JP6084443B2 - エンジンの制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
排気行程から吸気行程に移行するガス量減少期間付近では筒内温度はほぼ一定であることが発明者の実験等により判明している。この態様によれば、筒内圧及び燃焼室の容積の乗算値から、ガス量が最小となるピストン位置を推測することができる。そしてピストンがガス量最小位置に位置したとき吸気バルブ及び排気バルブを閉じることで、休止気筒における損失を最小限とし、減筒運転における燃費の改善を図ることができる。
この態様によれば、ガス量最小位置は、1サイクル毎に更新されるので、例えばEGR量、過給圧等の要因によって、吸気行程で吸入される気体量が変動しても、その変動をガス量最小位置に反映することができる。
図1に示すように、気筒としてのシリンダ11が形成されたシリンダブロック12には、シリンダヘッド13が搭載されている。シリンダヘッド13には、シリンダ11に連通する一対の吸気ポート18と一対の排気ポート19とが形成されている。シリンダ11内には、ピストン16が図示しないクランクによって往復動可能に収容されている。このピストン16、シリンダヘッド13及びシリンダブロック12によって燃焼室17が区画されている。また、シリンダヘッド13には、燃焼室17内に燃料を噴射するインジェクタ22が設けられている。
本実施形態では、燃焼室17内の気体の質量が最小となった位置を、筒内圧及び燃焼室17の容積から逐次算出する。そのガス量最小位置θminの算出方法について説明する。このガス量最小位置の算出処理は、クランク角が0°〜720°の1サイクル毎に行われる。
n=PV/RT
一方、図5中鎖線で示すように、排気行程から吸気行程に移行するガス量減少期間(300°〜400°)付近では筒内温度はほぼ一定であることが発明者の実験等により判明している。このガス量減少期間では、吸気バルブ20が開き始めるため、温度の低い新気等が吸入されるためである。従って、気体の質量が最小となる位置は、筒内圧Pと容積Vとの乗算値が最小となる位置と同じである。また、筒内圧センサ50は、温度センサに比べ応答性が高いため、ガス量最小位置θminを的確に算出することができる。
20及び排気バルブ21がガス量最小位置θminで閉じる場合のP−V曲線は、上死点で閉弁した場合よりも筒内圧が低く、エネルギー損失量も小さい。このため、減筒運転時における燃費をさらに向上することができる。
(1)上記実施形態によれば、全筒運転と減筒運転とを切り替えるECU10は、休止可能な気筒に設けられ且つ燃焼室17の圧力を検出する筒内圧センサ50から筒内圧を入力する。また、ECU10は、筒内圧と燃焼室17の容積とから排気行程から吸気行程にかけて燃焼室17内の気体の質量が最小となるピストン位置を演算してガス量最小位置θminとする。さらに、ECU10は、減筒運転条件が成立したとき、ピストン16がガス量最小位置θminに位置したタイミングで吸気バルブ20及び排気バルブ21を閉弁する。即ち、排気行程から吸気行程にかけてのガス減少期間は気筒内の温度変動が小さいため、筒内圧及び燃焼室17の容積から、ガス量が最小となるピストン位置を算出することができる。そしてガス量最小位置θminに基づき、吸気バルブ20及び排気バルブ21を閉弁することで、休止気筒におけるエネルギー損失を最小限とし、減筒運転における燃費の改善を図ることができる。
・上記実施形態では、電磁弁43がオン信号を入力したとき閉弁し、オフ信号を入力したとき開弁する態様にしたが、電磁弁43はオフ信号を入力したとき開弁し、オン信号を入力したとき閉弁してもよい。
Claims (4)
- 全筒運転と減筒運転とを切り替えるエンジンの制御装置であって、
休止可能な気筒に少なくとも設けられ且つ燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサから、排気行程から吸気行程に至る所定の期間における筒内圧を複数回入力し、
前記所定の期間内において筒内圧を入力する度に、前記入力した筒内圧と、該筒内圧を検出したときのクランク角に基づき算出された前記燃焼室の容積とを乗算し、この乗算値が最小となるピストンの位置を、排気行程から吸気行程におけるガス量最小位置とし、
減筒運転条件が成立した際、1サイクル前に算出された前記ガス量最小位置を取得し、前記ピストンが前記ガス量最小位置に位置したときに吸気バルブ及び排気バルブを閉じるエンジンの制御装置。 - 前記エンジンは、前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉タイミングを可変とする油圧式の可変動弁機構を備え、
前記制御装置は、
前記可変動弁機構を流動する作動油の油温及び油圧に応じて、油路を開閉するアクチュエータに対し駆動指令を出力してから前記吸気バルブ及び前記排気バルブを閉弁させるまでの応答遅れ時間を演算し、
前記ピストンが前記ガス量最小位置に到達する時点よりも前記応答遅れ時間分早く前記アクチュエータに駆動指令を出力する請求項1に記載のエンジンの制御装置。 - 前記ガス量最小位置を、前記吸気行程から前記排気行程に至る期間毎に算出する請求項1又は2に記載のエンジンの制御装置。
- 全筒運転と減筒運転とを切り替えるエンジンの制御方法であって、
前記エンジンの制御装置が、
休止可能な気筒に設けられ且つ燃焼室の圧力を検出する筒内圧センサから、排気行程から吸気行程に至る所定の期間における筒内圧を複数回入力し、
前記所定の期間内において筒内圧を入力する度に、前記入力した筒内圧と、該筒内圧を検出したときのクランク角に基づき算出された前記燃焼室の容積とを乗算し、この乗算値が最小となるピストンの位置を、排気行程から吸気行程におけるガス量最小位置とし、
減筒運転条件が成立した際、1サイクル前に算出された前記ガス量最小位置を取得し、前記ピストンが前記ガス量最小位置に位置したときに吸気バルブ及び排気バルブを閉じるエンジンの制御方法。
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