JP2006194096A - Controller for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、4サイクル火花点火運転方式と2サイクル自着火運転方式とにより運転を行うことができる気筒を複数備えてなる多気筒内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a multi-cylinder internal combustion engine including a plurality of cylinders that can be operated by a four-cycle spark ignition operation method and a two-cycle self-ignition operation method.
従来から、クランク角が720度回転する毎に排気行程、吸気行程、圧縮行程及び火花点火による燃焼行程を繰り返す4サイクル火花点火運転方式と、同クランク角が360度回転する毎に排気行程、掃気行程、吸気行程、圧縮行程及び自着火(自己着火)による燃焼行程を繰り返す2サイクル自着火運転方式と、により運転を行うことができる気筒を複数備えてなる多気筒内燃機関が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
ところで、2サイクル自着火運転においては、所望量の新気を確保したり、所望の時期に自着火を開始させるために所望量の燃焼ガスを同気筒内に残留させる必要がある。そこで、従来の制御装置は、要求トルクを表すパラメータ(例えば、アクセルペダル操作量及び機関回転速度)に基づいて吸気弁及び排気弁の開閉時期(以下、「バルブタイミング」とも称呼する。)を決定するようになっている。換言すると、2サイクル自着火運転における排気行程、掃気行程及び吸気行程の各行程は、クランク角が要求トルクに応じて予め定められた各行程に対する所定クランク角となったときに開始され或いは終了される。 By the way, in the two-cycle self-ignition operation, it is necessary to leave a desired amount of combustion gas in the cylinder in order to ensure a desired amount of fresh air or to start self-ignition at a desired time. Therefore, the conventional control device determines the opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve (hereinafter also referred to as “valve timing”) based on parameters (for example, accelerator pedal operation amount and engine speed) representing the required torque. It is supposed to be. In other words, the exhaust stroke, the scavenging stroke, and the intake stroke in the two-cycle self-ignition operation are started or ended when the crank angle reaches a predetermined crank angle for each stroke that is predetermined according to the required torque. The
従って、総ての気筒が2サイクル自着火運転方式により定常的に運転されている場合(以下、「2サイクル定常運転時」とも称呼する。)、内燃機関に対する要求トルクが変化しなければ、各気筒の吸気弁及び排気弁の開閉時期は変化しない。このため、ある気筒の行程が掃気行程となったときの吸気状態(例えば、他の気筒の吸気弁の状態により定まる吸気状態)及び排気状態(例えば、他の気筒の排気弁の状態により定まる排気状態)は、内燃機関に対する要求トルクが変化しない限り略一定である。 Accordingly, when all the cylinders are constantly operated by the two-cycle self-ignition operation method (hereinafter also referred to as “two-cycle steady operation”), if the required torque for the internal combustion engine does not change, The opening / closing timing of the cylinder intake and exhaust valves does not change. Therefore, the intake state (for example, the intake state determined by the state of the intake valve of the other cylinder) and the exhaust state (for example, the exhaust state determined by the state of the exhaust valve of the other cylinder) when the stroke of a certain cylinder becomes the scavenging stroke The state) is substantially constant as long as the required torque for the internal combustion engine does not change.
しかしながら、多気筒内燃機関において4サイクル火花点火運転方式による運転から2サイクル火花点火運転方式による運転へと運転方式を切り替える場合、運転方式は気筒毎に順次切り替えられて行くので、総ての気筒が2サイクル自着火運転方式により運転されるようになるまでの期間において2サイクル自着火運転方式により運転される気筒と4サイクル火花点火運転方式により運転される気筒とが混在することになる。 However, in a multi-cylinder internal combustion engine, when the operation method is switched from the operation using the four-cycle spark ignition operation method to the operation using the two-cycle spark ignition operation method, the operation method is sequentially switched for each cylinder. In the period until the operation is performed by the two-cycle self-ignition operation method, the cylinders operated by the two-cycle self-ignition operation method and the cylinders operated by the four-cycle spark ignition operation method are mixed.
このような期間では、ある気筒が掃気行程にあるときの吸気状態及び排気状態は2サイクル定常運転時における吸気状態及び排気状態と相違することになるので、掃気期間が2サイクル定常運転時における掃気期間と同じ期間に設定されると掃気量が過少又は過大となる場合がある。その結果、気筒内に残留する燃焼ガスの量(内部EGR量)が変動して自着火の開始時期が変動し、発生トルクが変動してしまうという問題がある。 In such a period, since the intake state and the exhaust state when a certain cylinder is in the scavenging stroke are different from the intake state and the exhaust state in the two-cycle steady operation, the scavenging period is the scavenging in the two-cycle steady operation. If the same period as the period is set, the scavenging amount may be too small or too large. As a result, there is a problem that the amount of combustion gas remaining in the cylinder (internal EGR amount) fluctuates, the start timing of self-ignition fluctuates, and the generated torque fluctuates.
従って、本発明の目的の一つは、4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと運転方式を切り替える際に機関が発生するトルクの変動を小さくすることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。 Accordingly, one of the objects of the present invention is a control device for an internal combustion engine that can reduce fluctuations in torque generated by the engine when the operation method is switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method. Is to provide.
かかる目的を達成するための本発明による内燃機関の制御装置は、クランク角が720度回転する毎に排気行程、吸気行程、圧縮行程及び火花点火による燃焼行程を繰り返す4サイクル火花点火運転方式と、同クランク角が360度回転する毎に排気行程、掃気行程、吸気行程、圧縮行程及び自着火による燃焼行程を繰り返す2サイクル自着火運転方式と、により運転を行うことができる気筒を複数備えてなる多気筒内燃機関に適用され、運転方式決定手段と、バルブタイミング制御手段と、掃気量制御手段と、を備える。 In order to achieve this object, a control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a four-cycle spark ignition operation system that repeats an exhaust stroke, an intake stroke, a compression stroke, and a combustion stroke by spark ignition every time the crank angle rotates 720 degrees, It has a plurality of cylinders that can be operated by a two-cycle self-ignition operation system that repeats an exhaust stroke, a scavenging stroke, an intake stroke, a compression stroke, and a combustion stroke by self-ignition every time the crank angle rotates 360 degrees. The present invention is applied to a multi-cylinder internal combustion engine and includes an operation method determining means, a valve timing control means, and a scavenging amount control means.
運転方式決定手段は、前記各気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式と前記2サイクル自着火運転方式との何れにすべきかを前記機関の運転状態に基づいて決定する。例えば、運転方式決定手段は、要求トルク及び機関回転速度に基づいて4サイクル火花点火運転方式にて運転すべき運転領域と2サイクル自着火運転方式にて運転すべき運転領域とを区分したマップを備えていて、現在の要求トルク及び機関回転速度により定まる現在の機関の運転状態が同マップの何れの領域に位置しているかに基づいて、実行すべき運転方式を決定する。 The operation method determining means determines whether the operation method of each cylinder should be the four-cycle spark ignition operation method or the two-cycle self-ignition operation method based on the operation state of the engine. For example, the operation method determining means may display a map that divides an operation region that should be operated in the four-cycle spark ignition operation method and an operation region that should be operated in the two-cycle self-ignition operation method based on the required torque and the engine speed. An operation method to be executed is determined based on which region of the map the current engine operating state determined by the current required torque and the engine rotational speed is located.
バルブタイミング制御手段は、前記複数の気筒の各吸気弁及び各排気弁の開閉時期(バルブタイミング)を前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて制御する。これにより、4サイクル火花点火運転方式にて運転すべきときはクランク角が720度回転する毎に排気行程、吸気行程、圧縮行程及び火花点火による燃焼行程が繰り返されれる。また、2サイクル自着火運転方式にて運転すべきときは、クランク角が360度回転する毎に排気行程、掃気行程、吸気行程、圧縮行程及び自着火による燃焼行程が繰り返される。 The valve timing control means controls the opening / closing timing (valve timing) of each intake valve and each exhaust valve of the plurality of cylinders based on the torque required for the engine and the determined operation method. Thus, when the four-cycle spark ignition operation method is to be performed, the exhaust stroke, the intake stroke, the compression stroke, and the combustion stroke by the spark ignition are repeated every time the crank angle rotates 720 degrees. When the two-cycle self-ignition operation method is to be performed, the exhaust stroke, the scavenging stroke, the intake stroke, the compression stroke, and the combustion stroke by self-ignition are repeated every time the crank angle rotates 360 degrees.
掃気量制御手段は、前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から同2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点での掃気量を決定する因子を制御する。掃気量とは、2サイクル自着火運転方式における掃気行程中に同掃気行程中の気筒から排出されるガスの量である。具体的には、掃気量制御手段は、気筒の運転方式を4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点での掃気量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段により定常的に行われている時点での掃気量に近づくように同掃気量を決定する因子を制御する。 The scavenging amount control means controls a factor that determines the scavenging amount at the time when the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation mode to the 2-cycle self-ignition operation mode. The scavenging amount is the amount of gas discharged from the cylinder in the scavenging stroke during the scavenging stroke in the two-cycle self-ignition operation method. Specifically, the scavenging amount control means requires the scavenging amount at the same time when the cylinder operation method starts to be switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method. The factor for determining the scavenging amount is controlled so as to approach the scavenging amount at the time when the operation by the two-cycle self-ignition operation method is constantly performed by the valve timing control means under the same torque as the torque being .
例えば、ある気筒の運転方式を4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式に切り替え始めるために同気筒の掃気行程が開始されたとき、他の気筒が4サイクル火花点火運転方式にて運転中であって吸気行程にあると、2サイクル定常運転時とは吸気状態が異なり、その吸気行程にある気筒に新気が多量に吸引されるため、掃気行程にある気筒の掃気量が不足する。 For example, when the scavenging stroke of the same cylinder is started to start switching the operation method of a cylinder from a 4-cycle spark ignition operation method to a 2-cycle auto-ignition operation method, the other cylinders are operated in a 4-cycle spark ignition operation method. When the engine is in the intake stroke, the intake state is different from that in the two-cycle steady operation, and a large amount of fresh air is sucked into the cylinder in the intake stroke, so the scavenging amount of the cylinder in the scavenging stroke is insufficient. .
或いは、ある気筒の運転方式を4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式に切り替え始めるために同気筒の掃気行程が開始されたとき、2サイクル定常運転時であればその掃気行程の直前に他の気筒の掃気行程が存在しているのに対し、他の気筒が4サイクル火花点火運転方式にて運転中であるために4サイクル火花点火運転方式の圧縮行程や燃焼行程となっている場合があり得る。このとき、排気圧(排気管圧力)は2サイクル定常運転時における排気圧よりも低くなっていて、排気状態は2サイクル定常運転時とは異なるので、掃気行程にある気筒の掃気量が過大となることがある。 Alternatively, when the scavenging stroke of the cylinder is started in order to start switching the operation method of a cylinder from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, if it is in the 2-cycle steady operation, immediately before the scavenging stroke. While the other cylinders have a scavenging stroke, the other cylinders are operating in the 4-cycle spark ignition operation method, so the compression stroke and the combustion stroke are in the 4-cycle spark ignition operation method. There may be cases. At this time, the exhaust pressure (exhaust pipe pressure) is lower than the exhaust pressure in the two-cycle steady operation, and the exhaust state is different from that in the two-cycle steady operation. Therefore, the scavenging amount of the cylinder in the scavenging stroke is excessive. May be.
これに対し、上記掃気量制御手段を備えた本発明による制御装置によれば、このような場合に掃気量を決定する因子(後述する過給圧或いは掃気期間)が制御されることにより掃気量が適切な量となる。この結果、本制御装置は、4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと運転方式を切り替える際に機関が発生するトルクの変動を小さくすることができる。 On the other hand, according to the control device according to the present invention provided with the scavenging amount control means, the scavenging amount is controlled by controlling the factor (supercharging pressure or scavenging period to be described later) that determines the scavenging amount in such a case. Is the appropriate amount. As a result, the present control device can reduce fluctuations in torque generated by the engine when the operation method is switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method.
この場合、内燃機関の制御装置は、
前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて同機関の過給圧を制御する過給圧制御手段を備えるとともに、
前記掃気量制御手段は、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が同4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程と重なる場合、前記過給圧が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下で同2サイクル自着火運転方式による運転が定常的に行われている時点において前記過給圧制御手段により制御される過給圧より大きくなるように前記過給圧制御手段を制御することにより、同過給圧を前記掃気量を決定する因子として制御するように構成され得る。
In this case, the control device for the internal combustion engine is
A supercharging pressure control means for controlling the supercharging pressure of the engine based on the torque required for the engine and the determined operation method;
The scavenging amount control means includes
When the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method is the same as the 4-cycle spark ignition method. In the case where it overlaps with the intake stroke of another cylinder operated by the operation method, the supercharging pressure is the same two-cycle auto-ignition operation method under the same torque as that required for the engine at the same time. By controlling the supercharging pressure control means so as to be larger than the supercharging pressure controlled by the supercharging pressure control means at the time when the operation by is constantly performed, the supercharging pressure is reduced to the scavenging amount. May be configured to control as a factor that determines.
これによれば、2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程と重なる場合、過給圧が2サイクル定常運転時よりも高くなる。この結果、4サイクル火花点火運転方式により運転されている吸気行程にある気筒に奪われる新気を補うように掃気行程にある気筒に新気が導入され、十分な掃気量が確保される。 According to this, when the scavenging stroke of an arbitrary cylinder that starts operation by the two-cycle self-ignition operation method overlaps with the intake stroke of another cylinder that is operated by the four-cycle spark ignition operation method, the supercharging pressure becomes two cycles. It becomes higher than during steady operation. As a result, fresh air is introduced into the cylinders in the scavenging stroke so as to compensate for fresh air taken by the cylinders in the intake stroke operated by the four-cycle spark ignition operation method, and a sufficient scavenging amount is secured.
一方、前述したように、前記掃気量制御手段は、前記掃気量を決定する因子として前記複数の気筒の各吸気弁及び各排気弁の開閉時期を変更するように構成されてもよい。 On the other hand, as described above, the scavenging amount control means may be configured to change the opening / closing timing of each intake valve and each exhaust valve of the plurality of cylinders as a factor for determining the scavenging amount.
これによれば、4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと運転を切り替えるとき、バルブタイミングが2サイクル定常運転時と異なるように制御される。この結果、適切な掃気量が容易に確保され得る。 According to this, when switching the operation from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method, the valve timing is controlled to be different from that in the two-cycle steady operation. As a result, an appropriate scavenging amount can be easily ensured.
また、前記掃気量制御手段は、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中及び同掃気行程直前における他の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉状態に応じて同任意の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉時期を変更するように構成されることが好適である。
The scavenging amount control means includes:
At the time of starting to switch the operation mode of the cylinder from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, during the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method and immediately before the scavenging stroke It is preferable that the opening / closing timing of the intake valve and the exhaust valve of the arbitrary cylinder is changed in accordance with the open / close state of the intake valve and the exhaust valve of the other cylinder.
これによれば、2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中及び同掃気行程直前における他の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉状態(即ち、吸気状態及び排気状態)に応じて同任意の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉時期が変更される。この結果、適切な掃気量が容易に確保され得る。 According to this, the opening and closing states (that is, the intake state and the exhaust state) of the intake valves and the exhaust valves of the other cylinders during the scavenging stroke of any cylinder that starts the operation by the two-cycle self-ignition operation method and immediately before the scavenging stroke Accordingly, the opening / closing timings of the intake valves and exhaust valves of the arbitrary cylinders are changed. As a result, an appropriate scavenging amount can be easily ensured.
更に、この場合、前記掃気量制御手段は、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が同4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程又は排気行程と重なる場合、同掃気行程の期間が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下で同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段により定常的に行われている時点における掃気行程の期間に所定の延長期間を加えた期間となるように同任意の気筒の吸気弁開弁時期及び同任意の気筒の排気弁閉弁時期のうちの少なくとも一つの時期を変更するように構成されることが好適である。
Further, in this case, the scavenging amount control means
When the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method is the same as the 4-cycle spark ignition method. If it overlaps with the intake stroke or exhaust stroke of another cylinder operated by the operation method, the same scavenging stroke period is the same two cycles under the same torque as that required for the engine at the same time. The intake valve opening timing of any cylinder and the scavenging stroke at the time when the operation by the self-ignition operation system is steadily performed by the valve timing control means, and a predetermined extension period is added. It is preferable that at least one of the exhaust valve closing timings of the same cylinder be changed.
これによれば、2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程と重なる場合、掃気期間が2サイクル定常運転時の掃気期間よりも延長され得る。この結果、「4サイクル火花点火運転方式により運転されている吸気行程にある気筒に奪われる新気分により2サイクル自着火運転に切り替えようとする気筒の掃気量が低下する分」を補うように同気筒の掃気行程が延長されるので、十分な掃気量が確保され得る。 According to this, when the scavenging stroke of an arbitrary cylinder that starts operation by the two-cycle self-ignition operation method overlaps with the intake stroke of another cylinder that is operated by the four-cycle spark ignition operation method, the scavenging period is steady for two cycles. The scavenging period during operation can be extended. As a result, “the amount by which the scavenging amount of the cylinder to be switched to the two-cycle self-ignition operation decreases due to the fresh air taken by the cylinder in the intake stroke operated by the four-cycle spark ignition operation method” is compensated. Since the scavenging stroke of the cylinder is extended, a sufficient scavenging amount can be ensured.
また、2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の排気行程と重なる場合、掃気期間が2サイクル定常運転時の掃気期間よりも延長され得る。この結果、「4サイクル火花点火運転方式により運転されている排気行程にある気筒から排出される燃焼ガスにより2サイクル自着火運転に切り替えようとする気筒の掃気量が低下する分」を補うように同気筒の掃気行程が延長されるので、十分な掃気量が確保され得る。 In addition, when the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the two-cycle self-ignition operation method overlaps with the exhaust stroke of another cylinder that is operated by the four-cycle spark ignition operation method, the scavenging period is the same as that in the two-cycle steady operation. It can be extended beyond the scavenging period. As a result, “the amount by which the scavenging amount of the cylinder to be switched to the two-cycle self-ignition operation is reduced by the combustion gas discharged from the cylinder in the exhaust stroke operated by the four-cycle spark ignition operation method” is compensated. Since the scavenging stroke of the cylinder is extended, a sufficient scavenging amount can be secured.
また、前記掃気量制御手段は、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の燃焼行程の直前に発生する他の気筒の燃焼行程での燃焼が同4サイクル火花点運転方式による燃焼となる場合、前記掃気行程の期間が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下で同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段により定常的に行われている時点における掃気行程の期間から所定の短縮期間を減じた期間となるように同任意の気筒の吸気弁開弁時期及び同任意の気筒の排気弁閉弁時期のうちの少なくとも一つの時期を変更するように構成されることが好適である。
The scavenging amount control means includes:
Other than occurring at the time of starting to switch the operation mode of the cylinder from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, immediately before the combustion stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method When the combustion in the combustion stroke of the cylinder is combustion by the 4-cycle spark point operation method, the scavenging stroke period is the same under the same torque as that required for the engine at the same time. The intake valve opening of any cylinder is set so as to be a period obtained by subtracting a predetermined shortening period from the scavenging stroke period at the time when the operation by the two-cycle self-ignition operation system is steadily performed by the valve timing control means. It is preferable that at least one of the timing and the exhaust valve closing timing of the arbitrary cylinder be changed.
2サイクル定常運転時においては、任意の気筒の掃気行程は同気筒の燃焼行程の直前に燃焼行程を有する他の気筒の掃気行程に連続し、或いは、同他の気筒の掃気行程終了前に開始する。これに対し、4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式に運転方式を切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の燃焼の直前に発生する他の気筒の燃焼が同4サイクル火花点運転方式による燃焼となる場合、同任意の気筒の掃気行程の直前に他の気筒の掃気期間が存在せず、他の気筒の吸気弁及び排気弁は閉弁した状態にある。この場合、任意の気筒の掃気行程開始時において少なくとも排気圧は2サイクル定常運転時よりも低下しているので、掃気され易い状態となっている。従って、任意の気筒の掃気期間が2サイクル定常運転時と同じ掃気期間であるとすると掃気量が過大となる。 In the two-cycle steady operation, the scavenging stroke of any cylinder is continuous with the scavenging stroke of the other cylinder having the combustion stroke immediately before the combustion stroke of the same cylinder, or starts before the scavenging stroke of the other cylinder ends. To do. On the other hand, other cylinders that are generated immediately before combustion of any cylinder that starts operation by the two-cycle self-ignition operation method at the time when the operation method is switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method. When the combustion of this is the combustion by the 4-cycle spark point operation method, the scavenging period of the other cylinder does not exist immediately before the scavenging stroke of the arbitrary cylinder, and the intake valves and exhaust valves of the other cylinders are closed. Is in a state. In this case, at the start of the scavenging stroke of an arbitrary cylinder, at least the exhaust pressure is lower than that during the two-cycle steady operation, so that scavenging is easy. Therefore, if the scavenging period of an arbitrary cylinder is the same scavenging period as in the two-cycle steady operation, the scavenging amount becomes excessive.
これに対し、上記構成によれば、前記掃気行程の期間が「4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式に運転方式を切り替え始める時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下で同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段により定常的に行われている時点における掃気行程の期間から所定の短縮期間を減じた期間」となるように、前記バルブタイミングが制御される。この結果、前記2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気量を適切な量とすることができる。 On the other hand, according to the above configuration, the scavenging stroke period is “the torque required for the engine at the time when the operation method is switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method. So that it becomes a period obtained by subtracting a predetermined shortening period from the period of the scavenging stroke at the time when the operation by the same two-cycle self-ignition operation method is constantly performed by the valve timing control means under the same torque. Valve timing is controlled. As a result, the scavenging amount of an arbitrary cylinder that starts operation by the two-cycle self-ignition operation method can be set to an appropriate amount.
更に、前記掃気量制御手段は、
連続して前記2サイクル自着火運転方式による燃焼を行う二つの気筒のうちの後に燃焼を行う気筒の排気弁開弁時期が同二つの気筒のうちの先に燃焼を行う気筒の排気弁閉弁時期よりも遅く到来するように同後に燃焼を行う気筒の排気弁開弁時期を変更するように構成されることが好適である。
Further, the scavenging amount control means includes:
The exhaust valve closing timing of the cylinder in which the exhaust valve opening timing of the cylinder that performs combustion after the two cylinders that continuously perform combustion by the two-cycle self-ignition operation method is the first of the two cylinders that performs combustion It is preferable that the exhaust valve opening timing of a cylinder that performs combustion thereafter is changed so that it comes later than the timing.
同様に、前記掃気量制御手段は、
連続して前記2サイクル自着火運転方式による燃焼を行う二つの気筒のうちの後に燃焼を行う気筒の排気弁開弁時期が同二つの気筒のうちの先に燃焼を行う気筒の排気弁閉弁時期よりも遅く到来するように同先に燃焼を行う気筒の排気弁閉弁時期を変更するように構成されることが好適である。
Similarly, the scavenging amount control means includes
The exhaust valve closing timing of the cylinder in which the exhaust valve opening timing of the cylinder that performs combustion after the two cylinders that continuously perform combustion by the two-cycle self-ignition operation method is the first of the two cylinders that performs combustion It is preferable that the exhaust valve closing timing of the cylinder that performs combustion earlier is changed so as to arrive later than the timing.
上述したように4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと運転方式を切り替える際に任意の気筒の掃気期間を延長した結果、その延長された掃気期間が燃焼順序が同任意の気筒の直前又は直後の他の気筒の掃気期間と時間的に重なる場合がある。この場合、任意の気筒の掃気量は、他の気筒から燃焼ガスが排出されているるために排気圧が上昇することにより、減少してしまう。 As described above, when the operation mode is switched from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, the scavenging period of an arbitrary cylinder is extended, and as a result, the extended scavenging period has the same combustion order. May overlap in time with the scavenging period of other cylinders immediately before or immediately after. In this case, the scavenging amount of an arbitrary cylinder is reduced by increasing the exhaust pressure because combustion gas is discharged from the other cylinders.
これに対し、上記構成によれば、連続して2サイクル自着火運転方式による燃焼を行う二つの気筒の掃気期間が時間的に重ならないので、少なくとも排気弁開弁時期又は排気弁閉弁時期が変更されなかった気筒の掃気量は、所期の掃気量に近い掃気量となる。 On the other hand, according to the above configuration, the scavenging periods of the two cylinders that perform combustion by the two-cycle self-ignition operation method do not overlap in time, so at least the exhaust valve opening timing or the exhaust valve closing timing is The scavenging amount of the cylinder that has not been changed becomes a scavenging amount close to the intended scavenging amount.
更に、上記内燃機関の制御装置は、
前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて燃料噴射量を決定し同決定した燃料噴射量の燃料を前記燃焼行程を迎える気筒に対して噴射する燃料噴射制御手段と、
前記掃気量制御手段により前記2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の排気弁閉弁時期が制御されたとき、同制御された排気弁閉弁時期に応じて前記燃料噴射制御手段から噴射する燃料の噴射開始時期を変更する噴射時期制御手段と、
を備えることが好適である。
Furthermore, the control device for the internal combustion engine includes:
Fuel injection control means for determining a fuel injection amount based on the torque required for the engine and the determined operation method, and injecting the determined fuel injection amount into the cylinder in the combustion stroke When,
When the scavenging amount control means controls the exhaust valve closing timing of an arbitrary cylinder that starts operation by the two-cycle self-ignition operation method, the fuel injection control means according to the controlled exhaust valve closing timing Injection timing control means for changing the injection start timing of the fuel injected from
Is preferably provided.
これによれば、例えば、掃気量制御手段により排気弁閉弁時期が遅角されて掃気期間が延長されたとき、燃料噴射時期を変更(遅角)することにより、噴射された燃料が排気弁を介して気筒外に排出されてしまう現象(所謂「燃料の吹き抜け現象」)の発生を防止することができる。また、仮に、複数気筒間の掃気期間の干渉を回避する等のために排気弁閉弁時期が進角された場合であっても、燃料噴射時期を変更(進角)することにより、気筒内に均一に混合された混合気を確実に形成することができる。 According to this, for example, when the exhaust valve closing timing is retarded by the scavenging amount control means and the scavenging period is extended, the fuel injected timing is changed (retarded) so that the injected fuel is exhausted. Occurrence of the phenomenon of being discharged out of the cylinder through the so-called (so-called “fuel blow-through phenomenon”) can be prevented. Further, even if the exhaust valve closing timing is advanced to avoid interference in the scavenging period between a plurality of cylinders, by changing (advancing) the fuel injection timing, It is possible to reliably form an air-fuel mixture that is uniformly mixed with each other.
本発明による他の内燃機関の制御装置は、前述した4サイクル火花点火運転方式と、2サイクル自着火運転方式と、により運転を行うことができる気筒を複数備えてなる多気筒内燃機関に適用される。そして、この内燃機関の制御装置は、運転方式決定手段と、バルブタイミング制御手段と、燃料噴射制御手段と、切替時燃料噴射量制御手段と、を備えている。 The control device for another internal combustion engine according to the present invention is applied to a multi-cylinder internal combustion engine having a plurality of cylinders that can be operated by the above-described 4-cycle spark ignition operation method and the 2-cycle self-ignition operation method. The The control device for the internal combustion engine includes an operation method determining means, a valve timing control means, a fuel injection control means, and a switching fuel injection amount control means.
運転方式決定手段は、前記各気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式と前記2サイクル自着火運転方式との何れにすべきかを前記機関の運転状態に基づいて決定する。
バルブタイミング制御手段は、前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて前記複数の気筒の各吸気弁及び各排気弁の開閉時期を制御する。
The operation method determining means determines whether the operation method of each cylinder should be the four-cycle spark ignition operation method or the two-cycle self-ignition operation method based on the operation state of the engine.
The valve timing control means controls the opening / closing timings of the intake valves and the exhaust valves of the plurality of cylinders based on the torque required for the engine and the determined operation method.
燃料噴射制御手段は、前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて燃料噴射量を決定し同決定した燃料噴射量の燃料を前記燃焼行程を迎える気筒に対して噴射する。 The fuel injection control means determines a fuel injection amount based on the torque required for the engine and the determined operation method, and supplies the determined fuel injection amount of fuel to the cylinder that reaches the combustion stroke. Spray.
切替時燃料噴射量制御手段は、前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点での同気筒に対する燃料噴射量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段及び前記燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での燃料噴射量よりも所定量だけ少ない燃料噴射量となるように同気筒に対する燃料噴射量を変更する。 The fuel injection amount control means at the time of switching is such that the fuel injection amount for the cylinder at the time of starting to switch the cylinder operation method from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method From the fuel injection amount at the time when the valve timing control means and the fuel injection control means are steadily operated by the two-cycle self-ignition operation method under the same torque as that required for Also, the fuel injection amount for the cylinder is changed so that the fuel injection amount is reduced by a predetermined amount.
ある気筒の運転方式を4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式に切り替えようとするとき、その気筒に残留している燃焼ガスは4サイクル火花点火運転方式による燃焼ガスである。この燃焼ガスは、2サイクル定常運転時における燃焼ガスよりも高温であるので、2サイクル定常運転時と同量の燃料を噴射すると、その気筒の最初の2サイクル運転方式による燃焼により生成された燃焼ガス温度も2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度よりも高くなる。従って、更に次のサイクルにおける燃焼ガス温度も2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度よりも高くなる。この結果、2サイクル自着火運転方式に運転方式を切り替えてから、燃焼ガス温度が2サイクル定常運転時における燃焼ガス温度に収束するまでに数サイクルを要することがあり、その間、着火時期が理想的な着火時期よりも進みすぎること等によりトルクが変動するという問題がある。 When an operation system of a cylinder is to be switched from the 4-cycle spark ignition operation system to the 2-cycle auto-ignition operation system, the combustion gas remaining in the cylinder is combustion gas by the 4-cycle spark ignition operation system. Since this combustion gas is hotter than the combustion gas in the two-cycle steady operation, when the same amount of fuel is injected as in the two-cycle steady operation, the combustion generated by the combustion in the first two-cycle operation mode of the cylinder The gas temperature is also higher than the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation. Therefore, the combustion gas temperature in the next cycle is also higher than the combustion gas temperature in the two-cycle steady operation. As a result, it may take several cycles for the combustion gas temperature to converge to the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation after switching the operation method to the two-cycle self-ignition operation method. There is a problem that the torque fluctuates due to, for example, being advanced more than the proper ignition timing.
これに対し、上記構成によれば、4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式に運転方式を切り替え始める時点での気筒に対する燃料噴射量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段及び前記燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での燃料噴射量(基本燃料噴射量)よりも所定量だけ少ない燃料噴射量となる。この結果、運転方式切替後の最初の2サイクル運転方式による燃焼ガス温度の上昇が抑制され、次のサイクルから2サイクル定常運転時と同様な温度の燃焼ガスを使用した2サイクル自着火運転方式による運転が行われる。従って、運転方式切替直後から理想的な時期にて自着火を発生させることができるので、トルクの変動が抑制され得る。 On the other hand, according to the above configuration, the fuel injection amount for the cylinder at the time of starting the switching of the operation system from the 4-cycle spark ignition operation system to the 2-cycle self-ignition operation system is required for the engine at the same time. Fuel injection amount (basic fuel injection amount) at the time when the valve timing control means and the fuel injection control means are steadily operated under the same torque as the torque being operated by the two-cycle self-ignition operation method The fuel injection amount is smaller by a predetermined amount. As a result, the increase in the combustion gas temperature by the first two-cycle operation method after switching the operation method is suppressed, and the two-cycle self-ignition operation method using the combustion gas at the same temperature as the two-cycle steady operation from the next cycle. Driving is performed. Accordingly, since self-ignition can be generated at an ideal time immediately after switching the driving method, torque fluctuations can be suppressed.
この場合、前記切替時燃料噴射量制御手段は、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中及び同掃気行程直前における他の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉状態に応じて前記所定量を変更するように構成されることが好適である。この場合、前記所定量は正の量だけでなく負の量も含む。前記所定量が負の量となるとは、前記基本燃料噴射量が増量されることを意味する。
In this case, the switching fuel injection amount control means is
At the time of starting to switch the operation mode of the cylinder from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, during the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method and immediately before the scavenging stroke It is preferable that the predetermined amount is changed in accordance with the open / close states of the intake valves and exhaust valves of the other cylinders. In this case, the predetermined amount includes not only a positive amount but also a negative amount. That the predetermined amount is a negative amount means that the basic fuel injection amount is increased.
これによれば、2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中及び同掃気行程直前における他の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉状態(即ち、吸気状態及び排気状態)に応じて同任意の気筒に対する燃料噴射量が制御される。この結果、2サイクル自着火運転方式により運転される気筒と4サイクル火花点火運転方式により運転される気筒とが混在して掃気量が2サイクル定常運転時と相違しても、運転方式切り替え時に自着火燃焼により生ずる燃焼ガスの温度を2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度と同等の温度にすることができる。 According to this, the opening and closing states (that is, the intake state and the exhaust state) of the intake valves and the exhaust valves of the other cylinders during the scavenging stroke of any cylinder that starts the operation by the two-cycle self-ignition operation method and immediately before the scavenging stroke Accordingly, the fuel injection amount for the arbitrary cylinder is controlled. As a result, even if the cylinder operated by the two-cycle self-ignition operation method and the cylinder operated by the four-cycle spark ignition operation method coexist and the scavenging amount is different from that in the two-cycle steady operation, The temperature of the combustion gas generated by the ignition combustion can be set to a temperature equivalent to the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation.
また、本発明による他の内燃機関の制御装置は、前記多気筒内燃機関に適用され、且つ、前記運転方式決定手段と、前記バルブタイミング制御手段と、前記燃料噴射制御手段と、を備えるとともに、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中又は同掃気行程直前において他の気筒の掃気行程が存在していない場合、前記2サイクル自着火運転方式における掃気行程中に同掃気行程中の気筒から排出されるガスの量である掃気量であって同任意の気筒の掃気量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段及び前記燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での掃気量に近づくように同掃気量を決定する因子を制御する掃気量制御手段と、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が同4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程又は排気行程と重なる場合、同任意の気筒に対する燃料噴射量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段及び前記燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での燃料噴射量とは異なる燃料噴射量となるように前記燃料噴射量を変更する切替時燃料噴射量制御手段と、
を備えている。
Further, another control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to the multi-cylinder internal combustion engine, and includes the operation method determining means, the valve timing control means, and the fuel injection control means.
At the time when the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation mode to the 2-cycle self-ignition operation mode, during the scavenging stroke or immediately before the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation mode In the case where there is no scavenging stroke of other cylinders, the scavenging amount which is the amount of gas discharged from the cylinder in the scavenging stroke during the scavenging stroke in the two-cycle self-ignition operation method When the scavenging amount is the same as the torque required for the engine at the same time, the operation by the two-cycle self-ignition operation system is steadily performed by the valve timing control means and the fuel injection control means. A scavenging amount control means for controlling a factor that determines the scavenging amount so as to approach the scavenging amount at the time of being performed;
When the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method is the same as the 4-cycle spark ignition method. When it overlaps with the intake stroke or exhaust stroke of another cylinder operated by the operation method, the fuel injection amount for the arbitrary cylinder is under the same torque as the torque required for the engine at the same time. The fuel injection amount is set so that the fuel injection amount is different from the fuel injection amount at the time when the operation by the two-cycle self-ignition operation method is regularly performed by the valve timing control means and the fuel injection control means. A switching fuel injection amount control means to be changed;
It has.
これによれば、2サイクル自着火運転方式に切り替えようとする任意の気筒の掃気行程中又は同掃気行程直前において他の気筒の掃気行程が存在していない場合、掃気量を決定する因子(例えば、過給圧及び/又は掃気期間)が変更される。係る場合、掃気量を変更する因子を変化させることにより掃気量を容易に調整することができるので、燃料噴射量を変更せずに必要とするトルクを得ながら運転方式切替え時のトルク変動を抑制することができる。 According to this, when there is no scavenging stroke of another cylinder during or immediately before the scavenging stroke of any cylinder to be switched to the two-cycle self-ignition operation method, a factor for determining the scavenging amount (for example, , Supercharging pressure and / or scavenging period). In such a case, the scavenging amount can be easily adjusted by changing the factor that changes the scavenging amount, so that the torque fluctuation at the time of switching the operation method is suppressed while obtaining the required torque without changing the fuel injection amount. can do.
一方、2サイクル自着火運転方式に切り替えようとする任意の気筒の掃気行程が4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程又は排気行程と重なる場合、燃料噴射量が調整される。係る場合、掃気量を変更する因子を変化させても、他の気筒に新気が奪れたり或いは他の気筒から燃焼ガスが排出されていること等により掃気量は変化し難いから、燃料噴射量を調整することにより燃焼ガス温度を2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度に近づける方が有利である。これにより、2サイクル自着火運転開始時の燃焼ガス温度が適切な温度となるので、次の自着火燃焼も安定して行われる。この結果、機関が発生するトルクのサイクル間変動を抑制することができる。 On the other hand, when the scavenging stroke of an arbitrary cylinder to be switched to the two-cycle self-ignition operation method overlaps with the intake stroke or the exhaust stroke of another cylinder operated by the four-cycle spark ignition operation method, the fuel injection amount is adjusted. The In such a case, even if the factor for changing the scavenging amount is changed, the scavenging amount is unlikely to change due to the fact that fresh air is taken away by other cylinders or combustion gas is discharged from other cylinders. It is advantageous to bring the combustion gas temperature closer to the combustion gas temperature during two-cycle steady operation by adjusting the amount. Accordingly, the combustion gas temperature at the start of the two-cycle self-ignition operation becomes an appropriate temperature, so that the next self-ignition combustion is also stably performed. As a result, the cycle-to-cycle variation in torque generated by the engine can be suppressed.
以下、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態の制御装置は、4サイクル火花点火運転方式と、2サイクル自着火運転方式と、により運転を行うことができる気筒を複数備えてなる多気筒内燃機関に適用される。 Hereinafter, embodiments of a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. The control device of each embodiment is applied to a multi-cylinder internal combustion engine including a plurality of cylinders that can be operated by a four-cycle spark ignition operation method and a two-cycle self-ignition operation method.
4サイクル火花点火運転方式は、クランク角が720度回転する毎に排気行程、吸気行程、圧縮行程及び点火プラグを使用した火花点火による燃焼行程を繰り返す運転方式である。2サイクル自着火運転方式は、クランク角が360度回転する毎に排気行程、掃気行程、吸気行程、圧縮行程及び自着火(自己着火)による燃焼行程を繰り返す運転方式である。 The 4-cycle spark ignition operation method is an operation method in which an exhaust stroke, an intake stroke, a compression stroke, and a combustion stroke by spark ignition using a spark plug are repeated every time the crank angle rotates 720 degrees. The two-cycle self-ignition operation method is an operation method in which an exhaust stroke, a scavenging stroke, an intake stroke, a compression stroke, and a combustion stroke by self-ignition (self-ignition) are repeated every time the crank angle rotates 360 degrees.
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置を上述した内燃機関10に適用したシステムの概略を示している。内燃機関10は3気筒である。4サイクル火花点火運転方式における燃焼は、第1気筒、第3気筒、第2気筒の順に行われる。2サイクル自着火運転方式における燃焼は、第1気筒、第2気筒、第3気筒の順に行われる。なお、図1は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。
FIG. 1 schematically shows a system in which an internal combustion engine control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to the
内燃機関10は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部20と、シリンダブロック部20の上に固定されるシリンダヘッド部30と、シリンダブロック部20及びシリンダヘッド部30に空気(新気)を供給するための吸気系統40と、シリンダブロック部20及びシリンダヘッド部30からの排ガスを外部に放出するための排気系統50とを含んでいる。
The
シリンダブロック部20は、シリンダ21、ピストン22、コンロッド23及びクランク軸24を含んでいる。ピストン22はシリンダ21内を往復動し、ピストン22の往復動がコンロッド23を介してクランク軸24に伝達され、これにより同クランク軸24が回転するようになっている。シリンダ21とピストン22のヘッドは、シリンダヘッド部30とともに燃焼室25を形成している。
The
シリンダヘッド部30は、燃焼室25に連通した吸気ポート31、吸気ポート31を開閉する吸気弁(給気弁)32、吸気弁32を駆動する吸気弁駆動機構32a、燃焼室25に連通した排気ポート33、排気ポート33を開閉する排気弁34、排気弁34を駆動する排気弁駆動機構34a、点火プラグ35、点火プラグ35に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ36及び燃料(ガソリン燃料)を燃焼室25内に噴射するインジェクタ(燃料噴射弁)37を備えている。吸気弁駆動機構32a及び排気弁駆動機構34aは、駆動回路38に接続されていて、駆動回路38からの信号に応答して、吸気弁32及び排気弁34をそれぞれ開閉駆動する可変動弁機構(例えば、電磁駆動弁系)である。
The
インジェクタ37は、蓄圧室37a、燃料ポンプ37b及び燃料タンク(図示省略)に順に接続されている。燃料ポンプ37bは駆動信号に応答して燃料タンク内の燃料を高圧にしてから蓄圧室37aに供給するようになっている。蓄圧室37aは高圧の燃料を貯蔵するようになっている。これにより、インジェクタ37は、駆動信号に応答して開弁したとき、燃焼室25内に高圧の燃料を噴射するようになっている。なお、これらは燃料噴射手段を構成している。
The injector 37 is connected in order to a
吸気系統40は、吸気ポート31に連通したインテークマニホールド41、インテークマニホールド41に連通するとともに吸気管(給気管)を構成するサージタンク42、サージタンク42に一端が接続された吸気ダクト43、吸気ダクト43の他端部から下流(サージタンク42)に向けて順に吸気ダクト43に配設されたエアフィルタ44、エアバイパスバルブ45(以下、ABV45と称呼する。)、スーパーチャージャ(機械式過給機)46、インタークーラ47及びスロットル弁48を備えている。
The
スーパーチャージャ46はスーパーチャージャ用クラッチ46aを備えている。スーパーチャージャ用クラッチ46aは、駆動信号に応答して、スーパーチャージャ46を内燃機関10によって機械的に駆動する状態(作動状態、即ち、過給状態)と、スーパーチャージャ46を内燃機関10によって駆動しない状態(非作動状態、即ち、非過給状態)とに切り替えるようになっている。インタークーラ47は水冷式であって、吸気ダクト43を通過する空気を冷却するようになっている。
The
吸気系統40は、更に、バイパス通路49を備えている。バイパス通路49の一端はABV45と接続され、他端はスーパーチャージャ46とインタークーラ47との間の位置にて吸気ダクト43に接続されている。ABV45は、駆動信号に応答して図示しないバルブ開度を変更することにより、スーパーチャージャ46へ流入する空気量とスーパーチャージャ46をバイパスする空気量とを調整できるようになっている。
The
スロットル弁48は吸気ダクト43内において同吸気ダクト43に回動可能に支持されている。スロットル弁48は、スロットル弁駆動手段を構成するスロットル弁アクチュエータ48aと接続されている。スロットル弁48は、スロットル弁アクチュエータ48aにより回転駆動され、吸気ダクト43の開口断面積(即ち、吸気通路断面積)を変更するようになっている。
The
排気系統50は、排気ポート33に連通し同排気ポート33とともに排気通路を形成するエキゾーストマニホールドを含む排気管51及び排気管51に配設された三元触媒装置52を備えている。
The
一方、このシステムは、エアフローメータ61、外気温度センサ62、クランクポジションセンサ63、スロットル弁開度センサ64、吸気管圧力センサ65、吸気温度センサ66及びアクセル開度センサ67を備えている。
On the other hand, this system includes an
エアフローメータ61は吸入された空気の流量Gaを表す信号を出力するようになっている。外気温度センサ62は機関(吸気通路)に流入する空気の温度(外気温度)Tatmを現す信号を出力するようになっている。クランクポジションセンサ63は、クランク軸24が一定微少角度(ここでは、クランク角1度=1CA)だけ回転する毎に幅狭のパルス出力するようになっている。この信号に基づいて機関回転速度NEが求められるようになっている。また、クランクポジションセンサ63から出力されるパルスと、第1気筒が4サイクル火花点火運転方式にて運転されているときに圧縮上死点になる毎に一つのパルスを出力する図示しない基準位置センサからのパルスとにより、絶対クランク角が求められるようになっている。即ち、絶対クランク角は、第1気筒が4サイクル火花点火運転方式にて運転されている場合に圧縮上死点となったとき、0度(720度)にリセットされ、以降、クランク軸24の回転角度が1度増大する毎に1度増大する。
The
スロットル弁開度センサ64は、スロットル弁48の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。吸気管圧力センサ65は、スロットル弁48よりも下流における吸気管内の空気の圧力(吸気管圧力)PMを表す信号を出力するようになっている。吸気温度センサ66は、吸気管内の空気の温度(吸気温度)THAを表す信号を出力するようになっている。アクセル開度センサ67は、運転者によって操作されるアクセルペダル68の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
The throttle valve opening sensor 64 detects the opening of the
電気制御装置70は、互いにバスで接続されたCPU71、CPU71が実行するプログラム、テーブル(ルックアップテーブル、マップ)及び定数等を予め記憶したROM72、CPU71が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM73、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM74並びにADコンバータを含むインターフェース75等からなるマイクロコンピュータである。
The
インターフェース75は、前記センサ61〜67と接続され、CPU71にセンサ61〜67からの信号を供給するようになっている。インターフェース75は、イグナイタ36、インジェクタ37、燃料ポンプ37b、駆動回路38、ABV45、スーパーチャージャ用クラッチ46a及びスロットル弁アクチュエータ48aと接続されていて、CPU71から指示に応じてこれらに駆動信号を送出するようになっている。
The
次に、上記のように構成された各実施形態に係る制御装置の作動について説明する。なお、以下の説明において、MapX(a,b)と標記されるテーブルは、変数a及び変数bと値Xとの関係を規定するテーブルを意味することとする。また、値XをテーブルMapX(a,b)に基づいて求めるとは、値Xを現時点の変数a及び現時点の変数bと、テーブルMapX(a,b)とに基づいて求める(決定する)ことを意味することとする。 Next, the operation of the control device according to each embodiment configured as described above will be described. In the following description, a table labeled MapX (a, b) means a table that defines the relationship between the variable a, the variable b, and the value X. Further, obtaining the value X based on the table MapX (a, b) means obtaining (determining) the value X based on the current variable a, the current variable b, and the table MapX (a, b). Means.
(第1実施形態)
第1実施形態に係る制御装置は、4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと運転方式を切り替えるとき(以下、「4サイクル−2サイクル切替時」とも称呼する。)、過給圧を増大することにより、内燃機関の発生するトルクの変動量を小さくするものである。
(First embodiment)
The control device according to the first embodiment performs supercharging when the operation method is switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method (hereinafter also referred to as “4 cycle-2 cycle switching”). By increasing the pressure, the fluctuation amount of the torque generated by the internal combustion engine is reduced.
<4サイクル火花点火運転時>
先ず、内燃機関10の運転状態が定常的に4サイクル火花点火運転領域にある場合から説明を開始する。なお、後述するフラグX及びフラグX2の値はイグニッション・キーがオフからオンへと変更されたときに実行される図示しないイニシャルルーチンにて「0」に設定される。フラグX4の値はイニシャルルーチンにて「1」に設定される。
<During 4-cycle spark ignition operation>
First, the description starts when the operating state of the
図2にフローチャートにより示した運転方式決定ルーチンは、各気筒の運転方式を4サイクル火花点火運転方式と2サイクル自着火運転方式との何れにすべきかを機関10の運転状態に基づいて決定する運転方式決定手段を構成している。CPU71は、この図2に示した運転方式決定ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71はステップ200から処理を開始し、ステップ205に進んで要求トルクTqtgtをテーブルMapTqtgt(Accp,NE)に基づいて求める。次いで、CPU71はステップ210に進み、現在の運転状態(要求トルクTqtgt及び機関回転速度NEにより定まる運転状態)が4サイクル火花点火運転領域内にあるか、2サイクル自着火運転領域内にあるかを同ステップ210内に示したマップに基づいて決定する。
The operation method determination routine shown by the flowchart in FIG. 2 is an operation that determines whether the operation method of each cylinder should be the 4-cycle spark ignition operation method or the 2-cycle self-ignition operation method based on the operation state of the
次に、CPU71はステップ215に進み、現在の運転状態が2サイクル自着火運転領域内にあるか否かを判定する。前述の仮定に従えば、現在の運転状態は4サイクル火花点火運転領域内にある。従って、CPU71はステップ215にて「No」と判定してステップ220に進み、前回本ルーチンを実行したときの機関の運転状態(前回の運転状態)が2サイクル自着火運転領域内であったか否かを判定する。前述の仮定に従えば、前回の運転状態は4サイクル火花点火運転領域内である。従って、CPU71はステップ220にて「No」と判定してステップ295に進み本ルーチンを一旦終了する。
Next, the
一方、CPU71は、図3に示した4サイクル火花点火運転用バルブ制御ルーチンを微小一定クランク角(ここでは、クランク角1度=1CA)の経過毎にステップ300から開始するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71はステップ300から処理を開始してステップ305に進み、現時点における絶対クランク角が150、390及び630度の何れかであるか否か(即ち、何れかの気筒が4サイクル圧縮上死点後150度となっているか否か)を判定する。
On the other hand, the
この場合、ステップ305の条件が成立していなければ、CPU71はステップ305にて「No」と判定し、ステップ395に進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、ステップ305の条件が成立していると、CPU71はステップ305にて「Yes」と判定してステップ310に進み、フラグX4の値が「1」であるか否かを判定する。前述したように、フラグX4の値はイニシャルルーチンにより「1」に設定されている。或いは、フラグX4の値は、機関の運転状態が2サイクル自着火運転領域から4サイクル火花点火運転領域に移行したとき、後述する図2のルーチンにおけるステップ245にて「1」に設定されている。従って、CPU71はステップ310にて「Yes」と判定してステップ315〜ステップ330に進み、以下に述べる処理を実行する。
In this case, if the condition of
ステップ315:4サイクル火花点火運転用の排気弁開弁時期EO4をMapEO4(Accp,NE)から算出する。
ステップ320:4サイクル火花点火運転用の排気弁閉弁時期EC4をMapEC4(Accp,NE)から算出する。
ステップ325:4サイクル火花点火運転用の吸気弁開弁時期IO4をMapIO4(Accp,NE)から算出する。
ステップ330:4サイクル火花点火運転用の吸気弁閉弁時期IC4をMapIC4(Accp,NE)から算出する。
Step 315: The exhaust valve opening timing EO4 for the 4-cycle spark ignition operation is calculated from MapEO4 (Accp, NE).
Step 320: The exhaust valve closing timing EC4 for the 4-cycle spark ignition operation is calculated from MapEC4 (Accp, NE).
Step 325: The intake valve opening timing IO4 for the 4-cycle spark ignition operation is calculated from MapIO4 (Accp, NE).
Step 330: The intake valve closing timing IC4 for the 4-cycle spark ignition operation is calculated from MapIC4 (Accp, NE).
なお、要求トルクTqtgtは、アクセルペダル操作量Accpと機関回転速度NEとにより定まるから、ある量XがテーブルMapX(Accp,NE)により求められるとき、ある量Xは要求トルクTqtgt(及び機関回転速度NE)に基づいて定められていることになる。この点については、本明細書を通じて同様に適用される。 The required torque Tqtgt is determined by the accelerator pedal operation amount Accp and the engine rotational speed NE. Therefore, when a certain amount X is obtained from the table MapX (Accp, NE), the certain amount X is determined by the required torque Tqtgt (and the engine rotational speed). NE). This applies similarly throughout this specification.
次いで、CPU71はステップ335に進み、現時点で圧縮上死点後150度となっている気筒の排気弁34を排気弁開弁時期EO4にて開弁させ且つ排気弁閉弁時期EC4にて閉弁させるように駆動回路38に出力信号を送出する時期を設定する。更に、CPU71は現時点で圧縮上死点後150度となっている気筒の吸気弁32を吸気弁開弁時期IO4にて開弁させ且つ吸気弁閉弁時期IC4にて閉弁させるように駆動回路38に出力信号を送出する時期を設定する。その後、CPU71はステップ395に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、各気筒の吸気弁32及び排気弁34は、4サイクル火花点火用のバルブタイミングにて開閉される。
Next, the
更に、CPU71は図4のスーパーチャージャ制御ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71は図4のステップ400から処理を開始し、ステップ405にてフラグXの値が「1」であるか否かを判定する。前述したように、フラグXの値はイニシャルルーチンにより「0」に設定されている。或いは、フラグXの値は、機関の運転状態が2サイクル自着火運転領域から4サイクル火花点火運転領域に移行したとき、後述する図2のルーチンにおけるステップ235にて「0」に設定されている。
Further, the
従って、CPU71はステップ405にて「No」と判定してステップ410に進み、スーパーチャージャ用クラッチ46aに駆動信号を送出してクラッチ46aをオフ状態にし、スーパーチャージャ46を非作動状態とする。なお、この段階においては、クラッチ46aはオフの状態にあるので、ステップ410の作動は確認的に実行される。その後、CPU71はステップ495に進み、本ルーチンを一旦終了する。
Accordingly, the
加えて、CPU71は図示しない4サイクル火花点火運転用の燃料噴射制御ルーチンと点火時期制御ルーチンを実行していて、エアフローメータ61により計測された空気の流量Ga(或いは、要求トルクTqtgt又はアクセルペダル操作量Accp)と機関回転速度NEとに基づいて燃料噴射量tauを決定し、4サイクル火花点火運転方式における吸気行程を迎えている気筒に対し燃料噴射量tauの燃料をその気筒のインジェクタ37から噴射するとともに、計測された空気の流量Ga(或いは、要求トルクTqtgt又はアクセルペダル操作量Accp)と機関回転速度NEとに基づいて点火時期θigを決定し、4サイクル火花点火運転方式における圧縮行程を迎えている気筒のクランク角がθigとなったとき点火プラグ35から火花を発生させるようになっている。以上により、4サイクル火花点火運転方式による運転が行われる。
In addition, the
<4サイクル火花点火運転から2サイクル自着火運転への切り替え>
次に、内燃機関10の運転状態が変化して同運転状態が4サイクル火花点火運転領域から2サイクル自着火運転領域に移行したことに伴い、運転方式を4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと切り替える際の本制御装置の作動について説明する。
<Switching from 4-cycle spark ignition operation to 2-cycle self-ignition operation>
Next, as the operation state of the
この場合、機関10の運転状態が4サイクル火花点火運転領域から2サイクル自着火運転領域に移行した直後にCPU71が図2に示したルーチンを実行すると、CPU71は図2のステップ200〜ステップ210に続くステップ215にて「Yes」と判定し、ステップ225に進んで前回本ルーチンを実行したときの機関の運転状態が4サイクル火花点火運転領域内であったか否かを判定する。前述の仮定に従えば、前回の運転状態は4サイクル火花点火運転領域内である。従って、CPU71はステップ225にて「Yes」と判定してステップ230に進み、フラグXの値を「1」に設定した後にステップ295にて本ルーチンを一旦終了する。
In this case, when the
この段階ではフラグX4の値は「1」に維持されたままである。従って、絶対クランク角が150、390及び630度の何れかとなると(即ち、何れかの気筒が4サイクル圧縮上死点後150度となっていると)、CPU71は図3に示した4サイクル火花点火運転用バルブ制御ルーチンのステップ300〜ステップ335を実行する。
At this stage, the value of the flag X4 remains “1”. Therefore, when the absolute crank angle is any one of 150, 390, and 630 degrees (that is, when any cylinder is 150 degrees after the 4-cycle compression top dead center), the
また、CPU71は所定のタイミングにて図4のステップ400から処理を開始し、この場合、フラグXの値は「1」に設定されているから、ステップ405にて「Yes」と判定してステップ415に進む。そして、CPU71はステップ415にてフラグX2の値が「0」から「1」に変化した直後であるか否かを判定する。
Further, the
この時点ではフラグX2の値は「0」に維持されたままである。従って、CPU71はステップ415にて「No」と判定し、ステップ430にて現時点がフラグX2の値が「0」から「1」に変更された後に初めて絶対クランク角が240度に到達した時点以降であるか否かを判定する。この場合においても、フラグX2の値は「0」であって「1」に変化していない。従って、CPU71はステップ430にて「No」と判定し、ステップ495へと進む。この結果、スーパーチャージャ46は非作動状態に維持される。
At this time, the value of the flag X2 remains “0”. Therefore, the
以上により、図5のタイムチャートの符合A及びBにて示したように、フラグXの値が「0」から「1」に変化した後であっても、フラグX4の値が「1」である限り、4サイクル火花点火運転方式における圧縮上死点後150度を迎えた気筒は、4サイクル火花点火運転方式により運転が行われ、スーパーチャージャ46は非作動状態に維持される。
As described above, as indicated by the signs A and B in the time chart of FIG. 5, even after the value of the flag X is changed from “0” to “1”, the value of the flag X4 is “1”. As long as the cylinder that has reached 150 degrees after compression top dead center in the four-cycle spark ignition operation method is operated by the four-cycle spark ignition operation method, the
一方、CPU71は図6に示したフラグ操作ルーチンを微小一定クランク角(ここでは1度=1CA)の経過毎にステップ600から開始するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71はステップ600から処理を開始してステップ605に進み、現時点が、フラグXの値が「0」から「1」に変化した後に初めて絶対クランク角600度に到達したタイミングであるか否かを判定する。
On the other hand, the
現時点がフラグXの値が「0」から「1」に変化した後に初めて絶対クランク角600度に到達したタイミングでなければ、CPU71はステップ605にて「No」と判定してステップ610に進み、現時点が、フラグX2の値が「0」から「1」に変化した後に初めて絶対クランク角0度(=720度)に到達したタイミングであるか否かを判定する。この場合、フラグX2の値は「0」に維持されたままである。従って、CPU71はステップ610にて「No」と判定し、そのままステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
If the current timing is not the timing when the absolute crank angle reaches 600 degrees for the first time after the value of the flag X changes from “0” to “1”, the
その後、所定の時間が経過すると、絶対クランク角はフラグXの値が「0」から「1」に変化した後に初めて絶対クランク角600度に到達する。従って、この時点にてCPU71がステップ605の処理を実行すると、CPU71は同ステップ605にて「Yes」と判定し、ステップ615に進んでフラグX2の値を「1」に設定する。そして、CPU71はステップ610にて「No」と判定し、そのままステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
After that, when a predetermined time elapses, the absolute crank angle reaches the absolute crank angle of 600 degrees only after the value of the flag X changes from “0” to “1”. Accordingly, when the
更に、所定の時間が経過すると、フラグX2の値が「0」から「1」に変化した後に初めて絶対クランク角0度(=720度)に到達したタイミングとなる。従って、この時点にてCPU71がステップ610の処理を実行すると、CPU71は同ステップ610にて「Yes」と判定し、ステップ620に進んでフラグX4の値を「0」に設定する。そして、CPU71はステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
Further, when a predetermined time elapses, it is the timing when the absolute crank angle reaches 0 degree (= 720 degrees) for the first time after the value of the flag X2 changes from “0” to “1”. Accordingly, when the
このフラグX4の値の「0」への変更に伴い、CPU71は図3のステップ310にて「No」と判定するようになる。この結果、4サイクル火花点火運転方式にしたがうバルブタイミング制御は停止する。
As the value of the flag X4 is changed to “0”, the
一方、CPU71は、図7に示した2サイクル自着火運転用バルブ制御ルーチンを微小一定クランク角(ここでは1度=1CA)の経過毎にステップ700から開始するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71はステップ700から処理を開始してステップ705に進み、現時点が何れかの気筒の上死点後90度(90CA)のタイミングであるか否かを判定する。
On the other hand, the
現時点が何れかの気筒の上死点後90度のタイミングでなければ、CPU71はステップ705にて「No」と判定し、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、現時点が第1気筒の圧縮上死点後90度のタイミング(絶対クランク角90度)であるとすると、CPU71はステップ705にて「Yes」と判定してステップ710に進み、フラグX2の値が「1」であるか否かを判定する。このとき、フラグX2の値が「0」であると、CPU71はステップ710にて「No」と判定してステップ795に進み、本ルーチンを一旦終了する。
If the current timing is not 90 degrees after the top dead center of any cylinder, the
これに対し、現時点が、フラグX2の値が前述した図6のステップ615にて「1」に設定された直度であると仮定すると、CPU71はステップ710にて「Yes」と判定してステップ715に進み、圧縮上死点後90度を迎えている気筒(ここでは第1気筒)の吸気弁32及び排気弁34が共に閉弁しているか否かを判定する。
On the other hand, if it is assumed that the current value of the flag X2 is the straightness set to “1” in
このとき、図5の符号t1により示したように、第1気筒の吸気弁32及び排気弁34は共に閉弁している。従って、CPU71はステップ715にて「Yes」と判定してステップ720〜ステップ740に進み、以下に述べる処理を実行する。
At this time, as indicated by the symbol t1 in FIG. 5, both the
ステップ720:2サイクル自着火運転用の排気弁開弁時期EOをMapEO(Accp,NE)から算出する。
ステップ725:2サイクル自着火運転用の基本掃気期間θbseをMapθbse(Accp,NE)から算出する。
ステップ730:2サイクル自着火運転用の吸気弁開弁時期IOをMapIO(Accp,NE)から算出する。
ステップ735:2サイクル自着火運転用の吸気弁閉弁時期ICをMapIC(Accp,NE)から算出する。
ステップ740:2サイクル自着火運転用の排気弁閉弁時期ECを、吸気弁開弁時期IOに基本掃気期間θbseを加えることにより得られる時期に設定する。
Step 720: The exhaust valve opening timing EO for 2-cycle self-ignition operation is calculated from MapEO (Accp, NE).
Step 725: A basic scavenging period θbse for two-cycle self-ignition operation is calculated from Map θbse (Accp, NE).
Step 730: The intake valve opening timing IO for 2-cycle self-ignition operation is calculated from MapIO (Accp, NE).
Step 735: The intake valve closing timing IC for the 2-cycle self-ignition operation is calculated from MapIC (Accp, NE).
Step 740: The exhaust valve closing timing EC for the two-cycle self-ignition operation is set to a timing obtained by adding the basic scavenging period θbse to the intake valve opening timing IO.
次いで、CPU71はステップ745に進み、現時点で上死点後90度となっている気筒(この場合、第1気筒)の排気弁34を排気弁開弁時期EOにて開弁させ且つ排気弁閉弁時期ECにて閉弁させるように駆動回路38に出力信号を送出する時期を設定する。更に、CPU71は現時点で上死点後90度となっている気筒の吸気弁32を吸気弁開弁時期IOにて開弁させ且つ吸気弁閉弁時期ICにて閉弁させるように駆動回路38に出力信号を送出する時期を設定する。その後、CPU71はステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
Next, the
これにより、図5の符合Cに示したように、フラグXの値が「0」から「1」に変化した後に初めて絶対クランク角600度に到達したタイミング(フラグX2の値が「1」に変更されたタイミング)以降において、上死点後90度を迎えた第1気筒の吸気弁32及び排気弁34が2サイクル自着火用のバルブタイミングにて開閉される。この結果、第1気筒の吸気弁32及び排気弁34のバルブタイミングが4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火方式運転方式のバルブタイミングへと切り替えられる。
As a result, as indicated by the symbol C in FIG. 5, the timing at which the absolute crank angle reaches 600 degrees for the first time after the value of the flag X changes from “0” to “1” (the value of the flag X2 becomes “1”). After the changed timing), the
その後、所定時間が経過すると、第2気筒のクランク角が上死点後90度(絶対クランク角は210度)となる(図5に符合t2により示した時点を参照。)。このとき、CPU71が図7に示したルーチンの処理をステップ700から処理を開始すると、CPU71はステップ705及びステップ710にて共に「Yes」と判定してステップ715に進む。
Thereafter, when a predetermined time elapses, the crank angle of the second cylinder becomes 90 degrees after the top dead center (the absolute crank angle is 210 degrees) (see the time point indicated by the symbol t2 in FIG. 5). At this time, when the
この場合、図5の符合Bにより示したように第2気筒は4サイクル火花点火運転方式にて運転されていて、吸気弁32及び排気弁34の何れか(この場合、吸気弁32)が開弁している。従って、CPU71はステップ715にて「No」と判定し、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、第2気筒の吸気弁32及び排気弁34のバルブタイミングは、次の上死点後90度のタイミングが到来するまで4サイクル火花点火運転方式のバルブタイミングに維持され、同次の上死点後90度のタイミングにて2サイクル自着火方式運転方式のバルブタイミングへと切り替えられる。
In this case, as indicated by the symbol B in FIG. 5, the second cylinder is operated by the four-cycle spark ignition operation method, and either the
更に、所定時間が経過すると、第3気筒のクランク角が上死点後90度(絶対クランク角は330度)となる(図5に符合t3により示した時点を参照。)。このとき、CPU71が図7に示したルーチンの処理をステップ700から開始すると、CPU71はステップ705及びステップ710にて共に「Yes」と判定してステップ715に進む。
Further, after a predetermined time has elapsed, the crank angle of the third cylinder becomes 90 degrees after the top dead center (the absolute crank angle is 330 degrees) (see the time indicated by the symbol t3 in FIG. 5). At this time, when the
この場合、第2気筒の吸気弁32及び排気弁34は何れも閉弁している。従って、CPU71はステップ715にて「Yes」と判定し、上述したステップ720〜ステップ745の処理を実行し、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、第3気筒の吸気弁32及び排気弁34のバルブタイミングが4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火方式運転方式のバルブタイミングへと切り替えられる。
In this case, both the
このように、フラグXの値が「0」から「1」に変化した後に初めて絶対クランク角600度に到達したタイミング(フラグX2の値が「1」に変更されたタイミング)以降においては、上死点後90度を迎えた気筒であって、吸気弁32及び排気弁34が共に閉弁している気筒から、その気筒の吸気弁32及び排気弁34のバルブタイミングが4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火方式運転方式へのバルブタイミングへと順に切り替えられて行く。
Thus, after the timing when the absolute crank angle reaches 600 degrees for the first time after the value of the flag X changes from “0” to “1” (the timing when the value of the flag X2 is changed to “1”), A cylinder that has reached 90 degrees after dead center, and both the
また、CPUは図示しない2サイクル自着火運転用の燃料噴射制御ルーチンを実行していて、要求トルクTqtgtと機関回転速度NEとに基づいて燃料噴射量tauを決定し、2サイクル自着火運転方式における掃気行程を迎えている気筒に対し燃料噴射量tauの燃料をその気筒のインジェクタ37から噴射する。以上により、図5の符号C,D及びFに示したように、各気筒の運転方式は4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火方式運転方式へと順に切り替えられて行く。 Further, the CPU executes a fuel injection control routine for two-cycle self-ignition operation (not shown), determines the fuel injection amount tau based on the required torque Tqtgt and the engine speed NE, and in the two-cycle self-ignition operation method. The fuel of the fuel injection amount tau is injected from the injector 37 of the cylinder to the cylinder that has reached the scavenging stroke. As described above, as shown by reference characters C, D, and F in FIG. 5, the operation mode of each cylinder is sequentially switched from the 4-cycle spark ignition operation mode to the 2-cycle self-ignition mode operation mode.
一方、フラグXの値が「0」から「1」に変化した後に初めてクランク角が絶対クランク角600度に到達したことにより、図6のステップ615にてフラグX2の値が「0」から「1」に変更された直後に、CPU71が図4に示したスーパーチャージャ制御ルーチンを開始すると、CPU71はステップ405及びステップ415にて「Yes」と判定してステップ420に進む。
On the other hand, since the crank angle has reached the absolute crank angle of 600 degrees for the first time after the value of the flag X has changed from “0” to “1”, the value of the flag X2 has changed from “0” to “0” in
そして、CPU71はステップ420にて、現時点からクランク角が220度経過した時点、即ち、実際にはクランク角が絶対クランク角100度(=600+220−720)となる時点にてスーパーチャージャ46が作動状態となるように、スーパーチャージャ用クラッチ46aに駆動信号を送出するための設定を行う。次いで、CPU71は、ステップ425にて、ABV45の開度SABVがABV開度SHとなるようにABV45を制御する。その後、CPU71はステップ495に進み本ルーチンを一旦終了する。
In
これにより、図5の符号Lにより示したように、過給圧はクランク角が絶対クランク角100度となる時点にて上昇を開始し、図5の符号Cにより示した第1気筒の掃気行程開始時点までには(クランク角が絶対クランク角にして略120度に到達する時点までには)所定の高過給圧に到達する。 As a result, as indicated by the symbol L in FIG. 5, the supercharging pressure starts to increase when the crank angle reaches the absolute crank angle of 100 degrees, and the scavenging stroke of the first cylinder indicated by the symbol C in FIG. By the start time (by the time when the crank angle reaches approximately 120 degrees as an absolute crank angle), a predetermined high supercharging pressure is reached.
その後、CPU71が図4のステップ400から処理を開始すると、CPU71はステップ405にて「Yes」と判定するとともに、現時点はフラグX2の値が「0」から「1」に変更された直後ではないのでステップ415にて「No」と判定してステップ430に進む。そして、CPU71はステップ430にて、現時点が、フラグX2の値が「0」から「1」に変更された後に初めて絶対クランク角が240度に到達した時点以降であるか否かを判定する。このとき、CPU71は、ステップ430の条件が成立していなければ同ステップ430にて「No」と判定してステップ495に進み、本ルーチンを一旦終了する。
Thereafter, when the
その後、更に時間が経過し、フラグX2の値が「0」から「1」に変更された後に初めてクランク角が絶対クランク角240度となったとき、CPU71が図4のステップ400から処理を開始すると、同CPU71はステップ405にて「Yes」、ステップ415にて「No」、続くステップ430にて「Yes」と判定してステップ435に進み、ABV開度SLをテーブルMapSL(Tqtgt,NE)により求める。このABV開度SLはABV開度SHより大きい開度(スーパーチャージャ46のバイパス空気量をより多くする開度)である。次いで、CPU71は、ステップ440にてABV45の開度SABVが上記決定したABV開度SLとなるようにABV45を制御し、ステップ495に進み本ルーチンを一旦終了する。
Thereafter, when the time further elapses and the crank angle becomes the
これ以降、フラグXの値が後述する図2のステップ235にて「1」から「0」に変更されない限り(即ち、機関の運転条件が4サイクル運転領域内へと復帰しなければ)、CPU71は、ステップ405、ステップ415及びステップ430〜440の処理を繰り返し行う。
Thereafter, unless the value of the flag X is changed from “1” to “0” in
これにより、フラグX2の値が「0」から「1」に変更された後に初めてクランク角が絶対クランク角240度となった時点以降、過給圧はテーブルMapSL(Tqtgt,NE)により決定されるABV開度SLとなるように制御される。
As a result, the supercharging pressure is determined by the table MapSL (Tqtgt, NE) after the time when the crank angle becomes the
<2サイクル自着火運転から4サイクル火花点火運転への切り替え>
次に、内燃機関10の運転状態が変化して同運転状態が2サイクル自着火運転領域から4サイクル火花点火運転領域に移行したことに伴い、運転方式を2サイクル自着火運転方式から4サイクル火花点火運転方式へと切り替える際の本制御装置の作動について説明する。
<Switching from 2-cycle self-ignition operation to 4-cycle spark ignition operation>
Next, as the operation state of the
この場合、機関10の運転状態が2サイクル自着火運転領域から4サイクル火花点火運転領域に移行した直後にCPU71が図2に示したルーチンを実行すると、CPU71は図2のステップ200〜ステップ210に続くステップ215にて「No」と判定してステップ220へ進み、ステップ220にて「Yes」と判定して以下のステップ235〜ステップ245の処理を行う。
In this case, when the
ステップ235:フラグXの値を「0」に設定する。
ステップ240:フラグX2の値を「0」に設定する。
ステップ245:フラグX4の値を「1」に設定する。
Step 235: The value of the flag X is set to “0”.
Step 240: The value of the flag X2 is set to “0”.
Step 245: The value of the flag X4 is set to “1”.
これにより、図3のルーチンにおけるステップ310にて「Yes」と判定されるようになるので、吸気弁32及び排気弁34は4サイクル火花点火運転用のバルブタイミングで開閉されるようになる。更に、図7のルーチンにおけるステップ710にて「No」と判定されるようになるので、吸気弁32及び排気弁34は2サイクル自着火運転用のバルブタイミングで開閉されることはなくなる。このように、図3及び図7に示したルーチンは、複数の気筒の各吸気弁及び各排気弁の開閉時期を機関に対して要求されるトルクと決定された運転方式とに基づいて制御するバルブタイミング制御手段を構成している。
As a result, “Yes” is determined in
加えて、図4のステップ405にて「No」と判定されるようになるので、スーパーチャージャ46はステップ410にて非作動状態となるように制御される。
In addition, since “No” is determined in
以上、説明したように、第1実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、気筒の運転方式を4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式に順次切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程(図5においては符合Cにより示した第1気筒の掃気行程)が同4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒(図5では第2気筒)の吸気行程と重なる場合、過給圧(ABV開度SABVに対応した過給圧)が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクTqtgtと同一のトルク下で同2サイクル自着火運転方式による運転が定常的に行われている時点において制御される過給圧(ステップ435のABV開度SLに対応した過給圧)より大きい圧力(ABV開度SHに対応した過給圧)に制御される。 As described above, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment, the two-cycle self-ignition operation method is started when the cylinder operation method is sequentially switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method. The scavenging stroke (the scavenging stroke of the first cylinder indicated by the symbol C in FIG. 5) of any cylinder that starts the operation by the ignition operation method is another cylinder (FIG. 5) that is operated by the four-cycle spark ignition operation method. In the case of overlapping with the intake stroke of the second cylinder), the supercharging pressure (supercharging pressure corresponding to the ABV opening SABV) is the same as the torque Tqtgt required for the engine at the same time. A pressure (ABV opening) larger than the supercharging pressure (supercharging pressure corresponding to the ABV opening SL in step 435) at the time when the operation by the two-cycle self-ignition operation method is regularly performed. Is controlled to boost pressure) corresponding to the SH.
この結果、気筒の運転方式を4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式に順次切り替え始める時点において、4サイクル火花点火運転方式により運転される気筒と2サイクル自着火運転方式により運転される気筒とが混在し、4サイクル火花点火転方式により運転されている気筒が吸気行程(図5の符合Bにより示した第2気筒の吸気行程)にあるために、その気筒(第2気筒)に新気が奪われる2サイクル自着火運転方式の掃気行程にある気筒(第1気筒)の新気量(従って、掃気量)が、過給圧が増大せしめられることにより増大せしめられる。従って、4サイクル−2サイクル切替時において掃気行程にある気筒(第1気筒)の掃気量が不足しない(2サイクル定常運転時の掃気量と同等な量となる)ので、内燃機関10の発生するトルクの変動を抑制することができる。
As a result, at the time of starting to sequentially switch the cylinder operation method from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method, the cylinder operated by the four-cycle spark ignition operation method and the two-cycle self-ignition operation method are operated. Since a cylinder that is mixed and operated by the four-cycle spark ignition system is in the intake stroke (the intake stroke of the second cylinder indicated by reference B in FIG. 5), the cylinder (second cylinder) The amount of fresh air (and hence the amount of scavenging) in the cylinder (first cylinder) in the scavenging stroke of the two-cycle self-ignition operation system in which fresh air is taken is increased by increasing the supercharging pressure. Therefore, the scavenging amount of the cylinder (first cylinder) in the scavenging stroke at the time of switching between the four cycles and the two cycles is not short (the amount is the same as the scavenging amount in the two-cycle steady operation), and thus the
換言すると、過給圧は掃気量を決定する因子であるから、第1実施形態に係る制御装置は、前記2サイクル自着火運転方式における掃気行程中に同掃気行程中の気筒から排出されるガスの量である掃気量であって前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から同2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点での掃気量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段により定常的に行われている時点での掃気量に近づくように同掃気量を決定する因子を制御する掃気量制御手段(図4に示したスーパーチャージャ制御ルーチン及びフラグX,X2等のフラグ操作を行うルーチン)を備えているということもできる。 In other words, since the supercharging pressure is a factor that determines the scavenging amount, the control device according to the first embodiment discharges gas from the cylinder in the scavenging stroke during the scavenging stroke in the two-cycle self-ignition operation method. The amount of scavenging is the amount of the scavenging, and the amount of scavenging at the start of switching the cylinder operation method from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method is requested to the engine at the same time. A factor for determining the scavenging amount so as to approach the scavenging amount at the time when the operation by the two-cycle self-ignition operation method is regularly performed by the valve timing control means under the same torque as the torque being It can also be said that a scavenging amount control means for controlling (a supercharger control routine shown in FIG. 4 and a routine for performing flag operations such as flags X and X2) is provided.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この制御装置は、4サイクル−2サイクル切替時に吸気弁32及び排気弁34の開閉時期(バルブタイミング)を制御して、2サイクル定常運転時と同等の掃気量を確保する(或いは、圧縮行程開始時の燃焼ガス温度を2サイクル定常運転時と同等のガス温度とする)ことにより、内燃機関10が発生するトルクの変動を抑制するものである。なお、吸気弁32及び排気弁34の開閉時期が変化すると掃気量が変化するので、これら(バルブタイミング)は掃気量を決定する因子である。
(Second Embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a second embodiment will be described. This control device controls the opening / closing timing (valve timing) of the
<4サイクル火花点火運転時>
第2実施形態のCPU71は、図2、図3、図6及び図示しない前述した4サイクル火花点火運転用の燃料噴射制御ルーチン及び点火時期制御ルーチンを実行する。従って、第2実施形態の制御装置は、吸気弁32及び排気弁34の開閉制御、燃料噴射制御及び点火時期制御に関し、第1実施形態の制御装置と同一の制御を行って4サイクル火花点火運転方式による運転を行う。また、CPU71は、4サイクル火花点火運転時において(フラグX=1)スーパーチャージャ46を非作動状態に維持する(後述する図8のステップ805及びステップ830を参照。)。
<During 4-cycle spark ignition operation>
The
<4サイクル火花点火運転から2サイクル自着火運転への切り替え>
CPU71は、4サイクル−2サイクル切替時に何れかの気筒が2サイクル自着火運転方式により運転され始めるとき、スーパーチャージャ46を作動状態とする。スーパーチャージャ46は、2サイクル自着火運転方式による運転が行われている間、作動状態に維持される。スーパーチャージャ46が作動状態にあるときの過給圧は要求トルクTqtgtと機関回転速度NEとにより定まる過給圧に制御される。なお、CPU71は、何れかの気筒が2サイクル自着火運転方式により運転され始めるときの過給圧を第1実施形態のように2サイクル定常運転時よりも上昇させず、2サイクル定常運転時と同様の過給圧とする。
<Switching from 4-cycle spark ignition operation to 2-cycle self-ignition operation>
The
より具体的に述べると、CPU71は、所定時間の経過毎に図4に代わる図8のステップ800から処理を開始するようになっている。そして、図4のステップ405、ステップ415及びステップ420とそれぞれ同一のステップ805、ステップ815及びステップ820を実行することにより、フラグXの値が「1」であり、フラグX2の値が「0」から「1」に変化した時点からクランク角が220度経過した時点にてスーパーチャージャ46を作動状態とする。次いで、CPU71はステップ825にてABV開度SABVをMapSABV(Tqtgt,NE)により定める。
More specifically, the
また、フラグXの値が「1」である限り、ステップ815の条件が成立しなくても、ステップ825が実行される。従って、2サイクル自着火運転方式にて運転されているときの過給圧は要求トルクTqtgtと機関回転速度NEにより定まる過給圧となる。なお、CPU71は、機関10の運転状態が4サイクル火花点火運転領域内にあってフラグXの値が「0」に設定されているとき、ステップ805にて「No」と判定してステップ830に進み、スーパーチャージャ46を非作動状態とする。
Further, as long as the value of the flag X is “1”,
次に、吸気弁32と排気弁34の開閉制御について説明する。CPU71は図7に代わる図9にフローチャートにより示した2サイクル自着火運転用バルブ制御ルーチンを微小一定クランク角(ここでは、クランク角1度=1CA)の経過毎にステップ900から開始するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71はステップ900から処理を開始してステップ902に進み、現時点が何れかの気筒の上死点後90度(90CA)のタイミングであるか否かを判定する。そして、現時点が何れかの気筒の上死点後90度のタイミングでなければ、CPU71はステップ902にて「No」と判定し、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。
Next, opening / closing control of the
また、現時点が何れかの気筒の上死点後90度のタイミングであるとき、CPU71はステップ902にて「Yes」と判定してステップ904に進み、フラグX2の値が「1」であるか否かを判定する。このとき、フラグX2の値が「1」でなければ、CPU71はステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。
If the current timing is 90 degrees after the top dead center of any cylinder, the
いま、説明のために、現時点が「機関10の運転状態が4サイクル運転領域から2サイクル運転領域へと移行したとことに伴って図2のステップ230によりフラグXの値が「0」から「1」へと変更され、その後、クランク角が絶対クランク角600度となったことに伴って図6のステップ615によりフラグX2の値が「0」から「1」へと変更された直後であり、且つ、第1気筒のクランク角が上死点後90度となったタイミングである。」として説明を続ける。
Now, for the sake of explanation, the current time is “the value of the flag X is changed from“ 0 ”to“ 0 ”in
この場合、CPU71はステップ900に続くステップ902にて「Yes」と判定してステップ904に進み、フラグX2の値が「1」であるか否かを判定する。前述の仮定に従えばフラグX2の値は「1」である。従って、CPU71はステップ904にて「Yes」と判定してステップ906に進み、圧縮上死点後90度を迎えている気筒(この場合、第1気筒)の吸気弁32及び排気弁34が共に閉弁しているか否かを判定する。
In this case, the
このとき、図5の符号t1により示したように、第1気筒の吸気弁32及び排気弁34は共に閉弁している。従って、CPU71はステップ906にて「Yes」と判定してステップ908、ステップ910及びステップ911に進み、以下に述べる処理を実行する。
At this time, as indicated by the symbol t1 in FIG. 5, both the
ステップ908:2サイクル自着火運転用の排気弁開弁時期EOをMapEO(Accp,NE)から算出する。
ステップ910:2サイクル自着火運転用の基本掃気期間θbseをMapθbse(Accp,NE)から算出する。
ステップ911:2サイクル自着火運転用の吸気弁開弁時期IOをMapIO(Accp,NE)から算出する。
Step 908: The exhaust valve opening timing EO for 2-cycle self-ignition operation is calculated from MapEO (Accp, NE).
Step 910: The basic scavenging period θbse for the 2-cycle self-ignition operation is calculated from Map θbse (Accp, NE).
Step 911: The intake valve opening timing IO for two-cycle self-ignition operation is calculated from MapIO (Accp, NE).
次いで、CPU71はステップ912に進み、上死点後90度を迎えている気筒(この場合、第1気筒)の前回の燃焼が4サイクル火花点火燃焼であったか否かを判定する。この場合、第1気筒の前回の燃焼は4サイクル火花点火燃焼であったから、CPU71はステップ912にて「Yes」と判定し、ステップ914にて燃焼ガス温度補償用掃気延長期間θexbseをMapθexbse(NE,PM)に基づいて決定する。これにより、後述するように、掃気期間はθexbseだけ延長される。
Next, the
このように掃気期間を燃焼ガス温度補償用掃気延長期間θexbseだけ延長するのは、前回の燃焼が4サイクル火花点火運転による燃焼であるとすると、燃焼ガス温度が自着火による2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度よりも高いので、掃気期間を延長して残留する燃焼ガス量を低減することにより早期着火が発生しないようにするためである。 As described above, if the scavenging period is extended by the combustion gas temperature compensation scavenging extension period θexbse, if the previous combustion is the combustion by the four-cycle spark ignition operation, the combustion gas temperature is the same as that in the two-cycle steady operation by the self-ignition. This is because the temperature is higher than the combustion gas temperature, so that the pre-ignition is prevented from occurring by extending the scavenging period and reducing the amount of remaining combustion gas.
次いで、CPU71はステップ916に進み、現時点において4サイクル火花点火運転方式にて運転されている他の気筒の吸気弁32及び排気弁34の少なくとも一方が開弁中であるか否かを判定する。この場合、第2気筒は4サイクル火花点火運転方式にて運転されていて、且つ、第2気筒の吸気弁32及び排気弁34の少なくとも一方(この場合、吸気弁32)は開弁中である。従って、CPU71はステップ916にて「Yes」と判定し、ステップ918〜ステップ924に進んで以下の処理を行う。なお、上記ステップ916は、現時点の状態が2サイクル定常運転時と異なる吸気状態又は排気状態となっているか否かを判定するステップである。
Next, the
ステップ918:2サイクル自着火運転用の暫定排気弁閉弁時期ECZを、吸気弁開弁時期IOから基本掃気期間θbseが経過じた時期に設定する。
ステップ920:吸気弁開弁時期IO、暫定排気弁閉弁時期ECZ、その時点において図3の4サイクル火花点火用バルブ制御ルーチンにより計算されている吸気弁開弁時期IO4及び吸気弁閉弁時期IC4(この場合、IO4及びIC4は第2気筒の吸気弁32の開弁時期及び閉弁時期にそれぞれ対応する。)に基づいて、第1気筒の暫定掃気期間(掃気行程となっている期間、即ち、IO〜ECZの期間)と第2気筒の吸気期間(吸気行程となっている期間、即ち、IO4〜IC4の期間)とが重複している干渉期間θkanを求める。
Step 918: The temporary exhaust valve closing timing ECZ for two-cycle self-ignition operation is set to a timing when the basic scavenging period θbse has elapsed from the intake valve opening timing IO.
Step 920: Intake valve opening timing IO, provisional exhaust valve closing timing ECZ, intake valve opening timing IO4 and intake valve closing timing IC4 calculated at that time by the 4-cycle spark ignition valve control routine of FIG. (In this case, IO4 and IC4 correspond to the opening timing and the closing timing of the
ステップ922:干渉補償用掃気延長期間θexkanをMapθexkan(θkan,PM)により決定する。後述するように、この干渉補償用掃気延長期間θexkanにより基本掃気期間が延長される。2サイクル自着火運転を開始する気筒が掃気行程となったとき、他の気筒が4サイクル火花点火運転の吸気行程に入っていると、2サイクル自着火運転を開始する気筒はその吸気行程に入っている他の気筒に新気が奪われる。その結果、2サイクル自着火運転を開始する気筒に吸入される新気量が減り、同気筒の掃気量は不足する。上記干渉補償用掃気延長期間θexkanは、かかる理由による掃気量の不足分を補償するために、基本掃気期間θbseを延長するための期間である。 Step 922: The interference compensation scavenging extension period θexkan is determined by Mapθexkan (θkan, PM). As will be described later, the basic scavenging period is extended by the interference compensation scavenging extension period θexkan. When the cylinder that starts the two-cycle self-ignition operation enters the scavenging stroke, if the other cylinder enters the intake stroke of the four-cycle spark ignition operation, the cylinder that starts the two-cycle self-ignition operation enters the intake stroke. The new cylinder is deprived of freshness. As a result, the amount of fresh air drawn into the cylinder that starts the two-cycle self-ignition operation decreases, and the scavenging amount of the cylinder becomes insufficient. The interference compensation scavenging extension period θexkan is a period for extending the basic scavenging period θbse in order to compensate for the shortage of the scavenging amount due to such a reason.
なお、2サイクル自着火運転を開始する気筒の排気弁34のみが開弁しているとき(同気筒が排気行程にあるとき)、他の気筒が4サイクル火花点火運転の排気行程に入っていると、排気圧力が高くなっているために2サイクル自着火運転を開始する気筒の掃気量が不足する恐れもある。これらのことから、上記干渉補償用掃気延長期間θexkanは、上記排気弁開弁時期EO、上記吸気弁開弁時期IO、上記暫定排気弁閉弁時期ECZ及びMapIC(Accp,NE)等から求められる吸気弁閉弁時期IC、上記吸気弁開弁時期IO4、上記吸気弁閉弁時期IC4、上記排気弁開弁時期EO4及び上記排気弁閉弁時期EC4に基づいて、2サイクル自着火運転を開始する気筒の掃気量や新気量を考慮することにより決定されてもよい。
ステップ924:後述する掃気短縮期間θshortを「0」に設定する。
When only the
Step 924: A scavenging shortening period θshort described later is set to “0”.
次いで、CPU71は、ステップ926〜ステップ930に進んで、以下の処理を行う。
ステップ926:基本掃気期間θbseを燃焼ガス温度補償用掃気延長期間θexbseと干渉補償用掃気延長期間θexkanとを加えた期間だけ延長するとともに、その延長された期間を掃気短縮期間θshortだけ短縮した期間を最終的な掃気期間θsokiとして設定する。ただし、この場合、掃気短縮期間θshortは「0」に設定されているから、掃気期間が短縮されることはない。
Next, the
Step 926: The basic scavenging period θbse is extended by a period obtained by adding the combustion gas temperature compensation scavenging extension period θexbse and the interference compensation scavenging extension period θexkan, and the extended period is shortened by the scavenging reduction period θshort. Set as the final scavenging period θsoki. However, in this case, since the scavenging shortening period θshort is set to “0”, the scavenging period is not shortened.
ステップ928:最終的な排気弁閉弁時期ECを、吸気弁開弁時期IOから上記掃気期間θsokiだけ経過した時期に設定する。
ステップ930:最終的な吸気弁閉弁時期ICを、排気弁閉弁時期ECから一定期間θconst経過後の時期に設定する。
Step 928: The final exhaust valve closing timing EC is set to a timing when the scavenging period θsoki has elapsed from the intake valve opening timing IO.
Step 930: The final intake valve closing timing IC is set to a timing after a certain period θconst has elapsed from the exhaust valve closing timing EC.
その後、CPU71は、ステップ932にて現時点で上死点後90度となっている気筒(この場合、第1気筒)の排気弁34を排気弁開弁時期EOにて開弁させ且つ排気弁閉弁時期ECにて閉弁させるように駆動回路38に出力信号を送出する時期を設定する。同時に、CPU71は、現時点で上死点後90度となっている気筒の吸気弁32を吸気弁開弁時期IOにて開弁させ且つ吸気弁閉弁時期ICにて閉弁させるように駆動回路38に出力信号を送出する時期を設定する。次いで、CPU71は、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。
Thereafter, in
以上により、他の気筒に先立って4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと運転方式が切り替えられる第1気筒の掃気期間θsokiは、2サイクル定常運転時の掃気期間である基本掃気期間θbseよりも少なくとも干渉補償用掃気延長期間θexkanだけ延長された期間となる。これにより、運転切替時の掃気期間が4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒(第2気筒)の吸気行程に重なる気筒(第1気筒)の掃気量が十分に確保される。また、第1気筒の掃気期間θsokiは燃焼ガス温度が2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度よりも高い分だけ延長される。この結果、第1気筒の掃気量が適切となる(即ち、適切な量で且つ適切な温度の燃焼ガスが第1気筒内に残存する)ので、第1気筒の自着火燃焼が2サイクル定常運転時と同様に行われる。これにより、4サイクル−2サイクル切替時に発生するトルクの変動が抑制される。 As described above, the scavenging period θsoki of the first cylinder in which the operation method is switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method prior to the other cylinders is the basic scavenging that is the scavenging period in the two-cycle steady operation. This is a period extended by at least the interference compensation scavenging extension period θexkan from the period θbse. As a result, a scavenging amount of the cylinder (first cylinder) that overlaps the intake stroke of the other cylinder (second cylinder) that is operated by the four-cycle spark ignition operation method during the operation switching is sufficiently ensured. Further, the scavenging period θsoki of the first cylinder is extended by an amount corresponding to the combustion gas temperature being higher than the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation. As a result, the scavenging amount of the first cylinder becomes appropriate (that is, the combustion gas of an appropriate amount and at an appropriate temperature remains in the first cylinder), so that the self-ignition combustion of the first cylinder is in a two-cycle steady operation. Done like time. Thereby, the fluctuation | variation of the torque which generate | occur | produces at the time of 4 cycle-2 cycle switching is suppressed.
その後、所定の時間が経過すると、第2気筒のクランク角が上死点後90度(絶対クランク角は210度)となる(図5に符合t2により示した時点を参照。)。このとき、CPU71が図9に示したルーチンの処理をステップ900から開始すると、CPU71はステップ902及びステップ904の両ステップにて「Yes」と判定し、ステップ906に進む。
Thereafter, when a predetermined time elapses, the crank angle of the second cylinder becomes 90 degrees after the top dead center (the absolute crank angle is 210 degrees) (see the time point indicated by the symbol t2 in FIG. 5). At this time, when the
この場合、第2気筒は4サイクル火花点火運転方式にて運転されていて、吸気弁32及び排気弁34の何れか(この場合、吸気弁32)が開弁している。従って、CPU71はステップ906にて「No」と判定し、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、第2気筒の吸気弁32及び排気弁34のバルブタイミングは、次の上死点後90度のタイミングが到来するまで4サイクル火花点火運転方式のバルブタイミングに維持され、同次の上死点後90度のタイミングにて2サイクル自着火方式運転方式のバルブタイミングへと切り替えられる。
In this case, the second cylinder is operated by a four-cycle spark ignition operation method, and either the
更に、所定時間が経過すると、第3気筒のクランク角が上死点後90度(絶対クランク角は330度)となる(図5に符合t3により示した時点を参照。)。このとき、CPU71が図9に示したルーチンの処理をステップ900から開始すると、CPU71はステップ902及びステップ904の両ステップにて「Yes」と判定し、ステップ906に進む。
Further, after a predetermined time has elapsed, the crank angle of the third cylinder becomes 90 degrees after the top dead center (the absolute crank angle is 330 degrees) (see the time indicated by the symbol t3 in FIG. 5). At this time, when the
この場合、第3気筒の吸気弁32及び排気弁34は何れも閉弁している。従って、CPU71はステップ906にて「Yes」と判定し、上述したステップ908乃至ステップ911の処理を行う。次いで、CPU71はステップ912に進み、上死点後90度を迎えている気筒(この場合、第3気筒)の前回の燃焼が4サイクル火花点火燃焼であったか否かを判定する。第3気筒の前回の燃焼は4サイクル火花点火燃焼であったから、CPU71はステップ912にて「Yes」と判定し、ステップ914にて燃焼ガス温度補償用掃気延長期間θexbseをMapθexbse(NE,PM)に基づいて決定する。これにより、後述するように、掃気期間はθexbseだけ延長される。
In this case, both the
次いで、CPU71はステップ916に進む。この時点において、第2気筒は4サイクル火花点火運転方式にて運転されている。しかしながら、第2気筒の吸気弁32及び排気弁34は両方とも閉弁している。従って、CPU71はステップ916にて「No」と判定してステップ934に進み、現時点または直前(或いは、排気弁開弁時期EO又は吸気弁開弁時期IOと同時かその直前、換言すると、上死点後90度を迎えている気筒の掃気行程中及び掃気行程直前)に他の気筒の掃気行程が存在していないか否かを判定する。
Next, the
図5から理解されるように、2サイクル定常運転時にあっては、ある気筒の掃気行程と別の気筒の掃気行程との時間間隔は極めて短い。これに対し、図5の符号Dと符合Bにより示したように、第3気筒が2サイクル自着火運転方式による運転を開始しようとする時点の直前には他の気筒の掃気行程が存在していない(この場合、4サイクル火花点火運転方式における吸気行程後である)。従って、機関10から排出された排ガスはすでに下流に流れているので、排気圧力は2サイクル定常運転時よりも小さくなっている。即ち、上記ステップ934は、排気圧力が2サイクル定常運転時と異なる排気圧力(排気状態)となっているか否かを判定するステップである。
As understood from FIG. 5, during the two-cycle steady operation, the time interval between the scavenging stroke of one cylinder and the scavenging stroke of another cylinder is extremely short. On the other hand, as indicated by reference symbols D and B in FIG. 5, the scavenging strokes of the other cylinders exist immediately before the third cylinder is about to start the operation by the two-cycle self-ignition operation method. No (in this case, after the intake stroke in the 4-cycle spark ignition operation mode). Accordingly, since the exhaust gas discharged from the
現時点においてステップ934の判定条件は成立する。従って、CPU71はステップ934にて「Yes」と判定してステップ936〜ステップ940に進み、以下の処理を行う。
At this time, the determination condition of
ステップ936:排気弁開弁時期EO及びその時点において図3の4サイクル火花点火用バルブ制御ルーチンにより計算されている排気弁閉弁時期EC4(この場合、EC4は第2気筒の排気弁34の閉弁時期に対応する。)に基づいて、何れの排気弁も開弁されていない状態となる期間である開弁無期間θnashi(即ち、EC4〜EOの期間の長さ)を求める。なお、開弁無期間θnashiは、排気弁閉弁時期EC4から吸気弁開弁時期IOまでの期間、吸気弁閉弁時期IC4から排気弁開弁時期EOまでの期間、或いは、吸気弁閉弁時期IC4から吸気弁開弁時期IOまでの期間としてもよい。
ステップ938:掃気短縮期間θshortをMapθshort(θnashi,PM)から算出する。
ステップ940:干渉補償用掃気延長期間θexkanを「0」に設定する。
Step 936: Exhaust valve opening timing EO and the exhaust valve closing timing EC4 calculated at that time by the 4-cycle spark ignition valve control routine of FIG. 3 (in this case, EC4 is the closing of the
Step 938: The scavenging shortening period θshort is calculated from Mapθshort (θnashi, PM).
Step 940: The interference compensation scavenging extension period θexkan is set to “0”.
その後、CPU71はステップ926〜932の処理を実行する。これにより、最終的な掃気期間θsokiは、基本掃気期間θbseを燃焼ガス温度補償用掃気延長期間θexbseだけ延長するとともに、その延長された期間を掃気短縮期間θshortだけ短縮した期間となる。
Thereafter, the
以上により、第3気筒は第1気筒に続いて且つ第2気筒よりも早く4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと運転方式が切り替えられる。このとき、その掃気行程直前における排気圧力が2サイクル定常運転時よりも小さくなっていることによって第3気筒の掃気量が過大となることがないように、掃気期間θsokiが、2サイクル定常運転時の掃気期間である基本掃気期間θbseよりも少なくとも掃気短縮期間θshortだけ短縮される。また、基本掃気期間θbseは、気筒に残留することになる燃焼ガス温度が2サイクル定常運転時よりも高いので、燃焼ガス温度補償用掃気延長期間θexbseだけ延長され、これにより燃焼ガス量の適量化が達成される。この結果、第3気筒の掃気量が適切となる(即ち、適切な量で且つ適切な温度の燃焼ガスが第3気筒内に残存する)ので、第3気筒の自着火燃焼が2サイクル定常運転時と同様に行われる。これにより、4サイクル−2サイクル切替時に発生するトルクの変動が抑制される。 As described above, the operation mode of the third cylinder is switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method following the first cylinder and earlier than the second cylinder. At this time, the scavenging period θsoki is set at the time of two-cycle steady operation so that the scavenging amount of the third cylinder does not become excessive due to the exhaust pressure immediately before the scavenging stroke being smaller than that at the time of two-cycle steady operation. The basic scavenging period θbse, which is the scavenging period, is shortened by at least the scavenging shortening period θshort. In addition, the basic scavenging period θbse is extended by the combustion gas temperature compensation scavenging extension period θexbse because the combustion gas temperature remaining in the cylinder is higher than that in the two-cycle steady operation, thereby making the combustion gas amount appropriate. Is achieved. As a result, the scavenging amount of the third cylinder becomes appropriate (that is, the combustion gas of an appropriate amount and at an appropriate temperature remains in the third cylinder), so that the auto-ignition combustion of the third cylinder performs the two-cycle steady operation. Done like time. Thereby, the fluctuation | variation of the torque which generate | occur | produces at the time of 4 cycle-2 cycle switching is suppressed.
更に、所定時間が経過すると、第1気筒のクランク角が上死点後90度(絶対クランク角は450度)となる(図5に符合t4により示した時点を参照。)。このとき、CPU71が図9に示したルーチンの処理をステップ900から開始すると、CPU71はステップ902及びステップ904の両ステップにて「Yes」と判定し、ステップ906に進む。
Further, when a predetermined time elapses, the crank angle of the first cylinder becomes 90 degrees after the top dead center (the absolute crank angle is 450 degrees) (see the time point indicated by the symbol t4 in FIG. 5). At this time, when the
この場合、第1気筒の吸気弁32及び排気弁34は何れも閉弁している。従って、CPU71はステップ906にて「Yes」と判定し、上述したステップ908乃至ステップ911の処理を行う。また、この場合、第1気筒の前回の燃焼は2サイクル自着火燃焼であったから、CPU71はステップ912にて「No」と判定し、ステップ944にて燃焼ガス温度補償用掃気延長期間θexbseを「0」に設定する。
In this case, both the
次いで、CPU71はステップ916に進む。この場合、4サイクル火花点火運転方式にて運転されている他の気筒であって、その吸気弁32及び排気弁34の少なくとも一方が開弁中である気筒は存在しない。従って、CPU71はステップ916にて「No」と判定してステップ934に進む。
Next, the
更に、この場合、現時点と同時又は直前に第3気筒の掃気行程が存在しているから、CPU71はステップ934にて「No」と判定してステップ942に進み、干渉補償用掃気延長期間θexkan及び掃気短縮期間θshortを何れも「0」に設定する。その後、CPU71はステップ926〜932の処理を実行する。これにより、最終的な掃気期間θsokiは、2サイクル定常運転時での掃気期間である基本掃気期間θbseとなる。
Further, in this case, since the scavenging stroke of the third cylinder exists at the same time as or immediately before the current time, the
更に、所定時間が経過すると、第2気筒のクランク角が上死点後90度(絶対クランク角は570度)となる(図5に符合t5により示した時点を参照。)。この場合、図5から理解されるように、第2気筒の吸気弁32及び排気弁34は共に閉弁しており、上死点後90度を迎えている気筒(この場合、第2気筒)の前回の燃焼は4サイクル火花点火燃焼である。また、現時点において4サイクル火花点火運転方式にて運転されている他の気筒の吸気弁32及び排気弁34の少なくとも一方が開弁中であるという条件は成立していない。
Further, when the predetermined time has elapsed, the crank angle of the second cylinder becomes 90 degrees after the top dead center (the absolute crank angle is 570 degrees) (see the time indicated by the symbol t5 in FIG. 5). In this case, as can be understood from FIG. 5, the
従って、CPU71は、ステップ902〜ステップ916、ステップ934及びステップ942の処理を行い、次いで、ステップ926〜ステップ932の処理を実行する。この結果、干渉補償用掃気延長期間θexkan及び掃気短縮期間θshortはステップ942にて何れも「0」に設定されているから、最終的な掃気期間θsokiは、基本掃気期間θbseを燃焼ガス温度補償用掃気延長期間θexbseだけ延長した期間となる。
Accordingly, the
以上により、第2気筒は第1気筒及び第3気筒に続いて4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと運転方式が切り替えられる。このとき、第3気筒の最終的な掃気期間θsokiは、燃焼ガス温度が2サイクル定常運転時よりも高いことが考慮され、基本掃気期間θbseを燃焼ガス温度補償用掃気延長期間θexbseだけ延長した期間となる。この結果、第2気筒の掃気量が適切となる(即ち、適切な量で且つ適切な温度の燃焼ガスが第2気筒内に残存する)ので、第2気筒の自着火燃焼が2サイクル定常運転時と同様に行われる。これにより、4サイクル−2サイクル切替時に発生するトルクの変動が抑制される。 Thus, the operation mode of the second cylinder is switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method following the first and third cylinders. At this time, the final scavenging period θsoki of the third cylinder is a period obtained by extending the basic scavenging period θbse by the combustion gas temperature compensation scavenging extension period θexbse, considering that the combustion gas temperature is higher than that in the two-cycle steady operation. It becomes. As a result, the scavenging amount of the second cylinder becomes appropriate (that is, the combustion gas having the appropriate amount and the appropriate temperature remains in the second cylinder), so that the self-ignition combustion of the second cylinder is in a two-cycle steady operation. Done like time. Thereby, the fluctuation | variation of the torque which generate | occur | produces at the time of 4 cycle-2 cycle switching is suppressed.
以降、総ての気筒は、フラグX2の値が「0」に設定されるまで、2サイクル自着火運転方式により運転される。 Thereafter, all the cylinders are operated by the two-cycle self-ignition operation method until the value of the flag X2 is set to “0”.
このように、第2実施形態に係る内燃機関の制御装置は、掃気量を決定する因子として前記複数の気筒の各吸気弁及び各排気弁の開閉時期を変更する掃気量制御手段を備える。実際には、図9に示した2サイクル用バルブ制御ルーチンが、バルブタイミング制御手段と掃気量制御手段を構成している。 Thus, the control device for an internal combustion engine according to the second embodiment includes scavenging amount control means for changing the opening / closing timings of the intake valves and the exhaust valves of the plurality of cylinders as a factor for determining the scavenging amount. Actually, the two-cycle valve control routine shown in FIG. 9 constitutes a valve timing control means and a scavenging amount control means.
更に、この内燃機関の制御装置において、掃気量制御手段は、図9のステップ916、ステップ934及びこれらのステップにおける肯定判定に従って実行されるステップに対応していて、運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中及び同掃気行程直前における他の気筒の吸気弁及び/又は排気弁の開閉状態(即ち、吸気状態及び/又は排気状態)に応じて同任意の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉時期を変更するように構成されている。
Further, in the control device for the internal combustion engine, the scavenging amount control means corresponds to the steps executed in accordance with
更に、前記掃気量制御手段は、図9のステップ916乃至ステップ920並びにステップ926乃至ステップ932に対応していて、気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が同4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程又は排気行程と重なる場合、前記掃気行程の期間が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下で同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段により定常的に行われている時点における掃気行程の期間(θbse)に所定の延長期間(θexkan)を加えた期間となるようにバルブタイミングを制御する。 Further, the scavenging amount control means corresponds to step 916 to step 920 and step 926 to step 932 in FIG. 9, and the cylinder operation method is changed from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method. When the scavenging stroke of an arbitrary cylinder that starts operation by the same two-cycle self-ignition operation method at the start of switching overlaps with the intake stroke or exhaust stroke of another cylinder that is operated by the same four-cycle spark ignition operation method, the scavenging At the time when the operation of the two-cycle self-ignition operation method is regularly performed by the valve timing control means under the same torque as that required for the engine at the same time during the stroke period Valve timing is controlled to be a period obtained by adding a predetermined extension period (θexkan) to the scavenging stroke period (θbse) That.
更に、前記掃気量制御手段は、図9のステップ912、ステップ914及びステップ926乃至ステップ932に対応していて、気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の燃焼の直前に発生する他の気筒の燃焼が同4サイクル火花点運転方式による燃焼となる場合、前記掃気行程の期間が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下で同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段により定常的に行われている時点における掃気行程の期間(θbse)から所定の短縮期間(θshort)を減じた期間となるように前記バルブタイミングを制御する。
Further, the scavenging amount control means corresponds to step 912,
なお、上記実施形態においては、排気弁閉弁時期ECが遅らされることにより掃気期間が延長されていたが、排気弁開弁時期EOを早めることにより掃気期間を延長してもよい。また、排気弁閉弁時期EC、排気弁開弁時期EO及び吸気弁開弁時期IO(吸気弁及び排気弁の開閉時期)を変更することにより掃気量を変更してもよい。 In the above embodiment, the scavenging period is extended by delaying the exhaust valve closing timing EC. However, the scavenging period may be extended by advancing the exhaust valve opening timing EO. Further, the scavenging amount may be changed by changing the exhaust valve closing timing EC, the exhaust valve opening timing EO, and the intake valve opening timing IO (intake and exhaust valve opening / closing timing).
(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この制御装置は、第2実施形態と同様に、4サイクル−2サイクル切替時に吸気弁32及び排気弁34の開閉時期(バルブタイミング)を制御することにより2サイクル定常運転時と同等の掃気量を確保する。更に、第3実施形態の制御装置は、バルブタイミングの制御によってある気筒の排気弁34の開弁期間と他の気筒の排気弁34の開弁期間とが重なることがないように(干渉することがないように)排気弁34の開閉時期を制御するものである。
(Third embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a third embodiment will be described. As in the second embodiment, this control device controls the opening / closing timing (valve timing) of the
このように排気弁開弁期間が重なると、各気筒から燃焼ガスを排出し難くなり、そのために掃気量が不足する等の問題が生じる。本実施形態は、このような事態が発生しないように、一つの気筒の排気弁34の開閉時期を変更することにより残りの気筒の掃気量を確保する。
When the exhaust valve opening periods overlap in this way, it becomes difficult to exhaust the combustion gas from each cylinder, which causes problems such as a lack of scavenging amount. In the present embodiment, the scavenging amount of the remaining cylinders is secured by changing the opening / closing timing of the
より具体的に述べると、第3実施形態のCPU71は、第2実施形態のCPU71が実行するルーチンに加え、図10に示したルーチンを実行するようになっている。図10に示したルーチンは、図9に示したルーチンのステップ932に続いて実行される。
More specifically, the
即ち、CPU71は、4サイクル−2サイクル切替時に2サイクル定常運転時と同等の掃気量が確保されるように吸気弁32及び排気弁34の開閉時期を決定した後にステップ1005に進み、現時点で上死点後90度となっている気筒(以下、「本気筒」と称呼する。)の2サイクル自着火燃焼の直前に2サイクル自着火燃焼を行う気筒(以下、「直前の気筒」と称呼する。)の排気弁閉弁時期ECpriorが、本気筒の排気弁開弁時期EO90より前の時点であるか否かを判定する。ここで、排気弁閉弁時期ECprior及び排気弁開弁時期EO90は、直前の気筒の排気弁閉弁時期EC及び本気筒の排気弁開弁時期EOをそれぞれ絶対クランク角で表した時期である。
That is, the
そして、CPU71は、ステップ1005の条件が成立しているとき、ステップ1005にて「Yes」と判定してステップ1015に進む。一方、ステップ1005の条件が成立していないとき、CPU71はステップ1005にて「No」と判定してステップ1010に進み、本気筒の排気弁開弁時期EOが直前の気筒の排気弁閉弁時期ECpriorとなるように設定を行い、ステップ1015に進む。
Then, when the condition of
次に、CPU71はステップ1015にて、本気筒の排気弁閉弁時期EC90が本気筒の2サイクル自着火燃焼の直後に2サイクル自着火燃焼を行う気筒(以下、「直後の気筒」と称呼する。)の排気弁開弁時期EOnextより前の時点であるか否かを判定する。ここで、排気弁閉弁時期EC90及び排気弁開弁時期EOnextは、本気筒の排気弁閉弁時期EC及び直後の気筒の排気弁開弁時期EO(=MapEO(Accp,NE))をそれぞれ絶対クランク角で表さした時期である。
Next, in
そして、CPU71は、ステップ1015の条件が成立しているとき、ステップ1015にて「Yes」と判定してステップ1025に進む。一方、ステップ1015の条件が成立していないとき、CPU71はステップ1015にて「No」と判定してステップ1020に進み、本気筒の排気弁閉弁時期ECが直後の気筒の排気弁開弁時期EOnextとなるように設定を行い、ステップ1025に進む。
Then, when the condition of
次いで、CPU71はステップ1025にてステップ930と同様に吸気弁閉弁時期ICを再計算し、ステップ1030にて再計算された吸気弁閉弁時期ICにて本気筒の吸気弁32が閉弁するように再設定を行い、その後、図9のステップ995を経由して図9及び図10に示したルーチンを一旦終了する。
Next, the
以上により、図11に示したように、図9に示したルーチンにより延長された本気筒の延長後掃気期間に対応する延長後排気弁開弁期間は修正後掃気期間に対応する修正後排気弁閉弁期間となる。従って、本気筒の排気弁開弁期間が、直前の気筒及び直後の気筒の排気弁開弁期間と重ならなくなるので、少なくとも、直前の気筒及び直後の気筒の掃気量が確保される。このような処理を行わない場合、3つの連続する自着火燃焼が不安定となる可能性がある。これに対し、第3実施形態においては、少なくとも直前の気筒及び直後の気筒の燃焼が極めて安定するので、4サイクル−2サイクル切替時におけるトルク変動を小さくすることができる。 Thus, as shown in FIG. 11, the post-extended exhaust valve opening period corresponding to the post-extended scavenging period of the cylinder extended by the routine shown in FIG. 9 is the post-corrected exhaust valve corresponding to the post-corrected scavenging period. The valve closing period. Therefore, the exhaust valve opening period of this cylinder does not overlap with the exhaust valve opening periods of the immediately preceding cylinder and the immediately following cylinder, so that at least the scavenging amount of the immediately preceding cylinder and the immediately following cylinder is ensured. If such a process is not performed, three consecutive autoignition combustions may become unstable. On the other hand, in the third embodiment, the combustion in at least the immediately preceding cylinder and the immediately following cylinder is extremely stable, so that torque fluctuation at the time of switching between 4 cycles and 2 cycles can be reduced.
このように、本実施形態の制御装置は、図10に示したルーチンに相当する掃気量制御手段を備えている。この掃気量制御手段は、連続して前記2サイクル自着火運転方式による燃焼を行う二つの気筒のうちの後に燃焼を行う気筒の排気弁開弁時期が同二つの気筒のうちの先に燃焼を行う気筒の排気弁閉弁時期よりも遅く到来するように後に燃焼を行う気筒の排気弁開弁時期を変更するように構成されていると言うこともできる。 Thus, the control device of the present embodiment includes scavenging amount control means corresponding to the routine shown in FIG. In this scavenging amount control means, the exhaust valve opening timing of the cylinder that performs combustion after the two cylinders that continuously perform combustion by the two-cycle self-ignition operation method is the first of the two cylinders that performs combustion. It can also be said that the exhaust valve opening timing of the cylinder that performs combustion later is changed so as to arrive later than the exhaust valve closing timing of the cylinder to be performed.
また、この前記掃気量制御手段は、連続して前記2サイクル自着火運転方式による燃焼を行う二つの気筒のうちの後に燃焼を行う気筒の排気弁開弁時期が同二つの気筒のうちの先に燃焼を行う気筒の排気弁閉弁時期よりも遅く到来するように同先に燃焼を行う気筒の排気弁閉弁時期を変更するように構成されていると言うこともできる。 Further, the scavenging amount control means is configured so that the exhaust valve opening timing of the cylinder that performs combustion after the two cylinders that continuously perform combustion by the two-cycle self-ignition operation method is the first of the two cylinders. It can also be said that the exhaust valve closing timing of the cylinder that performs combustion earlier is changed so that it comes later than the exhaust valve closing timing of the cylinder that performs combustion.
なお、上記実施形態においては、本気筒の吸気弁開弁時期IOを修正していないが、修正された排気弁開弁時期ECから所定角度だけ後の時点を吸気弁開弁時期IOとして再設定するように構成してもよい。 In the above embodiment, the intake valve opening timing IO of this cylinder is not corrected, but the time after a predetermined angle from the corrected exhaust valve opening timing EC is reset as the intake valve opening timing IO. You may comprise.
(第4実施形態)
次に、第4実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この制御装置は、第2実施形態と同様に、4サイクル−2サイクル切替時に吸気弁32及び排気弁34の開閉時期を制御することにより2サイクル定常運転時と同等の掃気量を確保する。更に、第4実施形態の制御装置は、図12の(A)及び図12の(B)に示したように、掃気期間が延長されたとき(排気弁閉弁時期ECが遅角されたとき)に燃料噴射時期を制御する(遅角する)ことにより、噴射された燃料が排気弁34を介して気筒外に排出されてしまう(燃料が吹き抜ける)ことを防止するものである。
(Fourth embodiment)
Next, an internal combustion engine control apparatus according to a fourth embodiment will be described. As in the second embodiment, this control device secures a scavenging amount equivalent to that in the two-cycle steady operation by controlling the opening and closing timings of the
より具体的に述べると、CPU71は第2実施形態のCPU71が実行する図示しない燃料噴射制御ルーチンに代えて、図13にフローチャートにより示した燃料噴射制御ルーチンを微小一定クランク角(ここでは1度=1CA)の経過毎にステップ1300から開始するようになっている。
More specifically, the
従って、所定のタイミングになると、CPU71はステップ1300から処理を開始してステップ1305に進み、現時点が何れかの気筒の上死点後100度(100CA)のタイミングであるか否かを判定する。そして、現時点が何れかの気筒の上死点後100度のタイミングでなければ、CPU71はステップ1305にて「No」と判定し、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。
Therefore, when the predetermined timing is reached, the
一方、現時点が何れかの気筒の上死点後100度のタイミングであるとすると、CPU71はステップ1305にて「Yes」と判定し、ステップ1307にて上死点後100度を迎えている気筒が2サイクル自着火運転方式で運転される気筒であるか否かを判定する。ステップ1307は、事実上、図9のステップ904及びステップ906の条件が共に成立しているか否かを判定するステップである。そして、このステップ1307の条件が成立しないとき、CPU71はステップ1307にて「No」と判定し、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, assuming that the current time is 100 degrees after the top dead center of any cylinder, the
他方、上死点後100度を迎えている気筒が2サイクル自着火運転方式で運転される気筒であれば、CPU71はステップ1307にて「Yes」と判定してステップ1310〜1335に進み、以下の処理を行う。
On the other hand, if the cylinder that has reached 100 degrees after the top dead center is a cylinder that is operated in the two-cycle self-ignition operation system, the
ステップ1310:基本燃料噴射時期θinjbseをテーブルMapθinjbse(Accp,NE)により求める。
ステップ1315:燃料噴射量tauをテーブルMaptau(Accp,NE)により求める。
ステップ1320:掃気延長期間Δθsokiを掃気期間θsokiから基本掃気期間θbseを減じることにより求める。即ち、Δθsoki=θsoki−θbse=θexbse+θexkan−θshortである。
Step 1310: The basic fuel injection timing θinjbse is obtained from the table Mapθinjbse (Accp, NE).
Step 1315: The fuel injection amount tau is obtained from the table Maptau (Accp, NE).
Step 1320: The scavenging extension period Δθsoki is obtained by subtracting the basic scavenging period θbse from the scavenging period θsoki. That is, Δθsoki = θsoki−θbse = θexbse + θexkan−θshort.
ステップ1325:燃料噴射時期補正量Δθinjを、テーブルMapΔθinj(Δθsoki,PM)により求める。このテーブルMapΔθinj(Δθsoki,PM)は、掃気延長期間Δθsokiが正の値であるとき正の燃料噴射時期補正量Δθinjが得られ、且つ、掃気延長期間Δθsokiが負の値であるとき負の燃料噴射時期補正量Δθinjが得られるように規定されている。また、テーブルMapΔθinj(Δθsoki,PM)により、燃料噴射時期補正量Δθinjの絶対値は掃気延長期間Δθsokiの絶対値が大きくなるほど大きくなるように求められる。なお、燃料噴射時期補正量Δθinjが正の値であれば燃料噴射開始時期は遅角され、燃料噴射時期補正量Δθinjが負の値であれば燃料噴射開始時期は進角される。 Step 1325: The fuel injection timing correction amount Δθinj is obtained from the table MapΔθinj (Δθsoki, PM). This table Map Δθinj (Δθsoki, PM) indicates that a positive fuel injection timing correction amount Δθinj is obtained when the scavenging extension period Δθsoki is a positive value, and a negative fuel injection when the scavenging extension period Δθsoki is a negative value. The timing correction amount Δθinj is defined to be obtained. Further, the absolute value of the fuel injection timing correction amount Δθinj is determined so as to increase as the absolute value of the scavenging extension period Δθsoki increases, according to the table Map Δθinj (Δθsoki, PM). If the fuel injection timing correction amount Δθinj is a positive value, the fuel injection start timing is retarded, and if the fuel injection timing correction amount Δθinj is a negative value, the fuel injection start timing is advanced.
テーブルMapΔθinj(Δθsoki,PM)が吸気管圧力PMを変数としているのは、吸気管圧力PMが大きいほど掃気の流れが速くなるので、この掃気の流れの速さに応じた時間だけ燃料を早く噴射しないと燃料が吹き抜ける恐れがあるからである。換言すると、MapΔθinj(Δθsoki,PM)により、燃料噴射時期補正量Δθinjは吸気管圧力PMが大きいほど大きくなるように定められる。 The table MapΔθinj (Δθsoki, PM) uses the intake pipe pressure PM as a variable. The larger the intake pipe pressure PM, the faster the scavenging flow, so the fuel is injected faster by the time corresponding to the scavenging flow speed. Otherwise, the fuel may blow through. In other words, the map Δθinj (Δθsoki, PM) determines the fuel injection timing correction amount Δθinj to increase as the intake pipe pressure PM increases.
ステップ1330:最終的な燃料噴射時期θinjを、基本燃料噴射時期θinjbseから燃料噴射時期補正量Δθinjだけ遅れた時期に設定する。
ステップ1335:上死点後100度となっている気筒のクランク角が最終的な燃料噴射時期θinjとなった時点から燃料噴射量tauの期間だけインジェクタ37を開弁させ、燃料噴射量tauの燃料を噴射するように設定を行う。なお、このステップは、機関の要求トルクと機関回転速度とに基づいて基本燃料噴射開始時期を決定する基本燃料噴射時期決定手段を構成している。
その後、CPU71はステップ1395に進み、本ルーチンを一旦終了する。
Step 1330: The final fuel injection timing θinj is set to a timing delayed by the fuel injection timing correction amount Δθinj from the basic fuel injection timing θinjbse.
Step 1335: The injector 37 is opened only during the period of the fuel injection amount tau from the time when the crank angle of the cylinder which is 100 degrees after the top dead center reaches the final fuel injection timing θinj, and the fuel with the fuel injection amount tau Set to inject. This step constitutes basic fuel injection timing determining means for determining the basic fuel injection start timing based on the required torque of the engine and the engine speed.
Thereafter, the
以上のように、第4実施形態の制御装置は、4サイクル−2サイクル切替時において、掃気期間を延長するために排気弁の開弁時期が遅角されたとき(図9のステップ928を参照。)、その遅角の程度Δθsokiに応じた量Δθinjだけ燃料噴射時期を遅角する。これにより、インジェクタ37から噴射された燃料が排気ポート33にそのまま流出する燃料の量(燃料の吹き抜け量)を低減することができる。
As described above, in the control device of the fourth embodiment, at the time of switching between 4 cycles and 2 cycles, when the opening timing of the exhaust valve is retarded in order to extend the scavenging period (see
なお、本実施形態に係る制御装置は、
前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて燃料噴射量を決定し同決定した燃料噴射量の燃料を、前記燃焼行程を迎える気筒に対して機関の要求トルクと機関回転速度とに基づいて決定される基本燃料噴射開始時期から噴射する燃料噴射制御手段(インジェクタ37を含む上記燃料噴射手段、及び、図13のステップ1310、ステップ1315及びステップ1335)と、
前記掃気量制御手段により前記2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の排気弁の開閉時期が制御されたとき、同制御された排気弁の開閉時期に応じて前記燃料噴射制御手段から噴射する燃料の噴射開始時期を変更する噴射時期制御手段(図13のステップ1320乃至ステップ1330)と、を備えていると言うこともできる。
The control device according to the present embodiment is
A fuel injection amount is determined based on the torque required for the engine and the determined operation method, and the determined fuel injection amount of fuel is determined as a required torque of the engine for a cylinder that reaches the combustion stroke. Fuel injection control means for injecting from the basic fuel injection start timing determined based on the engine rotational speed (the fuel injection means including the injector 37, and
When the opening / closing timing of the exhaust valve of an arbitrary cylinder that starts operation by the two-cycle self-ignition operation method is controlled by the scavenging amount control means, the fuel injection control means according to the controlled opening / closing timing of the exhaust valve It can also be said that there is provided an injection timing control means (step 1320 to step 1330 in FIG. 13) for changing the injection start timing of the fuel injected from.
(第5実施形態)
次に、第5実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この制御装置は、4サイクル−2サイクル切替時に燃料噴射量を制御することにより、燃焼ガス温度を2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度に迅速に近づける(略一致させる)ことにより、トルク変動を抑制するものである。
(Fifth embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a fifth embodiment will be described. This control device controls the fuel injection amount at the time of switching between 4 cycles and 2 cycles, thereby quickly bringing the combustion gas temperature close to (substantially coincides with) the combustion gas temperature during the 2-cycle steady operation, thereby suppressing torque fluctuations. To do.
以下、第5実施形態の作動について、タイムチャートである図14を参照しながら具体的に説明する。図14において、時刻t100は、ある気筒が4サイクル火花点火運転方式による運転から2サイクル自着火運転方式による運転に切替えられる直前の時点を示している。また、図14の(A)及び(B)は燃料噴射量に何らの対策を施していない場合の燃焼ガス温度、圧縮前筒内ガス温度及び燃料噴射量の変化を示し、図14の(C)及び(D)はこの第5実施形態における燃焼ガス温度、圧縮前筒内ガス温度及び燃料噴射量の変化を示している。なお、図14に示した例において、要求トルクTqtgt=Map(Accp,NE)及び機関回転速度NEは一定である。 Hereinafter, the operation of the fifth embodiment will be specifically described with reference to FIG. 14 which is a time chart. In FIG. 14, time t100 indicates a point in time immediately before a certain cylinder is switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method. 14A and 14B show changes in the combustion gas temperature, the in-cylinder gas temperature, and the fuel injection amount when no measures are taken with respect to the fuel injection amount. ) And (D) show changes in the combustion gas temperature, the in-cylinder gas temperature and the fuel injection amount in the fifth embodiment. In the example shown in FIG. 14, the required torque Tqtgt = Map (Accp, NE) and the engine speed NE are constant.
いま、図14の(B)に示したように、時刻t100以降における燃料噴射量が2サイクル定常運転時の燃料噴射量と同じ量である場合について検討する。この場合、時刻t100での燃焼が火花点火運転による燃焼である。従って、時刻t100における燃焼ガス温度は2サイクル定常運転時における燃焼ガス温度より高いので、4サイクル−2サイクル切替直後の最初の2サイクル自着火燃焼の圧縮前筒内ガス温度は相対的に高くなる。その結果、その自着火燃焼により得られる燃焼ガス温度も2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度よりも高くなる。このため、次の自着火燃焼により得られる燃焼ガス温度も2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度よりも高くなる。このような燃焼ガス温度が2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度より高い状態は4サイクル−2サイクル切替直後から数サイクルに及ぶことになる。従って、この間、自着火燃焼が不安定となるか、或いは、自着火開始時期が過早となるので、機関の発生するトルク変動が発生する。 Now, as shown in FIG. 14B, a case where the fuel injection amount after time t100 is the same as the fuel injection amount in the two-cycle steady operation will be considered. In this case, the combustion at time t100 is the combustion by the spark ignition operation. Accordingly, since the combustion gas temperature at time t100 is higher than the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation, the in-cylinder gas temperature before compression of the first two-cycle self-ignition combustion immediately after switching between four cycles and two cycles becomes relatively high. . As a result, the combustion gas temperature obtained by the self-ignition combustion also becomes higher than the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation. For this reason, the combustion gas temperature obtained by the next self-ignition combustion is also higher than the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation. Such a state in which the combustion gas temperature is higher than the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation extends to several cycles immediately after switching from 4 cycles to 2 cycles. Accordingly, during this time, the self-ignition combustion becomes unstable, or the self-ignition start timing becomes too early, so that torque fluctuations generated by the engine occur.
これに対し、本実施形態の制御装置は、図14の(D)に示したように、4サイクル−2サイクル切替直後の最初の2サイクル自着火燃焼に供される燃料の量(燃料噴射量)が2サイクル定常運転時よりも減少される。これにより、図14(C)に示したように、その自着火燃焼における発熱量が小さくなるので、同自着火燃焼により得られる燃焼ガス温度は2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度と略一致する。従って、次のサイクルにおける圧縮前筒内ガス温度が2サイクル定常運転時における圧縮前筒内ガス温度と等しくなるから、そのサイクルから2サイクル定常運転時と同等の自着火燃焼が行われる。この結果、機関の発生するトルクの変動が抑制される。 On the other hand, as shown in FIG. 14D, the control device of the present embodiment is configured so that the amount of fuel used for the first two-cycle self-ignition combustion immediately after the 4-cycle-2 cycle switching (fuel injection amount). ) Is reduced compared to the two-cycle steady operation. As a result, as shown in FIG. 14C, the calorific value in the self-ignition combustion is reduced, so that the combustion gas temperature obtained by the self-ignition combustion substantially matches the combustion gas temperature in the two-cycle steady operation. . Therefore, since the in-cylinder gas temperature in the next cycle becomes equal to the in-cylinder gas temperature in the two-cycle steady operation, self-ignition combustion equivalent to that in the two-cycle steady operation is performed from that cycle. As a result, torque fluctuations generated by the engine are suppressed.
次に、第5実施形態の制御装置の具体的作動について説明する。この制御装置のCPU71は、第2実施形態のCPU71が実行するルーチン(図9に示したルーチンを除く)を実行するとともに、図9に代わる図15に示した2サイクル用制御ルーチンを微小一定クランク角(ここでは、クランク角1度=1CA)の経過毎にステップ1500から開始するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71はステップ1500から処理を開始してステップ1505に進み、現時点が何れかの気筒の上死点後90度(90CA)のタイミングであるか否かを判定する。そして、現時点が何れかの気筒の上死点後90度のタイミングでなければ、CPU71はステップ1505にて「No」と判定し、ステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。
Next, a specific operation of the control device of the fifth embodiment will be described. The
一方、現時点が何れかの気筒が上死点後90度となっているとすると、CPU71はステップ1505にて「Yes」と判定してステップ1510に進み、上死点後90度を迎えている気筒が2サイクル自着火運転方式で運転される気筒であるか否かを判定する。ステップ1510は、事実上、図9のステップ904及びステップ906の条件が共に成立しているか否かを判定するステップである。そして、このステップ1510の条件が成立しないとき、CPU71はステップ1510にて「No」と判定し、ステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, if any cylinder is 90 degrees after top dead center, the
これに対し、ステップ1510の条件が成立していると、CPU71はステップ1510にて「Yes」と判定するようになり、以下のステップ1515〜1540の処理を行う。
On the other hand, when the condition of
ステップ1515:排気弁開弁時期EOをテーブルMapEO(Accp,NE)により求める。
ステップ1520:排気弁閉弁時期ECをテーブルMapEC(Accp,NE)により求める。
ステップ1525:吸気弁開弁時期IOをテーブルMapIO(Accp,NE)により求める。
ステップ1530:吸気弁閉弁時期ICをテーブルMapIC(Accp,NE)により求める。
ステップ1535:燃料噴射時期(燃料噴射開始時期)θinjをテーブルMapθinj(Accp,NE)により求める。
ステップ1540:基本燃料噴射量taubseをテーブルMaptaubse(Accp,NE)により求める。
Step 1515: The exhaust valve opening timing EO is obtained from the table MapEO (Accp, NE).
Step 1520: The exhaust valve closing timing EC is obtained from the table MapEC (Accp, NE).
Step 1525: The intake valve opening timing IO is obtained from the table MapIO (Accp, NE).
Step 1530: The intake valve closing timing IC is obtained from the table MapIC (Accp, NE).
Step 1535: The fuel injection timing (fuel injection start timing) θinj is obtained from the table Mapθinj (Accp, NE).
Step 1540: The basic fuel injection amount taubse is obtained from the table Maptaubse (Accp, NE).
次に、CPU71はステップ1545に進み、上死点後90度となっている気筒の前回の燃焼が4サイクル火花点火燃焼であったか否かを判定する。この場合、前回の燃焼が4サイクル火花点火燃焼であると、CPU71は、ステップ1545にて「Yes」と判定してステップ1550に進み、燃料噴射減量量tausubをテーブルMaptausub(NE,PM)により求める。機関回転速度NE及び吸気管圧力PMを変数としているのは、これらは燃焼ガス温度に対する影響が大きい(これらが変化すると燃焼ガス温度も変化する)からである。
Next, the
次いで、CPU71は以下のステップ1560〜ステップ1570の処理を行い、ステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1560:最終的な燃料噴射量tauを基本燃料噴射量taubseから燃料噴射減量量tausubを減じることにより求める。
ステップ1565:上死点後90度となっている気筒のクランク角が燃料噴射時期θinjとなった時点から燃料噴射量tauの期間だけインジェクタ37を開弁させ、燃料噴射量tauの燃料を噴射するように設定を行う。
Next, the
Step 1560: The final fuel injection amount tau is obtained by subtracting the fuel injection reduction amount tausub from the basic fuel injection amount taubse.
Step 1565: The injector 37 is opened for the period of the fuel injection amount tau from the time when the crank angle of the cylinder which is 90 degrees after the top dead center becomes the fuel injection timing θinj, and the fuel of the fuel injection amount tau is injected. Set as follows.
ステップ1570:現時点で上死点後90度となっている気筒の排気弁34を排気弁開弁時期EOにて開弁させ且つ排気弁閉弁時期ECにて閉弁させるように駆動回路38に出力信号を送出する時期を設定する。同時に、現時点で上死点後90度となっている気筒の吸気弁32を吸気弁開弁時期IOにて開弁させ且つ吸気弁閉弁時期ICにて閉弁させるように駆動回路38に出力信号を送出する時期を設定する。
Step 1570: The
以上により、4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと切替えた初回の自着火燃焼に供される燃料の量は、その運転方式切替え時点の要求トルクTqtgt及び回転速度NEが変化しないと仮定した場合の2サイクル定常運転時の燃料噴射量(基本燃料噴射量)taubseから所定の燃料噴射減量量tausubだけ少ない量となる。従って、その自着火燃焼により生成される燃焼ガスの温度が、2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度と略一致するので、機関のトルク変動が発生しない。 As described above, the amount of fuel used for the first self-ignition combustion switched from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method does not change the required torque Tqtgt and the rotational speed NE at the time of the operation method switching. Assuming that, the fuel injection amount (basic fuel injection amount) taubse during the two-cycle steady operation is smaller by a predetermined fuel injection reduction amount tausub. Therefore, since the temperature of the combustion gas generated by the self-ignition combustion substantially matches the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation, the torque fluctuation of the engine does not occur.
なお、このルーチンの実行によりCPU71がステップ1545に進んだとき、現時点で上死点後90度を迎えている気筒の前回の燃焼が4サイクル火花点火燃焼でなければ(2サイクル自着火燃焼であれば)、CPU71はステップ1545にて「No」と判定してステップ1555に進み、燃料噴射減量量tausubの値を「0」に設定する。これにより、2サイクル自着火運転方式へ切り替えた2サイクル目以降において、燃料は減量されることなく噴射されることになる。
When the
また、上記実施形態では、4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと切替えた初回の自着火燃焼に供される燃料の量を減量していたが、同初回の燃料噴射を停止してもよい(フューエルカットとしてもよい)。 In the above embodiment, the amount of fuel used for the first self-ignition combustion switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method is reduced, but the first fuel injection is stopped. (It may be a fuel cut).
このように、本実施形態の制御装置は、前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から同2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点での同気筒に対する燃料噴射量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転がバルブタイミング制御手段及び燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での燃料噴射量(taubse)よりも所定量(tausub)だけ少ない燃料噴射量となるように同気筒に対する燃料噴射量を変更する切替時燃料噴射量制御手段(図15のステップ1545、ステップ1550、ステップ1560)を備えていると言うことができる。
As described above, in the control device of the present embodiment, the fuel injection amount for the cylinder at the time when the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation mode to the 2-cycle self-ignition operation mode is the same point. The amount of fuel injection at the time when the valve timing control means and the fuel injection control means are steadily operated by the two-cycle self-ignition operation method under the same torque required for the engine. There is provided a switching fuel injection amount control means (
(第6実施形態)
次に、第6実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。上述した第2実施形態の制御装置は、4サイクル−2サイクル切替時に吸気弁32及び排気弁34の開閉時期を変更することにより掃気期間を変更し、これにより2サイクル定常運転時と同等の掃気量を確保して、内燃機関10の発生するトルクの変動を抑制した。これに対し、第6実施形態の制御装置は、掃気期間を制御する代わりに燃料噴射量を制御することにより、燃焼ガス温度を2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度に迅速に近づけることにより、トルク変動を抑制するものである。
(Sixth embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a sixth embodiment will be described. The control device of the second embodiment described above changes the scavenging period by changing the opening and closing timings of the
具体的に述べると、第6実施形態に係る制御装置のCPU71は、第2実施形態のCPU71が実行するルーチン(図9に示したルーチン及び図示しない2サイクル自着火運転用燃料噴射制御ルーチンを除く)を実行するとともに、図9に代わる図16に示した2サイクル用制御ルーチンを微小一定クランク角(ここでは、クランク角1度=1CA)の経過毎にステップ1600から開始するようになっている。なお。図16において図9に示したステップと同じステップには同じ符合を付し、以下においては図9のステップと相違するステップについて説明する。
Specifically, the
ステップ1605:ステップ1605の処理は、現時点において何れかの気筒が上死点後90度となっていて(ステップ902を参照。)、フラグXの値が「0」から「1」に変化した後に初めて絶対クランク角600度に到達したタイミング(図6のステップ615にてフラグX2の値が「1」に変更されたタイミング)以降において(ステップ904を参照。)、上死点後90度を迎えている気筒の前回の燃焼が4サイクル火花点火燃焼である場合、実行される。CPU71は、ステップ1605にて燃焼ガス温度補償用燃料噴射減量量tausbbseをテーブルMaptausbbse(NE,PM)により求める。これにより、後述するように、燃料噴射量は燃焼ガス温度補償用燃料噴射減量量tausbbseだけ減量される。テーブルMaptausbbse(NE,PM)によれば、燃焼ガス温度補償用燃料噴射減量量tausbbseは、例えば、機関回転速度NEが大きいほど大きい値となり、且つ、吸気管圧力PMが大きいほと小さい値となるように決定される。
Step 1605: The processing of
このように燃料噴射量を燃焼ガス温度補償用燃料噴射減量量tausbbseだけ減量するのは、前回の燃焼が4サイクル火花点火運転による燃焼であるとすると、燃焼ガス温度が自着火による2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度よりも高いので、燃料噴射量を減量することより自着火タイミングが過早とならないようにする(早期着火が発生しないようにする)とともに、その自着火燃焼により得られる燃焼ガスの温度を2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度と同等にするためである。 The fuel injection amount is reduced by the combustion gas temperature compensating fuel injection reduction amount tausbbse in this way, assuming that the previous combustion is combustion by four-cycle spark ignition operation, the combustion gas temperature is two-cycle steady operation by self-ignition. Because it is higher than the combustion gas temperature at the time, the self-ignition timing is prevented from becoming premature by reducing the fuel injection amount (preventing premature ignition) and the combustion gas obtained by the self-ignition combustion This is because the temperature of the gas is equal to the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation.
なお、現時点において何れかの気筒が上死点後90度となっていて、フラグXの値が「0」から「1」に変化した後に初めて絶対クランク角600度に到達したタイミング以降であってっも、上死点後90度を迎えている気筒の前回の燃焼が4サイクル火花点火燃焼でなければ、ステップ1610の処理が行われ、これにより燃焼ガス温度補償用燃料噴射減量量tausbbseは「0」に設定される。即ち、燃料噴射量の減量は行われない。 At the present time, any cylinder is 90 degrees after top dead center, and after the timing when the absolute crank angle reaches 600 degrees for the first time after the value of the flag X changes from “0” to “1”. Furthermore, if the previous combustion of the cylinder that has reached 90 degrees after the top dead center is not a four-cycle spark ignition combustion, the processing of step 1610 is performed, whereby the combustion gas temperature compensation fuel injection reduction amount tausbbse is “ 0 "is set. That is, the fuel injection amount is not reduced.
ステップ1615:ステップ1615の処理は、更に、現時点において4サイクル火花点火運転方式にて運転されている他の気筒の吸気弁32及び排気弁34の少なくとも一方が開弁中である場合、実行される(ステップ916を参照。)。CPU71は、ステップ1615にて干渉補償用燃料噴射減量量tausbkanをテーブルMaptausbkan(θkan,PM)により求める。この場合、干渉補償用燃料噴射減量量tausbkanは、テーブルMaptausbkan(θkan,PM)により、干渉期間θkanが大きいほど大きく、且つ、吸気管圧力PMが大きいほど小さくなるように定められる。これにより、後述するように、燃料噴射量は干渉補償用燃料噴射減量量tausbkanだけ減量される。
Step 1615: The processing of
このステップ1615は、実際には、第1気筒が初めて2サイクル自着火運転方式により運転され始めるときに実行される(図5の符合t1にて示したタイミングを参照。)。このとき、第2気筒は4サイクル火花点火運転中であって少なくとも一方が開弁中であるので、第1気筒に導入されるべき新気の量が低下し、もって、第1気筒の掃気量が不足し、圧縮前の燃焼ガス温度が高くなりすぎる。従って、ステップ1615により、燃料噴射量を減量することで発熱量を減少せしめる。その結果、自着火燃焼を経て得られる燃焼ガスの温度が2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度と同等となる。
This
ステップ1620:ステップ1620は、ステップ1615の処理が実行される場合に実行される。開弁無し補償用燃料噴射増量量tauextは、このステップ1620にて「0」に設定される。
Step 1620:
ステップ1625:ステップ1625の処理は、現時点において何れかの気筒が上死点後90度となっていて、フラグXの値が「0」から「1」に変化した後に初めて絶対クランク角600度に到達したタイミング以降であって、現時点において4サイクル火花点火運転方式にて運転されている他の気筒の吸気弁32及び排気弁34のうち開弁している弁がなく、且つ、現時点または直前に他の気筒の掃気行程が存在していない場合に実行される。
Step 1625: The processing in
このステップ1625の処理により、開弁無し補償用燃料噴射増量量tauextがテーブルMaptauext(θnashi,PM)に基づいて求められる。この場合、開弁無し補償用燃料噴射増量量tauextは、テーブルMaptauext(θnashi,PM)により、開弁無期間θnashiが長いほど且つ吸気管圧力PMが大きいほど大きい値となるように定められる。
Through the processing in
このステップ1625は、実際には、第3気筒が初めて2サイクル自着火運転方式により運転され始めるときに実行される(図5の符合t3にて示したタイミングを参照。)。この場合、他の気筒の掃気行程が直前に存在していないから、機関10から排出された排ガスの多くはすでに下流に流れている。従って、排気圧力は2サイクル定常運転時よりも小さくなっているから、掃気量は増大する。開弁無し補償用燃料噴射増量量tauextは、かかる掃気量の増大により第3気筒の燃焼により生じた燃焼ガスの温度が低くなりすぎることがないように、燃料噴射量を増量して燃焼により生成される熱量を増加させるための増量である。この増量により、燃焼ガス温度を2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度と同等にすることができるので、機関の発生するトルク変動が低減する。
This
ステップ1630:ステップ1630は、ステップ1625の処理が実行される場合に実行される。干渉補償用燃料噴射減量量tausbkanは、このステップ1630にて「0」に設定される。
Step 1630: Step 1630 is executed when the processing of
ステップ1635:ステップ1635は、2サイクル自着火運転が定常的に行われている間(2サイクル定常運転時)、或いは、吸気や排気の状態が2サイクル定常運転時と同様な状態となったときに実行される。このステップ1635の処理により、干渉補償用燃料噴射減量量tausbkan及び開弁無し補償用燃料噴射増量量tauextは、何れも「0」に設定にされる。
Step 1635:
ステップ1640:基本燃料噴射量taubseから燃焼ガス温度補償用燃料噴射減量量tausbbseと干渉補償用燃料噴射減量量tausbkanとを減じ、その減じた量に開弁無し補償用燃料噴射増量量tauextを加えた量を最終的な燃料噴射量tauとして設定する。 Step 1640: Fuel injection temperature decrease fuel injection decrease amount tausbbse and interference compensation fuel injection decrease amount tausbkan are subtracted from basic fuel injection amount taubse, and non-valve compensation fuel injection increase amount tauext is added to the decreased amount The amount is set as the final fuel injection amount tau.
ステップ1645:最終的な排気弁閉弁時期ECを、吸気弁開弁時期IOから基本掃気期間θbseだけ経過した時期に設定する。
ステップ1650:最終的な吸気弁閉弁時期ICを、排気弁閉弁時期ECから一定期間θconst経過後の時期に設定する。
Step 1645: The final exhaust valve closing timing EC is set to a timing when the basic scavenging period θbse has elapsed from the intake valve opening timing IO.
Step 1650: The final intake valve closing timing IC is set to a timing after elapse of a certain period θconst from the exhaust valve closing timing EC.
ステップ1655:図9のステップ932と同様に、現時点で上死点後90度となっている気筒の排気弁34を排気弁開弁時期EOにて開弁させ且つ排気弁閉弁時期ECにて閉弁させ、更に、その気筒の吸気弁32を吸気弁開弁時期IOにて開弁させ且つ吸気弁閉弁時期ICにて閉弁させるように駆動回路38に出力信号を送出する時期を設定する。
ステップ1660:上死点後90度となっている気筒のクランク角が燃料噴射時期θinjとなった時点から燃料噴射量tauの期間だけインジェクタ37を開弁させ、燃料噴射量tauの燃料を噴射するように設定を行う。
Step 1655: Similar to Step 932 in FIG. 9, the
Step 1660: The injector 37 is opened for the period of the fuel injection amount tau from the time when the crank angle of the cylinder which is 90 degrees after the top dead center becomes the fuel injection timing θinj, and the fuel of the fuel injection amount tau is injected. Set as follows.
このように、本実施形態の制御装置は、気筒の運転方式を4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点での同気筒に対する燃料噴射量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段及び前記燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での燃料噴射量(taubse)よりも所定量(=tausbbse+tausbkan-tauext)だけ少ない燃料噴射量となるように同気筒に対する燃料噴射量を変更する切替時燃料噴射量制御手段を備える。 As described above, the control device according to this embodiment is configured so that the fuel injection amount for the cylinder at the time of starting switching the cylinder operation method from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method is the same at the same point. The fuel injection amount at the time when the valve timing control means and the fuel injection control means are steadily operated by the two-cycle self-ignition operation method under the same torque as that required for There is provided a switching-time fuel injection amount control means for changing the fuel injection amount for the cylinder so that the fuel injection amount is smaller by a predetermined amount (= tausbbse + tausbkan-tauext) than taubse).
これにより、運転方式切替後の最初の2サイクル運転方式による燃焼ガス温度の上昇が抑制され、次のサイクルから2サイクル定常運転時と同様な温度の燃焼ガスを使用した2サイクル自着火運転方式による運転が行われる。従って、運転方式切替後から理想的な時期にて自着火を発生させることができるので、トルクの変動が抑制され得る。 As a result, the increase in the combustion gas temperature in the first two-cycle operation method after switching the operation method is suppressed, and the two-cycle self-ignition operation method using the combustion gas at the same temperature as in the two-cycle steady operation from the next cycle. Driving is performed. Therefore, since self-ignition can be generated at an ideal time after the switching of the driving method, torque fluctuation can be suppressed.
更に、本実施形態の切替時燃料噴射量制御手段は、前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中及び同掃気行程直前における他の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉状態に応じて前記所定量を変更するように構成されている(図16の図9に示したルーチンのステップ916、ステップ934及びこれらのステップでの肯定判定に従って実行されるステップを参照。)。この結果、4サイクル−2サイクル運転切替時の掃気量が2サイクル定常運転時と相違しても燃焼ガス温度を2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度と同等の温度にすることができるので、4サイクル−2サイクル切替時のトルク変動を抑制することができる。
Further, the switching fuel injection amount control means of the present embodiment operates at the time when the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method. The predetermined amount is changed according to the open / close states of the intake valves and exhaust valves of the other cylinders during and immediately before the scavenging stroke of any cylinder that starts the operation (see FIG. 9 in FIG. 16). (See
なお、燃焼ガス温度補償用燃料噴射減量量tausbbseと干渉補償用燃料噴射減量量tausbkanと開弁無し補償用燃料噴射増量量tauextとの大小関係によっては、基本燃料噴射量taubseが必ずしも減量されるとは限らない。即ち、前記所定量は負の量となることもある。前記所定量が負の量となるとは、基本燃料噴射量taubseが増量されることを意味する。 Note that the basic fuel injection amount taubse is necessarily reduced depending on the magnitude relationship between the fuel injection reduction amount tausbbse for combustion gas temperature compensation, the fuel injection reduction amount tausbkan for interference compensation, and the fuel injection increase amount tauext for no valve opening compensation. Is not limited. That is, the predetermined amount may be a negative amount. That the predetermined amount is a negative amount means that the basic fuel injection amount taubse is increased.
(第7実施形態)
次に、第7実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。上述した第2実施形態の制御装置は、4サイクル−2サイクル切替時に吸気弁32及び排気弁34の開閉時期を変更することにより掃気期間を変更し、これにより2サイクル定常運転時と同等の掃気量を確保して内燃機関10の発生するトルクの変動を抑制した。上述した第6実施形態の制御装置は、燃料噴射量を制御することにより、燃焼ガス温度を2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度に迅速に近づけて内燃機関10の発生するトルクの変動を抑制した。一方、第7実施形態は、掃気期間や過給圧等の掃気量を決定する因子の変更により掃気量が変化しやすい気筒についてはその掃気期間を変更し、掃気量を決定する因子の変更により掃気量が変化し難い気筒についてはその燃料噴射量を変更することにより、内燃機関10の発生するトルクの変動を抑制するものである。
(Seventh embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a seventh embodiment will be described. The control device of the second embodiment described above changes the scavenging period by changing the opening and closing timings of the
具体的に述べると、第7実施形態に係る制御装置のCPU71は、第2実施形態のCPU71が実行するルーチン(図9に示したルーチン及び図示しない2サイクル自着火運転用燃料噴射制御ルーチンを除く)を実行するとともに、図9に代わる図17及び図18に示した2サイクル用制御ルーチンを微小一定クランク角(ここでは、クランク角1度=1CA)の経過毎にステップ1700から開始するようになっている。なお、以下において、図17及び図18のステップであって図9又は図16に示したステップと同じステップには同じ符合を付し、それらについての詳細な説明を省略する。
Specifically, the
CPU71は、ステップ1700に続くステップ902、ステップ904及びステップ906の各条件が成立していると(2サイクル自着火運転方式にて運転する条件が成立していると)、ステップ908乃至ステップ911の処理を実行する。次いで、CPU71はステップ1705に進み、図18に示したサブルーチンの処理をステップ1800から開始してステップ916に進む。このとき、現時点において4サイクル火花点火運転方式にて運転されている他の気筒の吸気弁32及び排気弁34の少なくとも一方が開弁中であると、CPU71はステップ918及びステップ920の処理により干渉期間θkanを算出する。
When the conditions of
次いで、CPU71はステップ1805に進んで燃料噴射減量量tausubをテーブルMaptausub(θkan,PM)から求める。CPU71は、続くステップ1810にて掃気延長期間θextを「0」に設定し、ステップ1815にて掃気短縮期間θshortに「0」を設定する。その後、CPU71は、ステップ1895を経由して図17のステップ1710〜ステップ1730の処理を以下のように行い、ステップ1795にて本ルーチンを一旦終了する。
Next, the
ステップ1710:排気弁閉弁時期ECを、吸気弁開弁時期IOから、基本掃気期間θbseと掃気延長期間θextとを加えた期間から掃気短縮期間θshortを減じた期間だけ経過じた時期に設定する。この場合、先のステップ1810及びステップ1815にて掃気延長期間θext及び掃気短縮期間θshortはそれぞれ「0」に設定されているから、掃気期間は基本掃気期間θbseと一致した期間となる。
ステップ1715:最終的な吸気弁閉弁時期ICを、排気弁閉弁時期ECから一定期間θconst経過後の時期に設定する。
ステップ1720:基本燃料噴射量taubseから燃料噴射減量量tausubを減じた量を最終的な燃料噴射量tauとして設定する。
Step 1710: The exhaust valve closing timing EC is set to a timing that has elapsed from the intake valve opening timing IO by a period obtained by subtracting the scavenging shortening period θshort from the period obtained by adding the basic scavenging period θbse and the scavenging extension period θext. . In this case, since the scavenging extension period θext and the scavenging shortening period θshort are set to “0” in the previous step 1810 and step 1815, the scavenging period is a period that coincides with the basic scavenging period θbse.
Step 1715: The final intake valve closing timing IC is set to a timing after elapse of a certain period θconst from the exhaust valve closing timing EC.
Step 1720: An amount obtained by subtracting the fuel injection reduction amount tausub from the basic fuel injection amount taubse is set as the final fuel injection amount tau.
ステップ1725:図9のステップ932と同様に、現時点で上死点後90度となっている気筒の排気弁34を排気弁開弁時期EOにて開弁させ且つ排気弁閉弁時期ECにて閉弁させ、更に、その気筒の吸気弁32を吸気弁開弁時期IOにて開弁させ且つ吸気弁閉弁時期ICにて閉弁させるように駆動回路38に出力信号を送出する時期を設定する。
ステップ1730:上死点後90度となっている気筒のクランク角が燃料噴射時期θinjとなった時点から燃料噴射量tauの期間だけインジェクタ37を開弁させ、燃料噴射量tauの燃料を噴射するように設定を行う。
Step 1725: Similar to Step 932 in FIG. 9, the
Step 1730: The injector 37 is opened for the period of the fuel injection amount tau from the time when the crank angle of the cylinder which is 90 degrees after the top dead center becomes the fuel injection timing θinj, and the fuel of the fuel injection amount tau is injected. Set as follows.
以上に述べた一連の処理は、実際には、第1気筒が初めて2サイクル自着火運転方式により運転され始めるときに実行される(図5の符合t1にて示したタイミングを参照。)。このとき、第2気筒は4サイクル火花点火運転中であって吸気弁32が開弁中であるので、第1気筒に導入されるべき新気の量が低下し、もって、第1気筒の掃気量が不足し、燃焼ガス温度が高くなりすぎる。
The series of processing described above is actually executed when the first cylinder starts to be operated for the first time by the two-cycle self-ignition operation method (see the timing indicated by reference numeral t1 in FIG. 5). At this time, since the second cylinder is in the four-cycle spark ignition operation and the
これに対処するため、第1実施形態は過給圧を上昇し、第2実施形態は掃気期間を延長している。しかしながら、過給圧を上昇したり掃気期間を延長しても、結局4サイクル火花点火運転を行う第2気筒に新気が奪われるので、第1気筒に十分な新気を導入できず、第1気筒の掃気量が不十分となる場合がある。これに対し、本実施形態は、燃料噴射量を基本燃料噴射量taubseから燃料噴射減量量tausubだけ減量した値としているので、第1気筒の運転切替後最初の自着火燃焼による燃焼ガスの温度を2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度に近しくすることができる。この結果、次のサイクルから安定した自着火燃焼が行われる。なお、燃料噴射減量量tausubには、前述した燃焼ガス温度補償用燃料噴射減量量tausbbseが含まれている。 In order to cope with this, the first embodiment increases the supercharging pressure, and the second embodiment extends the scavenging period. However, even if the boost pressure is increased or the scavenging period is extended, the second cylinder that performs the four-cycle spark ignition operation is eventually deprived of fresh air, so that sufficient fresh air cannot be introduced into the first cylinder. The scavenging amount of one cylinder may be insufficient. In contrast, in this embodiment, the fuel injection amount is set to a value obtained by reducing the fuel injection amount by the fuel injection reduction amount tausub from the basic fuel injection amount taubse. Therefore, the temperature of the combustion gas by the first self-ignition combustion after switching the operation of the first cylinder is set. It is possible to make the temperature close to the combustion gas temperature during the two-cycle steady operation. As a result, stable self-ignition combustion is performed from the next cycle. The fuel injection reduction amount tausub includes the above-described combustion gas temperature compensation fuel injection reduction amount tausbbse.
一方、CPU71が図18のステップ916に進んだとき、同ステップ916の条件が成立していなければ、CPU71はステップ916にて「No」と判定してステップ934に進む。このとき、現時点または直前に他の気筒の掃気行程が存在していなければ、CPU71はステップ934にて「Yes」と判定し、ステップ936にて開弁無期間θnashiを算出する。
On the other hand, when the
次いで、CPU71はステップ938に進んで掃気短縮期間θshortをMapθshort(θnashi,PM)から算出し、ステップ1820に進んで掃気延長期間θextをテーブルMapθext(PM,NE)から求める。掃気延長期間θextは、前述した燃焼ガス温度補償用掃気延長期間θexbseと同種の期間である。そして、CPU71は、ステップ1825にて燃料噴射減量量tausubを「0」に設定した後、ステップ1895を経由して図17のステップ1710〜ステップ1730の処理を行い、ステップ1795にて本ルーチンを一旦終了する。これにより、掃気期間θsokiは、2サイクル定常運転時における掃気期間θbseに掃気延長期間θextを加え、同期間から掃気短縮期間θshortだけ減じた期間となる。また、燃料噴射量は2サイクル定常運転時での燃料噴射量taubseと同じ量となる。
Next, the
以上に述べた図18のステップ934における肯定判定に続く一連の処理は、実際には、第3気筒が初めて2サイクル自着火運転方式により運転され始めるときに実行される(図5の符合t3にて示したタイミングを参照。)。この場合、他の気筒の掃気行程が直前に存在していないから、機関10から排出された排ガスの多くはすでに下流に流れている。従って、排気圧力は2サイクル定常運転時よりも小さくなっているから、掃気量は増大する。
The series of processes following the affirmative determination in
これに対し、本実施形態の制御装置は、掃気期間を掃気短縮期間θshortだけ減じるので、掃気量が適切となる。また、前回の燃焼は4サイクル火花点火燃焼であったから燃焼ガス温度が高いので、掃気期間を掃気延長期間θextだけ延長することにより、燃焼ガス温度が2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度と同等となる。この結果、機関10の発生するトルクの変動を抑制することができる。
On the other hand, since the control device of the present embodiment reduces the scavenging period by the scavenging shortening period θshort, the scavenging amount is appropriate. In addition, since the previous combustion was a 4-cycle spark ignition combustion, the combustion gas temperature is high. Therefore, by extending the scavenging period by the scavenging extension period θext, the combustion gas temperature is equivalent to the combustion gas temperature during two-cycle steady operation. Become. As a result, fluctuations in torque generated by the
更に、CPU71が図18のステップ934に進んだとき、同ステップ934の条件が成立していなければ、CPU71はステップ934にて「No」と判定してステップ912に進む。このとき、上死点後90度を迎えている気筒の前回の燃焼が4サイクル火花点火燃焼であると、CPU71はステップ912にて「Yes」と判定してステップ1830に進み、掃気短縮期間θshortを「0」に設定する。
Further, when the
次いで、CPU71はステップ1835にてステップ1820と同様に掃気延長期間θextを求め、続くステップ1840にて燃料噴射減量量tausubの値を「0」に設定する。CPU71は、その後、ステップ1895を経由して図17のステップ1710〜ステップ1730の処理を行い、ステップ1795にて本ルーチンを一旦終了する。
Next, in
これにより、掃気期間θsokiは、2サイクル定常運転時における掃気期間θbseに掃気延長期間θextを加えた期間となる。また、燃料噴射量は2サイクル定常運転時の基本燃料噴射量taubseと同じ量となる。 Accordingly, the scavenging period θsoki is a period obtained by adding the scavenging extension period θext to the scavenging period θbse in the two-cycle steady operation. Further, the fuel injection amount is the same as the basic fuel injection amount taubse during the two-cycle steady operation.
以上に述べた図18のステップ912における肯定判定に続く一連の処理は、実際には、第2気筒が初めて2サイクル自着火運転方式により運転され始めるときに実行される(図5の符合t5にて示したタイミングを参照。)。このとき、前回の燃焼は4サイクル火花点火燃焼であったから燃焼ガス温度が高いので、掃気期間を掃気延長期間θextだけ延長することにより、燃焼ガス温度が2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度と同等となる。この結果、機関10の発生するトルクの変動を抑制することができる。
The series of processes following the affirmative determination in
なお、ステップ916、ステップ934及びステップ912の条件が成立していない場合(即ち、2サイクル定常運転時)においては、CPU71はステップ1845〜ステップ1855の処理を行うことにより、掃気短縮期間θshort、掃気延長期間θext及び燃料噴射減量量tausubの各値を「0」に設定する。この結果、2サイクル定常運転時に必要な掃気期間と燃料噴射量が得られる。
When the conditions of
このように、第7実施形態に係る内燃機関の制御装置は、前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中又は同掃気行程直前において他の気筒の掃気行程が存在していない場合、前記2サイクル自着火運転方式における掃気行程中に同掃気行程中の気筒から排出されるガスの量である掃気量であって同任意の気筒の掃気量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段及び前記燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での掃気量に近づくように同掃気量を決定する因子を制御する掃気量制御手段(図17及び図18のステップ934乃至ステップ938)を備えている。 Thus, the control apparatus for an internal combustion engine according to the seventh embodiment is the same as the two-cycle self-ignition operation method when the operation method of the cylinder starts to be switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method. If no scavenging stroke of another cylinder exists immediately before or after the scavenging stroke of any cylinder that starts the operation according to the above, the cylinders in the scavenging stroke during the scavenging stroke in the two-cycle self-ignition operation method The scavenging amount that is the amount of exhausted gas, and the scavenging amount of the same cylinder is the same as the torque required for the same engine at the same time, according to the two-cycle auto-ignition operation method A factor that determines the scavenging amount is controlled so as to approach the scavenging amount at the time when the valve timing control means and the fuel injection control means are steadily operated. And a scavenging amount control means (step 934 to step 938 of FIG. 17 and FIG. 18) for.
この場合、掃気量を変更する因子を変化させることにより掃気量を容易に調整することができるので、燃料噴射量を変更せずに必要とするトルクを得ながら運転方式切替え時のトルク変動を抑制することができる。 In this case, the amount of scavenging can be easily adjusted by changing the factor that changes the amount of scavenging, so that torque fluctuation during operation system switching can be suppressed while obtaining the required torque without changing the fuel injection amount. can do.
更に、本制御装置は、前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が同4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程又は排気行程と重なる場合、同任意の気筒に対する燃料噴射量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段及び前記燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での燃料噴射量とは異なる燃料噴射量となるように前記燃料噴射量を変更する切替時燃料噴射量制御手段(図17及び図18のステップ916乃至ステップ920、及び、ステップ1805)を備えている。
Further, the present control device scavenges any cylinder that starts operation by the two-cycle self-ignition operation method at the time when the operation method of the cylinder starts to be switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method. When the stroke overlaps the intake stroke or exhaust stroke of another cylinder operated by the same 4-cycle spark ignition operation method, the fuel injection amount for the arbitrary cylinder is required for the engine at the same time. Under the same torque as the torque, the fuel injection amount is different from the fuel injection amount at the time when the valve timing control means and the fuel injection control means are regularly operated by the two-cycle self-ignition operation method. Switching fuel injection amount control means (
この場合、掃気量を変更する因子を変化させても、他の気筒に新気が奪れたり或いは他の気筒から燃焼ガスが排出されていること等により掃気量は変化し難いから、燃料噴射量を調整することにより燃焼ガス温度を2サイクル定常運転時の燃焼ガス温度に近づける方が有利である。これにより、2サイクル自着火運転開始時の燃焼ガス温度が適切な温度となるので、次の自着火燃焼も安定して行われる。この結果、機関が発生するトルクのサイクル間変動を抑制することができる。 In this case, even if the factor for changing the scavenging amount is changed, the scavenging amount is unlikely to change due to fresh air being taken away by other cylinders or combustion gas being discharged from other cylinders. It is advantageous to bring the combustion gas temperature closer to the combustion gas temperature during two-cycle steady operation by adjusting the amount. Accordingly, the combustion gas temperature at the start of the two-cycle self-ignition operation becomes an appropriate temperature, so that the next self-ignition combustion is also stably performed. As a result, the cycle-to-cycle variation in torque generated by the engine can be suppressed.
なお、本発明の実施形態において、ステップ1820及びステップ1835を、図16のステップ1605と同様に変更して燃焼ガス温度補償用燃料噴射減量量tausbbseを求め、更に、図17のステップ1720を「tau=taubse−tausub−tausubbse」の計算を行うように変更してもよい。
In the embodiment of the present invention, Steps 1820 and 1835 are changed in the same manner as
以上、説明したように、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態によれば、4サイクル火花点火運転方式から2サイクル自着火運転方式へと運転方式を切り替える際、機関10の発生するトルクの変動を小さくすることができる。
As described above, according to each embodiment of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when the operation method is switched from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition operation method, the torque generated by the
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記内燃機関10に、ターボチャージャを備えさせ、ターボチャージャによる過給をスーパーチャージャ46による過給に代えて又は同過給に加えて行っても良い。この場合、ターボチャージャのタービンへ流入する排ガス量を調整する過給圧調整弁を設け、これにより吸気管圧力(過給圧)を制御してもよい。また、上記制御装置は3気筒の内燃機関に適用されていたが、適用される内燃機関の気筒数はこれに限定されない。更に、2サイクル自着火運転方式により運転を行うとき、点火プラグ35から補助的に火花を発生させてもよい。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various modification can be employ | adopted within the scope of the present invention. For example, the
10…多気筒ガソリン噴射式内燃機関、21…シリンダ、22…ピストン、23…コンロッド、24…クランク軸、25…燃焼室、31…吸気ポート、32…吸気弁、32a…吸気弁駆動機構、33…排気ポート、34…排気弁、34a…排気弁駆動機構、35…点火プラグ、36…イグナイタ、37…インジェクタ、38…駆動回路、45…エアバイパスバルブ(ABV)、46…スーパーチャージャ、46a…スーパーチャージャ用クラッチ、47…インタークーラ、48…スロットル弁、48a…スロットル弁アクチュエータ、49…バイパス通路、63…クランクポジションセンサ、67…アクセル開度センサ、70…電気制御装置、71…CPU。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記各気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式と前記2サイクル自着火運転方式との何れにすべきかを前記機関の運転状態に基づいて決定する運転方式決定手段と、
前記複数の気筒の各吸気弁及び各排気弁の開閉時期を前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて制御するバルブタイミング制御手段と、
前記2サイクル自着火運転方式における掃気行程中に同掃気行程中の気筒から排出されるガスの量である掃気量であって前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から同2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点での掃気量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段により定常的に行われている時点での掃気量に近づくように同掃気量を決定する因子を制御する掃気量制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。 A 4-cycle spark ignition operation system that repeats an exhaust stroke, an intake stroke, a compression stroke, and a combustion stroke by spark ignition every time the crank angle rotates 720 degrees, and an exhaust stroke, a scavenging stroke, and an intake air each time the crank angle rotates 360 degrees A control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine comprising a plurality of cylinders that can be operated by a two-cycle self-ignition operation system that repeats a combustion stroke by a stroke, a compression stroke, and self-ignition,
An operation method determining means for determining which of the four-cycle spark ignition operation method and the two-cycle self-ignition operation method is to be performed based on the operation state of the engine;
Valve timing control means for controlling the opening and closing timing of each intake valve and each exhaust valve of the plurality of cylinders based on the torque required for the engine and the determined operation method;
The scavenging amount that is the amount of gas discharged from the cylinder in the scavenging stroke during the scavenging stroke in the two-cycle self-ignition operation method, and the operation method of the cylinder is changed from the four-cycle spark ignition operation method to the two-cycle self-ignition method. When the scavenging amount at the start of switching to the ignition operation method is the same as the torque required for the same engine at the same time, the operation by the two-cycle self-ignition operation method is made steady by the valve timing control means. Scavenging amount control means for controlling a factor that determines the scavenging amount so as to approach the scavenging amount at the time of being performed automatically,
The control apparatus of the internal combustion engine provided with.
前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて同機関の過給圧を制御する過給圧制御手段を備えるとともに、
前記掃気量制御手段は、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が同4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程と重なる場合、前記過給圧が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下で同2サイクル自着火運転方式による運転が定常的に行われている時点において前記過給圧制御手段により制御される過給圧より大きくなるように前記過給圧制御手段を制御することにより、同過給圧を前記掃気量を決定する因子として制御する内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 1,
A supercharging pressure control means for controlling the supercharging pressure of the engine based on the torque required for the engine and the determined operation method;
The scavenging amount control means includes
When the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method is the same as the 4-cycle spark ignition method. In the case where it overlaps with the intake stroke of another cylinder operated by the operation method, the supercharging pressure is the same two-cycle auto-ignition operation method under the same torque as that required for the engine at the same time. By controlling the supercharging pressure control means so as to be larger than the supercharging pressure controlled by the supercharging pressure control means at the time when the operation by is constantly performed, the supercharging pressure is reduced to the scavenging amount. A control apparatus for an internal combustion engine that controls the engine as a factor for determining the engine.
前記掃気量制御手段は、
前記掃気量を決定する因子として前記複数の気筒の各吸気弁及び各排気弁の開閉時期を変更するように構成された内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The scavenging amount control means includes
A control apparatus for an internal combustion engine configured to change opening / closing timings of the intake valves and the exhaust valves of the plurality of cylinders as a factor for determining the scavenging amount.
前記掃気量制御手段は、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中及び同掃気行程直前における他の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉状態に応じて同任意の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉時期を変更するように構成された内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The scavenging amount control means includes
At the time of starting to switch the operation mode of the cylinder from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, during the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method and immediately before the scavenging stroke The control device for an internal combustion engine configured to change the opening / closing timings of the intake valves and exhaust valves of the arbitrary cylinders according to the open / close states of the intake valves and exhaust valves of the other cylinders.
前記掃気量制御手段は、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が同4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程又は排気行程と重なる場合、同掃気行程の期間が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下で同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段により定常的に行われている時点における掃気行程の期間に所定の延長期間を加えた期間となるように同任意の気筒の吸気弁開弁時期及び同任意の気筒の排気弁閉弁時期のうちの少なくとも一つの時期を変更するように構成された内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4,
The scavenging amount control means includes
When the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method is the same as the 4-cycle spark ignition method. If it overlaps with the intake stroke or exhaust stroke of another cylinder operated by the operation method, the same scavenging stroke period is the same two cycles under the same torque as that required for the engine at the same time. The intake valve opening timing of any cylinder and the scavenging stroke at the time when the operation by the self-ignition operation system is steadily performed by the valve timing control means, and a predetermined extension period is added. A control device for an internal combustion engine configured to change at least one of the exhaust valve closing timings of the arbitrary cylinder.
前記掃気量制御手段は、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の燃焼行程の直前に発生する他の気筒の燃焼行程での燃焼が同4サイクル火花点運転方式による燃焼となる場合、前記掃気行程の期間が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下で同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段により定常的に行われている時点における掃気行程の期間から所定の短縮期間を減じた期間となるように同任意の気筒の吸気弁開弁時期及び同任意の気筒の排気弁閉弁時期のうちの少なくとも一つの時期を変更するように構成された内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4,
The scavenging amount control means includes
Other than occurring at the time of starting to switch the operation mode of the cylinder from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, immediately before the combustion stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method When the combustion in the combustion stroke of the cylinder is combustion by the 4-cycle spark point operation method, the scavenging stroke period is the same under the same torque as that required for the engine at the same time. The intake valve opening of any cylinder is set so as to be a period obtained by subtracting a predetermined shortening period from the scavenging stroke period at the time when the operation by the two-cycle self-ignition operation system is steadily performed by the valve timing control means. A control device for an internal combustion engine configured to change at least one of a timing and an exhaust valve closing timing of the arbitrary cylinder.
前記掃気量制御手段は、
連続して前記2サイクル自着火運転方式による燃焼を行う二つの気筒のうちの後に燃焼を行う気筒の排気弁開弁時期が同二つの気筒のうちの先に燃焼を行う気筒の排気弁閉弁時期よりも遅く到来するように同後に燃焼を行う気筒の排気弁開弁時期を変更するように構成された内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 6, wherein the scavenging amount control means includes:
The exhaust valve closing timing of the cylinder in which the exhaust valve opening timing of the cylinder that performs combustion after the two cylinders that continuously perform combustion by the two-cycle self-ignition operation method is the first of the two cylinders that performs combustion A control device for an internal combustion engine configured to change an exhaust valve opening timing of a cylinder that performs combustion thereafter so as to arrive later than the timing.
前記掃気量制御手段は、
連続して前記2サイクル自着火運転方式による燃焼を行う二つの気筒のうちの後に燃焼を行う気筒の排気弁開弁時期が同二つの気筒のうちの先に燃焼を行う気筒の排気弁閉弁時期よりも遅く到来するように同先に燃焼を行う気筒の排気弁閉弁時期を変更するように構成された内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 6, wherein the scavenging amount control means includes:
The exhaust valve closing timing of the cylinder in which the exhaust valve opening timing of the cylinder that performs combustion after the two cylinders that continuously perform combustion by the two-cycle self-ignition operation method is the first of the two cylinders that performs combustion A control device for an internal combustion engine configured to change an exhaust valve closing timing of a cylinder performing combustion earlier so as to arrive later than the timing.
前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて燃料噴射量を決定し同決定した燃料噴射量の燃料を前記燃焼行程を迎える気筒に対して噴射する燃料噴射制御手段と、
前記掃気量制御手段により前記2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の排気弁閉弁時期が制御されたとき、同制御された排気弁閉弁時期に応じて前記燃料噴射制御手段から噴射する燃料の噴射開始時期を変更する噴射時期制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to any one of claims 3 to 8,
Fuel injection control means for determining a fuel injection amount based on the torque required for the engine and the determined operation method, and injecting the determined fuel injection amount into the cylinder in the combustion stroke When,
When the scavenging amount control means controls the exhaust valve closing timing of an arbitrary cylinder that starts operation by the two-cycle self-ignition operation method, the fuel injection control means according to the controlled exhaust valve closing timing Injection timing control means for changing the injection start timing of the fuel injected from
The control apparatus of the internal combustion engine provided with.
前記各気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式と前記2サイクル自着火運転方式との何れにすべきかを前記機関の運転状態に基づいて決定する運転方式決定手段と、
前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて前記複数の気筒の各吸気弁及び各排気弁の開閉時期を制御するバルブタイミング制御手段と、
前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて燃料噴射量を決定し同決定した燃料噴射量の燃料を前記燃焼行程を迎える気筒に対して噴射する燃料噴射制御手段と、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点での同気筒に対する燃料噴射量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段及び前記燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での燃料噴射量よりも所定量だけ少ない燃料噴射量となるように同気筒に対する燃料噴射量を変更する切替時燃料噴射量制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。 A 4-cycle spark ignition operation system that repeats an exhaust stroke, an intake stroke, a compression stroke, and a combustion stroke by spark ignition every time the crank angle rotates 720 degrees, and an exhaust stroke, a scavenging stroke, and an intake air each time the crank angle rotates 360 degrees A control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine comprising a plurality of cylinders that can be operated by a two-cycle self-ignition operation system that repeats a combustion stroke by a stroke, a compression stroke, and self-ignition,
An operation method determining means for determining which of the four-cycle spark ignition operation method and the two-cycle self-ignition operation method is to be performed based on the operation state of the engine;
Valve timing control means for controlling the opening / closing timing of each intake valve and each exhaust valve of the plurality of cylinders based on the torque required for the engine and the determined operation method;
Fuel injection control means for determining a fuel injection amount based on the torque required for the engine and the determined operation method, and injecting the determined fuel injection amount into the cylinder in the combustion stroke When,
The fuel injection amount for the cylinder at the time of starting to switch the operation method of the cylinder from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method is the torque required for the engine at the same time. A fuel injection amount that is smaller by a predetermined amount than a fuel injection amount at the time when the valve timing control means and the fuel injection control means are regularly operated under the same torque under the two-cycle self-ignition operation method; A switching-time fuel injection amount control means for changing the fuel injection amount for the same cylinder,
The control apparatus of the internal combustion engine provided with.
前記切替時燃料噴射量制御手段は、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中及び同掃気行程直前における他の気筒の吸気弁及び排気弁の開閉状態に応じて前記所定量を変更するように構成された内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 10,
The switching fuel injection amount control means is
At the time of starting to switch the operation mode of the cylinder from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, during the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method and immediately before the scavenging stroke The control apparatus for an internal combustion engine configured to change the predetermined amount according to the open / close states of the intake valves and exhaust valves of the other cylinders in FIG.
前記各気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式と前記2サイクル自着火運転方式との何れにすべきかを前記機関の運転状態に基づいて決定する運転方式決定手段と、
前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて前記複数の気筒の各吸気弁及び各排気弁の開閉時期を制御するバルブタイミング制御手段と、
前記機関に対して要求されるトルクと前記決定された運転方式とに基づいて燃料噴射量を決定し同決定した燃料噴射量の燃料を前記燃焼行程を迎える気筒に対して噴射する燃料噴射制御手段と、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程中又は同掃気行程直前において他の気筒の掃気行程が存在していない場合、前記2サイクル自着火運転方式における掃気行程中に同掃気行程中の気筒から排出されるガスの量である掃気量であって同任意の気筒の掃気量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段及び前記燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での掃気量に近づくように同掃気量を決定する因子を制御する掃気量制御手段と、
前記気筒の運転方式を前記4サイクル火花点火運転方式から前記2サイクル自着火運転方式に切り替え始める時点において同2サイクル自着火運転方式による運転を開始する任意の気筒の掃気行程が同4サイクル火花点火運転方式により運転されている他の気筒の吸気行程又は排気行程と重なる場合、同任意の気筒に対する燃料噴射量が、同時点にて同機関に対して要求されているトルクと同一のトルク下において同2サイクル自着火運転方式による運転が前記バルブタイミング制御手段及び前記燃料噴射制御手段により定常的に行われている時点での燃料噴射量とは異なる燃料噴射量となるように前記燃料噴射量を変更する切替時燃料噴射量制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。
A 4-cycle spark ignition operation system that repeats an exhaust stroke, an intake stroke, a compression stroke, and a combustion stroke by spark ignition every time the crank angle rotates 720 degrees, and an exhaust stroke, a scavenging stroke, and an intake air each time the crank angle rotates 360 degrees A control apparatus for a multi-cylinder internal combustion engine comprising a plurality of cylinders that can be operated by a two-cycle self-ignition operation system that repeats a combustion stroke by a stroke, a compression stroke, and self-ignition,
An operation method determining means for determining which of the four-cycle spark ignition operation method and the two-cycle self-ignition operation method is to be performed based on the operation state of the engine;
Valve timing control means for controlling the opening / closing timing of each intake valve and each exhaust valve of the plurality of cylinders based on the torque required for the engine and the determined operation method;
Fuel injection control means for determining a fuel injection amount based on the torque required for the engine and the determined operation method, and injecting the determined fuel injection amount into the cylinder in the combustion stroke When,
At the time when the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation mode to the 2-cycle self-ignition operation mode, during the scavenging stroke or immediately before the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation mode In the case where there is no scavenging stroke of other cylinders, the scavenging amount which is the amount of gas discharged from the cylinder in the scavenging stroke during the scavenging stroke in the two-cycle self-ignition operation method When the scavenging amount is the same as the torque required for the engine at the same time, the operation by the two-cycle self-ignition operation system is steadily performed by the valve timing control means and the fuel injection control means. A scavenging amount control means for controlling a factor that determines the scavenging amount so as to approach the scavenging amount at the time of being performed;
When the operation mode of the cylinder starts to be switched from the 4-cycle spark ignition operation method to the 2-cycle self-ignition operation method, the scavenging stroke of any cylinder that starts operation by the 2-cycle self-ignition operation method is the same as the 4-cycle spark ignition method. When it overlaps with the intake stroke or exhaust stroke of another cylinder operated by the operation method, the fuel injection amount for the arbitrary cylinder is under the same torque as the torque required for the engine at the same time. The fuel injection amount is set so that the fuel injection amount is different from the fuel injection amount at the time when the operation by the two-cycle self-ignition operation method is regularly performed by the valve timing control means and the fuel injection control means. A switching fuel injection amount control means to be changed;
The control apparatus of the internal combustion engine provided with.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009023388A1 (en) * | 2007-08-14 | 2009-02-19 | Robert Bosch Gmbh | Multi-mode 2-stroke/4-stroke internal combustion engine |
WO2010034613A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Ve Vienna Engineering Forschungs- Und Entwicklungs Gmbh | Operation of a two-stroke engine having a turbocharger |
WO2014208136A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 三菱自動車工業株式会社 | Engine control device |
US20160348601A1 (en) * | 2015-06-01 | 2016-12-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
CN108301930A (en) * | 2018-02-13 | 2018-07-20 | 无锡威孚高科技集团股份有限公司 | A kind of four stroke of engine electric-controlled valve and two-stroke method for handover control and system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004108314A (en) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Toyota Motor Corp | Switching control of operation cycle in variable cycle engine |
JP2004211618A (en) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Toyota Motor Corp | Engine control system and its method |
-
2005
- 2005-01-11 JP JP2005003806A patent/JP2006194096A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004108314A (en) * | 2002-09-20 | 2004-04-08 | Toyota Motor Corp | Switching control of operation cycle in variable cycle engine |
JP2004211618A (en) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Toyota Motor Corp | Engine control system and its method |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009023388A1 (en) * | 2007-08-14 | 2009-02-19 | Robert Bosch Gmbh | Multi-mode 2-stroke/4-stroke internal combustion engine |
WO2010034613A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Ve Vienna Engineering Forschungs- Und Entwicklungs Gmbh | Operation of a two-stroke engine having a turbocharger |
WO2014208136A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 三菱自動車工業株式会社 | Engine control device |
JP2015010546A (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 三菱自動車工業株式会社 | Control device for engine |
US10107179B2 (en) | 2013-06-28 | 2018-10-23 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine control device |
US20160348601A1 (en) * | 2015-06-01 | 2016-12-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
US9856811B2 (en) * | 2015-06-01 | 2018-01-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
CN108301930A (en) * | 2018-02-13 | 2018-07-20 | 无锡威孚高科技集团股份有限公司 | A kind of four stroke of engine electric-controlled valve and two-stroke method for handover control and system |
CN108301930B (en) * | 2018-02-13 | 2020-07-31 | 无锡威孚高科技集团股份有限公司 | Four-stroke and two-stroke switching control method and system for engine electric control valve |
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