JP2009133211A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
燃料にアルコールが混合されたアルコール混合燃料により運転可能な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 that can be operated with an alcohol-mixed fuel in which alcohol is mixed with fuel.
近年、内燃機関にて、燃料性状の異なる複数種類の燃料を用い、それぞれの短所を補って長所を相互補完させる、所謂、多種燃料内燃機関が採用されている。この多種燃料内燃機関が搭載された車両は、一般にフレキシブル燃料自動車(FFV:Flexible Fuel Vehicle)と呼ばれている。その一例としては、ガソリン燃料とエタノール等のアルコール燃料を要求性能に合わせて単独で又は混合して使用し、内燃機関のエミッション性能の向上やガソリン燃料等の化石燃料の消費抑制などのような環境性能の向上を図るものが知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, so-called multi-fuel internal combustion engines have been adopted in which a plurality of types of fuels having different fuel properties are used in an internal combustion engine and the respective advantages are complemented and the advantages are mutually complemented. A vehicle equipped with this multi-fuel internal combustion engine is generally called a flexible fuel vehicle (FFV). One example is the use of gasoline fuels and alcohol fuels such as ethanol alone or in combination to meet the required performance to improve the internal combustion engine emission performance and control consumption of fossil fuels such as gasoline fuel. Those that improve performance are known.
ところが、燃料を燃焼室に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関では、燃料を噴射するインジェクタがシリンダヘッドに配設され、インジェクタの先端部が燃焼室に臨んでおり、燃焼ガスの熱等によりインジェクタの先端部が比較的高温になりがちである。インジェクタの先端温度が高温となると、主としてガソリン中の高沸点成分(アロマ分)が、インジェクタの先端の噴口部周辺に付着又は残留しやすく、噴口部内にデポジット(燃料炭化物)として凝集して付着する。すると、インジェクタから噴射される燃料量が低下し、エンジンの出力低下などを招いてしまう。 However, in a cylinder injection internal combustion engine that directly injects fuel into a combustion chamber, an injector that injects fuel is disposed in the cylinder head, and the tip of the injector faces the combustion chamber. The tip of the injector tends to be relatively hot. When the tip temperature of the injector becomes high, high-boiling components (aromatic components) in gasoline tend to adhere or remain around the nozzle part at the tip of the injector, and aggregate and adhere as deposits (fuel carbide) in the nozzle part. . Then, the amount of fuel injected from the injector is reduced, leading to a reduction in engine output.
そこで、例えば、下記特許文献1に記載されたエンジンの制御装置では、切換制御手段が、インジェクタの先端温度に応じて切換手段に信号を送り、メイン燃料を使用しての運転と、アルコール燃料を使用しての運転とを切り換え、インジェクタの先端温度がデポジットの付着の可能性が高い温度のときには、メイン燃料よりも高沸点成分の少ないアルコール燃料を使用しての運転に切り換えることで、デポジットのインジェクタの先端部への付着を回避している。 Therefore, for example, in the engine control apparatus described in Patent Document 1 below, the switching control means sends a signal to the switching means in accordance with the tip temperature of the injector, and the operation using the main fuel and the alcohol fuel are performed. When the injector tip temperature is at a temperature where the possibility of deposit deposition is high, switching to operation using alcohol fuel with a lower high boiling point component than the main fuel, the deposit It avoids sticking to the tip of the injector.
ところが、アルコールは、ガソリンに比べて気化特性が良好であるため、インジェクタから噴射されると直ちに気化し、燃焼室の壁面に未揮発分のまま到達する可能性は低い。そのため、燃焼室の壁面にデポジットが堆積しやすくなり、アルコールは着火しやすいため、燃焼室の壁面に堆積したデポジットがアルコールにより着火し、プレイグが発生しやすくなる。また、アルコールは、気化潜熱が高いため、内燃機関の高負荷時でも燃焼室の温度が下がりやすく、オイルを起因として、特に、ピストンの頂面にはデポジットが堆積しやすい。 However, since alcohol has better vaporization characteristics than gasoline, it is less likely to vaporize immediately after being injected from the injector and reach the wall of the combustion chamber as a non-volatile component. Therefore, deposits easily accumulate on the wall surface of the combustion chamber, and alcohol easily ignites. Therefore, deposits deposited on the wall surface of the combustion chamber are ignited by alcohol, and pregure easily occurs. In addition, since alcohol has a high latent heat of vaporization, the temperature of the combustion chamber tends to decrease even when the internal combustion engine is under high load, and deposits are likely to accumulate particularly on the top surface of the piston due to oil.
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、燃焼室へのデポジットの堆積を抑制可能とする内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress the accumulation of deposits in a combustion chamber.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室または吸気ポートにアルコール燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記燃料噴射手段による燃料噴射時期を設定する燃料噴射時期設定手段と、該燃料噴射時期設定手段により設定された燃料噴射時期に基づいて前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、を備える内燃機関の制御装置において、アルコール燃料による前記内燃機関の運転累積量を検出するアルコール燃料運転累積量検出手段を設け、前記燃料噴射時期設定手段は、前記アルコール燃料運転累積量検出手段が検出した運転累積量が予め設定された所定値を越えたときに、前記燃料噴射手段により噴射されるアルコール燃料の噴霧がピストン頂面に向く時期に設定する、ことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a control device for an internal combustion engine according to the present invention includes a fuel injection unit capable of injecting alcohol fuel into a combustion chamber or an intake port of an internal combustion engine, and an operating state of the internal combustion engine. A fuel injection timing setting means for setting a fuel injection timing by the fuel injection means according to the fuel injection timing, a fuel injection control means for controlling the fuel injection means based on the fuel injection timing set by the fuel injection timing setting means, In the control apparatus for an internal combustion engine, provided is an alcohol fuel operation cumulative amount detection means for detecting an operation cumulative amount of the internal combustion engine using alcohol fuel, and the fuel injection timing setting means is detected by the alcohol fuel operation cumulative amount detection means. When the accumulated operation amount exceeds a predetermined value set in advance, the spray of alcohol fuel injected by the fuel injection means Set the time facing the top surface, it is characterized in.
本発明の内燃機関の制御装置では、前記アルコール燃料運転累積量検出手段が検出するアルコール燃料による前記内燃機関の運転累積量は、アルコール燃料による前記内燃機関の運転継続時間であることを特徴としている。 In the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the operation cumulative amount of the internal combustion engine by the alcohol fuel detected by the alcohol fuel operation cumulative amount detection means is an operation continuation time of the internal combustion engine by the alcohol fuel. .
本発明の内燃機関の制御装置では、前記アルコール燃料運転累積量検出手段が検出するアルコール燃料による前記内燃機関の運転累積量は、前記燃料噴射手段により噴射されたアルコール燃料の累積噴射量であることを特徴としている。 In the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the operation cumulative amount of the internal combustion engine by the alcohol fuel detected by the alcohol fuel operation cumulative amount detection unit is a cumulative injection amount of the alcohol fuel injected by the fuel injection unit. It is characterized by.
本発明の内燃機関の制御装置では、アルコール燃料は、アルコールとガソリンとの混合燃料であり、前記アルコール燃料運転累積量検出手段が検出するアルコール燃料による前記内燃機関の運転累積量は、予め設定されたアルコール濃度以上の燃料による運転累積量であることを特徴としている。 In the control device for an internal combustion engine of the present invention, the alcohol fuel is a mixed fuel of alcohol and gasoline, and the operation cumulative amount of the internal combustion engine by the alcohol fuel detected by the alcohol fuel operation cumulative amount detection means is preset. It is characterized by the cumulative amount of operation with a fuel with an alcohol concentration or higher.
本発明の内燃機関の制御装置では、前記アルコール燃料運転累積量検出手段は、前記内燃機関が予め設定された所定温度以上であるときに、アルコール燃料による前記内燃機関の運転累積量を検出することを特徴としている。 In the control device for an internal combustion engine of the present invention, the alcohol fuel operation cumulative amount detection means detects the operation cumulative amount of the internal combustion engine by alcohol fuel when the internal combustion engine is at a predetermined temperature or higher. It is characterized by.
本発明の内燃機関の制御装置では、前記燃料噴射時期設定手段は、前記アルコール燃料運転累積量検出手段が検出した運転累積量が所定値を越えたとき、前記燃料噴射手段による燃料噴射時期を吸気行程前半に設定することを特徴としている。 In the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the fuel injection timing setting means takes in the fuel injection timing by the fuel injection means when the operation cumulative amount detected by the alcohol fuel operation cumulative amount detection means exceeds a predetermined value. It is set in the first half of the process.
本発明の内燃機関の制御装置では、前記内燃機関の運転状態に応じて前記燃料噴射手段による燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段を設け、前記燃料噴射時期設定手段は、前記アルコール燃料運転累積量検出手段が検出した運転累積量が所定値を越えたとき、前記燃料噴射量設定手段が設定した燃料噴射量が予め設定された所定値を超えるときに、前記燃料噴射手段による燃料噴射時期を吸気行程前半と圧縮行程後半に設定することを特徴としている。 In the control device for an internal combustion engine of the present invention, a fuel injection amount setting means for setting a fuel injection amount by the fuel injection means in accordance with an operating state of the internal combustion engine is provided, and the fuel injection timing setting means is configured to perform the alcohol fuel operation. The fuel injection timing by the fuel injection unit when the cumulative operation amount detected by the cumulative amount detection unit exceeds a predetermined value, or when the fuel injection amount set by the fuel injection amount setting unit exceeds a predetermined value set in advance. Is set to the first half of the intake stroke and the second half of the compression stroke.
本発明の内燃機関の制御装置によれば、アルコール燃料による内燃機関の運転累積量を検出するアルコール燃料運転累積量検出手段を設け、燃料噴射時期設定手段は、アルコール燃料運転累積量検出手段が検出した運転累積量が予め設定された所定値を越えたときに、燃料噴射手段により噴射されるアルコール燃料の噴霧がピストン頂面に向く時期に設定するので、アルコール燃料がピストン頂面に衝突することで、アルコールによりピストンの頂面に付着したデポジットが洗い流されることとなり、燃焼室へのデポジットの堆積を抑制することができる。 According to the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the alcohol fuel operation cumulative amount detection means for detecting the operation cumulative amount of the internal combustion engine by alcohol fuel is provided, and the fuel injection timing setting means is detected by the alcohol fuel operation cumulative amount detection means When the accumulated operation amount exceeds a predetermined value set in advance, the alcohol fuel spray injected by the fuel injection means is set at a timing when it is directed to the piston top surface, so that the alcohol fuel collides with the piston top surface. Thus, the deposit adhering to the top surface of the piston is washed away by alcohol, and deposit accumulation in the combustion chamber can be suppressed.
以下に、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of an internal combustion engine control apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.
図1は、本発明の一実施例に係る内燃機関の制御装置を表す概略構成図、図2は、本実施例の内燃機関の制御装置によるデポジット洗い流し制御を表すフローチャート、図3は、通常制御での噴射時期による燃料噴射を表す概略図、図4は、デポジット洗い流し制御での噴射時期による燃料噴射を表す概略図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart illustrating deposit flush control by the control device for the internal combustion engine according to the present embodiment, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing fuel injection by the injection timing in the deposit flush control.
本実施例の内燃機関の制御装置は、燃料性状の異なる複数種類の燃料、ここでは、アルコール燃料とガソリン燃料とを混合して使用するものである。図1に示すように、シリンダブロック11上にシリンダヘッド12が締結されており、このシリンダブロック11に形成された複数のシリンダボア13にピストン14がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック11の下部にクランクケース15が締結され、このクランクケース15内にクランクシャフト16が回転自在に支持されており、各ピストン14はコネクティングロッド17を介してこのクランクシャフト16にそれぞれ連結されている。
The control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment uses a mixture of a plurality of types of fuels having different fuel properties, here, alcohol fuel and gasoline fuel. As shown in FIG. 1, a
燃焼室18は、シリンダブロック11におけるシリンダボア13の壁面とシリンダヘッド12の下面とピストン14の頂面により構成されており、この燃焼室18は、上部(シリンダヘッド12の下面)の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この燃焼室18の上部、つまり、シリンダヘッド12の下面に吸気ポート19及び排気ポート20が対向して形成されており、この吸気ポート19及び排気ポート20に対して吸気弁21及び排気弁22の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁21及び排気弁22は、シリンダヘッド12に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート19及び排気ポート20を閉止する方向(図1にて上方)に付勢支持されている。また、シリンダヘッド12には、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転自在に支持されており、吸気カム及び排気カムが吸気弁21及び排気弁22の上端部に接触している。
The
なお、図示しないが、クランクシャフト16に固結されたクランクシャフトスプロケットと、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24にそれぞれ固結された各カムシャフトスプロケットとは、無端のタイミングチェーンが掛け回されており、クランクシャフト16と吸気カムシャフト23と排気カムシャフト24が連動可能となっている。
Although not shown, the crankshaft sprocket fixed to the
従って、クランクシャフト16に同期して吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転すると、吸気カム及び排気カムが吸気弁21及び排気弁22を所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート19及び排気ポート20を開閉し、吸気ポート19と燃焼室18、燃焼室18と排気ポート20とをそれぞれ連通することができる。この場合、この吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24は、クランクシャフト16が2回転(720度)する間に1回転(360度)するように設定されている。そのため、エンジンは、クランクシャフト16が2回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の4行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が1回転することとなる。
Accordingly, when the
また、このエンジンの動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁21及び排気弁22を最適な開閉タイミングに制御する吸気可変動弁機構(VVT:Variable Valve Timing-intelligent)25となっている。この吸気可変動弁機構25は、吸気カムシャフト23の軸端部にVVTコントローラ26が設けられて構成され、オイルコントロールバルブ27からの油圧をこのVVTコントローラ26の図示しない進角室及び遅角室に作用させることによりカムスプロケットに対する吸気カムシャフト23の位相を変更し、吸気弁21の開閉時期を進角または遅角することができるものである。この場合、吸気可変動弁機構25は、吸気弁21の作用角(開放期間)を一定としてその開閉時期を進角または遅角する。また、吸気カムシャフト23には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ28が設けられている。
The valve mechanism of the engine is a variable intake valve timing mechanism (VVT: Variable Valve Timing-intelligent) 25 that controls the
吸気ポート19には、吸気マニホールド29を介してサージタンク30が連結され、このサージタンク30に吸気管31が連結されており、この吸気管31の空気取入口にはエアクリーナ32が取付けられている。そして、このエアクリーナ32の下流側にスロットル弁33を有する電子スロットル装置34が設けられている。
A
排気ポート20には、排気マニホールド35を介して排気管36が連結されており、この排気管36には排気ガス中に含まれる有害物質を浄化処理する三元触媒37及びNOx吸蔵還元型触媒38が装着されている。この三元触媒37は、空燃比(排気空燃比)がストイキのときに排気ガス中に含まれるHC、CO、NOxを酸化還元反応により同時に浄化処理するものである。NOx吸蔵還元型触媒38は、空燃比(排気空燃比)がリーンのときに排気ガス中に含まれるNOxを一旦吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したリッチ燃焼領域またはストイキ燃焼領域にあるときに、吸蔵したNOxを放出し、添加した還元剤としての燃料によりNOxを還元するものである。
An
吸気管31におけるサージタンク30の下流側と、排気管36における三元触媒37の上流側との間には、排気ガス再循環通路(EGR通路)39が設けられており、このEGR通路39には、EGR弁40とEGRクーラ41が設けられている。また、このEGR通路39におけるEGR弁40より吸気管31側に、EGRガスの温度を検出するEGRガス温度センサ42が設けられている。
An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 39 is provided between the downstream side of the
シリンダヘッド12には、燃焼室18に直接燃料を噴射するインジェクタ(燃料噴射手段)43が装着されており、このインジェクタ43は、吸気ポート19側に位置して水平上端から下方に所定角度傾斜して配置されている。各気筒に装着されるインジェクタ43はデリバリパイプ44に連結され、このデリバリパイプ44には、高圧燃料供給管45を介して高圧燃料ポンプ46が連結され、この高圧燃料ポンプ46には、低圧燃料供給管47を介して燃料タンク48内の低圧燃料ポンプ(フィードポンプ)49が連結されている。従って、低圧燃料ポンプ49は、燃料タンク48内の燃料を所定の低圧まで加圧して低圧燃料供給管47に供給し、高圧燃料ポンプ46は、低圧燃料供給管47の低圧燃料を所定の高圧まで加圧し、高圧燃料供給管45を介してデリバリパイプ44に供給することができ、インジェクタ43は、デリバリパイプ44内の高圧燃料を燃焼室18に噴射することができる。また、シリンダヘッド12には、燃焼室18の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ50が装着されている。
The
車両には、電子制御ユニット(ECU)53が搭載されており、このECU53は、インジェクタ43の燃料噴射タイミングや点火プラグ50の点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、吸気温度、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。
The vehicle is equipped with an electronic control unit (ECU) 53, which can control the fuel injection timing of the
即ち、吸気管31の上流側にはエアフローセンサ54及び吸気温センサ55が装着され、計測した吸入空気量及び吸気温度をECU53に出力している。電子スロットル装置34にはスロットルポジションセンサ56が設けられ、アクセルペダルにはアクセルポジションセンサ57が設けられており、現在のスロットル開度及びアクセル開度をECU53に出力している。クランクシャフト16にはクランク角センサ58が設けられ、検出したクランク角度をECU53に出力し、ECU53はクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出する。また、シリンダブロック11には水温センサ59が設けられており、検出したエンジン冷却水温をECU53に出力している。シリンダブロック11にはノックセンサ60が設けられており、検出したノッキング信号をECU53に出力している。
That is, an
また、排気管36における三元触媒37より上流側に、空燃比(A/F)センサ61が設けられ、三元触媒37より下流側に、酸素(O2)センサ62が設けられている。このA/Fセンサ61及びO2センサ62は、燃焼室18から排気ポート20及び排気マニホールド35を通して排気管36に排気された排気ガスの排気空燃比(酸素量)を検出し、検出した排気空燃比をECU53に出力している。ECU53は、A/Fセンサ61及びO2センサ62が検出した排気空燃比をフィードバックし、エンジン運転状態に応じて設定された目標空燃比と比較することで、燃料噴射量を補正している。
An air-fuel ratio (A / F)
燃料タンク48には、アルコールとガソリンとの混合燃料が貯留されており、この貯留されている混合燃料の残量を検出する残量センサ63が設けられており、検出した燃料残量をECU53に出力している。また、燃料タンク48には、この燃料タンク48に貯留されている混合燃料におけるアルコール濃度を検出する濃度センサ64が設けられており、検出した混合燃料におけるアルコール濃度をECU53に出力している。
The
また、ECU53は、エンジン運転状態に基づいて吸気可変動弁機構25を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップをなくすことで、排気ガスが吸気ポート19または燃焼室18に吹き返す量を少なくし、燃焼安定及び燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、このオーバーラップを大きくすることで、内部EGR率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、吸気弁21の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート19に吹き返す量を少なくし、体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、吸気弁21の閉止時期を回転数にあわせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとし、体積効率を向上させる。
Further, the
ところで、本実施例の内燃機関は、上述したように、ガソリン燃料にエタノール等のアルコール燃料を所定割合混合したアルコール混合燃料を使用可能なものとなっており、エミッション性能の向上やガソリン燃料等の化石燃料の消費抑制などのような環境性能の向上を図るものとなっている。しかし、アルコールは、ガソリンに比べて気化特性が良好であるため、燃焼室18に噴射されると直ちに気化し、壁面に未揮発分のまま到達する可能性は低い。そのため、燃焼室18の壁面にデポジットが堆積しやすくなり、アルコールは着火しやすいため、燃焼室の壁面に堆積したデポジットがアルコールにより着火し、プレイグが発生しやすくなる。
By the way, as described above, the internal combustion engine of the present embodiment can use an alcohol-mixed fuel obtained by mixing a gasoline fuel with an alcohol fuel such as ethanol at a predetermined ratio. It is intended to improve environmental performance such as fossil fuel consumption control. However, since alcohol has better vaporization characteristics than gasoline, it is unlikely to vaporize immediately after being injected into the
そこで、本実施例の内燃機関の制御装置にて、燃料噴射制御手段としてのECU53は、上述したように、内燃機関の運転状態に応じてインジェクタ43による燃料噴射時期を設定(燃料噴射時期設定手段)すると共に、インジェクタ43による燃料噴射量を設定(燃料噴射量設定手段)し、設定された燃料噴射時期及び燃料噴射量に基づいてインジェクタ43を制御可能である。そして、ECU53は、アルコール混合燃料による内燃機関の運転累積量を検出(アルコール燃料運転累積量検出手段)し、検出した運転累積量が予め設定された所定値を越えたときに、インジェクタ43により噴射されるアルコール混合燃料の噴霧がピストン14頂面に向くように燃料噴射時期を設定している。
Therefore, in the control device for the internal combustion engine of the present embodiment, the
この場合、アルコール混合燃料による内燃機関の運転累積量を、アルコール混合燃料による内燃機関の運転継続時間としている。なお、アルコール燃料による内燃機関の運転累積量を、インジェクタ43により噴射されたアルコール混合燃料の累積噴射量としたり、予め設定されたアルコール濃度以上の混合燃料による運転累積量としてもよい。
In this case, the cumulative operation amount of the internal combustion engine using the alcohol-mixed fuel is used as the operation duration time of the internal combustion engine using the alcohol-mixed fuel. The cumulative operation amount of the internal combustion engine using alcohol fuel may be the cumulative injection amount of the alcohol mixed fuel injected by the
そして、ECU53は、内燃機関が予め設定された所定温度以上、つまり、水温センサ59が検出したエンジン冷却水温が所定温度以上であるときに、アルコール混合燃料による内燃機関の運転累積量を検出するようにしている。
Then, the
また、ECU53は、アルコール混合燃料運転累積量が所定値を越えたとき、インジェクタ43による燃料噴射時期を吸気行程前半に設定している。この場合、ECU53は、アルコール燃料運転累積量が所定値を越えたとき、設定した燃料噴射量が予め設定された所定値を超えるときに、インジェクタ43による燃料噴射時期を吸気行程前半と圧縮行程後半に設定している。
Further, the
ここで、本実施例の内燃機関の制御装置によるデポジット洗い流し制御について、図2のフローチャートに基づいて説明する。 Here, the deposit flush control by the control device for the internal combustion engine of the present embodiment will be described based on the flowchart of FIG.
本実施例の内燃機関の制御装置によるデポジット洗い流し制御において、図2に示すように、ステップS11にて、濃度センサ64は、燃料タンク48に貯留されている混合燃料におけるアルコール濃度を検出し、この検出したアルコール濃度をECU53に出力し、ステップS12にて、ECU53は、検出したアルコール濃度が予め設定された所定のアルコール濃度A%(例えば、50%)より高いかどうかを判定する。即ち、燃料タンク48に供給される混合燃料のアルコール濃度がばらついている可能性があり、一方で、アルコール濃度が低い混合燃料は、デポジットの洗い流し効果が低い。ここで、燃料タンク48に貯留されている混合燃料におけるアルコール濃度が所定のアルコール濃度A%より高いと判定されたら、ステップS13にて、ECU53は、水温センサ59が検出したエンジン冷却水温が予め設定された所定のエンジン冷却水温H℃(例えば、70℃)より高いかどうかを判定する。即ち、内燃機関が完全暖機状態でないときには、デポジットの洗い流し効果が低い。ここで、エンジン冷却水温が所定のエンジン冷却水温H℃より高いと判定されたら、ステップS14にて、累積運転時間(運転継続時間)Tをカウント開始する。
In the deposit flush control by the control device for the internal combustion engine of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
ステップS15にて、ECU53は、累積運転時間Tが予め設定された所定の累積運転時間Bより長いかどうかを判定する。即ち、累積運転時間Tが長いと、ピストン14の頂面にデポジットが多くたまってしまい、燃焼等に支障をきたすおそれがある。ここで、累積運転時間Tが所定の累積運転時間Bより長いと判定されたら、ステップS16にて、燃料噴射時期を吸気行程前半に再設定する。
In step S15, the
一方、ステップS12で、燃料タンク48に貯留されている混合燃料におけるアルコール濃度が所定のアルコール濃度A%より高くないと判定されたり、ステップS13で、エンジン冷却水温が所定のエンジン冷却水温H℃より高くないと判定されたり、ステップS15で、累積運転時間Tが所定の累積運転時間Bより長くないと判定されたら、ステップS25にて、累積運転時間(運転継続時間)Tをリセット(T=0)する。そして、ステップS26にて、通常の燃料噴射時期制御を実行する。即ち、ECU53は、図3に示すように、インジェクタ43により、ピストン14がA方向に下降する吸気行程後半に燃焼室18内に燃料を噴射する。このとき、インジェクタ43から噴射された燃料噴霧がピストン14の頂面(キャビティ)14aに衝突することはない。
On the other hand, in step S12, it is determined that the alcohol concentration in the mixed fuel stored in the
そして、ステップS17にて、ECU53は、吸入空気量などにより設定された全燃料噴射量を吸気行程前半だけで噴射可能であるかどうかを判定する。即ち、ドライバがアクセルペダルを踏み込んで車両が加速状態であるとき、燃料噴射量が増量されて多量となり、全燃料噴射量を吸気行程前半だけで噴射できないおそれがある。ここで、全燃料噴射量を吸気行程前半だけで噴射可能でないと判定されたら、ステップS18にて、燃料噴射時期を吸気行程前半と圧縮行程後半の2段噴射に再設定してから、ステップS19に移行する。一方、全燃料噴射量を吸気行程前半だけで噴射可能であると判定されたら、燃料噴射時期を吸気行程前半のままで、ステップS19に移行する。
In step S17, the
ステップS19にて、再設定した噴射時期で燃料噴射時期制御を実行する。即ち、ECU53は、図4に示すように、インジェクタ43により、ピストン14がA方向に下降する吸気行程前半に燃焼室18内に燃料を噴射すると共に、ピストン14がB方向に上昇する圧縮行程後半に燃焼室18内に燃料を噴射する。このとき、インジェクタ43から噴射された燃料噴霧がピストン14の頂面(キャビティ)14aに衝突することとなり、ピストン14の頂面14aに付着したデポジットが洗い流される。
In step S19, fuel injection timing control is executed at the reset injection timing. That is, as shown in FIG. 4, the
そして、ステップS20にて、累積運転時間Tをリセット(T=0)し、ステップS21にて、再設定した燃料噴射時期制御の実行期間における累積燃料噴射量Fをカウント開始する。ステップS22にて、ECU53は、この累積燃料噴射量Fが予め設定された所定の累積燃料噴射量Cを超えているかどうかを判定し、累積燃料噴射量Fが所定の累積燃料噴射量Cを超えていないと判定されたら、ステップS16に戻って処理を繰り返す。一方、ここで、ECU53は、累積燃料噴射量Fが所定の累積燃料噴射量Cを超えたと判定したら、ステップS23にて、累積燃料噴射量Fをリセット(F=0)し、ステップS24にて、通常の燃料噴射時期制御に戻す。
In step S20, the cumulative operation time T is reset (T = 0), and in step S21, the cumulative fuel injection amount F in the reset execution period of the fuel injection timing control is started. In step S22, the
このように本実施例の内燃機関の制御装置にあっては、ECU53は、内燃機関の運転状態に応じてインジェクタ43による燃料噴射時期及び燃料噴射量を設定し、設定された燃料噴射時期及び燃料噴射量に基づいてインジェクタ43を制御可能であり、このとき、アルコール混合燃料による内燃機関の運転累積量を検出し、検出した運転累積量が予め設定された所定値を越えたときに、インジェクタ43により噴射されるアルコール混合燃料の噴霧がピストン14頂面に向くように燃料噴射時期に設定している。
Thus, in the control device for the internal combustion engine of the present embodiment, the
従って、アルコール混合燃料による内燃機関の運転累積量(アルコール混合燃料による運転継続時間、アルコール混合燃料の累積噴射量)が所定値を越えると、ECU53は、インジェクタ43により噴射されるアルコール混合燃料の噴霧がピストン14の頂面14aに向く燃料噴射時期、つまり、吸気行程前半または圧縮行程後半に設定し、インジェクタ43を制御する。すると、インジェクタ43から噴射されたアルコール混合燃料がピストン14の頂面14aに衝突することで、混合燃料に含有する高濃度のアルコールによりピストン14の頂面14aに付着したデポジットが洗い流されることとなり、燃焼室18へのデポジットの堆積を抑制することができ、その結果、プレイグの発生を抑制することができる。
Accordingly, when the cumulative operation amount of the internal combustion engine using the alcohol-mixed fuel (the operation duration time of the alcohol-mixed fuel, the cumulative injection amount of the alcohol-mixed fuel) exceeds a predetermined value, the
また、本実施例の内燃機関の制御装置では、アルコール混合燃料による内燃機関の運転累積量を、アルコール混合燃料による内燃機関の運転継続時間または、インジェクタ43により噴射されたアルコール混合燃料の累積噴射量としている。従って、この運転継続時間や累積噴射量をカウントすることで、容易にピストン14の頂面14aへの混合燃料の燃料噴射タイミングを設定することができる。
Further, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment, the operation cumulative amount of the internal combustion engine using the alcohol mixed fuel is determined based on the operation duration time of the internal combustion engine using the alcohol mixed fuel or the cumulative injection amount of the alcohol mixed fuel injected by the
なお、本実施例では、燃料タンク48にアルコールとガソリンとの混合燃料を貯留し、濃度センサが検出した混合燃料におけるアルコール濃度が予め設定されたアルコール濃度であるときに、上述した噴射時期制御を実行するようにしたが、アルコール燃料用の燃料タンクとガソリン燃料用の燃料タンクを別途有していたり、アルコールとガソリンの混合燃料からアルコールとガソリンを分離可能な装置を有している内燃機関であっても、上述した噴射時期制御を実行することができる。この場合、アルコール混合燃料による内燃機関の運転累積量を、予め設定されたアルコール濃度以上の混合燃料による運転累積量とすればよい。
In this embodiment, the fuel mixture is stored in the
また、本実施例の内燃機関の制御装置では、内燃機関が予め設定された所定温度以上、つまり、水温センサ59が検出したエンジン冷却水温が所定温度以上であるときに、アルコール混合燃料による内燃機関の運転累積量を検出するようにしている。従って、内燃機関が完全暖機状態にあるとき、つまり、ピストン14が高温状態であるときに、アルコールによりデポジットを効率的に洗い流すことができる。
In the control apparatus for an internal combustion engine of the present embodiment, when the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined temperature set in advance, that is, when the engine cooling water temperature detected by the
また、本実施例の内燃機関の制御装置では、アルコール混合燃料による内燃機関の運転累積量が所定値を越えたとき、インジェクタ43による燃料噴射時期を吸気行程前半に設定している。従って、燃料噴射時期を吸気行程前半に設定することで、インジェクタ43から噴射される混合燃料の燃料噴霧を確実にピストン14の頂面14aに衝突させることができ、また、圧縮行程でピストン14の頂面14aに付着した燃料を容易に気化させることができる。
Further, in the control device for the internal combustion engine of the present embodiment, when the cumulative operation amount of the internal combustion engine by the alcohol mixed fuel exceeds a predetermined value, the fuel injection timing by the
この場合、全燃料噴射量が予め設定された所定値を超えるときに、インジェクタ43による燃料噴射時期を吸気行程前半と圧縮行程後半に設定している。従って、燃料噴射量が多量であるときには、吸気行程前半と圧縮行程後半の2回に分けて噴射することで、インジェクタ43から噴射される混合燃料の燃料噴霧を確実にピストン14の頂面14aに衝突させることができる。
In this case, when the total fuel injection amount exceeds a predetermined value set in advance, the fuel injection timing by the
また、本実施例の内燃機関の制御装置では、再設定した燃料噴射時期制御の実行期間における累積燃料噴射量が予め設定された所定値を超えたら、通常の燃料噴射時期制御に戻すようにしている。従って、ピストン14の頂面14aへの燃料噴射を最小限にとどめ、オイル希釈や燃焼悪化を抑制することができる。
Further, in the control device for the internal combustion engine of the present embodiment, when the accumulated fuel injection amount in the execution period of the reset fuel injection timing control exceeds a predetermined value set in advance, the control is returned to the normal fuel injection timing control. Yes. Therefore, fuel injection to the
なお、上述した実施例では、本発明の内燃機関を筒内噴射式エンジンとして説明したが、ポート噴射式エンジンであってもよい。この場合、インジェクタから吸気ポートに燃料を噴射するタイミングに合わせて、吸気弁をリフトさせて吸気ポート燃焼室を連通する吸気同期噴射を実行することで、インジェクタが噴射したアルコール混合燃料の燃料噴霧を吸気ポートからこの連通部を通して燃焼室に到達させ、ピストンの頂面へ衝突させるように構成すればよい。 In the above-described embodiment, the internal combustion engine of the present invention has been described as a cylinder injection engine, but a port injection engine may be used. In this case, in accordance with the timing at which fuel is injected from the injector to the intake port, the intake valve is lifted and the intake synchronous injection that communicates with the intake port combustion chamber is executed, so that the fuel spray of the alcohol-mixed fuel injected by the injector is performed. What is necessary is just to comprise so that it may reach a combustion chamber through this communicating part from an intake port, and it may collide with the top surface of a piston.
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃焼室へのデポジットの堆積を抑制可能とするものであり、いずれの内燃機関にも有用である。 As described above, the control device for an internal combustion engine according to the present invention can suppress deposit accumulation in the combustion chamber, and is useful for any internal combustion engine.
18 燃焼室
19 吸気ポート
20 排気ポート
31 吸気管
34 電子スロットル装置
36 排気管
43 インジェクタ(燃料噴射手段)
48 燃料タンク
50 点火プラグ
53 電子制御ユニット、ECU(燃料噴射時期設定手段、燃料噴射量設定手段、燃料噴射制御手段、アルコール燃料運転累積量検出手段)
59 水温センサ
64 濃度センサ
48
59
Claims (7)
前記内燃機関の運転状態に応じて前記燃料噴射手段による燃料噴射時期を設定する燃料噴射時期設定手段と、
該燃料噴射時期設定手段により設定された燃料噴射時期に基づいて前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、を備える内燃機関の制御装置において、
アルコール燃料による前記内燃機関の運転累積量を検出するアルコール燃料運転累積量検出手段を設け、
前記燃料噴射時期設定手段は、前記アルコール燃料運転累積量検出手段が検出した運転累積量が予め設定された所定値を越えたときに、前記燃料噴射手段により噴射されるアルコール燃料の噴霧がピストン頂面に向く時期に設定する、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 Fuel injection means capable of injecting alcohol fuel into the combustion chamber or intake port of the internal combustion engine;
Fuel injection timing setting means for setting a fuel injection timing by the fuel injection means in accordance with an operating state of the internal combustion engine;
A control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel injection control unit that controls the fuel injection unit based on a fuel injection timing set by the fuel injection timing setting unit;
An alcohol fuel operation cumulative amount detection means for detecting an operation cumulative amount of the internal combustion engine with alcohol fuel is provided;
The fuel injection timing setting means is configured to cause a spray of alcohol fuel injected by the fuel injection means to reach a piston top when the operation accumulated quantity detected by the alcohol fuel operation accumulated quantity detection means exceeds a predetermined value set in advance. Set the time to face the surface,
A control device for an internal combustion engine.
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- 2007-11-28 JP JP2007307838A patent/JP2009133211A/en active Pending
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