JP2007285195A - Ignition timing control system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮着火式内燃機関の着火時期を制御する技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling the ignition timing of a compression ignition type internal combustion engine.
圧縮着火式内燃機関では、使用燃料の着火性(着火点)が変化すると、燃料の着火遅れ期間が変化する。このため、燃料の着火時期が所望の時期から懸け離れる可能性がある。 In a compression ignition type internal combustion engine, when the ignitability (ignition point) of the fuel used changes, the fuel ignition delay period changes. For this reason, there is a possibility that the ignition timing of the fuel is far from the desired timing.
例えば、使用燃料の着火性が低くなる(着火点が高くなる)と、燃料の着火遅れ期間が長くなるため、着火時期が所望の時期より遅くなる。燃料の着火時期が所望の時期より遅くなると、燃料が失火し易くなるため、機関出力の低下やスモークの発生が誘発される可能性がある。 For example, if the ignitability of the fuel used decreases (ignition point increases), the ignition delay period of the fuel becomes longer, and the ignition timing becomes later than the desired timing. If the ignition timing of the fuel is later than the desired timing, the fuel is likely to misfire, which may cause a decrease in engine output and the occurrence of smoke.
これに対し、燃料の着火性が低くなるほど燃料噴射時期を早めることにより、着火時期の変化を抑制しようとする技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
ところで、近年では内燃機関の気筒内へ多量のEGRガスを導入することにより、燃料の着火遅れ期間を長引かせ、以て燃料と気筒内のガスとを予混合させる圧縮着火式内燃機関が開発されている。 By the way, in recent years, a compression ignition type internal combustion engine has been developed in which a large amount of EGR gas is introduced into the cylinder of the internal combustion engine, thereby prolonging the ignition delay period of the fuel and premixing the fuel and the gas in the cylinder. ing.
このような圧縮着火式内燃機関において、使用燃料の着火性が低くなった時に燃料噴射時期が早められても、着火時期の遅れを抑制することは困難である。 In such a compression ignition type internal combustion engine, it is difficult to suppress a delay in the ignition timing even if the fuel injection timing is advanced when the ignitability of the fuel used becomes low.
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気筒内へ多量のEGRガスを導入することにより燃料と気筒内のガスとの予混合期間を長引かせる内燃機関の着火時期制御システムにおいて、使用燃料の着火性が変化した場合の着火時期の変化を抑制可能な技術の提供にある。 The present invention has been made in view of the various circumstances as described above, and an object thereof is to prolong the premixing period of the fuel and the gas in the cylinder by introducing a large amount of EGR gas into the cylinder. An ignition timing control system for an internal combustion engine is to provide a technique capable of suppressing a change in the ignition timing when the ignitability of the fuel used changes.
本発明は、上記した課題を解決するために、気筒内へ多量のEGRガスを導入することにより燃料の着火遅れ期間(燃料と気筒内のガスとの予混合期間)を長引かせる内燃機関の着火時期制御システムにおいて、使用燃料の着火性が低くなるほど着火遅れ期間が短くなるように内燃機関を制御するようにした。 In order to solve the above-described problems, the present invention ignites an internal combustion engine that prolongs a fuel ignition delay period (a premixing period of fuel and gas in the cylinder) by introducing a large amount of EGR gas into the cylinder. In the timing control system, the internal combustion engine is controlled so that the ignition delay period becomes shorter as the ignitability of the fuel used becomes lower.
詳細には、本発明は、内燃機関の気筒内へ多量のEGRガスを導入することにより燃料の着火遅れ期間(予混合期間)を長引かせる内燃機関の着火時期制御システムにおいて、前記内燃機関に使用される燃料の着火性を判別する判別手段と、前記判別手段により判別された着火性が低くなるほど着火遅れ期間が短くなるように内燃機関の運転状態を制御する制御手段と、を備えるようにした。 More specifically, the present invention is used in an internal combustion engine ignition timing control system that prolongs the ignition delay period (premixing period) of fuel by introducing a large amount of EGR gas into the cylinder of the internal combustion engine. And a control means for controlling the operating state of the internal combustion engine so that the ignition delay period becomes shorter as the ignitability determined by the determination means becomes lower. .
かかる内燃機関の着火時期制御システムによれば、多量のEGRガスが気筒内に導入される運転状態において、使用燃料の性状変化により着火性が低くなっても着火遅れ期間の過剰な長期化が抑制されるため、着火時期が所望の時期から懸け離れることを抑制可能となる。 According to such an ignition timing control system for an internal combustion engine, in an operating state in which a large amount of EGR gas is introduced into the cylinder, an excessively long ignition delay period is suppressed even if the ignitability becomes low due to a change in the properties of the fuel used. Therefore, it is possible to suppress the ignition timing from being separated from the desired timing.
着火遅れ期間を短縮する方法としては、使用燃料の着火性が低下するほど気筒内へ導入されるEGRガス量を減量する方法、使用燃料の着火性が基準値より低下した場合にポスト噴射を行うとともにポスト噴射量を使用燃料の着火性が低くなるほど増加させる方法、或いは、使用燃料の着火性が低下するほどグロープラグの発熱量を増加させる方法等を例示することができる。 As a method of shortening the ignition delay period, a method of reducing the amount of EGR gas introduced into the cylinder as the ignitability of the fuel used decreases, and post-injection is performed when the ignitability of the fuel used decreases from a reference value. In addition, a method of increasing the post-injection amount as the ignitability of the fuel used decreases or a method of increasing the heat generation amount of the glow plug as the ignitability of the fuel used decreases can be exemplified.
気筒内へ導入されるEGRガス量が減量されると着火遅れ期間が短縮されるため、使用燃料の着火性低下による着火遅れ期間の増加分をEGRガス量の減量による着火遅れ期間の減少分によって相殺すれば、着火時期の変化を抑制することが可能となる。 When the amount of EGR gas introduced into the cylinder is reduced, the ignition delay period is shortened. Therefore, the increase in the ignition delay period due to the decrease in the ignitability of the fuel used is reduced by the decrease in the ignition delay period due to the decrease in the EGR gas amount. If canceling out, it becomes possible to suppress the change in the ignition timing.
通常の燃料噴射(主噴射)の後にポスト噴射が行われると、ポスト噴射された燃料が火種となって主噴射燃料が着火及び燃焼するようになるため、着火遅れ期間の長期化が抑制される。但し、使用燃料の着火性が低下すると、ポスト噴射された燃料の着火性も低下するため、使用燃料の着火性が低くなるほどポスト噴射量を増加させることが好ましい。 When post-injection is performed after normal fuel injection (main injection), the post-injected fuel becomes a fire type, and the main injection fuel is ignited and burned. . However, if the ignitability of the fuel used decreases, the ignitability of the post-injected fuel also decreases. Therefore, it is preferable to increase the post injection amount as the ignitability of the fuel used decreases.
グロープラグの発熱量が増加すると燃料の温度が着火点に到達し易くなるため、燃料の着火性が低下するほどグロープラグの発熱量が増加すれば、着火遅れ期間の長期化が抑制される。 When the heat generation amount of the glow plug increases, the temperature of the fuel easily reaches the ignition point. Therefore, if the heat generation amount of the glow plug increases as the ignitability of the fuel decreases, the ignition delay period is prevented from becoming longer.
尚、EGRガス量を減量するためにEGR弁や吸気絞り弁等が制御された時点から気筒内に実際に導入されるEGRガス量が目標量へ低下するまでには応答遅れが生じる。このため、制御手段は、EGRガス量の減量処理を開始した時点から所定期間(EGRガスの応答遅れ期間)は、ポスト噴射を実行するとともにポスト噴射量を着火性が低くなるほど増加させることにより着火遅れ期間を短縮し、若しくはグロープラグの発熱量を着火性が低くなるほど増加させることにより着火遅れ期間を短縮するようにしてもよい。 Incidentally, there is a response delay from the time when the EGR valve, the intake throttle valve, etc. are controlled to reduce the EGR gas amount until the EGR gas amount actually introduced into the cylinder decreases to the target amount. For this reason, the control means executes the post-injection and increases the post-injection amount as the ignitability becomes lower for a predetermined period (EGR gas response delay period) from the start of the EGR gas amount reduction process. The ignition delay period may be shortened by shortening the delay period or increasing the heat generation amount of the glow plug as the ignitability decreases.
また、着火遅れ期間を短縮させる手段としてポスト噴射が用いられる場合は、ポスト噴射量が所定量以下に制限されることが好ましい。これは、ポスト噴射量が過多になると、その際の機関運転状態によっては過早着火や失火を誘発する可能性があるからである。 Further, when post injection is used as means for shortening the ignition delay period, the post injection amount is preferably limited to a predetermined amount or less. This is because if the post-injection amount becomes excessive, pre-ignition or misfire may be induced depending on the engine operating state at that time.
尚、ポスト噴射量が所定量に達した後に更なる着火遅れ期間の短縮を図る必要がある場合は、グロープラグの発熱量増加やEGRガス量の減量を行うことにより、着火遅れ期間を短縮すればよい。 When it is necessary to further shorten the ignition delay period after the post injection amount reaches the predetermined amount, the ignition delay period can be shortened by increasing the heat generation amount of the glow plug or decreasing the EGR gas amount. That's fine.
本発明によれば、気筒内へ多量のEGRガスを導入することにより燃料と気筒内のガスとを予混合させる内燃機関の着火時期制御システムにおいて、使用燃料の着火性が変化した場合の着火時期の変化を抑制することが可能になる。 According to the present invention, in an ignition timing control system for an internal combustion engine that premixes fuel and gas in a cylinder by introducing a large amount of EGR gas into the cylinder, the ignition timing when the ignitability of the fuel used changes. It becomes possible to suppress the change of.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
先ず、本発明の第1の実施例について図1〜図7に基づいて説明する。図1は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
<Example 1>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied.
図1に示す内燃機関1は、予混合燃焼運転と拡散燃焼運転とを切換可能な圧縮着火式内燃機関(ディーゼルエンジン)である。
An
内燃機関1のシリンダヘッド2においてピストン3の頂面と対向する面には、シリンダ4内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁5が配置されている。
A fuel injection valve 5 that directly injects fuel into the
内燃機関1には、シリンダ4内へガスを導く吸気通路6と、シリンダ4内のガスを排出する排気通路7とが設けられている。それら吸気通路6と排気通路7は、EGR通路8により相互に連通している。EGR通路8は、排気通路7を流れる排気の一部(以下、「EGRガス」と称する)を吸気通路6へ再循環させる通路である。
The
EGR通路8には、該EGR通路8を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ9と、該EGR通路8を流れるEGRガスの量を調整する流量調整弁(以下、「EGR弁」と称する)10が設けられている。 The EGR passage 8 includes an EGR cooler 9 that cools the EGR gas that flows through the EGR passage 8, and a flow rate adjustment valve (hereinafter referred to as “EGR valve”) 10 that adjusts the amount of EGR gas that flows through the EGR passage 8. Is provided.
上記した燃料噴射弁5やEGR弁10はECU11により電気的に制御される。ECU11は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等を備えた電子制御ユニットである。
The fuel injection valve 5 and the
ECU11は、内燃機関1の図示しないクランクシャフトが所定角度回転する都度パルス信号を出力するクランクポジションセンサ12や、アクセルペダルの踏み込み量に応じた電気信号を出力するアクセルポジションセンサ13等と電気的に接続されている。
The ECU 11 is electrically connected to a
ECU11は、上記したクランクポジションセンサ12やアクセルポジションセンサ13等の出力信号に基づいて内燃機関1の運転状態を判別し、判別された運転状態に応じて燃料噴射弁5やEGR弁10を制御する。
ECU11 discriminate | determines the driving | running state of the
例えば、ECU11は、アクセルポジションセンサ13の出力信号(アクセル開度)Accp、及び機関回転数(クランクポジションセンサ12の出力信号から演算された値)Neから定まる内燃機関の運転状態が図2に示す拡散燃焼運転領域にある時には、内燃機関1を拡散燃焼運転させるべく燃料噴射弁5を制御する。
For example, the ECU 11 shows the operation state of the internal combustion engine determined from the output signal (accelerator opening) Accp of the
詳細には、ECU11は、図3に示すように、シリンダ4が圧縮上死点近傍にある時に燃料噴射弁5から燃料を噴射させる。この場合、燃料噴射弁5はシリンダ4内が高温且つ高圧となる状況下で燃料を噴射することになるため、燃料噴射弁5から噴射された燃料がシリンダ4内へ拡散しながら燃焼する。
Specifically, as shown in FIG. 3, the ECU 11 injects fuel from the fuel injection valve 5 when the
また、ECU11は、アクセル開度Accp及び機関回転数Neから定まる内燃機関の運転状態が図2に示す予混合燃焼運転領域にある時には、内燃機関1を予混合燃焼運転させるべく燃料噴射弁5を制御する。
Further, when the operating state of the internal combustion engine determined from the accelerator opening degree Accp and the engine speed Ne is in the premixed combustion operation region shown in FIG. 2, the ECU 11 sets the fuel injection valve 5 to perform the premixed combustion operation of the
詳細には、ECU11は、図4に示すように、シリンダ4が圧縮行程の初期から中期(例えば、圧縮行程上死点前180°CA〜60°CA)にある時に燃料噴射弁5から燃料噴射(予混合噴射)させて予混合気を形成し、該予混合気をピストン3の上昇によって圧縮実着火させる。
Specifically, as shown in FIG. 4, the ECU 11 injects fuel from the fuel injection valve 5 when the
ところで、内燃機関1が予混合燃焼運転される時は、燃料噴射弁5から予混合噴射された燃料がピストン3の上昇により圧縮されるため、圧縮上死点近傍より過剰に早い時期に着火(過早着火)する可能性がある。
By the way, when the
これに対し、ECU11は、拡散燃焼運転時に比して十分に多いEGRガスをシリンダ4内へ導入すべくEGR弁10を制御する。このように多量のEGRガスがシリンダ4内へ導入されると、予混合噴射された燃料の着火遅れ期間が長くなるため、過早着火が抑制
される。
On the other hand, the ECU 11 controls the
しかしながら、給油条件等によっては内燃機関1の使用燃料の性状が変化し、それに応じて燃料の着火性(着火点)が変化する可能性がある。このため、内燃機関1の設計時に想定された燃料の着火性と実際に使用される燃料の着火性が剥離する場合がある。
However, depending on the refueling conditions and the like, the properties of the fuel used in the
このような場合には、燃料の着火時期が所望の着火時期から懸け離れ、燃料の失火、燃焼騒音の増大、スモークの増加、或いは機関出力の低下等の種々の不具合が誘発される虞がある。このような問題に対し、使用燃料の着火性が低くなるほど燃料噴射時期を進角させる方法が提案されている。 In such a case, the fuel ignition timing is far from the desired ignition timing, and various problems such as fuel misfire, increased combustion noise, increased smoke, or decreased engine output may be induced. For such problems, a method has been proposed in which the fuel injection timing is advanced as the ignitability of the fuel used decreases.
上記の方法は、内燃機関1が拡散燃焼運転されている時は有効であるが、内燃機関1が予混合燃焼運転されている時は効果を得難い上、ボアフラッシングなどの問題を誘発する可能性もある。
The above method is effective when the
そこで、本実施例では、使用燃料の着火性を判別し、判別された着火性が予め想定されている着火性より低い場合は予混合燃焼運転時のEGRガス量を減量することにより着火時期の変化を抑制するようにした。 Therefore, in this embodiment, the ignitability of the fuel used is determined, and if the determined ignitability is lower than the assumed ignitability, the amount of EGR gas during the premixed combustion operation is reduced to reduce the ignition timing. The change was suppressed.
以下、内燃機関1が予混合燃焼運転されている時の着火時期制御について図5に沿って説明する。図5は、内燃機関1が予混合燃焼運転されている時の着火時期制御ルーチンを示すフローチャートである。この着火時期制御ルーチンは、予めECU11のROMに記憶されているルーチンであり、内燃機関1の予混合燃焼運転中にECU11が繰り返し実行するルーチンである。
Hereinafter, ignition timing control when the
着火時期制御ルーチンでは、ECU11は、先ずS101において、内燃機関1が実際に使用している燃料の着火性を判別する。尚、燃料の着火性はセタン価と相関するため、ECU11はS101において使用燃料のセタン価Crを判別するようにしてもよい。
In the ignition timing control routine, the ECU 11 first determines the ignitability of the fuel actually used by the
使用燃料のセタン価を判別する方法としては、既知の種々の方法を用いることができる。例えば、フューエルカット運転時等の圧縮行程初期にシリンダ4内に燃料を噴射するとともに、この燃料の着火時期や着火遅れ期間等を検出し、検出されたパラメータに基づいて使用燃料のセタン価Crを判別する方法を例示することができる。
Various known methods can be used as a method of determining the cetane number of the fuel used. For example, fuel is injected into the
尚、燃料の着火時期や着火遅れ期間は、燃料の燃焼による筒内圧の上昇タイミング若しくは機関回転速度の上昇タイミングを筒内圧センサやクランクポジションセンサ12の測定値から特定する方法を例示することができる。
Note that the fuel ignition timing and the ignition delay period can be exemplified by a method of specifying the rise timing of the in-cylinder pressure or the increase timing of the engine rotation speed from the measured values of the in-cylinder pressure sensor and the crank
上記したようなセタン価Crの測定は、燃料の給油後に1回のみ行われてもよいが、新たに給油された燃料と燃料タンク内に残存していた燃料とは直ちに混合されずに徐々に混合されるため、本ルーチンが実行される都度行われることが好ましい。 The measurement of the cetane number Cr as described above may be performed only once after refueling, but the newly refueled fuel and the fuel remaining in the fuel tank are not immediately mixed but gradually mixed. Since mixing is performed, it is preferable to be performed each time this routine is executed.
S102では、ECU11は、前記S101で判別されたセタン価Crが基準値Crbaseより低いか否かを判別する。前記基準値Crbaseは、内燃機関1の設計時に予め想定されたセタン価の下限値に相当する。
In S102, the ECU 11 determines whether or not the cetane number Cr determined in S101 is lower than a reference value Crbase. The reference value Crbase corresponds to the lower limit value of the cetane number assumed in advance when the
前記S102において肯定判定された場合(Cr<Crbase)は、ECU11は、S103へ進む。S103では、ECU11は、前記基準値Crbaseから前記セタン価Crを減算することにより、偏差△Cr1(=Crbase−Cr)を演算する。 If an affirmative determination is made in S102 (Cr <Crbase), the ECU 11 proceeds to S103. In S103, the ECU 11 calculates a deviation ΔCr1 (= Crbase−Cr) by subtracting the cetane number Cr from the reference value Crbase.
S104では、ECU11は、前記S103で算出された偏差△Cr1に基づいてEGR弁10の開度の補正量△EGR(=f(△Cr1))を演算する。ここで、f(△Cr1)は、図6に示すように、偏差△Cr1が大きくなるほど補正量△EGRが大きくなるように定められている。
In S104, the ECU 11 calculates a correction amount ΔEGR (= f (ΔCr1)) of the opening degree of the
S105では、ECU11は、EGR弁10の目標開度Aegrを演算する。詳細には、ECU11は、先ず、内燃機関1の運転状態(アクセル開度Accpや機関回転数Neなど)から定まる目標開度の基準値(以下、「基準目標開度」と称する)Aegrbaseを求める。次いで、ECU11は、前記基準目標開度Aegrbaseから前記補正量△EGRを減算することにより、EGR弁10の目標開度Aegr(=Aegrbase−△EGR)を演算する。
In S105, the ECU 11 calculates a target opening Aegr of the
この場合、EGR弁10の目標開度Aegrは使用燃料のセタン価が低くなるほど小さくなる。その結果、内燃機関1のシリンダ4内へ導入されるEGRガス量は、図7に示すように、使用燃料のセタン価Crが低くなるほど少なくなる。
In this case, the target opening degree Aegr of the
使用燃料のセタン価Crが低くなるほどEGRガス量が減少すると、セタン価の低下に起因した着火遅れ期間の増加分がEGRガス量の減量による着火遅れ期間の減少分によって相殺されるため、着火時期の大幅な遅れが回避される。その結果、燃料の失火、機関出力の低下、燃焼騒音の増大、或いはスモークの増加等が抑制される。 When the EGR gas amount decreases as the cetane number Cr of the fuel used decreases, the increase in the ignition delay period due to the decrease in the cetane number is offset by the decrease in the ignition delay period due to the decrease in the EGR gas amount. A significant delay is avoided. As a result, fuel misfire, reduction in engine output, increase in combustion noise, increase in smoke, and the like are suppressed.
また、前記S102において否定判定された場合(Cr≧Crbase)は、ECU11は、S106へ進む。S106では、ECU11は、基準目標開度AegrbaseをEGR弁10の目標開度Aegr(=Aegrbase)に設定する。
Further, when a negative determination is made in S102 (Cr ≧ Crbase), the ECU 11 proceeds to S106. In S106, the ECU 11 sets the reference target opening degree Aegrbase to the target opening degree Aegr (= Aegrbase) of the
以上述べたようにECU11が図5の着火時期制御ルーチンを実行することにより、本発明にかかる判別手段及び制御手段が実現される。従って、内燃機関1が予混合燃焼運転されている時のEGRガス量は、セタン価が低くなるほど少なくなる。その結果、内燃機関1の予混合燃焼運転時に燃料の着火性(セタン価)が変化しても着火時期の変動を抑制することができ、以て着火時期の遅延による不具合の発生が抑制される。
As described above, when the ECU 11 executes the ignition timing control routine of FIG. 5, the determination means and control means according to the present invention are realized. Therefore, the EGR gas amount when the
<実施例2>
次に、本発明の第2の実施例について図8〜図10に基づいて説明する。ここでは、前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第1の実施例では、内燃機関1の予混合燃焼運転時に使用燃料のセタン価Crが基準値Crbaseより低くなると、EGRガス量を減量することにより着火遅れ期間の長期化を抑制する例について述べたが、本実施例では内燃機関1の予混合燃焼運転時に使用燃料のセタン価Crが基準値Crbaseより低くなるとポスト噴射を行うことにより着火遅れ期間の長期化を抑制する例について述べる。
In the first embodiment described above, when the cetane number Cr of the fuel used during the premixed combustion operation of the
使用燃料の着火性(セタン価Cr)が基準値Crbaseより低下した場合は、ECU11は、図8に示すように、前述した予混合噴射を行った後の圧縮上死点近傍(好ましくは、圧縮上死点前)においてポスト噴射を行う。このように予混合噴射後にポスト噴射が行われると、ポスト噴射された燃料が火種となって予混合噴射燃料が圧縮上死点近傍で燃焼するようになる。 When the ignitability (cetane number Cr) of the fuel used is lower than the reference value Crbase, as shown in FIG. 8, the ECU 11 is near the compression top dead center (preferably the compression) after the premixed injection described above is performed. Post-injection before top dead center). When post-injection is performed after premixed injection in this way, the post-injected fuel becomes a fire type and the premixed injected fuel burns in the vicinity of compression top dead center.
但し、使用燃料のセタン価Crが低下すると、ポスト噴射燃料の着火性も低下するため、使用燃料のセタン価Crが低くなるほどポスト噴射量を増加させることが好ましい。 However, when the cetane number Cr of the fuel used decreases, the ignitability of the post-injected fuel also decreases. Therefore, it is preferable to increase the post injection amount as the cetane number Cr of the fuel used decreases.
また、上記したようなポスト噴射が行われる場合の総燃料噴射量(予混合噴射量とポスト噴射量の総和)は、予混合噴射のみが行われる場合の総燃料噴射量(=予混合噴射量)と同量であることが好ましい。これは、ポスト噴射の追加による内燃機関1のトルク増加を抑制するためである。従って、ECU11は、ポスト噴射量が多くなるほど予混合噴射量を減量するものとする。
Further, the total fuel injection amount (the sum of the premixed injection amount and the post injection amount) when the post injection as described above is performed is the total fuel injection amount when only the premixed injection is performed (= premixed injection amount). ) Is preferably the same amount. This is to suppress an increase in torque of the
以下、内燃機関1が予混合燃焼運転されている時の着火時期制御について図9に沿って説明する。図9は、内燃機関1が予混合燃焼運転されている時の着火時期制御ルーチンを示すフローチャートである。
Hereinafter, ignition timing control when the
着火時期制御ルーチンにおいて、S101〜S102の処理は、前述した第1の実施例の着火時期制御ルーチンと同様である。 In the ignition timing control routine, the processing of S101 to S102 is the same as the ignition timing control routine of the first embodiment described above.
S102で肯定判定された場合(Cr<Crbase)は、ECU11は、S201へ進む。S201では、ECU11は、前記S101で判別されたセタン価Crに基づいてポスト噴射量Qpst(=g(Cr))を演算する。ここで、g(Cr)は、図10に示すように、セタン価Crが低くなるほどポスト噴射量Qpstが多くなるように定められる。 If an affirmative determination is made in S102 (Cr <Crbase), the ECU 11 proceeds to S201. In S201, the ECU 11 calculates a post injection amount Qpst (= g (Cr)) based on the cetane number Cr determined in S101. Here, as shown in FIG. 10, g (Cr) is determined so that the post injection amount Qpst increases as the cetane number Cr decreases.
ところで、ポスト噴射量Qpstが過多になると、以下のような不具合を発生する可能性がある。例えば、EGRガス量が比較的少ない時にポスト噴射量Qpstが過多になると、燃料が過早着火して燃焼騒音やスモークの増加等を誘発する虞がある。一方、EGRガスが比較的多い時にポスト噴射量Qpstが過多になると、燃料の気化潜熱により筒内温度が低下して燃料が失火する虞がある。 By the way, if the post injection amount Qpst becomes excessive, the following problems may occur. For example, if the post-injection amount Qpst is excessive when the amount of EGR gas is relatively small, the fuel may ignite prematurely, leading to an increase in combustion noise, smoke, or the like. On the other hand, if the post-injection amount Qpst is excessive when the amount of EGR gas is relatively large, the in-cylinder temperature may decrease due to the latent heat of vaporization of the fuel, and the fuel may misfire.
よって、本実施例ではポスト噴射量Qpstに上限値Aが設定されている。上限値Aは、上記した種々の不具合が発生しないように定められる値であり、予め実験的に求められている。 Therefore, in this embodiment, the upper limit value A is set for the post injection amount Qpst. The upper limit value A is a value determined so as not to cause the above-described various problems, and is obtained experimentally in advance.
ここで図9に戻り、ECU11は、S202において前記S201で算出されたポスト噴射量Qpstが前記した上限値A以下であるか否かを判別する。尚、ECU11は、S202において、前記ポスト噴射量Qpstと前記上限値ポストとを比較する代わりに、前記S101で判別されたセタン価Crとポスト噴射量Qpstが上限値Aに達する際のセタン価(図10中のCr0を参照。以下、このセタン価Cr0を「境界値Cr0」と称する)とを比較するようにしてもよい。 Here, returning to FIG. 9, the ECU 11 determines in S202 whether or not the post injection amount Qpst calculated in S201 is equal to or less than the upper limit value A. Note that the ECU 11 does not compare the post injection amount Qpst and the upper limit value post in S202, but the cetane number Cr determined in S101 and the cetane number when the post injection amount Qpst reaches the upper limit value A ( Refer to Cr0 in Fig. 10. Hereinafter, the cetane number Cr0 may be referred to as "boundary value Cr0").
前記S202において肯定判定された場合(Qpst≦A、又はCr≧Cr0)は、ECU11は、S203へ進み、前記S201で算出されたポスト噴射量Qpstに従ってポスト噴射を実行する。その際、ECU11は、内燃機関1の不要なトルク増加を抑制するために、ポスト噴射量Qpstと同量の噴射量を予混合噴射量から減量する。
If an affirmative determination is made in S202 (Qpst ≦ A or Cr ≧ Cr0), the ECU 11 proceeds to S203 and executes post-injection according to the post-injection amount Qpst calculated in S201. At this time, the ECU 11 reduces the injection amount equal to the post injection amount Qpst from the premixed injection amount in order to suppress an unnecessary increase in torque of the
一方、前記S202において否定判定された場合(Qpst>A、又はCr<Cr0)は、ECU11は、S204へ進み、ポスト噴射量Qpstを上限値Aに制限する。 On the other hand, when a negative determination is made in S202 (Qpst> A or Cr <Cr0), the ECU 11 proceeds to S204 and limits the post injection amount Qpst to the upper limit value A.
S205では、ECU11は、前記S204で決定されたポスト噴射量Qpstに従ってポスト噴射を実行する。 In S205, the ECU 11 performs post injection according to the post injection amount Qpst determined in S204.
ところで、使用燃料のセタン価Crが前記境界値Cr0より低くなると、ポスト噴射の実行のみで燃料の着火遅れを抑制することが困難となる。そこで、ECU11は、S20
6において、EGRガスの減量処理を行う。
By the way, when the cetane number Cr of the fuel used is lower than the boundary value Cr0, it becomes difficult to suppress the ignition delay of the fuel only by performing the post injection. Therefore, the ECU 11 performs S20.
In step 6, the EGR gas is reduced.
EGRガスの減量処理では、ECU11は、先ず前記S101で判別されたセタン価Crと前記境界値Cr0との差△Cr2(=Cr0−Cr)が大きくなるほどEGRガス量が少なくなるようにEGR弁10の目標開度を補正する。
In the EGR gas reduction process, the ECU 11 first sets the
このようにEGR弁10の目標開度が補正されると、使用燃料のセタン価Crが前記境界値Cr0より低い場合であっても、燃料の着火遅れを抑制することが可能となるため、燃料の着火時期を所望の時期とすることが可能になる。
When the target opening degree of the
また、前記したS102において否定判定された場合は、ECU11は、S207へ進む。S207では、ECU11は、ポスト噴射量Qpstを零に設定(ポスト噴射停止)して、本ルーチンの実行を終了する。 If a negative determination is made in S102, the ECU 11 proceeds to S207. In S207, the ECU 11 sets the post injection amount Qpst to zero (post injection stop), and ends the execution of this routine.
以上述べた実施例によれば、前述した第1の実施例と同様の効果を得ることが可能となる。更に、ポスト噴射の実行/非実行の切り換え及びポスト噴射量Qpstの変更は、EGRガス量の変更に比して応答性が高いため、給油直後のように使用燃料のセタン価が刻々と変化する場合には本実施例の着火時期制御方法が有効である。 According to the embodiment described above, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above. Furthermore, switching between post-injection execution / non-execution and change in the post-injection amount Qpst is more responsive than change in the EGR gas amount, so the cetane number of the fuel used changes every moment as just after refueling. In this case, the ignition timing control method of this embodiment is effective.
また、本実施例の着火時期制御方法は、前述した第1の実施例においてEGRガス量を変更すべくEGR弁10の開度が変更された時点から実際のEGRガス量が所望量となるまでの応答遅れ期間に実行されるようにしてもよい。
The ignition timing control method according to the present embodiment is the same as that in the first embodiment described above until the actual EGR gas amount reaches a desired amount from the time when the opening degree of the
<実施例3>
次に、本発明の第3の実施例について図11〜図13に基づいて説明する。ここでは前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 3>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第1の実施例では、内燃機関1の予混合燃焼運転時に使用燃料のセタン価Crが基準値Crbaseより低くなると、EGRガス量を減量することにより着火遅れ期間の長期化を抑制する例について述べたが、本実施例では内燃機関1の予混合燃焼運転時に使用燃料のセタン価Crが基準値Crbaseより低くなるとグロープラグを発熱させることにより着火遅れ期間の長期化を抑制する例について述べる。
In the first embodiment described above, when the cetane number Cr of the fuel used during the premixed combustion operation of the
図11は、本実施例における内燃機関1の概略構成を示す図である。図11に示す内燃機関1は、燃料噴射弁5の近傍に配置されたグロープラグ14を具備している。グロープラグ14は、ECU11によって電気的に制御される。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of the
例えば、ECU11は、内燃機関1の予混合燃焼運転時に使用燃料のセタン価Crが基準値Crbaseより低下すると、セタン価Crが低くなるほどグロープラグ14の通電量(発熱量)を増加させる。
For example, the ECU 11 increases the energization amount (heat generation amount) of the
燃料のセタン価Crが低くなると、該燃料の着火点が高くなるため、燃料の着火遅れ期間が長くなる。これは、燃料のセタン価Crが低くなるほど顕著となる。一方、グロープラグ14の発熱量が増加すると、燃料が着火点へ到達するまでの時間が短縮される。これは、グロープラグ14の発熱量が増加するほど顕著となる。
When the cetane number Cr of the fuel becomes low, the ignition point of the fuel becomes high, so that the fuel ignition delay period becomes long. This becomes more prominent as the cetane number Cr of the fuel decreases. On the other hand, when the amount of heat generated by the
従って、燃料のセタン価Crが低くなるほどグロープラグ14の発熱量が増加させられれば、セタン価Crの低下による着火遅れ期間の増加分がグロープラグ14の発熱による着火遅れ期間の減少分によって相殺される。その結果、着火時期の大幅な遅れを回避する
ことが可能となる。
Therefore, if the heat generation amount of the
以下、内燃機関1が予混合燃焼運転されている時の着火時期制御について図12に沿って説明する。図12は、内燃機関1が予混合燃焼運転されている時の着火時期制御ルーチンを示すフローチャートである。
Hereinafter, ignition timing control when the
図12の着火時期制御ルーチンにおいて、S101〜S102の処理は、前述した第1の実施例の着火時期制御ルーチンと同様である。 In the ignition timing control routine of FIG. 12, the processing of S101 to S102 is the same as the ignition timing control routine of the first embodiment described above.
S102で肯定判定された場合(Cr<Crbase)は、ECU11は、S301へ進む。S301では、ECU11は、前記S101で判別されたセタン価Crに基づいてグロープラグ14の通電量Cglow(=h(Cr))を演算する。ここで、h(Cr)は、図13に示すように、セタン価Crが低くなるほど通電量Cglowが多くなるように定められる。
If an affirmative determination is made in S102 (Cr <Crbase), the ECU 11 proceeds to S301. In S301, the ECU 11 calculates the energization amount Cglow (= h (Cr)) of the
ここで図12に戻り、ECU11は、S302において、前記S301で算出された通電量Cglowに従ってグロープラグ14へ通電する。
Returning to FIG. 12, the ECU 11 energizes the
一方、前記S102において否定判定された場合(Cr>Crbase)は、ECU11は、S303へ進む。S303では、ECU11は、グロープラグ14の通電量Cglowを零に設定して本ルーチンの実行を終了する。
On the other hand, if a negative determination is made in S102 (Cr> Crbase), the ECU 11 proceeds to S303. In S303, the ECU 11 sets the energization amount Cglow of the
以上述べた実施例によれば、前述した第1の実施例と同様の効果を得ることが可能となる。更に、グロープラグ14の通電/非通電の切り換え、及び通電量Cglowの変更は、EGRガス量の変更に比して応答性が高いため、給油直後のように使用燃料のセタン価が刻々と変化する場合には本実施例の着火時期制御方法が有効である。
According to the embodiment described above, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above. Further, switching between energization / non-energization of the
また、本実施例の着火時期制御方法は、前述した第1の実施例においてEGRガス量を変更すべくEGR弁10の開度が変更された時点から実際のEGRガス量が所望量となるまでの応答遅れ期間に実行されるようにしてもよい。
The ignition timing control method according to the present embodiment is the same as that in the first embodiment described above until the actual EGR gas amount reaches a desired amount from the time when the opening degree of the
1・・・・・内燃機関
5・・・・・燃料噴射弁
8・・・・・EGR通路
9・・・・・EGRクーラ
10・・・・・EGR弁
11・・・・ECU
14・・・・グロープラグ
DESCRIPTION OF
14. Glow plug
Claims (7)
前記内燃機関に使用される燃料の着火性を判別する判別手段と、
前記判別手段により判別された着火性が低くなるほど着火遅れ期間が短くなるように内燃機関の運転状態を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の着火時期制御システム。 In an ignition timing control system for an internal combustion engine that premixes fuel and gas in a cylinder by introducing EGR gas into the cylinder,
Discriminating means for discriminating the ignitability of the fuel used in the internal combustion engine;
Control means for controlling the operating state of the internal combustion engine so that the ignition delay period decreases as the ignitability determined by the determination means decreases;
An ignition timing control system for an internal combustion engine, comprising:
前記制御手段は、前記判別手段により判別された着火性が低くなるほど前記グロープラグの発熱量を増加させることにより着火遅れ期間を短縮することを特徴とする内燃機関の着火時期制御システム。 The internal combustion engine according to claim 1, comprising a glow plug,
An ignition timing control system for an internal combustion engine, characterized in that the control means shortens the ignition delay period by increasing the amount of heat generated by the glow plug as the ignitability determined by the determination means decreases.
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