特開 2024-154190 内燃機関及び内燃機関の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024154190

(43)【公開日】2024-10-30

(54)【発明の名称】内燃機関及び内燃機関の制御方法

(51)【国際特許分類】

   F02D 23/02 20060101AFI20241023BHJP

   F02D 41/34 20060101ALI20241023BHJP

【ＦＩ】

F02D23/02 B

F02D41/34

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067891

(22)【出願日】2023-04-18

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹本 大育

【テーマコード（参考）】

3G092

3G301

【Ｆターム（参考）】

3G092AA01

3G092AA02

3G092AB01

3G092BA01

3G092BA03

3G092BB02

3G092BB03

3G092FA01

3G092FA24

3G301HA01

3G301HA02

3G301JA01

3G301JA02

3G301JA21

3G301LB02

3G301MA11

3G301MA18

3G301PA01Z

(57)【要約】

【課題】適切な燃焼性能を確保することが可能な内燃機関及び内燃機関の制御方法を提供する。
【解決手段】内燃機関は、ピストンを有するシリンダと、シリンダに接続される吸気ポート及び排気ポートと、吸気ポートを開閉する吸気弁及び排気ポートを開閉する排気弁と、吸気ポートに燃料を噴射する噴射部と、噴射部による燃料の噴射量を制御する制御部とを備え、制御部は、吸気行程における吸気ポート内の燃料の濃度が時間的に均一になるように噴射部の動作を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピストン及びシリンダを有する本体部と、
前記シリンダに接続される吸気ポート及び排気ポートと、
前記吸気ポートを開閉する吸気弁及び前記排気ポートを開閉する排気弁と、
前記吸気ポートに燃料を噴射する噴射部と、
前記噴射部による前記燃料の噴射量を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、吸気行程における前記吸気ポート内の前記燃料の濃度が時間的に均一になるように前記噴射部の動作を制御する
内燃機関。

【請求項2】

前記吸気行程における前記吸気ポート内の空気流量を取得する空気流量取得部を更に備え、
前記制御部は、前記空気流量取得部により取得される前記空気流量に応じて、前記噴射部の動作を制御する
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項3】

前記空気流量取得部は、前記吸気ポート内の空気流量を計測する流量センサを含む
請求項２に記載の内燃機関。

【請求項4】

前記空気流量取得部は、前記吸気ポート内と前記シリンダ内との差圧を計測する給気圧センサ及び筒内圧センサを含む
請求項２に記載の内燃機関。

【請求項5】

前記吸気行程における前記吸気ポートの空気流量の履歴を示す履歴情報を記憶する記憶部を更に備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶される前記履歴情報に応じて、前記噴射部の動作を制御する
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項6】

前記制御部は、前記履歴情報と運転条件とに基づいて前記燃料の噴射量を推定し、推定結果に基づいて前記噴射部の動作を制御する
請求項５に記載の内燃機関。

【請求項7】

前記運転条件は、回転数、負荷、吸気圧力、吸気温度、空気過剰率及び吸気行程が開始されてからの経過時間のうち少なくとも１つを含む
請求項６に記載の内燃機関。

【請求項8】

前記本体部は、複数設けられ、
複数の前記本体部のそれぞれに前記吸気ポート、前記排気ポート及び前記噴射部が設けられ、
複数の前記噴射部は、それぞれ前記吸気弁からの距離が等しくなる位置に配置される
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項9】

ピストンを有するシリンダと、
前記シリンダに接続される吸気ポート及び排気ポートと、
前記吸気ポートを開閉する吸気弁及び前記排気ポートを開閉する排気弁と、
前記吸気ポートに燃料を噴射する噴射部と
を備える内燃機関の制御方法であって、
吸気行程における前記吸気ポート内の前記燃料の濃度が時間的に均一になるように前記噴射部の動作を制御する
内燃機関の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関及び内燃機関の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

吸気ポート内に燃料を噴射する噴射部を有する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２０１７－１３３４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の内燃機関では、噴射部から噴射される燃料の噴射量が吸気行程において一定である。しかしながら、吸気行程では、吸気バルブの開度に応じて吸気ポート内の空気流量が変動するため、吸気ポート内の燃料の濃度が時間的に変化する。この場合、シリンダ内に供給される燃料の濃度分布が時間的にばらつくため、シリンダ内での燃料濃度分布が空間的にばらつき、燃焼性能が低下する可能性がある。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、適切な燃焼性能を確保することが可能な内燃機関及び内燃機関の制御方法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】

本開示に係る内燃機関は、ピストンを有するシリンダと、前記シリンダに接続される吸気ポート及び排気ポートと、前記吸気ポートを開閉する吸気弁及び前記排気ポートを開閉する排気弁と、前記吸気ポートに燃料を噴射する噴射部と、前記噴射部による前記燃料の噴射量を制御する制御部とを備え、前記制御部は、吸気行程における前記吸気ポート内の前記燃料の濃度が時間的に均一になるように前記噴射部の動作を制御する。

【0007】

本開示に係る内燃機関の制御方法は、ピストンを有するシリンダと、前記シリンダに接続される吸気ポート及び排気ポートと、前記吸気ポートを開閉する吸気弁及び前記排気ポートを開閉する排気弁と、前記吸気ポートに燃料を噴射する噴射部とを備える内燃機関の制御方法であって、吸気行程における前記吸気ポート内の前記燃料の濃度が時間的に均一になるように前記噴射部の動作を制御する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、適切な燃焼性能を確保することが可能な内燃機関及び内燃機関の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本実施形態に係る内燃機関の一例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、制御部の一例を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、記憶部に記憶される噴射量マップの一例を示す図である。

【図4】図４は、本実施形態に係る内燃機関による吸気行程での吸気ポート２０内の燃料の濃度の時間変化の一例を示す図である。

【図5】図５は、比較例に係る内燃機関における吸気行程での吸気ポート内の燃料の濃度の時間変化の一例を示す図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る内燃機関の他の例を模式的に示す図である。

【図7】図７は、記憶部に記憶される噴射量マップの他の例を示す図である。

【図8】図８は、本実施形態に係る内燃機関の他の例を模式的に示す図である。

【図9】図９は、記憶部に記憶される噴射量マップの他の例を示す図である。

【図10】図１０は、気筒が複数設けられた内燃機関の例を示す図である。

【図11】図１１は、内燃機関を制御する制御方法の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示に係る内燃機関及び内燃機関の制御方法の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0011】

図１は、本実施形態に係る内燃機関の一例を模式的に示す図である。図１に示す内燃機関１００は、燃料の燃焼を動力とするエンジンであり、例えばディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、ガスエンジンなどが挙げられる。内燃機関１００の用途は任意であり、例えば、車両用や船舶用、発電機用、産業用などであってもよいし、固定された設備用であってもよい。内燃機関１００は、本体部１０と、吸気ポート２０と、排気ポート３０と、噴射部４０と、制御部５０とを備える。

【0012】

シリンダ１１は、例えば円筒状である。ピストン１２は、シリンダ１１に摺動可能な状態で配置（挿入）されている。ピストン１２は、不図示のクランクシャフト等に連結されており、シリンダ１１内でシリンダ１１の円筒の軸に平行な方向に摺動する。本体部１０は、シリンダ１１とピストン１２とで閉じられた空間が形成され、この領域が燃料を燃焼する空間（燃焼空間）となる。点火プラグ１５は、シリンダ１１内に配置される。点火プラグ１５は、火花点火する着火装置であり、火花点火することで、シリンダ１１内に噴射された混合ガスを燃焼させる。

【0013】

吸気弁１３は、吸気ポート２０とシリンダ１１との連結部に配置され、吸気ポート２０の開閉を切り換える弁である。本体部１０は、吸気弁１３を開くことで吸気ポート２０からシリンダ１１に後述する混合ガスが供給され、閉じることで吸気ポート２０からシリンダ１１に混合ガスを供給しない状態とする。排気弁１４は、排気ポート３０とシリンダ１１との連結部に配置され、排気ポート３０の開閉を切り換える弁である。本体部１０は、排気弁１４を開くことでシリンダ１１内の空気が排気ポート３０に排出し、閉じることでシリンダ１１内の空気を排気ポート３０から排出しない状態とする。

【0014】

吸気ポート２０および排気ポート３０は、シリンダ１１に連結した配管である。吸気ポート２０は、給気部２１に接続される。給気部２１は、吸気ポート２０に空気を供給する。吸気ポート２０には、噴射部４０が設けられる。噴射部４０は、燃料を噴射する噴射口４１を有する。噴射口４１は、吸気ポート２０内に配置される。噴射部４０は、噴射口４１から吸気ポート２０内に燃料を噴射する。吸気ポート２０は、噴射部４０から噴射された燃料と空気とを混合した混合ガスを案内してシリンダ１１に供給する。排気ポート３０は、シリンダ１１内の空気を外部に排出する。

【0015】

吸気ポート２０には、流量センサ６１が設けられる。流量センサ６１は、吸気ポート２０内の空気流量を検出して、検出結果を制御部５０に出力する。本実施形態において、流量センサ６１は、吸気ポート２０内の空気流量を取得する空気流量取得部６０として設けられる。

【0016】

本体部１０は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を行う４サイクルエンジンである。本体部１０は、吸気行程として、吸気弁１３を開いて混合ガスがシリンダ１１内に給気する。その後、本体部１０は、圧縮工程として、ピストン１２を上死点側（シリンダ１１の上面側）に移動させ、シリンダ１１とピストン１２とで構成される空間の体積を小さくする。

【0017】

本体部１０は、膨張工程として、点火プラグ１５で火花点火を行い、シリンダ１１内の燃料ガスに着火し、シリンダ１１内とシリンダ１１と繋がっているシリンダ１１内の燃料ガスを燃焼させる。つまりシリンダ１１内の燃料ガスを燃焼させる。本体部１０は、シリンダ１１内の燃料ガスを燃焼させることでシリンダ１１内の空気を膨張させ、ピストン１２に下死点側に向かう圧力を加える。その後、本体部１０は、排気行程として、排気弁１４を開き、シリンダ１１内の空気を排気ポート３０から排出する。本体部１０は、排気行程が終了したら、再び吸気行程に進み、上記処理を繰り返す。また、本体部１０は、１サイクルでピストン１２を２回上下動（上下方向に２往復）させる。

【0018】

制御部５０は、内燃機関１００の各部の動作を制御する。制御部５０は、点火プラグ１５による点火のタイミング、噴射部４０の動作等を制御する。

【0019】

図２は、制御部５０の一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、制御部５０は、通信部５１と、入出力部５２と、処理部５３と、記憶部５４とを有する。通信部５１は、外部機器との間で有線又は無線による通信を行うための通信インタフェースを有する。入出力部５２は、外部機器との間で入出力を行うための入出力インタフェースを有する。処理部５３は、各種の情報処理を行う。処理部５３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリとを含む。

【0020】

記憶部５４は、各種プログラム、データ等の情報を記憶する。記憶部５４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等のストレージを含む。記憶部５４は、例えば、吸気ポート２０の空気流量と、噴射部４０から噴射する燃料の噴射量との関係を示す噴射量マップを記憶する。

【0021】

図３は、記憶部５４に記憶される噴射量マップの一例を示す図である。図３に示すように、噴射量マップＭ１は、吸気ポート２０の空気流量がＲ１、Ｒ２、Ｒ３、…である場合に、それぞれ噴射部４０から噴射する燃料の噴射量Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、…を示すデータである。噴射量マップＭ１において、空気流量Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…に対応する噴射量Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、…については、後述するように、吸気行程における吸気ポート２０内の燃料の濃度が時間的に均一になるように予め設定される。なお、空気流量Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、…は、例えば単位時間あたりに吸気ポート２０を通過する空気の体積とすることができる。また、噴射量Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、…は、例えば単位時間あたりに噴射部４０から噴射される燃料の体積とすることができる。

【0022】

制御部５０では、処理部５３においてプロセッサが各種プログラムを読み出してメモリに展開することで、上記各部の機能に対応した情報処理を実行する。各種プログラムとしては、例えば通信部５１が受信したプログラム、記憶部５４に記憶されたプログラム、外部の記録媒体に記録されたプログラム等が挙げられる。制御部５０は、各種の情報処理を実行する情報処理装置（コンピュータ）として機能する。なお、制御部５０とは異なる他の情報処理装置が各種プログラムを実行してもよいし、制御部５０と他の情報処理装置とが協働して各種プログラムを実行してもよい。

【0023】

本実施形態において、制御部５０は、吸気行程における吸気ポート内の燃料の濃度が時間的に均一になるように噴射部４０の動作を制御する。この場合、制御部５０は、流量センサ６１により検出される吸気ポート２０内の空気流量に応じて、噴射部４０の動作を制御する。具体的には、制御部５０は、流量センサ６１により検出される吸気ポート２０内の空気流量の検出結果を取得し、記憶部５４に記憶される噴射量マップＭ１に基づいて当該検出結果に対応する燃料の噴射量を求める。制御部５０は、求めた噴射量が目標値となるように噴射部４０における燃料の噴射量を制御する。

【0024】

図４は、本実施形態に係る内燃機関１００による吸気行程での吸気ポート２０内の燃料の濃度の時間変化の一例を示す図である。図４には、吸気行程での吸気弁１３の移動量、吸気ポート２０内の空気流量の時間変化、吸気ポート２０内の燃料流量の時間変化を対応付けて示している。なお、吸気ポート２０内の燃料流量は、例えば単位時間あたりに吸気ポート２０を通過する燃料の体積とすることができる。燃料流量は、噴射部４０から噴射される燃料の噴射量（単位時間当たりの体積）に対応する値である。

【0025】

図４に示すように、吸気行程では、時間の経過に伴って吸気弁１３が徐々に開放され、ピーク位置に到達した後に徐々に閉塞される。この吸気弁１３の移動に対応するように、吸気ポート２０内の空気流量は、吸気弁１３の開度が大きくなるにつれて大きくなり、吸気弁１３の開度が小さくなるにつれて小さくなる。

【0026】

本実施形態では、このように空気流量が変化する場合において、制御部５０は、吸気ポート２０内の燃料の濃度が時間的に均一になるように、噴射部４０から噴射される燃料の噴射量を制御する。つまり、制御部５０は、吸気ポート２０内の空気流量の増加に伴って吸気ポート２０内の燃料流量が増加し、吸気ポート２０内の空気流量の減少に応じて吸気ポート２０内の燃料流量が減少するように、噴射部４０から噴射される燃料の噴射量を制御する。

【0027】

図５は、比較例に係る内燃機関における吸気行程での吸気ポート内の燃料の濃度の時間変化の一例を示す図である。図５には、図４と同様に、吸気行程での吸気弁の移動量、吸気ポート内の空気流量の時間変化、吸気ポート内の燃料流量の時間変化を対応付けて示している。

【0028】

図５に示す比較例では、図４に示す場合と同様に、吸気行程において、時間の経過に伴って吸気弁が徐々に開放され、ピーク位置に到達した後に徐々に閉塞される。この吸気弁の移動に対応するように、吸気ポート内の空気流量は、吸気弁の開度が大きくなるにつれて大きくなり、吸気弁の開度が小さくなるにつれて小さくなる。

【0029】

一方、図５に示す比較例では、吸気行程において、吸気ポート２０内の燃料流量が一定となるように制御している。この場合、吸気ポート２０内の空気流量が大きくなるにつれて吸気ポート２０内の燃料の濃度が減少し、吸気ポート２０内の空気流量が小さくなるにつれて吸気ポート２０内の燃料の濃度が増加する。このため、吸気ポート２０内の燃料の濃度が時間的に変化する。この場合、シリンダ１１内に供給される混合ガスの燃料の濃度が時間的に変化し、燃焼性能に影響する。

【0030】

これに対して、本実施形態では、吸気ポート２０内の燃料の濃度が時間的に均一になるように制御するため、シリンダ１１内に供給される混合ガスの燃料の濃度が時間的に均一となり、適切な燃焼性能が確保される。本実施形態において、制御部５０は、１サイクル中に非定常に変化する空気流量に合わせて、噴射部４０から噴射される燃料の噴射量を制御する。このため、吸気ポート２０内の空気流速に応じて、リアルタイムで吸気ポート２０内の燃料流量を調整することができる。

【0031】

図６は、本実施形態に係る内燃機関の一例を模式的に示す図である。図６に示す内燃機関１００Ａは、上記した内燃機関１００と同様に、本体部１０と、吸気ポート２０と、排気ポート３０と、噴射部４０と、制御部５０とを備える。内燃機関１００Ａは、空気流量取得部として、空気流量取得部６０として、流量センサ６１に代えて、給気圧センサ６２と、筒内圧センサ６３とを有する点で上記した内燃機関１００とは異なっている。給気圧センサ６２は、吸気ポート２０に供給する空気の圧力を検出し、検出結果を制御部５０に出力する。筒内圧センサ６３は、シリンダ１１内の圧力を検出し、検出結果を制御部５０に出力する。

【0032】

制御部５０は、給気圧センサ６２の検出結果と、筒内圧センサ６３の検出結果とに基づいて吸気ポート２０とシリンダ１１内との差圧を算出し、算出した差圧に基づいて、吸気行程における吸気ポート２０の空気流量を算出する。

【0033】

図７は、記憶部５４に記憶される噴射量マップの他の例を示す図である。図７に示す噴射量マップＭ２は、吸気ポート２０とシリンダ１１内との差圧と、吸気ポート２０内の空気流量と、噴射部４０から噴射される燃料の噴射量とが対応付けられた情報である。

【0034】

制御部５０は、噴射量マップＭ２を用いることにより、算出された差圧に対応する空気流量を求めることができる。また、噴射量マップＭ２において、空気流量と噴射量とを対応付けることで、制御部５０は、空気流量に対応する噴射量を求めることができる。

【0035】

図８は、本実施形態に係る内燃機関の他の例を模式的に示す図である。図８に示す内燃機関１００Ｂは、上記した内燃機関１００、１００Ａと同様に、本体部１０と、吸気ポート２０と、排気ポート３０と、噴射部４０と、制御部５０とを備える。内燃機関１００Ｂには、空気流量取得部６０が設けられない点で、上記した内燃機関１００、１００Ａとは異なっている。なお、空気流量取得部６０として用いられない態様であれば、給気圧センサ、筒内圧センサが設けられてもよい。

【0036】

図９は、記憶部５４に記憶される噴射量マップの他の例を示す図である。図９に示すように、内燃機関１００Ｂにおいて、噴射量マップＭ３は、内燃機関１００Ｂの運転条件Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…と、吸気ポート２０内の空気流量と、噴射部４０から噴射される燃料の噴射量とが対応付けられた情報である。

【0037】

ここで、内燃機関１００Ｂの運転条件とは、吸気行程におけるクランクシャフトの回転数、負荷、吸気ポート２０内の圧力である吸気圧力、吸気ポート２０内の温度である吸気温度、吸気ポート２０における空気過剰率及び吸気行程が開始されてからの経過時間のうち少なくとも１つを含む。

【0038】

例えば、予め内燃機関１００Ｂの試験運転又はシミュレーション運転を行うことにより、内燃機関１００Ｂの運転条件と、当該運転条件に対応する吸気ポート２０の空気流量とを求めることができる。このような運転条件に対応する空気流量の履歴を示す履歴情報を求め、求めた履歴情報と噴射量とを対応付けた噴射量マップＭ３を生成して、生成した噴射量マップＭ３を記憶部５４に記憶させておく。

【0039】

制御部５０は、吸気行程における運転条件を取得し、噴射量マップＭ３を用いて当該運転条件に対応する空気流量を求めることができる。また、噴射量マップＭ３において、空気流量と噴射量とを対応付けることで、制御部５０は、空気流量に対応する噴射量を求めることができる。

【0040】

上記した内燃機関１００、１００Ａ、１００Ｂは、本体部１０と、吸気ポート２０と、排気ポート３０と、噴射部４０とを組み合わせた１つの気筒を有する構成として示しているが、この気筒が複数設けられた構成であってもよい。図１０は、気筒が複数設けられた内燃機関１００Ｃの例を示す図である。図１０では、気筒が４つ設けられた構成が示されているが、この構成に限定されず、気筒が３つ以下又は５つ以上設けられた構成であっても同様の説明が可能である。また、例えば気筒が１つ又は複数設けられる場合において、少なくとも１つの気筒に吸気ポート２０が２つ以上接続された構成であっても同様の説明が可能である。なお、上記したように吸気ポート２０が２つ以上設けられる場合、各吸気ポート２０において、各噴射部４０は、各吸気弁１３からの距離Ｌが等しくなる位置に配置される。

【0041】

図１１は、上記のように構成された内燃機関１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを制御する制御方法の一例を示すフローチャートである。図１１に示すように、制御部５０は、空気流量取得部により吸気ポート２０内の空気流量の検出結果を取得する、又は吸気ポート２０内の空気流量の履歴情報を取得する（ステップＳ１０）。制御部５０は、取得した空気流量の検出結果又は履歴情報に基づいて、噴射部４０から噴射する燃料の噴射量を算出する（ステップＳ２０）。制御部５０は、算出した噴射量を目的地とするように噴射部４０の動作を制御する（ステップＳ３０）。

【0042】

以上のように、本開示の第１態様に従えば、ピストン１２及びシリンダ１１を有する本体部１０と、シリンダ１１に接続される吸気ポート２０及び排気ポート３０と、吸気ポート２０を開閉する吸気弁１３及び排気ポート３０を開閉する排気弁１４と、吸気ポート２０に燃料を噴射する噴射部４０と、噴射部４０による燃料の噴射量を制御する制御部５０とを備え、制御部５０は、吸気行程における吸気ポート２０内の燃料の濃度が時間的に均一になるように噴射部４０の動作を制御する内燃機関が提供される。

【0043】

この構成によれば、吸気行程における吸気ポート２０内の燃料の濃度が時間的に均一になるように噴射部４０の動作が制御されるため、シリンダ１１内に供給される混合ガスの燃料の濃度が時間的に均一となる。これにより、適切な燃焼性能を確保することが可能な内燃機関を提供することができる。

【0044】

本開示の第２態様に従えば、第１態様に係る内燃機関において、吸気行程における吸気ポート２０内の空気流量を取得する空気流量取得部６０を更に備え、制御部５０は、空気流量取得部６０により取得される空気流量に応じて、噴射部４０の動作を制御する。この構成によれば、空気流量を適切に取得することができるため、吸気行程における吸気ポート２０内の燃料の濃度を高精度に制御することができる。

【0045】

本開示の第３態様に従えば、第２態様に係る内燃機関において、空気流量取得部６０は、吸気ポート２０内の空気流量を計測する流量センサ６１を含む。この構成によれば、空気流量を適切に取得することができる。

【0046】

本開示の第４態様に従えば、第２態様に係る内燃機関において、空気流量取得部６０は、吸気ポート２０内とシリンダ１１内との差圧を計測する給気圧センサ６２及び筒内圧センサ６３を含む。この構成によれば、空気流量を適切に取得することができる。

【0047】

本開示の第５態様に従えば、第１態様に係る内燃機関において、吸気行程における吸気ポート２０の空気流量の履歴を示す履歴情報を記憶する記憶部５４を更に備え、制御部５０は、記憶部５４に記憶される履歴情報に応じて、噴射部４０の動作を制御する。この構成によれば、履歴情報に応じて噴射部４０の動作を制御することにより、吸気行程における吸気ポート２０内の燃料の濃度を高精度に制御することができる。

【0048】

本開示の第６態様に従えば、第５態様に係る内燃機関において、制御部５０は、履歴情報と運転条件とに基づいて燃料の噴射量を推定し、推定結果に基づいて噴射部４０の動作を制御する。この構成によれば、履歴情報と運転条件とに基づいて燃料の噴射量を推定することで、空気流量を取得することなく燃料の噴射量を推定することができる。従って、空気流量を取得する際のセンサの精度に関わらず、燃料の噴射量を推定することができる。

【0049】

本開示の第７態様に従えば、第６態様に係る内燃機関において、運転条件は、回転数、負荷、吸気圧力、吸気温度、空気過剰率及び吸気行程が開始されてからの経過時間のうち少なくとも１つを含む。この構成によれば、各種の運転条件に基づいて燃料の噴射量を推定することができる。

【0050】

本開示の第８態様に従えば、第１態様に係る内燃機関において、本体部１０は、複数設けられ、複数の本体部１０のそれぞれに吸気ポート２０、排気ポート３０及び噴射部４０が設けられ、複数の噴射部４０は、それぞれ本体部１０の吸気弁１３からの距離が等しくなる位置に配置される。したがって、いわゆる複数の気筒が設けられる場合に、各気筒について適切かつ同程度の燃焼性能を確保することが可能となる。

【0051】

本開示の第９態様に従えば、ピストン１２を有するシリンダ１１と、シリンダ１１に接続される吸気ポート２０及び排気ポート３０と、吸気ポート２０を開閉する吸気弁及び排気ポート３０を開閉する排気弁と、吸気ポート２０に燃料を噴射する噴射部４０とを備える内燃機関の制御方法であって、吸気行程における吸気ポート２０内の燃料の濃度が時間的に均一になるように噴射部４０の動作を制御する内燃機関の制御方法が提供される。

【0052】

この構成によれば、吸気行程における吸気ポート２０内の燃料の濃度が時間的に均一になるように噴射部４０の動作が制御されるため、シリンダ１１内に供給される混合ガスの燃料の濃度が時間的に均一となる。これにより、内燃機関において、適切な燃焼性能を確保することができる。

【0053】

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。

【符号の説明】

【0054】

１０ 本体部
１１ シリンダ
１２ ピストン
１３ 吸気弁
１４ 排気弁
１５ 点火プラグ
２０ 吸気ポート
２１ 給気部
３０ 排気ポート
４０ 噴射部
４１ 噴射口
５０ 制御部
５１ 通信部
５２ 入出力部
５３ 処理部
５４ 記憶部
６０ 空気流量取得部
６１ 流量センサ
６２ 給気圧センサ
６３ 筒内圧センサ
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 内燃機関
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 噴射量マップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】