JP5816161B2 - Intake control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の筒内への吸気を制御する吸気制御装置に関し、詳細には、異なるガスを筒内に層状に吸入させる内燃機関の吸気制御装置に関する。 The present invention relates to an intake control device that controls intake air into a cylinder of an internal combustion engine, and more particularly, to an intake air control device for an internal combustion engine that draws different gases into a cylinder in layers.
従来、内燃機関から排出されるエミッション(NOx、スモーク)を抑制するために、内燃機関の吸気行程において、異なるガスを筒内に層状に吸入させる発明の提案がある(例えば特許文献1参照)。例えば特許文献1の発明では、吸気ポートにEGR通路が接続され、そのEGR通路の開閉を制御するEGR弁を吸気弁の開弁動作に先行して開弁することで、吸気行程の前半に筒内にEGRガスを吸入し、吸気行程の後半に空気と燃料との混合気を筒内に吸入している。 Conventionally, in order to suppress emissions (NOx, smoke) discharged from an internal combustion engine, there has been proposed an invention in which different gases are sucked into a cylinder in layers during an intake stroke of the internal combustion engine (see, for example, Patent Document 1). For example, in the invention of Patent Document 1, an EGR passage is connected to an intake port, and an EGR valve that controls the opening and closing of the EGR passage is opened prior to the opening operation of the intake valve. EGR gas is sucked into the cylinder, and an air-fuel mixture is sucked into the cylinder in the latter half of the intake stroke.
しかし、吸気行程の前半に第1ガスを筒内に吸入し、後半に第1ガスとは異なる第2ガスを吸入する方式においては、吸気弁に至るまでの通路にて第1ガスと第2ガスとがそれら境界においていくらか混合される。そして、その第1ガスと第2ガスとが混合された境界領域が筒内に吸入されることで、筒内での第1ガスと第2ガスとの成層化の程度が低下するという問題がある。 However, in the system in which the first gas is sucked into the cylinder in the first half of the intake stroke and the second gas different from the first gas is sucked in the second half, the first gas and the second gas are passed through the passage leading to the intake valve. There is some mixing with the gas at those boundaries. And the boundary area | region where the 1st gas and the 2nd gas were mixed is suck | inhaled in a cylinder, and there exists a problem that the grade of the stratification of the 1st gas and the 2nd gas in a cylinder falls. is there.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、同一の吸気ポートから吸気行程の前半に第1ガスを筒内に吸入し、後半に第1ガスとは異なる第2ガスを吸入する内燃機関の吸気制御装置において、筒内での成層化の程度が低下するのを抑制することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an internal combustion engine that sucks a first gas into the cylinder in the first half of the intake stroke from the same intake port and sucks a second gas different from the first gas in the second half It is an object of the present invention to suppress a reduction in the degree of stratification in the cylinder.
上記課題を解決するために、本発明は、内燃機関の吸気ポートの上流に設けられ、前記吸気ポートに開通する通路を第1ガスが流れる第1通路と前記第1ガスとは異なる第2ガスが流れる第2通路との間で切り替える切替手段と、
吸気行程の前半に前記吸気ポートから前記内燃機関の筒内に前記第1ガスを吸入し、吸気行程の後半に前記吸気ポートから前記第2ガスを前記筒内に吸入するように前記切替手段を制御する切替制御手段とを備え、
前記切替制御手段は、吸気行程中に前記切替手段を、前記第2通路が前記吸気ポートに開通した第2通路状態から前記第1通路が前記吸気ポートに開通した第1通路状態となるように切り替え、その切替時期を、前記内燃機関の回転数と目標EGR率の少なくとも一方に応じて変化させる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a second gas different from the first gas and a first passage through which a first gas flows in a passage that is provided upstream of an intake port of an internal combustion engine and opens to the intake port. Switching means for switching between the second passage through which the
The switching means is configured to suck the first gas into the cylinder of the internal combustion engine from the intake port in the first half of the intake stroke and to suck the second gas into the cylinder from the intake port in the second half of the intake stroke. Switching control means for controlling,
The switching control means changes the switching means during an intake stroke from a second passage state where the second passage is opened to the intake port to a first passage state where the first passage is opened to the intake port. switching, the switching timing, the Ru is changed according to at least one of the rotational speed and the target EGR rate of the internal combustion engine.
本発明では、吸気ポートに開通する通路を第1ガスが流れる第1通路と第2ガスが流れる第2通路との間で切り替える切替手段を吸気ポートの上流に配置している。切替制御手段は、その切替手段の切り替えを制御することで、吸気行程の前半に第1ガスを筒内に吸入し、吸気行程の後半に第2ガスを筒内に吸入する。このとき、切替制御手段は、吸気行程中に切替手段を、第2通路が吸気ポートに開通した第2通路状態から第1通路が吸気ポートに開通した第1通路状態となるように切り替えるので、吸気行程の後半に吸入する第2ガスに後続して、次回の吸気行程の前半に吸入する第1ガスを吸気ポートに予め導入しておくことができる。 In the present invention, the switching means for switching the passage opened to the intake port between the first passage through which the first gas flows and the second passage through which the second gas flows is disposed upstream of the intake port. The switching control means controls the switching of the switching means so that the first gas is sucked into the cylinder during the first half of the intake stroke, and the second gas is sucked into the cylinder during the second half of the intake stroke. At this time, the switching control means switches the switching means during the intake stroke from the second passage state where the second passage is opened to the intake port to the first passage state where the first passage is opened to the intake port. Subsequent to the second gas sucked in the second half of the intake stroke, the first gas sucked in the first half of the next intake stroke can be introduced into the intake port in advance.
また、筒内に吸入されるガスは内燃機関の運転状況に影響され、具体的には内燃機関の回転数や目標EGR率に影響される。すなわち、内燃機関の回転数は、筒内に吸入されるガス(第1ガス、第2ガス)の吸入体積速度に影響を及ぼす。また、目標EGR率は、筒内に吸入されるガス(第1ガス、第2ガス)の組成に影響を及ぼす。本発明者は、それら内燃機関、目標EGR率の影響により、吸気行程終了時における吸気弁付近(第1ガスと第2ガスの境界領域)のガスの状態が変化し、その変化によって、筒内での第1ガスと第2ガスとの成層化の程度が変わってくるという知見を得ている。そこで、本発明では、吸気行程中における第2通路状態から第1通路状態への切替手段の切替時期を内燃機関の回転数と目標EGR率の少なくとも一方に応じて変化させるようにした。これにより、吸気行程終了時における吸気弁付近のガスの状態を、内燃機関の回転数や目標EGR率に応じて最適にでき、その結果、筒内での成層化の程度を向上することができる。 Further, the gas sucked into the cylinder is influenced by the operating state of the internal combustion engine, and specifically, the rotational speed of the internal combustion engine and the target EGR rate. That is, the rotational speed of the internal combustion engine affects the suction volume speed of the gas (first gas, second gas) sucked into the cylinder. The target EGR rate affects the composition of the gas (first gas and second gas) sucked into the cylinder. The inventor changes the state of the gas in the vicinity of the intake valve (boundary region between the first gas and the second gas) at the end of the intake stroke due to the influence of the internal combustion engine and the target EGR rate, It has been found that the degree of stratification of the first gas and the second gas in the atmosphere changes. Therefore, in the present invention, the switching timing of the switching means from the second passage state to the first passage state during the intake stroke is changed according to at least one of the rotational speed of the internal combustion engine and the target EGR rate. Thereby, the state of the gas in the vicinity of the intake valve at the end of the intake stroke can be optimized according to the rotational speed of the internal combustion engine and the target EGR rate, and as a result, the degree of stratification in the cylinder can be improved. .
(第1実施形態)
以下、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の第1実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、車両に搭載されたエンジンシステム1の構成図を示している。エンジンシステム1は、内燃機関としてのディーゼルエンジン10(以下、単にエンジンという)と、そのエンジン10の作動に必要な各種構成とを備える形で構成されている。なお、本実施形態では、エンジン10は4つの気筒11を有した4気筒エンジンとされている。各気筒11には、筒内に吸入される吸入空気(ガス)の導入口となる吸気ポートとして、タンブル生成ポート61とスワール生成ポート62の2つの吸気ポートが接続されている。タンブル生成ポート61は、筒内に吸入されるガスにタンブル流(縦渦)を生じさせる吸気ポートである。スワール生成ポート62は、筒内に吸入されるガスにスワール流(横渦)を生じさせる吸気ポートである。これら2つの吸気ポート61、62により、インジェクタ16(図2参照)から噴射された燃料と吸気ポート61、62から吸入されたガスとの混じりを良くできる。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an intake control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration diagram of an engine system 1 mounted on a vehicle. The engine system 1 includes a diesel engine 10 (hereinafter simply referred to as an engine) as an internal combustion engine and various configurations necessary for the operation of the
エンジンシステム1は、エンジン10の筒内に吸入される新気が流れる吸気通路21を含む。その吸気通路21には、上流側から、新気に含まれる塵等を除去するエアクリーナ31、エアクリーナ31を通過した新気に対して過給を行う過給器32、過給器32で過給された新気を冷却するインタークーラ33が設けられている。
The engine system 1 includes an
インタークーラ33より下流の吸気通路21には、新気量を調整する第1流量調整弁34が設けられている。その第1流量調整弁34より下流の吸気通路21から、各気筒11(厳密にはエンジンヘッド14(図2参照))に繋がる通路27(インテークマニホールドの通路。以下、EGRリーンガス通路という)が分岐している。各EGRリーンガス通路27は各気筒11のタンブル生成ポート61とスワール生成ポート62の両方に接続されている。
A first flow
また、各気筒11には、各気筒11から排出される排気ガスをまとめて排気通路23に渡すためのエキゾーストマニホールド22が接続されている。なお、排気通路23には、排気ガスに含まれるPMを除去するDPF38が設けられている。エキゾーストマニホールド22には、排気ガスの一部をEGRガスとして吸気系に還流させるためのEGR通路24が接続されている。EGR通路24には、EGR通路24を流れるEGRガスの流量(EGR量)を調整するEGRバルブ36が設けられている。そのEGRバルブ36より下流のEGR通路24からは、各気筒11(厳密にはエンジンヘッド14(図2参照))に繋がる通路25(以下、EGRリッチガス通路という)が分岐している。各EGRリッチガス通路25は、各気筒11のタンブル生成ポート61に接続されている。詳細には、EGRリッチガス通路25は、タンブル生成ポート61の上流にてEGRリーンガス通路27に合流している。
Each
また、吸気通路21とEGR通路24とを連絡する連絡通路26が設けられている。本実施形態では、連絡通路26は、第1流量調整弁34より下流の吸気通路21と、EGRバルブ36より下流のEGR通路24とを連絡している。その連絡通路26には、吸気通路21からEGR通路24に流す新気量又はEGR通路24から吸気通路21に流すEGR量を調整する第2流量調整弁35が設けられている。これら連絡通路26、第2流量調整弁35により、EGRリーンガス通路27には、新気のみ又は新気と第2流量調整弁35の開度に応じた分のEGRガスとを含んだガス(以下、EGRリーンガスという)が流れる。また、EGRリッチガス通路25には、EGRガスのみ又はEGRガスと第2流量調整弁35の開度に応じた分の新気とを含んだガス(以下、EGRリッチガスという)が流れる。なお、EGRリーンガス中のEGRガスの濃度(EGR濃度)は、EGRリッチガス中のEGR濃度よりも小さくなっている。
Further, a
EGRリーンガス通路27とEGRリッチガス通路25の合流地点にはバルブ37が設けられている。ここで、図2は、バルブ37及びタンブル生成ポート61周辺の構造の断面図を示している。図2に示すように、タンブル生成ポート61(図1のスワール生成ポート62も)は、気筒11の上部に設けられたエンジンヘッド14内に形成されている。タンブル生成ポート61と筒内13(気筒11内のピストン12とエンジンヘッド14の間の領域)とを連通する開口部151には、その開口部151を開けたり閉じたりする吸気弁15が設けられている。
A
バルブ37は、3方弁として構成されており、タンブル生成ポート61(厳密には、バルブ37から吸気弁15までの通路28(以下、共通通路という))に開通する通路を、EGRリーンガス通路27とEGRリッチガス通路25との間で切り替えるバルブである。以下、バルブ37を切替バルブという。その切替バルブ37の一端371がEGRリーンガス通路27を構成する壁面271とEGRリッチガス通路25を構成する壁面251との接続部8に取り付けられる。切替バルブ37の開閉は、一端371を中心にして他端372側がスイングする形で行われる。他端372がEGRリーンガス通路27側の壁面281に接触したときに、EGRリッチガス通路25が開通する(EGRリーンガス通路27が閉鎖する。図2の状態)。これに対し、他端372がEGRリッチガス通路25側の壁面282に接触したときに、EGRリッチガス通路25が閉鎖する(EGRリーンガス通路27が開通する)。
The
なお、切替バルブ37は、タンブル生成ポート61側のみ設けられている(スワール生成ポート62側には設けられていない)。そのため、タンブル生成ポート61からは、EGRリーンガスの他にEGRリッチガスも筒内13に吸入できるようになっている。他方、スワール生成ポート62からは常にEGRリーンガスが筒内13に吸入される。
The switching
図1の説明に戻り、エンジンシステム1は、切替バルブ37を含む各バルブ(流量調整弁34、35、EGRバルブ36、吸気弁15など)の開閉(開閉時期や開度など)やインジェクタ16(図2参照)など、エンジンシステム1を構成する各要素を制御するECU50を備えている。そのECU50は、CRU、ROM、RAM等を備えたコンピュータとして構成されている。ECU50には、エンジン10のクランク角信号ωcや上死点信号Rsを検出するクランク角センサ41や、気筒判別信号(クランクが2回廻る間に1回出力される信号)Dsを検出するカム角センサ42が接続されている。そして、ECU50は、それらセンサ41、42から入力されたクランク角信号ωc、上死点信号Rs、気筒判別信号Ds等に基づき、燃料噴射時期や噴射量を決定したり、切替バルブ37の開閉を制御したりする。また、ECU50は、EEPROM等のメモリ51を備えている。そのメモリ51には、後述する図8、図13の閉弁開始角度プロフィールが記憶されている。
Returning to the description of FIG. 1, the engine system 1 opens and closes each valve including the switching valve 37 (flow
また、ECU50は、エンジン10の運転状況(エンジン回転数や負荷)に応じて目標EGR率(筒内13に吸入する総吸入量(新気量+EGR量)に対するEGR量の割合)を設定し、設定した目標EGR率を満足するようにガスの組成等を制御する。具体的には例えば、ECU50は、第1流量調整弁34、EGRバルブ36、第2流量調整弁35でEGRリーンガスに含めるEGR量や、EGRリッチガスに含める新気量を調整することで、筒内13に吸入するEGRリーンガスの量(容積)とEGRリッチガスの量(容積)の割合を予め定めた割合に維持しつつ、目標EGR率を満足させている。なお、ECU50は、筒内13に吸入するEGRリーンガスとEGRリッチガスの割合を変えることで、目標EGR率を満足させることもできる。
Further, the
次に、ECU50による切替バルブ37の開閉制御の詳細を説明する。ECU50は、筒内13(図2参照)での成層化を行う場合には、吸気行程の前半に予め定めた量(容積)のEGRリーンガスを筒内13に吸入し、吸気行程の後半に予め定めた量(容積)のEGRリッチガスを筒内13に吸入するように、切替バルブ37を制御している。ここで、図3は、切替バルブ37の開閉時期を説明する図であり、詳細には、クランク角(°ATDC)に対する切替バルブ37の状態を示している。なお、図3(図3以降の図も)では、切替バルブ37の開閉をEGRリッチガス通路25の開閉に対応させている。つまり、EGRリッチガス通路25が閉鎖する状態を切替バルブ37の閉状態(閉弁)とし、EGRリッチガス通路25が開通する状態を切替バルブ37の開状態(開弁)としている。また、図3の横軸には、クランク角(°ATDC)に対応させて、排気行程、吸気行程、圧縮行程を示している。
Next, details of the opening / closing control of the switching
図3に示すように、排気行程の途中の時点71までは、切替バルブ37を閉状態(閉弁)にしている。よって、この時点71では、EGRリーンガス通路27がタンブル生成ポート61(共通通路28)に開通し、タンブル生成ポート61はEGRリーンガスで満たされる。ECU50は、図3の時点71から切替バルブ37の開弁を開始し、吸気行程の入る前の時点72には切替バルブ37を全開にさせる。図4は、図2と同様の断面図であり、吸気行程開始から吸気行程終了までの各時点における各通路25、27、61、62に配置されるガスを示している。図4(A)は、切替バルブ37が全開になった時点72の状態を示している。時点72では吸気弁15は閉じているので、時点72で切替バルブ37を開弁したとしてもEGRリーンガスとEGRリッチガスとが混在して筒内13に吸入されることはない。つまり、図4(A)に示すように、時点72では、タンブル生成ポート61がEGRリーンガスgleanで満たされるとともに、そのEGRリーンガスgleanの上流端に続く形でEGRリッチガスgrichが配置される。なお、スワール生成ポート62には常時EGRリーンガスgleanが配置される。
As shown in FIG. 3, the switching
その後、吸気行程に入ると(吸気弁15が開弁されると)、予めタンブル生成ポート61に満たされたEGRリーンガスgleanが筒内13に吸入され、そのEGRリーンガスgleanの吸入が完了すると、続いてEGRリッチガスgrichが筒内13に吸入される。
Thereafter, when the intake stroke is entered (when the
図3に示すように、ECU50は、吸気行程中に切替バルブ37を閉弁させる。図4(B)は、吸気行程中における切替バルブ37が全閉した時点74(図3参照)の状態を示している。図4(B)の例では、EGRリーンガスgleanの吸入が未だ完了しておらず、タンブル生成ポート61には、EGRリーンガスgleanの一部と、EGRリッチガスgrichとが流れている。また、切替バルブ37が全閉されたことで、EGRリーンガス通路27が開通し、EGRリッチガスgrichの上流端に続く形でEGRリーンガスgleanが共通通路28を流れ始める。
As shown in FIG. 3, the
図4(C)は、吸気弁15が全閉された時点(吸気行程終了時)の状態を示している。図4(C)に示すように、吸気行程終了時(圧縮行程開始時)では、筒内13の下部131(ピストン側)にEGRリーンガスgleanが配置され、上部132(吸気弁15側)にEGRリッチガスgrichが配置される。つまり、EGRリーンガスgleanとEGRリッチガスgrichとを筒内13で層状に分布させることができる。また、吸気行程終了時では、タンブル生成ポート61にはEGRリーンガスgleanが配置される。このEGRリーンガスgleanは、次回の吸気行程の前半に筒内13に吸入されるガスである。
FIG. 4C shows a state when the
このように、吸気行程終了時にEGRリッチガス、EGRリーンガスを図4(C)のように層状に配置することで、圧縮行程の終盤では、筒内13の中央部にEGRリッチガス、筒内13の外周の底面側にEGRリーンガスを層状に配置できる。そのように層状に配置することで、スモークの排出量を低減することができる。
Thus, by arranging the EGR rich gas and the EGR lean gas in layers as shown in FIG. 4C at the end of the intake stroke, the outer periphery of the EGR rich gas and the
ところで、吸気行程終了時に図4(C)の状態にするには、ECU50は切替バルブ37の閉弁開始時期(時点73)を適切に設定する必要がある。例えば、切替バルブ37の閉弁開始時期が早すぎると、吸気行程終了時には、筒内13の上部132に配置されたEGRリッチガスgrichのさらにその上に、EGRリーンガスgleanが配置されてしまう。反対に、切替バルブ37の閉弁開始時期が遅すぎると、吸気行程終了時には、タンブル生成ポート61にEGRリッチガスgrichが残ってしまう。
Incidentally, in order to obtain the state of FIG. 4C at the end of the intake stroke, the
一方で、切替バルブ37が閉弁動作を開始してから完了するまでの応答期間中では、図5(A)に示すように、EGRリッチガスgrichとEGRリーンガスgleanとが共通通路28に同時流入する。その同時流入した領域100(EGRリッチガスgrichとEGRリーンガスgleanとの境界領域)は、図5(B)に示すように、切替バルブ37が全閉した後も吸気弁15が開いている間は、共通通路28内を進行する。その進行する間に、境界領域100では、EGRリッチガスgrichとEGRリーンガスgleanとの混合が進む。そして、吸気行程終了時では、図6に示すように、境界領域100は吸気弁15付近に配置される。その境界領域100により、筒内13でのEGRリッチガスgrichとEGRリーンガスgleanとの成層化の程度が低下することがある。なお、成層化の程度とは、吸気行程の後、圧縮行程が完了した段階で最も排気濃度が高い部分と最も排気濃度が低い部分との差を意味する。言い換えると、成層化の程度とは、圧縮行程が完了した段階で最も酸素濃度が低い部分と最も酸素濃度が高い部分との差を意味する。この排気の濃度差又は酸素の濃度差が大きくなるほど、成層化の程度は大きくなる。
On the other hand, during the response period from when the switching
本発明者は、エンジン10の回転数(以下、単にエンジン回転数という)や目標EGR率に応じて切替バルブ37の閉弁開始時期を変化させることで、吸気弁15付近の領域100の状態を最適にでき、それによって筒内13での成層化の程度の低下を抑制できることを見出した。つまり、ECU50は、エンジン回転数や目標EGR率に応じた閉弁開始時期で切替バルブ37の閉弁動作を開始させている。先ず、エンジン回転数に応じて具体的に閉弁開始時期をどのように変化させるかについて説明する。
The inventor changes the state of the
図7は、図3と同様に切替バルブ37の開閉推移のラインを示しており、詳細には、開閉推移のライン上の切替バルブ37が閉弁動作を開始した時点から完了するまでの時点を結んだ、エンジン回転数に応じた複数のライン201〜203(閉弁動作のライン)を示している。ライン201、ライン202、ライン203の順でエンジン回転数が高くなっている。切替バルブ37が閉弁動作を開始してから完了するまでの期間(以下、閉弁必要期間という)をクランク角であらわすと、閉弁必要期間(クランク角)はエンジン回転数が高くなるほど長くなる。図7の例では、ライン201での閉弁必要期間ΔA1(切替バルブ37が閉弁動作を開始する時のクランク角(閉弁開始角)201aと、完了した時のクランク角(閉弁完了角)201bの間の長さ)よりも、ライン202での閉弁必要期間ΔA2(閉弁開始角202aと閉弁完了角202bの間の長さ)のほうが長い。その閉弁必要期間ΔA2よりも、ライン203での閉弁必要期間ΔA3(閉弁開始角203aと閉弁完了角203bの間の長さ)のほうが長い。このことは、筒内13に吸入されるガスの単位時間あたりの容積(吸入体積速度)が、エンジン回転数が高くなるほど大きくなることを意味している。
FIG. 7 shows a line for opening and closing of the switching
ECU50は、図7に示すように、エンジン回転数が高くなるほど、切替バルブ37の閉弁開始角Xを進角させている。つまり、閉弁開始角202aは閉弁開始角201aよりも進角しており、閉弁開始角203aは閉弁開始角202aよりも進角している。この際、ECU50は、閉弁開始角と閉弁完了角の中間のクランク角(閉弁開始角と閉弁完了角を足して2で割ったクランク角。以下、閉弁中間角という)Yがエンジン回転数にかかわらず一定となるように、エンジン回転数に応じて閉弁開始角Xを設定している。
As shown in FIG. 7, the
具体的には、メモリ51(図1参照)には、図8に示す閉弁開始角プロフィール301がマップとして又は計算式として記憶されている。その閉弁開始角プロフィール301は、エンジン回転数に応じて閉弁開始角がどのように変化するかを示している。詳細には、閉弁開始角プロフィール301は、アイドル回転数(下限のエンジン回転数)における閉弁開始角を基準開始角として、エンジン回転数に対する基準開始角からの進角量を閉弁開始補正角として示している。閉弁開始角プロフィール301で示されるように、エンジン回転数が高くなるほど、閉弁開始補正角はマイナス側(進角側)に大きくなる。それらエンジン回転数と閉弁開始補正角の関係は、閉弁中間角Y(図7参照)がどのエンジン回転数であっても一定になるように、定められている。
Specifically, the memory 51 (see FIG. 1) stores the valve closing
ECU50は、図8の閉弁開始角プロフィール301を参照して、今回のエンジン回転数に対する閉弁開始補正角を算出し、閉弁開始角を、基準開始角から閉弁開始補正角の分だけ進角させる。これによって、図7に示すように、どのエンジン回転数であっても閉弁中間角Yが一定で、切替バルブ37の閉弁動作を行うことができる。なお、図7は、目標EGR率で閉弁開始角の制御を行わない場合の図であり、後述するように、目標EGR率でも閉弁開始角の制御を行う場合には、閉弁中間角Yは多少変動することになる。
The
図7、図8のように閉弁開始角を制御することで、吸気行程終了時のEGRリッチガスとEGRリーンガスの境界領域100(図6参照)を、エンジン回転数に応じて(吸入体積速度に応じて)最適の位置に配置できる。換言すると、吸気行程終了時の吸気弁15付近のガスの状態をエンジン回転数に応じて最適な状態にできる。これに対して、閉弁開始角をエンジン回転数にかかわらず固定とした場合(この場合には、エンジン回転数の増加により閉弁必要期間が長くなることに伴い、閉弁中間角Yが遅角する)には、エンジン回数数が高くなると、吸気行程終了時にタンブル生成ポート61のEGRリーンガスの領域に、EGRリッチガスが残りすぎてしまう。その結果、次回の吸気行程の前半に吸入するEGRリーンガスのEGR濃度が高くなってしまい、最終的に成層化の程度が低下してしまう。エンジン回数数の増加により閉弁開始角を進角させすぎた場合、換言すると、エンジン回転数の増加により閉弁中間角Yも進角する程度に閉弁開始角を進角させた場合には、吸気行程終了時に筒内13の吸気弁15付近のEGRリッチガスの領域に、EGRリーンガスが混ざりすぎてしまう。その結果、筒内13の吸気弁15付近のEGR濃度が低下し、筒内13での成層化の程度が低下してしまう。本発明では、そのような成層化の程度の低下を抑えることができる。
By controlling the valve closing start angle as shown in FIGS. 7 and 8, the boundary region 100 (see FIG. 6) between the EGR rich gas and the EGR lean gas at the end of the intake stroke is changed according to the engine speed (intake volume speed). Depending on the location). In other words, the state of the gas near the
ここで、図9、図10は、本発明のエンジン回転数の制御に関する効果を示した実験データである。詳細には、図9(A)は、エンジン回転数がある低い値(図9(B)のエンジン回転数に比べて低い値)の場合における、閉弁開始角Xをいくつか変化させたときの成層化の程度の変化を示している。図9(B)は、エンジン回転数がある高い値(図9(A)のエンジン回転数に比べて高い値)の場合における、閉弁開始角Xをいくつか変化させたときの成層化の程度の変化を示している。また、図10は、図9の実験データを、横軸が閉弁中間角Yとなるように変換した実験データを示しており、図10(A)は図9(A)の実験データを変換して得られた図であり、図10(B)は図9(B)の実験データを変換して得られた図である。 Here, FIG. 9 and FIG. 10 are experimental data showing the effects related to the control of the engine speed of the present invention. Specifically, FIG. 9A shows a case where some valve closing start angles X are changed when the engine speed is a low value (a value lower than the engine speed shown in FIG. 9B). It shows the change in the degree of stratification. FIG. 9B shows the stratification when the valve closing start angle X is changed in a case where the engine speed is a high value (a value higher than the engine speed shown in FIG. 9A). It shows a change in degree. FIG. 10 shows experimental data obtained by converting the experimental data of FIG. 9 so that the horizontal axis is the valve closing intermediate angle Y. FIG. 10A shows the experimental data of FIG. 9A converted. FIG. 10B is a diagram obtained by converting the experimental data of FIG. 9B.
図9(A)に示すように、エンジン回転数が低い時には、閉弁開始角x1で成層化の程度が最も高くなっている。これに対して、図9(B)に示すように、エンジン回転数が高くなると、図9(A)の閉弁開始角x1よりも進角した閉弁開始角x2で成層化の程度が最も高くなっている。つまり、図9は、エンジン回転数の増加により閉弁開始角を進角させることで、成層化の程度を向上できることを示している。 As shown in FIG. 9A, when the engine speed is low, the degree of stratification is highest at the valve closing start angle x1. On the other hand, as shown in FIG. 9B, when the engine speed increases, the degree of stratification is the highest at the valve closing start angle x2 advanced from the valve closing start angle x1 in FIG. 9A. It is high. That is, FIG. 9 shows that the degree of stratification can be improved by advancing the valve closing start angle by increasing the engine speed.
また、図10(A)、(B)に示すように、エンジン回転数が低い時、高い時のどちらも、閉弁中間角y1で成層化の程度が最も高くなっている。つまり、図10は、閉弁中間角Yがどのエンジン回転数であっても一定になるように制御することで、成層化の程度を向上できることを示している。 Further, as shown in FIGS. 10A and 10B, the degree of stratification is the highest at the valve closing intermediate angle y1 both when the engine speed is low and when the engine speed is high. That is, FIG. 10 shows that the degree of stratification can be improved by controlling the valve closing intermediate angle Y to be constant regardless of the engine speed.
次に、目標EGR率に応じて具体的に閉弁開始時期(閉弁開始角)をどのように変化させるかについて説明する。図11は、図3と同様に切替バルブ37の開閉推移のラインを示しており、開閉推移のライン上の切替バルブ37が閉弁動作を開始した時点から完了するまでの時点を結んだ、目標EGR率に応じた複数のライン211〜213(閉弁動作のライン)を示している。なお、図11では、説明の便宜上、ライン211〜213間でエンジン回転数が一定であるとしている。つまり、各ライン211〜213の傾き(閉弁必要期間)は一定であるとしている。ライン211、ライン212、ライン213の順で目標EGR率が高くなっている。すなわち、ECU50は、目標EGR率が高くなるほど、閉弁開始角Xを遅角させている。これによれば、吸気行程中にEGRリッチガス通路25からタンブル生成ポート61に流入するEGRリッチガスの量が遅角した分だけ増加するので、図12に示すように、吸気行程終了時にタンブル生成ポート61内にEGRリッチガスgrichが少し残留する。そして、残留したEGRリッチガスgrichで、そのEGRリッチガスgrichに続く境界領域100に対する壁を作ることができる。別の言い方をすると、吸気弁15付近のEGR濃度を高濃度にすることができる。その結果、筒内13の吸気弁15付近のEGR濃度の低下を抑制でき、ひいては成層化の程度の低下を抑制できる。
Next, how to change the valve closing start timing (valve closing start angle) according to the target EGR rate will be described in detail. FIG. 11 shows an opening / closing transition line of the switching
なお、タンブル生成ポート61内に残留したEGRリッチガスgrichは、次回の吸気行程の前半にEGRリーンガスgleanと共に筒内13に吸入されることになるので、吸入されたEGRリーンガスgleanのEGR濃度が多少高くなる。しかしそれでも、閉弁開始角を固定とした場合に比べて、成層化の程度を向上できるという知見を本発明者は得ている。目標EGR率にかかわらず閉弁開始角を固定とした場合には、図6で説明したように、境界領域100により、筒内13の吸気弁15付近のEGR濃度が低下してしまい、ひいてはEGRリッチガスの層のEGR濃度が低下してしまう。加えて、目標EGR率が高くなった場合には、その目標EGR率を満足させるために、EGRリーンガスに含ませるEGR量を増加する必要があるので、目標EGR率が低い場合に比べて、EGRリーンガスの層のEGR濃度が高くなる。これらにより、閉弁開始角を固定とした場合には、目標EGR率が高くなると、EGRリーンガスとEGRリッチガスとのEGR濃度の差が小さくなってしまい、成層化の程度が低下してしまうと考えられる。
Since the EGR rich gas grich remaining in the
目標EGR率等の具体的な数値を例示して本発明と従来との閉弁開始角の制御の違いを説明する。なお、以下では、説明の便宜上、スワール生成ポート62からのEGRリーンガスの吸入が無いものとして説明する。例えば、目標EGR率が20%、タンブル生成ポート61から筒内13に吸入するEGRリーンガスとEGRリッチガスとの容積比を85%:15%で一定に制御したとする。本発明では、例えばEGRリーンガスを新気のみとし、EGRリッチガスをEGRガスのみとして、吸気行程の前半に総吸入量に対して85%のEGRリーンガス(新気のみ)を吸入し、後半に総吸入量に対して15%のEGRリッチガス(EGRガスのみ)を吸入する。これだけでは、目標EGR率20%に5%足りないので、本発明では、閉弁開始角を遅角させて、残り5%分のEGRリッチガスをタンブル生成ポート61に残留させる。この5%分のEGRリッチガスが次回の吸気行程の前半にEGRリーンガスと共に吸入されることで、最終的に目標EGR率20%を満足させている。
The difference in control of the valve closing start angle between the present invention and the prior art will be described by exemplifying specific numerical values such as the target EGR rate. In the following, for convenience of explanation, it is assumed that no EGR lean gas is sucked from the
また、例えば目標EGR率が10%で低い時にも吸気行程の前半に総吸入量に対して85%のEGRリーンガスを吸入し、後半に総吸入量に対して15%のEGRリッチガスを吸入するが、目標EGR率10%を満足させるために、EGRリッチガスに新気を混ぜる必要がある。この際にも閉弁開始角を遅角してタンブル生成ポート61にEGRリッチガスを残留させると、その残留したEGRリッチガスが混ざったEGRリーンガスの層と新気が混ざったEGRリッチガスの層との間でEGR濃度の差が小さくなってしまい、成層化の程度が低下してしまう。そのために、本発明では、目標EGR率が低い時には閉弁開始角の遅角量を小さくし、又は遅角させないようにしている。言い換えると、目標EGR率が高くなるほど閉弁開始角の遅角量を大きくしている。
For example, even when the target EGR rate is low at 10%, 85% of EGR lean gas is sucked in the first half of the intake stroke, and 15% of EGR rich gas is sucked in the second half of the total intake amount. In order to satisfy the target EGR rate of 10%, it is necessary to add fresh air to the EGR rich gas. Also in this case, if the EGR rich gas is left in the
これに対して、閉弁開始角を固定とした場合も、吸気行程の前半に総吸入量に対して85%のEGRリーンガスを吸入し、後半に総吸入量に対して15%のEGRリッチガスを吸入する。しかし、閉弁開始角を固定としているので、タンブル生成ポート61にはEGRリッチガスが残留されない。そのため、目標EGR率が20%の場合には、残り5%分のEGR量をEGRリーンガスに混ぜることで、最終的に目標EGR率20%を満足させる。また、目標EGR率が10%の場合には、EGRリッチガスに新気を混ぜることで、その目標EGR率10%を満足させている。以上が、本発明と従来(閉弁開始角を固定とした場合)の制御の違いである。
On the other hand, even when the valve closing start angle is fixed, 85% of the EGR lean gas is sucked in the first half of the intake stroke and 15% of the EGR rich gas is sucked in the second half. Inhale. However, since the valve closing start angle is fixed, no EGR rich gas remains in the
図11のように閉弁開始角を制御するために、メモリ51(図1参照)には、図13に示す閉弁開始角プロフィール302がマップ又は計算式として記憶されている。その閉弁開始角プロフィール302は、目標EGR率に応じて閉弁開始角がどのように変化するかを示している。詳細には、閉弁開始角プロフィール302は、所定の目標EGR率z1以下の低目標EGR率における閉弁開始角を基準開始角として、目標EGR率に対する基準開始角からの遅角量を閉弁開始補正角として示している。閉弁開始角プロフィール302では、目標EGR率が所定範囲内において目標EGR率が高くなるほど、閉弁開始補正角(遅角量)はプラス側(遅角側)に大きくなる。なお、目標EGR率に対してどの程度の閉弁開始補正角とするかは、例えば、筒内13でのEGRリッチガスの割合と目標EGR率との差(例えば目標EGR率が20%、筒内13でのEGRリッチガスの割合が15%の場合には、5%)の分のEGRリッチガスがタンブル生成ポート61に残留するように、閉弁開始補正角を定める。
In order to control the valve closing start angle as shown in FIG. 11, the valve closing
また、閉弁開始角プロフィール302においては、所定範囲の下限z1以下の範囲では、その下限z1における閉弁開始補正角(ゼロ)で一定になっている。このようにしているのは、下限z1での閉弁開始角(基準開始角)よりも進角させてしまうと、吸気行程終了時において、筒内13のEGRリッチガスの層の上にさらにEGRリーンガスの層が配置されてしまうおそれがあるからである。
Further, in the valve closing
さらに、閉弁開始角プロフィール302においては、所定範囲の上限z2以上の範囲では、その上限z2における閉弁開始補正角で一定になっている。このようにしているのは、目標EGR率が高くなったからといって無尽蔵に閉弁開始補正角を大きくしてしまうと、吸気行程終了時におけるタンブル生成ポート61に残留するEGRリッチガスが多くなりすぎてしまう(タンブル生成ポート61内のガスのEGR濃度が高くなりすぎてしまう)。そして、次回の吸気行程前半に吸入するEGRリーンガスのEGR濃度が高くなってしまい、成層化の程度が低下してしまうからである。
Further, in the valve closing
ECU50は、図13の閉弁開始角プロフィール302を参照して、今回の目標EGR率に対する閉弁開始補正角(遅角量)を算出し、閉弁開始角を、基準開始角から閉弁開始補正角の分だけ遅角させる。これによって、目標EGR率に応じて吸気弁15付近のガスの状態を最適にでき、成層化の程度の低下を抑えることができる。
The
ここで、図14は、本発明の目標EGR率の制御に関する効果を示した実験データである。詳細には、図14は、目標EGR率がある値の場合における、閉弁開始角Xをいくつか変化させたときの成層化の程度の変化を示しており、図14(A)は目標EGR率が図13の「中」と示した値での図、図14(B)は目標EGR率が図13の「やや低い」と示した値での図、図14(C)は目標EGR率が図13の「低い」と示した値での図である。図14(B)、(C)に示すように、目標EGR率が「低い」場合、「やや低い」場合には同じ閉弁開始角x3で成層化の程度が最も高くなっている。つまり、図14(B)、(C)は、目標EGR率が図13の下限z1以下の範囲では、目標EGR率が変化したとしても閉弁開始角は一定とするのが好ましいということを示している。 Here, FIG. 14 is experimental data showing the effect relating to the control of the target EGR rate of the present invention. Specifically, FIG. 14 shows a change in the degree of stratification when the valve closing start angle X is changed in the case where the target EGR rate is a certain value, and FIG. 14 (A) shows the target EGR. FIG. 14B is a diagram with a value indicated as “medium” in FIG. 13, FIG. 14B is a diagram with a target EGR rate indicated as “somewhat low” in FIG. 13, and FIG. 14C is a target EGR rate. FIG. 14 is a diagram at a value indicated as “low” in FIG. 13. As shown in FIGS. 14B and 14C, when the target EGR rate is “low” or “slightly low”, the degree of stratification is the highest at the same valve closing start angle x3. That is, FIGS. 14B and 14C show that the valve closing start angle is preferably constant even if the target EGR rate changes within the range where the target EGR rate is equal to or lower than the lower limit z1 in FIG. ing.
これに対して、図14(A)に示すように、目標EGR率が「中」の場合には、図14(B)、(C)の閉弁開始角x3よりも遅角した閉弁開始角x4で成層化の程度が最も高くなっている。この図14(A)は、目標EGR率が図13の下限z1と上限z2の範囲では、目標EGR率の増加により閉弁開始角を遅角させるとことで、成層化の程度を向上できることを示している。 On the other hand, as shown in FIG. 14 (A), when the target EGR rate is “medium”, the valve closing start delayed by the valve closing start angle x3 in FIGS. 14 (B) and 14 (C). The degree of stratification is highest at angle x4. FIG. 14A shows that when the target EGR rate is in the range between the lower limit z1 and the upper limit z2 in FIG. 13, the valve closing start angle is retarded by increasing the target EGR rate, so that the degree of stratification can be improved. Show.
ECU50は、エンジン回転数や目標EGR率に応じて切替バルブ37の閉弁開始時期(閉弁開始角)を制御しているが、具体的には例えば図15のフローチャートの処理を実行することで、切替バルブ37の制御を行う。この図15のフローチャートの処理は、例えばエンジン10(図1参照)が始動された時に開始され、エンジン10が停止するまで所定間隔おきに繰り替えし実行される。図15の処理を開始すると、先ず、ECU50はエンジン10の運転状況(エンジン回転数、目標EGR率、負荷など)を取得する(S1)。次に、S1で取得した運転状況に基づいて、筒内13においてEGRリーンガスとEGRリッチガスとの成層を行うか否かを判断する(S2)。具体的には、例えば、S1で取得した運転状況がスモークの排出量が多い運転状況である場合に成層を行うと判断し、スモークの排出量が少ない運転状況である場合には成層を行わないと判断する。また、例えば、法律によって、エンジンが特定の運転状況の場合にはスモークの排出量をある値以下にすることが定められているときには、S1で取得した運転状況が法律で定められた特定の運転状況の場合に、成層を行うと判断し、特定の運転状況以外の運転状況の場合には成層を行わないと判断しても良い。
The
成層を行わない場合には(S2:No)、ECU50は、切替バルブ37の切り替えを行わないで、切替バルブ37を閉状態(ERGリッチガス通路25が閉じた状態)に維持しつつ、吸気を行う(S7)。つまり、タンブル生成ポート61からはEGRリーンガスのみを筒内13に吸入し、成層を行わないようにする。その後、図15のフローチャートの処理を終了する。
When stratification is not performed (S2: No), the
成層を行う場合には(S2:Yes)、上述したように、図8の閉弁開始角プロフィール301を参照して、S1で取得したエンジン回転数に応じた閉弁開始補正角(基準開始角からの進角量)を算出する(S3)。なお、エンジン回転数では閉弁開始角の制御を行わない場合(目標EGR率のみで閉弁開始角の制御を行う場合)には、このS3の処理は省略される。
When stratification is performed (S2: Yes), as described above, the valve closing start angle 301 (reference start angle) corresponding to the engine speed acquired in S1 is referred to the valve closing
次に、図13の閉弁開始角プロフィール302を参照して、S1で取得した目標EGR率に応じた閉弁開始補正角(基準開始角からの遅角量)を算出する(S4)。なお、目標EGR率では閉弁開始角の制御を行わない場合(エンジン回転数のみで閉弁開始角の制御を行う場合)には、このS4の処理は省略される。なお、図8の閉弁開始補正角がゼロの場合における閉弁開始角(基準開始角)と、図13の閉弁開始補正角がゼロの場合における閉弁開始角(基準開始角)とは互いに同じ値に設定されている。
Next, with reference to the valve closing
次に、S3で算出した閉弁開始補正角(進角量)と、S4で算出した閉弁開始補正角(遅角量)とに基づいて閉弁開始角(閉弁開始時期)を算出する(S5)。S3で得られた閉弁開始補正角とS4で得られた閉弁開始補正角とは互いに符号(プラスマイナス)が反対になっているので、S5では、例えば、それら2つの閉弁開始補正角を足した値を最終的な閉弁開始補正角とする。そして、その最終的な閉弁開始補正角を基準開始角に加えることで、閉弁開始角を算出する。これによって、エンジン回転数と目標EGR率の両方を考慮した閉弁開始角を得ることができる。なお、エンジン回転数のみで閉弁開始角の制御を行う場合には、S5では、基準開始角からS3の閉弁開始補正角の分だけ進角させた閉弁開始角を算出する。また、目標EGR率のみで閉弁開始角の制御を行う場合には、S5では、基準開始角からS4の閉弁開始補正角の分だけ遅角させた閉弁開始角を算出する。 Next, the valve closing start angle (valve closing start timing) is calculated based on the valve closing start correction angle (advance amount) calculated in S3 and the valve closing start correction angle (retard amount) calculated in S4. (S5). Since the valve closing start correction angle obtained in S3 and the valve closing start correction angle obtained in S4 are opposite in sign (plus or minus), in S5, for example, these two valve closing start correction angles The value obtained by adding is the final valve closing start correction angle. Then, the valve closing start angle is calculated by adding the final valve closing start correction angle to the reference start angle. Thereby, it is possible to obtain a valve closing start angle in consideration of both the engine speed and the target EGR rate. When the valve closing start angle is controlled only by the engine speed, in S5, the valve closing start angle advanced from the reference start angle by the valve closing start correction angle in S3 is calculated. Further, when the valve closing start angle is controlled only with the target EGR rate, in S5, the valve closing start angle delayed by the valve closing start correction angle in S4 from the reference start angle is calculated.
次に、図3の開閉推移のように切替バルブ37の切り替えを行って吸気行程の前半にEGRリーンガスを吸入し、後半にEGRリッチガスを吸入する(S6)。この際、S5で算出した閉弁開始角で切替バルブ37の閉弁動作を開始する(S6)。これによって、上述したように、吸気行程終了時の吸気弁15付近のガスの状態をエンジン回転数や目標EGR率に応じて最適にでき、ひいては成層化の程度を向上できる。S6の後、図15のフローチャートの処理を終了する。
Next, the switching
以上説明したように、本実施形態では、吸気行程中における切替バルブの閉弁開始時期をエンジン回転数や目標EGR率に応じて変化させるので、閉弁開始時期を固定とした場合に比べて、成層化の程度を向上できる。 As described above, in this embodiment, since the valve closing start timing of the switching valve during the intake stroke is changed according to the engine speed and the target EGR rate, compared with the case where the valve closing start timing is fixed, The degree of stratification can be improved.
(第2実施形態)
次に、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の第2実施形態を第1実施形態と異なる部分を中心にして説明する。本実施形態は、吸気行程の前半にEGRリッチガスを吸入し、後半にEGRリーンガスを吸入する実施形態である。本実施形態の内燃機関の吸気制御装置の構成は、第1実施形態の構成(図1、図2)と同じである。ECU50による切替バルブ37の制御が第1実施形態と異なっている。すなわち、ECU50は、吸気行程の前半に予め定めた量(容積)のEGRリッチガスを筒内13に吸入し、吸気行程の後半に予め定めた量(容積)のEGRリーンガスを筒内13に吸入するように、切替バルブ37を制御している。
(Second Embodiment)
Next, a description will be given of a second embodiment of an intake air control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, focusing on differences from the first embodiment. In the present embodiment, EGR rich gas is sucked in the first half of the intake stroke, and EGR lean gas is sucked in the second half. The configuration of the intake control device for an internal combustion engine of the present embodiment is the same as the configuration of the first embodiment (FIGS. 1 and 2). The control of the switching
ここで、図16は、図3と同様の図であり、本実施形態における切替バルブ37の開閉推移を示している。図16に示すように、排気行程の途中の時点75までは、切替バルブ37を開状態(開弁)にしている。よって、この時点75までは、EGRリッチガス通路25がタンブル生成ポート61(共通通路28)に開通し、タンブル生成ポート61はEGRリッチガスで満たされる。ECU50は、図16の時点75から切替バルブ37の閉弁を開始し、吸気行程に入る前の時点76には切替バブル37を全閉にさせる。図17は、本実施形態における吸気行程開始から吸気行程終了までの各時点における各通路25、27、61に配置されるガスを示している。図17(A)は、切替バルブ37が全閉になった時点76の状態を示している。図17(A)に示すように、時点76では、タンブル生成ポート61がEGRリッチガスgrichで満たされるとともに、そのEGRリッチガスgrichの上流端に続く形でEGRリーンガスgleanが配置される。
Here, FIG. 16 is the same diagram as FIG. 3 and shows the opening and closing transition of the switching
その後、吸気行程に入ると、予めタンブル生成ポート61に満たされたEGRリッチガスgrichが筒内13に吸入され、そのEGRリッチガスgrichの吸入が完了すると、続いてEGRリーンガスgleanが筒内13に吸入される。図16に示すように、ECU50は、吸気行程中に切替バルブ37を開弁させる。図17(B)は、吸気行程中における切替バルブ37が全開した時点78(図16参照)の状態を示している。図17(B)に示すように、切替バルブ37が全開されたことで、EGRリッチガス通路25が開通し、EGRリーンガスgleanの上流端に続く形でEGRリッチガスgrichが共通通路28を流れ始める。
Thereafter, when the intake stroke is started, the EGR rich gas grich previously filled in the
図17(C)は、吸気行程終了時(圧縮行程開始時)の状態を示している。図17(C)に示すように、吸気行程終了時では、筒内13の下部131にEGRリッチガスgrichが配置され、上部132にEGRリーンガスgleanが配置される。また、タンブル生成ポート61には、次回の吸気行程の前半に吸入されるEGRリッチガスgrichが配置される。
FIG. 17C shows a state at the end of the intake stroke (at the start of the compression stroke). As shown in FIG. 17C, at the end of the intake stroke, the EGR rich gas grich is disposed in the
このように、吸気行程終了時にEGRリッチガス、EGRリーンガスを図17(C)のように層状に配置することで、圧縮行程の終盤では、筒内13の中央部にEGRリーンガス、筒内13の外周の底面側にEGRリッチガスを層状に配置できる。
Thus, by arranging the EGR rich gas and the EGR lean gas in layers as shown in FIG. 17C at the end of the intake stroke, the EGR lean gas and the outer periphery of the
ところが、第1実施形態で説明したように、吸気弁15付近の境界領域100(EGRリーンガスとEGRリッチガスとが混合された領域。図17(C)参照)の影響で、成層化の程度が低下することがある。本実施形態では、ECU50は、エンジン回転数や目標EGR率に応じて切替バルブ37の開弁開始時期W(図16の時点77)を変化させることで、成層化の程度が低下することを抑制している。先ず、エンジン回転数に応じて具体的に開弁開始時期をどのように変化させるかについて説明する。
However, as described in the first embodiment, the degree of stratification is reduced due to the influence of the boundary region 100 (region where EGR lean gas and EGR rich gas are mixed; see FIG. 17C) near the
図18は、図16と同様に切替バルブ37の開閉推移のラインを示しており、詳細には、エンジン回転数に応じた複数の開弁動作のライン214〜216を示している。ライン214、ライン215、ライン216の順でエンジン回転数が高くなっている。このように、ECU50は、第1実施形態と同様に、エンジン回転数が高くなるほど、切替バルブ37の開弁開始角Wを進角させている。この際、ECU50は、開弁中間角Y’(開弁開始角と開弁完了角を足して2で割ったクランク角)が一定となるように、エンジン回転数に応じて開弁開始角Wを設定している。このようにするのは第1実施形態と同じ理由のためである。
FIG. 18 shows lines for opening / closing transitions of the switching
メモリ51(図1参照)には、図8の閉弁開始角プロフィール301と同様に推移する開弁開始角プロフィール(図8において、閉弁開始補正角を開弁開始補正角に変更したプロフィール)が記憶されている。ECU50は、その開弁開始角プロフィールを参照して、今回のエンジン回転数に対する開弁開始補正角を算出し、開弁開始角を、基準開始角から開弁開始角の分だけ進角させる。これによって、吸気行程終了時の境界領域100(図17(C)参照)を、エンジン回転数に応じて最適の位置に配置でき、ひいては成層化の程度の低下を抑えることができる。
In the memory 51 (see FIG. 1), the valve opening start angle profile that changes in the same manner as the valve closing
次に、目標EGR率に応じて具体的に開弁開始時期(開弁開始角)をどのように変化させるかについて説明する。図19は、図16と同様に切替バルブ37の開閉推移のラインを示しており、詳細には、目標EGR率に応じた複数の開弁動作のライン217〜219を示している。ライン217、ライン218、ライン219の順で目標EGR率が高くなっている。このように、ECU50は、第1実施形態とは反対に、目標EGR率が高くなるほど、切替バルブ37の開弁開始角Wを進角させている。以下、このようにする理由を説明する。第1実施形態では、目標EGR率が高くなるほど閉弁開始角を遅角させ、吸気行程終了時のタンブル生成ポート61内のEGR濃度を高くする(タンブル生成ポート61にEGRリッチガスを残留させる)ことで、成層化の程度の低下を抑えていた。つまり、第1実施形態の知見によれば、目標EGR率が高くなるほど吸気行程終了時のタンブル生成ポート61内のEGR濃度を高くすることで、成層化の程度の低下を抑えることができる。
Next, how the valve opening start timing (valve opening start angle) is specifically changed according to the target EGR rate will be described. FIG. 19 shows lines for opening / closing transitions of the switching
この第1実施形態の知見を第2実施形態に当てはめると、目標EGR率が高くなるほど、切替バルブ37の開弁開始角Wを進角させる制御となる。すなわち、切替バルブ37の開弁開始角Wを進角させると、進角させた分だけ早めにEGRリッチガス通路25が開通し(早めにEGRリーンガス通路27が閉鎖し)、タンブル生成ポート61を流れるEGRリッチガスの量が増えるので(EGRリーンガスの量が減るので)、吸気行程終了時の吸気弁15付近のEGR濃度が高くなる。これによって、上記知見により成層化の程度の低下を抑制できる。
When the knowledge of the first embodiment is applied to the second embodiment, the valve opening start angle W of the switching
図19のように開弁開始角を制御するために、メモリ51には、図20に示す開弁開始角プロフィール303がマップ又は計算式として記憶されている。その開弁開始角プロフィール303は、目標EGR率に応じて開弁開始角がどのように変化するかを示している。開弁開始角プロフィール303では、目標EGR率が所定範囲内(目標EGR率がz3からz4の範囲内)において目標EGR率が高くなるほど、開弁開始補正角(進角量)はマイナス側(進角側)に大きくなる。
In order to control the valve opening start angle as shown in FIG. 19, the
また、開弁開始角プロフィール303においては、所定範囲の下限z3以下の範囲では、その下限z3における開弁開始補正角(ゼロ)で一定になっている。このようにしているのは、下限z3での開弁開始角(基準開始角)よりも遅角させてしまうと、吸気行程終了時におけるタンブル生成ポート61内のガスのEGR濃度が低くなりすぎてしまう。そして、次回の吸気行程前半に吸入するEGRリッチガスのEGR濃度が低くなってしまい、成層化の程度が低下してしまうからである。
Further, in the valve opening
また、開弁開始角プロフィール303においては、所定範囲の上限z2以上の範囲では、その上限z4における開弁開始補正角で一定になっている。このようにしているのは、上限z4での開弁開始角よりも進角させてしまうと、吸気行程終了時において、筒内13のEGRリーンガスの層の上にさらにEGRリッチガスの層が配置されてしまうおそれがあるからである。
Further, in the valve opening
ECU50は、図20の開弁開始角プロフィール303を参照して、今回の目標EGR率に対する開弁開始補正角(進角量)を算出し、開弁開始角を、基準開始角から開弁開始補正角の分だけ進角させる。これによって、目標EGR率に応じて吸気弁15付近のガスの状態を最適にでき、成層化の程度の低下を抑えることができる。
The
ECU50は、第1実施形態と同様に、例えば図15のフローチャートの処理にしたがって、切替バルブ37の制御を行う。この際、S3で得られる開弁開始補正角と、S4で得られる開弁開始補正角はどちらも基準開始角からの進角量であるので、S5では、例えば、それら2つの開弁開始補正角の平均値(足して2で割った値)を最終的な開弁開始補正角として算出する。そして、基準開始角にその最終的な開弁開始補正角を加えることで、開弁開始角を算出する(S5)。
As in the first embodiment, the
その後、図16の開閉推移のように切替バルブ37の切り替えを行って吸気行程の前半にEGRリッチガスを吸入し、後半にEGRリーンガスを吸入する(S6)。この際、S5で算出した開弁開始角で切替バルブ37の開弁動作を開始する(S6)。これによって、上述したように、吸気行程終了時の吸気弁15付近のガスの状態をエンジン回転数や目標EGR率に応じて最適にでき、ひいては成層化の程度を向上できる。
Thereafter, the switching
以上説明したように、EGRリッチガスとEGRリーンガスの吸入順を第1実施形態から逆転させたとしても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, even when the suction order of the EGR rich gas and the EGR lean gas is reversed from that of the first embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
なお、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では切替バルブを3方弁で構成した例を説明したが、EGRリッチガス通路、EGRリーンガス通路のそれぞれにシャッター弁、バタフライ弁等の2方弁を設け、それら2方弁で、タンブル生成ポートに開通する通路をEGRリッチガス通路とEGRリーンガス通路との間で切り替えるようにしても良い。例えば、タンブル生成ポートにEGRリーンガスを流すときには、EGRリーンガス通路に設けられた2方弁を開弁し、EGRリッチガス通路に設けられた2方弁を閉弁する。反対に、タンブル生成ポートにEGRリッチガスを流すときには、EGRリーンガス通路に設けられた2方弁を閉弁し、EGRリッチガス通路に設けられた2方弁を開弁する。このように、切替バルブを2方弁で構成しても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。 The intake control device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, an example in which the switching valve is configured by a three-way valve has been described. However, a two-way valve such as a shutter valve and a butterfly valve is provided in each of the EGR rich gas passage and the EGR lean gas passage. The passage opened to the tumble generation port may be switched between the EGR rich gas passage and the EGR lean gas passage. For example, when flowing EGR lean gas through the tumble generation port, the two-way valve provided in the EGR lean gas passage is opened, and the two-way valve provided in the EGR rich gas passage is closed. On the other hand, when the EGR rich gas is allowed to flow through the tumble generation port, the two-way valve provided in the EGR lean gas passage is closed and the two-way valve provided in the EGR rich gas passage is opened. Thus, even if the switching valve is configured by a two-way valve, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
また、上記実施形態では、スワール生成ポートとタンブル生成ポートの2つの吸気ポートを備えたシステムに本発明を適用した例を説明したが、1つの吸気ポートしか備えていないシステムにも本発明を適用できる。また、EGR成層化の程度を向上できスモークの排出量の低減効果があるのであれば、スワール生成ポート側に切替バルブを設け、スワール生成ポートからEGRリーンガスとEGRリッチガスとを交互に吸入するようにしても良い。また、タンブル生成ポート側とスワール生成ポート側の両方に切替バルブを設け、タンブル生成ポート、スワール生成ポートの両方からEGRリーンガスとEGRリッチガスとを交互に吸入するようにしても良い。 In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a system having two intake ports, a swirl generation port and a tumble generation port, has been described. However, the present invention is also applied to a system having only one intake port. it can. In addition, if the degree of EGR stratification can be improved and there is an effect of reducing smoke emission, a switching valve is provided on the swirl generation port side so that EGR lean gas and EGR rich gas are alternately sucked from the swirl generation port. May be. Further, a switching valve may be provided on both the tumble generation port side and the swirl generation port side so that EGR lean gas and EGR rich gas are alternately sucked from both the tumble generation port and the swirl generation port.
また、上記実施形態では内燃機関としてディーゼルエンジンのシステムに本発明を適用した例を説明したが、ガソリンエンジンのシステムに本発明を適用しても良い。また、本発明は、EGRリーンガス、EGRリッチガス以外のガス(例えば、特許文献1のように、EGRガス/空気と燃料との混合気)を交互に吸入するシステムにも適用できる。 Moreover, although the example which applied this invention to the system of the diesel engine as an internal combustion engine was demonstrated in the said embodiment, you may apply this invention to the system of a gasoline engine. The present invention can also be applied to a system that alternately inhales gas other than EGR lean gas and EGR rich gas (for example, a mixture of EGR gas / air and fuel as in Patent Document 1).
10 ディーゼルエンジン
13 筒内
50 ECU
25 EGRリッチガス通路
27 EGRリーンガス通路
37 切替バルブ
61 タンブル生成ポート
10
25 EGR
Claims (11)
吸気行程の前半に前記吸気ポートから前記内燃機関の筒内(13)に前記第1ガスを吸入し、吸気行程の後半に前記吸気ポートから前記第2ガスを前記筒内に吸入するように前記切替手段を制御する切替制御手段(50)とを備え、
前記切替制御手段は、吸気行程中に前記切替手段を、前記第2通路が前記吸気ポートに開通した第2通路状態から前記第1通路が前記吸気ポートに開通した第1通路状態となるように切り替え、その切替時期を、前記内燃機関の回転数の増加により進角させ、
前記第1ガスと前記第2ガスの一方は、前記内燃機関の排気系から吸気系に還流されるEGRガスの濃度が希薄なEGRリーンガスであり、他方は、前記EGRガスの濃度が濃厚なEGRリッチガスであり、
前記第2通路状態から前記第1通路状態への前記切替手段の切替動作を開始する時のクランク角である開始角と、その切替動作が完了した時のクランク角である完了角の中間のクランク角がどの前記内燃機関の回転数であっても一定になるように定められた、前記内燃機関の回転数と前記開始角との第1関係(301)を記憶する第1の関係記憶手段(51)を備え、
前記切替制御手段は、前記第1関係に基づいて今回の前記内燃機関の回転数に対する前記開始角を算出する第1算出手段(S3)を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。 A first passage through which a first gas flows and a second passage through which a second gas different from the first gas flows are provided upstream of the intake port (61) of the internal combustion engine (10) and open to the intake port. Switching means (37) for switching between,
The first gas is sucked into the cylinder (13) of the internal combustion engine from the intake port in the first half of the intake stroke, and the second gas is sucked into the cylinder from the intake port in the second half of the intake stroke. Switching control means (50) for controlling the switching means,
The switching control means changes the switching means during an intake stroke from a second passage state where the second passage is opened to the intake port to a first passage state where the first passage is opened to the intake port. Switching, the switching timing is advanced by an increase in the rotational speed of the internal combustion engine ,
One of the first gas and the second gas is an EGR lean gas with a low concentration of EGR gas recirculated from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system, and the other is an EGR with a high concentration of the EGR gas. Rich gas,
A crank intermediate between a start angle that is a crank angle when the switching operation of the switching means from the second passage state to the first passage state is started and a completion angle that is a crank angle when the switching operation is completed First relation storage means for storing a first relation (301) between the rotational speed of the internal combustion engine and the start angle, which is determined to be constant regardless of the rotational speed of the internal combustion engine. 51)
The intake control device for an internal combustion engine, wherein the switching control means includes first calculation means (S3) for calculating the start angle with respect to the current rotational speed of the internal combustion engine based on the first relationship .
吸気行程の前半に前記吸気ポートから前記内燃機関の筒内(13)に前記第1ガスを吸入し、吸気行程の後半に前記吸気ポートから前記第2ガスを前記筒内に吸入するように前記切替手段を制御する切替制御手段(50)とを備え、 The first gas is sucked into the cylinder (13) of the internal combustion engine from the intake port in the first half of the intake stroke, and the second gas is sucked into the cylinder from the intake port in the second half of the intake stroke. Switching control means (50) for controlling the switching means,
前記切替制御手段は、吸気行程中に前記切替手段を、前記第2通路が前記吸気ポートに開通した第2通路状態から前記第1通路が前記吸気ポートに開通した第1通路状態となるように切り替え、その切替時期を、目標EGR率の増加により遅角させ、 The switching control means changes the switching means during an intake stroke from a second passage state where the second passage is opened to the intake port to a first passage state where the first passage is opened to the intake port. Switch, delay the switch timing by increasing the target EGR rate,
前記第1ガスは、前記内燃機関の排気系から吸気系に還流されるEGRガスの濃度が希薄なEGRリーンガスであり、前記第2ガスは、前記EGRガスの濃度が濃厚なEGRリッチガスであり、 The first gas is an EGR lean gas with a low concentration of EGR gas recirculated from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system, and the second gas is an EGR rich gas with a high concentration of the EGR gas,
前記第2通路状態から前記第1通路状態への前記切替手段の切替動作を開始する時のクランク角である開始角が、目標EGR率が所定範囲内では目標EGR率が増加するにしたがって遅角し、前記所定範囲の上限以上の範囲ではその上限における前記開始角で一定となり、前記所定範囲の下限以下の範囲ではその下限における前記開始角で一定となるように定められた、目標EGR率と前記開始角との第2関係(302)を記憶する第2の関係記憶手段(51)を備え、 The start angle, which is the crank angle when starting the switching operation of the switching means from the second passage state to the first passage state, is retarded as the target EGR rate increases when the target EGR rate is within a predetermined range. A target EGR rate determined to be constant at the start angle at the upper limit in a range equal to or higher than the upper limit of the predetermined range, and constant at the start angle at the lower limit in a range equal to or lower than the lower limit of the predetermined range A second relationship storage means (51) for storing a second relationship (302) with the start angle;
前記切替制御手段は、前記第2関係に基づいて今回の目標EGR率に対する前記開始角を算出する第2算出手段(S4)を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。 The intake control device for an internal combustion engine, wherein the switching control means includes second calculation means (S4) for calculating the start angle with respect to the current target EGR rate based on the second relationship.
吸気行程の前半に前記吸気ポートから前記内燃機関の筒内(13)に前記第1ガスを吸入し、吸気行程の後半に前記吸気ポートから前記第2ガスを前記筒内に吸入するように前記切替手段を制御する切替制御手段(50)とを備え、 The first gas is sucked into the cylinder (13) of the internal combustion engine from the intake port in the first half of the intake stroke, and the second gas is sucked into the cylinder from the intake port in the second half of the intake stroke. Switching control means (50) for controlling the switching means,
前記切替制御手段は、吸気行程中に前記切替手段を、前記第2通路が前記吸気ポートに開通した第2通路状態から前記第1通路が前記吸気ポートに開通した第1通路状態となるように切り替え、その切替時期を、目標EGR率の増加により進角させ、 The switching control means changes the switching means during an intake stroke from a second passage state where the second passage is opened to the intake port to a first passage state where the first passage is opened to the intake port. Switch, and advance the switch timing by increasing the target EGR rate,
前記第1ガスは、前記内燃機関の排気系から吸気系に還流されるEGRガスの濃度が濃厚なEGRリッチガスであり、前記第2ガスは、前記EGRガスの濃度が希薄なEGRリーンガスであり、 The first gas is an EGR rich gas with a high concentration of EGR gas recirculated from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system, and the second gas is an EGR lean gas with a low concentration of the EGR gas,
前記第2通路状態から前記第1通路状態への前記切替手段の切替動作を開始する時のクランク角である開始角が、目標EGR率が所定範囲内では目標EGR率が増加するにしたがって進角し、前記所定範囲の上限以上の範囲ではその上限における前記開始角で一定となり、前記所定範囲の下限以下の範囲ではその下限における前記開始角で一定となるように定められた、目標EGR率と前記開始角との第2関係(303)を記憶する第2の関係記憶手段(51)を備え、 The start angle, which is the crank angle when starting the switching operation of the switching means from the second passage state to the first passage state, is advanced as the target EGR rate increases when the target EGR rate is within a predetermined range. A target EGR rate determined to be constant at the start angle at the upper limit in a range equal to or higher than the upper limit of the predetermined range, and constant at the start angle at the lower limit in a range equal to or lower than the lower limit of the predetermined range A second relationship storage means (51) for storing a second relationship (303) with the start angle;
前記切替制御手段は、前記第2関係に基づいて今回の目標EGR率に対する前記開始角を算出する第2算出手段(S4)を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。 The intake control device for an internal combustion engine, wherein the switching control means includes second calculation means (S4) for calculating the start angle with respect to the current target EGR rate based on the second relationship.
吸気行程の前半に前記吸気ポートから前記内燃機関の筒内(13)に前記第1ガスを吸入し、吸気行程の後半に前記吸気ポートから前記第2ガスを前記筒内に吸入するように前記切替手段を制御する切替制御手段(50)とを備え、 The first gas is sucked into the cylinder (13) of the internal combustion engine from the intake port in the first half of the intake stroke, and the second gas is sucked into the cylinder from the intake port in the second half of the intake stroke. Switching control means (50) for controlling the switching means,
前記切替制御手段は、吸気行程中に前記切替手段を、前記第2通路が前記吸気ポートに開通した第2通路状態から前記第1通路が前記吸気ポートに開通した第1通路状態となるように切り替え、その切替時期を、前記内燃機関の回転数と目標EGR率の少なくとも一方に応じて変化させ、 The switching control means changes the switching means during an intake stroke from a second passage state where the second passage is opened to the intake port to a first passage state where the first passage is opened to the intake port. Switching, the switching timing is changed according to at least one of the rotational speed of the internal combustion engine and the target EGR rate,
前記第1ガスと前記第2ガスの一方は、前記内燃機関の排気系から吸気系に還流されるEGRガスの濃度が希薄なEGRリーンガスであり、他方は、前記EGRガスの濃度が濃厚なEGRリッチガスであり、 One of the first gas and the second gas is an EGR lean gas with a low concentration of EGR gas recirculated from the exhaust system of the internal combustion engine to the intake system, and the other is an EGR with a high concentration of the EGR gas. Rich gas,
前記内燃機関の回転数が基準回転数、かつ、目標EGR率が基準EGR率であるときの、前記第2通路状態から前記第1通路状態への前記切替手段の切替動作を開始する時のクランク角である開始角を基準開始角として、 Crank when starting the switching operation of the switching means from the second passage state to the first passage state when the rotation speed of the internal combustion engine is the reference rotation speed and the target EGR rate is the reference EGR rate With the start angle that is an angle as the reference start angle,
前記切替制御手段は、前記基準回転数からの前記内燃機関の回転数の増加により前記基準開始角から進角させ、かつ、前記第1ガスが前記EGRリーンガスである場合は前記基準EGR率からの目標EGR率の増加により前記基準開始角から遅角させ、前記第1ガスが前記EGRリッチガスである場合は前記基準EGR率からの目標EGR率の増加により前記基準開始角から進角させた前記開始角を算出する開始角算出手段(S3〜S5)を備え、 The switching control means is advanced from the reference start angle by an increase in the rotational speed of the internal combustion engine from the reference rotational speed, and from the reference EGR rate when the first gas is the EGR lean gas. The start delayed from the reference start angle by increasing the target EGR rate, and advanced from the reference start angle by increasing the target EGR rate from the reference EGR rate when the first gas is the EGR rich gas Starting angle calculating means (S3 to S5) for calculating the angle;
前記切替制御手段(S6)は、前記開始角算出手段が算出した開始角で前記切替手段の切替動作を開始することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。 The intake control device for an internal combustion engine, wherein the switching control means (S6) starts the switching operation of the switching means at the start angle calculated by the start angle calculating means.
前記切替制御手段は、目標EGR率の増加により前記切替時期を遅角させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御装置。 The first gas is the EGR lean gas, the second gas is the EGR rich gas,
The intake control device for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein the switching control means retards the switching timing by an increase in a target EGR rate.
前記切替制御手段は、目標EGR率の増加により前記切替時期を進角させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御装置。 The first gas is the EGR rich gas, the second gas is the EGR lean gas,
The intake control device for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein the switching control means advances the switching timing by an increase in a target EGR rate.
前記切替制御手段は、前記第2関係に基づいて今回の目標EGR率に対する前記開始角を算出する第2算出手段(S4)を備えることを特徴とする請求項5又は6に記載の内燃機関の吸気制御装置。 The start angle, which is the crank angle when starting the switching operation of the switching means from the second passage state to the first passage state, is retarded as the target EGR rate increases when the target EGR rate is within a predetermined range. Alternatively, the target is determined to be advanced and constant at the start angle at the upper limit in the range above the upper limit of the predetermined range, and constant at the start angle at the lower limit in the range below the lower limit of the predetermined range. A second relationship storage means (51) for storing a second relationship (302, 303) between the EGR rate and the start angle;
The internal combustion engine according to claim 5 or 6, wherein the switching control means includes second calculation means (S4) for calculating the start angle with respect to the current target EGR rate based on the second relationship. Intake control device.
前記切替制御手段は、前記基準回転数からの前記内燃機関の回転数の増加により前記基準開始角から進角させ、かつ、前記第1ガスが前記EGRリーンガスである場合は前記基準EGR率からの目標EGR率の増加により前記基準開始角から遅角させ、前記第1ガスが前記EGRリッチガスである場合は前記基準EGR率からの目標EGR率の増加により前記基準開始角から進角させた前記開始角を算出する開始角算出手段(S3〜S5)を備え、
前記切替制御手段(S6)は、前記開始角算出手段が算出した開始角で前記切替手段の切替動作を開始することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の吸気制御装置。 Crank when starting the switching operation of the switching means from the second passage state to the first passage state when the rotation speed of the internal combustion engine is the reference rotation speed and the target EGR rate is the reference EGR rate With the start angle that is an angle as the reference start angle,
The switching control means is advanced from the reference start angle by an increase in the rotational speed of the internal combustion engine from the reference rotational speed, and from the reference EGR rate when the first gas is the EGR lean gas. The start delayed from the reference start angle by increasing the target EGR rate, and advanced from the reference start angle by increasing the target EGR rate from the reference EGR rate when the first gas is the EGR rich gas Starting angle calculating means (S3 to S5) for calculating the angle;
The intake control device for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein the switching control means (S6) starts the switching operation of the switching means at the start angle calculated by the start angle calculating means.
前記第1ガスが前記EGRリーンガスである場合は目標EGR率が増加するにしたがって前記開始角が遅角するように、前記第1ガスが前記EGRリッチガスである場合は目標EGR率が増加するにしたがって前記開始角が進角するように定められた、目標EGR率と前記開始角との第2関係(302、303)を記憶する第2の関係記憶手段(51)を備え、
前記開始角算出手段は、
前記基準回転数からの前記内燃機関の回転数の増加量に応じた前記基準開始角からの前記開始角の進角量を前記第1関係に基づいて算出する第1算出手段(S3)と、
前記基準EGR率からの目標EGR率の増加量に応じた前記基準開始角からの前記開始角の遅角量又は進角量を前記第2関係に基づいて算出する第2算出手段(S4)と、
前記第1算出手段が算出した進角量である第1補正値と、前記第2算出手段が算出した遅角量又は進角量である第2補正値の両者を反映した値を最終補正値として算出する第3算出手段(S5)とを備え、
前記切替制御手段(S6)は、前記基準開始角に前記最終補正値を加えた前記開始角で前記切替手段の切替動作を開始することを特徴とする請求項8に記載の内燃機関の吸気制御装置。 The first relationship is determined such that the start angle advances as the rotational speed of the internal combustion engine increases .
When the first gas is the EGR lean gas, the start angle is retarded as the target EGR rate increases. When the first gas is the EGR rich gas, the target EGR rate is increased. Second relationship storage means (51 ) for storing a second relationship (302, 303) between the target EGR rate and the start angle, which is determined so that the start angle is advanced,
The start angle calculation means includes
First calculation means (S3) for calculating an advance amount of the start angle from the reference start angle in accordance with an increase amount of the rotation speed of the internal combustion engine from the reference rotation speed based on the first relationship;
Second calculating means (S4) for calculating a retard amount or an advance amount of the start angle from the reference start angle according to the increase amount of the target EGR rate from the reference EGR rate based on the second relationship; ,
A value that reflects both the first correction value that is the advance amount calculated by the first calculation means and the second correction value that is the retardation amount or advance amount calculated by the second calculation means is the final correction value. Third calculation means (S5) for calculating as
The intake control of the internal combustion engine according to claim 8, wherein the switching control means (S6) starts the switching operation of the switching means at the start angle obtained by adding the final correction value to the reference start angle. apparatus.
前記EGRリッチガスは、EGRガスのみ又はEGRガスに新気を加えたガスであり、
目標EGR率にするように、前記EGRリーンガスに加えるEGRガスの量の調整と前記EGRリッチガスに加える新気の量の調整の少なくとも一方を行うガス量調整手段(50、34、35、36)を備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の内燃機関の吸気制御装置。 The EGR lean gas is fresh air only or a gas obtained by adding EGR gas to fresh air,
The EGR rich gas is a gas obtained by adding only fresh EGR gas or EGR gas,
Gas amount adjusting means (50, 34, 35, 36) that performs at least one of adjustment of the amount of EGR gas added to the EGR lean gas and adjustment of the amount of fresh air added to the EGR rich gas so as to achieve the target EGR rate. The intake control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, further comprising:
Priority Applications (2)
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