JP7120132B2 - 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ている。この制御装置は、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に基づいて前記高圧燃料ポンプにおける前記プランジャの往復動の回数である駆動回数を計数する。この制御装置は、一定の時間が経過する度に前記クランクカウンタの値を取得する取得部と、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、前記取得部が前記クランクカウンタの値を取得する度に、前記マップを参照して、前回取得したクランクカウンタの値と今回取得したクランクカウンタの値との間に前記プランジャの上死点に相当するクランクカウンタの値がいくつあるのかを算出し、算出した数を積算することによって前記高圧燃料ポンプの駆動回数を算出する駆動回数算出部と、を備えている。
機関始動時などには、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低くなっている場合がある。筒内噴射弁から適切な燃料噴射を行うためには高圧系燃圧がある程度高くなっている必要がある。
高圧燃料ポンプの駆動回数が多いということは、高圧燃料ポンプから送り出された燃料の量が多いことになるため、高圧燃料ポンプの駆動回数は高圧系燃圧と相関がある。そのため、上記構成のように、算出された駆動回数に基づいて高圧系燃圧を推定することもできる。こうした構成によれば、例えば、高圧系燃圧を検出するセンサに異常が生じている場合であっても、推定した高圧系燃圧に基づいた制御を行うことができる。
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。
バルブタイミング制御部106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、バルブタイミング制御部106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、バルブタイミング制御部106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。
制御装置100では、アイドリングストップ制御による運転停止の際に、クランクシャフト18が停止したときのクランクカウンタの値を停止時カウンタ値VCAstとして記憶部102に記憶しておくようにしている。
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。
第3カウント処理を実行している間は、クランクカウンタ算出部103によって算出されているクランクカウンタ値VCAを、取得部101が一定の時間が経過する度に取得する。そして、記憶部102は取得部101が取得したクランクカウンタ値VCAを記憶する。駆動回数算出部108は、取得部101がクランクカウンタ値VCAを取得する度に図10に示すルーチンを実行し、ポンプ駆動回数NPを算出する。すなわち、第3カウント処理では、一定の時間間隔でポンプ駆動回数NPを算出する処理が実行される。
図12は、今回値VCAnが前回値VCAx以上である場合(ステップS320:YES)の具体例を示している。図12における時刻t10、時刻t11、時刻t12、時刻t13はそれぞれ取得部101がクランクカウンタ値VCAを取得したタイミングを示している。
制御装置100では、取得部101によって一定の時間間隔でクランクカウンタ値VCAが取得される。そして、第3カウント処理では、駆動回数算出部108によって、取得部101がクランクカウンタ値VCAを取得する度に、取得部101が取得したクランクカウンタ値VCA同士の間に存在するポンプTDCに相当するクランクカウンタ値の数が算出され、算出された数に応じてポンプ駆動回数NPがカウントアップする。
また、今回値VCAnが、前回値VCAxよりも小さい場合には、今回値VCAnにクランクシャフト18の2回転分のカウントアップ量に相当する加算量「24」を加えた和と前回値VCAxとの間に、ポンプTDCに相当するクランクカウンタ値がいくつあるのかを算出してポンプ駆動回数NPが算出される。
(1)第3カウント処理が、一定の時間毎に行われるため、機関回転速度が変化してもカウント処理を実施する間隔は変化しない。そのため、クランクカウンタ値VCAがカウントアップする度にポンプ駆動回数NPをカウントアップするかどうかを確認してポンプ駆動回数NPを計数する構成を採用した場合と比べて、機関回転速度の変化によって処理負荷が大きくなるのを抑制できる。
・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。
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、
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に基づいて前記高圧燃料ポンプにおける前記プランジャの往復動の回数である駆動回数を計数する内燃機関の制御装置であり、
一定の時間が経過する度に前記クランクカウンタの値を取得する取得部と、
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、
前記取得部が前記クランクカウンタの値を取得する度に、前記マップを参照して、前回取得したクランクカウンタの値と今回取得したクランクカウンタの値との間に前記プランジャの上死点に相当するクランクカウンタの値がいくつあるのかを算出し、算出した数を積算することによって前記高圧燃料ポンプの駆動回数を算出する駆動回数算出部と、を備える内燃機関の制御装置。 - 前記駆動回数算出部によって算出された駆動回数が規定回数以上になっているときに、前記筒内噴射弁からの燃料噴射を開始させる
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記駆動回数算出部によって算出された駆動回数に基づいて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を推定する
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記駆動回数算出部によって算出された駆動回数に基づいて推定した高圧系燃圧が規定圧力以上になっているときに、前記筒内噴射弁からの燃料噴射を開始させる
請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記クランクカウンタは前記クランクシャフトが2回転する度に「0」にリセットされるものであり、
前記マップには、途中でリセットせずに前記クランクシャフトを4回転させた分に相当するクランクカウンタの値のうちで前記プランジャの上死点に相当するクランクカウンタの値が記憶されており、
前記取得部が今回取得したクランクカウンタの値が、前回取得したクランクカウンタの値よりも小さい場合には、
前記駆動回数算出部は、前記マップを参照して、今回取得したクランクカウンタの値に前記クランクシャフトの2回転分のカウントアップ量に相当する加算量を加えた和と前回取得したクランクカウンタの値との間に、前記プランジャの上死点に相当するクランクカウンタの値がいくつあるのかを算出して前記高圧燃料ポンプの駆動回数を算出する
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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