JP2010116850A - Device and method for controlling engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a layer of recirculated exhaust gas equivalent to a layer of recirculated exhaust gas of a direct injection engine in a dual injection system engine. <P>SOLUTION: An engine control means (100, 200) control the dual injection system engine provided with a first and a second intake port (14a, 14b) which are mutually independent. The first intake port is constructed to make fluid through the first intake port form a first layer (191) near a spark plug (17), and the second intake port is constructed to make fluid through the second intake port form a second layer (192) around the first layer. The engine control means is provided with a control means (20) controlling a first injector (16a) to supply fuel in an EGR stratified operation zone, and controlling a second injector (16B) so as not to supply fuel while controlling an EGR valve (151) to lead recirculated exhaust gas to the second intake port. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、吸気ポート毎にインジェクタを備えるデュアルインジェクション方式のエンジンを制御するエンジン制御装置及び方法の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of an engine control apparatus and method for controlling a dual injection engine having an injector for each intake port.

この種の装置では、例えば燃費の向上、排出ガスの改質等が図られる。例えば、特許文献1には、シリンダ内に直接燃料が噴射されるエンジンにおいて、エンジンの点火プラグ近傍に混合気の層を形成すると共に、該混合気の周囲にEGR(Exhaust Gas Recirculation)ガスの層を形成して、理論空燃比にて成層燃焼させることによって、燃費の向上と排気浄化効果の向上とを図る技術が記載されている。   In this type of apparatus, for example, improvement of fuel consumption, reforming of exhaust gas, and the like are achieved. For example, in Patent Document 1, in an engine in which fuel is directly injected into a cylinder, an air-fuel mixture layer is formed near the spark plug of the engine and an EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas layer is formed around the air-fuel mixture. Is formed, and stratified combustion is performed at a stoichiometric air-fuel ratio, thereby improving the fuel efficiency and exhaust purification effect.

或いは、特許文献2には、燃焼室に接続された二つの吸気ポートと二つの排気ポートとを備え、該二つの吸気ポートの各々の内部が隔壁により上下の流路に分割され、二つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートの上下の流路の一方に排気還流通路の還流口が接続されているエンジンが記載されている。ここでは特に、エンジンホット状態での低負荷運転時に、前記一方の吸気ポートの上側流路に還流口を介して還流排気を流入させ、二つの吸気ポートのうち他方の吸気ポートの上側流路に吸気を流入させることによって、NOxの低減を図る技術が記載されている。   Alternatively, Patent Document 2 includes two intake ports and two exhaust ports connected to the combustion chamber, and the interior of each of the two intake ports is divided into upper and lower flow paths by a partition, An engine is described in which a recirculation port of an exhaust gas recirculation passage is connected to one of the flow paths above and below one of the intake ports. Here, in particular, during low-load operation in the engine hot state, the recirculated exhaust gas is introduced into the upper flow path of the one intake port via the recirculation port, and the upper intake flow path of the other intake port of the two intake ports. A technique for reducing NOx by flowing in intake air is described.

或いは、特許文献3には、燃焼室に二本の吸気バルブ及び二本の排気バルブが配置されると共に、隔壁によって燃焼室が二分割されているエンジンにおいて、一方の分割燃焼室に理論空燃比の混合気を供給すると共に、他方の分割燃焼室にEGRパイプを介してエキゾーストガスを含む混合気を供給することによって、燃費を向上させると共に、窒素酸化物の排出量を抑制する技術が記載されている。   Alternatively, in Patent Document 3, in an engine in which two intake valves and two exhaust valves are arranged in a combustion chamber and the combustion chamber is divided into two by a partition wall, one of the divided combustion chambers has a stoichiometric air-fuel ratio. In addition, a technique for improving the fuel efficiency and suppressing the emission of nitrogen oxides by supplying an air-fuel mixture and supplying an air-fuel mixture containing exhaust gas to the other split combustion chamber via an EGR pipe is described. ing.

特開2003−193841号公報JP 2003-193841 A 特開2003−314339号公報JP 2003-314339 A 特開平5−141302号公報JP-A-5-141302

しかしながら、特許文献1に記載の技術を、吸気ポート毎にインジェクタを備えるデュアルインジェクション方式のエンジンに適用することは非常に困難であるという技術的問題点がある。また、特許文献2及び3に夫々記載の技術では、例えば特許文献1に記載されたような、直噴エンジンにおける還流排出ガスの層を形成することが困難であるという技術的問題点がある。   However, there is a technical problem that it is very difficult to apply the technology described in Patent Document 1 to a dual injection engine having an injector for each intake port. Further, the techniques described in Patent Documents 2 and 3 have a technical problem that it is difficult to form a recirculated exhaust gas layer in a direct injection engine as described in Patent Document 1, for example.

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、デュアルインジェクション方式のエンジンにおいて、直噴エンジンにおける還流排出ガスの層と同等の還流排出ガスの層を形成することができるエンジン制御装置及び方法を提案することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, for example, and in an engine of a dual injection system, an engine control device capable of forming a recirculation exhaust gas layer equivalent to a recirculation exhaust gas layer in a direct injection engine And to propose a method.

本発明のエンジン制御装置は、上記課題を解決するために、燃焼室に接続され、相互に独立した第1及び第2吸気ポートと、前記第1吸気ポートに設けられ、前記燃焼室に燃料を供給可能な第1インジェクタと、前記第2吸気ポートに設けられ、前記燃焼室に前記燃料を供給可能な第2インジェクタと、前記第2吸気ポートに接続され、前記第2吸気ポートに導かれる還流排出ガスの流量を変更可能なEGR弁を有するEGR通路と、前記第1及び第2吸気ポートに夫々対応して設けられた第1及び第2吸気弁と、前記燃焼室に設けられた点火プラグとを備え、前記第1吸気ポートは、前記第1吸気ポートを介する流体が前記燃焼室において前記点火プラグの近傍に第1層を形成するように構成され、前記第2吸気ポートは、前記第2吸気ポートを介する流体が前記燃焼室において前記第1層の周囲に第2層を形成するように構成されているエンジンを制御するエンジン制御装置であって、EGR成層運転領域において、前記燃料を前記燃焼室に供給するように前記第1インジェクタを制御すると共に、前記第2吸気ポートに前記還流排出ガスを導くように前記EGR弁を制御しつつ、前記燃料を前記燃焼室に供給しないように前記第2インジェクタを制御する制御手段を備える。   In order to solve the above-described problem, an engine control device of the present invention is connected to a combustion chamber and is provided in the first and second intake ports independent of each other and the first intake port, and fuel is supplied to the combustion chamber. A first injector that can be supplied; a second injector that is provided in the second intake port and that can supply the fuel to the combustion chamber; and a recirculation that is connected to the second intake port and led to the second intake port An EGR passage having an EGR valve capable of changing the flow rate of exhaust gas, first and second intake valves provided corresponding to the first and second intake ports, respectively, and an ignition plug provided in the combustion chamber The first intake port is configured such that fluid passing through the first intake port forms a first layer in the combustion chamber in the vicinity of the spark plug, and the second intake port is 2 intake port An engine controller configured to control an engine configured to form a second layer around the first layer in the combustion chamber in the combustion chamber, wherein the fuel is burned in an EGR stratified operation region The first injector is controlled to be supplied to the chamber, and the EGR valve is controlled to guide the reflux exhaust gas to the second intake port, while the fuel is not supplied to the combustion chamber. Control means for controlling the two injectors is provided.

本発明のエンジン制御装置によれば、当該エンジン制御装置は、燃焼室に接続され、相互に独立した第1及び第2吸気ポートと、第1吸気ポートに設けられ、燃焼室に、例えばガソリン等の燃料を供給可能な第1インジェクタと、第2吸気ポートに設けられ、燃焼室に燃料を供給可能な第2インジェクタと、第2吸気ポートに接続され、第2吸気ポートに導かれる還流排出ガスの流量を変更可能なEGR弁を有するEGR通路と、第1及び第2吸気ポートに夫々対応して設けられた第1及び第2吸気弁と、燃焼室に設けられた点火プラグとを備えるエンジンを制御する。即ち、当該エンジン制御装置は、二つの吸気ポートのうちの一方にEGR通路が接続されたデュアルインジェクション方式のエンジンを制御する。   According to the engine control apparatus of the present invention, the engine control apparatus is connected to the combustion chamber and is provided in the first and second intake ports and the first intake port which are independent from each other. The first injector capable of supplying a large amount of fuel, the second injector provided in the second intake port and capable of supplying fuel to the combustion chamber, and the recirculated exhaust gas connected to the second intake port and led to the second intake port An EGR passage having an EGR valve capable of changing the flow rate of the engine, first and second intake valves provided corresponding to the first and second intake ports, respectively, and an ignition plug provided in the combustion chamber To control. That is, the engine control device controls a dual injection type engine in which an EGR passage is connected to one of the two intake ports.

本発明に係るエンジンでは、第1吸気ポートは、該第1吸気ポートを介する流体が燃焼室において点火プラグの近傍に第1層を形成するように構成され、第2吸気ポートは、該第2吸気ポートを介する流体が燃焼室において第1層の周囲に第2層を形成するように構成されている。ここに、「点火プラグの近傍」とは、典型的には、混合気に点火してから、エンジンの排気弁が開くまでに火炎伝播が可能な範囲を意味する。   In the engine according to the present invention, the first intake port is configured such that a fluid passing through the first intake port forms a first layer in the vicinity of the spark plug in the combustion chamber, and the second intake port is the second intake port. The fluid through the intake port is configured to form a second layer around the first layer in the combustion chamber. Here, “in the vicinity of the spark plug” typically means a range in which flame propagation is possible from when the air-fuel mixture is ignited until the engine exhaust valve is opened.

具体的には例えば、第1吸気ポートは、シリンダボアの延びる方向と交わる方向に延びるように構成されており、第2吸気ポートは、エンジンのシリンダボアの延びる方向に沿う方向に延びるように構成されている。ここで、「シリンダボアの延びる方向と交わる方向」とは、シリンダボアの延びる方向と交わる方向とが互いになす角が直角に近づくような方向を意味する。   Specifically, for example, the first intake port is configured to extend in a direction intersecting with the extending direction of the cylinder bore, and the second intake port is configured to extend in a direction along the extending direction of the cylinder bore of the engine. Yes. Here, the “direction intersecting with the extending direction of the cylinder bore” means a direction in which an angle formed by the extending direction of the cylinder bore and the intersecting direction approaches a right angle.

尚、「シリンダボアの延びる方向に沿う方向」とは、シリンダボアの延びる方向と平行という意味に限らず、シリンダボアの延びる方向に対して所定角だけずれた方向を含んでよい。即ち、実用上、シリンダボアの延びる方向に沿っているとみなせる限りにおいて、第2吸気ポートは、シリンダボアの延びる方向に対して所定角だけずれた方向に延びていてよい。   The “direction along the direction in which the cylinder bore extends” is not limited to being parallel to the direction in which the cylinder bore extends, and may include a direction shifted by a predetermined angle with respect to the direction in which the cylinder bore extends. In other words, the second intake port may extend in a direction shifted by a predetermined angle with respect to the direction in which the cylinder bore extends as long as it can be considered that the cylinder bore extends along the direction in which the cylinder bore extends.

また、本発明に係る「流体」は、典型的には、吸気(即ち、空気)、吸気及び燃料が混合された混合気、並びに還流排出ガスを意味する。   The “fluid” according to the present invention typically means intake air (ie, air), air-fuel mixture in which intake air and fuel are mixed, and reflux exhaust gas.

例えばメモリ、プロセッサ等を備えて構成される制御手段は、EGR成層運転領域において、燃料を燃焼室に供給するように第1インジェクタを制御すると共に、第2吸気ポートに還流排出ガスを導くようにEGR弁を制御しつつ、燃料を燃焼室に供給しないように第2インジェクタを制御する。   For example, the control means configured to include a memory, a processor, and the like controls the first injector so as to supply fuel to the combustion chamber and guides the recirculated exhaust gas to the second intake port in the EGR stratified operation region. The second injector is controlled so as not to supply fuel to the combustion chamber while controlling the EGR valve.

ここで、「EGR成層運転領域」とは、還流排出ガスを用いて成層燃焼を実施する領域を意味する。このような領域は、実験的若しくは経験的に、又はシミュレーションによって、例えば、エンジン回転数、エンジントルク等と燃費との関係を求めて、該求められた関係に基づいて設定すればよい。   Here, the “EGR stratified operation region” means a region where stratified combustion is performed using the recirculated exhaust gas. Such a region may be set experimentally, empirically, or by simulation, for example, by determining the relationship between the engine speed, engine torque, and the like and fuel consumption, and based on the determined relationship.

本願発明者の研究によれば、デュアルインジェクション方式のエンジンにおいて、燃焼室の上側(即ち、点火プラグ近傍)に混合気の層を形成し、燃焼室の下側(即ち、ピストン上面近傍)に還流排出ガスの層を形成すること、換言すれば、燃焼室において、混合気の層の下側に還流排出ガスの層を形成することは困難であることが判明している。   According to the research of the present inventor, in a dual injection type engine, an air-fuel mixture layer is formed on the upper side of the combustion chamber (that is, in the vicinity of the spark plug), and the recirculation is performed on the lower side of the combustion chamber (that is, near the upper surface of the piston). It has been found difficult to form an exhaust gas layer, in other words, to form a reflux exhaust gas layer below the mixture layer in the combustion chamber.

具体的には例えば、上述の特許文献2に記載の技術では、二つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートから燃焼室に導かれた混合気は、ピストン上面の一部を介して、二つの排気ポートのうち一方の吸気ポートに対応する一方の排気ポートへ向う流れとなり、他方、二つの吸気ポートのうち他方の吸気ポートから燃焼室に導かれた還流排出ガスは、ピストン上面の他の部分を介して、二つの排気ポートのうち他の排気ポートへ向う流れとなってしまう。即ち、燃焼室において、混合気の層の下側に還流排出ガスの層は形成されない。   Specifically, for example, in the technique described in Patent Document 2 described above, the air-fuel mixture introduced from one of the two intake ports to the combustion chamber is supplied to the two exhausts via a part of the upper surface of the piston. The recirculated exhaust gas led from the other intake port of the two intake ports to the combustion chamber flows to the other part of the upper surface of the piston. Therefore, the flow is directed to the other exhaust port of the two exhaust ports. That is, no recirculated exhaust gas layer is formed below the air-fuel mixture layer in the combustion chamber.

しかるに本発明では、第1吸気ポートは、該第1吸気ポートを介する流体が燃焼室において点火プラグの近傍に第1層を形成するように構成され、第2吸気ポートは、該第2吸気ポートを介する流体が燃焼室において第1層の周囲に第2層を形成するように構成されている。そして、EGR成層運転領域において、制御手段によって、燃料を燃焼室に供給するように第1インジェクタが制御されると共に、第2吸気ポートに還流排出ガスを導くようにEGR弁が制御されつつ、燃料を燃焼室に供給しないように第2インジェクタが制御される。   However, in the present invention, the first intake port is configured such that fluid passing through the first intake port forms a first layer in the vicinity of the spark plug in the combustion chamber, and the second intake port is the second intake port. Is configured to form a second layer around the first layer in the combustion chamber. In the EGR stratified operation region, the control means controls the first injector so as to supply the fuel to the combustion chamber, and the EGR valve is controlled so as to guide the recirculated exhaust gas to the second intake port. The second injector is controlled so as not to supply the fuel to the combustion chamber.

このため、例えば第1吸気ポートを、シリンダボアの延びる方向と交わる方向に延びるように構成し、第2吸気ポートを、エンジンのシリンダボアの延びる方向に沿う方向に延びるように構成した場合、第1吸気ポートを介して燃焼室に導かれた混合気は、点火プラグ近傍を介して、シリンダボアの壁面に沿って下降する(即ち、ピストン上面に向かう)タンブル流となる。他方、第2吸気ポートを介して燃焼室に導かれた還流排出ガスは、ピストン上面を介し、シリンダボアの壁面を上昇(即ち、排気ポートに向かう)逆タンブル流となる。   Therefore, for example, when the first intake port is configured to extend in a direction intersecting with the direction in which the cylinder bore extends, and the second intake port is configured to extend in a direction along the direction in which the cylinder bore of the engine extends, the first intake port The air-fuel mixture guided to the combustion chamber through the port becomes a tumble flow that descends along the wall surface of the cylinder bore (that is, toward the upper surface of the piston) through the vicinity of the spark plug. On the other hand, the recirculated exhaust gas guided to the combustion chamber via the second intake port becomes a reverse tumble flow that rises (that is, toward the exhaust port) on the wall surface of the cylinder bore via the upper surface of the piston.

この結果、燃焼室において、混合気のタンブル流と還流排出ガスの逆タンブル流とが衝突し、点火プラグの近傍に第1層としての混合気の層が形成され、第1層の周囲に第2層としての還流排出ガスの層が形成される。即ち、燃焼室において、混合気の層の下側に還流排出ガスの層を形成することができる。   As a result, the tumble flow of the mixture and the reverse tumble flow of the recirculated exhaust gas collide in the combustion chamber, and a mixture layer as a first layer is formed in the vicinity of the spark plug, and the first layer is formed around the first layer. A layer of reflux exhaust gas as two layers is formed. That is, in the combustion chamber, a reflux exhaust gas layer can be formed below the mixture layer.

従って、本発明のエンジン制御装置によれば、デュアルインジェクション方式のエンジンにおいて、直噴エンジンにおける還流排出ガスの層と同等の還流排出ガスの層を形成することができる。   Therefore, according to the engine control apparatus of the present invention, in the dual injection type engine, a recirculation exhaust gas layer equivalent to the recirculation exhaust gas layer in the direct injection engine can be formed.

この結果、還流排出ガスの層が形成された燃焼室の下部は、燃焼しないため、例えばピストン、シリンダボアの壁面等への冷損が減少し、燃費を改善することができる。加えて、燃料は、第1インジェクタからのみ供給される(即ち、新規空気側にのみ燃料が供給される)ので、未燃炭化水素を低減することができる。更に、還流排出ガスは燃焼には寄与しないため、例えば燃焼速度の低下、失火等を防止することができ、実用上非常に有利である。   As a result, the lower part of the combustion chamber in which the layer of the recirculated exhaust gas is not combusted, and therefore, for example, cooling loss to the wall surface of the piston, cylinder bore, etc. is reduced, and fuel consumption can be improved. In addition, since fuel is supplied only from the first injector (that is, fuel is supplied only to the new air side), unburned hydrocarbons can be reduced. Furthermore, since the recirculated exhaust gas does not contribute to combustion, for example, it is possible to prevent a reduction in combustion speed, misfire, etc., which is very advantageous in practice.

本発明のエンジン制御装置の一態様では、前記第2吸気ポートは、前記エンジンのシリンダボアの延びる方向に沿う方向に延びており、前記第1吸気ポートは、前記第2吸気ポートの延びる方向と交わる方向に延びている。   In one aspect of the engine control apparatus of the present invention, the second intake port extends in a direction along a direction in which the cylinder bore of the engine extends, and the first intake port intersects with a direction in which the second intake port extends. Extending in the direction.

この態様によれば、比較的容易にして、第1吸気ポートを、該第1吸気ポートを介する流体が燃焼室において点火プラグの近傍に第1層を形成するように構成することができると共に、第2吸気ポートを、該第2吸気ポートを介する流体が燃焼室において第1層の周囲に第2層を形成するように構成することができる。   According to this aspect, the first intake port can be configured relatively easily so that the fluid passing through the first intake port forms a first layer near the spark plug in the combustion chamber, and The second intake port can be configured such that fluid through the second intake port forms a second layer around the first layer in the combustion chamber.

本発明のエンジン制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記EGR成層運転領域であるか否かを判定する判定手段を含み、前記EGR成層運転領域であると判定されたことを条件に、前記燃料を前記燃焼室に供給するように前記第1インジェクタを制御すると共に、前記第2吸気ポートに前記還流排出ガスを導くように前記EGR弁を制御しつつ、前記燃料を前記燃焼室に供給しないように前記第2インジェクタを制御する。   In another aspect of the engine control apparatus of the present invention, the control means includes a determination unit that determines whether or not the vehicle is in the EGR stratified operation region, on condition that the control unit is determined to be in the EGR stratified operation region. And controlling the first injector to supply the fuel to the combustion chamber and controlling the EGR valve to guide the recirculated exhaust gas to the second intake port while supplying the fuel to the combustion chamber. The second injector is controlled so as not to supply.

この態様によれば、比較的容易にして、EGR成層運転領域であるか否かを判定することができ、実用上非常に有利である。   According to this aspect, it can be determined relatively easily whether or not it is the EGR stratification operation region, which is very advantageous in practice.

例えばメモリ、プロセッサ、コンパレータ等を備えて構成されている判定手段は、例えばエンジンの回転数や負荷等を検出して、該検出された回転数や負荷等に基づいて、EGR成層運転領域であるか否かを判定する。   For example, the determination means configured to include a memory, a processor, a comparator, and the like is an EGR stratified operation region based on, for example, detecting the engine speed and load, and detecting the engine speed and load. It is determined whether or not.

制御手段は、EGR成層運転領域であると判定された場合、燃料を燃焼室に供給するように第1インジェクタを制御すると共に、第2吸気ポートに還流排出ガスを導くようにEGR弁を制御しつつ、燃料を燃焼室に供給しないように第2インジェクタを制御する。他方、制御手段は、EGR成層運転領域でないと判定された場合、典型的には、還流排出ガスを第2吸気ポートに導かないようにEGR弁を制御すると共に、燃料を燃焼室に供給するように第1及び第2インジェクタを制御する。   The control means controls the first injector so as to supply fuel to the combustion chamber and the EGR valve so as to guide the recirculated exhaust gas to the second intake port when it is determined that it is in the EGR stratified operation region. Meanwhile, the second injector is controlled so as not to supply fuel to the combustion chamber. On the other hand, if it is determined that the control means is not in the EGR stratified operation region, the control means typically controls the EGR valve so as not to guide the recirculated exhaust gas to the second intake port, and supplies the fuel to the combustion chamber. The first and second injectors are controlled.

本発明のエンジン制御装置の他の態様では、前記第1及び第2吸気弁各々の開閉タイミングを変更可能なタイミング変更手段を更に備え、前記制御手段は、更に、前記EGR成層運転領域において、前記第2吸気弁が前記第1吸気弁よりも早く開き、且つ、前記第2吸気弁が前記第1吸気弁よりも早く閉じるように、前記タイミング変更手段を制御する。   In another aspect of the engine control device of the present invention, the engine control device further comprises timing changing means capable of changing the opening and closing timing of each of the first and second intake valves, and the control means further includes the above-mentioned EGR stratified operation region, The timing changing means is controlled so that the second intake valve opens earlier than the first intake valve and closes earlier than the first intake valve.

この態様によれば、当該エンジン制御装置は、例えば可変バルブタイミング機構であるタイミング変更手段は、第1及び第2吸気弁各々の開閉タイミングを変更可能である。制御手段は、EGR成層運転領域において、第2吸気弁が第1吸気弁よりも早く開き、且つ、第2吸気弁が第1吸気弁よりも早く閉じるように、タイミング変更手段を制御する。   According to this aspect, in the engine control device, for example, the timing changing means that is a variable valve timing mechanism can change the opening / closing timing of each of the first and second intake valves. The control means controls the timing changing means so that the second intake valve opens earlier than the first intake valve and closes earlier than the first intake valve in the EGR stratified operation region.

ここで、「第2吸気弁が第1吸気弁よりも早く開き、且つ、第2吸気弁が第1吸気弁よりも早く閉じるように」とは、第2吸気弁の開きタイミングが第1吸気弁の開きタイミングより早く、且つ、第2吸気弁の閉じタイミングが第1吸気弁の閉じタイミングより早いことを意味する。従って、第2吸気弁の開きタイミングが第1吸気弁の開きタイミングより早く、且つ、第2吸気弁の閉じタイミングが第1吸気弁の閉じタイミングより早ければ、第1吸気弁と第2吸気弁との両方が開いている期間が存在してもよい。或いは、第2吸気弁が開け閉めされた後に、第1吸気弁が開け閉めされてもよい。   Here, “the second intake valve opens earlier than the first intake valve and the second intake valve closes earlier than the first intake valve” means that the opening timing of the second intake valve is the first intake valve. It means that the closing timing of the second intake valve is earlier than the closing timing of the first intake valve earlier than the opening timing of the valve. Therefore, if the opening timing of the second intake valve is earlier than the opening timing of the first intake valve and the closing timing of the second intake valve is earlier than the closing timing of the first intake valve, the first intake valve and the second intake valve There may be a period in which both are open. Alternatively, the first intake valve may be opened and closed after the second intake valve is opened and closed.

上述のようにタイミング変更手段が制御されることによって、還流排出ガスが混合気よりも先に燃焼室に導かれる。この結果、比較的容易にして、還流排出ガスの層を混合気の層の下側に形成することができ、実用上非常に有利である。   By controlling the timing changing means as described above, the recirculated exhaust gas is guided to the combustion chamber before the air-fuel mixture. As a result, the reflux exhaust gas layer can be formed below the air-fuel mixture layer relatively easily, which is very advantageous in practice.

本発明のエンジン制御方法は、上記課題を解決するために、燃焼室に接続され、相互に独立した第1及び第2吸気ポートと、前記第1吸気ポートに設けられ、前記燃焼室に燃料を供給可能な第1インジェクタと、前記第2吸気ポートに設けられ、前記燃焼室に前記燃料を供給可能な第2インジェクタと、前記第2吸気ポートに接続され、前記第2吸気ポートに導かれる還流排出ガスの流量を変更可能なEGR弁を有するEGR通路と、前記第1及び第2吸気ポートに夫々対応して設けられた第1及び第2吸気弁と、前記燃焼室に設けられた点火プラグとを備え、前記第1吸気ポートは、前記第1吸気ポートを介する流体が前記燃焼室において前記点火プラグの近傍に第1層を形成するように構成され、前記第2吸気ポートは、前記第2吸気ポートを介する流体が前記燃焼室において前記第1層の周囲に第2層を形成するように構成されているエンジンを制御するエンジン制御方法であって、EGR成層運転領域において、前記燃料を前記燃焼室に供給するように前記第1インジェクタを制御すると共に、前記第2吸気ポートに前記還流排出ガスを導くように前記EGR弁を制御しつつ、前記燃料を前記燃焼室に供給しないように前記第2インジェクタを制御する制御工程を備える。   In order to solve the above problems, an engine control method according to the present invention is provided with first and second intake ports that are connected to a combustion chamber and are independent of each other, and the first intake port, and fuel is supplied to the combustion chamber. A first injector that can be supplied; a second injector that is provided in the second intake port and that can supply the fuel to the combustion chamber; and a recirculation that is connected to the second intake port and led to the second intake port An EGR passage having an EGR valve capable of changing the flow rate of exhaust gas, first and second intake valves provided corresponding to the first and second intake ports, respectively, and an ignition plug provided in the combustion chamber The first intake port is configured such that fluid passing through the first intake port forms a first layer in the combustion chamber in the vicinity of the spark plug, and the second intake port is 2 intake port An engine control method for controlling an engine configured to form a second layer around the first layer in the combustion chamber, wherein the fuel is burned in an EGR stratified operation region The first injector is controlled to be supplied to the chamber, and the EGR valve is controlled to guide the reflux exhaust gas to the second intake port, while the fuel is not supplied to the combustion chamber. A control process for controlling the two injectors is provided.

本発明のエンジン制御方法によれば、上述した本発明のエンジン制御装置と同様に、デュアルインジェクション方式のエンジンにおいて、直噴エンジンにおける還流排出ガスの層と同等の還流排出ガスの層を形成することができる。   According to the engine control method of the present invention, similarly to the engine control device of the present invention described above, in the dual injection type engine, the recirculated exhaust gas layer equivalent to the recirculated exhaust gas layer in the direct injection engine is formed. Can do.

尚、本発明のエンジン制御方法においても、上述した本発明のエンジン制御装置における各種態様を採ることが可能である。   In the engine control method of the present invention, various aspects of the above-described engine control apparatus of the present invention can be adopted.

本発明の作用及びその他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。   The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.

以下、本発明のエンジン制御装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment according to an engine control device of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
本発明のエンジン制御装置に係る第1実施形態を、図1及び図2を参照して説明する。ここに、図1は、本実施形態に係るエンジン制御装置の構成を示すブロック図であり、図2は、本実施形態に係るエンジンの側面図である。尚、図1及び図2では、説明の便宜上、本発明に直接関係する部材のみを示し、他の部材については図示を省略している。以降の図についても同様である。
<First Embodiment>
A first embodiment of the engine control apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the engine control apparatus according to this embodiment, and FIG. 2 is a side view of the engine according to this embodiment. In FIGS. 1 and 2, for convenience of explanation, only members directly related to the present invention are shown, and other members are not shown. The same applies to the subsequent figures.

図1及び図2において、エンジン1は、シリンダ11、吸気弁12a及び12b、排気弁13a及び13b、吸気ポート14a及び14b、EGR通路15、インジェクタ16a及び16b、点火プラグ17、並びにピストン18を備えて構成されている。シリン11ダ内には、シリンダ11の壁面及びピストン18の上面等により燃焼室19が形成されている。   1 and 2, the engine 1 includes a cylinder 11, intake valves 12a and 12b, exhaust valves 13a and 13b, intake ports 14a and 14b, EGR passage 15, injectors 16a and 16b, a spark plug 17, and a piston 18. Configured. A combustion chamber 19 is formed in the cylinder 11 by the wall surface of the cylinder 11 and the upper surface of the piston 18.

尚、本実施形態に係る「吸気弁12a」、「吸気弁12b」、「吸気ポート14a」、「吸気ポート14b」、「インジェクタ16a」及び「インジェクタ16b」は、夫々、本発明に係る「第1吸気弁」、「第2吸気弁」、「第1吸気ポート」、「第2吸気ポート」、「第1インジェクタ」及び「第2インジェクタ」の一例である。   The “intake valve 12a”, “intake valve 12b”, “intake port 14a”, “intake port 14b”, “injector 16a”, and “injector 16b” according to the present embodiment are respectively “ It is an example of “1 intake valve”, “second intake valve”, “first intake port”, “second intake port”, “first injector”, and “second injector”.

吸気ポート14bには、吸気制御弁141が設けられている。尚、ここでは図示しないが、吸気ポート14aにも吸気制御弁が設けられている。EGR通路15は、一端が吸気ポート14bに接続していると共に、他端が、ここでは図示しない排気ポートに接続されている。EGR通路15には、吸気ポート14bに導かれる還流排気ガスの流量を変更可能なEGR弁151と、還流排出ガスを一時的に貯留可能なEGRサージタンク152とが設けられている。   An intake control valve 141 is provided in the intake port 14b. Although not shown here, the intake port 14a is also provided with an intake control valve. The EGR passage 15 has one end connected to the intake port 14b and the other end connected to an exhaust port (not shown). The EGR passage 15 is provided with an EGR valve 151 capable of changing the flow rate of the recirculated exhaust gas guided to the intake port 14b, and an EGR surge tank 152 capable of temporarily storing the recirculated exhaust gas.

尚、図1では、一つのシリンダのみを示しているが、エンジン1は、複数のシリンダを備えて構成されてよい。   Although only one cylinder is shown in FIG. 1, the engine 1 may include a plurality of cylinders.

本実施形態に係るエンジン制御装置100は、EGR成層運転領域であるか否かを判定し、EGR成層運転領域であると判定されたことを条件に、燃料を燃焼室19に供給するようにインジェクタ16aを制御すると共に、吸気ポート14bに還流排出ガスを導くようにEGR弁151を制御しつつ、燃料を燃焼室19に供給しないようにインジェクタ16bを制御するECU(Electronic Control Unit)20を備えて構成されている。ここで、本実施形態に係る「ECU20」は、本発明に係る「制御手段」及び「判定手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のECU20の一部を、エンジン制御装置100の一部として用いている。   The engine control apparatus 100 according to the present embodiment determines whether or not it is in the EGR stratification operation region, and supplies the fuel to the combustion chamber 19 on the condition that it is determined that it is in the EGR stratification operation region. An ECU (Electronic Control Unit) 20 is provided for controlling the injector 16b so as not to supply fuel to the combustion chamber 19 while controlling the EGR valve 151 so as to guide the recirculated exhaust gas to the intake port 14b. It is configured. Here, the “ECU 20” according to the present embodiment is an example of the “control unit” and the “determination unit” according to the present invention. In the present embodiment, a part of the ECU 20 for various electronic controls is used as a part of the engine control apparatus 100.

以上のように構成されたエンジン制御装置100におけるECU20は、該エンジン制御装置100が搭載される車両の主に走行中に、先ず、例えばアクセル開度やエンジン1の回転数を検出して、該検出されたアクセル開度やエンジン1の回転数に基づいて、EGR成層運転領域であるか否かを判定する。   The ECU 20 in the engine control device 100 configured as described above first detects, for example, the accelerator opening and the rotation speed of the engine 1 while the vehicle on which the engine control device 100 is mounted is mainly traveling. Based on the detected accelerator opening and the rotational speed of the engine 1, it is determined whether or not it is in the EGR stratified operation region.

EGR成層運転領域であると判定された場合、ECU20は、燃料を燃焼室19に供給するようにインジェクタ16aを制御すると共に、吸気ポート14bに還流排出ガスを導くようにEGR弁151を制御しつつ、燃料を燃焼室19に供給しないようにインジェクタ16bを制御する。   When it is determined that it is in the EGR stratified operation region, the ECU 20 controls the injector 16a so as to supply the fuel to the combustion chamber 19, and controls the EGR valve 151 so as to guide the recirculated exhaust gas to the intake port 14b. The injector 16 b is controlled so as not to supply fuel to the combustion chamber 19.

ここで、図2に示すように、本実施形態では特に、吸気ポート14bが、エンジン1のシリンダボアの延びる方向(即ち、図2における上下方向)に沿う方向に延びるように構成されている。また、吸気ポート14aが、吸気ポート14bの延びる方向と交わる方向に延びるように構成されている。   Here, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the intake port 14 b is particularly configured to extend in a direction along the direction in which the cylinder bore of the engine 1 extends (that is, the vertical direction in FIG. 2). Further, the intake port 14a is configured to extend in a direction intersecting with the direction in which the intake port 14b extends.

このため、インジェクタ16aから噴射された燃料を含む混合気は、図2において破線矢印aで示すように、点火プラグ17の近傍を介して、シリンダ11の壁面に沿って下降するタンブル流となる。他方、吸気ポート14bから燃焼室19に導かれた還流排出ガスは、図2において破線矢印bで示すように、ピストン18の上面を介してシリンダ11の壁面を上昇する逆タンブル流となる。この結果、混合気のタンブル流と還流排出ガスの逆タンブル流とが燃焼室内で衝突し、混合気の成層である混合気成層191と還流排気ガスの成層であるEGR成層192とが形成される。尚、本実施形態に係る「混合気成層191」及び「EGR成層192」は、夫々、本発明に係る「第1層」及び「第2層」の一例である。   For this reason, the air-fuel mixture containing the fuel injected from the injector 16a becomes a tumble flow that descends along the wall surface of the cylinder 11 through the vicinity of the spark plug 17 as shown by the broken line arrow a in FIG. On the other hand, the recirculated exhaust gas led from the intake port 14b to the combustion chamber 19 becomes a reverse tumble flow that rises on the wall surface of the cylinder 11 via the upper surface of the piston 18 as shown by a broken line arrow b in FIG. As a result, the tumble flow of the air-fuel mixture and the reverse tumble flow of the recirculated exhaust gas collide with each other in the combustion chamber, and the air-fuel mixture stratification 191 that is the stratification of the air-fuel mixture and the EGR stratification 192 that is the stratification of the recirculation exhaust gas are formed. . Note that the “air mixture layer 191” and the “EGR layer 192” according to the present embodiment are examples of the “first layer” and the “second layer” according to the present invention, respectively.

他方、EGR成層運転領域でないと判定された場合、ECU20は、還流排出ガスを吸気ポート14bに導かないようにEGR弁151を制御すると共に、燃料を燃焼室19に供給するようにインジェクタ16a及び16bを制御する。   On the other hand, when it is determined that the region is not in the EGR stratified operation region, the ECU 20 controls the EGR valve 151 so as not to guide the recirculated exhaust gas to the intake port 14b and supplies the fuel to the combustion chamber 19 at the injectors 16a and 16b. To control.

<第1変形例>
次に、本実施形態に係るエンジン制御装置の第1変形例を、図3及び図4を参照して説明する。ここに、図3は、図1と同趣旨の、本実施形態の第1変形例に係るエンジン制御装置の構成を示すブロック図であり、図4は、図2と同趣旨の、本実施形態の第1変形例に係るエンジンの側面図である。
<First Modification>
Next, a first modification of the engine control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the engine control apparatus according to the first modification of the present embodiment having the same meaning as in FIG. 1, and FIG. 4 is the present embodiment having the same meaning as in FIG. It is a side view of the engine which concerns on a 1st modification of this.

本変形例に係るエンジン2では、吸気ポート14aが、該吸気ポート14aを介する流体が燃焼室19において点火プラグ17の近傍に層を形成するように構成され、吸気ポート14bが、該吸気ポート14bを介する流体が燃焼室19において、点火プラグ17の近傍に形成された層の周囲に層を形成するように構成されている。   In the engine 2 according to this modification, the intake port 14a is configured such that the fluid passing through the intake port 14a forms a layer near the spark plug 17 in the combustion chamber 19, and the intake port 14b In the combustion chamber 19, the fluid passing through is formed so as to form a layer around the layer formed in the vicinity of the spark plug 17.

このため、EGR成層運転領域であると判定された場合に、ECU20によって、燃料を燃焼室19に供給するようにインジェクタ16aが制御されると共に、吸気ポート14bに還流排出ガスを導くようにEGR弁151が制御されつつ、燃料を燃焼室19に供給しないようにインジェクタ16bが制御されると、図4において破線矢印aで示すように混合気が流れ、点火プラグ17の近傍に混合気成層191が形成される。他方、図4において破線矢印bで示すように還流排出ガスが流れ、形成された混合気成層191の周囲にEGR成層192が形成される。   For this reason, when it is determined that it is in the EGR stratified operation region, the ECU 20 controls the injector 16a so as to supply the fuel to the combustion chamber 19 and also guides the recirculated exhaust gas to the intake port 14b. When the injector 16 b is controlled so that fuel is not supplied to the combustion chamber 19 while 151 is being controlled, the air-fuel mixture flows as shown by the broken line arrow a in FIG. 4, and the air-fuel mixture layer 191 is formed near the spark plug 17. It is formed. On the other hand, as shown by a broken line arrow b in FIG. 4, the reflux exhaust gas flows, and an EGR layer 192 is formed around the formed gas mixture layer 191.

<第2変形例>
次に、本実施形態に係るエンジン制御装置の第2変形例を、図5及び図6を参照して説明する。ここに、図5は、図1と同趣旨の、本実施形態の第2変形例に係るエンジン制御装置の構成を示すブロック図であり、図6は、図2と同趣旨の、本実施形態の第2変形例に係るエンジンの側面図である。
<Second Modification>
Next, a second modification of the engine control apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the engine control apparatus according to the second modification of the present embodiment having the same meaning as in FIG. 1, and FIG. 6 is the present embodiment having the same meaning as in FIG. It is a side view of the engine which concerns on a 2nd modification of this.

本変形例に係るエンジン3では、吸気ポート14bが、該吸気ポート14bを介する流体が燃焼室19においてスワール流となるように、エンジン3を点火プラグ17の側から平面的に見た場合に、所定の曲率を有している。   In the engine 3 according to this modification, when the intake port 14b is viewed in plan from the side of the spark plug 17 so that the fluid passing through the intake port 14b becomes a swirl flow in the combustion chamber 19, It has a predetermined curvature.

このため、EGR成層運転領域であると判定された場合に、ECU20によって、燃料を燃焼室19に供給するようにインジェクタ16aが制御されると共に、吸気ポート14bに還流排出ガスを導くようにEGR弁151が制御されつつ、燃料を燃焼室19に供給しないようにインジェクタ16bが制御されると、図5及び図6において破線矢印aで示すように混合気が流れ、点火プラグ17の近傍に混合気成層191が形成される。他方、吸気ポート14bを介して燃焼室19に導かれた還流排出ガスは、図5及び図6において破線矢印bで示すように、シリンダ11の壁面に沿って螺旋状にピストン18の上面に向かうスワール流となる。   For this reason, when it is determined that it is in the EGR stratified operation region, the ECU 20 controls the injector 16a so as to supply the fuel to the combustion chamber 19 and also guides the recirculated exhaust gas to the intake port 14b. When the injector 16b is controlled so that fuel is not supplied to the combustion chamber 19 while 151 is controlled, the air-fuel mixture flows as shown by the broken line arrow a in FIGS. A layered layer 191 is formed. On the other hand, the recirculated exhaust gas guided to the combustion chamber 19 via the intake port 14b is spirally moved along the wall surface of the cylinder 11 toward the upper surface of the piston 18 as shown by the broken line arrow b in FIGS. It becomes a swirl style.

この結果、点火プラグ17の近傍に混合気成層191が形成され、該形成された混合気成層191の周囲にEGR成層192が形成される。   As a result, a mixture layer 191 is formed in the vicinity of the spark plug 17, and an EGR layer 192 is formed around the formed mixture layer 191.

<第2実施形態>
本発明のエンジン制御装置に係る第2実施形態を、図7乃至図11を参照して説明する。第2実施形態では、可変バルブタイミング機構を備えることに起因して、ECUが実施する制御が異なる以外は、第1実施形態の構成と同様である。よって、第2実施形態について、第1実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図7乃至図11を参照して説明する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the engine control apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is the same as the first embodiment except that the control performed by the ECU is different due to the provision of the variable valve timing mechanism. Accordingly, the description of the second embodiment that is the same as that of the first embodiment is omitted, and common portions in the drawings are denoted by the same reference numerals, and FIGS. The description will be given with reference.

図7において、本実施形態に係るエンジン制御装置200は、エンジン4の冷却水40の温度を検出する温度センサ21と、吸気弁12a及び12b、並びに排気弁13a及び13bの開閉タイミングを変更可能な、本発明に係る「タイミング変更手段」の一例としての可変バルブタイミング機構(VVT)30とを更に備えて構成されている。ここに、図7は、本実施形態に係るエンジン制御装置の構成を示すブロック図である。   In FIG. 7, the engine control apparatus 200 according to the present embodiment can change the opening / closing timings of the temperature sensor 21 that detects the temperature of the cooling water 40 of the engine 4, the intake valves 12a and 12b, and the exhaust valves 13a and 13b. And a variable valve timing mechanism (VVT) 30 as an example of the “timing changing means” according to the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the engine control apparatus according to this embodiment.

エンジン制御装置200におけるECU20は、EGR成層運転領域と判定された場合に、吸気弁12bが吸気弁12aよりも早く開き、且つ、吸気弁12bが吸気弁12aよりも早く閉じるように、可変バルブタイミング機構30を制御する。   When the ECU 20 in the engine control device 200 is determined to be in the EGR stratified operation region, the variable valve timing is set so that the intake valve 12b opens earlier than the intake valve 12a and closes earlier than the intake valve 12a. The mechanism 30 is controlled.

具体的には例えば、ECU20は、図8のように、吸気弁12a及び12b、並びに排気弁13a及び13bを制御する。ここに、図8は、本実施形態に係るエンジンのクランク角と吸気弁及び排気弁の開閉タイミングの概念を示す概念図である。尚、図8では、上死点(TDC)のクランク角を0度としている。   Specifically, for example, the ECU 20 controls the intake valves 12a and 12b and the exhaust valves 13a and 13b as shown in FIG. FIG. 8 is a conceptual diagram showing the concept of the crank angle of the engine and the opening / closing timings of the intake valve and the exhaust valve according to this embodiment. In FIG. 8, the crank angle at the top dead center (TDC) is 0 degree.

次に、以上のように構成されたエンジン制御装置200におけるECU20が、該エンジン制御装置200が搭載される車両の主に走行中に実施するエンジン制御処理について、図9のフローチャートを参照して説明する。このエンジン制御処理は主に車両の走行中に、例えば定期的に又は不定期的に、或いは連続してコンマ数秒〜数秒毎に周期的に実行される。   Next, an engine control process that the ECU 20 in the engine control apparatus 200 configured as described above performs mainly during traveling of a vehicle in which the engine control apparatus 200 is mounted will be described with reference to a flowchart of FIG. To do. This engine control process is mainly executed periodically while the vehicle is running, for example, regularly or irregularly, or continuously every few seconds to several seconds.

図9において、先ず、ECU20は、温度センサ21を介してエンジン4の冷却水40の温度を取得する(ステップS101)。続いて、ECU20は、取得された温度が摂氏70度より高いか否かを判定する(ステップS102)。   In FIG. 9, first, the ECU 20 acquires the temperature of the cooling water 40 of the engine 4 through the temperature sensor 21 (step S101). Subsequently, the ECU 20 determines whether or not the acquired temperature is higher than 70 degrees Celsius (step S102).

取得された温度が摂氏70度より高いと判定された場合(ステップS102:Yes)、ECU20は、例えばアクセルペダル22の踏み込み量等を検出して、アクセル開度を取得する(ステップS103)。続いて、ECU20は、取得されたアクセル開度が30%より小さいか否かを判定する(ステップS104)。   When it is determined that the acquired temperature is higher than 70 degrees Celsius (step S102: Yes), the ECU 20 detects the depression amount of the accelerator pedal 22, for example, and acquires the accelerator opening (step S103). Subsequently, the ECU 20 determines whether or not the acquired accelerator opening is smaller than 30% (step S104).

取得されたアクセル開度が30%より小さいと判定された場合(ステップS104:Yes)、ECU20は、エンジン4の回転数及び負荷を検出する(ステップS105)。続いて、ECU20は、検出されたエンジン4の回転数及び負荷に基づいて、EGR成層運転領域であるか否かを判定する(ステップS106)。   When it is determined that the acquired accelerator opening is smaller than 30% (step S104: Yes), the ECU 20 detects the rotational speed and load of the engine 4 (step S105). Then, ECU20 determines whether it is an EGR stratification operation area | region based on the detected rotation speed and load of the engine 4 (step S106).

具体的には、ECU20は、検出されたエンジン4の回転数及び負荷、並びにECU20に予め格納されている、図10に示すようなEGR成層運転領域を定めるマップに基づいて、EGR成層運転領域であるか否かを判定する。より具体的には、ECU20は、検出されたエンジン4の回転数及び負荷により示される状態が、EGR成層運転領域内(図10における角丸四角の範囲内)にあるか否かを判定して、EGR成層運転領域であるか否かを判定する。   Specifically, the ECU 20 performs the EGR stratification operation region based on the detected rotation speed and load of the engine 4 and a map that prestores the ECU 20 and defines the EGR stratification operation region as shown in FIG. It is determined whether or not there is. More specifically, the ECU 20 determines whether or not the detected state indicated by the rotational speed and load of the engine 4 is within the EGR stratified operation region (within the rounded square in FIG. 10). , It is determined whether or not the EGR stratified operation region.

ここに、図10は、本実施形態に係るEGR成層運転領域を定めるマップの一例である。尚、図10における実線Tは、エンジン4の全負荷トルクを示している。また、図10における角丸四角は、等EGR率線を示している。即ち、例えばEGR率0%の等EGR率線(図10における最も外側の角丸四角)とEGR率10%の等EGR率線(図10における外から2番目の角丸四角)との間は、EGR率0%の等EGR率線からEGR率10%の等EGR率線に向かって、連続的にEGR率が増加することとなる。   FIG. 10 is an example of a map that defines the EGR stratified operation region according to the present embodiment. A solid line T in FIG. 10 indicates the full load torque of the engine 4. In addition, the rounded squares in FIG. 10 indicate equal EGR rate lines. That is, for example, between the equal EGR rate line with the EGR rate of 0% (outermost rounded square in FIG. 10) and the equal EGR rate line with the EGR rate of 10% (second rounded square from the outside in FIG. 10) The EGR rate continuously increases from the equal EGR rate line with an EGR rate of 0% toward the equal EGR rate line with an EGR rate of 10%.

EGR成層運転領域であると判定された場合(ステップS106:Yes)、ECU20は、図10に示したマップから、検出されたエンジン4の回転数及び負荷に基づいてEGR率を特定する(ステップS107)。ECU20は、更に、検出されたエンジン4の回転数及び負荷、並びにECU20に予め格納されている、図11に示すような燃料噴射時期を定めるマップに基づいて、インジェクタ16aから燃料を噴射する時期を特定する。   When it is determined that the region is in the EGR stratified operation region (step S106: Yes), the ECU 20 specifies the EGR rate from the map shown in FIG. 10 based on the detected rotational speed and load of the engine 4 (step S107). ). The ECU 20 further determines the timing for injecting the fuel from the injector 16a based on the detected rotational speed and load of the engine 4 and a map for determining the fuel injection timing as shown in FIG. Identify.

ここに、図11は、本実施形態に係る燃料噴射時期を定めるマップの一例である。尚、図11における実線Tは、エンジン4の全負荷トルクを示している。また、図11における点線の角丸四角は、図10に示したEGR率0%の等EGR率線に対応している。また、図11において、「B270」、「B300」及び「B330」は、夫々、「上死点前(Before Top Dead Center:BTDC)270度」、「上死点前300度」及び「上死点前330度」を示している。   FIG. 11 is an example of a map for determining the fuel injection timing according to this embodiment. A solid line T in FIG. 11 indicates the full load torque of the engine 4. Further, the dotted rounded squares in FIG. 11 correspond to the equal EGR rate line with the EGR rate of 0% shown in FIG. In FIG. 11, “B270”, “B300”, and “B330” are “Before Top Dead Center (BTDC) 270 degrees”, “300 degrees before top dead center”, and “top dead center”, respectively. “330 degrees before point”.

ECU20は、該ステップS107の処理と並行して、吸気ポート14bに新規空気が導かれないように、吸気ポート14bに設けられた吸気制御弁141を制御する(ステップS108)。即ち、吸気ポート14bからは還流排出ガスのみが、燃焼室19に供給される。   In parallel with the processing in step S107, the ECU 20 controls the intake control valve 141 provided in the intake port 14b so that new air is not led to the intake port 14b (step S108). That is, only the recirculated exhaust gas is supplied from the intake port 14 b to the combustion chamber 19.

続いて、ECU20は、ステップS107の処理と相前後して、特定された燃料噴射時期に燃料を噴射するようにインジェクタ16aを制御すると共に、還流排出ガスを吸気ポート14bに導いて、特定されたEGR率となるようにEGR弁151を制御しつつ、燃料を噴射しないようにインジェクタ16bを制御する(ステップS109)。ここで、インジェクタ16aが燃料を噴射する燃料噴射時間TAUは、インジェクタ16a及び16bの各々から燃料を噴射する場合の燃料噴射時間の2倍の長さである。   Subsequently, the ECU 20 controls the injector 16a so as to inject fuel at the specified fuel injection timing before and after the process of step S107, and also guides the recirculated exhaust gas to the intake port 14b. The injector 16b is controlled so as not to inject fuel while controlling the EGR valve 151 so as to achieve the EGR rate (step S109). Here, the fuel injection time TAU at which the injector 16a injects fuel is twice as long as the fuel injection time when fuel is injected from each of the injectors 16a and 16b.

ECU20は、ステップS109の処理と並行して、例えば図8に示すようなタイミングで吸気弁12a及び12bが開閉するように可変バルブタイミング機構30を制御する(ステップS110)。   In parallel with the process of step S109, the ECU 20 controls the variable valve timing mechanism 30 so that the intake valves 12a and 12b open and close at the timing shown in FIG. 8, for example (step S110).

ステップS107乃至ステップS110の処理により、還流排出ガスが混合気よりも先に燃焼室19に導かれる。この結果、比較的容易にして、EGR成層192を混合気成層191の下側に形成することができる。   Through the processing from step S107 to step S110, the recirculated exhaust gas is guided to the combustion chamber 19 before the air-fuel mixture. As a result, the EGR layer 192 can be formed under the mixed gas layer 191 relatively easily.

他方、ステップS102の処理において、取得されたエンジン4の冷却水40の水温が摂氏70度より低いと判定された場合(ステップS102:No)、ステップS104の処理において取得されたアクセル開度が30%より大きいと判定された場合(ステップS104:No)、又はステップS106の処理において、EGR成層運転領域でないと判定された場合(ステップS106:No)、ECU20は、還流排出ガスを吸気ポート14bに導かないようにEGR弁151を制御する(ステップS111)。   On the other hand, in the process of step S102, when it is determined that the water temperature of the acquired cooling water 40 of the engine 4 is lower than 70 degrees Celsius (step S102: No), the accelerator opening acquired in the process of step S104 is 30. When it is determined that it is greater than% (step S104: No), or when it is determined in the processing of step S106 that it is not the EGR stratified operation region (step S106: No), the ECU 20 sends the recirculated exhaust gas to the intake port 14b. The EGR valve 151 is controlled so as not to guide (step S111).

続いて、ECU20は、新規空気を吸気ポート14a及び14bに導くように吸気制御弁141を制御する(ステップS112)。続いて、ECU20は、燃料を噴射するようにインジェクタ16a及び16bを制御する(ステップS113)。そして、ECU20は、上死点前400度に達した時点で燃料を噴射しないようにインジェクタ16a及び16bを制御する(ステップS114)。   Subsequently, the ECU 20 controls the intake control valve 141 so as to guide new air to the intake ports 14a and 14b (step S112). Subsequently, the ECU 20 controls the injectors 16a and 16b so as to inject fuel (step S113). Then, the ECU 20 controls the injectors 16a and 16b so as not to inject fuel when the temperature reaches 400 degrees before the top dead center (step S114).

尚、ステップS111乃至ステップS114の処理と並行して、ECU20は、吸気弁12a及び12bの開閉タイミングが同じになるように、可変バルブタイミング機構30を制御する。   In parallel with the processing from step S111 to step S114, the ECU 20 controls the variable valve timing mechanism 30 so that the opening / closing timings of the intake valves 12a and 12b are the same.

尚、図9に示したステップS102において、取得されたエンジン4の冷却水40の水温が摂氏70度と「等しい」場合にはどちらかに含めて扱えばよい。同様に、ステップS104において、取得されたアクセル開度が30%と「等しい」場合にもどちらかに含めて扱えばよい。   In addition, in step S102 shown in FIG. 9, when the obtained water temperature of the cooling water 40 of the engine 4 is “equal” to 70 degrees Celsius, it may be included in either. Similarly, when the acquired accelerator opening is “equal” to 30% in step S104, it may be included in either of them.

尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うエンジン制御装置及び方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within a scope not departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. Control devices and methods are also within the scope of the present invention.

第1実施形態に係るエンジン制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the engine control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るエンジンの側面図である。It is a side view of the engine concerning a 1st embodiment. 第1実施形態の第1変形例に係るエンジン制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the engine control apparatus which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第1変形例に係るエンジンの側面図である。It is a side view of the engine which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第2変形例に係るエンジン制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the engine control apparatus which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第2変形例に係るエンジンの側面図である。It is a side view of the engine which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment. 第2実施形態に係るエンジン制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the engine control apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係るエンジンのクランク角と吸気弁及び排気弁の開閉タイミングの概念を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the concept of the opening-closing timing of the crank angle of an engine which concerns on 2nd Embodiment, and an intake valve and an exhaust valve. 第2実施形態に係るECUが実行するエンジン制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the engine control process which ECU which concerns on 2nd Embodiment performs. 第2実施形態に係るEGR成層運転領域を定めるマップの一例である。It is an example of the map which defines the EGR stratification operation area | region which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る燃料噴射時期を定めるマップの一例である。It is an example of the map which determines the fuel-injection time which concerns on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3、4…エンジン、11…シリンダ、12a、12b…吸気バルブ、13a、13b…排気バルブ、14a、14b…吸気ポート、15…EGR通路、16a、16b…インジェクタ、17…点火プラグ、18…ピストン、19…燃焼室、20…ECU、100、200…エンジン制御装置、141…吸気制御弁、151…EGR弁、152…EGRサージタンク、191…混合気成層、192…EGR成層   1, 2, 3, 4 ... engine, 11 ... cylinder, 12a, 12b ... intake valve, 13a, 13b ... exhaust valve, 14a, 14b ... intake port, 15 ... EGR passage, 16a, 16b ... injector, 17 ... spark plug , 18 ... piston, 19 ... combustion chamber, 20 ... ECU, 100, 200 ... engine control device, 141 ... intake control valve, 151 ... EGR valve, 152 ... EGR surge tank, 191 ... mixed gas stratification, 192 ... EGR stratification

Claims (5)

燃焼室に接続され、相互に独立した第1及び第2吸気ポートと、前記第1吸気ポートに設けられ、前記燃焼室に燃料を供給可能な第1インジェクタと、前記第2吸気ポートに設けられ、前記燃焼室に前記燃料を供給可能な第2インジェクタと、前記第2吸気ポートに接続され、前記第2吸気ポートに導かれる還流排出ガスの流量を変更可能なEGR弁を有するEGR通路と、前記第1及び第2吸気ポートに夫々対応して設けられた第1及び第2吸気弁と、前記燃焼室に設けられた点火プラグとを備え、前記第1吸気ポートは、前記第1吸気ポートを介する流体が前記燃焼室において前記点火プラグの近傍に第1層を形成するように構成され、前記第2吸気ポートは、前記第2吸気ポートを介する流体が前記燃焼室において前記第1層の周囲に第2層を形成するように構成されているエンジンを制御するエンジン制御装置であって、
EGR成層運転領域において、前記燃料を前記燃焼室に供給するように前記第1インジェクタを制御すると共に、前記第2吸気ポートに前記還流排出ガスを導くように前記EGR弁を制御しつつ、前記燃料を前記燃焼室に供給しないように前記第2インジェクタを制御する制御手段を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
First and second intake ports connected to the combustion chamber and independent of each other, a first injector provided in the first intake port and capable of supplying fuel to the combustion chamber, and provided in the second intake port A second injector capable of supplying the fuel to the combustion chamber; an EGR passage connected to the second intake port and having an EGR valve capable of changing a flow rate of the recirculated exhaust gas guided to the second intake port; A first and a second intake valve provided corresponding to the first and second intake ports, respectively, and a spark plug provided in the combustion chamber, wherein the first intake port is the first intake port; The fluid passing through the second intake port forms a first layer in the combustion chamber in the vicinity of the spark plug, and the second intake port is configured such that the fluid passing through the second intake port passes through the first combustion chamber in the combustion chamber. Around An engine control apparatus for controlling an engine that is configured to form a two-layer,
In the EGR stratified operation region, while controlling the first injector so as to supply the fuel to the combustion chamber, and controlling the EGR valve so as to guide the reflux exhaust gas to the second intake port, An engine control device comprising control means for controlling the second injector so as not to supply the combustion chamber to the combustion chamber.
前記第2吸気ポートは、前記エンジンのシリンダボアの延びる方向に沿う方向に延びており、
前記第1吸気ポートは、前記第2吸気ポートの延びる方向と交わる方向に延びている
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。
The second intake port extends in a direction along a direction in which a cylinder bore of the engine extends;
The engine control device according to claim 1, wherein the first intake port extends in a direction intersecting with a direction in which the second intake port extends.
前記制御手段は、
前記EGR成層運転領域であるか否かを判定する判定手段を含み、
前記EGR成層運転領域であると判定されたことを条件に、前記燃料を前記燃焼室に供給するように前記第1インジェクタを制御すると共に、前記第2吸気ポートに前記還流排出ガスを導くように前記EGR弁を制御しつつ、前記燃料を前記燃焼室に供給しないように前記第2インジェクタを制御する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジン制御装置。
The control means includes
Determining means for determining whether or not the EGR stratified operation region;
The first injector is controlled to supply the fuel to the combustion chamber on the condition that the EGR stratified operation region is determined, and the recirculated exhaust gas is guided to the second intake port. The engine control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the second injector is controlled so as not to supply the fuel to the combustion chamber while controlling the EGR valve.
前記第1及び第2吸気弁各々の開閉タイミングを変更可能なタイミング変更手段を更に備え、
前記制御手段は、更に、前記EGR成層運転領域において、前記第2吸気弁が前記第1吸気弁よりも早く開き、且つ、前記第2吸気弁が前記第1吸気弁よりも早く閉じるように、前記タイミング変更手段を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
Timing change means capable of changing the opening and closing timing of each of the first and second intake valves;
In the EGR stratified operation region, the control means further opens the second intake valve earlier than the first intake valve, and closes the second intake valve earlier than the first intake valve. The engine control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the timing changing unit is controlled.
燃焼室に接続され、相互に独立した第1及び第2吸気ポートと、前記第1吸気ポートに設けられ、前記燃焼室に燃料を供給可能な第1インジェクタと、前記第2吸気ポートに設けられ、前記燃焼室に前記燃料を供給可能な第2インジェクタと、前記第2吸気ポートに接続され、前記第2吸気ポートに導かれる還流排出ガスの流量を変更可能なEGR弁を有するEGR通路と、前記第1及び第2吸気ポートに夫々対応して設けられた第1及び第2吸気弁と、前記燃焼室に設けられた点火プラグとを備え、前記第1吸気ポートは、前記第1吸気ポートを介する流体が前記燃焼室において前記点火プラグの近傍に第1層を形成するように構成され、前記第2吸気ポートは、前記第2吸気ポートを介する流体が前記燃焼室において前記第1層の周囲に第2層を形成するように構成されているエンジンを制御するエンジン制御方法であって、
EGR成層運転領域において、前記燃料を前記燃焼室に供給するように前記第1インジェクタを制御すると共に、前記第2吸気ポートに前記還流排出ガスを導くように前記EGR弁を制御しつつ、前記燃料を前記燃焼室に供給しないように前記第2インジェクタを制御する制御工程を備えることを特徴とするエンジン制御方法。
First and second intake ports connected to the combustion chamber and independent of each other, a first injector provided in the first intake port and capable of supplying fuel to the combustion chamber, and provided in the second intake port A second injector capable of supplying the fuel to the combustion chamber; an EGR passage connected to the second intake port and having an EGR valve capable of changing a flow rate of the recirculated exhaust gas guided to the second intake port; A first and a second intake valve provided corresponding to the first and second intake ports, respectively, and a spark plug provided in the combustion chamber, wherein the first intake port is the first intake port; The fluid passing through the second intake port forms a first layer in the combustion chamber in the vicinity of the spark plug, and the second intake port is configured such that the fluid passing through the second intake port passes through the first combustion chamber in the combustion chamber. Around An engine control method for controlling an engine that is configured to form a two-layer,
In the EGR stratified operation region, while controlling the first injector so as to supply the fuel to the combustion chamber, and controlling the EGR valve so as to guide the reflux exhaust gas to the second intake port, An engine control method comprising a control step of controlling the second injector so as not to supply the combustion chamber to the combustion chamber.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014095307A (en) * 2012-11-08 2014-05-22 Denso Corp Fuel supply device of gas engine
JP2015113718A (en) * 2013-12-09 2015-06-22 スズキ株式会社 Compression ignition type internal combustion engine

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