JP2005155526A - Cylinder pressure control device of internal combustion engine - Google Patents

Cylinder pressure control device of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2005155526A
JP2005155526A JP2003397065A JP2003397065A JP2005155526A JP 2005155526 A JP2005155526 A JP 2005155526A JP 2003397065 A JP2003397065 A JP 2003397065A JP 2003397065 A JP2003397065 A JP 2003397065A JP 2005155526 A JP2005155526 A JP 2005155526A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
opening
engine
internal combustion
combustion engine
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
Application number
JP2003397065A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Konohara
弘和 此原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisan Industry Co Ltd filed Critical Aisan Industry Co Ltd
Priority to JP2003397065A priority Critical patent/JP2005155526A/en
Publication of JP2005155526A publication Critical patent/JP2005155526A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder pressure control device of an internal combustion engine having a compact structure in which pumping loss is reduced and a power-saving can be achieved. <P>SOLUTION: An intake passage 4 and an exhaust passage 5 are connected to an engine 1. The cylinder pressure control device is provided with communication ports 24 and a communication pipe 26 of which one end is allowed to communicate with each of a plurality of cylinders 2, and the other end thereof is allowed to communicate with the intake passage 4, solenoid valves 25 provided to respective communication ports 24, a revolution speed sensors 33 for detecting operation stroke of each cylinder 2, and a control unit 40. When the control unit 40 has judged on the basis of detection results of the operation stroke that a certain cylinder 2 is on a compression stroke, the control unit 40 controls a corresponding solenoid valve 25 so as to reduce the pressure in the combustion chamber 14 of the cylinder 2. On the basis of operation conditions detected by sensors 31-34, the control unit 40 computes timings for opening and closing the respective solenoid valves 25, and controls the period of time of the each solenoid valve 25 being open on the basis of the computed timing. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、ポンプ損失を低減させるために、内燃機関の気筒内の圧力を制御する筒内圧制御装置に関する。   The present invention relates to an in-cylinder pressure control device that controls pressure in a cylinder of an internal combustion engine in order to reduce pump loss.

従来のガソリンエンジンでは、ポンプ損失が発生する。ポンプ損失とは、エンジンが外部へ仕事をするために必要な空気を吸い込むときに生じる吸気損失と、既燃焼ガスを外部へ排出するときに生じる排気損失とを合わせたものを言う。図6に、全負荷時のP−V線図を示す。図7に、部分負荷時のP−V線図を示す。両図6,7とも、斜線部分がポンプ損失に相当する。   In conventional gasoline engines, pump loss occurs. The pump loss refers to a combination of an intake loss that occurs when the engine sucks air necessary for working outside and an exhaust loss that occurs when the already burned gas is discharged to the outside. FIG. 6 shows a PV diagram at full load. FIG. 7 shows a PV diagram at the time of partial load. In both FIGS. 6 and 7, the shaded portion corresponds to the pump loss.

ここで、下記の非特許文献1には、ポンプ損失について次のように記載されている。すなわち、ガソリンエンジンでは、出力の制御を絞り弁により行っているため、この弁における絞り損失によりポンプ損失が発生する。特に負荷が小さくなるほどポンプ損失は大きくなり、低負荷時の燃焼効率が低下する原因になっている。
一方、ディーゼルエンジンは、空気量一定(絞り弁なし)で燃料噴射量により負荷を制御するため、低負荷でもポンプ損失がなく、高い効率を得ている(高負荷では、混合気が濃くなるためん熱効率は低下する)。
Here, the following Non-Patent Document 1 describes the pump loss as follows. That is, in a gasoline engine, the output is controlled by a throttle valve, so that pump loss occurs due to throttle loss in this valve. In particular, the smaller the load, the greater the pump loss, causing a reduction in combustion efficiency at low loads.
On the other hand, since the diesel engine controls the load by the fuel injection amount with a constant air amount (no throttle valve), there is no pump loss even at low loads, and high efficiency is obtained (because the air-fuel mixture becomes dense at high loads) Heat efficiency is reduced).

そこで、ガソリンエンジンでも、吸気通路の絞り弁(スロットルバルブ)を廃止することが考えられる。この場合、スロットルバルブを廃止する代わりに、吸気量を調節する別の構成が必要になる。下記の特許文献1には、動弁系機構に電磁駆動吸気弁を設けて、内燃機関の運転状態に応じて、電磁駆動吸気弁の開弁期間をきめ細かく制御することにより、ポンプ損失を低減させることが記載されている。電磁駆動吸気弁とは、ソレノイドで発生する電磁力により開閉駆動可能な吸気弁である。従って、吸気通路からスロットルバルブを廃止した内燃機関において、動弁系機構に電磁駆動吸気弁を設けて開弁期間を制御することも考えられる。   Therefore, it is conceivable to eliminate the throttle valve (throttle valve) in the intake passage even in a gasoline engine. In this case, instead of eliminating the throttle valve, another configuration for adjusting the intake air amount is required. In Patent Document 1 below, an electromagnetically driven intake valve is provided in a valve operating system mechanism, and the opening loss period of the electromagnetically driven intake valve is finely controlled according to the operating state of the internal combustion engine, thereby reducing pump loss. It is described. The electromagnetically driven intake valve is an intake valve that can be opened and closed by electromagnetic force generated by a solenoid. Therefore, in an internal combustion engine in which the throttle valve is eliminated from the intake passage, it is conceivable to control the valve opening period by providing an electromagnetically driven intake valve in the valve operating mechanism.

特開平9−88645号公報(第3頁、図2)JP-A-9-88645 (page 3, FIG. 2) 中島泰夫・中村重夫 編集,“新・自動車用ガソリンエンジン”,山海堂,平成8年3月31日発行,p.47−48Edited by Yasuo Nakajima and Shigeo Nakamura, “New Gasoline Engine for Automobiles”, Sankai-do, published on March 31, 1996, p. 47-48

ところが、特許文献1に記載の電磁駆動弁制御装置では、その電磁駆動吸気弁を作動させるために必要な吸引力が比較的大きいので、ソレノイドに供給される電力も多大となる。このため、電力確保のために電源に大きな負荷がかかり、そのときに内燃機関にトルク損失が生じるおそれがあった。また、吸気弁のそれぞれにソレノイドを設けなければならず、装置が大型化し、重量化する。特に、多気筒の内燃機関では、多数の吸気弁にソレノイドなどを設けなければならず、装置の内燃機関における占有スペースも問題なる。   However, in the electromagnetically driven valve control device described in Patent Document 1, since the suction force necessary for operating the electromagnetically driven intake valve is relatively large, the power supplied to the solenoid also becomes great. For this reason, a large load is applied to the power source to secure electric power, and at that time, there is a possibility that torque loss occurs in the internal combustion engine. In addition, a solenoid must be provided for each intake valve, which increases the size and weight of the device. In particular, in a multi-cylinder internal combustion engine, solenoids or the like must be provided on a large number of intake valves, and the occupied space in the internal combustion engine of the apparatus becomes a problem.

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コンパクトな構造でポンプ損失を低減すると共に、省力化を図ることを可能とした内燃機関の筒内圧制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an in-cylinder pressure control device for an internal combustion engine that can reduce pump loss with a compact structure and can save labor. It is in.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、吸気通路を接続してなる内燃機関において気筒内の圧力を制御する筒内圧制御装置であって、気筒に一端が連通し、他端が吸気通路に連通する連通路と、連通路を開閉するために設けられる開閉手段と、内燃機関の作動行程を検出するための作動行程検出手段と、検出される作動行程に基づき気筒が圧縮行程にあると判断したとき、その気筒内の圧力を低減させるために開閉手段を制御する制御手段とを備えたことを趣旨とする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an in-cylinder pressure control device for controlling a pressure in a cylinder in an internal combustion engine having an intake passage connected thereto. The cylinder is compressed based on the detected operation stroke, the communication passage whose end communicates with the intake passage, the opening / closing means provided for opening / closing the communication passage, the operation stroke detecting means for detecting the operation stroke of the internal combustion engine The purpose of the present invention is to provide a control means for controlling the opening / closing means in order to reduce the pressure in the cylinder when it is determined that it is in the stroke.

上記発明の構成によれば、制御手段は、作動行程検出手段により検出される内燃機関の作動行程に基づき、気筒が圧縮行程にあると判断したとき、その気筒に連通する連通路に設けられた開閉手段を制御して開く。従って、圧縮行程となる気筒内の圧力が吸気通路へ抜け、気筒内の圧力が下がる。   According to the configuration of the above invention, when the control unit determines that the cylinder is in the compression stroke based on the operation stroke of the internal combustion engine detected by the operation stroke detection unit, the control unit is provided in the communication path communicating with the cylinder. Open by controlling the opening and closing means. Accordingly, the pressure in the cylinder that becomes the compression stroke is released to the intake passage, and the pressure in the cylinder is reduced.

上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出手段と、検出される運転状態に基づき開閉手段の開時期及び閉時期を算出するための開閉時期算出手段とを備え、制御手段は、算出された開時期及び閉時期に基づき開閉手段を制御することを趣旨とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the operation state detecting means for detecting the operation state of the internal combustion engine and the opening and closing based on the detected operation state are provided. Opening / closing timing calculating means for calculating the opening timing and closing timing of the means, and the control means controls the opening / closing means based on the calculated opening timing and closing timing.

上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、内燃機関の運転状態を運転状態検出手段が検出することにより、その検出された運転状態に基づき、開閉時期算出手段が開時期及び閉時期を算出する。そして、算出された開時期及び閉時期に基づき、制御手段が開閉手段を制御する。ここで、圧縮行程における気筒内の圧力は、内燃機関の運転状態によって異なる。従って、開閉手段の開時期及び閉時期が運転状態に応じて制御されるので、運転状態に応じて気筒内の圧力が効率良く吸気通路へ抜けることになる。   According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to claim 1, the operating state detecting unit detects the operating state of the internal combustion engine, so that the opening / closing timing calculating unit is based on the detected operating state. Calculate the opening time and closing time. Based on the calculated opening timing and closing timing, the control means controls the opening / closing means. Here, the pressure in the cylinder in the compression stroke differs depending on the operating state of the internal combustion engine. Therefore, since the opening timing and closing timing of the opening / closing means are controlled according to the operating state, the pressure in the cylinder efficiently escapes to the intake passage according to the operating state.

上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、内燃機関は、複数の気筒を有することと、連通路は、各気筒のそれぞれに対して設けられることと、開閉手段は、各連通路のそれぞれに対して設けられることとを備え、制御手段は、各気筒の圧縮行程において各開閉手段を制御することを趣旨とする。   In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the internal combustion engine has a plurality of cylinders, and a communication path is provided for each of the cylinders. And the opening / closing means are provided for each of the communication passages, and the control means controls the opening / closing means in the compression stroke of each cylinder.

上記発明の構成によれば、複数の気筒を有する内燃機関につき、請求項1又は2に記載の発明の作用が得られる。   According to the configuration of the invention, the operation of the invention according to claim 1 or 2 can be obtained for an internal combustion engine having a plurality of cylinders.

請求項1に記載の発明によれば、コンパクトな構造でポンプ損失を低減することができ、装置の省力化を図ることができる。   According to the first aspect of the present invention, the pump loss can be reduced with a compact structure, and the apparatus can be labor-saving.

請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、内燃機関の運転状態に合わせてポンプ損失を効率良く低減することができる。   According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the pump loss can be efficiently reduced in accordance with the operating state of the internal combustion engine.

請求項3に記載の発明によれば、複数の気筒を有する内燃機関において、請求項1又は2に記載の発明の効果を得ることができる。   According to the invention described in claim 3, the effect of the invention described in claim 1 or 2 can be obtained in an internal combustion engine having a plurality of cylinders.

以下、この発明の内燃機関の筒内圧制御装置を具体化した一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment in which an in-cylinder pressure control device for an internal combustion engine according to the present invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings.

図1に、この実施形態におけるエンジンシステムの概略構成を示す。内燃機関であるレシプロタイプのエンジン1は、複数の気筒2と、クランクシャフト3とを含む。エンジン1には、吸気通路4と排気通路5が接続される。吸気通路4は、サージタンク6と、その上流に位置するエアクリーナ7とを含む。この実施形態では、サージタンク6の上流にて従来設けられるスロットルバルブが廃止されている。排気通路5の途中には、直列に配置された二つの触媒コンバータ8A,8Bが設けられる。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine system in this embodiment. A reciprocating engine 1 that is an internal combustion engine includes a plurality of cylinders 2 and a crankshaft 3. An intake passage 4 and an exhaust passage 5 are connected to the engine 1. The intake passage 4 includes a surge tank 6 and an air cleaner 7 located upstream thereof. In this embodiment, the throttle valve conventionally provided upstream of the surge tank 6 is eliminated. In the middle of the exhaust passage 5, two catalytic converters 8A and 8B arranged in series are provided.

エンジン1は、シリンダブロック11とシリンダヘッド12とを含む。シリンダブロック11には、前述した各気筒2が設けられる。各気筒2にそれぞれ設けられたピストン13は、前述したクランクシャフト3に連結される。各気筒2にて、ピストン13とシリンダヘッド12との間に燃焼室14が形成される。シリンダヘッド12には、各燃焼室14に連通する吸気ポート15及び排気ポート16がそれぞれ形成される。各吸気ポート15は、それぞれ吸気通路4に通じる。各排気ポート16は、それぞれ排気通路5に通じる。各吸気ポート15にそれぞれ設けられた吸気バルブ17と、各排気ポート16にそれぞれ設けられた排気バルブ18とは、クランクシャフト3の回転に連動して、つまり、各ピストン13の上下動に連動して、ひいてはエンジン1の4行程に連動して、カムシャフト19などを含む動弁機構20により開閉駆動される。各気筒2にそれぞれ設けられたインジェクタ21は、燃料供給装置(図示略)から供給される燃料を、対応する吸気ポート15へ噴射供給する。各インジェクタ21から噴射される燃料と、エアクリーナ7を通じて吸気通路4に吸入される空気とは、可燃混合気を形成して各燃焼室14に吸入される。   The engine 1 includes a cylinder block 11 and a cylinder head 12. Each cylinder 2 described above is provided in the cylinder block 11. Pistons 13 provided in each cylinder 2 are connected to the crankshaft 3 described above. In each cylinder 2, a combustion chamber 14 is formed between the piston 13 and the cylinder head 12. An intake port 15 and an exhaust port 16 communicating with each combustion chamber 14 are formed in the cylinder head 12. Each intake port 15 communicates with the intake passage 4. Each exhaust port 16 communicates with the exhaust passage 5. The intake valve 17 provided in each intake port 15 and the exhaust valve 18 provided in each exhaust port 16 are interlocked with the rotation of the crankshaft 3, that is, interlocked with the vertical movement of each piston 13. As a result, in conjunction with the four strokes of the engine 1, it is driven to open and close by a valve mechanism 20 including a camshaft 19 and the like. The injectors 21 provided in each cylinder 2 inject and supply fuel supplied from a fuel supply device (not shown) to the corresponding intake port 15. The fuel injected from each injector 21 and the air sucked into the intake passage 4 through the air cleaner 7 form a combustible mixture and are sucked into the combustion chambers 14.

各燃焼室14にそれぞれ設けられた点火プラグ22は、イグニションコイル23から出力される点火信号を受けてスパーク動作する。両部品22,23は、各燃焼室14に吸入される可燃混合気に点火する点火装置を構成する。各燃焼室14に吸入された可燃混合気は、各点火プラグ22のスパーク動作により爆発・燃焼する。燃焼後の排気ガスは、各燃焼室14から排気ポート16、排気通路5及び触媒コンバータ8A,8Bなどを通じて外部へ排出される。各燃焼室14における可燃混合気の燃焼に伴い、各ピストン13が上下運動してクランクシャフト3が回転することにより、エンジン1で動力が得られる。   The spark plugs 22 provided in the respective combustion chambers 14 perform a spark operation upon receiving an ignition signal output from the ignition coil 23. Both parts 22 and 23 constitute an ignition device that ignites a combustible air-fuel mixture sucked into each combustion chamber 14. The combustible air-fuel mixture sucked into each combustion chamber 14 explodes and burns by the spark operation of each spark plug 22. The exhaust gas after combustion is discharged from each combustion chamber 14 to the outside through the exhaust port 16, the exhaust passage 5, and the catalytic converters 8A and 8B. As the combustible air-fuel mixture burns in each combustion chamber 14, each piston 13 moves up and down to rotate the crankshaft 3, whereby power is obtained in the engine 1.

図1に示すように、シリンダブロック11には、各気筒2の燃焼室14のそれぞれに対応して、連通ポート24が形成される。各連通ポート24のそれぞれに対応して、シリンダブロック11には、電磁弁25が設けられる。各電磁弁25とサージタンク6との間には、連通管26が接続される。つまり、各気筒2のそれぞれに対して電磁弁25が設けられ、各電磁弁25のそれぞれに対して連通管26が設けられる。この実施形態では、連通ポート24と連通管26とにより、各気筒2に一端が連通し、他端が吸気通路4に連通する本発明の連通路が構成される。また、各電磁弁25により、各連通路を開閉するための本発明の開閉手段が構成される。これら連通ポート24、電磁弁25及び連通管26が、本発明の筒内圧制御装置の機械的構成をなす。   As shown in FIG. 1, a communication port 24 is formed in the cylinder block 11 corresponding to each of the combustion chambers 14 of each cylinder 2. Corresponding to each communication port 24, the cylinder block 11 is provided with an electromagnetic valve 25. A communication pipe 26 is connected between each solenoid valve 25 and the surge tank 6. That is, the electromagnetic valve 25 is provided for each of the cylinders 2, and the communication pipe 26 is provided for each of the electromagnetic valves 25. In this embodiment, the communication port 24 and the communication pipe 26 constitute a communication passage of the present invention in which one end communicates with each cylinder 2 and the other end communicates with the intake passage 4. Each electromagnetic valve 25 constitutes an opening / closing means of the present invention for opening / closing each communication path. The communication port 24, the electromagnetic valve 25, and the communication pipe 26 constitute a mechanical configuration of the in-cylinder pressure control device of the present invention.

図1に示すように、エンジン1に対応して設けられる各種センサ31,32,33,34は、エンジン1の運転状態を検出するための本発明の運転状態検出手段を構成する。すなわち、運転席に設けられたアクセルペダルモジュール27のアクセルセンサ31は、アクセルペダル27aの踏み込み角度をアクセル開度ACCPとして検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン1に設けられた水温センサ32は、シリンダブロック11の内部を流れる冷却水の温度(冷却水温)THWを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。エンジン1に設けられた回転速度センサ33は、クランクシャフト3の回転速度(エンジン回転速度)NEを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。このセンサ33は、クランクシャフト3に設けられたタイミングプーリ28を介して、同シャフト3の回転を所定角度ごとに検出するように構成される。このセンサ33は、エンジン1の作動行程を検出するための本発明の作動行程検出手段に相当する。排気通路5に設けられた酸素センサ34は、排気通路5へ排出された排気ガス中の酸素濃度(出力電圧)Oxを検出し、その検出値に応じた電気信号を出力する。このセンサ34は、エンジン1の各燃焼室14に供給される可燃混合気の空燃比A/Fを得るために使用される。   As shown in FIG. 1, various sensors 31, 32, 33, and 34 provided corresponding to the engine 1 constitute an operation state detection unit of the present invention for detecting the operation state of the engine 1. That is, the accelerator sensor 31 of the accelerator pedal module 27 provided in the driver's seat detects the depression angle of the accelerator pedal 27a as the accelerator opening ACCP, and outputs an electrical signal corresponding to the detected value. The water temperature sensor 32 provided in the engine 1 detects the temperature (cooling water temperature) THW of the cooling water flowing inside the cylinder block 11 and outputs an electrical signal corresponding to the detected value. A rotational speed sensor 33 provided in the engine 1 detects the rotational speed (engine rotational speed) NE of the crankshaft 3 and outputs an electrical signal corresponding to the detected value. The sensor 33 is configured to detect rotation of the shaft 3 at predetermined angles via a timing pulley 28 provided on the crankshaft 3. The sensor 33 corresponds to an operation stroke detection means of the present invention for detecting the operation stroke of the engine 1. The oxygen sensor 34 provided in the exhaust passage 5 detects the oxygen concentration (output voltage) Ox in the exhaust gas discharged to the exhaust passage 5 and outputs an electrical signal corresponding to the detected value. This sensor 34 is used to obtain the air-fuel ratio A / F of the combustible mixture supplied to each combustion chamber 14 of the engine 1.

このエンジンシステムは、各種制御をつかさどるコントロールユニット40を備える。コントロールユニット40には、各種センサ31〜34及び各電磁弁25が接続される。また、コントロールユニット40には、各インジェクタ21及び各イグニションコイル23が接続される。   The engine system includes a control unit 40 that controls various controls. Various sensors 31 to 34 and each electromagnetic valve 25 are connected to the control unit 40. Further, each injector 21 and each ignition coil 23 are connected to the control unit 40.

この実施形態で、コントロールユニット40は、各種センサ31〜34から出力される信号を入力する。コントロールユニット40は、これら入力信号に基づき燃料噴射制御、点火時期制御及び筒内圧制御などを実行するために、各インジェクタ21、各イグニションコイル23及び各電磁弁25などをそれぞれ制御する。この実施形態で、コントロールユニット40は、本発明の制御手段及び開閉時期算出手段を構成する。   In this embodiment, the control unit 40 inputs signals output from the various sensors 31 to 34. The control unit 40 controls each injector 21, each ignition coil 23, each solenoid valve 25, and the like in order to execute fuel injection control, ignition timing control, in-cylinder pressure control, and the like based on these input signals. In this embodiment, the control unit 40 constitutes control means and opening / closing timing calculation means of the present invention.

ここで、燃料噴射制御とは、エンジン1の運転状態に応じて各インジェクタ21による燃料噴射量及びその噴射タイミングを制御することである。点火時期制御とは、エンジン1の運転状態に応じて各イグニションコイル23を制御することにより、各点火プラグ22による点火時期を制御することである。筒内圧制御とは、各気筒2が圧縮行程にあることが検出されたとき、その検出された気筒2(燃焼室14)内の圧力を、サージタンク6へ抜くことにより、その気筒2(燃焼室14)内の圧力を低減させて制御することである。そのために、コントロールユニット40は、各気筒2が圧縮行程にあることが検出されたときに、各電磁弁25を制御する。   Here, the fuel injection control is to control the fuel injection amount and the injection timing by each injector 21 according to the operating state of the engine 1. The ignition timing control is to control the ignition timing by each ignition plug 22 by controlling each ignition coil 23 according to the operating state of the engine 1. In-cylinder pressure control means that when it is detected that each cylinder 2 is in the compression stroke, the detected pressure in the cylinder 2 (combustion chamber 14) is released to the surge tank 6 to thereby detect the cylinder 2 (combustion). It is to control by reducing the pressure in the chamber 14). Therefore, the control unit 40 controls each solenoid valve 25 when it is detected that each cylinder 2 is in the compression stroke.

周知のようにコントロールユニット40は、中央処理装置(CPU)、各種メモリ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。メモリには、エンジン1の各種制御に関する所定の制御プログラムが格納される。CPUは、入力回路を介して入力される各種センサ31〜34の検出信号に基づき、所定の制御プログラムにしたがい前述した各種制御を実行する。   As is well known, the control unit 40 includes a central processing unit (CPU), various memories, an external input circuit, an external output circuit, and the like. The memory stores a predetermined control program related to various controls of the engine 1. The CPU executes the above-described various controls according to a predetermined control program based on detection signals from the various sensors 31 to 34 input via the input circuit.

次に、各種制御のうちの筒内圧制御の処理内容について説明する。図2にその制御プログラムをフローチャートに示す。コントロールユニット40は、図2に示すルーチンを所定期間ごとに周期的に実行する。   Next, processing contents of in-cylinder pressure control among various controls will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the control program. The control unit 40 periodically executes the routine shown in FIG. 2 at predetermined intervals.

まず、ステップ100で、コントロールユニット40は、回転速度センサ33で検出されるエンジン回転速度NEに基づき、エンジン1が始動後であるか否かを判断する。この判断が否定である場合、コントロールユニット40は、処理をそのまま一旦終了する。上記判断が肯定である場合、コントロールユニット40は、ステップ110で、各センサ31〜34で検出されるアクセル開度ACCP、冷却水温THW、エンジン回転速度NE及び酸素濃度Oxの値をそれぞれ読み込む。   First, in step 100, the control unit 40 determines whether or not the engine 1 has been started based on the engine rotational speed NE detected by the rotational speed sensor 33. If this determination is negative, the control unit 40 ends the process once as it is. If the above determination is affirmative, the control unit 40 reads the values of the accelerator opening ACCP, the cooling water temperature THW, the engine speed NE, and the oxygen concentration Ox detected by the sensors 31 to 34 in Step 110, respectively.

次に、ステップ120で、コントロールユニット40は、読み込まれたアクセル開度ACCP、冷却水温THW及びエンジン回転速度NEの各値に基づき、各点火プラグ22をスパーク動作させるための点火時期を算出する。   Next, at step 120, the control unit 40 calculates an ignition timing for causing each spark plug 22 to perform a spark operation based on the read values of the accelerator opening ACCP, the coolant temperature THW, and the engine speed NE.

ステップ130で、コントロールユニット40は、読み込まれた酸素濃度Oxの値に基づき、エンジン1の空燃比を算出する。   In step 130, the control unit 40 calculates the air-fuel ratio of the engine 1 based on the read value of the oxygen concentration Ox.

ステップ140で、コントロールユニット40は、算出された点火時期及び空燃比に基づき、各電磁弁25についてエンジン1の運転状態に応じた開時期及び閉時期を算出する。   In step 140, the control unit 40 calculates an opening timing and a closing timing according to the operating state of the engine 1 for each electromagnetic valve 25 based on the calculated ignition timing and air-fuel ratio.

ステップ150で、コントロールユニット40は、回転速度センサ33の検出値に基づき現在のクランク角度を算出する。このクランク角度は、エンジン1の4サイクルの作動行程、すなわち、吸入行程、圧縮行程、爆発行程及び排出行程に対応して、各行程の変化を示している。   In step 150, the control unit 40 calculates the current crank angle based on the detected value of the rotation speed sensor 33. The crank angle indicates a change in each stroke corresponding to the four strokes of the engine 1, that is, the intake stroke, the compression stroke, the explosion stroke, and the discharge stroke.

そして、ステップ160で、コントロールユニット40は、算出されるクランク角度に基づき、各気筒2における吸気バルブ17の閉弁時期であるか否かを判断する。各気筒2の吸気バルブ17が閉弁時期となるとき、各気筒2が圧縮行程に入ることを意味する。この判断結果が否定である場合、各気筒2が圧縮行程ではないものとして、コントロールユニット40は、処理をそのまま一旦終了する。上記判断結果が肯定である場合、各気筒2が圧縮行程であるものとして、ステップ170で、コントロールユニット40は、該当する気筒2の電磁弁25を開駆動する。すなわち、圧縮行程となる気筒2に対応する電磁弁25を開駆動する。   In step 160, the control unit 40 determines whether it is the closing timing of the intake valve 17 in each cylinder 2 based on the calculated crank angle. When the intake valve 17 of each cylinder 2 is closed, it means that each cylinder 2 enters the compression stroke. If the determination result is negative, the control unit 40 ends the process as it is, assuming that each cylinder 2 is not in the compression stroke. If the determination result is affirmative, it is assumed that each cylinder 2 is in the compression stroke, and the control unit 40 opens the electromagnetic valve 25 of the corresponding cylinder 2 in step 170. That is, the solenoid valve 25 corresponding to the cylinder 2 that is in the compression stroke is driven to open.

次に、ステップ180で、コントロールユニット40は、上記該当する気筒2の電磁弁25についての閉時期であるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、コントロールユニット40は、処理をそのまま一旦終了する。上記判断結果が肯定である場合、コントロールユニット40は、ステップ190で、該当する気筒2の電磁弁25を閉駆動する。すなわち、圧縮行程となる気筒2に対応する電磁弁25を閉駆動する。そして、その後の処理を一旦終了する。   Next, in step 180, the control unit 40 determines whether or not it is the closing timing for the solenoid valve 25 of the corresponding cylinder 2. If this determination result is negative, the control unit 40 ends the process once as it is. When the determination result is affirmative, the control unit 40 drives the electromagnetic valve 25 of the corresponding cylinder 2 to be closed at step 190. That is, the solenoid valve 25 corresponding to the cylinder 2 that is in the compression stroke is driven to close. Then, the subsequent processing is temporarily terminated.

この実施形態では、上記のような筒内圧制御を実行するコントロールユニット40と、上記した各連通ポート24、各電磁弁25及び各連通管26などにより筒内圧制御装置が構成される。   In this embodiment, the in-cylinder pressure control device is configured by the control unit 40 that executes the in-cylinder pressure control as described above, the communication ports 24, the electromagnetic valves 25, the communication tubes 26, and the like.

図3に、ある気筒2における点火時期、吸気バルブ17及び排気バルブ18の開期間、並びに圧縮行程に対する電磁弁25の開閉の関係をタイムチャートに示す。図4に、アイドル時と部分負荷時における吸気バルブ17の開閉に対する電磁弁25の開期間の違いをグラフに示す。図3,4に示すように、クランク角度が「180°CA」を過ぎた「a°CA」になると、吸気バルブ17が閉じて圧縮行程が始まる。この「a°CA」から「360°CA」までが圧縮行程となる。ここで、エンジン1のアイドル時に、吸気バルブ17の閉時期である「a°CA」が検出されると、その「a°CA」から「c°CA」まで電磁弁25が開かれる。また、エンジン1の部分負荷時に、吸気バルブ17の閉時期である「a°CA」が検出されると、その「a°CA」から「b°CA」まで電磁弁25が開かれる。このアイドル時と部分負荷時の電磁弁25の開期間(角度)は、アイドル時の方が部分負荷時よりも大きい。一方、エンジン1のWOT時(全負荷時)には、吸気バルブ17の閉時期である「a°CA」が検出されても電磁弁25は開かれない。   FIG. 3 is a time chart showing the relationship between ignition timing, intake valve 17 and exhaust valve 18 open periods, and opening / closing of the electromagnetic valve 25 with respect to the compression stroke in a certain cylinder 2. FIG. 4 is a graph showing the difference in the opening period of the electromagnetic valve 25 with respect to the opening and closing of the intake valve 17 during idling and partial load. As shown in FIGS. 3 and 4, when the crank angle reaches “a ° CA” after “180 ° CA”, the intake valve 17 is closed and the compression stroke starts. This “a ° CA” to “360 ° CA” is the compression stroke. Here, when “a ° CA” that is the closing timing of the intake valve 17 is detected when the engine 1 is idle, the electromagnetic valve 25 is opened from “a ° CA” to “c ° CA”. Further, when “a ° CA” that is the closing timing of the intake valve 17 is detected during partial load of the engine 1, the electromagnetic valve 25 is opened from “a ° CA” to “b ° CA”. The opening period (angle) of the solenoid valve 25 at the time of idling and partial load is larger at the time of idling than at the time of partial load. On the other hand, at the time of WOT of the engine 1 (at the time of full load), the electromagnetic valve 25 is not opened even if “a ° CA” that is the closing timing of the intake valve 17 is detected.

以上説明したこの実施形態の筒内圧制御装置によれば、コントロールユニット40は、エンジン1のアイドル時又は部分負荷時に、回転速度センサ33により検出されるエンジン1の作動行程を示すエンジン回転速度NEの信号に基づき、エンジン1の各気筒2が圧縮行程にあるか否かを判断する。そして、コントロールユニット40は、各気筒2が圧縮行程にあると判断したとき、その気筒2に連通する連通ポート24及び連通管26に設けられた電磁弁25を制御して開駆動する。従って、圧縮行程となる気筒2の燃焼室14内の圧力が吸気通路4のサージタンク6へ抜け、その燃焼室14内の圧力が下がる。このとき要求されるエンジン1の発生トルクは、吸気行程に燃焼室14内に導入される吸気量ではなく、圧縮行程に連通ポート24から電磁弁25及び連通管26を通じて抜ける吸気流量で調整される。このため、複数の気筒2を有するエンジン1のアイドル時又は部分負荷時に、エンジン1の発生トルクが、従来のスロットルバルブを使用しないで調整されるので、各気筒2でポンプ損失を低減することができる。これにより、エンジン1の燃費を向上させることができる。   According to the in-cylinder pressure control device of this embodiment described above, the control unit 40 is configured to adjust the engine rotational speed NE indicating the operation stroke of the engine 1 detected by the rotational speed sensor 33 when the engine 1 is idling or partially loaded. Based on the signal, it is determined whether or not each cylinder 2 of the engine 1 is in the compression stroke. When the control unit 40 determines that each cylinder 2 is in the compression stroke, the control unit 40 controls and opens the communication port 24 communicating with the cylinder 2 and the electromagnetic valve 25 provided in the communication pipe 26. Accordingly, the pressure in the combustion chamber 14 of the cylinder 2 in the compression stroke is released to the surge tank 6 in the intake passage 4 and the pressure in the combustion chamber 14 is reduced. The generated torque of the engine 1 required at this time is adjusted not by the intake amount introduced into the combustion chamber 14 during the intake stroke, but by the intake flow rate that flows out from the communication port 24 through the electromagnetic valve 25 and the communication tube 26 during the compression stroke. . For this reason, when the engine 1 having a plurality of cylinders 2 is idle or partially loaded, the torque generated by the engine 1 is adjusted without using a conventional throttle valve, so that pump loss can be reduced in each cylinder 2. it can. Thereby, the fuel consumption of the engine 1 can be improved.

図5に、エンジン1の部分負荷時のP−V線図を示す。この線図で、斜線部分はポンプ損失の大きさを示す。図7の従来例のP−V線図との比較からも明らかように、同じ部分負荷時でも、本実施形態の方が従来例に比べてポンプ損失が少なくなることが分かる。   FIG. 5 shows a PV diagram when the engine 1 is partially loaded. In this diagram, the shaded area indicates the magnitude of the pump loss. As is clear from the comparison with the PV diagram of the conventional example in FIG. 7, it can be seen that the pump loss is smaller in this embodiment than in the conventional example even at the same partial load.

また、この実施形態の筒内圧制御装置では、機械的な構成として、各気筒2の数だけ連通ポート24、連通管26及び電磁弁25が設けられるだけなので、比較的簡易でコンパクトで軽量な構造とすることができ、それらの構成部品に関する占有スペースを比較的小さくすることができる。さらに、この筒内圧制御装置では、各電磁弁25を電気的に個別に制御するだけなので、大きな駆動力が必要とされず、装置としての省力化を図ることができる。この結果、各電磁弁25の作動時に、電源に大きな負荷がかからず、エンジン1にトルク損失を生じさせることがなく、エンジン1の燃費悪化を防ぐことができる。   Further, in the in-cylinder pressure control device of this embodiment, as the mechanical configuration, the communication ports 24, the communication pipes 26, and the electromagnetic valves 25 are provided as many as the number of each cylinder 2, so that the structure is relatively simple, compact, and lightweight. And the space occupied by these components can be made relatively small. Furthermore, in this in-cylinder pressure control apparatus, each electromagnetic valve 25 is only electrically controlled individually, so that a large driving force is not required, and labor saving as the apparatus can be achieved. As a result, when each solenoid valve 25 is operated, a large load is not applied to the power source, torque loss is not caused in the engine 1, and deterioration in fuel consumption of the engine 1 can be prevented.

この実施形態では、コントロールユニット40が、各種センサ31〜34で検出される運転状態(アイドル時、部分負荷時)に基づき各電磁弁25の開時期及び閉時期を算出する。そして、その算出された開時期及び閉時期に基づき、コントロールユニット40が各電磁弁25を制御する。ここで、圧縮行程における各気筒2(燃焼室14)内の圧力は、エンジン1の運転状態(アイドル時、部分負荷時)によって異なる。従って、各電磁弁25の開時期及び閉時期がエンジン1の運転状態(アイドル時、部分負荷時)に応じて制御されるので、その運転状態に応じて各気筒2(燃焼室14)内の圧力が効率良くサージタンク6へ抜ける。このため、エンジン1の運転状態に合わせて各気筒2のポンプ損失を効率良く低減することができる。   In this embodiment, the control unit 40 calculates the opening timing and the closing timing of each solenoid valve 25 based on the operation state (idle, partial load) detected by the various sensors 31-34. The control unit 40 controls each solenoid valve 25 based on the calculated opening timing and closing timing. Here, the pressure in each cylinder 2 (combustion chamber 14) in the compression stroke differs depending on the operating state of the engine 1 (during idling or partial load). Therefore, since the opening timing and closing timing of each solenoid valve 25 are controlled according to the operating state of the engine 1 (idle, partial load), the inside of each cylinder 2 (combustion chamber 14) according to the operating state. The pressure escapes to the surge tank 6 efficiently. For this reason, the pump loss of each cylinder 2 can be efficiently reduced according to the operating state of the engine 1.

尚、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can also implement as follows.

例えば、前記実施形態では、複数の気筒2を有するエンジン1に合わせて複数の連通ポート24と、複数の電磁弁25と、複数の連通管26を設けたが、エンジンが1気筒である場合には、一つの連通ポートと、一つの電磁弁と、一本の連通管とを設ければよい。   For example, in the above embodiment, a plurality of communication ports 24, a plurality of solenoid valves 25, and a plurality of communication pipes 26 are provided in accordance with the engine 1 having a plurality of cylinders 2. However, when the engine is a single cylinder. May be provided with one communication port, one electromagnetic valve, and one communication pipe.

エンジンシステムを示す概略構成図。The schematic block diagram which shows an engine system. 制御プログラムを示すフローチャート。The flowchart which shows a control program. 吸気・排気バルブ開期間などと電磁弁開閉との関係を示すタイムチャート。Time chart showing the relationship between intake and exhaust valve opening periods and solenoid valve opening and closing. 吸気バルブの開閉に対する電磁弁の開期間の違いを示すグラフ。The graph which shows the difference in the open period of a solenoid valve with respect to opening and closing of an intake valve. 部分負荷時のP−V線図。PV diagram at the time of partial load. 従来例の全負荷時のP−V線図。The PV diagram at the time of full load of a prior art example. 従来例の部分荷時のP−V線図。The PV diagram at the time of partial loading of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 気筒
4 吸気通路
24 連通ポート
25 電磁弁(開閉手段)
26 連通管(24,26:連通路)
31 アクセルセンサ
32 水温センサ
33 回転速度センサ(作動行程検出手段)
34 酸素センサ(31〜34:運転状態検出手段)
40 コントロールユニット(制御手段、開閉時期算出手段)
1 Engine 2 Cylinder 4 Intake passage 24 Communication port 25 Solenoid valve (opening / closing means)
26 communication pipe (24, 26: communication path)
31 Accelerator sensor 32 Water temperature sensor 33 Rotational speed sensor (operation stroke detection means)
34 Oxygen sensor (31-34: operating state detection means)
40 Control unit (control means, opening / closing timing calculation means)

Claims (3)

吸気通路を接続してなる内燃機関において気筒内の圧力を制御する筒内圧制御装置であって、
前記気筒に一端が連通し、他端が前記吸気通路に連通する連通路と、
前記連通路を開閉するために設けられる開閉手段と、
前記内燃機関の作動行程を検出するための作動行程検出手段と、
前記検出される作動行程に基づき前記気筒が圧縮行程にあると判断したとき、その気筒内の圧力を低減させるために前記開閉手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の筒内圧制御装置。
An in-cylinder pressure control device for controlling the pressure in a cylinder in an internal combustion engine connected to an intake passage,
A communication path having one end communicating with the cylinder and the other end communicating with the intake path;
Opening and closing means provided to open and close the communication path;
An operation stroke detecting means for detecting an operation stroke of the internal combustion engine;
An internal combustion engine comprising: control means for controlling the opening / closing means to reduce the pressure in the cylinder when it is determined that the cylinder is in the compression stroke based on the detected operation stroke; In-cylinder pressure control device.
前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
前記検出される運転状態に基づき前記開閉手段の開時期及び閉時期を算出するための開閉時期算出手段と
を備え、前記制御手段は、前記算出された開時期及び閉時期に基づき前記開閉手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の筒内圧制御装置。
An operating state detecting means for detecting an operating state of the internal combustion engine;
An opening / closing timing calculating means for calculating an opening timing and a closing timing of the opening / closing means based on the detected operating state, and the control means controls the opening / closing means based on the calculated opening timing and closing timing. The in-cylinder pressure control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control is performed.
前記内燃機関は、複数の気筒を有することと、
前記連通路は、前記各気筒のそれぞれに対して設けられることと、
前記開閉手段は、前記各連通路のそれぞれに対して設けられることと
を備え、前記制御手段は、前記各気筒の圧縮行程において前記各開閉手段を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の筒内圧制御装置。
The internal combustion engine has a plurality of cylinders;
The communication path is provided for each of the cylinders;
The opening / closing means is provided for each of the communication paths, and the control means controls the opening / closing means in a compression stroke of each cylinder. An in-cylinder pressure control device for an internal combustion engine according to claim 1.
JP2003397065A 2003-11-27 2003-11-27 Cylinder pressure control device of internal combustion engine Pending JP2005155526A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003397065A JP2005155526A (en) 2003-11-27 2003-11-27 Cylinder pressure control device of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003397065A JP2005155526A (en) 2003-11-27 2003-11-27 Cylinder pressure control device of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005155526A true JP2005155526A (en) 2005-06-16

Family

ID=34722325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003397065A Pending JP2005155526A (en) 2003-11-27 2003-11-27 Cylinder pressure control device of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005155526A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104005860A (en) * 2013-02-22 2014-08-27 现代自动车株式会社 Variable compression engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104005860A (en) * 2013-02-22 2014-08-27 现代自动车株式会社 Variable compression engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6431154B1 (en) Control system for variable displacement engines
KR101035439B1 (en) Control apparatus and control method of in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine
JP4244198B2 (en) Fuel injection control method for internal combustion engine
JP4054711B2 (en) Variable valve engine
JP2004332717A (en) Compression-ignition type internal combustion engine capable of changing two-cycle and four-cycle
JP2009203918A (en) Operation control method of gasoline engine
JP2009041540A (en) Control device of gasoline engine
JP2010203414A (en) Control device for internal combustion engine
JP2016217286A (en) Control device of engine system
JP2005207398A (en) Internal combustion engine and operating method therefor
JP6848412B2 (en) Internal combustion engine control device
JP2006336620A (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP2005194965A (en) Fuel injection controller of engine
JP5925099B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2005155526A (en) Cylinder pressure control device of internal combustion engine
JP6296428B2 (en) Multi-cylinder engine controller
JP2004316545A (en) Control device by cylinder for compression ignition type internal combustion engine
JP4602383B2 (en) Control device for variable valve internal combustion engine
JP2007023837A (en) Control device of internal combustion engine having supercharger with electric motor
JP2006132399A (en) Control device and control method for an engine with supercharger
JPH10252487A (en) Two-cycle diesel engine with bypass valve
JP4461905B2 (en) Control system for premixed compression self-ignition internal combustion engine
JP6395117B2 (en) Engine control device
JP2009156195A (en) Internal combustion engine
JP2009127485A (en) Internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071120

A02 Decision of refusal

Effective date: 20080415

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02