JP2008267293A - Control system of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、火花点火式の内燃機関を制御するシステムに関し、特に、内燃機関の燃焼室内に付着したデポジットを除去するシステムに関する。 The present invention relates to a system for controlling a spark ignition type internal combustion engine, and more particularly to a system for removing deposits adhering to a combustion chamber of an internal combustion engine.
内燃機関の使用に伴って、燃料および潤滑油の不完全燃焼物と考えられる堆積物(デポジット)が燃焼室壁面及び、燃焼室内に臨んで配置される部材に付着、堆積されることが知られている。このデポジットは、内燃機関の運転性能の低下や、エミッションの悪化の原因となることが知られている。このため従来より、燃焼室内に堆積したデポジットを除去するための技術が種々開示されている。 As the internal combustion engine is used, deposits (deposits) that are considered to be incompletely combusted fuel and lubricating oil are known to adhere to and deposit on the combustion chamber wall surface and on the members arranged facing the combustion chamber. ing. This deposit is known to cause a decrease in the operating performance of the internal combustion engine and a deterioration in emissions. For this reason, various techniques for removing deposits accumulated in the combustion chamber have been disclosed.
例えば、複数の気筒を備えた内燃機関において、ノックセンサからの振動に基づいて少なくとも一つの気筒で堆積物付着を検出したときに、複数の気筒のうちの一部ずつを強制ノッキング対象として選択する技術が提案されている。この技術においては、点火時期を進角させて強制的にノッキングを発生させて堆積物の除去を図っている(例えば、特許文献1参照。)。 For example, in an internal combustion engine having a plurality of cylinders, when deposit adhesion is detected in at least one cylinder based on vibration from a knock sensor, a part of the plurality of cylinders is selected as a target for forced knocking. Technology has been proposed. In this technique, the ignition timing is advanced to forcibly generate knocking to remove deposits (see, for example, Patent Document 1).
しかし、上記の技術においては堆積物(デポジット)の除去のためにはノッキングの発生が不可避であり、車輌のドライバビリティに悪影響を及ぼすおそれがあった。 However, in the above technique, the occurrence of knocking is unavoidable in order to remove deposits (deposits), which may adversely affect the drivability of the vehicle.
一方、火花点火式の内燃機関において、点火時期を、MBT(Minimum spark advance for Best Torque)より前へ進角させることにより、冷却水の温度上昇を促進し、以て内
燃機関の暖機性を向上させる技術が知られている(例えば、特許文献2を参照。)。上記した従来の技術は内燃機関の暖機性は考慮しているものの、燃焼室内のデポジットについては考慮されていない。
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の運転性能への影響を回避しつつ、燃焼室内の構成要素に対するデポジットの付着を抑制できる技術を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing the adhesion of deposits to the components in the combustion chamber while avoiding the influence on the operation performance of the internal combustion engine. It is.
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関におけるトルクが略最大となる点火時期であるMBTより前まで点火時期を進角させることができる内燃機関の制御システムにおいて、内燃機関の燃焼室内の構成要素にデポジットが付着していることが検出または推定された場合に、点火時期をMBTより前へ進角させることにより燃焼室内の温度のピーク値を上昇させることを最大の特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a control system for an internal combustion engine that can advance the ignition timing before MBT, which is the ignition timing at which the torque in the internal combustion engine becomes substantially maximum. The greatest feature is that the peak value of the temperature in the combustion chamber is increased by advancing the ignition timing before MBT when it is detected or estimated that deposits are attached to the components in the chamber. .
より詳しくは、火花点火式の内燃機関の点火時期をMBTより前へ進角させる過進角手段と、
前記内燃機関の燃焼室内の構成要素へのデポジットの付着を検出または推定するデポジット検出手段と、
前記デポジット検出手段が前記燃焼室内の構成要素へのデポジットの付着を検出または推定した場合には、前記過進角手段に前記点火時期をMBTより前へ進角させるデポジッ
ト除去手段と、
を備えることを特徴とする。
More specifically, an over-advance means for advancing the ignition timing of the spark ignition type internal combustion engine before MBT,
Deposit detection means for detecting or estimating the adhesion of deposits to components in the combustion chamber of the internal combustion engine;
Deposit removal means for causing the over-advance angle means to advance the ignition timing ahead of MBT when the deposit detection means detects or estimates deposit adhesion to the components in the combustion chamber;
It is characterized by providing.
すなわち、燃焼室内の構成要素には、内燃機関の使用に伴ってデポジットが付着することがあるが、このデポジットによって、燃焼室自体の容積、形状が実質的に変化してしまい運転性能が低下したり、騒音の増大、エミッションの悪化などを招来したりする場合があった。また、燃焼室内に臨んで配置される機能部品の正常な作動の障害となる場合もある。 In other words, deposits may adhere to the components in the combustion chamber as the internal combustion engine is used. However, this deposit substantially changes the volume and shape of the combustion chamber itself, resulting in a decrease in operating performance. Or increased noise and worsened emissions. Moreover, it may become an obstacle to the normal operation of the functional parts arranged facing the combustion chamber.
これに対し、火花点火式の内燃機関において点火時期がMBTより前へ進角(以下、「過進角」とも称する)されると、筒内温度のピーク値を上昇させることができることが見出された。これは、点火時期が過進角された場合は、圧縮上死点前に燃焼する混合気の量が増加するため、混合気の燃焼による昇圧・昇温効果とピストンの上昇動作による昇圧・昇温効果との相乗効果が生じることに因ると考えられる。 In contrast, in a spark ignition type internal combustion engine, it is found that the peak value of the in-cylinder temperature can be increased when the ignition timing is advanced to the front of the MBT (hereinafter also referred to as “over-advance angle”). It was done. This is because when the ignition timing is over-advanced, the amount of the air-fuel mixture that burns before the compression top dead center increases. This is thought to be due to a synergistic effect with the temperature effect.
本発明に係る内燃機関の制御システムは、この過進角の効果を利用して、燃焼室内に付着した不完全燃焼物としてのデポジットの酸化を促進して除去することとした。すなわち、デポジット検出手段によって燃焼室内の構成要素へのデポジットの付着が検出または推定された場合には、内燃機関における点火時期をMBTより前まで進角させて筒内温度のピーク値を上昇させ、デポジットを酸化除去する。 The control system for an internal combustion engine according to the present invention uses the effect of this over-advanced angle to promote and remove the oxidation of deposits as incompletely combusted substances adhering to the combustion chamber. That is, when deposit adhesion is detected or estimated by the deposit detection means to the components in the combustion chamber, the ignition timing in the internal combustion engine is advanced to a point before MBT to increase the peak value of the in-cylinder temperature, Oxidize the deposit.
これによれば、ノッキングの発生などによって内燃機関のドライバビリティに与える悪影響を抑制しつつ、燃焼室内の構成要素に付着したデポジットを除去することができる。 According to this, it is possible to remove deposits adhering to the components in the combustion chamber while suppressing adverse effects on the drivability of the internal combustion engine due to the occurrence of knocking or the like.
また、本発明において点火時期を過進角させる際には、前記過進角手段は、前記内燃機関の点火時期をMBTより前であって、前記内燃機関の気筒内の圧力がTDC付近で最高となる点火時期まで進角させるようにしてもよい。 In the present invention, when the ignition timing is over-advanced, the over-advance means means that the ignition timing of the internal combustion engine is earlier than MBT, and the pressure in the cylinder of the internal combustion engine is highest near TDC. You may make it advance to the ignition timing which becomes.
ここで、内燃機関の点火時期をMBTより前であって、内燃機関の気筒内の圧力がTDC付近で最高となる点火時期とした場合に、筒内温度のピーク値を略最高にできることが分かっている。従って、本発明において点火時期を過進角させる際に、内燃機関の点火時期をMBTより前であって、内燃機関の気筒内の圧力がTDC付近で最高となる点火時期まで進角させることによって、より効率よく、燃焼室内の構成要素に付着したデポジットを除去することができる。 Here, it is understood that the peak value of the in-cylinder temperature can be substantially maximized when the ignition timing of the internal combustion engine is before MBT and the pressure in the cylinder of the internal combustion engine is maximum near TDC. ing. Therefore, when the ignition timing is over-advanced in the present invention, the ignition timing of the internal combustion engine is advanced before the MBT, and is advanced to an ignition timing at which the pressure in the cylinder of the internal combustion engine becomes maximum near TDC. Therefore, it is possible to more efficiently remove deposits attached to the components in the combustion chamber.
また、本発明においては、前記燃焼室内の構成要素は、前記内燃機関の点火プラグであってもよい。 In the present invention, the component in the combustion chamber may be a spark plug of the internal combustion engine.
内燃機関の点火プラグにデポジットが付着した場合には、点火プラグの絶縁抵抗が低下し、所謂点火プラグのくすぶりが発生する場合がある。すなわち点火プラグにおける火花点火が正常に行われないため、失火や着火タイミングの不安定が生じる場合があった。本発明においては、このようなプラグくすぶりまたは、プラグくすぶりが生じる可能性がある場合に、点火時期を過進角することでデポジットを点火プラグから除去する。これによって、プラグくすぶりを回避または解消することが可能となる。 When deposits adhere to the spark plug of an internal combustion engine, the insulation resistance of the spark plug is lowered, and so-called spark plug smoldering may occur. That is, since spark ignition in the spark plug is not performed normally, misfire or instability of ignition timing may occur. In the present invention, when such plug smoldering or plug smoldering may occur, the deposit is removed from the spark plug by over-advancing the ignition timing. As a result, plug smoldering can be avoided or eliminated.
また、本発明においては、前記燃焼室内の構成要素は、前記内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射する直噴式燃料噴射弁としてもよい。 In the present invention, the component in the combustion chamber may be a direct injection type fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine.
内燃機関の直噴式燃料噴射弁にデポジットが付着した場合には、燃料噴射量や燃料の噴霧形状が変化するので、より直接的に内燃機関の運転性能に悪影響を及ぼすおそれがある
。従って、本発明によって直噴式燃料噴射弁のデポジットを除去することにより、より確実に、デポジットの付着による内燃機関の運転性能の低下を抑制することができる。
When deposits adhere to the direct injection type fuel injection valve of the internal combustion engine, the fuel injection amount and the fuel spray shape change, which may adversely affect the operation performance of the internal combustion engine more directly. Therefore, by removing the deposit of the direct injection type fuel injection valve according to the present invention, it is possible to more reliably suppress the deterioration of the operation performance of the internal combustion engine due to the adhesion of the deposit.
なお、本発明において燃焼室内の構成要素とは、気筒内壁、ピストン頂面などの燃焼室自体を構成する部分及び、燃焼室内に臨んで配置される機能部品を含んでいる。また、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。 In the present invention, the components in the combustion chamber include a part constituting the combustion chamber itself such as a cylinder inner wall and a piston top surface, and functional parts arranged facing the combustion chamber. The means for solving the problems in the present invention can be used in combination as much as possible.
本発明によれば、内燃機関の運転性能への影響を回避しつつ、燃焼室内の構成要素に対するデポジットの付着を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adhesion of the deposit with respect to the component in a combustion chamber can be suppressed, avoiding the influence on the operation performance of an internal combustion engine.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings.
以下、本発明の具体的な実施形態について図に基づいて説明する。図1は、本実施例における内燃機関の制御システムの概略構成を示す図である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine control system according to the present embodiment.
図1に示す内燃機関1は、複数の気筒2を有する4ストロークサイクルの火花点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)である。内燃機関1の気筒2は、吸気ポート3を介して吸気通路30に接続されるとともに、排気ポート4を介して排気通路40に接続されている。
An
吸気通路30には、該吸気通路30内を流通する空気量を制御するスロットル弁6が設けられている。スロットル弁6より下流の吸気通路30には、該吸気通路30内の圧力(吸気圧)を測定する吸気圧センサ7が設けられている。スロットル弁6より上流の吸気通路30には、該吸気通路30を流れる空気量を測定するエアフローメータ8が設けられている。
The
一方、排気通路40には、排気浄化装置9が配置されている。排気浄化装置9は、三元触媒などの触媒を排気浄化触媒として具備し、所定の活性温度域にある時に排気を浄化する。 On the other hand, an exhaust purification device 9 is disposed in the exhaust passage 40. The exhaust purification device 9 includes a catalyst such as a three-way catalyst as an exhaust purification catalyst, and purifies exhaust when it is in a predetermined activation temperature range.
また、内燃機関1には、気筒2内に臨む吸気ポート3の開口端を開閉する吸気弁10と、気筒2内に臨む排気ポート4の開口端を開閉する排気弁11が設けられている。これら吸気弁10と排気弁11は、吸気側カムシャフト12と排気側カムシャフト13によりそれぞれ開閉駆動される。
Further, the
気筒2の上部には、該気筒2内の混合気に点火する点火プラグ14が配置されている。また、気筒2内に直接燃料を噴射する直噴式の燃料噴射弁5が配置されている。さらに、気筒2内にはピストン15が摺動自在に挿入されている。ピストン15はコネクティングロッド16を介してクランクシャフト17と接続されている。
A
クランクシャフト17の近傍には、該クランクシャフト17の回転角度を検出するクランクポジションセンサ18が配置されている。更に、内燃機関1には、該内燃機関1を循環する冷却水の温度を測定する水温センサ19が取り付けられている。
A crank
このように構成された内燃機関1には、ECU20が併設されている。ECU20は、
CPU、ROM、RAM等を備えた電子制御ユニットである。このECU20は、前述したエアフローメータ8、吸気圧センサ7、クランクポジションセンサ18、水温センサ19等の各種センサと電気的に接続され、各種センサの測定値を入力可能になっている。
The
An electronic control unit including a CPU, ROM, RAM, and the like. The
ECU20は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁5、スロットル弁6、点火プラグ14等を電気的に制御する。
The
ここで、内燃機関1の運転によって気筒2内にカーボンなどのデポジットが付着する場合がある。このデポジットが点火プラグ14に付着した場合には、点火プラグの絶縁部分の絶縁抵抗が低下してプラグの電極間に正常に火花が生じなくなり、所謂プラグくすぶりが生じる場合があった。特に、内燃機関1の冷間始動後で完全暖機に至る前の、燃料噴射増量が行われている状態で内燃機関1を停止するというような運転を繰り返し実施した場合には、プラグくすぶりによって点火プラグ14の点火機能が低下し、内燃機関1の運転性能や始動性が悪化するおそれがあった。
Here, deposits such as carbon may adhere to the
そこで、本実施例においては、点火プラグ14に対するデポジットの付着を検出し、点火プラグ14にデポジットが付着していることが検出された場合には、点火プラグ14の点火時期をMBTより前まで進角させ、気筒2内の筒内温度のピーク値を高め、デポジットを酸化除去することとした。
Therefore, in this embodiment, the adhesion of the deposit to the
図2は、気筒2における点火時期によって、気筒2内の種々のパラメータとクランク角との関係が変化する様子を示したグラフである。横軸は内燃機関1のクランク角、縦軸は、気筒2内の各パラメータを示す。図2においては、点火プラグ14の点火がMBTより前に進角(以下、「過進角」と称する)側で行われた場合のグラフを実線で、点火がMBTで行われた場合のグラフを破線で、点火が圧縮上死点(TDC)で行われた場合のグラフを一点鎖線で示している。
FIG. 2 is a graph showing how the relationship between various parameters in the
点火時期が過進角された場合は、点火時期がMBTに設定された場合及び点火時期が圧縮上死点(TDC)に設定された場合に比べ、圧縮上死点前に燃焼される混合気の量が多くなる。このため、混合気の燃焼により発生する熱エネルギのピーク(図2中の熱発生率、発生熱量、及び燃焼質量割合を参照)が圧縮上死点前へシフトする。 When the ignition timing is over-advanced, the air-fuel mixture burned before the compression top dead center is compared to when the ignition timing is set to MBT and when the ignition timing is set to compression top dead center (TDC). The amount of increases. For this reason, the peak of heat energy generated by the combustion of the air-fuel mixture (see the heat generation rate, generated heat amount, and combustion mass ratio in FIG. 2) shifts to before the compression top dead center.
よって、混合気の燃焼による昇温・昇圧効果と、ピストンの上昇動作(下死点から上死点へ向かう動作)による圧縮効果との相乗効果により、圧縮行程から膨張行程までの期間における筒内圧及び筒内温度のピーク値が大幅に上昇する。なお、点火時期のMBTより前への過進角はECU20の指令によって実行されるので、本実施例において過進角手段はECU20を含んで構成される。
Therefore, in-cylinder pressure during the period from the compression stroke to the expansion stroke is obtained by a synergistic effect of the temperature increase / pressure increase effect due to the combustion of the air-fuel mixture and the compression effect due to the piston ascending operation (operation from bottom dead center to top dead center) In addition, the peak value of the in-cylinder temperature increases significantly. Note that, since the excessive advance angle of the ignition timing before the MBT is executed according to a command from the
図3には、気筒2における点火時期とトルク及び、筒内最高温度との関係のグラフを示す。横軸は点火プラグ14の点火時期、縦軸はトルク及び筒内最高温度である。図3から分かるように、点火時期をMBTの前へ進角していくと、トルクは低下していく一方、筒内最高温度は上昇し、ST1で最高となる。
FIG. 3 shows a graph of the relationship between the ignition timing and torque in the
このように、点火時期をMBTより前まで進角させることにより、筒内最高温度を上昇させることができ、内燃機関1の点火プラグ14に付着したデポジットを効率的に酸化除去することができる。
In this way, by advancing the ignition timing to a point before MBT, the in-cylinder maximum temperature can be raised, and deposits adhering to the ignition plug 14 of the
なお、本実施例において点火時期を過進角させる際の目標の点火時期は、特に、図4に示す、TDCにおいて筒内圧が最高になるような点火時期とすることが望ましい。この点火時期は、図3において、筒内最高温度が最も高くなる点火時期であるST1に相当する
ことが分かっており、点火時期をこのように定めることで、最も効率よく点火プラグ14に付着したデポジットを酸化除去することができる。
In this embodiment, the target ignition timing when the ignition timing is over-advanced is particularly preferably an ignition timing at which the in-cylinder pressure becomes maximum at TDC shown in FIG. It is known that this ignition timing corresponds to ST1 that is the ignition timing at which the in-cylinder maximum temperature becomes the highest in FIG. 3, and by setting the ignition timing in this way, the ignition timing is most efficiently attached to the
但し、図3の下段のグラフに示すように、点火時期を過剰に進角させ、運転状態によって定まる失火限界点火時期(ST2)を超えてしまうと、失火の危険性が大きくなるので、点火時期が失火限界点火時期(ST2)より進角側とならないようにする必要がある。また、同様に、点火時期が、運転状態によって定まるノック限界点火時期(ST3)より進角側となると、ノッキングが発生する危険性が大きくなるので、点火時期がノック限界点火時期より進角側にならないようにする必要がある。従って、本実施例においては、ST1、ST2、ST3をそれぞれ導出し、この3つの点火時期のうち最も遅角側の点火時期をSTFとし、この点火時期STFまで、点火プラグ14の点火時期を進角させることとした。図5には、それぞれ、内燃機関1の運転状態とST1、ST2、ST3との関係のマップの基礎となるグラフの例を示す。
However, as shown in the lower graph of FIG. 3, if the ignition timing is excessively advanced and exceeds the misfire limit ignition timing (ST2) determined by the operating state, the risk of misfire increases. Must not be advanced from the misfire limit ignition timing (ST2). Similarly, if the ignition timing is advanced from the knock limit ignition timing (ST3) determined by the operating state, the risk of knocking increases, so the ignition timing is advanced from the knock limit ignition timing. It is necessary not to become. Therefore, in this embodiment, ST1, ST2, and ST3 are derived, respectively, and the most retarded ignition timing among these three ignition timings is defined as STF, and the ignition timing of the
次に、図6には、本実施例における点火プラグデポジット除去ルーチンについてのフローチャートを示す。本ルーチンは、ECU20のROMに記憶されたプログラムであり、内燃機関1の稼動中はECU20によって、所定期間毎に実行される。
Next, FIG. 6 shows a flowchart of a spark plug deposit removal routine in the present embodiment. This routine is a program stored in the ROM of the
本ルーチンが実行されると、まずS101において、内燃機関1の冷間時における始動停止が連続してN1回以上実行されたかどうかが判定される。ここで、内燃機関1の暖機が充分に行なわれ、点火プラグ14が高温に曝された場合には、点火プラグ14に付着したデポジットが自動的に酸化除去されることがある。これに対し、内燃機関1の冷間時における始動停止を繰り返した場合には、点火プラグ14が充分な高温に曝されない状態で、燃料が繰り返し付着することとなるので、デポジットが付着し堆積し易くなる。
When this routine is executed, first, in S101, it is determined whether the start / stop of the
従って、本ルーチンでは、内燃機関1の冷間時における始動停止が所定回数N1以上連続して行なわれたか否かによって、点火プラグ14に対するデポジットの付着を推定し検出することとした。ここでN1は、内燃機関1の冷間時における始動停止がこれ以上連続して行なわれると、点火プラグ14に付着したデポジットの量が増加してプラグくすぶりのおそれが生じると判断される閾値としての始動停止回数であり、予め実験などによって求められる。
Therefore, in this routine, the adhesion of deposit to the
S101の処理においては、内燃機関1の冷間時における始動停止が連続してN1以上実行されたと判定された場合には、点火プラグ14にデポジットが多量に付着しプラグくすぶりが生じる可能性があると判断されるので、S102に進む。一方、S101において、内燃機関1の冷間時における始動停止が連続してN1以上実行されていないと判定された場合には、デポジットの点火プラグ14への付着量はプラグくすぶりに繋がるほどではないと判断されるので、S104に進む。
In the process of S101, if it is determined that the start / stop of the
次に、S102においては、冷却水温が所定温度T1以下かどうかが判定される。具体的には、水温センサ19の出力信号がECU20に読み込まれ、この水温の値と予め記憶されている所定温度T1の値が比較されることによって判定される。ここで、所定温度T1は、内燃機関1の冷却水温がこれより高い場合には、点火時期が通常どおりであっても点火プラグ14に付着したデポジットが酸化除去されると判定される閾値としての冷却水温であり、予め実験などによって求められる。
Next, in S102, it is determined whether the coolant temperature is equal to or lower than a predetermined temperature T1. Specifically, the output signal of the
ここで、冷却水温が所定温度T1より高いと判定された場合には、例え冷間時における始動停止をN1回以上連続して繰り返していたとしても、点火プラグ14に付着したデポジットが酸化除去されたと判断できるので、S104に進む。一方、冷却水温が所定温度T1以下であると判定された場合にはS103に進む。
Here, when it is determined that the cooling water temperature is higher than the predetermined temperature T1, the deposit attached to the
S103においては、内燃機関1の点火時期がMBTより前のSTFまで過進角される。これにより、内燃機関1の気筒2における筒内温度のピーク値が上昇し、点火プラグ14に付着したデポジットが酸化除去される。S103の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
In S103, the ignition timing of the
S104においては、内燃機関1の点火時間が通常どおりの点火時期とされる。具体的には、MBTまたはMBTより遅角側の点火時期に設定される。S104の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
In S104, the ignition time of the
以上、説明したように、本実施例においては、内燃機関1の冷間時において始動停止が連続してN1回以上繰り返されたかどうかという条件と、その時点における冷却水温が所定温度T1以下という条件の両方を満たすことによって、点火プラグ14へのデポジットの付着がありプラグくすぶりが生じる可能性があると推定(または検出)した。
As described above, in this embodiment, in the present embodiment, when the
そして、点火プラグ14にデポジットが付着しておりプラグくすぶりの可能性があると推定(または検出)された場合には、点火時期をMBTより前のSTFまで過進角する制御を行った。これにより、気筒2の筒内温度のピーク値を高くして点火プラグ14のデポジットを酸化除去することとした。また、本実施例では、過進角の目標点火時期を、筒内最高温度が最も高くなる点火時期であるST1と、失火限界点火時期ST2と、ノック限界点火時期ST3のうち、最も遅角側の点火時期であるSTFとしている。従って、本実施例によれば、失火やノッキングなどの発生を回避しつつ、点火プラグ14に付着したデポジットをより確実に除去することができる。
When it was estimated (or detected) that deposits were attached to the
なお、本実施例において、S101及びS102の処理を実行するECU20は、デポジット検出手段を構成する。また、S103の処理を実行するECU20はデポジット除去手段を構成する。
In this embodiment, the
次に、本発明における実施例2について説明する。本実施例においては、内燃機関の気筒内に直接燃料噴射を行う直噴式燃料噴射弁へのデポジットの付着を抑制する例について説明する。なお、本実施例における内燃機関及びその吸排気系、制御系の概略構成は図1に示したものと同等である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, an example will be described in which deposits are prevented from adhering to a direct injection fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine. The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system and control system in this embodiment is the same as that shown in FIG.
ここで、図1に示したようなガソリン直噴式の内燃機関においては、燃料噴射弁5の先端の温度が150℃程度となる温度領域(以下、「デポジット付着温度域」という。)において、燃料噴射弁5にデポジットが付着し易く、例えば燃料噴射弁5の先端の温度が200℃以上となるような、より高温の温度領域では、デポジットが酸化除去されることが実験などによって分かっている。 Here, in the gasoline direct-injection internal combustion engine as shown in FIG. 1, the fuel in the temperature range where the temperature of the tip of the fuel injection valve 5 is about 150 ° C. (hereinafter referred to as “deposit adhesion temperature range”). It is known from experiments that deposits are likely to adhere to the injection valve 5 and that the deposit is oxidized and removed in a higher temperature range where the temperature at the tip of the fuel injection valve 5 is 200 ° C. or higher, for example.
しかし、実際の運転状態においては、燃料噴射弁5に付着したデポジットが酸化除去されるような高温の温度領域で運転される頻度は少ないため、燃料噴射弁5にもデポジットが付着、堆積する傾向がある。燃料噴射弁5にデポジットが付着した場合には、燃料噴射量が変化したり燃料の噴霧形状が変化したりすることにより内燃機関1の運転性能に悪影響を及ぼすおそれがある。
However, in an actual operation state, the frequency of operation in a high temperature range where the deposit adhering to the fuel injection valve 5 is oxidized and removed is low. There is. When deposits adhere to the fuel injection valve 5, there is a possibility that the operating performance of the
従って、本実施例においては、燃料噴射弁5にデポジットが付着していることが推定または検出された場合に、点火時期をMBTより前のSTFまで過進角させ、燃料噴射弁5に付着したデポジットを酸化除去することとした。 Therefore, in this embodiment, when it is estimated or detected that deposits are attached to the fuel injection valve 5, the ignition timing is over-advanced to the STF before the MBT and attached to the fuel injection valve 5. The deposit was removed by oxidation.
図7は、本実施例における燃料噴射弁デポジット除去ルーチンについてのフローチャートである。本ルーチンは、ECU20のROMに記憶されたプログラムであり、内燃機関1の稼動中はECU20によって、所定期間毎に実行される。
FIG. 7 is a flowchart of the fuel injection valve deposit removal routine in this embodiment. This routine is a program stored in the ROM of the
本ルーチンが実行されるとまず、S201において、デポジット付着温度域での運転時間の積算値が所定時間t1以上かどうかが判定される。ここで、デポジット付着温度域での運転時間の積算値が所定時間t1以上であると判定された場合には、S205に進む。一方、デポジット付着温度域での運転時間の積算値が所定時間t1より短いと判定された場合にはS202に進む。 When this routine is executed, first, in S201, it is determined whether or not the integrated value of the operation time in the deposit adhesion temperature region is equal to or longer than the predetermined time t1. Here, when it is determined that the integrated value of the operation time in the deposit adhesion temperature region is equal to or longer than the predetermined time t1, the process proceeds to S205. On the other hand, when it is determined that the integrated value of the operation time in the deposit adhesion temperature range is shorter than the predetermined time t1, the process proceeds to S202.
S202においては、アイドル運転における回転数の安定性が悪化しているか否かが判定される。具体的には、アイドル状態においてクランクポジションセンサ18からの出力信号をECU20に読み込み、その出力から得られる回転数の変動幅が予め定められた閾値より大きいかどうかによって判定してもよい。ここで、アイドル運転における回転数の安定性が悪化していると判定された場合にはS205に進む。アイドル運転における回転数の安定性が悪化していないと判定された場合には、S203に進む。
In S202, it is determined whether or not the stability of the rotational speed in idling has deteriorated. Specifically, the output signal from the
S203においては、各気筒2における発生トルクのバラツキが拡大しているか否かが判定される。具体的には、定常運転状態においてクランクポジションセンサ18からの出力信号をECU20に読み込み、その出力から各気筒2の燃焼行程に対応するタイミングでの回転数を取得してもよい。そして、各気筒2の燃焼行程における回転数のバラツキが予め定められた第2閾値より大きいかどうかによって判定してもよい。ここで、各気筒2における発生トルクのバラツキが拡大していると判定された場合には、S205に進む。一方、各気筒2における発生トルクのバラツキが拡大していないと判定された場合には、S204に進む。
In S203, it is determined whether or not the variation in the generated torque in each
S204においては、点火プラグ14の点火時期が通常の点火時期に設定される。具体的にはMBTまたはMBTより遅角側に設定される。S205においては、点火プラグ14の点火時期がMBTより前のSTFまで過進角される。このSTFは実施例1において説明したSTFと同等の点火時期である。これにより、燃料噴射弁5に付着したデポジットが酸化除去される。S204またはS205の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
In S204, the ignition timing of the
以上、説明したように、本実施例においては、燃料噴射弁5にデポジットが付着する3つの条件が成立しているか否かをS201からS203の処理で順番に判定し、いずれか一つでも該当すれば、燃料噴射弁5にデポジットが付着している可能性が高いと判断され、S205において点火時期の過進角が実施される。一方、上記3つの条件の全てが成立しないと判定された場合には、燃料噴射弁5にデポジットは付着していないと判定され、S204において、通常の点火時期による点火が行なわれる。 As described above, in the present embodiment, it is determined in order by the processing from S201 to S203 whether or not three conditions for depositing to the fuel injection valve 5 are satisfied, and any one of them is applicable. In this case, it is determined that there is a high possibility that deposits are attached to the fuel injection valve 5, and in S205, the ignition timing is advanced excessively. On the other hand, if it is determined that all of the above three conditions are not satisfied, it is determined that no deposit is adhered to the fuel injection valve 5, and ignition is performed at the normal ignition timing in S204.
これにより、燃料噴者弁5にデポジットが付着していると推定または検出される場合には、より確実にデポジットを酸化除去でき、内燃機関1の運転性能がデポジットによって低下することを抑制できる。なお、本実施例において、S201からS203までの処理を実行するECU20は、デポジット検出手段を構成する。また、S205の処理を実行するECU20はデポジット除去手段を構成する。
Thereby, when it is estimated or detected that the deposit adheres to the fuel injector valve 5, it is possible to more reliably oxidize and remove the deposit and to suppress the operating performance of the
次に、内燃機関1における燃料噴射弁が、図8に示すような、直噴式の第1燃料噴射弁5aとポート噴射式の第2燃料噴射弁5bとを備えたツインインジェクタ式の内燃機関である場合について考える。この場合において、第1燃料噴射弁5aにデポジットが付着していると判定された際には、点火時期をMBTより前のSTFまで過進角を行うとともに
、第2燃料噴射弁5bに対する、第1燃料噴射弁5aの噴き分け比率を小さくしてもよい。
Next, the fuel injection valve in the
そうすれば、第1燃料噴射弁5aにおいて燃料噴射によって持ち去れる熱量が減少するので、第1燃料噴射弁5aの温度をより高温まで上昇させることができる。これにより、より確実に第1燃料噴射弁5aに付着したデポジットを酸化除去することができる。 By doing so, the amount of heat taken away by the fuel injection in the first fuel injection valve 5a is reduced, so that the temperature of the first fuel injection valve 5a can be raised to a higher temperature. Thereby, the deposit adhering to the 1st fuel injection valve 5a can be oxidized and removed more reliably.
なお、上記の実施例においては、内燃機関1の燃焼室に臨んで配置された機能部品である点火プラグ14や、燃料噴射弁5にデポジットが付着した場合について説明した。しかし、実際には、上記以外にも、内燃機関1の運転によって気筒2内の壁面やピストン15の頂面にカーボンなどのデポジットが付着する場合がある。
In the above embodiment, the case where deposits are attached to the
気筒2内の壁面やピストン15の頂面にデポジットが付着した場合には、燃焼室自体の容積、形状が変化することによって混合気の空燃比や圧縮比が目標値から変化し、内燃機関1の運転性能が劣化する場合がある。また、気筒2内に導入された燃料がデポジットに一時的に吸収され、それが時間を置いて排気通路から外部に排出されることによりエミッションが悪化することも考えられる。さらにピストン15の往復運動によってデポジット同士が衝突して騒音が大きくなることも考えられる。
When deposits adhere to the wall surface in the
本発明においては、このような場合に、運転性能の劣化やエミッション、騒音の変化から、気筒2内の壁面またはピストン15の頂面へのデポジットの付着を推定または検出して、これらのデポジットの付着が推定または検出された場合には、点火時期をMBTより前のSTFまで過進角させることによってデポジットを除去するようにしても構わない。これによれば、気筒2内の壁面またはピストン15の頂面にデポジットが付着することによる、運転性能の劣化やエミッションの悪化、騒音の増大を抑制することができる。
In the present invention, in such a case, the deposit adhesion to the wall surface in the
1・・・・・内燃機関
2・・・・・気筒
3・・・・・吸気ポート
4・・・・・排気ポート
5・・・・・燃料噴射弁
5a・・・・第1燃料噴射弁
5b・・・・第2燃料噴射弁
6・・・・・スロットル弁
7・・・・・吸気圧センサ
8・・・・・エアフローメータ
9・・・・・排気浄化装置
10・・・・吸気弁
11・・・・排気弁
12・・・・吸気側カムシャフト
13・・・・排気側カムシャフト
14・・・・点火プラグ
15・・・・ピストン
16・・・・コネクティングロッド
17・・・・クランクシャフト
18・・・・クランクポジションセンサ
19・・・・水温センサ
20・・・・ECU
30・・・・吸気通路
40・・・・排気通路
DESCRIPTION OF
30 ... Intake passage 40 ... Exhaust passage
Claims (4)
前記内燃機関の燃焼室内の構成要素へのデポジットの付着を検出または推定するデポジット検出手段と、
前記デポジット検出手段が前記燃焼室内の構成要素へのデポジットの付着を検出または推定した場合には、前記過進角手段に前記点火時期をMBTより前へ進角させるデポジット除去手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御システム。 Over-advance means for advancing the ignition timing of the spark ignition type internal combustion engine before MBT;
Deposit detection means for detecting or estimating the adhesion of deposits to components in the combustion chamber of the internal combustion engine;
Deposit removal means for causing the over-advance angle means to advance the ignition timing ahead of MBT when the deposit detection means detects or estimates deposit adhesion to the components in the combustion chamber;
An internal combustion engine control system comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007112350A JP2008267293A (en) | 2007-04-20 | 2007-04-20 | Control system of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2007
- 2007-04-20 JP JP2007112350A patent/JP2008267293A/en not_active Withdrawn
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