JP2009287541A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の内燃機関の制御装置は、気筒毎に設けられた燃料インジェクタから燃料を1サイクル中に複数回に分けて噴射させる噴射制御手段と、要求燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手段と、燃料インジェクタの1回当たりの燃料噴射量が、着火を確保するために必要な最小噴射量以上になるか否かを判定する最小噴射量条件判定手段と、1回当たりの燃料噴射量が最小噴射量以上にならないと判定された場合に、燃料噴射を実行する気筒の数を減少させ、その減少させた気筒の分の燃料噴射量を、燃料噴射を継続する気筒の燃料噴射量に上乗せする減筒処理を行う減筒手段とを備える。噴射制御手段は、減筒処理後に燃料噴射を継続する気筒の1サイクル中の燃料噴射回数が、当該減筒処理前と同じか、それ以上になるように制御する。
【選択図】図4
Description
多気筒内燃機関の気筒毎に設けられ、気筒内に燃料を噴射する燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタから燃料を1サイクル中に複数回に分けて噴射させる噴射制御手段と、
前記内燃機関に対する要求燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手段と、
前記要求燃料噴射量に基づいて、前記燃料インジェクタの1回当たりの燃料噴射量が、着火を確保するために必要な最小噴射量以上になるか否かを判定する最小噴射量条件判定手段と、
前記1回当たりの燃料噴射量が前記最小噴射量以上にならないと判定された場合に、燃料噴射を実行する気筒の数を減少させ、その減少させた気筒の分の燃料噴射量を、燃料噴射を継続する気筒の燃料噴射量に上乗せする減筒処理を行う減筒手段と、
を備え、
前記噴射制御手段は、前記減筒処理後に燃料噴射を継続する気筒の1サイクル中の燃料噴射回数が、当該減筒処理前と同じか、それ以上になるように制御することを特徴とする。
前記噴射制御手段は、前記減筒処理後に燃料噴射を継続する気筒において、メイン噴射に先立ってパイロット噴射を複数回行うことを特徴とする。
前記減筒手段は、燃料噴射を停止させた気筒の吸気弁および排気弁の稼動を継続させることを特徴とする。
前記減筒手段は、前記要求燃料噴射量が少なくなるに従って、燃料噴射を実行する気筒の数を多段階に減少させる多段階減筒手段を含むことを特徴とする。
前記多段階減筒手段は、燃料噴射を実行する気筒の数を各段階で半減させることを特徴とする。
前記多段階減筒手段は、燃料噴射を実行する気筒の数を各段階で一つずつ減少させることを特徴とする。
前記多段階減筒手段は、燃料噴射を実行する気筒の数を最小で2まで減少させることを特徴とする。
前記噴射制御手段は、前記減筒処理前に1サイクル中の燃料噴射回数を一時的に減らした後、当該減筒処理後に1サイクル中の燃料噴射回数を元の回数に戻す噴射回数制御手段を含むことを特徴とする。
前記内燃機関の代表温度を取得する代表温度取得手段と、
前記代表温度に応じて、前記減筒手段による減筒パターンを変更する減筒パターン切替手段と、
を備えることを特徴とする。
標高またはその相関値を取得する標高取得手段と、
標高に応じて、前記減筒手段による減筒パターンを変更する減筒パターン切替手段と、
を備えることを特徴とする。
機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、
機関回転数に応じて、前記減筒手段による減筒パターンを変更する減筒パターン切替手段と、
を備えることを特徴とする。
前記減筒手段は、各気筒の燃料インジェクタの作動回数が均一化されるように、燃料噴射を停止させる気筒を選択する噴射停止気筒選択手段を含むことを特徴とする。
燃料噴射を実行している気筒の数が所定の最小気筒数まで減らされている場合において、前記1回当たりの燃料噴射量が前記最小噴射量以上にならないと判定された場合に、燃料噴射を禁止するカットオフ手段を備えることを特徴とする。
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、4サイクルのディーゼルエンジン(圧縮着火内燃機関)10を備えている。ディーゼルエンジン10は、車両に動力源として搭載されている。本実施形態のディーゼルエンジン10は、1番〜4番の気筒を有する直列4気筒型である。以下では、気筒番号を#1〜#4と表記する。なお、本発明におけるディーゼルエンジンの気筒数および気筒配置は、直列4気筒型に限定されるものではなく、直列3気筒、直列5気筒、直列6気筒、V型6気筒、V型8気筒などであってもよい。
図5は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、クランク角に同期して、サイクル毎に繰り返し実行されるものとする。図5に示すルーチンによれば、まず、全気筒運転を行った場合に、燃料インジェクタ12からの1回当たりの噴射量が、着火を確保することのできる最小噴射量Qmin以上になるか否かが、次式に基づいて判定される(ステップ100)。
Q<Qmin×N ・・・(1)
Qg<Qmin×(N−i) ・・・(2)
次に、図6を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。実施の形態2のシステム構成は、前述した実施の形態1と同様に、図1および図2に示す構成である。
図7は、上記の機能を実現するために実施の形態2においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。以下、図7において、図5に示すステップと同様のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
Q<Qmin×N ・・・(3)
Qg=Q×Ncyl÷Ng[i] ・・・(4)
Qg<Qmin×N ・・・(5)
Qg<Qmin×(N−j) ・・・(6)
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態3について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
なお、上述した実施の形態3では、燃焼気筒の数を2→1とするときに、燃焼気筒における噴射量が2倍となるので、噴射量の変化や噴射量絶対値が大きくなる。そこで、燃焼気筒の数の最小値を2とし、1気筒のみの減筒運転をしないようにしてもよい。これにより、音の変化、振動、トルク段差等を更に確実に抑制することができる。この場合、前述した図7に示すルーチンにおいて、imax=2、Ng[1]=3、Ng[2]=2とすればよい。
次に、図9を参照して、本発明の実施の形態4について説明するが、上述した実施の形態3との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。図9は、実施の形態4における極少噴射量領域の燃料噴射制御を説明するための図である。
次に、図10を参照して、本発明の実施の形態5について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
3気筒運転を行うと、爆発間隔が不等間隔になる。このため、エンジンの機種による特性の違いや、エンジン搭載方法、エンジンマウントの諸元等によっては、振動が発生し易い場合もある。そのような場合には、以下に説明するように、3気筒運転を除外してもよい。図11は、実施の形態5の変形例において、ECU50が減筒パターンを選択するために実行するルーチンのフローチャートである。図11に示すルーチンによれば、ディーゼルエンジン10の冷却水温が、所定の低水温域、中水温域、および高水温域の何れにあるかが判別される(ステップ140)。
次に、図12を参照して、本発明の実施の形態6について説明するが、上述した実施の形態5との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
次に、図13を参照して、本発明の実施の形態7について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
図13は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。図13に示すルーチンによれば、まず、燃焼気筒を減少させることを要求する減筒指令の有無が判別される(ステップ160)。減筒指令が出されている場合には、次に、各気筒の燃料インジェクタ12の作動回数が読み込まれる(ステップ162)。
#2気筒・・・作動回数:10000回(優先順位3位)
#3気筒・・・作動回数:10200回(優先順位1位)
#4気筒・・・作動回数:10100回(優先順位2位)
次に、図14を参照して、本発明の実施の形態8について説明するが、上述した実施の形態2との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。図14は、実施の形態8における極少噴射量領域の燃料噴射制御を説明するための図である。
12 燃料インジェクタ
14 コモンレール
18 排気通路
20 排気マニホールド
22 排気ポート
24 ターボ過給機
26 触媒
28 吸気通路
34 吸気マニホールド
35 吸気ポート
36 吸気絞り弁
38 エアフローメータ
40 EGR通路
44 EGR弁
48 アクセルポジションセンサ
50 ECU
52 吸気弁
54 吸気動弁装置
56 排気弁
58 排気動弁装置
62 クランク角センサ
64 ピストン
68 冷却水温センサ
Claims (13)
- 多気筒内燃機関の気筒毎に設けられ、気筒内に燃料を噴射する燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタから燃料を1サイクル中に複数回に分けて噴射させる噴射制御手段と、
前記内燃機関に対する要求燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手段と、
前記要求燃料噴射量に基づいて、前記燃料インジェクタの1回当たりの燃料噴射量が、着火を確保するために必要な最小噴射量以上になるか否かを判定する最小噴射量条件判定手段と、
前記1回当たりの燃料噴射量が前記最小噴射量以上にならないと判定された場合に、燃料噴射を実行する気筒の数を減少させ、その減少させた気筒の分の燃料噴射量を、燃料噴射を継続する気筒の燃料噴射量に上乗せする減筒処理を行う減筒手段と、
を備え、
前記噴射制御手段は、前記減筒処理後に燃料噴射を継続する気筒の1サイクル中の燃料噴射回数が、当該減筒処理前と同じか、それ以上になるように制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記噴射制御手段は、前記減筒処理後に燃料噴射を継続する気筒において、メイン噴射に先立ってパイロット噴射を複数回行うことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
- 前記減筒手段は、燃料噴射を停止させた気筒の吸気弁および排気弁の稼動を継続させることを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。
- 前記減筒手段は、前記要求燃料噴射量が少なくなるに従って、燃料噴射を実行する気筒の数を多段階に減少させる多段階減筒手段を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
- 前記多段階減筒手段は、燃料噴射を実行する気筒の数を各段階で半減させることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の制御装置。
- 前記多段階減筒手段は、燃料噴射を実行する気筒の数を各段階で一つずつ減少させることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の制御装置。
- 前記多段階減筒手段は、燃料噴射を実行する気筒の数を最小で2まで減少させることを特徴とする請求項4乃至6の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
- 前記噴射制御手段は、前記減筒処理前に1サイクル中の燃料噴射回数を一時的に減らした後、当該減筒処理後に1サイクル中の燃料噴射回数を元の回数に戻す噴射回数制御手段を含むことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
- 前記内燃機関の代表温度を取得する代表温度取得手段と、
前記代表温度に応じて、前記減筒手段による減筒パターンを変更する減筒パターン切替手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 - 標高またはその相関値を取得する標高取得手段と、
標高に応じて、前記減筒手段による減筒パターンを変更する減筒パターン切替手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 - 機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、
機関回転数に応じて、前記減筒手段による減筒パターンを変更する減筒パターン切替手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。 - 前記減筒手段は、各気筒の燃料インジェクタの作動回数が均一化されるように、燃料噴射を停止させる気筒を選択する噴射停止気筒選択手段を含むことを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
- 燃料噴射を実行している気筒の数が所定の最小気筒数まで減らされている場合において、前記1回当たりの燃料噴射量が前記最小噴射量以上にならないと判定された場合に、燃料噴射を禁止するカットオフ手段を備えることを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
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