up and down. In the center of the top surface 14 a of the piston 14, a recess (cavity) 15 that constitutes the combustion chamber 16 is formed. An injector 17 that injects fuel is provided above the combustion chamber 16.

エンジン１０は吸排気二弁式であり、図２に示されるように、二つの吸気弁Ｖi1，Ｖi2を介して、二つのポート１８ａ，１８ｂからなる吸気ポート１８が気筒内へ接続され、また、二つの排気弁Ｖe1，Ｖe2を介して、二つのポート１９ａ，１９ｂからなる排気ポート１９が気筒内へ接続されている。二つの吸気ポートの一方は、吸入空気に特に旋回速度成分を付与しないストレートポート１８ａである。二つの吸気ポートの他方は、気筒内への吸入空気の導入に際して、気筒内を横方向に旋回する気流、すなわち、スワールが生成されるように、吸入空気に横方向旋回速度成分を付与するヘリカルポート１８ｂである。ヘリカルポート１８ｂは、先端が平面図上において渦巻き状に湾曲しており、燃焼室１６内に図示の矢印Ｂのように時計回りの強いスワールを生成する。また、ヘリカルポート１８ｂには、ヘリカルポート１８ｂを開放及び閉鎖可能とするバタフライ弁などのスワールコントロールバルブ（以下、ＳＣＶ）２１が設けられている。   The engine 10 is an intake / exhaust two-valve type, and as shown in FIG. 2, an intake port 18 including two ports 18a and 18b is connected to the inside of the cylinder via two intake valves Vi1 and Vi2. An exhaust port 19 composed of two ports 19a and 19b is connected to the cylinder via two exhaust valves Ve1 and Ve2. One of the two intake ports is a straight port 18a that does not particularly apply a swirl speed component to the intake air. The other of the two intake ports is a helical that imparts a lateral swirl velocity component to the intake air so that an airflow that swirls laterally in the cylinder, that is, a swirl, is generated when the intake air is introduced into the cylinder. Port 18b. The helical port 18 b has a tip curved in a spiral shape on a plan view, and generates a strong swirl in the clockwise direction as indicated by an arrow B in the combustion chamber 16. The helical port 18b is provided with a swirl control valve (hereinafter referred to as SCV) 21 such as a butterfly valve that can open and close the helical port 18b.

ＳＣＶ２１は、機関吸気系のスロットル弁より下流側の負圧を利用する負圧アクチュエータ又はステップモータ等の駆動装置によって駆動され、ＳＣＶ２１によってヘリカルポート１８ｂが開放されれば、吸入空気はポート１８ａ，１８ｂの両者によって気筒内へ導入され、気筒内には強いスワールが生成される。一方、ＳＣＶ２１によってヘリカルポート１８ｂが閉鎖されれば、強いスワールを生成することができない。
各吸気弁Ｖi1，Ｖi2および各排気弁Ｖe1，Ｖe2は、図１に示される動弁機構２２によって開閉させられ、この動弁機構２２は、吸気弁Ｖi1，Ｖi2および排気弁Ｖe1，Ｖe2の開弁特性を変化させることができる可変バルブタイミング機構を含む。更に、エンジン１０は、気筒数に応じた数のグロープラグ２３を有し、グロープラグ２３は、対応する燃焼室１６内に臨むようにシリンダヘッドに設置されている。 The SCV 21 is driven by a driving device such as a negative pressure actuator or a step motor that uses a negative pressure downstream of the throttle valve of the engine intake system. If the helical port 18b is opened by the SCV 21, the intake air is supplied to the ports 18a and 18b. Both are introduced into the cylinder, and a strong swirl is generated in the cylinder. On the other hand, if the helical port 18b is closed by the SCV 21, a strong swirl cannot be generated.
The intake valves Vi1, Vi2 and the exhaust valves Ve1, Ve2 are opened and closed by a valve operating mechanism 22 shown in FIG. 1, and the valve operating mechanism 22 opens the intake valves Vi1, Vi2 and the exhaust valves Ve1, Ve2. It includes a variable valve timing mechanism that can change characteristics. Further, the engine 10 has a number of glow plugs 23 corresponding to the number of cylinders, and the glow plugs 23 are installed in the cylinder heads so as to face the corresponding combustion chambers 16.

インジェクタ１７は、各シリンダ１３のための共通の燃料蓄圧室である不図示のコモンレールに接続されている。動作の際には、燃料が加圧されてコモンレールに蓄圧され、この燃料の圧力は各シリンダ１３のインジェクタ１７に印加される。   The injector 17 is connected to a common rail (not shown) that is a common fuel pressure accumulation chamber for each cylinder 13. In operation, the fuel is pressurized and accumulated in the common rail, and this fuel pressure is applied to the injectors 17 of the cylinders 13.

図３に示されるように、インジェクタ１７は可変噴孔型であって、例えば環状かつ周方向に等角度間隔に配置された１０個の第１噴孔２４ａと、これらの内側かつ先端側に環状かつ周方向に等角度間隔に配置された６個の第２噴孔２４ｂとを有する。第１噴孔２４ａの個数は第２噴孔２４ｂの個数よりも多くするのが好適である。インジェクタ１７のボディ２５の内部には、第１噴孔２４ａを開閉する第１ニードル２６ａと、第２噴孔２４ｂを開閉する第２ニードル２６ｂとが収容されている。第１ニードル２６ａの内腔に第２ニードル２６ｂが滑動可能に収容されている。これらニードル２６ａ，２６ｂは、それぞれバネ２７ａ，２７ｂによって先端側に常時付勢され、不図示のソレノイドまたはピエゾ素子などのアクチュエータにより個別に基部側に変位（後退）させられる。これによって、第１・第２噴孔２４ａ，２４ｂが共に塞がれた閉状態、第１噴孔２４ａのみが開かれた半開状態（図３）、及び第１・第２噴孔２４ａ，２４ｂが共に開かれた全開状態（図４）が選択的に実現される。燃料圧力が等しい場合には、半開状態の場合に比べ、全開状態の場合のほうが噴孔あたりの噴射量が低減され、着火性を向上することができる。これら噴孔２４ａ，２４ｂからは、水平面に対してやや下向きに等角度間隔で燃料Ｆが噴射される。圧縮行程末期に噴射された燃料Ｆは燃焼室５内へ進入し、燃焼室５内の空気と混合して着火燃焼する。   As shown in FIG. 3, the injector 17 is of a variable injection hole type, and has, for example, ten first injection holes 24 a arranged annularly and at equal angular intervals in the circumferential direction, and annular on the inner side and the tip side thereof. And six second nozzle holes 24b arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. The number of first nozzle holes 24a is preferably larger than the number of second nozzle holes 24b. The body 25 of the injector 17 accommodates a first needle 26a for opening and closing the first injection hole 24a and a second needle 26b for opening and closing the second injection hole 24b. The second needle 26b is slidably accommodated in the lumen of the first needle 26a. These needles 26a and 26b are always urged toward the distal end side by springs 27a and 27b, respectively, and individually displaced (retracted) to the base side by an actuator (not shown) such as a solenoid or a piezo element. As a result, the first and second nozzle holes 24a and 24b are both closed, the first nozzle hole 24a is only opened (FIG. 3), and the first and second nozzle holes 24a and 24b. Are fully opened (FIG. 4) selectively opened. When the fuel pressure is equal, the injection amount per nozzle hole is reduced in the fully open state compared with the half open state, and the ignitability can be improved. From these injection holes 24a and 24b, fuel F is injected at equal angular intervals slightly downward with respect to the horizontal plane. The fuel F injected at the end of the compression stroke enters the combustion chamber 5, mixes with the air in the combustion chamber 5, and ignites and burns.

本実施形態のエンジン１０は、排気経路中に設置されたタービンによって、吸気経路中に設置されたブロワを駆動することで過給を行う不図示のターボ過給機を備えている。ターボ過給機は、排気側のタービンの回転翼の周りに可動式のノズルベーンを設けて過給圧を可変とした可変ノズル型であって、このノズルベーンを駆動するためのターボノズルアクチュエータ２８を有する。ターボノズルアクチュエータ２８はステップモータからなるが、機関吸気系のスロットル弁より下流側の負圧を利用する負圧アクチュエータであってソレノイドによって制御されるものでもよい。   The engine 10 of the present embodiment includes a turbocharger (not shown) that performs supercharging by driving a blower installed in the intake path by a turbine installed in the exhaust path. The turbocharger is a variable nozzle type in which a movable nozzle vane is provided around the rotor blades on the exhaust side turbine to make the supercharging pressure variable, and has a turbo nozzle actuator 28 for driving the nozzle vane. . The turbo nozzle actuator 28 includes a step motor. However, the turbo nozzle actuator 28 may be a negative pressure actuator that uses a negative pressure downstream of the throttle valve of the engine intake system and may be controlled by a solenoid.

エンジン１０は、制御手段として機能する電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３０を含む。ＥＣＵ３０は、データバスで相互接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、及び、各種情報やマップ等が記憶されるバックアップＲＡＭなどの記憶装置を含むものである。このＥＣＵ３０の入力ポートには、エンジン冷却水温を検出する水温センサ３１、大気圧を検出する大気圧センサ３２、エンジン１０のクランクシャフトの近傍に設けられたクランク角センサ３３、吸気通路１１中に設けられたエアフローメータ３４等の各種センサが、不図示のＡ／Ｄ変換器を介して接続されている。ＥＣＵ３０は、これら各センサの検出信号が入力されることによって、各検出値を取得する。また、ＥＣＵ３０の出力ポートには、上述の各インジェクタ１７、ＳＣＶ２１、動弁機構２２、グロープラグ２３、ターボノズルアクチュエータ２８などの各種アクチュエータが、不図示のＤ／Ａ変換器を介して接続されている。   The engine 10 includes an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 30 that functions as control means. The ECU 30 includes a storage device such as a CPU, a ROM, a RAM, an input / output port, and a backup RAM in which various information, maps, and the like are interconnected via a data bus. In the input port of the ECU 30, a water temperature sensor 31 that detects the engine coolant temperature, an atmospheric pressure sensor 32 that detects the atmospheric pressure, a crank angle sensor 33 provided near the crankshaft of the engine 10, and an intake passage 11 are provided. Various sensors such as the air flow meter 34 are connected via an A / D converter (not shown). ECU30 acquires each detection value by receiving the detection signal of each of these sensors. Also, various actuators such as the injectors 17, SCV 21, valve operating mechanism 22, glow plug 23, turbo nozzle actuator 28 and the like are connected to the output port of the ECU 30 via a D / A converter (not shown). Yes.

ＥＣＵ３０は、記憶装置に記憶されている各種マップ、基準値、設定値等を用いると共に、これらの情報および各種センサの検出値等に基づいて、各インジェクタ１７、ＳＣＶ２１、動弁機構２２、グロープラグ２３、ターボノズルアクチュエータ２８等を制御する。特に、ＥＣＵ３０の記憶装置には、図５に示されるような水温及び大気圧に基づく運転領域を示すマップと、図６に示されるようなエンジン回転数及び燃料噴射量に基づく運転領域を示すマップとが記憶されており、これらマップは、次に述べるスワール及び着火性改善処理ルーチンにおいて用いられる。   The ECU 30 uses various maps, reference values, set values, and the like stored in the storage device, and based on the information and detection values of various sensors, the injectors 17, the SCV 21, the valve mechanism 22, and the glow plugs. 23, controls the turbo nozzle actuator 28 and the like. In particular, the storage device of the ECU 30 has a map showing an operation region based on water temperature and atmospheric pressure as shown in FIG. 5 and a map showing an operation region based on engine speed and fuel injection amount as shown in FIG. And these maps are used in the swirl and ignitability improvement processing routine described below.

本実施形態では、着火促進手段として、［１］パイロット噴射のタイミングを遅延させ且つパイロット噴射の回数を増大させるパイロット細分化制御、［２］過給機の過給圧を増大させる過給圧増大制御、［３］燃料噴射弁の有効噴孔数を増大させる有効噴孔数増大制御、および［４］燃焼室のグロープラグを通電するグロープラグ通電制御、の４種類の制御が実行可能とされている。   In this embodiment, as ignition promotion means, [1] pilot segmentation control that delays the timing of pilot injection and increases the number of pilot injections, and [2] boost pressure increase that increases the boost pressure of the turbocharger. Four types of control can be executed: control, [3] effective injection hole number increasing control for increasing the effective injection hole number of the fuel injection valve, and [4] glow plug energization control for energizing the glow plug of the combustion chamber. ing.

［１］パイロット細分化制御は、通常よりもパイロット噴射の開始タイミングを遅延させ且つパイロット噴射の回数を増大させるものである。パイロット噴射の開始タイミングを遅延させると、メイン噴射までの時間が短縮されるため、パイロット噴射による燃料がシリンダ壁に付着する可能性を抑制でき、着火性を向上できる。パイロット回数を増大させると、パイロット噴射１回あたりの噴射量が低減されるので、着火性を向上できる。具体的には、図７に（Ｉ）で示される通常のパイロット噴射制御の場合に対し、（ＩＩ）で示されるパイロット細分化制御の場合には、パイロット噴射の合計量（開時間の合計）は変わらないが、インジェクタ１７の開指令の開始時期が遅延され（ｔ１に対しｔ３）、且つパイロット噴射１回あたりの開時間が短縮される（Δｔ１に対しΔｔ２）。また、パイロット噴射の間隔も短縮される（ｔｉ１に対しｔｉ２）ので、パイロット噴射の開始タイミングの遅延とパイロット回数の増大の両者を実現することができ特に好適である。   [1] Pilot subdivision control is for delaying the start timing of pilot injection and increasing the number of pilot injections. If the start timing of the pilot injection is delayed, the time until the main injection is shortened. Therefore, the possibility that the fuel by the pilot injection adheres to the cylinder wall can be suppressed, and the ignitability can be improved. When the number of pilots is increased, the injection amount per pilot injection is reduced, so that the ignitability can be improved. Specifically, in the case of the pilot subdivision control shown in (II) as compared with the case of the normal pilot injection control shown in FIG. 7 (I), the total amount of pilot injection (total open time) However, the start timing of the opening command of the injector 17 is delayed (t3 with respect to t1), and the opening time per pilot injection is shortened (Δt2 with respect to Δt1). Also, since the interval between pilot injections is shortened (ti2 vs. ti1), both the delay of the pilot injection start timing and the increase in the number of pilots can be realized, which is particularly preferable.

［２］過給圧増大制御は、過給機の排気側のタービンの回転翼の周りに設けられた可動式のノズルベーンを絞るようにターボノズルアクチュエータ２８で駆動することによって、タービンに作用する排ガスの流速を高め、コンプレッサ側による過給圧を増大させるものである。この過給圧の増大によって、吸気温度が上昇するため、着火性を向上することができる。   [2] The supercharging pressure increase control is performed by driving the turbo nozzle actuator 28 so as to throttle the movable nozzle vanes provided around the rotor blades on the exhaust side of the supercharger. Is increased, and the boost pressure on the compressor side is increased. Since the intake air temperature rises due to the increase in the supercharging pressure, the ignitability can be improved.

［３］有効噴孔数増大制御は、インジェクタ１７を図３に示される半開状態から、図４に示される全開状態に変更することによって、有効噴孔数を増大させるものである。燃料圧力が等しい場合には、半開状態の場合に比べ、全開状態の場合のほうが噴孔あたりの噴射量が低減され、着火性を向上することができる。   [3] The effective injection hole number increase control is to increase the effective injection hole number by changing the injector 17 from the half-open state shown in FIG. 3 to the full-open state shown in FIG. When the fuel pressure is equal, the injection amount per nozzle hole is reduced in the fully open state compared with the half open state, and the ignitability can be improved.

［４］グロープラグ通電制御は、燃焼室のグロープラグを通電するものである。グロープラグの通電により筒内温度が上昇し、着火性を向上することができる。   [4] Glow plug energization control energizes the glow plug of the combustion chamber. The in-cylinder temperature is increased by energizing the glow plug, and the ignitability can be improved.

以上のとおり構成された本実施形態において、ＥＣＵ３０によって行われる処理について説明する。図８において、まずＥＣＵ３０は、エンジン水温・大気圧・燃料噴射量・エンジン回転数の各検出値を読み込む（Ｓ１０）。次にＥＣＵ３０は、水温及び大気圧により定まる現在の運転領域が領域Ｂであるかを判断する（Ｓ２０）。この判断は図５に示されるマップに従って行われ、このマップでは、高水温高気圧側の領域Ａと、低水温低気圧側の領域Ｂとに運転領域が二分割されている。   In the present embodiment configured as described above, a process performed by the ECU 30 will be described. In FIG. 8, first, the ECU 30 reads detected values of engine water temperature, atmospheric pressure, fuel injection amount, and engine speed (S10). Next, the ECU 30 determines whether the current operation region determined by the water temperature and atmospheric pressure is the region B (S20). This determination is performed in accordance with the map shown in FIG. 5. In this map, the operation region is divided into a region A on the high water temperature and high pressure side and a region B on the low water temperature and low pressure side.

ステップＳ２０で肯定の場合、すなわち現在の運転領域が領域Ｂである場合には、次にＥＣＵ３０は、エンジン回転数及び燃料噴射量により定まる現在の運転領域が領域Ｄであるかを判断する（Ｓ３０）。この判断は図６に示されるマップに従って行われ、このマップでは、高回転数高噴射量側の領域Ｃと、低回転数低噴射量側の領域Ｄとに運転領域が二分割されている。   If the determination in step S20 is affirmative, that is, if the current operating region is the region B, then the ECU 30 determines whether the current operating region determined by the engine speed and the fuel injection amount is the region D (S30). ). This determination is made according to the map shown in FIG. 6. In this map, the operating region is divided into two regions, a region C on the high engine speed high injection amount side and a region D on the low engine speed low injection amount side.

ステップＳ３０で肯定の場合、すなわち現在の運転領域が領域Ｂかつ領域Ｄである場合には、低スワール制御及び着火促進制御が実行される（Ｓ４０）。   If the determination in step S30 is affirmative, that is, if the current operation region is region B and region D, low swirl control and ignition promotion control are executed (S40).

ステップＳ４０で実行される低スワール制御は、ＳＣＶ２１を開弁させる制御である。その結果、吸入空気はポート１８ａ，１８ｂの両者によって気筒内へ導入され、ヘリカルポート１８ｂの作用によって、気筒内には強いスワールが生成される。   The low swirl control executed in step S40 is control for opening the SCV 21. As a result, the intake air is introduced into the cylinder by both the ports 18a and 18b, and a strong swirl is generated in the cylinder by the action of the helical port 18b.

ステップＳ４０で実行される着火促進制御は、上記着火促進手段としての［１］パイロット細分化制御、［２］過給圧増大制御、［３］有効噴孔数増大制御および［４］グロープラグ通電制御の４種類の制御を全て実行するものである。   The ignition promotion control executed in step S40 includes [1] pilot segmentation control, [2] supercharging pressure increase control, [3] effective nozzle number increase control, and [4] glow plug energization as the ignition promotion means. All four types of control are executed.

他方、現在の運転領域が領域Ａ又は領域Ｃである場合には、低スワール制御及び着火促進制御は行われず、通常のスワール制御及び通常の燃焼制御が実行される（Ｓ５０）。   On the other hand, when the current operation region is the region A or the region C, the low swirl control and the ignition promotion control are not performed, and the normal swirl control and the normal combustion control are performed (S50).

ステップＳ５０で実行される通常スワール制御は、ＳＣＶ２１を閉弁させる制御である。その結果、吸入空気はストレートポート１８ａのみによって気筒内に導入され、気筒内に強いスワールは生成されない。   The normal swirl control executed in step S50 is control for closing the SCV 21. As a result, the intake air is introduced into the cylinder only by the straight port 18a, and no strong swirl is generated in the cylinder.

ステップＳ５０で実行される通常燃焼制御は、上記着火促進手段としての［１］パイロット細分化制御、［２］過給圧増大制御、［３］有効噴孔数増大制御および［４］グロープラグ通電制御の４種類の制御をいずれも実行しないものである。   The normal combustion control executed in step S50 includes [1] pilot subdivision control, [2] supercharging pressure increase control, [3] effective nozzle number increase control, and [4] glow plug energization as the ignition promoting means. None of the four types of control is executed.

以上の処理の結果、本実施形態では、燃焼が不安定になり易い条件下である低水温低気圧側の運転領域にある場合に、ＥＣＵ３０がスワールを弱めるようにＳＣＶ２１を制御すると共に、混合気の着火を促進するように着火促進制御を実行するので、燃焼が不安定になり易い条件下での燃焼状態を改善することができる。   As a result of the above processing, in the present embodiment, the ECU 30 controls the SCV 21 so as to weaken the swirl in the operation region on the low water temperature low pressure side where the combustion tends to become unstable, and the air-fuel mixture Since the ignition promotion control is executed so as to promote the ignition of the combustion, it is possible to improve the combustion state under the condition that the combustion tends to become unstable.

また本実施形態では、着火促進手段として、パイロット噴射の開始タイミングを遅延させると共にパイロット噴射の回数を増大させるパイロット細分化制御を実行するので、着火性を好適に向上できる。また本実施形態では、パイロット噴射の間隔を短くすることによって、パイロット噴射の開始タイミングの遅延とパイロット回数の増大の両者を好適に実現できる。なお、パイロット噴射の開始タイミングの遅延と、パイロット噴射の回数の増大は、いずれか一方のみを実行することとしてもよく、その限りにおいて本発明に所期の効果を実現できる。   Further, in the present embodiment, as the ignition promoting means, the pilot subdivision control that delays the start timing of pilot injection and increases the number of pilot injections is executed, so that the ignitability can be preferably improved. Further, in the present embodiment, by shortening the interval between pilot injections, it is possible to suitably realize both the delay of the pilot injection start timing and the increase in the number of pilots. Note that only one of the delay in the start timing of pilot injection and the increase in the number of pilot injections may be executed, and as long as the desired effect is achieved in the present invention.

また本実施形態では、着火促進手段として、過給機の過給圧を増大させる過給圧増大制御を実行するので、吸気温度の上昇によって、着火性を好適に向上できる。   Moreover, in this embodiment, since the supercharging pressure increase control for increasing the supercharging pressure of the supercharger is executed as the ignition promoting means, the ignitability can be suitably improved by increasing the intake air temperature.

また本実施形態では、着火促進手段として、インジェクタ１７の有効噴孔数を増大させる有効噴孔数増大制御を実行するので、有効噴孔数の増大により噴孔あたりの噴射量が低減され、着火性を好適に向上できる。   Further, in the present embodiment, the effective injection hole number increasing control for increasing the effective injection hole number of the injector 17 is executed as the ignition promoting means, so that the injection amount per injection hole is reduced by increasing the effective injection hole number, and ignition is performed. Can be improved suitably.

また本実施形態では、着火促進手段として、グロープラグ２３を通電するグロープラグ通電制御を実行するので、グロープラグ２３の通電により着火性を好適に向上できる。   In this embodiment, since glow plug energization control for energizing the glow plug 23 is executed as the ignition promoting means, the ignitability can be suitably improved by energizing the glow plug 23.

また本実施形態では、燃焼が不安定になり易い所定の条件を、低水温低気圧側の運転領域（領域Ｂ）にあることとしたので、簡易な構成によって本発明に所期の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the predetermined condition in which combustion is likely to be unstable is in the operation region (region B) on the low water temperature and low pressure side. be able to.

また本実施形態では、低水温低気圧側の運転領域（領域Ｂ）にあっても高回転高噴射量側の運転領域（領域Ｃ）にある場合を含まない場合には、前記所定の条件を満たさないこととして、着火促進制御を実行しないこととしたので、着火が早くなりすぎたり、燃料が十分拡散しない間に着火してしまうことによるスモークの発生を回避ないし抑制することができる。   Further, in the present embodiment, even if the operation region (region B) on the low water temperature and low pressure side does not include the operation region (region C) on the high rotation high injection amount side, the predetermined condition is Since the ignition promotion control is not executed as not satisfying, it is possible to avoid or suppress the occurrence of smoke due to ignition too early or ignition while fuel is not sufficiently diffused.

なお、上記実施形態では、ストレートポート１８ａとヘリカルポート１８ｂとを有し且つヘリカルポート１８ｂにＳＣＶ２１を有する機械的構造に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばストレートポートにＳＣＶを有する構造や、吸入空気に同じ方向の旋回速度成分を与える二つのヘリカルポートを有して、その一方にＳＣＶが配置されている構造のように、スワールの強さを調整しうる機構を有するディーゼルエンジンにも適用可能である。
また、上記実施形態におけるＳＣＶ２１は、全開と全閉とが切り換えられるものとしたが、例えば、ＳＣＶを全開と全閉との間の中間開度にするなど、スワールの強さを多段階的又は無段階的に調整することとしてもよい。 In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the mechanical structure having the straight port 18a and the helical port 18b and having the SCV 21 in the helical port 18b has been described. However, the present invention is limited to this. Rather than a strong swirl, such as a structure having an SCV in a straight port or a structure having two helical ports that give swirl velocity components in the same direction to the intake air and one of them is arranged in the SCV. The present invention can also be applied to a diesel engine having a mechanism capable of adjusting the thickness.
In addition, the SCV 21 in the above embodiment can be switched between fully open and fully closed. However, the strength of the swirl can be increased in multiple steps, for example, by setting the SCV to an intermediate opening between the fully open and fully closed. It is good also as adjusting steplessly.

また、上記実施形態では、着火促進手段として、［１］パイロット細分化制御、［２］過給圧増大制御、［３］有効噴孔数増大制御および［４］グロープラグ通電制御の４種類の制御を実行可能に構成されたエンジンに本発明を適用した例について説明したが、本発明における着火促進手段は他の種類のものであってもよく、また［１］ないし［４］のうちの少なくともいずれかを含んでいてもよい。   Further, in the above embodiment, as the ignition promoting means, [1] pilot subdivision control, [2] supercharging pressure increase control, [3] effective injection hole number increase control, and [4] glow plug energization control are provided. Although an example in which the present invention is applied to an engine configured to execute control has been described, the ignition promoting means in the present invention may be of other types, and any one of [1] to [4] At least one of them may be included.

また、上記実施形態では単一のＥＣＵ３０によって上述の各処理を行う構成について説明したが、本発明は互いに接続された複数のＥＣＵによる分散処理によって上記各処理を実行するようにした構成によっても実現可能であって、かかる構成も本発明の範疇に属するものである。   In the above-described embodiment, the configuration in which the above-described processes are performed by the single ECU 30 has been described. However, the present invention is also realized by a configuration in which the above-described processes are performed by distributed processing by a plurality of ECUs connected to each other. It is possible, and such a configuration also belongs to the category of the present invention.

本発明の実施形態に係る燃焼制御装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the combustion control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図１のディーゼルエンジンのシリンダヘッド底面図である。It is a cylinder head bottom view of the diesel engine of FIG. インジェクタの半開状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the half-open state of an injector. インジェクタの全開状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a fully open state of an injector. 水温及び大気圧に基づく運転領域を示すマップである。It is a map which shows the operation area | region based on water temperature and atmospheric pressure. エンジン回転数及び燃料噴射量に基づく運転領域を示すマップである。It is a map which shows the driving | operation area | region based on an engine speed and fuel injection amount. （Ｉ）通常のパイロット噴射制御の場合及び（ＩＩ）パイロット細分化制御の場合におけるインジェクタに対する開指令を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the opening command with respect to the injector in the case of (I) normal pilot injection control, and (II) pilot subdivision control. ＳＣＶ及び着火促進手段の制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control process of SCV and an ignition promotion means.

符号の説明Explanation of symbols

１０ エンジン
１７ インジェクタ
１８ａ ストレートポート
１８ｂ ヘリカルポート
２６ａ 第１ニードル
２６ｂ 第２ニードル
Ｖe1，Ｖe2 排気弁
Ｖi1，Ｖi2 吸気弁 10 Engine 17 Injector 18a Straight port 18b Helical port 26a First needle 26b Second needle Ve1, Ve2 Exhaust valve Vi1, Vi2 Intake valve

Claims (2)

燃焼室内のスワールの強さを変更するスワール変更手段と、過給機の過給圧を増大させる過給圧増大手段と、前記スワール変更手段及び前記過給圧増大手段を制御する制御手段と、を有するディーゼルエンジンの燃焼制御装置において、
前記制御手段は、低水温低気圧側の運転領域にある場合に、前記スワールを弱めるように前記スワール変更手段を制御すると共に、混合気の着火を促進するように前記過給圧増大手段を制御す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。 Swirl changing means for changing the strength of the swirl in the combustion chamber, supercharging pressure increasing means for increasing the supercharging pressure of the supercharger , control means for controlling the swirl changing means and the supercharging pressure increasing means, In a diesel engine combustion control device having
The control means controls the swirl changing means so as to weaken the swirl and controls the supercharging pressure increasing means so as to promote ignition of the air-fuel mixture when in the operation region on the low water temperature low pressure side. A diesel engine combustion control device. 請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置であって、
前記制御手段は、前記低水温低気圧側の運転領域にある場合において高回転高噴射量側の運転領域にある場合に、前記スワール変更手段により前記スワールを弱める制御及び前記過給圧増大手段により過給圧を増大させる制御を実行しないことを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼制御装置。 A diesel engine combustion control device according to claim 1 ,
The control means includes a control for weakening the swirl by the swirl changing means and a supercharging pressure increasing means when the control means is in the operation area on the high rotation high injection amount side in the operation area on the low water temperature low pressure side. A combustion control apparatus for a diesel engine, characterized in that control for increasing the supercharging pressure is not executed .
JP2007150706A 2007-06-06 2007-06-06 Diesel engine combustion control system Expired - Fee Related JP4868289B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007150706A JP4868289B2 (en) 2007-06-06 2007-06-06 Diesel engine combustion control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007150706A JP4868289B2 (en) 2007-06-06 2007-06-06 Diesel engine combustion control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008303768A JP2008303768A (en) 2008-12-18
JP4868289B2 true JP4868289B2 (en) 2012-02-01

Family

ID=40232711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007150706A Expired - Fee Related JP4868289B2 (en) 2007-06-06 2007-06-06 Diesel engine combustion control system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4868289B2 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60142014A (en) * 1983-12-29 1985-07-27 Isuzu Motors Ltd Swirl control of diesel engine
JPS63158538A (en) * 1986-12-23 1988-07-01 Fuji Photo Film Co Ltd Negative silver halide photographic sensitive material
JP3760583B2 (en) * 1997-07-31 2006-03-29 トヨタ自動車株式会社 Fuel injection device
JP3514086B2 (en) * 1997-09-30 2004-03-31 日産自動車株式会社 Combustion control device for diesel engine
JP2001329936A (en) * 2000-05-18 2001-11-30 Toyota Motor Corp Internal combustion engine
JP2002180881A (en) * 2000-12-08 2002-06-26 Mazda Motor Corp Combustion controller for diesel engine
JP2002201949A (en) * 2001-01-05 2002-07-19 Toyota Motor Corp Intake air controller of direct injection diesel engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008303768A (en) 2008-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5327267B2 (en) Diesel engine with turbocharger for on-vehicle use and control method for diesel engine
US8682568B2 (en) Diesel engine and method of controlling the diesel engine
KR100879486B1 (en) Engine
CN110067665B (en) Knock prediction method, knock suppression method, and engine
US7992538B2 (en) Method of controlling an internal combustion engine and system including the engine
US10895215B2 (en) Control system for pre-mixture compression-ignition engine
JP2002155780A (en) Combustion control device of internal combustion engine
CN110067664B (en) Engine
KR101035439B1 (en) Control apparatus and control method of in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine
US10982616B2 (en) Premixed compression ignition type engine with supercharging system
JP6531840B2 (en) Control method and control device for internal combustion engine
US9897022B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
US11268463B2 (en) Techniques for improving fuel economy in dedicated EGR engines
EP3256704B1 (en) Reducing unburned hydrocarbon emissions in gaseous fuelled lean-burn engines
US20150114355A1 (en) Method and apparatus for controlling combustion of engine having mixed combustion mode
US8381700B2 (en) Systems and methods for exhaust gas recirculation control in homogeneous charge compression ignition engine systems
US20160348606A1 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JP2009047014A (en) Control device for diesel engine
US20110040472A1 (en) Method and system for fuel injection control to reduce variation
JP4098684B2 (en) Control device for compression ignition internal combustion engine
JP2006299992A (en) Control system of internal combustion engine
JP4924280B2 (en) Diesel engine control device.
JP4868289B2 (en) Diesel engine combustion control system
JP2006132399A (en) Control device and control method for an engine with supercharger
JP2009085117A (en) Control device of diesel engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110421

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: 20111021

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111103

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees