JP4518251B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
前記内燃機関を前記第1の運転方式又は前記第2の運転方式により運転する運転制御手段と、
前記内燃機関の運転状態を取得する運転状態取得手段と、
前記内燃機関の運転状態と前記内燃機関の燃料消費率の基準値である基準燃料消費率との関係を予め記憶する基準燃料消費率記憶手段を含み、該基準燃料消費率記憶手段に記憶された関係と前記運転状態取得手段によって取得された運転状態とに基づいて前記運転状態取得手段によって取得された運転状態に応じた基準燃料消費率を取得する基準燃料消費率取得手段と、
現時点における実際の燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、
前記内燃機関が前記第1の運転方式により運転されている場合に、前記燃料消費率算出手段によって算出された実際の燃料消費率が前記基準燃料消費率取得手段によって取得された基準燃料消費率より大きいときは、前記内燃機関の運転方式を前記第1の運転方式から前記第2の運転方式に切り替えるように前記運転制御手段に指示を与える運転方式切替制御手段と、
を備え、
前記燃料消費率算出手段は、
前記内燃機関が前記第1の運転方式により運転されている場合における、前記内燃機関の運転状態と、前記燃焼室内の混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに与える正味の生成エネルギーから前記内燃機関の外部に取り出すことができる出力エネルギーを減じて得られる損失エネルギーと、の関係を予め記憶する損失エネルギー記憶手段と、
前記燃焼室内の圧力である筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、
を含むとともに、
前記内燃機関が前記第1の運転方式により運転されている場合、前記運転状態取得手段によって取得された運転状態と前記損失エネルギー記憶手段に記憶された関係とに基づいて現時点における損失エネルギーを取得し、更に、前記筒内圧力検出手段によって検出された筒内圧力に基づいて現時点における生成エネルギーを算出し、該算出された生成エネルギーから前記取得された損失エネルギーを減じて得られるエネルギーに基づいて現時点における実際の燃料消費率を算出する。
また、本発明によれば、内燃機関が第1の運転方式により運転されている場合に、検出された筒内圧力に基づいて燃焼室内の混合ガスが燃焼することによりピストンに与える正味の生成エネルギーが算出される。これにより、第1の運転方式による運転時の実際の生成エネルギーを正確に求めることができる。更に、第1の運転方式による運転時の損失エネルギーが内燃機関の運転状態に応じて取得される。そして、算出された生成エネルギーと、取得された損失エネルギーと、に基づいて第1の運転方式による運転時の実際の燃料消費率が算出される。この結果、第1の運転方式による運転時の損失エネルギーを考慮して、より正確に燃料消費率を算出することができる。従って、運転方式が適切に選択される。
空気を燃焼室内に供給するためにシリンダヘッドに形成された吸気ポートを開閉する吸気弁と、前記燃焼室内の燃焼ガスを同燃焼室から排出するためにシリンダヘッドに形成された排気ポートを開閉する排気弁と、を有する気筒を複数備えるとともに、前記燃焼室内の混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を第1の運転方式と該第1の運転方式とは異なる第2の運転方式とに前記気筒毎に独立して切り替えて運転することが可能な多気筒内燃機関に適用される。
前記内燃機関の運転状態を取得する運転状態取得手段と、
前記複数の気筒のうちの第1気筒の前記燃焼室内の圧力である第1筒内圧力を検出する第1筒内圧力検出手段と、
該第1筒内圧力検出手段によって検出された第1筒内圧力に基づいて前記第1気筒の燃料消費率である第1燃料消費率を算出する第1燃料消費率算出手段と、
前記複数の気筒のうちの前記第1気筒とは異なる第2気筒の前記燃焼室内の圧力である第2筒内圧力を検出する第2筒内圧力検出手段と、
該第2筒内圧力検出手段によって検出された第2筒内圧力に基づいて前記第2気筒の燃料消費率である第2燃料消費率を算出する第2燃料消費率算出手段と、
所定の運転条件下において前記第1気筒を前記第1の運転方式により運転するとともに、前記第2気筒を前記第2の運転方式により運転し、前記第1燃料消費率算出手段によって算出された第1燃料消費率が前記第2燃料消費率算出手段によって算出された第2燃料消費率より大きいと判定したときは、その時点以降、前記複数の気筒のすべてを前記第2の運転方式により運転する一方、前記第1燃料消費率算出手段によって算出された第1燃料消費率が前記第2燃料消費率算出手段によって算出された第2燃料消費率より小さいと判定したときは、その時点以降、前記複数の気筒のすべてを前記第1の運転方式により運転する多気筒運転制御手段と、
を備え、
前記第1燃料消費率算出手段は、
前記第1気筒が前記第1の運転方式により運転されている場合における、前記内燃機関の運転状態と、前記第1気筒内の混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに与える正味の生成エネルギーから前記第1気筒の外部に取り出すことができる出力エネルギーを減じて得られる損失エネルギーと、の関係を予め記憶する第1損失エネルギー記憶手段と、
前記第1気筒内の圧力である第1筒内圧力を検出する第1筒内圧力検出手段と、
を含むとともに、
前記第1気筒が前記第1の運転方式により運転されている場合、前記運転状態取得手段によって取得された運転状態と前記第1損失エネルギー記憶手段に記憶された関係とに基づいて前記第1気筒の現時点における損失エネルギーを取得し、更に、前記第1筒内圧力検出手段によって検出された第1筒内圧力に基づいて前記第1気筒の現時点における生成エネルギーを算出し、該算出された生成エネルギーから前記取得された前記第1気筒の現時点における損失エネルギーを減じて得られるエネルギーに基づいて前記第1気筒の現時点における実際の燃料消費率を算出し、
前記第2燃料消費率算出手段は、
前記第2気筒が前記第2の運転方式により運転されている場合における、前記内燃機関の運転状態と、前記第2気筒内の混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに与える正味の生成エネルギーから前記第2気筒の外部に取り出すことができる出力エネルギーを減じて得られる損失エネルギーと、の関係を予め記憶する第2損失エネルギー記憶手段と、
前記第2気筒内の圧力である第2筒内圧力を検出する第2筒内圧力検出手段と、
を含むとともに、
前記第2気筒が前記第2の運転方式により運転されている場合、前記運転状態取得手段によって取得された運転状態と前記第2損失エネルギー記憶手段に記憶された関係とに基づいて前記第2気筒の現時点における損失エネルギーを取得し、更に、前記第2筒内圧力検出手段によって検出された第2筒内圧力に基づいて前記第2気筒の現時点における生成エネルギーを算出し、該算出された生成エネルギーから前記取得された前記第2気筒の現時点における損失エネルギーを減じて得られるエネルギーに基づいて前記第2気筒の現時点における実際の燃料消費率を算出する。
以下、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る前記制御装置を4サイクル自着火運転方式と4サイクル火花点火運転方式とを切り替えて運転することが可能な多気筒(4気筒)内燃機関に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図1は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。
次に、上記のように構成された制御装置の作動の概要について説明する。この制御装置は、特定気筒(本例では、第1気筒)の筒内圧力センサ63により検出された筒内圧力に基づいて燃焼室25内の混合ガスが燃焼することによりピストン22に与える正味の生成エネルギー(図示仕事量)を算出する。更に、制御装置は、現時点の運転方式及び内燃機関10の運転状態に応じて損失エネルギーを取得する。そして、制御装置は、算出された生成エネルギーと取得された損失エネルギーとに基づいて第1気筒の現時点における実際の燃料消費率を算出する。
以下、この制御装置の作動の詳細について説明する。電気制御装置70のCPU71は、図2にフローチャートにより示した運転方式制御ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。
そして、CPU71は、ステップ299に進み本ルーチンを一旦終了する。
そして、CPU71は、ステップ299に進み本ルーチンを一旦終了する。
更に、CPU71は、図6にフローチャートにより示した燃料消費率算出ルーチンを第1気筒のクランク角が所定のクランク角Δθ(本例では、1°)だけ増加する毎に繰り返し実行するようになっている。なお、燃料消費率算出ルーチンが実行されることは、燃料消費率算出手段の機能が達成されることに対応している。
これにより、内燃機関10が自着火運転方式により運転されている場合において実際の燃料消費率SFCが算出される。
次に、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。第2実施形態に係る前記制御装置は、第1気筒を含む第1気筒群を自着火運転方式により運転するとともに、第2気筒を含む第2気筒群を火花点火運転方式により運転する複数方式運転を行い、第1気筒及び第2気筒の実際の燃料消費率をそれぞれ算出し、同算出した燃料消費率に基づいて全気筒の運転方式を実際の燃料消費率が良好な気筒の運転方式に切り替える点において第1実施形態の制御装置と相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。
そして、CPU71は、ステップ799に進み本ルーチンを一旦終了する。
そして、CPU71は、ステップ799に進み本ルーチンを一旦終了する。
Claims (4)
- シリンダと、前記シリンダ内において往復動するピストンと、を備え、前記シリンダの壁面と前記ピストンの頂面とにより形成された燃焼室内の混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を第1の運転方式と該第1の運転方式とは異なる第2の運転方式とに切り替えて運転することが可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関を前記第1の運転方式又は前記第2の運転方式により運転する運転制御手段と、
前記内燃機関の運転状態を取得する運転状態取得手段と、
前記内燃機関の運転状態と前記内燃機関の燃料消費率の基準値である基準燃料消費率との関係を予め記憶する基準燃料消費率記憶手段を含み、該基準燃料消費率記憶手段に記憶された関係と前記運転状態取得手段によって取得された運転状態とに基づいて前記運転状態取得手段によって取得された運転状態に応じた基準燃料消費率を取得する基準燃料消費率取得手段と、
現時点における実際の燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、
前記内燃機関が前記第1の運転方式により運転されている場合に、前記燃料消費率算出手段によって算出された実際の燃料消費率が前記基準燃料消費率取得手段によって取得された基準燃料消費率より大きいときは、前記内燃機関の運転方式を前記第1の運転方式から前記第2の運転方式に切り替えるように前記運転制御手段に指示を与える運転方式切替制御手段と、
を備える内燃機関の制御装置において、
前記燃料消費率算出手段は、
前記内燃機関が前記第1の運転方式により運転されている場合における、前記内燃機関の運転状態と、前記燃焼室内の混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに与える正味の生成エネルギーから前記内燃機関の外部に取り出すことができる出力エネルギーを減じて得られる損失エネルギーと、の関係を予め記憶する損失エネルギー記憶手段と、
前記燃焼室内の圧力である筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、
を含むとともに、
前記内燃機関が前記第1の運転方式により運転されている場合、前記運転状態取得手段によって取得された運転状態と前記損失エネルギー記憶手段に記憶された関係とに基づいて現時点における損失エネルギーを取得し、更に、前記筒内圧力検出手段によって検出された筒内圧力に基づいて現時点における生成エネルギーを算出し、該算出された生成エネルギーから前記取得された損失エネルギーを減じて得られるエネルギーに基づいて現時点における実際の燃料消費率を算出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、
前記基準燃料消費率は、前記内燃機関が前記第2の運転方式により運転されている場合における燃料消費率に基づいて設定されている内燃機関の制御装置。 - 空気を燃焼室内に供給するためにシリンダヘッドに形成された吸気ポートを開閉する吸気弁と、前記燃焼室内の燃焼ガスを同燃焼室から排出するためにシリンダヘッドに形成された排気ポートを開閉する排気弁と、を有する気筒を複数備えるとともに、前記燃焼室内の混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を第1の運転方式と該第1の運転方式とは異なる第2の運転方式とに前記気筒毎に独立して切り替えて運転することが可能な多気筒内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態を取得する運転状態取得手段と、
前記複数の気筒のうちの第1気筒の前記燃焼室内の圧力である第1筒内圧力を検出する第1筒内圧力検出手段と、
該第1筒内圧力検出手段によって検出された第1筒内圧力に基づいて前記第1気筒の燃料消費率である第1燃料消費率を算出する第1燃料消費率算出手段と、
前記複数の気筒のうちの前記第1気筒とは異なる第2気筒の前記燃焼室内の圧力である第2筒内圧力を検出する第2筒内圧力検出手段と、
該第2筒内圧力検出手段によって検出された第2筒内圧力に基づいて前記第2気筒の燃料消費率である第2燃料消費率を算出する第2燃料消費率算出手段と、
所定の運転条件下において前記第1気筒を前記第1の運転方式により運転するとともに、前記第2気筒を前記第2の運転方式により運転し、前記第1燃料消費率算出手段によって算出された第1燃料消費率が前記第2燃料消費率算出手段によって算出された第2燃料消費率より大きいと判定したときは、その時点以降、前記複数の気筒のすべてを前記第2の運転方式により運転する一方、前記第1燃料消費率算出手段によって算出された第1燃料消費率が前記第2燃料消費率算出手段によって算出された第2燃料消費率より小さいと判定したときは、その時点以降、前記複数の気筒のすべてを前記第1の運転方式により運転する多気筒運転制御手段と、
を備える多気筒内燃機関の制御装置において、
前記第1燃料消費率算出手段は、
前記第1気筒が前記第1の運転方式により運転されている場合における、前記内燃機関の運転状態と、前記第1気筒内の混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに与える正味の生成エネルギーから前記第1気筒の外部に取り出すことができる出力エネルギーを減じて得られる損失エネルギーと、の関係を予め記憶する第1損失エネルギー記憶手段と、
前記第1気筒内の圧力である第1筒内圧力を検出する第1筒内圧力検出手段と、
を含むとともに、
前記第1気筒が前記第1の運転方式により運転されている場合、前記運転状態取得手段によって取得された運転状態と前記第1損失エネルギー記憶手段に記憶された関係とに基づいて前記第1気筒の現時点における損失エネルギーを取得し、更に、前記第1筒内圧力検出手段によって検出された第1筒内圧力に基づいて前記第1気筒の現時点における生成エネルギーを算出し、該算出された生成エネルギーから前記取得された前記第1気筒の現時点における損失エネルギーを減じて得られるエネルギーに基づいて前記第1気筒の現時点における実際の燃料消費率を算出し、
前記第2燃料消費率算出手段は、
前記第2気筒が前記第2の運転方式により運転されている場合における、前記内燃機関の運転状態と、前記第2気筒内の混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに与える正味の生成エネルギーから前記第2気筒の外部に取り出すことができる出力エネルギーを減じて得られる損失エネルギーと、の関係を予め記憶する第2損失エネルギー記憶手段と、
前記第2気筒内の圧力である第2筒内圧力を検出する第2筒内圧力検出手段と、
を含むとともに、
前記第2気筒が前記第2の運転方式により運転されている場合、前記運転状態取得手段によって取得された運転状態と前記第2損失エネルギー記憶手段に記憶された関係とに基づいて前記第2気筒の現時点における損失エネルギーを取得し、更に、前記第2筒内圧力検出手段によって検出された第2筒内圧力に基づいて前記第2気筒の現時点における生成エネルギーを算出し、該算出された生成エネルギーから前記取得された前記第2気筒の現時点における損失エネルギーを減じて得られるエネルギーに基づいて前記第2気筒の現時点における実際の燃料消費率を算出する多気筒内燃機関の制御装置。 - 請求項3に記載の多気筒内燃機関の制御装置であって、
前記多気筒運転制御手段は、前記複数の気筒のすべてが前記第2の運転方式により運転されている全気筒第2運転方式運転状態において前記第2気筒の前記燃焼室内に導入される空気の量と、前記第1気筒が前記第1の運転方式により運転されているとともに前記第2気筒が同第2の運転方式により運転されている複数方式運転状態において前記第2気筒の前記燃焼室内に導入される空気の量と、が等しくなるように、前記全気筒第2運転方式運転状態における前記第2気筒の前記吸気弁を開閉するタイミングとは異なるタイミングにて前記複数方式運転状態において前記第2気筒の吸気弁を開閉する多気筒内燃機関の制御装置。
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