JP7111050B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、クランクシャフトの回転に連動して回転するポンプカムの作用によるプランジャの往復動により燃料室の容積が増減して燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備える内燃機関に適用される。この制御装置は、前記クランクシャフトが正回転方向に回転しているときに一定のクランク角毎にカウントアップするクランクカウンタを算出するクランクカウンタ算出部と、前記クランクシャフトが停止するまでの前記クランクシャフトの逆回転方向への回動量を示す揺り返し量を推定する推定部と、前記クランクシャフトが停止する前に最後に算出したクランクカウンタの値である最終カウンタ値と、前記推定部が推定する揺り返し量とに基づいて、機関停止時のクランクカウンタの値である停止時カウンタ値を算出する停止時カウンタ値算出部と、を備えている。そしてこの制御装置は、前記プランジャの上死点と前記クランクカウンタの値とを対応付けたマップが記憶されている記憶部と、前記停止時カウンタ値算出部によって算出した停止時カウンタ値と前記クランクカウンタの値とに基づいて前記マップを参照して前記高圧燃料ポンプの駆動回数を算出する第1駆動回数算出部と、前記筒内噴射弁に供給されている燃料の圧力である高圧系燃圧が閾値以上増大する度に前記駆動回数を1つ増加させることにより前記高圧燃料ポンプの駆動回数を算出する第2駆動回数算出部と、前記第1駆動回数算出部によって算出した駆動回数と前記第2駆動回数算出部によって算出した駆動回数との乖離に基づいて、前記停止時カウンタ値の算出に用いる前記揺り返し量を補正する補正部とを備えている。
図1に示すように、制御装置100が制御する内燃機関10の吸気ポート13には、吸気ポート13を流れる吸気中に燃料を噴射するポート噴射弁14が設けられている。吸気ポート13は吸気通路12と接続されている。吸気通路12にはスロットルバルブ31が設けられている。
次に、図2を参照して内燃機関10の燃料供給系について説明する。
さらに、制御装置100は、機関回転速度と機関負荷率に基づいて、クランクシャフト18に対する吸気カムシャフト25の位相の目標値と、クランクシャフト18に対する排気カムシャフト26の位相の目標値を算出し、吸気側可変バルブタイミング機構27と排気側可変バルブタイミング機構28とを操作する。これにより、制御装置100は、吸気バルブ23の開閉タイミングと、排気バルブ24の開閉タイミングとを制御する。例えば、制御装置100は、排気バルブ24及び吸気バルブ23の双方が開弁している期間であるバルブオーバーラップを制御する。
クランクポジションセンサ150は、磁石と磁気抵抗素子を内蔵したセンサ回路からなる磁気抵抗素子タイプのセンサである。クランクシャフト18の回転に伴ってセンサプレート151が回転すると、それに伴ってセンサプレート151の信号歯152とクランクポジションセンサ150とが近接、離間するようになる。これにより、クランクポジションセンサ150内の磁気抵抗素子にかかる磁界の方向が変化し、磁気抵抗素子の内部抵抗が変化する。センサ回路はこの抵抗値変化を電圧に変換した波形と閾値との大小関係を比較してその波形を第1の信号であるLo信号と第2の信号であるHi信号とによる矩形波に整形し、クランク角信号として出力する。
まずは、図8を参照して再始動時に筒内噴射による始動の実施の可否を判定する処理について説明する。図8は、再始動時に、制御装置100が実行するルーチンにおける処理の流れを示すフローチャートである。
なお、最終カウンタ値VCAfは、クランクシャフト18が停止する前にクランクカウンタ算出部103が最後に算出したクランクカウンタ値VCAである。機関運転の停止に際して燃料噴射と点火を停止すると、クランクシャフト18の回転速度が低下して最小になり、その後、気筒内で圧縮された空気が復元する力による揺り返しによってクランクシャフト18が逆回転方向に回動する。クランクカウンタ算出部103は、クランク角信号に基づき、燃料噴射、点火を終了してからクランクシャフト18の回転速度が低下して最小になった時点のクランクカウンタ値VCAを特定し、その値を最終カウンタ値VCAfとして記憶部102に記憶している。
ところで、推定部105が推定する揺り返し量αが実際の揺り返し量からずれていると、停止時カウンタ値算出部104によって算出される停止時カウンタ値VCAstもクランクシャフト18が実際に停止しているクランク角を示す値から乖離してしまう。
これについて、図16を参照して具体的に説明する。図16には第2態様で算出したポンプ駆動回数NPの推移を実線で示し、第1態様で算出したポンプ駆動回数NPの推移を破線で示している。
本実施形態の作用について説明する。
(1)第1態様で算出したポンプ駆動回数NPの算出結果と第2態様で算出したポンプ駆動回数NPとの比較に基づいて揺り返し量を補正するため、停止時カウンタ値VCAstの算出に用いる揺り返し量αと実際の揺り返し量とが乖離する状態が放置されたまま制御を継続することを抑制できる。
・上記実施形態では、ポンプカム67が吸気カムシャフト25に取り付けられている内燃機関10を例示したが、上記実施形態のようにポンプ駆動回数NPを算出する構成は、ポンプカム67が吸気カムシャフトによって駆動される内燃機関に限らずに適用することができる。例えば、ポンプカム67が排気カムシャフト26に取り付けられている内燃機関にも適用することができる。また、クランクシャフト18の回転に連動してポンプカム67が回転する内燃機関であれば同様に適用することができる。そのため、クランクシャフト18にポンプカム67が取り付けられている内燃機関や、クランクシャフト18と連動して回転するポンプカムシャフトを備えた内燃機関に、制御装置を適用することもできる。
・上記実施形態では、最終カウンタ値VCAfに基づいて揺り返し量αを推定する例を示したが、推定部105による揺り返し量αの推定方法は、こうした方法に限定されない。例えば、特許文献1と同様に、逆流空気量を参照して揺り返し量を推定し、最終カウンタ値VCAfと推定した揺り返し量から停止時カウンタ値VCAstを算出する方法も考えられる。こうした方法を採用している構成であっても、推定した揺り返し量を用いた態様で算出したポンプ駆動回数NPと、揺り返し量を用いない上記の第2態様によって算出したポンプ駆動回数NPとを比較して揺り返し量を補正することにより、停止時カウンタ値VCAstの算出に用いる揺り返し量のずれを抑制することができる。
Claims (5)
- クランクシャフトの回転に連動して回転するポンプカムの作用によるプランジャの往復動により燃料室の容積が増減して燃料を加圧する高圧燃料ポンプと、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁とを備える内燃機関に適用され、
前記クランクシャフトが正回転方向に回転しているときに一定のクランク角毎にカウントアップするクランクカウンタを算出するクランクカウンタ算出部と、
前記クランクシャフトが停止するまでの前記クランクシャフトの逆回転方向への回動量を示す揺り返し量を推定する推定部と、
前記クランクシャフトが停止する前に最後に算出したクランクカウンタの値である最終カウンタ値と、前記推定部が推定する揺り返し量とに基づいて、機関停止時のクランクカウンタの値である停止時カウンタ値を算出する停止時カウンタ値算出部と、を備える内燃機関の制御装置であって、
前記プランジャの上死点と前記クランクカウンタの値とを対応付けたマップが記憶されている記憶部と、
前記停止時カウンタ値算出部によって算出した停止時カウンタ値と前記クランクカウンタの値とに基づいて前記マップを参照して前記高圧燃料ポンプの駆動回数を算出する第1駆動回数算出部と、
前記筒内噴射弁に供給されている燃料の圧力である高圧系燃圧が閾値以上増大する度に前記駆動回数を1つ増加させることにより前記高圧燃料ポンプの駆動回数を算出する第2駆動回数算出部と、
前記第1駆動回数算出部によって算出した駆動回数と前記第2駆動回数算出部によって算出した駆動回数との乖離に基づいて、前記停止時カウンタ値の算出に用いる前記揺り返し量を補正する補正部とを備える内燃機関の制御装置。 - 前記補正部は、前記第1駆動回数算出部によって算出した駆動回数が、前記第2駆動回数算出部によって算出した駆動回数よりも多い場合は、前記停止時カウンタ値の算出に用いる揺り返し量をより小さくする
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記補正部は、前記第1駆動回数算出部によって算出した駆動回数が、前記第2駆動回数算出部によって算出した駆動回数よりも少ない場合は、前記停止時カウンタ値の算出に用いる揺り返し量をより大きくする
請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記補正部は、前記第1駆動回数算出部によって算出した駆動回数と、前記第2駆動回数算出部によって算出した駆動回数との乖離を解消するのに必要な量の分、前記停止時カウンタ値の算出に用いる揺り返し量を補正する
請求項2又は請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記記憶部には、前記プランジャの上死点と前記クランクカウンタの値とを対応付けたマップである第1マップに加え、前記最終カウンタ値と揺り返し量とを対応付けた第2マップが記憶されており、
前記推定部が、前記第2マップを参照して前記最終カウンタ値に基づいて前記揺り返し量を推定し、
前記補正部が、前記第2マップを補正することによって前記推定部によって推定される揺り返し量を補正する
請求項1~4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
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