JP2010185400A - Control device of 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.
吸気バルブの開閉時期とリフト量とから吸気バルブ近傍のガス流動の強さ及びピストン挙動によるガス流動の強さを推定し、これを燃料噴射制御に反映させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、吸気バルブを通過する吸気流量の変化を捉えきれないため、ガス流動の強さを正確に推定することは困難である。 A technique is known in which the strength of gas flow near the intake valve and the strength of gas flow due to piston behavior are estimated from the opening / closing timing of the intake valve and the lift amount, and this is reflected in fuel injection control (for example, patents) Reference 1). However, it is difficult to accurately estimate the strength of the gas flow because the change in the intake flow rate passing through the intake valve cannot be captured.
ここで、内燃機関の低負荷時には、吸気バルブの開時期を遅くすることによりスワール比を低くして燃料の拡散を抑制し、且つ吸気バルブの閉時期を早くすることにより有効圧縮比を高めている。この場合、吸気バルブの開時期を吸気行程上死点に近づけ、吸気バルブの閉時期を吸気行程下死点に近づけている。 Here, when the internal combustion engine is under a low load, the swirl ratio is lowered by delaying the opening timing of the intake valve to suppress fuel diffusion, and the effective compression ratio is increased by increasing the closing timing of the intake valve. Yes. In this case, the opening timing of the intake valve is brought close to the intake stroke top dead center, and the closing timing of the intake valve is brought close to the intake stroke bottom dead center.
このように吸気バルブの作用角を小さくすると、該吸気バルブのリフト量が小さくなる。そのため、吸気バルブを通過するときの吸気の流速が高くなる。これにより、スワール比が高くなってしまう。つまり、スワール比を低くしようとして吸気バルブの開時期を遅くしたのにもかかわらず、これを打ち消すように吸気の流速が高くなってしまう。そのため、スワール比を低くした効果及び有効圧縮比を高くした効果が薄れて、未燃燃料が排出される虞がある。 Thus, when the operating angle of the intake valve is reduced, the lift amount of the intake valve is reduced. Therefore, the flow rate of the intake air when passing through the intake valve increases. Thereby, a swirl ratio will become high. That is, although the intake valve opening timing is delayed in an attempt to lower the swirl ratio, the intake air flow rate increases so as to cancel this. Therefore, the effect of lowering the swirl ratio and the effect of increasing the effective compression ratio are weakened, and unburned fuel may be discharged.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の制御装置において、気筒内に適度の強さの旋回流を発生させることにより未燃燃料の排出を抑制する技術の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a control device for an internal combustion engine, a technique for suppressing discharge of unburned fuel by generating a moderately strong swirling flow in a cylinder. The purpose is to provide.
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の制御装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の制御装置は、
吸気バルブのリフト量を変更することで該吸気バルブの開弁特性を変更する動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、
前記吸気バルブの作用角と機関回転数とから気筒内の旋回流の強さを検知する検知手段と、
前記旋回流の強さの目標値を設定する目標値設定手段と、
前記吸気バルブの作用角を変更することで、前記検知手段により検知される旋回流の強さを前記目標値設定手段により設定される目標値へ近づける変更手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention employs the following means. That is, the control device for an internal combustion engine according to the present invention provides:
In a control device for an internal combustion engine provided with a valve gear that changes a valve opening characteristic of the intake valve by changing a lift amount of the intake valve,
Detecting means for detecting the strength of the swirling flow in the cylinder from the operating angle of the intake valve and the engine speed;
Target value setting means for setting a target value of the strength of the swirling flow;
Changing means for changing the working angle of the intake valve to bring the strength of the swirling flow detected by the detecting means closer to the target value set by the target value setting means;
It is characterized by providing.
このような内燃機関では、吸気バルブのリフト量を大きくするほど作用角が大きくなり、リフト量を小さくするほど作用角が小さくなる。ここで、吸気バルブの作用角と機関回
転数と気筒内の旋回流の強さとには相関関係がある。このため、吸気バルブの作用角と機関回転数と旋回流の強さとの関係を予め記憶しておくことで、旋回流の強さを検知することができる。この旋回流の強さは、単位時間当たりの吸気の角速度としても良く、スワール比としても良く、気筒内の吸気の流速としても良い。そして、実際の旋回流の強さは、吸気バルブの開時期を遅らせることによる旋回流の強さの減少分と、リフト量の減少により吸気の流速が高くなることによる旋回流の強さの増加分と、を合わせた値になる。つまり、検知手段は、旋回流の強さの増加分と減少分とを合わせて、最終的にどのような値となるのか推定している。
In such an internal combustion engine, the operating angle increases as the lift amount of the intake valve increases, and the operating angle decreases as the lift amount decreases. Here, there is a correlation between the operating angle of the intake valve, the engine speed, and the strength of the swirling flow in the cylinder. For this reason, the strength of the swirling flow can be detected by storing in advance the relationship between the operating angle of the intake valve, the engine speed, and the strength of the swirling flow. The strength of the swirling flow may be an angular velocity of intake air per unit time, a swirl ratio, or a flow velocity of intake air in the cylinder. The actual strength of the swirling flow is the decrease in the strength of the swirling flow by delaying the opening timing of the intake valve, and the increase in the strength of the swirling flow by increasing the flow velocity of the intake air by decreasing the lift amount. The value is the sum of minutes and minutes. That is, the detection means estimates the final value of the combined increase and decrease of the strength of the swirling flow.
そして旋回流の強さが目標値に近づくように吸気バルブの作用角を制御すれば、より適切な旋回流の強さとすることができるため、未燃燃料の排出量を低減することができる。これは、フィードバック制御またはフィードフォワード制御の何れであっても可能である。 If the operating angle of the intake valve is controlled so that the strength of the swirling flow approaches the target value, the strength of the swirling flow can be made more appropriate, and the amount of unburned fuel discharged can be reduced. This can be either feedback control or feedforward control.
また、本発明においては、低負荷時に気筒内の旋回流の強さを小さくする場合には、吸気バルブの開時期の変化量よりも閉時期の変化量のほうを大きくしつつ作用角を大きくすることにより旋回流の強さを小さくすることができる。 Further, in the present invention, when the strength of the swirl flow in the cylinder is reduced at low load, the operating angle is increased while increasing the amount of change in the closing timing rather than the amount of change in the opening timing of the intake valve. By doing so, the strength of the swirling flow can be reduced.
ここで、吸気バルブの作用角を大きくすることでリフト量が大きくなるため、気筒内の旋回流の強さが小さくなる。低負荷時には旋回流の強さの影響が大きいため、低負荷時に旋回流の強さを小さくすることにより、未燃燃料の排出量を低減することができる。このときに、吸気バルブの開時期を早めると、この影響により旋回流の強さが大きくなる。そのため、吸気バルブの開時期の変化量は小さくする。なお、吸気バルブの開時期は変化させなくてもよい。一方、吸気バルブの閉時期を遅くしても、旋回流の強さ及び有効圧縮比に与える影響は小さい。そのため、吸気バルブの閉時期の変化量を大きくして作用角を変更する。これにより、未燃燃料の排出を抑制できる。 Here, since the lift amount increases by increasing the operating angle of the intake valve, the strength of the swirling flow in the cylinder decreases. Since the influence of the strength of the swirling flow is large at the time of low load, the discharge amount of unburned fuel can be reduced by reducing the strength of the swirling flow at the time of low load. At this time, if the opening timing of the intake valve is advanced, the strength of the swirl flow increases due to this influence. Therefore, the amount of change in the opening timing of the intake valve is reduced. The opening timing of the intake valve need not be changed. On the other hand, even if the closing timing of the intake valve is delayed, the influence on the strength of the swirling flow and the effective compression ratio is small. Therefore, the operating angle is changed by increasing the amount of change in the closing timing of the intake valve. Thereby, discharge | emission of unburned fuel can be suppressed.
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、気筒内に適度の強さの旋回流を発生させることにより未燃燃料の排出を抑制できる。 According to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, it is possible to suppress the discharge of unburned fuel by generating a swirling flow having an appropriate strength in the cylinder.
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[システムの構成]
図1は、実施例1のシステム構成を説明するための図である。本実施例1のシステムは、内燃機関1を備えている。内燃機関1は、複数の気筒2を有している。図1には、複数気筒のうちの1気筒のみを示している。
[System configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining the system configuration of the first embodiment. The system according to the first embodiment includes an internal combustion engine 1. The internal combustion engine 1 has a plurality of
内燃機関1は、内部にピストン3を有するシリンダブロック4を備えている。ピストン3は、クランク機構を介してクランクシャフト5と接続されている。クランクシャフト5の近傍には、クランク角センサ6が設けられている。クランク角センサ6は、クランクシャフト5の回転角度(すなわち、クランク角)を検出するように構成されている。
The internal combustion engine 1 includes a
シリンダブロック4の上部にはシリンダヘッド8が組み付けられている。シリンダヘッド8は、気筒2に通じる吸気ポート12を備えている。また、シリンダヘッド8には、吸気通路26が接続されている。吸気通路26には、スロットル27が備わる。吸気ポート12は、吸気通路26と気筒2とを連通している。この吸気ポート12と気筒2との接続部には吸気バルブ14が設けられている。本実施例1のシステムは、気筒2毎に設けられた複数の吸気ポート12に対応して複数の吸気バルブ14を備えている。図1には、吸気ポート12と吸気バルブ14とをそれぞれ1つずつ示している。吸気バルブ14と吸気カム軸15に設けられた吸気カム16との間には、可変動弁装置18が設けられている。可変動弁装置18は、吸気バルブ14の開弁特性を機械的に変更可能に構成されている。なお、可変動弁装置18の詳細については、後述する。
A cylinder head 8 is assembled to the upper part of the
また、吸気カム軸15の端部には吸気側プーリ31が設けられている。更に、吸気カム軸15と吸気側プーリ31との相対的な回転位相を変更可能とする可変回転位相機構(以下、「吸気側VVT」という)32が設けられている。この吸気側VVT32は、後述するECU60からの指令に従って吸気カム軸15と吸気側プーリ31との相対的な回転位相を制御する。そして、吸気カム軸15の回転駆動は、クランクシャフト5の駆動力によって行われる。
An
また、シリンダヘッド8は、気筒2に通じる排気ポート28を備えている。排気ポート28と気筒2との接続部には排気バルブ29が設けられている。
Further, the cylinder head 8 includes an exhaust port 28 that communicates with the
また、本実施例のシステムは、電子制御装置としてのECU60を備えている。ECU60の出力側には、可変動弁装置18やスロットル27、さらには吸気側VVT32等が接続されている。ECU60の入力側には、クランク角センサ6の他、運転者がアクセルペダル23を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ24等が接続されている。ECU60は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のような内燃機関1全体の制御を実行する。
In addition, the system of this embodiment includes an
また、ECU60は、クランク角センサ6の出力に基づいて、機関回転数を算出する。さらに、ECU60は、アクセル開度センサ24の出力に基づいて、機関負荷を算出する。
Further, the
[可変動弁装置の構成]
図2は、図1に示すシステムにおいて、可変動弁装置18の構成を説明するための斜視図である。
[Configuration of variable valve gear]
FIG. 2 is a perspective view for explaining the configuration of the variable
図2に示すように、吸気カム軸15には、1気筒当たり2つの吸気カム16,17が設けられている。そして、主カムである第1吸気カム16を中心にして、2つの吸気バルブ14L,14Rが左右対称に配置されている。第1吸気カム16と吸気バルブ14L,14Rとの間には、第1吸気カム16の回転運動に各吸気バルブ14L,14Rのリフト運動を連動させる可変動弁機構40L,40Rがそれぞれ設けられている。一方、第2吸気
カム17は、第1吸気カム16との間で、第2吸気バルブ14Rを挟むようにして配置されている。第2吸気カム17と第2吸気バルブ14Rとの間には、第2吸気カム17の回転運動に第2吸気バルブ14Rのリフト運動を連動させる固定動弁機構70が設けられている。本可変動弁装置18は、第2吸気バルブ14Rのリフト連動の連動先を、可変動弁機構40Rと固定動弁機構70との間で選択的に切り換えることができるように構成されている。なお、本実施例では、固定動弁機構70の説明は省略する。
As shown in FIG. 2, the
図3は、図2に示す可変動弁装置18における可変動弁機構40の構成を説明するための図である。具体的には、図3は、可変動弁機構40を吸気カム軸15の軸方向から見た図である。尚、左右の可変動弁機構40L,40Rは、基本的には、第1吸気カム16に対して対称形であるので、ここでは左右の可変動弁機構40L,40Rを区別することなくその構成を説明する。また、本明細書および図面では、左右の可変動弁機構40L,40Rを区別しないときには、単に可変動弁機構40と表記する。同様に、可変動弁機構40L,40Rの各構成部品や吸気バルブ14L,14R等の対称に配置されている部品については、特に区別をする必要がある時以外は、左右を区別するL、Rの記号は付けないものとする。
FIG. 3 is a view for explaining the configuration of the
図3に示すように、ロッカーアーム35は吸気バルブ14によって支持されている。可変動弁機構40は、第1吸気カム16とロッカーアーム35との間に介在している。可変動弁機構40は、第1吸気カム16の回転運動とロッカーアーム35の揺動運動との連動状態を連続的に変化させるように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
可変動弁機構40は、吸気カム軸15と平行に配置された制御軸41を有している。制御軸41は、回転駆動可能に構成されている。また、図3に示すように、制御軸41には、制御アーム42がボルト43によって固定されている。制御アーム42の一部は、制御軸41の径方向に突出している。制御アーム42の突出部には、中間アーム44がピン45によって取り付けられている。ピン45は、制御軸41の中心から偏心した位置に配置されている。よって、中間アーム44は、ピン45を中心にして揺動するように構成されている。中間アーム44の先端部には、後述するローラ52,53が回転可能に設けられている。
The
制御軸41には、揺動カムアーム50が揺動可能に支持されている。揺動カムアーム50は、第1吸気カム16に対向する側に、スライド面50aを有している。スライド面50aは、第2ローラ53に接触するように形成されている。スライド面50aは、第2ローラ53が揺動カムアーム50の先端側から制御軸41の軸中心側に向かって移動するほど、第1吸気カム16との間隔が徐々に狭まるような曲面で形成されている。また、揺動カムアーム50は、スライド面50aの反対側に、揺動カム面51を有している。揺動カム面51は、揺動カムアーム50の揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面51aと、非作用面51aから離れた位置ほど制御軸41の軸中心からの距離が遠くなるように形成された作用面51bとで構成されている。
A
スライド面50aと第1吸気カム16の周面との間には、第1ローラ52と第2ローラ53が配置されている。より具体的には、第1ローラ52は、第1吸気カム16の周面と接触するように配置されている。また、第2ローラ53は、揺動カムアーム50のスライド面50aに接触するように配置されている。第1ローラ52と第2ローラ53とは、上記中間アーム44の先端部に固定された連結軸54によって回転自在に支持されている。中間アーム44は、ピン45を支点として揺動するので、これらのローラ52,53もピン45から一定距離を保ちながらスライド面50aおよび第1吸気カム16の周面に沿って揺動する。
A
また、揺動カムアーム50には、バネ座50bが形成されている。このバネ座50bには、ロストモーションスプリング38の一端が掛けられている。ロストモーションスプリング38の他端は、内燃機関1の静止部位に固定されている。ロストモーションスプリング38は圧縮バネである。ロストモーションスプリング38から受ける付勢力により、揺動カムアーム50のスライド面50aが第2ローラ53に押し当てられ、更に、第1ローラ52が第1吸気カム16に押し当てられる。これにより、第1ローラ52及び第2ローラ53は、スライド面50aと第1吸気カム16の周面とに両側から挟み込まれた状態で位置決めされる。
The
揺動カムアーム50の下方には、上記ロッカーアーム35が配置されている。ロッカーアーム35には、揺動カム面51に対向するようにロッカーローラ36が設けられている。ロッカーローラ36は、ロッカーアーム35の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム35の一端は、吸気バルブ14のバルブシャフト14aによって支持されており、ロッカーアーム35の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ37によって回転自在に支持されている。リフト作動の際、バルブシャフト14aは、バルブスプリング14bによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム35を押し上げる方向に付勢されている。ロッカーローラ36は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ37によって揺動カムアーム50の揺動カム面51に押し当てられている。
The
上述した可変動弁機構40の構成によれば、第1吸気カム16の回転に伴って、第1吸気カム16の押圧力が第1ローラ52及び第2ローラ53を介してスライド面50aに伝達される。その結果、揺動カム面51とロッカーローラ36との接点が非作用面51aから作用面51bにまで及ぶと、ロッカーアーム35が押し下げられ、吸気バルブ14が開弁する。
According to the configuration of the
また、可変動弁機構40の構成によれば、制御軸41の回転角度を変化させると、スライド面50a上における第2ローラ53の位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム50の揺動範囲が変化する。より具体的には、制御軸41を図3における反時計回り方向に回転させると、スライド面50a上における第2ローラ53の位置が揺動カムアーム50の先端側に移動する。そうすると、第1吸気カム16の押圧力が伝達されることで揺動カムアーム50が揺動動作を開始した後に、現実にロッカーアーム35が押圧され始めるまでに要する揺動カムアーム50の回転角度は、制御軸41が図3における反時計回り方向に回転するほど大きくなる。つまり、制御軸41を図3における反時計回り方向に回転させることにより、吸気バルブ14の作用角及びリフト量を小さくすることができる。逆に、制御軸41を時計回り方向に回転させることにより、吸気バルブ14の作用角及びリフト量を大きくすることができる。制御軸41の回転は、扇形ギヤ82を例えば電動モータにより回転させることで行われる。
Further, according to the configuration of the
このように、可変動弁機構40によれば、吸気バルブ14のバルブリフト量を変更することで作用角を変更できる。また、吸気側VVT32によれば、吸気バルブ14の開弁時期及び閉弁時期を同じ角度だけ変更することができる。そして、この可変動弁機構40及び吸気側VVT32によれば、吸気バルブ14の作用角及び開閉時期を自由に変更することができる。なお、本実施例では可変動弁装置18及び吸気側VVT32が、本発明における動弁装置に相当する。
Thus, according to the
[実施例1の特徴]
本実施例では、内燃機関1の低負荷時においてスワール比を低下させ且つ有効圧縮比を増加させることにより、未燃燃料の排出量を低減する。つまり、吸気バルブ14の開時期を吸気行程上死点前から吸気行程上死点側へ遅らせることでスワール比を小さくして燃料の過拡散を抑制する。また、吸気バルブ14の閉時期を吸気行程下死点後から吸気行程下
死点側へ進ませることで有効圧縮比を高くする。
[Features of Example 1]
In this embodiment, the amount of unburned fuel is reduced by lowering the swirl ratio and increasing the effective compression ratio when the internal combustion engine 1 is under a low load. That is, by delaying the opening timing of the
ここで図4は、クランク角に対する吸気バルブ14のリフト量を示した図である。吸気バルブ14のリフト量が0よりも大きいときに該吸気バルブ14は開いている。そして、吸気バルブ14が開いている間のクランク角が作用角に相当する。図4に示すように、吸気バルブ14の最大リフト量が小さくなるほど(図4の矢印方向に最大リフト量が移動するほど)、作用角も小さくなる。また、吸気バルブ14の最大リフト量が小さくなるほど、リフト量の軌跡と横軸とで囲まれた面積、いわゆる時間面積が小さくなる。なお、図4においては、吸気バルブ14の開時期が変化しないように、吸気側VVT32を制御している。
FIG. 4 is a diagram showing the lift amount of the
また、図5は、吸気バルブ14の開時期とスワール比との関係を示した図である。縦軸はスワール比の平均値である。横軸は吸気バルブ14の開時期であって、吸気行程上死点からどれだけ前の時期であるのかをクランク角で表している。つまり、図5の矢印方向に向かうと、吸気バルブ14の開時期が早くなる。そして、吸気バルブ14の開時期が吸気行程上死点よりも早いほど、スワール比が大きくなる。この場合、吸気バルブ14の開時期の変化量に対するスワール比の変化量は略一定となる。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the opening timing of the
次に図6は、吸気バルブ14の閉時期と有効圧縮比との関係を示した図である。縦軸は有効圧縮比であり、横軸は吸気バルブ14の閉時期であって吸気行程下死点からどれだけ後の時期であるのかをクランク角で表している。つまり、図6の矢印方向に向かうと、吸気バルブ14の閉時期が早くなる。そして、吸気バルブ14の閉時期が吸気行程下死点後から吸気行程下死点に近づくほど、有効圧縮比は大きくなる。この場合、吸気バルブ14の閉時期の変化量に対する有効圧縮比の変化量は、吸気行程下死点に近づくほど、小さくなる。
Next, FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the closing timing of the
ところで、可変動弁機構40により吸気バルブ14の作用角を小さくすると、該吸気バルブ14の最大リフト量が小さくなるため、通路面積が減少する。このため、吸気の流量が一定とすれば、通路面積の減少分だけ吸気の流速は速くなるのでスワール比は高くなる。したがって、スワール比を小さくしようとして吸気バルブ14の作用角を小さくしすぎると逆効果になる。つまり、吸気バルブ14の作用角には最適値が存在する。
By the way, if the operating angle of the
これに対し本実施例では、吸気バルブ14の作用角と吸気の流量とから気筒2内でのスワール比を推定し、この推定値が目標値となるように吸気バルブ14の作用角を変更する。なお、スワール比は旋回流の強さに相当する値であり、代わりに吸気の流速またはタンブル流の強さを用いることもできる。また、作用角は、図4に示したリフト量の軌跡と横軸とで囲まれた面積、いわゆる時間面積で表しても良い。上述のように、作用角が小さくなるほど、時間面積も小さくなる。
In contrast, in this embodiment, the swirl ratio in the
ここで図7は、吸気バルブ14の作用角とスワール比との関係を示した図である。作用角は時間面積としても良い。作用角が大きいほどスワール比は小さくなり、作用角が小さいほどスワール比は大きくなる。また、図7に示した矢印方向に従って機関回転数又は過給圧が高くなり、機関回転数が高いほど又は過給圧が高いほどスワール比は大きくなる。
Here, FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the operating angle of the
このようなことから本実施例では、スワール比に関する2つの二次元マップをECU60が記憶している。
For this reason, in this embodiment, the
ここで、吸気の流速は、吸気の流量を時間面積で除した値に比例する。つまり、吸気の流量が多くなるほど、又は時間面積が小さくなるほど、吸気の流速が速くなり、スワール比が大きくなる。この関係により、作用角が大きいほどスワール比の推定値が小さくなり
、作用角が小さいほどスワール比の推定値が大きくなるマップを備える。このマップによれば、過渡時であっても要求される作用角を算出することが可能となる。
Here, the flow rate of the intake air is proportional to the value obtained by dividing the flow rate of the intake air by the time area. That is, as the intake air flow rate increases or the time area decreases, the intake air flow rate increases and the swirl ratio increases. With this relationship, a map is provided in which the estimated value of the swirl ratio decreases as the operating angle increases, and the estimated value of the swirl ratio increases as the operating angle decreases. According to this map, the required operating angle can be calculated even during a transition.
また、吸入空気量が多いほどスワール比は大きくなる。例えば、高回転時や高過給圧時には、吸入空気量がより多くなるため、吸気の流量が多くなる。これにより、スワール比は大きくなる。そこで、吸気の流量が多いほどスワール比の推定値が大きくなるように補正し、吸気の流量が少ないほどスワール比の推定値が小さくなるように補正するマップを備える。吸気の流量は、機関回転数又は過給圧とすることもできる。 Further, the swirl ratio increases as the intake air amount increases. For example, at the time of high rotation or high boost pressure, the intake air amount increases, so the flow rate of intake air increases. This increases the swirl ratio. Therefore, a map is provided that corrects the estimated value of the swirl ratio to increase as the intake air flow rate increases, and corrects the estimated value of the swirl ratio to decrease as the intake air flow rate decreases. The flow rate of intake air can be engine speed or supercharging pressure.
なお、作用角及び機関回転数と、スワール比と、の関係を予め実験等により求めてマップ化しておいても良い。 Note that the relationship between the operating angle and the engine speed and the swirl ratio may be obtained in advance through experiments or the like and mapped.
また本実施例では、低負荷時において作用角が小さすぎて実際のスワール比が目標値より大きくなる場合には、吸気バルブ14の開時期の変化量よりも閉時期の変化量のほうを大きくしつつ作用角を大きくすることによりスワール比を小さくする。この場合、吸気バルブ14の開時期は変えずに、閉時期を遅くして作用角を大きくしても良い。ここで、吸気行程下死点付近では、クランク角の変化に対するピストン3の変位量が小さいため、図6に示すように、有効圧縮比の変化は小さい。一方、吸気バルブ14の開時期を変更して作用角を大きくすると、図5に示すように、スワール比が大きくなってしまう。つまり、吸気バルブ14の閉時期を遅くして作用角を大きくすることにより、スワール比を低下させつつ、有効圧縮比の変化も抑えることができるため、未燃燃料の排出を抑制することができる。
Further, in this embodiment, when the operating angle is too small at low load and the actual swirl ratio becomes larger than the target value, the amount of change in the closing timing is larger than the amount of change in the opening timing of the
図8は、本実施例に係る低負荷時におけるスワールの制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関1の負荷が閾値よりも低いときに実行される。 FIG. 8 is a flowchart showing a control flow of swirl at a low load according to the present embodiment. This routine is executed when the load of the internal combustion engine 1 is lower than the threshold value.
ステップS101では、吸気バルブ14の作用角が決定される。つまり、吸気バルブ14の開時期を吸気行程上死点側へ変更し、且つ吸気バルブ14の閉時期を吸気行程下死点側へ変更するように、吸気バルブ14の作用角が決定される。例えば、吸気バルブ14の開時期を吸気行程上死点とし、閉時期を吸気行程下死点とする。これらは、予め実験等により最適値を求めておく。なお、ステップS101で決定される作用角は、仮の値である。
In step S101, the operating angle of the
ステップS102では、スワール比が推定される。スワール比は、作用角及び機関回転数と、スワール比と、の関係を予め実験等により求めてマップ化しておき、該マップに作用角及び機関回転数を代入することにより得る。なお、本実施例ではステップS102を処理するECU60が、本発明における検知手段に相当する。
In step S102, the swirl ratio is estimated. The swirl ratio is obtained by calculating the relationship between the working angle and engine speed and the swirl ratio in advance through experiments or the like, and substituting the working angle and engine speed into the map. In the present embodiment, the
ステップS103では、スワール比の目標値が取得される。スワール比の目標値は、例えば機関回転数に応じて決定される。目標値と機関回転数との関係は予め実験等により求めてECU60に記憶させておく。なお、本実施例ではステップS103を処理するECU60が、本発明における目標値設定手段に相当する。
In step S103, the target value of the swirl ratio is acquired. The target value of the swirl ratio is determined according to the engine speed, for example. The relationship between the target value and the engine speed is obtained in advance through experiments or the like and stored in the
ステップS104では、推定されるスワール比が、目標値よりも低いか否か判定される。本ステップでは、スワール比が高くなりすぎていないか否か判定される。 In step S104, it is determined whether the estimated swirl ratio is lower than the target value. In this step, it is determined whether or not the swirl ratio is too high.
ステップS104で肯定判定がなされた場合にはステップS105へ進み、否定判定がなされた場合にはステップS106へ進む。 If an affirmative determination is made in step S104, the process proceeds to step S105, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S106.
ステップS105では、現時点で仮決定されている吸気バルブ14の開時期及び作用角
を、目標値として決定する。この後、本ルーチンを終了させる。そして、吸気バルブ14の開時期及び作用角が目標値となるように、可変動弁機構40及び吸気側VVT32が操作される。
In step S105, the opening timing and operating angle of the
ステップS106では、仮決定されている作用角を大きくする。このときに、吸気バルブ14の開時期の変化量よりも閉時期の変化量のほうを大きくしつつ作用角を大きくする。吸気バルブ14の開時期はそのままで閉時期を遅らせることにより、作用角を大きくしても良い。このようにすることで、有効圧縮比の変化を抑制しつつスワール比を小さくできる。なお、吸気バルブ14の閉時期は、所定量遅らせても良く、スワール比の推定値と目標値との差に応じた値分だけ遅らせても良い。その後、ステップS102へ戻り、ステップS106で変更された作用角にしたがってスワール比が再度推定される。この場合、ステップS102で推定されるスワール比の推定値は、前回よりも小さくなる。なお、本実施例ではステップS106を処理するECU60が、本発明における変更手段に相当する。
In step S106, the tentatively determined operating angle is increased. At this time, the operating angle is increased while the amount of change in the closing timing is made larger than the amount of change in the opening timing of the
以上説明したように本実施例によれば、作用角と機関回転数とからスワール比を推定することができる。そして、該スワール比の推定値と目標値とを比較することで、作用角を変更することができる。これにより、スワール比を最適値に近づけることができる。つまり、気筒2内に適度の強さの旋回流を発生させることにより未燃燃料の排出を抑制できる。
As described above, according to this embodiment, the swirl ratio can be estimated from the operating angle and the engine speed. Then, the operating angle can be changed by comparing the estimated value of the swirl ratio with the target value. Thereby, a swirl ratio can be approximated to an optimal value. That is, the discharge of unburned fuel can be suppressed by generating a swirling flow having an appropriate strength in the
1 内燃機関
2 気筒
3 ピストン
4 シリンダブロック
5 クランクシャフト
6 クランク角センサ
8 シリンダヘッド
12 吸気ポート
14 吸気バルブ
15 吸気カム軸
16 吸気カム
18 可変動弁装置
23 アクセルペダル
24 アクセル開度センサ
26 吸気通路
27 スロットル
28 排気ポート
29 排気バルブ
31 吸気側プーリ
32 可変回転位相機構(吸気側VVT)
40 可変動弁機構
60 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
40
Claims (2)
前記吸気バルブの作用角と機関回転数とから気筒内の旋回流の強さを検知する検知手段と、
前記旋回流の強さの目標値を設定する目標値設定手段と、
前記吸気バルブの作用角を変更することで、前記検知手段により検知される旋回流の強さを前記目標値設定手段により設定される目標値へ近づける変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine provided with a valve gear that changes a valve opening characteristic of the intake valve by changing a lift amount of the intake valve,
Detecting means for detecting the strength of the swirling flow in the cylinder from the operating angle of the intake valve and the engine speed;
Target value setting means for setting a target value of the strength of the swirling flow;
Changing means for changing the working angle of the intake valve to bring the strength of the swirling flow detected by the detecting means closer to the target value set by the target value setting means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009030873A JP2010185400A (en) | 2009-02-13 | 2009-02-13 | Control device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009030873A JP2010185400A (en) | 2009-02-13 | 2009-02-13 | Control device of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010185400A true JP2010185400A (en) | 2010-08-26 |
Family
ID=42766199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009030873A Withdrawn JP2010185400A (en) | 2009-02-13 | 2009-02-13 | Control device of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010185400A (en) |
-
2009
- 2009-02-13 JP JP2009030873A patent/JP2010185400A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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