JP4089641B2 - 内燃機関のegr制御装置 - Google Patents
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Description
すなわち、燃料噴射圧が低いときには、燃料を好適に噴射することができず、噴射燃料の粒子が大きくなるためにその気化が促進されない。さらに、EGRガスが導入されることにより、噴射燃料の気化は促進されるにしても、燃焼室内の燃焼に必要な新気量(酸素)の割合が少なくなってしまうため、結局は燃焼室内における燃焼悪化が助長されてしまうこととなる。そして、こうした燃焼悪化が生じると、失火や回転速度の変動等が避けきれないものとなる。
尚、こうした不都合の発生は、上述したようなバルブオーバラップ期間を長くすることによるEGRガスの導入、すなわち内部EGRを利用する場合に限らず、燃焼室の排気通路と吸気通路とを接続して排気を吸気通路に戻すようにした外部EGRを利用する場合にあっても程度の差こそあれ概ね共通したものとなっている。
請求項1に記載の発明は、排気系の排気を燃焼室に戻す内燃機関のEGR制御装置において、燃料を噴射する燃料噴射弁の燃料噴射圧を検出する検出手段と、前記検出される燃料噴射圧がその目標値よりも低いときにEGR量を制限する制限手段とを備え、前記制限手段は前記EGR量にかかる制限に際し、同EGR量についての上限値を設定するとともに同EGR量がこの上限値を上回るときに同EGR量を上限値と等しく設定し、更に前記制限手段は前記上限値を前記内燃機関の機関温度に基づいて可変設定するようにしている。
またEGR量を制限するに際し、例えばEGRガスの導入を一律禁止するようにした構成と比較して、EGR量が前記上限値以下であるときには、EGRガスの熱による噴射燃料の気化を促進することができ、より柔軟なEGR量の制限を行うことができるようになる。
更に例えば、燃焼室内の温度に応じて上限値を適切に設定することができ、EGR量の制限を同燃焼室内における噴射燃料の燃焼状態に即して行うことができるようになる。
前記制限手段は前記可変機構を通じて前記吸気バルブ及び前記排気バルブのバルブオーバラップ期間を機関運転状態に基づいて設定される目標値よりも短くなるようにこれを変更するものであるとしている。
尚、内部EGR量を制限する際には、このようにバルブオーバラップ期間を短くする他、例えば、吸気バルブや排気バルブのバルブリフト量を適宜変更することにより内部EGR量を減量するといった構成も採用できる。またここで、排気バルブについてはそのリフト量が小さくなるようにこれを変更するのが内部EGR量を好適に制限するうえでは好ましい。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図5に従って説明する。
図1に示すように、自動車等に搭載される内燃機関1は、シリンダブロック2に複数(図1には1つのみ図示)のシリンダ3が形成され、その各シリンダ3内には、それぞれピストン4が設けられている。そして、各ピストン4は、それぞれ対応するコンロッド5を介して、クランクシャフト(図示せず)に連結されている。これによって、各ピストン4が、対応する各シリンダ3内で往復運動すると、この往復運動は、各コンロッド5によってクランクシャフトの回転運動へと変換されるようになっている。
料を貯留する燃料タンクFTから、フィードポンプFP、カム駆動にて構成される高圧ポンプHP及びデリバリパイプDPを介して同燃料が供給されるようになっている。
(各種センサ)
図1に示すように、前記クランクシャフト(図示せず)に近接してクランク角センサ25が設けられている。このクランク角センサ25は、前記クランクシャフトの回転位相(クランク角)を検出しており、またその検出信号に基づいてECU28によって内燃機関1(クランクシャフト)の機関回転速度NEが検出されるようになっている。
(ECU)
図1に示すECU28は、前記内燃機関1の点火時期制御、燃料噴射量制御、IN−VVT機構19の位相制御に基づく吸気バルブ15の制御等の各種制御を行うようになっている。このECU28は、EGRの制御装置であって、燃料噴射圧を検出する検出手段、燃焼室8に導入される内部EGR量を制限する制限手段として機能するようになっている。そして、後述するように前記冷却水温及び前記燃料噴射圧に基づいて内部EGR量を制限するようになっていて、ECU28は、図示しないCPU(中央演算処理装置)を備えるマイクロコンピュータを中心として構成されている。
た圧力値である。
(バルブタイミング)
次に、ECU28による吸気バルブ15のバルブタイミングの制御処理を説明する。
シャフト17が初期状態(オーバラップ量=初期値OV0のとき)から実変位角INRだけ進角したとき、吸気バルブ15と排気バルブ16の実オーバラップ量OVRは次式(1)で表わすことができる。
尚、前記式(1)の実変位角INRでは、吸気側カムシャフト17が進角する方向を正方向とし、遅角する方向を負方向としている。
この負荷率Lは次式(2)により算出される。尚、Qwotは機関全負荷時の吸入空気量であり、予め定数値として求め前記ROM記憶されている。
次に、ECU28は、機関回転速度NEと負荷率Lに基づいて、前記ROM内に記憶されたマップを参照して、目標オーバラップ量OVPを求めるようになっている(ステップS12)。
以上説明したステップS10〜S13の処理が、ECU28によって所定時間毎に繰り返し実行される。そして、吸気側カムシャフト17の実変位角INRが上述したように求められた目標変位角INPとなるようにIN−VVT機構19が制御されるようになっている。この制御は、ECU28によって実変位角INRと目標変位角INPとの偏差に応じてOCV24に印加される電圧のデューティ比を設定し、実変位角INRを目標変位角INPに集束させることで行われる。
長することなく退避運転できるようにする。
部EGRを必要としない場合には、バルブオーバラップ量を小さくし、内部EGR量を低減するように設定されている。また一方、前記検出される冷却水温が低く内部EGRを必要とする場合には、前記進角量を増大させてオーバラップ量を大きくすることで、内部EGR量を増やして燃料の気化を促進するように設定されている。
この比較において、検出される冷却水温が基準水温に等しい又は高い(ステップS31、YES)とき、ECU28は、シリンダ3内の温度が十分に上昇し、これ以上冷間VVT制御を行う必要がないと判定する。この判定に基づいてECU28は、冷間VVT制御を終了させ、内燃機関1の運転を続行するようになっている。(ステップS32)。
(1)本実施形態のECU28は、内燃機関1の始動時において、シリンダ3内が低温になっていて、燃料噴射弁14の燃料噴射圧が低下しているときに、限界オーバラップ量OVLに基づいて同内燃機関1を制御した(ステップS27)。
・上記実施形態では、本発明を直噴式の内燃機関1に適用したが、この限りではなく、ポート噴射式の内燃機関に適用してもよい。
・上記実施形態では、内部EGR量を制限するECU28を内燃機関1に採用したが、詳しくは、例えばガソリン機関又はディーゼル機関等に採用してもよい。
Claims (6)
- 排気系の排気を燃焼室に戻す内燃機関のEGR制御装置において、
燃料を噴射する燃料噴射弁の燃料噴射圧を検出する検出手段と、
前記検出される燃料噴射圧がその目標値よりも低いときにEGR量を制限する制限手段とを備え、前記制限手段は前記EGR量にかかる制限に際し、同EGR量についての上限値を設定するとともに同EGR量がこの上限値を上回るときに同EGR量を上限値と等しく設定し、更に前記制限手段は前記上限値を前記内燃機関の機関温度に基づいて可変設定する
ことを特徴とする内燃機関のEGR制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のEGR制御装置において、
前記燃料噴射弁は、前記内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する
内燃機関のEGR制御装置。 - 請求項1又は2に記載の内燃機関のEGR制御装置において、
前記制限手段は前記内燃機関の機関温度が所定温度以下であるときに前記EGR量にかかる制限を実行する
内燃機関のEGR制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関のEGR制御装置において、
前記内燃機関は吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉特性を変更する可変機構を備え、
前記制限手段は前記可変機構を通じて前記吸気バルブ及び前記排気バルブの少なくとも一方の開閉特性を変更することによりEGR量を制限する
内燃機関のEGR制御装置。 - 請求項4に記載の内燃機関のEGR制御装置において、
前記制限手段は前記可変機構を通じて前記吸気バルブ及び前記排気バルブのバルブオーバラップ期間を機関運転状態に基づいて設定される目標値よりも短くなるようにこれを変更する
内燃機関のEGR制御装置。 - 請求項4又は5に記載の内燃機関のEGR制御装置において、
前記可変機構はカムシャフトのクランクシャフトに対する相対位相を変更することで前記吸気バルブ及び前記排気バルブの少なくとも一方の開閉時期を可変とするものである
内燃機関のEGR制御装置。
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