JP5979126B2 - 機関制御装置 - Google Patents
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Description
前記特定クランク角度よりも遅角側の任意のクランク角度と同特定クランク角度とのクランク角度差分と、同任意のクランク角度における熱発生率と、の積をクランク角度について積分して得られる値と、
が等しくなるときの前記特定クランク角度である。
(1a)主噴射の時期を進角側に移動させる動作
(2a)燃料噴射圧を増加させる動作
(3a)パイロット噴射の1回の噴射量を増加させる動作
(4a)パイロット噴射により気筒に供給される燃料の燃焼により発生する熱に基づいて定まる同パイロット噴射についての熱発生率重心位置を進角側へ移動させる動作
(5a)過給圧を増加させる動作
(6a)EGRガスの量(EGR率)を低下させる動作
(1b)主噴射の時期を遅角側に移動させる動作
(2b)燃料噴射圧を低下させる動作
(3b)パイロット噴射の1回の噴射量を低下させる動作
(4b)前記パイロット噴射についての熱発生率重心位置を遅角側へ移動させる動作
(5b)過給圧を低下させる動作
(6b)EGRガスの量を増加させる動作
前記機関が所定の運転状態領域にあるとき、前記燃焼状態を表す熱発生率重心位置が一定の基準クランク角度に等しくなるように前記燃焼パラメータを設定する重心位置制御を実行する。
前記EGR装置によるEGRの実行中であり、且つ、前記機関の負荷が所定の負荷閾値より低い又は前記機関の回転速度が所定の回転速度閾値よりも低い、という特定条件が成立する場合、特定制御を前記重心位置制御に代えて実行する。
前記制御部は、前記気筒内に噴射された燃料が着火して燃焼を開始するのに要する時間(即ち、燃料の噴射時からその噴射された燃料が燃焼を開始するまでの時間である、着火遅れ)を短縮させる制御を前記特定制御として実行する。
前記機関は過給機を備え、
前記態様における前記制御部は、前記燃焼パラメータの一つである過給圧を増加させる制御を前記特定制御として実行する。
前記制御部は、主噴射の直前に実行されるパイロット噴射(具体的には、同パイロット噴射の噴射終了時期)から同主噴射(具体的には、同主噴射の噴射開始時期)までの時間を延長させる制御を前記特定制御として実行する。
前記態様における前記制御部は、
前記燃焼パラメータの一つである前記パイロット噴射の噴射時期(同パイロット噴射の噴射終了時期)を進角させる制御、及び、
前記燃焼パラメータの一つである前記主噴射の噴射時期(同主噴射の噴射開始時期)を遅角させる制御、
の少なくとも一方を前記特定制御として実行する。
前記制御部は、主噴射によって噴射された燃料の燃焼開始時点での燃焼室容積増加率を大きくさせる制御を前記特定制御として実行する。
前記燃焼パラメータの一つである前記主噴射の噴射時期を遅角させる制御を前記特定制御として実行する。
前記制御部は、主噴射によって噴射される燃料の燃焼速度を低下させる制御を前記特定制御として実行する。
前記燃焼パラメータの一つである前記燃料の噴射圧力(即ち、燃料噴射圧)を低下させる制御を前記特定制御として実行する。
本発明の第1実施形態に係る機関制御装置(以下、「第1装置」とも称呼する。)は、図3に示した機関10に適用される。機関10は、多気筒(4気筒)ディーゼル機関である。機関10は、図示しない車両に搭載されている。
次に、第1装置の作動について説明する。第1装置は、前述した(定義1)乃至(定義5)の何れかによって規定される熱発生率重心位置Gcが所定の目標熱発生率重心位置(基準クランク角度であり、以下、単に、「目標重心位置」とも称呼する。)Gc*と一致するように燃焼制御を行なう(即ち、燃焼パラメータを設定する。)。本明細書において、係る制御は「重心位置制御」と称呼される。目標重心位置Gc*は、機関10の燃料消費率が最少となるクランク角度(又は、その近傍のクランク角度)に設定されている。なお、熱発生率重心位置Gcは、燃焼波形が同じであれば、前述した(定義1)乃至(定義5)の何れによっても同じクランク角度になる。
次に、重心位置制御が実行されている場合の機関10から発生する燃焼騒音について説明する。発明者は、重心位置制御を行っている場合であってEGR実行中(即ち、開弁率Er>0のとき)の機関10の燃焼騒音を測定した。その結果を図4に示す。
(1)EGR実行中、気筒22内に排気還流管61を経たEGRガスが流入することによって、気筒22内の酸素濃度が低下する。従って、着火遅れが増大する。
(2)加えて、回転速度NEが低ければ、回転速度NEが高いときと比較して気筒22内に吸入される空気の量(質量流量)が少なくなる。従って、着火遅れが増大する。
(3)負荷KLが低ければ、負荷KLが高いときと比較して燃料噴射弁23によって気筒22内に噴射される燃料の量が少なくなる。従って、着火遅れが増大する。
なお、本明細書において、係る着火遅れが増大する虞がある条件は「特定条件」と称呼される。即ち、特定条件は、「EGR実行中であって且つ回転速度NE又は負荷KLが比較的低いとき」に成立する条件である。
以上の知見に基づき、第1装置は、騒音増加を防止するため、特定条件が成立する場合、重心位置制御に代えて、特定制御(騒音増加防止制御)を実行する。より具体的に述べると、燃焼騒音が増加する虞のあるとき、第1装置は過給圧Tpを、重心位置制御の実行中よりも所定量だけ上昇させる。過給圧Tpの上昇によって、気筒22内に吸入される空気(酸素)の量が増加し且つ気筒22内の温度が上昇するので、燃料噴射弁23によって噴射された燃料が着火し易くなり、以て、着火遅れの増大が抑制される。
次に、ECU70のCPU75(以下、単に「CPU」とも称呼する。)が実行する、気筒22内の燃焼状態を制御するための処理(燃焼パラメータ設定処理)について、図8のフローチャートを参照しながら説明する。本処理において、CPUは、熱発生率重心位置Gcが目標重心位置Gc*と一致するように燃焼パラメータを設定する。即ち、CPUは、重心位置制御を実行する。しかし、燃焼騒音が増加する虞のあるとき(即ち、特定条件が成立したとき)、CPUは、上述した通り、過給圧Tpを上昇させる。即ち、この場合、CPUは騒音増加防止制御を実行する。特定条件は、EGR実行中(即ち、開弁率Er>0)であり、且つ、回転速度NEが回転速度閾値NEthより低い又は負荷KLが負荷閾値KLthより低いとき成立する。
EGR装置(EGRシステム60)を有する内燃機関(10)に適用され、同機関の燃焼状態を制御する燃焼パラメータを設定する制御部を備えた機関制御装置(ECU70)である。
更に、前記制御部は、
前記機関が所定の運転状態領域にあるとき、前記燃焼状態を表す熱発生率重心位置が一定の基準クランク角度(目標重心位置Gc*)に等しくなるように前記燃焼パラメータを設定する重心位置制御を実行し(図8のステップ810乃至ステップ840)、
前記EGR装置によるEGRの実行中であり、且つ、前記機関の負荷が所定の負荷閾値より低い又は前記機関の回転速度が所定の回転速度閾値よりも低い、という特定条件が成立する場合(図8のステップ845での「Yes」との判定を参照)、任意の運転状態での単位時間あたりの気筒内圧力の増加量の最大値が同任意の運転状態にて前記重心位置制御を実行した場合の同気筒内圧力の増加量の最大値よりも低くなるように前記燃焼パラメータを設定する(図8のステップ850)、特定制御(騒音増加防止制御)を前記重心位置制御に代えて実行するように構成されている。
前記制御部は、前記燃焼パラメータの一つである過給圧を増加させる制御(図8のステップ850)を前記特定制御として実行する。
次に、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第2装置」とも称呼される。)について説明する。第1装置は、騒音増加防止制御として、過給圧Tpを増大させる制御を実行していた。これに対し、第2装置は、騒音増加防止制御として、主噴射の直前に実行されるパイロット噴射から同主噴射までの時間を延長する制御を実行する点のみにおいて第1装置と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
次に、本発明の第3実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第3装置」とも称呼される。)について説明する。第2装置は、騒音増加防止制御として、パイロットインターバルPintを大きくする制御を実行していた。これに対し、第3装置は、騒音増加防止制御として、パイロットインターバルPintを変更せず、主燃料噴射時期CAinjを遅角する制御を実行する点のみにおいて第2装置と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
次に、本発明の第4実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第4装置」とも称呼される。)について説明する。第1装置は、騒音増加防止制御として、過給圧Tpを増大させる制御を実行していた。これに対し、第4装置は、騒音増加防止制御として、燃料噴射圧Fpを小さくする制御を実行する点のみにおいて第1装置と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
次に、本発明の第5実施形態に係る内燃機関の制御装置(以下、「第5装置」とも称呼される。)について説明する。第4装置は、騒音増加防止制御を行う場合に熱発生率重心位置Gcを目標重心位置Gc*に維持させていなかった。これに対し、第5装置は、騒音増加防止制御を行う場合にも熱発生率重心位置Gcを目標重心位置Gc*に維持させるように燃焼パラメータを設定する。
Claims (6)
- EGR装置を有する内燃機関に適用され、同機関の燃焼状態を制御する燃焼パラメータを設定する制御部を備えた機関制御装置において、
前記制御部は、
前記機関が所定の運転状態領域にあるとき、前記燃焼状態を表す熱発生率重心位置が一定の基準クランク角度に等しくなるように前記燃焼パラメータを設定する重心位置制御を実行し、
EGR実行中であり、且つ、前記機関の負荷が所定の負荷閾値より低い又は前記機関の回転速度が所定の回転速度閾値よりも低い場合、単位時間あたりの気筒内圧力の増加量の最大値が前記重心位置制御を実行した場合の同気筒内圧力の増加量の最大値よりも低くなるように前記燃焼パラメータを設定する特定制御を前記重心位置制御に代えて実行する機関制御装置。 - 請求項1に記載の機関制御装置において、
前記機関は過給機を備え、
前記制御部は、前記燃焼パラメータの一つである過給圧を増加させる制御を前記特定制御として実行する機関制御装置。 - 請求項1に記載の機関制御装置において、
前記制御部は、主噴射の直前に実行されるパイロット噴射から同主噴射までの時間を延長させる制御を前記特定制御として実行する機関制御装置。 - 請求項3に記載の機関制御装置において、
前記制御部は、前記燃焼パラメータの一つである前記パイロット噴射の噴射時期を進角させる制御、及び、前記燃焼パラメータの一つである前記主噴射の噴射時期を遅角させる制御、の少なくとも一方を前記特定制御として実行する機関制御装置。 - 請求項1に記載の機関制御装置において、
前記制御部は、前記燃焼パラメータの一つである主噴射の噴射時期を遅角させる制御を前記特定制御として実行する機関制御装置。 - 請求項1に記載の機関制御装置において、
前記制御部は、前記燃焼パラメータの一つである燃料の噴射圧力を低下させる制御を前記特定制御として実行する機関制御装置。
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