JP2008014194A - Engine control device - Google Patents

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JP2008014194A JP2006184732A JP2006184732A JP2008014194A JP 2008014194 A JP2008014194 A JP 2008014194A JP 2006184732 A JP2006184732 A JP 2006184732A JP 2006184732 A JP2006184732 A JP 2006184732A JP 2008014194 A JP2008014194 A JP 2008014194A
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Akihiko Minato
明彦 港
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine control device capable of improving traction performance while restraining the vibration and the slip. <P>SOLUTION: In the engine control device 6, a fuel injection device 3 for supplying fuel and a variable valve gear 5 for driving a suction valve 4 and an exhaust valve in such a manner of capable of varying the opening and closing timing are provided on cylinders of a multi-cylinder engine 1 of a vehicle, and the variable valve gear 5 and the fuel injection device 3 are respectively controlled for each of the cylinders. When the engine 1 is in the prescribed operation state, same phase explosion control is performed for the variable valve gears 5 and the fuel injection devices 3 of at least two of the cylinders wherein the phase of a piston 22 is set same so that the opening and closing time of the suction valve 4 and the exhaust valve is synchronized, and the fuel injection timing is synchronized, and thus, the cylinders are operated in the same stroke. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、可変動弁装置(可変動弁機構)を備えたエンジンのエンジン制御装置に関するものである。   The present invention relates to an engine control device for an engine provided with a variable valve device (variable valve mechanism).

従来、例えば、特許文献1に提案されているように、多気筒エンジンの爆発間隔を不等間隔とし、トルク変動を大きくすることでトラクション性能を向上させることが可能であることが知られている。   Conventionally, for example, as proposed in Patent Document 1, it is known that the traction performance can be improved by making the explosion intervals of a multi-cylinder engine unequal and increasing the torque fluctuation. .

その特許文献1のクランク構造では、クランク軸の回転中心に対する各クランクピンの配置角度を、各気筒の爆発が不等間隔になるように設定するようにしている。   In the crank structure disclosed in Patent Document 1, the arrangement angle of each crankpin with respect to the rotation center of the crankshaft is set so that the explosions of the respective cylinders are at unequal intervals.

特開平09−166126号公報JP 09-166126 A

しかしながら、上述したクランク構造においては、クランクの位相(クランクピンの配置角度)で爆発間隔を規定しており、不等間隔爆発とした場合には、常に不等間隔爆発とならざるを得ず、低速回転領域では振動の問題が顕著化すると共に、高負荷領域では瞬時トルクが過大となり、かえってスリップを招く結果となりかねない。   However, in the crank structure described above, the explosion interval is defined by the phase of the crank (crank pin arrangement angle), and if it is an unequal interval explosion, it must always be an unequal interval explosion, The problem of vibration becomes prominent in the low speed rotation region, and the instantaneous torque becomes excessive in the high load region, which may result in slip.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、振動およびスリップを抑制しつつ、トラクション性能を向上させることができるエンジン制御装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an engine control device that can solve the above-described problems and improve traction performance while suppressing vibration and slip.

上記目的を達成するために本発明は、車両の多気筒エンジンの各気筒に、燃料を供給するための燃料噴射装置と吸気弁および排気弁の開閉時期を可変に駆動するための可変動弁装置とが設けられ、それら可変動弁装置と燃料噴射装置とを各気筒ごとに各々制御するエンジン制御装置において、上記エンジンが所定の運転状況のときは、ピストンの位相が同位相に設定された少なくとも2つの気筒の各可変動弁装置および各燃料噴射装置を、吸気弁および排気弁の開閉時期が同期するよう、かつ燃料噴射時期が同期するように同位相爆発制御して、それら気筒を同一行程で作動させるものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel injection device for supplying fuel to each cylinder of a multi-cylinder engine of a vehicle, and a variable valve operating device for variably driving the opening / closing timings of intake valves and exhaust valves. In the engine control device that controls each of the variable valve operating device and the fuel injection device for each cylinder, when the engine is in a predetermined operating condition, at least the phase of the piston is set to the same phase. The variable valve devices and the fuel injection devices of the two cylinders are controlled in the same phase so that the opening / closing timings of the intake valve and the exhaust valve are synchronized and the fuel injection timings are synchronized, and the cylinders are subjected to the same stroke. It is to be operated with.

好ましくは、上記所定の運転状況を判断すべく、上記エンジンの負荷を検出するためのエンジン負荷検出手段に検出信号を取得すべく接続され、そのエンジン負荷検出手段にて検出されたエンジン負荷が所定の負荷以上のときは、上記同位相爆発制御を禁止し、通常の等間隔爆発制御を行うものである。   Preferably, in order to determine the predetermined operating condition, the engine load detecting means for detecting the engine load is connected to obtain a detection signal, and the engine load detected by the engine load detecting means is predetermined. When the load is equal to or greater than the load, the in-phase explosion control is prohibited and normal equidistant explosion control is performed.

好ましくは、上記所定の運転状況を判断すべく、上記エンジンの回転速度を検出するためのエンジン回転速度検出手段に検出信号を取得すべく接続され、そのエンジン回転速度検出手段にて検出されたエンジン回転速度が所定の回転速度未満のときは、上記同位相爆発制御を禁止し、通常の等間隔爆発制御を行うものである。   Preferably, in order to determine the predetermined driving situation, the engine is connected to the engine rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the engine so as to obtain a detection signal, and is detected by the engine rotation speed detection means. When the rotational speed is less than a predetermined rotational speed, the in-phase explosion control is prohibited and normal equidistant explosion control is performed.

好ましくは、上記車両の駆動輪のスリップを検出するためのスリップ検出手段に検出信号を取得すべく接続され、そのスリップ検出手段にてスリップが検出されたときは、上記エンジンが上記所定の運転状況であっても、上記同位相爆発制御を禁止し、通常の等間隔爆発制御を行うものである。   Preferably, the engine is connected to a slip detection means for detecting a slip of the driving wheel of the vehicle so as to acquire a detection signal, and when the slip is detected by the slip detection means, the engine is in the predetermined driving state. Even so, the above in-phase explosion control is prohibited and normal equidistant explosion control is performed.

本発明によれば、振動およびスリップを抑制しつつ、トラクション性能を向上させることができるという優れた効果を発揮するものである。   According to the present invention, an excellent effect that traction performance can be improved while suppressing vibration and slip is exhibited.

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本実施形態のエンジン制御装置は、例えば、4つ以上の偶数の気筒を有し、車両に搭載される多気筒エンジン(以下、エンジンという)などに適用される。   The engine control device of the present embodiment is applied to, for example, a multi-cylinder engine (hereinafter referred to as an engine) that has four or more even-numbered cylinders and is mounted on a vehicle.

まず、図1に基づき本実施形態のエンジンについて説明する。   First, the engine of this embodiment will be described with reference to FIG.

図1に示すように、エンジン1は複数(図例では6つ)の気筒11〜16を有する。また、エンジン1には、図示しない過給機が取り付けられる。   As shown in FIG. 1, the engine 1 has a plurality of (six in the illustrated example) cylinders 11 to 16. Further, a supercharger (not shown) is attached to the engine 1.

各気筒11〜16は、シリンダ21およびピストン22により区画形成される燃焼室2と、その燃焼室2に燃料を噴射、供給するための燃料噴射装置3と、燃焼室2に連通する吸気ポート41を開閉するための吸気弁4(図例では、各気筒に2つ)と、燃焼室2に連通する排気ポートを開閉するための排気弁(図示せず)と、それら吸気弁4および排気弁の開閉時期を可変に駆動するための可変動弁装置5と、それら可変動弁装置5と燃料噴射装置3とを各気筒ごとに各々制御するエンジン制御装置6とを備える。   Each of the cylinders 11 to 16 includes a combustion chamber 2 defined by a cylinder 21 and a piston 22, a fuel injection device 3 for injecting and supplying fuel to the combustion chamber 2, and an intake port 41 communicating with the combustion chamber 2. An intake valve 4 for opening and closing the engine (two in each cylinder in the example), an exhaust valve (not shown) for opening and closing an exhaust port communicating with the combustion chamber 2, and the intake valve 4 and the exhaust valve The variable valve operating device 5 for variably driving the opening / closing timing of the engine and the engine control device 6 for controlling the variable valve operating device 5 and the fuel injection device 3 for each cylinder are provided.

ピストン22は、シリンダ21内を上下方向に摺動可能に収容され、コンロッド23を介してクランク軸24のクランクピン25に連結される。   The piston 22 is accommodated in the cylinder 21 so as to be slidable in the vertical direction, and is connected to the crankpin 25 of the crankshaft 24 via the connecting rod 23.

本実施形態では、クランクピン25のクランク軸中心に対する配置角度が、第1番気筒11(図1において最も左側の気筒)と第6番気筒16、第2番気筒12と第5番気筒15、第3番気筒13と第4番気筒14で、各々同じ角度に設定される。   In the present embodiment, the arrangement angle of the crankpin 25 with respect to the center of the crankshaft is such that the first cylinder 11 (the leftmost cylinder in FIG. 1) and the sixth cylinder 16, the second cylinder 12 and the fifth cylinder 15, The third cylinder 13 and the fourth cylinder 14 are set at the same angle.

つまり、第1番気筒11および第6番気筒16のピストン22、第2番気筒12および第5番気筒15のピストン22、第3番気筒13および第4番気筒14のピストン22が、各々同位相に設定される。   That is, the piston 22 of the first cylinder 11 and the sixth cylinder 16, the piston 22 of the second cylinder 12 and the fifth cylinder 15, the piston 22 of the third cylinder 13 and the fourth cylinder 14 are the same. Set to phase.

過給機は、吸気通路に設けられたコンプレッサと、排気通路に設けられたタービンとを備え、燃焼室2の排気によりタービンが回転されると共に、そのタービンがタービンシャフトを介してコンプレッサを回転駆動する。   The supercharger includes a compressor provided in the intake passage and a turbine provided in the exhaust passage, and the turbine is rotated by the exhaust from the combustion chamber 2 and the turbine rotates the compressor via the turbine shaft. To do.

可変動弁装置5は、いわゆるカムレス型動弁装置で、吸気弁4および排気弁の開閉制御の自由度が高いものが好ましく、例えば、本願発明者らによる出願、国際公開第WO2002/079614号パンフレットに記載された「内燃機関の動弁駆動装置」などが考えられる。   The variable valve operating device 5 is a so-called camless type valve operating device and preferably has a high degree of freedom in opening and closing control of the intake valve 4 and the exhaust valve. For example, an application by the present inventors, International Publication No. WO2002 / 079614 The “valve drive device for an internal combustion engine” described in 1) can be considered.

また、図示しないが、例えば、可変動弁装置5は、吸気弁4(排気弁)を開弁させるための加圧された作動流体(例えば、高圧燃料)が供給される圧力室と、その圧力室に高圧作動流体を供給することで吸気弁4(排気弁)を開方向に作動させる作動流体供給手段と、圧力室から作動流体を排出することで吸気弁4(排気弁)を閉方向に作動させる作動流体排出手段とを備えたものでもよく、弁の開閉時期を可変に制御できるものであればよい。   Although not shown, for example, the variable valve operating device 5 includes a pressure chamber to which a pressurized working fluid (for example, high-pressure fuel) for opening the intake valve 4 (exhaust valve) is supplied, and its pressure. Working fluid supply means for operating the intake valve 4 (exhaust valve) in the opening direction by supplying high-pressure working fluid to the chamber, and closing the intake valve 4 (exhaust valve) by discharging the working fluid from the pressure chamber It may be provided with a working fluid discharge means to be actuated, and any means can be used as long as the valve opening and closing timing can be variably controlled.

可変動弁装置5は、制御信号を受信すべくエンジン制御装置6に接続される。   The variable valve gear 5 is connected to the engine control device 6 to receive a control signal.

そのエンジン制御装置6は、可変動弁装置5に制御信号を送信し、吸気弁4および排気弁の開閉時期を各々制御する。   The engine control device 6 transmits a control signal to the variable valve operating device 5 to control the opening / closing timings of the intake valve 4 and the exhaust valve, respectively.

エンジン制御装置6は、燃料噴射装置3に制御信号を送信すべく接続され、その燃料噴射装置3の噴射量と噴射時期とを、エンジン1の運転状態に基づいて制御する。   The engine control device 6 is connected to transmit a control signal to the fuel injection device 3, and controls the injection amount and injection timing of the fuel injection device 3 based on the operating state of the engine 1.

また、エンジン制御装置6には、エンジン回転速度検出手段、エンジン負荷検出手段、スリップ検出手段などの各種センサ類が接続され、それらセンサの検出信号が入力される。   The engine control device 6 is connected to various sensors such as an engine rotation speed detection means, an engine load detection means, and a slip detection means, and detection signals from these sensors are input.

本実施形態のエンジン回転速度検出手段は、エンジン1のクランク軸24に取り付けられたクランク角センサ26で構成され、エンジン制御装置6が、クランク角センサ26の検出値からエンジン回転速度を算出する。   The engine rotation speed detection means of the present embodiment includes a crank angle sensor 26 attached to the crankshaft 24 of the engine 1, and the engine control device 6 calculates the engine rotation speed from the detection value of the crank angle sensor 26.

本実施形態のエンジン負荷検出手段は、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ27とクランク角センサ26とで構成され、エンジン制御装置6は、クランク角センサ26の検出値から算出したエンジン回転速度とアクセル開度センサ27の検出値を基に燃料噴射量を算出し、その燃料噴射量をエンジン負荷として用いる。   The engine load detection means of the present embodiment includes an accelerator opening sensor 27 that detects the amount of depression of the accelerator pedal and a crank angle sensor 26, and the engine control device 6 uses the engine calculated from the detection value of the crank angle sensor 26. The fuel injection amount is calculated based on the rotation speed and the detected value of the accelerator opening sensor 27, and the fuel injection amount is used as the engine load.

本実施形態のスリップ検出手段は、例えば、車両の駆動輪側に取り付けられたABS車輪速センサ28などで構成される。   The slip detection means of the present embodiment includes, for example, an ABS wheel speed sensor 28 attached to the drive wheel side of the vehicle.

詳しくは後述するが、エンジン制御装置6は、エンジン1が所定の運転状況のときは、ピストン22の位相が同位相に設定された2つの気筒(例えば、第2番気筒12と第5番気筒15)の各可変動弁装置5および各燃料噴射装置3を、吸気弁4および排気弁の開閉時期が同期するよう、かつ燃料噴射時期が同期するように同位相爆発制御して、それら気筒を同一行程で作動させる。   As will be described in detail later, when the engine 1 is in a predetermined operating state, the engine control device 6 has two cylinders (for example, the second cylinder 12 and the fifth cylinder) in which the phase of the piston 22 is set to the same phase. 15), each variable valve operating device 5 and each fuel injection device 3 are controlled in the same phase in order to synchronize the opening and closing timings of the intake valve 4 and the exhaust valve and to synchronize the fuel injection timing. Operate in the same stroke.

エンジン制御装置6には、エンジン1の運転状況(図例では、エンジン回転速度と燃料噴射量)に応じて同位相爆発制御を行うか否かを決定するためのマップ(可変バルブ機構基本動作マップ、図6符号M参照)が格納される。   The engine control device 6 has a map (variable valve mechanism basic operation map) for determining whether or not to perform the in-phase explosion control according to the operating state of the engine 1 (in the illustrated example, the engine rotation speed and the fuel injection amount). , (See reference symbol M in FIG. 6).

次に、図1から図6に基づき本実施形態のエンジン制御装置6の制御内容を説明する。   Next, the control contents of the engine control device 6 of the present embodiment will be described based on FIGS. 1 to 6.

本実施形態のエンジン制御装置6は、エンジン1の各気筒11〜16で順次、等間隔に燃料を爆発(燃焼)させる等間隔爆発制御と、少なくとも2つの気筒で同時に燃料を爆発(燃焼)させる同位相爆発制御とを、エンジンの運転状況や路面状況などに応じて切り替える。   The engine control device 6 according to the present embodiment sequentially controls the equidistant explosion in which each cylinder 11 to 16 of the engine 1 explodes (combusts) the fuel at equal intervals and explodes (combusts) the fuel simultaneously in at least two cylinders. The in-phase explosion control is switched according to the engine operating condition, road surface condition, and the like.

まず、図1および図2に基づき等間隔爆発制御について説明する。   First, the equidistant explosion control will be described based on FIG. 1 and FIG.

図1に、通常(等間隔爆発制御)の4サイクル6気筒エンジン1の行程の模式図を示す。   FIG. 1 shows a schematic diagram of the stroke of a normal (equally spaced explosion control) four-cycle six-cylinder engine 1.

例えば、図1に示す通常の等間隔爆発制御の4サイクル6気筒エンジン1において、ピストン22の物理的位相の等しい第1番気筒11と第6番気筒16の場合、第1番気筒11が排気行程の上死点のとき、第6番気筒16は圧縮行程の上死点となる。同様に、第2番気筒12と第5番気筒15、および第3番気筒13と第4番気筒14は、ピストン位相が等しく、バルブタイミングが360°CA(Crank Angle[deg.])異なる。したがって、この場合、爆発間隔は等間隔に120°CAとなる。   For example, in the case of the first cylinder 11 and the sixth cylinder 16 in which the physical phases of the pistons 22 are the same in the four-cycle six-cylinder engine 1 of the normal equidistant explosion control shown in FIG. 1, the first cylinder 11 is exhausted. When the stroke is at the top dead center, the sixth cylinder 16 is at the top dead center of the compression stroke. Similarly, the second cylinder 12 and the fifth cylinder 15, and the third cylinder 13 and the fourth cylinder 14 have the same piston phase and different valve timings of 360 ° CA (Crank Angle [deg.]). Therefore, in this case, the explosion interval is 120 ° CA at regular intervals.

一例として、図2に、等間隔爆発制御時の第2番気筒12と第5番気筒15のピストン位置、吸気弁4および排気弁のバルブ動作を示す。   As an example, FIG. 2 shows the piston positions of the second cylinder 12 and the fifth cylinder 15 and the valve operations of the intake valve 4 and the exhaust valve during the equidistant explosion control.

図2において、横軸はクランク角を示し、縦軸は、上段がピストン位置、中段が第2番気筒の筒内圧力およびバルブリフト量、下段が第5番気筒の筒内圧力およびバルブリフト量を示す。   In FIG. 2, the horizontal axis indicates the crank angle, and the vertical axis indicates the piston position in the upper stage, the in-cylinder pressure and valve lift amount of the second cylinder in the middle stage, and the in-cylinder pressure and valve lift amount in the fifth cylinder in the lower stage. Indicates.

図2の上段に示すように、ピストン位相は等しいが、中段および下段に示すように、当然のことながらバルブタイミングが360°CA異なるため、各行程も360°CAずれて生じる。   As shown in the upper part of FIG. 2, the piston phases are equal, but as shown in the middle part and the lower part, the valve timing is naturally different by 360 ° CA, so that each stroke is also shifted by 360 ° CA.

次に、図3に基づき同位相爆発制御について説明する。   Next, the in-phase explosion control will be described with reference to FIG.

本実施形態のエンジン1は可変動弁装置5を有するので、カムなどの物理的な機構に律則されることなく任意のタイミングで、吸気弁4あるいは排気弁を動作させることが可能である。このことから、吸気弁4と排気弁の動作を360°CAずらすことも可能である。   Since the engine 1 of this embodiment has the variable valve operating device 5, the intake valve 4 or the exhaust valve can be operated at an arbitrary timing without being restricted by a physical mechanism such as a cam. Therefore, the operations of the intake valve 4 and the exhaust valve can be shifted by 360 ° CA.

一例として、図3に、同位相爆発制御時の第2番気筒12と第5番気筒15のピストン位置、吸気弁4および排気弁のバルブ動作を示す。   As an example, FIG. 3 shows the piston positions of the second cylinder 12 and the fifth cylinder 15 and the valve operations of the intake valve 4 and the exhaust valve during the in-phase explosion control.

図3において、横軸はクランク角を示し、縦軸は、上段がピストン位置、中段が第2番気筒の筒内圧力およびバルブリフト量、下段が第5番気筒の筒内圧力およびバルブリフト量を示す。   In FIG. 3, the horizontal axis indicates the crank angle, and the vertical axis indicates the piston position in the upper stage, the in-cylinder pressure and valve lift amount of the second cylinder in the middle stage, and the in-cylinder pressure and valve lift amount in the fifth cylinder in the lower stage. Indicates.

図3の下段に示すように、第5番気筒の吸気弁4と排気弁の動作を360°CAずらした結果、第2番気筒12と第5番気筒15が同位相サイクルを行うこととなる。
同様に、第1番気筒11と第6番気筒16、第3番気筒13と第4番気筒14も同位相サイクルとすることができる。このときみかけの爆発間隔は等間隔に240°CAとなる。
As shown in the lower part of FIG. 3, as a result of shifting the operation of the intake valve 4 and the exhaust valve of the fifth cylinder by 360 ° CA, the second cylinder 12 and the fifth cylinder 15 perform the same phase cycle. .
Similarly, the first cylinder 11 and the sixth cylinder 16, and the third cylinder 13 and the fourth cylinder 14 can also be in the same phase cycle. At this time, the apparent explosion interval is equal to 240 ° CA.

このように、第1番気筒11と第6番気筒16、第2番気筒12と第5番気筒15、第3番気筒13と第4番気筒14のバルブ動作をそれぞれ同位相とし、かつそれら同位相の気筒の燃料噴射時期を同じにすることで、2気筒が同位相サイクルを行うこととなる。   Thus, the valve operations of the first cylinder 11 and the sixth cylinder 16, the second cylinder 12 and the fifth cylinder 15, the third cylinder 13 and the fourth cylinder 14 are in phase, and By making the fuel injection timings of the cylinders in the same phase the same, the two cylinders perform the same phase cycle.

この同位相爆発を適用した場合のサイクルシミュレーションの結果を図4に示す。   The result of the cycle simulation when this in-phase explosion is applied is shown in FIG.

図4において、横軸はクランク角を示し、縦軸はエンジン1のトルクを示す。   In FIG. 4, the horizontal axis indicates the crank angle, and the vertical axis indicates the torque of the engine 1.

図4のラインD(同位相爆発)に示すように、2気筒が同時に爆発することで、瞬時トルクがラインT(等間隔爆発)に比べてアップし、これにより、低中負荷域でのトラクション特性を改善できる。また、マイナストルク期間が長期化し、これによりグリップを回復することが可能である。   As shown in line D (in-phase explosion) in FIG. 4, the instantaneous torque increases compared to line T (equal-interval explosion) due to the two cylinders exploding at the same time. The characteristics can be improved. In addition, the negative torque period becomes longer, and it is possible to recover the grip.

つまり、等間隔爆発(等爆ともいう)では各爆発毎にスリップが発生するのに対し、同位相爆発(同爆ともいう)では、各爆発タイミングが長くなるので、1回の爆発時のすべりは大きくなるが、グリップの回復が早いので全体でのスリップ量としては、等爆よりも少なくなるものである。   In other words, slips occur at each explosion in equidistant explosions (also called equal explosions), whereas in in-phase explosions (also called same explosions), the timing of each explosion is longer, so slipping during one explosion occurs. However, since the grip recovers quickly, the overall slip amount is less than that of the iso-explosion.

ここで、同爆によるグリップ力回復のスリップとは簡単に言うと、爆発による瞬時の微少なスリップと言える。   Here, simply speaking, the slip of the grip force recovery due to the explosion can be said to be an instantaneous minute slip due to the explosion.

また、スリップは前後方向のスリップと直角方向(車幅方向)のスリップとがあり、特にカーブ時におけるスリップが大きい。   In addition, the slip includes a slip in the front-rear direction and a slip in a right-angle direction (vehicle width direction).

このように、本実施形態では、4気筒以上の偶数気筒エンジン1において、自由度の高い可変動弁装置を用いることで、ピストン22の位相が同位相の2気筒を同位相サイクルとすることで、トルク変動を大きくし、トラクション性能の向上を図ることができる。   Thus, in the present embodiment, in the even-cylinder engine 1 having four or more cylinders, by using a variable valve operating apparatus having a high degree of freedom, two cylinders having the same phase of the piston 22 are set to the same phase cycle. The torque fluctuation can be increased and the traction performance can be improved.

次に、図5に基づき、等間隔爆発制御および同位相爆発制御と、過給機のタービン入口圧力との関係を説明する。   Next, the relationship between the equidistant explosion control and the in-phase explosion control and the turbine inlet pressure of the supercharger will be described with reference to FIG.

図5において、横軸はクランク角を示し、縦軸はタービンの入口圧力を示す。   In FIG. 5, the horizontal axis indicates the crank angle, and the vertical axis indicates the inlet pressure of the turbine.

図5に示すように、同位相爆発制御時(ラインD参照)は、2つの気筒が、同位相(同時に)爆発することにより、動圧ピークが、等間隔爆発制御時(ラインT参照)に比べて高まっており、この結果、本願出願人による出願である特開2003−343300号公報に見られるような、タービン効率の向上が期待できる。   As shown in FIG. 5, during in-phase explosion control (see line D), two cylinders explode in the same phase (simultaneously), so that the dynamic pressure peak is at equal interval explosion control (see line T). As a result, an improvement in turbine efficiency can be expected as seen in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-343300, which is an application by the present applicant.

このように、本実施形態では、排気における動圧を高めることが可能であり、これによるタービン効率の向上が図れる。   Thus, in the present embodiment, it is possible to increase the dynamic pressure in the exhaust, thereby improving the turbine efficiency.

次に、図6に基づき、本実施形態のエンジン制御装置6による制御フローを説明する。   Next, based on FIG. 6, the control flow by the engine control apparatus 6 of this embodiment is demonstrated.

本実施形態のエンジン制御装置6は、基本的には、可変動弁装置5および燃料噴射装置3をマップ制御にて制御する。   The engine control device 6 of the present embodiment basically controls the variable valve operating device 5 and the fuel injection device 3 by map control.

すなわち、低回転領域、高負荷領域における振動、過大トルクの問題を解決するため、図6の可変バルブ機構基本動作マップMに示すように、同位相爆発適用領域を限定する。   That is, in order to solve the problems of vibration and excessive torque in the low rotation region and high load region, the in-phase explosion application region is limited as shown in the variable valve mechanism basic operation map M in FIG.

具体的には、図6に示すように、エンジン制御装置6は、まず、ステップS3で、エンジン回転速度センサの検出値(図6では機関回転速度)と、自身が算出した燃料噴射量とを取得する。   Specifically, as shown in FIG. 6, first, in step S <b> 3, the engine control device 6 calculates the detected value of the engine speed sensor (engine speed in FIG. 6) and the fuel injection amount calculated by itself. get.

次に、エンジン制御装置6は、ステップS4で、それらエンジン回転速度および燃料噴射量と、可変バルブ機構基本動作マップMとを基に、通常動作(等間隔爆発制御)あるいは位相変更(同位相爆発制御)のいずれかを選択する。   Next, in step S4, the engine control device 6 performs normal operation (equal interval explosion control) or phase change (in-phase explosion) based on the engine speed and fuel injection amount and the variable valve mechanism basic operation map M. Control).

なお、可変バルブ機構基本動作マップの同位相爆発と等間隔爆発との境界線Bは、路面状況、運転状況に応じて上下に変化する。   Note that the boundary line B between the in-phase explosion and the equidistant explosion in the variable valve mechanism basic operation map varies vertically depending on the road surface condition and the driving condition.

このように、エンジン制御装置6は、エンジン回転速度センサおよびクランク角センサ26の検出値から算出した燃料噴射量(エンジン負荷)が所定の噴射量(負荷)以上のときは、同位相爆発制御を禁止し、通常の等間隔爆発制御を行う。   As described above, the engine control device 6 performs the in-phase explosion control when the fuel injection amount (engine load) calculated from the detection values of the engine speed sensor and the crank angle sensor 26 is equal to or greater than the predetermined injection amount (load). Prohibit and perform regular equidistant explosion control.

より詳細には、図6に示すように、エンジン制御装置6は、エンジン負荷が低負荷(図例では、所定の下限噴射量L以下)のときは同位相爆発制御を行い、高負荷(図例では、所定の上限噴射量Uを越える)ときは等間隔爆発制御を行い、中負荷(図例では、下限噴射量Lを超え上限噴射量U以下)のときは、エンジン回転速度に基づいて、等間隔爆発制御および同位相爆発制御のいずれかを選択する。   More specifically, as shown in FIG. 6, the engine control device 6 performs in-phase explosion control when the engine load is low (in the example shown, a predetermined lower limit injection amount L or less), and performs high load (see FIG. 6). In the example, when the predetermined upper limit injection amount U is exceeded), equidistant explosion control is performed, and in the case of a medium load (in the example illustrated, the lower limit injection amount L is exceeded and the upper limit injection amount U is less than or equal to), the engine speed is used. Select either the equidistant explosion control or the in-phase explosion control.

つまり、エンジン制御装置6は、エンジン負荷が中負荷のとき基本的には同位相爆発制御を行うが、クランク角センサ26の検出値から算出したエンジン回転速度が所定の回転速度未満のときは、同位相爆発制御を禁止し、通常の等間隔爆発制御を行う。   That is, the engine control device 6 basically performs in-phase explosion control when the engine load is medium load, but when the engine rotation speed calculated from the detected value of the crank angle sensor 26 is less than a predetermined rotation speed, Prohibit in-phase explosion control and perform regular equidistant explosion control.

ここで、同位相爆発制御と等間隔爆発制御との境界(遷移)域では、路面状況などの影響で過大瞬時トルクによるスリップが発生する懸念がある。   Here, in the boundary (transition) region between the in-phase explosion control and the equidistant explosion control, there is a concern that slip due to excessive instantaneous torque may occur due to the influence of the road surface condition or the like.

そこで、本実施形態では、既存のABS車輪速センサ28を用いたスリップ判定を実施し、駆動輪のスリップが検出された場合には同位相爆発を解除し、通常動作を行う。   Therefore, in the present embodiment, slip determination using the existing ABS wheel speed sensor 28 is performed, and when slip of the drive wheel is detected, the in-phase explosion is canceled and normal operation is performed.

具体的には、エンジン制御装置6は、ステップS1でABS車輪速センサ28の検出値からスリップ演算(例えば、駆動輪と従動輪との回転速度比較など)を行い、ステップS2で駆動輪がスリップしているか否かを判断する。   Specifically, the engine control device 6 performs a slip calculation (for example, comparison of rotational speed between the driving wheel and the driven wheel) from the detection value of the ABS wheel speed sensor 28 in step S1, and the driving wheel slips in step S2. Judge whether or not.

ステップS2で駆動輪がスリップしていると判断した場合は、通常動作(等間隔爆発制御)を行う。   If it is determined in step S2 that the driving wheel is slipping, normal operation (equal-interval explosion control) is performed.

このように、エンジン制御装置6は、車両の駆動輪のスリップを検出するためのABS車輪速センサ28に検出信号を取得すべく接続され、そのABS車輪速センサ28にてスリップが検出されたときは、エンジン1が所定の運転状況であっても、同位相爆発制御を禁止し、通常の等間隔爆発制御を行う。   As described above, the engine control device 6 is connected to the ABS wheel speed sensor 28 for detecting the slip of the driving wheel of the vehicle so as to obtain a detection signal, and when the slip is detected by the ABS wheel speed sensor 28. Even if the engine 1 is in a predetermined operating condition, the in-phase explosion control is prohibited and normal equidistant explosion control is performed.

このように、本実施形態では、可変動弁装置5を用いて同位相爆発制御を行うことで、低回転領域での振動および高負荷領域でのスリップを抑制しつつ、トラクション性能を向上させることができる。すなわち、中負荷領域における低速回転領域や高負荷領域では通常の等間隔爆発とすることで振動などの問題も生じない。   As described above, in the present embodiment, by performing the in-phase explosion control using the variable valve gear 5, the traction performance is improved while suppressing the vibration in the low rotation region and the slip in the high load region. Can do. That is, in the low-speed rotation region and the high-load region in the medium load region, the problem of vibration and the like does not occur by performing normal equidistant explosion.

また、2つの気筒で同時に排気が行われるのでタービン入口圧が高まり、タービン効率向上を図ることができる。   Further, since exhaust is simultaneously performed in two cylinders, the turbine inlet pressure is increased, and the turbine efficiency can be improved.

なお、アイドル時などの極低負荷時には、通常動作(等爆)に比べ同爆のほうが振動、騒音ともに大きくなる傾向があるが、実質上、気にならない程度で問題ない。   At the time of extremely low load such as idling, the vibration tends to increase both in vibration and noise compared to normal operation (equal explosion), but there is no problem as long as it is practically unnoticeable.

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various modifications and application examples can be considered.

例えば、本実施形態では、エンジン制御装置6を直列6気筒エンジン1に適用したがこれに限定されない。   For example, in the present embodiment, the engine control device 6 is applied to the in-line 6-cylinder engine 1, but the present invention is not limited to this.

図1は、本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置の概略模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、等間隔爆発におけるピストン位置と気筒内圧力とバルブリフト量の関係を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship among the piston position, the pressure in the cylinder, and the valve lift amount in the equidistant explosion. 図3は、同位相爆発におけるピストン位置と気筒内圧力とバルブリフト量の関係を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship among the piston position, the cylinder pressure, and the valve lift amount in the same-phase explosion. 図4は、等間隔爆発および同位相爆発におけるトルクを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining torques in an equidistant explosion and an in-phase explosion. 図5は、等間隔爆発および同位相爆発におけるタービン入口圧力を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the turbine inlet pressure in the equidistant explosion and the in-phase explosion. 図6は、本実施形態のエンジン制御装置が行う制御フローを説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a control flow performed by the engine control apparatus of the present embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
3 燃料噴射装置
4 吸気弁
5 可変動弁装置
6 エンジン制御装置
11〜16 気筒
22 ピストン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 3 Fuel-injection apparatus 4 Intake valve 5 Variable valve apparatus 6 Engine control apparatus 11-16 Cylinder 22 Piston

Claims (4)

車両の多気筒エンジンの各気筒に、燃料を供給するための燃料噴射装置と吸気弁および排気弁の開閉時期を可変に駆動するための可変動弁装置とが設けられ、それら可変動弁装置と燃料噴射装置とを各気筒ごとに各々制御するエンジン制御装置において、
上記エンジンが所定の運転状況のときは、ピストンの位相が同位相に設定された少なくとも2つの気筒の各可変動弁装置および各燃料噴射装置を、吸気弁および排気弁の開閉時期が同期するよう、かつ燃料噴射時期が同期するように同位相爆発制御して、それら気筒を同一行程で作動させることを特徴とするエンジン制御装置。
Each cylinder of a multi-cylinder engine of a vehicle is provided with a fuel injection device for supplying fuel and a variable valve operating device for variably driving the opening and closing timings of intake and exhaust valves, and these variable valve operating devices, In the engine control device that controls the fuel injection device for each cylinder,
When the engine is in a predetermined operating condition, the opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve are synchronized between the variable valve devices and the fuel injection devices of at least two cylinders whose piston phases are set to the same phase. In addition, an engine control device characterized in that in-phase explosion control is performed so that fuel injection timings are synchronized, and the cylinders are operated in the same stroke.
上記所定の運転状況を判断すべく、上記エンジンの負荷を検出するためのエンジン負荷検出手段に接続され、そのエンジン負荷検出手段にて検出されたエンジン負荷が所定の負荷以上のときは、上記同位相爆発制御を禁止し、通常の等間隔爆発制御を行う請求項1記載のエンジン制御装置。   When the engine load detected by the engine load detecting means is greater than or equal to a predetermined load, the engine load detecting means is connected to the engine load detecting means for detecting the engine load to determine the predetermined operating condition. The engine control device according to claim 1, wherein phase explosion control is prohibited and normal equidistant explosion control is performed. 上記所定の運転状況を判断すべく、上記エンジンの回転速度を検出するためのエンジン回転速度検出手段に接続され、そのエンジン回転速度検出手段にて検出されたエンジン回転速度が所定の回転速度未満のときは、上記同位相爆発制御を禁止し、通常の等間隔爆発制御を行う請求項1または2記載のエンジン制御装置。   In order to determine the predetermined operating condition, the engine rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the engine is connected, and the engine rotational speed detected by the engine rotational speed detecting means is less than the predetermined rotational speed. The engine control device according to claim 1 or 2, wherein the same phase explosion control is prohibited and normal equidistant explosion control is performed. 上記車両の駆動輪のスリップを検出するためのスリップ検出手段に検出信号を取得すべく接続され、そのスリップ検出手段にてスリップが検出されたときは、上記エンジンが上記所定の運転状況であっても、上記同位相爆発制御を禁止し、通常の等間隔爆発制御を行う請求項1から3いずれかに記載のエンジン制御装置。
Connected to the slip detection means for detecting the slip of the driving wheel of the vehicle so as to obtain a detection signal, and when the slip is detected by the slip detection means, the engine is in the predetermined operating condition. 4. The engine control device according to claim 1, wherein the in-phase explosion control is prohibited and normal equidistant explosion control is performed.
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