JP2015048823A - 機関制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】機関制御装置は、ノッキングセンサ47の信号に基づいてノッキングが発生しているか否かを判定し、ノッキングが発生している場合、点火時期近傍の所定のタイミングにてパーシャルリフト燃料噴射を行う。パーシャルリフト燃料噴射は、、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁20の弁体のリフト量を、最小リフト量(「0」)と、最大リフト量よりも小さいパーシャルリフト量と、の間の範囲内に制限する燃料噴射である。パーシャルリフト燃料噴射によれば燃焼室CC内の所望の位置に燃料噴霧を形成することができる。燃料噴霧は燃焼速度が高いので、燃料噴霧を形成することにより、ノッキングを生じさせている未燃ガスが燃焼ガス(火炎)により圧縮される前に未燃ガスを燃焼させることができる。従って、ノッキングを抑制することができる。
【選択図】図1
Description
前記制御部は、前記要求(ノッキング抑制要求)が発生していると判定した場合、前記パーシャルリフト燃料噴射を連続的に複数回繰り返し実行するように構成される。
前記制御部は、前記ノッキングを検出するノッキング検出部を含み、前記ノッキング検出部により前記ノッキングが検出された場合に前記要求(ノッキング抑制要求)が発生していると判定するように構成される。
(1)前記パーシャルリフト量を第1リフト量に設定した第1パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記吸気弁側に燃料噴霧を形成し、次いで、
(2)前記第1パーシャルリフト燃料噴射を実行している場合に前記ノッキング検出部によって前記ノッキングが依然として検出されたとき、前記パーシャルリフト量を「前記第1リフト量よりも大きい第2リフト量」に設定した第2パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記排気弁側に燃料噴霧を形成するように構成される。なお、第2リフト量は最大リフト量よりも小さい。
前記ノッキングが発生してるか否かを判定するとともに、前記ノッキングが前記燃焼室内の前記吸気弁側及び前記排気弁側の何れで発生しているかを特定するノッキング特定部を含む。
(1)この場合、前記制御部は、前記ノッキング特定部により前記ノッキングが前記燃焼室内の前記吸気弁側にて発生していると特定された場合、前記要求(ノッキング抑制要求)が発生していると判定するとともに前記パーシャルリフト量を「第1リフト量」に設定した第1パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記吸気弁側に燃料噴霧を形成する。
(2)更に、前記制御部は、前記ノッキング特定部により前記ノッキングが前記燃焼室内の前記排気弁側にて発生していると特定された場合、前記要求(ノッキング抑制要求)が発生していると判定するとともに前記パーシャルリフト量を「前記第1リフト量よりも大きい第2リフト量」に設定した第2パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記排気弁側に燃料噴霧を形成する。
(1)前記機関の運転状態が前記燃焼室の前記吸気弁側におけるノッキングを抑制する必要がある第1特定運転状態である場合、前記要求(ノッキング抑制要求)が発生していると判定するとともに前記パーシャルリフト量を第1リフト量に設定した第1パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記吸気弁側に燃料噴霧を形成し、
(2)前記機関の運転状態が前記燃焼室の前記排気弁側におけるノッキングを抑制する必要がある第2特定運転状態である場合、前記要求(ノッキング抑制要求)が発生していると判定するとともに前記パーシャルリフト量を前記第1リフト量よりも大きい第2リフト量に設定した第2パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記排気弁側に燃料噴霧を形成するように構成される。
前記機関に供給される混合気の空燃比が大きいほど、前記点火時期近傍にて実行される前記パーシャルリフト燃料噴射の回数を増加させるように構成される。
前記燃料噴孔から噴射された燃料により形成される燃料噴霧の中心軸が、前記気筒の平面視において、前記気筒の上壁面に設けられた二つの吸気弁の中心線に略一致するように構成される。
前記燃料噴孔がスリット形状を有するとともに前記燃料噴孔の燃料入口側から燃料出口側へと向うにつれて同燃料噴孔の幾何学的面積が増大する形状を有するように構成されるとともに、
前記燃料噴孔が前記気筒の上壁面の外周部に露呈し、前記噴孔の長辺が前記気筒の中心軸と直交する平面と平行であり、且つ、前記燃料を前記気筒の上壁面から離れる方向に噴射するように配置され得る。
即ち、燃料噴射弁は、所謂「スリットノズルタイプの燃料噴射弁」であってもよい。
(構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る機関制御装置(以下、「第1装置」とも称呼する。)が適用される内燃機関10の任意の気筒の部分概略断面図である。機関10は、ピストン往復動型・筒内噴射・火花点火式・多気筒・ガソリン機関である。各気筒は燃焼室CCを形成している。図2は、機関10の任意の気筒の部分概略平面図である。即ち、図2は、シリンダボアの中心軸CL上の位置であって燃焼室CCの上部の位置から燃焼室CCを見た図である。
・図示しないクランクシャフトが所定角度回転する毎にパルスを発生するクランクポジションセンサ42
・図示しないカムシャフトが所定角度回転する毎にパルスを発生するカムポジションセンサ43
・図示しないアクセルペダルの操作量Accpを検出するアクセルペダル操作量センサ44
・燃焼室CCの排気弁側に設けられ且つ燃焼室CC内の圧力(即ち、排気弁側筒内圧CPEx)を検出する排気弁側筒内圧センサ46
・機関10のシリンダブロック壁面に固定され機関10に生じる振動を検出するノッキングセンサ47
次に、第1装置の作動について説明する。第1装置の電気制御装置30は、機関回転速度NE、吸入空気量Ga及び目標空燃比(本例において、理論空燃比)に基づいて、機関10に供給される混合気の空燃比(機関の空燃比)を目標空燃比にさせるための燃料噴射量Finjを決定する。この燃料噴射量Finjは、一つの燃料噴射弁20が1回の燃焼サイクル(1回の吸気・燃焼行程)に対して噴射すべき燃料の量である。そして、電気制御装置30は、ノッキングが発生していない場合、燃料噴射量Finjの燃料を「1回のフルリフト噴射」により噴射する。この1回のフルリフト噴射は、一般に、吸気行程又は圧縮行程の初期(即ち、点火時期よりも前の時点)に実行される。
本発明の第2実施形態に係る機関制御装置(以下、「第2装置」とも称呼する。)は、ノッキング抑制のための制御(パーシャルリフト燃料噴射及び点火時期遅角)を実行していない状態にてノッキングが発生したと判定した場合に先ず吸気弁側パーシャルリフト燃料噴射を実行し、その状態で更にノッキングが発生していると判定した場合には吸気弁側パーシャルリフト燃料噴射に代えて排気弁側パーシャルリフト燃料噴射を実行する点において、第1装置と相違している。
更に、第2装置は、
ノッキング抑制要求が発生したと判定した場合(ノッキングが検出されていない状態から検出され始めたとき)、パーシャルリフト量を第1リフト量に設定した第1パーシャルリフト燃料噴射(吸気弁側パーシャルリフト燃料噴射)を実行することにより燃焼室CC内の吸気弁側に燃料噴霧を形成し(図10のステップ1005乃至ステップ1015)、且つ、
前記第1パーシャルリフト燃料噴射を実行している場合にノッキングが依然として検出されたとき、パーシャルリフト量を前記第1リフト量よりも大きい第2リフト量に設定した第2パーシャルリフト燃料噴射(排気弁側パーシャルリフト燃料噴射)を実行することにより燃焼室CC内の排気弁側に燃料噴霧を形成する(図10のステップ1020乃至ステップ1035)。
本発明の第3実施形態に係る機関制御装置(以下、「第3装置」とも称呼する。)は、ノッキングセンサ47からの信号に基づいてノッキングが発生していると判定したとき、吸気弁側筒内圧センサ45及び排気弁側筒内圧センサ46からの信号に基づいて、そのノッキングが燃焼室CC内の吸気弁側において発生しているのか排気弁側において発生しているのかを特定する。
更に、第3装置は、
ノッキングが発生してるか否かを判定するとともに、ノッキングが燃焼室CC内の吸気弁側及び排気弁側の何れで発生しているかを特定するノッキング特定部含み(図12のステップ1230)、
前記ノッキング特定部によりノッキングが燃焼室CC内の吸気弁側にて発生していると特定された場合、ノッキング抑制要求が発生していると判定するとともに「パーシャルリフト量を第1リフト量に設定した第1パーシャルリフト燃料噴射」を実行することにより燃焼室CC内の吸気弁側に燃料噴霧を形成し(図12のステップ1240及びステップ1250)、且つ、
前記ノッキング特定部によりノッキングが燃焼室CC内の排気弁側にて発生していると特定された場合、ノッキング抑制要求が発生していると判定するとともに「パーシャルリフト量を前記第1リフト量よりも大きい第2リフト量に設定した第2パーシャルリフト燃料噴射」を実行することにより燃焼室CC内の排気弁側に燃料噴霧を形成する(図12のステップ1240及びステップ1260)。
第1装置乃至第3装置は、ノッキングセンサ47からの信号に基づいてノッキングが発生していると判定したとき、ノッキングの発生を抑制する要求(ノッキング抑制要求)が発生していると判定している。これに対し、本発明の第4実施形態に係る機関制御装置(以下、「第4装置」とも称呼する。)は、機関10の運転状態(例えば、機関10の負荷及び機関回転速度NEにより決まる運転状態)が所定のノッキング抑制運転領域にあると判定したとき、ノッキング抑制要求が発生していると判定する。
上述した第3装置は、ノッキングが発生していると判定したときノッキングの発生を抑制する要求が発生していると判定し、且つ、そのノッキングの発生位置を特定し、特定されたノッキング発生位置に応じて「吸気弁側パーシャルリフト燃料噴射及び排気弁側パーシャルリフト燃料噴射のうちの何れか」を実行する。これに対し、本発明の第5実施形態に係る機関制御装置(以下、「第5装置」とも称呼する。)は、機関10の運転状態(例えば、機関10の負荷及び機関回転速度NEにより決まる運転状態)が、吸気弁側のノッキングの発生を抑制すべき領域にあるとき、ノッキングの発生を抑制する要求が発生していると判定するととともに吸気弁側パーシャルリフト燃料噴射を実行する。更に、第5装置は、機関10の運転状態が、排気弁側のノッキングの発生を抑制すべき領域にあるとき、ノッキングの発生を抑制する要求が発生していると判定するととともに排気弁側パーシャルリフト燃料噴射を実行する。
更に、第5装置は、
(1)機関10の運転状態が燃焼室CCの吸気弁側におけるノッキングを抑制する必要がある第1特定運転状態である場合(即ち、機関10の運転状態が図16の運転領域X内にある場合)、ノッキング抑制要求が発生していると判定するとともに「パーシャルリフト量を第1リフト量に設定した第1パーシャルリフト燃料噴射(吸気弁側パーシャルリフト燃料噴射)」を実行することにより燃焼室CC内の吸気弁側に燃料噴霧を形成し、
(2)機関10の運転状態が燃焼室CCの排気弁側におけるノッキングを抑制する必要がある第2特定運転状態である場合(即ち、機関10の運転状態が図16の運転領域Y内にある場合)、ノッキング抑制要求が発生していると判定するとともに「パーシャルリフト量を前記第1リフト量よりも大きい第2リフト量に設定した第2パーシャルリフト燃料噴射(排気弁側パーシャルリフト燃料噴射)」を実行することにより燃焼室CC内の排気弁側に燃料噴霧を形成する。
Claims (8)
- 着座位置にあるとき燃料噴孔を閉じる弁体を有するとともに同弁体の同着座位置からの移動量であるリフト量を最大リフト量までの範囲において変更可能な燃料噴射弁と、
吸気弁及び排気弁によって開閉される燃焼室を形成するとともに前記燃料噴射弁が燃料を同燃焼室内に直接噴射するように配設された気筒と、
を備える火花点火式内燃機関に適用され、
前記リフト量を変更することにより前記燃料噴射弁からの燃料噴射を点火時期の前に実行する制御部を備える機関制御装置において、
前記制御部は、
ノッキングの発生を抑制する要求が発生しているか否かを判定するとともに、前記要求が発生していると判定した場合、前記点火時期の前に実行される前記燃料噴射の後に同点火時期近傍の所定のタイミングにて前記リフト量を前記最大リフト量よりも小さいパーシャルリフト量までの範囲内にて変更することによりパーシャルリフト燃料噴射を実行するように構成された機関制御装置。 - 請求項1に記載の機関制御装置において、
前記制御部は、
前記要求が発生していると判定した場合、前記パーシャルリフト燃料噴射を連続的に複数回繰り返し実行するように構成された機関制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の機関制御装置において、
前記制御部は、
前記ノッキングを検出するノッキング検出部を含み、
前記ノッキング検出部により前記ノッキングが検出された場合に前記要求が発生していると判定するように構成された制御装置。 - 請求項3に記載の機関制御装置において、
前記燃料噴射弁が前記燃料を前記吸気弁側から前記排気弁側に向けて前記燃焼室内に直接噴射するように配設されており、
前記制御部は、
前記要求が発生したと判定した場合、前記パーシャルリフト量を第1リフト量に設定した第1パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記吸気弁側に燃料噴霧を形成し、且つ、
前記第1パーシャルリフト燃料噴射を実行している場合に前記ノッキング検出部によって前記ノッキングが依然として検出されたとき、前記パーシャルリフト量を前記第1リフト量よりも大きい第2リフト量に設定した第2パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記排気弁側に燃料噴霧を形成するように構成された機関制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の機関制御装置において、
前記燃料噴射弁が前記燃料を前記吸気弁側から前記排気弁側に向けて前記燃焼室内に直接噴射するように配設されており、
前記制御部は、
前記ノッキングが発生してるか否かを判定するとともに、前記ノッキングが前記燃焼室内の前記吸気弁側及び前記排気弁側の何れで発生しているかを特定するノッキング特定部含み、
前記ノッキング特定部により前記ノッキングが前記燃焼室内の前記吸気弁側にて発生していると特定された場合、前記要求が発生していると判定するとともに前記パーシャルリフト量を第1リフト量に設定した第1パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記吸気弁側に燃料噴霧を形成し、且つ、
前記ノッキング特定部により前記ノッキングが前記燃焼室内の前記排気弁側にて発生していると特定された場合、前記要求が発生していると判定するとともに前記パーシャルリフト量を前記第1リフト量よりも大きい第2リフト量に設定した第2パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記排気弁側に燃料噴霧を形成するように構成された機関制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の機関制御装置において、
前記制御部は、
前記機関の運転状態が前記ノッキングを抑制する必要がある特定運転状態である場合に前記要求が発生していると判定するように構成された制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の機関制御装置において、
前記燃料噴射弁が前記燃料を前記吸気弁側から前記排気弁側に向けて前記燃焼室内に直接噴射するように配設されており、
前記制御部は、
前記機関の運転状態が前記燃焼室の前記吸気弁側におけるノッキングを抑制する必要がある第1特定運転状態である場合、前記要求が発生していると判定するとともに前記パーシャルリフト量を第1リフト量に設定した第1パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記吸気弁側に燃料噴霧を形成し、
前記機関の運転状態が前記燃焼室の前記排気弁側におけるノッキングを抑制する必要がある第2特定運転状態である場合、前記要求が発生していると判定するとともに前記パーシャルリフト量を前記第1リフト量よりも大きい第2リフト量に設定した第2パーシャルリフト燃料噴射を前記パーシャルリフト燃料噴射として実行することにより前記燃焼室内の前記排気弁側に燃料噴霧を形成するように構成された機関制御装置。 - 請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の機関制御装置において、
前記制御部は、
前記機関に供給される混合気の空燃比が大きいほど、前記点火時期近傍にて実行される前記パーシャルリフト燃料噴射の回数を増加させるように構成された機関制御装置。
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