JP2020094551A

JP2020094551A - 内燃機関制御装置

Info

Publication number: JP2020094551A
Application number: JP2018233526A
Authority: JP
Inventors: 啓雄荒井; Hiroo Arai; 優熊谷; Masaru Kumagai
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2020-06-18

Abstract

【課題】排気ガスの吸気通路への逆流を簡易な構成で抑制することができる内燃機関制御装置を提供する。【解決手段】気筒２ａと、気筒２ａの吸気通路１１ａに設けられるスロットル弁１４と、吸気弁１２と、を備える内燃機関１を搭載する車両の内燃機関制御装置１００は、スロットル弁１４を開閉すると共に吸気弁１２を開閉する制御を行い、この制御において吸気弁１２を開くタイミングでスロットル弁１４の開度を一時的に減少させる。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関制御装置に関する。

従来、内燃機関の燃焼性能を向上させるために、吸気弁と排気弁とを同時に開弁するバルブオーバーラップ期間を設ける内燃機関制御装置が知られている。このようなバルブオーバーラップ期間においては、吸気通路に排気ガスが逆流して燃焼性能の悪化及び排気ガス性能の悪化を招く。

これに対して、特許文献１は、内燃機関の吸気弁と排気弁とを同時に開弁するバルブオーバーラップ期間を短縮することにより、排気ガスの吸気通路への逆流を抑制する内燃機関を開示している。

特開２０１８−０５３８３４号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１においては、バルブオーバーラップ期間を制御するため、内燃機関制御装置の構成の複雑化を招く。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、排気ガスの吸気通路への逆流を簡易な構成で抑制することができる内燃機関制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、気筒と、前記気筒の吸気通路に設けられるスロットル弁と、吸気弁と、を備える内燃機関を搭載する車両の内燃機関制御装置であって、前記スロットル弁を開閉すると共に前記吸気弁を開閉する制御を行い、前記制御において前記吸気弁を開くタイミングで前記スロットル弁の開度を一時的に減少させる制御部を有することを第１の局面とする。

本発明の第１の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、気筒と、気筒の吸気通路に設けられるスロットル弁と、吸気弁と、を備える内燃機関を搭載する車両の内燃機関制御装置であって、スロットル弁を開閉すると共に吸気弁を開閉する制御を行い、制御において吸気弁を開くタイミングでスロットル弁の開度を一時的に減少させる制御部を有するものであるため、排気ガスの吸気通路への逆流を簡易な構成で抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態における内燃機関制御装置の構成を示すブロック図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における内燃機関制御装置につき、詳細に説明する。

＜内燃機関制御装置の構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態における内燃機関制御装置の構成につき、詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態における内燃機関制御装置１００が適用される内燃機関１は、図示しない二輪自動車等の車両に搭載される単気筒又は複数気筒の内燃機関であり、個々の気筒２ａ毎にシリンダブロック２を備えている。

気筒２ａの内部には、ピストン４が配置されている。ピストン４は、コンロッド５を介してクランクシャフト６に連結されている。クランクシャフト６には、それと共に同軸に回転するリラクタ７が設けられている。リラクタ７の外周面には、その周方向に所定のパターンで並置された複数の歯部７ａが立設されている。

シリンダブロック２の上部には、シリンダヘッド８が組み付けられている。シリンダブロック２の内壁面、ピストン４の上面、及びシリンダヘッド８の内壁面は、協働して気筒２ａの燃焼室９を画成している。

シリンダヘッド８には、燃焼室９内の燃料及び空気から成る混合気に点火する点火プラグ１０が設けられている。燃焼室９に対する点火プラグ１０の個数は、複数であってもよい。

シリンダヘッド８には、燃焼室９と対応して連通する吸気管１１が組み付けられている。シリンダヘッド８内には、燃焼室９と吸気管１１とを対応して連通する吸気通路１１ａが形成されている。燃焼室９と吸気通路１１ａとの対応する接続部位には、吸気バルブ１２が設けられている。なお、吸気管１１及び吸気通路１１ａの個数は、気筒２ａの個数に等しい。

吸気管１１の内部には、吸気弁１２側にスロットル弁１４が設けられている。スロットル弁１４は、図示しないスロットル装置の構成部品であり、スロットル装置の本体部が吸気管１１に組み付けられている。吸気管１１の内部には、スロットル弁１４の上流側又は下流側に、燃料を噴射する図示しないインジェクタが設けられている。なお、インジェクタ及びスロットル弁１４の個数は、各々単数でも複数でもよい。

また、シリンダヘッド８には、燃焼室９と対応して連通する排気管１５が組み付けられている。シリンダヘッド８内には、燃焼室９と排気通路１５ａとを対応して連通する排気通路１５ａが形成されている。燃焼室９と排気管１５との対応する接続部位には、排気バルブ１６が設けられている。なお、排気管１５及び排気通路１５ａの個数は、気筒２ａの個数に等しい。

図１に示すように、本実施形態における内燃機関制御装置１００は、図示しない二輪自動車等の車両に適用されて内燃機関１の動作を制御し、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）等の電子制御装置によって構成されている。内燃機関制御装置１００は、内燃機関温度センサ１０１と、クランク角センサ１０２と、吸気圧センサ１０３と、スロットル開度センサ１０４と、アクセル開度センサ１０５と、車速センサ１０６と、モータ１１５と、図示しない動弁機構と、に電気的に接続されている。

内燃機関温度センサ１０１は、内燃機関１の温度に応じた電気信号を内燃機関制御装置１００に出力する。

クランク角センサ１０２は、リラクタ７の外周面に形成されている歯部７ａに対向した態様でシリンダブロック２の下部に組み付けられた図示しないロアケース等に装着されている。クランク角センサ１０２は、クランクシャフト６の回転に伴って回転する歯部７ａを検出することによって、クランクシャフト６の回転速度を内燃機関１の回転速度（回転数）として検出し、この検出結果に応じた電気信号を内燃機関制御装置１００に出力する。

吸気圧センサ１０３は、吸気管１１内に流入する空気の圧力（吸気圧）に応じた電気信号を内燃機関制御装置１００に出力する。

スロットル開度センサ１０４は、スロットル装置の本体部に装着され、スロットル弁１４の開度をスロットル開度として検出し、この検出結果に応じた電気信号を内燃機関制御装置１００に出力する。

アクセル開度センサ１０５は、車両のアクセル操作部材の操作量に応じた電気信号を内燃機関制御装置１００に出力する。

車速センサ１０６は、内燃機関１を搭載する車両の車速に応じた電気信号を内燃機関制御装置１００に出力する。

モータ１１５は、内燃機関制御装置１００の制御によって駆動して、スロットル弁１４を駆動させる。

図示しない動弁機構は、内燃機関制御装置１００の制御によって駆動して、吸気弁１２又は排気弁１６を開閉させる。

具体的には、内燃機関制御装置１００は、ＲＯＭ１０９と、ＲＡＭ１１０と、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：中央処理ユニット）１１１と、モータ駆動回路１１３と、動弁機構駆動回路１１４と、を有している。

ＲＯＭ１０９は、不揮発性の記憶装置によって構成され、制御プログラム及び制御データを格納している。

ＲＡＭ１１０は、揮発性の記憶装置によって構成され、ＣＰＵ１１１のワーキングエリアとして機能する。

ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１０８内に格納されている制御プログラムを実行することにより、内燃機関温度センサ１０１、クランク角センサ１０２、吸気圧センサ１０３、スロットル開度センサ１０４、アクセル開度センサ１０５及び車速センサ１０６から入力される電気信号に従って、内燃機関制御装置１００全体の動作を制御する。ＣＰＵ１１１は、制御部１１２を機能ブロックとして備えている。

制御部１１２は、内燃機関温度センサ１０１、クランク角センサ１０２、吸気圧センサ１０３、スロットル開度センサ１０４、アクセル開度センサ１０５及び車速センサ１０６から入力される電気信号に基づいて、モータ駆動回路１１３の動作を制御することにより、内燃機関１の個々の気筒２ａ毎の吸気通路１１ａに設けられるスロットル弁１４を開閉する制御を行う。また、制御部１１２は、クランク角センサ１０２から入力される電気信号に基づいて、動弁機構駆動回路１１４の動作を制御することにより、内燃機関１の吸気弁１２を開閉する制御を行う。この際に、制御部１１２は、動弁機構駆動回路１１４の動作を制御して吸気弁１２を開くタイミングで、モータ駆動回路１１３の動作を制御してスロットル弁１４の開度を一時的に減少させる制御を行う。

モータ駆動回路１１３は、ＣＰＵ１１１の制御によって動作することにより、モータ１１５の駆動を制御する。

動弁機構駆動回路１１４は、ＣＰＵ１１１の制御によって動作することにより、図示しない動弁機構の駆動を制御する。

上記の構成を有する内燃機関制御装置１００は、吸気弁１２を開くタイミングにおいて、単にスロットル弁１４の開度を制御するのみの簡易な構成によって、排気ガスが燃焼室９から吸気管１１に逆流することを抑制することができる。

また、吸気弁１２を開くタイミングでスロットル弁１４の開度を一時的に減少させて排気ガスが燃焼室９から吸気管１１に逆流することを抑制することにより、吸気弁１２と排気弁１６とを同時に開弁するバルブオーバーラップ期間を、内燃機関１の高回転時に合わせて長くすることができるため、内燃機関１の燃焼性能を向上させることができる。

また、吸気弁１２を開くタイミングでスロットル弁１４の開度を一時的に減少させることにより、強いタンブル流（スワール流）を形成することができるため、燃焼室９における安定した燃焼を実現することができる。

また、吸気管１１の内部において、スロットル弁１４を吸気弁１２に近い位置に設けることにより、インレットマニフォールドを不要にすることができると共に、強いタンブル流（スワール流）を形成することができるため、燃焼室９における安定した燃焼を実現することができる。

更に、車両の始動時において吸気弁１２を開くタイミングでスロットル弁１４の開度を一時的に減少させることにより、車両の始動時におけるデコンプ効果を得ることができる。

以上の本実施形態における内燃機関制御装置１００は、気筒２ａの吸気弁１２を開くタイミングで、スロットル弁１４の開度を一時的に減少させるため、排気ガスの吸気通路への逆流を簡易な構成で抑制することができる。

本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明においては、排気ガスの吸気通路への逆流を簡易な構成で抑制することができる内燃機関制御装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車の車両に広範に適用され得るものと期待される。

１…内燃機関
２…シリンダブロック
２ａ…気筒
４…ピストン
５…コンロッド
６…クランクシャフト
７…リラクタ
７ａ…歯部
８…シリンダヘッド
９…燃焼室
１０…点火プラグ
１１…吸気管
１１ａ…吸気通路
１２…吸気バルブ
１４…スロットル弁
１５…排気管
１５ａ…排気通路
１６…排気バルブ
１００…内燃機関制御装置
１０１…内燃機関温度センサ
１０２…クランク角センサ
１０３…吸気圧センサ
１０４…スロットル開度センサ
１０５…アクセル開度センサ
１０６…車速センサ
１０９…ＲＯＭ
１１０…ＲＡＭ
１１１…ＣＰＵ
１１２…制御部
１１３…モータ駆動回路
１１４…動弁機構駆動回路
１１５…モータ

Claims

気筒と、前記気筒の吸気通路に設けられるスロットル弁と、吸気弁と、を備える内燃機関を搭載する車両の内燃機関制御装置であって、
前記スロットル弁を開閉すると共に前記吸気弁を開閉する制御を行い、前記制御において前記吸気弁を開くタイミングで前記スロットル弁の開度を一時的に減少させる制御部を有する、
ことを特徴とする内燃機関制御装置。