JP2013241916A - Combustion control device for engine - Google Patents
Combustion control device for engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013241916A JP2013241916A JP2012116682A JP2012116682A JP2013241916A JP 2013241916 A JP2013241916 A JP 2013241916A JP 2012116682 A JP2012116682 A JP 2012116682A JP 2012116682 A JP2012116682 A JP 2012116682A JP 2013241916 A JP2013241916 A JP 2013241916A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- intake
- egr
- region
- combustion chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
本発明は、エンジンの運転領域がノック領域と判定された場合は、燃焼室にEGRガスを供給してノックを回避させるようにしたエンジンの燃焼制御装置に関する。 The present invention relates to an engine combustion control apparatus in which EGR gas is supplied to a combustion chamber to avoid knocking when it is determined that the engine operating region is a knock region.
エンジンの燃費を向上させる手段の1つとして高圧縮比化が知られている。しかし、エンジンの圧縮比を高く設定すると、部分負荷領域であっても、特に、低・中回転高負荷領域では、ノックが発生し易くなる(以下、ノックの発生し易い部分負荷領域を「部分負荷ノック領域」と称する)。 Increasing the compression ratio is known as one of means for improving the fuel consumption of an engine. However, if the compression ratio of the engine is set high, knocking is likely to occur even in the partial load region, particularly in the low / medium rotation / high load region (hereinafter referred to as “partial load region where knocking is likely to occur”). Referred to as “load knock region”).
このような領域でのノックを回避する手段としては、点火時期を遅角化(リタード)させたり、有効圧縮比を低下させることが一般的であるが、燃焼室内の最高燃焼圧力が低くなり、熱効率が低下して出力が低下してしまう不都合がある。 As means for avoiding knocking in such a region, it is common to retard the ignition timing (retard) or lower the effective compression ratio, but the maximum combustion pressure in the combustion chamber becomes lower, There is an inconvenience that the heat efficiency is lowered and the output is lowered.
この対策として、高負荷運転時に燃焼室内にEGR(Exhaust Gas Recirculation)ガスを供給して、燃焼室内の圧縮端温度の上昇を抑制し、熱効率を落とさずにノックを回避する技術が知られている。 As a countermeasure, a technology is known in which EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas is supplied into the combustion chamber during high-load operation to suppress an increase in the compression end temperature in the combustion chamber and to avoid knocking without reducing the thermal efficiency. .
例えば特許文献1(特開2004−332591号公報)には、吸気カム軸に設けたEGRガス導入弁用カムにより開閉駆動されるEGRガス導入弁を、吸気弁に隣接して配設し、吸気行程において燃焼室にEGRガスを直接導入するようにした技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-332591), an EGR gas introduction valve that is driven to open and close by an EGR gas introduction valve cam provided on an intake camshaft is disposed adjacent to the intake valve, and A technique is disclosed in which EGR gas is directly introduced into the combustion chamber during the stroke.
ところで、上述したようにノックの発生し易い運転領域は、低・中回転高負荷運転領域であり、このノックの発生しない領域でEGRガスを燃焼室に直接供給した場合、燃焼室内の酸素濃度が低下するため、燃焼が不安定になり易い。 By the way, as described above, the operation region where knocking is likely to occur is the low / medium rotation / high load operation region, and when EGR gas is directly supplied to the combustion chamber in this region where knocking does not occur, the oxygen concentration in the combustion chamber is low. Since it falls, combustion tends to become unstable.
上述した文献に開示されている技術では、EGRガス導入弁が吸気カム軸に設けたEGRガス導入弁用カムにより開閉動作されるため、吸気行程においては燃焼室内に常時EGRガスが供給されるため、ノック発生領域以外の運転領域では、必要以上のEGR量が燃焼室に供給されることとなり、燃焼が不安定化し、排気エミッションの悪化を招く不都合がある。 In the technique disclosed in the above-described document, since the EGR gas introduction valve is opened and closed by the EGR gas introduction valve cam provided on the intake camshaft, EGR gas is constantly supplied into the combustion chamber during the intake stroke. In the operation region other than the knock generation region, an EGR amount more than necessary is supplied to the combustion chamber, and there is a disadvantage that combustion becomes unstable and exhaust emission deteriorates.
本発明は、上記事情に鑑み、ノックの発生し易い運転領域ではEGR量を増加させてノック限界を改善し、ノックの発生しにくい領域では必要以上のEGRガスを供給することなく燃焼の安定化を実現することのできるエンジンの燃焼制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention improves the knock limit by increasing the EGR amount in the operation region where knocking is likely to occur, and stabilizes combustion without supplying more EGR gas than necessary in the region where knocking is difficult to occur. An object of the present invention is to provide an engine combustion control device that can realize the above.
本発明によるエンジンの燃焼制御装置は、吸気弁のバルブタイミングを可変自在なバルブタイミング可変機構部と、排気通路と燃焼室とを連通するEGR通路と、前記EGR通路を開閉するEGR弁機構部と、前記バルブタイミング可変機構部及び前記EGR弁機構部の動作を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、エンジンの運転状態に基づきノック領域を判定するノック領域判定手段と、前記ノック領域判定手段でノック領域と判定した場合、前記バルブタイミング可変機構部により前記吸気弁のバルブタイミングを変位させて吸気行程中に筒内圧の低下する領域を設定する吸気バルブタイミング設定手段と、前記吸気バルブタイミング設定手段で設定された筒内圧の低下する領域で前記EGR弁機構を開弁動作させるEGRタイミング設定手段とを備える。 An engine combustion control apparatus according to the present invention includes a valve timing variable mechanism that allows variable valve timing of an intake valve, an EGR passage that communicates an exhaust passage and a combustion chamber, and an EGR valve mechanism that opens and closes the EGR passage. And a control means for controlling the operation of the valve timing variable mechanism section and the EGR valve mechanism section, wherein the control means determines a knock area based on an operating state of the engine, and the knock area An intake valve timing setting means for setting a region in which the in-cylinder pressure decreases during an intake stroke by displacing the valve timing of the intake valve by the valve timing variable mechanism when the determination means determines that it is a knock region; An EGR tie that opens the EGR valve mechanism in a region where the in-cylinder pressure set by the timing setting means decreases. And a ring setting means.
本発明によれば、エンジンの運転領域がノック領域の場合にのみ、EGRガスを燃焼室に直接供給してEGR量を増加させるようにしたので、ノック限界を改善することができる。又、ノックの発生しにくい領域ではEGRガスの供給が制限されるので燃焼の安定化を実現することができる。 According to the present invention, the knock limit can be improved because the EGR gas is directly supplied to the combustion chamber to increase the EGR amount only when the engine operating region is the knock region. Moreover, since the supply of EGR gas is limited in the region where knocking is difficult to occur, stabilization of combustion can be realized.
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1〜図5に本発明の第1実施形態を示す。図1の符号1はエンジン本体、2はピストン、3は燃焼室、4は吸気ポート、5は排気ポート、6は吸気弁、7は排気弁であり、吸気ポート4に連通する吸気通路8にスロットル弁9が介装され、又、吸気通路8の上流にエアクリーナ10が配設されている。更に、吸気ポート4に、噴射方向を吸気弁6に指向するインジェクタ11が固設され、又、燃焼室3の一側に点火プラグ12の発火部が臨まされている。更に、排気ポート5の下流端に排気通路13が連通され、この排気通路13の上流側に排気ガスを浄化処理する触媒14が介装され、その下流側にマフラ(図示せず)が配設されている。
[First Embodiment]
1 to 5 show a first embodiment of the present invention. 1,
吸気ポート4を開閉させる吸気弁6と、排気ポート5を開閉させる排気弁7とは、吸気カム軸15aに連設する吸気カム15と、排気カム軸16aに軸着されている排気カム16とによって開閉動作される。尚、この両カム軸15a,16aはクランク軸に対して1/2の速度で回転する。
The
吸気カム15は吸気カム軸15aに対し、バルブタイミング可変機構部としての可変バルブタイミング(VVT)アクチュエータ19を介して連設されている。VVTアクチュエータ19は、油圧制御弁21で所定に調圧された油圧により、吸気カム15のカム位相(カム変位角)を変化させるものである。吸気カム15のカム位相が変化すると、この吸気カム15によって開閉動作される吸気弁6の開弁タイミングが可変される。
The
又、排気通路13の触媒14上流側にEGR通路13aの一端が連通され、このEGR通路13aの他端に設けたEGRポート13bが、燃焼室3の頂面の中央に開口されている。このEGRポート13bは頂面中央からほほ直上に形成されており、その上端一側にEGR通路13aが連通されている。
One end of the EGR
このEGRポート13bにEGR弁としてのEGRガス直流弁22が設けられており、このEGRガス直流弁22の進退動作によりEGRポート13bが開閉される。このEGRガス直流弁22は電磁弁であり、バルブスプリング(図示せず)によって、常時閉弁方向に付勢されている。このEGRガス直流弁22は、電磁コイルとしてのEGRコイル23に通電することで開弁方向に付勢される。尚、EGRガス直流弁22とEGRコイル23とで、本発明のEGR弁機構部が構成されている。
The EGR
油圧制御弁21、及びEGRコイル23は、制御手段としての電子制御ユニット(ECU)31からの動作信号によって制御動作される。ECU31は、CPU,ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータを主体に構成されており、CPUに予め記憶されている制御プログラムに従い、油圧制御弁21、及びEGRコイル23に対して駆動信号を出力する。
The
このECU31の入力側には、エアクリーナ10の直下流に配設されて燃焼室3に供給される吸入空気量Qを検出する吸入空気量センサ24、触媒14の上流に配設されて触媒14に流入する排気ガスの酸素の度から空燃比を検出する空燃比センサ25が接続されている。更に、このECU31の入力側には、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転数センサ26、クランク軸の1/2の速度で回転するカム軸15a(或いは16a)の回転を検出して、本実施形態においては、例えば吸気上死点TDCを基準とするカム角θCAMを算出するカム角センサ27等が接続されている。
On the input side of the
ECU31は、各センサ類で検出したパラメータに基づき、エンジンの運転領域を調べ、部分負荷ノック領域にある場合、吸気カム15の開弁タイミングを遅角方向へ変位させ、遅開き遅閉じさせて、バルブオーバラップを無くし、排気弁7と吸気弁6とが吸気上死点TDC付近で共に閉弁する区間を設定し、この両弁6,7が閉弁している区間にEGRガス直流弁22を開弁させ、燃焼室3に発生する負圧を利用してEGRガスを直接供給し、燃焼室3内の燃焼を制御する。
The
ECU31で実行される燃焼制御は、具体的には、図2に示す吸気カム位相制御ルーチン、及び、図3に示すEGRガス直流弁制御ルーチンによって処理される。尚、この両ルーチンはイグニッションスイッチをONした後、それぞれ設定演算周期毎に実行される。
Specifically, the combustion control executed by the
図2に示す吸気カム位相制御ルーチンは、先ず、ステップS1で、吸入空気量センサ24で検出した吸入空気量Qとエンジン回転数センサで検出したエンジン回転数Neとを読込む。
The intake cam phase control routine shown in FIG. 2 first reads the intake air amount Q detected by the intake
次いで、ステップS2へ進み、この吸入空気量Qとエンジン回転数Neとに基づき領域判定マップを補間計算付で参照し、現在の運転領域を調べる。図4に領域判定マップの概念図を示す。スロットル弁9が全開していない状態での運転領域(部分負荷領域)であっても、ノックの発生し易い領域(部分負荷ノック領域)があることが知られている。領域判定マップには、部分負荷であってもノックの発生し易い領域を予め実験などから特定し、その値(例えばノック発生領域は1、それ以外の領域は0)が格納されている。 Next, the process proceeds to step S2, and the current operation region is examined by referring to the region determination map with interpolation calculation based on the intake air amount Q and the engine speed Ne. FIG. 4 shows a conceptual diagram of the area determination map. It is known that there is a region (partial load knock region) where knocking is likely to occur even in the operation region (partial load region) when the throttle valve 9 is not fully opened. In the area determination map, an area where knocking is likely to occur even if it is a partial load is specified in advance through experiments or the like, and the value (for example, 1 for the knocking area and 0 for the other areas) is stored.
そして、ステップS3へ進み、当該運転領域が部分負荷ノック領域か否かを判定し、部分負荷ノック領域から外れている場合はステップS4へ進み、部分負荷ノック領域の場合はステップS5へ進む。尚、このステップS2,S3での処理が、本発明のノック領域判定手段に対応している。 And it progresses to step S3, it is determined whether the said driving | running | working area | region is a partial load knock area | region, when it remove | deviates from the partial load knock area | region, it progresses to step S4, and in the partial load knock area | region, it progresses to step S5. Note that the processing in steps S2 and S3 corresponds to the knock region determination means of the present invention.
ステップS4へ進むと、部分負荷ノック領域判定フラグFGをクリアして(FG←0)、ステップS6へ進み、油圧制御弁21を駆動する制御電流値IVTを、予め設定されている通常のバルブタイミングであるノーマル値IVTNで設定して(IVT←IVTN)、ステップS8へ進む。
In step S4, the partial load knock region determination flag FG is cleared (FG ← 0), and in step S6, the control current value IVT for driving the
又、ステップS5へ進むと、部分負荷ノック領域判定フラグFGをセットして(FG←1)、ステップS7へ進み、油圧制御弁21を駆動する制御電流値IVTを、予め設定されているEGRガス直流領域を設定するためのバルブタイミングである遅角値IVTRで設定して(IVT←IVTR)、ステップS8へ進む。尚、このステップS7での処理が、本発明の吸気バルブタイミング設定手段に対応している。
In step S5, the partial load knock region determination flag FG is set (FG ← 1). In step S7, the control current value IVT for driving the
そして、ステップS6,或いはステップS7からステップS8へ進むと、制御電流値IVTをセットして、ルーチンを抜ける。 Then, when the process proceeds from step S6 or step S7 to step S8, the control current value IVT is set and the routine is exited.
ECU31は制御電流値IVTに対応する駆動信号を、駆動回路(図示せず)を介して油圧制御弁21へ出力する。油圧制御弁21は制御電流値IVTに対応する油圧をVVTアクチュエータ19へ出力する。VVTアクチュエータ19は油圧制御弁21から供給された油圧に応じて吸気カム15の位相(変位角)を可変させる。
The
すると、この吸気カム15によって開閉動作される吸気弁6のバルブタイミングが可変され、図5(b)に示すように、制御電流値IVTがノーマル値IVTNに設定されている場合、吸気弁6は実線で示すように、排気弁7に対して所定のバルブオーバラップを有して開弁するバルブタイミングに設定される。尚、本形態においては吸気上死点TDCで両弁6,7のバルブリフト量が一致するように設定されている。
Then, the valve timing of the
一方、制御電流値IVTが遅角値IVTRに設定されている場合、吸気弁6は、図5(b)に破線で示すように、排気弁7が閉弁した直後に開弁され、瞬間的に両弁6,7が共に閉弁される区間が発生する。すると、同図(a)に破線で示すように、吸気行程初期において、吸気弁6の開弁により燃焼室3内に新気が導入されるまでの間、筒内圧が低くなる。
On the other hand, when the control current value IVT is set to the retard value IVTR, the
又、図3に示すEGRガス直流弁制御ルーチンでは、先ず、ステップS11で、上述した吸気カム位相制御ルーチンで設定した部分負荷ノック領域判定フラグFGの値を読込む。FG=1の場合、運転領域が部分負荷ノック領域にあると判断し、ステップS12へ進む。一方、FG=0の場合、そのままルーチンを抜ける。従って、FG=0の場合、EGRポート13bは、図示しないバルブスプリングを介して閉弁方向へ常時付勢されているEGRガス直流弁22によって閉弁される。
In the EGR gas DC valve control routine shown in FIG. 3, first, in step S11, the value of the partial load knock region determination flag FG set in the intake cam phase control routine described above is read. When FG = 1, it is determined that the operation region is in the partial load knock region, and the process proceeds to step S12. On the other hand, if FG = 0, the routine is exited. Therefore, when FG = 0, the
又、ステップS12へ進むと、カム角センサ27で検出した吸気上死点TDCを基準とするカム角θCAM[°CA(クランク角)]を読込む。次いで、ステップS13へ進み、カム角θCAMが、予め設定されている開弁角θOPNに達したか否かを調べる。尚、本実施形態では、この開弁角θOPNを基準カム角である吸気上死点TDCに設定している。
In step S12, the cam angle θCAM [° CA (crank angle)] with the intake top dead center TDC detected by the
そして、カム角θCAMが、未だ、開弁角θOPNに達していない場合、ステップS12へ戻り、カム角θCAMが開弁角θOPNに達するまで待機する。一方、カム角θCAMが開弁角θOPNに達した場合、ステップS14へ進む。 If the cam angle θCAM has not yet reached the valve opening angle θOPN, the process returns to step S12 and waits until the cam angle θCAM reaches the valve opening angle θOPN. On the other hand, when the cam angle θCAM reaches the valve opening angle θOPN, the process proceeds to step S14.
ステップS14へ進むと、EGRコイル23に対して制御電流の通電を開始し、EGRガス直流弁22をバルブスプリング(図示せず)の付勢力に抗して開弁させる(図5(c)参照)。すると、吸気行程終期の燃焼室3の内圧と触媒14の上流側の吸気通路8の内圧との差圧により、排気ガスの一部がEGR通路13aを通りEGRポート13bからEGRガスとして燃焼室3内に供給される。
In step S14, energization of the control current to the EGR coil 23 is started, and the EGR
次いで、ステップS15へ進み、カム角θCAMを再び読込み、ステップS16で、カム角θCAMが、予め設定されている閉弁角θCLSに達したか否かを調べる。尚、本実施形態では、EGRガス直流弁22の開弁期間を、図5(a)に破線で示すように、吸気行程初期の筒内圧が低くなる区間に設定している。具体的には、閉弁角θCLSを吸気カム15が開弁を開始した直後、すなわち、吸気上死点TDC(θCAM=θOPN)に対し、吸気弁6が開弁を開始する位置を挟んで対称な位置に設定している。
Next, the process proceeds to step S15, and the cam angle θCAM is read again. In step S16, it is checked whether or not the cam angle θCAM has reached a preset valve closing angle θCLS. In the present embodiment, the valve opening period of the EGR
そして、カム角θCAMが閉弁角θCLSに、未だ、達していない場合は、ステップS15へ戻り、カム角θCAMが閉弁角θCLSに達するまで待機する。一方、カム角θCAMが閉弁角θCLSに達した場合、ステップS17へ進む。 If the cam angle θCAM has not yet reached the valve closing angle θCLS, the process returns to step S15 and waits until the cam angle θCAM reaches the valve closing angle θCLS. On the other hand, when the cam angle θCAM reaches the valve closing angle θCLS, the process proceeds to step S17.
ステップS17では、EGRコイル23に対する通電を遮断し、EGRガス直流弁22をバルブスプリングの付勢力で閉弁させて(図5(c)参照)、ルーチンを抜ける。その結果、燃焼室3に対するEGRガスの供給が遮断される。尚、この図3に示すルーチンで行われる処理が、本発明のEGRタイミング設定手段に対応している。
In step S17, energization to the EGR coil 23 is interrupted, the EGR
このように、本実施形態では、エンジン運転状態が部分負荷ノック領域にある場合、吸気弁6のバルブタイミングを遅角させて、その開弁時期を、排気弁7が閉弁した直後に設定したので、燃焼室3の内圧が一時的に低下する。そして、そのタイミングでEGRガス直流弁22を開弁するようにしたので、吸気行程初期では燃焼室3に新気が導入される前に、燃焼室3の内圧と触媒14の上流側の吸気通路8との差圧により、排気ガスを、EGR通路13aを経てEGRポート13bからEGRガスとして燃焼室3に瞬時に供給させることができる。その結果、EGRガスにより燃焼温度が低下されて、ノックの発生が回避される。従って、相対的に、点火時期をMBT(Minimum spark advance for Best Torque)側に設定することができ、高圧縮比エンジンであってもノック限界を改善して高い熱効率を得ることができる。
Thus, in this embodiment, when the engine operating state is in the partial load knock region, the valve timing of the
又、部分負荷領域であってもノックの発生し難い領域では、EGRガスが直接供給されないため、安定した燃焼を得ることができる。 Further, even in the partial load region, the EGR gas is not directly supplied in a region where knocking is difficult to occur, so that stable combustion can be obtained.
[第2実施形態]
図6、図7に本発明の第2実施形態を示す。本実施形態では、エンジンの運転領域が部分負荷ノック領域にある場合、吸気弁6の開弁タイミングを進角方向へ変位させて早開き早閉じに設定し、吸気弁6が閉弁した直後にEGRガス直流弁22を開弁させて、EGRガスを燃焼室3内に流入させるようにしたものである。本実施形態と上述した第1実施形態とは、吸気弁6、及びEGRガス直流弁22のバルブタイミングが相違する。尚、エンジン、及びECU31を含むエンジン周辺の構成は第1実施形態と同様であるため、構成部品は第1実施形態の符号を用いて説明する。
[Second Embodiment]
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, when the engine operating region is in the partial load knock region, the valve opening timing of the
イグニッションスイッチがONされると、ECU31が起動し、図6に示す吸気カム位相制御ルーチンと、図3相当のEGRガス直流弁制御ルーチンとが、それぞれ設定演算周期毎に実行される。
When the ignition switch is turned on, the
図6に示す吸気カム位相制御ルーチンは、ステップS1〜S6迄は、前述した第1実施形態の図2に示す吸気カム位相制御ルーチンと同様の処理を実行する。 The intake cam phase control routine shown in FIG. 6 executes the same processing as the intake cam phase control routine shown in FIG. 2 of the first embodiment described above until steps S1 to S6.
すなわち、ステップS3でエンジンの運転領域が部分負荷ノック領域と判定されて、ステップS5へ進み、部分負荷ノック領域判定フラグFGをセットして(FG←1)、ステップS21へ進む。 That is, it is determined in step S3 that the engine operating region is the partial load knock region, the process proceeds to step S5, the partial load knock region determination flag FG is set (FG ← 1), and the process proceeds to step S21.
ステップS21では、油圧制御弁21を駆動する制御電流値IVTを、予め設定されているEGRガス直流領域を設定するためのバルブタイミングである進角値IVTFで設定して(IVT←IVTF)、ステップS8へ進む。尚、このステップS21での処理が、本発明の吸気バルブタイミング設定手段に対応している。
In step S21, a control current value IVT for driving the
そして、ステップS6,或いはステップS21からステップS8へ進むと、制御電流値IVTをセットして、ルーチンを抜ける。 Then, when the process proceeds from step S6 or step S21 to step S8, the control current value IVT is set and the routine is exited.
ECU31は制御電流値IVTに対応する駆動信号を、駆動回路(図示せず)を介して油圧制御弁21へ出力する。
The
油圧制御弁21は制御電流値IVTに対応する油圧をVVTアクチュエータ19へ出力する。VVTアクチュエータ19は油圧制御弁21から供給された油圧に応じて吸気カム15の位相(変位角)を可変させる。
The
すると、この吸気カム15によって開閉動作される吸気弁6のバルブタイミングが可変される。すなわち、制御電流値IVTが進角値IVTFに設定された場合、吸気弁6のバルブタイミングは、図7(b)に破線で示すように所定に進角され、排気弁7が早開き早閉じとなり、吸気下死点BDCに到達する前に閉弁される。
Then, the valve timing of the
その結果、同図(a)に破線で示すように、吸気行程初期の吸気弁6が閉弁された直後から吸気下死点BDCを通過した直後の区間において筒内圧が一時的に低くなる。
As a result, as indicated by a broken line in FIG. 5A, the in-cylinder pressure temporarily decreases in a section immediately after the
一方、ECU31が実行するEGRガス直流弁制御ルーチンは、前述した第1実施形態の図3に示すEGRガス直流弁制御ルーチンと同様の処理を行う。
On the other hand, the EGR gas DC valve control routine executed by the
但し、本実施形態では、エンジンの運転領域が部分負荷ノック領域にある場合、吸気弁6のバルブタイミングを進角させて早開き早閉じに設定すると共に、EGRガス直流弁22の開弁期間を吸気弁6の閉弁角から圧縮下死点BDC初期の領域に設定したので、ステップS13で読込む開弁角θOPNが吸気弁6の閉弁角に設定され、ステップS16で読込む閉弁角θCLSが、この開弁角θOPNと吸気下死点BDCを挟んでほぼ対称な角度に設定されている。
However, in this embodiment, when the engine operation region is in the partial load knock region, the valve timing of the
従って、図3のルーチンのステップS13でカム角θCAMが開弁角θOPNに達したと判定して、ステップS14へ進み、EGRコイル23に対して制御電流の通電を開始し、EGRガス直流弁22をバルブスプリング(図示せず)の付勢力に抗して開弁させる(図7(c)参照)。すると、吸気行程終期の燃焼室3の内圧と触媒14の上流側の吸気通路8の内圧との差圧により、排気ガスの一部がEGR通路13aを通りEGRポート13bからEGRガスとして燃焼室3内に供給される。
Accordingly, it is determined in step S13 of the routine of FIG. 3 that the cam angle θCAM has reached the valve opening angle θOPN, the process proceeds to step S14, energization of the control current to the EGR coil 23 is started, and the EGR
そして、ステップS16で、カム角θCAMが閉弁角θCLSに達したと判定した場合、ステップS17で、EGRコイル23に対する通電を遮断し、EGRガス直流弁22をバルブスプリングの付勢力で閉弁させて(図7(c)参照)、ルーチンを抜ける。その結果、燃焼室3に対するEGRガスの供給が遮断される。
If it is determined in step S16 that the cam angle θCAM has reached the valve closing angle θCLS, in step S17, the power supply to the EGR coil 23 is interrupted, and the EGR
このように、本実施形態では、エンジン運転状態が部分負荷ノック領域にある場合、吸気弁6のバルブタイミングを進角させて、その閉弁時期を吸気下死点BDC到達前に設定したので、吸気行程終期では燃焼室3の内圧が一時的に低下する。そして、そのタイミングでEGRガス直流弁22を開弁するようにしたので、吸気行程終期において燃焼室3に対し、燃焼室3の内圧と触媒14の上流側の吸気通路8との差圧により、EGRガスを瞬時に供給させることができる。
Thus, in this embodiment, when the engine operating state is in the partial load knock region, the valve timing of the
その結果、EGRガスにより燃焼温度が低下され、圧縮行程時におけるノックの発生を回避することができる。従って、相対的に、点火時期をMBT(Minimum spark advance for Best Torque)側に設定することができ、高圧縮比エンジンであってもノック限界を改善して高い熱効率を得ることができる。更に、部分負荷領域であってもノックの発生し難い領域では、EGRガスが直接供給されないため、安定した燃焼を得ることができる。 As a result, the combustion temperature is lowered by the EGR gas, and the occurrence of knocking during the compression stroke can be avoided. Accordingly, the ignition timing can be set relatively to the MBT (Minimum spark advance for Best Torque) side, and even in a high compression ratio engine, the knock limit can be improved and high thermal efficiency can be obtained. Furthermore, since the EGR gas is not directly supplied in a region where knocking is difficult to occur even in the partial load region, stable combustion can be obtained.
尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えばノック領域は、部分負荷領域に限定せず、ノックの発生する全ての領域に適用することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the knock region is not limited to the partial load region, and can be applied to all regions where knock occurs.
又、上述した各実施形態で採用するエンジンには、吸気通路側にEGRガスを供給する通常のEGR制御機構が併設されており、エンジン運転領域が部分負荷ノック領域の場合は、EGRガス直流弁22か開弁されるため、燃焼室3に供給するGEGRガス量が増量される。
Further, the engine employed in each of the above-described embodiments is provided with a normal EGR control mechanism that supplies EGR gas to the intake passage side. When the engine operation region is a partial load knock region, the EGR gas DC valve Since 22 is opened, the amount of GEGR gas supplied to the
1…エンジン本体、
3…燃焼室、
6…吸気弁、
7…排気弁、
8…吸気通路、
13…排気通路、
13a…EGR通路、
13b…EGRポート、
14…触媒、
15…吸気カム、
19…VVTアクチュエータ、
22…EGRガス直流弁、
23…EGRコイル、
27…カム角センサ、
FG…部分負荷ノック領域判定フラグ、
IVT…制御電流値、
IVTF…進角値、
IVTN…ノーマル値、
IVTR…遅角値、
Ne…エンジン回転数、
Q…吸入空気量、
TDC…上死点、
θCAM…カム角、
θCLS…閉弁角、
θOPN…開弁角
1 ... Engine body,
3 ... combustion chamber,
6 ... Intake valve,
7 ... Exhaust valve,
8 ... Intake passage,
13 ... exhaust passage,
13a ... EGR passage,
13b ... EGR port,
14 ... Catalyst,
15 ... Intake cam,
19 ... VVT actuator,
22 ... EGR gas DC valve,
23 ... EGR coil,
27 ... Cam angle sensor,
FG: Partial load knock region determination flag,
IVT: Control current value,
IVTF ... advance value,
IVTN: Normal value,
IVTR: retard value,
Ne ... engine speed,
Q ... Intake air volume,
TDC ... Top dead center,
θCAM ... Cam angle
θCLS ... Valve closing angle,
θOPN ... Valve opening angle
Claims (4)
排気通路と燃焼室とを連通するEGR通路と、
前記EGR通路を開閉するEGR弁機構部と、
前記バルブタイミング可変機構部及び前記EGR弁機構部の動作を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
エンジンの運転状態に基づきノック領域を判定するノック領域判定手段と、
前記ノック領域判定手段でノック領域と判定した場合、前記バルブタイミング可変機構部により前記吸気弁のバルブタイミングを変位させて吸気行程中に筒内圧の低下する領域を設定する吸気バルブタイミング設定手段と、
前記吸気バルブタイミング設定手段で設定された筒内圧の低下する領域で前記EGR弁機構を開弁動作させるEGRタイミング設定手段と
を備えることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。 A variable valve timing mechanism that can vary the valve timing of the intake valve;
An EGR passage communicating the exhaust passage and the combustion chamber;
An EGR valve mechanism for opening and closing the EGR passage;
Control means for controlling the operation of the variable valve timing mechanism and the EGR valve mechanism,
The control means includes
Knock region determining means for determining a knock region based on the operating state of the engine;
An intake valve timing setting means for setting a region where the in-cylinder pressure decreases during the intake stroke by displacing the valve timing of the intake valve by the valve timing variable mechanism when the knock region is determined by the knock region determination means;
An engine combustion control device comprising: EGR timing setting means for opening the EGR valve mechanism in a region where the in-cylinder pressure set by the intake valve timing setting means decreases.
ことを特徴とする請求項1記載のエンジンの燃焼制御装置。 The intake valve timing setting means opens the intake valve after the intake top dead center and sets a region where the in-cylinder pressure decreases at least between the intake top dead center and the intake valve opening. The engine combustion control apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1記載のエンジンの燃焼制御装置。 The intake valve timing setting means closes the intake valve before the intake bottom dead center, and sets a region where the in-cylinder pressure decreases at least between the time when the intake valve is closed and the intake bottom dead center. The engine combustion control apparatus according to claim 1, wherein
前記EGR弁機構部は、前記EGRポートを開閉するEGR弁と該EGR弁を開閉動作させる電磁コイルとを有し、
前記制御手段は前記電磁コイルに通電して前記EGR弁を開動作させる
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のエンジンの燃焼制御装置。 The EGR passage has an EGR port that opens to the combustion chamber;
The EGR valve mechanism has an EGR valve that opens and closes the EGR port and an electromagnetic coil that opens and closes the EGR valve,
4. The engine combustion control device according to claim 1, wherein the control means energizes the electromagnetic coil to open the EGR valve. 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012116682A JP2013241916A (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Combustion control device for engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012116682A JP2013241916A (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Combustion control device for engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013241916A true JP2013241916A (en) | 2013-12-05 |
Family
ID=49843018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012116682A Pending JP2013241916A (en) | 2012-05-22 | 2012-05-22 | Combustion control device for engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013241916A (en) |
-
2012
- 2012-05-22 JP JP2012116682A patent/JP2013241916A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8468986B2 (en) | Engine fuel injection control apparatus | |
JP5024216B2 (en) | Ignition timing control device and ignition timing control method for internal combustion engine | |
JP2005098291A (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
US10480434B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP6350304B2 (en) | Lean burn engine | |
JP2018096371A (en) | Method and apparatus for controlling engine system | |
JP5104421B2 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
JP6051793B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP3771101B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4729588B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2015014257A (en) | Ignition timing control device for internal combustion engine | |
JP2009191703A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP6191230B2 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
JP5930126B2 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
JP2009216035A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2013241916A (en) | Combustion control device for engine | |
JP4930726B2 (en) | Fuel injection device for internal combustion engine | |
JP4404024B2 (en) | Control device for direct start engine | |
JP5041167B2 (en) | Engine control device | |
JP2003328791A (en) | Variable valve system of internal combustion engine | |
JP2004100471A (en) | Controller of internal combustion engine | |
JP4930396B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2004176568A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2010236434A (en) | Intake air flow control device | |
JP2009216001A (en) | Noise reducing device of internal combustion engine |