JPH1054287A - Fuel injection controller for in-cylinder direct injection type internal combustion engine - Google Patents
Fuel injection controller for in-cylinder direct injection type internal combustion engineInfo
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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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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a lean N
The present invention relates to a fuel injection control device for a lean-burn, direct-injection type internal combustion engine having an O x catalyst and a fuel injection valve in each cylinder.
【0002】[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。2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of fuel economy, a lean burn (lean burn) engine has been developed as a gasoline engine, and the application range of a diesel engine has been expanding. In diesel engines and lean burn engines, fuel is burned under a large excess air ratio, and while HC (hydrocarbon) and CO (carbon monoxide), which are incomplete combustion components, are emitted less,
The amount of emission of NO x (nitrogen oxide) generated by the reaction between the nitrogen in the air and the unburned oxygen increases, and the amount of unreacted O 2 in the exhaust gas also increases.
【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。[0003] Therefore, the lean NO x catalyst which can lean state, that O 2 is reduced and purify NO x in the exhaust gas in the state present in excess is used. As the lean NO x catalyst, a zeolite-based catalyst supporting a transition metal or a noble metal is often used. Although in the NO x purification by lean NO x catalyst requires the presence of a reducing agent such as HC, since it is insufficient in the amount of reducing agent present in the exhaust gas, the reducing agent upstream of the lean NO x catalyst A sub-injection is performed in which a fuel as a reducing agent is injected into a cylinder under a condition in which a device for adding a fuel is provided, or fuel flows out to a catalyst without burning.
【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。On the other hand, in a direct injection type engine such as a diesel engine, since it is necessary to achieve precise control of high-pressure fuel, a common rail type fuel injection system has recently been developed. This common-rail fuel injection system stores high-pressure fuel generated by a high-pressure pump in a common rail, and injects high-pressure fuel from the common rail to each cylinder of the engine by opening and closing a solenoid valve. The pressure is always controlled to an optimum value by the pressure sensor and the discharge amount control mechanism of the pump.
【0005】[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。However, lean NO
The temperature range in which the x catalyst can reduce and purify NO x, that is, the temperature window of the lean NO x catalyst is a very narrow range. Various proposals have been made as countermeasures. For example, JP-A-4-231645, in-cylinder direct injection engine employing a lean NO x catalyst system and the common rail fuel injection system, for supplying HC as a reducing agent to the lean NO x catalyst sub By changing the injection timing according to the catalyst temperature, N
A technique for improving the O x purification rate is disclosed.
【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。According to the above prior art, the early stage of the combustion stroke (expansion stroke) (for example, 60 crank angles after top dead center).
When the sub-injection timing is set to the above, the injected fuel almost burns and contributes to an increase in the exhaust gas temperature, that is, the catalyst temperature. However, since a part of the combustion energy becomes the engine output, the torque increases against the driver's will, which may cause deterioration of the drivability.
【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。[0007] In view of the above situation, an object of the present invention is that the lean-burn internal combustion engine capable of having a lean NO x catalyst, maintaining the catalyst temperature to optimum temperatures without causing the degradation of vehicle drivability in the exhaust system An object of the present invention is to improve the NO x purification rate by providing a fuel injection control device capable of performing the above. In addition, an object of the present invention is to contribute to prevention of air pollution.
【0008】[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。Means for Solving the Problems] was devised in order to achieve the above object, according to the present invention, a fuel injection control apparatus for a cylinder direct injection type internal combustion engine, each provided with a lean NO x catalyst in an exhaust system a fuel injection control apparatus in the lean combustible and-cylinder direct injection type internal combustion engine with each fuel injection valve into the cylinder, the operating condition detecting means for detecting an engine operating condition of the internal combustion engine, said lean NO x And a main injection during an intake stroke or a compression stroke and a sub-injection during an expansion stroke or an exhaust stroke according to the engine operating state detected by the operating state detecting means. Injection control amount setting means for setting the injection timing and injection amount of the injection, and setting by the injection control amount setting means according to the catalyst temperature detected by the catalyst temperature detection means. A sub-injection timing correcting means for correcting the set sub-injection timing, and increasing the main injection amount set by the injection control amount setting means when the sub-injection timing is corrected to the retard side by the sub-injection timing correcting means. And a main injection amount correction means for reducing the main injection amount set by the injection control amount setting means when the sub injection timing is corrected to the advance side by the sub injection timing correction means. It is characterized by doing.
【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。[0009] In the fuel injection control device according to the present invention configured as described above, the sub-injection timing during the expansion stroke or the exhaust stroke is corrected according to the catalyst temperature.
That is, when the catalyst temperature is high, the degree to which the fuel of the sub-injection contributes to combustion is reduced by retarding the sub-injection timing, and as a result, the exhaust gas temperature is reduced, and the catalyst temperature is reduced accordingly. Becomes possible. In addition, the decrease in torque due to the deterioration of the flammability is compensated for by increasing the main injection amount, so that the torque is kept constant and the operability does not deteriorate. On the other hand, when the catalyst temperature is low, the degree to which the fuel of the sub-injection contributes to combustion is increased by advancing the sub-injection timing,
As a result, it becomes possible to raise the exhaust gas temperature and accordingly the catalyst temperature. In addition, the increase in torque due to the improvement in the flammability is compensated by the decrease in the main injection amount, so that the torque is kept constant and the operability does not deteriorate.
【0010】[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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【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。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a four-cylinder diesel engine employing a fuel injection control device according to one embodiment of the present invention. Air required for combustion in the engine body 1 is supplied to the engine body 1 via the intake system 2.
At this time, the air is supplied to the air cleaner 3 provided in the intake system 2.
Is filtered. On the other hand, the fuel stored in the fuel tank 10 is pumped by a low-pressure pump 11 and supplied to a high-pressure pump 13 via a low-pressure conduit 12. The high pressure pump 13 pumps fuel to the common rail 15 via the high pressure conduit 14.
【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。The fuel stored in the common rail 15 in a high pressure state is supplied to each fuel injection valve 18 having a three-way solenoid valve 17 through each branch pipe 16, and is injected into each cylinder by each fuel injection valve 18. . A part of the fuel can be returned from the three-way solenoid valve 17 to the fuel tank 10 via the return pipe 19 without being injected from the fuel injection valve 18. Then, the exhaust gas generated in the engine body 1 is discharged from the exhaust system 4. At that time, the exhaust gas is purified by a lean NO x catalytic converter 5 provided in the exhaust system 4.
【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。An electronic control unit (ECU) 30 is a microcomputer system for executing fuel injection control. According to the programs and various maps stored in the read only memory (ROM) 33, the central processing unit (C)
PU) 31 inputs signals from various sensors into an input port 35.
, An arithmetic process is executed based on the input signal, and various actuator control signals are output via the output port 36 based on the arithmetic result. The random access memory (RAM) 34 is used as a temporary data storage place in the operation / control processing. These components in the ECU are connected by a system bus 32 including an address bus, a data bus, and a control bus.
【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。An accelerator opening sensor 21 for generating an output voltage corresponding to the opening θA of an accelerator pedal (not shown) is connected to an input port 35 of the ECU 30 via an A / D converter 37. . The input port 35 is connected to the crank angle sensor 22 that generates a number of output pulses per unit time in proportion to the engine speed NE. Further, the input port 35 is connected to the cylinder discrimination sensor 23 that generates an output pulse at the compression top dead center of the first cylinder and the fourth cylinder. A pressure sensor 24 for generating an output voltage corresponding to the pressure in the common rail 15 is provided at the input port 35 with an A / D converter 37.
Connected through. In addition, the input port 35
A catalyst inflow exhaust temperature sensor 25 that generates an output voltage according to the temperature of the exhaust gas flowing into the catalytic converter 5 and a catalyst outflow exhaust temperature sensor 26 that generates an output voltage according to the temperature of the exhaust gas flowing out of the catalytic converter 5 are respectively A It is connected via a / D converter 37.
【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。On the other hand, the output port 36 of the ECU 30
A pressure control solenoid valve in the high pressure pump 13 is connected via a drive circuit 38. Then, the ECU 30 determines the amount of fuel pressure to be sent from the high-pressure pump 13 to the common rail 15 based on the output signal of the pressure sensor 24 so that the pressure in the common rail 15 becomes a desired value. Control the solenoid valve. The pressure in the common rail 15 determines the injection rate (fuel injection amount per unit crank angle or unit time) of the fuel injected from the fuel injection valve 18 into each cylinder. The output port 36 is connected to a three-way solenoid valve 17 in the fuel injection valve 18 via a drive circuit 39 and a counter circuit 40. The ECU 30 controls the fuel injection timing and the fuel injection period by controlling the opening and closing of the three-way solenoid valve 17.
Note that the product of the fuel injection rate and the fuel injection period is the fuel injection amount.
【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。FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of a fuel injection execution routine by the ECU 30. This routine is executed at every fixed crank angle, for example, at a crank angle of 30.
It is executed as an interrupt process every time. First, in step 102, the angle determination counter CNE counts. CNE is incremented by one from 0 to 5 every 30 degrees of crank angle, and after CNE becomes 5, CNE is increased.
NE is set to 0, and is again increased by 1 every 30 degrees of the crank angle.
【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。Next, at step 104, a cylinder discrimination counter CCYL is counted. CCYL is
From 0 to 3, it is incremented by 1 every 180 degrees of the crank angle. After CCYL becomes 3, CCYL is set to 0, and is incremented again by 1 every 180 degrees of the crank angle. The time when CCYL changes indicates the compression top dead center of each cylinder. For example, the time when CCYL is increased to 3 indicates the compression top dead center of the fourth cylinder, and CCYL is 3
The point at which the value is cleared from 0 to 0 indicates the compression top dead center of the second cylinder, and the point at which CCYL is increased to 1 indicates the compression top dead center of the first cylinder. The time when CNE is cleared from 5 to 0 coincides with the time when CCYL changes, and indicates the compression top dead center of each cylinder.
【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。In step 106, CNE and CCYL
Is calculated based on the following formula.
The cylinder nm is a cylinder that is in the compression stroke from the intake stroke. Next, at step 108, it is determined whether or not the CNE has reached a value CNEm to be set in the counter 40 for a main injection start time tm and a main injection period τm to be described later. CN
When E = CNEm, the routine proceeds to step 110, where the main injection start time tm and the main injection period τm from the current time to the main injection start time are set in the counter 40. When the main injection start time tm is set in the counter 40, the counter 40 starts counting, and when the main injection start time tm has elapsed, the main injection is performed. At this time, counting of the main injection period τm is started, and when the main injection period τm has elapsed, the main injection is stopped. If a negative determination is made in step 108, step 110 is skipped and the main injection is not performed.
【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。Next, at step 112, the cylinder ns for which sub-injection is to be executed is calculated based on CNE and CCYL. The cylinder ns is a cylinder in an expansion stroke or an exhaust stroke. Next, at step 114, the CNE counts a sub-injection start time ts and a sub-injection period t
It is determined whether the value CNEs to be set to 0 has been reached. When CNE = CNEs, the routine proceeds to step 116, where the sub injection start time t from the current time to the sub injection start time
s and the sub injection period τs are set in the counter 40.
When the sub-injection start time ts is set in the counter 40,
The counter 40 starts counting, and the sub-injection start time ts
Is elapsed, the sub-injection is executed. At this time, counting of the sub-injection period τs is started, and when the sub-injection period τs elapses, the sub-injection is stopped. If a negative determination is made in step 114, step 116 is skipped and the sub-injection is not performed.
【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。FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of a fuel injection control amount calculation routine by the ECU 30.
This routine is executed as interrupt processing that occurs in a predetermined time period. First, in step 202, based on the outputs of the accelerator opening sensor 21 and the crank angle sensor 22, the current accelerator opening θA and engine speed N
E is detected. Next, at step 204, the target common rail pressure PCt is calculated according to the detected accelerator opening θA and the engine speed NE. Note that, for this calculation, a predetermined map is stored in the ROM 33 in advance, and interpolation calculation based on this map is executed.
The ECU 30 determines the amount of fuel pressure to be sent from the high-pressure pump 13 to the common rail 15 so that the common-rail pressure PC detected by the pressure sensor 24 becomes the target common-rail pressure PCt. Execute the control for. That is, the feedback control regarding the common rail pressure PC is separately executed.
【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。Next, at step 206, the main injection start time tm, the main injection period τm, and the count values of the angle discrimination counter for setting tm and τm in the counter 40 in accordance with the accelerator opening θA and the engine speed NE. C
NEm is calculated. Note that, for this calculation, a predetermined map is stored in the ROM 33 in advance, and interpolation calculation based on this map is executed. Similarly, step 20
8, the sub-injection start time ts, sub-injection period τs, and t
The count value CNEs of the angle determination counter for which s and τs are to be set in the counter 40 is calculated. Note that, for this calculation, a predetermined map is stored in the ROM 33 in advance, and interpolation calculation based on this map is executed.
【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。Next, at step 210, the current catalyst inflow exhaust gas temperature THEI and catalyst outflow exhaust gas temperature THEO are detected based on the outputs of the catalyst inflow exhaust temperature sensor 25 and the catalyst outflow exhaust temperature sensor 26. Next, at step 212, the actual catalyst temperature THC is estimated based on the detected THEI and THEO. Then, in step 214, the lean NO x catalyst 5 catalyst temperature deviation ΔT that indicates the actual catalyst temperature THC is how much higher than the target catalyst temperature THCt for achieving high removal rate
HC is calculated. When ΔTHC <0, it indicates that the catalyst temperature THC is lower than the target catalyst temperature THCt.
【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。Next, at step 216, it is determined whether the absolute value of ΔTHC is less than a predetermined value. When the determination result of step 216 is YES, it is considered that correction of the fuel injection control amount for adjusting the catalyst temperature is particularly unnecessary, and this routine is ended. On the other hand, if the decision result in the step 216 is NO, the following fuel injection control amount correction is executed. First, step 2
At 18, the sub-injection timing retard correction amount Δts is calculated according to the catalyst temperature deviation ΔTHC. For this calculation, a predetermined map is stored in the ROM 33 in advance, and an interpolation calculation based on this map is executed. Note that ΔTHC> 0
, That is, the catalyst temperature THC is equal to the target catalyst temperature THC.
When it is higher than t, the sub-injection timing retard correction amount Δts>
0, that is, the delay correction of the sub-injection timing is performed. On the other hand, when ΔTHC <0, that is, when the catalyst temperature THC is lower than the target catalyst temperature THCt, the sub-injection timing retardation correction amount Δts <0, That is, advance correction of the sub-injection timing is performed.
【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。Next, at step 220, an increase correction amount Δτm for the main injection period τm is calculated according to the sub-injection timing retard correction amount Δts. For this calculation, a predetermined map is stored in the ROM 33 in advance, and an interpolation calculation based on this map is executed. Note that when Δts> 0, that is, when the retard correction of the sub-injection timing is performed, the main injection period increase correction amount Δτm> 0, that is, when the main injection period increase correction is performed, while when Δts <0, That is, when the advance angle correction of the sub-injection timing is performed, the main injection period increase correction amount Δτm <0, that is, the decrease correction of the main injection period is performed. In steps 222 and 224, the sub-injection timing ts after correction by the sub-injection timing retardation correction amount Δts and the main injection period τm after correction by the main injection period increase correction amount Δτm are calculated, and this routine ends.
【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。Thus, as shown in FIG.
When the catalyst temperature is higher than the target temperature, the sub-injection timing is retarded and the degree to which the fuel of the sub-injection contributes to combustion decreases, and as a result, the exhaust gas temperature decreases, and accordingly the catalyst temperature decreases. In addition, the purification rate of the catalyst is improved. In addition, the decrease in torque due to the deterioration of the flammability is compensated by the main injection period, that is, the increase of the main injection amount, so that the torque is kept constant and the operability does not deteriorate. Similarly, as shown in FIG. 4B, when the catalyst temperature is lower than the target temperature, the sub-injection timing is advanced and the degree of contribution of the sub-injection fuel to combustion increases, and as a result, The exhaust gas temperature rises, and the catalyst temperature rises accordingly, so that the purification rate of the catalyst improves. Moreover, the increase in torque due to the improvement in the flammability is compensated by the main injection period, that is, the decrease in the main injection amount, so that the torque is kept constant and the operability does not deteriorate.
【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。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is of course not limited to these embodiments.
【0027】[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。As described above, according to the present invention,
Exhaust system lean NO x catalyst lean combustible fuel injection control device capable of maintaining the catalyst temperature to optimum temperatures without causing the degradation of vehicle drivability in an internal combustion engine having a are provided, NO x purification rate Is improved. That is, the present invention contributes to prevention of air pollution.
【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。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a four-cylinder diesel engine employing a fuel injection control device according to one embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of a fuel injection execution routine by an electronic control unit.
【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。FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of a fuel injection control amount calculation routine by an electronic control unit.
【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。FIG. 4 is a diagram for explaining correction of a fuel injection control amount according to the present invention.
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1 ... diesel engine body 2 ... intake system 3 ... air cleaner 4 ... exhaust system 5 ... lean NO x catalytic converter 10 ... Fuel tank 11 ... low-pressure pump 12 ... a low-pressure conduit 13 ... a high-pressure pump 14 ... high-pressure line 15 ... common rail 16 ... branch pipe DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 ... Three-way solenoid valve 18 ... Fuel injection valve 19 ... Return pipe 21 ... Accelerator opening sensor 22 ... Crank angle sensor 23 ... Cylinder discrimination sensor 24 ... Pressure sensor 25 ... Catalyst inflow exhaust temperature sensor 26 ... Catalyst outflow exhaust temperature sensor 30 ... Electronic control unit (ECU) 31 Central processing unit (CPU) 32 System bus 33 Read only memory (ROM) 34 Random access memory (RAM) 35 Input port 36 Output port 37 A / D converter 38 Drive circuit 39 ... Drive circuit 40 ... Counter circuit
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Continued on the front page (72) Inventor Toshiaki Tanaka 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation
Claims (1)
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。1. A fuel injection control device for a lean-burn, direct-injection-type internal combustion engine having a lean NO x catalyst in an exhaust system and a fuel injection valve in each cylinder. operating condition detecting means for detecting an engine operating condition, the catalyst temperature detecting means for detecting a catalyst temperature of the lean NO x, in accordance with the engine operating conditions detected by said operating condition detecting means, the intake stroke or compression stroke An injection control amount setting unit for setting an injection timing and an injection amount of a main injection and a sub-injection during a period of an expansion stroke or an exhaust stroke within a period, and the injection is performed according to a catalyst temperature detected by the catalyst temperature detection unit. Sub-injection timing correction means for correcting the sub-injection timing set by the control amount setting means, and the sub-injection timing is corrected to the retard side by the sub-injection timing correction means. When the main injection amount set by the injection control amount setting unit is increased, the sub injection timing is corrected to the advance side by the sub injection timing correction unit. A fuel injection control device for a direct injection type internal combustion engine, comprising: a main injection amount correction means for reducing a set main injection amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8213781A JPH1054287A (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Fuel injection controller for in-cylinder direct injection type internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8213781A JPH1054287A (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Fuel injection controller for in-cylinder direct injection type internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1054287A true JPH1054287A (en) | 1998-02-24 |
Family
ID=16644942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8213781A Pending JPH1054287A (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Fuel injection controller for in-cylinder direct injection type internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1054287A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1035313A2 (en) | 1999-03-05 | 2000-09-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and apparatus for increasing the exhaust gas temperature |
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 |
JP4587012B2 (en) * | 2000-12-06 | 2010-11-24 | マツダ株式会社 | Fuel injection control device for diesel engine |
JP2011032949A (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control device for internal combustion engine |
-
1996
- 1996-08-13 JP JP8213781A patent/JPH1054287A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1035313A2 (en) | 1999-03-05 | 2000-09-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and apparatus for increasing the exhaust gas temperature |
US6311666B1 (en) | 1999-03-05 | 2001-11-06 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and apparatus for exhaust temperature elevation |
JP4587012B2 (en) * | 2000-12-06 | 2010-11-24 | マツダ株式会社 | Fuel injection control device for diesel engine |
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 (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control device for internal combustion engine |
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