JP4760733B2 - Internal combustion engine control system - Google Patents
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Description
本発明は、火花点火式内燃機関を制御する技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling a spark ignition internal combustion engine.
従来、火花点火式の内燃機関において、点火時期をMBT(Minimum spark advance for Best Torque)より前へ進角させることにより、冷却水の温度上昇を促進し、以て内燃
機関の暖機性を向上させる技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
ところで、上記した従来の技術は内燃機関の暖機性は考慮しているものの、排気エミッションについては考慮されていないため、排気エミッションの規制強化に適応しきれない可能性がある。 By the way, although the above-described conventional technology considers the warm-up property of the internal combustion engine, it does not consider exhaust emission, and thus may not be able to fully adapt to exhaust emission regulations.
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、点火時期をMBTより進角可能な火花点火式内燃機関の制御システムにおいて、排気エミッションの低減に好適な技術の提供にある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique suitable for reducing exhaust emissions in a control system for a spark ignition type internal combustion engine in which the ignition timing can be advanced from MBT. is there.
本発明は、上記した課題を解決するために、点火時期をMBTより前へ進角させることができる内燃機関の制御システムにおいて、点火時期をMBTより前へ進角させる技術を用いて、排気エミッションの低減を図るようにした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an internal combustion engine control system capable of advancing the ignition timing ahead of MBT, and using a technique for advancing the ignition timing ahead of MBT, The reduction was made.
内燃機関が冷間状態にある場合のように気筒内の温度(以下、「筒内温度」と称する)が低い時は、燃料が気筒の内壁面やピストンに付着し易い。気筒の内壁面やピストンに付着した燃料(以下、「筒内付着燃料」と称する)の大部分は、燃焼に供されることなく未燃のまま気筒内から排出される。その際、内燃機関の排気系に配置された触媒が未活性状態にあると、前記した未燃燃料成分が触媒において浄化されずに大気中へ放出される。 When the temperature in the cylinder (hereinafter referred to as “in-cylinder temperature”) is low, such as when the internal combustion engine is in a cold state, the fuel tends to adhere to the inner wall surface of the cylinder and the piston. Most of the fuel adhering to the inner wall surface of the cylinder and the piston (hereinafter referred to as “in-cylinder attached fuel”) is discharged from the cylinder without being burned without being used for combustion. At this time, if the catalyst disposed in the exhaust system of the internal combustion engine is in an inactive state, the above-described unburned fuel component is released into the atmosphere without being purified by the catalyst.
特に、内燃機関が低温下で始動された場合は、内燃機関の始動から触媒が活性するまでの期間が長くなるとともに筒内付着燃料の量が増加するため、大気中へ放出される未燃燃料成分の量が過多となることが懸念される。 In particular, when the internal combustion engine is started at a low temperature, the period from the start of the internal combustion engine to the activation of the catalyst becomes longer and the amount of in-cylinder attached fuel increases, so unburned fuel released into the atmosphere. There is a concern that the amount of components becomes excessive.
これに対し、本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果、火花点火式の内燃機関において点火時期がMBTより前へ進角(以下、「過進角」と称する)されると、気筒内から排出される未燃燃料成分(例えば、HC)が著しく減少することが見出された。 In contrast, as a result of the inventor's earnest experiment and verification, when the ignition timing is advanced to the front of MBT (hereinafter referred to as “over-advanced angle”) in a spark ignition type internal combustion engine, the cylinder It has been found that unburned fuel components (eg HC) discharged from within are significantly reduced.
これは、点火時期が過進角された場合は、圧縮上死点前に燃焼する混合気の量が増加するため、混合気の燃焼による昇圧・昇温効果がピストンの上昇動作による昇圧・昇温効果に加わって気筒内の圧力(以下、「筒内圧」と称する)及び筒内温度のピークが高められ、気筒内に付着した燃料、および/または気筒内に付着する前の燃料の気化及び酸化が促進されることに拠ると考えられる。 This is because, when the ignition timing is over-advanced, the amount of the air-fuel mixture that burns before compression top dead center increases. In addition to the temperature effect, the pressure in the cylinder (hereinafter referred to as “in-cylinder pressure”) and the peak of the in-cylinder temperature are increased, and the fuel adhering in the cylinder and / or the fuel before adhering in the cylinder is vaporized and This is thought to be due to the promotion of oxidation.
上記した知見によれば、筒内圧及び筒内温度のピークが高くなるほど、気筒内から排出される未燃燃料成分が少なくなると考えられる。筒内圧及び筒内温度のピークは、圧縮上死点前に燃焼する混合気量が増加するほど高くなると考えられる。圧縮上死点前に燃焼さ
れる混合気量は、混合気の燃焼終了時期が早くなるほど多くなる。混合気の燃焼終了時期を早める方法としては、過進角時の点火時期を一層進角させる方法が考えられる。
According to the knowledge described above, it is considered that as the in-cylinder pressure and the in-cylinder temperature peaks, the unburned fuel component discharged from the cylinder decreases. It is considered that the peak of the in-cylinder pressure and the in-cylinder temperature becomes higher as the amount of air-fuel mixture that burns before compression top dead center increases. The amount of air-fuel mixture burned before compression top dead center increases as the combustion end time of the air-fuel mixture gets earlier. As a method of advancing the combustion end timing of the air-fuel mixture, a method of further advancing the ignition timing at the time of excessive advance is conceivable.
ところで、過進角時の点火時期が大幅に進角されると、気筒内の燃料と空気が均質に混合する前に点火が行われる可能性がある。気筒内の燃料と空気が均質に混合する前に点火が行われると、燃料の着火不良や失火が発生する可能性がある。 By the way, if the ignition timing at the time of excessive advance is greatly advanced, there is a possibility that ignition will be performed before the fuel and air in the cylinder are uniformly mixed. If ignition is performed before the fuel and air in the cylinder are uniformly mixed, there is a possibility that poor ignition of the fuel or misfiring may occur.
また、点火時期の進角量が増加した場合は、ピストンとピストンリングとシリンダボア壁面との間の隙間(クレビスボリューム)に入り込む燃料が増加し易い。クレビスボリュームに入り込んだ燃料は、燃焼に供されることなく気筒内から排出される可能性が高い。 Further, when the advance amount of the ignition timing increases, the fuel entering the gap (clevis volume) between the piston, the piston ring, and the cylinder bore wall surface tends to increase. The fuel that has entered the clevis volume is likely to be discharged from the cylinder without being used for combustion.
従って、過進角時に点火時期の進角量が過大になると、気筒内から排出される未燃燃料成分量が却って増加する可能性もある。 Therefore, if the advance amount of the ignition timing becomes excessive at the excessive advance angle, the amount of the unburned fuel component discharged from the cylinder may increase instead.
そこで、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、点火時期を過進角させる時に、混合気の燃焼速度を高める処理を併行して行うことにより、点火時期の進角量を最小限に抑えつつ混合気の燃焼終了時期を早めるようにした。 Therefore, the control system for an internal combustion engine according to the present invention performs the process for increasing the combustion speed of the air-fuel mixture when the ignition timing is over-advanced, thereby minimizing the amount of advance of the ignition timing. The combustion end time of the air-fuel mixture was advanced.
詳細には、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、火花点火式内燃機関の点火時期をMBTより前に過進角させる過進角手段と、前記内燃機関の気筒における混合気の燃焼速度を増加させる燃焼促進手段と、前記過進角手段が点火時期を過進角させる時に、前記燃焼促進手段により混合気の燃焼速度を増加させる制御手段と、を備えるようにした。 Specifically, the control system for an internal combustion engine according to the present invention includes an over-advance means for over-advancing the ignition timing of the spark ignition type internal combustion engine before MBT, and a combustion speed of the air-fuel mixture in the cylinder of the internal combustion engine. Combustion promoting means for increasing, and control means for increasing the combustion speed of the air-fuel mixture by the combustion promoting means when the over-advance angle means causes the ignition timing to advance excessively.
かかる構成によれば、過進角手段が点火時期を過進角させる場合は、燃焼促進手段が混合気の燃焼速度を増加させる。この場合、点火時期が大幅に進角されなくても、圧縮上死点前に燃焼する混合気量が増加する。 According to this configuration, when the over-advance means causes the ignition timing to advance, the combustion acceleration means increases the combustion speed of the air-fuel mixture. In this case, even if the ignition timing is not significantly advanced, the amount of air-fuel mixture that burns before compression top dead center increases.
従って、過進角時の点火時期を大幅に進角させることなく、筒内圧及び筒内温度のピークを高めることができる。その結果、気筒内から排出される未燃燃料成分を好適に減少することができる。 Accordingly, it is possible to increase the peak of the in-cylinder pressure and the in-cylinder temperature without significantly advancing the ignition timing at the time of excessive advance. As a result, the unburned fuel component discharged from the cylinder can be suitably reduced.
本発明にかかる内燃機関の制御システムは、筒内付着燃料量を取得する取得手段を更に備え、制御手段は前記取得手段により取得された筒内付着燃料量が多くなるほど混合気の燃焼速度が増加するように前記燃焼促進手段を制御するようにしてもよい。 The control system for an internal combustion engine according to the present invention further includes acquisition means for acquiring the in-cylinder attached fuel amount, and the control means increases the combustion rate of the air-fuel mixture as the in-cylinder attached fuel amount acquired by the acquisition means increases. In this way, the combustion promoting means may be controlled.
かかる構成によれば、筒内付着燃料量が多くなるほど、筒内圧及び筒内温度のピークが高められる。その結果、筒内付着燃料量が多くなる条件下においても、点火時期の進角量を大幅に増加させることなく、気筒内から排出される未燃燃料成分を低減させることができる。 According to this configuration, the peak of the in-cylinder pressure and the in-cylinder temperature is increased as the amount of in-cylinder attached fuel increases. As a result, the unburned fuel component discharged from the cylinder can be reduced without significantly increasing the advance amount of the ignition timing even under the condition where the amount of in-cylinder attached fuel increases.
気筒内における混合気の燃焼速度を増加させる方法としては、内燃機関の吸気ポートに設けられた気流制御弁の開度を絞る方法、吸気弁の開弁開始時期を遅角させる方法、或いは各気筒に設けられた複数の吸気弁のリフト量を相違させる方法等を例示することができる。 As a method of increasing the combustion speed of the air-fuel mixture in the cylinder, a method of reducing the opening degree of the airflow control valve provided in the intake port of the internal combustion engine, a method of retarding the opening start timing of the intake valve, or each cylinder The method etc. which make the lift amount of the some intake valve provided in can differ can be illustrated.
尚、気流制御弁の開度が小さくなるほど、吸気弁の開弁開始時期が遅くなるほど、或いは複数の吸気弁のリフト量の相対差が大きくなるほど、混合気の燃焼速度が高まる。よって、制御手段は、筒内付着燃料が多くなるほど、気流制御弁の開度の減少、吸気弁の開弁開始時期の遅角量増加、或いは複数の吸気弁のリフト量の相対差拡大を図るようにしてもよい。 Note that the combustion speed of the air-fuel mixture increases as the opening degree of the airflow control valve decreases, the opening timing of the intake valves delays, or the relative difference between the lift amounts of the plurality of intake valves increases. Therefore, as the fuel adhering to the cylinder increases, the control means decreases the opening of the airflow control valve, increases the retard amount of the opening timing of the intake valves, or increases the relative difference between the lift amounts of the plurality of intake valves. You may do it.
本発明によれば、点火時期をMBTより前に進角可能な火花点火式内燃機関の制御システムにおいて、排気エミッションを好適に低減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suitably reduce exhaust emission in a control system for a spark ignition internal combustion engine that can advance the ignition timing before MBT.
以下、本発明の具体的な実施形態について図1〜図6に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施例における内燃機関の制御システムの概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、複数の気筒2を有する4ストロークサイクルの火花点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)である。内燃機関1の気筒2は、吸気ポート3を介して吸気通路30に接続されるとともに、排気ポート4を介して排気通路40に接続されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine control system according to the present embodiment. An
吸気ポート3には、気筒2内へ向かって燃料を噴射する燃料噴射弁5が設けられている。吸気通路30には、該吸気通路30内を流通する空気量を制御するスロットル弁6が設けられている。スロットル弁6より下流の吸気通路30には、該吸気通路30内の圧力(吸気圧)を測定する吸気圧センサ7が設けられている。スロットル弁6より上流の吸気通路30には、該吸気通路30を流れる空気量を測定するエアフローメータ8が設けられている。
The intake port 3 is provided with a fuel injection valve 5 that injects fuel into the
一方、排気通路40には、排気浄化装置9が配置されている。排気浄化装置9は、三元触媒や吸蔵還元型NOx触媒等を具備し、所定の活性温度域にある時に排気を浄化する。
On the other hand, an exhaust purification device 9 is disposed in the
また、内燃機関1には、気筒2内に臨む吸気ポート3の開口端を開閉する吸気弁10と、気筒2内に臨む排気ポート4の開口端を開閉する排気弁11が設けられている。これら吸気弁10と排気弁11は、吸気側カムシャフト12と排気側カムシャフト13によりそれぞれ開閉駆動される。
Further, the
気筒2の上部には、該気筒2内の混合気に点火する点火プラグ14が配置されている。また、気筒2内にはピストン15が摺動自在に挿入されている。ピストン15はコネクティングロッド16を介してクランクシャフト17と接続されている。
A
クランクシャフト17の近傍には、該クランクシャフト17の回転角度を検出するクランクポジションセンサ18が配置されている。更に、内燃機関1には、該内燃機関1を循環する冷却水の温度を測定する水温センサ19が取り付けられている。
A
また、吸気側カムシャフト12には、クランクシャフト17に対する該吸気側カムシャフト12の回転位相を変更する可変動弁機構120が取り付けられている。
A
このように構成された内燃機関1には、ECU20が併設されている。ECU20は、CPU、ROM、RAM等を備えた電子制御ユニットである。このECU20は、前述した吸気圧センサ7、エアフローメータ8、クランクポジションセンサ18、及び水温センサ19等の各種センサと電気的に接続され、各種センサの測定値を入力可能になっている。
The
ECU20は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁5、スロットル弁6、点火プラグ14、及び可変動弁機構120を電気的に制御する。例えば、ECU20は、気筒2内の壁面に付着する燃料を減少させる付着燃料低減制御を行う。
The
以下、本実施例における付着燃料低減制御について述べる。 Hereinafter, the adhered fuel reduction control in this embodiment will be described.
内燃機関1が冷間状態にある場合のように筒内温度が低い時は、燃料が気筒2の内壁面やピストン15に付着し易い。気筒2の内壁面やピストン15に付着した燃料(筒内付着燃料)の大部分は、燃焼に供されることなく未燃のまま気筒内から排出される。その際、排気浄化装置9が活性温度域まで昇温していなければ、前記した未燃燃料成分が浄化されずに大気中へ放出されることになる。
When the in-cylinder temperature is low, such as when the
特に、内燃機関1が低温下で始動された場合等は、内燃機関1の始動から排気浄化装置9が活性するまでの期間が長くなるとともに筒内付着燃料量が増加するため、大気中へ放出される未燃燃料成分の量が過多となる虞がある。
In particular, when the
これに対し、付着燃料低減制御では、ECU20は、筒内付着燃料量が多くなる時に、点火プラグ14の作動タイミング(点火時期)をMBTより進角させることにより、筒内付着燃料量を減少させ、以て気筒2内から排出される未燃燃料成分量も減少させる。
On the other hand, in the attached fuel reduction control, the
本願発明者の鋭意の実験及び検証によれば、点火時期がMBTより進角された場合は、図2に示されるように、その進角量が増加するほど気筒2内から排出される未燃燃料成分(HC)の量が少なくなることが見出された。
According to the inventor's earnest experiment and verification, when the ignition timing is advanced from the MBT, as shown in FIG. 2, the unburned gas discharged from the
このメカニズムについては明確に解明されていないが、凡そ以下のようなメカニズムによると考えられる。 Although this mechanism has not been clearly clarified, it is thought to be due to the following mechanism.
図3は、点火時期がMBTより前に進角(以下、「過進角」と称する)された場合(図3中のST1)と、点火時期がMBTに設定された場合(図3中のST2)と、点火時期が圧縮上死点(TDC)に設定された場合(図3中のST3)との各々において気筒2内の状態を計測した結果を示す図である。図3中の実線は点火時期が過進角された場合、破線は点火時期がMBTに設定された場合、一点破線は点火時期が圧縮上死点(TDC)に設定された場合を各々示している。
FIG. 3 shows a case where the ignition timing is advanced (hereinafter referred to as “over-advance angle”) before MBT (ST1 in FIG. 3) and a case where the ignition timing is set to MBT (in FIG. 3). It is a figure which shows the result of having measured the state in the
図3において、点火時期が過進角された場合は、点火時期がMBTに設定された場合及び点火時期が圧縮上死点(TDC)に設定された場合に比べ、圧縮上死点前に燃焼される混合気の量が多くなる。このため、混合気の燃焼により発生する熱エネルギのピーク(図3中の熱発生率、発生熱量、及び燃焼質量割合を参照)が圧縮上死点前へシフトする。 In FIG. 3, when the ignition timing is over-advanced, combustion occurs before the compression top dead center, compared to when the ignition timing is set to MBT and when the ignition timing is set to compression top dead center (TDC). The amount of air-fuel mixture produced increases. For this reason, the peak of the heat energy generated by the combustion of the air-fuel mixture (see the heat generation rate, generated heat amount, and combustion mass ratio in FIG. 3) shifts to before the compression top dead center.
よって、混合気の燃焼による昇温・昇圧効果と、ピストン15の上昇動作(下死点から上死点へ向かう動作)による圧縮効果との相乗効果により、圧縮行程から膨張行程までの期間における筒内圧及び筒内温度のピーク値が大幅に上昇する。その結果、気筒2内に付着した燃料、および/または気筒2内に付着する前の燃料の気化及び酸化が促進されると考えられる。
Therefore, the cylinder in the period from the compression stroke to the expansion stroke is obtained by a synergistic effect of the temperature increase / pressure increase effect due to the combustion of the air-fuel mixture and the compression effect due to the upward movement of the piston 15 (operation from the bottom dead center to the top dead center). The peak values of internal pressure and in-cylinder temperature are significantly increased. As a result, it is considered that vaporization and oxidation of the fuel adhering to the
そこで、ECU20は、筒内付着燃料量が多くなると予想される時に、点火時期を過進角させるようにした。筒内付着燃料量が多くなると予想される場合としては、内燃機関1が冷間始動される場合、内燃機関1が暖機運転状態にある場合、筒内付着燃料量の実測値が許容量を超える場合、或いは筒内付着燃料量の推定値が許容量を超える場合等を例示することができる。
Therefore, the
筒内付着燃料量の実測方法としては、光学的に液膜の厚さを計測するセンサを気筒2内に配置して実測する方法や、導電率を計測するセンサを気筒2内に配置し該センサの計測値を筒内付着燃料量に換算する方法を例示することができる。筒内付着燃料量を推定する方法としては、冷却水温度、機関始動時からの積算燃料噴射量、機関始動時からの積算吸
入空気量、現時点における燃料噴射量、吸気圧、及び空燃比の少なくとも一つと筒内付着燃料量との相関関係から推定する方法を例示することができる。
As a method for actually measuring the amount of fuel adhering to the cylinder, a method for optically measuring the liquid film thickness in the
筒内付着燃料量が多くなると予想される場合に、点火プラグ14の点火時期が過進角されると、筒内付着燃料を減少させることができるとともに気筒2内から排出される未燃燃料成分を減少させることも可能となる。
When the amount of fuel adhering to the cylinder is expected to increase, if the ignition timing of the
ところで、気筒2内から排出される未燃燃料成分は点火時期の進角量が多くなるほど少なくなるため、筒内付着燃料量が多くなるほど点火時期の進角量を増加させることが好ましい。
Incidentally, since the unburned fuel component discharged from the
しかしながら、点火時期の進角量が過多になると、気筒2内の燃料と空気(吸気)が均質に混合する前に点火プラグ14が作動する可能性がある。燃料と空気が均質に混合する前に点火プラグ14が作動すると、着火不良や失火が生じ易い。
However, if the advance amount of the ignition timing becomes excessive, there is a possibility that the
また、点火時期が大幅に進角された場合は、クレビスボリュームに入り込む燃料が増加する可能性もある。クレビスボリュームに入り込んだ燃料は、未燃のまま気筒2内から排出され易い。
In addition, when the ignition timing is greatly advanced, the fuel entering the clevis volume may increase. The fuel that has entered the clevis volume is easily discharged from the
従って、過進角時の点火時期が大幅に進角されると、気筒2内から排出される未燃燃料成分が却って増加することが懸念される。
Therefore, there is a concern that the unburned fuel component discharged from the
そこで、本実施例の付着燃料低減制御では、ECU20は、筒内付着燃料が多くなると予想される時に、点火時期の過進角処理に加え、混合気の燃焼速度を高めるための処理(以下、「燃焼促進処理」と称する)を行うようにした。
Therefore, in the attached fuel reduction control of this embodiment, when it is predicted that the in-cylinder attached fuel will increase, the
燃焼促進処理では、ECU20は、可変動弁機構120を利用して吸気弁10の開弁開始時期(IVO)を吸気上死点より遅角させる。この場合、吸気行程の途中まで吸気弁10が開弁しないことになる。よって、吸気弁10の開弁時には、気筒2内の圧力が負圧となる。その結果、吸気弁10の開弁後に気筒2内へ流入する吸気の運動エネルギが大きくなる。吸気の運動エネルギが大きくなると、気筒2内で生成されるタンブル流やスワール流の運動エネルギが大きくなる(言い換えれば、タンブル流やスワール流の強さが増強される)。
In the combustion acceleration process, the
このように気筒2内の気流が強化されると、点火プラグ14作動後の火炎伝播速度及び燃焼速度が高くなる。火炎伝播速度及び燃焼速度が高められると、圧縮上死点前に燃焼される混合気量が増加する。その結果、筒内圧及び筒内温度のピークが高められる。
Thus, when the airflow in the
図4は、気筒2内から排出される未燃燃料成分(HC)の量と点火時期との関係を示す図である。図4中の一点破線は燃焼促進処理が実行されない時(燃焼促進処理非実行時)に気筒2内から排出された未燃燃料成分量(HC排出量)を計測した結果を示している。図4中の実線は燃焼促進処理が実行される時(燃焼促進処理実行時)のHC排出量を計測した結果を示している。尚、図4に示す2つの計測結果は、吸気弁10の開弁開始時期以外の運転条件が相互に同一となる時に計測した結果である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of unburned fuel component (HC) discharged from the
図4の計測結果によれば、点火時期がMBTより前に進角される領域においては、燃焼促進処理実行時のHC排出量が燃焼促進処理非実行時のHC排出量より少なくなる。これは、燃焼促進処理の実行により、圧縮上死点前に燃焼される混合気量が増加することに因ると考えられる。 According to the measurement result of FIG. 4, in the region where the ignition timing is advanced before MBT, the HC emission amount at the time of executing the combustion promotion process is smaller than the HC emission amount at the time of not executing the combustion acceleration process. This is thought to be due to the increase in the amount of air-fuel mixture burned before compression top dead center due to the execution of the combustion acceleration process.
従って、HC排出量を一定量(例えば、図4中のAhc)以下に抑える場合に、燃焼促進処理実行時の点火時期(図4中のt1)は、燃焼促進処理非実行時の点火時期(図4中のt2)より遅くすることができる。その結果、点火時期の大幅な進角による不具合の発生を抑制することができる。 Therefore, when the HC emission amount is suppressed to a certain amount (for example, Ahc in FIG. 4) or less, the ignition timing (t1 in FIG. 4) at the time of executing the combustion promotion process is the ignition timing (t1 in FIG. 4). It can be made later than t2) in FIG. As a result, it is possible to suppress the occurrence of problems due to a large advance of the ignition timing.
以下、本実施例における付着燃料低減制御の実行手順について図5に沿って説明する。図5は、付着燃料低減制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、予めECU20のROMに記憶されたルーチンであり、ECU20によって周期的に実行される。尚、ECU20が付着燃料低減制御ルーチンを実行することにより、本発明にかかる過進角手段、燃焼促進手段、取得手段、及び制御手段が実現される。
Hereinafter, the execution procedure of the adhered fuel reduction control in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an attached fuel reduction control routine. This routine is a routine previously stored in the ROM of the
図5のルーチンにおいて、ECU20は、先ずS101において筒内付着燃料量Dpfuelを演算する。
In the routine of FIG. 5, the
S102では、ECU20は、前記S101で算出された筒内付着燃料量Dpfuelが所定量以上であるか否かを判別する。前記した所定量は、内燃機関1の全気筒2から排出される未燃燃料成分の総量が規制量(例えば、図4に示したAhc)を下回るように定められた値である。
In S102, the
前記S102において否定判定された場合(Dpfuel<所定量)は、ECU20は、点火時期の過進角及び燃焼促進処理を実行せずに本ルーチンの実行を終了する。一方、前記S102において肯定判定された場合(Dpfuel≧所定量)は、ECU20は、S103へ進む。
If a negative determination is made in S102 (Dpfuel <predetermined amount), the
S103では、ECU20は、別途のバルブタイミング制御ルーチンにより算出された吸気弁10の目標開弁開始時期IVOtrgを読み込む。
In S103, the
S104では、ECU20は、吸気弁10の開弁開始時期の遅角補正量△vtを演算する。遅角補正量△vtは、筒内付着燃料量Dpfuelに応じて増減される可変値である。その際、遅角補正量△vtは、筒内付着燃料量Dpfuelが多くなるほど増加されるとともに、筒内付着燃料量Dpfuelが少なくなるほど減少されるようにしてもよい。
In S104, the
S105では、ECU20は、前記S103で読み込まれた目標開弁開始時期IVOtrgに前記S104で算出された遅角補正量△vtを加算し、その加算結果(=IVOtrg+△vt)を吸気弁10の目標開弁開始時期IVOtrgに設定する。そして、ECU20は、前記S104で設定された目標開弁開始時期IVOtrgに従って可変動弁機構120を動作させる。
In S105, the
続いて、S106では、ECU20は、点火時期の過進角を実行する。その際の点火時期の進角量は、予め定められた固定値であってもよい。前記した固定値は、例えば、燃料の着火不良や失火が生じ得ない範囲であって、クレビスボリュームに入り込む燃料量が許容範囲内に収まる値であることが好ましい。
Subsequently, in S106, the
このようにECU20が図5のルーチンを実行すると、筒内付着燃料量Dpfuelが多くなるほど混合気の燃焼速度が高められるため、点火時期を大幅に進角させることなくHC排出量を規制量以下に抑えることができる。
When the
尚、本実施例では、過進角時の点火時期が一定時期に固定される例について述べたが筒内付着燃料量Dpfuelに応じて過進角時の点火時期が変更されてもよい。その場合は、筒内付着燃料量Dpfuelに応じて定まる点火時期が所定の上限値以降である限りは
、燃焼促進処理を行わずに点火時期の過進角のみを行う。そして、筒内付着燃料量Dpfuelに応じて定まる点火時期が前記上限値より前になる場合は、点火時期を前記上限値に制限して過進角を行うとともに、燃焼促進処理が行われるようにしてもよい。
In this embodiment, an example in which the ignition timing at the time of over-advancement is fixed at a fixed time has been described, but the ignition timing at the time of over-advancement may be changed according to the in-cylinder attached fuel amount Dpfuel. In this case, as long as the ignition timing determined according to the in-cylinder attached fuel amount Dpfuel is after the predetermined upper limit value, only the ignition timing over-advancement angle is performed without performing the combustion promotion processing. When the ignition timing determined in accordance with the in-cylinder attached fuel amount Dpfuel is earlier than the upper limit value, the ignition timing is limited to the upper limit value to perform the advance angle, and the combustion acceleration process is performed. May be.
また、本実施例では、可変動弁機構120を利用して混合気の燃焼速度を高める例について述べたが、図6に示すような気流制御弁31の開度を絞ることにより混合気の燃焼速度を高めるようにしてもよい。
Further, in this embodiment, the example in which the
上記の気流制御弁31は、燃料噴射弁5より下流の吸気ポート3に配置され、該吸気ポート3の底面に設けられた支点を中心に回動可能な弁である。尚、図6においては気流制御弁31を閉じた状態が示されている。
The
図6に示すように気流制御弁31が閉じられると、気流が吸気ポート3内の上部に偏るため、気筒2内にタンブル流が生起される。その際のタンブル流の強さ(言い換えれば、タンブル比)は、気流制御弁31の開度が小さくなるほど大きくなる。
As shown in FIG. 6, when the
従って、筒内付着燃料量Dpfuelが多くなるほど気流制御弁31の開度が減少されれば、前述した実施例と同様の効果を得ることができる。
Therefore, if the opening degree of the
尚、気筒内に生成される気流は、タンブル流を限られるものではなく、スワール流であってもよい。 The air flow generated in the cylinder is not limited to the tumble flow, and may be a swirl flow.
1・・・・・内燃機関
2・・・・・気筒
3・・・・・吸気ポート
4・・・・・排気ポート
5・・・・・燃料噴射弁
6・・・・・スロットル弁
7・・・・・吸気圧センサ
8・・・・・エアフローメータ
9・・・・・排気浄化装置
14・・・・点火プラグ
15・・・・ピストン
16・・・・コネクティングロッド
17・・・・クランクシャフト
18・・・・クランクポジションセンサ
19・・・・水温センサ
20・・・・ECU
30・・・・吸気通路
31・・・・気流制御弁
40・・・・排気通路
120・・・可変動弁機構
DESCRIPTION OF
30 ...
Claims (4)
前記内燃機関の気筒における混合気の燃焼速度を増加させる燃焼促進手段と、
前記過進角手段が点火時期を過進角させる時に、前記燃焼促進手段により混合気の燃焼速度を増加させる制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御システム。 Over-advance means for over-advancing the ignition timing of the spark ignition internal combustion engine before MBT;
Combustion promoting means for increasing the combustion speed of the air-fuel mixture in the cylinder of the internal combustion engine;
Control means for increasing the combustion rate of the air-fuel mixture by the combustion promoting means when the over-advance means over-ignites the ignition timing;
An internal combustion engine control system comprising:
前記制御手段は、前記取得手段により取得された付着燃料量が多くなるほど混合気の燃焼速度が増加するように前記燃焼促進手段を制御することを特徴とする内燃機関の制御システム。 The acquisition unit according to claim 1, further comprising an acquisition unit configured to acquire an amount of fuel attached to a cylinder of the internal combustion engine.
The control system for an internal combustion engine, wherein the control means controls the combustion accelerating means so that the combustion rate of the air-fuel mixture increases as the amount of attached fuel obtained by the obtaining means increases.
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