JP2012132354A - Control apparatus 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.
1気筒当たり複数の吸気ポートを備え、その複数の吸気ポート毎に燃料インジェクタを設けた内燃機関が知られている(例えば、特許文献1参照)。 There is known an internal combustion engine that includes a plurality of intake ports per cylinder and that includes a fuel injector for each of the plurality of intake ports (see, for example, Patent Document 1).
上記のような内燃機関において、一つの気筒の複数の燃料インジェクタのうちの一部のみから燃料を噴射して運転する場合がある。その場合、燃料噴射を停止した燃料インジェクタの噴孔にデポジットが堆積し易いという問題がある。これは、次のような理由による。燃料インジェクタ先端の噴孔付近は、燃焼室からの輻射熱を受ける。燃料を噴射している燃料インジェクタでは、内部を通過する燃料による冷却効果により、噴孔付近の温度上昇が抑制される。これに対し、燃料噴射を停止した燃料インジェクタでは、通過燃料による冷却効果がなくなるので、燃焼室からの輻射熱により噴孔付近が高温となる。その結果、燃料等が噴孔内で炭化し、デポジットとして堆積するためである。 The internal combustion engine as described above may be operated by injecting fuel from only a part of a plurality of fuel injectors of one cylinder. In this case, there is a problem that deposits are likely to accumulate in the injection hole of the fuel injector that has stopped the fuel injection. This is due to the following reason. The vicinity of the nozzle hole at the tip of the fuel injector receives radiant heat from the combustion chamber. In a fuel injector that injects fuel, a temperature rise near the injection hole is suppressed by a cooling effect by the fuel passing through the inside. On the other hand, in the fuel injector in which the fuel injection is stopped, since the cooling effect by the passing fuel is lost, the vicinity of the injection hole becomes high due to the radiant heat from the combustion chamber. As a result, the fuel or the like is carbonized in the nozzle hole and is deposited as a deposit.
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、燃料インジェクタの噴孔へのデポジットの堆積を確実に抑制することのでき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 an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can reliably suppress deposit accumulation in a nozzle hole of a fuel injector. .
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の1気筒当たりに複数設けられた吸気ポートおよび吸気弁と、
同一気筒の前記複数の吸気ポート毎に設けられた燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの燃料噴射位置の下流域で、同一気筒の前記複数の吸気ポートを互いに連通させる連通部と、
同一気筒の前記複数の吸気ポートのうちの少なくとも一つの吸気ポートの燃料インジェクタの燃料噴射位置の上流側に配置され、当該吸気ポートを遮断可能な遮断弁と、
同一気筒の前記複数の吸気ポートのうち、前記遮断弁が設けられた遮断弁付き吸気ポート以外の少なくとも一つの吸気ポートに対応する吸気弁を閉弁状態で停止可能な弁停止手段と、
前記弁停止手段により同一気筒の前記複数の吸気弁のうちの一部を停止させて前記内燃機関を運転する一部弁停止運転を行う際に、停止された吸気弁に対応する吸気ポートの燃料インジェクタからの燃料噴射を停止させ、前記遮断弁を閉じ、前記遮断弁付き吸気ポートの燃料インジェクタのみから燃料を噴射させる一部弁停止運転手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
A plurality of intake ports and intake valves provided per cylinder of the internal combustion engine;
A fuel injector provided for each of the plurality of intake ports of the same cylinder;
A communicating portion for communicating the plurality of intake ports of the same cylinder with each other in a downstream region of a fuel injection position of the fuel injector;
A shut-off valve arranged upstream of the fuel injection position of the fuel injector of at least one intake port of the plurality of intake ports of the same cylinder, and capable of shutting off the intake port;
Valve stop means capable of stopping an intake valve corresponding to at least one intake port other than the intake port with a cutoff valve provided with the cutoff valve among the plurality of intake ports of the same cylinder in a closed state;
The fuel in the intake port corresponding to the stopped intake valve when performing the partial valve stop operation of operating the internal combustion engine by stopping a part of the plurality of intake valves of the same cylinder by the valve stop means Partial valve stop operation means for stopping fuel injection from the injector, closing the shutoff valve, and injecting fuel only from the fuel injector of the intake port with the shutoff valve;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
機関回転速度が所定値より低い運転領域において前記一部弁停止運転を行うことを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The partial valve stop operation is performed in an operation region where the engine rotation speed is lower than a predetermined value.
第1の発明によれば、一部弁停止運転の際、燃料噴射を停止した燃料インジェクタのある吸気ポートに新気を流通させることにより、燃料噴射を停止した燃料インジェクタの噴孔付近を新気によって冷却することができる。このため、燃料噴射を停止した燃料インジェクタの噴孔付近が燃焼室からの輻射熱によって高温となることを抑制することができるので、噴孔にデポジットが堆積することを確実に抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, during the partial valve stop operation, the fresh air is circulated through the intake port of the fuel injector in which the fuel injection is stopped, so that the vicinity of the nozzle hole of the fuel injector in which the fuel injection is stopped is fresh. Can be cooled by. For this reason, since it can suppress that the vicinity of the nozzle hole of the fuel injector which stopped the fuel injection becomes high temperature by the radiant heat from a combustion chamber, it can suppress reliably that a deposit accumulates in a nozzle hole.
第2の発明によれば、機関回転速度が所定値より低い運転領域において、一部弁停止運転を行うことにより、当該領域における燃焼を改善することができる。 According to the second aspect of the present invention, combustion in the region can be improved by performing the partial valve stop operation in the operation region where the engine rotation speed is lower than the predetermined value.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態1.
図1および図2は、それぞれ、本発明の実施の形態1のシステム構成を示す図である。これらの図に示すように、本実施形態のシステムは、車両等に搭載される内燃機関10を備えている。これらの図では、内燃機関10が備える複数の気筒12のうちの一つが示されているが、本発明において気筒数および気筒配置は特に限定されるものではない。図1中には、内燃機関10のクランク軸に平行な方向から見た断面図が示されており、図2中には、気筒12を上方から見た模式図が示されている。
Embodiment 1 FIG.
1 and 2 are diagrams each showing a system configuration according to the first embodiment of the present invention. As shown in these drawings, the system of this embodiment includes an
各気筒12には、吸気弁14a,14bと、排気弁16と、点火プラグ18とが設けられている。また、各気筒12の燃焼室20には、吸気ポート22a,22bと、排気ポート24とが連通している。また、各気筒12には、吸気ポート22a,22b内に燃料を噴射する燃料インジェクタ(燃料噴射弁)26a,26bが設けられている。
Each
図2に示すように、本実施形態の内燃機関10では、1気筒当たりに、二つの吸気弁14a,14bが設けられており、これに対応して二つの吸気ポート22a,22bが設けられている。そして、吸気ポート22a内に燃料を噴射する燃料インジェクタ26aと、吸気ポート22b内に燃料を噴射する燃料インジェクタ26bとが設けられている。吸気ポート22aと吸気ポート22bとの間には、隔壁28が形成されている。この隔壁28のある位置では、吸気ポート22aと吸気ポート22bとは互いに独立している。一方、燃料インジェクタ26a,26bの燃料噴射位置(先端の噴孔の位置)の下流側には、隔壁28が無い部分、すなわち、吸気ポート22aと吸気ポート22bとが互いに連通する連通部30が設けられている。
As shown in FIG. 2, in the
一方の吸気ポート22aの燃料インジェクタ26aの燃料噴射位置より上流側には、吸気ポート22aを遮断可能な遮断弁32が設けられている。遮断弁32は、アクチュエータ34に駆動されることにより、開閉可能になっている。
A
図1に示すように、本実施形態のシステムは、更に、クランク角センサ36と、エアフローメータ38と、アクセル開度センサ40と、可変動弁装置42と、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)50とを備えている。ECU50には、上述したものを含む各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the system of this embodiment further includes a
ECU50は、各センサによりエンジン運転情報を検出し、その検出結果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。例えば、車両の運転者によるアクセルペダルの操作量(アクセル開度)をアクセル開度センサ40により検出し、その検出結果に基づいて図示しない吸入空気量制御手段(例えばスロットル弁)を制御する。また、クランク角センサ36の出力に基いて機関回転速度とクランク角とを検出し、エアフローメータ38により吸入空気量を検出する。そして、吸入空気量、機関回転速度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、点火時期等を決定した後に、燃料噴射制御および点火制御を実行する。
The ECU 50 controls the operation by detecting the engine operation information by each sensor and driving each actuator based on the detection result. For example, an accelerator pedal operation amount (accelerator opening) by the driver of the vehicle is detected by the
可変動弁装置42は、二つの吸気弁14a,14bのうち、吸気弁14bのみを閉弁状態で停止させる弁停止を実行する機能を有している。この可変動弁装置42は、吸気弁14bを開閉動作させる状態と、吸気弁14bを停止させる状態とを選択的に切り替え可能な構成のものでもよいし、あるいは吸気弁14のリフト量(作用角)を連続的にゼロまで変化させることが可能な構成のものでもよい。また、可変動弁装置42は、他方の吸気弁14aの開弁特性を変化させる機能を併有するものであってもよい。このような可変動弁装置42としては、公知の各種の構造のものを採用することができるので、ここでは詳細な構造の説明は省略する。
The variable
可変動弁装置42によって吸気弁14bを停止させると、新気は吸気弁14aのみから筒内に流入する。その結果、吸気弁14a,14bの両方から新気を導入する場合と比べて、筒内に強い旋回流(スワール)を形成することができる。よって、筒内の旋回流によって燃焼を改善する必要のある運転状態の場合に、可変動弁装置42によって吸気弁14bを停止させる運転(以下、「片弁停止運転」と称する)を行うことにより、燃焼改善が図れる。本実施形態では、ECU50は、機関回転速度が所定値より低い運転領域において片弁停止運転を行うように制御する。機関回転速度が低いと、ピストンスピードが低く、筒内に流入する新気(混合気)の流速が小さいため、ミキシングが不足し、燃焼が悪化する傾向がある。これに対し、機関回転速度の低い領域において片弁停止運転を行って強い旋回流を発生させることにより、ミキシングを強化し、燃焼を改善することができる。なお、吸気弁14a,14bの両方を動作させる通常の運転と、片弁停止運転との境界となる機関回転速度(上記所定値)は、必ずしも一定でなくてもよく、機関負荷等によって変化させてもよい。
When the
ECU50は、吸気弁14a,14bの両方を動作させる通常の運転においては、遮断弁32を開にするとともに、燃料インジェクタ26a,26bの両方から燃料を噴射するように制御する。
In a normal operation in which both the
これに対し、片弁停止運転においては、ECU50は、次のように制御する。図2は、片弁停止運転のときの状態を表している。図2に示すように、片弁停止運転においては、停止している吸気弁14bに対応する吸気ポート22b側の燃料インジェクタ26bからの燃料噴射を停止し、動作している吸気弁14aに対応する吸気ポート22a側の燃料インジェクタ26aのみから燃料を噴射する。また、遮断弁32を閉とする。
On the other hand, in the single valve stop operation, the
遮断弁32を閉じると、燃料インジェクタ26aの燃料噴射位置の上流側から吸気ポート22aへの新気の流入が阻止される。このため、新気は、燃料噴射を停止している燃料インジェクタ26bの燃料噴射位置の上流側から吸気ポート22bに流入し、連通部30を通って吸気ポート22aへ移行し、吸気弁14aから筒内に吸入される。すなわち、図2中の矢印付き曲線で示す経路で新気が筒内に導入される。
When the
本実施形態では、上述した方法によって片弁停止運転を行うことにより、次のような効果が得られる。仮に、片弁停止運転のときに燃料インジェクタ26a,26bの両方から燃料を噴射したとすると、停止している吸気弁14b側の燃料インジェクタ26bから噴射された燃料が吸気ポート22b内に溜まってしまい易い。このため、筒内に流入する燃料量がずれて、筒内空燃比が乱れる結果、エミッションの悪化やドライバビリティの悪化を招く。また、従来の内燃機関のように、1気筒当たりの燃料インジェクタの数が1個で、その1個の燃料インジェクタから噴射された燃料が二つの吸気ポートに分配される構成の場合であっても、停止している吸気弁側の吸気ポート内に燃料が溜まってしまうので、上記と同様の問題がある。これに対し、本実施形態によれば、停止している吸気弁14b側の燃料インジェクタ26bからの燃料噴射を停止するので、燃料が吸気ポート22b内に溜まってしまうことを確実に防止することができる。よって、筒内空燃比を正確に制御することができる。
In the present embodiment, the following effects can be obtained by performing the one-valve stop operation by the method described above. If the fuel is injected from both the
しかしながら、停止している吸気弁14b側の燃料インジェクタ26bからの燃料噴射を単に停止した場合には、次のような別の問題が生ずる。燃料インジェクタ26a,26b先端の噴孔付近は、燃焼室20からの輻射熱を受ける。燃料を噴射している燃料インジェクタ26aでは、内部を通過する燃料による冷却効果により、噴孔付近の温度上昇が抑制される。これに対し、燃料噴射を停止した燃料インジェクタ26bでは、通過燃料による冷却効果がなくなるので、燃焼室20からの輻射熱により噴孔付近が高温となる。その結果、燃料等が噴孔内で炭化し、デポジットとして堆積し易い。燃料インジェクタ26bの噴孔がデポジットによって狭くなると、燃料噴射を再開した後、噴射量が低下するなどの問題を生ずる。
However, when the fuel injection from the stopped
これに対し、本実施形態の片弁停止運転では、遮断弁32を閉とすることにより、燃料噴射を停止した燃料インジェクタ26bの噴孔へのデポジットの堆積を確実に抑制することができる。この理由は、次のようなものである。図2を参照して前述したように、遮断弁32を閉じて吸気ポート22aの上流側を遮断することにより、気筒12に流入する新気の全量は、まず、燃料噴射を停止した燃料インジェクタ26bのある吸気ポート22bに流入する。その後、新気は、吸気ポート22bから連通部30を通って吸気ポート22aへ移行し、吸気弁14aから筒内に吸入される。このように、遮断弁32を閉じることにより、燃料噴射を停止した燃料インジェクタ26bの燃料噴射位置(噴孔)付近を多量の新気が流れるようになるので、新気によって燃料インジェクタ26bの噴孔付近が冷却され、温度上昇が抑制される。その結果、燃料インジェクタ26bの噴孔へのデポジットの堆積を確実に抑制することができる。
On the other hand, in the one-valve stop operation of the present embodiment, by closing the shut-off
なお、本実施の形態では、1気筒当たり二つの吸気ポート22を備えた内燃機関10を例に説明したが、本発明では、1気筒当たりの吸気ポートの数は三つ以上であってもよい。
In the present embodiment, the
上述した実施の形態では、可変動弁装置42が前記第1の発明における「弁停止手段」に、片弁停止運転が前記第1の発明における「一部弁停止運転」に、それぞれ相当している。また、ECU50が片弁停止運転を上述したように制御することにより前記第1の発明における「一部弁停止運転手段」が実現されている。
In the embodiment described above, the
10 内燃機関
12 気筒
14a,14b 吸気弁
16 排気弁
18 点火プラグ
20 燃焼室
22a,22b 吸気ポート
24 排気ポート
26a,26b 燃料インジェクタ
28 隔壁
30 連通部
32 遮断弁
34 アクチュエータ
42 可変動弁装置
50 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (2)
同一気筒の前記複数の吸気ポート毎に設けられた燃料インジェクタと、
前記燃料インジェクタの燃料噴射位置の下流域で、同一気筒の前記複数の吸気ポートを互いに連通させる連通部と、
同一気筒の前記複数の吸気ポートのうちの少なくとも一つの吸気ポートの燃料インジェクタの燃料噴射位置の上流側に配置され、当該吸気ポートを遮断可能な遮断弁と、
同一気筒の前記複数の吸気ポートのうち、前記遮断弁が設けられた遮断弁付き吸気ポート以外の少なくとも一つの吸気ポートに対応する吸気弁を閉弁状態で停止可能な弁停止手段と、
前記弁停止手段により同一気筒の前記複数の吸気弁のうちの一部を停止させて前記内燃機関を運転する一部弁停止運転を行う際に、停止された吸気弁に対応する吸気ポートの燃料インジェクタからの燃料噴射を停止させ、前記遮断弁を閉じ、前記遮断弁付き吸気ポートの燃料インジェクタのみから燃料を噴射させる一部弁停止運転手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A plurality of intake ports and intake valves provided per cylinder of the internal combustion engine;
A fuel injector provided for each of the plurality of intake ports of the same cylinder;
A communicating portion for communicating the plurality of intake ports of the same cylinder with each other in a downstream region of a fuel injection position of the fuel injector;
A shut-off valve arranged upstream of the fuel injection position of the fuel injector of at least one intake port of the plurality of intake ports of the same cylinder, and capable of shutting off the intake port;
Valve stop means capable of stopping an intake valve corresponding to at least one intake port other than the intake port with a cutoff valve provided with the cutoff valve among the plurality of intake ports of the same cylinder in a closed state;
The fuel in the intake port corresponding to the stopped intake valve when performing the partial valve stop operation of operating the internal combustion engine by stopping a part of the plurality of intake valves of the same cylinder by the valve stop means Partial valve stop operation means for stopping fuel injection from the injector, closing the shutoff valve, and injecting fuel only from the fuel injector of the intake port with the shutoff valve;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010284559A JP2012132354A (en) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | Control apparatus of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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