JP5116872B1 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関の気筒毎に2つある吸気ポート間で吸気状態が異なる場合であっても、排ガスの悪化を抑制する機能を有する内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【解決手段】内燃機関の各吸気ポート5,6に配置された吸気量センサ11,12と吸気温度センサ13,14の出力信号に基づいて、各吸気ポート5,6の吸気量と吸気温度が算出され、燃料噴射総量に対して各吸気ポート5,6の燃料噴射弁9,10から噴射される割合を、低温側の吸気ポートの吸気温度や両吸気ポート5,6の吸気温度の比率に応じて設定することにより、吸気ポート毎に未蒸発燃料が少ない良好な混合気が形成されるので排ガスの悪化を抑制することができる。
【選択図】図3An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine having a function of suppressing the deterioration of exhaust gas even when the intake state differs between two intake ports for each cylinder of the internal combustion engine.
An intake air amount and an intake air temperature of each intake port (5, 6) are determined based on output signals of intake air amount sensors (11, 12) and intake air temperature sensors (13, 14) disposed in intake air ports (5, 6) of an internal combustion engine. The ratio that is calculated and injected from the fuel injection valves 9 and 10 of the intake ports 5 and 6 with respect to the total fuel injection amount is the ratio of the intake temperature of the intake port on the low temperature side and the intake temperature of both intake ports 5 and 6. By setting accordingly, a good air-fuel mixture with little unevaporated fuel is formed for each intake port, so that deterioration of exhaust gas can be suppressed.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、気筒毎に2つの吸気ポートを備えた内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine control device having two intake ports for each cylinder.
一般的に、気筒毎に2つの吸気ポートを備え、吸気ポート間で吸気状態が異なる内燃機関としては、例えば、予混合圧縮自己着火内燃機関が知られている。予混合圧縮自己着火内燃機関では、予め混合された空気と燃料の混合気がピストンで圧縮されることで自己着火温度に達して、燃焼室内の複数の箇所で同時に燃焼が開始される。一般的な火花点火内燃機関では、断熱圧縮作用によって混合気の温度を自己着火温度にすることは困難であるので、予混合圧縮自己着火内燃機関では、火花点火内燃機関よりも高圧縮比とすることで断熱圧縮による温度上昇を高めるとともに、EGR(排気再循環:Exhaust Gas Recirculation)や加熱器を利用して吸気温度を上昇させることで混合気温度を自己着火温度に到達させている。このようにして、混合気を高温化することで予混合圧縮自己着火を実現しているが、混合気全体が一気に燃える為に火花点火に比べて予混合圧縮自己着火は燃焼速度が速い。特に、燃料量が多くなる高負荷では、より多くの燃料が一気に燃えるために燃焼速度が速く、騒音や振動が発生し易い。その結果、高負荷側の運転領域には、限界が存在する。 Generally, for example, a premixed compression self-ignition internal combustion engine is known as an internal combustion engine having two intake ports for each cylinder and having different intake states between the intake ports. In a premixed compression self-ignition internal combustion engine, a pre-mixed air / fuel mixture is compressed by a piston to reach a self-ignition temperature, and combustion is simultaneously started at a plurality of locations in the combustion chamber. In a general spark ignition internal combustion engine, it is difficult to set the temperature of the air-fuel mixture to the self-ignition temperature by adiabatic compression. Therefore, the premixed compression self-ignition internal combustion engine has a higher compression ratio than the spark ignition internal combustion engine. As a result, the temperature rise due to adiabatic compression is increased, and the intake air temperature is raised by using EGR (Exhaust Gas Recirculation) or a heater, so that the mixture temperature reaches the self-ignition temperature. In this way, premixed compression self-ignition is realized by raising the temperature of the air-fuel mixture. However, since the entire air-fuel mixture burns at once, premixed compression self-ignition has a higher combustion speed than spark ignition. In particular, at a high load where the amount of fuel increases, more fuel burns at a time, so the combustion speed is high and noise and vibration are likely to occur. As a result, there is a limit in the operation region on the high load side.
そこで、高負荷側の上限を広げるために、燃焼室内に高温混合気と低温混合気の層を形成させる方法がある。これは、高温混合気層で確実な着火を確保し、低温混合気層で燃焼を遅らせて全体の燃焼速度を緩慢にすることが狙いにある。例えば、特許文献1に示される予混合圧縮自己着火式エンジンの制御装置では、2つある吸気ポートの一方だけから燃焼室に高温のEGRを含んだ混合気を供給し、他方の吸気ポートからは低温の新気による混合気を燃焼室に供給することで、燃焼室内の温度不均一度合を大きくし、高負荷における騒音や振動を抑制している。
Therefore, in order to widen the upper limit on the high load side, there is a method of forming a layer of a high temperature mixture and a low temperature mixture in the combustion chamber. The aim is to ensure reliable ignition in the high temperature mixture layer and slow down the overall combustion rate by delaying combustion in the low temperature mixture layer. For example, in the control device for a premixed compression self-ignition engine disclosed in
しかしながら、特許文献1の予混合圧縮自己着火式エンジンの制御装置にあっては、両吸気ポートで異なる吸気温度にすることで、燃焼室内の吸気温度を不均一としているが、吸気温度の違いによる吸気ポート間の燃料の気化のし易さやそれに伴う混合気形成の違いが一切考慮されておらず、両吸気ポートで同量の燃料が噴射されている。その結果、吸気温度が低い吸気ポートでは、吸気温度が高い吸気ポートに比べ燃料の気化が悪く、未蒸発燃料が多く含まれるために、排ガスが悪化するといった問題があった。
However, in the control device for the premixed compression self-ignition engine disclosed in
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、内燃機関の気筒毎に2つある吸気ポート間で吸気状態が異なる場合であっても、排ガスの悪化を抑制する機能を有する内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a function of suppressing exhaust gas deterioration even when the intake state differs between two intake ports for each cylinder of an internal combustion engine. It aims at providing the control apparatus of the internal combustion engine which has this.
上記課題を解決するために、本発明の内燃機関の制御装置は、気筒毎に設けられた2つの吸気ポートでの吸気状態を検出する吸気状態検出機能と、前記各吸気ポートに噴射され
る燃料の噴射時期および噴射量を調整する燃料噴射調整機能と、を備え、前記燃料噴射調整機能は、燃料噴射総量に対して前記各吸気ポートに噴射される燃料の割合を前記吸気状態検出機能により得られた吸気状態に応じて設定することを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, an internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes an intake state detection function for detecting an intake state at two intake ports provided for each cylinder, and fuel injected into each intake port. A fuel injection adjustment function for adjusting an injection timing and an injection amount of the fuel, and the fuel injection adjustment function obtains a ratio of fuel injected into each intake port with respect to a total fuel injection amount by the intake state detection function. It is characterized in that it is set according to the inhaled state.
本発明の内燃機関の制御装置によれば、燃料噴射総量に対して、各吸気ポートに噴射される割合を各吸気ポートの吸気状態に応じて設定することにより、吸気ポート毎に未蒸発燃料が少ない良好な混合気が形成されるので排ガスの悪化を抑制することができる。 According to the control device for an internal combustion engine of the present invention, the ratio of the fuel injected to each intake port with respect to the total fuel injection amount is set according to the intake state of each intake port, whereby unevaporated fuel is generated for each intake port. Since a small and favorable air-fuel mixture is formed, the deterioration of exhaust gas can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置について、図1から図12に基づいて説明する。 Hereinafter, a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明に係る内燃機関の制御装置における内燃機関の概略構成図であり、図2は、2つある吸気ポートと排気ポートの一方を含む面で切断した内燃機関の燃焼室部の断面図である。なお、内燃機関として、4サイクル内燃機関を例に説明する。図3は、エンジンコントロールユニット(ECU)で実行される制御処理を示すブロック図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine in an internal combustion engine control apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram of a combustion chamber portion of the internal combustion engine cut along a plane including one of two intake ports and an exhaust port. It is sectional drawing. A four-cycle internal combustion engine will be described as an example of the internal combustion engine. FIG. 3 is a block diagram showing a control process executed by the engine control unit (ECU).
図1および図2に示すように、本発明に係る内燃機関には、内燃機関本体1と、内燃機関本体1の燃焼室2と、燃焼室2には第1吸気ポート5と第2吸気ポート6が接続され、両吸気ポートの上流に吸気管22とが配置されている。吸気管22には燃焼室2に供給する空気量を調整するスロットルバルブ23と吸気管22の圧力を検出する吸気管圧力センサ24が設置されている。この圧力センサ24の圧力検出から内燃機関の負荷が算出される。また、第1吸気ポート5と第2吸気ポート6には、吸気量を検出する第1吸気量センサ11と第2吸気量センサ12、吸気温度を検出する第1吸気温度センサ13と第2吸気
温度センサ14がそれぞれの吸気ポートに取付けられ、吸気管22の近傍には大気温度を検出する為の大気温度センサ27が取付けられている。さらに、第1吸気ポート5と第2吸気ポート6には、それぞれ燃料を噴射する第1燃料噴射弁9と第2燃料噴射弁10が配置されており、各吸気ポート内で噴射された燃料と吸気ポート上流の吸気管22から供給された空気とで混合気が形成される。各吸気ポートで形成された混合気は、両吸気ポート5,6と燃焼室2を開閉する第1吸気ポート5に配置された第1吸気弁3と第2吸気ポート6に配置された第2吸気弁4を介して燃焼室2に供給される。一方、燃焼室2には燃焼した既燃ガスを排出する為の排気弁7が2つ取付けられ、排気弁7の開動作で排気弁7の下流に配置された排気ポート8を介して排気管15に排出される。第1吸気ポート5と第2吸気ポート6は、第1EGR管16と第2EGR管25によって排気管と連通しており、第1EGR管16と第2EGR管25にはEGR流量を調整する第1EGR調整弁17と第2EGR調整弁26が配置されている。燃料噴射弁9,10等のアクチュエータを制御するECU(エンジンコントロールユニット)18と、内燃機関本体1に取り付けられたクランク角センサ19と、内燃機関本体1に取り付けられたカム角センサ20と、燃焼室2内に設けられ混合気の導入、圧縮、燃焼、排出を行うピストン21と、により構成されている。なお、内燃機関本体1は、多気筒エンジンとして構成されているが、図1と図2では、内燃機関本体1の1気筒のみを示している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the internal combustion engine according to the present invention includes an internal
次に、本発明に係る内燃機関の動作の詳細について説明する。
まず、スロットルバルブ23により空気量を調整された空気が、吸気管22に供給され、吸気管22から第1吸気ポート5および第2吸気ポート6の2つに分けられて送り込まれる。第1吸気ポート5と第2吸気ポート6の吸気量は、第1吸気量センサ11と第2吸気量センサ12とにより検出され、第1吸気温度センサ13と第2吸気温度センサ14とにより、吸気温度T1,T2がそれぞれ検出される。第1吸気ポート5および第2吸気ポート6では、空気と燃料噴射弁9,10から噴射される燃料とが混合され、それぞれ混合気が形成される。各吸気ポート5,6で形成された混合気は、両吸気ポート5,6と燃焼室2との間に設けられた第1吸気弁3と第2吸気弁4の開動作で燃焼室2に供給される。ピストン21は、燃焼室2内を往復運動し、ピストン21の下降で2つの吸気弁3と4から燃焼室2へ混合気が導入され、ピストン21の上昇によって混合気が断熱圧縮され、断熱圧縮により燃焼した際に発生する混合気の燃焼圧力が運動エネルギーに変換され、さらに、燃焼後の既燃ガスは、2つの排気弁7から排出される。
Next, details of the operation of the internal combustion engine according to the present invention will be described.
First, the air whose air amount has been adjusted by the
内燃機関本体1に取り付けられたクランク角センサ19により、クランク軸が一定角度回転する毎にパルス信号が出力される。クランク角センサ19からは、例えば、クランク回転角10°毎に、回転角検出用のパルスが出力され、内燃機関の回転数Nの算出に用いられる。さらに、内燃機関本体1に取り付けられたカム角センサ20により、カム軸が一定回転する毎に、各気筒で異なるパルス信号が出力されるので、クランク角センサ19の信号と組合せることにより、各気筒のタイミングを特定することができる。
The
一方、燃焼室2にて、燃焼した既燃ガスは、2つの排気弁7の開動作で排気弁7の下流に配置された排気ポート8を介して排気管15に排出される。排気管15と第1吸気ポート5との間に連通された第1EGR管16を介してEGRが再循環される。EGRの流量は、第1EGR調整弁17により調整される。同様に、排気管15と第2吸気ポート6との間に連通された第2EGR管25を介してEGRが再循環される。EGRの流量は、第2EGR調整弁26により調整される。各吸気ポート5,6へ流れるEGRの流量をEGR調整弁17,26で調整することにより、各吸気ポート5,6の吸気温度T1,T2を調整することができる。具体的には、EGR調整弁17,26の開度を大きくすれば、EGRの流量が増加し、吸気ポート5,6での吸気温度T1,T2を上昇させることができる。このEGRを利用して吸気温度を上昇させることで、混合気の温度を自己着火温度に到達させることができる。ここでは、吸気温度を変更する手段としてEGRを用いている
が、吸気温度を変更することが可能な加熱器などの別の手段を用いてもよい。
On the other hand, the burnt gas burned in the
ここで、車室内等に設けられたECU(エンジンコントロールユニット)18は、吸気量センサ11,12、吸気温度センサ13,14等の各種センサの出力信号を取り込み、入力された信号に基づいて、演算処理を実行し、その処理結果に基づいて、各種アクチュエータ用制御信号を出力し、燃料噴射弁9,10等のアクチュエータを制御する。ECU18は、燃料噴射量や燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御等を実行するマイクロコンピュータシステムである。
Here, an ECU (engine control unit) 18 provided in the passenger compartment or the like takes in the output signals of various sensors such as the intake
図3に示すように、ECU18では、主に、吸気量検出機能30、吸気温度検出機能31、大気温度検出機能32と吸気熱量算出機能33とから成る吸気状態検出機能34、および燃料噴射調整機能35が実行されるものであり、記憶された制御プログラムに基づいて、各種の演算処理が実行される。吸気状態検出機能34では、吸気量センサ11,12、吸気温度センサ13,14および大気温度センサ27の出力信号に基づいて、吸気温度や吸気熱量が算出される。燃料噴射調整機能35では、燃料噴射総量に対して各吸気ポート5,6で噴射される燃料の割合が、吸気温度や吸気熱量に応じて設定され、燃料噴射弁9,10が制御される。
As shown in FIG. 3, the
具体的には、各吸気ポート5,6に配置された吸気量センサ11,12の出力信号に基づいて、吸気量検出機能30により各吸気ポート5,6での吸気量AQ1,AQ2が、また、各吸気ポート5,6に配置された吸気温度センサ13,14の出力信号に基づいて、吸気温度検出機能31により各吸気ポート5,6での吸気温度T1,T2が算出される。さらに、吸気熱量算出機能33により各吸気ポート5,6での吸気量AQ1,AQ2による影響も考慮して、各吸気ポート5,6での吸気温度T1,T2と吸気量AQ1,AQ2から吸気熱量CA1,CA2が算出される。燃料噴射調整機能35では、低温側の吸気ポートでの吸気温度や両吸気ポート5,6での吸気温度の合計に対する吸気温度の比率、あるいは、両吸気ポート5,6での吸気熱量の合計に対する吸気熱量比率に応じて各吸気ポート5,6の燃料噴射弁9,10から噴射される燃料の割合が設定される。
Specifically, based on the output signals of the intake
両吸気ポート5,6の燃料の気化に影響する各吸気ポート5,6の吸気温度や吸気熱量といった吸気状態に応じて、燃料噴射総量に対して各吸気ポート5,6に噴射される燃料の割合が設定されるので、吸気ポート5,6毎に、未蒸発燃料が少ない良好な混合気を形成することができ、排ガスの悪化を抑制することができる。
According to the intake state such as the intake air temperature and the intake heat quantity of each
実施の形態1.
図4は、実施の形態1におけるメイン制御処理工程での処理手順を示すフローチャートであり、図5は、燃料噴射制御処理工程での処理手順を示すフローチャートである。図6は、内燃機関の回転数と負荷に基づき設定される基本燃料噴射量、図7は、内燃機関の回転数に基づき設定される基本燃料噴射時期、図8は、吸気温度に基づき設定される低温側吸気ポートの燃料噴射量割合、図9は、吸気温度に基づき設定される低温側吸気ポートの燃料噴射時期進角量を示す。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure in the main control processing step in the first embodiment, and FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure in the fuel injection control processing step. 6 is a basic fuel injection amount set based on the rotational speed and load of the internal combustion engine, FIG. 7 is a basic fuel injection timing set based on the rotational speed of the internal combustion engine, and FIG. 8 is set based on the intake air temperature. FIG. 9 shows the fuel injection timing advance amount of the low temperature side intake port set based on the intake air temperature.
実施の形態1の内燃機関の制御装置の動作について説明する。まず、内燃機関の回転数Nと負荷Lから燃焼室2に供給される基本燃料噴射量(燃料噴射総量)FQが算出される。2つある吸気ポート5,6のうち低温側の吸気ポートの吸気温度に応じて、基本燃料噴射量FQに対して各吸気ポート5,6に燃料噴射弁9,10から噴射される燃料の割合が設定される。なお、低温側の吸気温度が所定温度以下なら低温側の吸気ポートへの燃料の噴射は停止される。また、低温側の吸気ポートに配置された燃料噴射弁から燃料が噴射される燃料噴射時期が、低温側の吸気ポートの吸気温度に応じて設定される。燃料の気化が悪い低温ほど燃料噴射時期は早めに設定される。燃料が気化しにくい低温側の吸気温度に応じて、両吸気ポート5,6に供給される燃料噴射量FQ1,FQ2と燃料噴射時期FT1,FT2が設定されているので、混合気の形成が極端に悪化することはなく、排ガスの悪化を抑制することができる。
The operation of the control apparatus for the internal combustion engine of the first embodiment will be described. First, a basic fuel injection amount (total fuel injection amount) FQ supplied to the
次に、ECU18で実行される内燃機関の制御装置における処理手順を図4および図5のフローチャートを用いて説明する。図4に示すメイン制御処理工程では、例えば、4気筒の内燃機関に本実施の形態を適用した場合には、クランク角度180度毎に対応する気筒について実行される。まず、第1吸気ポート5と第2吸気ポート6の吸気温度T1とT2が検出される(ステップS101)。次に、吸気温度T1,T2に応じた燃料噴射制御処理を実行する(ステップS102)。燃料噴射制御処理の内容については、図5の燃料噴射制御処理工程のフローチャートで示す。
Next, a processing procedure in the control device for the internal combustion engine executed by the
図5に示す燃料噴射制御処理工程では、内燃機関の回転数Nと負荷Lとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射量FQのマップ(図6)を参照して、運転状態に応じた基本燃料噴射量FQが算出される(ステップS201)。また、内燃機関の回転数Nと基本燃料噴射時期FTとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射時期FTのマップ(図7)を参照して、基本燃料噴射時期FTbが算出される(ステップS202)。 In the fuel injection control processing step shown in FIG. 5, based on the relationship between the rotational speed N of the internal combustion engine and the load L, the operating state is referred to by referring to a map (FIG. 6) of the basic fuel injection amount FQ set in advance through experiments. The basic fuel injection amount FQ according to the above is calculated (step S201). Also, based on the relationship between the rotational speed N of the internal combustion engine and the basic fuel injection timing FT, the basic fuel injection timing FTb is calculated with reference to a map (FIG. 7) of the basic fuel injection timing FT set in advance by experiments. (Step S202).
続いて、第1吸気ポート5の吸気温度T1と第2吸気ポート6の吸気温度T2とが比較される(ステップS203)。第1吸気ポート5の吸気温度T1の方が低い場合には、第1吸気ポート5の吸気温度T1が所定温度TLよりも低いかどうかが判定される(ステップS204)。ここで、所定温度TLは、吸気温度が低く、燃料が気化し難いために、混合気の形成が極端に悪く、排ガスが悪化する温度を予め実験結果から求めておき、例えば、0℃と設定しておく。第1吸気ポート5の吸気温度T1が所定温度TLよりも低い場合には、第2吸気ポート6の吸気温度T2と所定温度THとが比較される(ステップS205)。ここで、所定温度THは、吸気温度が高く、混合気の形成が良好で排ガスが悪化しない温度を予め実験結果から求めておき、例えば、20℃と設定しておく。第2吸気ポート6の吸気温度T2が所定温度THよりも高く、第2吸気ポート6の混合気の形成が良好と判断されれば、第1吸気ポート5に噴射される燃料量FQ1を0として、第2吸気ポート6に噴射される燃料量FQ2を基本燃料噴射量の総量FQとする(ステップS206)。この後、図4のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
Subsequently, the intake air temperature T1 of the first intake port 5 and the intake air temperature T2 of the
一方、ステップS204で、低温側の吸気ポートとなる第1吸気ポート5の吸気温度T1が所定温度TLよりも高く、混合気の形成を極端に悪化させない吸気状態や、ステップS205で、高温側の吸気ポートとなる第2吸気ポート6の吸気温度T2が所定温度THよりも低く、燃料の気化がそれほど促進されない吸気状態の場合には、吸気温度が低い吸気ポートである第1吸気ポート5の吸気温度T1に応じて、各吸気ポート5,6に噴射される燃料の燃料噴射量割合FR(T1)が、図8を参照して、算出される(ステップS207)。続いて、第1吸気ポート5の燃料量FQ1と第2吸気ポート6の燃料量FQ2が、基本燃料噴射量FQと燃料噴射量割合FRとから算出される(ステップS208)。式1、式2に、各吸気ポート5,6の燃料量FQ1,FQ2を算出する算式を示す。
第1吸気ポートの燃料量FQ1=FQ*FR (1)
第2吸気ポートの燃料量FQ2=FQ*(1−FR) (2)
したがって、第1吸気ポート5の吸気温度T1が低いほど、基本燃料噴射量FQに対して第1吸気ポート5に噴射される燃料量FQ1が、高温側の第2吸気ポート6に噴射される燃料量FQ2よりも少なくなるように設定される。燃料が気化し難く、混合気の形成が悪化し易い低温側の第1吸気ポート5の燃料噴射量FQ1を少なくすることで、排ガスの悪化を抑制することができる。
On the other hand, in step S204, the intake air temperature T1 of the first intake port 5 serving as the low temperature side intake port is higher than the predetermined temperature TL, and in the intake state in which the formation of the air-fuel mixture is not extremely deteriorated, In the intake state where the intake temperature T2 of the
First intake port fuel amount FQ1 = FQ * FR (1)
Second intake port fuel amount FQ2 = FQ * (1-FR) (2)
Therefore, as the intake air temperature T1 of the first intake port 5 is lower, the fuel amount FQ1 injected into the first intake port 5 with respect to the basic fuel injection amount FQ is the fuel injected into the
また、第1吸気ポート5に燃料が噴射される燃料噴射時期FT1を早めるために、図9を参照して、第1吸気ポート5の吸気温度T1に応じて、燃料噴射時期進角量FT(T1)が算出される(ステップS209)。これにより、基本燃料噴射時期FTbが、燃料噴射時期進角量FT(T1)で補正され、吸気温度が低い第1吸気ポート5に燃料が噴射される燃料噴射時期FT1が設定される(ステップS210)。式3に、第1吸気ポート5の燃料噴射時期FT1を算出する算式を示す。
燃料噴射時期FT1=基本噴射時期FTb−燃料噴射時期進角量FT(T1) (3)
なお、吸気温度が高温側となる第2吸気ポート6の燃料噴射時期FT2は、基本噴射時期FTbのままとする。吸気温度が低温側となる第1吸気ポート5の燃料噴射時期FT1を進角することで燃焼室2に供給されるまでの時間的余裕が設けられ、燃料をより多く気化することができるので混合気の形成が良くなり、排ガスの悪化を抑制することできる。この後、図4のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
In order to advance the fuel injection timing FT1 at which fuel is injected into the first intake port 5, referring to FIG. 9, the fuel injection timing advance amount FT ( T1) is calculated (step S209). Thus, the basic fuel injection timing FTb is corrected by the fuel injection timing advance amount FT (T1), and the fuel injection timing FT1 at which fuel is injected into the first intake port 5 where the intake air temperature is low is set (step S210). ).
Fuel injection timing FT1 = Basic injection timing FTb−Fuel injection timing advance amount FT (T1) (3)
It should be noted that the fuel injection timing FT2 of the
また、ステップS203で、第2吸気ポート6の吸気温度T2の方が、第1吸気ポート5の吸気温度T1よりも低いと判定された場合には、ステップS204の第1吸気ポート5での処理と同様に、第2吸気ポート6の吸気温度T2が、所定温度TLよりも低いかどうかが判定される(ステップS211)。第2吸気ポート6の吸気温度T2が、所定温度TLよりも低い場合には、第1吸気ポート5の吸気温度T1と所定温度THとが比較される(ステップS212)。第1吸気ポート5の吸気温度T1が、所定温度THよりも高い場合には、第2吸気ポート6に噴射される燃料量FQ2を0として、第1吸気ポート5に噴射される燃料量FQ1を基本燃料噴射量の総量FQとする(ステップS213)。この後、図4のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
If it is determined in step S203 that the intake temperature T2 of the
また、ステップS211で、低温側の吸気ポートとなる第2吸気ポート6の吸気温度T2が所定温度TLよりも高い場合や、ステップS212で、高温側の吸気ポートとなる第2吸気ポート6の吸気温度T2が所定温度THよりも低い場合には、吸気温度が低い吸気ポートである第2吸気ポート6の吸気温度T2に応じて、各吸気ポート5,6に噴射される燃料の燃料噴射量の割合FR(T2)が、図8を参照して、算出される(ステップS214)。続いて、第1吸気ポート5の燃料量FQ1と第2吸気ポート6の燃料量FQ2が、基本燃料噴射量FQと燃料噴射量割合FRとから算出される(ステップS215)。式4、式5に、各吸気ポート5,6の燃料量FQ1,FQ2を求める算式を示す。
第1吸気ポートの燃料量FQ1=FQ*(1−FR) (4)
第2吸気ポートの燃料量FQ2=FQ*FR (5)
したがって、第2吸気ポート6の吸気温度T2が低いほど、基本燃料噴射量FQに対して第2吸気ポート6に噴射される燃料量FQ2が、高温側の第1吸気ポート5に噴射される燃料量FQ1よりも少なくなるように設定される。燃料が気化し難く、混合気の形成が悪化し易い低温側の第2吸気ポート6の燃料噴射量FQ2を少なくすることで、排ガスの悪化を抑制することができる。
In step S211, when the intake temperature T2 of the
First intake port fuel amount FQ1 = FQ * (1-FR) (4)
Second intake port fuel amount FQ2 = FQ * FR (5)
Accordingly, as the intake air temperature T2 of the
また、第2吸気ポート6に燃料が噴射される燃料噴射時期FT2を早めるために、図9を参照して、第2吸気ポート6の吸気温度T2に応じて、燃料噴射時期進角量FT(T2)が算出される(ステップS216)。これにより、基本燃料噴射時期FTbが、燃料噴射時期進角量FT(T2)で補正され、吸気温度が低い第2吸気ポート6に燃料が噴射される燃料噴射時期FT2が設定される(ステップS210)。式6に、第2吸気ポート6の燃料噴射時期FT2を算出する算式を示す。
燃料噴射時期FT2=基本噴射時期FTb−燃料噴射時期進角量FT(T2) (6)
なお、吸気温度が高温側となる第1吸気ポート5の燃料噴射時期FT1は、基本燃料噴射時期FTbのままとする。吸気温度が低温側となる第2吸気ポート6の燃料噴射時期FT2を進角することで燃焼室2に供給されるまでの時間的余裕が設けられ、燃料をより多く気化することができるので混合気の形成が良くなり、排ガスの悪化を抑制することでき
る。この後、図4のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
In order to advance the fuel injection timing FT2 at which fuel is injected into the
Fuel injection timing FT2 = Basic injection timing FTb−Fuel injection timing advance amount FT (T2) (6)
It should be noted that the fuel injection timing FT1 of the first intake port 5 at which the intake air temperature is higher is kept at the basic fuel injection timing FTb. Advancing the fuel injection timing FT2 of the
このように、実施の形態1に係る内燃機関の制御装置によれば、2つある吸気ポートの低温側の吸気温度に応じて、各吸気ポートに噴射される燃料の割合を低温側が少なく、高温側が多くなるように設定しているので、低温側の吸気ポートにおいても、未蒸発燃料が少なくなり、混合気の形成を悪化させることはなく、さらに、低温側の吸気温度に応じて低温側の燃料噴射時期が、進角側に設定されることにより、良好な混合気を形成するための時間を確保することで、排ガスの悪化を抑制することできるという顕著な効果が期待できる。 Thus, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment, the ratio of the fuel injected into each intake port is small on the low temperature side according to the low temperature side intake temperature of the two intake ports, and the high temperature Since the fuel is set to be increased, the amount of non-evaporated fuel is reduced even in the intake port on the low temperature side, so that the formation of the air-fuel mixture is not deteriorated. By setting the fuel injection timing to the advance side, it is possible to expect a remarkable effect that the deterioration of exhaust gas can be suppressed by securing the time for forming a good air-fuel mixture.
実施の形態2.
図10は、実施の形態2における燃料噴射制御処理工程での処理手順を示すフローチャートである。実施の形態1では、基本燃料噴射量(燃料噴射総量)に対して各吸気ポートに噴射される燃料の割合が、低温側の吸気ポートの吸気温度に応じて設定されるのに対して、実施の形態2では、両吸気ポートの吸気温度の合計に対する各吸気ポートの吸気温度の比率に応じて各吸気ポートに噴射される燃料の割合が設定される。メイン制御処理工程での処理手順を示すフローチャートは、実施の形態1での図4と同様であるので説明を省略する。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure in the fuel injection control processing step in the second embodiment. In the first embodiment, the ratio of the fuel injected into each intake port with respect to the basic fuel injection amount (total fuel injection amount) is set according to the intake air temperature of the low-temperature intake port. In
実施の形態2に係る内燃機関の制御装置の動作について、図10の燃料噴射制御処理工程での処理手順を示すフローチャートを用いて説明する。なお、各吸気ポート5,6に噴射される燃料の割合の設定方法以外については、実施の形態1と同様の内容であるので説明を省略する。
The operation of the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment will be described with reference to a flowchart showing a processing procedure in the fuel injection control processing step of FIG. Since the contents other than the method for setting the ratio of the fuel injected into the
図10に示す燃料噴射制御処理工程では、内燃機関の回転数Nと負荷Lとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射量FQのマップ(図6)を参照して、運転状態に応じた基本燃料噴射量FQが算出される(ステップS301)。また、内燃機関の回転数Nと基本燃料噴射時期FTとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射時期FTのマップ(図7)を参照して、基本燃料噴射時期FTbが算出される(ステップS302)。 In the fuel injection control processing step shown in FIG. 10, based on the relationship between the rotational speed N of the internal combustion engine and the load L, the operating state is referred to by referring to a map (FIG. 6) of the basic fuel injection amount FQ set in advance by experiments. The basic fuel injection amount FQ according to the above is calculated (step S301). Also, based on the relationship between the rotational speed N of the internal combustion engine and the basic fuel injection timing FT, the basic fuel injection timing FTb is calculated with reference to a map (FIG. 7) of the basic fuel injection timing FT set in advance by experiments. (Step S302).
次に、ステップS303からS305と、ステップS310からS311で、各吸気ポートの吸気状態が判定され、低温側の吸気ポートの吸気温度が所定温度TLよりも低く(ステップS304,S310)、高温側の吸気ポートの吸気温度が所定温度THよりも高い(ステップS305,S311)場合には、低温側の吸気ポートへの燃料の噴射量を0として、高温側の吸気ポートに噴射される燃料量を基本燃料噴射量の総量FQとする(ステップS306,S312)、(式1、式2参照。)。この後、図4のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
Next, in steps S303 to S305 and steps S310 to S311, the intake state of each intake port is determined, the intake air temperature of the low-temperature side intake port is lower than the predetermined temperature TL (steps S304 and S310), and the high-temperature side If the intake air temperature of the intake port is higher than the predetermined temperature TH (steps S305 and S311), the fuel injection amount to the low temperature side intake port is set to 0, and the fuel amount injected to the high temperature side intake port is basically The total fuel injection amount FQ is set (steps S306 and S312) (see
一方、各吸気ポート5,6の吸気状態が上記条件以外の場合には、基本燃料噴射量FQに対する各吸気ポート5,6に噴射される燃料量FQ1,FQ2が、両吸気ポート5,6の吸気温度T1,T2の比率に応じて設定される(ステップS307,S313)。式7、式8に、各吸気ポート5,6の燃料量FQ1,FQ2を算出する算式を示す。
第1吸気ポートの燃料量FQ1=FQ*T1/(T1+T2) (7)
第2吸気ポートの燃料量FQ2=FQ*T2/(T1+T2) (8)
On the other hand, when the intake states of the
First intake port fuel amount FQ1 = FQ * T1 / (T1 + T2) (7)
Second intake port fuel amount FQ2 = FQ * T2 / (T1 + T2) (8)
また、吸気ポート5,6のうち、吸気温度が低温側の吸気ポートの燃料が噴射される時期を早めるために、低温側の吸気ポートの吸気温度T1,T2に応じて、燃料噴射時期進角量FT(T1)あるいはFT(T2)が算出される(ステップS308,S314)。これにより、基本燃料噴射時期FTbが、燃料噴射時期進角量FT(T1)あるいはFT
(T2)で補正され、吸気温度が低い吸気ポートに燃料が噴射される燃料噴射時期FT1あるいはFT2が設定される(ステップS309,S315)。これらの燃料噴射時期FT1あるいはFT2を算出する工程は、実施の形態1のステップS209,S210の工程、ステップS215,S217の工程と同様であり、燃料噴射時期進角量FT(T1)あるいはFT(T2)を算出する算式は、式3あるいは式6と同じである。なお、吸気温度が高温側となる吸気ポートの燃料噴射時期は、基本燃料噴射時期FTbのままとする。この後、図4のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
Further, in order to advance the timing at which the fuel of the intake port whose intake air temperature is low in the
The fuel injection timing FT1 or FT2 at which the fuel is injected into the intake port having a low intake temperature and corrected at (T2) is set (steps S309 and S315). The process of calculating these fuel injection timings FT1 or FT2 is the same as the processes of steps S209 and S210 and steps S215 and S217 of the first embodiment, and the fuel injection timing advance amount FT (T1) or FT ( The formula for calculating T2) is the same as
このように、実施の形態2に係る内燃機関の制御装置によれば、2つある吸気ポートでの吸気温度の合計に対する各ポートの吸気温度の比率に応じて、各吸気ポートに噴射される燃料の割合を低温側が少なく、高温側が多くなるように設定しているので、実施の形態1と同様、低温側の吸気ポートにおいても、未蒸発燃料が少なくなり、混合気の形成を悪化させることはなく、さらに、低温側の吸気温度に応じて低温側の燃料噴射時期が進角側に設定されることにより、良好な混合気を形成するための時間を確保することで、排ガスの悪化を抑制することできるという顕著な効果が期待できる。 As described above, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment, the fuel injected into each intake port according to the ratio of the intake air temperature of each port to the total intake air temperature at the two intake ports. Is set so that the low-temperature side is small and the high-temperature side is large, so that, as in the first embodiment, the amount of unevaporated fuel also decreases in the intake port on the low-temperature side, which deteriorates the formation of the air-fuel mixture. In addition, the fuel injection timing on the low temperature side is set to the advance side in accordance with the intake air temperature on the low temperature side, so that the time required to form a good air-fuel mixture is secured, thereby suppressing the deterioration of exhaust gas. The remarkable effect of being able to do it can be expected.
実施の形態3.
図11は、実施の形態3におけるメイン制御処理での処理手順を示すフローチャートであり、図12は、燃料噴射制御処理での処理手順を示すフローチャートである。実施の形態2では、両吸気ポートでの吸気温度の合計に対する各ポートの吸気温度の比率に応じて、基本燃料噴射量(燃料噴射総量)に対する各吸気ポートに噴射される燃料の割合が設定されるのに対して、実施の形態3では、各吸気ポートの吸気量も考慮して各吸気ポートの吸気熱量に応じて各吸気ポートに噴射する燃料の割合が設定される。
FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure in the main control process in the third embodiment, and FIG. 12 is a flowchart showing a processing procedure in the fuel injection control process. In the second embodiment, the ratio of the fuel injected into each intake port with respect to the basic fuel injection amount (total fuel injection amount) is set according to the ratio of the intake temperature of each port to the total intake air temperature at both intake ports. On the other hand, in the third embodiment, the ratio of the fuel injected into each intake port is set according to the intake heat amount of each intake port in consideration of the intake amount of each intake port.
実施の形態3に係る内燃機関の制御装置の動作について、図11のメイン制御処理工程でのフローチャート、および図12の燃料噴射制御処理での処理手順を示すフローチャートを用いて説明する。 The operation of the control apparatus for an internal combustion engine according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart in the main control processing step in FIG. 11 and the flowchart showing the processing procedure in the fuel injection control processing in FIG.
図11に示すメイン制御処理工程では、第1吸気ポート5と第2吸気ポート6の吸気温度T1とT2が検出される(ステップS401)。次に、第1吸気ポート5と第2吸気ポート6の吸気量AQ1とAQ2が検出される(ステップS402)、大気温度Taが検出される(ステップS403)。続いて、吸気熱量に応じた燃料噴射制御処理を実行する(ステップS404)。燃料噴射制御処理の内容については、図12の燃料噴射制御処理工程のフローチャートで示す。
In the main control process shown in FIG. 11, the intake air temperatures T1 and T2 of the first intake port 5 and the
次に、図12に示す燃料噴射制御処理工程では、実施の形態1と同様に、内燃機関の回転数Nと負荷Lとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射量FQのマップ(図6)を参照して、運転状態に応じた基本燃料噴射量FQが算出される(ステップS501)。また、内燃機関の回転数Nと基本燃料噴射時期FTとの関係に基づき、予め実験で設定される基本燃料噴射時期FTのマップ(図7)を参照して、基本燃料噴射時期FTbが算出される(ステップS502)。さらに、大気温度Taと、第1吸気ポート5および第2吸気ポート6のそれぞれの吸気温度T1、T2と吸気量AQ1,AQ2とから各吸気ポート5,6の吸気熱量CA1,CA2が算出される(ステップS503)。式9、式10に、各吸気ポート5,6の吸気の熱量CA1,CA2を算出する算式を示す。
第1吸気ポートの熱量CA1=比熱(0.24)*AQ1*(T1−Ta) (9)
第2吸気ポートの熱量CA2=比熱(0.24)*AQ2*(T2−Ta) (10)
Next, in the fuel injection control processing step shown in FIG. 12, as in the first embodiment, a map of the basic fuel injection amount FQ set in advance in an experiment based on the relationship between the rotational speed N and the load L of the internal combustion engine. Referring to (FIG. 6), basic fuel injection amount FQ corresponding to the operating state is calculated (step S501). Also, based on the relationship between the rotational speed N of the internal combustion engine and the basic fuel injection timing FT, the basic fuel injection timing FTb is calculated with reference to a map (FIG. 7) of the basic fuel injection timing FT set in advance by experiments. (Step S502). Further, the intake heat amounts CA1 and CA2 of the
Heat quantity CA1 of the first intake port = specific heat (0.24) * AQ1 * (T1-Ta) (9)
Heat quantity CA2 of second intake port = specific heat (0.24) * AQ2 * (T2-Ta) (10)
続いて、第1吸気ポート5の吸気熱量CA1と第2吸気ポート6の吸気熱量CA2とが比較される(ステップS504)。第1吸気ポート5の吸気熱量CA1の方が低い場合には、第1吸気ポート5の吸気熱量CA1が所定熱量CALよりも低いかどうかが判定され
る(ステップS505)。ここで、所定熱量CALは、未蒸発燃料が多く、混合気の形成が悪いために、排ガスが悪化する熱量を、予め実験結果から求めておき設定する。第1吸気ポート5の吸気熱量CA1が所定熱量CALよりも低い場合には、第2吸気ポート6の吸気熱量CA2と所定熱量CAHとが比較される(ステップS506)。ここで、所定熱量CAHは、高温側の吸気ポートの吸気の熱量が高く、混合気の形成が良好で、排ガスが悪化しない熱量を、予め実験結果から求めておき設定する。第2吸気ポート6の吸気熱量CA2が所定熱量CAHよりも高く、第2吸気ポート6の混合気の形成が良好と判断されれば、第1吸気ポート5に噴射される燃料量FQ1を0として、第2吸気ポート6に噴射される燃料量FQ2を基本燃料噴射量の総量FQとする(ステップS507)。この後、図11のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
Subsequently, the intake heat amount CA1 of the first intake port 5 and the intake heat amount CA2 of the
一方、各吸気ポート5,6の吸気の熱量状態が上記条件以外の場合には、基本燃料噴射量FQに対する各吸気ポート5,6に噴射される燃料量FQ1,FQ2の割合が、両吸気ポート5,6での吸気熱量の合計に対する各吸気熱量CA1,CA2の比率に応じて設定される(ステップS508)。式11、式12に、各吸気ポート5,6の燃料量FQ1,FQ2を算出する算式を示す。
第1吸気ポートの燃料量FQ1=FQ*CA1/(CA1+CA2) (11)
第2吸気ポートの燃料量FQ2=FQ*CA2/(CA1+CA2) (12)
On the other hand, when the intake heat quantity state of the
First intake port fuel amount FQ1 = FQ * CA1 / (CA1 + CA2) (11)
Second intake port fuel amount FQ2 = FQ * CA2 / (CA1 + CA2) (12)
なお、混合気の形成を良くするために、燃料噴射時期進角量FT(T1)の算出(ステップ509)と、燃料噴射時期FT1の設定(ステップS510)については、実施の形態1のステップS209,S210と同様の内容であるので説明を省略する。この後、図11のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。 In order to improve the formation of the air-fuel mixture, the calculation of the fuel injection timing advance amount FT (T1) (step 509) and the setting of the fuel injection timing FT1 (step S510) are described in step S209 of the first embodiment. , S210, and the description is omitted. Thereafter, the process returns to the flowchart of the main control processing step in FIG.
また、ステップS504で、第2吸気ポート6の吸気熱量CA2の方が、第1吸気ポート5の吸気熱量CA1よりも低いと判定された場合には、ステップS505の第1吸気ポート5での処理と同様に、第2吸気ポート6の吸気熱量CA2が、所定熱量CALよりも低いかどうかが判定される(ステップS511)。第2吸気ポート6の吸気熱量CA2が、所定熱量CALよりも低い場合には、第1吸気ポート5の吸気熱量CA1と所定熱量CAHとが比較される(ステップS512)。第1吸気ポート5の吸気熱量CA1が、所定熱量CAHよりも高い場合には、第2吸気ポート6に噴射される燃料量FQ2を0として、第1吸気ポート5に噴射される燃料量FQ1を基本燃料噴射量の総量FQとする(ステップS513)。この後、図11のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。
If it is determined in step S504 that the intake heat amount CA2 of the
また、ステップS511で、低熱量側の第2吸気ポート6の吸気熱量CA2が所定熱量CAL以上で低熱量側の吸気ポートでも混合気の形成が良くなる吸気状態である場合や、ステップS512で、高熱量側の第1吸気ポート5の吸気熱量CA1が所定熱量CAHよりも低い場合には、第1吸気ポート5の燃料量FQ1と第2吸気ポート6の燃料量FQ2が、基本燃料噴射量FQと両吸気ポート5,6での吸気熱量の合計に対する各吸気熱量CA1,CA2の比率から算出される(ステップS514)。この第1吸気ポート5の燃料量FQ1と第2吸気ポート6の燃料量FQ2を算出する式は、式11および式12と同じである。
In step S511, if the intake heat quantity CA2 of the
なお、混合気の形成を良くするために、燃料噴射時期進角量FT(T2)の算出(ステップ515)と、燃料噴射時期FT2の設定(ステップS516)については、実施の形態1のステップS216、S217と同様の内容であるので説明を省略する。この後、図11のメイン制御処理工程のフローチャートに戻る。 In order to improve the formation of the air-fuel mixture, the calculation of the fuel injection timing advance amount FT (T2) (step 515) and the setting of the fuel injection timing FT2 (step S516) are described in step S216 of the first embodiment. , And the contents are the same as those in S217, and the description thereof will be omitted. Thereafter, the process returns to the flowchart of the main control processing step in FIG.
このように、実施の形態3に係る内燃機関の制御装置によれば、2つある吸気ポートの吸気温度と吸気量を考慮して、各吸気ポートでの吸気熱量の合計に対する各ポートの吸気
熱量の比率に応じて、各吸気ポートに噴射される燃料の割合を、低熱量側が少なく、高熱量側が多くなるように設定しているので、吸気流動や吸気温度の影響により双方の吸気ポートの吸気量が異なった場合においても、未蒸発燃料が少なくなり、混合気の形成を悪化させることはなく、さらに、低熱量側の吸気温度に応じて低熱量側の燃料噴射時期が進角側に設定されることにより、良好な混合気を形成するための時間を確保することで、排ガスの悪化を抑制することできるという顕著な効果が期待できる。
Thus, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the third embodiment, the intake heat quantity of each port with respect to the total intake heat quantity at each intake port in consideration of the intake temperature and intake quantity of the two intake ports. The ratio of the fuel injected into each intake port is set so that the low heat quantity side is small and the high heat quantity side is large, so the intake air in both intake ports is affected by the influence of intake air flow and intake air temperature. Even when the amount is different, the amount of unevaporated fuel is reduced, and the formation of the air-fuel mixture is not deteriorated.Furthermore, the fuel injection timing on the low heat amount side is set to the advance side according to the intake temperature on the low heat amount side. As a result, it is possible to expect a remarkable effect that the deterioration of the exhaust gas can be suppressed by securing the time for forming a good air-fuel mixture.
なお、また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
また、図中、同一符号は、同一、または相当部分を示す。 Moreover, in the figure, the same code | symbol shows the same or an equivalent part.
1 内燃機関本体
2 燃焼室
3 第1吸気弁 4 第2吸気弁
5 第1吸気ポート 6 第2吸気ポート
9 第1燃料噴射弁 10 第2燃料噴射弁
11 第1吸気量センサ 12 第2吸気量センサ
13 第1吸気温度センサ 14 第2吸気温度センサ
18 ECU(エンジンコントロールユニット)
24 吸気管圧力センサ
27 大気温度センサ
30 吸気量検出機能
31 吸気温度検出機能
32 大気温度検出機能
33 吸気熱量算出機能
34 吸気状態検出機能
35 燃料噴射調整機能
24 Intake
Claims (10)
前記燃料噴射調整機能は、燃料噴射総量に対して前記各吸気ポートに噴射する燃料の割合を前記吸気状態検出機能により得られた吸気状態に応じて設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。 An intake state detection function for detecting an intake state at two intake ports provided for each cylinder, and a fuel injection adjustment function for adjusting an injection timing and an injection amount of fuel injected into each intake port,
The control device for an internal combustion engine, wherein the fuel injection adjustment function sets a ratio of fuel injected into each intake port with respect to a total fuel injection amount according to an intake state obtained by the intake state detection function .
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