JP2013036446A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この装置では、内燃機関に供給される燃料のセタン価が属するセタン価領域を特定するとともに、その特定したセタン価領域に応じた第1実行態様で燃料噴射制御を実行する。燃料タンクへの燃料補給が行われたと判断されたときには(t11,t12,t13,t14)、直後の実行期間にわたり、特定したセタン価領域によることなく、低セタン価領域に応じた第2実行態様で燃料噴射制御を実行する。判定回数だけ燃料補給が繰り返される期間にわたって高セタン価領域が特定される状態が継続されたときには(t15)、実行期間における第2実行態様での燃料噴射制御の実行を禁止して第1実行態様での燃料噴射制御を実行する。
【選択図】図9
Description
請求項1に記載の装置では、内燃機関に供給される燃料のセタン価が推定されるとともに、その推定された推定セタン価に応じた第1実行態様で燃料の燃焼に関する燃焼制御が実行される。これにより、燃料のセタン価に応じたかたちで燃焼制御を実行することができる。なお燃焼制御は、例えば燃料噴射制御やEGR制御など、内燃機関の気筒内における燃料の燃焼状態を調節するための機関制御である。
請求項2に記載の装置では、燃料タンクに補給される可能性がある燃料の中で最も低いセタン価が前記仮セタン価として設定される。そのため、第2実行態様での燃焼制御の実行に際して、燃料タンク内の備蓄燃料のセタン価が同燃料タンクに補給される可能性がある燃料の中で最も低いセタン価と等しい場合には仮セタン価と実セタン価とが等しくなり、それ以外の場合には仮セタン価が実セタン価より低くなるといったように、仮セタン価を前記推定セタン価以下になるように設定することができる。こうした装置によれば、仮セタン価(すなわち第2実行態様での燃焼制御の実行時における想定セタン価)より実セタン価が低い状況になることを確実に抑えることができ、想定セタン価と実セタン価とのずれに起因する燃料の燃焼状態の悪化を好適に抑えることができる。
図1に示すように、車両10には、駆動源としての内燃機関11が搭載されている。内燃機関11のクランクシャフト12は、クラッチ機構13、手動変速機14を介して車輪15に連結されている。車両10では乗員によってクラッチ操作部材(例えばクラッチペダル)が操作されると、上記クラッチ機構13がクランクシャフト12と手動変速機14との連結を解除する作動状態になる。
図2に示すように、燃料噴射弁20のハウジング21の内部にはニードル弁22が設けられている。このニードル弁22はハウジング21内において往復移動(同図の上下方向に移動)することの可能な状態で設けられている。ハウジング21の内部には上記ニードル弁22を噴射孔23側(同図の下方側)に常時付勢するスプリング24が設けられている。またハウジング21の内部には、上記ニードル弁22を間に挟んで一方側(同図の下方側)の位置にノズル室25が形成されており、他方側(同図の上方側)の位置に圧力室26が形成されている。
先ず、アクセル操作量ACCや機関回転速度NEなどに基づいて、内燃機関11の運転のための燃料噴射量についての制御目標値(要求噴射量TAU)が算出される。その後、要求噴射量TAUおよび機関回転速度NEに基づいて燃料噴射時期の制御目標値(要求噴射時期Tst)や燃料噴射時間の制御目標値(要求噴射時間Ttm)が算出される。そして、それら要求噴射時期Tstおよび要求噴射時間Ttmに基づいて各燃料噴射弁20の開弁駆動が実行される。これにより、そのときどきの内燃機関11の運転状態に見合う量の燃料が各燃料噴射弁20から噴射されて内燃機関11の各気筒16内に供給されるようになる。本実施形態では、要求噴射時期Tstおよび要求噴射時間Ttmに基づく各燃料噴射弁20の駆動制御が基本噴射制御として機能する。
ここでは先ず、燃料噴射の実行時における燃料圧力の変動態様(本実施形態では、燃料噴射率の検出時間波形)を形成する手順について説明する。
同図3に示すように、本実施形態では、燃料噴射弁20の開弁動作(詳しくはニードル弁22の開弁側への移動)が開始される時期(開弁動作開始時期Tos)、燃料噴射率が最大になる時期(最大噴射率到達時期Toe)、燃料噴射率の降下が開始される時期(噴射率降下開始時期Tcs)、燃料噴射弁20の閉弁動作(詳しくはニードル弁22の閉弁側への移動)が完了する時期(閉弁動作完了時期Tce)がそれぞれ検出される。
なお図4は上記補正処理の具体的な処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、補正処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット40により実行される。また、図5は、検出時間波形と下記の基本時間波形との関係の一例を示している。
燃料噴射制御の実行に際しては、要求噴射時期Tstを補正項K1によって補正した値(本実施形態では、要求噴射時期Tstに補正項K1を加算した値)が最終的な要求噴射時期Tstとして算出される。このようにして要求噴射時期Tstを算出することにより、基本時間波形における開弁動作開始時期Tosbと検出時間波形における開弁動作開始時期Tosとの間のずれが小さく抑えられるようになるため、燃料噴射の開始時期が内燃機関11の運転状態に応じたかたちで精度よく設定されるようになる。
この指標値検出処理では、前述の燃料カット制御が実行されているとの条件(後述する[条件1])を含む実行条件が設定されている。そして、この実行条件の成立時に、予め定められた少量の所定量FQ(例えば、数立方ミリメートル)での内燃機関11への燃料噴射が実行されるとともに、その燃料噴射の実行に伴い発生する内燃機関11の出力トルクの指標値(後述する回転変動量ΣΔNE)が燃料のセタン価指標値として検出される。なお上記回転変動量ΣΔNEとしては、内燃機関11において大きな出力トルクが発生したときほど大きい値が検出される。
図6は、上記指標値検出処理の具体的な実行手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、指標値検出処理の実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット40により実行される。
[条件1]前記燃料カット制御が実行されていること。
[条件2]クラッチ機構13がクランクシャフト12と手動変速機14との連結を解除する作動状態になっていること。具体的には、クラッチ操作部材が操作されていること。
[条件3]補正処理が適正に実行されていること。具体的には、補正処理において算出されている各補正項K1,K2が上限値にも下限値にもなっていないこと。
具体的には先ず、予め定められた燃料噴射時期の制御目標値(目標噴射時期TQst)と燃料噴射時間の制御目標値(目標噴射時間TQtm)とが図4と図5で前述した補正処理により算出されている補正項K1,K2によって補正される(図6のステップS202)。詳しくは、補正項K1を目標噴射時期TQstに加算した値が新たな目標噴射時期TQstとして設定されるとともに、補正項K2を目標噴射時間TQtmに加算した値が新たな目標噴射時間TQtmとして設定される。
図8に切り替え処理の実行手順を示し、図9に切り替え処理の実行態様の一例を示す。なお図8のフローチャートに示す一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御ユニット40により実行される。
(1)燃料タンク32への燃料補給が行われたときに、直後の実行期間にわたり、低セタン価領域に応じた第2実行態様で燃料噴射制御を実行するようにしたために、想定セタン価領域と実セタン価領域とのずれに起因する燃料の燃焼状態の悪化を抑えることができる。しかも、判定回数だけ燃料タンク32への燃料補給が繰り返される期間にわたって高セタン価領域が特定される状態が継続されたときに、前記実行期間における第2実行態様での燃料噴射制御の実行を禁止するとともに、電子制御ユニット40に記憶されているセタン価領域に応じた第1実行態様での燃料噴射制御を実行するようにした。そのため、排気性状の悪化や燃焼音の増大などといった想定セタン価領域が実セタン価領域より高くなることによる不都合の発生を抑えることができる。したがって、燃料補給直後における機関運転を好適に行うことができる。
・燃料タンク32への燃料補給が行われたことを判定する方法は、例えば燃料タンク32の給油口が開閉されたことをもって燃料補給が行われたと判定するようにするなど、任意に変更することができる。
電子制御ユニット40に記憶されているセタン価領域と同一の領域および同セタン価領域より低セタン価側の領域のいずれかになる仮セタン価領域に応じた実行態様であれば、任意の実行態様を採用することができる。例えば燃料補給の開始時に燃料タンク32内に備蓄されていた燃料の量(補給前備蓄量V1)と、燃料補給の開始時に記憶していた回転変動量ΣΔNE(セタン価指標値S1)と、燃料タンク32に補給された燃料の量(燃料補給量V2)とに基づいて仮セタン価を算出することができる。そして、この仮セタン価が属するセタン価領域を仮セタン価領域として設定するとともに、この仮セタン価領域に応じた燃料噴射制御の実行態様を第2実行態様とすればよい。こうした装置によれば、想定範囲内において最も低いセタン価の燃料が燃料タンク32に補給されたとの仮定のもとでの燃料補給後における燃料タンク32内の燃料のセタン価(詳しくは、回転変動量ΣΔNEに相当する値)を仮セタン価として算出することができ、同仮セタン価が属するセタン価領域を仮セタン価領域として設定することができる。具体的には、燃料タンク32に補給される可能性のある燃料のうちで最も低いセタン価の指標値(回転変動量ΣΔNEに相当する値)をセタン価指標値S2とすると、同セタン価指標値S2、セタン価指標値S1、補給前備蓄量V1、燃料補給量V2に基づいて、以下の関係式を満たす値を仮セタン価VSとして算出することができる。
VS=(V1×S1+V2×S2)/(V1+V2)
・燃料補給直後において低セタン価領域に応じた第2実行態様での燃料噴射制御を実行する実行期間として、燃料補給有りと判定されてからセタン価領域が新たに設定されるまでの期間を設定することに限らず、任意の期間を設定することができる。例えば燃料補給有りと判定されてから予め定められた一定時間が経過するまでの期間を実行期間としたり、燃料補給燃料補給有りと判定されてからセタン価領域が複数回更新されるまでの期間を実行期間としたりすることができる。
Claims (6)
- 内燃機関に供給される燃料のセタン価を推定するとともに、その推定した推定セタン価に応じた第1実行態様で燃料の燃焼に関する燃焼制御を実行する第1制御部と、燃料タンクへの燃料補給が行われたときに、直後の実行期間にわたり、前記推定セタン価以下になる仮セタン価に応じた第2実行態様で前記燃焼制御を実行する第2制御部と、を備える内燃機関の制御装置において、
予め定めた判定回数だけ前記燃料補給が繰り返される期間にわたって予め定めた判定セタン価より前記推定セタン価が高い状態が継続されたときに、前記実行期間において前記第2制御部による第2実行態様での前記燃焼制御の実行を禁止して前記第1制御部による第1実行態様での前記燃焼制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、
前記仮セタン価は、前記燃料タンクに補給される可能性がある燃料の中で最も低いセタン価である
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置において、
当該装置は、前記推定セタン価が高い状態が継続されたことを、前記判定回数における前記燃料補給において連続して前記燃料補給の開始直前における前記推定セタン価が前記判定セタン価より高い状態であることによって判断する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記第1制御部は、前記燃料のセタン価が複数のセタン価領域の何れの領域に属するのかを推定するとともに、その推定したセタン価領域を前記推定セタン価とし、
前記第2制御部は、前記推定したセタン価領域と同一の領域および前記推定したセタン価領域より低セタン価側の領域のいずれかになる仮セタン価領域を前記仮セタン価とする
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
当該装置は、前記内燃機関の運転状態に応じた量での燃料噴射を行う基本噴射制御とは別に、実行条件の成立を条件に前記燃料のセタン価の推定のための燃料噴射を行う補助噴射制御を実行するとともに、同補助噴射制御の実行に伴い発生した機関トルクの指標値を検出し、その検出した指標値に基づいて前記推定セタン価を推定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項5に記載の内燃機関の制御装置において、
前記実行条件は、前記基本噴射制御による燃料噴射の実行が一時的に停止されていることとの条件を含み、
前記実行期間は、その終了時期を前記推定セタン価が新たに推定された時期とする
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
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