JP2006299992A - Control system of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御システムに関し、特に、排気のエネルギーによって吸気を過給する過給機を有する内燃機関の制御システムに関する。 The present invention relates to a control system for an internal combustion engine, and more particularly to a control system for an internal combustion engine having a supercharger that supercharges intake air by the energy of exhaust gas.
排気のエネルギーによって吸気を過給する過給機(以下、単に過給機と称する)を有する内燃機関において、吸気弁と排気弁とが共に開弁状態となっているバルブオーバーラップ期間中に吸気圧が排気圧よりも高くなっているときは、バルブオーバーラップ期間をより長くする技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In an internal combustion engine having a supercharger (hereinafter simply referred to as a supercharger) that supercharges intake air by the energy of exhaust gas, intake is performed during a valve overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve are open. When the atmospheric pressure is higher than the exhaust pressure, a technique for making the valve overlap period longer is known (for example, see Patent Document 1).
また、過給機を有する内燃機関において、機関回転速度および過給機のタービンの回転速度が低い運転状態のときは、主燃料噴射以降の時期であって、燃焼室内または燃焼室近傍の排気通路内で燃料が燃焼することが可能な時期に筒内噴射弁より副燃料噴射を行う技術が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
過給機を有する内燃機関においては、過給機によって過給圧を上昇させる場合に、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁によって主燃料噴射以降の時期に副燃料噴射を行うことで排気通路に燃料を排出させる場合がある。排気通路に燃料を排出させ、排気通路内で該燃料が燃焼すると、排気のエネルギーが増加するために、過給機によって過給圧をより速やかに上昇させることが出来る。 In an internal combustion engine having a supercharger, when the supercharging pressure is increased by the supercharger, an auxiliary fuel injection is performed at a time after the main fuel injection by a fuel injection valve that injects fuel into the cylinder, thereby exhaust passage May cause fuel to be discharged. When the fuel is discharged into the exhaust passage and the fuel burns in the exhaust passage, the energy of the exhaust increases, so that the supercharging pressure can be increased more quickly by the supercharger.
しかしながら、排気通路に燃料を排出させた場合であっても、排気通路内において該燃料を燃焼させるための酸素が不足していると、該燃料が燃焼しないために過給圧をより速やかに上昇させることが出来ない虞がある。また、このような場合、排気通路に排出された燃料が未燃のまま大気中に放出されることによって、燃費や排気エミッションの悪化を招く虞がある。 However, even when the fuel is discharged into the exhaust passage, if the oxygen for burning the fuel is insufficient in the exhaust passage, the fuel does not burn and the boost pressure is increased more quickly. There is a possibility that it cannot be made. Further, in such a case, the fuel discharged into the exhaust passage is released into the atmosphere without being burned, which may lead to deterioration of fuel consumption and exhaust emission.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、過給機を有する内燃機関において、過給圧をより好適に上昇させることが可能な技術を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, Comprising: It aims at providing the technique which can raise a supercharging pressure more suitably in the internal combustion engine which has a supercharger.
本発明は、複数の気筒、および、該気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁、過給機を有する内燃機関において、過給機によって過給圧を上昇させているときは、一の気筒において吹き抜け空気を発生させ、さらに、該一の気筒で吹き抜け空気を発生させているときに、排気弁が開弁している他の気筒において副燃料噴射を実行するものである。 In an internal combustion engine having a plurality of cylinders, a fuel injection valve for injecting fuel into the cylinders, and a supercharger, when the supercharging pressure is increased by the supercharger, The blow-by air is generated, and further, when the blow-by air is generated in the one cylinder, the auxiliary fuel injection is executed in the other cylinder in which the exhaust valve is opened.
より詳しくは、本発明に係る内燃機関の制御システムは、
複数の気筒と、
前記気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
排気通路を流れる排気のエネルギーによって吸気を過給する過給機と、
を有する内燃機関の制御システムであって、
吸気ポートから排気ポートへ流出する吹き抜け空気を発生させる吹き抜け空気発生手段を備え、
前記過給機によって過給圧を上昇させているときは、一の気筒において、前記吹き抜け空気発生手段によって吹き抜け空気を発生させ、さらに、前記一の気筒が吸気行程にあるときに排気行程となる他の気筒において、排気弁が開弁しているときであって且つ前記一の気筒で吹き抜け空気が発生しているときに前記燃料噴射弁によって副燃料噴射を実行する。
More specifically, the control system for an internal combustion engine according to the present invention is:
Multiple cylinders,
A fuel injection valve for injecting fuel into the cylinder;
A supercharger that supercharges intake air by the energy of exhaust gas flowing through the exhaust passage;
An internal combustion engine control system comprising:
Blow-through air generating means for generating blow-through air flowing out from the intake port to the exhaust port,
When the supercharging pressure is increased by the supercharger, blow-by air is generated by the blow-by air generating means in one cylinder, and further, an exhaust stroke is performed when the one cylinder is in the intake stroke. In the other cylinders, when the exhaust valve is open and when blow-by air is generated in the one cylinder, the fuel injection valve performs sub fuel injection.
本発明においては、過給機によって過給圧を上昇させているときは、一の気筒において吹き抜け空気を発生させる。吹き抜け空気が発生した場合、排気通路における空気量が増加することになる。 In the present invention, when the supercharging pressure is increased by the supercharger, blow-by air is generated in one cylinder. When blow-by air is generated, the amount of air in the exhaust passage increases.
さらに、本発明では、一の気筒で吹き抜け空気を発生させているとき、即ち、排気通路における空気量を増加させているときに、排気弁が開弁している他の気筒において副燃料噴射を実行する。この副燃料噴射によって噴射された燃料は、気筒から排出される既燃ガスと共に未燃の状態で排気通路に排出される。尚、他の気筒においては、副燃料噴射が実行される前の時期に、気筒内での燃焼に供される燃料を噴射する主燃料噴射が実行される。 Further, in the present invention, when blow-by air is generated in one cylinder, that is, when the amount of air in the exhaust passage is increased, sub fuel injection is performed in another cylinder in which the exhaust valve is open. Execute. The fuel injected by the sub fuel injection is discharged into the exhaust passage in an unburned state together with the burned gas discharged from the cylinder. In the other cylinders, main fuel injection for injecting fuel to be used for combustion in the cylinder is executed before the auxiliary fuel injection is executed.
つまり、本発明によれば、過給機によって過給圧を上昇させているときは、排気通路における空気量が増加されつつ、該排気通路に燃料が排出される。そのため、排気通路における燃料の燃焼に供される酸素が不足するのを抑制することが出来る。即ち、排気通路に排出された燃料がより燃焼し易くなる。従って、過給機によって過給圧を上昇させているときに排気のエネルギーをより確実に増加させることが可能となる。そのため、より速やかに過給圧を上昇させることが出来る。 That is, according to the present invention, when the supercharging pressure is increased by the supercharger, the amount of air in the exhaust passage is increased and the fuel is discharged into the exhaust passage. Therefore, it is possible to suppress a shortage of oxygen used for fuel combustion in the exhaust passage. That is, the fuel discharged into the exhaust passage is more easily combusted. Therefore, it is possible to increase the exhaust energy more reliably when the supercharging pressure is increased by the supercharger. Therefore, the supercharging pressure can be increased more quickly.
また、本発明によれば、排気通路に排出された燃料がより燃焼し易くなることで、該燃料が未燃の状態で大気中に放出され難くなる。そのため、燃費や排気エミッションの悪化を抑制することが出来る。 Further, according to the present invention, the fuel discharged into the exhaust passage is more easily combusted, so that the fuel is not easily released into the atmosphere in an unburned state. Therefore, deterioration of fuel consumption and exhaust emission can be suppressed.
このように、本発明によれば、過給圧をより好適に上昇させることが可能となる。 Thus, according to the present invention, it is possible to increase the supercharging pressure more suitably.
本発明においては、吹き抜け空気発生手段が、内燃機関の吸気弁と排気弁とが共に開弁状態となっているバルブオーバーラップ期間を制御するオーバーラップ制御手段を有していても良い。この場合、吹き抜け空気発生手段は、該バルブオーバーラップ制御手段によってバルブオーバーラップ期間を制御することで吹き抜け空気を発生させる。 In the present invention, the blow-by air generating means may include overlap control means for controlling a valve overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve of the internal combustion engine are in the open state. In this case, the blow-by air generating means generates blow-by air by controlling the valve overlap period by the valve overlap control means.
過給機によって過給圧を上昇させているときは、吸気通路内の圧力が排気通路内の圧力よりも高くなる、即ち、吸気ポート内の圧力が排気ポート内の圧力よりも高くなる。そのため、このときに、バルブオーバーラップ期間を制御することによって、吸気ポートから気筒内に流入した空気の少なくとも一部を排気ポートに流出させることが出来る。つまり、これにより、吹き抜け空気を発生させることが出来る。 When the supercharging pressure is increased by the supercharger, the pressure in the intake passage becomes higher than the pressure in the exhaust passage, that is, the pressure in the intake port becomes higher than the pressure in the exhaust port. Therefore, at this time, by controlling the valve overlap period, at least a part of the air flowing into the cylinder from the intake port can be discharged to the exhaust port. That is, it is possible to generate blow-by air.
本発明では、他の気筒において、排気弁が開弁しているときであって且つ一の気筒でバルブオーバーラップ期間を制御することによって吹き抜け空気を発生させているときに副燃料噴射が実行される場合、内燃機関の機関回転数が高いほど副燃料噴射の実行時期をより遅くしても良い。 In the present invention, in the other cylinders, the auxiliary fuel injection is performed when the exhaust valve is open and the blow-off air is generated by controlling the valve overlap period in one cylinder. When the engine speed of the internal combustion engine is higher, the sub fuel injection execution timing may be delayed.
一の気筒において吹き抜け空気を発生させるべくバルブオーバーラップ期間を制御した
場合であっても、バルブオーバーラップ期間が変化するまでには応答遅れがあるため、排気通路における空気量が実際に増加するまでにはある程度の時間がかかる。一方、内燃機関の機関回転数が高いほど、排気ポートおよび排気通路における排気の流速が早くなる。そのため、他の気筒において副燃料噴射によって噴射された燃料は、内燃機関の機関回転数が高いほど、より早く排気通路に排出され、且つ、該排気通路をより速く下流に向かって流れることになる。
Even when the valve overlap period is controlled to generate blow-by air in one cylinder, there is a response delay until the valve overlap period changes, until the air amount in the exhaust passage actually increases Takes some time. On the other hand, the higher the engine speed of the internal combustion engine, the faster the exhaust flow velocity in the exhaust port and the exhaust passage. Therefore, the fuel injected by the auxiliary fuel injection in the other cylinders is discharged to the exhaust passage faster as the engine speed of the internal combustion engine is higher, and flows faster downstream in the exhaust passage. .
従って、他の気筒において過剰に早い時期に副燃料噴射が実行されると、副燃料噴射によって噴射された燃料が、一の気筒における吹き抜け空気量を増加させることにより排気通路の空気量が増加する前に排気通路に到達し該排気通路を下流に向かって流れていく場合がある。この場合、排気通路における燃料の燃焼に供される酸素が不足する虞がある。 Therefore, when the auxiliary fuel injection is executed at an excessively early time in the other cylinders, the fuel injected by the auxiliary fuel injection increases the amount of blow-through air in one cylinder, thereby increasing the amount of air in the exhaust passage. There are cases where the exhaust passage is reached before and flows downstream through the exhaust passage. In this case, there is a risk that oxygen used for fuel combustion in the exhaust passage is insufficient.
そこで、上記のように、内燃機関の機関回転数が高いほど他の気筒における副燃料噴射の実行時期を遅くする。これにより、排気通路における空気量が増加する前に、他の気筒における副燃料噴射によって噴射された燃料が排気通路に到達し該排気通路を下流に向かって流れていくのを抑制することが出来る。つまり、排気通路における燃料の燃焼に供される酸素を確保することが出来る。従って、排気通路に排出された燃料を該排気通路においてより確実に燃焼させることが出来る。 Therefore, as described above, the higher the engine speed of the internal combustion engine, the slower the execution timing of the auxiliary fuel injection in the other cylinders. As a result, before the amount of air in the exhaust passage increases, it is possible to suppress the fuel injected by the auxiliary fuel injection in the other cylinders from reaching the exhaust passage and flowing downstream in the exhaust passage. . That is, it is possible to secure oxygen used for fuel combustion in the exhaust passage. Therefore, the fuel discharged into the exhaust passage can be more reliably burned in the exhaust passage.
本発明においては、バルブオーバーラップ期間中における吹き抜け空気量を推定する吹き抜け空気量推定手段と、気筒内の空燃比を推定する筒内空燃比推定手段と、をさらに備えても良い。このようなときは、他の気筒において、排気弁が開弁しているときであって且つ一の気筒でバルブオーバーラップ期間を制御することによって吹き抜け空気を発生させているときに燃料噴射弁によって副燃料噴射を実行する場合、吹き抜け空気量推定手段によって推定される一の気筒での吹き抜け空気量と、筒内空燃比推定手段によって推定される副燃料噴射実行前の他の気筒での空燃比とに基づいて副燃料噴射量を決定しても良い。 The present invention may further include a blow-by air amount estimation unit that estimates a blow-through air amount during a valve overlap period, and a cylinder air-fuel ratio estimation unit that estimates an air-fuel ratio in the cylinder. In such a case, when the exhaust valve is open in another cylinder and the blow-off air is generated by controlling the valve overlap period in one cylinder, the fuel injection valve When sub fuel injection is performed, the amount of blow-by air in one cylinder estimated by the blow-by air amount estimation means and the air-fuel ratio in other cylinders before execution of sub fuel injection estimated by the cylinder air-fuel ratio estimation means The sub fuel injection amount may be determined based on the above.
このような制御によれば、過給機によって過給圧を上昇させているときに、排気通路における空気量を増加させつつ該排気通路に燃料を排出させる場合であっても、排気の空燃比を所望の空燃比に制御することが出来る。そのため、排気エミッションの悪化を抑制することが出来る。また、排気の空燃比を、副燃料噴射によって噴射された燃料が排気通路において燃焼することによって該排気のエネルギーが可及的に増加するような値に制御することも出来る。 According to such control, when the supercharging pressure is increased by the supercharger, even when the fuel is discharged to the exhaust passage while increasing the air amount in the exhaust passage, the air-fuel ratio of the exhaust gas is increased. Can be controlled to a desired air-fuel ratio. Therefore, deterioration of exhaust emission can be suppressed. In addition, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be controlled to a value such that the energy of the exhaust gas increases as much as possible when the fuel injected by the auxiliary fuel injection burns in the exhaust passage.
本発明によれば、過給機を有する内燃機関において、過給圧をより好適に上昇させることが出来る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a supercharging pressure can be raised more suitably in the internal combustion engine which has a supercharger.
以下、本発明に係る内燃機関の制御システムの具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of a control system for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<内燃機関とその吸排気系の概略構成>
本実施例では、本発明を車両駆動用のガソリンエンジンに適用した場合について説明する。図1は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は、4つの気筒2を有する4気筒ガソリンエンジンである。
<Schematic configuration of internal combustion engine and its intake / exhaust system>
In this embodiment, the case where the present invention is applied to a gasoline engine for driving a vehicle will be described. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its intake / exhaust system according to the present embodiment. The
気筒2内にはピストン4が摺動自在に設けられている。気筒2内上部の燃焼室5には、
吸気ポート6と排気ポート7とが接続されている。吸気ポート6および排気ポート7の燃焼室5への開口部は、それぞれ吸気弁8および排気弁9によって開閉される。また、吸気弁8および排気弁9には、吸気側可変動弁機構10および排気側可変動弁機構11がそれぞれ設けられており、それぞれの開閉時期が可変となっている。また、気筒2には、燃焼室5に燃料を噴射する燃料噴射弁3および燃焼室5内の混合気に点火するための点火プラグ15が設けられている。
A
An intake port 6 and an exhaust port 7 are connected. Openings of the intake port 6 and the exhaust port 7 to the
吸気ポート6および排気ポート7は、それぞれ吸気通路12および排気通路13に接続されている。吸気通路12の途中には、ターボチャージャ(過給機)14のコンプレッサ14aが設置されている。一方、排気通路13の途中には、ターボチャージャ14のタービン14bが設置されている。また、コンプレッサ14aより上流側の吸気通路12には、エアフロメータ25が設けられており、コンプレッサ14aより下流側の吸気通路12には、該吸気通路12内の圧力に対応した電気信号を出力する吸気圧力センサ24が設けられている。尚、タービン14bより上流側の排気通路13を上流側排気通路13aと称する。
The intake port 6 and the exhaust port 7 are connected to an
さらに、内燃機関1には、アクセル開度に対応した電気信号を出力するアクセル開度センサ21、および、ピストン4の往復運動と連動して回転するクランクシャフトの回転角に対応した電気信号を出力するクランクポジションセンサ22が設けられている。
Further, the
以上述べたように構成された内燃機関1には、この内燃機関1を制御するためのECU20が併設されている。このECU20は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。ECU20には、エアフロメータ25や吸気圧力センサ24、アクセル開度センサ21、クランクポジションセンサ22が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がECU20に入力される。
The
また、ECU20には、燃料噴射弁3、点火プラグ15、吸気側可変動弁機構10、排気側可変動弁機構11が電気的に接続されている。そして、ECU20によってこれらが制御される。例えば、ECU20は、吸気側可変動弁機構10および排気側可変動弁機構11を制御することによって、吸気弁8および排気弁9の開閉時期をそれぞれ制御する。これにより、吸気弁8と排気弁9とが共に開弁状態となっているバルブオーバーラップ期間が制御される。
Further, the
<吸排気弁の開閉時期>
ここで、本実施例に係る、吸排気弁8、9の開閉時期について図2に基づいて説明する。図2は、本実施例に係る吸排気弁8、9の開閉時期を示す図である。図2において、横軸はクランクシャフトの回転角を表しており、−180〜0°が排気行程であり、0〜180°が吸気行程である。また、図2において、縦軸は吸気弁8および排気弁9の開度を表している。
<Open / close timing of intake / exhaust valve>
Here, the opening and closing timings of the intake and
図2に示すように、本実施例では、排気弁9が閉弁する前の時期に吸気弁8が開弁する。そのため、期間ΔTovがバルブオーバーラップ期間となる。加速時等のようにターボチャージャ14によって過給圧を上昇させているときは、吸気通路12内の圧力が排気通路13内の圧力よりも高くなる。そのため、このバルブオーバーラップ期間を制御することで、気筒2内での燃焼に供されることなく吸気ポート6から排気ポート7に流出する吹き抜け空気を生じさせることが出来る。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the
また、本実施例では、図2に示すように、排気弁9は、排気行程の開始前、即ち、膨張行程の終了前に開弁する。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the
<過給圧上昇時のバルブオーバーラップ期間と副燃料噴射時期>
次に、本実施例における過給圧上昇時のバルブオーバーラップ期間と副燃料噴射時期について図3に基づいて説明する。図3は、本実施例における各気筒2での燃焼行程を示す図である。図3において、領域aがバルブオーバーラップ期間を表し、領域bが副燃料噴射の実行時期を表している。また、#1から#4がそれぞれ1から4番気筒を表している。
<Valve overlap period and auxiliary fuel injection timing when boost pressure rises>
Next, the valve overlap period and the auxiliary fuel injection timing when the boost pressure is increased in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a combustion stroke in each
本実施例においては、ターボチャージャ14によって過給圧を上昇させているときは、各気筒2においてバルブオーバーラップ期間を制御することで吹き抜け空気を発生させる。さらに、ある気筒2がバルブオーバーラップ期間中であるときに、排気弁9が開弁している他の気筒2において燃料噴射弁3によって副燃料噴射を実行する。
In this embodiment, when the supercharging pressure is increased by the
例えば、本実施例では、図3に示すように、2番気筒が吸気行程にある場合、1番気筒が排気行程となる。そのため、2番気筒がオーバーラップ期間中であるときに、1番気筒の排気弁9が開弁状態となる。そこで、この場合、1番気筒の排気弁9が開弁しているときであって且つ2番気筒がオーバーラップ期間中であるとき(図3における領域bの時期)に、1番気筒の燃料噴射弁3によって副燃料噴射を実行する。図3に示すように、過給圧を上昇させているときは、1から4番気筒それぞれにおいて同様の時期に副燃料噴射を実行する。
For example, in this embodiment, as shown in FIG. 3, when the second cylinder is in the intake stroke, the first cylinder is in the exhaust stroke. Therefore, when the second cylinder is in the overlap period, the
バルブオーバーラップ期間を制御することで吹き抜け空気を発生させると、上流側排気通路13aにおける空気量が増加する。また、排気弁9が開弁しているときに燃料噴射弁3によって副燃料噴射を実行すると、該副燃料噴射によって噴射された燃料は気筒2から排出される既燃ガスと共に未燃の状態で上流側排気通路13aに排出される。
When blow-by air is generated by controlling the valve overlap period, the amount of air in the upstream
つまり、本発明によれば、ターボチャージャ14によって過給圧を上昇させているときは、上流側排気通路13aにおける空気量が増加されつつ、該上流側排気通路13aに燃料が排出される。そのため、上流側排気通路13aにおける燃料の燃焼に供される酸素が不足するのを抑制することが出来る。即ち、上流側排気通路13aに排出された燃料がより燃焼し易くなる。従って、ターボチャージャ14によって過給圧を上昇させているときに排気のエネルギーをより確実に増加させることが可能となる。そのため、より速やかに過給圧を上昇させることが出来る。
That is, according to the present invention, when the boost pressure is increased by the
また、本発明によれば、上流側排気通路13aに排出された燃料がより燃焼し易くなることで、該燃料が未燃の状態で大気中に放出され難くなる。そのため、燃費や排気エミッションの悪化を抑制することが出来る。
Further, according to the present invention, the fuel discharged to the upstream
このように、本実施例によれば、過給圧をより好適に上昇させることが可能となる。 Thus, according to the present embodiment, the boost pressure can be increased more suitably.
<過給圧上昇制御>
以下、本実施例に係る過給圧上昇制御の制御ルーチンについて図4に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ECU20に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、規定間隔で繰り返されるルーチンである。
<Supercharging pressure increase control>
Hereinafter, the control routine of the boost pressure increase control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the
本ルーチンでは、ECU20は、先ずS101において、アクセル開度が増加したか否かをアクセル開度センサ21の検出値に基づいて判別する。S101において、肯定判定された場合、ECU20は、過給圧の上昇要求があると判断し、S102に進む。一方、S101において、否定判定された場合、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
In this routine, the
S102において、ECU20は、目標とする吹き抜け空気量である目標吹き抜け空気量Qatを算出する。ここで、目標吹き抜け空気量Qatはアクセル開度に応じて決定される値であって、気筒2内における燃料の燃焼に必要な空気量は気筒2内に確保することが可能な量である。目標吹き抜け空気量Qatとアクセル開度との関係を予め実験等によって求め、ECU20にマップとして記憶させておいても良い。
In S102, the
次に、ECU20は、S103に進み、吹き抜け空気量が目標吹き抜け空気量Qatとなる目標バルブオーバーラップ期間ΔTovtを算出する。この目標バルブオーバーラップ期間ΔTovtは、目標吹き抜け空気量Qatと、クランクポジションセンサ22の出力値から算出される内燃機関1の機関回転数およびエアフロメータ25によって検出される吸入空気量とに基づいて決定される値である。ここでは、機関回転数が低いほど、また、吸入空気量が少ないほど、目標バルブオーバーラップ期間ΔTovtを長くする。目標バルブオーバーラップ期間ΔTovtと、目標吹き抜け空気量Qat、および、機関回転数、吸入空気量との関係を予め実験等によって求め、ECU20にマップとして記憶させておいても良い。
Next, the
次に、ECU20は、S104に進み、バルブオーバーラップ期間が目標バルブオーバーラップ期間ΔTovtとなるように、吸気側可変動弁機構10および排気側可変動弁機構11によって吸気弁8の開弁時期および排気弁9の閉弁時期を制御する。
Next, the
次に、ECU20は、S105に進み、現時点での吹き抜け空気量Qaを算出する。S104において、吸気弁8の開弁時期および排気弁9の閉弁時期の制御を実行した場合であっても、バルブオーバーラップ期間が目標バルブオーバーラップ期間ΔTovtとなるまでには応答遅れがある。そのため、このS105では、現時点での吸気弁8の開弁時期および排気弁9の閉弁時期、および、吸気圧力センサ24によって検出される吸気通路12内の圧力、機関回転数に基づいて、現時点での吹き抜け空気量Qaを算出する。吹き抜け空気量Qaと、吸気弁8の開弁時期および排気弁9の閉弁時期、および、吸気通路12内の圧力、機関回転数と、の関係を予め実験等によって求め、ECU20にマップとして記憶させておいても良い。
Next, the
次に、ECU20は、S106に進み、上流側排気通路13aにける排気空燃比が目標排気空燃比となるように、副燃料噴射によって噴射する副燃料噴射量Qfを算出する。ここで、目標排気空燃比は、副燃料噴射によって噴射された燃料が上流側排気通路13aにおいて燃焼することによって該排気のエネルギーを可及的に増加させることが可能な値であって、且つ、排気エミッションの悪化を抑制することが可能な値である。この目標空燃比を、内燃機関1の運転状態等に基づいて決定しても良い。
Next, the
また、副燃料噴射量Qfは、目標排気空燃比と、副燃料噴射を行う気筒2における副燃料噴射実行前の筒内の空燃比およびS105において算出される吹き抜け空気量Qaと、に基づいて決定される。
Further, the auxiliary fuel injection amount Qf is determined based on the target exhaust air-fuel ratio, the in-cylinder air-fuel ratio of the
尚、副燃料噴射を行う気筒2における筒内の空気量は、吹き抜け空気量Qaと同様、現時点での吸気弁8の開弁時期および排気弁9の閉弁時期と、吸気圧力センサ24によって検出される吸気通路12内の圧力と、機関回転数と、に基づいて算出される。そして、これらによって算出された筒内の空気量および主燃料噴射によって噴射される主燃料噴射量から、副燃料噴射を行う気筒2における副燃料噴射実行前の筒内の空燃比が算出される。
Note that the amount of air in the
次に、ECU20は、S107に進み、副燃料噴射の実行時期Tfを算出する。上述したように、この副燃料噴射の実行時期Tfは、副燃料噴射を行う気筒2の排気弁が開弁しているときであって、且つ、他の気筒2がバルブオーバーラップ期間中となっているとき
である。さらに、このS107では、機関回転数が高いほど副燃料噴射の実行時期Tfをより遅い時期に設定する。機関回転数および副燃料噴射の実行時期Tfの関係を予め実験等によって求め、ECU20にマップとして記憶させておいても良い。
Next, the
次に、ECU20は、S108に進み、副燃料噴射を実行し、その後、本ルーチンの実行を一旦終了する。
Next, the
以上説明した制御ルーチンによれば、過給圧を上昇させる場合、吹き抜け空気を発生させ、さらに、吹き抜け空気が発生しているときに、副燃料噴射が実行される。これにより、上流側排気通路13aにおける空気量を増加させつつ該上流側排気通路13aに燃料を排出させることが出来る。
According to the control routine described above, when the boost pressure is increased, blow-by air is generated, and when the blow-through air is generated, the auxiliary fuel injection is executed. Thereby, fuel can be discharged to the
また、副燃料噴射量Qfが、副燃料噴射を行う気筒2における副燃料噴射実行前の筒内の空燃比およびバルブオーバーラップ期間となる気筒における吹き抜け空気量Qaに基づいて、排気空燃比が目標空燃比となるように決定される。そのため、上流側排気通路13aにおける空気量を増加させつつ該上流側排気通路13aに燃料を排出させる場合であっても、排気のエネルギーを可及的に増加させつつ、排気エミッションの悪化を抑制することが出来る。
Further, the sub-fuel injection amount Qf is set to the target air-fuel ratio based on the air-fuel ratio in the cylinder before the sub-fuel injection is performed in the
また、ある気筒2において吹き抜け空気を発生させるべくバルブオーバーラップ期間を制御した場合であっても、バルブオーバーラップ期間が変化するまでには応答遅れがあるため、上流側排気通路13aにおいて空気量が実際に増加するまでにはある程度の時間がかかる。また、副燃料噴射によって噴射された燃料は、機関回転数が高いほど、より早く排気通路13に排出され、且つ、該排気通路13をより速く下流に向かって流れる。そのため、副燃料噴射が過剰に早い時期に実行されると、上流側排気通路13aにおける空気量が増加する前に、副燃料噴射によって噴射された燃料が上流側排気通路13aに到達し、さらに下流の排気通路13に向かって流れていく場合がある。
Further, even when the valve overlap period is controlled to generate blow-through air in a
しかしながら、上記制御ルーチンによれば、副燃料噴射の実行時期Tfが、機関回転数が高いほどより遅くされる。これにより、上流側排気通路13aにおける空気量が増加する前に、副燃料噴射によって噴射された燃料が上流側排気通路13aに到達し、さらに下流の排気通路13に向かって流れていくのを抑制することが出来る。つまり、上流側排気通路13aにおける燃料の燃焼に供される酸素を確保することが出来る。従って、上流側排気通路13aに排出された燃料を該上流側排気通路13aにおいてより確実に燃焼させることが出来る。
However, according to the control routine, the execution timing Tf of the auxiliary fuel injection is made slower as the engine speed is higher. As a result, before the amount of air in the upstream
尚、本実施例において、吹き抜け空気を発生させつつ副燃料噴射を行う制御は、過給圧を上昇させる間における所定の期間のみで実行されても良い。 In the present embodiment, the control for performing the auxiliary fuel injection while generating the blow-by air may be executed only during a predetermined period during which the boost pressure is increased.
1・・・内燃機関
2・・・気筒
3・・・燃料噴射弁
6・・・吸気ポート
7・・・排気ポート
8・・・吸気弁
9・・・排気弁
10・・吸気側可変動弁機構
11・・排気側可変動弁機構
12・・吸気通路
13・・排気通路
14・・ターボチャージャ
14a・・コンプレッサ
14b・・タービン
20・・ECU
21・・アクセル開度センサ
22・・アクセルポジションセンサ
24・・吸気圧力センサ
25・・スロットル弁
DESCRIPTION OF
21
Claims (4)
前記気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
排気通路を流れる排気のエネルギーによって吸気を過給する過給機と、
を有する内燃機関の制御システムであって、
吸気ポートから排気ポートへ流出する吹き抜け空気を発生させる吹き抜け空気発生手段を備え、
前記過給機によって過給圧を上昇させているときは、一の気筒において、前記吹き抜け空気発生手段によって吹き抜け空気を発生させ、さらに、前記一の気筒が吸気行程にあるときに排気行程となる他の気筒において、排気弁が開弁しているときであって且つ前記一の気筒で吹き抜け空気が発生しているときに前記燃料噴射弁によって副燃料噴射を実行することを特徴とする内燃機関の制御システム。 Multiple cylinders,
A fuel injection valve for injecting fuel into the cylinder;
A supercharger that supercharges intake air by the energy of exhaust gas flowing through the exhaust passage;
An internal combustion engine control system comprising:
Blow-through air generating means for generating blow-through air flowing out from the intake port to the exhaust port,
When the supercharging pressure is increased by the supercharger, blow-by air is generated by the blow-by air generating means in one cylinder, and further, an exhaust stroke is performed when the one cylinder is in the intake stroke. An internal combustion engine that performs sub fuel injection by the fuel injection valve when an exhaust valve is open in another cylinder and when blow-by air is generated in the one cylinder Control system.
前記気筒内の空燃比を推定する筒内空燃比推定手段と、をさらに備え、
前記他の気筒において、排気弁が開弁しているときであって且つ前記一の気筒でバルブオーバーラップ期間を制御することによって吹き抜け空気を発生させているときに前記燃料噴射弁によって副燃料噴射を実行する場合、前記吹き抜け空気量推定手段によって推定される前記一の気筒での吹き抜け空気量と、前記筒内空燃比推定手段によって推定される副燃料噴射実行前の前記他の気筒内での空燃比とに基づいて副燃料噴射量を決定することを特徴とする請求項2または3記載の内燃機関の制御システム。 Blowing air amount estimation means for estimating the amount of blown air during the valve overlap period;
An in-cylinder air-fuel ratio estimating means for estimating an air-fuel ratio in the cylinder, and
In the other cylinder, when the exhaust valve is open and the blow-in air is generated by controlling the valve overlap period in the one cylinder, the sub fuel injection is performed by the fuel injection valve. Is executed, the blow-by air amount in the one cylinder estimated by the blow-by air amount estimation means and the other cylinder before the sub fuel injection execution estimated by the in-cylinder air-fuel ratio estimation means are performed. 4. The control system for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the auxiliary fuel injection amount is determined based on the air-fuel ratio.
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