JP2020067053A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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JP2020067053A JP2018201140A JP2018201140A JP2020067053A JP 2020067053 A JP2020067053 A JP 2020067053A JP 2018201140 A JP2018201140 A JP 2018201140A JP 2018201140 A JP2018201140 A JP 2018201140A JP 2020067053 A JP2020067053 A JP 2020067053A
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光彰 大友
Mitsuaki Otomo
光彰 大友
福井 健二
Kenji Fukui
健二 福井
英人 稲垣
Hideto Inagaki
英人 稲垣
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Abstract

To suppress the generation of exhaust emission at a start of an internal combustion engine by promoting the vaporization of fuel by using an existing device.SOLUTION: A control device of an internal combustion engine 1 is employed to the internal combustion engine 1 having an exhaust valve stop mechanism 29 which can stop an operation while maintaining an exhaust valve 28 in a closed state even if a crankshaft is rotated, and a fuel injection valve 25 which can inject fuel to an intake port 23, and comprises a motor 13 which can rotate the crankshaft. At a start of the internal combustion engine 1, the control device performs control for injecting the fuel from the fuel injection valve 25 in a state that the crankshaft is rotated while closing and stopping the exhaust valve 28, after that, opening and closing an intake valve 27 while rotating the crankshaft while maintaining the exhaust valve 28 in the closed state, and starting combustion in a combustion chamber 22, and an opening/closing operation of the exhaust valve 28 after a fuel concentration of the combustion chamber 22 reaches a prescribed value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の制御装置、特に、内燃機関の始動時の排気弁及び燃料噴射弁の動作の制御に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to control of operations of an exhaust valve and a fuel injection valve at the time of starting the internal combustion engine.

内燃機関の温度が低い場合、噴射した燃料の一部が気化せず、吸気ポートや燃焼室の壁面に燃料が未蒸発のまま付着することがある。すると、排気中に未燃焼の炭化水素や粒子状物質などのエミッションが増加する。そこで、加熱手段を備えた副吸気通路を主吸気通路と並列に設けて、内燃機関が低温時に副吸気通路で加熱して燃料気化を促進する機構が提案されている(特許文献1参照)。また、液体燃料を気化室に噴射して気化させ、気化した燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置が提案されている(特許文献2参照)。また、燃料噴射弁よりも下流の吸気ポートの壁面に球面状の多数のエンボスを設けて表面積を増加させることによって、燃料気化を促進させる内燃機関の吸気装置が提案されている(特許文献3参照)。   When the temperature of the internal combustion engine is low, a part of the injected fuel may not be vaporized, and the fuel may adhere to the wall of the intake port or the combustion chamber without being evaporated. Then, the emission of unburned hydrocarbons and particulate matter increases in the exhaust gas. Therefore, a mechanism has been proposed in which an auxiliary intake passage provided with a heating means is provided in parallel with the main intake passage to heat the internal intake engine in the auxiliary intake passage when the internal combustion engine is at a low temperature to promote fuel vaporization (see Patent Document 1). Further, a fuel supply device has been proposed in which liquid fuel is injected into a vaporization chamber to be vaporized, and the vaporized fuel is supplied to an internal combustion engine (see Patent Document 2). Further, there is proposed an intake device for an internal combustion engine that promotes fuel vaporization by providing a large number of spherical embosses on the wall surface of an intake port downstream of the fuel injection valve to increase the surface area (see Patent Document 3). ).

特開平7−139455号公報JP-A-7-139455 特開2011−163316号公報JP, 2011-163316, A 特開2007−332823号公報JP, 2007-332823, A

しかし、燃料気化を促進させるために、加熱手段を備えた副吸気通路や、燃料の気化室を設けると、製造コストが高くなる。また、特許文献3で示されているように吸気ポートに特殊な形状を設けるのは、製造が容易でない。   However, if the auxiliary intake passage provided with the heating means and the fuel vaporization chamber are provided in order to promote the vaporization of the fuel, the manufacturing cost increases. Further, it is not easy to manufacture that the intake port is provided with a special shape as shown in Patent Document 3.

そこで、本発明は、できるだけ既存の装置を用いて燃料の気化を促進して、内燃機関の始動時のエミッションの発生を抑制することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to promote vaporization of fuel by using an existing device as much as possible to suppress generation of emission at the time of starting the internal combustion engine.

本発明に係る内燃機関の制御装置は、クランクシャフトを回転しても排気弁を閉じたまま動作を停止できる排気弁停止手段と、吸気ポート及び燃焼室の少なくとも1つに燃料を噴射できる燃料供給手段と、を備える内燃機関に適用され、クランクシャフトを回転できる外部動力と、外部動力を制御する外部動力制御手段と、を備える内燃機関の制御装置であって、内燃機関の始動時に、排気弁を閉じて停止させたままクランクシャフトを回転させた状態で燃料供給手段から燃料を噴射させた後、排気弁を閉じたままクランクシャフトを回転させつつ吸気弁を開閉させて、燃焼室の燃料濃度が所定値に達した後、燃焼室内の燃焼と排気弁の開閉動作とを開始する制御を行うこと、を特徴とする。   The control device for an internal combustion engine according to the present invention includes an exhaust valve stop means that can stop the operation with the exhaust valve closed even when the crankshaft rotates, and a fuel supply that can inject fuel to at least one of the intake port and the combustion chamber. A control device for an internal combustion engine, which is applied to an internal combustion engine including: an external power that can rotate a crankshaft; and an external power control means that controls the external power. After injecting fuel from the fuel supply means with the crankshaft rotating with the valve closed and stopped, open the intake valve while rotating the crankshaft with the exhaust valve closed to open the fuel concentration in the combustion chamber. Is controlled to start the combustion in the combustion chamber and the opening / closing operation of the exhaust valve after reaching a predetermined value.

このように、内燃機関の始動時に、燃料供給手段から燃料を噴射した後に排気弁を閉じたままクランクシャフトを回転させつつ吸気弁を開閉することにより、燃焼室内の圧縮による混合気の温度上昇と、吸気ポートと燃料室との間を混合気が往復する流れによって、燃焼室や吸気ポートの壁面に付着した燃料の気化が促進され、エミッションの発生を抑制することができる。   As described above, at the time of starting the internal combustion engine, by opening and closing the intake valve while rotating the crankshaft with the exhaust valve closed after injecting fuel from the fuel supply means, it is possible to increase the temperature of the air-fuel mixture due to compression in the combustion chamber. By the flow of the air-fuel mixture reciprocating between the intake port and the fuel chamber, the vaporization of the fuel adhering to the wall surfaces of the combustion chamber and the intake port is promoted, and the emission can be suppressed.

本発明の内燃機関の制御装置の一態様において、前記内燃機関の温度が所定温度以下である冷間時に前記内燃機関を始動する時に、前記制御を行ってもよい。   In one aspect of the control device for an internal combustion engine of the present invention, the control may be performed when the internal combustion engine is started during cold when the temperature of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined temperature.

この態様によれば、冷間始動時に燃焼室や吸気ポートの壁面に付着した燃料の気化が促進され、エミッションの発生を抑制することができる。   According to this aspect, the vaporization of the fuel adhering to the walls of the combustion chamber and the intake port at the time of cold start is promoted, and the generation of emissions can be suppressed.

本発明の内燃機関の制御装置の一態様において、前記排気弁を閉じて停止させたまま前記クランクシャフトを回転させた状態で行われる燃料の噴射を複数回に分けて行ってもよい。   In one mode of the control device for an internal combustion engine of the present invention, fuel injection may be performed in multiple times while the crankshaft is rotating while the exhaust valve is closed and stopped.

この態様によれば、一度に燃料を噴射する量が少なくなるため、壁面に付着する燃料が少なくなり、燃料の気化が進み易くなる。また、ある程度、気化が進んだ後に再び燃料が噴射されるため、一度に同量を噴射した場合よりも気化が促進され、壁面への燃料付着を抑制できる。そのため、内燃機関の始動時のエミッションの発生を抑制することができる。   According to this aspect, the amount of fuel injected at one time is small, so that the amount of fuel adhering to the wall surface is small and the vaporization of the fuel is facilitated. Further, since the fuel is injected again after the vaporization has progressed to some extent, the vaporization is promoted more than in the case where the same amount is injected at one time, and the fuel adhesion to the wall surface can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the generation of emissions at the time of starting the internal combustion engine.

本発明は、クランクシャフトを回転しても排気弁を閉じたまま動作を停止できる排気弁停止手段を備えれば、既存の装置を用いて燃料の気化を促進し、内燃機関の始動時のエミッションの発生を抑制することができる。   According to the present invention, if the exhaust valve stop means that can stop the operation while the exhaust valve is closed even if the crankshaft is rotated is provided, the existing device is used to promote the vaporization of the fuel and the emission at the time of starting the internal combustion engine. Can be suppressed.

本発明の実施形態の内燃機関の制御装置を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の制御装置が適用された内燃機関の気筒の中心線に沿った平面で切断した断面図である。FIG. 1 is a sectional view taken along a plane along a center line of a cylinder of an internal combustion engine to which a control device according to an embodiment of the present invention is applied. 第一の形態においてECUが実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャ−トである。3 is a flowchart showing an example of a control routine executed by the ECU in the first embodiment. 第一の形態の制御装置が適用された内燃機関の燃焼室を示した側面図である。FIG. 1 is a side view showing a combustion chamber of an internal combustion engine to which the control device according to the first embodiment is applied. 第二の形態においてECUが実行する制御ルーチンを示したフローチャ−トである。8 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU in the second embodiment. 第三の形態においてECUが実行する制御ルーチンを示したフローチャ−トである。8 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU in the third embodiment.

<第一の形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の第一の形態について説明する。図1に示した内燃機関1は不図示の車両に走行用動力源として搭載される。内燃機関1は、4つの気筒2が一方向に並べられた直列4気筒型の内燃機関として構成されている。各気筒2には、吸気通路30及び排気通路40がそれぞれ接続されている。
<First form>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle (not shown) as a driving power source. The internal combustion engine 1 is configured as an in-line 4-cylinder type internal combustion engine in which four cylinders 2 are arranged in one direction. An intake passage 30 and an exhaust passage 40 are connected to each cylinder 2.

吸気通路30はエアクリーナ31及びスロットル弁32を備えている。内燃機関1は、エアクリーナ31で濾過された吸入空気を、スロットル弁32を介して気筒2毎に分配して各気筒2に充填する。スロットル弁32は、吸気通路30を流れる吸入空気の流量を調整することができる。排気通路40は排気触媒41を備える。各気筒2から排出される排気は、排気触媒41にて有害物質が浄化されてから、大気に放出される。   The intake passage 30 includes an air cleaner 31 and a throttle valve 32. The internal combustion engine 1 distributes the intake air filtered by the air cleaner 31 to each cylinder 2 via the throttle valve 32 and fills each cylinder 2 with the intake air. The throttle valve 32 can adjust the flow rate of intake air flowing through the intake passage 30. The exhaust passage 40 includes an exhaust catalyst 41. Exhaust gas discharged from each cylinder 2 is discharged to the atmosphere after purification of harmful substances by the exhaust catalyst 41.

図2に示すように、内燃機関1は、各気筒2が形成されたシリンダブロック11と、各気筒2の開口部を塞ぐシリンダヘッド12とを備える。そして、各気筒2にピストン21が挿入されることにより、各気筒2のピストン21とシリンダヘッド12との間に燃焼室22が形成されている。シリンダヘッド12には、気筒2毎に燃焼室22に向かって開口する吸気ポート23及び排気ポート24が形成されている。吸気ポート23は吸気通路30の一部を、排気ポート24は排気通路40の一部をそれぞれ構成する。シリンダヘッド12には、吸気ポート23内に燃料を噴射する燃料供給手段として燃料噴射弁25が設けられている。シリンダヘッド12には、燃焼室22内で燃料と吸気との混合気を点火する点火プラグ26が設けられている。吸気ポート23には吸気弁27が、排気ポート24には排気弁28が設けられている。   As shown in FIG. 2, the internal combustion engine 1 includes a cylinder block 11 in which each cylinder 2 is formed, and a cylinder head 12 that closes an opening of each cylinder 2. By inserting the piston 21 into each cylinder 2, a combustion chamber 22 is formed between the piston 21 of each cylinder 2 and the cylinder head 12. An intake port 23 and an exhaust port 24, which open toward the combustion chamber 22 for each cylinder 2, are formed in the cylinder head 12. The intake port 23 constitutes a part of the intake passage 30, and the exhaust port 24 constitutes a part of the exhaust passage 40. The cylinder head 12 is provided with a fuel injection valve 25 as a fuel supply means for injecting fuel into the intake port 23. The cylinder head 12 is provided with an ignition plug 26 that ignites a mixture of fuel and intake air in the combustion chamber 22. The intake port 23 is provided with an intake valve 27, and the exhaust port 24 is provided with an exhaust valve 28.

図1に示すように、内燃機関1は、不図示のクランクシャフトを回転させてピストン21を気筒2内で往復させても排気弁28を閉じたまま排気弁28の動作を停止できる排気弁停止手段として排気弁停止機構29を備える。また、クランクシャフトを回転できる外部動力として、モータ13が設けられている。内燃機関1は、内燃機関1の冷却水の温度を測定する冷却水温度センサ14を備える。   As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 can stop the operation of the exhaust valve 28 while keeping the exhaust valve 28 closed even if the piston 21 is reciprocated in the cylinder 2 by rotating a crankshaft (not shown). An exhaust valve stop mechanism 29 is provided as a means. A motor 13 is provided as an external power source capable of rotating the crankshaft. The internal combustion engine 1 includes a cooling water temperature sensor 14 that measures the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 1.

内燃機関1の各部の制御は、コンピュータとして構成されたエンジンコントロールユニット(ECU)50にて制御される。ECU50は、演算処理部であるCPUと、RAM、ROM等の記憶部とを有する。CPUは、記憶部に予め記憶されたプログラムを実行する機能を有する。ECU50は、燃料噴射弁25、点火プラグ26、スロットル弁32、及び排気弁停止機構29等に対して各種の制御を行う。また、ECU50は、外部動力制御手段としてモータ13の制御も行う。ECU50には、冷却水温度センサ14の出力信号等が入力される。   Control of each part of the internal combustion engine 1 is controlled by an engine control unit (ECU) 50 configured as a computer. The ECU 50 has a CPU that is an arithmetic processing unit and a storage unit such as a RAM or a ROM. The CPU has a function of executing a program stored in the storage unit in advance. The ECU 50 performs various controls on the fuel injection valve 25, the spark plug 26, the throttle valve 32, the exhaust valve stop mechanism 29, and the like. The ECU 50 also controls the motor 13 as an external power control means. The output signal of the cooling water temperature sensor 14 and the like are input to the ECU 50.

図3は、ECU50が実施する制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図3の制御ルーチンのプログラムはECU50に保持されており、内燃機関1の始動時に読み出されて実行される。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of a control routine executed by the ECU 50. The program of the control routine of FIG. 3 is held in the ECU 50, and is read and executed when the internal combustion engine 1 is started.

この制御ルーチンにおいてECU50は、ステップS1で内燃機関1の始動要求があると、ステップS2でモータ13を用いてクランクシャフトを回すモータリングを開始する。次にステップS3で、ECU50はスロットル弁32の開度を調整する。次にステップS4で、ECU50は排気弁停止機構29に排気弁28を閉じたまま停止させる。次にステップS5で、ECU50は燃料噴射弁25に燃料を噴射させる。   In this control routine, when there is a request to start the internal combustion engine 1 in step S1, the ECU 50 starts motoring to rotate the crankshaft using the motor 13 in step S2. Next, in step S3, the ECU 50 adjusts the opening degree of the throttle valve 32. Next, in step S4, the ECU 50 causes the exhaust valve stop mechanism 29 to stop with the exhaust valve 28 closed. Next, in step S5, the ECU 50 causes the fuel injection valve 25 to inject fuel.

その後、排気弁28を閉じたままモータリングを継続し、燃焼室22内の燃料濃度が所定値に達した後、ステップS6で、ECU50は燃焼室22内の燃焼及び排気弁28の開閉動作を開始して、燃焼運転を開始する。燃焼室22内の燃焼は、点火プラグ26を用いて行う。   After that, the motoring is continued with the exhaust valve 28 closed, and after the fuel concentration in the combustion chamber 22 reaches a predetermined value, the ECU 50 performs the combustion in the combustion chamber 22 and the opening / closing operation of the exhaust valve 28 in step S6. Then, the combustion operation is started. The combustion in the combustion chamber 22 is performed using the spark plug 26.

ステップS6で燃焼室22内の燃料濃度が所定値に達したことの判断は、ステップS5の燃料噴射から燃焼室22内の燃料濃度が所定値に到達するまでの時間を予め実験や数値計算等により求めてECU50のROMに記憶させておき、その時間が燃料噴射から経過したことにより行う。その他、吸気ポート23に空燃比測定装置を設けていれば、空燃比測定装置で燃料濃度を測定して判断してもよい。また、吸気ポート23に温度センサを設けておいて、吸気ポート23の温度とステップS2のモータリング開始から燃焼室22内の燃料濃度が所定値に到達するまでの時間との関係を予め実験や数値計算等により求めてECU50のROMに記憶させておき、モータリング開始前の吸気ポート23の温度を測定し、その温度に対応する時間がモータリング開始から経過したことにより判断してもよい。   In step S6, the determination that the fuel concentration in the combustion chamber 22 has reached the predetermined value is made by conducting an experiment, numerical calculation, etc. in advance from the fuel injection in step S5 until the fuel concentration in the combustion chamber 22 reaches the predetermined value. Is obtained and stored in the ROM of the ECU 50, and the time is elapsed after the fuel injection. In addition, if the intake port 23 is provided with an air-fuel ratio measuring device, the air-fuel ratio measuring device may measure the fuel concentration for determination. Further, by providing a temperature sensor in the intake port 23, the relationship between the temperature of the intake port 23 and the time from the start of motoring in step S2 to the time when the fuel concentration in the combustion chamber 22 reaches a predetermined value is experimentally or It may be determined by numerical calculation or the like and stored in the ROM of the ECU 50, the temperature of the intake port 23 before the start of motoring may be measured, and it may be determined that the time corresponding to the temperature has elapsed from the start of motoring.

図4に、吸気行程時にステップS5の燃料噴射実行からステップS6の燃焼運転開始までの燃焼室22内の様子を示す。図4に示すのは、吸気行程時に燃料噴射弁25から燃料を噴射した場合の一例である。   FIG. 4 shows a state in the combustion chamber 22 from the execution of fuel injection in step S5 to the start of combustion operation in step S6 during the intake stroke. FIG. 4 shows an example in which fuel is injected from the fuel injection valve 25 during the intake stroke.

まず、図4(a)に示すように、ステップS5で吸気行程時に燃料噴射弁25により燃料を噴射すると、噴射された燃料は吸気の流れに乗って一部が気化して燃焼室22内に流入するが、一部は吸気ポート23や燃焼室22の内壁に未蒸発の状態で付着する。   First, as shown in FIG. 4A, when the fuel is injected by the fuel injection valve 25 in the intake stroke in step S5, the injected fuel rides on the flow of intake air and a part thereof is vaporized into the combustion chamber 22. Although it flows in, part of it adheres to the intake port 23 and the inner wall of the combustion chamber 22 in a non-evaporated state.

次に、図4(b)に示す圧縮行程に移ると、燃焼室22内のガスが圧縮されて温度が上がり、付着した未蒸発の燃料の気化が促進される。ここでは点火による燃焼は行わず、図4(c)に示す膨張行程で、燃焼室22内のガスが膨張する。次に、図4(d)に示す行程では、吸気弁27も排気弁28も閉じているので、燃焼室22内のガスが再び圧縮される。その後、図4(e)に示すように、吸気弁27が開き、燃焼室22内で圧縮されたガスが吸気ポート23に流れるため、その流れによって吸気ポート23に付着した燃料の気化が促進される。その後、図4(f)に示す吸気行程で、吸気ポート23から燃焼室22内へのガスの流れが起こり、その流れによって壁面に付着した燃料の気化が促進される。その後、図4(g)に示す圧縮行程で、燃焼室22内のガスが圧縮されて温度が上がり、付着した未蒸発の燃料の気化が促進される。   Next, in the compression stroke shown in FIG. 4B, the gas in the combustion chamber 22 is compressed and the temperature rises, and the vaporization of the unvaporized fuel that has adhered is promoted. Here, combustion by ignition is not performed, and the gas in the combustion chamber 22 expands in the expansion stroke shown in FIG. 4 (c). Next, in the process shown in FIG. 4D, the intake valve 27 and the exhaust valve 28 are both closed, so the gas in the combustion chamber 22 is compressed again. After that, as shown in FIG. 4E, the intake valve 27 is opened, and the gas compressed in the combustion chamber 22 flows to the intake port 23, so that the flow promotes vaporization of the fuel adhering to the intake port 23. It After that, in the intake stroke shown in FIG. 4 (f), gas flows from the intake port 23 into the combustion chamber 22, and the flow promotes vaporization of the fuel adhering to the wall surface. After that, in the compression stroke shown in FIG. 4 (g), the gas in the combustion chamber 22 is compressed and the temperature rises, and the vaporization of the attached non-evaporated fuel is promoted.

その後、燃焼室22内の燃料濃度が所定値に達したとECU50が判断するまで、図4(c)から図4(g)までに示す工程を繰り返すことで、吸気ポート23や燃焼室22の壁面に付着している燃料の気化を促進して付着量を低減する。   Thereafter, the steps shown in FIGS. 4C to 4G are repeated until the ECU 50 determines that the fuel concentration in the combustion chamber 22 has reached the predetermined value. The vaporization of the fuel adhering to the wall surface is promoted to reduce the adhering amount.

そして、燃焼室22内の燃料濃度が所定値に達したとECU50が判断したら、ステップS6に進み、燃焼室22内の燃焼と排気弁28の開閉動作とを開始して、燃焼運転を開始する。そのため、図4(h)に示すように圧縮行程の後期に点火プラグ26により点火を行い、図4(i)に示す排気工程で排気弁28を開いて燃焼したガスを燃焼室22から排気ポート24へ排気する。   When the ECU 50 determines that the fuel concentration in the combustion chamber 22 has reached the predetermined value, the process proceeds to step S6, the combustion in the combustion chamber 22 and the opening / closing operation of the exhaust valve 28 are started, and the combustion operation is started. . Therefore, as shown in FIG. 4 (h), ignition is performed by the ignition plug 26 in the latter stage of the compression stroke, and the exhaust valve 28 is opened in the exhaust process shown in FIG. 4 (i) to burn the combusted gas from the combustion chamber 22 to the exhaust port. Exhaust to 24.

以上の図4(a)から図4(i)までの一連の行程により、吸気ポート23や燃焼室22の壁面への燃料付着量を低減した後に燃焼運転を開始するため、内燃機関1の始動時のエミッションの発生を抑制できる。なお、図4では、図4(a)に示すように、吸気行程に燃料噴射弁25が燃料を噴射しているが、吸気行程時以外に燃料を噴射してもよい。吸気行程時以外のタイミングで燃料を噴射した場合、ステップS5で噴射した燃料は燃焼室22に直接導入されず、吸気ポート23や吸気弁27に付着するが、その後に図4(c)から図4(g)までに示す工程を繰り返すことで、付着した燃料の気化が促進される。   Through the series of steps from FIG. 4 (a) to FIG. 4 (i) described above, the combustion operation is started after reducing the amount of fuel adhered to the intake port 23 and the wall surface of the combustion chamber 22, so that the internal combustion engine 1 is started. It is possible to suppress the occurrence of time-related emissions. Although the fuel injection valve 25 injects the fuel in the intake stroke in FIG. 4 as shown in FIG. 4A, the fuel may be injected in other times than the intake stroke. When the fuel is injected at a timing other than during the intake stroke, the fuel injected in step S5 is not directly introduced into the combustion chamber 22 but adheres to the intake port 23 and the intake valve 27. By repeating the steps shown up to 4 (g), the vaporization of the attached fuel is promoted.

<第二の形態>
次に、本発明の第二の形態を説明する。この形態は、ECU50が制御する制御ルーチンが異なることを除き、第一の形態と同一の構成を有している。
<Second form>
Next, the second embodiment of the present invention will be described. This form has the same configuration as the first form except that the control routine controlled by the ECU 50 is different.

図5は、ECU50が実施する制御ルーチンを示すフローチャートである。図5の制御ルーチンのプログラムはECU50に保持されており、内燃機関1の始動時に読み出されて実行される。   FIG. 5 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 50. The program of the control routine of FIG. 5 is stored in the ECU 50, and is read and executed when the internal combustion engine 1 is started.

この制御ルーチンにおいてECU50は、まずステップS11で内燃機関1の始動要求があると、ステップS12で冷間時か否か判断する。ECU50は、冷却水温度センサ14で測定した内燃機関1の冷却水の温度が閾値以下であれば冷間時であると判断する。冷間時か否かの判断は、内燃機関1の停止後の経過時間により判断してもよい。   In this control routine, when there is a request to start the internal combustion engine 1 in step S11, the ECU 50 determines in step S12 whether it is cold. The ECU 50 determines that it is cold when the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 1 measured by the cooling water temperature sensor 14 is equal to or lower than the threshold value. The determination as to whether it is cold may be made based on the elapsed time after the internal combustion engine 1 is stopped.

冷間時の場合は、ステップS13からステップS17までの制御を行う。このステップS13からステップS17までの制御は、図3のステップS2からS6までの制御と全く同じである。   If it is cold, control from step S13 to step S17 is performed. The control from step S13 to step S17 is exactly the same as the control from step S2 to S6 in FIG.

冷間時でない場合は、ステップS21でECU50はモータ13を用いてクランクシャフトを回すモータリングを開始する。次にステップS22で、ECU50はスロットル弁32の開度を調整する。そして、ECU50はステップS23で燃料噴射弁25により燃料を噴射させて、ステップS24で燃焼運転を開始する。冷間時でない場合は、内燃機関1の始動時に燃料噴射弁25が燃料を噴射しても、燃料が気化し易く、未蒸発の燃料が吸気ポート23や燃焼室22の壁面に付着することは少ないので、図4(c)から図4(g)までに示す行程を行わず、ステップS24の噴射燃焼運転を開始する。   If it is not cold, the ECU 50 starts motoring using the motor 13 to rotate the crankshaft in step S21. Next, in step S22, the ECU 50 adjusts the opening degree of the throttle valve 32. Then, the ECU 50 causes the fuel injection valve 25 to inject fuel in step S23, and starts the combustion operation in step S24. If it is not cold, even if the fuel injection valve 25 injects fuel at the time of starting the internal combustion engine 1, the fuel is easily vaporized, and unvaporized fuel does not adhere to the wall surfaces of the intake port 23 and the combustion chamber 22. Since the number is small, the stroke shown in FIG. 4 (c) to FIG. 4 (g) is not performed, and the injection combustion operation of step S24 is started.

図5の制御ルーチンのプログラムが実行されることにより、冷間時でない場合には内燃機関1の始動時に燃料噴射開始後すぐに噴射燃焼運転を開始できる一方、冷間始動時には燃焼室22や吸気ポート23の壁面に付着した燃料の気化が促進され、エミッションの発生を抑制することができる。   By executing the program of the control routine of FIG. 5, when the engine is not cold, the injection combustion operation can be started immediately after the fuel injection is started when the internal combustion engine 1 is started, while the combustion chamber 22 and the intake air are started at the cold start. The vaporization of the fuel adhering to the wall surface of the port 23 is promoted, and the emission can be suppressed.

<第三の形態>
次に、本発明の第三の形態を説明する。この形態は、ECU50が制御する制御ルーチンが異なることを除き、第一の形態と同一の構成を有している。
<Third form>
Next, a third mode of the present invention will be described. This form has the same configuration as the first form except that the control routine controlled by the ECU 50 is different.

図6は、ECU50が実施する制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図6の制御ルーチンのプログラムはECU50に保持されており、内燃機関1の始動時に読み出されて実行される。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of a control routine executed by the ECU 50. The program of the control routine of FIG. 6 is held in the ECU 50, and is read and executed when the internal combustion engine 1 is started.

この制御ルーチンにおいてECU50は、ステップS31で内燃機関1の始動要求があると、ステップS32でモータ13を用いてクランクシャフトを回すモータリングを開始する。次にステップS33で、ECU50はスロットル弁32の開度を調整する。次にステップS34で、ECU50は排気弁停止機構29に排気弁28を閉じたまま停止させる。このステップS31からステップS34までの制御は、図3のステップS1からS4までの制御と全く同じである。   In this control routine, when there is a request to start the internal combustion engine 1 in step S31, the ECU 50 starts motoring to rotate the crankshaft using the motor 13 in step S32. Next, in step S33, the ECU 50 adjusts the opening degree of the throttle valve 32. Next, in step S34, the ECU 50 causes the exhaust valve stop mechanism 29 to stop with the exhaust valve 28 closed. The control from step S31 to step S34 is exactly the same as the control from step S1 to S4 in FIG.

次にステップS35で、ECU50は燃料噴射弁25に燃料を数回に分けて噴射させる。例えば、燃料噴射を3回に分けて噴射する場合、図4(a)の吸気行程で1回目の燃料噴射を行い、更に図4(c)から図4(g)までに示す行程を繰り返す中で、1回目の図4(f)の吸気行程で2回目の燃料噴射を行い、2回目の図4(f)の吸気行程で3回目の燃料噴射を行う。このように燃料を数回に分けて噴射することによって、一度に噴射する量が少なくなり、吸気ポート23や燃焼室22の壁面に付着する燃料が少なくなる。そのため、燃料の蒸発が進み易くなる。そして、ある程度蒸発が進んだ後に再度噴射することで、一度に同量を噴射した場合よりも気化が促進され、燃料の壁面付着を抑制できる。   Next, in step S35, the ECU 50 causes the fuel injection valve 25 to inject the fuel several times. For example, when the fuel injection is divided into three injections, the first fuel injection is performed in the intake stroke of FIG. 4 (a), and the strokes shown in FIGS. 4 (c) to 4 (g) are repeated. Then, the second fuel injection is performed in the first intake stroke of FIG. 4 (f), and the third fuel injection is performed in the second intake stroke of FIG. 4 (f). By injecting the fuel in several times in this way, the amount of fuel injected at one time is reduced, and the amount of fuel adhering to the wall surfaces of the intake port 23 and the combustion chamber 22 is reduced. Therefore, the evaporation of fuel becomes easy to proceed. By injecting again after evaporating to some extent, vaporization is promoted more than in the case of injecting the same amount at one time, and the adhesion of fuel to the wall surface can be suppressed.

その後、排気弁28を閉じたままモータリングを継続し、燃焼室22内の燃料濃度が所定値に達したとECU50が判断すると、ステップS36で、ECU50は燃焼室22内の燃焼及び排気弁28の開閉動作を開始して、燃焼運転を開始する。燃焼室22内の燃焼は、点火プラグ26を用いて行う。   After that, the motoring is continued with the exhaust valve 28 closed, and when the ECU 50 determines that the fuel concentration in the combustion chamber 22 has reached the predetermined value, the ECU 50 causes the combustion and exhaust valve 28 in the combustion chamber 22 to proceed in step S36. The opening / closing operation of is started and the combustion operation is started. The combustion in the combustion chamber 22 is performed using the spark plug 26.

図6の制御ルーチンのプログラムが実行されることにより、ステップS5で燃料が数回に分けて噴射され、第一の形態よりも更に燃料の壁面付着が少なくなるため、エミッションの発生を抑制することができる。なお、ここでは吸気行程の際に燃料を噴射する旨を述べたが、第三の形態も第一の形態と同様に、吸気行程時以外に燃料を噴射してもよい。   By executing the program of the control routine of FIG. 6, the fuel is injected in several times in step S5, and the adhesion of the fuel to the wall surface is further reduced as compared with the first mode, so that the generation of emissions is suppressed. You can Although it is described here that the fuel is injected during the intake stroke, the third embodiment may also inject fuel other than during the intake stroke, as in the first embodiment.

<実施形態の補足>
本開示の内燃機関の制御装置は、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記各形態では、4気筒の内燃機関に適用したが、気筒数を問わず適用できる。また、上記各形態では、燃料噴射弁25が吸気ポート23に設けられた内燃機関に適用したが、筒内直接噴射式の内燃機関や、吸気ポート23と燃焼室22の両方に燃料噴射弁25が設けられた内燃機関にも適用できる。また、上記各形態では、モータリングの開始後にスロットル弁32の開度を調整しているが、モータリング開始前にスロットル弁32の開度を調整してもよい。
<Supplement to Embodiment>
The control device for an internal combustion engine according to the present disclosure is not limited to the above-described form, and can be implemented in various forms within the scope of the gist of the present disclosure. In each of the above-described embodiments, the invention is applied to a four-cylinder internal combustion engine, but it can be applied regardless of the number of cylinders. Further, in each of the above-described embodiments, the fuel injection valve 25 is applied to the internal combustion engine provided in the intake port 23. However, the direct injection type internal combustion engine or the fuel injection valve 25 in both the intake port 23 and the combustion chamber 22 is used. It can also be applied to an internal combustion engine provided with. Further, in each of the above-described embodiments, the opening degree of the throttle valve 32 is adjusted after starting the motoring, but the opening degree of the throttle valve 32 may be adjusted before starting the motoring.

1 内燃機関、2 気筒、11 シリンダブロック、12 シリンダヘッド、13 モータ、14 冷却水温度センサ、21 ピストン、22 燃焼室、23 吸気ポート、24 排気ポート、25 燃料噴射弁、26 点火プラグ、27 吸気弁、28 排気弁、29 排気弁停止機構、30 吸気通路、31 エアクリーナ、32 スロットル弁、40 排気通路、41 排気触媒、50 ECU。
1 internal combustion engine, 2 cylinders, 11 cylinder block, 12 cylinder head, 13 motor, 14 cooling water temperature sensor, 21 piston, 22 combustion chamber, 23 intake port, 24 exhaust port, 25 fuel injection valve, 26 spark plug, 27 intake Valve, 28 exhaust valve, 29 exhaust valve stop mechanism, 30 intake passage, 31 air cleaner, 32 throttle valve, 40 exhaust passage, 41 exhaust catalyst, 50 ECU.

Claims (3)

クランクシャフトを回転しても排気弁を閉じたまま動作を停止できる排気弁停止手段と、吸気ポート及び燃焼室の少なくとも1つに燃料を噴射できる燃料供給手段と、を備える内燃機関に適用され、
前記クランクシャフトを回転できる外部動力と、前記外部動力を制御する外部動力制御手段と、を備える内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の始動時に、前記排気弁を閉じて停止させたまま前記クランクシャフトを回転させた状態で前記燃料供給手段から燃料を噴射させた後、前記排気弁を閉じたまま前記クランクシャフトを回転させつつ吸気弁を開閉させて、前記燃焼室の燃料濃度が所定値に達した後、前記燃焼室内の燃焼と前記排気弁の開閉動作とを開始する制御を行うこと、を特徴とする内燃機関の制御装置。
The present invention is applied to an internal combustion engine provided with an exhaust valve stop means capable of stopping the operation with the exhaust valve closed even when the crankshaft is rotated, and a fuel supply means capable of injecting fuel into at least one of the intake port and the combustion chamber,
A control device for an internal combustion engine, comprising: external power capable of rotating the crankshaft; and external power control means for controlling the external power,
At the time of starting the internal combustion engine, after the fuel is injected from the fuel supply means while the crankshaft is rotating while the exhaust valve is closed and stopped, the crankshaft is rotated while the exhaust valve is closed. The internal combustion engine is characterized in that the intake valve is opened and closed while the fuel concentration in the combustion chamber reaches a predetermined value, and then control is performed to start combustion in the combustion chamber and opening / closing operation of the exhaust valve. Control device.
請求項1に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の温度が所定温度以下である冷間時に前記内燃機関を始動する時に、前記制御を行うこと、を特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to claim 1,
A control device for an internal combustion engine, wherein the control is performed when the internal combustion engine is started during cold when the temperature of the internal combustion engine is equal to or lower than a predetermined temperature.
請求項1または請求項2に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記排気弁を閉じて停止させたまま前記クランクシャフトを回転させた状態で行われる燃料の噴射を複数回に分けて行うこと、を特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein
A control device for an internal combustion engine, wherein fuel injection is performed in a plurality of times while the crankshaft is rotating while the exhaust valve is closed and stopped.
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