JP2009085122A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料噴射量が所定量より大きい場合にのみ、第1噴孔に加えて第2噴孔からも燃料噴射する噴射弁を気筒ごとに有する多気筒内燃機関において、第2噴孔に堆積するデポジットの除去に要する総噴射回数及び総燃料量を小さくし得る燃料噴射制御装置の提供。
【解決手段】上記噴射弁では、噴射量が上記所定量より大きい場合、噴射量が大きいほど第2噴孔からの噴射量が大きくなる。ここで未燃HC排出量制限等の観点から、クランク軸2回転あたりにデポジット除去のため噴射できる総燃料量が制限される。またデポジットが堆積した第2噴孔からの1回あたりの噴射量が大きいほど、上記総噴射回数及び総燃料量が小さくなる。この装置は、噴射量が上記所定量以下の状態が所定期間継続した場合、クランク軸2回転あたりの期間中に4気筒のうちの1つの気筒に対してのみ上記所定量より大きい量の燃料を噴射し、これを1つの気筒を変えながら複数回繰り返し実行する。
【選択図】図4
【解決手段】上記噴射弁では、噴射量が上記所定量より大きい場合、噴射量が大きいほど第2噴孔からの噴射量が大きくなる。ここで未燃HC排出量制限等の観点から、クランク軸2回転あたりにデポジット除去のため噴射できる総燃料量が制限される。またデポジットが堆積した第2噴孔からの1回あたりの噴射量が大きいほど、上記総噴射回数及び総燃料量が小さくなる。この装置は、噴射量が上記所定量以下の状態が所定期間継続した場合、クランク軸2回転あたりの期間中に4気筒のうちの1つの気筒に対してのみ上記所定量より大きい量の燃料を噴射し、これを1つの気筒を変えながら複数回繰り返し実行する。
【選択図】図4
Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
従来より、内燃機関の気筒内の燃焼室に第1噴孔、及び第2噴孔から燃料を噴射するインジェクタを備えた燃料噴射制御装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。このインジェクタは、燃料噴射量が所定量以下である場合に、第1噴孔のみから燃料を噴射するようになっている。また、このインジェクタは、燃料噴射量が上記所定量より大きい場合には、第1噴孔に加えて第2噴孔からも燃料を噴射するとともに、燃料噴射量が大きいほど第2噴孔から噴射される燃料がより大きくなるようになっている。
特開2002−310042号公報
上記形式のインジェクタでは、燃料噴射量が上記所定量以下である状態が長期間継続すると、第2噴孔の内部に残留する未燃燃料が、燃焼室からの燃焼熱により炭化物になって、第2噴孔内部で堆積する。以下、上記炭化物の堆積物を「デポジット」と称呼する。第2噴孔からの適切な燃料噴射を維持するためには、デポジットは除去されるべきである。
このことから、上記文献に記載の装置は、燃料噴射量が上記所定量以下である状態が所定期間継続した場合、上記所定量よりも大きい量の燃料をインジェクタから噴射するようになっている。これにより、第2噴孔からの燃料噴射がなされ、デポジットが除去され得る。
ところで、内燃機関のクランク軸が各気筒の1回の燃焼サイクルに相当する分だけ回転する期間(一般には、4サイクル内燃機関の場合、クランク軸が2回転する期間。以下、「燃焼サイクル相当期間」と称呼する。)において、第2噴孔内部に堆積したデポジットを除去するために噴射できる総燃料量は、例えば、以下の3つの観点から制限される。
第1に、上記燃焼サイクル相当期間における排ガス中の未燃HC量を制限する観点、第2に、同期間における排ガス温度、或るいは触媒温度の上昇度合いを制限する観点、第3に、同期間におけるシリンダボアの内壁に付着する燃料量を制限する観点、がそれぞれ挙げられる。
一般に、上記形式のインジェクタは複数の気筒のそれぞれに備えられている。このため、全インジェクタのデポジットを除去することが要求される。従って、例えば、燃料噴射量が上記所定量以下である状態が所定期間継続した場合、燃焼サイクル相当期間中にて、全気筒に対して、第2噴孔内部に堆積するデポジットを除去するために上記所定量よりも大きい量の燃料をそれぞれ噴射し、この噴射を繰り返し実行することが考えられる。
この場合、上記観点から上記総燃料量が制限されるため、各気筒での1回あたりの「上記所定量よりも大きい量の燃料」の量を小さくする必要がある。即ち、この場合、各気筒で1回あたりに、第2噴孔から噴射される燃料量が小さい。以下、第2噴孔から噴射される燃料量を「第2噴孔燃料噴射量」とも称呼する。
図8は、1回あたりの上記第2噴孔燃料噴射量と、デポジットの除去に要する燃料噴射の総回数との関係を示したグラフである。上記総回数は、1回あたりの上記第2噴孔燃料噴射量が大きいほど小さくなる傾向がある。より具体的には、1回あたりの上記第2噴孔燃料噴射量を量q1から量q1のn倍の量q2に増大させると、上記総回数が回数X1から回数X1の1/n倍よりも小さい回数X2に減少する。
従って、1回あたりの上記第2噴孔燃料噴射量が小さいと、デポジットの除去に要する燃料噴射の総回数が大きくなり、同除去に要する総燃料量も大きくなるという問題がある。
これに対し、上述した図8の傾向から、本発明者は、1回あたりの上記第2噴孔燃料噴射量を大きくすることで、デポジットの除去に要する燃料噴射の総回数を小さくでき、同除去に要する総燃料量も小さくできることを見出した。
従って、本発明の目的は、上記形式のインジェクタが複数の気筒それぞれに備えられた内燃機関の燃料噴射制御装置であって、1回あたりの上記第2噴孔燃料噴射量を大きくすることができるものを提供することにある。
本発明に係る第1の燃料噴射制御装置は、上記形式のインジェクタを複数の気筒のそれぞれに備えた内燃機関に適用される。
本発明に係る第1の燃料噴射制御装置は、前記内燃機関の出力を調整する部材の操作に基づいて決定される前記各気筒の燃料噴射量である指令燃料噴射量の燃料を、前記内燃機関の運転状態に基づいて決定される前記各気筒の燃料噴射の開始時期である指令燃料噴射開始時期にて前記各気筒のインジェクタからそれぞれ噴射開始する通常噴射制御を実行する通常噴射制御実行手段を備えている。
ここにおいて、通常噴射制御実行手段は、上記燃焼サイクル相当期間中にて、各気筒に対して1回ずつ燃料を噴射する。この燃料は各気筒で燃焼し、内燃機関の駆動トルクの発生に寄与する。
本発明に係る第1の燃料噴射制御装置の特徴は、前記指令燃料噴射量が前記所定量以下である状態が所定期間継続したか否かを判定する手段と、前記指令燃料噴射量が前記所定量以下である状態が所定期間継続したと判定された場合、上記燃焼サイクル相当期間中にて、前記複数の気筒のうちの一部の各気筒に対してのみ、前記第2噴孔内部に堆積するデポジット除去のために前記所定量よりも大きい量の燃料を前記一部の各気筒のインジェクタからそれぞれ噴射する除去噴射制御を、(前記通常噴射制御の噴射態様を変えて、又は前記通常噴射制御とは別に)前記一部の気筒を変えながら複数回繰り返し実行する除去噴射制御実行手段とを備えたことにある。
これによれば、上記燃焼サイクル相当期間において、デポジットを除去するために噴射できる総燃料量が制限される下で、一部の気筒に対する1回あたりの上記第2噴孔燃料噴射量が大きくされ得る。従って、デポジットの除去に要する燃料噴射の総回数を小さくでき、同除去に要する総燃料量も小さくできる。
具体的には、上記本発明に係る第1の燃料噴射制御装置においては、前記除去噴射制御実行手段が、前記除去噴射制御として、前記燃焼サイクル相当期間中にて、前記一部の各気筒に対して、前記所定量よりも大きい量の燃料を前記指令燃料噴射開始時期よりも遅角側の時期にてそれぞれ噴射開始するように、前記通常噴射制御実行手段に前記通常噴射制御の噴射態様を変更させるよう構成され得る。
これによれば、前記除去噴射制御の噴射態様で得られる内燃機関の駆動トルクが、前記通常噴射制御の噴射態様で得られるものと同一となるように、前記除去噴射制御の噴射開始時期が調整され得る。従って、前記通常噴射制御の噴射態様が変更されても、上記駆動トルクの変動の程度が抑制され得る。
また、上記本発明に係る第1の燃料噴射制御装置においては、前記除去噴射制御実行手段が、前記指令燃料噴射量が前記所定量以下である状態が前記所定期間継続したと判定された場合であって、且つ、前記指令燃料噴射量がゼロである場合、前記除去噴射制御を(前記通常噴射制御とは別に)実行するように構成され得る。
一般に、前記指令燃料噴射量がゼロである場合、触媒の温度が低い場合が多い。このことは、1回あたりの上記第2燃料噴射量を増大させる余裕度が、大きくなり得ることを意味する。従って、上記構成によれば、1回あたりの上記第2燃料噴射量がより一層大きくされ得る。
上記2つの構成においては、例えば、前記内燃機関が4つ気筒を備えた4サイクル内燃機関である場合、前記除去噴射制御実行手段が、前記一部の気筒として、膨張行程の間隔が、クランク角度にて360度に相当する期間となる2つの気筒を用いるように構成されることが好適である。
上記「前記指令燃料噴射量がゼロである場合、前記除去噴射制御を実行する」構成においては、前記除去噴射制御実行手段が、前記除去噴射制御として、前記一部の気筒に対して、膨張行程の前半、又は排気行程の後半にて、前記所定量よりも大きい量の燃料を噴射開始するように構成されてもよい。
これによれば、除去噴射制御による噴射燃料が、燃焼しないものとされ得る。即ち、同燃料が、内燃機関の駆動トルクの発生に寄与しないものとされ得る。従って、上記駆動トルクの変動を防止しつつ、除去噴射制御を実行することができる。
また、上記本発明に係る第1の燃料噴射制御装置においては、前記除去噴射制御実行手段が、前記除去噴射制御として、前記燃焼サイクル相当期間中にて、前記一部の各気筒に対して、前記所定量よりも大きい量の燃料を、前記通常噴射制御による燃料噴射後であって、前記燃料噴射の期間を含む燃焼サイクル内の膨張行程、又は排気行程にてそれぞれ噴射開始するように構成され得る。これによっても、上記駆動トルクの変動を防止しつつ、除去噴射制御を実行することができる。
上述のように、前記除去噴射制御実行手段が、膨張行程の前半、又は排気行程の後半にて、前記所定量よりも大きい量の燃料を噴射開始するように構成される場合、前記除去噴射制御実行手段が、前記膨張行程の前半、又は前記排気行程の後半にて、前記所定量よりも大きい量の燃料を噴射開始するように構成されることが好適である。
一般に、膨張行程の前半、又は排気行程の後半では、内燃機関のピストンは、インジェクタの噴孔に比較的近い位置で推移する場合が多い。従って、上記構成によれば、除去噴射制御による噴射燃料がシリンダボアの内壁へ到達することが、上記ピストンにより遮られ得る。この結果、シリンダボアの内壁での燃料の付着が抑制され、同燃料の付着に起因する燃料のオイルパンへの侵入が抑制され得る。この結果、燃料によるオイルの希釈を抑制することができる。
本発明に係る第2の燃料噴射制御装置は、上記形式のインジェクタを複数の気筒のそれぞれに備え、前記複数の気筒の全てを前記内燃機関の駆動トルクの発生に寄与させる全筒状態と、前記複数の気筒のうちの一部の気筒のみを前記駆動トルクの発生に寄与させる減筒状態とを選択的に達成可能に構成された内燃機関に適用される。
本発明に係る第2の燃料噴射制御装置は、前記通常噴射制御実行手段を備え、前記通常噴射制御実行手段は、前記減筒状態における前記指令燃料噴射量が、前記全筒状態における前記指令燃料噴射量よりも大きくなるように、前記指令燃料噴射量を決定するよう構成されている。
本発明に係る第2の燃料噴射制御装置の特徴は、前記指令燃料噴射量が前記所定量以下である状態が所定期間継続したか否かを判定する手段と、前記指令燃料噴射量が前記所定量以下である状態が前記所定期間継続したと判定された場合、前記減筒状態を、前記一部の気筒を変えながら複数回継続する減筒状態実行手段とを備えたことにある。
これによれば、減筒状態において、前記一部の気筒の指令燃料噴射量が大きくなり得、上記所定量を超える頻度が大きくなり得る。従って、一部の気筒での1回あたりの上記第2噴孔燃料噴射量が大きくなり得る。この結果、上記第1の燃料噴射制御装置と同様、デポジットの除去に要する燃料噴射の総回数を小さくでき、同除去に要する総燃料量も小さくできる。
また、第2の燃料噴射制御装置においては、例えば、前記内燃機関が4つ気筒を備えた4サイクル内燃機関である場合、前記減筒状態実行手段が、前記一部の気筒として、膨張行程の間隔が、クランク角度にて360度に相当する期間となる2つの気筒を用いるように構成されることが好適である。
また、本発明に係る第1及び第2の燃料噴射制御装置においては、前記各インジェクタが以下のように構成されてもよい。前記各インジェクタは、前記ボディと、前記筒状のアウタニードル弁と、前記棒状のインナニードル弁とをそれぞれ備える。
前記ボディには、前記気筒内の燃焼室に臨む先端部に前記第1及び第2噴孔のうち何れか一方と、前記一方の噴孔よりも先端側に位置する他方の噴孔が備えられている。前記筒状のアウタニードル弁は、前記ボディ内に摺動可能に収容されていて、先端側で前記一方の噴孔を開閉するようになっている。前記棒状のインナニードル弁は、前記アウタニードル弁の内部に摺動可能に収容されていて、先端側で前記他方の噴孔を開閉するようになっている。
また、前記各インジェクタは、更に、前記ノズル室と、前記制御室と、前記燃料供給路と、前記燃料流入路と、前記燃料排出路と、前記制御弁とをそれぞれ備える。
前記ノズル室は、前記アウタ及びインナニードル弁の先端側に設けられている。前記ノズル室の内部の燃料の圧力であるレール圧により前記アウタ及びインナニードル弁の先端側が開弁方向の力を受けるとともに、前記アウタ及びインナニードル弁の開弁状態にて同内部の燃料が前記一方及び他方の噴孔を介して前記燃焼室に向けてそれぞれ噴射される。
前記制御室は、前記アウタ及びインナニードル弁の背面側に設けられている。前記制御室の内部の燃料の圧力である制御圧により前記アウタ及びインナニードル弁の背面側が閉弁方向の力を受ける。
前記燃料供給路は、前記レール圧の燃料を発生する高圧発生部と前記ノズル室とを接続するようになっている。前記燃料流入路は、前記燃料供給路と前記制御室とを接続するようになっている。前記燃料排出路は、前記制御室と燃料タンクとを接続するようになっている。前記制御弁は、前記燃料排出路に介装されて前記燃料排出路を連通・遮断するようになっている。
そして、上記構成を備えた前記各インジェクタは、前記制御弁の開弁により前記制御圧が低下していく過程において、先ず、前記アウタ及びインナニードル弁の何れか一方のみが開弁し、その後前記一方の弁が前記背面側に所定距離だけ移動すると前記一方の弁の一部が閉弁状態にある他方の弁の一部と接触することで、前記他方の弁が開弁し、その後両方の弁が一体的に前記背面側に移動していくように構成され、前記制御弁の開弁期間を制御することで前記燃料噴射量の制御を行うように構成される。
これによれば、燃料噴射量が上記所定量より大きい場合、燃料噴射量が大きいほど上記第2噴孔燃料噴射量がより大きくなり得るとともに、第1噴孔から噴射される燃料も大きくなり得る。
以下、本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を、4サイクル直列4気筒内燃機関(ディーゼル機関)10に適用したシステムの概略構成を示している。このシステムは、エンジン本体20と、インジェクタ30と、コモンレール40と、燃料ポンプ50と、インジェクタ30及び燃料ポンプ50を制御するECU60と、燃料タンクTとを備えている。
図1は、本発明の第1実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を、4サイクル直列4気筒内燃機関(ディーゼル機関)10に適用したシステムの概略構成を示している。このシステムは、エンジン本体20と、インジェクタ30と、コモンレール40と、燃料ポンプ50と、インジェクタ30及び燃料ポンプ50を制御するECU60と、燃料タンクTとを備えている。
エンジン本体20には、図1の上側から順に#1〜4の気筒が、1列となるよう配置されている。クランク軸が2回転する期間中にて、各気筒の膨張行程の始期が#1→#3→#4→#2の順で等間隔に到来し、各気筒の燃焼サイクルが1回完了するようになっている。ここで、膨張行程は、圧縮上死点から同上死点よりもクランク角度にて180度進角側の時期までの期間に対応する。また、排気行程は、排気上死点よりもクランク角度にて180度遅角側の時期から同上死点までの期間に対応する。
インジェクタ30は、#1〜4の気筒の上部にそれぞれ備えられていて、コモンレール40を介して燃料ポンプ50と接続されている。燃料ポンプ50は、燃料タンクTに貯留されている燃料を吸入・吐出し、コモンレール40に高圧(レール圧Pcr)の燃料を供給する。各インジェクタ30は、コモンレール40から後述する燃料供給路C1を通してレール圧Pcrの燃料が供給され、#1〜4の気筒の燃焼室に燃料を噴射する。コモンレール40と燃料ポンプ50とが前記高圧発生部に対応する。
図2は、インジェクタ30の拡大図を示している。インジェクタ30には、ボディ31が備えられている。ボディ31は、気筒内の燃焼室に臨む先端部に第1噴孔(群)31aと、第1噴孔31aよりも先端側(図2において下側)に位置する第2噴孔(群)31bとを備えている。ボディ31内の所定空間には、筒状のアウタニードル弁32が摺動可能に収容されていて、アウタニードル弁32の先端側で第1噴孔31aを開閉するようになっている。アウタニードル弁32の内部には、棒状のインナニードル弁33が摺動可能に収容されていて、インナニードル弁33の先端側で第2噴孔31bを開閉するようになっている。
アウタ及びインナニードル弁32,33は、上記所定空間を、ノズル室R1と、制御室R2とに液密的に区画している。ノズル室R1は、アウタ及びインナニードル弁32,33の先端側に設けられている。制御室R2は、アウタ及びインナニードル弁32,33の背面側(図2において上側)に設けられている。
アウタ及びインナニードル弁32,33の先端側は、ノズル室R1の内部の燃料の圧力(レール圧Pcr)により開弁方向の力を受ける。アウタ及びインナニードル弁32,33の開弁状態にて、ノズル室R1の内部の燃料が第1及び第2噴孔31a,31bを介して燃焼室に向けてそれぞれ噴射されるようになっている。一方、アウタ及びインナニードル弁32,33の背面側は、制御室R2の内部の燃料の圧力(制御圧Pc)により閉弁方向の力を受ける。
また、インジェクタ30には、燃料供給路C1と、燃料流入路C2と、燃料排出路C3とが備えられている。燃料供給路C1は、コモンレール40とノズル室R1とを接続している。燃料流入路C2は、制御室R2と燃料供給路C1とを接続している。燃料排出路C3は、制御室R2と燃料タンクTとを接続している。燃料排出路C3には、燃料排出路C3を開閉する2位置2ポート型の開閉制御弁34が介装されている。燃料流入路C2、及び燃料排出路C3には、オリフィスが介装されている。
次に、上述のように構成されたインジェクタ30の作動について説明する。閉弁状態にあるアウタ及びインナニードル弁32,33を開弁させる場合、ECU60の指示に応じて開閉制御弁34が開弁させられる。これにより、制御圧Pcがレール圧Pcrから低下して所定の「アウタニードル開弁圧」に達すると、先ず、アウタニードル弁32のみが開弁する。この結果、第1噴孔31aのみから燃料噴射が開始・実行される。
その後、アウタニードル弁32が上昇していき、アウタニードル弁32の上面が閉弁状態にあるインナニードル弁33のフランジ部の下面と接触する。以後、アウタ及びインナニードル弁32,33は、一体的にのみ上昇し得るようになる。低下していく制御圧Pcが更に所定の「インナニードル開弁圧」に達すると、インナニードル弁33も開弁する。この結果、第1噴孔31aに加え第2噴孔31bからも燃料噴射が開始・実行される。
一方、開弁状態にあるアウタ及びインナニードル弁32,33を閉弁させる場合、ECU60の指示に応じて開閉制御弁34が閉弁させられる。これにより、制御圧Pcがレール圧Pcrに向けて上昇していくとともに、アウタ及びインナニードル弁32,33の一体物が下降していき、先ず、インナニードル弁33が閉弁する。これにより、第2噴孔31bからの燃料噴射が終了する。続いて、アウタニードル弁32がインナニードル弁33から独立して下降していき、アウタニードル弁32も閉弁する。これにより、第1噴孔31aからの燃料噴射も終了する。
図3は、開閉制御弁34の所定の開閉パターンに対する、インジェクタ30から噴射される燃料の噴射率の変化の一例を示した図である。各開閉制御弁34の開弁期間は、1回あたりの燃料噴射量が大きいほどより長い期間に決定される。
具体的には、上記1回あたりの燃料噴射量がゼロより大きい所定の燃料噴射量qthr以下である場合(例えば、内燃機関の負荷が比較的小さい低負荷時やパイロット噴射時)、制御圧Pcが上記「インナニードル開弁圧」に達する前に開閉制御弁34の終期が到来する。従って、この場合、第1噴孔31aのみから燃料が噴射されるとともに、上記1回あたりの燃料噴射量が大きいほど第1噴孔31aから噴射される燃料量がより大きくなる(図3の(A)の部分、及び図2の左半部を参照)。
一方、上記1回あたりの燃料噴射量が上記燃料噴射量qthrよりも大きい場合(例えば、内燃機関の負荷が比較的大きい中・高負荷時)、制御圧Pcが上記「インナニードル開弁圧」に達した後に開閉制御弁34の終期が到来する。従って、この場合、第1噴孔31aに加えて、第2噴孔31bからも燃料が噴射されるとともに、上記1回あたりの燃料噴射量が大きいほど第1噴孔31aから噴射される燃料量、及び第2噴孔31bから噴射される燃料量がより大きくなる(図3の(B)の部分、及び図2の右半部を参照)。以下、第2噴孔31bから噴射される燃料量を「第2噴孔燃料噴射量」と称呼する。上記燃料噴射量qthrが前記所定量に対応する。
(除去噴射制御の実行)
次に、この装置が実行する除去噴射制御の概要について説明する。図3に示すように、この装置では、アクセル操作量等に基づいて、各気筒の1回あたりの要求燃料噴射量qfinが決定されるとともに、パイロット燃料噴射としての燃料量(qpl(≦qthr))及びメイン燃料噴射としての燃料量(qfin-qpl)が決定される。また、内燃機関の運転状態に基づいて、メイン及びパイロット燃料噴射それぞれの指令燃料噴射開始時期が決定される。これらの指令燃料噴射開始時期は、圧縮上死点近傍の時期に決定される。そして、通常噴射制御として、上記決定されたそれぞれの指令燃料噴射開始時期にて、パイロット及びメイン燃料噴射が開始される。メイン燃料噴射の量が前記指令燃料噴射量に対応する。
次に、この装置が実行する除去噴射制御の概要について説明する。図3に示すように、この装置では、アクセル操作量等に基づいて、各気筒の1回あたりの要求燃料噴射量qfinが決定されるとともに、パイロット燃料噴射としての燃料量(qpl(≦qthr))及びメイン燃料噴射としての燃料量(qfin-qpl)が決定される。また、内燃機関の運転状態に基づいて、メイン及びパイロット燃料噴射それぞれの指令燃料噴射開始時期が決定される。これらの指令燃料噴射開始時期は、圧縮上死点近傍の時期に決定される。そして、通常噴射制御として、上記決定されたそれぞれの指令燃料噴射開始時期にて、パイロット及びメイン燃料噴射が開始される。メイン燃料噴射の量が前記指令燃料噴射量に対応する。
上述のように構成されたインジェクタ30では、上記燃料噴射量qthr以下のメイン燃料噴射(図3の(A)の部分を参照)が長期間継続して実行されると、第2噴孔31bの内部にデポジットが堆積する。第2噴孔31bからの適切な燃料噴射を維持するためには、第2噴孔31bからも燃料を噴射してデポジットを除去する必要がある。
ところで、上述のように、クランク軸が2回転する期間においてデポジット除去のために噴射できる総燃料量は、上記種々の観点から制限される。この制限がある下において、1回あたりの上記第2噴孔燃料噴射量を大きくすることができれば、デポジットの除去に要する燃料噴射の総回数を小さくでき、同除去に要する総燃料量をも小さくすることができる(図8を参照)。
係る知見に基づき、この装置は、上記燃料噴射量qthr以下のメイン燃料噴射(即ち、上記第2噴孔燃料噴射量がゼロのメイン燃料噴射)が所定の回数継続して実行されたか否かを判定する。上記燃料噴射量qthr以下のメイン燃料噴射が所定の回数継続して実行されたと判定された場合、この装置は、クランク軸が2回転する期間中にて、#1〜4の気筒のうちの一部の各気筒に対してのみ、上記燃料噴射量qthrよりも大きい量の燃料を噴射する。以下、このように燃料噴射する制御を「除去噴射制御」と称呼する。そして、この装置は、上記除去噴射制御を、上記一部の各気筒を変えながら複数回繰り返し実行する。これが、前記除去噴射制御実行手段に対応する。
ここで、上記「所定の回数」は、本例では、デポジットの堆積による第2噴孔31bの最小開口面積の減少度合いが、所定の度合いに達成する期間に対応する燃料噴射の回数である。なお、上述のような燃料噴射回数での判定に代えて、上記燃料噴射量qthr以下の燃料噴射が、所定の時間継続して実行されたか否かを判定してもよい。
除去噴射制御では、上記一部の気筒のメイン燃料噴射の量が、上記量(qfin-qpl)よりも、後述のように決定される「除去燃料噴射量qout」だけ大きい量に決定される(図3の(B)の部分を参照)。即ち、上記除去燃料噴射量qoutの燃料は、メイン燃料噴射の燃料(即ち、量(qfin-qpl+qout)の燃料)の一部として燃焼する。
更に、除去噴射制御では、上記量(qfin-qpl+qout)のメイン燃料噴射で得られる駆動トルクが、上記量(qfin-qpl)のメイン燃料噴射で得られるものと同一となるように、パイロット燃料噴射及びメイン燃料噴射が、上記指令燃料噴射開始時期よりもそれぞれ遅角側の時期にて噴射開始される。これにより、駆動トルクの変動の程度が抑制され得る。このように、上記通常噴射制御の噴射態様が変更されて上記除去噴射制御が達成される。
上記一部の気筒でのメイン燃料噴射1回あたりの除去燃料噴射量qoutは、2つの観点に基づいて総合的に決定される。第1に、クランク軸が2回転する期間における、排ガス中の未燃HC量を制限する観点が挙げられる。除去燃料噴射量qoutが大きいほど上記未燃HC量がより大きくなる。上記未燃HC量が大きいほど触媒温度の上昇度合いがより大きくなる。従って、触媒温度が適正な温度範囲を逸脱するのを防止するためには、上記未燃HC量を制限することが考えられる。この観点から、上記1回あたりの除去燃料噴射量qoutが決定される。
第2に、クランク軸が2回転する期間における、排ガス温度の上昇度合いを制限する観点が挙げられる。除去燃料噴射量qoutが大きいほど排ガス温度の上昇度合いがより大きくなる。上記排ガス温度の上昇度合いが大きいほど触媒温度の上昇度合いがより大きくなる。従って、触媒温度が適正な温度範囲を逸脱するのを防止するためには、上記排ガス温度の上昇度合いを制限することも考えられる。この観点からも、上記1回あたりの除去燃料噴射量qoutが決定される。
この除去噴射制御により、上記一部の気筒において、メイン燃料噴射としての燃料(qfin-qpl+qout)が、燃料噴射量qthrよりも大きい量となる。また、上記制限がある下で、上記一部の気筒でのみ噴射態様の変更がなされるから、上記1回あたりの除去燃料噴射量qoutが大きい量に設定され得る。従って、上記一部の気筒に対して、第2噴孔31bからも燃料噴射がなされる。また、上記一部の気筒での、1回あたりの第2噴孔燃料噴射量が大きくされ得る。
また、この装置は、上記除去噴射制御を、#1〜4のうちの一部の気筒を変えながら複数回実行する。この除去噴射制御の実行態様については、種々の態様が考えられる。
例えば、図4に示すように、除去噴射制御の実行態様が、#1〜4の気筒のうちの1つの気筒に対してのみ、上記噴射態様を変更する制御を複数回繰り返し実行し、これを#1→#3→#4→#2の気筒の順に順次実行していくものであってもよい。
また、除去噴射制御の実行態様が、#1〜4の気筒のうちの2つ又は3つの気筒に対してのみ、上記噴射態様を変更する制御を複数回繰り返し実行し、その後、残りの気筒に対しても同じ制御を複数回繰り返し実行するものであってもよい。
特に、2つの気筒ずつ上記噴射態様の変更を実行していく場合、#1〜4の気筒を#1,4及び#2,3の2つの組に分けたうちの一方の組の気筒に対して、上記噴射態様を変更する制御を複数回繰り返し実行し、その後、他方の組の気筒に対しても同じ制御を複数回繰り返し実行する態様であってもよい。
一般に、上述のように通常噴射制御の噴射態様を変更した場合、上記駆動トルクが、想定していたものから大きく乖離した「異常駆動トルク」となることがある。クランク軸の回転を円滑にする観点や、不快な音・振動を抑制する観点から、異常駆動トルクの発生間隔が、等間隔であることが好ましい。
上記構成によれば、異常駆動トルクの発生間隔が、クランク角度にて360の等間隔になり得る。従って、異常駆動トルクが発生する場合であっても、クランク軸の回転を円滑にし、不快な音・振動を抑制することができる。
以上、説明したように、本発明の第1実施形態によれば、上記通常噴射制御の噴射態様を変更する除去噴射制御により、上記一部の気筒に対して、第2噴孔31bからも燃料噴射がなされる。また、上記一部の気筒での、上記1回あたりの第2噴孔燃料噴射量が大きくされ得る。そして、この除去噴射制御が、上記一部の気筒を変えながら複数回実行される。以上により、デポジットの除去に要する燃料噴射の総回数を小さくでき、同除去に要する総燃料量をも小さくすることができる(図8を参照)。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。この第2実施形態では、上記第1実施形態とは異なる除去噴射制御が実行される。第2実施形態は、この点についてのみ、上記第1実施形態と異なる。以下、第2実施形態が実行する除去噴射制御ついて説明する。
次に、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。この第2実施形態では、上記第1実施形態とは異なる除去噴射制御が実行される。第2実施形態は、この点についてのみ、上記第1実施形態と異なる。以下、第2実施形態が実行する除去噴射制御ついて説明する。
図3に対応する図5に示すように、第2実施形態では、クランク軸が2回転する期間中にて、上記一部の気筒に対して、上記燃料噴射量qthrよりも大きい除去燃料噴射量qoutの燃料が、上記通常噴射制御による燃料噴射とは別に噴射されることで、除去噴射制御が達成される(図5の(B)の部分を参照)。この除去燃料噴射量qoutの燃料は、上記メイン燃料噴射(qfin-qpl)の終了後であって、同燃料噴射の期間を含む燃焼サイクル内の、圧縮上死点から同上死点よりもクランク角度にて90度遅角側の時期までの期間(即ち、膨張行程の前半)の後半にて、「ポスト燃料噴射」として噴射開始される。
上記期間の後半にてポスト燃料噴射が噴射開始されるのは、上記ポスト燃料噴射の燃料を燃焼させずに駆動トルクを発生させないようにすることができるとともに、シリンダボアの内壁に付着する燃料量を抑制することができることに基づく。
また、上述したポスト燃料噴射が噴射開始される時期に代えて、例えば、メイン燃料噴射の終了後であって、同燃料噴射の期間を含む燃焼サイクル内の、排気上死点よりもクランク角度にて90度進角側の時点から同上死点までの期間(即ち、排気行程の後半)の前半にて、上記ポスト燃料噴射が開始されてもよい。
上記一部の気筒での1回あたりの除去燃料噴射量qoutは、2つの観点に基づいて総合的に決定される。第1に、クランク軸が2回転する期間における、排ガス中の未燃HC量を制限する観点が挙げられる。本例では、除去燃料噴射量qoutが燃焼しないため、排ガス中の未燃HC量が比較的大きい。また、除去燃料噴射量qoutが大きいほど上記未燃HC量がより大きくなる。従って、上記第1実施形態と同様、この観点から、上記1回あたりの除去燃料噴射量qoutが決定される。
第2に、クランク軸が2回転する期間における、シリンダボアの内壁に付着する燃料量を制限する観点が挙げられる。除去燃料噴射量qoutが大きいほど上記付着する燃料量が大きくなる。上記付着する燃料量が大きいほど付着燃料がオイルパンへ侵入する度合いがより大きくなる。従って、燃料によるオイルの希釈度合いが適正範囲を逸脱するのを防止するためには、上記付着する燃料量を制限することが考えられる。この観点からも、上記1回あたりの除去燃料噴射量qoutが決定される。
以上、本発明の第2実施形態によれば、上記制限がある下で、上記一部の気筒でのみポスト燃料噴射がなされるから、上記1回あたりの除去燃料噴射量qoutが大きい量に設定され得る。従って、第1実施形態と同様、上記一部の気筒での上記1回あたりの第2噴孔燃料噴射量が大きくされ得る。
本実施形態においても、以下に説明するような種々の除去噴射制御の実行態様が考えられる。例えば、図4に対応する図6に示すように、除去噴射制御の実行態様が、#1〜4の気筒のうちの1つの気筒に対してのみ、上記ポスト燃料噴射する制御を複数回繰り返し実行し、これを#1→#3→#4→#2の気筒の順に順次実行していくものであってもよい。
また、除去噴射制御の実行態様が、#1〜4の気筒のうちの2つ又は3つの気筒に対してのみ、上記ポスト燃料噴射する制御を複数回繰り返し実行し、その後、残りの気筒に対しても同じ制御を複数回繰り返し実行するものであってもよい。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。この第3実施形態では、上記第1、第2実施形態での除去噴射制御の実行条件に加え、「上記要求燃料噴射量qfinがゼロ(即ち、パイロット及びメイン燃料噴射の量qpl,qfin-qplもゼロ)」という条件が成立したとき(例えば、アクセル操作量がゼロのとき)、上記第1、第2実施形態と異なる除去噴射制御が実行される。第3実施形態は、この点についてのみ、上記第1、第2実施形態と異なる。以下、第3実施形態が実行する除去噴射制御について説明する。
次に、本発明の第3実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。この第3実施形態では、上記第1、第2実施形態での除去噴射制御の実行条件に加え、「上記要求燃料噴射量qfinがゼロ(即ち、パイロット及びメイン燃料噴射の量qpl,qfin-qplもゼロ)」という条件が成立したとき(例えば、アクセル操作量がゼロのとき)、上記第1、第2実施形態と異なる除去噴射制御が実行される。第3実施形態は、この点についてのみ、上記第1、第2実施形態と異なる。以下、第3実施形態が実行する除去噴射制御について説明する。
要求燃料噴射量qfinがゼロである場合に除去噴射制御が実行されるのは、この場合、触媒の温度が比較的低い場合が多いため、上記1回あたりの除去燃料噴射量qoutを増大させる余裕度が大きくなり得ることに基づく。
第3実施形態では、クランク軸が2回転する期間中にて、上記一部の気筒に対して、上記燃料噴射量qthrよりも大きい除去燃料噴射量qoutの燃料が、上記通常噴射制御による燃料噴射とは別に噴射されることで、除去噴射制御が達成される。この除去燃料噴射量qoutの燃料は、スロットル弁開度をゼロより大きい所定の開度に維持した状態で、圧縮上死点近傍にて噴射開始される。
このため、上記除去燃料噴射量qoutの燃料は燃焼する。従って、上記一部の気筒での1回あたりの除去燃料噴射量qoutは、上記第1実施形態と同じ2つの観点に加え、同除去燃料噴射量qoutの燃料の燃焼により発生する駆動トルクを、所定の駆動トルク以下に制限する観点から総合的に決定される。この観点は、駆動トルクの変動度合いが適正範囲を逸脱するのを防止することに基づく。
以上、本発明の第3実施形態によれば、上記制限がある下で、上記一部の気筒でのみ除去燃料噴射量qoutの燃料噴射がなされるから、上記1回あたりの除去燃料噴射量qoutが大きい量に設定され得る。従って、第1、第2実施形態と同様、上記一部の気筒での上記1回あたりの第2噴孔燃料噴射量が大きくされ得る。
本実施形態においても、以下に説明するような種々の除去噴射制御の実行態様が考えられる。例えば、除去噴射制御の実行態様が、#1〜4の気筒のうちの1つの気筒のみに対して、上記通常噴射制御とは別に除去燃料噴射量qoutの燃料噴射する制御を複数回繰り返し実行し、これを#1→#3→#4→#2の気筒の順に順次実行していくものであってもよい。
また、除去噴射制御の実行態様が、#1〜4の気筒のうちの2つ又は3つの気筒に対して、上記通常噴射制御とは別に除去燃料噴射量qoutの燃料噴射する制御を複数回繰り返し実行し、その後、残りの気筒に対しても同じ制御を複数回繰り返し実行するものであってもよい。
特に、2つの気筒ずつ上記制御を実行していく場合、#1〜4の気筒を#1,4及び#2,3の2つの組に分けたうちの一方の組の気筒に対して、上記制御を複数回繰り返し実行し、その後、他方の組の気筒に対しても同じ制御を複数回繰り返し実行する態様であってもよい。
一般に、上記除去燃料噴射量qoutの燃料の燃焼により発生した駆動トルクが、上記所定の駆動トルクよりも大きくなる場合がある。この場合、駆動トルクの変動度合いが適正範囲から逸脱する。上記構成によれば、駆動トルクの変動度合いが適正範囲から逸脱する間隔が、クランク角度にて360度の等間隔となり得る。
従って、駆動トルクの変動度合いが適正範囲から逸脱する場合であっても、クランク軸の回転を円滑にし、不快な音・振動を抑制することができる。
また、本実施形態においては、上述した除去噴射制御に代えて、クランク軸が2回転する期間中にて、上記一部の気筒に対してのみ、スロットル弁開度をゼロに維持した状態で、上記燃料噴射量qthrよりも大きい除去燃料噴射量qoutの燃料を、所定の時期にて噴射開始する除去噴射制御が実行されてもよい。
この場合、除去燃料噴射量qoutの燃料は燃焼せず、駆動トルクは発生しない。従って、上記一部の気筒での1回あたりの除去燃料噴射量qoutは、上記第2実施形態と同じ観点から総合的に決定される。更に、この場合、燃料によるオイルの希釈度合いを抑制する観点から、除去燃料噴射量qoutの燃料を上記膨張行程の前半、又は、上記排気行程の後半にて噴射開始することが好適である。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。この第4実施形態は、上記内燃機関10において、「全筒状態」と、「減筒状態」とを選択的に達成可能に構成されたものに適用される。
次に、本発明の第4実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。この第4実施形態は、上記内燃機関10において、「全筒状態」と、「減筒状態」とを選択的に達成可能に構成されたものに適用される。
ここで、「全筒状態」は、クランク軸が2回転する期間中にて、#1〜4の気筒全てに対して、上記パイロット及びメイン燃料噴射量の燃料噴射をする状態を意味する。また、「減筒状態」は、同期間中にて、#1〜4の気筒のうちの一部の各「稼動気筒」に対してのみ、上記パイロット及びメイン燃料噴射量の燃料噴射をするとともに、その他の気筒に対しては燃料噴射をしない状態を意味する。
この装置の通常噴射制御では、メイン燃料噴射の量を決定するためのパラメータが同一である場合において、減筒状態の上記稼働気筒でのメイン燃料噴射の量が、全筒状態におけるものよりも大きい量となるように、メイン燃料噴射の量が決定される。
この装置は、上記燃料噴射量qthr以下のメイン燃料噴射が、所定の回数継続して実行されたか否かを判定する。そして、上記燃料噴射量qthr以下のメイン燃料噴射が、所定の回数継続して実行されたと判定された場合、この装置は、上記減筒状態を、上記一部の稼働気筒を変えながら複数回継続する。これが前記減筒状態実行手段に対応する。
この装置の効果を、図7を参照しながら説明する。図7は、第4実施形態の燃料噴射制御装置が適用された上記内燃機関10を車両に搭載した場合において、破線で示した所定の走行パターンで車両が走行した場合における上記第2噴孔燃料噴射量の変化の一例を示したタイムチャートである。
減筒状態が維持されると、稼働気筒のメイン燃料噴射の量が大きくなり、メイン燃料噴射の量が上記燃料噴射量qthrよりも大きい量となる頻度が大きくなり得る。従って、図7から解るように、車両の走行パターンが同一の場合において、上記全筒状態の場合に比して、上記減筒状態の場合における第2噴孔31bから燃料噴射される頻度、及び1回あたりの第2噴孔燃料噴射量が大きくなり得る。
以上、説明したように、本発明の第4実施形態によれば、上記減筒状態の継続により、上記一部の稼働気筒に対して、第2噴孔31bからも燃料噴射がなされ得る。また、上記一部の稼働気筒での上記1回あたりの第2噴孔燃料噴射量が大きくされ得る。そして、この減筒状態が、上記一部の気筒を変えながら複数回継続される。以上により、デポジットの除去に要する燃料噴射の総回数を小さくでき、同除去に要する総燃料量をも小さくすることができる(図8を参照)。
本実施形態においても、以下に説明するような種々の減筒状態を達成する態様が考えられる。例えば、#1〜4の気筒のうちの1つの気筒のみを上記稼働気筒とする減筒状態を複数回継続し、上記稼働気筒が#1→#3→#4→#2の気筒の順となるよう減筒状態を順次継続していってもよい。
また、#1〜4の気筒のうちの2つ又は3つの気筒を上記稼働気筒とする減筒状態を複数回継続し、その後、残りの気筒を上記稼働気筒とする減筒状態を複数回継続してもよい。
特に、2つの気筒を上記稼働気筒とする場合、#1〜4の気筒を#1,4及び#2,3の2つの組に分けたうちの一方の組の気筒を上記稼働気筒とする減筒状態を複数回継続し、その後、他方の組の気筒を上記稼働気筒とする減筒状態を複数回継続してもよい。
一般に、クランク軸の回転を円滑にする観点や、不快な音・振動を抑制する観点から、気筒での燃焼による駆動トルクの発生間隔は、等間隔であることが好ましい。上記構成によれば、減筒状態において、上記稼働気筒での燃焼による駆動トルクの発生間隔が、クランク角度にて360の等間隔になり得る。従って、減筒状態を継続する場合であっても、クランク軸の回転を円滑にし、不快な音・振動を抑制することができる。
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、上記各実施形態においては、燃料噴射制御装置が適用される内燃機関が4つの気筒を備えているが、これに代えて、4以外の複数の気筒を備えていてもよい。この場合、上記除去噴射制御、又は上記減筒状態における「一部の気筒」として、膨張行程の間隔が等間隔となるような気筒が用いられることが好適である。
また、上記各実施形態においては、燃料噴射制御装置が適用される内燃機関が4サイクルのものであるが、これに代えて、2サイクル内燃機関であってもよい。この場合、クランク軸が1回転する期間が、燃焼サイクル相当期間に相当する。
加えて、上記各実施形態においては、インジェクタ30がアウタ及びインナニードル弁32,33を備えた、所謂ツインニードルタイプのものが用いられているが、これに代えて、1つのニードル弁のみで第1、及び第2噴孔31a,31bを開閉し得るインジェクタを用いてもよい。なお、この形式のインジェクタの構成は、上記特許文献1に記載されているため、同インジェクタの詳細な説明は省略する。
10…内燃機関、20…エンジン本体、30…インジェクタ、31…ボディ、31a…第1噴孔、31b…第2噴孔、32…アウタニードル弁、33…インナニードル弁、34…開閉制御弁、40…コモンレール、50…燃料ポンプ、60…ECU、C1…燃料供給路、C2…燃料流入路、C3…燃料排出路、R1…ノズル室、R2…制御室、T…燃料タンク
Claims (9)
- 第1噴孔、及び第2噴孔を備え、燃料噴射量が所定量以下である場合に、前記第1噴孔のみから燃料を噴射し、前記燃料噴射量が前記所定量より大きい場合には、前記第1噴孔に加えて前記第2噴孔からも燃料を噴射するとともに、前記燃料噴射量が大きいほど前記第2噴孔から噴射される燃料がより大きくなるインジェクタを複数の気筒のそれぞれに備えた内燃機関に適用され、
前記内燃機関の出力を調整する部材の操作に基づいて決定される前記各気筒の燃料噴射量である指令燃料噴射量の燃料を、前記内燃機関の運転状態に基づいて決定される前記各気筒の燃料噴射の開始時期である指令燃料噴射開始時期にて前記各気筒のインジェクタからそれぞれ噴射開始する通常噴射制御を実行する通常噴射制御実行手段を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記指令燃料噴射量が前記所定量以下である状態が所定期間継続したか否かを判定する手段と、
前記指令燃料噴射量が前記所定量以下である状態が前記所定期間継続したと判定された場合、前記内燃機関のクランク軸が前記各気筒の1回の燃焼サイクルに相当する分だけ回転する期間である燃焼サイクル相当期間中にて、前記複数の気筒のうちの一部の各気筒に対してのみ、前記第2噴孔内部に堆積するデポジット除去のために前記所定量よりも大きい量の燃料を前記一部の各気筒のインジェクタからそれぞれ噴射する除去噴射制御を、前記一部の気筒を変えながら複数回繰り返し実行する除去噴射制御実行手段と、
を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記除去噴射制御実行手段は、前記除去噴射制御として、
前記燃焼サイクル相当期間中にて、前記一部の各気筒に対して、前記所定量よりも大きい量の燃料を前記指令燃料噴射開始時期よりも遅角側の時期にてそれぞれ噴射開始するように、前記通常噴射制御実行手段に前記通常噴射制御の噴射態様を変更させるよう構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記除去噴射制御実行手段は、
前記指令燃料噴射量が前記所定量以下である状態が前記所定期間継続したと判定された場合であって、且つ、前記指令燃料噴射量がゼロである場合、前記除去噴射制御を実行するように構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項3に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記除去噴射制御実行手段は、前記除去噴射制御として、
前記所定量よりも大きい量の燃料を、膨張行程、又は排気行程にてそれぞれ噴射開始するように構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記除去噴射制御実行手段は、前記除去噴射制御として、
前記燃焼サイクル相当期間中にて、前記一部の各気筒に対して、前記所定量よりも大きい量の燃料を、前記通常噴射制御による燃料噴射後であって、前記燃料噴射の期間を含む燃焼サイクル内の膨張行程、又は排気行程にてそれぞれ噴射開始するように構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項4又は請求項5に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記除去噴射制御実行手段は、
前記所定量よりも大きい量の燃料を、前記膨張行程の前半、又は前記排気行程の後半にてそれぞれ噴射開始するように構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 第1噴孔、及び第2噴孔を備え、燃料噴射量が所定量以下である場合に、前記第1噴孔のみから燃料を噴射し、前記燃料噴射量が前記所定量より大きい場合には、前記第1噴孔に加えて前記第2噴孔からも燃料を噴射するとともに、前記燃料噴射量が大きいほど前記第2噴孔から噴射される燃料がより大きくなるインジェクタを複数の気筒のそれぞれに備え、
前記複数の気筒の全てを前記内燃機関の駆動トルクの発生に寄与させる全筒状態と、前記複数の気筒のうちの一部の気筒のみを前記駆動トルクの発生に寄与させる減筒状態とを選択的に達成可能に構成された内燃機関に適用され、
前記内燃機関の出力を調整する部材の操作に基づいて決定される前記各気筒の燃料噴射量である指令燃料噴射量の燃料を、前記内燃機関の運転状態に基づいて決定される前記各気筒の燃料噴射の開始時期である指令燃料噴射開始時期にて前記各気筒のインジェクタからそれぞれ噴射開始する通常噴射制御を実行する通常噴射制御実行手段を備え、
前記通常噴射制御実行手段は、
前記減筒状態における前記指令燃料噴射量が、前記全筒状態における前記指令燃料噴射量よりも大きくなるように、前記指令燃料噴射量を決定するよう構成された内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記指令燃料噴射量が前記所定量以下である状態が所定期間継続したか否かを判定する手段と、
前記指令燃料噴射量が前記所定量以下である状態が前記所定期間継続したと判定された場合、前記減筒状態を、前記一部の気筒を変えながら複数回継続する減筒状態実行手段と、
を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項2、請求項3、及び請求項7の何れか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関は、4つ気筒を備えた4サイクル内燃機関であり、
前記除去噴射制御実行手段、又は、前記減筒状態実行手段は、前記一部の気筒として、
膨張行程の間隔が、クランク角度にて360度に相当する期間となる2つの気筒を用いるように構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記各インジェクタは、
前記気筒内の燃焼室に臨む先端部に前記第1及び第2噴孔のうち何れか一方と、前記一方の噴孔よりも先端側に位置する他方の噴孔とを備えたボディと、
前記ボディ内に摺動可能に収容されて先端側で前記一方の噴孔を開閉する筒状のアウタニードル弁と、
前記アウタニードル弁の内部に摺動可能に収容されて先端側で前記他方の噴孔を開閉する棒状のインナニードル弁と、
前記アウタ及びインナニードル弁の先端側に設けられ、内部の燃料の圧力であるレール圧により前記アウタ及びインナニードル弁の先端側が開弁方向の力を受けるとともに、前記アウタ及びインナニードル弁の開弁状態にて内部の燃料が前記一方及び他方の噴孔を介して前記燃焼室に向けてそれぞれ噴射されるノズル室と、
前記アウタ及びインナニードル弁の背面側に設けられ、内部の燃料の圧力である制御圧により前記アウタ及びインナニードル弁の背面側が閉弁方向の力を受ける制御室と、
前記レール圧の燃料を発生する高圧発生部と前記ノズル室とを接続する燃料供給路と、
前記燃料供給路と前記制御室とを接続する燃料流入路と、
前記制御室と燃料タンクとを接続する燃料排出路と、
前記燃料排出路に介装されて前記燃料排出路を連通・遮断する制御弁と、
をそれぞれ備え、
前記制御弁の開弁により前記制御圧が低下していく過程において、先ず、前記アウタ及びインナニードル弁の何れか一方のみが開弁し、その後前記一方の弁が前記背面側に所定距離だけ移動すると前記一方の弁の一部が閉弁状態にある他方の弁の一部と接触することで、前記他方の弁が開弁し、その後両方の弁が一体的に前記背面側に移動していくように構成され、
前記制御弁の開弁期間を制御することで前記燃料噴射量の制御を行うように構成された内燃機関の燃料噴射制御装置。
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