JP2005214040A - Controller of internal combustion engine - Google Patents

Controller of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2005214040A
JP2005214040A JP2004020084A JP2004020084A JP2005214040A JP 2005214040 A JP2005214040 A JP 2005214040A JP 2004020084 A JP2004020084 A JP 2004020084A JP 2004020084 A JP2004020084 A JP 2004020084A JP 2005214040 A JP2005214040 A JP 2005214040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas flow
swirl
tumble
control valve
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004020084A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Tomita
全幸 富田
Yuichi Iriya
祐一 入矢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2004020084A priority Critical patent/JP2005214040A/en
Publication of JP2005214040A publication Critical patent/JP2005214040A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce HC and activate a catalyst by increasing the temperature of exhaust gas by promoting after-burning when an engine is cold and reduce HC and improve fuel consumption after the engine is heated. <P>SOLUTION: When the engine is cold (before the catalyst is activated), a tumble flow is generated in a cylinder and an ignition timing is retarded more than MBT. After the engine is heated, a swirl flow is generated in the cylinder, and the ignition timing is set to the MBT. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に筒内ガス流動の最適な制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to an optimal control device for in-cylinder gas flow.

特許文献1には、エンジン温度が低い時には筒内ガス流動を周方向のスワール成分の大きいものとし、エンジン温度が高い時には筒内ガス流動をシリンダ軸方向のタンブル成分の大きいものとすることが記載されている。
詳しくは、機関の冷機時に、スワール流を用いることで、燃焼室周縁に濃い混合気を分布させ、排気行程で未燃ガスが多量に排気系に流れ、後燃えが生じて、酸化が促進され、また、排気温度の上昇により触媒の暖機が促進され、その結果、HCが低減される旨記載されている。
Patent Document 1 describes that when the engine temperature is low, the in-cylinder gas flow has a large swirl component in the circumferential direction, and when the engine temperature is high, the in-cylinder gas flow has a large tumble component in the cylinder axial direction. Has been.
Specifically, by using a swirl flow when the engine is cold, a rich air-fuel mixture is distributed around the periphery of the combustion chamber, and a large amount of unburned gas flows into the exhaust system during the exhaust stroke, resulting in afterburning and promoting oxidation. Further, it is described that the warming-up of the catalyst is promoted by the rise of the exhaust temperature, and as a result, HC is reduced.

また、暖機後に、タンブル流を用いることで、それが圧縮上死点付近で崩壊することによって筒内ガス流動に大きな乱れが生じ、そのため燃焼速度が大きくなって燃焼安定性が向上する旨記載されている。
特開平6−193456号公報
In addition, it is described that by using the tumble flow after warming up, the cylinder gas flow is greatly disturbed by collapsing near the compression top dead center, thereby increasing the combustion speed and improving the combustion stability. Has been.
JP-A-6-193456

しかしながら、機関の冷機時は、燃焼室や排気管の温度が低いことから、スワール流による後燃え効果を十分に得るのが困難である。また、後燃えを生じさせるには、点火時期遅角が有効であるが、点火時期をより大きく遅角させるためには、燃焼安定性を向上させることが必要であり、スワール流では、タンブル流ほど、燃焼安定性を向上させることができない。   However, when the engine is cold, the temperature of the combustion chamber and the exhaust pipe is low, so that it is difficult to sufficiently obtain the afterburning effect by the swirl flow. In order to cause afterburning, ignition timing retardation is effective, but in order to retard ignition timing more greatly, it is necessary to improve combustion stability. The combustion stability cannot be improved as much.

その一方、機関の暖機後は、そもそも燃焼安定性が良いため、燃焼改善はさほど重要ではなく、HC低減を重視すべきである。
本発明は、このような実状に鑑み、筒内ガス流動をより最適に制御することを目的とする。
On the other hand, after the engine is warmed up, the combustion stability is good in the first place, so improvement in combustion is not so important, and HC reduction should be emphasized.
In view of such a situation, an object of the present invention is to more optimally control the in-cylinder gas flow.

このため、本発明は、機関の冷機時は、筒内ガス流動をタンブル成分の大きいガス流動とし、暖機後は、筒内ガス流動をスワール成分の大きいガス流動とする構成とする。   Therefore, the present invention is configured such that when the engine is cold, the in-cylinder gas flow is a gas flow with a large tumble component, and after warm-up, the in-cylinder gas flow is a gas flow with a large swirl component.

本発明によれば、機関の冷機時は、筒内ガス流動をタンブル成分の大きいガス流動とすることで、燃焼安定性を向上させ、後燃え促進のための点火時期の十分な遅角を可能にすることができる。その一方、暖機後は、筒内ガス流動をスワール成分の大きいガス流動とすることで、HC低減を図ることができる。   According to the present invention, when the engine is cold, the in-cylinder gas flow is a gas flow having a large tumble component, thereby improving the combustion stability and enabling a sufficient retardation of the ignition timing for promoting afterburning. Can be. On the other hand, after warming up, HC can be reduced by changing the in-cylinder gas flow to a gas flow having a large swirl component.

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態を示すエンジン(内燃機関)の全体図、図2は吸気ポート部分の詳細図、図3は吸気ポート部分の平面レイアウト図である。
エンジン1の吸気通路2には、吸入空気量を制御する電制スロットル弁3が設置されている。電制スロットル弁3は、エンジンコントロールユニット(以下ECUという)20からの信号により作動するステップモータ等により開度制御される。電制スロットル弁3の制御を受けた空気は、各気筒の吸気ポート4へ分配され、吸気バルブ5を介して、燃焼室6に吸入される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of an engine (internal combustion engine) showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed view of an intake port portion, and FIG. 3 is a plan layout view of the intake port portion.
In the intake passage 2 of the engine 1, an electric throttle valve 3 for controlling the intake air amount is installed. The opening degree of the electric throttle valve 3 is controlled by a step motor or the like that is operated by a signal from an engine control unit (hereinafter referred to as ECU) 20. The air controlled by the electric throttle valve 3 is distributed to the intake port 4 of each cylinder, and is taken into the combustion chamber 6 through the intake valve 5.

ここで、図2及び図3に示されるように、吸気バルブ5は、各気筒毎に、2つ(5A、5B)設けられ、吸気ポート4は、各吸気バルブ5A、5B毎に独立した形で2つ(4A、4B)設けられる。
また、各吸気ポート4A、4Bは、仕切板7A、7Bにより上下の分割ポートに分割されており、各下側の分割ポートの上流側に、これを閉止可能で、閉止時に筒内にタンブル流を生成可能なタンブル制御弁8A、8Bが設けられる。タンブル制御弁8A、8Bは、ECU20からの信号により作動するロータリーソレノイド等により開閉される。
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, two intake valves 5 (5A, 5B) are provided for each cylinder, and the intake port 4 has an independent shape for each intake valve 5A, 5B. Two (4A, 4B) are provided.
Each intake port 4A, 4B is divided into upper and lower divided ports by partition plates 7A, 7B, which can be closed on the upstream side of each lower divided port, and tumble flow into the cylinder when closed Tumble control valves 8A and 8B are provided. The tumble control valves 8A and 8B are opened and closed by a rotary solenoid or the like that is actuated by a signal from the ECU 20.

また、一方の吸気ポート5Aの上流側に、これを閉止可能で、閉止時に筒内にスワール流を生成可能なスワール制御弁9が設けられている。スワール制御弁9も、ECU20からの信号により作動するロータリーソレノイド等により開閉される。
エンジン1の燃焼室6には、点火プラグ10が設置されると共に、燃料噴射弁11が設置されている。
In addition, a swirl control valve 9 is provided on the upstream side of one intake port 5A. The swirl control valve 9 can be closed and can generate a swirl flow in the cylinder when the intake port 5A is closed. The swirl control valve 9 is also opened and closed by a rotary solenoid or the like that is operated by a signal from the ECU 20.
A spark plug 10 and a fuel injection valve 11 are installed in the combustion chamber 6 of the engine 1.

燃料噴射弁11は、ECU20からエンジン回転に同期して出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、燃焼室6内に所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。
燃焼室6内に噴射された燃料は混合気を形成し、点火プラグ10により点火されて燃焼する。尚、本実施形態では、燃焼室6内に直接燃料を噴射する形式としたが、吸気系に燃料を噴射する形式としてもよい。
The fuel injection valve 11 is energized to the solenoid by an injection pulse signal output from the ECU 20 in synchronism with the engine rotation, and opens the fuel, and the fuel adjusted to a predetermined pressure is injected into the combustion chamber 6. Yes.
The fuel injected into the combustion chamber 6 forms an air-fuel mixture, which is ignited by the spark plug 10 and burned. In the present embodiment, the fuel is directly injected into the combustion chamber 6. However, the fuel may be injected into the intake system.

燃焼後の排気は、排気バルブ12を介して、排気通路13へ排出される。排気通路13には排気浄化触媒14が設けられている。
ECU20には、アクセルペダルセンサ21により検出されるアクセル開度Apo、クランク角センサ22により検出されるエンジン回転数Ne、エアフローメータ23により検出される吸入空気量Qa、水温センサ24により検出されるエンジン冷却水温度Twなどが入力されている。
The exhaust gas after combustion is discharged to the exhaust passage 13 via the exhaust valve 12. An exhaust purification catalyst 14 is provided in the exhaust passage 13.
The ECU 20 includes an accelerator opening Apo detected by an accelerator pedal sensor 21, an engine speed Ne detected by a crank angle sensor 22, an intake air amount Qa detected by an air flow meter 23, and an engine detected by a water temperature sensor 24. The coolant temperature Tw and the like are input.

ECU20は、これらの入力信号より検出されるエンジン運転条件に基づいて、電制スロットル弁3の開度、燃料噴射弁11の燃料噴射時期及び燃料噴射量、点火プラグ10の点火時期の他、タンブル制御弁8A、8B及びスワール制御弁9の開閉を制御する。
次に、本発明に係る筒内ガス流動(及び点火時期)の制御について、説明する。
エンジンの冷機時に後燃えを促進してHC低減と排気温度上昇による触媒の早期活性化を図るには、点火時期の遅角が有効である(図4のA参照)。
Based on the engine operating conditions detected from these input signals, the ECU 20 tumbles in addition to the opening degree of the electric throttle valve 3, the fuel injection timing and fuel injection amount of the fuel injection valve 11, and the ignition timing of the spark plug 10. Controls the opening and closing of the control valves 8A and 8B and the swirl control valve 9.
Next, the control of the in-cylinder gas flow (and ignition timing) according to the present invention will be described.
In order to promote afterburning when the engine is cold and to achieve early activation of the catalyst by reducing HC and raising the exhaust temperature, retarding the ignition timing is effective (see A in FIG. 4).

ここで、燃焼悪化を招かずに、点火時期の遅角量を増やすには、タンブル流の方がスワール流よりも優れる(図4のB参照)。タンブル流の場合、それがピストンの圧縮上死点付近で崩壊することによって筒内ガス流動に大きな乱れが生じ、そのため燃焼速度(火炎伝播速度)が大きくなって燃焼安定性が向上するからである。
従って、エンジンの冷機時にタンブル流を生成することで、燃焼安定性を向上させ、その分、点火時期を遅角することで、後燃えを生じさせ、排気温度を上昇させることができ(図4のC参照)、触媒の早期活性化を図ることができる。また、後燃えの促進により、冷間時のHC排出量を低レベルに抑えることができる(図4のD参照)。
Here, in order to increase the retard amount of the ignition timing without causing deterioration of combustion, the tumble flow is superior to the swirl flow (see B in FIG. 4). In the case of a tumble flow, it collapses in the vicinity of the compression top dead center of the piston, causing a large turbulence in the in-cylinder gas flow, thereby increasing the combustion speed (flame propagation speed) and improving the combustion stability. .
Therefore, by generating a tumble flow when the engine is cold, combustion stability is improved, and by retarding the ignition timing accordingly, afterburning can be caused and the exhaust temperature can be raised (FIG. 4). The catalyst can be activated at an early stage. Further, by promoting the afterburning, the HC emission amount during cold can be suppressed to a low level (see D in FIG. 4).

その一方、エンジンの暖機後は、出力性能や燃費を重視してMBT点火時期を用い、燃焼安定性は問題とならないので、スワール流を用いる。スワール流の場合、MBTでも筒内撹拌による後燃えが得られ、暖機後はスワール流の方がHC低減に有利である(図4のE参照)。
以上より、図5を参照し、触媒が活性化するまでは、タンブル流を用い、かつ点火時期をMBTよりも遅角し、触媒の活性化後は、スワール流を用い、点火時期をMBTに設定する。
On the other hand, after the engine is warmed up, the MBT ignition timing is used with emphasis on the output performance and fuel consumption, and the combustion stability does not become a problem, so the swirl flow is used. In the case of a swirl flow, afterburning by in-cylinder stirring is obtained even with MBT, and the swirl flow is more advantageous for HC reduction after warming up (see E in FIG. 4).
From the above, referring to FIG. 5, the tumble flow is used and the ignition timing is retarded from MBT until the catalyst is activated. After the catalyst is activated, the swirl flow is used and the ignition timing is set to MBT. Set.

また、図6(a),(b) を参照し、冷機時のタンブル流から、暖機後のスワール流に切換えるときは、点火時期を遅角状態から徐々に進角してMBTに設定した後に、スワール流に切換える。より詳しくは、点火時期を遅角状態(A)から徐々に進角してタンブル流でのMBT(B)に戻した後に、スワール流に切換え、同時にスワール流でのMBT(C)に設定する。このようにすることで、切換時に吸入空気量に段差が付くのをできるだけ防止して、トルクショックの発生を回避する。   In addition, referring to FIGS. 6 (a) and 6 (b), when switching from a tumble flow during cold operation to a swirl flow after warm-up, the ignition timing was gradually advanced from the retarded state and set to MBT. Later, switch to swirl. More specifically, the ignition timing is gradually advanced from the retarded state (A) and returned to MBT (B) in tumble flow, then switched to swirl flow, and simultaneously set to MBT (C) in swirl flow. . By doing so, it is possible to prevent the intake air amount from being stepped as much as possible at the time of switching, and to avoid the occurrence of torque shock.

また、運転領域に応じてスワール、タンブルを次のように切換える。
図7(a) はエンジン冷機時の運転領域に応じた制御特性図、図7(b) は暖機後の運転領域に応じた制御特性図である。
冷機時は、既に述べたように、基本的には、タンブル制御弁を閉じて、タンブル流を生成するが、高回転・高負荷領域の高空気量条件では、タンブル制御弁を開いて、ガス流動なしとする(図7(a) 参照)。高空気量条件では、吸気抵抗を減少させて、要求される空気量を確保できるようにするためである。
In addition, the swirl and tumble are switched as follows according to the operation region.
FIG. 7 (a) is a control characteristic diagram according to the operation region when the engine is cold, and FIG. 7 (b) is a control characteristic diagram according to the operation region after warm-up.
When cold, basically, the tumble control valve is closed and a tumble flow is generated as described above. However, under high air flow conditions in the high rotation and high load areas, the tumble control valve is opened and the gas is No flow (see Fig. 7 (a)). This is because, under the high air amount condition, the required air amount can be secured by reducing the intake resistance.

暖機後は、基本的には、図7(b) の中回転・中負荷領域に見られるように、スワール制御弁を閉じて、スワール流を生成するが、高回転・高負荷の高空気量条件では、スワール制御弁を開いて、ガス流動なしとする。高空気量条件では、吸気抵抗を減少させて、要求される空気量を確保できるようにするためである。
従って、高空気量条件のときは、エンジンの冷機時であると暖機後であるとを問わず、タンブル制御弁及びスワール制御弁を共に開くことで、吸気抵抗を減少させて、要求される空気量を確保する。
After warming up, the swirl control valve is closed and the swirl flow is generated basically as seen in the middle rotation / medium load region in Fig. 7 (b). Under volume conditions, the swirl control valve is opened and there is no gas flow. This is because, under the high air amount condition, the required air amount can be secured by reducing the intake resistance.
Therefore, when the air volume is high, it is required to reduce the intake resistance by opening both the tumble control valve and the swirl control valve regardless of whether the engine is cold or after warming up. Ensure air volume.

また、暖機後は、基本的には、図7(b) の中回転・中負荷領域に見られるように、スワール制御弁を閉じて、スワール流を生成するが、低回転・低負荷領域の低空気量条件では、スワール制御弁を閉じるのみならす、タンブル制御弁も閉じる。スワール制御弁及びタンブル制御弁を閉じると、筒内に斜めのスワール流が形成されるようになるが、吸気ポートの通路面積が減少する分、筒内ガス流動がより強化される。このため、低回転・低負荷域での燃焼安定性を向上させることができる。   In addition, after warming up, the swirl control valve is closed and the swirl flow is generated basically as seen in the middle rotation / medium load region in Fig. 7 (b). Under the low air flow conditions, the tumble control valve is closed only by closing the swirl control valve. When the swirl control valve and the tumble control valve are closed, an oblique swirl flow is formed in the cylinder, but the in-cylinder gas flow is further strengthened as the passage area of the intake port is reduced. For this reason, the combustion stability in a low rotation / low load region can be improved.

図8はECU20により実行される筒内ガス流動の制御のフローチャートである。
S1では、高回転・高負荷領域の高空気量条件か否かを判定する。
高空気量条件でない場合は、S2へ進む。
S2では、排気浄化触媒が活性化したか否かを判定する。具体的には、触媒温度センサを有する場合は、これにより触媒温度を検出する。触媒温度センサを有しない場合は、冷却水温度Twより触媒温度を推定する。又は、始動時の冷却水温度と、始動後の吸入空気量の積算値とに基づいて、触媒温度を推定する。そして、検出又は推定された触媒温度が所定の活性温度以上か否かを判定する。
FIG. 8 is a flowchart of in-cylinder gas flow control executed by the ECU 20.
In S1, it is determined whether or not the high air amount condition is in the high rotation / high load region.
If it is not the high air amount condition, the process proceeds to S2.
In S2, it is determined whether or not the exhaust purification catalyst is activated. Specifically, when a catalyst temperature sensor is provided, the catalyst temperature is detected by this. If the catalyst temperature sensor is not provided, the catalyst temperature is estimated from the cooling water temperature Tw. Alternatively, the catalyst temperature is estimated based on the cooling water temperature at the start and the integrated value of the intake air amount after the start. Then, it is determined whether or not the detected or estimated catalyst temperature is equal to or higher than a predetermined activation temperature.

触媒が活性化していない場合は、S3、S4へ進む。
S3では、タンブル制御弁を閉じ、スワール制御弁を開くことで、筒内のタンブル流動を強化する。
S4では、点火時期を遅角する。タンブル流動の強化により燃焼安定性が向上する分、点火時期を遅角して、後燃えを促進し、HC低減と、排気温度上昇による触媒の早期活性化を図る。この後、S1へ戻る。
If the catalyst is not activated, the process proceeds to S3 and S4.
In S3, the tumble control valve is closed and the swirl control valve is opened to enhance the tumble flow in the cylinder.
In S4, the ignition timing is retarded. The ignition timing is retarded by the amount that combustion stability is improved by strengthening the tumble flow, so that afterburning is promoted, HC is reduced, and early activation of the catalyst by increasing the exhaust gas temperature is aimed at. Thereafter, the process returns to S1.

触媒が活性化した場合は、S2からS5へ進む。
S5では、点火時期の遅角を解除する。このとき、点火時期がMBTより遅角されている場合は、点火時期を徐々に進角して、MBTへ戻し、MBTへ戻した後にS6へ進む。
S6では、低回転・低負荷領域の低空気量条件か否かを判定する。
低空気量条件でない場合(中空気量条件の場合)は、S7へ進む。
When the catalyst is activated, the process proceeds from S2 to S5.
In S5, the retard of the ignition timing is canceled. At this time, if the ignition timing is retarded from MBT, the ignition timing is gradually advanced to return to MBT, and after returning to MBT, the process proceeds to S6.
In S6, it is determined whether or not the low air amount condition is in the low rotation / low load region.
When it is not the low air amount condition (in the case of the medium air amount condition), the process proceeds to S7.

S7では、タンブル制御弁を開き、スワール制御弁を閉じることで、筒内のスワール流動を強化する。この後、S1へ戻る。
低空気量条件の場合は、S6から、S8へ進む。
S8では、タンブル制御弁及びスワール制御弁を共に閉じる。すなわち、S7と同様、スワール制御弁を閉じることで、筒内のスワール流動を強化するが、タンブル制御弁も閉じることで、筒内ガス流動をより強化する。この場合、斜めに傾斜したスワール流動となる。この後、S1へ戻る。
In S7, the tumble control valve is opened and the swirl control valve is closed, thereby enhancing the swirl flow in the cylinder. Thereafter, the process returns to S1.
In the case of the low air amount condition, the process proceeds from S6 to S8.
In S8, both the tumble control valve and the swirl control valve are closed. That is, similar to S7, the swirl flow in the cylinder is enhanced by closing the swirl control valve, but the in-cylinder gas flow is further enhanced by closing the tumble control valve. In this case, the swirl flow is inclined obliquely. Thereafter, the process returns to S1.

高空気量条件の場合は、冷機時であると暖機後であるとを問わず、S1からS9、S10へ進む。
S9では、S5と同様に、点火時期の遅角を解除する。
S10では、タンブル制御弁及びスワール制御弁を共に開く。高空気量条件のため、吸気抵抗を減少させて、出力性能を向上させるためである。この後、S1へ戻る。
In the case of a high air amount condition, the process proceeds from S1 to S9 and S10 regardless of whether it is cold or not.
In S9, similarly to S5, the retard of the ignition timing is canceled.
In S10, both the tumble control valve and the swirl control valve are opened. This is because the intake air resistance is reduced and the output performance is improved due to the high air amount condition. Thereafter, the process returns to S1.

本実施形態によれば、エンジンの冷機時は、筒内ガス流動をタンブル成分の大きいガス流動とすることで、燃焼安定性を向上させ、後燃え促進のための点火時期の十分な遅角を可能にすることができ、暖機後は、筒内ガス流動をスワール成分の大きいガス流動とすることで、HC低減を図ることができる。
また、本実施形態によれば、エンジンの冷機時に筒内ガス流動をタンブル成分の大きいガス流動とするときは、点火時期をMBTよりも遅角することにより、後燃えを効果的に促進することができ、暖機後にスワール成分の大きいガス流動とするときは、点火時期をMBTに設定することにより、燃費向上を図ることができる。
According to the present embodiment, when the engine is cold, the in-cylinder gas flow is changed to a gas flow having a large tumble component, thereby improving combustion stability and providing a sufficient retardation of the ignition timing for promoting afterburning. HC can be reduced by making the in-cylinder gas flow a gas flow with a large swirl component after warm-up.
In addition, according to the present embodiment, when the in-cylinder gas flow is a gas flow with a large tumble component when the engine is cold, the afterburning is effectively promoted by retarding the ignition timing from the MBT. When the gas flow with a large swirl component is made after warming up, the fuel efficiency can be improved by setting the ignition timing to MBT.

また、本実施形態によれば、エンジンの冷機時のタンブル成分の大きいガス流動から、暖機後のスワール成分の大きいガス流動に切換えるときは、点火時期を遅角状態から徐々に進角してMBTに設定した後に、スワール成分の大きいガス流動に切換えることにより、切換時のトルクショックを低減することができる。
また、本実施形態によれば、筒内ガス流動をタンブル成分の大きいガス流動とするエンジンの冷機時は、排気通路に配置される排気浄化触媒が活性化するまでとすることにより、燃費悪化を最小限とすることができる。
Further, according to this embodiment, when switching from a gas flow having a large tumble component when the engine is cold to a gas flow having a large swirl component after warm-up, the ignition timing is gradually advanced from the retarded state. After setting to MBT, the torque shock at the time of switching can be reduced by switching to a gas flow with a large swirl component.
In addition, according to the present embodiment, when the engine is cooled down so that the in-cylinder gas flow is a gas flow with a large tumble component, the fuel consumption deterioration is reduced by activating the exhaust purification catalyst disposed in the exhaust passage. Can be minimal.

また、本実施形態によれば、各気筒に、2つの吸気バルブ5A、5Bと、各吸気バルブ5A、5B毎に独立した2つの吸気ポート4A、4Bとを有し、更に、各吸気ポート4A、4Bを上下の分割ポートに仕切る仕切板7A、7Bと、各下側の分割ポートを閉じることができるタンブル制御弁8A、8Bと、一方の吸気ポート4Aを閉じることができるスワール制御弁9とを有する構成とすることで、タンブル制御弁8A、8Bを閉じることで、筒内ガス流動をタンブル成分の大きいガス流動とし、スワール制御弁9を閉じることで、筒内ガス流動をスワール成分の大きいガス流動とすることができる。   Further, according to the present embodiment, each cylinder has two intake valves 5A and 5B, two intake ports 4A and 4B independent for each intake valve 5A and 5B, and each intake port 4A. Partition plates 7A and 7B for partitioning 4B into upper and lower divided ports, tumble control valves 8A and 8B capable of closing each lower divided port, and swirl control valve 9 capable of closing one intake port 4A By closing the tumble control valves 8A and 8B, the in-cylinder gas flow is changed to a gas flow having a large tumble component, and by closing the swirl control valve 9, the in-cylinder gas flow is increased to a large swirl component. It can be gas flow.

また、本実施形態によれば、高空気量条件を検出し、高空気量条件のときは、エンジンの冷機時であると暖機後であるとを問わず、タンブル制御弁及びスワール制御弁を共に開くことにより、吸気抵抗を減少させて、出力性能を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、低空気量条件を検出し、エンジンの暖機後で、低空気量条件のときは、タンブル制御弁及びスワール制御弁を共に閉じることにより、筒内ガス流動をより強化して、燃焼安定性を向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the high air amount condition is detected, and when the high air amount condition is satisfied, the tumble control valve and the swirl control valve are turned on regardless of whether the engine is cold or not. Opening together can reduce the intake resistance and improve the output performance.
Further, according to the present embodiment, the low air amount condition is detected, and after warming up the engine, when the air amount condition is low, the tumble control valve and the swirl control valve are both closed to thereby reduce the in-cylinder gas flow. Further strengthening can improve combustion stability.

本発明の一実施形態を示すエンジンの全体図1 is an overall view of an engine showing an embodiment of the present invention. 吸気ポート部分の詳細図Detailed view of intake port 吸気ポート部分の平面レイアウト図Plane layout of intake port タンブル流及びスワール流の特性図Characteristics of tumble flow and swirl flow 始動後の触媒転換効率の変化と筒内ガス流動の制御との関係を示す図The figure which shows the relationship between the change of the catalyst conversion efficiency after the start and the control of the gas flow in the cylinder 始動後の筒内ガス流動及び点火時期の制御の説明図Explanatory diagram of control of cylinder gas flow and ignition timing after startup 冷機時及び暖機後の運転領域別の制御特性図Control characteristics diagram for each operating region when cold and warm 筒内ガス流動の制御のフローチャートIn-cylinder gas flow control flowchart

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 吸気通路
3 電制スロットル弁
4(4A、4B) 吸気ポート
5(5A、5B) 吸気バルブ
6 燃焼室
7A、7B 仕切板
8A、8B タンブル制御弁
9 スワール制御弁
10 点火プラグ
11 燃料噴射弁
12 排気バルブ
13 排気通路
14 排気浄化触媒
20 ECU
21 アクセルペダルセンサ
22 クランク角センサ
23 エアフローメータ
24 水温センサ
1 engine
2 Intake passage
3 Electric throttle valve
4 (4A, 4B) Intake port
5 (5A, 5B) Intake valve
6 Combustion chamber
7A, 7B Partition plate
8A, 8B tumble control valve
9 Swirl control valve
10 Spark plug
11 Fuel injection valve
12 Exhaust valve
13 Exhaust passage
14 Exhaust gas purification catalyst
20 ECU
21 Accelerator pedal sensor
22 Crank angle sensor
23 Air Flow Meter
24 Water temperature sensor

Claims (7)

機関の冷機時は、筒内ガス流動をタンブル成分の大きいガス流動とし、暖機後は、筒内ガス流動をスワール成分の大きいガス流動とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。   A control apparatus for an internal combustion engine, wherein when the engine is cold, the in-cylinder gas flow is a gas flow with a large tumble component, and after warm-up, the in-cylinder gas flow is a gas flow with a large swirl component. 機関の冷機時に筒内ガス流動をタンブル成分の大きいガス流動とするときは、点火時期をMBTよりも遅角することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。   2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein when the in-cylinder gas flow is changed to a gas flow having a large tumble component when the engine is cold, the ignition timing is retarded from MBT. 機関の冷機時のタンブル成分の大きいガス流動から、暖機後のスワール成分の大きいガス流動に切換えるときは、点火時期を遅角状態から徐々に進角してMBTに設定した後に、スワール成分の大きいガス流動に切換えることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。   When switching from a gas flow with a large tumble component when the engine is cold to a gas flow with a large swirl component after warm-up, the ignition timing is gradually advanced from the retarded state and set to MBT, and then the swirl component 3. The control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the control is switched to a large gas flow. 筒内ガス流動をタンブル成分の大きいガス流動とする機関の冷機時は、排気通路に配置される排気浄化触媒が活性化するまでとすることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。   4. The engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the exhaust gas purification catalyst disposed in the exhaust passage is activated when the engine is cooled down so that the in-cylinder gas flow is a gas flow having a large tumble component. A control apparatus for an internal combustion engine as set forth in claim 1. 各気筒に、2つの吸気バルブと、各吸気バルブ毎に独立した2つの吸気ポートとを有し、更に、各吸気ポートを上下の分割ポートに仕切る仕切板と、各下側の分割ポートを閉じることができるタンブル制御弁と、一方の吸気ポートを閉じることができるスワール制御弁とを有し、
タンブル制御弁を閉じることで、筒内ガス流動をタンブル成分の大きいガス流動とし、スワール制御弁を閉じることで、筒内ガス流動をスワール成分の大きいガス流動とすることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
Each cylinder has two intake valves and two intake ports that are independent for each intake valve. Further, a partition plate that divides each intake port into upper and lower divided ports and each lower divided port are closed. A tumble control valve capable of closing, and a swirl control valve capable of closing one intake port,
The in-cylinder gas flow is changed to a gas flow having a large tumble component by closing the tumble control valve, and the in-cylinder gas flow is changed to a gas flow having a large swirl component by closing the swirl control valve. The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 4 to 4.
高空気量条件を検出し、高空気量条件のときは、機関の冷機時であると暖機後であるとを問わず、タンブル制御弁及びスワール制御弁を共に開くことを特徴とする請求項5記載の内燃機関の制御装置。   The high air amount condition is detected, and when the air amount condition is high, both the tumble control valve and the swirl control valve are opened regardless of whether the engine is cold or warm. 6. The control device for an internal combustion engine according to 5. 低空気量条件を検出し、機関の暖機後で、低空気量条件のときは、タンブル制御弁及びスワール制御弁を共に閉じることを特徴とする請求項5又は請求項6記載の内燃機関の制御装置。   The internal combustion engine according to claim 5 or 6, wherein the low air amount condition is detected, and both the tumble control valve and the swirl control valve are closed when the low air amount condition is detected after the engine is warmed up. Control device.
JP2004020084A 2004-01-28 2004-01-28 Controller of internal combustion engine Pending JP2005214040A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004020084A JP2005214040A (en) 2004-01-28 2004-01-28 Controller of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004020084A JP2005214040A (en) 2004-01-28 2004-01-28 Controller of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005214040A true JP2005214040A (en) 2005-08-11

Family

ID=34904110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004020084A Pending JP2005214040A (en) 2004-01-28 2004-01-28 Controller of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005214040A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008075538A (en) * 2006-09-21 2008-04-03 Nippon Soken Inc Fuel injection device
JP2008240704A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Denso Corp Control device for internal combustion engine
JP2009108720A (en) * 2007-10-29 2009-05-21 Nissan Motor Co Ltd Apparatus and method for controlling warm-up of exhaust cleaning catalyst
JP2009133249A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Toyota Motor Corp Intake device for internal combustion engine
JP2013032786A (en) * 2012-11-21 2013-02-14 Toyota Motor Corp Intake device of internal combustion engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008075538A (en) * 2006-09-21 2008-04-03 Nippon Soken Inc Fuel injection device
JP2008240704A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Denso Corp Control device for internal combustion engine
JP2009108720A (en) * 2007-10-29 2009-05-21 Nissan Motor Co Ltd Apparatus and method for controlling warm-up of exhaust cleaning catalyst
JP2009133249A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Toyota Motor Corp Intake device for internal combustion engine
JP2013032786A (en) * 2012-11-21 2013-02-14 Toyota Motor Corp Intake device of internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7051701B2 (en) Direct fuel injection/spark ignition engine control device
US7096853B2 (en) Direct fuel injection/spark ignition engine control device
JP2009019538A (en) Control device for cylinder injection type internal combustion engine
US7104249B2 (en) Direct fuel injection/spark ignition engine control device
JP2009138655A (en) Control device for spark ignition type internal combustion engine
JP3933386B2 (en) Variable valve timing control device for internal combustion engine
JP6446557B2 (en) Engine control device
JP2005214040A (en) Controller of internal combustion engine
JPH0559936A (en) Warming up device of engine
JP2006257921A (en) Control device and control method of cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine
JP2006233921A (en) Control device for compression self ignition internal combustion engine
JP4525509B2 (en) In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine controller
JP2006125276A (en) Engine start device
JP2012219633A (en) Device and method for controlling start of internal combustion engine
JP5861840B2 (en) Intake port fuel injection engine
JP2004176607A (en) Engine
JP4811139B2 (en) Intake and exhaust valve control device for internal combustion engine
JP2004052634A (en) Start control device for spark ignition type internal combustion engine
JP2007046505A (en) Control device of internal combustion engine
JP4729920B2 (en) In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine controller
JP4661792B2 (en) Exhaust noise suppression device for internal combustion engine
JP2004263641A (en) Direct injection spark ignition type internal combustion engine
JP2006090202A (en) Control device of cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine
JP4321493B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2001098964A (en) Controller for spark ignition type direct injection engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060127

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20080324

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20080324

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080331

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090317

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090728