JP2020020306A - エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記制御手段は、前記点火進角制御を実施すると前記燃焼室内の圧力の最大値が予め設定された基準圧力を超えると予測されるときは、前記点火進角制御を実施するとともに、前記高負荷領域における気筒の有効圧縮比が前記点火進角制御を実施しないときよりも低くなるように前記有効圧縮比変更手段を制御する、のが好ましい(請求項3)。
図1は、本発明のエンジンの制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。本実施形態のエンジンシステムは、4ストロークのエンジン本体1と、エンジン本体1に燃焼用の空気を導入するための吸気通路20と、エンジン本体1で生成された排気を排出するための排気通路30とを備える。
(2−1)システム構成
図2は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。本実施形態のエンジンシステムは、PCM(パワートレイン・コントロール・モジュール、制御手段)100によって統括的に制御される。PCM100は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM等から構成されるマイクロプロセッサである。
図3は、横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジン負荷とした制御マップであり、制御内容に応じてエンジンの運転領域が区画されている。具体的には、エンジン負荷が予め設定された基準負荷(所定の負荷)Tq1以下でありノッキングが生じ難い低負荷領域Bと、エンジン負荷が基準負荷Tq1よりも高くノッキングが生じやすい高負荷領域Aとに区画されている。高負荷領域Aでは、ノッキングの発生を抑制するべく、後述するノック回避制御が実施される。本実施形態では、前記のように、エンジン本体1の幾何学的圧縮比が15以上に設定されており、燃焼室6内の温度が非常に高い温度にまで高められる。従って、特にノッキングが生じやすい。高負荷領域Aは、さらに、エンジン回転数が予め設定された基準回転数N1未満の高負荷低速領域A1と、エンジン回転数が基準回転数N1以上の高負荷高速領域A2とに区画されている。
図4、図5(a)、図5(b)を用いて、高負荷領域Aにて実施されるノック回避制御の概要について説明する。図4は、点火時期(クランク角)とノッキングの強さ(以下、ノック強度という)、および、点火時期と筒内圧の最大値である最大筒内圧との関係を示したグラフである。図5(a)は、熱発生率のクランク角変化を示した図である。また、図5(b)は、図5(a)に対応する図であって筒内圧のクランク角変化を示した図である。図4に示したノック強度は、筒内圧の波形に含まれる所定の周波数以上の波形の振幅の最大値である。図5(a)、図5(b)の各ラインは、それぞれ、点火時期が互いに異なる運転条件での熱発生率、筒内圧を示している。
以上のように、本実施形態では、高負荷領域Aにおいて、MBTよりも遅角側に設定された基準点火時期に点火を行うとノッキングが生じる場合には、点火時期の候補の一つに、進角側領域R1に含まれて基準点火時期よりも進角側の第1点火時期を設定する。そして、この第1点火時期で点火すると、最大筒内圧が基準圧力を超えない、且つ、dP/dθの最大値が基準圧力増加率を超えないときは、この第1点火時期で混合気に点火を行う。
図7は、第2実施形態に係るノック回避制御のフローチャートである。第2実施形態は、第1実施形態に対して、ステップS4あるいはステップS5にてNOと判定されたときに進むステップ(ステップS21、S22、S23)の制御内容が異なっている。これらのステップS21、S22、S23を除くステップは、上記で説明した実施形態である第1実施形態と第2実施形態とで同じであり、ここでは、ステップS21、S22、S23を除くステップの詳細な説明は省略する。
また、前記実施形態に代えて、ノック回避制御を図8に示すように構成してもよい。図8は、第3実施形態に係るノック回避制御のフローチャートである。図8のフローチャートにおいて、ステップS31、S32、S33を除くステップは第1実施形態の同符号のステップと同じであるので、ステップS31、S32、S33を除くステップの説明はここでは省略する。
気筒の幾何学的圧縮比は、15以上に限らない。ただし、気筒の幾何学的圧縮比が15以上になると、ノッキングが生じやすい。そのため、このように気筒の幾何学的圧縮比が、15以上のエンジンに前記の実施形態を適用すれば、効果的である。
6 燃焼室
11a 吸気弁可変機構(有効圧縮比変更手段)
13 点火プラグ(点火手段)
14 インジェクタ(燃料供給手段)
100 PCM(制御手段)
Claims (7)
- 燃焼室が形成された気筒を備えたエンジンの制御装置であって、
前記燃焼室内にガソリンを含有する燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃料供給手段によって前記燃焼室内に供給された燃料と空気との混合気を点火する点火手段と、
前記点火手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、エンジン負荷が所定の負荷よりも高い高負荷領域において、エンジントルクが最も高くなる点火時期であるMBTよりも遅角側に設定された基準点火時期に点火を行うとノッキングが生じる場合は、前記基準点火時期よりも進角側の時期で前記点火手段に点火を行わせる点火進角制御を実施する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 請求項1に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、前記点火進角制御を実施すると前記燃焼室内の圧力の最大値が予め設定された基準圧力を超えると予測されるときは、前記点火進角制御を実施するとともに、前記燃焼室内に供給される燃料が低減するように前記燃料供給手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 請求項1または2に記載のエンジンの制御装置において、
気筒の有効圧縮比を変更可能な有効圧縮比変更手段を備え、
前記制御手段は、前記点火進角制御を実施すると前記燃焼室内の圧力の最大値が予め設定された基準圧力を超えると予測されるときは、前記点火進角制御を実施するとともに、前記高負荷領域における気筒の有効圧縮比が前記点火進角制御を実施しないときよりも低くなるように前記有効圧縮比変更手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 請求項1に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、前記点火進角制御を実施すると前記燃焼室内の圧力の最大値が予め設定された基準圧力を超えると予測されるときは、前記点火進角制御を実施することなく、前記基準点火時期よりも遅角側の時期で前記点火手段に点火を行わせる、ことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、前記点火進角制御の実施後にノッキングが生じた場合、あるいは、前記点火進角制御の実施によってもノッキングが生じると予測される場合は、前記基準点火時期よりも遅角側の遅角側点火時期で前記点火手段に点火を行わせる、ことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
前記気筒の幾何学的圧縮比は、15以上に設定されている、ことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
前記高負荷領域の少なくとも一部の領域では、混合気の一部を前記点火手段による点火によって燃焼させた後に他の混合気を自着火により燃焼させる部分圧縮着火燃焼が実施される、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
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