JP2014224461A - 内燃機関の制御装置および制御方法 - Google Patents

内燃機関の制御装置および制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014224461A
JP2014224461A JP2013102802A JP2013102802A JP2014224461A JP 2014224461 A JP2014224461 A JP 2014224461A JP 2013102802 A JP2013102802 A JP 2013102802A JP 2013102802 A JP2013102802 A JP 2013102802A JP 2014224461 A JP2014224461 A JP 2014224461A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
injection
valve
internal combustion
cylinder
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013102802A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6264746B2 (ja
Inventor
忠樹 間野
Tadaki Mano
忠樹 間野
小野田 尚徳
Hisanori Onoda
尚徳 小野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2013102802A priority Critical patent/JP6264746B2/ja
Publication of JP2014224461A publication Critical patent/JP2014224461A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6264746B2 publication Critical patent/JP6264746B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3094Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/32Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/32Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/345Controlling injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261Controlling the valve overlap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/11Oil dilution, i.e. prevention thereof or special controls according thereto
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

【課題】 バルブオーバーラップ期間に新気の吹き抜けを生じる運転領域でも、ポート噴射を行えるようにして、筒内噴射に起因するオイル希釈等のリスクを抑制する。
【解決手段】 吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁(41)と、燃焼室(3)に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁(8)と、を備える。ポート噴射と筒内噴射の各々の分担率を設定する際、吸気弁と排気弁とが同時に開弁するバルブオーバーラップ期間に排気通路への新気の吹き抜けが生じる運転領域では、吹き抜けの完了時期から吸気弁の閉弁時期までの期間に限定してポート噴射を行うことで、筒内噴射の分担率を低下させる。
【選択図】図1

Description

この発明は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁と、燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁と、を併用する内燃機関の制御装置および制御方法に関する。
吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁と、燃焼室内に直接に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁と、を併用し、機関運転条件に応じて両者を適宜に切り換えて使用する燃料噴射装置を備えた内燃機関が、特許文献1に記載されている。この特許文献1では、吸気弁と排気弁とが同時に開弁するバルブオーバーラップ期間に吸気通路から排気通路への新気(混合気)の吹き抜けが生じる運転領域では、燃料の吹き抜けを回避するように、吹き抜けが発生していると判定された場合には、ポート噴射を禁止し、排気弁が閉じてから筒内噴射を行っている。
特開2005−133632号公報
筒内噴射の分担率の増加に伴い、この筒内噴射に起因して、機関運転状態や環境条件の悪化のリスク度が高くなる。具体的には、ポート噴射に対する筒内噴射の分担率が高まると、シリンダ壁面に付着する燃料液滴がオイルに混入してオイルが希釈されるリスク度が高くなり、筒内噴射された燃料液滴がシリンダ壁面付近に存在するオイルと干渉して点火時期よりも前に異常燃焼、いわゆるスーパーノックを生じるリスク度が増加し、あるいは、混合気の均質化の低下により排気中に含まれる排気微粒子の排出量が増加するリスク度が高くなる。
従って、上記特許文献1に記載の技術のように、吹き抜けが生じる運転領域で、単に筒内噴射を禁止すると、筒内噴射とポート噴射とを併用する本来のメリットが得られず、筒内噴射に起因する上記のリスク度が高くなる、という問題がある。
そこで本発明では、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁と、燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁と、を併用し、ポート噴射と筒内噴射の各々の分担率を設定するものにおいて、吸気弁と排気弁とが同時に開弁するバルブオーバーラップ期間に排気通路への新気の吹き抜けが生じる運転領域では、上記吹き抜けの完了時期から吸気弁の閉弁時期までの期間に限定してポート噴射を行うことで、筒内噴射の分担率を低下させることを特徴としている。
つまり、吹き抜けが生じる運転領域であっても、吹き抜けの完了時期から吸気弁の閉弁時期までの期間に限定してポート噴射を設定可能とすることで、吸気ポートに噴射された燃料が新気とともに排気通路へ吹き抜けることを抑制・回避しつつ、筒内噴射の分担率が過剰に高くなる(100%)となることを抑制して、筒内噴射に起因する機関運転状態や環境条件の悪化のリスク度が過度に高くなることを抑制することができる。
本発明によれば、バルブオーバーラップ期間に新気吹き抜けが生じる運転領域であっても、燃料の吹き抜けを抑制しつつ、筒内噴射の分担率を抑制して、筒内噴射に起因する機関運転状態(オイル希釈量・異常燃焼)や環境条件(排気微粒子の排出量)の悪化のリスク度が過度に高くなることを抑制することができる。
この発明の一実施例に係る制御装置のシステム構成を示す構成説明図。 上記実施例の筒内噴射とポート噴射の分担率及び噴射時期の設定の流れを示すフローチャート。 筒内噴射(GDI)の分担率とリスク度との関係を示す説明図。 バルブタイミング機構に新気吹き抜けを生じる運転領域における筒内噴射とポート噴射との分担率及び噴射時期を示すタイミングチャート。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、この発明の一実施例が適用された自動車用内燃機関1のシステム構成を示している。この内燃機関1は、例えば複リンク式ピストンクランク機構を利用した可変圧縮比機構2を備えた4ストロークサイクルのターボ過給器付き火花点火内燃機関であって、燃焼室3の天井壁面に、一対の吸気弁4および一対の排気弁5が配置されているとともに、これらの吸気弁4および排気弁5に囲まれた中央部に点火プラグ6が配置されている。
上記吸気弁4によって開閉される吸気ポート7の下方には、燃焼室3内に燃料を直接に噴射する筒内噴射用燃料噴射弁8が配置されている。また吸気ポート7には、該吸気ポート7内へ向けて燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁41が配置されている。これらの筒内噴射用燃料噴射弁8およびポート噴射用燃料噴射弁41は、いずれも駆動パルス信号が印加されることによって開弁する電磁式ないし圧電式の噴射弁であって、駆動パルス信号のパルス幅に実質的に比例した量の燃料を噴射する。
上記吸気ポート7に接続された吸気通路18のコレクタ部18aの上流側には、エンジンコントローラ9からの制御信号によって開度が制御される電子制御型のスロットルバルブ19が介装されており、さらにその上流側に、ターボ過給器のコンプレッサ20が配設されている。このコンプレッサ20の上流側に、吸入空気量を検出するエアフロメータ10が配設されている。
また、排気ポート11に接続された排気通路12には、三元触媒からなる触媒装置13が介装されており、その上流側に、空燃比を検出する空燃比センサ14が配置されている。
上記エンジンコントローラ9には、上記のエアフロメータ10、空燃比センサ14のほか、機関回転速度を検出するためのクランク角センサ15、冷却水温を検出する水温センサ16、運転者により操作されるアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ17、等のセンサ類の検出信号が入力されている。エンジンコントローラ9は、これらの検出信号に基づき、燃料噴射弁8,41による燃料噴射量および噴射時期、点火プラグ6による点火時期、スロットルバルブ19の開度、等を最適に制御している。
一方、可変圧縮比機構2は、公知の複リンク式ピストンクランク機構を利用したものであって、クランクシャフト21のクランクピン21aに回転自在に支持されたロアリンク22と、このロアリンク22の一端部のアッパピン23とピストン24のピストンピン24aとを互いに連結するアッパリンク25と、ロアリンク22の他端部のコントロールピン26に一端が連結されたコントロールリンク27と、このコントロールリンク27の他端を揺動可能に支持するコントロールシャフト28と、を主体として構成されている。上記クランクシャフト21および上記コントロールシャフト28は、シリンダブロック29下部のクランクケース内で図示せぬ軸受構造を介して回転自在に支持されている。上記コントロールシャフト28は、該コントロールシャフト28の回動に伴って位置が変化する偏心軸部28aを有し、上記コントロールリンク27の端部は、詳しくは、この偏心軸部28aに回転可能に嵌合している。上記の可変圧縮比機構2においては、コントロールシャフト28の回動に伴ってピストン24の上死点位置が上下に変位し、従って、機械的な圧縮比が変化する。
また、上記可変圧縮比機構2の圧縮比を可変制御する駆動機構として、クランクシャフト21と平行な回転中心軸を有する電動モータ31がシリンダブロック29下部に配置されており、この電動モータ31と軸方向に直列に並ぶように減速機32が接続されている。この減速機32としては、減速比の大きな例えば波動歯車機構が用いられており、その減速機出力軸32aは、電動モータ31の出力軸(図示せず)と同軸上に位置している。従って、減速機出力軸32aとコントロールシャフト28とは互いに平行に位置しており、両者が連動して回動するように、減速機出力軸32aに固定された第1アーム33とコントロールシャフト28に固定された第2アーム34とが中間リンク35によって互いに連結されている。
すなわち、電動モータ31が回転すると、減速機32により大きく減速された形で減速機出力軸32aの角度が変化する。この減速機出力軸32aの回動は第1アーム33から中間リンク35を介して第2アーム34へ伝達され、コントロールシャフト28が回動する。これにより、上述したように、内燃機関1の機械的な圧縮比が変化する。なお図示例では、第1アーム33および第2アーム34が互いに同方向に延びており、従って、例えば減速機出力軸32aが時計回り方向に回動するとコントロールシャフト28も時計回り方向に回動する関係となっているが、逆方向に回動するようにリンク機構を構成することも可能である。
上記可変圧縮比機構2の目標圧縮比は、エンジンコントローラ9において、機関運転条件(例えば要求負荷と機関回転速度)に基づいて設定され、この目標圧縮比を実現するように上記電動モータ31が駆動制御される。
なお、本発明においては、可変圧縮比機構2は必須のものではなく、固定圧縮比内燃機関であってもよい。
更に、吸気弁4のバルブタイミングを変更可能な吸気可変バルブタイミング機構51と、排気弁5のバルブタイミングを変更可能な排気可変バルブタイミング機構53とが設けられている。これらのバルブタイミング機構51,53は、周知の構成を適用することが可能であり、例えばクランクシャフト21に対する吸気カムシャフト50,排気カムシャフト52の位相を変化させることによって、吸・排気弁の開閉弁時期を連続的に変更可能なものである。これらの可変バルブタイミング機構51,53もまた、上記のエンジンコントローラ9により機関運転状態に基づいて駆動制御される。
図2は、本実施例に係る制御の流れを示すフローチャートであり、本ルーチンは上記のエンジンコントローラ9により所定期間毎(所定時間または所定クランク角毎)に繰り返し実行される。なお、以下の説明では、筒内噴射用燃料噴射弁8による筒内噴射を「DGI」とも呼び、ポート噴射用燃料噴射弁41によるポート噴射を「MPI」とも呼ぶ。
ステップS11では、エアフロメータ10,空燃比センサ14,クランク角センサ15,水温センサ16及びアクセル開度センサ17等の機関運転状態を表すセンサ類の検出信号が読み込まれる。
ステップS12では、筒内噴射(DGI)とポート噴射(MPI)との分担率を設定する。ここで本実施例では、燃費向上等の目的で、筒内噴射用燃料噴射弁8が主として用いられ、必要な燃料量が大(換言すれば単位時間当たりの空気量が大)となる高速高負荷域のように、筒内噴射用燃料噴射弁8のみで必要な燃料量を供給することができない場合に、ポート噴射用燃料噴射弁41によるポート噴射(MPI)が行われる。
より具体的には、筒内噴射に起因する機関運転状態もしくは環境条件が悪化するリスク度を求め、このリスク度が所定レベル以下となる範囲で、筒内噴射の噴射期間を設定する。そして、この筒内噴射のみでは要求燃料噴射量に対して不足する分を補うように、ポート噴射の分担率を設定する。
上記の「リスク度」は、例えば、オイルに混入するオイルの希釈量,排気中に含まれる粒子状物質の排出量(排出粒子数)PMPN,及びスーパーノックとも呼ばれる異常燃焼が発生するリスク度である。図3に示すように、これらのオイル希釈量,PMPN及びスーパーノックのリスク度は、筒内噴射の分担率が増加するほど高くなる。個々のリスク度について説明すると、ポート噴射に対する筒内噴射の分担率が増加すると、特に未暖機時には、燃料液滴がシリンダ壁に付着してオイルに混入し、オイルの希釈量が増大するリスク度が高くなる。また、筒内噴射の分担率が増加すると、特に未暖機時に、シリンダ内の燃料の均質化・気化が十分になされず、未燃の燃料が増加して、排気中に含まれる粒子状物質(PM)の排出量が増大するリスクが高くなる。なお、この実施例では、粒子状物質(PM)の排出量の指標として、排出粒子数PMPNを用いている。スーパノックとは、筒内噴射によって生じる特有の異常燃焼であり、未暖機時に燃料噴霧によりシリンダ壁の近傍のオイルが掻き出されて燃料と混じり合い、点火時期よりも前に着火して異常燃焼を生じる現象である。そして、図3に示すように、これらのオイル希釈、スーパーノック及びPMPNのリスク度が所定値sL以下となるように、筒内噴射の分担率が設定される。
続くステップS13では、例えば低回転域で排気量の増加と筒内冷却を行うスカベンジング(掃気)領域のように、吸気弁と排気弁の双方が同時に開弁するバルブオーバーラップ期間中に、吸気通路から排気通路への新気の吹き抜けが生じる運転領域であるかを判定する。この判定は、例えば可変バルブタイミング機構51,53の目標値に基づいてフィードフォワード的に求めることができ、あるいはクランク角センサ15の検出信号等からフィードバック的に検知・推定することもできる。
吹き抜けを生じる運転領域であると判定された場合、ステップS14及びステップS15へ進み、吹き抜けの完了時期と吸気弁の閉弁時期とを求める。吹き抜け完了時期は、ほぼ排気弁の閉弁時期であるために、簡易的に、機関運転状態に応じて設定される可変バルブタイミング機構51,53の目標値から排気弁の閉弁時期を求め、この排気弁の閉弁時期からフィードフォワード的に求めることができる。あるいは、クランク角センサ15の検出信号等から吹き抜けの完了時期をフィードバック的に検知もしくは推定するようにしても良い。あるいは、これらを組み合わせて、機関運転状態に応じてフィードフォワード的に求められる吹き抜け完了時期の基本値と、クランク角センサ15の検出信号等からフィードバック的に検知・推定される吹き抜けの完了時期の検出値(推定値)とを併用して吹き抜け完了時期を求めるようにしても良い。この場合、基本値に対する変動分のみをフィードバック的に補正する形となるために、フィードバック的な手法のみを用いる場合に比して演算負荷が軽減される。
吸気弁閉弁時期についても、吹き抜けの完了時期と同様、目標値を用いてフィードフォワード的に求められ、あるいは検出・推定値に基づいてフィードバック的に設定され、あるいは両者を組み合わせて設定される。
ステップS16では、筒内噴射(GDI)とポート噴射(MPI)の各々の噴射時期を設定する。ここで本実施例では、吹き抜けが生じる運転領域の場合、吹き抜けの完了時期から吸気弁の閉弁時期までの期間に限定してポート噴射を行うことで、吹き抜けを生じる運転領域でありながら、ポート噴射を可能とし、筒内噴射の分担率を低下させることを可能としている。これによって、吹き抜けを生じる運転領域でありながら、燃料の吹き抜けを抑制しつつ、ポート噴射を行うことで、筒内噴射の分担率を低減し、この筒内噴射に起因するオイル希釈量,PMPN,及びスーパーノックのリスク度が過度に高くなることを抑制することができる。
図4は、このような本実施例の制御を適用した場合の吹き抜けを生じる運転状態におけるタイミングチャートである。同図に示すように、時刻t1−t2の吸気弁と排気弁とが同時に開弁するバルブオーバーラップ期間では、新気の吹き抜けが生じるために、新気とともに未燃燃料が排気通路へ排出されることのないように、筒内噴射(GDI)とポート噴射(MPI)の双方を禁止する。具体的には、GDI噴出可能期間(C)及びポート噴射(MPI)噴出可能期間(D)のフラグを、禁止を表す値「否」とする。
新気吹き抜けの完了時期t2となると、筒内噴射(GDI)とポート噴射(MPI)の双方が許可され、つまりGDI噴出可能期間(C)及びMPI噴出可能期間(D)のフラグを、許可を表す値「可」とする。ポート噴射(MPI)は吸気弁の閉弁時期t3まで許可される。従って、新気吹き抜けの完了時期t2から吸気弁の閉弁時期t3までの期間が、MPI噴出可能期間として設定される。
例えば、筒内噴射(GDI)に起因するオイル希釈,PMPN,スーパーノックのリスク度が低い場合には、ケース1(E)のように、要求燃料噴射量の大半を筒内噴射(GDI)とし、この筒内噴射のみでは要求燃料噴射量に対して不足する分を補うようにポート噴射(MPI)の分担率が設定される。
一方、筒内噴射(GDI)に起因するオイル希釈,PMPN,スーパーノックのリスク度が高い場合には、ケース2(F)のように、MPI噴出可能期間内で可能な限りポート噴射(MPI)を行うことで、オイル希釈,PMPN,スーパーノックのリスク度の増大を抑制することができる。
また、ケース3(G)は、リスク度がケース1とケース2の中間の場合を示しており、この場合、リスク度を所定レベルsL(図3参照)以下に制限する範囲で、可能な限り筒内噴射(GDI)の分担率を大きくしている。要求燃料噴射量から筒内噴射分を差し引いた残りの分をポート噴射(MPI)でまかなうようにポート噴射(MPI)の分担率が設定されている。
次に、本実施例の特徴的な構成及び作用効果について、以下に列記する。
[1]エンジンコントローラ9によりポート噴射と筒内噴射の各々の分担率を設定する際、吸気弁と排気弁とが同時に開弁するバルブオーバーラップ期間に排気通路への新気の吹き抜けが生じる運転領域で、特に、筒内噴射のみにより燃料の全量をまかなうことができない場合には、吹き抜けの完了時期から吸気弁の閉弁時期までのMPI噴射可能期間に限定してポート噴射を行う。これによって、新気吹き抜けを生じる運転状態でありながら、ポート噴射を行うことで、筒内噴射の分担率を低下させて、筒内噴射(GDI)に起因するオイル希釈,PMPN,スーパーノック等のリスク度の過度な上昇を抑制することができる。
[2]MPI噴射可能期間の設定に際し、吹き抜けの完了時期や吸気弁の閉弁時期は、例えば、簡易的に、機関負荷や冷却水温等の機関運転状態に適合させたマップを用いて設定されるバルブタイミング機構等の目標値を用いてフィードフォワード的に求めることができる。
[3]また、MPI噴射可能期間の設定に際し、各種センサ類により検出されるバルブタイミング,排気温度,ターボ回転数等の機関運転状態を用いて実際の新気吹き抜け完了時期と吸気弁閉弁時期を検知または推定し、この値を用いてフィードバック的に新気吹き抜け完了時期と吸気弁閉弁時期を設定するようにしても良い。この場合、上記フィードフォワード的に設定する場合に比して、設定精度を向上することができる。
[4]更に、MPI噴射可能期間の設定として、上記[2]と[3]の設定を併用してもよい。つまり、[2]のフィードフォワード的に求めた値を基本値として、この基本値を[3]のようにフィードバック的に補正・増減するように構成しても良い。
[5]新気吹き抜けを生じるバルブオーバーラップ期間を含めた両噴射弁の分担率の設定では、基本的に、可能な限り燃費の上で有利な筒内噴射を行い、燃料噴射量(発熱量)の不足分を補うようにポート噴射(MPI)の分担率を設定する。ここで、筒内噴射の分担率の設定では、例えば、筒内噴射弁の噴霧、主に粒径・角度とペネトレーションから、筒内噴射に起因するオイル希釈,PMPN,スーパーノック等のリスク度が所定値(許容値)以下に収まるように、筒内噴射の分担率を及び噴射期間を設定する。そして、結果的に筒内噴射弁のみでは発熱量が不足する分を吸気ポート噴射弁で分担する。
[6]なお、筒内噴射に起因するオイル希釈,PMPN,スーパーノック等のリスク度を、センサ等を用いて直接的に検知し、あるいは機関運転状態から推定し、リスク度が所定値以下となるように、検知・推定したリスク度に応じてポート噴射の分担率をフィードバック的に制御するようにしても良い。つまり、所定レベルのリスク度を超える場合に、ポート噴射の分担率をフィードバック的に上昇させるようにしても良い。
[7]分担率の設定に際しては、上記[5]のフィードフォワード的な設定と、[6]のフィードバック的な設定と、を共存させるようにしても良い。
[8]ピストン24とシリンダとの相対位置関係を変化させることにより機械的な圧縮比を可変とする可変圧縮比機構2を備える構成の場合、圧縮比の設定によっても、上述した筒内噴射のオイル希釈,PMPN,及びスーパーノック等のリスク度が変化する。従って、吹き抜けを生じるバルブオーバーラップ時には、筒内噴射のオイル希釈,PMPN,及びスーパーノック等のリスク度が所定レベル以下となるように、圧縮比と筒内噴射・ポート噴射の分担率を協調制御することが望ましい。
[9]更に、上述した分担率や圧縮比の増減によって、トルク段差を生じることのないように、圧縮比と分担率とに応じて点火時期を遅角もしくは進角側に制御することが好ましい。この際の点火時期は、予め設定したマップによりフィードフォワード的に設定しても良く、あるいは水温,吸気温,ノックレベル等に応じてフィードバック的に制御するようにしても良い。
1…内燃機関
2…可変圧縮比機構
6…点火プラグ
8…筒内噴射用燃料噴射弁
9…エンジンコントローラ
14…空燃比センサ
20…コンプレッサ
41…ポート噴射用燃料噴射弁
51,53…可変バルブタイミング機構

Claims (10)

  1. 吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁と、燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁と、を備える内燃機関の制御装置において、
    ポート噴射と筒内噴射の各々の分担率を設定する分担率設定手段を有し、
    この分担率設定手段は、吸気弁と排気弁とが同時に開弁するバルブオーバーラップ期間に排気通路への新気の吹き抜けが生じる運転領域では、上記吹き抜けの完了時期から吸気弁の閉弁時期までの期間に限定してポート噴射を行うことで、筒内噴射の分担率を低下させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 上記吹き抜けの完了時期は、機関負荷を含めた機関運転状態に応じて求められ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. 上記吹き抜けの完了時期を検知もしくは推定する吹き抜け完了時期取得手段を有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。
  4. 上記吹き抜けの完了時期は、機関負荷を含めた機関運転状態に応じて求められる基本値と、上記吹き抜け完了時期取得手段により検知もしくは推定される値と、に基づいて求められ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。
  5. 上記分担率設定手段は、筒内噴射による機関運転状態もしくは環境条件が悪化するリスク度に応じて筒内噴射の噴射期間を設定するとともに、この筒内噴射のみでは要求燃料噴射量に対して不足する分を補うようにポート噴射の分担率を設定することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  6. 上記筒内噴射による機関運転状態もしくは環境条件が悪化するリスク度を検知もしくは推定する手段を有し、
    上記分担率設定手段は、上記リスク度が所定値以下となるように、上記リスク度に応じてポート噴射の分担率を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  7. 上記筒内噴射による機関運転状態もしくは環境条件が悪化するリスク度とは、オイルの希釈量、排気微粒子の排出量、あるいは異常燃焼が発生するリスク度の少なくとも一つを含んでいることを特徴とする請求項5又は6に記載の内燃機関の制御装置。
  8. ピストンとシリンダとの相対位置関係を変化させることにより機械的な圧縮比を可変とする可変圧縮比機構と、
    上記筒内噴射による機関運転状態もしくは環境条件が悪化するリスク度を検知もしくは推定する手段と、を有し、
    上記分担率設定手段は、上記筒内噴射による機関運転状態もしくは環境条件が悪化するリスク度が所定値以下となるように、上記圧縮比と分担率とを制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  9. 上記分担率設定手段により設定される圧縮比と分担率とに応じて、点火時期を制御する点火時期制御手段を有することを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の制御装置。
  10. 吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁と、燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁と、を備える内燃機関の制御方法において、
    吸気弁と排気弁とが同時に開弁するオーバーラップ期間に排気通路への新気の吹き抜けが生じる運転領域で、かつ、要求燃料噴射量の全量を筒内噴射とすることができない条件の場合には、上記吹き抜けの完了時期から吸気弁の閉弁時期までの期間に限定してポート噴射を行うことで、筒内噴射の分担率を低下させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
JP2013102802A 2013-05-15 2013-05-15 内燃機関の制御装置および制御方法 Expired - Fee Related JP6264746B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013102802A JP6264746B2 (ja) 2013-05-15 2013-05-15 内燃機関の制御装置および制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013102802A JP6264746B2 (ja) 2013-05-15 2013-05-15 内燃機関の制御装置および制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014224461A true JP2014224461A (ja) 2014-12-04
JP6264746B2 JP6264746B2 (ja) 2018-01-24

Family

ID=52123311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013102802A Expired - Fee Related JP6264746B2 (ja) 2013-05-15 2013-05-15 内燃機関の制御装置および制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6264746B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017097615A1 (de) * 2015-12-10 2017-06-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
EP4245980A1 (en) * 2022-03-14 2023-09-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller and control method for internal combustion engine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005133632A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法
JP2008261323A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気微粒子測定装置に関する。
JP2009103054A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009216005A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2010024877A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の可変動弁制御装置
WO2011055431A1 (ja) * 2009-11-04 2011-05-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2011236803A (ja) * 2010-05-10 2011-11-24 Toyota Motor Corp 圧縮比可変機構を備える内燃機関の制御装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005133632A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法
JP2008261323A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気微粒子測定装置に関する。
JP2009103054A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009216005A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Toyota Motor Corp 内燃機関
JP2010024877A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の可変動弁制御装置
WO2011055431A1 (ja) * 2009-11-04 2011-05-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2011236803A (ja) * 2010-05-10 2011-11-24 Toyota Motor Corp 圧縮比可変機構を備える内燃機関の制御装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017097615A1 (de) * 2015-12-10 2017-06-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
CN108291492A (zh) * 2015-12-10 2018-07-17 罗伯特·博世有限公司 用于运行内燃机的方法
US10519892B2 (en) 2015-12-10 2019-12-31 Robert Bosch Gmbh Method for operating an internal combustion engine
CN108291492B (zh) * 2015-12-10 2022-04-26 罗伯特·博世有限公司 用于运行内燃机的方法
EP4245980A1 (en) * 2022-03-14 2023-09-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller and control method for internal combustion engine
US11965473B2 (en) 2022-03-14 2024-04-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller and control method for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP6264746B2 (ja) 2018-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004108218A (ja) 多気筒エンジンの制御装置及び制御方法
US9322346B2 (en) Ignition control device for internal combustion engine
JP5971396B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JPWO2011016124A1 (ja) 内燃機関のegr制御システム
WO2018066328A1 (ja) 内燃機関制御装置
WO2016203634A1 (ja) 内燃エンジンの燃料噴射制御装置及び制御方法
JP6264746B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP6326728B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP5900701B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP6524861B2 (ja) エンジンの制御装置
JP4098684B2 (ja) 圧縮着火内燃機関の制御装置
JP5851463B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
US10982600B2 (en) Method and device for controlling the residual gas mass remaining in the cylinder of an internal combustion engine after a gas exchange process and/or the purge air mass introduced during a gas exchange process
JP2004100535A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP5514623B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP6191230B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP5303349B2 (ja) 内燃機関のegr制御装置
JP6371040B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP6292199B2 (ja) 多気筒直噴エンジンの停止制御装置
JP3873809B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング可変制御装置
JP6146095B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP6232756B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP6136542B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP6232758B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP2014224462A (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160328

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170228

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170328

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170829

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170926

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20171003

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171211

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6264746

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees