(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の制御装置に関し、燃料インジェクタの噴孔へのデポジットの堆積を確実に抑制することを目的とする。【解決手段】本発明の内燃機関の制御装置は、気筒１２に設けられた吸気ポート２２ａ，２２ｂ、吸気弁１４ａ，１４ｂ、および燃料インジェクタ２６ａ，２６ｂと、吸気ポート２２ａ，２２ｂを互いに連通させる連通部３０と、吸気ポート２２ａの燃料インジェクタ２６ａの燃料噴射位置の上流側に配置され、吸気ポート２２ａを遮断可能な遮断弁３２と、吸気弁１４ｂを閉弁状態で停止可能な弁停止手段と、弁停止手段により吸気弁１４ｂを停止させて内燃機関を運転する一部弁停止運転を行う際に、停止された吸気弁１４ｂに対応する吸気ポート２２ｂの燃料インジェクタ２６ｂからの燃料噴射を停止させ、遮断弁３２を閉じ、燃料インジェクタ２６ａのみから燃料を噴射させる一部弁停止運転手段と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の１気筒当たりに複数設けられた吸気ポートおよび吸気弁と、
同一気筒の前記複数の吸気ポート毎に設けられた燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの燃料噴射位置の下流域で、同一気筒の前記複数の吸気ポートを互いに連通させる連通部と、
同一気筒の前記複数の吸気ポートのうちの少なくとも一つの吸気ポートの燃料インジェクタの燃料噴射位置の上流側に配置され、当該吸気ポートを遮断可能な遮断弁と、
同一気筒の前記複数の吸気ポートのうち、前記遮断弁が設けられた遮断弁付き吸気ポート以外の少なくとも一つの吸気ポートに対応する吸気弁を閉弁状態で停止可能な弁停止手段と、
前記弁停止手段により同一気筒の前記複数の吸気弁のうちの一部を停止させて前記内燃機関を運転する一部弁停止運転を行う際に、停止された吸気弁に対応する吸気ポートの燃料インジェクタからの燃料噴射を停止させ、前記遮断弁を閉じ、前記遮断弁付き吸気ポートの燃料インジェクタのみから燃料を噴射させる一部弁停止運転手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
機関回転速度が所定値より低い運転領域において前記一部弁停止運転を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１気筒当たり複数の吸気ポートを備え、その複数の吸気ポート毎に燃料インジェクタを設けた内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３８８０４号公報
【特許文献２】特開２０１０−９６０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような内燃機関において、一つの気筒の複数の燃料インジェクタのうちの一部のみから燃料を噴射して運転する場合がある。その場合、燃料噴射を停止した燃料インジェクタの噴孔にデポジットが堆積し易いという問題がある。これは、次のような理由による。燃料インジェクタ先端の噴孔付近は、燃焼室からの輻射熱を受ける。燃料を噴射している燃料インジェクタでは、内部を通過する燃料による冷却効果により、噴孔付近の温度上昇が抑制される。これに対し、燃料噴射を停止した燃料インジェクタでは、通過燃料による冷却効果がなくなるので、燃焼室からの輻射熱により噴孔付近が高温となる。その結果、燃料等が噴孔内で炭化し、デポジットとして堆積するためである。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、燃料インジェクタの噴孔へのデポジットの堆積を確実に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の１気筒当たりに複数設けられた吸気ポートおよび吸気弁と、
同一気筒の前記複数の吸気ポート毎に設けられた燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの燃料噴射位置の下流域で、同一気筒の前記複数の吸気ポートを互いに連通させる連通部と、
同一気筒の前記複数の吸気ポートのうちの少なくとも一つの吸気ポートの燃料インジェクタの燃料噴射位置の上流側に配置され、当該吸気ポートを遮断可能な遮断弁と、
同一気筒の前記複数の吸気ポートのうち、前記遮断弁が設けられた遮断弁付き吸気ポート以外の少なくとも一つの吸気ポートに対応する吸気弁を閉弁状態で停止可能な弁停止手段と、
前記弁停止手段により同一気筒の前記複数の吸気弁のうちの一部を停止させて前記内燃機関を運転する一部弁停止運転を行う際に、停止された吸気弁に対応する吸気ポートの燃料インジェクタからの燃料噴射を停止させ、前記遮断弁を閉じ、前記遮断弁付き吸気ポートの燃料インジェクタのみから燃料を噴射させる一部弁停止運転手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
機関回転速度が所定値より低い運転領域において前記一部弁停止運転を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明によれば、一部弁停止運転の際、燃料噴射を停止した燃料インジェクタのある吸気ポートに新気を流通させることにより、燃料噴射を停止した燃料インジェクタの噴孔付近を新気によって冷却することができる。このため、燃料噴射を停止した燃料インジェクタの噴孔付近が燃焼室からの輻射熱によって高温となることを抑制することができるので、噴孔にデポジットが堆積することを確実に抑制することができる。
【０００９】
第２の発明によれば、機関回転速度が所定値より低い運転領域において、一部弁停止運転を行うことにより、当該領域における燃焼を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１および図２は、それぞれ、本発明の実施の形態１のシステム構成を示す図である。これらの図に示すように、本実施形態のシステムは、車両等に搭載される内燃機関１０を備えている。これらの図では、内燃機関１０が備える複数の気筒１２のうちの一つが示されているが、本発明において気筒数および気筒配置は特に限定されるものではない。図１中には、内燃機関１０のクランク軸に平行な方向から見た断面図が示されており、図２中には、気筒１２を上方から見た模式図が示されている。
【００１３】
各気筒１２には、吸気弁１４ａ，１４ｂと、排気弁１６と、点火プラグ１８とが設けられている。また、各気筒１２の燃焼室２０には、吸気ポート２２ａ，２２ｂと、排気ポート２４とが連通している。また、各気筒１２には、吸気ポート２２ａ，２２ｂ内に燃料を噴射する燃料インジェクタ（燃料噴射弁）２６ａ，２６ｂが設けられている。
【００１４】
図２に示すように、本実施形態の内燃機関１０では、１気筒当たりに、二つの吸気弁１４ａ，１４ｂが設けられており、これに対応して二つの吸気ポート２２ａ，２２ｂが設けられている。そして、吸気ポート２２ａ内に燃料を噴射する燃料インジェクタ２６ａと、吸気ポート２２ｂ内に燃料を噴射する燃料インジェクタ２６ｂとが設けられている。吸気ポート２２ａと吸気ポート２２ｂとの間には、隔壁２８が形成されている。この隔壁２８のある位置では、吸気ポート２２ａと吸気ポート２２ｂとは互いに独立している。一方、燃料インジェクタ２６ａ，２６ｂの燃料噴射位置（先端の噴孔の位置）の下流側には、隔壁２８が無い部分、すなわち、吸気ポート２２ａと吸気ポート２２ｂとが互いに連通する連通部３０が設けられている。
【００１５】
一方の吸気ポート２２ａの燃料インジェクタ２６ａの燃料噴射位置より上流側には、吸気ポート２２ａを遮断可能な遮断弁３２が設けられている。遮断弁３２は、アクチュエータ３４に駆動されることにより、開閉可能になっている。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のシステムは、更に、クランク角センサ３６と、エアフローメータ３８と、アクセル開度センサ４０と、可変動弁装置４２と、制御装置としてのＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。ＥＣＵ５０には、上述したものを含む各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。
【００１７】
ＥＣＵ５０は、各センサによりエンジン運転情報を検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。例えば、車両の運転者によるアクセルペダルの操作量（アクセル開度）をアクセル開度センサ４０により検出し、その検出結果に基づいて図示しない吸入空気量制御手段（例えばスロットル弁）を制御する。また、クランク角センサ３６の出力に基いて機関回転速度とクランク角とを検出し、エアフローメータ３８により吸入空気量を検出する。そして、吸入空気量、機関回転速度等に基いて燃料噴射量を算出し、クランク角に基いて燃料噴射時期、点火時期等を決定した後に、燃料噴射制御および点火制御を実行する。
【００１８】
可変動弁装置４２は、二つの吸気弁１４ａ，１４ｂのうち、吸気弁１４ｂのみを閉弁状態で停止させる弁停止を実行する機能を有している。この可変動弁装置４２は、吸気弁１４ｂを開閉動作させる状態と、吸気弁１４ｂを停止させる状態とを選択的に切り替え可能な構成のものでもよいし、あるいは吸気弁１４のリフト量（作用角）を連続的にゼロまで変化させることが可能な構成のものでもよい。また、可変動弁装置４２は、他方の吸気弁１４ａの開弁特性を変化させる機能を併有するものであってもよい。このような可変動弁装置４２としては、公知の各種の構造のものを採用することができるので、ここでは詳細な構造の説明は省略する。
【００１９】
可変動弁装置４２によって吸気弁１４ｂを停止させると、新気は吸気弁１４ａのみから筒内に流入する。その結果、吸気弁１４ａ，１４ｂの両方から新気を導入する場合と比べて、筒内に強い旋回流（スワール）を形成することができる。よって、筒内の旋回流によって燃焼を改善する必要のある運転状態の場合に、可変動弁装置４２によって吸気弁１４ｂを停止させる運転（以下、「片弁停止運転」と称する）を行うことにより、燃焼改善が図れる。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、機関回転速度が所定値より低い運転領域において片弁停止運転を行うように制御する。機関回転速度が低いと、ピストンスピードが低く、筒内に流入する新気（混合気）の流速が小さいため、ミキシングが不足し、燃焼が悪化する傾向がある。これに対し、機関回転速度の低い領域において片弁停止運転を行って強い旋回流を発生させることにより、ミキシングを強化し、燃焼を改善することができる。なお、吸気弁１４ａ，１４ｂの両方を動作させる通常の運転と、片弁停止運転との境界となる機関回転速度（上記所定値）は、必ずしも一定でなくてもよく、機関負荷等によって変化させてもよい。
【００２０】
ＥＣＵ５０は、吸気弁１４ａ，１４ｂの両方を動作させる通常の運転においては、遮断弁３２を開にするとともに、燃料インジェクタ２６ａ，２６ｂの両方から燃料を噴射するように制御する。
【００２１】
これに対し、片弁停止運転においては、ＥＣＵ５０は、次のように制御する。図２は、片弁停止運転のときの状態を表している。図２に示すように、片弁停止運転においては、停止している吸気弁１４ｂに対応する吸気ポート２２ｂ側の燃料インジェクタ２６ｂからの燃料噴射を停止し、動作している吸気弁１４ａに対応する吸気ポート２２ａ側の燃料インジェクタ２６ａのみから燃料を噴射する。また、遮断弁３２を閉とする。
【００２２】
遮断弁３２を閉じると、燃料インジェクタ２６ａの燃料噴射位置の上流側から吸気ポート２２ａへの新気の流入が阻止される。このため、新気は、燃料噴射を停止している燃料インジェクタ２６ｂの燃料噴射位置の上流側から吸気ポート２２ｂに流入し、連通部３０を通って吸気ポート２２ａへ移行し、吸気弁１４ａから筒内に吸入される。すなわち、図２中の矢印付き曲線で示す経路で新気が筒内に導入される。
【００２３】
本実施形態では、上述した方法によって片弁停止運転を行うことにより、次のような効果が得られる。仮に、片弁停止運転のときに燃料インジェクタ２６ａ，２６ｂの両方から燃料を噴射したとすると、停止している吸気弁１４ｂ側の燃料インジェクタ２６ｂから噴射された燃料が吸気ポート２２ｂ内に溜まってしまい易い。このため、筒内に流入する燃料量がずれて、筒内空燃比が乱れる結果、エミッションの悪化やドライバビリティの悪化を招く。また、従来の内燃機関のように、１気筒当たりの燃料インジェクタの数が１個で、その１個の燃料インジェクタから噴射された燃料が二つの吸気ポートに分配される構成の場合であっても、停止している吸気弁側の吸気ポート内に燃料が溜まってしまうので、上記と同様の問題がある。これに対し、本実施形態によれば、停止している吸気弁１４ｂ側の燃料インジェクタ２６ｂからの燃料噴射を停止するので、燃料が吸気ポート２２ｂ内に溜まってしまうことを確実に防止することができる。よって、筒内空燃比を正確に制御することができる。
【００２４】
しかしながら、停止している吸気弁１４ｂ側の燃料インジェクタ２６ｂからの燃料噴射を単に停止した場合には、次のような別の問題が生ずる。燃料インジェクタ２６ａ，２６ｂ先端の噴孔付近は、燃焼室２０からの輻射熱を受ける。燃料を噴射している燃料インジェクタ２６ａでは、内部を通過する燃料による冷却効果により、噴孔付近の温度上昇が抑制される。これに対し、燃料噴射を停止した燃料インジェクタ２６ｂでは、通過燃料による冷却効果がなくなるので、燃焼室２０からの輻射熱により噴孔付近が高温となる。その結果、燃料等が噴孔内で炭化し、デポジットとして堆積し易い。燃料インジェクタ２６ｂの噴孔がデポジットによって狭くなると、燃料噴射を再開した後、噴射量が低下するなどの問題を生ずる。
【００２５】
これに対し、本実施形態の片弁停止運転では、遮断弁３２を閉とすることにより、燃料噴射を停止した燃料インジェクタ２６ｂの噴孔へのデポジットの堆積を確実に抑制することができる。この理由は、次のようなものである。図２を参照して前述したように、遮断弁３２を閉じて吸気ポート２２ａの上流側を遮断することにより、気筒１２に流入する新気の全量は、まず、燃料噴射を停止した燃料インジェクタ２６ｂのある吸気ポート２２ｂに流入する。その後、新気は、吸気ポート２２ｂから連通部３０を通って吸気ポート２２ａへ移行し、吸気弁１４ａから筒内に吸入される。このように、遮断弁３２を閉じることにより、燃料噴射を停止した燃料インジェクタ２６ｂの燃料噴射位置（噴孔）付近を多量の新気が流れるようになるので、新気によって燃料インジェクタ２６ｂの噴孔付近が冷却され、温度上昇が抑制される。その結果、燃料インジェクタ２６ｂの噴孔へのデポジットの堆積を確実に抑制することができる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、１気筒当たり二つの吸気ポート２２を備えた内燃機関１０を例に説明したが、本発明では、１気筒当たりの吸気ポートの数は三つ以上であってもよい。
【００２７】
上述した実施の形態では、可変動弁装置４２が前記第１の発明における「弁停止手段」に、片弁停止運転が前記第１の発明における「一部弁停止運転」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が片弁停止運転を上述したように制御することにより前記第１の発明における「一部弁停止運転手段」が実現されている。
【符号の説明】
【００２８】
１０    内燃機関
１２    気筒
１４ａ，１４ｂ  吸気弁
１６    排気弁
１８    点火プラグ
２０    燃焼室
２２ａ，２２ｂ  吸気ポート
２４    排気ポート
２６ａ，２６ｂ  燃料インジェクタ
２８    隔壁
３０    連通部
３２    遮断弁
３４    アクチュエータ
４２    可変動弁装置
５０    ＥＣＵ
【図１】
2012132354.tif 000003
【図２】
2012132354.tif 000004