JPH1054287A - 筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置Info
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- JPH1054287A JPH1054287A JP8213781A JP21378196A JPH1054287A JP H1054287 A JPH1054287 A JP H1054287A JP 8213781 A JP8213781 A JP 8213781A JP 21378196 A JP21378196 A JP 21378196A JP H1054287 A JPH1054287 A JP H1054287A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 運転性の悪化を招くことなく排気系に備えら
れたリーンＮＯx 触媒の温度を最適な温度に維持するこ
とが可能な燃料噴射制御装置を提供し、ＮＯx 浄化率の
向上を図る。 【解決手段】 触媒温度が高いときには、副噴射時期を
遅角補正することにより、副噴射の燃料が燃焼に寄与す
る度合いを低下させ、その結果、排気温度を低下させ、
それに伴い触媒温度を低下させる。その際、燃焼性悪化
によるトルク低下分を主噴射量の増量により補償し、ト
ルクを一定に維持する。一方、触媒温度が低いときに
は、副噴射時期を進角補正することにより、副噴射の燃
料が燃焼に寄与する度合いを増大させ、その結果、排気
温度を上昇させ、それに伴い触媒温度を上昇させる。そ
の際、その燃焼性向上によるトルク増大分を主噴射量の
減量により補償し、トルクを一定に維持する。
れたリーンＮＯx 触媒の温度を最適な温度に維持するこ
とが可能な燃料噴射制御装置を提供し、ＮＯx 浄化率の
向上を図る。 【解決手段】 触媒温度が高いときには、副噴射時期を
遅角補正することにより、副噴射の燃料が燃焼に寄与す
る度合いを低下させ、その結果、排気温度を低下させ、
それに伴い触媒温度を低下させる。その際、燃焼性悪化
によるトルク低下分を主噴射量の増量により補償し、ト
ルクを一定に維持する。一方、触媒温度が低いときに
は、副噴射時期を進角補正することにより、副噴射の燃
料が燃焼に寄与する度合いを増大させ、その結果、排気
温度を上昇させ、それに伴い触媒温度を上昇させる。そ
の際、その燃焼性向上によるトルク増大分を主噴射量の
減量により補償し、トルクを一定に維持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気系にリーンＮ
Ｏx 触媒を備えるとともに各気筒に燃料噴射弁をそれぞ
れ備えた希薄燃焼可能かつ筒内直接噴射式の内燃機関に
おける燃料噴射制御装置に関する。
Ｏx 触媒を備えるとともに各気筒に燃料噴射弁をそれぞ
れ備えた希薄燃焼可能かつ筒内直接噴射式の内燃機関に
おける燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃料の経済性という観点から、ガ
ソリンエンジンにおいてリーンバーン（希薄燃焼）エン
ジンが開発されるとともに、ディーゼルエンジンの適用
範囲が拡大されつつある。ディーゼルエンジンやリーン
バーンエンジンでは、大きな空気過剰率の下で燃料が燃
焼せしめられるため、不完全燃焼成分であるＨＣ（炭化
水素）及びＣＯ（一酸化炭素）の排出量が少ない反面、
空気中の窒素と燃え残りの酸素とが反応して生成される
ＮＯx （窒素酸化物）の排出量が多くなるとともに、排
気ガスにおける未反応Ｏ2 の量も多くなる。
ソリンエンジンにおいてリーンバーン（希薄燃焼）エン
ジンが開発されるとともに、ディーゼルエンジンの適用
範囲が拡大されつつある。ディーゼルエンジンやリーン
バーンエンジンでは、大きな空気過剰率の下で燃料が燃
焼せしめられるため、不完全燃焼成分であるＨＣ（炭化
水素）及びＣＯ（一酸化炭素）の排出量が少ない反面、
空気中の窒素と燃え残りの酸素とが反応して生成される
ＮＯx （窒素酸化物）の排出量が多くなるとともに、排
気ガスにおける未反応Ｏ2 の量も多くなる。
【０００３】そこで、リーン状態すなわちＯ2 が過剰に
存在する状態にある排気ガス中のＮＯx を還元・浄化す
ることが可能なリーンＮＯx 触媒が使用されている。リ
ーンＮＯx 触媒としては、遷移金属又は貴金属を担持せ
しめたゼオライト系の触媒が使われることが多い。リー
ンＮＯx 触媒によるＮＯx 浄化においてはＨＣ等の還元
剤の存在が必要であるが、排気ガス中に存在する還元剤
の量では不充分であるため、リーンＮＯx 触媒の上流側
に還元剤を添加する装置が設けられたり、燃焼すること
なく触媒に流出するような条件で還元剤としての燃料が
気筒内に噴射される副噴射が行われている。
存在する状態にある排気ガス中のＮＯx を還元・浄化す
ることが可能なリーンＮＯx 触媒が使用されている。リ
ーンＮＯx 触媒としては、遷移金属又は貴金属を担持せ
しめたゼオライト系の触媒が使われることが多い。リー
ンＮＯx 触媒によるＮＯx 浄化においてはＨＣ等の還元
剤の存在が必要であるが、排気ガス中に存在する還元剤
の量では不充分であるため、リーンＮＯx 触媒の上流側
に還元剤を添加する装置が設けられたり、燃焼すること
なく触媒に流出するような条件で還元剤としての燃料が
気筒内に噴射される副噴射が行われている。
【０００４】一方、ディーゼルエンジンの如き筒内直接
噴射式のエンジンでは、高圧燃料の緻密な制御を達成す
る必要があるため、近年においては、コモンレール式燃
料噴射システムが開発されている。このコモンレール式
燃料噴射システムは、高圧ポンプで生成した高圧状態の
燃料をコモンレールに蓄えておき、電磁弁の開閉により
コモンレールからエンジンの各気筒に高圧燃料を噴射す
るものであり、コモンレール内の燃料の圧力は、圧力セ
ンサとポンプの吐出量制御機構とにより常に最適値に制
御されている。
噴射式のエンジンでは、高圧燃料の緻密な制御を達成す
る必要があるため、近年においては、コモンレール式燃
料噴射システムが開発されている。このコモンレール式
燃料噴射システムは、高圧ポンプで生成した高圧状態の
燃料をコモンレールに蓄えておき、電磁弁の開閉により
コモンレールからエンジンの各気筒に高圧燃料を噴射す
るものであり、コモンレール内の燃料の圧力は、圧力セ
ンサとポンプの吐出量制御機構とにより常に最適値に制
御されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リーンＮＯ
x 触媒がＮＯx を還元・浄化することができる温度範囲
すなわちリーンＮＯx 触媒の温度ウィンドウは、非常に
狭い範囲である。その対策として、種々の提案がなされ
ている。例えば、特開平４−２３１６４５号公報は、リ
ーンＮＯx 触媒システムとコモンレール式燃料噴射シス
テムとを採用する筒内直接噴射式エンジンにおいて、リ
ーンＮＯx 触媒に還元剤としてのＨＣを供給するための
副噴射の時期を触媒温度に応じて変えることにより、Ｎ
Ｏx 浄化率を向上させる技術を開示している。
x 触媒がＮＯx を還元・浄化することができる温度範囲
すなわちリーンＮＯx 触媒の温度ウィンドウは、非常に
狭い範囲である。その対策として、種々の提案がなされ
ている。例えば、特開平４−２３１６４５号公報は、リ
ーンＮＯx 触媒システムとコモンレール式燃料噴射シス
テムとを採用する筒内直接噴射式エンジンにおいて、リ
ーンＮＯx 触媒に還元剤としてのＨＣを供給するための
副噴射の時期を触媒温度に応じて変えることにより、Ｎ
Ｏx 浄化率を向上させる技術を開示している。
【０００６】上記従来技術によれば、燃焼行程（膨張行
程）の早い時期（例えば、上死点後６０クランク角度）
に副噴射時期が設定された場合、噴射された燃料は、ほ
とんど燃焼し、排気温度すなわち触媒温度の上昇に寄与
することとなる。しかしながら、その燃焼エネルギーの
一部はエンジン出力となるため、運転者の意志に反して
トルクが増加し、運転性の悪化を誘発するおそれがあ
る。
程）の早い時期（例えば、上死点後６０クランク角度）
に副噴射時期が設定された場合、噴射された燃料は、ほ
とんど燃焼し、排気温度すなわち触媒温度の上昇に寄与
することとなる。しかしながら、その燃焼エネルギーの
一部はエンジン出力となるため、運転者の意志に反して
トルクが増加し、運転性の悪化を誘発するおそれがあ
る。
【０００７】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、排気
系にリーンＮＯx 触媒を備えた希薄燃焼可能な内燃機関
において、運転性の悪化を招くことなく触媒温度を最適
な温度に維持することが可能な燃料噴射制御装置を提供
することにより、ＮＯx 浄化率の向上を図ることにあ
る。ひいては、本発明は、大気汚染防止に寄与すること
を目的とする。
系にリーンＮＯx 触媒を備えた希薄燃焼可能な内燃機関
において、運転性の悪化を招くことなく触媒温度を最適
な温度に維持することが可能な燃料噴射制御装置を提供
することにより、ＮＯx 浄化率の向上を図ることにあ
る。ひいては、本発明は、大気汚染防止に寄与すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく案
出された、本発明に係る、筒内直接噴射式内燃機関の燃
料噴射制御装置は、排気系にリーンＮＯx 触媒を備える
とともに各気筒に燃料噴射弁をそれぞれ備えた希薄燃焼
可能かつ筒内直接噴射式の内燃機関における燃料噴射制
御装置であって、該内燃機関の機関運転状態を検出する
運転状態検出手段と、前記リーンＮＯx の触媒温度を検
出する触媒温度検出手段と、前記運転状態検出手段によ
って検出された機関運転状態に応じて、吸気行程又は圧
縮行程の期間内における主噴射及び膨張行程又は排気行
程の期間内における副噴射の噴射時期及び噴射量を設定
する噴射制御量設定手段と、前記触媒温度検出手段によ
って検出された触媒温度に応じて、前記噴射制御量設定
手段によって設定された副噴射時期を補正する副噴射時
期補正手段と、前記副噴射時期補正手段によって副噴射
時期が遅角側に補正されたときには、前記噴射制御量設
定手段によって設定された主噴射量を増量補正するとと
もに、前記副噴射時期補正手段によって副噴射時期が進
角側に補正されたときには、前記噴射制御量設定手段に
よって設定された主噴射量を減量補正する主噴射量補正
手段と、を具備することを特徴とする。
出された、本発明に係る、筒内直接噴射式内燃機関の燃
料噴射制御装置は、排気系にリーンＮＯx 触媒を備える
とともに各気筒に燃料噴射弁をそれぞれ備えた希薄燃焼
可能かつ筒内直接噴射式の内燃機関における燃料噴射制
御装置であって、該内燃機関の機関運転状態を検出する
運転状態検出手段と、前記リーンＮＯx の触媒温度を検
出する触媒温度検出手段と、前記運転状態検出手段によ
って検出された機関運転状態に応じて、吸気行程又は圧
縮行程の期間内における主噴射及び膨張行程又は排気行
程の期間内における副噴射の噴射時期及び噴射量を設定
する噴射制御量設定手段と、前記触媒温度検出手段によ
って検出された触媒温度に応じて、前記噴射制御量設定
手段によって設定された副噴射時期を補正する副噴射時
期補正手段と、前記副噴射時期補正手段によって副噴射
時期が遅角側に補正されたときには、前記噴射制御量設
定手段によって設定された主噴射量を増量補正するとと
もに、前記副噴射時期補正手段によって副噴射時期が進
角側に補正されたときには、前記噴射制御量設定手段に
よって設定された主噴射量を減量補正する主噴射量補正
手段と、を具備することを特徴とする。
【０００９】上述の如く構成された、本発明に係る燃料
噴射制御装置においては、触媒温度に応じて膨張行程又
は排気行程の期間内における副噴射時期が補正される。
すなわち、触媒温度が高いときには、副噴射時期を遅角
補正することにより、副噴射の燃料が燃焼に寄与する度
合いを低下させ、その結果、排気温度を低下させ、それ
に伴い触媒温度を低下させることが可能となる。しか
も、その燃焼性悪化によるトルク低下分は、主噴射量の
増量により補償されるため、トルクは一定に維持され
て、運転性の悪化が生ずることはない。一方、触媒温度
が低いときには、副噴射時期を進角補正することによ
り、副噴射の燃料が燃焼に寄与する度合いを増大させ、
その結果、排気温度を上昇させ、それに伴い触媒温度を
上昇させることが可能となる。しかも、その燃焼性向上
によるトルク増大分は、主噴射量の減量により補償され
るため、トルクは一定に維持されて、運転性の悪化が生
ずることはない。
噴射制御装置においては、触媒温度に応じて膨張行程又
は排気行程の期間内における副噴射時期が補正される。
すなわち、触媒温度が高いときには、副噴射時期を遅角
補正することにより、副噴射の燃料が燃焼に寄与する度
合いを低下させ、その結果、排気温度を低下させ、それ
に伴い触媒温度を低下させることが可能となる。しか
も、その燃焼性悪化によるトルク低下分は、主噴射量の
増量により補償されるため、トルクは一定に維持され
て、運転性の悪化が生ずることはない。一方、触媒温度
が低いときには、副噴射時期を進角補正することによ
り、副噴射の燃料が燃焼に寄与する度合いを増大させ、
その結果、排気温度を上昇させ、それに伴い触媒温度を
上昇させることが可能となる。しかも、その燃焼性向上
によるトルク増大分は、主噴射量の減量により補償され
るため、トルクは一定に維持されて、運転性の悪化が生
ずることはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００１１】図１は、本発明の一実施形態に係る燃料噴
射制御装置を採用した４気筒ディーゼルエンジンの全体
構成図である。エンジン本体１における燃焼に必要な空
気は、吸気系２を介してエンジン本体１に供給される。
その際、空気は、吸気系２に設けられたエアクリーナ３
によりろ過される。一方、燃料タンク１０に貯蔵された
燃料は、低圧ポンプ１１によってくみ上げられ、低圧導
管１２を介して高圧ポンプ１３に供給される。高圧ポン
プ１３は、高圧導管１４を介してコモンレール１５へと
燃料を圧送する。
射制御装置を採用した４気筒ディーゼルエンジンの全体
構成図である。エンジン本体１における燃焼に必要な空
気は、吸気系２を介してエンジン本体１に供給される。
その際、空気は、吸気系２に設けられたエアクリーナ３
によりろ過される。一方、燃料タンク１０に貯蔵された
燃料は、低圧ポンプ１１によってくみ上げられ、低圧導
管１２を介して高圧ポンプ１３に供給される。高圧ポン
プ１３は、高圧導管１４を介してコモンレール１５へと
燃料を圧送する。
【００１２】コモンレール１５に高圧状態で蓄えられた
燃料は、各枝管１６を介して三方電磁弁１７を有する各
燃料噴射弁１８に供給され、各燃料噴射弁１８によって
各気筒内に噴射される。また、燃料の一部は、燃料噴射
弁１８より噴射されることなく、三方電磁弁１７より返
戻管１９を介して燃料タンク１０に戻されることができ
るようになっている。そして、エンジン本体１において
発生した排気ガスは、排気系４から排出される。その
際、排気ガスは、排気系４に設けられたリーンＮＯx 触
媒コンバータ５により浄化される。
燃料は、各枝管１６を介して三方電磁弁１７を有する各
燃料噴射弁１８に供給され、各燃料噴射弁１８によって
各気筒内に噴射される。また、燃料の一部は、燃料噴射
弁１８より噴射されることなく、三方電磁弁１７より返
戻管１９を介して燃料タンク１０に戻されることができ
るようになっている。そして、エンジン本体１において
発生した排気ガスは、排気系４から排出される。その
際、排気ガスは、排気系４に設けられたリーンＮＯx 触
媒コンバータ５により浄化される。
【００１３】電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０は、燃料
噴射制御を実行するマイクロコンピュータシステムであ
る。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３３に格納されたプ
ログラム及び各種のマップに従って、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）３１は、各種センサからの信号を入力ポート３５
を介して入力し、その入力信号に基づいて演算処理を実
行し、その演算結果に基づき出力ポート３６を介して各
種アクチュエータ用制御信号を出力する。ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）３４は、その演算・制御処理過程
における一時的なデータ記憶場所として使用される。ま
た、これらのＥＣＵ内各構成要素は、アドレスバス、デ
ータバス、及びコントロールバスからなるシステムバス
３２によって接続されている。
噴射制御を実行するマイクロコンピュータシステムであ
る。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３３に格納されたプ
ログラム及び各種のマップに従って、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）３１は、各種センサからの信号を入力ポート３５
を介して入力し、その入力信号に基づいて演算処理を実
行し、その演算結果に基づき出力ポート３６を介して各
種アクチュエータ用制御信号を出力する。ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）３４は、その演算・制御処理過程
における一時的なデータ記憶場所として使用される。ま
た、これらのＥＣＵ内各構成要素は、アドレスバス、デ
ータバス、及びコントロールバスからなるシステムバス
３２によって接続されている。
【００１４】そして、ＥＣＵ３０の入力ポート３５に
は、アクセルペダル（図示せず）の開度θＡに応じた出
力電圧を発生するアクセル開度センサ２１がＡ／Ｄコン
バータ３７を介して接続されている。また、入力ポート
３５には、エンジン回転数ＮＥに比例した数の出力パル
スを単位時間当たりに発生するクランク角センサ２２が
接続されている。また、入力ポート３５には、第１気筒
及び第４気筒の圧縮上死点において出力パルスを発生す
る気筒判別センサ２３が接続されている。また、入力ポ
ート３５には、コモンレール１５内の圧力に応じた出力
電圧を発生する圧力センサ２４がＡ／Ｄコンバータ３７
を介して接続されている。また、入力ポート３５には、
触媒コンバータ５に流入する排気ガス温度に応じた出力
電圧を発生する触媒流入排気温センサ２５及び触媒コン
バータ５から流出する排気ガス温度に応じた出力電圧を
発生する触媒流出排気温センサ２６がそれぞれＡ／Ｄコ
ンバータ３７を介して接続されている。
は、アクセルペダル（図示せず）の開度θＡに応じた出
力電圧を発生するアクセル開度センサ２１がＡ／Ｄコン
バータ３７を介して接続されている。また、入力ポート
３５には、エンジン回転数ＮＥに比例した数の出力パル
スを単位時間当たりに発生するクランク角センサ２２が
接続されている。また、入力ポート３５には、第１気筒
及び第４気筒の圧縮上死点において出力パルスを発生す
る気筒判別センサ２３が接続されている。また、入力ポ
ート３５には、コモンレール１５内の圧力に応じた出力
電圧を発生する圧力センサ２４がＡ／Ｄコンバータ３７
を介して接続されている。また、入力ポート３５には、
触媒コンバータ５に流入する排気ガス温度に応じた出力
電圧を発生する触媒流入排気温センサ２５及び触媒コン
バータ５から流出する排気ガス温度に応じた出力電圧を
発生する触媒流出排気温センサ２６がそれぞれＡ／Ｄコ
ンバータ３７を介して接続されている。
【００１５】一方、ＥＣＵ３０の出力ポート３６には、
駆動回路３８を介して高圧ポンプ１３内の圧力制御電磁
弁が接続されている。そして、ＥＣＵ３０は、コモンレ
ール１５内の圧力が所望の値となるように、圧力センサ
２４の出力信号に基づき、高圧ポンプ１３からコモンレ
ール１５への燃料圧送量を決定し、高圧ポンプ１３内の
圧力制御電磁弁を制御する。なお、コモンレール１５内
の圧力は、燃料噴射弁１８から各気筒に噴射される燃料
の噴射率（単位クランク角又は単位時間当たりの燃料噴
射量）を決定するものである。また、出力ポート３６に
は、駆動回路３９及びカウンタ回路４０を介して燃料噴
射弁１８内の三方電磁弁１７が接続されている。そし
て、ＥＣＵ３０は、三方電磁弁１７の開閉を制御するこ
とにより、燃料噴射時期及び燃料噴射期間を制御する。
なお、燃料噴射率と燃料噴射期間との積が燃料噴射量と
なる。
駆動回路３８を介して高圧ポンプ１３内の圧力制御電磁
弁が接続されている。そして、ＥＣＵ３０は、コモンレ
ール１５内の圧力が所望の値となるように、圧力センサ
２４の出力信号に基づき、高圧ポンプ１３からコモンレ
ール１５への燃料圧送量を決定し、高圧ポンプ１３内の
圧力制御電磁弁を制御する。なお、コモンレール１５内
の圧力は、燃料噴射弁１８から各気筒に噴射される燃料
の噴射率（単位クランク角又は単位時間当たりの燃料噴
射量）を決定するものである。また、出力ポート３６に
は、駆動回路３９及びカウンタ回路４０を介して燃料噴
射弁１８内の三方電磁弁１７が接続されている。そし
て、ＥＣＵ３０は、三方電磁弁１７の開閉を制御するこ
とにより、燃料噴射時期及び燃料噴射期間を制御する。
なお、燃料噴射率と燃料噴射期間との積が燃料噴射量と
なる。
【００１６】図２は、ＥＣＵ３０による燃料噴射実行ル
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。このル
ーチンは、一定クランク角ごと、例えばクランク角３０
度ごとの割り込み処理として実行される。まず、ステッ
プ１０２では、角度判別カウンタＣＮＥのカウントが実
行される。ＣＮＥは、０から５までクランク角３０度ご
とに１ずつ増加せしめられ、ＣＮＥが５になった後にＣ
ＮＥは０にされ、再びクランク角３０度ごとに１ずつ増
加せしめられる。
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。このル
ーチンは、一定クランク角ごと、例えばクランク角３０
度ごとの割り込み処理として実行される。まず、ステッ
プ１０２では、角度判別カウンタＣＮＥのカウントが実
行される。ＣＮＥは、０から５までクランク角３０度ご
とに１ずつ増加せしめられ、ＣＮＥが５になった後にＣ
ＮＥは０にされ、再びクランク角３０度ごとに１ずつ増
加せしめられる。
【００１７】次いで、ステップ１０４では、気筒判別カ
ウンタＣＣＹＬのカウントが実行される。ＣＣＹＬは、
０から３までクランク角１８０度ごとに１ずつ増加せし
められ、ＣＣＹＬが３になった後にＣＣＹＬは０にさ
れ、再びクランク角１８０度ごとに１ずつ増加せしめら
れる。ＣＣＹＬが変化する時点は各気筒の圧縮上死点を
示しており、例えばＣＣＹＬが３に増加せしめられる時
点は第４気筒の圧縮上死点を示しており、ＣＣＹＬが３
から０にクリアされる時点は第２気筒の圧縮上死点を示
しており、さらにＣＣＹＬが１に増加せしめられる時点
は第１気筒の圧縮上死点を示している。また、ＣＮＥが
５から０へとクリアされる時点は、ＣＣＹＬが変化する
時点と一致しており、各気筒の圧縮上死点を示してい
る。
ウンタＣＣＹＬのカウントが実行される。ＣＣＹＬは、
０から３までクランク角１８０度ごとに１ずつ増加せし
められ、ＣＣＹＬが３になった後にＣＣＹＬは０にさ
れ、再びクランク角１８０度ごとに１ずつ増加せしめら
れる。ＣＣＹＬが変化する時点は各気筒の圧縮上死点を
示しており、例えばＣＣＹＬが３に増加せしめられる時
点は第４気筒の圧縮上死点を示しており、ＣＣＹＬが３
から０にクリアされる時点は第２気筒の圧縮上死点を示
しており、さらにＣＣＹＬが１に増加せしめられる時点
は第１気筒の圧縮上死点を示している。また、ＣＮＥが
５から０へとクリアされる時点は、ＣＣＹＬが変化する
時点と一致しており、各気筒の圧縮上死点を示してい
る。
【００１８】ステップ１０６では、ＣＮＥ及びＣＣＹＬ
に基づいて主噴射を実行すべき気筒ｎｍが計算される。
気筒ｎｍは吸気行程から圧縮行程にある気筒である。次
いで、ステップ１０８では、ＣＮＥが、後述する主噴射
開始時間ｔｍ及び主噴射期間τｍをカウンタ４０にセッ
トすべき値ＣＮＥｍになったか否かが判定される。ＣＮ
Ｅ＝ＣＮＥｍであるとき、ステップ１１０に進み、現時
点から主噴射開始時期までの主噴射開始時間ｔｍ及び主
噴射期間τｍがカウンタ４０にセットされる。カウンタ
４０に主噴射開始時間ｔｍがセットされると、カウンタ
４０はカウントを開始し、主噴射開始時間ｔｍが経過す
ると主噴射が実行される。このとき、主噴射期間τｍの
カウントが開始され、主噴射期間τｍが経過すると、主
噴射は停止される。ステップ１０８において否定判定さ
れた場合には、ステップ１１０はスキップされ、主噴射
は実行されない。
に基づいて主噴射を実行すべき気筒ｎｍが計算される。
気筒ｎｍは吸気行程から圧縮行程にある気筒である。次
いで、ステップ１０８では、ＣＮＥが、後述する主噴射
開始時間ｔｍ及び主噴射期間τｍをカウンタ４０にセッ
トすべき値ＣＮＥｍになったか否かが判定される。ＣＮ
Ｅ＝ＣＮＥｍであるとき、ステップ１１０に進み、現時
点から主噴射開始時期までの主噴射開始時間ｔｍ及び主
噴射期間τｍがカウンタ４０にセットされる。カウンタ
４０に主噴射開始時間ｔｍがセットされると、カウンタ
４０はカウントを開始し、主噴射開始時間ｔｍが経過す
ると主噴射が実行される。このとき、主噴射期間τｍの
カウントが開始され、主噴射期間τｍが経過すると、主
噴射は停止される。ステップ１０８において否定判定さ
れた場合には、ステップ１１０はスキップされ、主噴射
は実行されない。
【００１９】次いで、ステップ１１２では、ＣＮＥ及び
ＣＣＹＬに基づいて副噴射を実行すべき気筒ｎｓが計算
される。気筒ｎｓは膨張行程又は排気行程にある気筒で
ある。次いで、ステップ１１４では、ＣＮＥが、後述す
る副噴射開始時間ｔｓ及び副噴射期間τｓをカウンタ４
０にセットすべき値ＣＮＥｓになったか否かが判定され
る。ＣＮＥ＝ＣＮＥｓであるとき、ステップ１１６に進
み、現時点から副噴射開始時期までの副噴射開始時間ｔ
ｓ及び副噴射期間τｓがカウンタ４０にセットされる。
カウンタ４０に副噴射開始時間ｔｓがセットされると、
カウンタ４０はカウントを開始し、副噴射開始時間ｔｓ
が経過すると副噴射が実行される。このとき、副噴射期
間τｓのカウントが開始され、副噴射期間τｓが経過す
ると、副噴射は停止される。ステップ１１４において否
定判定された場合には、ステップ１１６はスキップさ
れ、副噴射は実行されない。
ＣＣＹＬに基づいて副噴射を実行すべき気筒ｎｓが計算
される。気筒ｎｓは膨張行程又は排気行程にある気筒で
ある。次いで、ステップ１１４では、ＣＮＥが、後述す
る副噴射開始時間ｔｓ及び副噴射期間τｓをカウンタ４
０にセットすべき値ＣＮＥｓになったか否かが判定され
る。ＣＮＥ＝ＣＮＥｓであるとき、ステップ１１６に進
み、現時点から副噴射開始時期までの副噴射開始時間ｔ
ｓ及び副噴射期間τｓがカウンタ４０にセットされる。
カウンタ４０に副噴射開始時間ｔｓがセットされると、
カウンタ４０はカウントを開始し、副噴射開始時間ｔｓ
が経過すると副噴射が実行される。このとき、副噴射期
間τｓのカウントが開始され、副噴射期間τｓが経過す
ると、副噴射は停止される。ステップ１１４において否
定判定された場合には、ステップ１１６はスキップさ
れ、副噴射は実行されない。
【００２０】図３は、ＥＣＵ３０による燃料噴射制御量
算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
このルーチンは、所定時間周期に発生する割り込み処理
として実行される。まず、ステップ２０２では、アクセ
ル開度センサ２１及びクランク角センサ２２の各出力に
基づき、現在のアクセル開度θＡ及びエンジン回転数Ｎ
Ｅが検出される。次いで、ステップ２０４では、検出さ
れたアクセル開度θＡ及びエンジン回転数ＮＥに応じて
目標コモンレール圧力ＰＣｔが算出される。なお、この
算出のために、予め所定のマップがＲＯＭ３３に格納さ
れており、このマップに基づく補間計算が実行される。
そして、ＥＣＵ３０は、圧力センサ２４によって検出さ
れるコモンレール圧力ＰＣがこの目標コモンレール圧力
ＰＣｔとなるように、高圧ポンプ１３からコモンレール
１５への燃料圧送量を決定し、高圧ポンプ１３内の圧力
制御電磁弁に対する制御を実行する。すなわち、コモン
レール圧力ＰＣに関するフィードバック制御が別途実行
されている。
算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
このルーチンは、所定時間周期に発生する割り込み処理
として実行される。まず、ステップ２０２では、アクセ
ル開度センサ２１及びクランク角センサ２２の各出力に
基づき、現在のアクセル開度θＡ及びエンジン回転数Ｎ
Ｅが検出される。次いで、ステップ２０４では、検出さ
れたアクセル開度θＡ及びエンジン回転数ＮＥに応じて
目標コモンレール圧力ＰＣｔが算出される。なお、この
算出のために、予め所定のマップがＲＯＭ３３に格納さ
れており、このマップに基づく補間計算が実行される。
そして、ＥＣＵ３０は、圧力センサ２４によって検出さ
れるコモンレール圧力ＰＣがこの目標コモンレール圧力
ＰＣｔとなるように、高圧ポンプ１３からコモンレール
１５への燃料圧送量を決定し、高圧ポンプ１３内の圧力
制御電磁弁に対する制御を実行する。すなわち、コモン
レール圧力ＰＣに関するフィードバック制御が別途実行
されている。
【００２１】次いで、ステップ２０６では、アクセル開
度θＡ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、主噴射開始時
間ｔｍ、主噴射期間τｍ、並びにｔｍ及びτｍをカウン
タ４０にセットすべき角度判別カウンタのカウント値Ｃ
ＮＥｍが算出される。なお、この算出のために、予め所
定のマップがＲＯＭ３３に格納されており、このマップ
に基づく補間計算が実行される。同様に、ステップ２０
８では、アクセル開度θＡ及びエンジン回転数ＮＥに応
じて、副噴射開始時間ｔｓ、副噴射期間τｓ、並びにｔ
ｓ及びτｓをカウンタ４０にセットすべき角度判別カウ
ンタのカウント値ＣＮＥｓが算出される。なお、この算
出のために、予め所定のマップがＲＯＭ３３に格納され
ており、このマップに基づく補間計算が実行される。
度θＡ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、主噴射開始時
間ｔｍ、主噴射期間τｍ、並びにｔｍ及びτｍをカウン
タ４０にセットすべき角度判別カウンタのカウント値Ｃ
ＮＥｍが算出される。なお、この算出のために、予め所
定のマップがＲＯＭ３３に格納されており、このマップ
に基づく補間計算が実行される。同様に、ステップ２０
８では、アクセル開度θＡ及びエンジン回転数ＮＥに応
じて、副噴射開始時間ｔｓ、副噴射期間τｓ、並びにｔ
ｓ及びτｓをカウンタ４０にセットすべき角度判別カウ
ンタのカウント値ＣＮＥｓが算出される。なお、この算
出のために、予め所定のマップがＲＯＭ３３に格納され
ており、このマップに基づく補間計算が実行される。
【００２２】次いで、ステップ２１０では、触媒流入排
気温センサ２５及び触媒流出排気温センサ２６の各出力
に基づき、現在の触媒流入排気ガス温度ＴＨＥＩ及び触
媒流出排気ガス温度ＴＨＥＯが検出される。次いで、ス
テップ２１２では、検出されたＴＨＥＩ及びＴＨＥＯに
基づいて、実際の触媒温度ＴＨＣが推定される。次い
で、ステップ２１４では、リーンＮＯx 触媒５が高浄化
率を達成するための目標触媒温度ＴＨＣｔに対して実触
媒温度ＴＨＣがどれだけ高いかを示す触媒温度偏差ΔＴ
ＨＣが算出される。なお、ΔＴＨＣ＜０のときには、触
媒温度ＴＨＣが目標触媒温度ＴＨＣｔよりも低いことを
示す。
気温センサ２５及び触媒流出排気温センサ２６の各出力
に基づき、現在の触媒流入排気ガス温度ＴＨＥＩ及び触
媒流出排気ガス温度ＴＨＥＯが検出される。次いで、ス
テップ２１２では、検出されたＴＨＥＩ及びＴＨＥＯに
基づいて、実際の触媒温度ＴＨＣが推定される。次い
で、ステップ２１４では、リーンＮＯx 触媒５が高浄化
率を達成するための目標触媒温度ＴＨＣｔに対して実触
媒温度ＴＨＣがどれだけ高いかを示す触媒温度偏差ΔＴ
ＨＣが算出される。なお、ΔＴＨＣ＜０のときには、触
媒温度ＴＨＣが目標触媒温度ＴＨＣｔよりも低いことを
示す。
【００２３】次いで、ステップ２１６では、ΔＴＨＣの
絶対値が所定値以下に収まっているか否かが判定され
る。ステップ２１６の判定結果がＹＥＳのときには、特
に触媒温度を調節するための燃料噴射制御量の補正は不
要であるとみなして本ルーチンは終了せしめられる。一
方、ステップ２１６の判定結果がＮＯのときには、以下
の燃料噴射制御量補正が実行される。まず、ステップ２
１８では、触媒温度偏差ΔＴＨＣに応じて副噴射時期遅
角補正量Δｔｓが算出される。この算出のために、予め
所定のマップがＲＯＭ３３に格納されており、このマッ
プに基づく補間計算が実行される。なお、ΔＴＨＣ＞０
のとき、すなわち触媒温度ＴＨＣが目標触媒温度ＴＨＣ
ｔよりも高いときには、副噴射時期遅角補正量Δｔｓ＞
０とされ、すなわち副噴射時期の遅角補正がなされ、一
方、ΔＴＨＣ＜０のとき、すなわち触媒温度ＴＨＣが目
標触媒温度ＴＨＣｔよりも低いときには、副噴射時期遅
角補正量Δｔｓ＜０とされ、すなわち副噴射時期の進角
補正がなされる。
絶対値が所定値以下に収まっているか否かが判定され
る。ステップ２１６の判定結果がＹＥＳのときには、特
に触媒温度を調節するための燃料噴射制御量の補正は不
要であるとみなして本ルーチンは終了せしめられる。一
方、ステップ２１６の判定結果がＮＯのときには、以下
の燃料噴射制御量補正が実行される。まず、ステップ２
１８では、触媒温度偏差ΔＴＨＣに応じて副噴射時期遅
角補正量Δｔｓが算出される。この算出のために、予め
所定のマップがＲＯＭ３３に格納されており、このマッ
プに基づく補間計算が実行される。なお、ΔＴＨＣ＞０
のとき、すなわち触媒温度ＴＨＣが目標触媒温度ＴＨＣ
ｔよりも高いときには、副噴射時期遅角補正量Δｔｓ＞
０とされ、すなわち副噴射時期の遅角補正がなされ、一
方、ΔＴＨＣ＜０のとき、すなわち触媒温度ＴＨＣが目
標触媒温度ＴＨＣｔよりも低いときには、副噴射時期遅
角補正量Δｔｓ＜０とされ、すなわち副噴射時期の進角
補正がなされる。
【００２４】次いで、ステップ２２０では、副噴射時期
遅角補正量Δｔｓに応じて主噴射期間τｍに対する増量
補正量Δτｍが算出される。この算出のために、予め所
定のマップがＲＯＭ３３に格納されており、このマップ
に基づく補間計算が実行される。なお、Δｔｓ＞０のと
き、すなわち副噴射時期の遅角補正がなされるときに
は、主噴射期間増量補正量Δτｍ＞０とされ、すなわち
主噴射期間の増量補正がなされ、一方、Δｔｓ＜０のと
き、すなわち副噴射時期の進角補正がなされるときに
は、主噴射期間増量補正量Δτｍ＜０とされ、すなわち
主噴射期間の減量補正がなされる。ステップ２２２及び
２２４では、副噴射時期遅角補正量Δｔｓによる補正後
の副噴射時期ｔｓ及び主噴射期間増量補正量Δτｍによ
る補正後の主噴射期間τｍが算出されて、本ルーチンが
終了する。
遅角補正量Δｔｓに応じて主噴射期間τｍに対する増量
補正量Δτｍが算出される。この算出のために、予め所
定のマップがＲＯＭ３３に格納されており、このマップ
に基づく補間計算が実行される。なお、Δｔｓ＞０のと
き、すなわち副噴射時期の遅角補正がなされるときに
は、主噴射期間増量補正量Δτｍ＞０とされ、すなわち
主噴射期間の増量補正がなされ、一方、Δｔｓ＜０のと
き、すなわち副噴射時期の進角補正がなされるときに
は、主噴射期間増量補正量Δτｍ＜０とされ、すなわち
主噴射期間の減量補正がなされる。ステップ２２２及び
２２４では、副噴射時期遅角補正量Δｔｓによる補正後
の副噴射時期ｔｓ及び主噴射期間増量補正量Δτｍによ
る補正後の主噴射期間τｍが算出されて、本ルーチンが
終了する。
【００２５】かくして、図４（Ａ）に示されるように、
触媒温度が目標温度よりも高いときには、副噴射時期が
遅角補正され、副噴射の燃料が燃焼に寄与する度合いが
低下し、その結果、排気温度が低下し、それに伴い触媒
温度が低下して、触媒における浄化率が向上する。しか
も、その燃焼性悪化によるトルク低下分は、主噴射期間
すなわち主噴射量の増量により補償されるため、トルク
は一定に維持されて、運転性の悪化が生ずることはな
い。同様に、図４（Ｂ）に示されるように、触媒温度が
目標温度よりも低いときには、副噴射時期が進角補正さ
れ、副噴射の燃料が燃焼に寄与する度合いが増大し、そ
の結果、排気温度が上昇し、それに伴い触媒温度が上昇
して、触媒における浄化率が向上する。しかも、その燃
焼性向上によるトルク増大分は、主噴射期間すなわち主
噴射量の減量により補償されるため、トルクは一定に維
持されて、運転性の悪化が生ずることはない。
触媒温度が目標温度よりも高いときには、副噴射時期が
遅角補正され、副噴射の燃料が燃焼に寄与する度合いが
低下し、その結果、排気温度が低下し、それに伴い触媒
温度が低下して、触媒における浄化率が向上する。しか
も、その燃焼性悪化によるトルク低下分は、主噴射期間
すなわち主噴射量の増量により補償されるため、トルク
は一定に維持されて、運転性の悪化が生ずることはな
い。同様に、図４（Ｂ）に示されるように、触媒温度が
目標温度よりも低いときには、副噴射時期が進角補正さ
れ、副噴射の燃料が燃焼に寄与する度合いが増大し、そ
の結果、排気温度が上昇し、それに伴い触媒温度が上昇
して、触媒における浄化率が向上する。しかも、その燃
焼性向上によるトルク増大分は、主噴射期間すなわち主
噴射量の減量により補償されるため、トルクは一定に維
持されて、運転性の悪化が生ずることはない。
【００２６】以上、本発明の実施形態について述べてき
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
い。
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
い。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排気系にリーンＮＯx 触媒を備えた希薄燃焼可能な内燃
機関において運転性の悪化を招くことなく触媒温度を最
適な温度に維持することが可能な燃料噴射制御装置が提
供され、ＮＯx 浄化率の向上が図られる。すなわち、本
発明は、大気汚染防止に寄与するものである。
排気系にリーンＮＯx 触媒を備えた希薄燃焼可能な内燃
機関において運転性の悪化を招くことなく触媒温度を最
適な温度に維持することが可能な燃料噴射制御装置が提
供され、ＮＯx 浄化率の向上が図られる。すなわち、本
発明は、大気汚染防止に寄与するものである。
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置を
採用した４気筒ディーゼルエンジンの全体構成図であ
る。
採用した４気筒ディーゼルエンジンの全体構成図であ
る。
【図２】電子制御ユニットによる燃料噴射実行ルーチン
の処理手順を示すフローチャートである。
の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】電子制御ユニットによる燃料噴射制御量算出ル
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明による燃料噴射制御量の補正を説明する
ための図である。
ための図である。
１…ディーゼルエンジン本体 ２…吸気系 ３…エアクリーナ ４…排気系 ５…リーンＮＯx 触媒コンバータ １０…燃料タンク １１…低圧ポンプ １２…低圧導管 １３…高圧ポンプ １４…高圧導管 １５…コモンレール １６…枝管 １７…三方電磁弁 １８…燃料噴射弁 １９…返戻管 ２１…アクセル開度センサ ２２…クランク角センサ ２３…気筒判別センサ ２４…圧力センサ ２５…触媒流入排気温センサ ２６…触媒流出排気温センサ ３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ） ３１…中央処理装置（ＣＰＵ） ３２…システムバス ３３…リードオンリメモリ（ＲＯＭ） ３４…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ） ３５…入力ポート ３６…出力ポート ３７…Ａ／Ｄコンバータ ３８…駆動回路 ３９…駆動回路 ４０…カウンタ回路
フロントページの続き (72)発明者 田中 俊明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 排気系にリーンＮＯx 触媒を備えるとと
もに各気筒に燃料噴射弁をそれぞれ備えた希薄燃焼可能
かつ筒内直接噴射式の内燃機関における燃料噴射制御装
置であって、 該内燃機関の機関運転状態を検出する運転状態検出手段
と、 前記リーンＮＯx の触媒温度を検出する触媒温度検出手
段と、 前記運転状態検出手段によって検出された機関運転状態
に応じて、吸気行程又は圧縮行程の期間内における主噴
射及び膨張行程又は排気行程の期間内における副噴射の
噴射時期及び噴射量を設定する噴射制御量設定手段と、 前記触媒温度検出手段によって検出された触媒温度に応
じて、前記噴射制御量設定手段によって設定された副噴
射時期を補正する副噴射時期補正手段と、 前記副噴射時期補正手段によって副噴射時期が遅角側に
補正されたときには、前記噴射制御量設定手段によって
設定された主噴射量を増量補正するとともに、前記副噴
射時期補正手段によって副噴射時期が進角側に補正され
たときには、前記噴射制御量設定手段によって設定され
た主噴射量を減量補正する主噴射量補正手段と、 を具備することを特徴とする筒内直接噴射式内燃機関の
燃料噴射制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8213781A JPH1054287A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8213781A JPH1054287A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054287A true JPH1054287A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16644942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8213781A Pending JPH1054287A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1054287A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1035313A2 (de) | 1999-03-05 | 2000-09-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Abgastemperaturerhöhung |
| JP2002174136A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Mazda Motor Corp | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
| JP2003065115A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-05 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気浄化装置及びそのコンピュータ・プログラム |
| US7124734B2 (en) | 2004-06-04 | 2006-10-24 | Ford Global Technologies, Llc | Method of reducing exhaust gas emissions during cold start conditions and an internal combustion engine in which the method is used |
| JP2011032949A (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
-
1996
- 1996-08-13 JP JP8213781A patent/JPH1054287A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1035313A2 (de) | 1999-03-05 | 2000-09-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Abgastemperaturerhöhung |
| US6311666B1 (en) | 1999-03-05 | 2001-11-06 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and apparatus for exhaust temperature elevation |
| JP2002174136A (ja) * | 2000-12-06 | 2002-06-21 | Mazda Motor Corp | ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 |
| JP2003065115A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-05 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気浄化装置及びそのコンピュータ・プログラム |
| US7124734B2 (en) | 2004-06-04 | 2006-10-24 | Ford Global Technologies, Llc | Method of reducing exhaust gas emissions during cold start conditions and an internal combustion engine in which the method is used |
| JP2011032949A (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
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