JP5270127B2 - Internal combustion engine control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気筒内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた火花点火式内燃機関の制御システムに関する。 The present invention relates to a control system for a spark ignition internal combustion engine provided with a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder.
気筒内へ直接燃料噴射する燃料噴射弁を備えた火花点火式内燃機関において、冷間始動直後に圧縮行程中に燃料噴射(以下、「圧縮行程噴射」と称する)を行うとともに、圧縮上死点前に点火を実施する技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
本発明は、気筒内へ直接燃料噴射する燃料噴射弁を備えた火花点火式内燃機関を制御するシステムにおいて、冷間時等のように気筒内から排出される未燃成分が多くなる条件下で内燃機関の排気エミッションを可及的に低減する技術の提供を目的とする。 The present invention relates to a system for controlling a spark ignition internal combustion engine having a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder, under a condition in which unburned components discharged from the cylinder increase in a cold state or the like. An object of the present invention is to provide a technique for reducing exhaust emission of an internal combustion engine as much as possible.
本発明は、上記した課題を解決するために、気筒内へ直接燃料噴射する燃料噴射弁を備えた火花点火式内燃機関の制御システムにおいて、内燃機関の冷間時等に、点火プラグの点火タイミングをMBTより前へ過進角させるとともに、過進角された点火タイミングに可燃混合気が点火プラグ近傍に集まるように燃料噴射弁の噴射タイミングを調整するようにした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a spark ignition type internal combustion engine control system including a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder. The fuel injection valve timing is adjusted so that the combustible air-fuel mixture is gathered in the vicinity of the spark plug at the ignition timing that is over-advanced.
内燃機関の冷間時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 cold, 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 unburned components described above are 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成分(HC、スモーク、PM等)の量が過多に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 that unburned components released into the atmosphere There is concern that the amount of HC, smoke, PM, etc. will be 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タイミングが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成分が著しく減少することが見出された。 On the other hand, as a result of intensive experiments and verifications by the inventor of the present application, when the ignition timing is advanced to the front of MBT (hereinafter referred to as “over-advanced angle”) in a spark ignition internal combustion engine, the cylinder It has been found that the unburned components discharged from within are significantly reduced.
これは、点火タイミング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, so that the pressure increase / temperature increase effect due to the combustion of the air-fuel mixture is 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.
ところで、気筒内に直接燃料噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関において、点火タイミングの過進角が行われると、上記したような過進角の効果を十分に得られない場合があ
る。例えば、内燃機関が均質燃焼運転(燃料と吸気とを均質に混合させた状態で着火・燃焼させる運転)されている時に点火タイミングが過進角されると、燃料と吸気が均質に混合する前に点火が行われるため、燃料の着火不良や失火が発生する可能性がある。
By the way, in an internal combustion engine provided with a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder, if the ignition timing is excessively advanced, the above-described effect of the excessively advanced angle may not be sufficiently obtained. For example, if the ignition timing is over-advanced when the internal combustion engine is in a homogeneous combustion operation (operation in which ignition and combustion are performed in a state where fuel and intake air are homogeneously mixed), before the fuel and intake air are uniformly mixed Since ignition is performed, fuel ignition failure and misfire may occur.
これに対し、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、点火タイミングが過進角される時は、燃料噴射弁の噴射タイミングを圧縮行程中に設定することにより、内燃機関を成層燃焼運転(気筒内のガスを燃料濃度が濃い層と燃料濃度が極めて低い(空気に略等しい)層とに成層させた状態で着火・燃焼させる運転)させるようにした。 In contrast, the control system for an internal combustion engine according to the present invention sets the injection timing of the fuel injection valve during the compression stroke when the ignition timing is over-advanced, thereby allowing the internal combustion engine to perform stratified combustion operation (cylinder The gas is ignited and burned in a state where the gas is stratified into a layer having a high fuel concentration and a layer having a very low fuel concentration (substantially equal to air).
詳細には、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記気筒内に火花を生起させる点火プラグと、前記点火プラグの点火タイミングをMBTより前に過進角させる過進角手段と、前記過進角手段により点火タイミングがMBTより前に過進角される時は、前記内燃機関の燃焼形態が成層燃焼となるように前記燃料噴射弁の噴射タイミングを圧縮行程中に設定する設定手段と、を備えるようにした。 Specifically, an internal combustion engine control system according to the present invention includes a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder of the internal combustion engine, a spark plug that causes a spark in the cylinder, and an ignition timing of the spark plug by MBT. When the ignition timing is over-advanced before MBT by the over-advance angle means for over-advancing ahead of time, the fuel injection is performed so that the combustion mode of the internal combustion engine is stratified combustion Setting means for setting the injection timing of the valve during the compression stroke.
かかる発明によれば、内燃機関の冷間時において燃料の着火不良や失火の発生を防止しつつ気筒内から排出される未燃成分を減少させることができる。 According to this invention, it is possible to reduce unburned components discharged from the cylinder while preventing the occurrence of poor fuel ignition and misfiring when the internal combustion engine is cold.
尚、本発明にかかる設定手段は、過進角手段により過進角された点火タイミングと可燃混合気が点火プラグ近傍に集まるタイミングとが同期するように、燃料噴射弁の噴射タイミングを設定することが好ましい。 The setting means according to the present invention sets the injection timing of the fuel injection valve so that the ignition timing over-advanced by the over-advance angle means and the timing when the combustible air-fuel mixture gathers in the vicinity of the spark plug are synchronized. Is preferred.
このような方法により燃料噴射弁の噴射タイミングが設定されると、点火タイミングが過進角された時に、燃料の確実な着火を促すことができる。 When the injection timing of the fuel injection valve is set by such a method, when the ignition timing is over-advanced, reliable ignition of fuel can be promoted.
噴射タイミングの具体的な設定方法としては、燃料噴射弁から噴射される燃料(以下、「噴射燃料」と称する)の移動速度と気筒内に生起される旋回流の状態とに基づいて噴射タイミングを設定する方法を例示することができる。 As a specific method for setting the injection timing, the injection timing is determined based on the moving speed of fuel injected from the fuel injection valve (hereinafter referred to as “injected fuel”) and the state of the swirling flow generated in the cylinder. A method of setting can be exemplified.
可燃混合気が点火プラグ近傍に到達するタイミングは、気筒内に生成される旋回流の強さ(例えば、クランクシャフト1回転当たりに旋回流が旋回する回数)が強くなるほど早まる。また、可燃混合気が点火プラグ近傍に到達するタイミングは、噴射燃料の移動速度が速くなるほど早まる。 The timing at which the combustible air-fuel mixture reaches the vicinity of the spark plug becomes earlier as the strength of the swirling flow generated in the cylinder (for example, the number of times the swirling flow swirls per one rotation of the crankshaft) increases. In addition, the timing at which the combustible air-fuel mixture reaches the vicinity of the spark plug becomes earlier as the moving speed of the injected fuel increases.
よって、気筒内に生成される旋回流が強くなるほど、および/または噴射燃料の移動速度が速くなるほど、過進角時の噴射タイミングが遅くされてもよい。言い換えれば、気筒内に生成される旋回流が弱くなるほど、および/または噴射燃料の移動速度が遅くなるほど、過進角時の噴射タイミングが早くされてもよい。 Therefore, the injection timing at the time of over-advance may be delayed as the swirl flow generated in the cylinder becomes stronger and / or the moving speed of the injected fuel becomes faster. In other words, the injection timing at the excessive advance angle may be advanced as the swirl flow generated in the cylinder becomes weaker and / or the moving speed of the injected fuel becomes slower.
尚、気筒内に生成される旋回流としては、タンブル流やスワール流を例示することができる。その場合、旋回流の強さを示す値としてタンブル比(クランクシャフト1回転当たりにタンブル流が旋回する回数)やスワール比(クランクシャフト1回転当たりにスワール流が旋回する回数)を利用することができる。また、噴射燃料の移動速度と相関する値としては、燃料噴射圧力を利用することができる。 As the swirl flow generated in the cylinder, a tumble flow and a swirl flow can be exemplified. In that case, a tumble ratio (the number of times the tumble flow turns per crankshaft rotation) and a swirl ratio (the number of times the swirl flow turns per crankshaft rotation) can be used as a value indicating the strength of the swirling flow. it can. Further, the fuel injection pressure can be used as a value correlated with the moving speed of the injected fuel.
ところで、旋回流が弱い場合や噴射燃料の移動速度が遅い場合は、可燃混合気が点火プラグ近傍に到達するタイミングが遅くなるため、噴射タイミングを早期に設定する必要がある。 By the way, when the swirl flow is weak or the moving speed of the injected fuel is slow, the timing at which the combustible mixture reaches the vicinity of the spark plug is delayed, and therefore the injection timing needs to be set early.
しかしながら、噴射タイミングが過剰に早い時期に設定されると、燃料噴射が点火プラグ近傍に到達する前に旋回流の集束性が低下する可能性がある。すなわち、噴射燃料が点火プラグ近傍に到達する前に気筒内に拡散・分散する可能性がある。 However, if the injection timing is set too early, the convergence of the swirling flow may be reduced before the fuel injection reaches the vicinity of the spark plug. That is, the injected fuel may be diffused and dispersed in the cylinder before reaching the vicinity of the spark plug.
噴射燃料が点火プラグ近傍に到達する前に分散・拡散すると、点火プラグ近傍に可燃混合気層が形成されなくなる可能性がある。すなわち、噴射燃料が気筒内の広い範囲に分散するため、点火プラグ近傍の燃料濃度が過薄になる可能性がある。その結果、燃料の着火性や燃焼安定性が低下する可能性がある。 If the injected fuel is dispersed and diffused before reaching the vicinity of the spark plug, there is a possibility that a combustible air-fuel mixture layer is not formed near the spark plug. That is, since the injected fuel is dispersed over a wide range in the cylinder, the fuel concentration near the spark plug may become excessively thin. As a result, the ignitability and combustion stability of the fuel may be reduced.
そこで、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、設定手段により設定された噴射タイミングが所定タイミングより早くなる場合には、旋回流を強化および/または噴射燃料の移動速度を増加させる制御手段を更に備えるようにしてもよい。 Therefore, the control system for an internal combustion engine according to the present invention further includes control means for enhancing the swirl flow and / or increasing the moving speed of the injected fuel when the injection timing set by the setting means is earlier than a predetermined timing. You may make it prepare.
制御手段による旋回流の強化および/または噴射燃料の移動速度増加が図られると、旋回流の集束性が高められる。このため、噴射燃料が点火プラグ近傍に到達する前に分散・拡散しなくなる。その結果、点火プラグ近傍に可燃混合気層を形成することができる。 When the swirl flow is enhanced by the control means and / or the moving speed of the injected fuel is increased, the convergence property of the swirl flow is improved. For this reason, the injected fuel is not dispersed or diffused before reaching the vicinity of the spark plug. As a result, a combustible mixture layer can be formed in the vicinity of the spark plug.
尚、旋回流の強化および/または噴射燃料の移動速度増加が図られると、噴射燃料が点火プラグ近傍に到達するタイミングが早くなる。よって、設定手段は、強化後の旋回流の強さおよび/または増加後の噴射燃料の移動速度に基づいて、噴射タイミングを再設定することが望ましい。 If the swirl flow is enhanced and / or the moving speed of the injected fuel is increased, the timing at which the injected fuel reaches the vicinity of the spark plug is advanced. Therefore, it is desirable for the setting means to reset the injection timing based on the strength of the swirling flow after strengthening and / or the moving speed of the injected fuel after increasing.
旋回流を強化させる方法としては、気筒内に旋回流を生起する生起手段を利用する方法を例示することができる。生起手段としては、内燃機関の吸気通路に配置された気流制御弁や、内燃機関の吸気バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構等を例示することができる。 As a method for strengthening the swirling flow, a method of using a generating means for generating a swirling flow in the cylinder can be exemplified. Examples of the generating means include an airflow control valve disposed in an intake passage of the internal combustion engine, a variable valve mechanism that changes a valve opening characteristic of the intake valve of the internal combustion engine, and the like.
生起手段が気流制御弁である場合は、制御手段は、気流制御弁の開度を減少させることにより、旋回流を強化することができる。生起手段が可変動弁機構である場合は、制御手段は、吸気バルブの開弁時期を遅角、および/または吸気バルブのリフト量を減少させることにより、旋回流を強化することができる。 When the generating means is an airflow control valve, the control means can reinforce the swirl flow by decreasing the opening degree of the airflow control valve. When the generating means is a variable valve mechanism, the control means can reinforce the swirl flow by retarding the opening timing of the intake valve and / or decreasing the lift amount of the intake valve.
噴射燃料の移動速度を増加させる方法としては、燃料噴射圧力を上昇させる方法を例示することができる。燃料噴射圧力を上昇させる具体的な方法としては、燃料ポンプの吐出圧を上昇させる方法を例示することができる。 As a method of increasing the moving speed of the injected fuel, a method of increasing the fuel injection pressure can be exemplified. As a specific method for increasing the fuel injection pressure, a method for increasing the discharge pressure of the fuel pump can be exemplified.
次に、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、設定手段により設定された噴射タイミングに従って実際の噴射タイミングを変更する場合に、事前の噴射タイミングから新たな噴射タイミングへ徐々に噴射タイミングを移行させ、或いは事前の噴射タイミングにおける噴射量を徐々に減少させるとともに新たな噴射タイミングにおける噴射量を徐々に増加させる移行手段を更に備えるようにしてもよい。 Next, the control system for an internal combustion engine according to the present invention gradually shifts the injection timing from the previous injection timing to the new injection timing when the actual injection timing is changed according to the injection timing set by the setting means. Alternatively, a transition unit that gradually decreases the injection amount at the previous injection timing and gradually increases the injection amount at the new injection timing may be further provided.
この場合、噴射タイミングの変化に起因したトルクの急激な変化を回避することができる。 In this case, a rapid change in torque due to a change in injection timing can be avoided.
本発明によれば、冷間時等のように気筒内から排出される未燃成分が多くなる条件下において内燃機関の排気エミッションを可及的に低減することができる。 According to the present invention, the exhaust emission of the internal combustion engine can be reduced as much as possible under the condition that the amount of unburned components exhausted from the cylinder increases, such as when cold.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
先ず、本発明の第1の実施例について図1〜図5に基づいて説明する。図1は、本発明にかかる内燃機関の制御システムの概略構成を示す図である。
<Example 1>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine control system according to the present invention.
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。
An
吸気通路30の途中には、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5が設けられている。スロットル弁5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6が設けられている。
A
一方、排気通路40には、排気浄化装置7が配置されている。排気浄化装置7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
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バルブ8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バルブ9が設けられている。これら吸気バルブ8及び排気バルブ9は、吸気側カムシャフト10と排気側カムシャフト11によりそれぞれ開閉駆動される。
The
気筒2の上部には、気筒2内に火花を生起する点火プラグ12と、気筒2内へ直接燃料を噴射する燃料噴射弁13が取り付けられている。また、気筒2内にはピストン14が摺動自在に挿入されている。ピストン14はコネクティングロッド15を介してクランクシャフト16と接続されている。
A
クランクシャフト16の近傍には、該クランクシャフト16の回転角度を検出するクランクポジションセンサ17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18が取り付けられている。
A crank
また、吸気側カムシャフト10には、クランクシャフト16に対する該吸気側カムシャフト10の回転位相を変更する可変動弁機構100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、ECU19が併設されている。ECU19は、CPU、ROM、RAM等を備えた電子制御ユニットである。このECU19は、前述したエアフローメータ6、クランクポジションセンサ17、及び水温センサ18に加え、燃料圧力センサ20等の各種センサと電気的に接続されている。燃料圧力センサ20は、図示しないデリバリパイプ内の燃料圧力を測定するセンサである。
The
ECU19は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁13、スロットル弁5、点火プラグ12、及び可変動弁機構100を電気的に制御する。
The
例えば、ECU13は、内燃機関1の運転条件に応じて均質燃焼と成層燃焼とを含む複数の燃焼形態を切り換える。
For example, the
内燃機関1が均質燃焼運転される場合は、ECU19は、各気筒2の吸気行程に同期したタイミングで燃料噴射弁13を作動させることにより、気筒2内の全域に燃料と吸気とが均質に混合したガスを形成する。
When the
内燃機関1が成層燃焼運転される場合は、ECU19は、可変動弁機構100を利用して吸気バルブ8の開弁時期(IVO)を遅角させることにより各気筒2内に旋回流(タンブル流又はスワール流)を生起(本発明に係る生起手段に相当)させるとともに、各気筒2の圧縮行程に同期したタイミングで燃料噴射弁13を作動させることにより点火プラグ12近傍に可燃混合気層を形成する。
When the
また、ECU19は、内燃機関1が冷間状態にある場合に、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。
Further, the
内燃機関1が冷間状態にある時は、筒内温度が低くなる。筒内温度が低い時は、燃料噴射弁13から噴射された燃料(噴射燃料)が気筒2の内壁面やピストン14に付着し易い。気筒2の内壁面やピストン14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7が活性温度域まで昇温していなければ、前記した未燃成分(HC、スモーク、PM等)が浄化されずに大気中へ放出されることになる。
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7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が多くなるため、大気中へ放出される未燃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、ECU19は、筒内付着燃料量が多くなる時に、点火プラグ12の作動タイミング(点火タイミング)をMBTより前に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、点火タイミングがMBTより前に進角された場合は、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成分の量が少なくなることが見出された。 According to the earnest experiment and verification by the inventors of the present application, when the ignition timing is advanced before MBT, as shown in FIG. It has been found that the amount of unburned components is reduced.
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、点火タイミングがMBTより前に進角された場合(図3中のST1)と、点火タイミングがMBTに設定された場合(図3中のST2)と、点火タイミングが圧縮上死点(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中の実線は点火タイミングが過進角された場合、破線は点火タイミングがMBTに設定された場合、一点破線は点火タイミングが圧縮上死点(TDC)に設定された場合を各々示している。
FIG. 3 shows the case where the ignition timing is advanced before MBT (ST1 in FIG. 3), the case where the ignition timing is set to MBT (ST2 in FIG. 3), and the ignition timing is compression top dead center. It is a figure which shows the result of having measured the state in the
図3において、点火タイミングが過進角された場合は、点火タイミングがMBTに設定された場合及び点火タイミングが圧縮上死点(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14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, a 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 14 (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、ECU19は、筒内付着燃料量が多くなると予想される時(言い換えれば、筒内付着燃料量が多くなる条件が成立した時)に、点火タイミング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。
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。 The method for estimating the amount of fuel adhering to the cylinder includes at least the cooling water temperature, the cumulative fuel injection amount from the time of engine startup, the cumulative intake air amount from the time of engine startup, the current fuel injection amount, the intake pressure, and the air-fuel ratio. A method of estimating from the correlation between one and the amount of in-cylinder attached fuel can be exemplified.
上記したような筒内付着燃料量が多くなると予想される場合に、点火タイミングが過進角されると、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成分を減少させることも可能となる。
In the case where the amount of in-cylinder attached fuel is expected to increase as described above, if the ignition timing is excessively advanced, the in-cylinder attached fuel can be reduced and the unburned component discharged from the
ところで、気筒2内から排出される未燃成分は点火タイミング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タイミングの進角量を増加させることが好ましい。
By the way, since the unburned component discharged from the
しかしながら、内燃機関1が均質燃焼運転されている時に点火タイミングの進角量が増加されると、気筒2内の燃料と吸気が均質に混合する前に点火プラグ12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12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 is increased when the
図4は、筒内温度ピーク値と噴射タイミングとの関係を測定した結果を示す図である。図4中において、破線(MBT)は点火タイミングがMBTに設定された時の測定結果を示し、一点破線(過進角A)は点火タイミングをMBTより前に過進角された時の測定結果を示し、実線(過進角B)は点火タイミングを前述の過進角Aより更に進角させた時の測定結果を示す。 FIG. 4 is a diagram showing the results of measuring the relationship between the in-cylinder temperature peak value and the injection timing. In FIG. 4, a broken line (MBT) indicates a measurement result when the ignition timing is set to MBT, and a one-dot broken line (over-advance angle A) indicates a measurement result when the ignition timing is over-advanced before MBT. The solid line (over-advance angle B) indicates the measurement result when the ignition timing is further advanced from the above-described over-advance angle A.
点火タイミングがMBTに設定された時の筒内温度のピークは、噴射タイミングが吸気行中に設定された時に最も高くなる。これに対し、点火タイミングがMBTより前に過進角された時の筒内温度のピークは、噴射タイミングが圧縮行程中に設定された時に最も高くなる。 The peak of the in-cylinder temperature when the ignition timing is set to MBT is highest when the injection timing is set during the intake stroke. On the other hand, the peak of the in-cylinder temperature when the ignition timing is over-advanced before MBT is highest when the injection timing is set during the compression stroke.
よって、点火タイミングが過進角される時に、噴射タイミングを圧縮行程中に設定する方法(すなわち、内燃機関1を成層燃焼運転させる方法)が考えられる。但し、点火タイミングの過進角と内燃機関1の成層燃焼運転を単に組み合わせただけでは、点火プラグ12近傍に可燃混合気が到達するタイミング(言い換えれば、点火プラグ12近傍に可燃混合気層が形成されるタイミング)と点火タイミングとが同期しなくなる虞がある。
Therefore, a method of setting the injection timing during the compression stroke when the ignition timing is excessively advanced (that is, a method of causing the
そこで、本実施例における付着燃料低減制御では、ECU19は、点火タイミングを過進角させる時に、内燃機関1を成層燃焼させるとともに、過進角された点火タイミングと点火プラグ12近傍に可燃混合気層が形成されるタイミングとが同期するように噴射タイ
ミングを調整するようにした。以下では、過進角された点火タイミングと点火プラグ12近傍に可燃混合気層が形成されるタイミングとが同期する噴射タイミングを、「適合噴射タイミング」と称する。
Therefore, in the attached fuel reduction control in the present embodiment, the
適合噴射タイミングは、燃料噴射弁13から噴射された燃料が点火プラグ12近傍に到達するまでの所要時間△Tと、過進角された点火タイミングと、に基づいて求めることができる。すなわち、過進角された点火タイミングから前記所要時間△Tを差し引いた時期を、適合噴射タイミングとみなすことができる。
The suitable injection timing can be obtained based on the required time ΔT until the fuel injected from the
前記した所要時間△Tは、旋回流の強さ(クランクシャフト1回転当たりに旋回流が旋回する回数)、及び燃料噴射圧力に依存する。例えば、旋回流が強くなるほど、旋回流の旋回速度が速くなる。よって、旋回流が強くなるほど、前記所要時間△Tが短くなる。また、燃料噴射圧力が高くなるほど、噴射燃料の移動速度が速くなる。よって、燃料噴射圧力が高くなるほど、前記所要時間△Tが短くなる。 The required time ΔT described above depends on the strength of the swirling flow (the number of times the swirling flow swirls per crankshaft rotation) and the fuel injection pressure. For example, the stronger the swirl flow, the faster the swirl speed. Therefore, the stronger the swirl flow, the shorter the required time ΔT. Further, the higher the fuel injection pressure, the faster the moving speed of the injected fuel. Thus, the higher the fuel injection pressure, the shorter the required time ΔT.
ECU19は、旋回流の強さと燃料噴射圧力とに基づいて所要時間△Tを適宜演算してもよいが、上記した所要時間△Tと旋回流の強さと燃料噴射圧力との関係を予め実験的に求めておき、それらの関係をマップ化しておくようにしてもよい。
The
このような手順により付着燃料低減制御が行われると、可燃混合気が点火プラグ12近傍に到達するタイミングと点火タイミングとを同期させることができる。よって、内燃機関1の冷間時において、燃料の着火不良や失火の発生を防止しつつ筒内温度のピークを可及的に高めることができる。その結果、内燃機関1から排出される未燃成分を好適に減少させることが可能となる。
When the attached fuel reduction control is performed by such a procedure, the timing at which the combustible mixture reaches the vicinity of the
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、本実施例における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。この付着燃料低減制御ルーチンは、予めECU19のROM等に記憶されているルーチンであり、ECU19によって周期的に実行される。
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 in the present embodiment. This attached fuel reduction control routine is a routine stored in advance in the ROM or the like of the
付着燃料低減制御ルーチンでは、ECU19は、先ずS101において点火タイミングの過進角実行条件が成立しているか否かを判別する。言い換えれば、ECU19は、前述したような筒内付着燃料量が多くなると予想される条件が成立しているか否かを判別する。
In the attached fuel reduction control routine, the
前記S101において否定判定された場合は、ECU19は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記S101において肯定判定された場合は、ECU19は、S102へ進む。
If a negative determination is made in S101, the
S102では、ECU19は、旋回流の強さ(クランクシャフト1回転当たりに旋回流が旋回する回数)を求める。旋回流の強さは、機関回転数Ne、吸入空気量(エアフローメータ6の測定値Ga)、吸気バルブ8の開閉タイミングをパラメータとして演算することができる。
In S102, the
S103では、ECU19は、燃料噴射圧力(燃料圧力センサ20の測定値Fp)を読み込む。
In S103, the
S104では、ECU19は、過進角時の点火タイミングを決定する。この決定方法としては、筒内付着燃料量に基づいて決定されるようにしてもよく、混合気の燃焼終了時期が圧縮上死点近傍となるように決定されてもよい。
In S104, the
S105では、ECU19は、前記S102及び前記S103において求められた旋回流の強さ及び燃料噴射圧力に基づいて、適合噴射タイミングを特定する。具体的には、ECU19は、前述しように、旋回流の強さと燃料噴射圧力とをパラメータにして所要時間△Tを求める。次いで、ECU19は、過進角された点火タイミングから所要時間△Tを差し引くことにより、適合噴射タイミングを求める。
In S105, the
このようにECU19が図5の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及び設定手段が実現される。その結果、気筒2内へ直燃料噴射可能な燃料噴射弁13を備えた内燃機関1において、燃料の着火不良や失火の発生を防止しつつ気筒内から排出される未燃成分を減少させることができる。
Thus, when the
<実施例2>
次に、本発明の第2の実施例について図6に基づいて説明する。ここでは、前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第1の実施例では、旋回流の強さと燃料噴射圧力とに基づいて適合噴射タイミングを決定する例について述べた。ところで、旋回流が弱い場合や燃料噴射圧力が低い場は、所要時間△Tが過剰に長くなる可能性がある。このような場合は、適合噴射タイミングが早期に設定されることになるが、噴射燃料が点火プラグ12近傍に到達する前に旋回流の集束性が低下する虞がある。
In the first embodiment described above, the example in which the suitable injection timing is determined based on the strength of the swirling flow and the fuel injection pressure has been described. By the way, when the swirl flow is weak or the fuel injection pressure is low, the required time ΔT may become excessively long. In such a case, the suitable injection timing is set at an early stage, but there is a possibility that the convergence property of the swirling flow is lowered before the injected fuel reaches the vicinity of the
噴射燃料が点火プラグ12近傍に到達する前に旋回流の集束性が低下した場合は、噴射燃料が点火プラグ12近傍に到達する前に気筒2内の広い範囲に拡散・分散してしまう可能性がある。その結果、点火プラグ12近傍の燃料濃度が過薄となり、着火性や燃焼安定性の低下を招く可能性がある。
If the convergence of the swirl flow decreases before the injected fuel reaches the vicinity of the
そこで、本実施例の付着燃料低減制御では、ECU19は、旋回流の強さ及び燃料噴射圧力に基づいて決定された適合噴射タイミングが所定タイミングより早くなる場合(言い換えれば、所要時間△Tが所定時間より長くなる場合)は、旋回流を強化させるようにした。
Therefore, in the adhered fuel reduction control of this embodiment, the
ここで、前記した所定タイミングは、旋回流の集束性が保たれる噴射タイミング(成層燃焼が成立し得る噴射タイミング)のうち最も早期な噴射タイミングに基づいて決定される。また、前記した所定時間は、旋回流の集束性が保たれる所要時間(成層燃焼が成立し得る所要時間)のうち最も長い所要時間に基づいて決定される。 Here, the predetermined timing described above is determined based on the earliest injection timing among the injection timings (injection timings at which stratified combustion can be established) in which the converging property of the swirling flow is maintained. Further, the predetermined time is determined based on the longest required time among the required times during which the swirl flow can be converged (the required time during which stratified combustion can be established).
旋回流が強化されると、旋回流の集束性が高められる。このため、噴射燃料が点火プラグ12近傍に到達する前に分散・拡散しなくなる。その結果、点火プラグ12近傍に可燃混合気層を形成することができる。
When the swirl flow is strengthened, the convergence property of the swirl flow is enhanced. For this reason, the injected fuel is not dispersed or diffused before reaching the vicinity of the
旋回流を強化させる方法としては、可変動弁機構100を利用して、吸気バルブ8の開弁時期を遅角、および/または吸気バルブ8のリフト量を減少させる方法を例示することができる。吸気バルブ8の開弁時期が遅角、および/または吸気バルブ8のリフト量が減少されると、吸気が気筒2内へ流入する時の流入速度が速くなる。この場合、旋回流の旋回速度が高くなる。その結果、クランクシャフト1回転当たりに旋回流が旋回する回数が増加する。
As a method for enhancing the swirl flow, a method of retarding the valve opening timing of the
尚、旋回流が強化されると、噴射燃料が点火プラグ12近傍に到達するタイミングが早くなる。よって、ECU19は、強化後の旋回流の強さに基づいて、適合噴射タイミング
を決定し直すことが望ましい。
When the swirl flow is strengthened, the timing at which the injected fuel reaches the vicinity of the
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6に沿って説明する。図6は、本実施例における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。図6において、前述した第1の実施例の付着燃料低減制御ルーチン(図5を参照)と同様の処理には、同一の符号が付されている。 Hereinafter, the execution procedure of the adhered fuel reduction control in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an attached fuel reduction control routine in the present embodiment. In FIG. 6, the same reference numerals are assigned to the same processes as those in the attached fuel reduction control routine (see FIG. 5) of the first embodiment described above.
図6の付着燃料低減制御ルーチンにおいて、ECU19は、S105において適合噴射タイミングを決定した後に、S201へ進む。S201では、ECU19は、前記S105で決定された適合噴射タイミングが所定タイミングより早いか否かを判別する。
In the adhered fuel reduction control routine of FIG. 6, the
前記S201において否定判定された場合は、ECU19は本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記S201において肯定判定された場合は、ECU19は、S202へ進む。
If a negative determination is made in S201, the
S202では、ECU19は、旋回流を強化するための処理を行う。具体的には、ECU19は、前述したように、可変動弁機構100を利用して吸気バルブ8の開弁時期(IVO)を遅角させる処理、および/または吸気バルブ8のリフト量を減少させる処理を行う。
In S202, the
その際、吸気バルブ8の遅角量および/または吸気バルブ8のリフト量の減少量は、予め決定された固定量であってもよく、若しくは適合噴射タイミングと所定タイミングとの差が大きくなるほど多くなる可変量であってもよい。
At this time, the retard amount of the
ECU19は、前記S202の処理を実行し終えると、適合噴射タイミングを決定し直すためにS102へ戻る。
When the
このようにECU19が図6に示したような付着燃料低減制御ルーチンを実行することにより、本発明にかかる制御手段が実現される。従って、旋回流が弱い場合や燃料噴射圧力が低い場合であっても、着火性の低下や燃焼安定性の低下を抑制しつつ点火タイミングを過進角させることが可能となる。
Thus, when the
<実施例3>
次に、本発明の第3の実施例について図7に基づいて説明する。ここでは前述した第2の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 3>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from the second embodiment described above will be described, and the description of the same configuration will be omitted.
本実施例では、旋回流が弱い場合や燃料噴射圧力が低い場合に、旋回流が強化される代わりに燃料噴射圧力が高められるようにした。燃料噴射圧力が高められると、噴射燃料の運動エネルギ(移動速度)が増加する。この場合、噴射燃料の運動エネルギが旋回流の運動エネルギに加わるため、旋回流の強さが増す。よって、旋回流を強化した場合と同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, when the swirl flow is weak or the fuel injection pressure is low, the fuel injection pressure is increased instead of strengthening the swirl flow. When the fuel injection pressure is increased, the kinetic energy (movement speed) of the injected fuel increases. In this case, since the kinetic energy of the injected fuel is added to the kinetic energy of the swirling flow, the strength of the swirling flow is increased. Therefore, the same effect as when the swirl flow is enhanced can be obtained.
尚、燃料噴射圧力を高める方法としては、図示しない燃料ポンプの吐出圧を高める方法、或いはデリバリパイプや燃料供給管に設けられたリリーフ弁の開弁圧を高める方法等を例示することができる。 Examples of a method for increasing the fuel injection pressure include a method for increasing the discharge pressure of a fuel pump (not shown), a method for increasing the valve opening pressure of a relief valve provided in a delivery pipe or a fuel supply pipe, and the like.
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7に沿って説明する。図7は、本実施例における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。図7において、前述した第2の実施例の付着燃料低減制御ルーチン(図6を参照)と同様の処理には、同一の符号が付されている。 Hereinafter, the execution procedure of the adhered fuel reduction control in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing an attached fuel reduction control routine in the present embodiment. In FIG. 7, the same reference numerals are assigned to the same processes as those in the attached fuel reduction control routine (see FIG. 6) of the second embodiment described above.
図7の付着燃料低減制御ルーチンにおいて、ECU19は、S201において肯定判定された場合に、S301へ進む。
In the adhered fuel reduction control routine of FIG. 7, the
S301では、ECU19は、燃料噴射圧力を高めるための処理を行う。具体的には、ECU19は、前述したように、燃料ポンプの吐出圧を上昇させる処理、および/またはデリバリパイプや燃料供給管に設けられたリリーフ弁の開弁圧を上昇させる処理を行う。
In S301, the
その際、燃料ポンプの吐出圧および/またはリリーフ弁の開弁圧の上昇量は、予め決定された固定量であってもよく、若しくは適合噴射タイミングと所定タイミングとの差が大きくなるほど多くなる可変量であってもよい。 At this time, the amount of increase in the discharge pressure of the fuel pump and / or the valve opening pressure of the relief valve may be a predetermined fixed amount, or a variable that increases as the difference between the suitable injection timing and the predetermined timing increases. It may be an amount.
ECU19は、前記S301の処理を実行し終えると、適合噴射タイミングを決定し直すためにS102へ戻る。
After completing the processing of S301, the
このようにECU19が図7に示したような付着燃料低減制御ルーチンを実行することにより、前述した第2の実施例と同様の効果を得ることができる。尚、前述した第2の実施例と本実施例とは可能な限り組み合わせることができる。
Thus, when the
例えば、吸入空気量が極めて少ない場合は、吸気バルブ8の開弁時期の遅角および/または吸気バルブ8のリフト量の減少が図られても旋回流が十分に強化されない可能性がある。そのような場合は、燃料噴射圧力の増加により旋回流の集束性を高めるようにしてもよい。
For example, when the intake air amount is extremely small, there is a possibility that the swirl flow is not sufficiently strengthened even if the valve opening timing of the
一方、燃料噴射量が極めて少なくなる場合は、燃料噴射圧力を増加させても旋回流の集束性を十分に高めることができない可能性がある。そのような場合は、旋回流の強化により旋回流の集束性を高めるようにしてもよい。 On the other hand, when the fuel injection amount is extremely small, there is a possibility that the convergence of the swirling flow cannot be sufficiently improved even if the fuel injection pressure is increased. In such a case, the convergence property of the swirling flow may be enhanced by strengthening the swirling flow.
更に、吸入空気量及び燃料噴射量が極めて少ない場合は、旋回流の強化と燃料噴射圧力の増加との何れか一方のみでは旋回流の集束性を十分に高めることができない可能性がある。そのような場合は、旋回流の強化と燃料噴射圧力の増加との双方を行うようにしてもよい。 Further, when the intake air amount and the fuel injection amount are extremely small, there is a possibility that the convergence property of the swirling flow cannot be sufficiently improved only by either the strengthening of the swirling flow or the increase of the fuel injection pressure. In such a case, both the swirl flow enhancement and the fuel injection pressure increase may be performed.
<実施例4>
次に、本発明の第4の実施例について図8〜図9に基づいて説明する。ここでは前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
付着燃料低減制御の実行開始時や実行中は、噴射タイミングが大きく変化する可能性がある。例えば、内燃機関1が均質燃焼運転されている状態から付着燃料低減制御の実行が開始される場合は、図8に示すように、吸気行程に同期した事前の噴射タイミング(図8中のA)から圧縮行程に同期した新たな噴射タイミング(図8中のB)へ大幅に変更される。このように燃料噴射タイミングが大幅に変更されると、内燃機関1の発生トルクが急激に変化する。
There is a possibility that the injection timing changes greatly at the start or during execution of the attached fuel reduction control. For example, when the execution of the attached fuel reduction control is started from a state in which the
これに対し、本実施例の付着燃料低減制御では、ECU19は、噴射タイミングを変更する際にトルクの急変を抑制する処理(以下、「移行処理」と称する)を行うようにした。移行処理の具体的な実行方法としては、事前の噴射タイミングから新たな噴射タイミングへ徐々に噴射タイミングを移行させる方法、事前の噴射タイミングにおける噴射量を徐々に減少させるとともに新たな噴射タイミングにおける噴射量を徐々に増加させる方法、事前の噴射タイミングにおける発生トルクと新たな噴射タイミングにおける発生トルクと
が同等になるように新たな噴射タイミングにおける噴射量を増減させる方法、等を例示することができる。
On the other hand, in the attached fuel reduction control of the present embodiment, the
このような移行処理が行われると、付着燃料低減制御の実行に起因した発生トルクの急変を回避することができる。 When such a transition process is performed, it is possible to avoid a sudden change in the generated torque due to the execution of the attached fuel reduction control.
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9に沿って説明する。図9は、本実施例における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。図9において、前述した第1の実施例の付着燃料低減制御ルーチン(図5を参照)と同様の処理には、同一の符号が付されている。 Hereinafter, the execution procedure of the adhered fuel reduction control in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an attached fuel reduction control routine in the present embodiment. In FIG. 9, the same reference numerals are assigned to the same processes as those in the attached fuel reduction control routine (see FIG. 5) of the first embodiment described above.
図9の付着燃料低減制御ルーチンにおいて、ECU19は、S105において適合噴射タイミングを決定し終えると、S401へ進む。S401では、ECU19は、事前の噴射タイミングにおける発生トルクと前記S105で算出された適合噴射タイミングにおける発生トルクとの差(トルク段差)△trqを演算する。その際、噴射タイミングを含む機関運転条件と発生トルクとの関係(例えば、図8に示すような相関関係)は予めマップ化されていてもよい。
In the adhered fuel reduction control routine of FIG. 9, when the
S402では、ECU19は、前記S401で算出されたトルク段差△trqが所定値αより大きいか否かを判別する。所定値αは、トルク変動の大きさの許容限界値に相当する値である。
In S402, the
前記S402において否定判定された場合(△trq≦α)は、ECU19は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記S402において肯定判定された場合(△trq>α)は、ECU19は、S403へ進む。
If a negative determination is made in S402 (Δtrq ≦ α), the
S403では、ECU19は、前述したような移行処理を実行する。ECU19がS403の処理を実行することにより本発明にかかる移行手段が実現される。
In S403, the
このようにECU19が図9の付着燃料低減制御ルーチンに従って付着燃料低減制御を行うと、付着燃料低減制御の実行に伴うトルクの急変を回避することができる。
As described above, when the
<他の実施例>
前述した第1〜第4の実施例では、本発明に係る生起手段の一実施態様として、可変動弁機構100を例に挙げたが、図10に示すような気流制御弁31であってもよい。
<Other embodiments>
In the first to fourth embodiments described above, the
上記の気流制御弁31は、燃料噴射弁13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10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10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(タンブル比)は、気流制御弁31の開度が小さくなるほど強くなる。
When the
従って、ECU19は、内燃機関1を成層燃焼させる場合や旋回流の強化を図る場合に、吸気バルブ8の開弁時期(IVO)の遅角や吸気バルブ8のリフト量の減少を図る代わりに、気流制御弁31の開度を減少させるようにしてもよい。
Therefore, the
尚、気流制御弁は、1気筒当たりにスワールポートとストレートポートを具備する内燃機関において、ストレートポートに配置されるようにしてもよい。この場合、気流制御弁
の開度が絞られると、ストレートポートを流通する吸気量が減少するとともにスワールポートを流通する吸気量が増加するため、気筒内にスワール流が生起される。その際のスワール流の強さ(スワール比)は、気流制御弁の開度が小さくなるほど強くなる。
Note that the airflow control valve may be disposed at the straight port in an internal combustion engine having a swirl port and a straight port per cylinder. In this case, when the opening degree of the airflow control valve is reduced, the amount of intake air flowing through the straight port decreases and the amount of intake air flowing through the swirl port increases, so that a swirl flow is generated in the cylinder. The strength (swirl ratio) of the swirl flow at that time increases as the opening of the airflow control valve decreases.
従って、ECU19は、内燃機関1を成層燃焼させる場合や旋回流の強化を図る場合に、吸気バルブ8の開弁時期(IVO)の遅角や吸気バルブ8のリフト量の減少を図る代わりに、気流制御弁の開度を減少させるようにしてもよい。
Therefore, the
1・・・・・内燃機関
2・・・・・気筒
3・・・・・吸気ポート
4・・・・・排気ポート
5・・・・・スロットル弁
6・・・・・エアフローメータ
8・・・・・吸気バルブ
9・・・・・排気バルブ
10・・・・吸気側カムシャフト
11・・・・排気側カムシャフト
12・・・・点火プラグ
13・・・・燃料噴射弁
17・・・・クランクポジションセンサ
18・・・・水温センサ
19・・・・ECU
20・・・・燃料圧力センサ
30・・・・吸気通路
40・・・・排気通路
31・・・・気流制御弁
100・・・可変動弁機構
DESCRIPTION OF
20 ...
Claims (5)
前記気筒内に火花を生起させる点火プラグと、
前記点火プラグの点火タイミングをMBTより前に過進角させる過進角手段と、
前記気筒内に旋回流を生起させる生起手段と、
前記過進角手段により点火タイミングがMBTより前に過進角される時は、前記内燃機関の燃焼形態が成層燃焼となるように前記燃料噴射弁の噴射タイミングを圧縮行程中に設定するものであって、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の移動速度と前記気筒内に生起される旋回流の状態とに基づいて前記燃料噴射弁の噴射タイミングを設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された噴射タイミングが所定タイミングより早くなる場合に、前記生起手段により旋回流を強化させる制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御システム。 A fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the internal combustion engine;
A spark plug for causing a spark in the cylinder;
Over-advance means for over-advancing the ignition timing of the spark plug before MBT;
Generating means for generating a swirling flow in the cylinder;
When the ignition timing is over-advanced before MBT by the over-advance means, the injection timing of the fuel injection valve is set during the compression stroke so that the combustion mode of the internal combustion engine is stratified combustion. Setting means for setting an injection timing of the fuel injection valve based on a moving speed of the fuel injected from the fuel injection valve and a state of a swirling flow generated in the cylinder;
Control means for strengthening the swirl flow by the generating means when the injection timing set by the setting means is earlier than a predetermined timing;
Control system for an internal combustion engine, wherein the obtaining Bei a.
前記気筒内に火花を生起させる点火プラグと、
前記点火プラグの点火タイミングをMBTより前に過進角させる過進角手段と、
前記気筒内に旋回流を生起させる生起手段と、
前記過進角手段により点火タイミングがMBTより前に過進角される時は、前記内燃機関の燃焼形態が成層燃焼となるように前記燃料噴射弁の噴射タイミングを圧縮行程中に設定するものであって、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の移動速度と前記気筒内に生起される旋回流の状態とに基づいて前記燃料噴射弁の噴射タイミングを設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された噴射タイミングが所定タイミングより早くなる場合に、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の移動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。 A fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the internal combustion engine;
A spark plug for causing a spark in the cylinder;
Over-advance means for over-advancing the ignition timing of the spark plug before MBT;
Generating means for generating a swirling flow in the cylinder;
When the ignition timing is over-advanced before MBT by the over-advance means, the injection timing of the fuel injection valve is set during the compression stroke so that the combustion mode of the internal combustion engine is stratified combustion. Setting means for setting an injection timing of the fuel injection valve based on a moving speed of the fuel injected from the fuel injection valve and a state of a swirling flow generated in the cylinder;
If the injection timing set by the pre-Symbol setting means is earlier than a predetermined timing, a control means for increasing the moving speed of the fuel injected from the fuel injection valve,
Control system for an internal combustion engine, wherein the obtaining Bei a.
御システム。 Oite to claim 1 or 2, when changing the actual injection timing in accordance with the injection timing set by the setting unit further migration means for shifting gradually injection timing from the pre-injection timing to the new injection timing An internal combustion engine control system comprising:
前記気筒内に火花を生起させる点火プラグと、
前記点火プラグの点火タイミングをMBTより前に過進角させる過進角手段と、
前記過進角手段により点火タイミングがMBTより前に過進角される時は、前記内燃機関の燃焼形態が成層燃焼となるように前記燃料噴射弁の噴射タイミングを圧縮行程中に設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された噴射タイミングに従って実際の噴射タイミングを変更する場合に、事前の噴射タイミングにおける噴射量を徐々に減少させるとともに新たな噴射タイミングにおける噴射量を徐々に増加させる移行手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御システム。 A fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the internal combustion engine;
A spark plug for causing a spark in the cylinder;
Over-advance means for over-advancing the ignition timing of the spark plug before MBT;
Setting means for setting the injection timing of the fuel injection valve during the compression stroke so that the combustion mode of the internal combustion engine is stratified combustion when the ignition timing is over-advanced before MBT by the over-advance angle means When,
When changing the actual injection timing in accordance with the injection timing set by the pre-Symbol setting means, and gradual transition hand stage to increase the injection quantity in the new injection timing with gradually decreasing the injection amount in pre-injection timing ,
Control system for an internal combustion engine, wherein the obtaining Bei a.
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