JP6521445B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
まず、本実施形態に係る内燃機関1の全体構成について説明する。図1は、本実施形態に係る内燃機関1の概略構成の一例を示す模式図である。係る内燃機関1は、シリンダブロック101a、シリンダヘッド101b、ピストン104、コネクティングロッド106、点火プラグ108、吸排気弁110、カム機構111、クランクシャフト115、制御装置140、クランク回転数センサ150及び吸入空気量センサ160を備える。シリンダブロック101aには、複数の気筒#1,#2,#3,#4が設けられる。図1の例では、4つの気筒#1,#2,#3,#4がシリンダブロック101aに設けられている。このうち、2つの気筒#1,#3が右バンクの気筒群を構成し、残りの2つの気筒#2,#4が左バンクの気筒群を構成する。本実施形態では、一例として4気筒水平対向型のガソリンエンジンを示している。
続いて、本実施形態に係る制御装置140における運転モードが気筒休止運転に設定されているときの各気筒の筒内圧の変動について説明する。図2は、制御装置140における運転モードが気筒休止運転に設定されているときにおいて、吸排気弁停止機構10が正常に作動している場合の筒内圧及びクランク軸トルクの変動について説明するための模式図である。図2のa〜dは、それぞれ気筒#1〜#4の筒内圧の変動を示している。図2のeは、図2のa〜dにそれぞれ示した気筒#1〜#4の筒内圧の変動を重ね合わせた図である。図2のfは、クランク軸トルクの変動を示している。また、図2のa〜fでは、1燃焼サイクルにおける各値の変動がそれぞれ示されている。図2のa〜dに記載した各行程(吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程)は、各気筒の全気筒運転での1燃焼サイクルにおける行程を示す。
[3−1.制御装置の機能構成]
続いて、図4〜図6を参照して、全気筒運転から気筒休止運転への切り替えにおいて、吸排気弁停止機構10の作動の異常を検出することを可能とする本実施形態に係る内燃機関1の制御装置140の機能構成について説明する。
記憶部141は、制御装置140による制御のために参照される情報を記憶する。例えば、記憶部141は、判定部145による判定処理に用いられる各種マップを記憶する。また、記憶部141は、クランク回転数センサ150から出力されたクランクシャフト115の回転数を示す情報を記憶する。
角速度差演算部143は、所定のクランク角間でのクランク軸の回転変動量の差を算出し、算出された所定のクランク角間でのクランク軸の回転変動量の差を示す情報を判定部145へ出力する。角速度差演算部143は、例えば、記憶部141に記憶されたクランクシャフト115の回転数を示す情報に基づいて、クランクシャフト115の角速度を算出し、クランク角180°前とのクランクシャフト115の角速度の差を算出する。角速度差演算部143は、一定のクランク角ごとに、クランク角180°前とのクランクシャフト115の角速度の差を算出してもよい。なお、以下では、ある時刻における角速度と、当該時刻からクランク角180°前のクランクシャフト115の角速度との差を、単に角速度の差とも呼ぶ。
判定部145は、角速度差演算部143から入力された所定のクランク角間でのクランク軸の回転変動量の差を示す情報に基づいて、休止対象の気筒#1,#2の吸排気弁110の開閉状態を判定する。具体的には、判定部145は、運転モードの設定が全気筒運転から気筒休止運転へ切り替わった後、所定のクランク角間でのクランク軸の回転変動量の差が、第1の閾値より大きく、かつ、第2の閾値より小さい場合に、休止対象の気筒#1,#2の吸排気弁110が閉じた状態で保持されていると判定する。より具体的には、判定部145は、運転モードの設定が全気筒運転から気筒休止運転へ切り替わった後、図5に示した時刻T1より前の時刻における角速度の差が、閾値N1より大きく、かつ、閾値N2より小さい場合に、休止対象の気筒#1,#2の吸排気弁110が閉じた状態で保持されていると判定する。
運転モード設定部147は、内燃機関1の運転状態に応じて、制御部149における運転モードを全気筒運転又は気筒休止運転のいずれか一方に設定する。また、運転モード設定部147は、運転モードが気筒休止運転に設定されている場合であっても、判定部145により気筒#1,#2の吸排気弁110が閉じた状態で保持されていないと判定された場合に、運転モードを全気筒運転へ切り替える。運転モード設定部147は、設定されている運転モードを示す情報を制御部149へ出力する。
制御部149は、運転モード設定部147によって設定された運転モードに応じて内燃機関1を構成する各装置の動作を制御する。具体的には、制御部149は、吸排気弁停止機構10の動作を制御する吸排気弁制御部149aと、燃料噴射弁の動作を制御する噴射制御部149bと、を含む。
続いて、図7を参照して、本実施形態に係る制御装置140が行う処理の流れについて説明する。図7は、本実施形態に係る制御装置140が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以上説明したように、本実施形態によれば、判定部145は、制御装置140における運転モードの設定が全気筒運転から気筒休止運転へ切り替わった後、角速度の差が、閾値N1より大きく、かつ、閾値N2より小さい場合に、休止対象の気筒#1,#2の吸排気弁110が閉じた状態で保持されていると判定する。運転モードの設定が全気筒運転から気筒休止運転へ切り替わった後において、吸排気弁停止機構10が正常に作動している場合の角速度の差は、吸排気弁停止機構10が正常に作動していない場合と比較して、小さい。
10 吸排気弁停止機構
30 ロッカーアーム
60 ピボット
101a シリンダブロック
101b シリンダヘッド
104 ピストン
106 コネクティングロッド
108 点火プラグ
110 吸排気弁
111 カム機構
112 カムシャフト
114 カム
115 クランクシャフト
116 クランクピン
118 クランクジャーナル
120 クランクアーム
132 オイルパン
134 オイルポンプ
136 制御弁
140 制御装置
141 記憶部
143 角速度差演算部
145 判定部
147 運転モード設定部
149 制御部
149a 吸排気弁制御部
149b 噴射制御部
150 クランク回転数センサ
160 吸入空気量センサ
Claims (5)
- 運転モードが気筒休止運転に設定されている場合に、複数の気筒のうち一部の気筒の吸気弁及び排気弁を閉じた状態で保持することにより、前記一部の気筒を休止させるように吸排気弁停止機構を制御する吸排気弁制御部と、
運転モードが気筒休止運転に設定されている場合に、前記一部の気筒への燃料の噴射を停止させる噴射制御部と、
運転モードの設定が全気筒運転から気筒休止運転へ切り替わった後、所定のクランク角間でのクランク軸の回転変動量の差が、第1の閾値より大きく、かつ、第2の閾値より小さい場合に、前記一部の気筒の吸気弁及び排気弁が閉じた状態で保持されていると判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、
所定のクランク角間での前記回転変動量の差が、前記第2の閾値より大きい場合に、前記一部の気筒の吸気弁及び排気弁が閉じた状態で保持されていないと判定し、
所定のクランク角間での前記回転変動量の差が、前記第1の閾値より小さい場合に、所定のクランク角間での前記回転変動量の差と前記第1の閾値及び前記第2の閾値との判定を繰り返す、
内燃機関の制御装置。 - 運転モードが気筒休止運転に設定されている場合に、複数の気筒のうち一部の気筒の吸気弁及び排気弁を閉じた状態で保持することにより、前記一部の気筒を休止させるように吸排気弁停止機構を制御する吸排気弁制御部と、
運転モードが気筒休止運転に設定されている場合に、前記一部の気筒への燃料の噴射を停止させる噴射制御部と、
運転モードの設定が全気筒運転から気筒休止運転へ切り替わった後、所定のクランク角間でのクランク軸の回転変動量の差が、第1の閾値より大きく、かつ、第2の閾値より小さい場合に、前記一部の気筒の吸気弁及び排気弁が閉じた状態で保持されていると判定する判定部と、
を備え、
前記第1の閾値及び前記第2の閾値は、吸入空気量が大きいほど大きな値に設定される、
内燃機関の制御装置。 - 運転モードが気筒休止運転に設定されている場合に、複数の気筒のうち一部の気筒の吸気弁及び排気弁を閉じた状態で保持することにより、前記一部の気筒を休止させるように吸排気弁停止機構を制御する吸排気弁制御部と、
運転モードが気筒休止運転に設定されている場合に、前記一部の気筒への燃料の噴射を停止させる噴射制御部と、
運転モードの設定が全気筒運転から気筒休止運転へ切り替わった後、所定のクランク角間でのクランク軸の回転変動量の差が、第1の閾値より大きく、かつ、第2の閾値より小さい場合に、前記一部の気筒の吸気弁及び排気弁が閉じた状態で保持されていると判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、運転モードの設定が全気筒運転から気筒休止運転へ切り替わった後に前記一部の気筒の吸気弁及び排気弁が閉じた状態で保持されていると判定した場合であっても、運転モードの設定が全気筒運転から気筒休止運転へ切り替わった時点から所定時間経過時において、所定のクランク角間での前記回転変動量の差が、第3の閾値より小さい場合に、前記一部の気筒の吸気弁及び排気弁が閉じた状態で保持されていないと判定する、
内燃機関の制御装置。 - 前記第3の閾値は、吸入空気量が大きいほど大きな値に設定される、請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
- 運転モードの設定は、前記判定部により前記一部の気筒の吸気弁及び排気弁が閉じた状態で保持されていないと判定された場合に、気筒休止運転から全気筒運転へ切り替えられる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
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