JP2008031895A - Control device of in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine - Google Patents
Control device of in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008031895A JP2008031895A JP2006204613A JP2006204613A JP2008031895A JP 2008031895 A JP2008031895 A JP 2008031895A JP 2006204613 A JP2006204613 A JP 2006204613A JP 2006204613 A JP2006204613 A JP 2006204613A JP 2008031895 A JP2008031895 A JP 2008031895A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- combustion
- internal combustion
- combustion engine
- combustion state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine.
筒内噴射式火花点火内燃機関の筒内にタンブル流を生成するとともに、さらにこのタンブル流を均質燃焼時に吸気行程下死点近傍で噴射した燃料で適度に強化することで、点火時期までタンブル流を維持することができる。これにより点火時期において混合気の乱れを増大させることができることから、混合気の燃焼速度が適度に向上し、良好な均質燃焼を得ることができる。このような燃料の噴射に関する技術として、例えば特許文献1では燃料噴射弁から噴射した燃料で筒内の循環気流を強化する燃料噴射制御装置が提案されている。また、均質燃焼時に筒内の吸気流動を強化する技術として、例えば特許文献2では吸気通路に設けられた吸気流制御弁を制御して吸気流動を強くする筒内直接噴射式内燃機関の吸気制御装置が提案されている。 A tumble flow is generated in the cylinder of an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine, and the tumble flow is moderately strengthened with fuel injected near the bottom dead center of the intake stroke during homogeneous combustion. Can be maintained. As a result, the turbulence of the air-fuel mixture can be increased at the ignition timing, so that the combustion speed of the air-fuel mixture can be improved moderately and good homogeneous combustion can be obtained. As a technique related to such fuel injection, for example, Patent Document 1 proposes a fuel injection control device that reinforces a circulating airflow in a cylinder with fuel injected from a fuel injection valve. As a technique for enhancing the in-cylinder intake flow at the time of homogeneous combustion, for example, in Patent Document 2, intake control of a direct injection type internal combustion engine that controls the intake flow control valve provided in the intake passage to strengthen the intake flow A device has been proposed.
ところで近年では、ガソリンの他にアルコールとガソリンの混合燃料(以下、単にアルコール混合燃料とも称す)でも走行可能なFFV(Flexible Fuel Vehicle)と呼ばれる車両がある。アルコール混合燃料は炭素原子の含有量が通常のガソリンと異なることに起因し、ストイキの空燃比がガソリンよりも小さくなる。具体的には例えば燃料がガソリンの場合はストイキの空燃比が14.5程度であるのに対して、燃料がアルコール混合燃料の場合はストイキの空燃比がアルコールの濃度次第で9程度になることもある。アルコール混合燃料に限られず、このようにガソリンよりもストイキの空燃比が小さくなるような性状の燃料を上記の筒内噴射式火花点火内燃機関で使用した場合、均質燃焼時には筒内に流入する空気量に対する燃料の質量がガソリンの場合よりも大きくなる結果、噴射した燃料による気流アシスト効果が高まり、更に燃焼速度が向上する。そしてこのとき点火時期が同一のままであると、燃焼状態が点火時期を過進角させたときの燃焼状態に相当するような状態となるため、却って熱効率が悪化してしまう虞があった。また、逆にストイキの空燃比がガソリンよりも大きくなるような性状の燃料を使用した場合、均質燃焼時には筒内に流入する空気量に対する燃料の質量がガソリンの場合よりも小さくなる結果、噴射した燃料による気流アシスト効果が弱まり、十分にタンブル流を強化できなくなってしまう虞があった。 By the way, in recent years, there is a vehicle called FFV (Flexible Fuel Vehicle) capable of traveling with a mixed fuel of alcohol and gasoline (hereinafter also simply referred to as alcohol mixed fuel) in addition to gasoline. The alcohol-mixed fuel has a carbon atom content different from that of ordinary gasoline, so that the stoichiometric air-fuel ratio is smaller than that of gasoline. Specifically, for example, when the fuel is gasoline, the stoichiometric air-fuel ratio is about 14.5, whereas when the fuel is alcohol-mixed fuel, the stoichiometric air-fuel ratio is about 9 depending on the alcohol concentration. There is also. In the case of using the above-described in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine, the air flowing into the cylinder at the time of homogeneous combustion is not limited to the alcohol-mixed fuel. As a result, the mass of the fuel with respect to the quantity becomes larger than that in the case of gasoline, so that the air flow assist effect by the injected fuel is enhanced and the combustion speed is further improved. If the ignition timing remains the same at this time, the combustion state becomes a state corresponding to the combustion state when the ignition timing is over-advanced, and the thermal efficiency may be deteriorated. On the other hand, when fuel with a property that makes the stoichiometric air-fuel ratio larger than that of gasoline is used, the fuel mass with respect to the amount of air flowing into the cylinder becomes smaller than in the case of gasoline as a result of injecting as a result of homogeneous combustion. There is a possibility that the airflow assist effect by the fuel is weakened and the tumble flow cannot be sufficiently enhanced.
そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、均質燃焼時に噴射した燃料でタンブル流を強化するにあたって、燃料の性状に基づき燃焼状態を変更することで、良好な均質燃焼を得ることが可能な筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and in enhancing the tumble flow with the fuel injected during homogeneous combustion, good homogeneous combustion is obtained by changing the combustion state based on the properties of the fuel. It is an object of the present invention to provide a control device for an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine.
上記課題を解決するために、本発明は、筒内にタンブル流を生成するとともに、該タンブル流を均質燃焼時に吸気行程下死点近傍で噴射した燃料で強化する筒内噴射式火花点火内燃機関を制御する筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置であって、前記燃料の性状を判別する燃料性状判別手段と、判別された前記燃料の性状に基づいて燃焼状態を変更する燃焼状態変更手段とを備えることを特徴とする。本発明によれば、燃料の性状に基づき燃料状態を変更することで燃焼速度を変更することができ、その結果、燃焼速度が必要以上に向上したり、低下したりすることを抑制できる。したがって本発明によれば、性状の異なる燃料を使用した場合でも良好な均質燃焼を実現できる。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cylinder injection spark ignition internal combustion engine that generates a tumble flow in a cylinder and that reinforces the tumble flow with fuel injected near the bottom dead center of the intake stroke during homogeneous combustion. A control device for an in-cylinder spark-ignition internal combustion engine that controls the fuel, a fuel property determining unit that determines the property of the fuel, and a combustion state changing unit that changes the combustion state based on the determined property of the fuel It is characterized by providing. According to the present invention, it is possible to change the combustion speed by changing the fuel state based on the properties of the fuel, and as a result, it is possible to suppress the combustion speed from being improved or lowered more than necessary. Therefore, according to the present invention, good homogeneous combustion can be realized even when fuels having different properties are used.
また本発明は、前記燃料がガソリンよりもストイキの空燃比が小さくなるような性状の燃料である場合には、前記燃焼状態変更手段が、点火時期を遅角させてもよい。ここで、燃料が上記のような性状の燃料である場合には、点火時期における混合気の乱れが更に増大することから燃焼速度が必要以上に向上することになる。これに対して本発明によれば、点火時期を遅角させることで緩慢な燃焼が行われるように燃焼状態に変更できることから燃焼速度が必要以上に向上することを抑制できる。したがって、本発明によれば熱効率が悪化することを抑制でき、以って良好な均質燃焼を得ることができる。 Further, according to the present invention, when the fuel is a fuel having a stoichiometric air-fuel ratio smaller than that of gasoline, the combustion state changing means may retard the ignition timing. Here, when the fuel is a fuel having the above-described properties, since the disturbance of the air-fuel mixture at the ignition timing is further increased, the combustion speed is improved more than necessary. On the other hand, according to the present invention, the ignition speed can be retarded so that the combustion state can be changed so that the slow combustion is performed. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the thermal efficiency, thereby obtaining a good homogeneous combustion.
また本発明は、前記燃料がガソリンよりもストイキの空燃比が小さくなるような性状の燃料である場合には、前記燃焼状態変更手段が、EGR量を増量させてもよい。また、燃料が上記のような性状の燃料である場合には、例えば本発明のようにEGR量を増量させることによっても燃焼温度が低くなるように燃焼状態を変更できることから、燃焼速度が必要以上に向上することを抑制できる。したがって、本発明によれば熱効率が悪化することを抑制でき、以って良好な均質燃焼を得ることができる。 In the present invention, when the fuel is a fuel having a stoichiometric air-fuel ratio smaller than that of gasoline, the combustion state changing means may increase the EGR amount. Further, when the fuel has the above properties, for example, the combustion state can be changed so that the combustion temperature is lowered by increasing the EGR amount as in the present invention, so that the combustion speed is higher than necessary. Can be suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the thermal efficiency, thereby obtaining a good homogeneous combustion.
本発明によれば、均質燃焼時に噴射した燃料でタンブル流を強化するにあたって、燃料の性状に基づき燃焼状態を変更することで、良好な均質燃焼を得ることが可能な筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置を提供できる。 According to the present invention, in order to enhance a tumble flow with fuel injected during homogeneous combustion, a cylinder injection type spark ignition internal combustion engine capable of obtaining good homogeneous combustion by changing the combustion state based on the properties of the fuel. An engine control device can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、ECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)1Aで実現されている本実施例に係る筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置を、内燃機関システム100とともに模式的に示す図である。内燃機関システム100は、吸気系10と、燃料噴射系20と、排気還流系30と、内燃機関50とを有して構成されている。吸気系10は内燃機関50に空気を導入するための構成であり、吸気を濾過するためのエアクリーナ11や、空気量を計測するエアフロメータ12や、吸気の流量を調節するスロットル弁13や、吸気を一時的に貯蔵するためサージタンク14や、吸気を内燃機関50の各気筒に分配するインテークマニホールド15や、これらの間に適宜配設される吸気管などを有して構成されている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a control device for a direct injection spark ignition internal combustion engine according to the present embodiment realized by an ECU (Electronic Control Unit) 1A together with an internal combustion engine system 100. . The internal combustion engine system 100 includes an
燃料噴射系20は燃料を供給及び噴射するための構成であり、燃料噴射弁21や燃料噴射ポンプ22や燃料タンク23などを有して構成されている。燃料噴射弁21は燃料を噴射するための構成であり、ECU1Aの制御のもと、適宜の噴射時期に開弁されて燃料を噴射する。また燃料噴射量は、ECU1Aの制御のもと燃料噴射弁21が閉弁されるまでの間の開弁期間の長さで調節される。燃料噴射ポンプ22は燃料を加圧して噴射圧を発生させるための構成であり、ECU1Aの制御のもと噴射圧を適宜の噴射圧に調節する。
The
燃料タンク23に連通する燃料通路には、アルコール濃度センサ24が配設されている。アルコール濃度センサ24は燃料のアルコール濃度を検出するための構成である。アルコール濃度センサ24は一対の電極などから構成され、アルコール濃度によって変化する電気伝導度に基づく電流変化を検出することによりアルコール濃度を検出する。但しこれに限られず、アルコール濃度センサ24はアルコール濃度を検出可能な抵抗検出式、静電容量式、光学式のセンサなどであってよい。また、アルコール濃度を検出するにあたっては、アルコール濃度センサ24を利用する代わりに、例えば図示しない酸素センサや空燃比センサなどの出力信号に基づく排気空燃比などを利用して推定してもよい。排気還流系30はEGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラ31と、EGRバルブ32と、これらの間に適宜配設される接続管などを有して構成されている。EGRクーラ31は排気還流される排気を冷却するための構成である。EGRバルブ32は排気還流を行うための構成であり、ECU1Aの制御のもと適宜の度合いで流路を連通、或いは遮蔽する。
An
図2は内燃機関50の要部を模式的に示す図である。内燃機関50は、シリンダブロック51と、シリンダヘッド52と、ピストン53と、点火プラグ54と、吸気弁55と、排気弁56とを有して構成されている。本実施例に示す内燃機関50は直列4気筒の筒内噴射式火花点火内燃機関である。但し内燃機関50は他の適宜の気筒配列構造及び気筒数を有していてもよい。また図2では内燃機関50に関し、各気筒の代表としてシリンダ51aについて要部を示しているが本実施例では他の気筒についても同様の構造となっている。シリンダブロック51には、略円筒状のシリンダ51aが形成されている。シリンダ51a内には、ピストン53が収容されている。ピストン53の頂面にはタンブル流Tを案内するためのキャビティ53aが形成されている。シリンダブロック51の上面にはシリンダヘッド52が固定されている。燃焼室57は、シリンダブロック51、シリンダヘッド52及びピストン53に囲まれた空間として形成されている。シリンダヘッド52には燃焼室57に吸気を導くための吸気ポート52aのほか、燃焼したガスを燃焼室57から排気するための排気ポート52bが形成され、さらにこれら吸排気ポート52a及び52bを開閉するための吸排気弁55及び56が配設されている。なお、内燃機関50は1気筒あたりに適宜の数量の吸排気弁55及び56を備えた吸排気弁構造であってよい。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a main part of the
点火プラグ54は、燃焼室57の上方略中央に電極を突出させた状態でシリンダヘッド52に配設されている。燃料噴射弁21も燃焼室57の上方で点火プラグ54と隣り合う位置から燃焼室57内に燃料噴射孔を突出させた状態でシリンダヘッド52に配設されている。なお、燃料噴射弁21の配置はこれに限られず、例えば燃焼室57の上方、吸気ポート52a側(図2に示すA部)から燃焼室57内に燃料噴射孔を突出させた状態でシリンダヘッド52に配設されていてもよい。また燃料噴射弁21は1気筒あたりに複数備えられていてもよい。
The
吸気ポート52aには、燃焼室57内にタンブル流Tを生成するための気流制御弁58が配設されている。気流制御弁58は、ECU1Aの制御のもと吸気ポート52a内で吸気を偏流させて燃焼室57内にタンブル流Tを生成するための構成である。但し燃焼室57内にタンブル流Tを生成するためのタンブル流生成手段は気流制御弁58に限られず、例えばタンブル流Tを筒内に生成できるように形成された吸気ポート52aの形状そのものなどであってもよく、その他タンブル流Tを筒内に生成可能な適宜の手段であってよい。なお、タンブル流Tは燃焼室57内の吸気弁55側を上昇するように気筒内を旋回する順タンブル流となっている。本実施例では均質燃焼時に燃料噴射弁21がECU1Aの制御のもと吸気行程下死点近傍で燃料を噴射する。噴射された燃料はタンブル流Tを適度に強化し、強化されたタンブル流Tは点火時期まで維持される。その結果、点火時期に混合気の乱れが増大し、燃焼速度が適度に向上するため、良好な均質燃焼が得られるようになっている。
An air
なお、気流制御弁58は均質燃焼時には吸気を増量すべく半開や全開といった開度に開かれることや、吸気ポート52aの形状のみでは十分な強度のタンブル流Tを得難いことなどから、これらの手段のみでは一般に均質燃焼時の混合気のミキシング性や火炎の伝播性に改善の余地が残されるものとなっている。そのほか内燃機関50には、回転数NEに比例した出力パルスを発生するクランク角センサ71や、内燃機関50の水温を検出するための水温センサ72などの各種のセンサが配設されている。
The air
ECU1Aは、図示しないCPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)と、入出力回路などを有して構成されている。ECU1Aは主として内燃機関50を制御するための構成であり、本実施例では燃料噴射弁21や燃料噴射ポンプ22のほか、点火プラグ54(より具体的には図示しないイグナイタ)や、気流制御弁58(より具体的には図示しない気流制御弁58用のアクチュエータ)なども制御している。ECU1Aにはこれら燃料噴射弁21などのほか、各種の制御対象が駆動回路(図示省略)を介して接続されている。また、ECU1Aにはエアフロメータ12や、アルコール濃度センサ24や、クランク角センサ71や、水温センサ72や、アクセルペダル(図示省略)の踏み込み量(アクセル開度)を検知するためのアクセルセンサ73などの各種のセンサが接続されている。
The ECU 1A includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output circuit, and the like (not shown). The ECU 1A is mainly configured to control the
ROMはCPUが実行する種々の処理が記述されたプログラムを格納するための構成であり、本実施例では内燃機関50制御用プログラムのほか、燃料の性状を判別するための燃料性状判別用プログラムや、判別された燃料の性状に基づき燃焼状態を変更する燃焼状態変更用プログラムなども格納している。なお、燃料性状判別用プログラムや燃焼状態変更用プログラムは、内燃機関50制御用プログラムの一部として構成されていてもよい。燃料性状判別用プログラムは具体的にはアルコール濃度センサ24の出力信号に基づいてアルコール濃度を検出するとともに、燃料がガソリンであるか、アルコール混合燃料であるかを判別するように作成されている。なお、燃料性状判別用プログラムはアルコール濃度を推定するとともに、ガソリンであるか、アルコール混合燃料であるかを判別するように作成されていてもよい。
The ROM is configured to store a program in which various processes executed by the CPU are described. In this embodiment, in addition to the
本実施例では、燃焼状態変更用プログラムは、燃料がガソリンよりもストイキの空燃比が小さくなるような性状の燃料である場合に、点火時期を遅角させるための点火時期特定制御用プログラムを有して構成されている。具体的には点火時期特定制御用プログラムは、均質燃焼時にアルコール濃度と点火時期との関係を示すマップデータ(以下、単に点火時期マップと称す)を参照して、アルコール濃度センサ24の出力信号に基づき検出されたアルコール濃度から対応する点火時期を読み取るとともに、点火時期を点火時期マップから読み取った点火時期に変更するように作成されている。図3はアルコール濃度と点火時期との関係を示す点火時期マップデータを模式的に示す図であり、本実施例ではこの点火時期マップもROMに格納している。点火時期マップでアルコール濃度が0%のときは燃料が通常のガソリンであることを示しており、均質燃焼時に吸気行程下死点近傍で噴射された燃料により適度に強化されたタンブル流をもとに、このときの点火時期で良好な均質燃焼が得られるようになっている。
In this embodiment, the combustion state changing program includes an ignition timing specifying control program for retarding the ignition timing when the fuel is a fuel having a characteristic that the stoichiometric air-fuel ratio is smaller than that of gasoline. Configured. Specifically, the ignition timing specifying control program refers to map data (hereinafter simply referred to as an ignition timing map) indicating the relationship between the alcohol concentration and the ignition timing during homogeneous combustion, and outputs the output signal of the
これに対してアルコール濃度が高くなるとガソリンよりもストイキの空燃比が小さくなることから、均質燃焼時にガソリン燃料と同じ点火時期に点火すると燃焼状態が点火時期を過進角させたときの燃焼状態に相当するような状態になる。そしてこの場合には燃焼速度が必要以上に向上するため、逆に熱効率が低下してしまう。このため、点火時期マップではアルコール濃度が高くなるほど点火時期が遅角されるように設定してある。これによりアルコール濃度が高くなるほど点火時期が遅角されることから、緩慢な燃焼が行われるように燃焼状態を変更でき、その結果、燃焼速度が必要以上に向上することも抑制される。なお、点火時期マップでアルコール濃度と点火時期との関係を必ずしもリニアな関係に設定しなくてもよい。本実施例では、CPUとROMとRAM(以下、単にCPU等と称す)と内燃機関50制御用のプログラムとで、各種の検出手段や判定手段や制御手段などが実現されており、特にCPU等と燃料性状判別用プログラムとで燃料性状判別手段が、CPU等と点火時期特定制御用プログラムとで燃焼状態変更手段が実現されている。
On the other hand, if the alcohol concentration is high, the stoichiometric air-fuel ratio becomes smaller than that of gasoline, so if ignition is performed at the same ignition timing as gasoline fuel during homogeneous combustion, the combustion state becomes the combustion state when the ignition timing is over-advanced. It will be in an equivalent state. In this case, since the combustion rate is improved more than necessary, the thermal efficiency is reduced. For this reason, the ignition timing map is set so that the ignition timing is retarded as the alcohol concentration increases. As a result, the ignition timing is retarded as the alcohol concentration increases, so that the combustion state can be changed so that slow combustion is performed, and as a result, the combustion speed is prevented from being increased more than necessary. Note that the relationship between the alcohol concentration and the ignition timing is not necessarily set to a linear relationship in the ignition timing map. In the present embodiment, various detection means, determination means, control means, and the like are realized by a CPU, a ROM, a RAM (hereinafter simply referred to as a CPU, etc.), and a program for controlling the
次に、燃料の性状に基づき燃焼状態を変更するにあたって、ECU1Aで行われる処理を図4に示すフローチャートを用いて詳述する。ECU1Aは、CPUがROMに格納された上述の内燃機関50制御用プログラムや、燃料性状判別用プログラムや、燃料状態変更用プログラムなどの各種のプログラムに基づき、フローチャートに示す処理を繰り返し実行することで、内燃機関50を制御する。CPUは内燃機関50で行われている燃焼の態様が均質燃焼であるか否かを判定する処理を実行する(ステップ11)。均質燃焼であるか否かは例えばクランク角センサ71の出力信号に基づき検出した回転数Neと、アクセルセンサ73の出力信号に基づき検出した負荷と、回転数Neと負荷とで定義された燃焼態様のマップデータとに基づき、内燃機関50で行われている燃焼の態様が均質燃焼であるか否かを判定することで判定可能である。なお、本実施例ではこの燃焼態様のマップデータもROMに格納している。否定判定であれば、CPUはステップ11で肯定判定されるまでの間、繰り返しステップ11に示す処理を実行する。
Next, the processing performed by the ECU 1A when changing the combustion state based on the properties of the fuel will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. In the ECU 1A, the CPU repeatedly executes the processing shown in the flowchart based on various programs such as the above-described
一方、ステップ11で肯定判定であれば、CPUはアルコール濃度センサ24の出力信号に基づき燃料がアルコール混合燃料であるか否か、すなわち燃料の性状を判別する処理を実行する(ステップ12)。本ステップでアルコール濃度が検出されるとともに、燃料がガソリンであるか、アルコール混合燃料であるかが判別される。燃料がガソリンであると判別された場合にはステップ12で否定判定され、ステップ11に戻る。一方、燃料がアルコール混合燃料であると判別された場合にはステップ12で肯定判定され、CPUは点火時期マップを参照して、ステップ12で検出したアルコール濃度に対応する点火時期を読み込むとともに、点火時期を点火時期マップから読み込んだ点火時期に変更する処理を実行する(ステップ13A)。これにより燃料の性状に基づいて点火時期が変更されるとともに燃焼状態が変更される。
On the other hand, if an affirmative determination is made in
続いてCPUは吸気行程下死点近傍で燃料を噴射すべく燃料噴射弁21を制御するための処理を実行する(ステップ14)。ステップ13Aで燃料の性状に基づいて点火時期が変更されているため、本ステップで噴射された燃料はその後変更された点火時期を迎えて緩慢に燃焼する。その結果、燃焼速度が必要以上に大きくなることが抑制されることから熱効率が向上し、良好な均質燃焼を得ることができる。以上により、均質燃焼時に噴射した燃料でタンブル流Tを強化するにあたって、燃料の性状に基づき燃焼状態を変更することで、良好な均質燃焼を得ることができるECU1Aを実現可能である。
Subsequently, the CPU executes a process for controlling the
本実施例に係るECU1Bは、燃焼状態変更用プログラムが実施例1で示した点火時期特定制御用プログラムを有していない点と、燃焼状態変更用プログラムが以下に示すEGR特定制御用プログラムを有して構成されている点以外、実施例1に係るECU1Aと同一のものとなっている。但し、ECU1Bは実施例1で示した点火時期特定制御用プログラムを有していてもよい。また本実施例ではECU1Bが適用される内燃機関システム100の各構成は図1に示した各構成と同一のものとなっている。EGR特定制御用プログラムは、均質燃焼時にアルコール濃度とEGR率(式:EGR量/(筒内空気量+EGR量))との関係を示すマップデータ(以下、単にEGRマップと称す)を参照して、検出されたアルコール濃度から対応するEGR率を読み取るとともに、EGRバルブ42を制御してEGR率がEGRマップから読み取ったEGR率になるように作成されている。 The ECU 1B according to the present embodiment has a point that the combustion state change program does not have the ignition timing specific control program shown in the first embodiment, and the combustion state change program has the following EGR specific control program. The ECU 1A is the same as the ECU 1A according to the first embodiment, except for the points configured as described above. However, the ECU 1B may have the ignition timing specifying control program shown in the first embodiment. In this embodiment, each configuration of the internal combustion engine system 100 to which the ECU 1B is applied is the same as each configuration shown in FIG. The EGR specific control program refers to map data (hereinafter simply referred to as an EGR map) indicating the relationship between the alcohol concentration and the EGR rate (formula: EGR amount / (cylinder air amount + EGR amount)) during homogeneous combustion. The corresponding EGR rate is read from the detected alcohol concentration, and the EGR valve 42 is controlled so that the EGR rate becomes the EGR rate read from the EGR map.
なお、例えば内燃機関50が可変動弁機構を備えている場合には、EGR特定制御用プログラムは、EGRバルブ42を制御する代わりに可変動弁機構を制御して、吸排気弁54及び55のバルブオーバーラップ量を変更することにより、EGR率がEGRマップから読み取ったEGR率になるように作成されてもよい。またEGR特定制御用プログラムは、EGRバルブ42または可変動弁機構のいずれか一方に限られず、これらをともに制御するように作成されてもよい。また、燃焼状態変更用プログラムはEGR特定制御用プログラムの代わりに、燃料噴射量に対する筒内ガス量の比率を増大させるようなプログラムを有してもよい。
For example, when the
図5はアルコール濃度とEGR率との関係を示すEGRマップを模式的に示す図であり、本実施例ではこのEGRマップもROMに格納している。このEGRマップでアルコール濃度が0%のときは燃料が通常のガソリンであることを示しており、均質燃焼時に吸気行程下死点近傍で噴射された燃料により適度に強化されたタンブル流Tをもとに、このときのEGR率で良好な均質燃焼が得られるようになっている。これに対してアルコール濃度が高くなるとガソリンよりもストイキの空燃比が小さくなることから、均質燃焼時に燃焼速度が必要以上に向上し、逆に熱効率が低下してしまう。このため、EGRマップではアルコール濃度が高くなるほどEGR率が大きくなるように設定してある。これにより、燃焼温度が低くなるように燃焼状態を変更できることから、燃焼速度が必要以上に向上することも抑制される。なお、EGRマップでアルコール濃度とEGR率との関係は必ずしもリニアな関係に設定されていなくてもよい。本実施例ではCPU等とEGR特定制御用プログラムとで強化度合い変更手段が実現されており、ECU1Bで筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置が実現されている。 FIG. 5 is a diagram schematically showing an EGR map showing the relationship between the alcohol concentration and the EGR rate. In this embodiment, this EGR map is also stored in the ROM. In this EGR map, when the alcohol concentration is 0%, it indicates that the fuel is ordinary gasoline, and the tumble flow T moderately strengthened by the fuel injected near the bottom dead center of the intake stroke during homogeneous combustion is also obtained. In addition, good homogeneous combustion can be obtained at the EGR rate at this time. On the other hand, when the alcohol concentration is high, the stoichiometric air-fuel ratio becomes smaller than that of gasoline, so that the combustion speed is improved more than necessary during homogeneous combustion, and conversely, the thermal efficiency is lowered. For this reason, the EGR map is set so that the EGR rate increases as the alcohol concentration increases. Thereby, since a combustion state can be changed so that combustion temperature becomes low, it is suppressed that a combustion rate improves more than necessary. In the EGR map, the relationship between the alcohol concentration and the EGR rate may not necessarily be set to a linear relationship. In this embodiment, the enhancement degree changing means is realized by the CPU or the like and the EGR specific control program, and the control device for the in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine is realized by the ECU 1B.
次に燃料の性状に基づき燃焼状態を変更するにあたって、ECU1Bで行われる処理を図6に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートはステップ13Aがステップ13Bに変更されている以外、図4に示すフローチャートと同一のものとなっているため、本実施例では特にステップ13Bについて詳述する。ステップ12で肯定判定であれば、CPUはEGRマップを参照して、ステップ12で検出したアルコール濃度に対応するEGR率を読み込むとともに、EGR率がEGRマップから読み込んだEGR率になるようにEGRバルブ42を制御するための処理を実行する(ステップ13B)。これにより、燃料の性状に基づいて燃焼状態が変更されるとともに、ガソリンよりもストイキの空燃比が小さいアルコール混合燃料の場合には、EGR量が増量される。続いてCPUは吸気行程下死点近傍で燃料を噴射すべく燃料噴射弁21を制御するための処理を実行する(ステップ14)。ステップ13Bで燃料の性状に基づいてEGR量が増量されているため、本ステップで噴射された燃料の燃焼温度は低く抑制される。その結果、燃焼速度が必要以上に大きくなることが抑制されることから熱効率が向上し、良好な均質燃焼を得ることができる。以上により、均質燃焼時に噴射した燃料でタンブル流Tを強化するにあたって、燃料の性状に基づき燃焼状態を変更することで、良好な均質燃焼を得ることができるECU1Bを実現可能である。
Next, the processing performed by the ECU 1B when changing the combustion state based on the properties of the fuel will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. Since this flowchart is the same as the flowchart shown in FIG. 4 except that step 13A is changed to step 13B, step 13B will be specifically described in this embodiment. If the determination in
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。特に上述した実施例では、使用される燃料がアルコール混合燃料の場合について詳述してきたが、本発明はアルコール混合燃料に限られず、通常のガソリンと異なるその他の性状の燃料に対しても実施可能である。 The embodiment described above is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. In particular, in the above-described embodiments, the case where the fuel used is an alcohol mixed fuel has been described in detail. However, the present invention is not limited to the alcohol mixed fuel, and can be applied to other properties of fuel different from normal gasoline. It is.
1 ECU
10 吸気系
20 燃料噴射系
24 アルコール濃度センサ
30 排気還流系
32 EGRバルブ
50 内燃機関
100 内燃機関システム
1 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記燃料の性状を判別する燃料性状判別手段と、判別された前記燃料の性状に基づいて燃焼状態を変更する燃焼状態変更手段とを備えることを特徴とする筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置。 An in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine that controls an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine that generates a tumble flow in a cylinder and reinforces the tumble flow with fuel injected near the bottom dead center of the intake stroke during homogeneous combustion. A control device,
Control of a direct injection spark ignition internal combustion engine comprising: fuel property determining means for determining the property of the fuel; and combustion state changing means for changing a combustion state based on the determined property of the fuel. apparatus.
2. The in-cylinder injection system according to claim 1, wherein when the fuel is a fuel having a characteristic such that the stoichiometric air-fuel ratio is smaller than that of gasoline, the combustion state changing means increases the EGR amount. Control device for a spark ignition internal combustion engine.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006204613A JP2008031895A (en) | 2006-07-27 | 2006-07-27 | Control device of in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
PCT/IB2007/002043 WO2008012626A2 (en) | 2006-07-20 | 2007-07-19 | Control apparatus and control method for direct injection spark ignition internal combustion engine |
KR1020097001119A KR101081787B1 (en) | 2006-07-20 | 2007-07-19 | Control apparatus and control method for direct injection spark ignition internal combustion engine |
CN2007800275746A CN101490395B (en) | 2006-07-20 | 2007-07-19 | Control apparatus and control method for direct injection spark ignition internal combustion engine |
US12/374,178 US8387588B2 (en) | 2006-07-20 | 2007-07-19 | Control apparatus and control method for direct injection spark ignition internal combustion engine |
EP07804626A EP2044307B1 (en) | 2006-07-20 | 2007-07-19 | Control apparatus and control method for direct injection spark ignition internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006204613A JP2008031895A (en) | 2006-07-27 | 2006-07-27 | Control device of in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008031895A true JP2008031895A (en) | 2008-02-14 |
Family
ID=39121602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006204613A Pending JP2008031895A (en) | 2006-07-20 | 2006-07-27 | Control device of in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008031895A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009235909A (en) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Toyota Motor Corp | Egr control device |
JP2010084683A (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Nissan Motor Co Ltd | Alcohol concentration estimating device for engine and control device for the engine |
JP2020033876A (en) * | 2018-08-27 | 2020-03-05 | トヨタ自動車株式会社 | Controller of internal combustion engine |
-
2006
- 2006-07-27 JP JP2006204613A patent/JP2008031895A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009235909A (en) * | 2008-03-25 | 2009-10-15 | Toyota Motor Corp | Egr control device |
JP2010084683A (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Nissan Motor Co Ltd | Alcohol concentration estimating device for engine and control device for the engine |
JP2020033876A (en) * | 2018-08-27 | 2020-03-05 | トヨタ自動車株式会社 | Controller of internal combustion engine |
JP7103061B2 (en) | 2018-08-27 | 2022-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8387588B2 (en) | Control apparatus and control method for direct injection spark ignition internal combustion engine | |
KR101035439B1 (en) | Control apparatus and control method of in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine | |
JP4321561B2 (en) | In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine control device | |
JP2009264107A (en) | Direct injection spark ignition internal combustion engine | |
WO2014054095A1 (en) | Internal combustion engine | |
JP2008031895A (en) | Control device of in-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine | |
JP2016217286A (en) | Control device of engine system | |
JP5240385B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
JP5110119B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
JP2008025511A (en) | Air fuel ratio control device for internal combustion engine | |
JP2008223615A (en) | Internal combustion engine | |
JPH10159642A (en) | Knocking judging device for internal combustion engine | |
KR100383533B1 (en) | Control apparatus for direct injection type internal combustion engine | |
JP4240084B2 (en) | In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine control device | |
JP2013241917A (en) | Combustion control device of engine | |
JP5071271B2 (en) | Compression self-ignition internal combustion engine | |
JP2011144694A (en) | Intake device for internal combustion engine | |
JP4240083B2 (en) | In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine control device | |
JP2010223039A (en) | Method for controlling misfire inhibition in transient state of internal combustion engine | |
JP2006037767A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5240384B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
JP4576884B2 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
JP2006046077A (en) | Controller for hydrogen-added internal combustion engine | |
JP2020007940A (en) | Engine control device | |
JP4702217B2 (en) | In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080701 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081111 |