JP2011144782A - Control device of internal combustion engine equipped with variable valve mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device including a variable valve mechanism.
従来、例えば特許文献1には、内燃機関の停止制御装置が開示されている。この従来の制御装置では、内燃機関が停止されるときの気筒内の圧縮圧力の大きさを、機関温度状態に基づき推定している。そして、推定された圧縮圧力が大きいときに限り、吸気弁の閉じ時期の遅角によって実圧縮比の低減を実施している。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a stop control device for an internal combustion engine. In this conventional control device, the magnitude of the compression pressure in the cylinder when the internal combustion engine is stopped is estimated based on the engine temperature state. Only when the estimated compression pressure is large, the actual compression ratio is reduced by retarding the closing timing of the intake valve.
ところで、内燃機関の停止動作の終了後に吸気通路や燃焼室内に燃焼(既燃)ガスが残留した状態で長期間に渡って放置された場合、インジェクタやバルブシートなどの燃焼室周りの部品の腐食等が問題となる。上述した従来の制御によれば、内燃機関の停止動作時に、各気筒の圧縮反力に基づく振動の抑制を図ることができる。しかしながら、吸気弁の閉じ時期の遅角により吸気側への筒内ガスの吹き返しが生ずるため、特に吸気通路内の残留ガスを十分に掃気することができなくなる。このように、従来において、停止動作中の内燃機関の振動低減を行う際には、吸気通路および燃焼室内に残留するガスによる上記腐食が何ら考慮されていなかった。 By the way, if the combustion (burned) gas remains in the intake passage or combustion chamber after the stop operation of the internal combustion engine is left for a long period of time, corrosion of parts around the combustion chamber such as an injector and a valve seat Etc. becomes a problem. According to the above-described conventional control, it is possible to suppress vibration based on the compression reaction force of each cylinder during the stop operation of the internal combustion engine. However, since the in-cylinder gas is blown back to the intake side due to the delay of the closing timing of the intake valve, the residual gas in the intake passage cannot be scavenged sufficiently. As described above, conventionally, when the vibration of the internal combustion engine during the stop operation is reduced, the above corrosion due to the gas remaining in the intake passage and the combustion chamber is not taken into consideration.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の停止動作時に、残留ガスの掃気と振動の抑制とを好適に両立し得る可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an internal combustion engine having a variable valve mechanism that can suitably balance residual gas scavenging and vibration suppression during a stop operation of the internal combustion engine. An object is to provide a control device.
第1の発明は、可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、
吸気弁の閉じ時期を変更可能とする吸気可変動弁機構と、
内燃機関の停止要求を検知する停止要求検知手段と、
前記停止要求が出された場合に、前記吸気弁の閉じ時期を吸気下死点近傍の第1制御時期に制御する第1吸気閉じ時期制御手段と、
前記内燃機関の停止動作中に前記吸気弁の閉じ時期が前記第1制御時期に移行した後に、前記吸気弁の閉じ時期が前記第1制御時期に制御された場合と比較して、前記内燃機関の実圧縮比が下がるように前記吸気弁の閉じ時期を第2制御時期に制御する第2吸気閉じ時期制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a control device for an internal combustion engine comprising a variable valve mechanism,
An intake variable valve mechanism that can change the closing timing of the intake valve;
Stop request detecting means for detecting a stop request of the internal combustion engine;
First intake closing timing control means for controlling the closing timing of the intake valve to a first control timing in the vicinity of the intake bottom dead center when the stop request is issued;
The internal combustion engine is compared with a case where the closing timing of the intake valve is controlled to the first control timing after the closing timing of the intake valve has shifted to the first control timing during the stop operation of the internal combustion engine. Second intake closing timing control means for controlling the closing timing of the intake valve to a second control timing so that the actual compression ratio of
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記停止動作中に前記吸気弁の閉じ時期が前記第1制御時期に移行した後に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したか否かを判別する掃気完了判別手段を更に備え、
前記第2吸気閉じ時期制御手段は、前記掃気完了判別手段によって前記停止動作中に前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定された場合に、前記吸気弁の閉じ時期を前記第2制御時期に制御する手段であることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
Scavenging completion determining means for determining whether or not scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber has been completed after the closing timing of the intake valve has shifted to the first control time during the stop operation;
The second intake closing timing control means sets the closing timing of the intake valve when the scavenging completion determining means determines that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed during the stop operation. It is a means to control at the 2nd control time, It is characterized by the above-mentioned.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記内燃機関は、車両システムの起動中に所定の自動停止条件が成立した場合に自動的に停止させられる内燃機関であって、
前記停止要求が前記自動停止条件の成立に伴うものである場合には、前記第1吸気閉じ時期制御手段による前記吸気弁の閉じ時期の制御を介さずに、前記第2吸気閉じ時期制御手段による前記吸気弁の閉じ時期の制御を行うようにする停止時制御切換手段を更に備えることを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
The internal combustion engine is an internal combustion engine that is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied during startup of the vehicle system,
When the stop request is accompanied by the establishment of the automatic stop condition, the second intake closing timing control means does not go through the control of the intake valve closing timing by the first intake closing timing control means. The system further comprises a stop-time control switching means for controlling the closing timing of the intake valve.
また、第4の発明は、第2または第3の発明において、
前記停止要求が出された場合に、前記吸気弁の開き時期が排気上死点となるように制御する吸気開き時期制御手段と、
閉じ時期が排気上死点となるように予め設定され、若しくは、前記停止要求が出された場合に閉じ時期が排気上死点となるように制御される排気弁と、
を更に備えることを特徴とする。
Moreover, 4th invention is 2nd or 3rd invention,
An intake opening timing control means for controlling the opening timing of the intake valve to be exhaust top dead center when the stop request is issued;
An exhaust valve that is set in advance so that the closing timing becomes exhaust top dead center, or is controlled so that the closing timing becomes exhaust top dead center when the stop request is issued;
Is further provided.
また、第5の発明は、第2乃至第4の発明の何れかにおいて、
排気通路と吸気通路とを接続する排気ガス還流通路の開閉を担う排気還流弁と、
前記排気ガス還流弁の開度調整による排気ガスの還流が行われている状態で前記停止要求が出された場合に、前記排気還流弁を全閉とする排気還流弁全閉手段と、
を更に備えることを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the second to fourth inventions,
An exhaust gas recirculation valve for opening and closing an exhaust gas recirculation passage connecting the exhaust passage and the intake passage;
An exhaust recirculation valve full closing means for fully closing the exhaust recirculation valve when the stop request is issued in a state where the exhaust gas recirculation is being performed by adjusting the opening of the exhaust gas recirculation valve;
Is further provided.
また、第6の発明は、第5の発明において、
前記掃気完了判別手段は、
前記排気還流弁から前記吸気弁までの区間の通路容積に基づいて当該通路容積内に存在する残留ガス量を推定する残留ガス量推定手段と、
前記停止動作中に前記排気還流弁閉手段により前記排気還流弁が全閉とされ、かつ燃料噴射が停止された後に、前記燃焼室内に吸入される吸気量の積算値を取得する積算吸気量取得手段と、
を含み、前記積算値が前記残留ガス量の推定値以上となった場合に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することを特徴とする。
The sixth invention is the fifth invention, wherein
The scavenging completion determining means includes
A residual gas amount estimating means for estimating a residual gas amount existing in the passage volume based on a passage volume of a section from the exhaust gas recirculation valve to the intake valve;
Acquiring an integrated intake amount for acquiring an integrated value of the intake amount taken into the combustion chamber after the exhaust gas recirculation valve is fully closed by the exhaust gas recirculation valve closing means and the fuel injection is stopped during the stop operation Means,
When the accumulated value is equal to or greater than the estimated value of the residual gas amount, it is determined that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed.
また、第7の発明は、第2乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記吸気通路が備える吸気マニホールドに設置され、吸気温度を検知する吸気温度検知手段を更に備え、
前記掃気完了判別手段は、前記吸気温度検知手段により検知された吸気温度が所定値よりも低くなった時に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することを特徴とする。
According to a seventh invention, in any one of the second to fifth inventions,
An intake air temperature detecting means which is installed in an intake manifold provided in the intake passage and detects an intake air temperature;
The scavenging completion determining means determines that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed when the intake air temperature detected by the intake air temperature detecting means is lower than a predetermined value. .
また、第8の発明は、第2乃至第5の発明の何れかにおいて、
排気通路を流れるガスの空燃比を検知する空燃比検知手段を更に備え、
前記掃気完了判別手段は、前記空燃比検知手段により検知されたガスの空燃比が所定値よりも高くなった時に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することを特徴とする。
Further, an eighth invention is any one of the second to fifth inventions,
Further comprising air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the gas flowing through the exhaust passage,
The scavenging completion determining means determines that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed when the air-fuel ratio of the gas detected by the air-fuel ratio detecting means is higher than a predetermined value. And
また、第9の発明は、第2乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記吸気通路が備える吸気マニホールドに設置され、吸気圧力を検知する吸気圧力検知手段を更に備え、
前記掃気完了判別手段は、前記吸気圧力検知手段により検知された吸気圧力が所定圧力よりも低くなった時に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することを特徴とする。
According to a ninth invention, in any one of the second to fifth inventions,
An intake pressure detection means for detecting an intake pressure, which is installed in an intake manifold provided in the intake passage;
The scavenging completion determining means determines that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed when the intake pressure detected by the intake pressure detecting means is lower than a predetermined pressure. .
また、第10の発明は、第2乃至第5の発明の何れかにおいて、
排気通路を流れる排気ガスの温度を検知する排気温度検知手段を更に備え、
前記掃気完了判別手段は、前記排気温度検知手段により検知された排気ガスの温度が所定値よりも低くなった時に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することを特徴とする。
According to a tenth invention, in any one of the second to fifth inventions,
Exhaust temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust passage,
The scavenging completion determining means determines that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed when the temperature of the exhaust gas detected by the exhaust temperature detecting means is lower than a predetermined value. And
第1の発明によれば、内燃機関の停止要求が出された場合に、先ず、吸気弁の閉じ時期を吸気下死点近傍の第1制御時期に制御することにより、吸気通路および燃焼室内の残留ガスを十分に掃気することができる。そして、その後に、内燃機関の実圧縮比が下がるように吸気弁の閉じ時期を第2制御時期に制御することにより、停止動作中の内燃機関の始動を低減することができる。これにより、内燃機関の停止動作時に、残留ガスの掃気と振動の抑制とを好適に両立することが可能となる。 According to the first invention, when a request to stop the internal combustion engine is issued, first, the intake valve closing timing is controlled to the first control timing in the vicinity of the intake bottom dead center. Residual gas can be sufficiently scavenged. After that, by controlling the closing timing of the intake valve to the second control timing so that the actual compression ratio of the internal combustion engine decreases, the start of the internal combustion engine during the stop operation can be reduced. As a result, it is possible to suitably achieve both the scavenging of residual gas and the suppression of vibration during the stop operation of the internal combustion engine.
第2の発明によれば、掃気完了判別手段を備えたことにより、停止動作中に吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気を確実に終えた後に、内燃機関の振動抑制のために吸気弁の閉じ時期を第2制御時期に制御することができる。 According to the second aspect of the present invention, the scavenging completion determining means is provided, so that after the scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is reliably completed during the stop operation, the intake valve is controlled to suppress the vibration of the internal combustion engine. The closing time can be controlled to the second control time.
上記自動停止条件の成立に伴う停止要求が出された場合であれば、内燃機関が一時的に停止した後に比較的短時間で再始動が行われる。このため、このような場合には、燃焼室周りの部品の腐食等が問題とならないといえる。従って、第3の発明によれば、このような場合に、第1吸気閉じ時期制御手段による吸気弁の閉じ時期の制御の実施を省略することで、停止動作中に振動をより抑制することが可能となる。 If a stop request is issued in response to the establishment of the automatic stop condition, the engine is restarted in a relatively short time after the internal combustion engine is temporarily stopped. For this reason, in such a case, it can be said that corrosion of parts around the combustion chamber is not a problem. Therefore, according to the third invention, in such a case, the control of the closing timing of the intake valve by the first intake closing timing control means is omitted, so that vibration can be further suppressed during the stop operation. It becomes possible.
第4の発明によれば、停止要求が出された場合に、排気上死点において排気弁が閉じられるとともに吸気弁が開かれるという態様でバルブオーバーラップ期間がゼロとされる。これにより、燃焼室内の残留ガスが吸気通路側に吹き戻されるのを防ぐことができ、また、排気通路側から燃焼室に還流する排気ガス(内部EGRガス)を無くすこともできる。 According to the fourth invention, when a stop request is issued, the valve overlap period is made zero in such a manner that the exhaust valve is closed and the intake valve is opened at the exhaust top dead center. Thereby, residual gas in the combustion chamber can be prevented from being blown back to the intake passage side, and exhaust gas (internal EGR gas) recirculating from the exhaust passage side to the combustion chamber can be eliminated.
第5の発明によれば、停止要求が出された場合に、排気ガス還流通路を介して排気ガスが吸気側に還流するのを防止することができ、残留ガスの掃気を十分に図れるようになる。 According to the fifth aspect of the present invention, when a stop request is issued, it is possible to prevent the exhaust gas from recirculating to the intake side via the exhaust gas recirculation passage so that the remaining gas can be sufficiently scavenged. Become.
上記第1の発明によって、停止要求が出された場合に吸気弁の閉じ時期が吸気下死点近傍の第1制御時期に制御されることにより、吸気通路側への燃焼室内ガスの吹き返しが防止されている。従って、第6の発明によれば、停止動作中に排気還流弁閉手段により排気還流弁が全閉とされ、かつ燃料噴射が停止された後に燃焼室内に吸入される吸気量の積算値が、排気還流弁から吸気弁までの区間の通路容積内に存在する残留ガスの推定値以上となった場合に、吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することにより、掃気の完了時期を正確に判定することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the stop request is issued, the closing timing of the intake valve is controlled to the first control timing near the intake bottom dead center, thereby preventing the combustion chamber gas from being blown back to the intake passage side. Has been. Therefore, according to the sixth aspect of the invention, the integrated value of the amount of intake air taken into the combustion chamber after the exhaust gas recirculation valve is fully closed by the exhaust gas recirculation valve closing means and the fuel injection is stopped during the stop operation is Scavenging is completed by determining that scavenging of residual gas in the intake passage and combustion chamber is complete when the residual gas in the passage volume in the section from the exhaust gas recirculation valve to the intake valve exceeds the estimated value. The time can be accurately determined.
燃焼に付された後の排気ガスは高温であるため、排気ガスが吸気マニホールド内に残留している場合には、常温の新気が流通する場合と比べ、吸気マニホールド内のガス温度が高くなる。従って、第7の発明によれば、既燃ガスが残留している場合と新気のみの場合とで吸気温度を区別できる値に上記所定値を設定することにより、残留ガスの掃気の完了時期を正確に判定することができる。 Since the exhaust gas after being subjected to combustion is hot, if the exhaust gas remains in the intake manifold, the gas temperature in the intake manifold will be higher than when normal temperature fresh air circulates. . Therefore, according to the seventh aspect, by setting the predetermined value to a value that can distinguish the intake air temperature between the case where the burned gas remains and the case where only fresh air is present, the timing for completing the scavenging of the residual gas Can be accurately determined.
吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が終了して燃焼室内が新気で満たされた場合には、空燃比検知手段により検知されるガスは新気となり、燃焼に付された後の既燃ガスが流れる場合と比べて大きくリーンな値が検出される。従って、第8の発明によれば、既燃ガスと新気を区別できる値に上記所定値を設定することにより、残留ガスの掃気の完了時期を正確に判定することができる。 When scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed and the combustion chamber is filled with fresh air, the gas detected by the air-fuel ratio detection means becomes fresh air, and the burned fuel after being subjected to combustion Larger and leaner values are detected than when gas flows. Therefore, according to the eighth aspect of the present invention, the completion timing of the scavenging of the residual gas can be accurately determined by setting the predetermined value to a value that can distinguish the burned gas from the fresh air.
燃焼に付された後の排気ガスは高温であるため、排気ガスが吸気マニホールド内に残留している場合には、常温の新気が流通する場合と比べ、排気ガスからの受熱により膨張して吸気マニホールド内ガスの圧力が高くなる。従って、第9の発明によれば、既燃ガスが残留している場合と新気のみの場合とで吸気圧力を区別できる値に上記所定値を設定することにより、残留ガスの掃気の完了時期を正確に判定することができる。 Since the exhaust gas after being subjected to combustion is hot, when the exhaust gas remains in the intake manifold, it expands due to the heat received from the exhaust gas compared to when normal temperature fresh air circulates. The pressure of the gas in the intake manifold increases. Therefore, according to the ninth aspect, by setting the predetermined value to a value that can distinguish the intake pressure between the case where the burned gas remains and the case where only the fresh air is present, the timing for completing the scavenging of the residual gas Can be accurately determined.
吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が終了して燃焼室内が新気で満たされた場合には、排気温度検知手段により検知されるガスは新気となり、燃焼に付された後の既燃ガスが流れる場合と比べて検出される温度は大きく低下する。従って、第10の発明によれば、既燃ガスと新気を区別できる値に上記所定値を設定することにより、残留ガスの掃気の完了時期を正確に判定することができる。 When the scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed and the combustion chamber is filled with fresh air, the gas detected by the exhaust temperature detection means becomes fresh air, and the burned gas after being subjected to combustion The detected temperature is greatly reduced compared to when gas flows. Therefore, according to the tenth aspect, by setting the predetermined value to a value that can distinguish between burned gas and fresh air, it is possible to accurately determine the completion timing of scavenging of the residual gas.
実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、圧縮着火式の内燃機関10を備えている。ここでは、圧縮着火式内燃機関の一例として、内燃機関10は、直列4気筒型のディーゼルエンジンであるものとする。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a compression ignition type
内燃機関10の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ12が設置されている。各気筒のインジェクタ12は、共通のコモンレール14に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ16によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール14内に蓄えられ、コモンレール14から各インジェクタ12に供給される。
Each cylinder of the
内燃機関10の排気通路18は、排気マニホールド20により枝分かれして、各気筒の排気ポートに接続されている。本実施形態の内燃機関10は、ターボ過給機22を備えている。排気通路18は、ターボ過給機22のタービンに接続されている。
An
また、排気通路18におけるターボ過給機22の下流側には、排気ガスを浄化するための排気浄化装置24が設けられている。更に、ターボ過給機22よりも上流側の排気通路18には、排気ガスの空燃比を検知するためのA/Fセンサ26、および排気ガスの温度を検知するための排気温度センサ28がそれぞれ設置されている。
Further, an exhaust
内燃機関10の吸気通路30の入口付近には、エアクリーナ32が設けられている。エアクリーナ32を通って吸入された空気は、ターボ過給機22のコンプレッサで圧縮された後、インタークーラ34で冷却される。インタークーラ34を通過した吸入空気は、吸気マニホールド36により、各気筒の吸気ポートに分配される。
An
インタークーラ34と吸気マニホールド36との間には、吸気絞り弁38が設置されている。また、エアクリーナ32の下流近傍には、吸入空気量を検知するためのエアフローメータ40が設置されている。また、吸気マニホールド36には、その内部を流れる吸入空気の温度を検知するための吸気温度センサ42、および吸気圧力を検知するための吸気圧力センサ44がそれぞれ設置されている。
An
また、図1に示すシステムは、各気筒の吸気弁68(図5参照)の開弁特性を変更可能とする吸気可変動弁機構46と、排気弁66(図5参照)の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構48とを備えている。より具体的には、ここでは、吸気可変動弁機構46は、吸気弁68のリフト量および作用角を連続的に変更できる機能(リフト可変機能)と、油圧もしくはモータを用いて吸気カム(図示省略)の位相を変更することにより吸気弁68の開閉時期を変更できる機能(位相可変機能)とを具備する機構であるものとする。また、排気可変動弁機構48は、吸気可変動弁機構46と同様の位相可変機能を具備する機構であるものとする。更に、吸気可変動弁機構46は、吸気カム軸の回転位置(進角量)を検知するための吸気カム角センサ50を備えており、排気可変動弁機構48は、吸気カム角センサ50と同様の構成を有する排気カム角センサ52を備えている。
Further, the system shown in FIG. 1 has the variable
また、吸気マニホールド36の近傍には、排気ガス還流通路(以下、「EGR(Exhaust Gas Recirculation)通路」)54の一端が接続されている。EGR通路54の他端は、排気通路18の排気マニホールド20に接続されている。吸気側の接続口30aの近傍のEGR通路54には、排気還流弁(以下、「EGR弁」)56が設けられている。このEGR弁56の開度を変えることにより、EGR通路54を通って排気側から吸気側に還流する排気(既燃)ガス量、すなわち外部EGRガス量を調整することができる。
In addition, one end of an exhaust gas recirculation passage (hereinafter referred to as an “EGR (Exhaust Gas Recirculation) passage”) 54 is connected to the vicinity of the
更に、EGR通路54の途中には、EGR通路54をバイパスするEGRバイパス通路58が形成されている。EGRバイパス通路58の途中には、当該通路58を通る排気ガス(EGRガス)を冷却するためのEGRクーラ60が設けられている。また、EGRバイパス通路58における排気側の接続口58aには、当該接続口58aを開閉するバイパスバルブ62が取り付けられている。このようなバイパスバルブ62によれば、EGRガスを必要に応じてEGRクーラ60によって冷却することができる。
Further, an
本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)70を備えている。ECU70には、上述した各種のセンサに加え、クランクアングルおよびエンジン回転数を検出するためのクランク角センサ72や車両のイグニッションスイッチ(IGスイッチ)74等が接続されている。また、ECU70には、上述した各種のアクチュエータが接続されている。ECU70は、それらのセンサ信号や情報に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを駆動することにより、内燃機関10の運転状態を制御する。
The system of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 70. In addition to the various sensors described above, the
更に、本実施形態における内燃機関10が搭載された車両は、車両システムの起動中(IGスイッチ74がONとされている状態)において所定の自動停止条件が成立した場合に、内燃機関10を自動的に停止させる機能を有する車両であるものとする。より具体的には、本実施形態のシステムは、そのような自動停止条件が、車両が一時的に停止して内燃機関10がアイドリング状態となった場合に成立するシステム、すなわち、アイドリングストップ機能を有するシステムであるものとする。尚、このようなアイドリングストップ機能を有するシステムに限らず、内燃機関とともにモータ等の他の動力源を備えるハイブリッド車両において、車両システムの起動中に所定の自動停止条件が成立した場合に、内燃機関が自動的に停止するシステムであってもよい。
Further, the vehicle on which the
ところで、内燃機関10の停止動作の終了後に吸気通路30や燃焼室内に燃焼(既燃)ガスが残留した状態で長期間に渡って放置された場合、インジェクタ12やバルブシートなどの燃焼室周りの部品の腐食等が問題となる。その一方で、そのような問題を回避するために、内燃機関10の停止動作時に大量の新気が燃焼室内に吸入されるようにすると、吸気通路30や燃焼室内に残留する燃焼ガスを十分に掃気することができるが、その背反として、燃焼室内に吸入された大量の新気の圧縮および膨張により、内燃機関10の振動が大きくなってしまう。
By the way, if the combustion (burned) gas remains in the
[実施の形態1における特徴的なエンジン停止動作時の制御]
図2は、本発明の実施の形態1における特徴的なエンジン停止動作時の制御を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、図2(A)はIGスイッチ74のON、OFFの変化を表した波形を、図2(B)はEGR弁56の開度の変化を表した波形を、図2(C)は吸気バルブタイミング(吸気弁68の閉じ時期IVC)の変化を表した波形を、図2(D)は燃料噴射量の変化を表した波形を、図2(E)はエンジン回転数の変化を表した波形を、それぞれ示している。また、図3は、内燃機関10の停止動作中に用いられる吸気バルブタイミングを表した図である。尚、本明細書中においては、内燃機関10の停止要求が出されてから内燃機関10の停止が完了するまでを「内燃機関10の停止動作中」と称する。
[Characteristic control during engine stop operation in Embodiment 1]
FIG. 2 is a time chart for explaining control during characteristic engine stop operation in the first embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 2A shows a waveform representing changes in ON / OFF of the IG switch 74, FIG. 2B shows a waveform representing changes in the opening degree of the
本実施形態では、上述した背反関係にある課題を解決するために、以下のような制御を行うようにした。すなわち、図2に示すように、IGスイッチ74がOFFとされることで内燃機関10の停止要求が出された場合には、燃料噴射を停止する前に、掃気モードに移行するようにEGR弁開度および吸気弁68のバルブタイミングが制御される。より具体的には、掃気モードでは、EGR弁56が全閉となるように制御されるとともに、吸気弁68のバルブタイミング(開閉時期)が図3(A)に示すように制御される。
In the present embodiment, the following control is performed in order to solve the above-described problems in contradiction. That is, as shown in FIG. 2, when a request for stopping the
図3(A)に示すように、掃気モードでは、排気上死点(TDC)で閉じられるように設定された排気弁66との間でバルブオーバーラップ期間を無くすために、吸気弁68の開き時期IVOが排気上死点となるように制御される。更に、吸気弁68の閉じ時期IVCが吸気下死点(BDC)近傍となるように制御される。
As shown in FIG. 3A, in the scavenging mode, the
次に、図2に示すエンジン停止動作時の制御では、EGR弁開度が全閉となり、かつ吸気弁68の閉じ時期IVCが吸気下死点に制御された時点、すなわち、掃気モードへの移行が完了した時点で、図2(D)に示すように燃料噴射が停止される。また、本実施形態では、掃気モードへの移行が完了してから所定サイクル(より具体的には、各気筒において残留ガスの掃気を確実にするため、全気筒において少なくとも2回の排気行程が経過する期間)が経過した時点で、全気筒で残留ガスの掃気が完了したと判定するようにしている。
Next, in the control at the time of the engine stop operation shown in FIG. 2, when the EGR valve opening is fully closed and the closing timing IVC of the
次に、図2に示すエンジン停止動作時の制御では、掃気モードの継続中に全気筒で残留ガスの掃気が完了したと判定された場合には、EGR弁開度が全閉に制御されたままで、内燃機関10の実圧縮比を低下させるために、吸気弁68の閉じ時期IVCを吸気下死点よりも遅角させる制御が実行される。本実施形態では、このように吸気弁68の閉じ時期IVCが制御されるモードを、「振動低減モード」と称する。尚、図2に示すように、内燃機関10の停止動作が完了するまで、この振動低減モードが選択される。
Next, in the control at the time of the engine stop operation shown in FIG. 2, when it is determined that scavenging of the residual gas is completed in all the cylinders while the scavenging mode is continued, the EGR valve opening degree is controlled to be fully closed. In order to reduce the actual compression ratio of the
図3(B)は、上記振動低減モードにおける吸気バルブタイミングの設定を表している。図3(B)に示すように、振動低減モードでは、吸気弁68の開き時期IVOは排気上死点に制御されたままで、上述したように吸気弁68の閉じ時期IVCが吸気下死点よりも遅角側の所定時期となるように制御される。
FIG. 3B shows the setting of the intake valve timing in the vibration reduction mode. As shown in FIG. 3B, in the vibration reduction mode, the opening timing IVO of the
更に、アイドルストップ機能を有する車両に内燃機関10が搭載された本実施形態のシステムでは、アイドルストップ機能における上記自動停止条件の成立に伴う停止要求が出された場合には、上記掃気モードを介さずに、燃料噴射を停止したうえで直ちに上記振動低減モードに移行するようにした。
Furthermore, in the system of the present embodiment in which the
図4は、上述したエンジン停止動作時の制御を実現するために、本実施の形態1においてECU70が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。
図4に示すルーチンでは、先ず、内燃機関10の停止要求が出されたか否かが判別される(ステップ100)。本ステップ100において判別されるエンジン停止要求には、車両の運転者によってIGスイッチ74がOFFとされることによる停止要求と、アイドリングストップ機能における上記自動停止条件の成立に伴う停止要求とが含まれる。
FIG. 4 is a flowchart showing a control routine executed by the
In the routine shown in FIG. 4, it is first determined whether or not a request for stopping the
上記ステップ100においてエンジン停止要求が出されたと判定された場合には、今回の停止要求が上記自動停止条件の成立によるものであるか否かが判別される(ステップ102)。
If it is determined in
その結果、今回のエンジン停止要求が上記自動停止条件の成立による停止要求でないと判定された場合、つまり、IGスイッチ74がOFFとされたことによる停止要求であると判定された場合には、上記掃気モードへの移行が開始される(ステップ104)。具体的には、目標EGR弁開度が全閉に設定される(ステップ106)とともに、目標バルブタイミングが掃気モード用の値(上記図3(A)参照)に設定される(ステップ108)。 As a result, when it is determined that the current engine stop request is not a stop request due to the establishment of the automatic stop condition, that is, when it is determined that the IG switch 74 is turned OFF, Transition to the scavenging mode is started (step 104). Specifically, the target EGR valve opening is set to fully closed (step 106), and the target valve timing is set to a value for the scavenging mode (see FIG. 3A) (step 108).
次に、吸気弁の実タイミング(閉じ時期IVC)および実EGR弁開度がそれぞれ上記目標値に収束したか否かが判別される(ステップ110)。その結果、本ステップ110の判定が成立した場合には、燃料噴射が停止されたうえで(ステップ112)、当該燃料噴射停止時のクランク位置(クランクアングル)が取得される(ステップ114)。
Next, it is determined whether or not the actual timing (closing timing IVC) of the intake valve and the actual EGR valve opening have converged to the target values, respectively (step 110). As a result, when the determination in
次に、上記ステップ114において取得された燃料噴射停止時のクランクアングルに対する現在のクランクアングルの変化量が取得(算出)される(ステップ116)。次いで、このクランクアングルの変化量に基づいて、上記燃料噴射の停止時点から所定サイクルが経過したか否かが判別される(ステップ118)。本ステップ118における所定サイクルは、既述したように、燃料噴射の停止後に全気筒における排気行程が少なくとも2回経過するまでに要するサイクル数とされている。
Next, the change amount of the current crank angle with respect to the crank angle at the time of stopping the fuel injection acquired in
上記ステップ118において上記所定サイクル数が経過したと判定された場合には、上記振動低減モードへの移行が開始される(ステップ120)。具体的には、目標バルブタイミングが振動低減モード用の値(上記図3(B)参照)に設定される(ステップ122)。
If it is determined in
一方、今回のエンジン停止要求が上記ステップ102において上記自動停止条件の成立による停止要求であると判定された場合には、燃料噴射が停止されたうえで(ステップ124)、上記掃気モードに移行せずに直ちに上記振動低減モードへの移行が開始される(ステップ120)。
On the other hand, if it is determined in
以上説明した図4に示すルーチンによれば、IGスイッチ74のOFFによるエンジン停止要求が出された場合には、先ず、上記掃気モードが実行される。図5は、掃気モードによる残留ガスの掃気効果を説明するための図であり、掃気モードにおいて燃料噴射が停止されてから残留ガスの排出が完了するまでの間に燃焼室64を流通するガスの挙動を表したものである。
According to the routine shown in FIG. 4 described above, when the engine stop request is issued by turning off the IG switch 74, the scavenging mode is first executed. FIG. 5 is a diagram for explaining the scavenging effect of the residual gas in the scavenging mode. In the scavenging mode, the gas flowing through the
掃気モード時には、EGR弁56が全閉となるように制御されるので、EGR通路54を介した吸気通路30への排気ガスの還流が禁止される。そのうえで、図5に示す動作によって、残留ガスの掃気が行われる。
In the scavenging mode, since the
図5(A)は、燃料噴射が停止された最初のサイクルにおける圧縮行程を示している。この場合、燃焼室64内には、1つ前のサイクルにおいて燃焼室64から排出されずに残留した燃焼ガスが存在している。また、吸気マニホールド36には、自気筒または他気筒から吸気マニホールド36に吹き戻された残留ガスが存在している。
FIG. 5A shows the compression stroke in the first cycle in which the fuel injection is stopped. In this case, combustion gas remaining in the
図5(A)に示す状態から膨張行程を経て排気行程が到来して排気弁66が開くと、図5(B)に示すように、燃焼室64内の残留ガスが排気マニホールド20に排出される。上記掃気モードによれば、排気上死点において排気弁66が閉じるとともに吸気弁68が開くという態様でバルブオーバーラップ期間が無くなるように制御されている。このため、燃焼室64内に滞留していた残留ガスが吸気マニホールド36側に戻るのを防止することができ、また、排気マニホールド20側から燃焼室64を介して吸気マニホールド36に戻される燃焼ガス(内部EGRガス)を無くすことができる。
When the exhaust stroke comes from the state shown in FIG. 5A through the expansion stroke and the
その後、吸気行程が到来して吸気弁68が開くと、図5(C)に示すように、吸気マニホールド36内やEGR弁56よりも下流側のEGR通路54内に滞留していた残留ガスが燃焼室64内に吸入される。この場合、吸気弁68の閉じ時期IVCは吸気下死点となるように制御されているので、今回の吸気行程において燃焼室64内に吸入された残留ガスが吸気マニホールド36側に吹き返すのを防止することができ、また、燃焼室64内に吸入されるガス量を最大とすることができる。
Thereafter, when the intake stroke arrives and the
その後、圧縮行程および膨張行程を経たうえで排気行程が到来して排気弁66が開くと、図5(D)に示すように、燃焼室64内の残留ガスが排気マニホールド20に排出される。これにより、吸気マニホールド36および燃焼室64からの残留ガスの排出(掃気)が完了する。
Thereafter, after the compression stroke and the expansion stroke, the exhaust stroke arrives and the
また、上記図4に示すルーチンによれば、上記掃気モードが実行されたうえで、吸気通路30および全気筒の燃焼室64内からの残留ガスの掃気が完了したと判定された後に、上記振動低減モードが実行される。この振動低減モードによれば、吸気弁68の閉じ時期IVCを吸気下死点に対して遅角させることにより、実圧縮比を低下させ、燃焼室64内に吸入される空気量を減らすことができる。これにより、停止動作中に生ずる内燃機関10の振動を抑制することができる。また、上記ルーチンの処理によれば、当該振動低減モードが実行されるのは、上記掃気モードにより残留ガスの掃気が完了した後であるので、吸気弁68の閉じ時期IVCの遅角化により燃焼室64内に吸入されたガスが吸気マニホールド36側に吹き返されても燃焼ガスが吸気通路30に戻されることはない。更に、この振動低減モードの実行時においても、排気上死点において排気弁66が閉じられるとともに吸気弁68が開かれるという態様でバルブオーバーラップ期間がゼロとされている。これにより、内部EGRガス量をゼロとすることができ、掃気完了判定時に排気マニホールド20に排出された既燃ガスが燃焼室64内に戻ることもない。
Further, according to the routine shown in FIG. 4, after the scavenging mode is executed, it is determined that scavenging of the residual gas from the
以上説明した掃気モードと振動低減モードとを有する本実施形態の制御によれば、停止動作時に、残留ガスの掃気と振動の抑制とを好適に両立することが可能となる。 According to the control of the present embodiment having the scavenging mode and the vibration reduction mode described above, it is possible to suitably achieve both the scavenging of residual gas and the suppression of vibration during the stop operation.
また、図5を参照して上述したように、掃気モードへの移行が完了した後に燃料噴射を停止させてから、全気筒において少なくとも2回の排気行程を経過させることにより、燃料噴射の停止後に吸気通路30および燃焼室64に存在する残留ガスの掃気が完了する。従って、上記図4に示すルーチンにおいて、掃気モードへの移行完了後に当該掃気モードを継続させる所定サイクルとして、各気筒における燃料噴射の停止時点から全気筒において排気行程が少なくとも2回(掃気完了に要する詳細なサイクル数は、吸気マニホールド36の容積と排気量に応じて変わる)経過するまでの期間を設定することにより、残留ガスの掃気が確実に完了したことを最短時間で判定することが可能となる。これにより、残留ガスの掃気完了後に速やかに上記振動低減モードに移行して、内燃機関10の停止動作中の振動を十分に抑制することができる。
Further, as described above with reference to FIG. 5, after the fuel injection is stopped after the transition to the scavenging mode is completed, at least two exhaust strokes are allowed to elapse in all the cylinders to stop the fuel injection. The scavenging of the residual gas existing in the
更に、上記図4に示すルーチンによれば、上記自動停止条件の成立に伴う停止要求が出された場合には、上記掃気モードを介さずに、燃料噴射を停止したうえで直ちに上記振動低減モードへの移行が開始される。車両システムの起動中にアイドルストップ機能により内燃機関10が自動停止する場合であれば、IGスイッチ74のOFFに伴って内燃機関10が停止する場合と比べ、内燃機関10が一時的に停止した後に比較的短時間で再始動が行われる。このため、このような場合には、燃焼室周りの部品の腐食等が問題とならないといえる。従って、このような場合に上記掃気モードの実施を省略することで、早期に振動低減モードに移行させることができ、より振動を抑制することが可能となる。
Further, according to the routine shown in FIG. 4, when a stop request accompanying the establishment of the automatic stop condition is issued, fuel injection is stopped without passing through the scavenging mode, and the vibration reduction mode is immediately performed. Transition to is started. When the
ところで、上述した実施の形態1においては、上記振動低減モード時に吸気弁68の閉じ時期IVCを吸気下死点よりも遅角側に設定するようにしている。しかしながら、本発明において実圧縮比が下がるように吸気弁の閉じ時期を制御する手法はこれに限定されず、吸気弁の閉じ時期を吸気下死点よりも進角側に設定するものであってもよい。
By the way, in the first embodiment described above, the closing timing IVC of the
また、上述した実施の形態1においては、排気弁66の閉じ時期が排気上死点となるように予め設定されている構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、内燃機関の停止要求が出された場合に、排気弁の閉じ時期が排気上死点となるように制御しつつ、吸気弁の開き時期が排気上死点となるように制御するものであってもよい。
Further, in the above-described first embodiment, the description has been given by taking as an example a configuration that is set in advance so that the closing timing of the
また、上述した実施の形態1においては、圧縮着火式内燃機関を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明が適用される内燃機関はこれに限定されず、ガソリンエンジンなどの火花点火式内燃機関であってもよい。尚、火花点火式内燃機関に対して本実施形態の制御が適用される場合には、燃料噴射の停止時に、点火を同時に停止するものであってもよい。 In the first embodiment described above, the compression ignition type internal combustion engine has been described as an example. However, the internal combustion engine to which the present invention is applied is not limited to this, and may be a spark ignition internal combustion engine such as a gasoline engine. When the control of the present embodiment is applied to the spark ignition type internal combustion engine, the ignition may be stopped simultaneously when the fuel injection is stopped.
尚、上述した実施の形態1においては、ECU70が、上記ステップ100の処理を実行することにより前記第1の発明における「停止要求検知手段」が、上記ステップ108の処理を実行することにより前記第1の発明における「第1吸気閉じ時期制御手段」が、上記ステップ122の処理を実行することにより前記第1の発明における「第2吸気閉じ時期制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、ECU70が上記ステップ114〜118の処理を実行することにより前記第2の発明における「掃気完了判別手段」が実現されている。
また、ECU70が上記ステップ102の処理を実行することにより前記第3の発明における「停止時制御切換手段」が実現されている。
また、ECU70が上記ステップ108の処理を実行することにより前記第4の発明における「吸気開き時期制御手段」が実現されている。
また、ECU70が上記ステップ108の処理を実行することにより前記第5の発明における「排気還流弁全閉手段」が実現されている。
In the first embodiment described above, the
Further, the “scavenging completion determining means” according to the second aspect of the present invention is realized by the
Further, the “stop-time control switching means” according to the third aspect of the present invention is realized by the
Further, the “intake opening timing control means” according to the fourth aspect of the present invention is realized by the
Further, the “exhaust gas recirculation valve fully closing means” in the fifth aspect of the present invention is realized by the
実施の形態2.
次に、図6および図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU70に図4に示すルーチンに代えて後述する図7に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the
図6は、本発明の実施の形態2における掃気完了時期の判別手法を説明するための図であり、図1に示す内燃機関10の構成を模式的に表したものである。
本実施形態のシステムは、上記掃気モードに移行した後に残留ガスの掃気が完了したか否かを判別する手法が異なる点を除き、上述した実施の形態1のシステムと同様である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a scavenging completion time determination method according to Embodiment 2 of the present invention, and schematically shows the configuration of the
The system of this embodiment is the same as the system of Embodiment 1 described above, except that the method for determining whether or not scavenging of residual gas is completed after shifting to the scavenging mode.
本実施形態では、EGR弁56から吸気弁68までの区間の通路容積(より厳密には、EGR弁56から接続口30aまでの区間のEGR通路54の容積と、当該接続口30aから吸気弁68までの区間の吸気マニホールド36の容積の合計値)に基づいて、当該通路容積内に滞留する残留ガス量を推定するようにしている。より具体的には、当該通路容積は、内燃機関10の仕様に応じて定まっている既知の値であり、この通路容積内のガスの温度および圧力は、吸気温度センサ42および吸気圧力センサ44により検知することができる。従って、当該通路容積内に滞留する残留ガス量を気体の状態方程式などに従って算出することができる。
In the present embodiment, the passage volume in the section from the
そのうえで、本実施形態では、停止動作中にEGR弁56が全閉とされ、かつ燃料噴射が停止された後に燃焼室64に吸入される吸気量の積算値(積算吸気量)を算出するようにしている。燃焼室64内に吸入される1回の吸気行程あたりの吸気量は、エンジン回転数により異なる。このため、この1回あたりの吸気量をエンジン回転数との関係で予め定めたマップをECU70に記憶させておくことで、エンジン回転数に応じた1回あたりの吸気量を取得することができる。そして、この1回あたりの吸気量を積算することで、サイクルの経過とともに上記積算吸気量を算出することができる。
In addition, in this embodiment, the integrated value of the intake air amount (integrated intake air amount) that is taken into the
本実施形態では、上記のように算出された上記積算吸気量が上記通路容積内の残留ガス量の推定値以上となった場合に、吸気通路30(吸気マニホールド36)および燃焼室64内の残留ガスの掃気が完了したと判定するようにしている。上記掃気モードによれば、吸気マニホールド36側への燃焼室64内ガスの吹き返しが防止される。従って、本実施形態の手法によって吸気マニホールド36内の残留ガスが吸入されたと判断することをもって、吸気通路30(吸気マニホールド36)とともに燃焼室64内の残留ガスの掃気が完了したと判定することが可能となる。
In the present embodiment, when the integrated intake air amount calculated as described above becomes equal to or larger than the estimated value of the residual gas amount in the passage volume, the residual in the intake passage 30 (intake manifold 36) and the
図7は、本発明のエンジン停止動作時の制御を実現するために、本実施の形態2においてECU70が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図7に示すルーチンは、上記ステップ114〜118の処理が後述のステップ200に置き換えられている点を除き、上記図4に示すルーチンと同様であるため、図7において、図4に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
FIG. 7 is a flowchart showing a control routine executed by the
図7に示すルーチンでは、掃気モードへの移行が完了して燃料噴射が停止された(ステップ112)後は、次いで、掃気モードによって残留ガスの掃気が完了したか否かが判別される(ステップ200)。本ステップ200では、上記図6を参照して説明した手法に基づいて、掃気完了時期が判定される。本ステップ200において掃気が完了したと判定された場合には、上記振動低減モードへの移行が開始される(ステップ120)。
In the routine shown in FIG. 7, after the transition to the scavenging mode is completed and the fuel injection is stopped (step 112), it is then determined whether or not scavenging of the residual gas is completed by the scavenging mode (step 112). 200). In
以上説明した図7に示すルーチンによっても、上述した実施の形態1の図4に示すルーチンと同様の効果を奏することができる。 Also by the routine shown in FIG. 7 described above, the same effect as the routine shown in FIG. 4 of the first embodiment described above can be obtained.
ところで、上述した実施の形態2においては、停止動作中にEGR弁56が全閉とされ、かつ燃料噴射が停止された後の上記積算吸気量が上記通路容積内の残留ガス量の推定値以上となった場合に、吸気通路30および燃焼室64内の残留ガスの掃気が完了したと判定するようにしている。しかしながら、本発明における掃気判別手法はこれに限定されるものではなく、例えば、以下のような手法であってもよい。
By the way, in the second embodiment described above, the integrated intake air amount after the
すなわち、吸気マニホールド36に設置された吸気温度センサ42により検知される吸気温度が所定値よりも低くなった時に、吸気通路30(および燃焼室64)内の残留ガスの掃気が完了したと判定してもよい。燃焼に付された後の排気ガスは高温であるため、排気ガスが吸気マニホールド36内に残留している場合には、常温の新気が流通する場合と比べ、吸気マニホールド36内のガス温度が高くなる。従って、本手法によれば、既燃ガスが残留している場合と新気のみの場合とで吸気温度を区別できる値に上記所定値を設定することにより、残留ガスの掃気が完了したか否かを判定することができる。
That is, when the intake air temperature detected by the intake
また、本発明における掃気判別手法は、次のような手法であってもよい。すなわち、排気通路18に設置されたA/Fセンサ26により検知される排気ガスの空燃比が所定値よりも高くなった時に、吸気通路30および燃焼室64内の残留ガスの掃気が完了したと判定してもよい。吸気通路30および燃焼室64内の残留ガスの掃気が終了して燃焼室64内が新気で満たされた場合には、A/Fセンサ26により検知されるガスは新気となり、燃焼に付された後の既燃ガスが流れる場合と比べて大きくリーンな値が検出される。従って、本手法によれば、既燃ガスと新気を区別できる値に上記所定値を設定することにより、残留ガスの掃気が完了したか否かを判定することができる。
Further, the scavenging determination method in the present invention may be the following method. That is, the scavenging of the residual gas in the
また、本発明における掃気判別手法は、次のような手法であってもよい。吸気マニホールド36に設置された吸気圧力センサ44により検知される吸気圧力が所定値よりも低くなった時に、吸気通路30(および燃焼室64)内の残留ガスの掃気が完了したと判定してもよい。燃焼に付された後の排気ガスは高温であるため、排気ガスが吸気マニホールド36内に残留している場合には、常温の新気が流通する場合と比べ、排気ガスからの受熱により膨張して吸気マニホールド36内ガスの圧力が高くなる。従って、本手法によれば、既燃ガスが残留している場合と新気のみの場合とで吸気圧力を区別できる値に上記所定値を設定することにより、残留ガスの掃気が完了したか否かを判定することができる。
Further, the scavenging determination method in the present invention may be the following method. Even when it is determined that scavenging of the residual gas in the intake passage 30 (and the combustion chamber 64) has been completed when the intake pressure detected by the
また、本発明における掃気判別手法は、次のような手法であってもよい。すなわち、排気通路18に設置された排気温度センサ28により検知される排気ガスの温度が所定値よりも低くなった時に、吸気通路30および燃焼室64内の残留ガスの掃気が完了したと判定してもよい。吸気通路30および燃焼室64内の残留ガスの掃気が終了して燃焼室64内が新気で満たされた場合には、排気温度センサ28により検知されるガスは新気となり、燃焼に付された後の既燃ガスが流れる場合と比べて検出される温度は大きく低下する。従って、本手法によれば、既燃ガスと新気を区別できる値に上記所定値を設定することにより、残留ガスの掃気が完了したか否かを判定することができる。
Further, the scavenging determination method in the present invention may be the following method. That is, when the temperature of the exhaust gas detected by the
尚、上述した実施の形態2においては、ECU70が上記ステップ200の処理(図6を参照して説明した手法)を実行することにより前記第6の発明における「残留ガス量推定手段」および「積算吸気量取得手段」がそれぞれ実現されている。
また、吸気温度センサ42が前記第7の発明における「吸気温度検知手段」に相当している。
また、A/Fセンサ26が前記第8の発明における「空燃比検知手段」に相当している。
また、吸気圧力センサ44が前記第9の発明における「吸気圧力検知手段」に相当している。
また、排気温度センサ28が前記第10の発明における「排気温度検知手段」に相当している。
In the second embodiment described above, the
The intake
The A /
The
The
10 内燃機関
12 インジェクタ
18 排気通路
20 排気マニホールド
26 A/Fセンサ
28 排気温度センサ
30 吸気通路
30a EGR通路54の吸気側の接続口
36 吸気マニホールド
42 吸気温度センサ
44 吸気圧力センサ
46 吸気可変動弁機構
50 吸気カム角センサ
54 排気ガス還流通路(EGR通路)
56 排気還流弁(EGR弁)
64 燃焼室
66 排気弁
68 吸気弁
70 ECU(Electronic Control Unit)
74 IGスイッチ
DESCRIPTION OF
56 Exhaust gas recirculation valve (EGR valve)
64
74 IG switch
Claims (10)
内燃機関の停止要求を検知する停止要求検知手段と、
前記停止要求が出された場合に、前記吸気弁の閉じ時期を吸気下死点近傍の第1制御時期に制御する第1吸気閉じ時期制御手段と、
前記内燃機関の停止動作中に前記吸気弁の閉じ時期が前記第1制御時期に移行した後に、前記吸気弁の閉じ時期が前記第1制御時期に制御された場合と比較して、前記内燃機関の実圧縮比が下がるように前記吸気弁の閉じ時期を第2制御時期に制御する第2吸気閉じ時期制御手段と、
を備えることを特徴とする可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 An intake variable valve mechanism that can change the closing timing of the intake valve;
Stop request detecting means for detecting a stop request of the internal combustion engine;
First intake closing timing control means for controlling the closing timing of the intake valve to a first control timing in the vicinity of the intake bottom dead center when the stop request is issued;
The internal combustion engine is compared with a case where the closing timing of the intake valve is controlled to the first control timing after the closing timing of the intake valve has shifted to the first control timing during the stop operation of the internal combustion engine. Second intake closing timing control means for controlling the closing timing of the intake valve to a second control timing so that the actual compression ratio of
A control device for an internal combustion engine comprising a variable valve mechanism.
前記第2吸気閉じ時期制御手段は、前記掃気完了判別手段によって前記停止動作中に前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定された場合に、前記吸気弁の閉じ時期を前記第2制御時期に制御する手段であることを特徴とする請求項1記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 Scavenging completion determining means for determining whether or not scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber has been completed after the closing timing of the intake valve has shifted to the first control time during the stop operation;
The second intake closing timing control means sets the closing timing of the intake valve when the scavenging completion determining means determines that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed during the stop operation. 2. The control device for an internal combustion engine having a variable valve mechanism according to claim 1, wherein the control device is means for controlling at a second control time.
前記停止要求が前記自動停止条件の成立に伴うものである場合には、前記第1吸気閉じ時期制御手段による前記吸気弁の閉じ時期の制御を介さずに、前記第2吸気閉じ時期制御手段による前記吸気弁の閉じ時期の制御を行うようにする停止時制御切換手段を更に備えることを特徴とする請求項1または2記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine is an internal combustion engine that is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied during startup of the vehicle system,
When the stop request is accompanied by the establishment of the automatic stop condition, the second intake closing timing control means does not go through the control of the intake valve closing timing by the first intake closing timing control means. The control device for an internal combustion engine having a variable valve mechanism according to claim 1 or 2, further comprising a stop-time control switching means for controlling the closing timing of the intake valve.
閉じ時期が排気上死点となるように予め設定され、若しくは、前記停止要求が出された場合に閉じ時期が排気上死点となるように制御される排気弁と、
を更に備えることを特徴とする請求項2または3記載の内燃機関の制御装置。 An intake opening timing control means for controlling the opening timing of the intake valve to be exhaust top dead center when the stop request is issued;
An exhaust valve that is set in advance so that the closing timing becomes exhaust top dead center, or is controlled so that the closing timing becomes exhaust top dead center when the stop request is issued;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, further comprising:
前記排気ガス還流弁の開度調整による排気ガスの還流が行われている状態で前記停止要求が出された場合に、前記排気還流弁を全閉とする排気還流弁全閉手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項記載の可変動弁機構の内燃機関の制御装置。 An exhaust gas recirculation valve for opening and closing an exhaust gas recirculation passage connecting the exhaust passage and the intake passage;
An exhaust recirculation valve full closing means for fully closing the exhaust recirculation valve when the stop request is issued in a state where the exhaust gas recirculation is being performed by adjusting the opening of the exhaust gas recirculation valve;
The control apparatus for an internal combustion engine of a variable valve mechanism according to any one of claims 2 to 4, further comprising:
前記排気還流弁から前記吸気弁までの区間の通路容積に基づいて当該通路容積内に存在する残留ガス量を推定する残留ガス量推定手段と、
前記停止動作中に前記排気還流弁閉手段により前記排気還流弁が全閉とされ、かつ燃料噴射が停止された後に、前記燃焼室内に吸入される吸気量の積算値を取得する積算吸気量取得手段と、
を含み、前記積算値が前記残留ガス量の推定値以上となった場合に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することを特徴とする請求項5記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 The scavenging completion determining means includes
A residual gas amount estimating means for estimating a residual gas amount existing in the passage volume based on a passage volume of a section from the exhaust gas recirculation valve to the intake valve;
Acquiring an integrated intake amount for acquiring an integrated value of the intake amount taken into the combustion chamber after the exhaust gas recirculation valve is fully closed by the exhaust gas recirculation valve closing means and the fuel injection is stopped during the stop operation Means,
6. The variable motion according to claim 5, wherein the scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is determined to be complete when the integrated value is equal to or greater than the estimated value of the residual gas amount. A control device for an internal combustion engine including a valve mechanism.
前記掃気完了判別手段は、前記吸気温度検知手段により検知された吸気温度が所定値よりも低くなった時に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 An intake air temperature detecting means which is installed in an intake manifold provided in the intake passage and detects an intake air temperature;
The scavenging completion determining means determines that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed when the intake air temperature detected by the intake air temperature detecting means is lower than a predetermined value. A control device for an internal combustion engine comprising the variable valve mechanism according to any one of claims 2 to 5.
前記掃気完了判別手段は、前記空燃比検知手段により検知されたガスの空燃比が所定値よりも高くなった時に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 Further comprising air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the gas flowing through the exhaust passage,
The scavenging completion determining means determines that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed when the air-fuel ratio of the gas detected by the air-fuel ratio detecting means is higher than a predetermined value. A control device for an internal combustion engine comprising the variable valve mechanism according to any one of claims 2 to 5.
前記掃気完了判別手段は、前記吸気圧力検知手段により検知された吸気圧力が所定圧力よりも低くなった時に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 An intake pressure detection means for detecting an intake pressure, which is installed in an intake manifold provided in the intake passage;
The scavenging completion determining means determines that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed when the intake pressure detected by the intake pressure detecting means is lower than a predetermined pressure. A control device for an internal combustion engine comprising the variable valve mechanism according to any one of claims 2 to 5.
前記掃気完了判別手段は、前記排気温度検知手段により検知された排気ガスの温度が所定値よりも低くなった時に、前記吸気通路および燃焼室内の残留ガスの掃気が完了したと判定することを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 Exhaust temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust passage,
The scavenging completion determining means determines that scavenging of the residual gas in the intake passage and the combustion chamber is completed when the temperature of the exhaust gas detected by the exhaust temperature detecting means is lower than a predetermined value. A control device for an internal combustion engine comprising the variable valve mechanism according to any one of claims 2 to 5.
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