JP2008202524A - Internal combustion engine - Google Patents

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Yasuhiro Kuze
泰広 久世
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique removing particulate matter adhered to an exhaust system, in an internal combustion engine. <P>SOLUTION: The internal combustion engine comprises a variable valve mechanism changing a lift amount of at least an exhaust valve. The internal combustion engine comprises: an exhaust valve lift amount determination means determining a reference lift amount of the exhaust valve depending on operational statuses of the internal combustion engine; and an exhaust valve lift amount change means reducing the exhaust valve lift amount for each of predetermined periods so that the exhaust valve lift amount gets smaller than the lift amount determined by the exhaust valve lift amount determination means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine.

吸気系にデポジットが付着していると、該デポジットに燃料が付着することにより空燃比がリーンとなることがある。これに対し、可変バルブタイミング機構の進角速度を遅延させることにより、加速時等の体積効率が急激に増加するときであっても空燃比を追随させることができる(例えば、特許文献1参照。)。
特開平09−303165号公報 特開2002−242713号公報 特開2002−349302号公報 特開2006−291747号公報 特許第2722161号公報
If deposits adhere to the intake system, the air-fuel ratio may become lean due to fuel adhering to the deposits. On the other hand, by delaying the advance speed of the variable valve timing mechanism, it is possible to follow the air-fuel ratio even when the volumetric efficiency increases rapidly during acceleration or the like (see, for example, Patent Document 1). .
JP 09-303165 A JP 2002-242713 A JP 2002-349302 A JP 2006-291747 A Japanese Patent No. 2722161

ところで、排気系に煤等の粒子状物質(PM)が付着して、それが固着してしまうと、そのPMを取り除くことが困難となる。そして、排気系にPMが厚く堆積すると、このPMが断熱材となり排気が冷却され難くなる。そのため、排気の温度が高いまま流通することになり、背圧が高くなる。また、排気ポート等の通路面積が小さくなるため、これによっても背圧が高くなる。このように背圧が高くなると、内燃機関の高回転高負荷運転時のような排気の量が多いときに、内燃機関の充填効率が低下するため、機関出力が低下してしまう。   By the way, if particulate matter (PM) such as soot adheres to the exhaust system and adheres to it, it becomes difficult to remove the PM. And if PM accumulates thickly in an exhaust system, this PM becomes a heat insulating material and it becomes difficult to cool exhaust. For this reason, the exhaust gas circulates at a high temperature, and the back pressure increases. Further, since the passage area such as the exhaust port is reduced, the back pressure is also increased. When the back pressure is increased in this way, the charging efficiency of the internal combustion engine is reduced when the amount of exhaust gas is large as in the case of high-speed high-load operation of the internal combustion engine, so that the engine output is reduced.

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関において、排気系に付着した粒子状物質を除去することができる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of removing particulate matter adhering to an exhaust system in an internal combustion engine.

上記課題を達成するために本発明による内燃機関は、
少なくとも排気弁のリフト量を変更する可変動弁機構を備えた内燃機関であって、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気弁の基準のリフト量を決定する排気弁リフト量決定手段と、
前記排気弁のリフト量を前記排気弁リフト量決定手段により決定されるリフト量よりも所定の期間毎に小さくする排気弁リフト量変更手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an internal combustion engine according to the present invention provides:
An internal combustion engine having a variable valve mechanism that changes at least the lift amount of the exhaust valve,
An exhaust valve lift amount determining means for determining a reference lift amount of the exhaust valve according to an operating state of the internal combustion engine;
Exhaust valve lift amount changing means for making the lift amount of the exhaust valve smaller every predetermined period than the lift amount determined by the exhaust valve lift amount determining means;
It is characterized by providing.

排気弁のリフト量を小さくすることで、気筒内から排気ポートへ流れる排気の流速をより速くすることができる。そして、排気の流速を速くすることで、排気系に付着した粒子状物質を吹き飛ばすことができる。前記所定の期間とは、排気系に付着した粒子状物質が固着する前としても良い。つまり、粒子状物資が固着すると排気の流速を速くしても吹き飛ばすことが困難となるため、そうなる前に排気の流速を速くする。   By reducing the lift amount of the exhaust valve, the flow rate of exhaust flowing from the cylinder to the exhaust port can be increased. And the particulate matter adhering to the exhaust system can be blown off by increasing the flow rate of the exhaust. The predetermined period may be before the particulate matter adhered to the exhaust system is fixed. That is, if the particulate matter is fixed, it is difficult to blow off even if the exhaust gas flow rate is increased. Therefore, the exhaust gas flow rate is increased before that occurs.

排気弁リフト量決定手段は、内燃機関に要求されるトルクや排気性能等に応じて基準となるリフト量を決定する。この基準となるリフト量は、排気系に付着した粒子状物質を除去するとき以外に用いられる。排気系に付着している粒子状物質を除去するときには、排気弁のリフト量を基準となるリフト量よりも小さくすることにより、排気ポートへ流出する排気の流速を通常よりも早くすることができる。   The exhaust valve lift amount determination means determines a reference lift amount according to torque, exhaust performance, and the like required for the internal combustion engine. This reference lift amount is used except when the particulate matter adhering to the exhaust system is removed. When removing particulate matter adhering to the exhaust system, the flow rate of the exhaust gas flowing out to the exhaust port can be made faster than usual by making the lift amount of the exhaust valve smaller than the reference lift amount. .

本発明においては、前記排気弁リフト量変更手段により前記排気弁のリフト量を小さくするときに、該排気弁のリフト量を小さくする前よりも前記内燃機関の吸入空気量を多くすることができる。   In the present invention, when reducing the lift amount of the exhaust valve by the exhaust valve lift amount changing means, the intake air amount of the internal combustion engine can be made larger than before reducing the lift amount of the exhaust valve. .

ここで、排気弁のリフト量を小さくすると、排気の効率が低下するために機関発生トルクが低下する虞がある。これに対し内燃機関の吸入空気量を増加させることにより、吸気の効率を向上させて機関発生トルクの低下を抑制することができる。   Here, if the lift amount of the exhaust valve is reduced, the exhaust efficiency is reduced, and therefore the engine generated torque may be reduced. On the other hand, by increasing the intake air amount of the internal combustion engine, it is possible to improve intake efficiency and suppress a decrease in engine generated torque.

つまり、本発明においては、前記可変動弁機構は吸気弁の作用角を変更し、
前記排気弁リフト量変更手段により前記排気弁のリフト量を小さくするときに、該排気弁のリフト量を小さくする前よりも前記吸気弁の作用角を大きくすることができる。
That is, in the present invention, the variable valve mechanism changes the operating angle of the intake valve,
When reducing the lift amount of the exhaust valve by the exhaust valve lift amount changing means, the operating angle of the intake valve can be made larger than before reducing the lift amount of the exhaust valve.

また、吸気通路にスロットルを備えている場合には、該スロットルの開度を大きくしても良い。   Further, when the intake passage is provided with a throttle, the throttle opening may be increased.

これらにより、内燃機関の吸入空気量を増加させることができるため、排気弁のリフト量を小さくしたことによる機関発生トルクの低下を抑制できる。   As a result, the intake air amount of the internal combustion engine can be increased, so that a decrease in engine generated torque due to a reduction in the lift amount of the exhaust valve can be suppressed.

本発明においては、排気系に付着する粒子状物質の量を推定する粒子状物質付着量推定手段をさらに備え、
前記粒子状物質付着量推定手段により推定される粒子状物質が閾値以上となったときに排気弁のリフト量を小さくすることができる。
The present invention further comprises particulate matter adhesion amount estimation means for estimating the amount of particulate matter adhering to the exhaust system,
The lift amount of the exhaust valve can be reduced when the particulate matter estimated by the particulate matter adhesion amount estimation means becomes equal to or greater than a threshold value.

排気弁のリフト量を小さくすると排気の効率が低下するため、頻繁に行なうのは好ましくない。そのため、粒子状物質が排気系にある程度付着してから排気弁のリフト量を小さくする。前記閾値は、前記所定の期間に付着する粒子状物質よりも少ない量である。   If the lift amount of the exhaust valve is reduced, the exhaust efficiency decreases, so it is not preferable to perform it frequently. Therefore, the lift amount of the exhaust valve is reduced after the particulate matter adheres to the exhaust system to some extent. The threshold is less than the particulate matter that adheres during the predetermined period.

例えば車両の走行距離、内燃機関のアイドル運転が行われた時間、空燃比がリッチとされた時間の少なくとも1つに基づいて粒子状物質が閾値以上付着しているか否か判定しても良い。   For example, it may be determined whether or not the particulate matter is adhered to a threshold value or more based on at least one of the travel distance of the vehicle, the time when the internal combustion engine is idling, and the time when the air-fuel ratio is rich.

本発明においては、内燃機関の低回転低負荷時に排気弁のリフト量を小さくすることができる。   In the present invention, the lift amount of the exhaust valve can be reduced when the internal combustion engine has a low rotation and a low load.

ここで、内燃機関の高回転運転時には、排気行程の時間が短いために排気弁のリフト量を小さくすると排気を全て排出することができなくなってしまう。また、内燃機関の高負荷運転時には、排気の量が多くなるため排気弁のリフト量を小さくすると排気を全て排出することができなくなってしまう。これに対し、内燃機関の低回転低負荷時に排気弁のリフト量を小さくすることにより、排気が気筒内に残留することを抑制できる。これにより、内燃機関の性能低下を抑制できる。ただし、アイドル運転時に排気弁のリフト量を小さくすると、トルク変動が大きくなる虞があるため、このときには排気弁のリフト量を小さくすることを禁止しても良い。   Here, when the internal combustion engine is operated at a high speed, the exhaust stroke time is short, and therefore, if the lift amount of the exhaust valve is reduced, it becomes impossible to exhaust all exhaust gas. Further, when the internal combustion engine is operated at a high load, the amount of exhaust gas increases, and therefore, if the lift amount of the exhaust valve is reduced, it becomes impossible to exhaust all exhaust gas. On the other hand, by reducing the lift amount of the exhaust valve at the time of low rotation and low load of the internal combustion engine, it is possible to suppress the exhaust from remaining in the cylinder. Thereby, the performance fall of an internal combustion engine can be controlled. However, if the lift amount of the exhaust valve is reduced during idle operation, the torque fluctuation may increase, and at this time, it may be prohibited to reduce the lift amount of the exhaust valve.

低回転とは、内燃機関の最大回転数と最小回転数との中間よりも低い回転数としても良い。また、低負荷とは、内燃機関の最大負荷と最小負荷との中間よりも低い負荷としても良い。   The low rotation speed may be a rotation speed lower than the middle between the maximum rotation speed and the minimum rotation speed of the internal combustion engine. Further, the low load may be a load lower than the middle between the maximum load and the minimum load of the internal combustion engine.

本発明に係る内燃機関によれば、排気系に付着した粒子状物質を除去することができる
According to the internal combustion engine of the present invention, particulate matter adhering to the exhaust system can be removed.

以下、本発明に係る内燃機関の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施例に係る内燃機関1の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine 1 according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine.

内燃機関1には、吸気通路2が接続されている。この吸気通路2の途中には、スロットル3が設けられている。このスロットル3は、電動アクチュエータにより開閉される。   An intake passage 2 is connected to the internal combustion engine 1. A throttle 3 is provided in the middle of the intake passage 2. The throttle 3 is opened and closed by an electric actuator.

さらに、内燃機関1には吸気弁5及び排気弁6が備えられている。吸気弁5の開閉動作は吸気側アクチュエータ50によって行われ、排気弁6の開閉動作は排気側アクチュエータ60によって行なわれる。なお、排気弁6のリフト量を変更可能であれば他の手段により排気弁6の開閉と開閉時期の変更若しくはリフト量の変更とを行なってもよい。また、吸気弁5の開閉時期の変更やリフト量の変更は必ずしも必要ではない。   Further, the internal combustion engine 1 is provided with an intake valve 5 and an exhaust valve 6. The opening / closing operation of the intake valve 5 is performed by the intake side actuator 50, and the opening / closing operation of the exhaust valve 6 is performed by the exhaust side actuator 60. If the lift amount of the exhaust valve 6 can be changed, the exhaust valve 6 may be opened / closed and the opening / closing timing or the lift amount may be changed by other means. Further, it is not always necessary to change the opening / closing timing of the intake valve 5 or the lift amount.

以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU10が併設されている。このECU10は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 10 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 10 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.

また、ECU10には、運転者がアクセルペダル11を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ12、及びクランクシャフト9の回転数を検出するクランクポジションセンサ13が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU10に入力されるようになっている。そして、アクセル開度センサ12により機関負荷が検出され、クランクポジションセンサ13により機関回転数が検出される。   Further, the ECU 10 includes an accelerator opening sensor 12 that outputs an electric signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 11 by the driver, and a crank position sensor 13 that detects the number of rotations of the crankshaft 9 via electric wiring. The output signals of these various sensors are connected to the ECU 10. The engine load is detected by the accelerator opening sensor 12, and the engine speed is detected by the crank position sensor 13.

一方、ECU10には、スロットル3、吸気側アクチュエータ50、及び排気側アクチュエータ60が電気配線を介して接続され、該ECU10によりこれらの機器が制御される。   On the other hand, the throttle 3, the intake side actuator 50, and the exhaust side actuator 60 are connected to the ECU 10 via electric wiring, and these devices are controlled by the ECU 10.

そして、本実施例では、所定の期間毎に排気弁6のリフト量を通常よりも小さくすることで気筒内から排気ポートへガスが排出されるときの流速を上げる(この処理を以下「PM除去処理」と称する)。これにより、排気弁6や排気ポート16に付着している煤等のPMを吹き飛ばす。ここで通常は、機関回転数及び機関負荷に基づいて排気弁6のリフト量が決定される。この通常のリフト量は内燃機関に要求される出力等に応じて予め実験等により求められ、ECU10に記憶されている。なお、本実施例では排気弁6の通常のリフト量を決定するECU10が、本発明における排気弁リフト量決定手段に相当する。また、排気弁6のリフト量を通常よりも小さくするECU10が、本発明における排気弁リフト量変更手段に相当する。   In this embodiment, the lift amount of the exhaust valve 6 is made smaller than usual for each predetermined period to increase the flow rate when the gas is discharged from the cylinder to the exhaust port (this process is hereinafter referred to as “PM removal”). Process "). Thereby, PM such as soot adhering to the exhaust valve 6 and the exhaust port 16 is blown off. Normally, the lift amount of the exhaust valve 6 is determined based on the engine speed and the engine load. This normal lift amount is obtained in advance by experiments or the like according to the output required for the internal combustion engine, and is stored in the ECU 10. In this embodiment, the ECU 10 that determines the normal lift amount of the exhaust valve 6 corresponds to the exhaust valve lift amount determining means in the present invention. Further, the ECU 10 that makes the lift amount of the exhaust valve 6 smaller than usual corresponds to the exhaust valve lift amount changing means in the present invention.

しかし、排気弁6のリフト量を通常よりも小さくすると、排気の効率が低下するため、機関発生トルクが低下する虞がある。そのため、本実施例では排気弁6のリフト量を通常よりも小さくするときに、吸気弁5の開弁時間を通常よりも長くして吸気の効率を向上させることにより機関発生トルクの低下を抑制しても良い。また、吸気弁5のリフト量を通常よりも大きくして吸気の効率を向上させても良い。さらに、スロットル3の開度をより大きくして吸気の効率を向上させても良い。つまり、内燃機関1の吸入空気量をより多くすれば良い。   However, if the lift amount of the exhaust valve 6 is made smaller than usual, the exhaust efficiency is lowered, and therefore the engine generated torque may be lowered. For this reason, in this embodiment, when the lift amount of the exhaust valve 6 is made smaller than usual, the opening time of the intake valve 5 is made longer than usual to improve the intake efficiency, thereby suppressing the decrease in engine generated torque. You may do it. Further, the lift amount of the intake valve 5 may be made larger than usual to improve intake efficiency. Further, the opening degree of the throttle 3 may be increased to improve intake efficiency. That is, the intake air amount of the internal combustion engine 1 may be increased.

そして、PM除去処理を行なうタイミングは、排気弁6等にPMがある程度付着し、且つPMが固着する前とする。このタイミングは以下のようにして決定しても良い。   The timing for performing the PM removal processing is before PM adheres to the exhaust valve 6 or the like to some extent and the PM is fixed. This timing may be determined as follows.

(1)車両の積算走行距離が所定距離以上となった場合
車両の積算距離と排気系に付着するPM量とには相関関係があり、車両の積算距離が長くなるほどPMの付着量が多くなる。そこで、「排気弁6等にPMがある程度付着し、且つPMが固着する前」となる積算距離を予め実験等により求めて閾値として設定しておく。そして、車両の実際走行距離を積算しておき、この積算距離が閾値以上となったときにPM除去処理を行なう。なお、車両の積算走行距離に基づいて排気系に付着しているPM量を推定し、この推定値に基づいてPM除去処理を行なっても良い。
(1) When the cumulative travel distance of the vehicle is equal to or greater than a predetermined distance There is a correlation between the cumulative distance of the vehicle and the amount of PM adhering to the exhaust system. The longer the cumulative distance of the vehicle, the greater the amount of PM adhesion. . Therefore, an integrated distance that is “before PM adheres to the exhaust valve 6 and the like to some extent and before PM adheres” is obtained in advance through experiments and set as a threshold value. Then, the actual travel distance of the vehicle is accumulated, and the PM removal process is performed when the accumulated distance becomes equal to or greater than a threshold value. Note that the PM amount adhering to the exhaust system may be estimated based on the accumulated travel distance of the vehicle, and the PM removal process may be performed based on the estimated value.

(2)内燃機関1のアイドル運転の積算時間が所定時間以上となった場合
内燃機関1のアイドル運転時には空燃比のばらつきが大きく、また燃焼状態が悪化し易いため、PMの発生量が多い。さらにアイドル運転時には排気の量が少ないため、排気弁6等にPMが付着し易い。そのため、内燃機関1のアイドル運転の積算時間と排気系に付着するPM量とには相関関係があり、アイドル運転の積算時間が長くなるほどPMの付着量が多くなる。そこで、「排気弁6等にPMがある程度付着し、且つPMが固着する前」となるアイドル運転の積算時間を予め実験等により求めて閾値として設定しておく。そして、内燃機関1の実際アイドル運転時間を積算しておき、この積算時間が閾値以上となったときにPM除去処理を行なう。なお、内燃機関1のアイドル運転の積算時間に基づいて排気系に付着しているPM量を推定し、この推定値に基づいてPM除去処理を行なっても良い。
(2) When the accumulated time of the idling operation of the internal combustion engine 1 is equal to or longer than a predetermined time Since the variation of the air-fuel ratio is large and the combustion state is easily deteriorated during the idling operation of the internal combustion engine 1, the amount of PM generated is large. Furthermore, since the amount of exhaust is small during idle operation, PM tends to adhere to the exhaust valve 6 and the like. For this reason, there is a correlation between the accumulated time of idle operation of the internal combustion engine 1 and the amount of PM adhering to the exhaust system, and the accumulated amount of PM increases as the accumulated time of idle operation becomes longer. Therefore, the idle operation integration time that is “before PM adheres to the exhaust valve 6 and the like to some extent and before PM adheres” is obtained in advance through experiments and set as a threshold value. Then, the actual idle operation time of the internal combustion engine 1 is accumulated, and the PM removal process is performed when the accumulated time becomes equal to or greater than a threshold value. Note that the PM amount adhering to the exhaust system may be estimated based on the accumulated idle operation time of the internal combustion engine 1, and the PM removal process may be performed based on the estimated value.

(3)空燃比をリッチとして内燃機関1を運転した積算時間が所定時間以上となった場合
空燃比をリッチとして内燃機関1を運転した場合には、不完全燃焼により排気中の未燃燃料濃度が高くなる。また、空燃比がリッチとされるのは、ほとんどが高負荷運転時であり、このときには排気の量が多い。さらに坂道を登っていたり高速道路を走行していたりする場合には、リッチ空燃比が長時間続くため、大量のPMが発生する。このようにリッチ空燃比で運転される場合には排気弁6等にPMが付着し易い。そのため、空燃比をリッチとして内燃機関1を運転した積算時間と排気系に付着するPM量とには相関関係があり、空燃比をリッチとして内燃機関1を運転した積算時間が長くなるほどPMの付着量が多くなる。そこで、「排気弁6等にPMがある程度付着し、且つPMが固着する前」となる積算時間を予め実験等により求めて閾値として設定しておく。そして、空燃比をリッチとして内燃機関1を運転した時間を積算しておき、この積算時間が閾値以上となったときにPM除去処理を行なう。なお、空燃比をリッチとして内燃機関1を運転した積算時間に基づいて排気系に付着しているPM量を推定し、この推定値に基づいてPM除去処理を行なっても良い。
(3) When the accumulated time during which the internal combustion engine 1 is operated with the air-fuel ratio rich is over a predetermined time When the internal combustion engine 1 is operated with the air-fuel ratio rich, the concentration of unburned fuel in the exhaust due to incomplete combustion Becomes higher. In addition, the air-fuel ratio is made rich during high-load operation, and at this time the amount of exhaust is large. Furthermore, when climbing a hill or traveling on a highway, a rich air-fuel ratio continues for a long time, and a large amount of PM is generated. In this way, when operating at a rich air-fuel ratio, PM tends to adhere to the exhaust valve 6 and the like. Therefore, there is a correlation between the accumulated time during which the internal combustion engine 1 is operated with the air-fuel ratio being rich and the amount of PM adhering to the exhaust system. The amount increases. Therefore, an integrated time that is “before PM adheres to the exhaust valve 6 and the like to some extent and before PM is fixed” is obtained in advance through experiments and set as a threshold value. Then, the operating time of the internal combustion engine 1 with the air-fuel ratio being rich is integrated, and the PM removal process is performed when the integrated time becomes equal to or greater than the threshold value. The PM amount adhering to the exhaust system may be estimated based on the accumulated time during which the internal combustion engine 1 has been operated with the air-fuel ratio being rich, and the PM removal process may be performed based on this estimated value.

なお、上記(1)から(3)の場合を組み合わせて、何れかの条件が成立したときにPM除去処理を行なっても良い。   Note that the PM removal processing may be performed when any of the conditions is satisfied by combining the cases (1) to (3).

ここで、上記(1)から(3)では、排気系に付着したPMの量を間接的に推定し、このPM量が閾値以上となったときにPM除去処理を行なっている。つまり、本実施例では車両の走行距離、内燃機関1のアイドル運転の時間、若しくは空燃比をリッチとして内燃機関1を運転した時間を積算しているECU10が、本発明における粒子状物質付着量推定手段に相当する。   Here, in the above (1) to (3), the amount of PM adhering to the exhaust system is indirectly estimated, and the PM removal processing is performed when this PM amount becomes equal to or greater than a threshold value. In other words, in this embodiment, the ECU 10 that accumulates the travel distance of the vehicle, the idle operation time of the internal combustion engine 1, or the operation time of the internal combustion engine 1 with the air-fuel ratio rich is estimated. Corresponds to means.

そして、本実施例では内燃機関1の低回転低負荷運転時にPM除去処理を行なう。   In this embodiment, the PM removal process is performed when the internal combustion engine 1 is operated at a low rotation and a low load.

ここで、図2は、機関回転数と機関負荷とPM除去処理を行なう運転領域との関係を示した図である。図のハッチングを施した運転領域で行なうようにしている。   Here, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the engine speed, the engine load, and the operation region in which PM removal processing is performed. The operation is performed in the hatched operating region shown in the figure.

内燃機関1の高負荷運転時には排気の量が多くなるため、排気弁6のリフト量を通常よりも小さくすると、気筒内に残留する既燃ガスの量が多くなる。また、内燃機関1の高回転運転時には、排気行程の時間が短くなるため排気弁6のリフト量を通常よりも小さくすると、気筒内に残留する既燃ガスの量が多くなる。これにより、機関発生トルクが低下する虞がある。したがって、このような運転状態のときには、PM除去処理を行なわないようにする。   When the internal combustion engine 1 is operated at a high load, the amount of exhaust increases. Therefore, if the lift amount of the exhaust valve 6 is made smaller than usual, the amount of burned gas remaining in the cylinder increases. Further, when the internal combustion engine 1 is operated at a high speed, the exhaust stroke time is shortened. Therefore, if the lift amount of the exhaust valve 6 is made smaller than usual, the amount of burned gas remaining in the cylinder increases. Thereby, there exists a possibility that engine generated torque may fall. Therefore, the PM removal process is not performed in such an operating state.

一方、内燃機関1のアイドル運転時等のトルク変動が起こり易い運転状態のときにもPM除去処理を行なわないようにしても良い。   On the other hand, the PM removal process may not be performed even when the internal combustion engine 1 is in an operating state in which torque fluctuation is likely to occur, such as during idling.

ところで、フューエルカットが終了して燃料の噴射が開始された直後では、内燃機関1が低回転低負荷で運転されることが多く、さらに燃料噴射開始のトルクショックを抑制するために点火時期を遅角させたりして発生トルクを抑制している。このような場合に排気弁のリフト量を小さくしても、内燃機関1に与える影響が小さいため、このような時期に排気弁のリフト量を小さくしても良い。   By the way, immediately after the fuel cut is completed and the fuel injection is started, the internal combustion engine 1 is often operated at a low rotation and a low load, and the ignition timing is delayed in order to suppress the torque shock at the start of the fuel injection. The generated torque is suppressed by making it square. In such a case, even if the lift amount of the exhaust valve is reduced, the influence on the internal combustion engine 1 is small. Therefore, the lift amount of the exhaust valve may be reduced at such a time.

次に図3は、本実施例によるPM除去処理のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。   Next, FIG. 3 is a flowchart showing a flow of PM removal processing according to the present embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time.

ステップS101では、走行距離、アイドル運転時間、リッチ空燃比とされた時間の少なくとも1つが積算される。   In step S101, at least one of the travel distance, the idle operation time, and the rich air-fuel ratio is accumulated.

ステップS102では、ステップS101で積算された値の少なくとも1つが閾値以上となっているか否か判定される。つまり、排気弁6等にPMがある程度付着し、且つPMが固着する前となっているか否か判定される。   In step S102, it is determined whether at least one of the values accumulated in step S101 is equal to or greater than a threshold value. That is, it is determined whether PM has adhered to the exhaust valve 6 or the like to some extent and is before PM is fixed.

ステップS102で肯定判定がなされた場合にはステップS103へ進み、一方否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。   If an affirmative determination is made in step S102, the process proceeds to step S103, whereas if a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.

ステップS103では、PM除去制御の実行条件が成立しているか否か判定される。つまり、図2のハッチングで示した運転状態であるか否か判定される。判定は、アクセル開度センサ12及びクランクポジションセンサ13の出力信号に基づいて行なわれる。   In step S103, it is determined whether an execution condition for PM removal control is satisfied. That is, it is determined whether or not the driving state is indicated by hatching in FIG. The determination is made based on output signals from the accelerator opening sensor 12 and the crank position sensor 13.

ステップS103で肯定判定がなされた場合にはステップS104へ進み、一方否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。   If an affirmative determination is made in step S103, the process proceeds to step S104. If a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.

ステップS104では、排気弁6のリフト量が通常よりも小さくされ、吸気弁5のリフト量が通常よりも大きくされる。つまり、機関発生トルクの低下を抑制しつつ排気弁6等に付着しているPMが吹き飛ばされる。   In step S104, the lift amount of the exhaust valve 6 is made smaller than usual, and the lift amount of the intake valve 5 is made larger than usual. That is, PM adhering to the exhaust valve 6 and the like is blown away while suppressing a decrease in engine-generated torque.

ステップS105では、ステップS101で積算されていた値が0に戻される。   In step S105, the value accumulated in step S101 is returned to zero.

このようにして、排気弁6のリフト量を通常よりも小さくすることで排気弁6や排気ポート16に付着しているPMを排気の力で吹き飛ばすことができる。これにより、PMの固着を抑制できるので、背圧の上昇を抑制することができ、機関発生トルクの低下を抑制することができる。   In this way, the PM adhering to the exhaust valve 6 and the exhaust port 16 can be blown off by the exhaust force by making the lift amount of the exhaust valve 6 smaller than usual. Thereby, since adhesion of PM can be suppressed, an increase in back pressure can be suppressed and a decrease in engine generated torque can be suppressed.

実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on an Example. 機関回転数と機関負荷とPM除去処理を行なう運転領域との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between an engine speed, an engine load, and the operation area | region which performs PM removal processing. 実施例によるPM除去処理のフローを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of PM removal processing by an Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
2 吸気通路
3 スロットル
5 吸気弁
6 排気弁
9 クランクシャフト
10 ECU
11 アクセルペダル
12 アクセル開度センサ
13 クランクポジションセンサ
16 排気ポート
50 吸気側アクチュエータ
60 排気側アクチュエータ
1 Internal combustion engine 2 Intake passage 3 Throttle 5 Intake valve 6 Exhaust valve 9 Crankshaft 10 ECU
11 Accelerator pedal 12 Accelerator opening sensor 13 Crank position sensor 16 Exhaust port 50 Intake side actuator 60 Exhaust side actuator

Claims (5)

少なくとも排気弁のリフト量を変更する可変動弁機構を備えた内燃機関であって、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気弁の基準のリフト量を決定する排気弁リフト量決定手段と、
前記排気弁のリフト量を前記排気弁リフト量決定手段により決定されるリフト量よりも所定の期間毎に小さくする排気弁リフト量変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
An internal combustion engine having a variable valve mechanism that changes at least the lift amount of the exhaust valve,
An exhaust valve lift amount determining means for determining a reference lift amount of the exhaust valve according to an operating state of the internal combustion engine;
Exhaust valve lift amount changing means for making the lift amount of the exhaust valve smaller every predetermined period than the lift amount determined by the exhaust valve lift amount determining means;
An internal combustion engine comprising:
前記排気弁リフト量変更手段により前記排気弁のリフト量を小さくするときに、該排気弁のリフト量を小さくする前よりも前記内燃機関の吸入空気量を多くすることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。   2. The intake air amount of the internal combustion engine is increased when the lift amount of the exhaust valve is reduced by the exhaust valve lift amount changing means than before the lift amount of the exhaust valve is reduced. The internal combustion engine described in 1. 前記可変動弁機構は吸気弁の作用角を変更し、
前記排気弁リフト量変更手段により前記排気弁のリフト量を小さくするときに、該排気弁のリフト量を小さくする前よりも前記吸気弁の作用角を大きくすることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。
The variable valve mechanism changes the operating angle of the intake valve,
3. The operating angle of the intake valve is increased when the lift amount of the exhaust valve is reduced by the exhaust valve lift amount changing means than before the lift amount of the exhaust valve is reduced. The internal combustion engine described.
排気系に付着する粒子状物質の量を推定する粒子状物質付着量推定手段をさらに備え、
前記粒子状物質付着量推定手段により推定される粒子状物質が閾値以上となったときに排気弁のリフト量を小さくすることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の内燃機関。
It further comprises particulate matter adhesion amount estimation means for estimating the amount of particulate matter adhering to the exhaust system,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the lift amount of the exhaust valve is reduced when the particulate matter estimated by the particulate matter adhesion amount estimation means exceeds a threshold value.
内燃機関の低回転低負荷時に排気弁のリフト量を小さくすることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the lift amount of the exhaust valve is reduced when the internal combustion engine is under low rotation and low load.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011127581A (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Nippon Soken Inc Control device for internal combustion engine
JP2011132849A (en) * 2009-12-24 2011-07-07 Hitachi Automotive Systems Ltd Method for controlling fuel injection valve

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