JP2009121429A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
内燃機関に圧縮空気を貯蔵するタンクを設置し、車両減速時のエネルギ等を利用して圧縮空気を作成、貯蔵するシステムが知られている。 There is known a system in which a tank for storing compressed air is installed in an internal combustion engine, and the compressed air is created and stored using energy or the like during vehicle deceleration.
例えば、特許文献1には、減速中に内燃機関で生成した圧縮空気をタンクへ回収しておき、エンジンへ高トルクが要求された場合に圧縮空気を燃焼室内に直接導入(過給)することでトルク増大を狙った技術が開示されている。この特許文献1では、その実現手段として吸気弁、排気弁以外に燃焼室に設置した第3弁を油圧アクチュエータにより駆動する可変動弁機構を用いている。 For example, in Patent Document 1, compressed air generated by an internal combustion engine during deceleration is collected in a tank, and when high torque is required for the engine, the compressed air is directly introduced (supercharged) into the combustion chamber. A technique aimed at increasing torque is disclosed. In this Patent Document 1, a variable valve mechanism that drives a third valve installed in a combustion chamber by a hydraulic actuator in addition to an intake valve and an exhaust valve is used as the means for realizing it.
また、特許文献2には、走行中や減速中に内燃機関で生成した圧縮空気をタンクへ回収し、エンジン効率の低い運転領域を回避した走行を行うことで燃費の向上を狙った技術が開示されている。この特許文献2では、その実現手段として吸気弁、排気弁及び圧力容器に接続されたガス流制御弁を油圧アクチュエータにより駆動する可変動弁機構を用いている。
しかしながら、内燃機関を用いて圧縮空気を作成、貯蔵する際には内燃機関を駆動するための駆動トルクが必要となる。そのため内燃機関で圧縮空気を作成、貯蔵していない状態から圧縮空気を作成、貯蔵する状態に切り換えた場合に内燃機関を駆動するために必要なトルクに大きな変化が生じ、それが車両に伝達することでドライバが違和感を覚える可能性がある。 However, when creating and storing compressed air using an internal combustion engine, a drive torque for driving the internal combustion engine is required. Therefore, when the internal combustion engine is switched from a state in which compressed air is not created and stored to a state in which compressed air is created and stored, a large change occurs in the torque required to drive the internal combustion engine, which is transmitted to the vehicle. As a result, the driver may feel uncomfortable.
そこで、本発明は、所定の運転状態のおける圧縮行程において内燃機関の筒内で生成された圧縮空気を外部に取り出す圧縮空気取り出し機構と、上記圧縮空気取り出し機構により取り出された圧縮空気を回収し貯蔵する圧縮空気貯蔵タンクと、上記圧縮空気貯蔵タンク内の圧力を検知する圧縮空気貯蔵タンク内圧力検知手段と、運転状態に基づいて上記内燃機関の筒内圧力を検知する筒内圧力検知手段と、内燃機関の筒内圧力と上記圧縮空気貯蔵タンク内の圧力との圧力差を制御する差圧制御手段と、を有し、上記圧縮空気取り出し機構は、上記圧力差が所定値以下となった時点から上記圧縮空気貯蔵タンクへの圧縮空気の回収が開始されるよう制御されていることを特徴としている。 Therefore, the present invention recovers the compressed air taken out by the compressed air take-out mechanism and the compressed air take-out mechanism that takes out the compressed air generated in the cylinder of the internal combustion engine in the compression stroke in a predetermined operation state. A compressed air storage tank for storing; a compressed air storage tank pressure detecting means for detecting a pressure in the compressed air storage tank; and an in-cylinder pressure detecting means for detecting an in-cylinder pressure of the internal combustion engine based on an operating state. And a differential pressure control means for controlling a pressure difference between the cylinder pressure of the internal combustion engine and the pressure in the compressed air storage tank, and the compressed air take-out mechanism has the pressure difference of a predetermined value or less. Control is performed so that the recovery of the compressed air to the compressed air storage tank is started from the time point.
本発明によれば、圧縮空気の圧縮空気貯蔵タンクへの回収開始時には、筒内圧力と圧縮空気貯蔵タンク内の圧力との圧力差は小さくなるよう制御される。その結果、例えば内燃機関の筒内から圧縮空気貯蔵タンク内に急激な圧縮空気の移動が発生してしまうことはないため、ポンプロスも増加することはなく、トルクの大幅な減少の発生を抑えることができる。 According to the present invention, at the start of recovery of compressed air to the compressed air storage tank, the pressure difference between the in-cylinder pressure and the pressure in the compressed air storage tank is controlled to be small. As a result, for example, there is no sudden movement of compressed air from the cylinder of the internal combustion engine into the compressed air storage tank, so that the pump loss does not increase and the occurrence of a significant decrease in torque is suppressed. Can do.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態の概略を模式的に示した説明図であって、通常のエンジンに、圧縮空気を貯蔵する圧縮空気貯蔵タンクと、圧縮空気を圧縮空気貯蔵タンクに取り出す圧縮空気取り出し機構としての圧縮空気制御装置及び圧縮空気貯蔵タンクの内部圧力と内燃機関の筒内(燃焼室)の圧力との圧力差を制御する差圧制御手段である差圧制御装置と、が付加された構成となっている。 FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an outline of an embodiment of the present invention, in which a compressed air storage tank for storing compressed air and a compressed air for extracting compressed air to the compressed air storage tank are stored in a normal engine. A compressed air control device as an air take-out mechanism and a differential pressure control device which is a differential pressure control means for controlling the pressure difference between the internal pressure of the compressed air storage tank and the pressure in the cylinder (combustion chamber) of the internal combustion engine are added. It has been configured.
図2及び図3は、本発明の一実施形態のシステムブロック図を示しており、図2は全体概要を示すシステムブロック図であり、図3は圧縮空気制御装置及び差圧制御装置に関する詳細なシステムブロック図である。図2に示すように、エンジン回転速度、車速、アクセル開度、スロットル開度、吸入空気量、圧縮空気貯蔵タンクのタンク圧、クランク角度等を、それぞれ対応するセンサ出力より求めてECM(エンジンコントロールモジュール)に入力し、これらの情報を用いて差圧の制御、圧縮空気を取り出すか否かを制御する。 2 and 3 are system block diagrams of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a system block diagram showing an overall outline. FIG. 3 is a detailed diagram related to a compressed air control device and a differential pressure control device. It is a system block diagram. As shown in FIG. 2, engine rotation speed, vehicle speed, accelerator opening, throttle opening, intake air amount, tank pressure of the compressed air storage tank, crank angle, etc. are obtained from the corresponding sensor outputs, respectively, and ECM (engine control Module) and using these pieces of information to control the differential pressure and whether or not to extract compressed air.
図3に示すように、圧縮空気制御装置の制御指令圧である圧縮空気制御信号は、クランク角度、エンジン回転速度、車速及びアクセル開度を用いて空気回収条件演算装置で演算されている。 As shown in FIG. 3, the compressed air control signal that is the control command pressure of the compressed air control device is calculated by the air recovery condition calculation device using the crank angle, the engine rotation speed, the vehicle speed, and the accelerator opening.
また、差圧制御装置の制御指令値である差圧制御信号は、内燃機関の筒内圧力であるシリンダ内圧及び圧縮空気貯蔵タンクのタンク圧を用いて差圧制御量演算装置で演算されている。シリンダ内圧は、吸気圧力(吸入負圧)、クランク角度及びそのときの圧縮比もしくは吸気弁閉時期を用いてシリンダ内圧演算装置で演算されている。吸気圧力(吸入負圧)は、スロットル開度及びエンジン回転速度を用いて吸気圧力演算装置で演算されている。 Further, a differential pressure control signal that is a control command value of the differential pressure control device is calculated by a differential pressure control amount calculation device using a cylinder internal pressure that is an in-cylinder pressure of the internal combustion engine and a tank pressure of the compressed air storage tank. . The cylinder internal pressure is calculated by the cylinder internal pressure calculation device using the intake pressure (intake negative pressure), the crank angle and the compression ratio at that time, or the intake valve closing timing. The intake pressure (intake negative pressure) is calculated by an intake pressure calculation device using the throttle opening and the engine speed.
尚、図3中の空気回収条件演算装置、吸気圧力演算装置、シリンダ内圧演算装置、差圧制御量演算装置は、それぞれECM内で行われる一連の演算処理に相当するものであり、それぞれECMに含まれるものである。 Note that the air recovery condition calculation device, intake pressure calculation device, cylinder internal pressure calculation device, and differential pressure control amount calculation device in FIG. 3 correspond to a series of calculation processes performed in the ECM, respectively. It is included.
図4は、本発明の第1実施形態におけるエンジン1の概略構成を示す説明図であって、火花点火式ガソリン機関からなるエンジン1は、吸気弁2と排気弁3とを有し、その吸気弁2側の動弁機構は、吸気カムシャフト4の吸気カム4aにより吸気弁2を駆動する直動型のものであり、そのバルブリフト特性は、常に一定である。排気弁3側の動弁機構は、排気カムシャフト5の排気カム5aにより排気弁3を駆動する直動型のものであり、そのバルブリフト特性は、常に一定である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the engine 1 according to the first embodiment of the present invention. The engine 1 composed of a spark ignition gasoline engine has an
シリンダ6には、後述する複リンク式ピストン−クランク機構31に連結されたピストン7が摺動可能に配置されている。そして、シリンダブロック上面に固定されたシリンダヘッドとピストン7との間に燃焼室8が形成されている。
In the
この燃焼室8天井面中心部に、接続通路9の一端が接続されている。接続通路9は、その他端に圧縮空気貯蔵タンク10に接続されている。また、接続通路9には、圧縮空気流量制御弁13が介装されている。圧縮空気貯蔵タンク10の内部圧力は、図示せぬ圧力センサによって検知されている。
One end of a
そして、燃焼室8と接続通路10との接続部分には、クランクシャフトの回転に同期して回転する圧縮空気カムシャフト12の圧縮空気カム12aにより駆動され、そのバルブリフト特性が常に一定となる圧縮空気制御弁11が配置されている。この圧縮空気制御弁11は、所定の運転状態における圧縮行程において、内燃機関の筒内であるシリンダ6内で生成された圧縮空気を圧縮空気貯蔵タンク10へ吐出が可能なものである。
A compression portion in which a valve lift characteristic is always constant is driven at a connection portion between the combustion chamber 8 and the
そして、図5に示すように、通常時には圧縮空気制御弁11は開弁することはなく、所定の運転状態となり圧縮空気を圧縮空気貯蔵タンク10に回収する条件が成立した際には圧縮行程において圧縮空気制御弁11が開弁するよう制御されている。尚、圧縮空気制御弁11が開弁する際には、圧縮空気流量制御弁13も開弁するよう制御されている。また、圧縮空気制御弁11が閉弁する際には、圧縮空気流量制御弁13も閉弁するよう制御されている。
As shown in FIG. 5, the compressed air control valve 11 does not open normally, and when the condition for recovering the compressed air to the compressed
ここで、圧縮空気制御弁11の駆動機構としては、電磁弁や油圧によるアクチュエータ駆動によりバルブ開閉を制御するものや、カムの位相を変化させてバルブリフトの中心角を変化させるものや、異なるカムプロフィールを持つ複数のカムの使用を切り替えて用いる等のいわゆる可変動弁機構を適用することも可能である。 Here, as a drive mechanism of the compressed air control valve 11, a valve opening / closing control is performed by an electromagnetic valve or an actuator driven by hydraulic pressure, a valve lift is changed to change the central angle of the valve lift, or a different cam. It is also possible to apply a so-called variable valve mechanism such as switching the use of a plurality of cams having profiles.
また、各気筒の吸気ポートに向かって各気筒毎に燃料を噴射供給するように燃料噴射弁14が配設されている。この吸気ポートには、ブランチ通路15がそれぞれ接続され、かつこの複数のブランチ通路15の上流端が、コレクタ16に接続されている。コレクタ16の一端には、吸気入口通路17が接続されており、この吸気入口通路17に、スロットル弁18が設けられている。このスロットル弁18は、電気モータからなるアクチュエータ(図示せず)を備え、ECMから与えられる制御信号によって、その開度が制御される。また、スロットル弁18の上流には、エアクリーナ19が設けられている。
Further, a
図6を用いて、上述した複リンク式ピストン−クランク機構31について説明する。
The multi-link type piston-
この複リンク式ピストン−クランク機構31は、シリンダブロック32のシリンダ6内を摺動するピストン7にピストンピン33を介して一端が連結されたアッパリンク34と、このアッパリンク34の他端に連結ピン35を介して連結されるとともに、クランクシャフト36のクランクピン37に回転可能に連結されたロアリンク38と、このロアリンク38の自由度を制限するために該ロアリンク38にさらに連結ピン39を介して一端が連結され、かつ他端が内燃機関本体に揺動可能に支持されたコントロールリンク40と、を備えており、上記コントロールリンク40の揺動支持位置が制御軸41の偏心カム部42によって可変制御される構成となっている。
This multi-link type piston-
制御軸41はクランクシャフト36と平行に配置され、かつシリンダブロック32に回転自在に支持されている。そして、この制御軸41は、歯車機構43を介して、電動モータからなるアクチュエータ44によって回転方向に駆動され、その回転位置が制御されるようになっている。
The
上記構成の複リンク式ピストン−クランク機構31では、制御軸41の回転位置つまり偏心カム部42の位置によってコントロールリンク40下端の揺動支持位置が変化し、ロアリンク38の初期の姿勢が変わるため、これに伴ってピストン7の上死点位置、ひいては圧縮比が変化する。
In the multi-link type piston-
また、上述した実施形態において、吸気弁2の動弁機構や排気弁3の動弁機構に、カムの位相を変化させてバルブリフトの中心角を変化させるものや、異なるカムプロフィールを持つ複数のカムの使用を切り替えて用いる等のいわゆる可変動弁機構を適用することも可能である。
In the above-described embodiment, the valve mechanism of the
より具体的には、図7に示すような可変動弁機構50を、吸気弁2の動弁機構や排気弁3の動弁機構に適用可能である。説明の便宜上、吸気弁2の動弁機構に図7に示す可変動弁機構50が適用された場合について以下に説明する。
More specifically, the
上記の吸気弁2側の可変動弁機構50は、例えば特開2002−89341号公報等によって公知のものであり、吸気弁2のリフト・作動角を連続的に可変制御するリフト・作動角可変機構51と、そのリフトの中心角の位相(クランクシャフトに対する位相)を連続的に進角もしくは遅角させる位相可変機構52と、が組み合わされて構成されている。
The
このようにリフト・作動角可変機構51と位相可変機構52とを組み合わせた可変動弁機構によれば、吸気弁開時期および吸気弁閉時期の双方をそれぞれ独立して任意に制御することが可能であり、また同時に、低負荷域ではリフト量(最大リフト量)を小さくすることで、負荷に応じた吸入空気量に制限することができる。尚、リフト量がある程度大きな領域では、シリンダ内に流入する空気量が主に吸気弁2の開閉時期によって定まるのに対し、リフト量が十分に小さい状態では、主にリフト量によって空気量が定まる。
Thus, according to the variable valve mechanism that combines the lift / operating
リフト・作動角可変機構51の概要を説明すると、このリフト・作動角可変機構51は、シリンダヘッドに回転自在に支持され、かつクランクシャフトに連動して回転する中空状の駆動軸53と、この駆動軸53に固定された偏心カム55と、駆動軸53の上方位置において平行に配置された回転自在な制御軸56と、この制御軸56の偏心カム部57に揺動自在に支持されたロッカアーム58と、各吸気弁2上端のタペット59に当接する揺動カム60と、を備えている。偏心カム55とロッカアーム58とはリンクアーム61によって連係されており、ロッカアーム58と揺動カム60とは、リンク部材62によって連係されている。リンクアーム61は、その環状部61aが偏心カム55の外周面に回転可能に嵌合している。またリンクアーム61の延長部61bがロッカアーム58の一端部に連係しており、該ロッカアーム58の他端部に、リンク部材62の上端部が連係している。偏心カム部57は、制御軸56の軸心から偏心しており、従って、制御軸56の角度位置に応じてロッカアーム58の揺動中心は変化する。
The outline of the lift / operating
揺動カム60は、駆動軸53の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部に、リンク部材62の下端部が連係している。この揺動カム60の下面には、駆動軸53と同心状の円弧をなす基円面と、該基円面から上記端部へと所定の曲線を描いて延びるカム面と、が連続して形成されている。上記基円面は、リフト量が0となる区間であり、揺動カム60が揺動して上記カム面がタペット59に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。
The
制御軸56は、一端部に設けられた例えば電動モータからなるリフト・作動角制御用アクチュエータ65によって、その回転位置が制御されている。
The rotation position of the
このアクチュエータ65により例えば偏心カム部57が上方位置にあると、ロッカアーム58は全体として上方へ位置し、揺動カム60の上記端部が相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム60の初期位置は、そのカム面がタペット59から離れる方向に傾く。従って、駆動軸53の回転に伴って揺動カム60が揺動した際に、上記基円面が長くタペット59に接触し続け、上記カム面がタペット59に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。
For example, when the
逆に、偏心カム部57が下方へ位置しているとすると、ロッカアーム58は全体として下方へ位置し、揺動カム60の上記端部が相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム60の初期位置は、そのカム面がタペット59に近付く方向に傾く。従って、駆動軸53の回転に伴って揺動カム60が揺動した際に、リフト量が大きく得られ、かつその作動角も拡大する。
On the other hand, if the
上記の偏心カム部57の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、図8に示すように、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大,縮小させることができる。
Since the initial position of the
次に、位相可変機構52は、駆動軸53の前端部に設けられたスプロケット71と、このスプロケット71と駆動軸53とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用油圧アクチュエータ72と、から構成されている。スプロケット71は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。従って、位相制御用油圧アクチュエータ72への油圧制御によって、スプロケット71と駆動軸53とが相対的に回転し、リフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。
Next, the
図9は、圧縮空気を回収する際の課題を示すタイミングチャートである。時間Aにてドライバがアクセルから足を離し、一定車速で走行している状態から減速状態に移行した場合を想定する。スロットル弁18が閉となり、車両は減速を開始する。所定時間後、時間Bにてエンジン1への燃料供給が停止され燃料カット状態になると圧縮空気制御弁11を開くように指示がなされる。すなわち、時間B〜時間Cの間、圧縮空気制御弁フラグは開フラグが成立し、圧縮空気制御弁11は圧縮行程に開く(開弁する)ように制御される。圧縮空気制御弁11が開くと圧縮空気が圧縮空気貯蔵タンク10に蓄えられる。その結果、図10に示すように、エンジントルクが燃料カット状態のトルクよりもポンプロス分小さくなる。つまり、図11に示すように、圧縮空気の回収が無い場合のマイナストルクに対して、圧縮空気の回収が有る場合のマイナストルクは膨張行程でのポンプロスの分だけ増大する。
FIG. 9 is a timing chart showing a problem when recovering compressed air. Assume a case where the driver takes his foot off the accelerator at time A and shifts from a traveling state at a constant vehicle speed to a deceleration state. The
そして、減速時には、トルクコンバータのロックアップクラッチが締結されているのでトルクの変化が直接車両の減速度の変化につながる。そのため、この際のエンジントルク変化がショックとしてドライバに感じられ、ドライバが違和感を覚える可能性がある。 At the time of deceleration, the torque converter lock-up clutch is engaged, so that a change in torque directly leads to a change in deceleration of the vehicle. Therefore, the engine torque change at this time is felt as a shock to the driver, and the driver may feel uncomfortable.
そこで、本実施形態では、例えば圧縮比を圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力に応じて変化させ、圧縮空気の回収開始となる時間Bにてシリンダ内圧力(筒内圧力)と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差が略0となるように制御する。図12は、圧縮空気制御弁11が開となる時点でのシリンダ内圧力が圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力以下になるようにした場合における圧縮空気回収時のタイミングチャートである。
Therefore, in the present embodiment, for example, the compression ratio is changed according to the pressure in the compressed
その結果、圧縮空気制御弁フラグが閉フラグから開フラグに切り替わった時点で急激な圧縮空気の圧縮空気貯蔵タンク10への移動が発生しないため、ポンプロスも増加せず、トルクの大幅な減少の発生が抑えられる。
As a result, when the compressed air control valve flag is switched from the closed flag to the opened flag, a sudden movement of the compressed air to the compressed
しかし、この状態のままではシリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差が無く、圧縮空気の回収が出来ない。そこで、圧力差(差圧)を発生させつつ、吸気行程でのポンプロスを低減させ、エンジントルクが大幅に変化することなく、圧縮空気の回収を目指すため、図12に示すように、時間Bのタイミングからスロットル弁18を徐々に開けていき、吸入負圧を小さくし、ポンプロスを低減させつつ、シリンダ6に吸入される空気を増加させることでシリンダ内圧力を高くして、シリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差を大きくする。
However, in this state, there is no pressure difference between the pressure in the cylinder and the pressure in the compressed
その結果、エンジンとしての駆動トルクはほぼ同一のまま、圧縮空気の回収を実施できる。つまり、図13に示すように、圧縮空気の回収が無い場合のマイナストルクと、圧縮空気の回収が有る場合のマイナストルクとを略同一とすることができる。 As a result, the compressed air can be recovered while the driving torque as the engine remains substantially the same. That is, as shown in FIG. 13, the negative torque when there is no recovery of compressed air and the negative torque when there is recovery of compressed air can be made substantially the same.
また、圧縮空気の回収を終了する場合には、圧縮空気の回収中に拡大したスロットル開度を元に戻す後処理を完了させてた後に、圧縮空気制御弁フラグを開フラグから閉フラグに切り替える。 Further, when the recovery of the compressed air is terminated, after the post-processing for returning the throttle opening that has been enlarged during the recovery of the compressed air is completed, the compressed air control valve flag is switched from the open flag to the closed flag. .
図14は本実施形態で用いる各種パラメータの特性線図である。圧縮空気の回収開始時の圧縮比は、シリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差を小さくするため、圧縮空気貯蔵タンク10のタンク圧に応じて高く設定する(図14a)。圧縮空気回収中の吸入負圧は圧縮空気貯蔵タンク10への回収量に応じて小さくなるように設定する(図14b)。
FIG. 14 is a characteristic diagram of various parameters used in this embodiment. The compression ratio at the start of the recovery of the compressed air is set high according to the tank pressure of the compressed
図15は、上述した本実施形態における制御の流れを示すフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart showing the flow of control in this embodiment described above.
S101では、アクセル開度、エンジン回転速度、車速を読み込む。 In S101, the accelerator opening, the engine speed, and the vehicle speed are read.
S102では、アクセル開度、エンジン回転速度、車速を用いてエンジンの燃料供給を停止可能か(燃料カット可能か)を判断し、燃料カット可能であればS103へ進み、そうでない場合はS106へ進む。S102における燃料カット条件として一例を挙げれば、アクセル開度が所定値(ex.0.5deg)以下、エンジン回転速度が所定値(ex.1000rpm)以上、車速が所定値(ex.15km/h)以上の場合に燃料カット可能と判断する。 In S102, it is determined whether the fuel supply of the engine can be stopped using the accelerator opening, the engine speed, and the vehicle speed (whether the fuel can be cut). If the fuel can be cut, the process proceeds to S103, and if not, the process proceeds to S106. . As an example of the fuel cut condition in S102, the accelerator opening is a predetermined value (ex. 0.5 deg) or less, the engine speed is a predetermined value (ex. 1000 rpm) or more, and the vehicle speed is a predetermined value (ex. 15 km / h). In the above case, it is determined that fuel cut is possible.
S103では、燃料カット条件が成立後、内部の残留ガスが排出されるのを待つべく、所定サイクル(ex.2サイクル)もしくは所定時間(ex.100ms)経過が経過した場合には、シリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差が略0となるようにした後、圧縮空気の回収条件が成立したと判定してS104へ進み、圧縮空気の回収条件が不成立となった場合には、S105へ進む。
In S103, when a predetermined cycle (ex. 2 cycles) or a predetermined time (ex. 100 ms) has elapsed to wait for the internal residual gas to be discharged after the fuel cut condition is satisfied, When the pressure difference between the pressure and the pressure in the compressed
ここで、圧縮空気の回収条件は、燃料カット条件が不成立となるよりも先に、または同時に不成立になるように設定されており、回収条件成立後に、例えばアクセル開度が所定値(ex.0.5deg)以上、エンジン回転速度が所定値(ex.1200rpm)以上、車速が所定値(ex.20km/h)以上の少なくとも一つが当てはまるような場合に不成立となる。 Here, the recovery condition of the compressed air is set so that the fuel cut condition is not satisfied before or at the same time, and after the recovery condition is satisfied, for example, the accelerator opening is a predetermined value (ex. 0). It is not established when at least one of the engine speed is equal to or higher than a predetermined value (ex.1200 rpm) and the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value (ex.20 km / h).
S104では、スロットル開度を調整し、吸入負圧によるポンプロスと、空気回収によるポンプロスの和が略同等になるようにしながら、圧縮行程時に圧縮空気制御弁11を開き、圧縮空気を圧縮空気貯蔵タンク10に回収する(後述の図16を参照)。 In S104, the throttle opening is adjusted so that the sum of the pump loss due to the suction negative pressure and the pump loss due to air recovery is substantially equal, while the compressed air control valve 11 is opened during the compression stroke, and the compressed air is stored in the compressed air storage tank. 10 (see FIG. 16 described later).
S105では、シリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差を大きくするために大きくしたスロットル開度を元に戻す後処理が終了したか否かを判定し、終了している場合には後処理中フラグをOFFとしてS104へ進み、終了していない場合には後処理中フラグをONとしてS106へ進む。
In S105, it is determined whether or not the post-processing for returning the throttle opening increased to increase the pressure difference between the pressure in the cylinder and the pressure in the compressed
S106では、圧縮空気制御弁フラグを開フラグから閉フラグに切り換え、圧縮行程における圧縮空気の回収を終了する。 In S106, the compressed air control valve flag is switched from the open flag to the closed flag, and the recovery of the compressed air in the compression stroke ends.
ここで、本実施形態においては、シリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差を略0にする際に、シリンダ内圧力を以下のように推定している。尚、本実施形態においては、圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力は、上述したように図示せぬ圧力センサで直接検知している。
Here, in this embodiment, when the pressure difference between the pressure in the cylinder and the pressure in the compressed
以下、シリンダ内圧力の推定方法について説明する。 Hereinafter, a method for estimating the cylinder pressure will be described.
まず、エンジン回転速度とスロットル開度から吸気圧力Pmを推定する(図14b参照)。 First, the intake pressure Pm is estimated from the engine speed and the throttle opening (see FIG. 14b).
次に、吸気弁2が閉となるタイミング(IVC)でのシリンダ内容積Vcを演算する。具体的には、クランク角度からピストン位置を求め、ピストンボア面積、燃焼室容積を用いて算出する。簡易的にはクランク角との関係をあらかじめテーブルに設定しておいてもよい。
Next, the cylinder internal volume Vc at the timing (IVC) when the
そして、圧縮空気制御弁11が開となるタイミングでのシリンダ内容積Voを演算する。具体的には、クランク角度からピストン位置を求め、ピストンボア面積、燃焼室容積を用いて算出する。簡易的にはクランク角との関係をあらかじめテーブルに設定しておいてもよい(図14cを参照)。 Then, the cylinder internal volume Vo at the timing when the compressed air control valve 11 is opened is calculated. Specifically, the piston position is obtained from the crank angle, and is calculated using the piston bore area and the combustion chamber volume. For simplicity, the relationship with the crank angle may be set in the table in advance (see FIG. 14c).
最後に、上記の結果を用いて、シリンダ内圧力Pcを推定する。具体的には、空気の断熱圧縮と仮定して、次式(1)より演算する。
[数1]
Pc=Pm×(Vc/Vo)k …(1)
尚、上記式(1)におけるkは空気の比熱比であり、k=1.4である。
Finally, the cylinder pressure Pc is estimated using the above result. Specifically, it is calculated from the following equation (1), assuming adiabatic compression of air.
[Equation 1]
Pc = Pm × (Vc / Vo) k (1)
In the above formula (1), k is the specific heat ratio of air, and k = 1.4.
次に、S103等で上述した、シリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差を略0にする際の具体的な制御方法について詳述する。
Next, a specific control method for making the pressure difference between the pressure in the cylinder and the pressure in the compressed
一例としては、スロットル開度を調整して、ブランチ通路15内の圧力を調整することで、シリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差を略0に制御することができる。
As an example, the pressure difference between the pressure in the cylinder and the pressure in the compressed
そして、上述したような可変動弁機構50が適用されている場合には、この可変動弁機構50を用いてIVC(吸気弁閉時期)を調整することで、シリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差を略0に制御することも可能である。詳述すると、シリンダ内圧力>圧縮空気貯蔵タンク内圧力の場合にはIVC(吸気弁閉時期)をTDC(上死点)側へ、シリンダ内圧力≦圧縮空気貯蔵タンク内圧力の場合には、IVC(吸気弁閉時期)をBDC(下死点)側へ、それぞれ制御することで、上記圧力差を略0に制御することも可能である。
When the
また、複リンク式ピストン−クランク機構31を用いて燃焼室容積を調整することで、シリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差を略0に制御することも可能である。詳述すると、シリンダ内圧力>圧縮空気貯蔵タンク内圧力の場合には燃焼室容積を大きく(低圧縮比側)し、シリンダ内圧力≦圧縮空気貯蔵タンク内圧力の場合には、燃焼室容積を小さく(高圧縮比側)することで、上記圧力差を略0に制御することも可能である。
Further, the pressure difference between the pressure in the cylinder and the pressure in the compressed
さらに、圧縮空気流量制御弁13開度を調整することで流量を制御し、シリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差が略0の場合と同等な状態(シリンダ6から圧縮空気貯蔵タンク10に移動する空気流量が少ない)を作ることも可能である。この場合には、圧縮空気流量制御弁13開度を閉側にすることで、圧縮空気制御弁11開時に、圧縮空気流量制御弁13と圧縮空気制御弁11との間の圧力が圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力よりも早く上昇する。
Further, the flow rate is controlled by adjusting the opening degree of the compressed air flow
図16は、上述した本実施形態における圧縮空気の回収中処理の制御の流れを示すフローチャートであり、上述した図15のS104内の制御の流れ示すフローチャートである。また、図17は、上述した本実施形態における圧縮空気の回収中のP−V線図を示している。 FIG. 16 is a flowchart showing the control flow of the process during recovery of compressed air in the above-described embodiment, and is a flowchart showing the control flow in S104 of FIG. 15 described above. FIG. 17 shows a PV diagram during the recovery of compressed air in the above-described embodiment.
S201では、圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力を読み込み、シリンダ内圧力を演算する。
In S201, the pressure in the compressed
S202では、スロットル開度、エンジン回転速度から求めた吸入負圧より吸気行程のポンプロスを求める。 In S202, the pump loss of the intake stroke is obtained from the intake negative pressure obtained from the throttle opening and the engine speed.
また、圧縮空気制御弁11開時のシリンダ内圧力と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力とから圧縮空気制御弁11閉時のシリンダ内圧力を求め、膨張行程のポンプロスを求める。一例としては、圧縮空気制御弁11開時の圧力と圧縮空気貯蔵タンク10のタンク圧の関係から圧縮空気回収中の圧力降下代を求めておき(図18を参照)、得られた圧力降下代より求める。
Further, the pressure in the cylinder when the compressed air control valve 11 is closed is obtained from the pressure in the cylinder when the compressed air control valve 11 is opened and the pressure in the compressed
S203では、上述した後処理中フラグがONであるか否かを判定し、後処理中フラグがONであればS206へ進み、そうでなければS204へ進む。 In S203, it is determined whether or not the above-described post-processing flag is ON. If the post-processing flag is ON, the process proceeds to S206, and if not, the process proceeds to S204.
S204では、スロットル開度が所定値より小さいか否かを判定し、スロットル開度が所定値より小さい場合にはS205へ進み、そうでない場合にはS207へ進む。 In S204, it is determined whether or not the throttle opening is smaller than a predetermined value. If the throttle opening is smaller than the predetermined value, the process proceeds to S205, and if not, the process proceeds to S207.
S205では、スロットル開度を徐々に開けていく吸気行程のポンプロスを低減していく。 In S205, the pump loss in the intake stroke in which the throttle opening is gradually opened is reduced.
S206では、S204及びS205で拡大したスロットル開度を元に戻すべく、スロットル開度を徐々に閉じていく。 In S206, the throttle opening is gradually closed to restore the throttle opening enlarged in S204 and S205.
このとき、エンジンのマイナストルクを略一定にするため、スロットル全閉時の吸気行程ポンプロスと、吸気行程ポンプロス+圧縮行程ポンプロスとを略同一にしたい。 At this time, in order to make the negative torque of the engine substantially constant, it is desired to make the intake stroke pump loss when the throttle is fully closed and the intake stroke pump loss + compression stroke pump loss substantially the same.
そこで、S207〜S209では、スロットル弁全閉時の吸気行程ポンプロスと、吸気行程ポンプロス+圧縮行程ポンプロスと、の差分に応じて圧縮比を調整することで両者が略一定になるようにする。 Therefore, in S207 to S209, the compression ratio is adjusted according to the difference between the intake stroke pump loss when the throttle valve is fully closed and the intake stroke pump loss + compression stroke pump loss, so that both become substantially constant.
尚、S208で、圧縮比を上げると回収弁開時のシリンダ内圧が上がるため圧力降下代が大きくなる。また、S209で圧縮比を下げると回収弁開時のシリンダ内圧が下がるため圧力降下代が小さくなる。 In S208, if the compression ratio is increased, the pressure in the cylinder is increased when the recovery valve is opened, so that the pressure drop is increased. Further, when the compression ratio is lowered in S209, the pressure in the cylinder is reduced when the recovery valve is opened, so the pressure drop is reduced.
以上説明してきた本実施形態においては、圧縮空気の圧縮空気貯蔵タンク10への回収開始時には、筒内圧力(シリンダ内圧力)と圧縮空気貯蔵タンク10内の圧力との圧力差は小さくなるよう制御される。その結果、例えば内燃機関の筒内から圧縮空気貯蔵タンク10内に急激な圧縮空気の移動が発生してしまうことはないため、ポンプロスも増加することはなく、トルクの大幅な減少の発生を抑えることができる。
In the present embodiment described above, when the recovery of compressed air to the compressed
以下、本発明の他の実施形態について説明するが、上述した第1実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, although other embodiment of this invention is described, about the component same as 1st Embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図19は、本発明の第2実施形態におけるエンジン21の概略構成を示す説明図である。この第2実施形態におけるエンジン21は、上述した第1実施形態におけるエンジン1と略同一構成となっているが、排気通路22に接続通路9が接続され、排気通路22と接続通路9との接続位置よりも排気下流側の排気通路22内に排気制御弁23が配置されている。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the
排気制御弁23は、図示せぬアクチュエータにより、排気通路22内で開閉駆動するものであり、閉弁時には、排気制御弁23下流側への排気の流れが規制される。
The
そして、この第2実施形態においては、排気弁3の駆動機構として、上述した可変動弁機構50が適用されている。
In the second embodiment, the
このような第2実施形態いおいても、上述した第1実施形態と同様に、所定の運転状態となり圧縮空気を圧縮空気貯蔵タンク10に回収する条件が成立した際には、圧縮空気を圧縮空気貯蔵タンク10に回収する。
Even in the second embodiment, as in the first embodiment described above, the compressed air is compressed when the predetermined operation state is established and the condition for recovering the compressed air to the compressed
すなわち、この第2実施形態においては、図20に示すように、所定の運転状態となり圧縮空気を圧縮空気貯蔵タンク10に回収する条件が成立した際には、圧縮行程において、排気制御弁23が閉弁するよう制御され、圧縮空気流量制御弁13が開弁するよう制御されている。排気制御弁23は通常時は開弁しており、圧縮空気流量制御弁13は通常時は閉弁している。
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 20, when a condition for recovering the compressed air to the compressed
このような第2実施形態においても、上述した第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 In such a second embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment described above can be obtained.
尚、上記各実施形態は、いわゆるポート噴射のガソリンエンジンへの適用例であったが、シリンダ内に燃料を直接噴射する直接噴射式のガソリンエンジンに適用することも可能である。 Each of the above embodiments is an application example to a so-called port-injection gasoline engine. However, it can also be applied to a direct-injection gasoline engine in which fuel is directly injected into a cylinder.
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。 The technical idea of the present invention that can be grasped from the above embodiment will be listed together with the effects thereof.
(1) 内燃機関の制御装置は、所定の運転状態のおける圧縮行程において内燃機関の筒内で生成された圧縮空気を外部に取り出す圧縮空気取り出し機構と、上記圧縮空気取り出し機構により取り出された圧縮空気を回収し貯蔵する圧縮空気貯蔵タンクと、上記圧縮空気貯蔵タンク内の圧力を検知する圧縮空気貯蔵タンク内圧力検知手段と、運転状態に基づいて上記内燃機関の筒内圧力を検知する筒内圧力検知手段と、内燃機関の筒内圧力と上記圧縮空気貯蔵タンク内の圧力との圧力差を制御する差圧制御手段と、を有し、上記圧縮空気取り出し機構は、上記圧力差が所定値以下となった時点から上記圧縮空気貯蔵タンクへの圧縮空気の回収が開始されるよう制御されている。これによって、圧縮空気の圧縮空気貯蔵タンクへの回収開始時には、筒内圧力と圧縮空気貯蔵タンク内の圧力との圧力差は小さくなるよう制御される。その結果、例えば内燃機関の筒内から圧縮空気貯蔵タンク内に急激な圧縮空気の移動が発生してしまうことはないため、ポンプロスも増加することはなく、トルクの大幅な減少の発生を抑えることができる。 (1) A control device for an internal combustion engine includes a compressed air extraction mechanism that extracts compressed air generated in a cylinder of the internal combustion engine in a compression stroke in a predetermined operation state, and a compression that is extracted by the compressed air extraction mechanism. Compressed air storage tank for collecting and storing air, compressed air storage tank pressure detecting means for detecting the pressure in the compressed air storage tank, and in-cylinder for detecting the in-cylinder pressure of the internal combustion engine based on the operating state Pressure detecting means; and differential pressure control means for controlling the pressure difference between the in-cylinder pressure of the internal combustion engine and the pressure in the compressed air storage tank, and the compressed air take-out mechanism has the pressure difference of a predetermined value. Control is performed so that the recovery of the compressed air to the compressed air storage tank is started from the time point when it becomes below. Thus, at the start of recovery of compressed air to the compressed air storage tank, the pressure difference between the in-cylinder pressure and the pressure in the compressed air storage tank is controlled to be small. As a result, for example, there is no sudden movement of compressed air from the cylinder of the internal combustion engine into the compressed air storage tank, so that the pump loss does not increase and the occurrence of a significant decrease in torque is suppressed. Can do.
(2) 上記(1)に記載の内燃機関の制御装置において、上記差圧制御手段は、上記圧縮空気貯蔵タンクに圧縮空気を回収している際に、上記圧力差が略一定となるよう制御されている。これによって、上記圧縮空気貯蔵タンクへの圧縮空気の回収中、エンジンとしての駆動トルクは、略一定となり、ドライバに違和感を与えることもない。 (2) In the control apparatus for an internal combustion engine according to (1), the differential pressure control means controls the pressure difference to be substantially constant when the compressed air is collected in the compressed air storage tank. Has been. As a result, during the recovery of the compressed air to the compressed air storage tank, the driving torque as the engine becomes substantially constant, and the driver does not feel uncomfortable.
(3) 上記(1)に記載の内燃機関の制御装置において、上記差圧制御手段は、上記圧縮空気貯蔵タンクに圧縮空気を回収している際に、上記圧力差が上記圧縮空気貯蔵タンクへの圧縮空気の回収開始からの時間に応じて大きくなるよう制御されている。これによって、ドライバに違和感を与えることなく、圧縮空気貯蔵タンクにより多くの圧縮空気を回収することができる。 (3) In the control apparatus for an internal combustion engine according to (1), when the differential pressure control means collects the compressed air in the compressed air storage tank, the pressure difference is transferred to the compressed air storage tank. It is controlled so as to increase in accordance with the time from the start of recovery of compressed air. As a result, more compressed air can be recovered in the compressed air storage tank without causing the driver to feel uncomfortable.
(4) 上記(1)に記載の内燃機関の制御装置は、内燃機関の運転状態に基づいて、内燃機関のポンプロスを検知するポンプロス検知手段を有し、上記差圧制御手段は、上記圧縮空気貯蔵タンクに圧縮空気を回収している際に、上記圧力差が吸入負圧による吸気行程のポンプロスと上記圧縮空気貯蔵タンクへの圧縮空気の回収よる膨張行程のポンプロスとの和が略一定となるように制御されている。これによって、吸気行程のポンプロスと膨張行程のポンプロスとの和が略一定となるよう制御されるので、マイナス駆動力が略一定となり、ドライバに違和感を与えずに圧縮空気の回収量を多くすることができる。 (4) The control device for an internal combustion engine according to (1) includes pump loss detection means for detecting a pump loss of the internal combustion engine based on an operating state of the internal combustion engine, and the differential pressure control means includes the compressed air. When the compressed air is recovered in the storage tank, the sum of the pump loss in the intake stroke due to the negative pressure and the expansion stroke due to the recovery of the compressed air to the compressed air storage tank becomes substantially constant. So that it is controlled. As a result, the sum of the pump loss in the intake stroke and the pump loss in the expansion stroke is controlled to be substantially constant, so that the minus driving force is substantially constant, and the amount of compressed air recovered is increased without causing the driver to feel uncomfortable. Can do.
(5) 上記(1)〜(4)のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、上記圧縮空気取り出し機構は、圧縮行程の所定期間の間だけ排気弁を開弁させる排気弁圧縮行程時開閉手段と、上記圧縮吸気貯蔵タンクと排気通路と接続する接続通路と、上記排気通路と上記接続通路との接続位置よりも排気下流側の上記排気通路内に配置された排気制御弁と、上記排気制御弁を圧縮行程時の所定期間の間だけ閉弁させる排気制御弁開閉手段と、を有し、圧縮行程時に排気弁が開く際には、上記排気制御弁を閉弁させることで排気通路を閉塞し、上記接続通路を介して上記圧縮吸気貯蔵タンクに圧縮空気が回収される。これによって、圧縮空気取り出し機構は、従来の一般的な内燃機関の主に排気系を改造することで実現可能であり、コスト的に有利である。 (5) In the control device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (4), the compressed air extraction mechanism is configured to open an exhaust valve only during a predetermined period of the compression stroke. Open / close means, a connection passage connecting the compressed intake storage tank and the exhaust passage, an exhaust control valve disposed in the exhaust passage downstream of the connection position of the exhaust passage and the connection passage, And an exhaust control valve opening / closing means for closing the exhaust control valve only during a predetermined period during the compression stroke, and when the exhaust valve opens during the compression stroke, the exhaust passage is closed by closing the exhaust control valve. And the compressed air is collected in the compressed intake storage tank through the connection passage. Thus, the compressed air take-out mechanism can be realized mainly by modifying the exhaust system of a conventional general internal combustion engine, which is advantageous in terms of cost.
(6) 上記(1)〜(4)のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、上記圧縮空気取り出し機構は、内燃機関の燃焼室と上記圧縮空気貯蔵タンクとを接続する接続通路と、上記接続通路と上記燃焼室との接続部分に配置された圧縮空気制御弁と、上記圧縮空気制御弁を圧縮行程時の所定期間の間だけ開弁させる圧縮空気制御弁開閉手段と、を有し、圧縮行程時に圧縮空気制御弁が開く際に、上記接続通路を介して上記圧縮吸気貯蔵タンクに圧縮空気が回収される。これによって、圧縮空気を筒内から直接回収可能なため、圧縮空気の回収効率を向上させることができる。 (6) In the control device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (4), the compressed air extraction mechanism includes a connection passage that connects a combustion chamber of the internal combustion engine and the compressed air storage tank; A compressed air control valve disposed at a connection portion between the connection passage and the combustion chamber; and a compressed air control valve opening / closing means for opening the compressed air control valve only for a predetermined period during a compression stroke. When the compressed air control valve opens during the compression stroke, the compressed air is recovered to the compressed intake storage tank via the connection passage. Thereby, since the compressed air can be directly recovered from the cylinder, the recovery efficiency of the compressed air can be improved.
(7) 上記(1)〜(6)のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、上記差圧制御手段は、吸気通路に配置されて内燃機関の筒内に吸入される空気量を調整するスロットル弁を有し、該スロットル弁の弁開度を変更することで筒内圧力を変更し、上記圧力差を制御している。これによって、新規の機構等を追加することなく、既存の構成から差圧制御手段が構成されるのでコスト的に有利となる。 (7) In the control device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (6), the differential pressure control means adjusts an amount of air that is disposed in an intake passage and is sucked into a cylinder of the internal combustion engine. The in-cylinder pressure is changed by changing the valve opening of the throttle valve, and the pressure difference is controlled. As a result, the differential pressure control means is configured from the existing configuration without adding a new mechanism or the like, which is advantageous in terms of cost.
(8) 上記(1)〜(6)のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、上記差圧制御手段は、吸気弁の閉時期を変更可能な吸気弁閉時期変更手段を有し、吸気弁閉時期を変更することで上記圧力差を制御している。吸気弁閉時期を変更すると、内燃機関の有効圧縮比が変化することになる。つまり、内燃機関の有効圧縮比が変更されることによって、内燃機関の筒内圧力と圧縮空気貯蔵タンクに貯蔵された圧縮空気の圧力との圧力差が制御される。これによって、ヘッドのみの改造で対応可能であり、コスト的に有利となる。 (8) In the control device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (6), the differential pressure control means includes an intake valve closing timing changing means capable of changing an intake valve closing timing, The pressure difference is controlled by changing the intake valve closing timing. When the intake valve closing timing is changed, the effective compression ratio of the internal combustion engine changes. That is, the pressure difference between the in-cylinder pressure of the internal combustion engine and the pressure of the compressed air stored in the compressed air storage tank is controlled by changing the effective compression ratio of the internal combustion engine. As a result, it is possible to cope with modification of only the head, which is advantageous in terms of cost.
(9) 上記(1)〜(6)のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、上記差圧制御手段は、ピストンの上死点位置を変更可能なピストン上死点位置可変手段を有し、ピストン上死点位置を変更することで上記圧力差を制御している。 (9) In the control device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (6), the differential pressure control means includes a piston top dead center position variable means capable of changing a top dead center position of the piston. The pressure difference is controlled by changing the piston top dead center position.
吸気弁閉時期を変更すると、内燃機関の有効圧縮比が変化することになる。つまり、内燃機関の有効圧縮比が変更されることによって、内燃機関の筒内圧力と圧縮空気貯蔵タンクに貯蔵された圧縮空気の圧力との圧力差が制御される。これによって、全吸気量の制御が可能なため多くの多くの圧縮空気を回収することが可能となる。 When the intake valve closing timing is changed, the effective compression ratio of the internal combustion engine changes. That is, the pressure difference between the in-cylinder pressure of the internal combustion engine and the pressure of the compressed air stored in the compressed air storage tank is controlled by changing the effective compression ratio of the internal combustion engine. As a result, since the total intake air amount can be controlled, a large amount of compressed air can be recovered.
(10) 上記(1)〜(6)のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、上記差圧制御手段は、ピストンの上死点位置を変更可能なピストン上死点位置可変手段と、吸気弁の閉時期を変更可能な吸気弁閉時期変更手段とを有し、ピストン上死点位置及び吸気弁閉時期を変更することで上記圧力差を制御している。これによって、圧縮比の制御幅を広くとることができる。 (10) In the control device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (6), the differential pressure control means includes a piston top dead center position variable means capable of changing a top dead center position of the piston, Intake valve closing timing changing means capable of changing the closing timing of the intake valve, and the pressure difference is controlled by changing the piston top dead center position and the intake valve closing timing. Thereby, the control range of the compression ratio can be widened.
(11) 上記(1)〜(6)のいずれかに記載の内燃機関の制御装置は、上記圧縮空気貯蔵タンクに接続され、該圧縮空気貯蔵タンクに内燃機関の筒内で生成された圧縮空気を導く接続通路を有し、上記差圧制御手段は、上記接続通路に介装され、該接続通路を開閉制御可能な流量制御弁を有し、該流量制御弁の弁開度を制御することで上記圧力差を制御している。これによって、簡易に圧力差を調整可能となる。 (11) The control device for an internal combustion engine according to any one of (1) to (6) is connected to the compressed air storage tank, and the compressed air generated in the cylinder of the internal combustion engine in the compressed air storage tank The differential pressure control means has a flow control valve that is interposed in the connection passage and can control the opening and closing of the connection passage, and controls the valve opening degree of the flow control valve. To control the pressure difference. As a result, the pressure difference can be easily adjusted.
1…エンジン
2…吸気弁
3…排気弁
9…接続通路
10…圧縮空気貯蔵タンク
11…圧縮空気制御弁
23…排気制御弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (11)
上記圧縮空気取り出し機構により取り出された圧縮空気を回収し貯蔵する圧縮空気貯蔵タンクと、
上記圧縮空気貯蔵タンク内の圧力を検知する圧縮空気貯蔵タンク内圧力検知手段と、
運転状態に基づいて上記内燃機関の筒内圧力を検知する筒内圧力検知手段と、
内燃機関の筒内圧力と上記圧縮空気貯蔵タンク内の圧力との圧力差を制御する差圧制御手段と、を有し、
上記圧縮空気取り出し機構は、上記圧力差が所定値以下となった時点から上記圧縮空気貯蔵タンクへの圧縮空気の回収が開始されるよう制御されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A compressed air take-out mechanism for taking out the compressed air generated in the cylinder of the internal combustion engine in the compression stroke in a predetermined operation state;
A compressed air storage tank for collecting and storing the compressed air taken out by the compressed air take-out mechanism;
A pressure detection means in the compressed air storage tank for detecting the pressure in the compressed air storage tank;
In-cylinder pressure detecting means for detecting the in-cylinder pressure of the internal combustion engine based on the operating state;
Differential pressure control means for controlling the pressure difference between the cylinder pressure of the internal combustion engine and the pressure in the compressed air storage tank,
The control apparatus for an internal combustion engine, wherein the compressed air take-out mechanism is controlled so that recovery of the compressed air to the compressed air storage tank is started from the time when the pressure difference becomes a predetermined value or less.
上記差圧制御手段は、上記圧縮空気貯蔵タンクに圧縮空気を回収している際に、上記圧力差が吸入負圧による吸気行程のポンプロスと上記圧縮空気貯蔵タンクへの圧縮空気の回収よる膨張行程のポンプロスとの和が略一定となるように制御されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 Based on the operating state of the internal combustion engine, having a pump loss detection means for detecting the pump loss of the internal combustion engine,
The differential pressure control means, when recovering compressed air to the compressed air storage tank, the pressure difference causes an intake stroke pump loss due to suction negative pressure and an expansion stroke due to the compressed air recovery to the compressed air storage tank. 2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the sum of the pump loss and the pump loss is controlled to be substantially constant.
圧縮行程時に排気弁が開く際には、上記排気制御弁を閉弁させることで排気通路を閉塞し、上記接続通路を介して上記圧縮吸気貯蔵タンクに圧縮空気が回収されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 The compressed air take-out mechanism includes an exhaust valve compression stroke opening / closing means that opens the exhaust valve only during a predetermined period of the compression stroke, a connection passage connecting the compressed intake storage tank and the exhaust passage, the exhaust passage, and the exhaust passage. An exhaust control valve disposed in the exhaust passage downstream of the connection position with respect to the connection passage, and an exhaust control valve opening / closing means for closing the exhaust control valve only for a predetermined period during the compression stroke. Have
When the exhaust valve is opened during the compression stroke, the exhaust passage is closed by closing the exhaust control valve, and the compressed air is recovered to the compressed intake storage tank through the connection passage. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
圧縮行程時に圧縮空気制御弁が開く際に、上記接続通路を介して上記圧縮吸気貯蔵タンクに圧縮空気が回収されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 The compressed air take-out mechanism includes a connection passage that connects a combustion chamber of the internal combustion engine and the compressed air storage tank, a compressed air control valve that is disposed at a connection portion between the connection passage and the combustion chamber, and the compressed air. Compressed air control valve opening and closing means for opening the control valve only during a predetermined period during the compression stroke,
The control of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein when the compressed air control valve is opened during a compression stroke, the compressed air is recovered to the compressed intake air storage tank through the connection passage. apparatus.
上記差圧制御手段は、上記接続通路に介装され、該接続通路を開閉制御可能な流量制御弁を有し、該流量制御弁の弁開度を制御することで上記圧力差を制御していることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 Connected to the compressed air storage tank, and having a connecting passage for guiding the compressed air generated in the cylinder of the internal combustion engine to the compressed air storage tank;
The differential pressure control means includes a flow rate control valve that is interposed in the connection passage and can control the opening and closing of the connection passage, and controls the pressure difference by controlling the valve opening degree of the flow rate control valve. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control device is an internal combustion engine.
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Citations (2)
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-
2007
- 2007-11-19 JP JP2007298759A patent/JP2009121429A/en active Pending
Patent Citations (2)
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JP2007077954A (en) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Mitsubishi Motors Corp | Engine starting device |
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