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JP2008240554A - Fuel injection control device of diesel engine - Google Patents

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JP2008240554A
JP2008240554A JP2007078886A JP2007078886A JP2008240554A JP 2008240554 A JP2008240554 A JP 2008240554A JP 2007078886 A JP2007078886 A JP 2007078886A JP 2007078886 A JP2007078886 A JP 2007078886A JP 2008240554 A JP2008240554 A JP 2008240554A
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JP
Japan
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injection
pilot
fuel injection
diesel engine
combustion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007078886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Okude
圭一 奥出
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.)
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Original Assignee
Mitsubishi Fuso Truck and Bus 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 Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp filed Critical Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority to JP2007078886A priority Critical patent/JP2008240554A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel injection control device of a diesel engine capable of restraining generation of NOx and smoke, while reducing combustion noise, in the diesel engine for performing pilot injection. <P>SOLUTION: The pilot injection timing is controlled so that a time interval τep-cp up to the pilot combustion starting timing θcp from the pilot injection finishing timing θep, becomes target time τreq set by a map based on an engine speed Ne and the total injection quantity Qall. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に係り、詳しくはメイン噴射の前に噴射されるパイロット噴射の噴射時期及び噴射量の制御技術に関する。   The present invention relates to a fuel injection control device for a diesel engine, and more particularly to a technique for controlling an injection timing and an injection amount of pilot injection injected before main injection.

コモンレール式ディーゼルエンジンのように、筒内に燃料を直接噴射するエンジンでは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程からなる1回の燃焼サイクル中に燃料噴射を任意の時期に複数回実行可能である。そこで、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射の回数や時期を変更しており、例えば、メイン噴射より先行して噴射するパイロット噴射を行うことで燃焼圧の急増を抑制し、燃焼騒音の低減を図ることができる。   Engines that inject fuel directly into the cylinder, such as common rail diesel engines, can perform fuel injection multiple times at any time during a single combustion cycle consisting of an intake stroke, compression stroke, expansion stroke, and exhaust stroke It is. Therefore, the number and timing of fuel injections are changed according to the operating state of the engine.For example, by performing pilot injection that precedes main injection, rapid increase in combustion pressure is suppressed, and combustion noise is reduced. Can be planned.

このようにパイロット噴射を行うディーゼルエンジンにおける具体的な燃料噴射制御として、パイロット噴射とメイン噴射との間の時間間隔、及びパイロット噴射で噴射する燃料量を適正な範囲に制御することで燃焼の安定化や燃焼騒音の低減を行う構成が開示されている(特許文献1参照)。
特開2006−2760号公報
As specific fuel injection control in a diesel engine that performs pilot injection in this manner, the time interval between pilot injection and main injection and the amount of fuel injected by pilot injection are controlled within an appropriate range to stabilize combustion. A configuration for reducing the noise and combustion noise is disclosed (see Patent Document 1).
JP 2006-2760 A

しかしながら、上記特許文献1では、パイロット噴射により生起されるパイロット燃焼とメイン噴射により生起されるメイン燃焼との燃焼重心に基づき両噴射の時間間隔を制御しており、パイロット燃焼単独についての最適化は行われていない。
パイロット噴射は、噴射時期が上死点近傍であると燃料噴射直後から急峻な燃焼が生起されNOx排出量が増加する上、噴射量が多いほどスモークも増加する傾向があり、上記特許文献1のような構成では排ガス性能が悪化するという問題がある。
However, in the above-mentioned Patent Document 1, the time interval between the two injections is controlled based on the combustion center of gravity between the pilot combustion caused by the pilot injection and the main combustion caused by the main injection. Not done.
In the pilot injection, when the injection timing is in the vicinity of the top dead center, steep combustion occurs immediately after the fuel injection, the NOx emission amount increases, and there is a tendency that the smoke increases as the injection amount increases. With such a configuration, there is a problem that the exhaust gas performance deteriorates.

また、上記特許文献1では、燃焼重心等を適正な範囲に収めるべく閉ループ制御により燃料噴射におけるパラメータを徐々に調節するような構成であるが、このような構成では目標とする状態に達するまでに数サイクルを要し、応答性が悪いという問題がある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、パイロット噴射を行うディーゼルエンジンにおいて、燃焼騒音を低減させることができる上、NOxやスモークの発生を抑制させることができるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置を提供することにある。
Further, in the above-mentioned Patent Document 1, the configuration is such that the parameters in the fuel injection are gradually adjusted by closed loop control so as to keep the combustion center of gravity and the like within an appropriate range, but in such a configuration, until reaching the target state. Several cycles are required, and there is a problem that responsiveness is poor.
The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to reduce combustion noise and suppress the generation of NOx and smoke in a diesel engine that performs pilot injection. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for a diesel engine.

上記した目的を達成するために、請求項1のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置では、燃焼室内に燃料を複数回噴射可能な燃料噴射手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置であって、前記燃料噴射手段により実行されるメイン噴射及び該メイン噴射より先行して噴射するパイロット噴射を制御する燃料噴射制御手段と、前記パイロット噴射により生起されるパイロット燃焼の開始時期を検出するパイロット燃焼検出手段とを備え、前記燃料噴射制御手段は、パイロット噴射終了時期から前記パイロット燃焼検出手段により検出されるパイロット燃焼開始時期までの時間間隔が前記エンジンの運転状態に応じて設定される目標時間となるようパイロット噴射時期を制御することを特徴としている。   In order to achieve the above-described object, the fuel injection control device for a diesel engine according to claim 1 is a fuel injection control device for a diesel engine provided with fuel injection means capable of injecting fuel into the combustion chamber a plurality of times. Fuel injection control means for controlling main injection executed by the fuel injection means and pilot injection injected prior to the main injection; pilot combustion detection means for detecting start timing of pilot combustion caused by the pilot injection; The fuel injection control means includes a pilot so that a time interval from a pilot injection end time to a pilot combustion start time detected by the pilot combustion detection means becomes a target time set according to an operating state of the engine. It is characterized by controlling the injection timing.

請求項2のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置では、前記燃料噴射制御手段は、前記パイロット噴射開始時期から前記メイン噴射開始時期までの時間間隔に応じて前記パイロット噴射の燃料噴射量を制御することを特徴としている。
請求項3のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置では、前記目標時間は少なくとも燃料の噴射圧力に応じて設定されることを特徴としている。
The fuel injection control device for a diesel engine according to claim 2, wherein the fuel injection control means controls the fuel injection amount of the pilot injection in accordance with a time interval from the pilot injection start timing to the main injection start timing. It is a feature.
The fuel injection control device for a diesel engine according to claim 3 is characterized in that the target time is set according to at least the fuel injection pressure.

上記手段を用いる本発明の請求項1のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置によれば、パイロット噴射終了時期からパイロット燃焼開始時期までの時間間隔がエンジンの運転状態に応じた目標時間となるようパイロット噴射時期を制御することで、パイロット噴射からパイロット燃焼までの間隔を適正なものとすることができ、急峻なパイロット燃焼が生起されることを防止することができる。つまり、パイロット燃焼を穏やかなものとすることができ、これにより、燃焼騒音を低減させることができる上、NOxやスモークの発生を抑制させることができる。   According to the fuel injection control apparatus for a diesel engine of the first aspect of the present invention using the above means, the pilot injection is performed so that the time interval from the pilot injection end timing to the pilot combustion start timing becomes the target time according to the operating state of the engine. By controlling the timing, the interval from pilot injection to pilot combustion can be made appropriate, and steep pilot combustion can be prevented from occurring. In other words, pilot combustion can be made gentle, thereby reducing combustion noise and suppressing generation of NOx and smoke.

請求項2のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置によれば、パイロット噴射開始時期からメイン噴射開始時期までの時間間隔に応じてパイロット噴射の燃料噴射量を制御することで、パイロット噴射時期とメイン噴射との時間間隔拡大によるメイン噴射の着火遅れを防止させることができる。
請求項3のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置によれば、パイロット燃焼に強く影響する燃料の噴射圧力に応じて目標時間を設定することで、容易に且つ正確に運転状態に応じた目標時間を設定することができる。
According to the fuel injection control device for a diesel engine of claim 2, the pilot injection timing and the main injection are controlled by controlling the fuel injection amount of the pilot injection according to the time interval from the pilot injection start timing to the main injection start timing. The ignition delay of the main injection due to the expansion of the time interval can be prevented.
According to the fuel injection control device for a diesel engine according to claim 3, the target time is set easily and accurately according to the operating state by setting the target time according to the fuel injection pressure that strongly influences the pilot combustion. can do.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1を参照すると本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の概略構成図が示されており、図2を参照すると本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置による燃料噴射制御を実行した場合の燃焼状態を時系列的に示したタイムチャートが示されている。以下、これらの図に基づき説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of a fuel injection control device for a diesel engine according to the present invention. With reference to FIG. 2, fuel injection control by the fuel injection control device for a diesel engine according to the present invention is executed. The time chart which showed the combustion state of this in time series is shown. Hereinafter, description will be made based on these drawings.

図1に示すエンジン1は、コモンレール2に蓄圧された高圧燃料が各気筒4の燃焼室内に燃料噴射弁6(燃料噴射手段)により供給される4気筒コモンレール式ディーゼルエンジンである。
エンジン1の吸気側には吸気マニホールド8が接続されており、吸気マニホールド8からは吸気管10が延びている。吸気管10には、吸気上流端にエアクリーナ12が設けられており、途中にはターボ過給機14のコンプレッサ14aが設けられている。さらに、当該コンプレッサ14aの吸気下流側にはインタークーラ16が設けられており、その吸気下流側には吸気制御弁18が設けられている。
An engine 1 shown in FIG. 1 is a four-cylinder common rail type diesel engine in which high-pressure fuel accumulated in a common rail 2 is supplied into a combustion chamber of each cylinder 4 by a fuel injection valve 6 (fuel injection means).
An intake manifold 8 is connected to the intake side of the engine 1, and an intake pipe 10 extends from the intake manifold 8. The intake pipe 10 is provided with an air cleaner 12 at the intake upstream end, and a compressor 14a of the turbocharger 14 is provided in the middle. Further, an intercooler 16 is provided on the intake downstream side of the compressor 14a, and an intake control valve 18 is provided on the intake downstream side.

一方、エンジン1の排気側には排気マニホールド20が接続されており、排気マニホールド20からは排気管22が延びている。排気マニホールド20及び吸気マニホールド8にはEGR通路24が接続されており、当該EGR通路24にはEGRガスの還流量を調節するEGRバルブ26が設けられている。
また、排気管22の途中には上記コンプレッサ14aと同軸上に連結されたタービン14bが設けられている。
On the other hand, an exhaust manifold 20 is connected to the exhaust side of the engine 1, and an exhaust pipe 22 extends from the exhaust manifold 20. An EGR passage 24 is connected to the exhaust manifold 20 and the intake manifold 8, and an EGR valve 26 that adjusts the recirculation amount of EGR gas is provided in the EGR passage 24.
In the middle of the exhaust pipe 22, a turbine 14b connected coaxially with the compressor 14a is provided.

さらに、当該排気管22の排気下流側には排気後処理装置28が設けられている。当該排気後処理装置28には、図示しないが例えばNOx吸蔵触媒が収容されると共に、当該NOx吸蔵触媒の下流側に、排気中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタ(DPF)が収容されている。
また、当該エンジン1を搭載した車両には、エンジン1の運転制御等をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置としてECU30(燃料噴射制御手段)が設けられており、当該ECU30は、CPU、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。
Further, an exhaust aftertreatment device 28 is provided on the exhaust downstream side of the exhaust pipe 22. Although not shown, for example, a NOx storage catalyst is accommodated in the exhaust aftertreatment device 28, and a particulate filter (DPF) that collects particulates in the exhaust is accommodated downstream of the NOx storage catalyst. Yes.
Further, the vehicle equipped with the engine 1 is provided with an ECU 30 (fuel injection control means) as a control device for performing comprehensive control including operation control of the engine 1 and the like. It is composed of a memory, a timer counter, and the like, performs various control amount calculations, and controls various devices based on the control amounts.

例えば、ECU30の入力側には、エンジン1のクランク角を検出するクランク角センサ32、吸気マニホールド8に設けられ吸気温度を検出する吸気温度センサ34及び過給圧を検出する過給圧センサ36、各気筒4に設けられ筒内圧を検出する筒内圧センサ38(パイロット燃焼検出手段)、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ40等の各種センサ類が接続されている。また、ECU30の出力側には各気筒の燃料噴射弁6、吸気制御弁18及びEGR弁26などの各種デバイス類が接続されている。   For example, on the input side of the ECU 30, a crank angle sensor 32 that detects a crank angle of the engine 1, an intake air temperature sensor 34 that is provided in the intake manifold 8 and detects an intake air temperature, and a supercharging pressure sensor 36 that detects a supercharging pressure, Various sensors such as an in-cylinder pressure sensor 38 (pilot combustion detecting means) provided in each cylinder 4 for detecting the in-cylinder pressure and an accelerator opening sensor 40 for detecting the depression amount of the accelerator pedal are connected. Various devices such as the fuel injection valve 6, the intake control valve 18, and the EGR valve 26 for each cylinder are connected to the output side of the ECU 30.

そして、ECU30は、上記各種センサ類から取得される情報に基づき各気筒4への燃料噴射量及び燃料噴射時期を設定し、当該燃料噴射量及び燃料噴射時期に従って燃料噴射弁6を制御する。
詳しくは、当該エンジン1の燃料噴射では、メイン噴射と、当該メイン噴射に先行して噴射するパイロット噴射を行うものであり、ECU30は当該メイン噴射及びパイロット噴射についてそれぞれ独立して燃料噴射量及び燃料噴射時期の設定を行う。
Then, the ECU 30 sets the fuel injection amount and the fuel injection timing to each cylinder 4 based on the information acquired from the various sensors, and controls the fuel injection valve 6 according to the fuel injection amount and the fuel injection timing.
Specifically, in the fuel injection of the engine 1, main injection and pilot injection that is performed prior to the main injection are performed. The ECU 30 independently performs the fuel injection amount and the fuel for the main injection and the pilot injection. Set the injection timing.

具体的には、ECU30はメイン噴射については、クランク角センサ32より検出されるクランク角から算出されるエンジン回転数Neと、アクセル開度センサ40によって検出されるアクセルペダルの踏込量とに基づき、予め記憶されているマップからエンジン1の運転に必要なメイン噴射量Qmとメイン噴射開始時期θimとを設定し実行する。
一方、パイロット噴射については、ECU30は、図2に示すような前燃焼サイクルにおけるパイロット噴射終了時期θepから当該パイロット噴射により生起されるパイロット燃焼の開始時期θcpまでの時間間隔τep-cpからパイロット噴射開始時期θipを設定し、パイロット噴射開始時期θip及びメイン噴射開始時期θimとの時間間隔τip-imからパイロット噴射量Qpを設定する。なお、本実施形態では、図2に示すように、メイン噴射開始時期θimは上死点(TDC)近傍に設定され、パイロット噴射は所謂早期パイロット噴射でありメイン噴射よりも所定クランク角度以上進角した時期に設定される。
Specifically, for the main injection, the ECU 30 is based on the engine speed Ne calculated from the crank angle detected by the crank angle sensor 32 and the accelerator pedal depression amount detected by the accelerator opening sensor 40. A main injection amount Qm and a main injection start timing θim necessary for the operation of the engine 1 are set and executed from a map stored in advance.
On the other hand, for pilot injection, the ECU 30 starts pilot injection from a time interval τep-cp from the pilot injection end timing θep in the previous combustion cycle as shown in FIG. 2 to the pilot combustion start timing θcp caused by the pilot injection. The timing θip is set, and the pilot injection amount Qp is set from the time interval τip-im between the pilot injection start timing θip and the main injection start timing θim. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the main injection start timing θim is set near the top dead center (TDC), and the pilot injection is so-called early pilot injection, which is advanced by a predetermined crank angle or more than the main injection. It is set at the time.

ここで、当該パイロット噴射時期及び噴射量の設定制御についてより詳しく説明する。
図3を参照すると、図3には本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置より実行されるパイロット噴射制御ルーチンがフローチャートで示されており、図4乃至図9を参照すると当該パイロット噴射制御に使用される各種マップが示されている。以下、上記図2及び図4乃至図9を参照しつつ図3のフローチャートに沿って説明する。
Here, the pilot injection timing and injection amount setting control will be described in more detail.
Referring to FIG. 3, FIG. 3 is a flowchart showing a pilot injection control routine executed by the fuel injection control device for a diesel engine according to the present invention, and FIG. 4 to FIG. 9 show the pilot injection control routine. The various maps used are shown. Hereinafter, description will be made along the flowchart of FIG. 3 with reference to FIG. 2 and FIGS.

まず、ステップS1では、上記各筒内圧センサ38から筒内圧Pcを、クランク角センサ32からエンジン回転数Neを、吸気温度センサ34から吸気温度Tinを、過給圧センサ36から過給圧Pbをそれぞれ取得する。
ステップS2では、上記ステップS1で取得した筒内圧Pcから熱発生率を演算し、パイロット燃焼開始時期θcpを検出する。
First, in step S1, the in-cylinder pressure Pc from each of the in-cylinder pressure sensors 38, the engine speed Ne from the crank angle sensor 32, the intake air temperature Tin from the intake air temperature sensor 34, and the supercharging pressure Pb from the supercharging pressure sensor 36 are obtained. Get each.
In step S2, the heat generation rate is calculated from the in-cylinder pressure Pc acquired in step S1, and the pilot combustion start timing θcp is detected.

詳しくは、当該パイロット燃焼開始時期θcpは、図2に示すように筒内圧Pcから演算される熱発生率からパイロット噴射後の熱上昇開始時期(図2では−15度付近)を検出し、これをパイロット燃焼開始時期θcpとする。
そして、ステップS3では、エンジン回転数Ne、総噴射量Qallに基づくマップから、パイロット噴射終了時期θepからパイロット燃焼開始時期θcpまでの時間間隔τep-cpの目標時間τreqを設定する。なお、総噴射量Qallは、パイロット噴射及びメイン噴射のそれぞれの燃料噴射量Qp、Qmを合計したものであり、ここではECU30に記憶されている前燃焼サイクルで実行した燃料噴射情報より取得するものとする。
Specifically, the pilot combustion start timing θcp is detected from the heat generation rate calculated from the in-cylinder pressure Pc as shown in FIG. 2, and the heat rise start timing after pilot injection (around −15 degrees in FIG. 2). Is the pilot combustion start timing θcp.
In step S3, the target time τreq of the time interval τep-cp from the pilot injection end timing θep to the pilot combustion start timing θcp is set from the map based on the engine speed Ne and the total injection amount Qall. The total injection amount Qall is the sum of the fuel injection amounts Qp and Qm of the pilot injection and the main injection. Here, the total injection amount Qall is obtained from the fuel injection information executed in the previous combustion cycle stored in the ECU 30. And

詳しくは、時間間隔τep-cpは噴射圧力Pfが高いほど燃料の微粒化が促進され当該間隔が短くなる傾向にあることから、図4に示すマップのように、当該目標時間τreqも噴射圧力Pfが高くなるほど短くなるよう設定する。そして、当該噴射圧力Pfは、図5に示すようにエンジン回転数Ne及び総噴射量Qallが高い領域にあるほど高く、低い領域にあるほど低い値に設定されるものである。したがって、図6に示すようなエンジン回転数Ne及び総噴射量Qallに基づくマップにより噴射圧力Pfに応じた目標時間τreqを設定可能であり、当該マップではエンジン回転数Ne及び総噴射量Qallが高い領域にあるほど短く、低い領域にあるほど長く設定される。   Specifically, since the time interval τep-cp tends to shorten the interval as the injection pressure Pf increases, the atomization of the fuel tends to become shorter. Therefore, the target time τreq is equal to the injection pressure Pf as shown in the map of FIG. Set to be shorter as the value increases. The injection pressure Pf is set higher as the engine speed Ne and the total injection amount Qall are higher as shown in FIG. 5 and lower as the engine speed Ne is lower. Therefore, the target time τreq corresponding to the injection pressure Pf can be set by a map based on the engine speed Ne and the total injection amount Qall as shown in FIG. 6, and the engine speed Ne and the total injection amount Qall are high in the map. The shorter the area, the longer the lower area.

なお、燃料噴射から燃焼までの間隔は、噴射圧力Pfの他に、筒内流動の強さ、筒内圧、筒内温度等の影響も受けるが、これらの要素もエンジン回転数Ne及び総噴射量Qallに応じて変化するものであることから、図6のようにエンジン回転数Ne及び総噴射量Qallに応じた目標時間τreqの最適値を示すマップを予め設定しておくことで上記各要素も考慮した目標時間τreqの設定を行うことが可能となる。   The interval from fuel injection to combustion is affected by the strength of in-cylinder flow, the in-cylinder pressure, the in-cylinder temperature, etc. in addition to the injection pressure Pf. These factors are also affected by the engine speed Ne and the total injection amount. Since it changes according to Qall, the above-mentioned elements can be obtained by setting in advance a map showing the optimum value of the target time τreq according to the engine speed Ne and the total injection amount Qall as shown in FIG. It is possible to set the target time τreq in consideration.

続くステップS4では、上記ステップS1で取得した吸気温度Tin及び過給圧Pbに基づき設定される補正量Δτにより、上記ステップS3で設定された目標時間τreqの補正を行う。
具体的には、当該補正量Δτは、図7に示すように、吸気温度Tinが所定吸気温度Tin1より低くなるほど増加側に、高くなるほど減少側に設定される。さらに当該補正量Δτは過給圧Pbに関しても、図8に示すように、過給圧Pbが所定過給圧Pb1より低くなるほど増加側に、高くなるほど減少側に設定される。
In the following step S4, the target time τreq set in step S3 is corrected by the correction amount Δτ set based on the intake air temperature Tin and the boost pressure Pb acquired in step S1.
Specifically, as shown in FIG. 7, the correction amount Δτ is set on the increasing side as the intake air temperature Tin becomes lower than the predetermined intake air temperature Tin1, and is set on the decreasing side as it increases. Further, with respect to the supercharging pressure Pb, the correction amount Δτ is set on the increasing side as the supercharging pressure Pb becomes lower than the predetermined supercharging pressure Pb1, as shown in FIG.

当該補正は、エンジン1の運転状態の履歴等の影響を受ける筒内圧や筒内温度を容易に検出可能な吸気温度及び過給圧に置き換えており、当該吸気温度Tin及び過給圧Pbに応じて補正を行うことで目標時間τreqは実際の運転状態に応じた値となる。
次のステップS5では、時間間隔τep-cpが上記ステップS4で補正された目標時間τreqとなるよう、前燃焼サイクルのパイロット燃焼開始時期θcpより当該目標時間τreq分進角させた時期がパイロット噴射終了時期θepとなるパイロット噴射開始時期θipを演算し、設定する。
In the correction, the in-cylinder pressure and the in-cylinder temperature affected by the history of the operating state of the engine 1 are replaced with the intake air temperature and the boost pressure that can be easily detected, and according to the intake air temperature Tin and the boost pressure Pb. As a result of the correction, the target time τreq becomes a value according to the actual operation state.
In the next step S5, the pilot injection ends at a timing advanced by the target time τreq from the pilot combustion start timing θcp of the previous combustion cycle so that the time interval τep-cp becomes the target time τreq corrected in step S4. The pilot injection start timing θip that becomes the timing θep is calculated and set.

さらにステップS6では、上記ステップ5で設定されたパイロット噴射開始時期θipとメイン噴射制御により設定されたメイン噴射開始時期θimに基づき、図9に示すようなマップによりパイロット噴射量Qpを設定する。詳しくは、当該パイロット噴射量Qpは、図9のマップに示すように、メイン噴射開始時期θimとパイロット噴射開始時期θipとの時間間隔τip-imが長くなるほど増加するよう設定される。つまり、パイロット噴射時期が進角しメイン噴射との間隔が拡がる分、パイロット噴射の噴射量Qpを増加させてメイン噴射前の筒内温度を確保する。   Further, in step S6, based on the pilot injection start timing θip set in step 5 and the main injection start timing θim set by the main injection control, the pilot injection amount Qp is set by a map as shown in FIG. Specifically, the pilot injection amount Qp is set so as to increase as the time interval τip-im between the main injection start timing θim and the pilot injection start timing θip becomes longer, as shown in the map of FIG. That is, as the pilot injection timing is advanced and the interval with the main injection is increased, the injection amount Qp of the pilot injection is increased to ensure the in-cylinder temperature before the main injection.

ステップS7では、燃料噴射弁6により、上記ステップS5で設定されたパイロット噴射開始時期θip及び上記ステップS6で設定されたパイロット噴射量Qpでのパイロット噴射を実行し、当該ルーチンをリターンする。
以上のように、パイロット噴射終了時期θepからパイロット燃焼開始時期θcpまでの時間間隔τep-cpがエンジン回転数Ne及び総噴射量Qallに基づくエンジン1の運転状態に応じた目標時間τreqとなるようパイロット噴射時期を制御することで、パイロット噴射からパイロット燃焼までの間隔を適正なものとすることができ、急峻なパイロット燃焼が生起されることを防止することができる。つまり、パイロット燃焼を穏やかなものとすることができ、これにより燃焼騒音を低減させることができる上、NOxやスモークの発生を抑制させることができる。
In step S7, the fuel injection valve 6 executes pilot injection at the pilot injection start timing θip set in step S5 and the pilot injection amount Qp set in step S6, and the routine returns.
As described above, the pilot is set so that the time interval τep-cp from the pilot injection end timing θep to the pilot combustion start timing θcp becomes the target time τreq corresponding to the operating state of the engine 1 based on the engine speed Ne and the total injection amount Qall. By controlling the injection timing, the interval from pilot injection to pilot combustion can be made appropriate, and steep pilot combustion can be prevented from occurring. That is, pilot combustion can be made gentle, thereby reducing combustion noise and suppressing generation of NOx and smoke.

また、パイロット噴射における燃料噴射量Qpを、パイロット噴射開始時期θipからメイン噴射開始時期θimまでの時間間隔τip-imに応じて設定することで、パイロット噴射時期との間隔拡大によるメイン噴射の着火遅れを防止させることができる。
以上で本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
Further, by setting the fuel injection amount Qp in the pilot injection in accordance with the time interval τip-im from the pilot injection start timing θip to the main injection start timing θim, the ignition delay of the main injection due to the interval increase with the pilot injection timing Can be prevented.
Although the description of the embodiment of the fuel injection control device for a diesel engine according to the present invention is finished above, the embodiment is not limited to the above embodiment.

例えば、上記実施形態では筒内圧センサ38より検出される筒内圧Pcから熱発生率を演算してパイロット燃焼開始時期θcpを検出しているが、当該パイロット燃焼開始時期を検出する手段はこれに限られるものではなく、直接燃焼開始時期を検出可能なセンサや他の要素から検出しても構わない。
また、上記実施形態では、エンジン回転数Ne及び総噴射量Qallから燃料噴射圧Pfに応じたマップを設定し当該マップに基づき目標時間τreqを設定しているが、当該目標時間τreqの設定はこれに限られるものではなく、例えば燃料噴射圧を直接検出し当該燃料噴射圧に応じて目標時間を設定しても構わない。
For example, in the above embodiment, the heat generation rate is calculated from the in-cylinder pressure Pc detected by the in-cylinder pressure sensor 38 to detect the pilot combustion start timing θcp, but the means for detecting the pilot combustion start timing is not limited to this. However, it may be detected by a sensor capable of directly detecting the combustion start timing or other elements.
In the above embodiment, a map corresponding to the fuel injection pressure Pf is set from the engine speed Ne and the total injection amount Qall, and the target time τreq is set based on the map. For example, the fuel injection pressure may be directly detected, and the target time may be set according to the fuel injection pressure.

また、上記実施形態では、ステップS3において設定された目標時間τreqを吸気温度Tin及び過給圧Pbに応じて補正しているが、当該補正の要素はこれに限られるものではなく、例えば筒内流動や筒内温度を直接検出可能であれば当該筒内流動や筒内温度に応じて補正を行うことでより好ましいものとなる。   In the above embodiment, the target time τreq set in step S3 is corrected according to the intake air temperature Tin and the supercharging pressure Pb. However, the correction factor is not limited to this. If the flow and the in-cylinder temperature can be directly detected, it is more preferable to perform correction according to the in-cylinder flow and the in-cylinder temperature.

本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel-injection control apparatus of the diesel engine which concerns on this invention. 本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置による燃料噴射制御を実行した場合の燃焼状態を時系列的に示したタイムチャートである。It is the time chart which showed the combustion state at the time of performing the fuel-injection control by the fuel-injection control apparatus of the diesel engine which concerns on this invention in time series. 本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置より実行されるパイロット噴射制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the pilot injection control routine performed by the fuel injection control apparatus of the diesel engine which concerns on this invention. 噴射圧力に対する目標時間を示すマップである。It is a map which shows the target time with respect to injection pressure. エンジン回転数及び総噴射量に対する噴射圧力を示すマップである。It is a map which shows the injection pressure with respect to engine speed and total injection quantity. エンジン回転数及び総噴射量に対する目標時間を示すマップである。It is a map which shows the target time with respect to an engine speed and total injection quantity. 吸気温度に対する補正量を示すマップである。It is a map which shows the corrected amount with respect to intake air temperature. 過給圧力に対する補正量を示すマップである。It is a map which shows the correction amount with respect to a supercharging pressure. パイロット噴射とメイン噴射との時間間隔に対するパイロット噴射量を示すマップである。It is a map which shows the pilot injection quantity with respect to the time interval of pilot injection and main injection.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 コモンレール
4 気筒
6 燃料噴射弁(燃料噴射手段)
30 ECU(燃料噴射制御手段)
32 クランク角センサ
34 吸気温度センサ
36 過給圧センサ
38 筒内圧センサ(パイロット燃焼検出手段)
1 engine 2 common rail 4 cylinder 6 fuel injection valve (fuel injection means)
30 ECU (fuel injection control means)
32 Crank angle sensor 34 Intake air temperature sensor 36 Supercharging pressure sensor 38 In-cylinder pressure sensor (pilot combustion detection means)

Claims (3)

燃焼室内に燃料を複数回噴射可能な燃料噴射手段を備えたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射手段により実行されるメイン噴射及び該メイン噴射より先行して噴射するパイロット噴射を制御する燃料噴射制御手段と、
前記パイロット噴射により生起されるパイロット燃焼の開始時期を検出するパイロット燃焼検出手段とを備え、
前記燃料噴射制御手段は、パイロット噴射終了時期から前記パイロット燃焼検出手段により検出されるパイロット燃焼開始時期までの時間間隔が前記エンジンの運転状態に応じて設定される目標時間となるようパイロット噴射時期を制御する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。
A fuel injection control device for a diesel engine provided with fuel injection means capable of injecting fuel into a combustion chamber a plurality of times,
Fuel injection control means for controlling main injection executed by the fuel injection means and pilot injection injected prior to the main injection;
Pilot combustion detection means for detecting the start timing of pilot combustion caused by the pilot injection,
The fuel injection control means sets the pilot injection timing so that the time interval from the pilot injection end timing to the pilot combustion start timing detected by the pilot combustion detection means becomes a target time set according to the operating state of the engine. A fuel injection control device for a diesel engine, characterized by being controlled.
前記燃料噴射制御手段は、前記パイロット噴射開始時期から前記メイン噴射開始時期までの時間間隔に応じて前記パイロット噴射の燃料噴射量を制御する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。   2. The fuel injection of a diesel engine according to claim 1, wherein the fuel injection control means controls a fuel injection amount of the pilot injection according to a time interval from the pilot injection start timing to the main injection start timing. Control device. 前記目標時間は少なくとも燃料の噴射圧力に応じて設定されることを特徴とする請求項1または2記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。   The fuel injection control device for a diesel engine according to claim 1 or 2, wherein the target time is set according to at least a fuel injection pressure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012241640A (en) * 2011-05-20 2012-12-10 Nippon Soken Inc Fuel injection control device

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