JP2019094876A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.内燃機関の制御装置は、磁性体からなる可動子にコイルへの通電処理による電磁力が作用することによって開弁してデリバリパイプから供給される燃料を燃焼室に噴射する筒内噴射弁を備えた内燃機関に適用され、前記デリバリパイプ内の圧力の検出値に基づき、前記通電処理によって前記コイルを流れるピーク電流の指令値を算出するピーク電流指令値算出処理と、前記コイルに流れるピーク電流を指令値に制御するピーク制御処理と、を実行し、前記ピーク電流指令値算出処理は、1つの気筒において1燃焼サイクル内に前記筒内噴射弁から燃料を複数回噴射する多段噴射が実行されることを条件に、前記多段噴射の時系列的に隣り合う一対の燃料噴射のうちの先行して実行される進角側噴射の前記指令値よりもその後に実行される遅角側噴射の前記指令値を大きい値に算出する処理を含む。
筒内噴射弁が吸気バルブと排気バルブとの間に設けられている場合、たとえば筒内噴射弁が吸気バルブと排気バルブとの間から外れて吸気バルブに寄せて設けられている場合等と比較すると、筒内噴射弁の噴射孔とデリバリパイプとの距離が長くなる傾向がある。そしてその場合、デリバリパイプ内の圧力と筒内噴射弁内の噴射孔付近の圧力との差が大きくなりやすい。このため、遅角側噴射のピーク電流の指令値を大きくすることのメリットが特に大きい。
図1に示すように、内燃機関10の吸気通路12のうち過給機13の下流側には、スロットルバルブ14が設けられており、スロットルバルブ14の下流には、ポート噴射弁16が設けられている。吸気通路12に吸入された空気やポート噴射弁16から噴射された燃料は、吸気バルブ18の開弁に伴って、シリンダ20およびピストン22によって区画された燃焼室24に流入する。燃焼室24には、点火装置26や筒内噴射弁30が設けられている。燃焼室24内において、燃料と空気との混合気は、点火装置26による火花放電によって、燃焼に供され、燃焼によって生じたエネルギは、ピストン22を介してクランク軸50の回転エネルギに変換される。燃焼に供された混合気は、排気バルブ52の開弁に伴って、排気として、排気通路54に排出される。排気通路54のうち過給機13の下流には、三元触媒56が設けられている。
目標値設定処理M10は、クランク角センサ100の出力信号Scrに基づき算出された回転速度NEと、負荷率KLとに基づき、燃圧PFの目標値PF*を、燃焼室24内の充填空気量が多い場合に少ない場合よりも高くなるように設定する。ここで、負荷率KLは、筒内充填空気量を定量化するパラメータであり、CPU92により、吸入空気量Gaに基づき算出される。負荷率KLは、基準流入空気量に対する、1気筒の1燃焼サイクル当たりの流入空気量の比である。ちなみに、基準流入空気量は、回転速度NEに応じて可変設定される量としてもよい。
要求噴射量算出処理M14は、回転速度NEと負荷率KLとに基づき、要求噴射量Qdを算出する。要求噴射量Qdは、燃焼室24において燃焼に供される混合気の空燃比を目標空燃比とするための量に設定される。なお、目標空燃比は、たとえば理論空燃比とすればよい。
図3に、噴射弁操作処理M18による筒内噴射弁30の操作を例示する。詳しくは、スイッチング素子SW1〜SW3のそれぞれの操作状態の推移と、ソレノイドコイル42を流れる電流Iの推移とを示す。ちなみに、CPU92は、シャント抵抗74の電圧降下によって電流Iを検知する。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
(1)触媒急速暖機処理のように、第1の燃料噴射Q1の開始から第2の燃料噴射Q2の開始までのクランク角度間隔が小さい場合、第1の燃料噴射Q1において参照した燃圧PFを流用した。詳しくは、S26の処理によって算出されるピーク電流指令値Ip*を流用した。これにより、第2の燃料噴射Q2のピーク電流指令値Ip*の設定のために新たに燃圧PFを取得することが困難な場合であっても、そのピーク電流指令値Ip*を適切に設定できる。
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。[1]ピーク電流指令値算出処理は、S10〜S32の処理に対応し、ピーク制御処理は、S34の処理に対応し、進角側噴射の指令値は、S10の処理において否定判定される場合のピーク電流指令値Ip*に対応し、遅角側噴射の指令値は、S10の処理において肯定判定される場合のピーク電流指令値Ip*に対応する。[2]図9の処理に対応する。[3]ベース処理は、S14〜S26の処理に対応し、補正量算出処理は、S30の処理に対応する。進角側噴射と遅角側噴射とで同一の検出値を用いる処理は、S27の処理に対応する。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
ベース処理として、S14〜S26の処理を実行する代わりに、S22,S24の処理を削除してもよい。またたとえば、S16〜S22の処理を削除して、ベース処理を、S24の処理としてもよい。
上記実施形態では、S26の処理により算出したピーク電流指令値Ip*を増加補正量ΔIpにより補正したが、これに限らない。たとえば、燃圧PF、ポンプ吐出量DAおよび時間間隔を入力変数とし、ピーク電流指令値Ip*を出力変数とするマップデータをROM94に記憶しておき、CPU92によりピーク電流指令値Ip*をマップ演算してもよい。
マルチ噴射としては、図4に例示したものに限らない。たとえば、触媒の急速暖機のための領域Ad4以外には、筒内噴射弁30を用いた多段噴射を実行しないものであってもよい。もっとも、触媒の急速暖機処理に筒内噴射弁30を用いた多段噴射を実行することも必須ではない。たとえば、領域Ad2,Ad3のみ、筒内噴射弁30を用いた多段噴射を実行してもよい。また、「内燃機関について」の欄に記載したようにポート噴射弁16を備えない場合、ポート噴射弁16と筒内噴射弁30との双方を用いた多段噴射は実行しない。もっとも、ポート噴射弁16と筒内噴射弁30との双方を備える場合であっても、たとえば筒内噴射弁30単独での多段噴射のみが実行される設定でもよい。
上記実施形態では、吸気バルブ18と排気バルブ52とによって挟まれる領域に筒内噴射弁30を配置したがこれに限らない。たとえば、吸気バルブ18と排気バルブ52とによって挟まれる領域から外れて吸気通路12側に筒内噴射弁30を寄せて配置するなどしてもよい。この場合であっても、筒内噴射弁30内における圧力の脈動の影響によって開弁に必要なピーク電流が大きくなり得る場合には、進角側の噴射からの時間間隔に基づきピーク電流指令値を増加させることが有効である。
制御装置としては、CPU92とROM94とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路(たとえばASIC等)を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の(a)〜(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、1または複数のソフトウェア処理回路および1または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。
上記実施形態では、ポート噴射弁16および筒内噴射弁30を備えたがこれに限らず、筒内噴射弁30のみを備えてもよい。また、過給機13を備えることも必須ではない。
Claims (5)
- 磁性体からなる可動子にコイルへの通電処理による電磁力が作用することによって開弁してデリバリパイプから供給される燃料を燃焼室に噴射する筒内噴射弁を備えた内燃機関に適用され、
前記デリバリパイプ内の圧力の検出値に基づき、前記通電処理によって前記コイルを流れるピーク電流の指令値を算出するピーク電流指令値算出処理と、
前記コイルに流れるピーク電流を指令値に制御するピーク制御処理と、を実行し、
前記ピーク電流指令値算出処理は、1つの気筒において1燃焼サイクル内に前記筒内噴射弁から燃料を複数回噴射する多段噴射が実行されることを条件に、前記多段噴射の時系列的に隣り合う一対の燃料噴射のうちの先行して実行される進角側噴射の前記指令値よりもその後に実行される遅角側噴射の前記指令値を大きい値に算出する処理を含む内燃機関の制御装置。 - 前記ピーク電流指令値算出処理は、前記進角側噴射と前記遅角側噴射との間の時間間隔が短い場合に長い場合よりも前記指令値を大きい値とする処理を含む請求項1記載の内燃機関の制御装置。
- 前記ピーク電流指令値算出処理は、
前記圧力の検出値に基づき、ピーク電流の指令値を算出するベース処理と、
前記進角側噴射と前記遅角側噴射との間の時間間隔が短い場合に長い場合よりも増加補正量を大きい値に算出する補正量算出処理と、
前記ベース処理によって算出された前記指令値を前記補正量算出処理によって算出された増加補正量によって増加補正した値を前記遅角側噴射の前記指令値とする処理と、
前記ベース処理によって算出された前記指令値を前記進角側噴射の前記指令値とし、前記進角側噴射と前記遅角側噴射とで、前記ベース処理の入力として同一の前記圧力の検出値を用いる処理と、を含む請求項2記載の内燃機関の制御装置。 - 前記筒内噴射弁は、吸気バルブと排気バルブとによって挟まれる領域に配置されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関の排気通路には、触媒が設けられており、
前記ピーク電流指令値算出処理は、前記内燃機関の始動後における前記触媒の急速暖機処理として前記筒内噴射弁から多段噴射がなされる場合に実行される請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。
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