JP6848918B2 - エンジンの制御方法、エンジンのノック検出方法およびエンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
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る。
次に、高負荷領域Aにて実施されるノック回避制御(ノック抑制工程)について図4を用いて説明する。
高負荷領域Aにて実施されるノック判定制御(ノック予測工程)について説明する。
図5は、クランク角に対する筒内圧の変化を示した図である。図5の実線は、ノッキングが生じたときの筒内圧、破線は、ノッキングが生じなかったときの筒内圧である。この図に示されるように、燃焼が開始したクランク角CA1以降、筒内圧は上昇していく。そして、ノッキングが生じたときは、クランク角CA1以降においてノッキングが生じなかったときよりも筒内圧が早い速度で上昇する。
前記のように、ノッキングが発生するか否かは、第2期間中の筒内圧の上昇量に基づいて精度よく判定できる。しかしながら、この筒内圧の上昇量に基づいてノッキングが発生するか否かを判定する第2ノック判定ステップでは、ノッキングが発生するか否かの判定が出されるのが混合気の燃焼が開始した後である。そのため、第2ノック判定ステップでは、ノッキングが発生すると判定されてから追加噴射Q2を実施しようとしても、エンジン回転数が高いとき等では、インジェクタ14の駆動遅れのために実際に追加噴射Q2が可能となるのが(インジェクタ14から燃焼室6に実際に追加噴射Q2に係る燃料が噴射され始めるのが)最適追加噴射時期よりも遅くなるおそれがある。
高負荷領域Aにて実施されるノック判定制御およびノック回避制御の流れについて図9のフローチャート等を用いて説明する。
以上のように、本実施形態では、EGR率が基準EGR率未満と低く低温酸化反応が生じるとノッキングがほぼ確実に生じるときには、低温酸化反応が生じたか否かのみによってノッキングが発生するか否かを判定する。従って、ノッキングの発生を早期に予測しつつ、筒内圧上昇量に基づくノッキングの予測を省略してPCM100の演算負荷を少なく抑えることができる。
前記実施形態では、高負荷領域Aで運転されておりEGR率が基準EGR率以上の場合に、ステップS9を実施するとともにステップS12を実施する場合(第1ノック判定ステップと第2ノック判定ステップとの両方を実施する場合)を説明した。これに代えて、EGR率が基準EGR率以上の場合には、ステップS12のみ(第2ノック判定ステップのみ)を実施して、ノッキングが発生するか否かを判定してもよい。
2 気筒
6 燃焼室
13 点火プラグ
14 インジェクタ(冷媒供給手段)
100 PCM
SN3 筒内圧センサ(検出手段)
Claims (5)
- ガソリンを含有する燃料と空気との混合気が燃焼する気筒と、当該気筒内の圧力である筒内圧を検出する検出手段とを含むエンジンを制御する方法であって、
前記検出手段により検出される筒内圧に基づいて、前記気筒内でのノッキングの発生を予測するノック予測工程と、
前記ノック予測工程でノッキングが発生すると予測された場合に、前記気筒内の温度を低下させるための冷媒を前記気筒に供給するノック抑制工程とを含み、
前記ノック予測工程は、
圧縮行程後期から膨張行程初期までの期間に含まれ且つ前記混合気の燃焼が開始する前の期間である第1期間中に前記検出手段により検出された筒内圧に基づいて、前記第1期間の開始から終了までの熱発生率の増加量を算出し、算出した熱発生率の増加量が所定の基準増加量以上であるときに、ノッキングが発生すると予測する第1予測ステップと、
圧縮行程後期から膨張行程初期までの期間に含まれ且つ前記混合気の燃焼が開始した後の期間である第2期間中に前記検出手段により検出された筒内圧に基づいて、前記第2期間の開始から終了までの筒内圧の上昇量を算出し、算出した筒内圧の上昇量が所定の基準圧力上昇量以上であるときに、ノッキングが発生すると予測する第2予測ステップとを含み、
前記気筒内の全ガス量に対する既燃ガス量の割合であるEGR率が所定の基準EGR率未満のときは、前記第1予測ステップを含み且つ前記第2予測ステップを含まない手順によってノッキングの発生を予測し、前記EGR率が前記基準EGR率以上のときは、少なくとも前記第2予測ステップを含む手順によってノッキングの発生を予測する、ことを特徴とするエンジンの制御方法。 - 請求項1に記載のエンジンの制御方法において、
前記気筒の幾何学的圧縮比は15以上且つ20以下に設定されており、前記気筒の有効圧縮比は、当該気筒の幾何学的圧縮比以下で且つこの幾何学的圧縮比との差が2以内になるように設定されており、
前記基準EGR率は、10%以上且つ30%以下に設定されている、ことを特徴とするエンジンの制御方法。 - 請求項1または2に記載のエンジンの制御方法において、
前記第2期間は、1燃焼サイクル中に前記気筒内に生じる全熱発生量の20%の熱量が発生したときに終了する期間である、ことを特徴とするエンジンの制御方法。 - ガソリンを含有する燃料と空気との混合気が燃焼する気筒と、当該気筒内の圧力である筒内圧を検出する検出手段とを含むエンジンにおいて生じるノッキングを検出する方法であって、
圧縮行程後期から膨張行程初期までの期間に含まれ且つ前記混合気の燃焼が開始する前の期間である第1期間中に前記検出手段により検出された筒内圧に基づいて、前記第1期間の開始から終了までの熱発生率の増加量を算出し、算出した熱発生率の増加量が所定の基準増加量以上であるときに、ノッキングが発生すると予測する第1予測ステップと、
圧縮行程後期から膨張行程初期までの期間に含まれ且つ前記混合気の燃焼が開始した後の期間である第2期間中に前記検出手段により検出された筒内圧に基づいて、前記第2期間の開始から終了までの筒内圧の上昇量を算出し、算出した筒内圧の上昇量が所定の基準圧力上昇量以上であるときに、ノッキングが発生すると予測する第2予測ステップとを含み、
前記気筒内の全ガス量に対する既燃ガス量の割合であるEGR率が所定の基準EGR率未満のときは、前記第1予測ステップを含み且つ前記第2予測ステップを含まない手順によってノッキングの発生を予測し、前記EGR率が前記基準EGR率以上のときは、少なくとも前記第2予測ステップを含む手順によってノッキングの発生を予測する、ことを特徴とするエンジンのノック検出方法。 - ガソリンを含有する燃料と空気との混合気が燃焼する気筒を備えたエンジンの制御装置であって、
前記気筒内の圧力である筒内圧を検出する検出手段と、
前記気筒内の温度を低下させるための冷媒を前記気筒内へ供給する冷媒供給手段と、
前記冷媒供給手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
圧縮行程後期から膨張行程初期までの期間に含まれ且つ前記混合気の燃焼が開始する前の期間である第1期間中に前記検出手段により検出された筒内圧に基づいて、前記第1期間の開始から終了までの熱発生率の増加量を算出し、算出した熱発生率の増加量が所定の基準増加量以上であるときに、ノッキングが発生すると予測する第1予測部と、
圧縮行程後期から膨張行程初期までの期間に含まれ且つ前記混合気の燃焼が開始した後の期間である第2期間中に前記検出手段により検出された筒内圧に基づいて、前記第2期間の開始から終了までの筒内圧の上昇量を算出し、算出した筒内圧の上昇量が所定の基準圧力上昇量以上であるときに、ノッキングが発生すると予測する第2予測部とを備え、
前記気筒内の全ガス量に対する既燃ガス量の割合であるEGR率が所定の基準EGR率未満のときは、前記第1予測部を使用し且つ前記第2予測部を使用せずにノッキングの発生を予測し、前記EGR率が前記基準EGR率以上のときは、少なくとも前記第2予測部を使用してノッキングの発生を予測し、ノッキングの発生が予測された場合に、前記冷媒供給手段によって前記気筒内の温度を低下させるための冷媒を前記気筒に供給させる、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
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