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JP2011027034A - Injection control method and injection control device - Google Patents

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JP2011027034A
JP2011027034A JP2009174127A JP2009174127A JP2011027034A JP 2011027034 A JP2011027034 A JP 2011027034A JP 2009174127 A JP2009174127 A JP 2009174127A JP 2009174127 A JP2009174127 A JP 2009174127A JP 2011027034 A JP2011027034 A JP 2011027034A
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JP
Japan
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cylinder pressure
injection
increase
cylinder
energization time
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009174127A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Hatano
健二 波多野
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.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

【課題】インジェクタの個体差や経年変化によらずパイロット噴射量を適正化する噴射制御方法及び噴射制御装置を提供する。
【解決手段】各気筒#1〜#4の筒内圧力を測定し、パイロット噴射時に測定された筒内圧力に対する圧縮上死点時に測定された筒内圧力の上昇幅が目標上昇幅より高い気筒のインジェクタ2はパイロット噴射通電時間を減少させ、筒内圧力上昇幅が目標上昇幅より低い気筒のインジェクタ2はパイロット噴射通電時間を増加させる。
【選択図】図1
The present invention provides an injection control method and an injection control device for optimizing a pilot injection amount regardless of individual differences or aging of injectors.
Cylinder pressure of each cylinder # 1 to # 4 is measured, and a cylinder in which an increase width of the cylinder pressure measured at the compression top dead center with respect to the cylinder pressure measured at the time of pilot injection is higher than a target increase width The injector 2 decreases the pilot injection energization time, and the injector 2 of the cylinder whose in-cylinder pressure increase width is lower than the target increase width increases the pilot injection energization time.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、インジェクタの個体差や経年変化によらずパイロット噴射量を適正化する噴射制御方法及び噴射制御装置に関する。   The present invention relates to an injection control method and an injection control device for optimizing a pilot injection amount regardless of individual differences or aging of injectors.

従来より、エンジンの運転状態に応じて、メイン噴射に先行して少量の燃料を噴射するパイロット噴射を行うことにより、燃焼騒音抑制、振動抑制、NOx低減、燃料消費率の改善などのエンジン性能の向上が図られている。   Conventionally, by performing pilot injection that injects a small amount of fuel prior to main injection according to the operating state of the engine, engine performance such as combustion noise suppression, vibration suppression, NOx reduction, fuel consumption rate improvement, etc. Improvements are being made.

図5に示されるように、通電パルスの時間(インジェクタへの通電時間)は、1燃焼サイクルにおける噴射回数分のそれぞれについてエンジン状態から算出される。1燃焼サイクルでパイロット噴射とメイン噴射の2回噴射であれば、1燃焼サイクルで2つの通電パルスがインジェクタに通電されることになる。   As shown in FIG. 5, the energization pulse time (energization time to the injector) is calculated from the engine state for each of the number of injections in one combustion cycle. If the pilot injection and the main injection are performed twice in one combustion cycle, two energization pulses are energized in the injector in one combustion cycle.

詳しく述べると、メイン噴射のみの噴射では比較的着火遅れが長いエンジンの運転状態において、パイロット噴射が行われると、パイロット噴射による熱発生によりメイン噴射の着火遅れが短くなる。その結果、着火遅れに起因した初期燃焼が、パイロット噴射無しの時に比べて抑えられ、燃焼騒音と振動が抑制される。加えて、着火遅れが短縮されることによる着火性能の改善効果により、燃料消費率が改善される。さらに、パイロット噴射の燃焼生成ガスによる内部EGRの効果により、NOxが低減される。また、メイン噴射時期を遅角とすることが可能となり、NOxが低減される。   More specifically, when pilot injection is performed in an operating state of an engine having a relatively long ignition delay with only main injection, the ignition delay of main injection is shortened due to heat generation by pilot injection. As a result, the initial combustion due to the ignition delay is suppressed as compared with the case without pilot injection, and the combustion noise and vibration are suppressed. In addition, the fuel consumption rate is improved due to the effect of improving the ignition performance by shortening the ignition delay. Furthermore, NOx is reduced by the effect of internal EGR by the combustion product gas of pilot injection. Further, the main injection timing can be retarded, and NOx is reduced.

その一方で、パイロット噴射量を必要以上に多くした場合、煤の排出量が増える場合があるため、パイロット噴射量及びパイロット噴射時期は運転状態に応じて最適化する必要がある。   On the other hand, when the pilot injection amount is increased more than necessary, the amount of soot discharged may increase, so the pilot injection amount and the pilot injection timing must be optimized according to the operating state.

特開2006−83719号公報JP 2006-83719 A 特開2007−23988号公報JP 2007-23988 A

燃料噴射装置であるインジェクタの特性(通電時間に対する噴射量)が固体差によりばらついたり、経年変化により変化したりすると、目標とする最適パイロット噴射量を確保できなくなる。その結果として、多気筒エンジンにおいて、気筒ごとのパイロット噴射量にばらつきが生じる。気筒ごとのパイロット噴射量がばらつくと、パイロット噴射によるエンジン性能の改善効果を十分に発揮できなくなる。   If the characteristics (injection amount with respect to the energization time) of the injector, which is a fuel injection device, vary due to individual differences or change due to aging, the target optimum pilot injection amount cannot be secured. As a result, in the multi-cylinder engine, the pilot injection amount varies from cylinder to cylinder. If the pilot injection amount for each cylinder varies, the effect of improving the engine performance by the pilot injection cannot be sufficiently exhibited.

例えば、4気筒エンジンにおいて1つの気筒のみが他の気筒よりもパイロット噴射量が少い場合、その気筒のみメイン噴射の着火遅れが長くなり、初期燃焼が活発となって燃焼騒音と振動が大きくなる。その結果、エンジン回転速度の気筒間変動が引き起こされ、滑らかな回転フィーリングが損なわれ、エンジン全体としての性能が低下する。また、着火遅れが長くなることから燃料消費率が悪化し、エンジン全体としての燃料消費率の悪化に繋がる。   For example, in a four-cylinder engine, when only one cylinder has a smaller pilot injection amount than the other cylinders, the ignition delay of main injection becomes longer only in that cylinder, the initial combustion becomes active, and combustion noise and vibration increase. . As a result, the engine rotational speed varies between cylinders, the smooth rotational feeling is impaired, and the performance of the engine as a whole is lowered. Further, since the ignition delay becomes longer, the fuel consumption rate deteriorates, leading to a deterioration of the fuel consumption rate of the engine as a whole.

逆に、1つの気筒のみが他の気筒よりもパイロット噴射量が多い場合、その気筒だけが煤の排出量が増加し、エンジン全体としての煤排出量が増加することになる。世界的に強化されている排気ガス規制に対応していくためには、このようなインジェクタの個体差や経年変化の影響を最小限に抑える技術が必要である。   On the other hand, when only one cylinder has a larger pilot injection amount than the other cylinders, only that cylinder increases the soot discharge amount, and the soot discharge amount of the entire engine increases. In order to comply with exhaust gas regulations that are being strengthened globally, technology that minimizes the effects of such individual differences and aging of injectors is necessary.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、インジェクタの個体差や経年変化によらずパイロット噴射量を適正化する噴射制御方法及び噴射制御装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an injection control method and an injection control device that solve the above-described problems and optimize the pilot injection amount regardless of individual differences or aging of injectors.

上記目的を達成するために本発明の噴射制御方法は、複数の気筒に通電時間で燃料噴射量が可変のインジェクタをそれぞれ設置し、1燃焼サイクルに少なくともメイン噴射と該メイン噴射に先立つパイロット噴射とを行うエンジンの噴射制御方法において、各気筒の筒内圧力を測定し、パイロット噴射時に測定された筒内圧力に対する圧縮上死点時に測定された筒内圧力の上昇幅が目標上昇幅より高い気筒のインジェクタはパイロット噴射通電時間を減少させ、前記筒内圧力上昇幅が目標上昇幅より低い気筒のインジェクタはパイロット噴射通電時間を増加させるものである。   In order to achieve the above object, an injection control method according to the present invention includes a plurality of cylinders each provided with an injector whose fuel injection amount is variable during energization time, and at least a main injection and a pilot injection preceding the main injection in one combustion cycle. In the engine injection control method, the cylinder pressure of each cylinder is measured, and the cylinder pressure increase range measured at the compression top dead center with respect to the cylinder pressure measured at the time of pilot injection is higher than the target increase range. This injector decreases the pilot injection energization time, and the injector of the cylinder whose in-cylinder pressure increase width is lower than the target increase width increases the pilot injection energization time.

前記筒内圧力上昇幅を求めるための筒内圧力測定は、エンジンの状態が所定時間以上継続して安定しているときに行ってもよい。   The in-cylinder pressure measurement for obtaining the in-cylinder pressure increase width may be performed when the state of the engine is stable for a predetermined time or more.

前記筒内圧力上昇幅を求めるための筒内圧力測定は、メイン噴射による筒内圧力の上昇が圧縮上死点以降となるときに行ってもよい。   The in-cylinder pressure measurement for obtaining the in-cylinder pressure increase width may be performed when the increase in the in-cylinder pressure due to the main injection is after the compression top dead center.

また、本発明の噴射制御装置は、複数の気筒にそれぞれ設置された通電時間で燃料噴射量が可変のインジェクタと、1燃焼サイクルに少なくともメイン噴射と該メイン噴射に先立つパイロット噴射とを行うマルチ噴射制御部とを備えたエンジンの噴射制御装置において、各気筒内に設置された筒内圧力を測定する筒内圧力センサと、パイロット噴射時に測定された筒内圧力に対する圧縮上死点時に測定された筒内圧力の上昇幅が目標上昇幅より高い気筒のインジェクタはパイロット噴射通電時間を減少させ、前記筒内圧力上昇幅が目標上昇幅より低い気筒のインジェクタはパイロット噴射通電時間を増加させる通電時間増減部とを備えたものである。   Further, the injection control device of the present invention is a multi-injection that performs at least main injection and pilot injection prior to the main injection in one combustion cycle. In an engine injection control apparatus including a control unit, an in-cylinder pressure sensor that measures an in-cylinder pressure installed in each cylinder, and a compression top dead center measured with respect to the in-cylinder pressure measured at the time of pilot injection Injector time increase / decrease for cylinder injectors with higher in-cylinder pressure increase range than target increase range, and for cylinder injectors with in-cylinder pressure increase range lower than target increase range, increase pilot injection energization time Part.

エンジン回転速度の変化率が所定値以下であって、かつ、燃料噴射量の変化率が所定値以下である状態が所定時間以上継続しているとき、前記筒内圧力上昇幅を求めるための筒内圧力測定を許可するエンジン状態判定部を備えてもよい。   A cylinder for obtaining the in-cylinder pressure increase width when the rate of change in engine speed is equal to or less than a predetermined value and the rate of change in fuel injection amount is equal to or less than a predetermined value continues for a predetermined time or longer. You may provide the engine state determination part which permits internal pressure measurement.

あらかじめ実験に基づいて設定され、前記筒内圧力上昇幅と目標上昇幅との差に対応して通電時間の増減値が参照可能な通電時間増減値マップを備えてもよい。   An energization time increase / decrease value map that is set in advance based on experiments and can refer to the increase / decrease value of the energization time corresponding to the difference between the in-cylinder pressure increase width and the target increase width may be provided.

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。   The present invention exhibits the following excellent effects.

(1)インジェクタの個体差や経年変化によらずパイロット噴射量を適正化することができる。   (1) The pilot injection amount can be optimized regardless of the individual difference of injectors or aging.

本発明の一実施形態を示す噴射制御装置の構成図である。It is a block diagram of the injection control apparatus which shows one Embodiment of this invention. パイロット噴射量が多い場合に筒内圧力上昇幅が標準より大きいことを説明するための、マルチ噴射におけるインジェクタへの通電電流と筒内圧力の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the energization current to the injector and the in-cylinder pressure in multi-injection for explaining that the amount of increase in the in-cylinder pressure is larger than the standard when the pilot injection amount is large. 本発明の噴射制御装置におけるパイロット噴射通電時間増減の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the pilot injection energization time increase / decrease in the injection control apparatus of this invention. 本発明の噴射制御装置における目標上昇幅の設定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting procedure of the target raise range in the injection control apparatus of this invention. マルチ噴射におけるインジェクタへの通電電流と筒内圧力の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the energization current to the injector in multi injection, and cylinder pressure.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1に示されるように、本発明に係る噴射制御装置1は、複数の気筒#1〜#4にそれぞれ設置された通電時間で燃料噴射量が可変のインジェクタ2と、1燃焼サイクルに少なくともメイン噴射と該メイン噴射に先立つパイロット噴射とを行うマルチ噴射制御部3とを備えたエンジン4の噴射制御装置1において、各気筒#1〜#4内に設置された筒内圧力を測定する筒内圧力センサ5と、パイロット噴射時に測定された筒内圧力に対する圧縮上死点時に測定された筒内圧力の上昇幅が目標上昇幅より高い気筒のインジェクタ2はパイロット噴射通電時間を減少させ、前記筒内圧力上昇幅が目標上昇幅より低い気筒のインジェクタ2はパイロット噴射通電時間を増加させる通電時間増減部6と、エンジン回転速度の変化率が所定値以下であって、かつ、燃料噴射量の変化率が所定値以下である状態が所定時間以上継続しているとき、前記筒内圧力上昇幅を求めるための筒内圧力測定を許可するエンジン状態判定部7と、あらかじめ実験に基づいて設定され、前記筒内圧力上昇幅と目標上昇幅との差に対応して通電時間の増減値が参照可能な通電時間増減値マップ8と、エンジン状態から目標上昇幅が参照可能な目標上昇幅ベースマップ9と、吸入空気量に依存する筒内圧力上昇幅の変化分を補正するための吸入空気量依存補正マップ10と、吸入空気温度に依存する筒内圧力上昇幅の変化分を補正するための吸入空気温度依存補正マップ11とを備える。   As shown in FIG. 1, an injection control apparatus 1 according to the present invention includes an injector 2 that is installed in each of a plurality of cylinders # 1 to # 4 and has a variable fuel injection amount during an energization time, and at least a main in one combustion cycle. In-cylinder for measuring in-cylinder pressure installed in each cylinder # 1 to # 4 in an injection control device 1 of an engine 4 having a multi-injection control unit 3 that performs injection and pilot injection prior to the main injection The pressure sensor 5 and the injector 2 of the cylinder in which the increase range of the in-cylinder pressure measured at the time of compression top dead center with respect to the in-cylinder pressure measured at the time of pilot injection is higher than the target increase width reduce the pilot injection energization time. The injector 2 of the cylinder whose internal pressure increase width is lower than the target increase width has an energization time increasing / decreasing unit 6 that increases the pilot injection energization time, and the rate of change of the engine speed is less than a predetermined value. And when the state in which the rate of change of the fuel injection amount is a predetermined value or less continues for a predetermined time or longer, an engine state determination unit 7 that permits in-cylinder pressure measurement for obtaining the in-cylinder pressure increase width; An energization time increase / decrease value map 8 that is set in advance based on experiments and can refer to the increase / decrease value of the energization time corresponding to the difference between the in-cylinder pressure increase width and the target increase width, and the target increase width is referred to from the engine state. A possible target increase width base map 9, an intake air amount dependency correction map 10 for correcting a change in the in-cylinder pressure increase width depending on the intake air amount, and an in-cylinder pressure increase width depending on the intake air temperature. And an intake air temperature dependence correction map 11 for correcting the change.

マルチ噴射制御部3、通電時間増減部6、エンジン状態判定部7、通電時間増減値マップ8、目標上昇幅ベースマップ9、吸入空気量依存補正マップ10、吸入空気温度依存補正マップ11は、従来よりエンジン制御に用いられているECU(電子制御ユニット又はエンジン制御ユニット)に設けられるか、又はそれとは別のECUに設けられる。   The multi-injection control unit 3, the energization time increase / decrease unit 6, the engine state determination unit 7, the energization time increase / decrease value map 8, the target increase width base map 9, the intake air amount dependency correction map 10, and the intake air temperature dependency correction map 11 It is provided in an ECU (electronic control unit or engine control unit) that is more used for engine control, or in a separate ECU.

エンジン4の周辺に設けられる部材及びセンサ類は、従来公知のものである。すなわち、エンジン4の各気筒#1〜#4の出口は排気マニフォールド12に連通しており、排気マニフォールド12には過給器13のタービン14に接続され、タービン14には大気への排気管15が接続されている。大気からの吸気管16は、エアクリーナ17を介して過給器13のコンプレッサ18に接続されている。吸気管16のエアクリーナ17の下流には、吸気の流量を測定する空気量センサ19が配置されている。   Members and sensors provided around the engine 4 are conventionally known. That is, the outlets of the cylinders # 1 to # 4 of the engine 4 communicate with the exhaust manifold 12. The exhaust manifold 12 is connected to the turbine 14 of the supercharger 13, and the turbine 14 has an exhaust pipe 15 to the atmosphere. Is connected. An intake pipe 16 from the atmosphere is connected to a compressor 18 of the supercharger 13 via an air cleaner 17. An air amount sensor 19 that measures the flow rate of intake air is disposed downstream of the air cleaner 17 of the intake pipe 16.

コンプレッサ18からの高圧空気管20は、吸気マニフォールド21に接続されている。排気マニフォールド12には、EGRクーラ22、EGRバルブ23を備えたEGR配管24が接続され、EGR配管24の下流は高圧空気管20に接続されている。高圧空気管20の吸気マニフォールド21の上流に、吸気の温度を測定する温度センサ25が配置されている。   A high-pressure air pipe 20 from the compressor 18 is connected to the intake manifold 21. An EGR pipe 24 including an EGR cooler 22 and an EGR valve 23 is connected to the exhaust manifold 12, and a downstream side of the EGR pipe 24 is connected to a high-pressure air pipe 20. A temperature sensor 25 that measures the temperature of the intake air is disposed upstream of the intake manifold 21 of the high-pressure air pipe 20.

各気筒#1〜#4のインジェクタ2は、サプライポンプ26からの燃料がコモンレール27を介して供給されるようになっている。各気筒#1〜#4のインジェクタ2は、ECUからの信号(通電パルス)を受けて、そのパイロット噴射通電時間あるいはメイン噴射通電時間だけ芯弁をリフトさせることで所望の噴射量を噴射する。噴射量は、各噴射の通電時間とコモンレール圧力とにより決まる。ここでは、コモンレール圧力は一定として説明する。   The injectors 2 of the cylinders # 1 to # 4 are supplied with fuel from the supply pump 26 via the common rail 27. The injectors 2 of the cylinders # 1 to # 4 receive a signal (energization pulse) from the ECU, and inject a desired injection amount by lifting the core valve for the pilot injection energization time or the main injection energization time. The injection amount is determined by the energization time of each injection and the common rail pressure. Here, the common rail pressure is assumed to be constant.

次に、噴射制御装置1の動作を説明する。   Next, the operation of the injection control device 1 will be described.

本発明は、個体差や経年変化のあるインジェクタのパイロット噴射量を適正化する方法として、パイロット噴射による筒内圧力の上昇に注目したものである。すなわち、パイロット噴射された燃料が燃えることによって筒内圧力が上昇するので、ある気筒においてパイロット噴射量が少ないときには、その気筒のパイロット噴射による筒内圧力の上昇幅は低く、パイロット噴射量が多いときには、その気筒のパイロット噴射による筒内圧力の上昇幅は高い。インジェクタの個体差や経年変化のため通電時間に対する噴射量がずれていれば、パイロット噴射量が本来の値からずれ、筒内圧力上昇幅が本来の値からずれる。しかし、筒内圧力上昇幅が低いときにその気筒のパイロット噴射量を増やすと筒内圧力上昇幅は高くなり、筒内圧力上昇幅が高いときにその気筒のパイロット噴射量を減らすと筒内圧力上昇幅は低くなるので、パイロット噴射量を増減することで筒内圧力上昇幅を目標上昇幅に制御できる。つまり、パイロット噴射通電時間を増減することで、インジェクタの個体差や経年変化による噴射量の増減分を補正することができる。   The present invention pays attention to an increase in in-cylinder pressure due to pilot injection as a method for optimizing the pilot injection amount of an injector having individual differences and aging. That is, because the in-cylinder pressure rises due to the burning of the fuel injected by the pilot, when the pilot injection amount is small in a certain cylinder, the increase in the in-cylinder pressure due to pilot injection in that cylinder is low, and when the pilot injection amount is large The increase in the cylinder pressure due to pilot injection of the cylinder is high. If the injection amount with respect to the energization time is deviated due to individual differences or aging of the injector, the pilot injection amount deviates from the original value, and the in-cylinder pressure increase width deviates from the original value. However, increasing the pilot injection amount of the cylinder when the in-cylinder pressure increase width is low increases the in-cylinder pressure increase width, and decreasing the pilot injection amount of the cylinder when the in-cylinder pressure increase width is high increases the in-cylinder pressure. Since the increase width becomes lower, the in-cylinder pressure increase width can be controlled to the target increase width by increasing or decreasing the pilot injection amount. That is, by increasing / decreasing the pilot injection energization time, it is possible to correct the increase / decrease of the injection amount due to individual differences of the injectors or aging.

具体的には、図2に破線及び実線で示されるように、圧縮過程において筒内圧力は徐々に上昇しており、パイロット噴射の後には、その燃料が燃えて筒内圧力が上昇する。つまり、圧縮過程による筒内圧力上昇に、パイロット噴射に起因する筒内圧力の上昇が加わる。図示のように、このパイロット噴射に起因する筒内圧力上昇は圧縮上死点の近傍で顕著である。そこで、パイロット噴射時(通電開始の瞬間)に測定された筒内圧力に対する圧縮上死点時に測定された筒内圧力の上昇幅をパイロット噴射に起因する筒内圧力の上昇幅と考えることができる。この上昇幅をあらかじめ実験により求めて設定した目標上昇幅と比較することにより、パイロット噴射量が本来の値より多いか少ないか又は適正であるかが判定できる。   Specifically, as shown by a broken line and a solid line in FIG. 2, the in-cylinder pressure gradually increases during the compression process, and after the pilot injection, the fuel burns and the in-cylinder pressure increases. That is, an increase in the in-cylinder pressure due to the pilot injection is added to the increase in the in-cylinder pressure due to the compression process. As shown in the figure, the increase in the in-cylinder pressure resulting from the pilot injection is remarkable in the vicinity of the compression top dead center. Therefore, the increase range of the in-cylinder pressure measured at the time of compression top dead center with respect to the in-cylinder pressure measured at the time of pilot injection (moment of starting energization) can be considered as the increase range of the in-cylinder pressure due to pilot injection. . It is possible to determine whether the pilot injection amount is larger, smaller, or appropriate than the original value by comparing the amount of increase with a target amount of increase that is set in advance by experiments.

ここで、図示例では適正なインジェクタ2による破線の筒内圧力変化に対し、制御対象である現在のインジェクタ2による実線の筒内圧力変化が大である。つまり、パイロット噴射に起因する筒内圧力上昇幅が目標上昇幅より高い。そこで、パイロット噴射通電時間を補正量だけ短縮すれば、筒内圧力上昇幅を目標上昇幅に制御することができる。実際には、あらかじめ行った実験に基づいて、筒内圧力上昇幅と目標上昇幅との差に対応して通電時間の増減値(補正量に相当)が参照可能な通電時間増減値マップ8を設定しておき、この通電時間増減値マップ8を参照してパイロット噴射通電時間の増減値を決めることになる。   Here, in the illustrated example, the change in the in-cylinder pressure in the solid line by the current injector 2 to be controlled is larger than the change in the in-cylinder pressure in the broken line by the proper injector 2. That is, the in-cylinder pressure increase due to pilot injection is higher than the target increase. Therefore, if the pilot injection energization time is shortened by the correction amount, the in-cylinder pressure increase width can be controlled to the target increase width. Actually, an energization time increase / decrease value map 8 that can refer to the increase / decrease value of the energization time (corresponding to the correction amount) corresponding to the difference between the in-cylinder pressure increase width and the target increase width based on the experiment conducted in advance. The increase / decrease value of the pilot injection energization time is determined with reference to the energization time increase / decrease value map 8 in advance.

このように、気筒ごとのパイロット噴射に起因する筒内圧力の上昇幅に基づいてパイロット噴射通電時間を増減することにより、インジェクタの個体差や経年変化によるパイロット噴射量の増減分を補正することができ、目標とする最適パイロット噴射量を気筒ごとのばらつきなく確保することが可能となる。その結果、燃焼騒音抑制、振動抑制、NOx低減、燃料消費率の改善、煤の排出抑制など、エンジン性能の向上が図られる。   In this way, by increasing / decreasing the pilot injection energization time based on the increase in the in-cylinder pressure caused by the pilot injection for each cylinder, it is possible to correct the increase / decrease in the pilot injection amount due to individual differences of the injectors or secular change. This makes it possible to ensure the target optimum pilot injection amount without variation among cylinders. As a result, engine performance is improved such as combustion noise suppression, vibration suppression, NOx reduction, fuel consumption rate improvement, and soot emission suppression.

なお、メイン噴射が圧縮上死点より以前、すなわち進角で行われるときは、メイン噴射に起因する筒内圧力の上昇(図2の白抜き矢印)が圧縮上死点時に始まっている可能性がある。そこで、パイロット噴射に起因する筒内圧力上昇幅を求めるための筒内圧力測定は、メイン噴射に起因する筒内圧力の上昇が圧縮上死点より後に生じることが分かっているエンジン状態においてのみ行うことにする。具体的には、メイン噴射が圧縮上死点より後、すなわち遅角で行われるエンジン状態においてに筒内圧力を測定するとよい。メイン噴射の通電開始が圧縮上死点より後であれば、インジェクタ2の応答時間があるため、確実にメイン噴射が圧縮上死点より後となる。   When the main injection is performed before the compression top dead center, that is, at an advance angle, the increase in in-cylinder pressure due to the main injection (the white arrow in FIG. 2) may start at the compression top dead center. There is. Therefore, in-cylinder pressure measurement for determining the in-cylinder pressure increase due to pilot injection is performed only in an engine state where it is known that the increase in in-cylinder pressure due to main injection occurs after compression top dead center. I will decide. Specifically, the in-cylinder pressure may be measured in the engine state where the main injection is performed after the compression top dead center, that is, at a retarded angle. If the start of energization of the main injection is after the compression top dead center, there is a response time of the injector 2, so the main injection is surely after the compression top dead center.

次に、本発明の噴射制御装置におけるパイロット噴射通電時間増減の詳しい手順を図3に基づき説明する。   Next, a detailed procedure for increasing / decreasing the pilot injection energizing time in the injection control apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.

ステップS1;エンジン状態判定部7は、エンジン冷却水温度が所定値Twx以上かどうか判定する。NOであれば、ステップS1を繰り返し、YESであればステップS2へ進む。これは、エンジンが十分に暖気されているときのみ、ステップS5以降の通電時間増減部6によるパイロット噴射通電時間の増減を許可するためである。   Step S1: The engine state determination unit 7 determines whether the engine coolant temperature is equal to or higher than a predetermined value Twx. If NO, repeat step S1, and if YES, proceed to step S2. This is because the increase / decrease of the pilot injection energization time by the energization time increase / decrease unit 6 after step S5 is permitted only when the engine is sufficiently warmed up.

ステップS2;エンジン状態判定部7は、エンジン回転速度の変化率が所定値NEx以下かどうか判定する。NOであれば、ステップS1に戻り、YESであればステップS3へ進む。これは、エンジン回転速度がほぼ一定であるときのみ、ステップS5以降の通電時間増減部6によるパイロット噴射通電時間の増減を許可するためである。   Step S2: The engine state determination unit 7 determines whether or not the rate of change of the engine rotation speed is equal to or less than a predetermined value NEx. If NO, the process returns to step S1, and if YES, the process proceeds to step S3. This is because the increase / decrease of the pilot injection energization time by the energization time increase / decrease unit 6 after step S5 is permitted only when the engine speed is substantially constant.

ステップS3;エンジン状態判定部7は、燃料噴射量の変化率が所定値Qx以下かどうか判定する。NOであれば、ステップS1に戻り、YESであればステップS4へ進む。これは、燃料噴射量がほぼ一定であるときのみ、ステップS5以降の通電時間増減部6によるパイロット噴射通電時間の増減を許可するためである。   Step S3: The engine state determination unit 7 determines whether the change rate of the fuel injection amount is equal to or less than a predetermined value Qx. If NO, the process returns to step S1, and if YES, the process proceeds to step S4. This is because the increase / decrease of the pilot injection energization time by the energization time increase / decrease unit 6 after step S5 is permitted only when the fuel injection amount is substantially constant.

ステップS4;エンジン状態判定部7は、安定時間が所定時間TSx以上かどうか判定する。NOであれば、ステップS1に戻り、YESであればステップS5へ進む。これは、ステップS1〜S3での判定において、エンジン冷却水温度が所定値Twx以上で、かつ、エンジン回転速度の変化率が所定値NEx以下で、かつ、燃料噴射量の変化率が所定値Qx以下と判定されたエンジン状態が所定時間TSx以上継続しているときのみ、ステップS5以降の通電時間増減部6によるパイロット噴射通電時間の増減を許可するためである。このように、本発明の噴射制御装置1は、エンジン4が所定の定常運転で行われているとき筒内圧力を測定することで、筒内圧力を精度良く測定するようになっている。   Step S4: The engine state determination unit 7 determines whether or not the stabilization time is equal to or longer than the predetermined time TSx. If NO, the process returns to step S1, and if YES, the process proceeds to step S5. This is because, in the determinations in steps S1 to S3, the engine coolant temperature is equal to or higher than the predetermined value Twx, the change rate of the engine speed is equal to or lower than the predetermined value NEx, and the change rate of the fuel injection amount is equal to the predetermined value Qx. This is because the increase / decrease of the pilot injection energization time by the energization time increase / decrease unit 6 after step S5 is permitted only when the engine state determined as follows continues for the predetermined time TSx or longer. Thus, the injection control device 1 of the present invention measures the in-cylinder pressure with high accuracy by measuring the in-cylinder pressure when the engine 4 is operating in a predetermined steady state.

ステップS5;通電時間増減部6は、各気筒の筒内圧力センサ5による筒内圧力、空気量センサ19による吸入空気量測定、温度センサ25による吸入空気温度測定を開始する。   Step S5: The energization time increase / decrease unit 6 starts the in-cylinder pressure by the in-cylinder pressure sensor 5 of each cylinder, the intake air amount measurement by the air amount sensor 19, and the intake air temperature measurement by the temperature sensor 25.

ステップS6;通電時間増減部6は、各センサによる測定値が集まると測定を終了する。各気筒#1〜#4の筒内圧力は、パイロット噴射時と圧縮上死点時にそれぞれ測定されることになる。   Step S6: The energization time increasing / decreasing unit 6 ends the measurement when the measured values from the sensors are collected. The in-cylinder pressure of each cylinder # 1 to # 4 is measured at the time of pilot injection and at the compression top dead center.

ステップS7;通電時間増減部6は、圧縮上死点時に測定された筒内圧力からパイロット噴射時に測定された筒内圧力を減ずることにより、筒内圧力上昇幅を算出する。   Step S7: The energization time increasing / decreasing unit 6 calculates the in-cylinder pressure increase width by subtracting the in-cylinder pressure measured at the time of pilot injection from the in-cylinder pressure measured at the time of compression top dead center.

ステップS8;通電時間増減部6は、筒内圧力上昇幅と目標上昇幅との乖離値(差分の絶対値)を算出する。   Step S8: The energization time increase / decrease unit 6 calculates a deviation value (absolute value of the difference) between the in-cylinder pressure increase width and the target increase width.

ステップS9;通電時間増減部6は、乖離値が所定の閾値以上かどうか判定する。NOであれば、ステップS1に戻り、YESであればステップS10へ進む。これは、筒内圧力上昇幅と目標上昇幅との乖離が大きいときのみパイロット噴射通電時間の増減を実行するためである。   Step S9: The energization time increase / decrease unit 6 determines whether the deviation value is equal to or greater than a predetermined threshold. If NO, the process returns to step S1, and if YES, the process proceeds to step S10. This is because the increase / decrease of the pilot injection energization time is executed only when the difference between the in-cylinder pressure increase width and the target increase width is large.

ステップS10;通電時間増減部6は、通電時間増減値マップ8を参照してパイロット通電時間の補正値(増減値)を決める。   Step S10: The energization time increase / decrease unit 6 determines a correction value (increase / decrease value) of the pilot energization time with reference to the energization time increase / decrease value map 8.

ステップS11;通電時間増減部6は、補正前のパイロット噴射通電時間に補正量を加算する。   Step S11: The energization time increase / decrease unit 6 adds the correction amount to the pilot injection energization time before correction.

次に、本発明の噴射制御装置1における目標上昇幅の設定手順を図4に基づき説明する。   Next, the procedure for setting the target increase width in the injection control apparatus 1 of the present invention will be described with reference to FIG.

パイロット噴射量が適正であるときに、パイロット噴射時に測定された筒内圧力に対する圧縮上死点時に測定された筒内圧力の上昇幅を目標上昇幅とする。目標上昇幅は、エンジン状態に依存して変化する。エンジン状態の指標であるエンジン回転速度と指示噴射量(1燃焼サイクルの総燃料噴射量)を縦横軸としたグラフ上で目標上昇幅が一意的に決まることが実験で確かめられている。そこで、目標上昇幅は、エンジン回転速度と指示噴射量とを座標とする二次元マップである目標上昇幅ベースマップ9に設定しておくとよい。さらに、目標上昇幅は、吸入空気量と吸入空気温度とにそれぞれ依存して変化する。したがって、目標上昇幅は、吸入空気量と吸入空気温度を測定してその影響を考慮して決めるために、目標上昇幅の補正量が吸入空気量で決まる一次元マップである吸入空気量依存補正マップ10と目標上昇幅の補正量が吸入空気温度で決まる一次元マップである吸入空気温度依存補正マップ11を用いる。   When the pilot injection amount is appropriate, the increase width of the in-cylinder pressure measured at the compression top dead center with respect to the in-cylinder pressure measured at the time of pilot injection is set as the target increase width. The target increase range varies depending on the engine state. Experiments have confirmed that the target increase range is uniquely determined on a graph having the engine speed and the commanded injection amount (total fuel injection amount in one combustion cycle), which are indicators of the engine state, in the vertical and horizontal axes. Therefore, the target increase width may be set in the target increase width base map 9 which is a two-dimensional map having the engine speed and the commanded injection amount as coordinates. Further, the target increase width varies depending on the intake air amount and the intake air temperature. Therefore, in order to determine the target increase range by measuring the intake air amount and intake air temperature and taking into account the effects of the measurement, the correction amount for the target increase range is a one-dimensional map that is determined by the intake air amount. The map 10 and the intake air temperature dependent correction map 11 which is a one-dimensional map in which the correction amount of the target increase width is determined by the intake air temperature are used.

図4に示されるように、エンジン回転速度と指示噴射量で目標上昇幅ベースマップ9を参照して基本の目標上昇幅を求め、吸入空気量依存補正マップ10を参照して空気量に依存する目標上昇幅の変化分を補正すると共に、吸入空気温度依存補正マップ11を参照して吸入空気温度に依存する目標上昇幅の変化分を補正する。すなわち、
目標上昇幅
=基本の目標上昇幅+空気量による補正量+温度による補正量
となる。
As shown in FIG. 4, the basic target increase range is obtained by referring to the target increase range base map 9 with the engine speed and the commanded injection amount, and depends on the air amount with reference to the intake air amount dependency correction map 10. A change in the target increase width is corrected, and a change in the target increase width depending on the intake air temperature is corrected with reference to the intake air temperature dependency correction map 11. That is,
Target increase width = basic target increase width + correction amount by air amount + correction amount by temperature.

なお、本実施形態では、1燃焼サイクルでパイロット噴射とメイン噴射の2回噴射を行うものとしたが、パイロット噴射以外の噴射が遅角で行われる状態があれば、3回以上の噴射を行う場合でも、本発明は適用することができる。   In this embodiment, the pilot injection and the main injection are performed twice in one combustion cycle. However, if there is a state in which the injection other than the pilot injection is performed at a retarded angle, the injection is performed three times or more. Even in this case, the present invention can be applied.

1 噴射制御装置
2 インジェクタ
3 マルチ噴射制御部
4 エンジン
5 筒内圧力センサ
6 通電時間増減部
7 エンジン状態判定部
8 通電時間増減値マップ
9 目標上昇幅ベースマップ
10 吸入空気量依存補正マップ
11 吸入空気温度依存補正マップ
12 排気マニフォールド
13 過給器
14 タービン
15 排気管
16 吸気管
17 エアクリーナ
18 コンプレッサ
19 空気量センサ
20 高圧空気管
21 吸気マニフォールド
22 EGRクーラ
23 EGRバルブ
24 EGR配管
25 温度センサ
26 サプライポンプ
27 コモンレール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection control apparatus 2 Injector 3 Multi-injection control part 4 Engine 5 In-cylinder pressure sensor 6 Energization time increase / decrease part 7 Engine state determination part 8 Energization time increase / decrease value map 9 Target rise width base map 10 Intake air amount dependence correction map 11 Intake air Temperature dependence correction map 12 Exhaust manifold 13 Supercharger 14 Turbine 15 Exhaust pipe 16 Intake pipe 17 Air cleaner 18 Compressor 19 Air quantity sensor 20 High pressure air pipe 21 Intake manifold 22 EGR cooler 23 EGR valve 24 EGR pipe 25 Temperature sensor 26 Supply pump 27 Common rail

Claims (6)

複数の気筒に通電時間で燃料噴射量が可変のインジェクタをそれぞれ設置し、1燃焼サイクルに少なくともメイン噴射と該メイン噴射に先立つパイロット噴射とを行うエンジンの噴射制御方法において、
各気筒の筒内圧力を測定し、
パイロット噴射時に測定された筒内圧力に対する圧縮上死点時に測定された筒内圧力の上昇幅が目標上昇幅より高い気筒のインジェクタはパイロット噴射通電時間を減少させ、前記筒内圧力上昇幅が目標上昇幅より低い気筒のインジェクタはパイロット噴射通電時間を増加させることを特徴とする噴射制御方法。
In an injection control method for an engine in which a plurality of cylinders are each provided with an injector whose fuel injection amount is variable during energization time, and at least a main injection and a pilot injection preceding the main injection are performed in one combustion cycle.
Measure the in-cylinder pressure of each cylinder,
An injector of a cylinder in which the increase in the in-cylinder pressure measured at the time of compression top dead center with respect to the in-cylinder pressure measured at the time of pilot injection is higher than the target increase width decreases the pilot injection energization time, and the in-cylinder pressure increase width is the target An injection control method characterized in that an injector of a cylinder lower than a rising width increases a pilot injection energization time.
前記筒内圧力上昇幅を求めるための筒内圧力測定は、エンジンの状態が所定時間以上継続して安定しているときに行うことを特徴とする請求項1記載の噴射制御方法。   2. The injection control method according to claim 1, wherein the in-cylinder pressure measurement for obtaining the in-cylinder pressure increase width is performed when the state of the engine is stable for a predetermined time or more. 前記筒内圧力上昇幅を求めるための筒内圧力測定は、メイン噴射による筒内圧力の上昇が圧縮上死点以降となるときに行うことを特徴とする請求項1又は2記載の噴射制御方法。   The injection control method according to claim 1 or 2, wherein the in-cylinder pressure measurement for obtaining the in-cylinder pressure increase width is performed when the increase in the in-cylinder pressure by the main injection is after the compression top dead center. . 複数の気筒にそれぞれ設置された通電時間で燃料噴射量が可変のインジェクタと、1燃焼サイクルに少なくともメイン噴射と該メイン噴射に先立つパイロット噴射とを行うマルチ噴射制御部とを備えたエンジンの噴射制御装置において、
各気筒内に設置された筒内圧力を測定する筒内圧力センサと、
パイロット噴射時に測定された筒内圧力に対する圧縮上死点時に測定された筒内圧力の上昇幅が目標上昇幅より高い気筒のインジェクタはパイロット噴射通電時間を減少させ、前記筒内圧力上昇幅が目標上昇幅より低い気筒のインジェクタはパイロット噴射通電時間を増加させる通電時間増減部とを備えたことを特徴とする噴射制御装置。
Injection control of an engine provided with an injector with variable fuel injection amount installed in each of a plurality of cylinders and a multi-injection control unit that performs at least main injection and pilot injection prior to the main injection in one combustion cycle In the device
An in-cylinder pressure sensor for measuring the in-cylinder pressure installed in each cylinder;
An injector of a cylinder in which the increase in the in-cylinder pressure measured at the time of compression top dead center with respect to the in-cylinder pressure measured at the time of pilot injection is higher than the target increase width decreases the pilot injection energization time, and the in-cylinder pressure increase width is the target An injection control apparatus, wherein an injector for a cylinder lower than the ascending width includes an energization time increase / decrease unit that increases a pilot injection energization time.
エンジン回転速度の変化率が所定値以下であって、かつ、燃料噴射量の変化率が所定値以下である状態が所定時間以上継続しているとき、前記筒内圧力上昇幅を求めるための筒内圧力測定を許可するエンジン状態判定部を備えたことを特徴とする請求項4記載の噴射制御装置。   A cylinder for obtaining the in-cylinder pressure increase width when the rate of change in engine speed is equal to or less than a predetermined value and the rate of change in fuel injection amount is equal to or less than a predetermined value continues for a predetermined time or longer. The injection control device according to claim 4, further comprising an engine state determination unit that permits internal pressure measurement. あらかじめ実験に基づいて設定され、前記筒内圧力上昇幅と目標上昇幅との差に対応して通電時間の増減値が参照可能な通電時間増減値マップを備えたことを特徴とする請求項4又は5記載の噴射制御装置。   5. An energization time increase / decrease value map that is set in advance based on an experiment and can refer to the increase / decrease value of the energization time corresponding to the difference between the in-cylinder pressure increase width and the target increase width. Or the injection control apparatus of 5.
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