JP2007285130A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関燃料としてアルコール燃料を使用可能な内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine that can use alcohol fuel as engine fuel.
近年、機関燃料としてアルコール燃料及びガソリン燃料を併用可能な内燃機関が実用化されつつある。こうした内燃機関では、アルコール燃料のみ、ガソリン燃料のみ、あるいはアルコール燃料とガソリン燃料とが混合された混合燃料でも運転が可能なようになっている。 In recent years, an internal combustion engine capable of using alcohol fuel and gasoline fuel in combination as engine fuel is being put into practical use. Such an internal combustion engine can be operated with only alcohol fuel, only gasoline fuel, or a mixed fuel in which alcohol fuel and gasoline fuel are mixed.
こうしたアルコール燃料は、ガソリン燃料と比較して、低温下にて気化しにくいといった特性を有している。そのため、アルコール燃料自体の濃度が高い場合、あるいはアルコール燃料とガソリン燃料とが混合された混合燃料においてアルコール燃料の比率が高い場合などのように、機関燃料でのアルコール濃度が高くなるほど、低温始動性が悪化するといった問題がある。 Such an alcohol fuel has a characteristic that it is less likely to vaporize at a lower temperature than a gasoline fuel. Therefore, the higher the alcohol concentration in the engine fuel, such as when the concentration of alcohol fuel itself is high, or when the ratio of alcohol fuel is high in a mixed fuel in which alcohol fuel and gasoline fuel are mixed, the lower the temperature startability. There is a problem that gets worse.
そこで、特許文献1に記載の内燃機関では、吸気通路にヒータを設けて吸入空気を過熱することにより、そうしたアルコール燃料を使用する際の低温始動性の悪化を改善するようにしている。
ところで、吸気通路にヒータを設ける場合には、その吸気通路の構造が複雑になってしまう。また、機関始動時にスタータモータが駆動されるときには、比較的大きな電力が消費される。そのため、吸気通路に設けられるヒータとして、電熱ヒータを使用する場合には、スタータモータの駆動力不足や、電熱ヒータの発熱不足といった不都合が生じるおそれがある。 By the way, when a heater is provided in the intake passage, the structure of the intake passage becomes complicated. Further, when the starter motor is driven when the engine is started, relatively large power is consumed. Therefore, when an electric heater is used as the heater provided in the intake passage, there is a possibility that inconveniences such as insufficient driving force of the starter motor and insufficient heat generation of the electric heater may occur.
なお、車両に予備燃料タンクを設けてガソリン燃料を入れておき、機関始動に際しては、この予備燃料タンク内の燃料を使用するようにした内燃機関もある。こうした内燃機関であれば、ガソリン燃料にて機関始動を行うことができるため、低温始動性を好適に確保することはできる。しかし、この内燃機関では、予備燃料タンク内にガソリン燃料を補充する必要があり、車両使用者に負担を強いることになる。また、予備燃料タンクを設ける分だけ、コストが上昇してしまうといった問題もある。 There is also an internal combustion engine in which a reserve fuel tank is provided in a vehicle and gasoline fuel is put therein, and fuel in the reserve fuel tank is used when starting the engine. With such an internal combustion engine, the engine can be started with gasoline fuel, so that it is possible to suitably ensure low temperature startability. However, in this internal combustion engine, it is necessary to replenish gasoline fuel in the reserve fuel tank, which imposes a burden on the vehicle user. In addition, there is a problem that the cost increases as much as the reserve fuel tank is provided.
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関燃料としてアルコール燃料を使用可能な内燃機関において、低温始動性をより好適に改善することのできる内燃機関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 internal combustion engine that can improve cold startability more suitably in an internal combustion engine that can use alcohol fuel as an engine fuel. It is in.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、機関燃料としてアルコール燃料を使用可能な内燃機関において、吸入空気を過給する過給機と、当該内燃機関の始動に際して前記過給機による吸入空気の過給制御を行う過給制御手段とを備えることをその要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
According to the first aspect of the present invention, in an internal combustion engine that can use alcohol fuel as engine fuel, a supercharger that supercharges intake air, and supercharging control of intake air by the supercharger when the internal combustion engine is started The gist of the present invention is to provide a supercharging control means for performing the above.
同構成によれば、機関始動に際し、過給機にて吸入空気の過給を行うことにより吸気温が上昇する。そのため、低温下において気化しにくいアルコール燃料が吸入空気内に噴射されると、そのアルコール燃料の温度が上昇して気化しやすくなり、機関始動性が向上するようになる。従って、機関燃料としてアルコール燃料を使用可能な内燃機関において、低温始動性をより好適に改善することができるようになる。 According to this configuration, when the engine is started, the intake air temperature rises by supercharging the intake air with the supercharger. For this reason, when alcohol fuel that is hard to vaporize at low temperatures is injected into the intake air, the temperature of the alcohol fuel rises and is likely to vaporize, thereby improving engine startability. Therefore, in an internal combustion engine that can use alcohol fuel as the engine fuel, the cold startability can be improved more suitably.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関において、機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段を備え、前記過給制御手段は、前記過給機による吸入空気の過給を行うか否かを前記アルコール濃度に基づいて判定することをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, the internal combustion engine according to the first aspect further comprises concentration detecting means for detecting an alcohol concentration in the engine fuel, wherein the supercharging control means is configured to detect an excess of intake air by the supercharger. The gist is to determine whether or not to perform supply based on the alcohol concentration.
機関燃料でのアルコール濃度が低ければ、同アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなる。そこで、同構成では、過給機による吸入空気の過給を行うか否かについて、アルコール濃度に基づき判定するようにしている。従って、機関始動に際して常に過給を行う場合と比較して、不必要な過給の実行を抑えることができるようになる。なお、同構成おいては、許容できない程度に低温始動性が悪化するときのアルコール濃度を予め調べておき、その濃度を判定値として設定しておく。そして、上記濃度検出手段にて検出されたアルコール濃度がその判定値以下となっている場合に、過給機による過給を行う旨判定するとよい。 If the alcohol concentration in the engine fuel is low, the influence of the alcohol concentration on the cold startability is reduced. Therefore, in this configuration, it is determined based on the alcohol concentration whether or not the intake air is supercharged by the supercharger. Therefore, unnecessary supercharging can be suppressed compared to the case where supercharging is always performed when starting the engine. In this configuration, the alcohol concentration when the low-temperature startability deteriorates to an unacceptable degree is examined in advance, and the concentration is set as a determination value. And when the alcohol concentration detected by the said density | concentration detection means is below the determination value, it is good to determine that supercharging by a supercharger is performed.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関において、過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段を備え、前記過給制御手段は、前記過給機による吸入空気の過給を行うか否かを前記吸気温に基づいて判定することをその要旨とする。
The invention according to
過給前の吸気温が高い状態ではアルコール燃料は気化しやすくなるため、アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなる。そこで、同構成では、過給機による吸入空気の過給を行うか否かについて、過給前の吸気温に基づき判定するようにしている。従って、機関始動に際して常に過給を行う場合と比較して、不必要な過給の実行を抑えることができるようになる。なお、同構成おいては、許容できない程度に低温始動性が悪化するときの吸気温を予め調べておき、その吸気温を判定値として設定しておく。そして、上記吸気温検出手段にて検出された吸気温がその判定値以下となっている場合に、過給機による過給を行う旨判定するとよい。 Since the alcohol fuel is easily vaporized when the intake air temperature before supercharging is high, the influence of the alcohol concentration on the low-temperature startability is reduced. Therefore, in this configuration, whether to supercharge intake air by the supercharger is determined based on the intake air temperature before supercharging. Therefore, unnecessary supercharging can be suppressed compared to the case where supercharging is always performed when starting the engine. In this configuration, the intake air temperature when the low-temperature startability deteriorates to an unacceptable degree is examined in advance, and the intake air temperature is set as a determination value. Then, when the intake air temperature detected by the intake air temperature detecting means is equal to or lower than the determination value, it may be determined that supercharging by the supercharger is performed.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関において、機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段を備え、前記過給制御手段は、前記アルコール濃度に基づいて吸入空気の過給圧を可変設定することをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, the internal combustion engine further comprises concentration detecting means for detecting an alcohol concentration in the engine fuel, and the supercharging control means The gist is to variably set the supercharging pressure.
吸入空気の過給圧を高くするほど吸気温は上昇するものの、その上昇に伴ってノッキングが発生しやすくなる等といった不都合が発生する。ここで、上述したように、機関燃料中のアルコール濃度が低ければ、アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなるため、同構成では、アルコール濃度に基づいて吸入空気の過給圧を可変設定するようにしている。従って、低温始動性を改善するために吸入空気を過給するに際し、吸気温が上昇することにより発生する上記不都合も好適に抑えることができるようになる。なお、同構成おいては、アルコール濃度が低いときほど、過給圧が低くなるように設定することが望ましい。 Although the intake air temperature rises as the boost pressure of the intake air is increased, there is a disadvantage that knocking is likely to occur with the increase. Here, as described above, if the alcohol concentration in the engine fuel is low, the alcohol concentration has less influence on the cold startability. Therefore, in this configuration, the supercharging pressure of the intake air is variably set based on the alcohol concentration. Like to do. Therefore, when the intake air is supercharged in order to improve the low temperature startability, the above inconvenience caused by the rise in the intake air temperature can be suitably suppressed. In this configuration, it is desirable to set the supercharging pressure to be lower as the alcohol concentration is lower.
また、上述したように、過給前の吸気温が高い状態ではアルコール燃料は気化しやすくなるため、アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなる。そこで、請求項5に記載の発明によるように、過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段とを備え、前記過給制御手段は、前記吸気温に基づいて吸入空気の過給圧を可変設定する、といった構成を採用することによっても、低温始動性を改善するために吸入空気を過給するに際し、吸気温が上昇することにより発生する不都合を好適に抑えることができるようになる。なお、同構成おいては、吸気温が高いときほど、過給圧が低くなるように設定することが望ましい。 Further, as described above, the alcohol fuel is easily vaporized in a state where the intake air temperature before supercharging is high, so that the influence of the alcohol concentration on the low-temperature startability is reduced. Therefore, according to the invention described in claim 5, it is provided with intake air temperature detecting means for detecting the intake air temperature before supercharging, and the supercharging control means controls the supercharging pressure of the intake air based on the intake air temperature. Also by adopting a configuration such as variably setting, it is possible to suitably suppress the inconvenience caused by the rise of the intake air temperature when supercharging the intake air in order to improve the low temperature startability. In this configuration, it is desirable to set the supercharging pressure to be lower as the intake air temperature is higher.
さらに、請求項6に記載の発明によるように、機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段と、過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段とを備え、前記過給制御手段は、前記アルコール濃度及び前記吸気温に基づいて吸入空気の過給圧を可変設定する、といった構成を採用することにより、低温始動性を改善するために吸入空気を過給するに際し、吸気温が上昇することにより発生する不都合をより好適に抑えることができるようになる。なお、同構成おいても、吸気温が高いときほど過給圧が低くなるように、また、アルコール濃度が低いときほど、過給圧が低くなるように設定することが望ましい。 Further, according to the invention described in claim 6, there is provided a concentration detecting means for detecting the alcohol concentration in the engine fuel, and an intake air temperature detecting means for detecting the intake air temperature before supercharging. By adopting a configuration in which the supercharging pressure of intake air is variably set based on the alcohol concentration and the intake air temperature, the intake air temperature rises when supercharging the intake air in order to improve low temperature startability This makes it possible to more appropriately suppress inconveniences that occur. Even in this configuration, it is desirable to set the boost pressure to be lower as the intake air temperature is higher, and to be lower as the alcohol concentration is lower.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関において、前記過給機は、電動モータにて駆動される電動式の過給機であることをその要旨とする。
機関始動時、特にクランキング中などにおいては排気の量が少ないため、排気の流勢を利用して吸入空気を圧送する過給機(いわゆる、排気駆動式のターボチャージャ)では、そうした機関始動時において十分な過給圧を得ることができない。この点、同構成では、電動式の過給機を備えることにより、機関始動時においても十分な過給圧を得ることができるようになる。また、過給圧の可変設定も容易に行うことができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to any one of the first to sixth aspects, the supercharger is an electric supercharger driven by an electric motor. The gist.
Since the amount of exhaust gas is small when starting the engine, especially during cranking, a turbocharger (so-called exhaust-driven turbocharger) that pumps intake air using the flow of exhaust gas is used when starting the engine. In this case, a sufficient supercharging pressure cannot be obtained. In this respect, in the same configuration, by providing the electric supercharger, a sufficient supercharging pressure can be obtained even when the engine is started. Further, the variable setting of the supercharging pressure can be easily performed.
請求項8に記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関において、前記過給機は、当該内燃機関の出力軸から駆動力が伝達される過給機であって、その駆動力の伝達及び切断を選択可能な切替手段を備えることをその要旨とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to any one of the first to sixth aspects, the supercharger is a supercharger to which a driving force is transmitted from an output shaft of the internal combustion engine. The gist of the present invention is to include a switching means capable of selecting transmission and cutting of the driving force.
内燃機関の出力軸から駆動力が伝達される過給機、いわゆる機械駆動式のスーパーチャージャは、その駆動軸がクラッチなどの切替手段を介して機関の出力軸に接続されている。従って、機関始動に際して、出力軸からの駆動力が過給機に伝達されるように上記切替手段を切り替えることにより、クランキングによる出力軸の回転が過給機に伝達され、もって機関始動に際して吸入吸気を過給することが可能となる。 In a supercharger in which driving force is transmitted from an output shaft of an internal combustion engine, a so-called mechanically driven supercharger, the drive shaft is connected to the engine output shaft via switching means such as a clutch. Therefore, when the engine is started, the switching means is switched so that the driving force from the output shaft is transmitted to the supercharger, whereby the rotation of the output shaft due to cranking is transmitted to the supercharger. It becomes possible to supercharge intake air.
請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の内燃機関において、前記過給機で過給された吸入空気を冷却する冷却通路と、前記過給された吸入空気を前記冷却通路を通過させることなく燃焼室に導入するバイパス通路と、前記過給された吸入空気にあって前記バイパス通路に導入されるバイパス量を調整する調整手段と、当該内燃機関の始動に際して、前記過給された吸入空気の前記バイパス量を制御するバイパス制御手段とを備えることをその要旨とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to any one of the first to eighth aspects, the cooling passage for cooling the intake air supercharged by the supercharger, and the supercharged suction A bypass passage for introducing air into the combustion chamber without passing through the cooling passage; an adjusting means for adjusting the amount of bypass in the supercharged intake air introduced into the bypass passage; and starting of the internal combustion engine At this time, the gist of the present invention is to include bypass control means for controlling the bypass amount of the supercharged intake air.
過給機を備える内燃機関では、過給された吸入空気の温度上昇を抑えるために、同過給された吸入空気が通過する吸気通路に冷却装置、いわゆるインタークーラを設けることがある。ここで、アルコール燃料による低温始動性の悪化を抑えるべく、機関始動に際して過給を行い、吸入空気の温度上昇を図るようにしても、そうした冷却装置が設けられた冷却通路を過給された吸入空気が通過してしまうと、吸入空気の温度が低下してしまう。この点、同構成では、過給された吸入空気を、冷却通路を通過させることなく燃焼室に導入するバイパス通路と、過給された吸入空気にあってバイパス通路に導入されるバイパス量を調整する調整手段とを備えるようにしている。そして、内燃機関の始動に際して、過給された吸入空気のバイパス量を制御するようにしている。従って、そのバイパス量を調整することにより、過給された吸入空気の温度低下を好適に抑えることができるようになる。 In an internal combustion engine having a supercharger, a cooling device, a so-called intercooler, may be provided in an intake passage through which the supercharged intake air passes in order to suppress a rise in temperature of the supercharged intake air. Here, in order to suppress the deterioration of low temperature startability due to alcohol fuel, supercharging is performed at the time of engine start, and even if the intake air temperature is increased, the suction that is supercharged in the cooling passage provided with such a cooling device If air passes, the temperature of intake air will fall. In this regard, in this configuration, the bypass passage that introduces the supercharged intake air into the combustion chamber without passing through the cooling passage, and the bypass amount that is introduced into the bypass passage in the supercharged intake air are adjusted. Adjusting means to be provided. When the internal combustion engine is started, the bypass amount of the supercharged intake air is controlled. Therefore, by adjusting the bypass amount, it is possible to suitably suppress the temperature drop of the supercharged intake air.
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の内燃機関において、機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段を備え、前記バイパス制御手段は、前記過給された吸入空気を前記バイパス通路に導入するか否かを前記アルコール濃度に基づいて判定することをその要旨とする。 A tenth aspect of the present invention is the internal combustion engine according to the ninth aspect, further comprising concentration detecting means for detecting an alcohol concentration in the engine fuel, wherein the bypass control means is configured to bypass the supercharged intake air. The gist is to determine whether to introduce into the passage based on the alcohol concentration.
燃焼室に導入される吸入空気の温度が高いほどアルコール燃料は気化されやすくなるが、吸入空気の温度が高いほどノッキングが発生しやすくなる等といった不都合が発生するおそれがある。ここで、上述したように、機関燃料中のアルコール濃度が低ければ、同アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなるため、過給された吸入空気を上記バイパス通路に導入する必要性、換言すれば過給された吸入空気を冷却することなく燃焼室に導入させる必要性が低下する。そこで、同構成では、過給された吸入空気をバイパス通路に導入するか否かについて、アルコール濃度に基づき判定するようにしている。従って、機関始動に際して、過給された吸入空気を常にバイパス通路に導入する場合と比較して、上記不具合の発生頻度を抑えることができるようになる。なお、同構成おいては、許容できない程度に低温始動性が悪化するときのアルコール濃度を予め調べておき、その濃度を判定値として設定しておく。そして、上記濃度検出手段にて検出されたアルコール濃度がその判定値以下となっている場合に、過給された吸入空気をバイパス通路に導入する旨判定するとよい。 The higher the temperature of the intake air introduced into the combustion chamber, the more easily the alcohol fuel is vaporized. However, there is a risk that inconveniences such as knocking are more likely to occur as the temperature of the intake air is higher. Here, as described above, if the alcohol concentration in the engine fuel is low, the influence of the alcohol concentration on the low-temperature startability is reduced. Therefore, it is necessary to introduce the supercharged intake air into the bypass passage. This reduces the need to introduce the supercharged intake air into the combustion chamber without cooling. Therefore, in this configuration, whether to introduce the supercharged intake air into the bypass passage is determined based on the alcohol concentration. Accordingly, when the engine is started, the frequency of occurrence of the above-described problem can be suppressed as compared with the case where the supercharged intake air is always introduced into the bypass passage. In this configuration, the alcohol concentration when the low-temperature startability deteriorates to an unacceptable degree is examined in advance, and the concentration is set as a determination value. Then, when the alcohol concentration detected by the concentration detecting means is equal to or lower than the determination value, it is preferable to determine that the supercharged intake air is introduced into the bypass passage.
請求項11に記載の発明は、請求項9に記載の内燃機関において、過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段を備え、前記バイパス制御手段は、前記過給された吸入空気を前記バイパス通路に導入するか否かを前記吸気温に基づいて判定することをその要旨とする。
The invention according to
上述したように、過給前の吸気温が高い状態ではアルコール燃料は気化しやすくなるため、アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなる。また、燃焼室に導入される吸入空気の温度が高いほどアルコール燃料は気化されやすくなるが、吸入空気の温度が高いほどノッキングが発生しやすくなる等といった不都合が発生するおそれがある。そこで、同構成では、過給された吸入空気を前記バイパス通路に導入するか否かについて、過給前の吸気温に基づき判定するようにしている。従って、機関始動に際して、過給された吸入空気を常にバイパス通路に導入する場合と比較して、上記不具合の発生頻度を抑えることができるようになる。なお、同構成おいては、許容できない程度に低温始動性が悪化するときの吸気温を予め調べておき、その吸気を判定値として設定しておく。そして、上記吸気温検出手段にて検出された吸気温がその判定値以下となっている場合に、過給された吸入空気をバイパス通路に導入する旨判定するとよい。 As described above, since the alcohol fuel is easily vaporized in a state where the intake air temperature before supercharging is high, the influence of the alcohol concentration on the low-temperature startability is reduced. Also, the higher the temperature of the intake air introduced into the combustion chamber, the more easily the alcohol fuel is vaporized. However, there is a possibility that inconveniences such as knocking are more likely to occur as the temperature of the intake air is higher. Therefore, in this configuration, whether to introduce the supercharged intake air into the bypass passage is determined based on the intake air temperature before supercharging. Accordingly, when the engine is started, the frequency of occurrence of the above-described problem can be suppressed as compared with the case where the supercharged intake air is always introduced into the bypass passage. In this configuration, the intake air temperature when the low-temperature startability deteriorates to an unacceptable degree is examined in advance, and the intake air is set as a determination value. Then, when the intake air temperature detected by the intake air temperature detecting means is equal to or lower than the determination value, it may be determined that the supercharged intake air is introduced into the bypass passage.
請求項12に記載の発明は、請求項9に記載の内燃機関において、機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段を備え、前記バイパス制御手段は、前記アルコール濃度に基づいて前記バイパス量を可変設定することをその要旨とする。 A twelfth aspect of the present invention is the internal combustion engine according to the ninth aspect, further comprising concentration detecting means for detecting an alcohol concentration in the engine fuel, wherein the bypass control means determines the bypass amount based on the alcohol concentration. The gist is to variably set.
上述したように、機関燃料中のアルコール濃度が低ければ、アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなるため、過給された吸入空気を上記バイパス通路に導入する量、すなわち上記バイパス量を少なくすることができる。他方、燃焼室に導入される吸入空気の温度が高いほどアルコール燃料は気化されやすくなるが、ノッキングが発生しやすくなる等といった不都合が発生するおそれがある。そこで、同構成では、アルコール濃度に基づいてバイパス量を可変設定するようにしている。従って、低温始動性を改善するために、過給された吸入空気を上記バイパス通路に導入するに際し、高温の吸入空気が燃焼室に導入されることで発生するおそれのある上記不都合を好適に抑えることができるようになる。なお、同構成おいては、アルコール濃度が高いときほど、バイパス量が多くなるように設定することが望ましい。 As described above, if the alcohol concentration in the engine fuel is low, the alcohol concentration has less influence on the cold startability. Therefore, the amount of supercharged intake air introduced into the bypass passage, that is, the bypass amount is reduced. can do. On the other hand, the higher the temperature of the intake air introduced into the combustion chamber, the more easily the alcohol fuel is vaporized, but there is a risk that inconveniences such as knocking are likely to occur. Therefore, in this configuration, the bypass amount is variably set based on the alcohol concentration. Therefore, in order to improve the low temperature startability, when introducing the supercharged intake air into the bypass passage, the above disadvantage that may occur due to introduction of the high temperature intake air into the combustion chamber is suitably suppressed. Will be able to. In the same configuration, it is desirable to set the amount of bypass to increase as the alcohol concentration increases.
また、上述したように、過給前の吸気温が高い状態ではアルコール燃料は気化しやすくなり、アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなるため、過給された吸入空気を上記バイパス通路に導入する量、すなわち上記バイパス量を少なくすることができる。そこで、請求項13に記載の発明によるように、過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段とを備え、前記バイパス制御手段は、前記吸気温に基づいて前記バイパス量を可変設定する、といった構成を採用することによっても、低温始動性を改善するために、過給された吸入空気を上記バイパス通路に導入するに際し、ノッキング等の発生を好適に抑えることができるようになる。なお、同構成おいては、吸気温が高いときほど、バイパス量が少なくなるように設定することが望ましい。
In addition, as described above, alcohol fuel tends to vaporize in a state where the intake air temperature before supercharging is high, and the influence of alcohol concentration on low temperature startability is reduced. Therefore, the supercharged intake air is passed to the bypass passage. The amount to be introduced, that is, the bypass amount can be reduced. Therefore, according to the invention of
さらに、請求項14に記載の発明によるように、機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段と、過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段とを備え、前記バイパス制御手段は、前記アルコール濃度及び前記吸気温に基づいて前記バイパス量を可変設定する、といった構成を採用することにより、低温始動性を改善するために、過給された吸入空気を上記バイパス通路に導入するに際し、ノッキング等が発生しやすくなるといった不都合の発生をさらに好適に抑えることができるようになる。なお、同構成おいても、吸気温が高いときほどバイパス量が少なくなるように、また、アルコール濃度が高いときほど、バイパス量が多くなるように設定することが望ましい。 Further, according to the invention as set forth in claim 14, there is provided a concentration detection means for detecting the alcohol concentration in the engine fuel, and an intake air temperature detection means for detecting the intake air temperature before supercharging. In order to improve low temperature startability by adopting a configuration in which the bypass amount is variably set based on the alcohol concentration and the intake air temperature, when introducing the supercharged intake air into the bypass passage, It is possible to more suitably suppress the occurrence of inconvenience that knocking or the like is likely to occur. Even in the same configuration, it is desirable to set the bypass amount to be smaller as the intake air temperature is higher, and to be larger as the alcohol concentration is higher.
ちなみに、上記アルコール濃度検出手段としては、燃料の電気伝導度や静電容量に基づいてアルコール濃度を検出するセンサなどが挙げられる。また、上記吸気温検出手段としては、吸気通路に設けられる吸気温センサなどが挙げられる。 Incidentally, examples of the alcohol concentration detecting means include a sensor that detects the alcohol concentration based on the electric conductivity and capacitance of the fuel. The intake air temperature detecting means includes an intake air temperature sensor provided in the intake passage.
(第1実施形態)
以下、本発明に係る内燃機関を具体化した第1実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1は、本実施形態にかかる内燃機関1についてその概略構成を示している。なお、本実施形態における内燃機関1は、4気筒の直列型内燃機関となっているが、この他の気筒数を有する内燃機関、あるいはこの他の気筒配列を有する内燃機関(例えばV型内燃機関)であってもよい。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an
内燃機関1には複数の気筒#1〜#4が設けられている。各気筒の上方にはシリンダヘッド2が設けられている。このシリンダヘッド2には、吸入空気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポートと、燃料及び空気が混合された混合気を火花点火するための点火プラグとが、各気筒#1〜#4に対応して設けられている。
The
また、各気筒#1〜#4に対応する吸気ポートには、それぞれ燃料噴射弁4a〜4dが取り付けられている。これら燃料噴射弁4a〜4dは、各吸気ポート内に向けて燃料を噴射する。
Further,
燃料噴射弁4a〜4dは、デリバリパイプ9に接続されている。デリバリパイプ9は、燃料配管27を介して燃料ポンプ10に接続されている。燃料ポンプ10は、燃料タンク11内の燃料を吸入してデリバリパイプ9に燃料を送油する。デリバリパイプ9に供給された燃料は、各燃料噴射弁4a〜4dの開弁時に同燃料噴射弁4a〜4dから噴射される。その燃料タンク11には、アルコール燃料のみ、ガソリン燃料のみ、及びアルコール燃料とガソリン燃料とが混合された混合燃料が貯留されており、内燃機関1は、アルコール燃料やガソリン燃料、あるいはそれらの混合燃料を機関燃料として使用する。
The
前記各排気ポートには、エキゾーストマニホールド8が接続されており、同エキゾーストマニホールド8は、排気通路26に接続されている。
前記各吸気ポートには、インテークマニホールド7が接続されており、同インテークマニホールド7は、吸気通路3に接続されている。この吸気通路3内には吸入空気量を調整するためのスロットル弁16が設けられている。
An
An
また、吸気通路3の途中には、各気筒#1〜#4内の燃焼室に導入される吸入空気を過給する過給機12が設けられている。この過給機12内には、吸入空気を圧送するコンプレッサホイールが設けられており、同コンプレッサホイールは、電動モータ12aによって回転駆動される。このように、過給機12は電動式の過給機となっているため、次のような効果が得られる。すなわち、機関始動時、特にクランキング中などにおいては排気の量が少ないため、排気の流勢を利用して吸入空気を圧送する過給機(いわゆる、排気駆動式のターボチャージャ)では、そうした機関始動時において十分な過給圧を得ることができない。この点、電動式の過給機12は、電動モータ12aをその駆動源としているため、機関始動時においても十分な過給圧を得ることができる。また、電動モータ12aの回転速度を変更することにより、過給圧の可変設定も容易に行うことができる。
In the middle of the
吸気通路3にあって過給機12よりも吸気上流側には、吸入空気量及び吸気温を検出する熱式エアフロメータ19が設けられている。この熱式エアフロメータ19には、温度検出素子として機能するサーミスタなどの温度センサ及び発熱体であるヒータが設けられている。そして、温度センサにて検出される過給前の吸気温THAに対してヒータの温度が常に一定温度だけ高くなるように、同ヒータへの通電制御が行われ、その通電量に基づいて吸入空気の質量流量が検出される。
A thermal
また、吸気通路3にあって過給機12よりも吸気下流側には、過給によって温度が上昇した吸入空気を冷却するためのインタークーラ18が設けられており、同吸気通路3において、インタークーラ18が設けられた部分は冷却通路50として機能する。
Further, an
吸気通路3にあって、インタークーラ18と過給機12との間には、流路切換バルブ40が設けられている。この流路切換バルブ40は、三方弁であってそのイン側ポートは、吸気通路3を介して過給機12の吐出口に接続されている。また、同流路切換バルブ40の第1アウト側ポートは、上記冷却通路50側に接続されている。そして同流路切換バルブ40の第2アウト側ポートは、バイパス通路60に接続されている。このバイパス通路60は、過給された吸入空気を、冷却通路50を通過させることなく燃焼室に導入するための通路であり、その一端は、上記第2アウト側ポートに、他端は、吸気通路3にあって、上記冷却通路50の吸気下流側に接続されている。そして、流路切換バルブ40の弁開度を調整することにより、過給された吸入空気にあってバイパス通路60に導入される吸入空気の量(以下、バイパス量という)が調整される。なお、以下では、過給された吸入空気の全てが冷却通路50に導入されるように流路切換バルブ40の弁体が駆動された状態を全開状態といい、この全開状態では、過給によって昇温された吸入空気の全てが冷却される。また、過給された吸入空気の全てがバイパス通路60に導入されるように流路切換バルブ40の弁体が駆動された状態を全閉状態といい、この全閉状態では、過給によって昇温された吸入空気の全てが冷却されることなく燃焼室に導入される。従って、流路切換バルブ40の弁開度を小さくするほど、燃焼室に導入される吸入空気の温度は上昇する。
A flow
他方、内燃機関1の出力軸であるクランクシャフト13には、外周にギヤ部が設けられたフライホイール6が設けられており、機関始動時には、スタータモータ70に設けられたピニオンギヤ71が、フライホイール6のギヤ部に噛み合うことによりクランキングが行われる。
On the other hand, the
内燃機関1には、上記熱式エアフロメータ19の他にも、機関回転速度などといった機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。また、運転者による機関始動要求を検出するためのイグニッションスイッチ24も設けられており、このイグニッションスイッチ24がON状態にされると、運転者による機関始動要求があると判断されてスタータモータ70が駆動され、これによりクランキングが、すなわち機関始動が行われる。
In addition to the thermal
これら各種センサやスイッチの出力は制御装置25に入力される。この制御装置25は、中央処理制御装置(CPU)、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ(ROM)、CPUの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心として構成されている。そして、この制御装置25は、例えば、燃料噴射弁4a〜4dの燃料噴射制御や燃料噴射時期制御、燃料ポンプ10の吐出圧力制御、スロットル弁16の開度制御、電動モータ12aの回転速度制御を通じた過給圧制御、及び流路切換バルブ40の弁体の開度制御などといった内燃機関1の各種制御を行う。
The outputs of these various sensors and switches are input to the
内燃機関1は、その機関燃料としてアルコール燃料を使用可能な内燃機関となっているが、そうしたアルコール燃料は、ガソリン燃料と比較して、低温下にて気化しにくいといった特性を有しており、機関燃料中のアルコール濃度が高くなるほど、低温始動性が悪化するといった問題がある。そこで、本実施形態では、以下に説明する吸気温上昇処理を行うことにより、機関燃料としてアルコール燃料及びガソリン燃料を使用可能な内燃機関において、低温始動性を好適に改善するようにしている。
The
図2に、制御装置25によって実行される上記吸気温上昇処理についてその処理手順を示す。
本処理が開始されるとまず、内燃機関1の始動要求があるか否かが判定される(S100)。ここでは、イグニッションスイッチ24がON状態となっている場合に、肯定判定される。そして、始動要求がない場合には(S100:NO)、本処理は、終了される。
FIG. 2 shows a processing procedure for the intake air temperature increase processing executed by the
When this process is started, it is first determined whether or not there is a request for starting the internal combustion engine 1 (S100). Here, an affirmative determination is made when the
一方、始動要求がある場合には(S100:YES)、現在、機関始動中であってクランキングが行われていると判断され、過給機12の電動モータ12aが駆動される(S110)。このように電動モータ12aが駆動されると、過給機12にて吸入空気の過給が行われて吸気温が上昇する。そのため、低温下において気化しにくいアルコール燃料が吸入空気内に噴射されると、そのアルコール燃料の温度が上昇して気化しやすくなり、機関始動性が向上するようになる。なお、このときの電動モータ12aの回転速度としては、アルコール燃料についてその気化を促進させることが可能な過給圧を確保することのできる速度が設定されている。
On the other hand, when there is a start request (S100: YES), it is determined that the engine is currently being started and cranking is being performed, and the
ここで、アルコール燃料による低温始動性の悪化を抑えるべく、機関始動に際して過給を行って吸入空気の温度上昇を図るようにしても、過給された吸入空気がインタークーラ18を備える冷却通路50を通過してしまうと、同吸入空気の温度が低下してしまう。
Here, in order to suppress the deterioration of the low temperature startability due to the alcohol fuel, even if supercharging is performed at the time of engine start to increase the temperature of the intake air, the supercharged intake air is provided with a
そこで、次に、流路切換バルブ40がバイパス側に切り替えられる(S120)。ここでは、流路切換バルブ40の弁体が全閉状態となるように、当該流路切換バルブ40は駆動される。これにより、過給された吸入空気のバイパス量Bが最大となるようにその量が制御される。従って、過給された吸入空気の全てがインタークーラ18にて冷却されることなく、その高温状態を維持したまま燃焼室に導入されるようになり、過給された吸入空気の温度低下が抑えられる。
Therefore, next, the flow
次に、内燃機関1が完爆したか、すなわちスタータモータ70の力を借りることなく内燃機関1が自立回転するようになったか否かが判定される(S130)。ここでは、完爆したと判定できる程度に機関回転速度が上昇した場合に肯定判定される。
Next, it is determined whether or not the
そして、完爆に至っていない場合には(S130:NO)、完爆するまで、上記ステップS110及びステップS120の各処理が繰り返し実行される。
一方、完爆した場合には(S130:YES)、過給機12の電動モータ12aが停止されるとともに(S140)、流路切換バルブ40がインタークーラ側に切り替えられる(S150)。このステップS150では、流路切換バルブ40の弁体が全開状態となるように、当該流路切換バルブ40は駆動される。そして、本処理は終了される。
If the complete explosion has not been reached (S130: NO), the processes of step S110 and step S120 are repeated until the complete explosion occurs.
On the other hand, when the explosion is complete (S130: YES), the
なお、本実施形態では、内燃機関1の始動が開始されて完爆された時点で、過給機12の電動モータ12aを停止するとともに、流路切換バルブ40をインタークーラ側に切り替えるようにしている。この他、完爆から所定時間が経過した後に、過給機12の電動モータ12aを停止するとともに、流路切換バルブ40をインタークーラ側に切り替えるようにすれば、完爆から所定時間が経過するまでの間における混合気の燃焼性を安定させることも可能である。
In the present embodiment, when the
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
(1)機関燃料としてアルコール燃料を使用可能な内燃機関1に吸入空気を過給する過給機12を設け、機関始動に際して過給機12による吸入空気の過給を行うようにしている。そのため、機関始動に際して吸気温が上昇し、アルコール燃料が気化しやすくなって、機関始動性が向上するようになる。従って、機関燃料としてアルコール燃料を使用可能な内燃機関1において、低温始動性をより好適に改善することができるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(1) A
(2)過給機12で過給された吸入空気を冷却する冷却通路50と、過給された吸入空気を冷却通路50を通過させることなく燃焼室に導入するバイパス通路60と、過給された吸入空気にあってバイパス通路60に導入されるバイパス量を調整する流路切換バルブ40とを備えるようにしている。そして、機関始動に際して、過給された吸入空気の上記バイパス量を制御する、より詳細には過給された吸入空気の全てをバイパス通路60に導入するようにしている。従って、過給された吸入空気が冷却通路50を通過することで発生する同吸入空気の温度低下を好適に抑えることができるようになる。
(2) A
(3)電動モータ12aにて駆動される電動式の過給機12を備えるようにしている。従って、機関始動時においても十分な過給圧を得ることができるようになる。
(第2実施形態)
次に、本発明に係る内燃機関を具体化した第2実施形態について、図3及び図4を参照して説明する。
(3) The
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態は、アルコール濃度ADを検出するアルコールセンサ80を備える点、及び上記吸気温上昇処理の実行に際してその検出されたアルコール濃度ADを利用する点のみが第1実施形態と異なっている。そこで、以下では、そうした相違点を中心に、本実施形態を説明する。
The present embodiment is different from the first embodiment only in that an
図3に示すように、本実施形態における内燃機関1の燃料配管27には、機関燃料中のアルコール濃度ADを検出するアルコールセンサ80が設けられており、その検出信号が制御装置25に入力される。なお、アルコールセンサ80としては、燃料の電気伝導度や静電容量等に基づいてアルコール濃度を検出するセンサなどを適宜使用すればよい。また、本実施形態では、アルコールセンサ80を燃料配管27に設けるようにしているが、機関燃料中のアルコール濃度ADを検出することができる箇所であれば、その取り付け位置は任意に変更することができる。
As shown in FIG. 3, the
そして、本実施形態においては、図4に示す吸気温上昇処理が制御装置25によって実行される。この図4に示すように、本実施形態の吸気温上昇処理における処理手順では、第1実施形態における吸気温上昇処理のステップS110及びステップS120の処理に代えて、ステップS200〜ステップS250の処理が行われる。 In this embodiment, the intake air temperature rise process shown in FIG. As shown in FIG. 4, in the processing procedure in the intake air temperature increase process of the present embodiment, the processes in steps S200 to S250 are performed instead of the processes in steps S110 and S120 of the intake air temperature increase process in the first embodiment. Done.
すなわち、ステップS100にて始動要求がある旨判定されると(S100:YES)、アルコールセンサ80にて検出されたアルコール濃度ADが読み込まれる(S200)。
That is, if it is determined in step S100 that there is a start request (S100: YES), the alcohol concentration AD detected by the
次に、アルコール濃度ADが所定の判定値α以上となっているか否かが判定される(S210)。この判定値αは、予め設定された値であって、低温始動性が許容できない程度に悪化するときのアルコール濃度が設定されている。そして、アルコール濃度ADが判定値αに満たない場合には(S210:NO)、本処理は終了される。すなわち、過給機12による過給、及び過給された吸入空気の上記バイパス通路60への導入が行われることなく、本処理は終了される。
Next, it is determined whether or not the alcohol concentration AD is equal to or higher than a predetermined determination value α (S210). This determination value α is a preset value, and the alcohol concentration at which the low temperature startability deteriorates to an unacceptable level is set. Then, when the alcohol concentration AD is less than the determination value α (S210: NO), this process is terminated. That is, this process is terminated without supercharging by the
一方、アルコール濃度ADが判定値α以上となっている場合には(S210:YES)、アルコール濃度ADに基づいて目標過給圧Ppが設定される(S220)。ここでは、アルコール濃度ADが低く、機関燃料が気化しやすいときほど、目標過給圧Ppは低くなるように設定される。 On the other hand, when the alcohol concentration AD is equal to or higher than the determination value α (S210: YES), the target boost pressure Pp is set based on the alcohol concentration AD (S220). Here, the target supercharging pressure Pp is set to be lower as the alcohol concentration AD is lower and the engine fuel is more easily vaporized.
また、過給された吸入空気にあってバイパス通路60に導入されるバイパス量Bの目標値である目標バイパス量Bpがアルコール濃度ADに基づいて設定される(S230)。ここでは、アルコール濃度ADが高く、機関燃料が気化しにくいときほど、目標バイパス量Bpは多くなるように設定される。
Further, a target bypass amount Bp, which is a target value of the bypass amount B introduced into the
次に、過給機12の電動モータ12aが目標過給圧Ppに基づいて駆動される(S240)。ここでは、目標過給圧Ppが得られるように電動モータ12aの回転速度が制御される。
Next, the
また、流路切換バルブ40が目標バイパス量Bpに基づいて駆動される(S250)。ここでは、目標バイパス量Bpが得られるように流路切換バルブ40の弁開度が制御される。
Further, the flow
次に、内燃機関1が完爆したか否かが判定され(S130)、完爆に至っていない場合には(S130:NO)、完爆するまで、上記ステップS240及びステップS250の各処理が繰り返し実行される。
Next, it is determined whether or not the
一方、完爆した場合には(S130:YES)、過給機12の電動モータ12aが停止されるとともに(S140)、流路切換バルブ40がインタークーラ側に切り替えられる(S150)。そして、本処理は終了される。
On the other hand, when the explosion is complete (S130: YES), the
以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態の作用効果に加え、さらに次のような作用効果を得ることができる。
(4)機関燃料でのアルコール濃度ADが低ければ、同アルコール濃度ADが低温始動性に与える影響は少なくなる。そこで、機関燃料中のアルコール濃度ADを検出するアルコールセンサ80を設け、過給機12による吸入空気の過給を行うか否かをアルコール濃度ADに基づいて判定するようにしている。従って、機関始動に際して常に過給を行う場合と比較して、不必要な過給の実行を抑えることができるようになる。
According to this embodiment described above, the following functions and effects can be obtained in addition to the functions and effects of the first embodiment.
(4) If the alcohol concentration AD in the engine fuel is low, the alcohol concentration AD has less influence on the low temperature startability. Therefore, an
(5)燃焼室に導入される吸入空気の温度が高いほどアルコール燃料は気化されやすくなるが、吸入空気の温度が高くなるほどノッキングが発生しやすくなる等といった不都合が発生するおそれがある。ここで、上述したように、機関燃料中のアルコール濃度ADが低ければ、同アルコール濃度ADが低温始動性に与える影響は少なくなるため、過給された吸入空気をバイパス通路60に導入する必要性、換言すれば過給された吸入空気を冷却することなく燃焼室に導入させる必要性が低下する。そこで、過給された吸入空気をバイパス通路60に導入するか否かについて、アルコール濃度ADに基づき判定するようにしている。従って、機関始動に際して、過給された吸入空気を常にバイパス通路60に導入する場合と比較して、上記不具合の発生頻度を抑えることができるようになる。
(5) Although the alcohol fuel is more easily vaporized as the temperature of the intake air introduced into the combustion chamber is higher, there is a risk that inconveniences such as knocking are more likely to occur as the temperature of the intake air is higher. Here, as described above, if the alcohol concentration AD in the engine fuel is low, the influence of the alcohol concentration AD on the low-temperature startability is reduced. Therefore, it is necessary to introduce the supercharged intake air into the
(6)吸入空気の過給圧を高くするほど吸気温は上昇するものの、その上昇に伴ってノッキングが発生しやすくなる等といった不都合が発生する。ここで、上述したように、機関燃料中のアルコール濃度ADが低ければ、アルコール濃度ADが低温始動性に与える影響は少なくなる。そこで、アルコール濃度ADに基づいて吸入空気の過給圧を可変設定するようにしている。従って、低温始動性を改善するために吸入空気を過給するに際し、吸気温が上昇することにより発生する上記不都合も好適に抑えることができるようになる。 (6) Although the intake air temperature rises as the supercharging pressure of the intake air is increased, there is a disadvantage that knocking is likely to occur with the increase. Here, as described above, if the alcohol concentration AD in the engine fuel is low, the influence of the alcohol concentration AD on the low-temperature startability is reduced. Therefore, the supercharging pressure of the intake air is variably set based on the alcohol concentration AD. Therefore, when the intake air is supercharged in order to improve the low temperature startability, the above inconvenience caused by the rise in the intake air temperature can be suitably suppressed.
(7)上述したように、機関燃料中のアルコール濃度ADが低ければ、アルコール濃度ADが低温始動性に与える影響は少なくなるため、過給された吸入空気を上記バイパス通路60に導入する量、すなわち上記バイパス量Bを少なくすることができる。他方、燃焼室に導入される吸入空気の温度が高いほどアルコール燃料は気化されやすくなるが、吸入空気の温度が高いほどノッキングが発生しやすくなる等といった不都合が発生するおそれがある。そこで、アルコール濃度ADに基づいてバイパス量Bを可変設定するようにしている。従って、低温始動性を改善するために、過給された吸入空気をバイパス通路60に導入するに際し、上記不具合の発生頻度を抑えることができるようになる。
(第3実施形態)
次に、本発明に係る内燃機関を具体化した第3実施形態について、図5を参照して説明する。
(7) As described above, if the alcohol concentration AD in the engine fuel is low, the influence of the alcohol concentration AD on the low-temperature startability decreases, so the amount of supercharged intake air introduced into the
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態は、上記吸気温上昇処理の実行に際して、アルコール濃度ADのみならず、過給前の吸入空気の温度である前記吸気温THAも利用する点のみが第2実施形態と異なっている。そこで、以下では、そうした相違点を中心に、本実施形態を説明する。 The present embodiment is different from the second embodiment only in that not only the alcohol concentration AD but also the intake air temperature THA that is the temperature of the intake air before supercharging is used when the intake air temperature rise process is executed. Therefore, in the following, this embodiment will be described focusing on such differences.
本実施形態においては、図5に示す吸気温上昇処理が制御装置25によって実行される。この図5に示すように、本実施形態の吸気温上昇処理における処理手順では、第2実施形態における吸気温上昇処理のステップS200の処理に代えて、ステップS400の処理が、またステップS220及びステップS230の処理に代えて、ステップS410及びステップS420の処理が行われる。 In the present embodiment, the intake air temperature rise process shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the processing procedure in the intake air temperature increase process of the present embodiment, instead of the process of step S200 of the intake air temperature increase process in the second embodiment, the process of step S400 is also performed in steps S220 and S220. Instead of the process of S230, the processes of Step S410 and Step S420 are performed.
すなわち、ステップS100にて始動要求がある旨判定されると(S100:YES)、アルコールセンサ80にて検出されたアルコール濃度AD、及び前記熱式エアフロメータ19にて検出された吸気温THAが読み込まれる(S400)。
That is, if it is determined in step S100 that there is a start request (S100: YES), the alcohol concentration AD detected by the
次に、アルコール濃度ADが上記判定値α以上となっているか否かが判定される(S210)。そして、アルコール濃度ADが判定値αに満たない場合には(S210:NO)、本処理は終了される。すなわち、過給機12による過給、及び過給された吸入空気の上記バイパス通路60への導入が行われることなく、本処理は終了される。
Next, it is determined whether or not the alcohol concentration AD is equal to or higher than the determination value α (S210). Then, when the alcohol concentration AD is less than the determination value α (S210: NO), this process is terminated. That is, this process is terminated without supercharging by the
一方、アルコール濃度ADが判定値α以上となっている場合には(S210:YES)、アルコール濃度AD及び吸気温THAに基づいて目標過給圧Ppが設定される(S410)。ここでは、吸気温THAが高く、機関燃料が気化しやすいときほど、目標過給圧Ppは低くなるように設定される。また、アルコール濃度ADが低いときほど、目標過給圧Ppは低くなるように設定される。 On the other hand, if the alcohol concentration AD is greater than or equal to the determination value α (S210: YES), the target boost pressure Pp is set based on the alcohol concentration AD and the intake air temperature THA (S410). Here, the target boost pressure Pp is set to be lower as the intake air temperature THA is higher and the engine fuel is more easily vaporized. Further, the target supercharging pressure Pp is set to be lower as the alcohol concentration AD is lower.
次に、過給された吸入空気にあってバイパス通路60に導入されるバイパス量Bの目標値である目標バイパス量Bpがアルコール濃度AD及び吸気温THAに基づいて設定される(S420)。ここでは、吸気温THAが低く、機関燃料が気化しにくいときほど、目標バイパス量Bpは多くなるように設定される。また、アルコール濃度ADが高いときほど、目標バイパス量Bpは多くなるように設定される。
Next, the target bypass amount Bp, which is the target value of the bypass amount B introduced into the
次に、過給機12の電動モータ12aが目標過給圧Ppに基づいて駆動される(S240)。ここでは、目標過給圧Ppが得られるように電動モータ12aの回転速度が制御される。
Next, the
また、流路切換バルブ40が目標バイパス量Bpに基づいて駆動される(S250)。ここでは、目標バイパス量Bpが得られるように流路切換バルブ40の弁開度が制御される。
Further, the flow
次に、内燃機関1が完爆したか否かが判定され(S130)、完爆に至っていない場合には(S130:NO)、完爆するまで、上記ステップS240及びステップS250の各処理が繰り返し実行される。
Next, it is determined whether or not the
一方、完爆した場合には(S130:YES)、過給機12の電動モータ12aが停止されるとともに(S140)、流路切換バルブ40がインタークーラ側に切り替えられる(S150)。そして、本処理は終了される。
On the other hand, when the explosion is complete (S130: YES), the
以上説明した本実施形態によれば、第2実施形態の作用効果に加え、さらに次のような作用効果を得ることができる。
(8)過給前の吸気温THAが高い状態ではアルコール燃料は気化しやすくなるため、アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなる。そこで、機関燃料中のアルコール濃度AD及び過給前の吸気温THAに基づいて吸入空気の目標過給圧Ppを可変設定するようにしている。従って、低温始動性を改善するために吸入空気を過給するに際し、吸気温が上昇することにより発生しやすくなるノッキング等をより好適に抑えることができるようになる。
According to this embodiment described above, the following functions and effects can be obtained in addition to the functions and effects of the second embodiment.
(8) When the intake air temperature THA before supercharging is high, the alcohol fuel is easily vaporized, and the influence of the alcohol concentration on the low-temperature startability is reduced. Therefore, the target boost pressure Pp of the intake air is variably set based on the alcohol concentration AD in the engine fuel and the intake air temperature THA before supercharging. Therefore, when the intake air is supercharged in order to improve the low temperature startability, knocking or the like that is likely to occur when the intake air temperature rises can be more suitably suppressed.
(9)過給前の吸気温THAが高い状態ではアルコール燃料は気化しやすくなり、アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなるため、過給された吸入空気を上記バイパス通路60に導入する量、すなわち上記バイパス量Bを少なくすることができる。そこで、アルコール濃度AD及び過給前の吸気温THAに基づいて目標バイパス量Bpを可変設定するようにしている。従って、低温始動性を改善するために、過給された吸入空気をバイパス通路60に導入するに際し、高温の吸入空気が燃焼室に導入されることで発生しやすくなるノッキング等をより好適に抑えることができるようになる。
(9) When the intake air temperature THA before supercharging is high, the alcohol fuel is easily vaporized, and the influence of the alcohol concentration on the low-temperature startability is reduced. Therefore, the supercharged intake air is introduced into the
なお、本実施形態において、吸入空気の目標過給圧Ppと目標バイパス量Bpとを過給前の吸気温THAのみに基づいて可変設定するようにしてもよい。この場合でも、低温始動性を改善するために吸入空気を過給するに際し、吸気温が上昇することにより発生する上記不都合を好適に抑えることができるようになる。また、低温始動性を改善するために、過給された吸入空気をバイパス通路60に導入するに際し、ノッキング等の発生を好適に抑えることができるようになる。
In the present embodiment, the target boost pressure Pp and the target bypass amount Bp of intake air may be variably set based only on the intake air temperature THA before supercharging. Even in this case, when the intake air is supercharged in order to improve the low temperature startability, it is possible to suitably suppress the above-described inconvenience caused by the rise in the intake air temperature. Further, in order to improve the low temperature startability, the occurrence of knocking or the like can be suitably suppressed when the supercharged intake air is introduced into the
また、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・第2及び第3実施形態において、目標過給圧Pp及び目標バイパス量Bpのいずれか一方を固定値としてもよい。
Moreover, each said embodiment can also be changed and implemented as follows.
-In 2nd and 3rd embodiment, it is good also considering either one of the target supercharging pressure Pp and the target bypass amount Bp as a fixed value.
・上述したように、過給前の吸気温THAが高い状態ではアルコール燃料は気化しやすくなるため、アルコール濃度が低温始動性に与える影響は少なくなる。そこで、第1〜第3実施形態において、過給機12による吸入空気の過給を行うか否かを上記吸気温THAに基づき判定するようにしてもよい。この場合にも、機関始動に際して常に過給を行う場合と比較して、不必要な過給の実行を抑えることができるようになる。なお、この場合には、許容できない程度に低温始動性が悪化するときの吸気温を予め調べておき、その吸気温を始動下限値Lとして設定しておく。そして、吸気温THAが始動下限値L以下となっている場合に、過給機12による過給を行う旨判定するようにするとよい。
As described above, since the alcohol fuel is easily vaporized when the intake air temperature THA before supercharging is high, the influence of the alcohol concentration on the low-temperature startability is reduced. Accordingly, in the first to third embodiments, it may be determined based on the intake air temperature THA whether or not the intake air is supercharged by the
同様に、第1〜第3実施形態において、過給された吸入空気を上記バイパス通路60に導入するか否かを吸気温THAに基づき判定するようにしてもよい。この場合にも、機関始動に際して、過給された吸入空気を常にバイパス通路60に導入する場合と比較して、上記不具合、すなわちノッキング等が発生しやすくなるといった不具合の発生頻度を抑えることができるようになる。なお、この場合にも、吸気温THAが上記始動下限値L以下となっている場合に、過給された吸入空気をバイパス通路60に導入する旨判定するようにするとよい。
Similarly, in the first to third embodiments, whether to introduce the supercharged intake air into the
なお、この変形例にあっては、図6に示す実行可否判定処理を制御装置25にて実行するとよい。すなわち、吸気温THAを読み込んで上記始動下限値Lと比較し(S500)、吸気温THAが始動下限値Lより低い場合には(S500:YES)、上記各実施形態における吸気温上昇処理を実行して(S510)、本処理を終了する。一方、吸気温THAが始動下限値L以上である場合には(S500:NO)、上記各実施形態における吸気温上昇処理の実行を禁止して(S520)、本処理を終了することにより、この変形例を実行することができる。
In this modification, the
・第1〜第3実施形態及びその変形例において、バイパス通路60、流路切換バルブ40、及び流路切換バルブ40の駆動制御に関する各種処理を省略するようにしてもよい。この場合でも、吸入空気を過給することによる上記各効果を得ることができる。
-In 1st-3rd embodiment and its modification, you may make it abbreviate | omit various processes regarding the drive control of the
・第2及び第3の実施形態及びその変形例において、アルコール濃度ADを判定値αと比較する処理(ステップS210の処理)を省略してもよい。
・吸気温THAが高いときほど、アルコール燃料は気化しやすくなるため、アルコール濃度が高くても機関始動性はある程度確保することができる。そこで、吸気温THAに基づいて上記判定値αを可変設定するようにしてもよい。この場合には、吸気温THAが高くなるほど判定値αが大きな値になるようにして、吸気温THAが高いときほど、過給機12による過給や、バイパス通路60への吸入空気の導入が抑えられるようにすることが望ましい。
In the second and third embodiments and modifications thereof, the process of comparing the alcohol concentration AD with the determination value α (the process of step S210) may be omitted.
-The higher the intake air temperature THA, the more easily the alcohol fuel is vaporized. Therefore, even if the alcohol concentration is high, engine startability can be ensured to some extent. Therefore, the determination value α may be variably set based on the intake air temperature THA. In this case, as the intake air temperature THA becomes higher, the determination value α becomes larger. As the intake air temperature THA becomes higher, supercharging by the
・上記過給機12は、コンプレッサタービンの回転によって吸入空気を過給するタイプの過給機であったが、その他の方法で吸入空気を過給する過給機に変更してもよい。
・第1実施形態では、電動式の過給機12を用いて吸入空気を過給するようにした。この他、図7に示すように。内燃機関1の出力軸であるクランクシャフト13から駆動力が伝達される過給機、いわゆる機械駆動式のスーパーチャージャ200を用いて過給を行うようにしてもよい。このスーパーチャージャ200は、その内部に一対のロータ等を備えており、各ロータが回転することにより、吸入空気が過給される。それらロータの駆動軸は、駆動力の伝達及び切断を選択可能な切替手段、例えばクラッチ機構201などを介してクランクシャフト13に接続されている。そして、過給を行うときには、制御装置25からの制御信号を受けてクラッチ機構201は駆動力伝達の可能な状態にされる。こうした過給機を備える場合には、機関始動に際して、クランクシャフト13からの駆動力がスーパーチャージャ200に伝達されるようにクラッチ機構201の状態を切り替えることにより、クランキングによるクランクシャフト13の回転を利用して吸入吸気を過給することが可能となる。ちなみに、クランクシャフト13からスーパーチャージャに伝達される駆動力を変化させることができるものにあっては、その駆動力を変化させることにより、機関回転速度に依らず過給圧を任意に変更することが可能である。従って、そのように過給圧を任意に変更可能なスーパーチャージャであれば、第2及び第3実施形態における過給機12を、そうしたスーパーチャージャに変更することも可能である。
The
In the first embodiment, the intake air is supercharged using the
1…内燃機関、2…シリンダヘッド、3…吸気通路、4a〜4d…燃料噴射弁、6…フライホイール、7…インテークマニホールド、8…エキゾーストマニホールド、9…デリバリパイプ、10…燃料ポンプ、11…燃料タンク、12…過給機、12a…電動モータ、13…クランクシャフト、16…スロットル弁、18…インタークーラ、19…熱式エアフロメータ、25…制御装置、24…イグニッションスイッチ、26…排気通路、27…燃料配管、40…流路切換バルブ、50…冷却通路、60…バイパス通路、70…スタータモータ、71…ピニオンギヤ、80…アルコールセンサ、200…スーパーチャージャ、201…クラッチ機構、#1…第1気筒、#2…第2気筒、#3…第3気筒、#4…第4気筒。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
吸入空気を過給する過給機と、
当該内燃機関の始動に際して前記過給機による吸入空気の過給制御を行う過給制御手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関。 In an internal combustion engine that can use alcohol fuel as engine fuel,
A supercharger for supercharging the intake air;
An internal combustion engine comprising: a supercharging control unit that performs supercharging control of intake air by the supercharger when starting the internal combustion engine.
機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段を備え、
前記過給制御手段は、前記過給機による吸入空気の過給を行うか否かを前記アルコール濃度に基づいて判定する
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
Concentration detection means for detecting alcohol concentration in engine fuel is provided,
The internal combustion engine, wherein the supercharging control means determines whether or not to supercharge intake air by the supercharger based on the alcohol concentration.
過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段を備え、
前記過給制御手段は、前記過給機による吸入空気の過給を行うか否かを前記吸気温に基づいて判定する
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
Intake temperature detection means for detecting the intake air temperature before supercharging,
The internal combustion engine, wherein the supercharging control means determines whether or not to supercharge intake air by the supercharger based on the intake air temperature.
機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段を備え、
前記過給制御手段は、前記アルコール濃度に基づいて吸入空気の過給圧を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
Concentration detection means for detecting alcohol concentration in engine fuel is provided,
The internal combustion engine, wherein the supercharging control means variably sets a supercharging pressure of intake air based on the alcohol concentration.
過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段とを備え、
前記過給制御手段は、前記吸気温に基づいて吸入空気の過給圧を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
An intake air temperature detecting means for detecting the intake air temperature before supercharging,
The internal combustion engine, wherein the supercharging control means variably sets a supercharging pressure of intake air based on the intake air temperature.
機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段と、
過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段とを備え、
前記過給制御手段は、前記アルコール濃度及び前記吸気温に基づいて吸入空気の過給圧を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1,
Concentration detecting means for detecting alcohol concentration in engine fuel;
An intake air temperature detecting means for detecting the intake air temperature before supercharging,
The internal combustion engine, wherein the supercharging control means variably sets a supercharging pressure of intake air based on the alcohol concentration and the intake air temperature.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the supercharger is an electric supercharger that is driven by an electric motor.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関。 The supercharger is a supercharger to which a driving force is transmitted from an output shaft of the internal combustion engine, and includes a switching unit capable of selecting transmission and disconnection of the driving force. The internal combustion engine according to item.
前記過給機で過給された吸入空気を冷却する冷却通路と、
前記過給された吸入空気を前記冷却通路を通過させることなく燃焼室に導入するバイパス通路と、
前記過給された吸入空気にあって前記バイパス通路に導入されるバイパス量を調整する調整手段と、
当該内燃機関の始動に際して、前記過給された吸入空気の前記バイパス量を制御するバイパス制御手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8,
A cooling passage for cooling the intake air supercharged by the supercharger;
A bypass passage for introducing the supercharged intake air into the combustion chamber without passing through the cooling passage;
Adjusting means for adjusting the amount of bypass introduced into the bypass passage in the supercharged intake air;
An internal combustion engine comprising: bypass control means for controlling the bypass amount of the supercharged intake air when starting the internal combustion engine.
機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段を備え、
前記バイパス制御手段は、前記過給された吸入空気を前記バイパス通路に導入するか否かを前記アルコール濃度に基づいて判定する
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 9,
Concentration detection means for detecting alcohol concentration in engine fuel is provided,
The internal combustion engine, wherein the bypass control means determines whether or not to introduce the supercharged intake air into the bypass passage based on the alcohol concentration.
過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段を備え、
前記バイパス制御手段は、前記過給された吸入空気を前記バイパス通路に導入するか否かを前記吸気温に基づいて判定する
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 9,
Intake temperature detection means for detecting the intake air temperature before supercharging,
The internal combustion engine, wherein the bypass control means determines whether or not to introduce the supercharged intake air into the bypass passage based on the intake air temperature.
機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段を備え、
前記バイパス制御手段は、前記アルコール濃度に基づいて前記バイパス量を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 9,
Concentration detection means for detecting alcohol concentration in engine fuel is provided,
The internal combustion engine, wherein the bypass control means variably sets the bypass amount based on the alcohol concentration.
過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段とを備え、
前記バイパス制御手段は、前記吸気温に基づいて前記バイパス量を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 9,
An intake air temperature detecting means for detecting the intake air temperature before supercharging,
The internal combustion engine, wherein the bypass control means variably sets the bypass amount based on the intake air temperature.
機関燃料中のアルコール濃度を検出する濃度検出手段と、
過給前の吸気温を検出する吸気温検出手段とを備え、
前記バイパス制御手段は、前記アルコール濃度及び前記吸気温に基づいて前記バイパス量を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 9,
Concentration detecting means for detecting alcohol concentration in engine fuel;
An intake air temperature detecting means for detecting the intake air temperature before supercharging,
The internal combustion engine, wherein the bypass control means variably sets the bypass amount based on the alcohol concentration and the intake air temperature.
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