JP2019190450A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この第2モードにおいて、吸気行程の後半期間に噴射された燃料は、圧縮行程で燃料を噴射した場合と比較して噴射時期が点火時期から離れており、燃料の霧化時間が長くなるため、混合気形成が良好に行われる。また、吸気行程の後半は、吸気行程の前半と比較して、気筒内に流入する吸気の流速が速くなっており、気筒内に流入する吸気と気筒内に噴射された燃料との混合が進みやすいため、こうした点でも混合気形成が良好に行われる。
同構成によれば、第1モードによる燃料噴射の実施に際して、吸気行程の後半期間と圧縮行程の前半期間とに分けて燃料が噴射される。そのため、圧縮行程の前半期間に全ての燃料を噴射する場合と比較して、噴射1回当たりに噴射される燃料量が少なくなるため、燃料の貫徹力は弱くなり、これにより圧縮行程で噴射された燃料のうちでピストンの頂面やシリンダボアに付着する燃料の量を抑えることができる。
同構成によれば、第2モードにおける吸気行程の後半期間での燃料噴射が1回ではなく、複数回に分けて実施される。このようにして燃料噴射を複数回に分けて実施すると、噴射1回当たりに噴射される燃料量が少なくなるため、燃料の貫徹力が弱くなる。そのため、噴射された燃料がピストンの頂面やシリンダボアに付着することを抑えることができる。
図1に示すように、内燃機関1のシリンダブロック2には、複数のシリンダ4が設けられている。シリンダ4内にはピストン5が設けられており、ピストン5は、コネクティングロッド6を介してクランクシャフト7に連結されている。
制御装置50は、燃料噴射量に関する制御の1つとして、空燃比センサ46による空燃比AFの検出が可能なときには混合気の空燃比が目標空燃比(例えば本実施形態では理論空燃比)となるように燃料噴射弁35の噴射量をフィードバック制御する周知の空燃比フィードバック制御を実行する。また、この空燃比フィードバック制御の非実行時には目標空燃比及び吸入空気量GAに基づいて燃料噴射弁35の噴射量を算出する周知のオープンループ制御を実行する。なお、このオープンループ制御では、基本的に吸入空気量GAを目標空燃比で除した値が基本値とされる。そして、この基本値に対して各種の補正を行うことで(例えば燃料の壁面付着を補償するための増量補正など)、燃料噴射弁35の噴射量が算出される。
本処理を開始すると、冷間時制御部50Aは、現在の冷却水温THW、現在の機関回転速度NE、及び現在の機関負荷率KLを取得する(S200)。
一方、冷却水温THWが判定値THW1以下であるときには(S210:YES)、冷間時制御部50Aは、取得した機関回転速度NEが判定値NE1以下であり、かつ取得した機関負荷率KLが判定値KL1以下であるか否かを判定する(S220)。この判定値NE1は、機関回転速度NEが当該判定値NE1以下であることに基づき、機関運転状態が低回転状態であることを的確に判定することができるように、その値の大きさが設定されている(例えば2000rpm程度)。また、判定値KL1は、機関負荷率KLが当該判定値KL1以下であることに基づき、機関運転状態が低負荷状態であることを的確に判定することができるように、その値の大きさが設定されている(例えばアイドル運転時の負荷率程度)。
一方、ステップS220にて肯定判定されるとき(S220:YES)、つまり現在の機関運転状態が低回転低負荷状態(例えばアイドル運転相当)であるときには、冷間時制御部50Aは、現在、空燃比フィードバック制御が実行されているかを判定する(S230)。
第1モードは、上述したように冷間状態での機関運転中においてオープンループ制御が実施される場合に選択される噴射モードであり、吸気行程の後半期間で燃料が1回噴射されるとともに、圧縮行程の前半期間にも燃料が1回噴射される。
第2モードは、上述したように冷間状態での機関運転中において空燃比フィードバック制御が実行されているときに選択される噴射モードであり、吸気行程の後半期間に燃料が2回に分けて分割噴射される。
第2モードにおいて吸気行程の後半期間に1回目の燃料を噴射する時期は、噴射した燃料のピストン5への付着をできる限り避けつつ気筒内に流入する吸気の流速ができるだけ速い時期に設定されている。こうした時期として、例えば吸気行程中にピストン5がストロークの中間位置を超えた付近の時期(例えば圧縮上死点前250°CA〜圧縮上死点前270°CAの間の時期など)が設定されている。また、第2モードにおいて吸気行程の後半期間に2回目の燃料を噴射する時期は、図5に示す時期となるように設定されている。
(第1モードの作用)
第1モードでは、圧縮行程の前半期間に燃料が噴射される。こうした圧縮行程での燃料噴射は、吸気行程での燃料噴射と比較して、筒内圧が高くなっている状態で燃料が噴射されるために、燃料噴射弁35の噴射圧と筒内圧との差圧が小さくなる。従って、吸気行程での燃料噴射と比較して、圧縮行程での燃料噴射では燃料の貫徹力が小さくなり、ピストン5の頂面やシリンダボアに付着する燃料の量が抑えられるようになるため、燃焼に寄与する燃料が多くなる。従って、吸気行程において燃料を噴射する場合と比較して、内燃機関1の出力トルクは大きくなり、冷間状態での機関運転は安定しやすくなる。
この点、本実施形態では、冷間状態において空燃比フィードバック制御が実行されているときには、上記第2モードによる燃料噴射が実施される。
(1)オープンループ制御の実行中は上記第1モードで燃料噴射を実施するとともに、空燃比フィードバック制御の実行中は上記第2モードにて燃料噴射を実施するようにしているため、燃料の揮発性が低い冷間状態での機関運転を安定させることができる。また、冷間状態でも空燃比フィードバック制御を早期に開始することができるようになる。また、重質燃料が使用される場合でも、冷間状態での機関運転が安定するようになる。
・上記第1モードにおいて分割噴射を行うときの総燃料量の分割割合は適宜変更してもよい。
・上記第1モードにおいて、総燃料量の全てを圧縮行程の前半期間に噴射しても、ピストン5の頂面やシリンダボアに対する燃料付着を抑えることができる場合には、図6に示すように、総燃料量の全てを圧縮行程の前半期間に噴射して吸気行程での燃料噴射を行わないようにしてもよい。
Claims (4)
- 筒内噴射式の燃料噴射弁を備える内燃機関に適用されて、排気通路に設けられたセンサによる空燃比の検出が可能なときには混合気の空燃比が目標空燃比となるように前記燃料噴射弁の噴射量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御を実行する一方、前記空燃比フィードバック制御の非実行時にはオープンループ制御にて前記噴射量を算出する制御装置であって、
前記内燃機関の温度が所定温度以下の冷間状態における燃料噴射を制御する冷間時制御部を備えており、
前記冷間時制御部は、前記空燃比フィードバック制御の非実行中は、圧縮行程の前半期間に燃料を噴射する第1モードにて燃料噴射を実施し、前記空燃比フィードバック制御の実行中は、吸気行程の後半期間に燃料を噴射する第2モードにて燃料噴射を実施する冷間時制御を実行する
内燃機関の制御装置。 - 前記冷間時制御部は、前記第1モードとして前記圧縮行程の前半期間と吸気行程の後半期間とに燃料噴射を分割して実施する処理を実行する
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記冷間時制御部は、前記第2モードによる吸気行程の後半期間での燃料噴射を複数回に分割して実施する処理を実行する
請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記第2モードによる吸気行程の後半期間での燃料噴射を分割して実施するときの各噴射間の燃料噴射休止期間は、前記燃料噴射弁が閉弁してから次に開弁するまでに必要とされる最短時間が設定されている
請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
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2018
- 2018-04-27 JP JP2018087746A patent/JP2019190450A/ja active Pending
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