JP2011038407A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】気筒休止運転中の休止気筒内への燃料噴射弁からの燃料の漏出による予定外の筒内爆発が生じ、その後も気筒休止運転の制御が継続することを防止できる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン本体は、燃焼室へ燃料を直接噴射する燃料噴射弁20を有する。燃料制御ECU27は、検出された内燃機関の運転状態に応じて一部の気筒を休止させ、内燃機関の気筒休止運転をさせる気筒数切替制御部213を有する。そして、気筒数切替制御部213は、休止された気筒における燃料噴射弁20から燃焼室へ漏出する燃料の漏出量を推定する休止気筒燃料漏出量判定部213aを有し、推定された燃料の漏出量に基づいて休止された気筒における空燃比を推定し、その推定された空燃比が可燃領域に達する前の所定の閾値に達したと判定されたとき、休止された気筒を稼動させる。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両の内燃機関の制御装置に関する。
ガソリンを燃料とする内燃機関において、吸気ポートに燃料噴射弁を配置して、吸気中に燃料を噴射して燃焼室に燃料を供給するものが公知である。また、例えば、特許文献1に記載されているように内燃機関の運転中に、内燃機関の運転状態に応じて、一部の気筒を休止して運転する気筒休止運転の技術が公知である。そして、特許文献2に記載の技術においては、気筒休止運転中に、吸気ポートに配置された燃料噴射弁からの燃料の吸気管内への漏れ量を算出して、休止された気筒の始動(再起動)初期における燃料噴射制御を行う技術が開示されている。
特開平10−82334号公報(図2、図3参照) 特開平7−166922号公報(段落[0056]〜[0068]参照)
しかしながら、特許文献2に開示される技術では、燃料噴射弁から吸気ポートに燃料が漏出することしか考慮されておらず、燃料噴射弁から燃焼室内へ直接噴射する型式の内燃機関(直噴型の内燃機関ともいう)における気筒休止運転中の休止気筒内への燃料噴射弁からの燃料の漏出についての考慮がなされていない。特に、直噴型の内燃機関では、圧縮行程のTDC前の短い時間に燃料噴射を行う関係から噴射された燃料の微粒子化が要求され、吸気ポート噴射の場合よりも燃圧の高い燃料供給系が用いられる。
気筒休止運転中の休止気筒内への燃料噴射弁からの燃料の漏出による休止気筒の空燃比が、可燃領域に達すると、その休止気筒において予定外の筒内爆発が生じ、不測の燃焼トルクの発生により商品性が悪化するというおそれがある。しかも、吸気弁及び排気弁を両方とも閉じたままの気筒休止運転の制御が続くという事象が生じるおそれがある。その場合、排気によるその気筒の冷却効果が期待できず、また、ピストンの上下動に対する抵抗が急に増大するという不都合を生じる。
そこで本発明は、気筒休止運転中の休止気筒内への燃料噴射弁からの燃料の漏出による予定外の筒内爆発が生じ、その後も気筒休止運転の制御が継続することを防止できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために請求項1に係わる発明の内燃機関の制御装置は、燃焼室へ燃料を供給する燃料噴射弁を有する内燃機関の制御装置であって、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、検出された運転状態に応じて一部の気筒を休止させ、内燃機関の気筒休止運転をさせる気筒休止手段と、休止された気筒における燃料噴射弁から燃焼室へ漏出する燃料の漏出量を推定する燃料漏出量推定手段をと、を備え、推定された燃料の漏出量に基づいて休止された気筒における空燃比を推定し、その推定された空燃比が可燃領域に基づいて設定される所定の閾値に達したと判定されたとき、休止された気筒を稼動させることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、推定された燃料の漏出量に基づいて休止された気筒における空燃比を推定し、その推定された空燃比が可燃領域に基づいて設定される所定の閾値に達したと判定されたとき、休止された気筒を稼動させる。従って、気筒休止運転の状態における休止気筒に対して、点火プラグが放電するように制御されている場合、もしくは、点火プラグが放電しないように制御されている場合に応じて、可燃領域に基づいて所定の閾値を設定することにより、休止気筒において予定外の筒内爆発が生じることを防止できる。
請求項2に係わる発明の内燃機関の制御装置は、請求項1に記載の発明の構成に加え、燃料噴射弁へ燃料を供給する燃料配管内の圧力を検出する燃料圧力検出手段、または、気筒休止手段により一部の気筒を休止させる気筒休止運転が開始されてからの経過時間を計測する気筒休止運転経過時間計測手段を、備え、燃料漏出量推定手段は、燃料圧力検出手段により検出された燃料配管内の圧力、および、気筒休止運転経過時間計測手段により計測された経過時間のうち、少なくとも一方に基づいて燃料の漏出量を推定することを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、燃料圧力検出手段により燃料配管内の圧力に基づいて燃料の漏出量を推定することができる。または、気筒休止運転経過時間計測手段により計測された経過時間に基づいて燃料の漏出量を推定することができる。
請求項3に係わる発明の内燃機関の制御装置は、請求項1または請求項2に記載の発明の構成に加え、さらに、燃料漏出量推定手段により推定された燃料の漏出量のうち、気筒休止運転中の燃焼室内に残留する割合を、内燃機関の回転速度に基づいて推定する残留率推定手段を備え、推定された燃料の漏出量と、推定されたその燃料の漏出量のうち残留する割合と、に基づいて休止された気筒における空燃比を推定することを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、推定された燃料の漏出量と、推定されたその燃料の漏出量のうち残留する割合とに基づいて、より正確に休止された気筒における空燃比を推定することができる。
請求項4に係わる発明の内燃機関の制御装置は、請求項3に記載の発明の構成に加え、休止された気筒を稼動させるときに、推定された燃料の漏出量と、推定されたその燃料の漏出量のうち残留する割合とに基づいて、稼動直後の気筒への燃料噴射弁からの燃料噴射量を補正することを特徴とする。
請求項4に記載の発明によれば、休止された気筒を稼動させるときに、推定された燃料の漏出量と、推定されたその燃料の漏出量のうち残留する割合とに基づいて、稼動直後の気筒への燃料噴射弁からの燃料噴射量を補正するので、稼動直後の気筒への燃料の過剰噴射を防止して、適切な空燃比による燃焼とすることができる。その結果、休止していた気筒の稼動直後の排気ガスの未燃ガスを低減できる。
本発明によれば、気筒休止運転中の休止気筒内への燃料噴射弁からの燃料の漏出による予定外の筒内爆発が生じ、その後も気筒休止運転の制御が継続することを防止できる内燃機関の制御装置を提供することができる。
内燃機関の構成例を示す図である。 内燃機関の燃料供給系の構成説明図である。 エンジン制御ECUのブロック構成図である。 気筒休止運転の状態における休止気筒の燃料の漏出によるA/F比を推定する制御の流れを示すフローチャートである。 気筒休止運転の状態における休止気筒の燃料の漏出によるA/F比を推定する制御の流れを示すフローチャートである。 燃料噴射弁からの燃料漏れ率を推定する燃料漏れ率マップの例の説明図である。 気筒休止運転が開始されてからの経過時間に基づく積算漏れ量を説明する概念図である。 気筒休止運転が開始されてからのピストンサイクル数に応じた残留率を推定する残留率マップの例の説明図である。 気筒休止運転が開始されてからの経過時間に基づく残留率を推定する残留率マップの例の説明図である。 休止気筒状態から稼動状態に戻ったときの燃料噴射量の制御の流れを示すフローチャートである。
《第1の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態に係わる内燃機関について、適宜図を参照して詳細に説明する。図1は、内燃機関の構成例を示す図である。
(内燃機関の概要)
内燃機関1は、例えば、6つの気筒2aを備える6気筒V型のエンジン本体2を備えている。図1では、代表的にエンジン本体2の1つの気筒2aのみを表示してある。
エンジン本体2の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、矢印で示した吸入空気G1の温度を検出する吸気温センサ11と、吸入空気G1の流量である吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、モータ10によって開度調節されるスロットルバルブ15とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ16とが設けられている。
さらに、図1に示すようにスロットルバルブ15の下流側には、サージタンク17が設けられ、このサージタンク17に、吸気圧力(「吸気マニホールド圧」とも称する)を検出する吸気圧力センサ18が設けられている。また、サージタンク17とエンジン本体2のシリンダヘッド2bとの間には、エンジン本体2の各気筒2aに空気を導入するように吸気マニホールド19が配設されている。また、エンジン本体2のシリンダヘッド2bには、吸気弁2e、排気弁2f、各気筒2aに燃料を噴射する燃料噴射弁20、点火プラグ21が取り付けられている。各点火プラグ21は、ディストリビュータ29を介して火花放電によって燃焼室2c内の混合気に着火される。
ここで、ディストリビュータ29は、電子式のディストリビュータである。
一方、エンジン本体2の排気管22には、矢印で示した排気ガスG2中のCO,HC,NOx等を浄化する三元触媒等の触媒を含んだ触媒装置23が設けられ、この触媒装置23の上流側に、排気ガスの空燃比またはリーン/リッチ等を検出する排気ガスセンサ24(空燃比センサ、酸素センサ等)が設けられている。触媒装置23を通過した矢印で示した排気ガスG3は、図示省略のマフラーを経て大気中に排出される。
また、エンジン本体2のシリンダブロックには、図1に示すように冷却水温度を検出する水温センサ25や、エンジン本体2のクランク軸が一定クランク角、例えば、6deg.回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ26が取り付けられている。その他に、カム軸2dには、TDC(Top Dead Center)センサ28が設けられ、各気筒2aにおいてピストンが上死点に対応するクランク角毎にTDCパルス信号を出力する。このクランク角センサ26の出力信号とTDCセンサ28の出力信号に基づいて、クランク角がエンジン制御ECU(Electric Control Unit)27で算出され、また、クランク角センサ26の出力信号に基づいてエンジン回転速度Neが算出される。
ここで、エンジン制御ECU27が特許請求の範囲に記載の「内燃機関の制御装置」に対応する。
シリンダヘッド2bは、シリンダヘッドカバー2hで覆われており、クランク室2gからシリンダヘッドカバー2h内の空間に連通する通路(図示せず)が設けられている。さらに、吸気管12とクランク室2gとを連通するPCV(Positive Crankcase Ventilation)配管35、シリンダヘッドカバー2h内とサージタンク17とを連通するPCV配管36が配され、PCV配管36のサージタンク17寄りにPCV弁37が設けられている。
このPCV配管35,36とPCV弁37及びクランク室2gからシリンダヘッドカバー2h内の空間に連通する前記した通路は、燃焼室2cからピストンとシリンダ壁の間隙を通ってクランク室2g内に漏れ出るブローバイガスを燃焼室2cに還流させるためのものである。PCV弁37は、負荷に応じてサージタンク17とクランク室2g側との差圧によりに、ブローバイガスを吸気側に戻し、クランク室2gへの新気導入量を調整する。
(燃料供給系)
次に、図2を参照しながら、適宜、図1、図3を参照して内燃機関1の燃料供給系について説明する。図2は、内燃機関の燃料供給系の構成説明図である。
内燃機関1は、図2に示すように燃料タンク3からフュエルポンプ4によって低圧供給管31を介して高圧ポンプ5A,5Bに送られた燃料Fuは、エンジン本体2の2本のカム軸2d,2dによってそれぞれ駆動される高圧ポンプ5A,5Bによりさらに昇圧されてデリバリパイプ(燃料配管)6A,6Bに送られる。2本のデリバリパイプ6A,6Bは、互いに連通管34で接続されている。デリバリパイプ6A内の燃料Fuの圧力は、デリバリパイプ6Aに接続され、エンジン制御ECU27で制御されるレギュレータ7で調圧され、余分な燃料Fuは戻り管32を介して燃料タンク3に戻される。
各デリバリパイプ6A,6Bからは、それぞれ3本の高圧燃料供給管(燃料配管)33,33,33を介して、各気筒2a(図1参照)の燃料噴射弁20,20,20に燃料が供給される。
一方のデリバリパイプ6Aには、デリバリパイプ6Aの内圧(以下、「燃圧」と称する)を検出する燃圧センサ(燃料圧力検出手段)41が設けられている。
フュエルポンプ4は、フュエルポンプモータ4aを内蔵し、フュエルポンプモータ4aに供給される電力が、エンジン制御ECU27によりオン、オフ制御されるとともに、低負荷(Low)と高負荷(Hi)に切替えられる。
高圧ポンプ5A,5Bは、エンジン制御ECU27に制御される高圧ポンプ電磁弁5aを内蔵し、吐出状態と非吐出状態を切替得られるようになっている。さらに、エンジン制御ECU27に制御され、高圧ポンプ5Aは、低負荷(Low)時も高負荷(Hi)時も吐出状態に動作し、高圧ポンプ5Bは、高負荷(Hi)時のみ吐出状態に動作する。
ちなみに、高圧ポンプ5Bの吐出側には、逆止弁が設けられ、非吐出状態のとき、デリバリパイプ6Bから低圧供給管31への逆流を防止する。
なお、図2では、シリンダヘッドの位置に記載すべきカム軸2d,2dを、図示上、少し離れたデリバリパイプ6A,6B近くの高圧ポンプ5A,5Bをカム駆動するように配置記載してある。
ちなみに、エンジン本体2には、一部の気筒を休止運転させる、例えば、特許文献1の図2、図3に記載のような気筒休止機構(図示せず)が設けられ、エンジン制御ECU27により制御されるソレノイドバルブ(図3の気筒休止ソレノイド8A,8B,8C参照)で油圧を供給して、V型6気筒の全筒運転から、4気筒運転に切替えたり、片バンクの3気筒を休止して、他方のバンクのみの3気筒運転に切替えたりすることが可能となっている。ここで、気筒休止ソレノイド8A,8B,8Cは、特許請求の範囲に記載の「気筒休止手段」に対応する。
《エンジン制御ECUの機能》
次に、図3を参照しながら適宜、図1、図2を参照してエンジン制御ECU27の機能の概要について説明する。図3はエンジン制御ECUのブロック構成図である。
前記した各種センサ11,14,16,18,24,25,26,28,41からの出力の他、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジション・センサ43(図3参照)からの出力、車速を車輪速等から検出して出力する車速センサ45(図3参照)等が、エンジン制御ECU27に入力される。
このエンジン制御ECU27は、マイクロコンピュータ27aを主体として構成されている。マイクロコンピュータは、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)や、入力インタフェース回路27b、出力インタフェース回路27c等から構成されている。
そして、マイクロコンピュータ27aは、例えば、ROMに格納されているプログラムをCPUが実行して、運転者のアクセルペダルの踏み込み量やエンジン運転状態に応じて、スロットルバルブ15(図1参照)の開度制御や燃料噴射弁20の燃料噴射量の制御や点火プラグ21の点火時期の制御やレギュレータ7の設定圧の変更制御、一部の気筒2aを休止して運転する気筒休止運転と、全筒運転との切替制御等を行う。
ちなみに、エンジン制御ECU27には、バッテリBからの電源を受けて、エンジン制御ECU27内のマイクロコンピュータ27a、スロットルバルブ15の開度を制御するモータ10を駆動するための駆動回路120、燃料噴射弁20を駆動する駆動回路121、高圧ポンプ電磁弁5a,5aを駆動する駆動回路122、気筒休止ソレノイド8A,8B,8Cを駆動する駆動回路123、レギュレータ7の電磁弁を駆動する駆動回路124等へ電力を供給するECU電源回路110を含んでいる。
ECU電源回路110はイグニッション・スイッチ111(以下、「IG_SW111」と称する)により、オン状態になり、ディストリビュータ29へ高電圧を発生させて供給する図示しないイグナイターへの給電もオン状態となる。
マイクロコンピュータ27aは、ROMに内蔵されたプログラムを読み出して実行することにより実現される機能部である、エンジン回転速度演算部210、タイミング制御部211、要求出力演算部212、気筒数切替制御部(気筒休止手段)213、燃料供給系制御部214、燃料噴射制御部215、点火時期制御部216等を含んで構成されている。
(エンジン回転速度演算部)
エンジン回転速度演算部210は、クランク角センサ26からの信号に基づいてエンジン回転速度Neを算出し、要求出力演算部212、気筒数切替制御部213、燃料供給系制御部214、点火時期制御部216へ入力する。
(タイミング制御部)
タイミング制御部211は、クランク角センサ26及びTDCセンサ28からの信号に基づいて各気筒の圧縮行程のTDCタイミングを基準として、所定のBTDC(Before TDC)角で燃料噴射や点火制御が行えるように、気筒判別信号とクランク角信号を燃料噴射制御部215、点火時期制御部216に出力する。
また、タイミング制御部211は、気筒数切替制御部213からの後記する気筒休止信号及び気筒復帰信号を受信し、そのタイミングと自身で算出したクランク角に基づいて、気筒休止運転状態から全筒運転に復帰したり、気筒休止運転状態は続くが、気筒休止対象の気筒が切り替わって稼動状態になった気筒が生じたりしたときに、休止気筒状態が終了して燃料噴射制御部215による最初の燃料噴射制御が行われるまでの吸気弁2eの動作、排気弁2fの動作を判定し、燃料噴射制御部215に判定結果を入力する。
(要求出力演算部)
要求出力演算部212は、主に、アクセルポジション・センサ43からの信号や車速センサ45からの信号、エンジン回転速度演算部210で算出されたエンジン回転速度Ne等に基づいて、減速段を推定し、現在のエンジン出力トルクを推定し、要求トルクを算出したり、それに応じた吸気量を算出し、モータ10によるスロットルバルブ15の開度を制御したりする。要求出力演算部212で推定された現在のエンジン出力トルクは、気筒数切替制御部213、燃料供給系制御部214、燃料噴射制御部215に入力される。
なお、要求出力演算部212における要求トルクに応じた吸気量の算出に当たっては、例えば、水温センサ25からのエンジン冷却水の水温、スロットル開度センサ16からのスロットル開度、吸気温センサ11からの吸気空気の温度、エアフローメータ14からの吸気流量、吸気圧力センサ18からの吸気圧等が用いられる。
(気筒数切替制御部)
気筒数切替制御部213は、例えば、エンジン回転速度Neや、車速や、要求出力演算部212で算出された現在の推定トルクや要求トルク、アクセルポジション・センサ43からの信号を用いて、出力トルクの小さい巡航状態を判別する。そして、気筒数切替制御部213は、出力トルクの小さい巡航状態のようなエンジンの運転状態と判別したとき、予め設定されたエンジン回転速度や要求トルク等をパラメータにした気筒数決定マップ(図示せず)に基づいて、運転状態の気筒数を切替える。具体的には、バルブ休止機構の油圧アクチュエータ(図示せず)を動作させる気筒休止ソレノイド8A,8B,8Cの内の1つまたは2つを通電状態にして、4気筒運転または3気筒運転の休止気筒状態に切替制御する。
ここで、エンジン回転速度Neや、車速や、要求出力演算部212で算出された現在の推定トルクや要求トルク、アクセルポジション・センサ43からの信号が、内燃機関の運転状態」であり、クランク角センサ26、アクセルポジション・センサ43、車速センサ45、エンジン回転速度演算部210、要求出力演算部212が、特許請求の範囲に記載の「運転状態検出手段」に対応する。
ちなみに、気筒休止ソレノイド8Aが通電したとき、6気筒の内の#1、#2、#3気筒、つまり、片バンクの気筒全てが休止気筒状態となり、気筒休止ソレノイド8Bが通電したとき、#3気筒が休止気筒状態となり、気筒休止ソレノイド8Cが通電したとき、#4気筒が休止気筒状態となる。従って、4気筒運転の場合は、気筒休止ソレノイド8B,8Cを通電状態とし、3気筒運転の場合は、気筒休止ソレノイド8Aのみを通電状態とする。
なお、ここでは、気筒休止ソレノイド8A,8B,8Cの通電、非通電により休止気筒の吸気弁2e、排気弁2fの両方とも休止気筒状態、つまり、閉弁状態、通常運転の状態、つまり、開閉可能状態に切り替わるものとする。
また、気筒数切替制御部213は、対象の気筒2aを休止気筒状態にしたとき、休止対象の気筒を示す信号である気筒休止信号を、そして、休止気筒状態から稼動状態に戻す気筒復帰信号を、タイミング制御部211、燃料供給系制御部214及び燃料噴射制御部215へ入力する。
なお、図3ではタイミング制御部211への気筒休止信号、気筒復帰信号の入力を示す矢印は、省略してある。
また、気筒数切替制御部213は、休止気筒燃料漏出量判定部(燃料漏出量推定手段)213aを有している。休止気筒燃料漏出量判定部213aは、気筒休止運転中の休止気筒における燃料噴射弁20から燃焼室2c(図1参照)への燃料の積算漏れ量(燃料の漏出量)を推定し、また、燃料の漏出量のうちのクランク室2gにブローバイガスとして漏れ出さず燃焼室2c(図1参照)に残留する残留率を推定し、積算漏れ量と残留率に基づいて筒内燃料ガス質量を算出する。そして、休止気筒燃料漏出量判定部213aは、算出された筒内燃料ガス質量に基づいて休止気筒のA/F比を算出し、所定の閾値以下か否かを判定する。所定の閾値以下の場合は、休止気筒燃料漏出量判定部213aは、気筒数切替制御部213に全筒運転への復帰を指令し、所定の閾値より大きい場合は、気筒数切替制御部213に気筒休止運転の継続許可を出す。
休止気筒燃料漏出量判定部213aの詳細な作用説明については、図4、図5を参照して後記する。
(燃料供給系制御部)
燃料供給系制御部214は、フュエルポンプモータ4aの回転速度の制御、燃圧センサ41からの信号に基づく高圧ポンプ5A,5Bの高圧ポンプ電磁弁5a,5aの制御、及びレギュレータ7の制御を行い、エンジン回転速度Ne、要求トルク、休止気筒の数をパラメータにした予め設定された目標燃圧マップに基づいて燃圧の調整を行う。
例えば、エンジン回転速度Neをパラメータとした、予め設定されたフュエルポンプ制御マップに基づいて、フュエルポンプモータ4aの回転速度をLow状態及びHi状態のいずれかにに切替え制御する。
また、燃料供給系制御部214は、例えば、エンジン回転速度Ne、要求トルク、休止気筒の数をパラメータに、高圧ポンプ5Bの高圧ポンプ電磁弁5aを制御して、非吐出状態にして、高圧ポンプ5Aだけを動作状態にする。
(燃料噴射制御部)
燃料噴射制御部215は、要求出力演算部212において算出された要求トルクや、エンジン回転速度Neに応じて、燃料噴射量、具体的には、燃料噴射時間を設定し、タイミング制御部211からのクランク角信号に応じて予め設定された噴射開始のタイミングマップ(図示せず)に基づいて、運転状態の気筒の燃料噴射弁20に対して燃料噴射の制御を行う。ちなみに、運転状態の気筒の判別は、タイミング制御部211からの前記した気筒判別信号と、気筒数切替制御部213からの気筒休止信号により、休止気筒に対しては燃料噴射を行わないように制御する。
燃料噴射制御部215は、排気ガスセンサ24からの排気ガス中の酸素濃度の信号に基づいて、燃料噴射量を調節し、排気ガス規制に適合するような燃焼状態に調節する。
さらに、燃料噴射制御部215は、休止気筒復帰時噴射量補正部215aを有している。休止気筒復帰時噴射量補正部215aは、それまで休止気筒であった気筒2aが稼動を再開したときに、稼動再開後の最初の燃料噴射における目標燃料噴射量を必要に応じて補正する。休止気筒復帰時噴射量補正部215aの詳細な作用説明については、図10を参照して後記する。
(点火時期制御部)
点火時期制御部216は、エンジン回転速度Ne、タイミング制御部211からの前記した気筒判別信号及びクランク角信号に基づいて、出力トルク制御と排気ガス制御の観点から点火時期制御を行う。この点火時期制御の方法は公知の技術であり、詳細な説明は省略する。
なお、ここでは、気筒休止運転の状態のときも、気筒休止対象の気筒に対しても点火プラグ21は所定の点火時期制御によって点火される。
《休止気筒の燃料の漏出による空燃比の推定》
次に、図4から図9を参照しながら、適宜、図1、図2、図3を参照して気筒数切替制御部213の休止気筒燃料漏出量判定部213aにおける筒休止運転状態における休止気筒の燃料の漏出による空燃比(以下、「A/F比」と称する)を推定する制御の流れについて説明する。図4、図5は、気筒休止運転の状態における休止気筒の燃料の漏出によるA/F比を推定する制御の流れを示すフローチャートである。図6は、燃料噴射弁からの燃料漏れ率を推定する燃料漏れ率マップの例の説明図である。図7は、気筒休止運転が開始されてからの経過時間に基づく積算漏れ量を説明する概念図である。図8は、気筒休止運転が開始されてからのピストンサイクル数に応じた残留率を推定する残留率マップの例の説明図である。図9は、気筒休止運転が開始されてからの経過時間に基づく残留率を推定する残留率マップの例の説明図である。
この処理は、休止気筒燃料漏出量判定部213aにおいて、例えば、10msec(ミリ秒)オーダーの一定の周期ΔTで行われる。
ステップS01では、例えば、エンジン本体2が始動したときに、気筒休止が許される#1〜#4の気筒に対して、休止気筒状態を示すフラグIFLAG(N)、積算漏れ量FL(N)、ピストンサイクル数m(N)、残留率K(N)をリセットする(IFLAG(N)=0、積算漏れ量FL(N)=0.0、ピストンサイクル数m(N)=0、残留率K(N)=0.0、N=1〜4)。
ここで、Nは休止気筒を識別する引数であり前記した#1〜#4の気筒に対応する。ちなみに、エンジン本体2の始動時は、全気筒運転とするのが普通であり、このステップS01におけるリセットの処理は適切である。
そして、エンジン本体2が運転中、ステップS02以降の処理を前記した周期ΔTで繰り返し行う。
また、積算漏れ量FL(N)は、図6に示すように燃圧で決まる燃料噴射弁20(図1参照)からの燃料漏れ率fL(ml/min)を、時間積分したものである。燃料噴射弁20単体の実験を予め行い、図6に示すような燃圧で決まる燃料噴射弁20からの燃料漏れ率fL(ml/min)のデータを取得し、燃料漏れ率マップ221として、前記したマイクロコンピュータのROMに格納しておく。そして、図7に示すように当該気筒が休止気筒状態に入ってからの経過時間tNに応じて積算漏れ量FL(N)は増加し、燃圧が高くなるほど積算漏れ量FL(N)は増加する。
なお、図7では、横軸を単に「経過時間t」と表示し、縦軸を単に「積算漏れ量FL」と表示してある。
ピストンサイクル数m(N)は、当該の気筒が休止気筒状態の際に、ピストンの上下往復動を1サイクルとして計数したものである。残留率K(N)は、ピストンの上下往復動によって燃焼室2c(図1参照)内への積算漏れ量FL(N)が、クランク室2gへ漏れ出ないで残留する割合を示すものである。残留率K(N)は、図8に示すようにピストンサイクル数m(N)が増加すると単調に減少する特性であり、また、クランク室2g内の圧力(以下、「クランクケース内圧Pc」と称する)に応じてこの減少特性が変化する。そこで、予めクランクケース内圧Pcをパラメータとして複数の残留率特性マップ223を前記したマイクロコンピュータのROMに格納しておく。そして、吸気マニホールド圧を参照して、予め取得されたPCV弁37の流量特性データからクランクケース内圧Pcを推定する。
なお、図8においては、横軸を単に「ピストンサイクル数m」と表示し、縦軸を単に「残留率K」と表示してある。
図4に戻って、ステップS02では、気筒休止運転が開始または気筒休止運転中か否かをチェックする。気筒休止運転が開始または気筒休止運転中の場合(Yes)は、ステップS03に進み、そうでない場合は、そのままこの一連繰り返しの1回分の処理を終了する。
ステップS03では、気筒休止が可能な気筒N(N=1〜4)のうち先ず#1気筒に対して、つまりN=1として、以下ステップにおいて、気筒休止状態の気筒か否かを判定して、気筒休止状態の場合の燃料噴射弁20からの燃料の漏れに対する処理を行う。
ステップS04では、気筒Nが現在休止対象の気筒か否かを判別する(休止気筒か?)。この気筒Nが休止気筒か否かを判別することは、気筒数切替制御部213が、所定の気筒を休止気筒状態にしたとき、休止対象の気筒を示す信号である気筒休止信号を出力しているので容易に判別できる。また、気筒休止信号の代わりに気筒休止ソレノイド8A,8B,8Cのいずれが通電状態か否かの判定からも気筒Nが休止気筒か判別は可能である。
気筒Nが現在休止対象の気筒の場合(Yes)は、ステップS05へ進み、そうでない場合(No)は、結合子(A)に従って、図5のステップS20へ進む。
ステップS05では、ステップS04において判別された当該の休止気筒Nに対するフラグIFLAG(N)が0か否かをチェックする。IFLAG(N)が0の場合(Yes)は、気筒休止運転が開始され、当該の休止気筒Nが休止気筒状態に入った直後であることを示し、ステップS06では、IFLAG(N)=1とする。次いで、ステップS07においてタイマtNをスタートさせ、休止気筒Nの休止気筒状態に入ってからの経過時間の経時を開始する。さらに、ステップS08では、ピストンサイクル数m(N)の計数を開始する。その後、ステップS09へ進む。
ステップS05において、ステップS03において判別された当該の休止気筒Nに対するフラグIFLAG(N)が0で無い場合(No)は、ステップS09へ進む。
ステップS09では、燃圧センサ41からの燃圧を参照して、燃料漏れ率マップ221に基づいて、漏れ率fLを算出する。
ステップS10では、積算漏れ量FL(N)を算出する(FL(N)=FL(N)+fL×ΔtN)。ここで、ΔtNは経過時間tNの所定の単位時間であり、前記した繰り返し周期ΔTと同じとしても良い。ステップS10の後、結合子(B)に従って、図5のステップS11へ進む。
ステップS11では、TDCセンサ28の信号(TDCパルス信号)に基づき、ピストンの上下往復動1サイクル分を検出したか否かを判定する。この判定は、具体的には、休止気筒Nにおける上死点がTDCパルス信号を検出して判定され、前回の休止気筒Nにおける上死点を判定して次の休止気筒Nにおける上死点を判定したとき、ピストンの上下往復動1サイクル分を検出したと判定する。ピストンの上下往復動1サイクル分を検出したと判定した場合(Yes)は、ステップS12へ進み、そうでない場合(No)は、ステップS13へ進む。
ステップS12では、ピストンサイクル数m(N)をカウントアップする(m(N)=m(N)+1)。ステップS13では、クランクケース内圧Pcを推定する。具体的には、吸気圧力センサ18からの吸気マニホールド圧を参照して、予め試験により取得されたPCV弁37の流量特性データからクランクケース内圧Pcを推定する。
吸気マニホールド圧の負圧が高負荷側になるほどブローバイガス発生量は高くなり、ステップS14では、ステップS12で取得されたピストンサイクル数m(N)とステップS13で取得されたクランクケース内圧Pcを参照して、残留率特性マップ223に基づいて残留率K(N)を推定する。
ステップS15では、ステップS10で算出された積算漏れ量FL(N)とステップS14で推定された残留率K(N)に基づいて、筒内燃料ガス質量MLF(N)を算出する。具体的には、次式(1)で筒内燃料ガス質量MLF(N)が算出される。
LF(N)=FL(N)×K(N) ・・・・・・・・・・・・・・・(1)
次いで、ステップS16では、休止気筒NのA/F比を算出する。
休止気筒N内の空気の質量は、気筒2aの容積を基本データとして、例えば、予め実験的に水温センサ25からの冷却水温度の情報で補正するようにマップデータをROMに格納しておくことで容易に算出できる。
なお、気筒休止対象の休止気筒Nの吸気弁2e(図1参照)と排気弁2f(図1参照)の閉状態への移行は、ここでは特許文献1に記載の技術のように全て一律に気筒休止ソレノイド8Aの通電、または筒休止ソレノイド8B,8Cの通電により制御される。具体的には、吸気弁2e、排気弁2fそれぞれの吸気ロッカアーム(図示せず)または排気ロッカアーム(図示せず)が所定のトリガー外れリフトまで揺動したとき、休止ロッカアームと吸気ロッカアームとの連結、または休止ロッカアームと排気ロッカアームとの連結が外れ閉弁状態となるので、休止気筒Nごとに、空気量(酸素量)が異なる。そこで、排気行程直後に吸気弁2e、排気弁2fを閉弁状態とした休止気筒Nに対して、つまり、空気量の少ない休止気筒Nを仮定して保守的にA/F比を算出するように、気筒2aの容積を基本データとして冷却水温度の情報で補正するものとする。
以上の前提により、休止気筒N内の空気の質量とステップS15で算出された筒内燃料ガス質量MLF(N)とから休止気筒NのA/F比を容易に算出できる。
ステップS17では、ステップ16で算出された休止気筒NのA/F比が閾値A/FLow以下か否かをチェックする(A/F比≦閾値A/FLow?)。閾値A/FLow以下の場合(Yes)は、ステップS18へ進み、閾値A/FLowを超える場合(No)は、ステップS19へ進む。
ここで、閾値A/FLowは、その値としては、リーン状態でも可燃なA/F比の値18に対し、推定演算の誤差等の余裕を取ったより大きな値、例えば、20とする。つまり、閾値A/FLowは、可燃領域に達する前の値とする。
そして、可燃領域に達する前の値の閾値A/FLowが、特許請求の範囲に記載の「推定された空燃比が可燃領域に基づいて設定される所定の閾値」に対応し、また、ステップS17→ステップS18の流れは、特許請求の範囲に記載の「推定された空燃比が可燃領域に基づいて設定される所定の閾値に達したと判定されたとき」に対応する。
ステップS18では、気筒数切替制御部213に全気筒運転へ復帰を指令する。その後、気筒数切替制御部213は、気筒休止ソレノイド8Aまたは気筒休止ソレノイド8B,8Cへの通電を停止し、燃料噴射制御部215及び燃料供給系制御部214に全筒運転の信号を出力する。
ステップS19では、気筒数切替制御部213に気筒休止運転の継続を許可する。
ステップS20では、N=N+1とし、ステップS21においてNが5以上か否かをチェックする。Nが5以上の場合(Yes)は、休止気筒の可能な気筒N=1〜4に対する、前記したΔTの周期での一連の休止気筒の燃料の漏出によるA/F比の推定の1回の繰り返し処理を終了する。Nが4以下の場合(No)は、休止気筒の可能な気筒N=1〜4に対する、前記したΔTの周期での一連の休止気筒の燃料の漏出によるA/F比の推定の1回の繰り返し処理が終了していないので、結合子(C)に従って、図4のステップS04に戻る。
このように、ステップS02以降の処理を周期ΔTで繰り返すことにより、休止気筒状態の気筒Nに対するA/F比の推定を繰り返し、A/F比が閾値A/FLow以下の場合、例えば、20以下の場合、全筒運転に復帰させるので、休止気筒状態の気筒Nにおいて、予定外の燃焼を生じない。
なお、図4、図5に示したフローチャートでは、ステップS14においてピストンサイクル数m(N)とクランクケース内圧Pcを参照して、残留率特性マップ223に基づいて残留率K(N)を、推定するものとしたが、それに限定されるものではない。
経過時間tNにおいて、ピストンサイクル数m(N)を計数する代わりに、エンジン回転速度Neの平均値(図9ではこの平均値を「〈エンジン回転速度Ne〉」と表示)を算出し、〈エンジン回転速度Ne〉とステップS13で取得されたクランクケース内圧Pcを参照して、図9に示すような残留率特性マップ225に基づいて残留率K(N)を推定しても良い。
《休止気筒状態から稼動状態に戻ったときの燃料噴射量の制御の流れ》
次に、図10を参照しながら休止気筒状態から稼動状態に戻ったときの燃料噴射量の制御の流れについて説明する。図10は、休止気筒状態から稼動状態に戻ったときの燃料噴射量の制御の流れを示すフローチャートである。この制御の処理は、主にタイミング制御部211と燃料噴射制御部215において行なわれるが、休止気筒状態を示すフラグ等のリセットは、燃料噴射制御部215の指令に基づいて休止気筒燃料漏出量判定部213aにおいて行なわれる。
ステップ31では、燃料噴射制御部215は、気筒休止運転から全筒運転に復帰か否かをチェックする。気筒休止運転から全筒運転に復帰の場合は(Yes)は、ステップS32へ進み、そうでない場合(No)は、この処理を終了する。
ステップS32では、燃料噴射制御部215は、次回燃料噴射の気筒を判別する(「気筒判別」)。この次回燃料噴射の気筒は、TDCセンサ28からの信号とクランク角センサ26からの信号とによって容易に判別できる。
ステップS33では、燃料噴射制御部215は、さらに、ステップS32で判別された気筒が前回休止気筒状態であった気筒Nか否かをチェックする(前回のIFLAG(N)=1?)。これは、ステップS32で判別された気筒が気筒休止可能な気筒であって、全筒運転に復帰する前に気筒休止の対象の気筒であれば、休止気筒を示すフラグがIFLAG=1となっており、容易に判別できる。前回休止気筒状態であった気筒の場合(Yes)は、ステップS34へ進み、そうでない場合(No)は、この気筒に対する処理を終了する。そして、ステップS31に戻り、ステップS32へ進み他の気筒に対する処理を行うことになる。
ステップS34では、燃料噴射制御部215は、休止気筒状態から稼動状態に復帰後に、排気した気筒か否かをチェックする。休止気筒状態から稼動状態に復帰後に、排気した気筒の場合(Yes)は、ステップS35へ進み、そうでない場合(No)、ステップS36へ進む。
この、筒休止状態から稼動状態に復帰後に、この気筒が排気されたか否かは、前記したようにタイミング制御部211において、気筒数切替制御部213からの気筒復帰信号を受信してからのクランク角に基づいて容易に判定でき、燃料噴射制御部215においてその判定結果に従って処理できる。
ステップS35では、燃料噴射制御部215は、通常の目標燃料噴射量Qiを設定する。ここでは、気筒休止運転から全筒運転に復帰した場合で説明しているので、トルク出力変動を抑制するため気筒休止運転時の1つの気筒に対しての目標燃料噴射量Qiよりも少ない目標燃料噴射量Qiが設定されるのは当然である。ステップS35の後、ステップS37へ進む。
ステップS35では、気筒数切替制御部213による気筒復帰信号の出力と気筒休止ソレノイド8A,8B,8Cへの非通電への切替制御のタイミングによっては、休止気筒に対して先ず排気が行なわれる場合がある。この場合、燃料噴射弁20からの燃料の漏れによる筒内燃料ガス質量MFL(N)に基づくA/F比の値がA/FLow以下のときでも、その筒内燃料ガスは排気されてしまうので、通常の目標燃料噴射量Qiを設定する。
ちなみに、排気ガスとして排出された筒内燃料ガスは触媒装置23によって燃焼分解される。
ステップS36では、燃料噴射制御部215は、休止気筒復帰時噴射量補正部215aにおいて筒内ガス質量MLF(N)で通常の目標燃料噴射量Qiを補正する。ここでは、気筒休止運転から全筒運転に復帰した場合で説明しているので、トルク出力変動を抑制するため気筒休止運転時の1つの気筒に対しての目標燃料噴射量Qiよりも少ない目標燃料噴射量Qiが先ず設定されるのは当然である。そして、次式(2)のように目標燃料噴射量Qiを補正する。
Qi=(通常の目標燃料噴射量Qi)−MLF(N) ・・・・・・・・(2)
ステップS36の後、ステップS37へ進む。
ステップS37では、燃料噴射制御部215は、休止気筒燃料漏出量判定部213aに指令を出力し、IFLAG(N)=0と休止気筒状態を示すフラグをリセットさせる。また、ステップS38では、休止気筒燃料漏出量判定部213aは、タイマtNをリセットする。引続いて休止気筒燃料漏出量判定部213aは、各種のデータをリセットする(FL(N)=0.0,m(N)=0,K(N)=0.0,MLF(N)=0.0)。
こうしてこの気筒Nに対する処理を終了する。そして、ステップS31に戻り、ステップS32へ進み他の気筒に対する処理を行うことになる。
ここで、特に、フローチャートのステップS02〜S07は、特許請求に記載の「気筒休止運転経過時間計測手段」に対応し、ステップS08、S11〜S14は、特許請求に記載の「残留率推定手段」に対応し、ステップS09、S10は、特許請求に記載の「燃料漏出量推定手段」に対応する。
なお、ステップS31において、燃料噴射制御部215は、気筒休止運転から全筒運転に復帰か否かをチェックするとしたが、「休止気筒の数が変化したか否かをチェックする」とより広く考えても良い。
このように広く考えることにより、内燃機関1の運転状態、つまり、エンジン回転速度Neやアクセルポジション・センサ43からのアクセルペダルの踏み込み量の信号が変化して、休止気筒が6気筒のうちの#1,#2,#3の気筒の休止気筒の状態から、#3,#4の気筒の休止気筒の状態への切り替わりや、逆に、休止気筒が6気筒のうちの#3,#4の気筒の休止気筒の状態から、#1,#2,#3の気筒の休止気筒の状態への切り替わりの場合にも適用できる。
そして、気筒休止運転が続いていても、その中での実際の休止気筒が切り替わる場合には、それまで休止気筒状態であった気筒が稼動を始めるときに、最初の爆発においてステップS34,S36に進む制御をすることにより、休止気筒状態における燃料噴射弁20からの燃料漏れを考慮して、燃料噴射量の補正ができ、休止気筒が切り替わる際のエンジン本体2(図1参照)トルク変動を抑制できる。
以上の第1の実施形態によれば、気筒休止運転状態の際に、休止対象の気筒、つまり休止気筒Nの燃料噴射弁20から燃料漏れが生じても、その燃料漏れによる気筒N内のA/F比の値が所定の閾値A/FLow以下になったとき、全筒運転に復帰させる。そして、所定の閾値A/FLowは、可燃領域のA/F比に対して余裕をもった値、例えば、20としているので、休止気筒Nの点火プラグ21を稼動している気筒と同じように点火制御している場合でも、休止気筒Nが燃料漏れによる予定外の筒内爆発を生じることを防止できる。つまり、不測の燃焼トルクの発生により商品性が悪化するということが防止できる。しかも、気筒休止運転の制御がその後も続くという事象が防止できる。
その結果、休止気筒Nの燃料噴射弁20からの燃料漏れによる予定外の筒内爆発後の休止気筒状態の継続による、排気によるその休止気筒Nの冷却効果が期待できず、また、ピストンの上下動に対する休止気筒Nの抵抗が急に増大するという不都合を防止できる。
また、燃料の漏れ量を推定するにおいて、その休止気筒Nに対して、燃圧センサ41からの燃圧の信号を参照して、燃料漏れ率マップ221に基づき燃料漏れ率fLを取得し、休止気筒状態に入ってからの経過時間tNの間の積算漏れ量FL(N)を算出しているので、正確な燃料の積算漏れ量FL(N)の算出ができる。
さらに、休止気筒Nのピストンの上下往復動のピストンサイクル数m(N)とクランクケース内圧Pcをパラメータとして参照、または、休止気筒状態に入ってからの経過時間tN、平均のエンジン回転速度Ne及びクランクケース内圧Pcをパラメータとして参照し、燃料の積算漏れ量FL(N)のうち燃焼室内に残留している割合(残留率K(N))を推定演算し、積算漏れ量FL(N)と残留率K(N)の積を筒内燃料ガス質量MFL(N)としている。その上で筒内燃料ガス質量MFL(N)気筒2aの容積に基づいて休止気筒NのA/F比を算出しているので、精度の良い休止気筒NのA/F比が算出できる。
《第2の実施形態》
第1の実施形態では、ディストリビュータ29は、エンジン制御ECU27の点火時期制御部216に制御されて、気筒休止運転の状態のときも、休止気筒Nに対しても点火プラグ21は所定の点火時期制御によって点火されるとしたが、それに限定されるものではない。第2の実施形態においては、点火時期制御部216は、気筒数切替制御部213からの気筒休止信号、気筒復帰信号を受信し、気筒休止信号を受け休止気筒状態となった休止気筒Nの点火プラグ21の火花放電を許可しないように、または、その休止気筒状態の休止気筒Nが気筒復帰信号を受けたときは火花放電を許可するようにディストリビュータ29に指令を出力するものとする。
このように点火時期制御部216が、電子式のディストリビュータ29を制御することによって、休止気筒Nが休止気筒状態の間、休止気筒Nの点火プラグ21は火花放電を生じない。
そして、本実施形態では、第1の実施形態における図4、図5のフローチャートのステップS17の閾値A/FLowは、リーン燃焼が可能な上限値、例えば、18と設定することができる。
このようにすることで、第1の実施形態よりも長期間の気筒休止運転が可能となる。
ここで、前記したリーン燃焼が可能なA/F比の上限値、例えば、18とした閾値A/FLowが、特許請求の範囲に記載の「推定された空燃比が可燃領域に基づいて設定される所定の閾値」に対応する。また、ステップS17→ステップS18の流れは、特許請求の範囲に記載の「推定された空燃比が可燃領域に基づいて設定される所定の閾値に達したと判定されたとき」に対応する。
《第3の実施形態》
次に、第3の実施形態について説明する。第1の実施形態においては、内燃機関1は特許文献1の図2、図3に記載のような気筒休止機構を有するものとして、それに対応したエンジン制御ECU27における制御としたがそれに限定されるものではない。
例えば、気筒休止機構は、気筒休止を可能とする対象の気筒N(N=1〜4)毎に個別に吸気弁21eに係わる吸気ロッカーシャフトの油路、排気弁21fに係わる吸気ロッカーシャフトの油路がそれぞれ独立に油圧を供給可能に構成されている。
その場合、油路のソレノイドバルブを制御する気筒休止ソレノイドは、第1の実施形態のように気筒休止ソレノイド8A,8B,8Cの3個が設けられるのではなく、N=1〜4の気筒に対して、例えば、吸気側用の気筒休止ソレノイドとして8#1IN,8#2IN,8#3IN,8#4IN、排気側用の気筒休止ソレノイドとして8#1EX,8#2EX,8#3EX,8#4EXの8個が設けられる。
ここで、添え字の「#1」〜「#4」は、気筒休止を可能とする対象の気筒N(N=1〜4)を示し、添え字の「IN」は、吸気側を示し、添え字の「EX」は、排気側を示す。
このように、気筒休止を可能とする対象の気筒N(N=1〜4)に対して、吸気弁2e、排気弁2fも個別に閉弁状態と稼動状態とに切替可能な場合、気筒数切替制御部213から稼働中の気筒Nに気筒休止信号を出力するときに、当該気筒Nが燃料噴射後に燃焼して、排気行程を完了してから、排気弁2fを閉弁状態にするように気筒休止ソレノイド8#NEXを通電開始制御し、その後、吸気行程を完了してから吸気弁2eを閉弁状態にするように気筒休止ソレノイド8#NINを通電開始制御するようにする。ここで、添え字の「#N」は、休止気筒Nを意味する。
また、このように、気筒休止を可能とする対象の気筒N(N=1〜4)に対して、吸気弁2e、排気弁2fも個別に閉弁状態と稼動状態(開閉可能状態)とに切替可能な場合、気筒数切替制御部213から休止気筒状態の気筒Nに気筒復帰信号を出力するときに、クランク角のタイミングから当該気筒Nが排気行程に入る場合は、排気弁2fを閉弁状態にしたままとするように気筒休止ソレノイド8#NEXを通電保持し、その後の吸気行程に入る前に吸気弁2eを稼動状態にするように気筒休止ソレノイド8#NINを非通電状態とするように制御する。そして、その後に排気弁2fを稼動状態にするように気筒休止ソレノイド8#NEXを非通電状態とするようにする。
このように気筒数切替制御部213が、気筒休止対象の気筒Nの気筒休止機構の動作を制御することにより、休止気筒Nへの燃料噴射弁20からの燃料の漏れが、そのまま排気ガスとして排気されることを防止でき、休止気筒数の変化時に触媒装置23の触媒の一時的な高温化等の温度変動が抑制できる。また、未燃ガスが触媒装置23で分解されずにそのまま排気されるおそれが低減できる。
さらに、フローチャートのステップS15〜S17において、気筒休止対象の気筒Nにおけるリーン燃焼が可能なA/F比の上限値である閾値A/FLowに対応する筒内燃料ガス質量MLF(N)が、大きな値まで許容される。つまり、気筒休止運転の状態の時間をより長くできる。
また、そのような気筒数切替制御部213における制御の場合、図10のフローチャートにおけるステップS34、S35が削除でき、ステップS33の次にステップS36,S37と進むように制御できる。
第1の実施形態から第3の実施形態において、図2に示したようなレギュレータ7と戻り管32を有する燃料供給系に限定されることは無く、レギュレータ7と戻り管32のない燃料供給系でも良いことはいうまでもない。さらに、第1の実施形態から第3の実施形態において、高圧ポンプ5Bとデリバリパイプ6Bとの間に逆止弁を配置することは必須の構成ではなく、気筒休止運転中に高圧ポンプ5A,5Bとも稼動し続ける構成としても良い。
なお、第1の実施形態から第3の実施形態においてV型6気筒エンジンを例に説明したがそれに限定されるものではない。直列4気筒エンジンにも適用できる。
1 内燃機関
2 エンジン本体
2a 気筒
2c 燃焼室
6A、6B デリバリパイプ(燃料配管)
7 レギュレータ
8A,8B,8C,8#NIN,8#NEX 気筒休止ソレノイド(気筒休止手段)
10 モータ
11 吸気温センサ
14 エアフローメータ
15 スロットルバルブ
16 スロットル開度センサ
20 燃料噴射弁
21e 吸気弁
21f 排気弁
24 排気ガスセンサ
25 水温センサ
26 クランク角センサ(運転状態検出手段)
27 エンジン制御ECU(内燃機関の制御装置)
33 高圧燃料供給管(燃料配管)
41 燃圧センサ(燃料圧力検出手段)
43 アクセルポジション・センサ(運転状態検出手段)
45 車速センサ(運転状態検出手段)
210 エンジン回転速度演算部(運転状態検出手段)
211 タイミング制御部
212 要求出力演算部(運転状態検出手段)
213 気筒数切替制御部(気筒休止手段)
213a 休止気筒燃料漏出量判定部(燃料漏出量推定手段)
214 燃料供給系制御部
215 燃料噴射制御部
215a 休止気筒復帰時噴射量補正部
216 点火時期制御部
221 燃料漏れ率マップ
223,225 残留率特性マップ

Claims (4)

  1. 燃焼室へ燃料を供給する燃料噴射弁を有する内燃機関の制御装置において、
    前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
    前記検出された運転状態に応じて一部の気筒を休止させ、前記内燃機関の気筒休止運転をさせる気筒休止手段と、
    前記休止された気筒における前記燃料噴射弁から前記燃焼室へ漏出する前記燃料の漏出量を推定する燃料漏出量推定手段と、を備え、
    前記推定された燃料の漏出量に基づいて前記休止された気筒における空燃比を推定し、その推定された空燃比が可燃領域に基づいて設定される所定の閾値に達したと判定されたとき、前記休止された気筒を稼動させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 前記燃料噴射弁へ燃料を供給する燃料配管内の圧力を検出する燃料圧力検出手段、または、前記気筒休止手段により一部の気筒を休止させる気筒休止運転が開始されてからの経過時間を計測する気筒休止運転経過時間計測手段を、備え、
    前記燃料漏出量推定手段は、前記燃料圧力検出手段により検出された燃料配管内の圧力、および、前記気筒休止運転経過時間計測手段により計測された経過時間のうち、少なくとも一方に基づいて前記燃料の漏出量を推定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
  3. さらに、前記燃料漏出量推定手段により推定された燃料の漏出量のうち、前記気筒休止運転中の燃焼室内に残留する割合を、前記内燃機関の回転速度に基づいて推定する残留率推定手段を備え、
    前記推定された燃料の漏出量と、推定されたその燃料の漏出量のうち残留する割合と、に基づいて前記休止された気筒における空燃比を推定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記休止された気筒を稼動させるときに、前記推定された燃料の漏出量と、推定されたその燃料の漏出量のうち残留する割合とに基づいて、稼動直後の気筒への前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106499524A (zh) * 2015-09-03 2017-03-15 福特环球技术公司 在怠速停止期间用于车辆的泄漏喷射器减轻措施
CN106499524B (zh) * 2015-09-03 2021-04-30 福特环球技术公司 在怠速停止期间用于车辆的泄漏喷射器减轻措施
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