JP2012112263A - 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係り、特に、タンブルコントロールバルブ(TCV)を備えた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, and more particularly to a control device for an internal combustion engine provided with a tumble control valve (TCV).
従来技術として、例えば特許文献1(特開平11−201002号公報)に開示されているように、シャッタ弁を備えた内燃機関の制御装置が知られている。従来技術では、筒内壁面のうち吸気ポートに近い側の壁面(吸気側壁面)に向けて燃料が噴射されるように、燃料噴射弁の噴射方向を設定している。また、シャッタ弁は、吸気ポート内の空気流を偏らせて、筒内に吸い込まれる吸入空気を吸気側壁面に近い位置に導入するように構成されている。これにより、従来技術では、噴射燃料が筒内壁面のうち排気ポートに近い側の壁面(排気側壁面)に付着するのを防止するようにしている。 As a conventional technique, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-201002), a control device for an internal combustion engine including a shutter valve is known. In the prior art, the injection direction of the fuel injection valve is set so that fuel is injected toward the wall surface (intake side wall surface) closer to the intake port on the in-cylinder wall surface. The shutter valve is configured to bias the air flow in the intake port and introduce the intake air sucked into the cylinder to a position close to the intake side wall surface. Thereby, in the prior art, the injected fuel is prevented from adhering to the wall surface (exhaust side wall surface) on the side close to the exhaust port of the cylinder inner wall surface.
上述した従来技術では、燃料噴射方向の設定とシャッタ弁の機能により、噴射燃料が排気側壁面に付着するのを防止するようにしている。しかしながら、シャッタ弁の閉弁時には、筒内で吸気ポート側から排気ポート側に向けて流れるタンブル流が発生し易い。このため、従来技術では、吸気バルブに付着した一部の噴射燃料がタンブル流によって排気ポート側に流され、この燃料が排気側壁面にするという問題がある。そして、排気側壁面に付着した燃料は、未燃燃料となってHCの排出量を増加させる傾向がある。 In the prior art described above, the fuel injection direction is set and the function of the shutter valve prevents the injected fuel from adhering to the exhaust side wall surface. However, when the shutter valve is closed, a tumble flow that flows from the intake port side toward the exhaust port side in the cylinder tends to occur. For this reason, in the prior art, there is a problem that a part of the injected fuel adhering to the intake valve is caused to flow toward the exhaust port side by the tumble flow, and this fuel becomes the exhaust side wall surface. And the fuel adhering to the exhaust side wall surface tends to increase the amount of HC emission as unburned fuel.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、筒内の排気側壁面に噴射燃料が付着するのを抑制し、HCの排出量を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress the injection fuel from adhering to the exhaust side wall surface in the cylinder and to suppress the HC emission amount. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of achieving the above.
第1の発明は、内燃機関の筒内に開口する通路であって、前記筒内から離れた側に位置する一側壁面と前記筒内に近い側に位置する他側壁面とを有する吸気通路と、
前記吸気通路の一側壁面に設けられ、筒内に開口する前記吸気通路の開口部に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記吸気通路の開口部を開,閉する吸気バルブと、
前記燃料噴射弁と前記吸気バルブとの間に配置された弁であって、基端側が前記吸気通路の一側壁面に回転可能に支持され、先端側が前記他側壁面との間に流路を形成する気流調整弁と、
冷間始動時に燃料噴射量が所定の判定値以下である場合に、前記気流調整弁を閉弁側に駆動して前記流路の面積を減少させてから、前記燃料噴射弁により燃料の吸気同期噴射を実行する第1の冷間始動時制御手段と、
冷間始動時に燃料噴射量が前記判定値よりも多い場合に、前記燃料噴射弁により燃料の吸気非同期噴射を実行してから、前記気流調整弁を閉弁側に駆動して前記流路の面積を減少させる第2の冷間始動時制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A first aspect of the present invention is a passage that opens into a cylinder of an internal combustion engine, and has an intake passage that has one side wall surface located on a side away from the inside of the cylinder and another side wall surface located on a side close to the cylinder. When,
A fuel injection valve that is provided on one side wall surface of the intake passage and injects fuel toward the opening of the intake passage that opens into a cylinder;
An intake valve that opens and closes the opening of the intake passage;
A valve disposed between the fuel injection valve and the intake valve, the base end side of which is rotatably supported by one side wall surface of the intake passage, and the distal end side of which is a flow path between the other side wall surface; An air flow regulating valve to be formed;
When the fuel injection amount is equal to or less than a predetermined determination value at the time of cold start, the air flow adjusting valve is driven to the closed side to reduce the area of the flow path, and then fuel intake synchronization is performed by the fuel injection valve. First cold start time control means for performing injection;
When the fuel injection amount is larger than the determination value at the cold start, the fuel injection valve performs fuel intake asynchronous injection, and then drives the air flow adjustment valve to the valve closing side to Second cold start control means for reducing
It is characterized by providing.
第2の発明によると、前記判定値は、前記吸気バルブの開弁期間中に燃料噴射を完了することが可能な燃料噴射量の最大値である構成としている。 According to a second aspect of the invention, the determination value is a maximum value of a fuel injection amount that can complete fuel injection during a valve opening period of the intake valve.
第3の発明は、前記燃料噴射弁から噴射する燃料として、アルコール燃料を用いる構成としている。 In a third aspect of the invention, alcohol fuel is used as the fuel injected from the fuel injection valve.
第1の発明によれば、冷間始動時において、燃料噴射量が所定の判定値以下である場合には、第1の冷間始動時制御手段により気流調整弁を閉弁側に駆動してから、燃料の吸気同期噴射を実行することができる。これにより、吸気通路の一側壁面に配置された気流調整弁が閉弁側に駆動されるので、筒内に逆タンブル流を形成することができ、未気化燃料の大部分を逆タンブル流に乗せて筒内の吸気側壁面やピストンに付着させることができる。従って、筒内の排気側壁面に付着する燃料の量を低減し、HCの排出量を抑制することができる。 According to the first aspect of the invention, when the fuel injection amount is equal to or less than the predetermined determination value at the time of cold start, the air flow regulating valve is driven to the valve closing side by the first cold start time control means. From this, intake synchronous injection of fuel can be executed. As a result, the air flow regulating valve arranged on the one side wall surface of the intake passage is driven to the valve closing side, so that a reverse tumble flow can be formed in the cylinder, and most of the unvaporized fuel is converted to the reverse tumble flow. It can be placed and attached to the intake side wall surface or piston in the cylinder. Therefore, the amount of fuel adhering to the exhaust side wall surface in the cylinder can be reduced, and the HC emission amount can be suppressed.
一方、燃料噴射量が前記判定値よりも多い場合には、第2の冷間始動時制御手段により燃料の吸気同期噴射を実行してから、気流調整弁を閉弁側に駆動することができる。これにより、吸気行程では、筒内に比較的大きな負圧を生じさせることができる。従って、筒内の排気側壁面等に付着した燃料の気化を負圧により促進し、燃料付着量を速やかに減少させることができ、HCの排出量を抑制することができる。このように、第1の発明によれば、冷間始動時には、燃料噴射量に基いて2つの制御を適切に使い分けることができ、個々の状況に応じて排気エミッションを向上させることができる。 On the other hand, when the fuel injection amount is larger than the determination value, the air flow regulating valve can be driven to the valve closing side after the fuel intake synchronous injection of the fuel is executed by the second cold start time control means. . Thus, a relatively large negative pressure can be generated in the cylinder during the intake stroke. Therefore, vaporization of the fuel adhering to the exhaust side wall surface or the like in the cylinder can be promoted by the negative pressure, the amount of fuel adhering can be quickly reduced, and the HC emission amount can be suppressed. Thus, according to the first invention, at the time of cold start, the two controls can be properly used based on the fuel injection amount, and the exhaust emission can be improved according to individual situations.
第2の発明によれば、燃料噴射量が比較的少ないために、吸気バルブの開弁期間中に燃料噴射が完了する場合には、第1の冷間始動時制御手段により吸気同期噴射を実行し、吸気バルブへの燃料付着量を減少させることができる。また、燃料噴射量が多いために、吸気バルブの開弁期間中に燃料噴射が完了しない場合には、吸気非同期噴射を実行して燃料の噴射期間を確保することができる。 According to the second aspect of the invention, when the fuel injection is completed during the intake valve opening period because the fuel injection amount is relatively small, the intake-synchronized injection is executed by the first cold start time control means. In addition, the amount of fuel adhering to the intake valve can be reduced. Further, since the fuel injection amount is large, when the fuel injection is not completed during the opening period of the intake valve, it is possible to execute the intake asynchronous injection to ensure the fuel injection period.
第3の発明によれば、低温時に気化し難いアルコール燃料を使用する場合でも、第1,2の冷間始動時制御手段により筒内の排気側壁面に付着する燃料の量を低減し、HCの排出量を抑制することができる。 According to the third aspect of the invention, even when using alcohol fuel that is difficult to vaporize at low temperatures, the amount of fuel adhering to the exhaust side wall surface in the cylinder is reduced by the first and second cold start control means. Can be suppressed.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1及び図7を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。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全体構成図である。本実施の形態のシステムは、内燃機関としてのエンジン10を備えており、エンジン10は、アルコール燃料を使用するように構成されている。なお、図1は、エンジンの1つの気筒を中心軸線に沿って破断したものであるが、本発明は、単気筒を含む任意の気筒数の内燃機関に適用されるものである。エンジン10の各気筒には、ピストン12により燃焼室14が形成されており、ピストン12は、エンジン10のクランク軸に連結されている。なお、以下の説明では、燃焼室14内(筒内)の壁面のうち、後述の吸気ポート18に近い側の壁面(例えば図1中の右側に位置する壁面)を吸気側壁面14Aと称し、排気ポート22に近い側(左側)の壁面を排気側壁面14Bと称する。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 7. FIG. 1 is an overall configuration diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes an
エンジン10は、各気筒に吸入空気を吸込む吸気通路16を備えており、吸気通路16の上流側には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ等が設けられている。吸気通路16の下流側は、その一部を構成する複数の吸気ポート18を介して各気筒の筒内にそれぞれ接続されている。吸気ポート18は、気筒の頂部側(図1中において、気筒の上側)を径方向に延びる通路として形成され、その下流側端部は、下向きに屈曲して筒内の頂部に開口している。これにより、吸気ポート18は、その壁面のうち筒内から離れた側(上側)に位置する上側壁面18Aと、筒内に近い側(下側)に位置する下側壁面18Bと、筒内に開口する円形状の開口部18Cとを有している。
The
また、吸気ポート18の上側壁面18Aには、後述のTCV32を格納する凹部18Dが設けられている。なお、上記説明において、「上側」及び「下側」とは、単に図1中の上側,下側を意味するだけのものであり、本発明における2つの壁面18A,18Bの相対的な位置関係を限定するものではない。即ち、本発明は、例えば壁面18A,18Bの位置関係が水平となる(上側と下側にならない)水平対向型のエンジン等にも適用することができる。
Further, the
また、エンジン10は、各気筒から排気ガスが排出される排気通路20を備えており、排気通路20の上流側は、排気ポート22を介して筒内に接続されている。排気ポート22は、例えば図1において、気筒の軸線を中心として吸気ポート18の反対側(即ち、吸気ポート18と対向する位置)に配置され、この位置で筒内の頂部に開口している。また、各気筒は、吸気ポート18に燃料を噴射する燃料噴射弁24と、筒内の混合気に点火する点火プラグ26と、吸気ポート18の開口部18Cを開,閉する吸気バルブ28と、排気ポート22の開口部を開,閉する排気バルブ30とを備えている。燃料噴射弁24は、吸気ポート18の上側壁面18Aに設けられ、吸気ポート18の開口部18C(好ましくは、開口部18Cのうち下側壁面18B寄りの部位)に向けて燃料を噴射するように構成されている。また、バルブ28,30は、公知のポペット弁等により構成されている。
The
一方、本実施の形態のシステムは、気流調整弁を構成するタンブルコントロールバルブ(TCV)32を備えている。TCV32は、吸気ポート18の流路面積を変化させるもので、各気筒の吸気ポート18にそれぞれ設けられている。以下、図1に加えて図2及び図3を参照しつつ、TCV32の構成について説明する。なお、図2は、TCVが全開した状態を示す構成図であり、図3は、TCVが全閉した状態を図2中の矢示X方向からみた断面図である。これらの図に示すように、TCV32は、例えば吸気ポート18をほぼ全閉することが可能な板状の弁体により構成され、燃料噴射弁24と吸気バルブ28との間に配置されている。TCV32の基端側32Aは、図3に示すように、回転軸34を介して吸気ポート18の上側壁面18Aに回転可能に支持されている。
On the other hand, the system of the present embodiment includes a tumble control valve (TCV) 32 that constitutes an airflow regulating valve. The
そして、TCV32は、アクチュエータ36により回転軸34を介して駆動され、図2に示す全開位置(吸気ポート18の凹部18Dに格納された位置)と、図3に示す全閉位置との間で回転する。吸気ポート18の流路面積は、TCV32の回転角(開度)に応じて変化するように構成され、TCV32を開弁側に駆動した場合には増加し、TCV32を閉弁側に駆動した場合には減少する。また、TCV32を閉弁側に駆動した状態では、図1に示すように、その先端側32Bと吸気ポート18の下側壁面18Bとの間に全開状態よりも狭い流路38が形成される。なお、TCV32の機能については後述する。
The
また、TCV32は、個々の吸気ポート18にそれぞれ設けられているが、これらのTCVを駆動するシステムとしては、下記(1),(2)の何れを用いてもよい。
(1)複数のアクチュエータ36により個々のTCV32をそれぞれ独立に駆動する。
(2)1つのアクチュエータ36により複数のTCV32を一括して駆動する。
本実施の形態において、図3は、上記システム(1)の構成を例示している。また、システム(2)の構成例については、後述する実施の形態3で説明する。
The
(1) Each
(2) A plurality of
In the present embodiment, FIG. 3 illustrates the configuration of the system (1). A configuration example of the system (2) will be described in a third embodiment described later.
また、本実施の形態のシステムは、図1に示すように、クランク角センサ40、水温センサ42等を含むセンサ系統と、エンジン10の運転状態を制御するECU(Electronic Control Unit)50とを備えている。クランク角センサ40は、クランク軸の回転に同期した信号を出力するもので、水温センサ42は、機関温度の一例として、エンジン冷却水の温度を検出する。また、センサ系統には、上記センサ以外にも、エンジン10やこれを搭載する車両の制御に必要な各種のセンサが含まれている。このようなセンサの具体例を挙げると、吸入空気量を検出するエアフローセンサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ、車両のアクセル操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ、などである。これらのセンサは、ECU50の入力側に接続されている。一方、ECU50の出力側には、スロットルバルブ、燃料噴射弁24、点火プラグ26、アクチュエータ36等を含む各種のアクチュエータが接続されている。
Further, as shown in FIG. 1, the system according to the present embodiment includes a sensor system including a
そして、ECU50は、センサ系統により検出したエンジンの運転情報に基いて、各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ40の出力に基いてエンジン回転数(機関回転数)とクランク角とを検出し、エアフローセンサにより吸入空気量を検出する。また、エンジン回転数と吸入空気量とに基いて機関負荷を算出し、吸入空気量、機関負荷等に基いて燃料噴射量を算出し、クランク角に基いて燃料噴射時期及び点火時期を決定する。そして、燃料噴射時期が到来した時点で燃料噴射弁24を駆動し、点火時期が到来した時点で点火プラグ26を駆動する。
Then, the
また、ECU50は、エンジンの運転状態に基いてアクチュエータ36を駆動し、TCV32の開度を運転状態に応じた最適な角度に制御する。具体的に述べると、始動時には、TCV32の開度が吸気ポート18の流路面積を最も減少させる角度(例えば、吸気ポート18を全閉する角度)に設定される。また、高負荷運転時には、TCV32が前述の全開位置に保持される。この状態では、TCV32の存在により吸気抵抗が増加するのを回避することができる。また、ECU50は、冷間始動が行われる場合に、以下に述べる第1,第2の冷間始動時制御を実行する。
Further, the
[実施の形態1の特徴]
冷間始動時には、燃料噴射量が多くなる上に、噴射燃料が気化し難いため、噴射燃料の大部分は、吸気ポート18の壁面や吸気バルブ28の傘部に付着する傾向がある。この状態で吸気バルブ28が開弁すると、上記付着燃料は吸入空気と共に筒内に流入し、筒内の壁面やピストン12に付着する。このとき、筒内の排気側壁面14Bに付着した燃料は、比較的燃焼し難いために未燃燃料となり易く、この未燃燃料は、HCの排出量を増加させる要因となる。特に、アルコール燃料は、通常のガソリンと比較して低温時の揮発性が低いため、これを用いるエンジン10の冷間始動時には、上記現象により排気エミッションが悪化し易い。
[Features of Embodiment 1]
During a cold start, the amount of fuel injection increases and the injected fuel is difficult to vaporize, so that most of the injected fuel tends to adhere to the wall surface of the
一方、吸気ポート18や吸気バルブ28に付着する燃料の付着量は、燃料噴射量によっても変化する。このため、本実施の形態では、冷間始動が行われる場合に、燃料噴射量に基いて第1,第2の冷間始動時制御を使い分けることにより、それぞれの状況において筒内の排気側壁面14Bに付着する燃料の量を低減する構成としている。
On the other hand, the amount of fuel adhering to the
(第1の冷間始動時制御)
第1の冷間始動時制御は、冷間始動時の燃料噴射量が所定の判定値以下である場合に実行される。この判定値は、吸気バルブ28の開弁期間中(吸気行程中)に燃料噴射を完了することが可能な燃料噴射量の最大値に応じて設定されるもので、燃料噴射弁24の性能や燃料の噴射圧等に基いて予め決定され、ECU50に記憶されている。燃料噴射量が前記判定値以下である場合には、吸気行程中に燃料噴射を完了することができるので、吸気行程と同期した燃料噴射(吸気同期噴射)を実行することにより、吸気バルブ28への燃料付着量を減少させることができる。
(First cold start control)
The first cold start control is executed when the fuel injection amount at the cold start is equal to or less than a predetermined determination value. This determination value is set according to the maximum value of the fuel injection amount that can complete fuel injection during the opening period of the intake valve 28 (during the intake stroke). It is determined in advance based on the fuel injection pressure and the like, and is stored in the
そこで、第1の冷間始動時制御では、図4に示すように、TCV32を閉弁側(好ましくは、全閉位置)に駆動してから、吸気同期噴射を実行する。図4は、第1の冷間始動時制御における燃料噴射タイミングとTCVの作動状態とを示すタイミングチャートである。TCV32を閉弁側に駆動した場合には、吸気ポート18のうち上側壁面18Aに近い部位がTCV32により遮断される。この状態で吸気バルブ28が開弁すると、吸入空気は、図1中の矢印Aに示すように、吸気ポート18の下側壁面18Bに沿って流路38を通過し、吸気バルブ28の傘部の下側から筒内の吸気側壁面14A寄りの位置に流入する。これにより、筒内には、吸気側壁面14Aからピストン12の頂面近傍を経由して排気側壁面14Bに向かう吸入空気の縦渦(以下、逆タンブル流と称す)が形成される。このように、TCV32を燃料噴射弁24と吸気バルブ28との間(即ち、吸気バルブ28の近傍)で吸気ポート18の上側壁面18Aに配置することにより、吸入空気が吸気バルブ28の傘部の上側から筒内に流入するのを抑制し、矢印Aに示すような逆タンブル流を形成することができる。
Therefore, in the first cold start control, as shown in FIG. 4, the
従って、第1の冷間始動時制御によれば、吸気同期噴射を行う場合には、まず、逆タンブル流を発生させるためにTCV32を閉弁側に駆動してから、燃料を噴射することができる。これにより、吸気行程では、噴射燃料を逆タンブル流に乗せて筒内に流入させることができ、未気化燃料を吸気側壁面14A→ピストン12→排気側壁面14Bの順番で筒内に付着させることができる。この結果、未気化燃料の大部分を吸気側壁面14Aやピストン12に付着させ、排気側壁面14Bの燃料付着量を低減することができる。また、燃料を広い範囲に薄く付着させることができ、これにより燃料の気化を促進することができる。従って、未燃燃料の発生を抑制し、排気エミッションを向上させることができる。
Therefore, according to the first cold start control, when performing the intake synchronous injection, first, the
なお、上記制御では、必ずしもTCV32を全閉する必要はない。一例を挙げれば、燃料噴射を開始してから噴射燃料がTCV32に到達するまでの期間中に、TCV32を小さな開度だけ開弁し、この開度を燃料噴射量に応じて設定する構成としてもよい。これにより、燃料噴射量に応じて適切な強さの逆タンブル流を発生させ、噴射燃料を逆タンブル流に効率よく乗せることができる。
In the above control, the
また、第1の冷間始動時制御では、図4に示すように、吸気同期噴射の開始後にTCV32を開弁側に駆動する。この場合には、図5に示すように、吸気バルブ28のリフト量が大きくなるにつれて、TCV32の開度を徐々に増加させる構成としてもよい。図5は、吸気バルブのリフト量に応じてTCVの開度を制御するためのデータマップであり、このデータマップはECU50に予め記憶されている。この図に示すように、ECU50は、吸気バルブ28のリフト量が小さいときに、TCV32の開度を全閉またはこれに近い小開度に保持する。これにより、筒内の負圧を確保し、逆タンブル流を効率よく発生させることができる。
In the first cold start control, as shown in FIG. 4, the
(第2の冷間始動時制御)
第2の冷間始動時制御は、冷間始動時の燃料噴射量が前記判定値よりも多い場合に実行される。この場合には、吸気行程だけでは燃料噴射を完了することができないので、図6に示すように、吸気行程と非同期の燃料噴射(吸気非同期噴射)を実行してから、TCV32を閉弁側(好ましくは、全閉位置)に駆動する。なお、図6は、第2の冷間始動時制御における燃料噴射タイミングとTCVの作動状態とを示すタイミングチャートである。
(Second cold start control)
The second cold start control is executed when the fuel injection amount at the cold start is larger than the determination value. In this case, since the fuel injection cannot be completed only by the intake stroke, as shown in FIG. 6, after performing fuel injection asynchronous to the intake stroke (intake asynchronous injection), the
第2の冷間始動時制御によれば、吸気バルブ28が開弁する前に、TCV32を閉弁側に駆動するので、吸気行程では、吸気ポート18内でTCV32よりも下流側に位置する空間と、筒内とに比較的大きな負圧を生じさせることができる。従って、吸気ポート18内でTCV32よりも下流側の壁面及び吸気バルブ28に付着した燃料と、筒内の排気側壁面14B等に付着した燃料の気化を負圧により促進し、燃料付着量を速やかに減少させることができ、未燃燃料の発生を抑制することができる。特に、吸気非同期噴射を行う場合には、吸気バルブ28のリフト量に関係なく燃料が噴射されるので、吸気同期噴射と比較して吸気ポート18や吸気バルブ28に付着する燃料の量が多い。この状態で、吸気バルブ28が開弁すると、筒内に流入する気流にのって燃料が排気側壁面14Bに付着し易くなる。これに対し、本実施の形態では、TCV32を吸気バルブ28の近傍に配置し、かつTCV32の吸気ポート下面側が開弁する構成としているので、TCV32の下流側に位置する空間の容積を小さくすることができる。この結果、TCV32を閉弁側に駆動したときには、筒内に逆タンブル流を発生させ、排気側壁面14Bへの燃料付着を抑制し、さらに筒内に大きな負圧を効率よく発生させることができ、燃料の気化をより効果的に促進することができる。
According to the second cold start control, the
[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
次に、図7を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図7は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御を示すフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰返し実行されるものとする。図7に示すルーチンでは、まず、ステップ100において、冷間始動時であるか否かを判定する。具体的には、機関温度(例えばエンジン冷却水の温度)が暖機完了状態に対応する所定の温度よりも低い状態で、スタータスイッチがONされるか、またはハイブリッド車やアイドルストップ車等においてエンジンの始動要求が生じた場合に、冷間始動時であると判定する。そして、ステップ100の判定が成立した場合には、ステップ102においてクランキングを開始する。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 1]
Next, specific processing for realizing the above-described control will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing the control executed by the ECU in the first embodiment of the present invention. The routine shown in this figure is repeatedly executed while the engine is operating. In the routine shown in FIG. 7, first, in
次に、ステップ104では、ECU50により算出した燃料噴射量が前述の判定値以下であるか否かを判定し、この判定が成立した場合には、ステップ106〜110において、第1の冷間始動時制御を実行する。具体的には、まず、TCV32を閉弁側に駆動し(ステップ106)、次に燃料噴射弁24により吸気同期噴射を実行し(ステップ108)、その後にTCV32を開弁側に駆動する(ステップ110)。そして、ステップ112では、エンジン回転数が所定値以上となるまで、ステップ106〜110の処理を繰返す。なお、この所定値は、クランキングが完了して自立運転に移行したと判断されるエンジン回転数である。
Next, in step 104, it is determined whether or not the fuel injection amount calculated by the
一方、ステップ104の判定が不成立の場合には、ステップ114〜118において、第2の冷間始動時制御を実行する。具体的には、まず、TCV32を開弁側に駆動し(ステップ114)、次に吸気非同期噴射を実行し(ステップ116)、その後にTCV32を閉弁側に駆動する(ステップ118)。そして、前述のステップ112に移行する。
On the other hand, if the determination in step 104 is not established, the second cold start control is executed in
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、冷間始動時の燃料噴射量に基いて第1,第2の冷間始動時制御を適切に使い分けることができる。これにより、低温時に気化し難いアルコール燃料を使用する場合でも、排気エミッションを向上させることができる。 As described above in detail, according to the present embodiment, the first and second cold start control can be properly used based on the fuel injection amount at the cold start. This makes it possible to improve exhaust emission even when using alcohol fuel that is difficult to vaporize at low temperatures.
なお、前記実施の形態1では、図7中のステップ106〜110が請求項1における第1の冷間始動時制御手段の具体例を示し、ステップ114〜118が第2の冷間始動時制御手段の具体例を示している。 In the first embodiment, steps 106 to 110 in FIG. 7 show a specific example of the first cold start control means in claim 1, and steps 114 to 118 are the second cold start control. A specific example of the means is shown.
また、実施の形態1では、第1,第2の冷間始動時制御において、TCV32を閉弁側に駆動するものとしたが、このときのTCV32の開度は、必ずしも全閉である必要はない。一例を挙げると、TCV32を閉弁側に駆動するときの開度は、吸気ポート18を全閉しなくても、流路38の面積を最小とする開度であればよい。
In the first embodiment, in the first and second cold start control, the
また、実施の形態1では、気流制御弁としてTCV32を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、TCV32と同様の機能を実現できるものであれば、他の任意の弁機構を気流制御弁として用いることができる。
In the first embodiment, the
実施の形態2.
次に、図8及び図9を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御において、気流制御弁の先端側に少なくとも1つの切欠き部を設けたことを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that at least one notch is provided on the front end side of the airflow control valve in the configuration and control substantially the same as in the first embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[実施の形態2の特徴]
図8は、本発明の実施の形態2において、TCVの弁形状を示す斜視図である。この図に示すように、TCV60は、実施の形態1とほぼ同様に、基端側60Aが回転軸34により回転可能に支持された状態で、吸気バルブ28の近傍に配置される。このため、TCV60の先端側60Bには、例えば幅方向の中間部に1つの切欠き部60Cが設けられている。この切欠き部60Cは、TCV60が開,閉(回転)動作を行うときに、吸気ポート18内に設けられた隔壁等の構造物や吸気バルブ28に対してTCV60が干渉するのを防止するものである。
[Features of Embodiment 2]
FIG. 8 is a perspective view showing a TCV valve shape in the second embodiment of the present invention. As shown in this figure, the
上記構成によれば、TCV60を吸気バルブ28の近傍に配置した状態でも、部品同士の干渉を防止することができ、システムを容易に実現することができる。また、図9は、本実施の形態において、TCVの他の弁形状を示す斜視図である。この図に示す変形例では、切欠き部60Cの両側にそれぞれ他の切欠き部60D,60Dが設けられている。このように、本実施の形態によれば、吸気ポート18内の形状や構造に応じて切欠き部60C,60D等を適切に配置することができる。
According to the above configuration, even when the
実施の形態3.
次に、図10を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成及び制御において、1つのアクチュエータにより複数の気流制御弁を駆動することを特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that a plurality of airflow control valves are driven by one actuator in the configuration and control substantially the same as those of the first embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[実施の形態3の特徴]
図10は、本発明の実施の形態3において、TCVの駆動システムを前記図3と同様位置からみた断面図である。この図に示すように、本実施の形態では、個々の吸気ポート18に設けられた複数のTCV32が共通の回転軸70により回転可能に支持されている。そして、アクチュエータ72は、回転軸70を回転させることにより、複数のTCV32を一括して駆動するように構成されている。このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態1とほぼ同様の作用効果を得ることができ、更にシステムの構成を簡略化することができる。
[Features of Embodiment 3]
FIG. 10 is a cross-sectional view of the TCV drive system viewed from the same position as in FIG. 3 in Embodiment 3 of the present invention. As shown in this figure, in the present embodiment, a plurality of
なお、前記実施の形態では、アルコール燃料を用いるエンジン10を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、ガソリン、軽油等を含む各種の燃料に広く適用することができるものである。
In the above-described embodiment, the
10 エンジン(内燃機関)
12 ピストン
14 燃焼室
14A 吸気側壁面
14B 排気側壁面
16 吸気通路
18 吸気ポート(吸気通路)
18A 上側壁面(一側壁面)
18B 下側壁面(他側壁面)
18C 開口部
18D 凹部
20 排気通路
22 排気ポート
24 燃料噴射弁
26 点火プラグ
28 吸気バルブ
30 排気バルブ
32,60 タンブルコントロールバルブ(気流調整弁)
32A,60A 基端側
32B,60B 先端側
34,70 回転軸
36,72 アクチュエータ
38 流路
40 クランク角センサ
42 水温センサ
50 ECU
60C,60D 切欠き部
10 Engine (Internal combustion engine)
12
18A Upper wall surface (one side wall surface)
18B Lower side wall surface (other side wall surface)
32A, 60A
60C, 60D Notch
Claims (3)
前記吸気通路の一側壁面に設けられ、筒内に開口する前記吸気通路の開口部に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記吸気通路の開口部を開,閉する吸気バルブと、
前記燃料噴射弁と前記吸気バルブとの間に配置された弁であって、基端側が前記吸気通路の一側壁面に回転可能に支持され、先端側が前記他側壁面との間に流路を形成する気流調整弁と、
冷間始動時に燃料噴射量が所定の判定値以下である場合に、前記気流調整弁を閉弁側に駆動して前記流路の面積を減少させてから、前記燃料噴射弁により燃料の吸気同期噴射を実行する第1の冷間始動時制御手段と、
冷間始動時に燃料噴射量が前記判定値よりも多い場合に、前記燃料噴射弁により燃料の吸気非同期噴射を実行してから、前記気流調整弁を閉弁側に駆動して前記流路の面積を減少させる第2の冷間始動時制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An intake passage having a side wall surface located on a side away from the cylinder and another side wall surface located on a side close to the cylinder; a passage opening in the cylinder of the internal combustion engine;
A fuel injection valve that is provided on one side wall surface of the intake passage and injects fuel toward the opening of the intake passage that opens into a cylinder;
An intake valve that opens and closes the opening of the intake passage;
A valve disposed between the fuel injection valve and the intake valve, the base end side of which is rotatably supported by one side wall surface of the intake passage, and the distal end side of which is a flow path between the other side wall surface; An air flow regulating valve to be formed;
When the fuel injection amount is equal to or less than a predetermined determination value at the time of cold start, the air flow adjusting valve is driven to the closed side to reduce the area of the flow path, and then fuel intake synchronization is performed by the fuel injection valve. First cold start time control means for performing injection;
When the fuel injection amount is larger than the determination value at the cold start, the fuel injection valve performs fuel intake asynchronous injection, and then drives the air flow adjustment valve to the valve closing side to Second cold start control means for reducing
A control device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010260165A JP2012112263A (en) | 2010-11-22 | 2010-11-22 | Control device of internal combustion engine |
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Cited By (2)
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CN103017999A (en) * | 2012-12-07 | 2013-04-03 | 大连海事大学 | Flow field characteristic experiment device of combustion chamber of hydrogen-burning gas turbine |
CN103712774A (en) * | 2014-01-15 | 2014-04-09 | 大连海事大学 | Experimental device for low swirl combustor flow characteristic study |
-
2010
- 2010-11-22 JP JP2010260165A patent/JP2012112263A/en not_active Withdrawn
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CN103017999B (en) * | 2012-12-07 | 2015-02-25 | 大连海事大学 | Flow field characteristic experiment device of combustion chamber of hydrogen-burning gas turbine |
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