JP2005054758A - 内燃機関のノッキング抑制装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】「ポート噴射領域」における空燃比学習値と「筒内噴射領域」における空燃比学習値とを既に学習している場合(ステップ410)に、ステップ420〜460の処理において、各気筒の各空燃比学習値を個別に算出する。すなわち、「2i−1」番気筒のみ全ての燃料を対吸気系噴射弁から噴射するようにする(ステップ430)とともに、実際の空燃比と目標とする空燃比との定常的なずれを検出することで、「2i−1」番気筒の空燃比学習値を算出する(ステップ440)。ここで、ステップ430においては、ノッキング制御を行う。
【選択図】 図7
Description
請求項1記載の発明は、燃焼室に燃料を噴射供給する対筒内噴射弁と、前記燃焼室に空気を供給する吸気系に燃料を噴射供給する対吸気系噴射弁とを備えた内燃機関に生じるノッキングを抑制するノッキング抑制装置であって、前記対吸気系噴射弁により前記燃焼室に供給される燃料量に対する前記対筒内噴射弁により前記燃焼室に供給される燃料量の比率を低下させる制御時に、ノッキングを抑制する制御を行う抑制手段を備えることをその要旨とする。
以下、本発明にかかる内燃機関のノッキング抑制装置をV型6気筒エンジンのノッキング抑制装置に適用した第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図2に、本実施形態にかかる燃料噴射制御態様を示す。同図2に示すように、本実施形態では、内燃機関10の回転速度及び負荷によって対吸気系噴射弁13を用いるか、対筒内噴射弁14を用いるか、あるいはこれら双方を用いるかが設定される。なお、ここで内燃機関10の負荷とは、例えば同内燃機関10の1回転あたりの吸入空気量等によって定義される量である。
図3に示す一連の処理においては、まずステップ100において上記エアフローメータやクランク角センサ等の検出結果に基づき基本噴射量Qbを算出する。ちなみに、ここでは先の図2に示した運転状態に応じて「ポート噴射領域」や「ポート+筒内噴射領域」では理論空燃比とするための基本となる燃料量を算出する。また、「筒内噴射領域」においては、出力空燃比とするための基本となる燃料量を算出する。
次に、空燃比フィードバック制御について説明する。上述した燃料噴射制御においては、空燃比フィードバック制御が行われている。すなわち、フィードバック補正値FAFを適宜設定することで、実際の空燃比を目標とする空燃比とするようにフィードバック制御がなされる。ただし、本実施形態では、目標とする空燃比が理論空燃比である場合には、実際の空燃比を理論空燃比自体に一致させる制御を行う代わりに、理論空燃比近傍でリーン側及びリッチ側に交互に振動する空燃比の目標値に実際の空燃比を一致させるような制御を行う。次にこれについて図4に基づいて説明する。
<ポート噴射領域の場合>
ここでは、まず先の図2に示した「ポート噴射領域」における空燃比学習値KG(1,k)「k=1、2」の学習処理の手順について図5に基づいて説明する。ちなみに、図5に示す処理は、1番気筒#1、3番気筒#3、5番気筒#5と、2番気筒#2、4番気筒#4、6番気筒#6とについてそれぞれ独立に所定周期で繰り返し実行される。
次に、先の図2に示した「筒内噴射領域」における空燃比学習値KG(2,k)「k=1、2」の学習処理の手順について図6に基づいて説明する。ちなみに、図6に示す処理は、1番気筒#1、3番気筒#3、5番気筒#5と、2番気筒#2、4番気筒#4、6番気筒#6とについてそれぞれ独立に所定周期で繰り返し実行される。
この場合、実際の空燃比が目標とする空燃比となったときのフィードバック補正値FAFの基準値「1.0」からのずれは、「2i−1」番気筒についての対筒内噴射弁14の燃料噴射性能を反映したものとなっている。そして、算出された平均値FAFAV(1)の基準値「1.0」からのずれ量を「3」倍したものを先の図6にて求めた空燃比学習値KG(2,k)から減算した値を、「2i−1」番気筒の空燃比学習値とする。
(FAF1+FAF2+FAF3)/3=FAF(1)≒1.0 …(c1)
ここで、例えば1気筒#1の燃焼室11に燃料を供給する燃料噴射弁を対吸気系噴射弁13に切り替えた場合を考える。ここでは、対吸気系噴射弁13は、対筒内噴射弁14と比較して燃料噴射特性が低下しやすい環境下におかれていないと考えられるため、1番気筒#1の対吸気系噴射弁13についての空燃比学習値と、1番気筒#1及び3番気筒#3及び5番気筒#5の対吸気系噴射弁13についての空燃比学習値KG(1,1)とは等しいとする。そして、既にこの空燃比学習値KG(1,1)は学習されているのであるから、1番気筒#1、3番気筒#3、5番気筒#5の燃焼室11に供給する全ての燃料を、1番気筒の対吸気系噴射弁13を用いて供給した場合に想定されるフィードバック補正値は、「1.0」としてよい。したがって、上記切り替えによりフィードバック補正値FAF(1)が「1.0」から「1.0+Δ」にずれたとすると、下式(c2)が成立する。
上式(c1)及び(c2)から、仮想補正値FAF1は、「1.0−3Δ」と算出される。したがって、対筒内噴射弁14についての1番気筒#1の空燃比学習値は、上記空燃比学習値KG(2,1)からずれ量Δを3倍したものを減算した値となる。
この場合、先の図5のステップ210と同様の処理によって、フィードバック補正値FAF(1)の平均値FAFAV(1)を算出する。この算出された平均値FAFAV(1)の基準値「1.0」からのずれは、「2i−1」番気筒についての対筒内噴射弁14の燃料噴射性能を反映したものとなっている。そして、算出された平均値FAFAV(1)の基準値「1.0」からのずれ量を「3(b+a)/b」倍したものを先の図6にて求めた空燃比学習値KG(2,k)から減算した値を、「2i−1」番気筒の空燃比学習値とする。
ただし、図7のステップ430の処理において、対吸気系噴射弁13により燃焼室11に燃料を供給する燃料量に対する対筒内噴射弁14により燃焼室11に燃料を供給する燃料量の比率を低下させる際には、ノッキングが生じやすくなる。
(1)所望の気筒のみ全ての燃料を対吸気系噴射弁13から噴射するようにする際、同所望の気筒の点火時期を遅角側に制御することで、ノッキングを好適に抑制することができるようになる。
以下、本発明にかかる内燃機関のノッキング抑制装置をV型6気筒エンジンのノッキング抑制装置に適用した第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(3)所望の気筒のみ全ての燃料を対吸気系噴射弁13から噴射するようにする際、対筒内噴射弁14から燃焼室11に燃料を供給するタイミングを、上記制御以前よりも圧縮行程の前半に近づけることで、ノッキングを好適に抑制することができるようになる。
以下、本発明にかかる内燃機関のノッキング抑制装置をV型6気筒エンジンのノッキング抑制装置に適用した第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(4)対筒内噴射弁14を用いて燃焼室11に供給する燃料量を対吸気系噴射弁13を用いて噴射するようにする際に、吸気弁IVの閉弁タイミングを遅角させる制御をすることで、ノッキングを抑制することができる。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・吸気弁の閉弁時期を遅角させる可変動弁機構としては、上記第3の実施形態で例示したバルブタイミング可変機構に限らない。例えばバルブリフト量可変機構や吸気弁を電磁駆動する機構であってもよい。
・対筒内噴射弁及び対吸気系噴射弁のそれぞれを用いて噴射される燃料噴射量の算出処理は、先の図3に例示したものに限らない。
・目標とする空燃比が理論空燃比であるときの空燃比学習値の学習態様としては、先の図5に例示したものに限らない。例えば実際の空燃比を理論空燃比に一致させた際のフィードバック補正値FAF(k)の基準値「1.0」からのずれに基づいて空燃比学習値を学習するようにしてもよい。
なお、上記各実施形態から把握することのできる技術思想としては、以下のものがある。
Claims (5)
- 燃焼室に燃料を噴射供給する対筒内噴射弁と、前記燃焼室に空気を供給する吸気系に燃料を噴射供給する対吸気系噴射弁とを備えた内燃機関に生じるノッキングを抑制するノッキング抑制装置であって、
前記対吸気系噴射弁により前記燃焼室に供給される燃料量に対する前記対筒内噴射弁により前記燃焼室に供給される燃料量の比率を低下させる制御時に、ノッキングを抑制する制御を行う抑制手段を備える
ことを特徴とする内燃機関のノッキング抑制装置。 - 前記抑制手段は、前記ノッキングを抑制する制御として、前記対筒内噴射弁を用いて前記燃焼室に燃料を供給するタイミングを前記比率を低下させる以前よりも圧縮行程の前半に近づける制御を行う
請求項1記載の内燃機関のノッキング抑制装置。 - 前記比率を低下させる制御は、前記対筒内噴射弁を用いて前記燃焼室に供給される燃料の少なくとも1部を前記対吸気系噴射弁を用いて前記燃焼室に供給するように切り替える制御である
請求項1又は2記載の内燃機関のノッキング抑制装置。 - 請求項3記載の内燃機関のノッキング抑制装置において、
前記内燃機関が多気筒内燃機関であり、
前記比率を低下させる制御が、当該機関の運転状態が少なくとも前記対筒内噴射弁を用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域に対応する運転状態にあるときに、所望の気筒の燃焼室に前記対筒内噴射弁により供給する燃料の少なくとも1部を前記対吸気系噴射弁によって供給するように切り替える制御である
ことを特徴とする内燃機関のノッキング抑制装置。 - 請求項4記載の内燃機関のノッキング抑制装置において、
前記所望の気筒の燃焼室に前記対筒内噴射弁により供給する燃料の少なくとも1部を前記対吸気系噴射弁によって供給するように切り替える制御は、前記対筒内噴射弁のみを用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域及び前記対吸気系噴射弁のみを用いて前記燃焼室に燃料を供給する噴射領域のそれぞれについて実際の空燃比と目標とする空燃比との定常的なずれを補償する空燃比学習値を求めた後に行われるものであって、且つ前記切り替える制御の後に実際の空燃比を目標とする空燃比にフィードバック制御するとともに、このときの前記実際の空燃比と目標とする空燃比との定常的なずれを検出し、該検出結果と前記求めた空燃比学習値とに基づいて前記所望の気筒の前記対筒内噴射弁の燃料噴射特性を求めるために行われるものである
ことを特徴とする内燃機関のノッキング抑制装置。
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