JP2008045412A - Control device of internal combustion engine having variable valve train - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device including a variable valve mechanism.
従来、例えば特許文献1には、同一気筒内に2つの吸気弁を備える多気筒内燃機関において、当該2つの吸気弁のそれぞれの開閉時期、開弁期間(作用角)、およびリフト量を、内燃機関の運転条件に応じて変更可能とする可変動弁機構を備えたシステムが開示されている。より具体的には、上記従来の可変動弁機構は、同一気筒内に備えられた2つの吸気弁の開閉時期を独立して制御可能な機構である。 Conventionally, for example, in Patent Document 1, in a multi-cylinder internal combustion engine having two intake valves in the same cylinder, the open / close timing, valve opening period (working angle), and lift amount of each of the two intake valves are determined as follows. A system including a variable valve mechanism that can be changed in accordance with engine operating conditions is disclosed. More specifically, the conventional variable valve mechanism is a mechanism that can independently control the opening and closing timings of two intake valves provided in the same cylinder.
上記従来の技術では、そのような可変動弁機構を用いて、低速時には当該2つの吸気弁の開きタイミングを異ならせるようにし、一方、高速時には当該2つの吸気弁の双方の開きタイミングを一致させるようにしている。このようなバルブの制御によれば、低速時には、強いスワールを発生させることができ、これにより、燃焼安定性が確保される。また、高速時には、スワールによるノッキングの発生を防止することができる。 In the prior art, using such a variable valve mechanism, the opening timings of the two intake valves are made different at low speeds, while the opening timings of the two intake valves are made coincident at high speeds. I am doing so. According to such valve control, a strong swirl can be generated at a low speed, thereby ensuring combustion stability. In addition, knocking due to swirl can be prevented at high speeds.
上述した従来の技術のように、バルブのリフト量および作用角を連続的に可変させられる可変動弁機構を備える内燃機関においては、バルブのリフト量および作用角を運転領域に応じて変更することにより、吸入空気量の制御を行うことができる。このように、運転領域に応じてリフト量が変更される内燃機関において、上記従来の技術のようにエンジン回転数或いは車速を指標として、同一気筒内に備えられた2つの吸気弁の開きタイミングの差を決定するようにした場合、バルブのリフト量の如何によって、吸気の乱れ度合いに差が生ずることとなる。より具体的には、バルブのリフト量の如何によっては、吸気乱れが弱すぎて燃焼安定性を十分に確保できなかったり、逆に吸気乱れが強すぎて混合気の着火性が悪化したりするという不具合が生じ得る。 In an internal combustion engine having a variable valve mechanism that can continuously vary the lift amount and working angle of the valve as in the prior art described above, the lift amount and working angle of the valve are changed according to the operating region. Thus, the intake air amount can be controlled. Thus, in an internal combustion engine in which the lift amount is changed according to the operating region, the opening timing of the two intake valves provided in the same cylinder using the engine speed or the vehicle speed as an index as in the conventional technique described above. When the difference is determined, a difference occurs in the degree of disturbance of the intake air depending on the lift amount of the valve. More specifically, depending on the lift amount of the valve, the intake turbulence is too weak to ensure sufficient combustion stability, or conversely, the intake turbulence is too strong to deteriorate the ignitability of the air-fuel mixture. This can cause problems.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸気弁のリフト量を連続的或いは多段階に変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関において、リフト量の大小に関わらずに、燃焼安定性と着火性とを好適に両立し得る制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In an internal combustion engine including a variable valve mechanism that can change the lift amount of an intake valve continuously or in multiple stages, the lift amount is related to the magnitude of the lift amount. It is an object of the present invention to provide a control device that can suitably achieve both combustion stability and ignitability.
第1の発明は、吸気弁の少なくともリフト量を連続的或いは多段階に変更可能とする可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、
吸気弁のリフト量情報を取得する吸気リフト取得手段と、
吸気弁のリフト量の変更によって吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と、
吸気弁のリフト量に応じて、吸気乱れの強さを制御する吸気乱れ制御手段と、
を備えることを特徴とする。
A first aspect of the invention is a control device for an internal combustion engine including a variable valve mechanism that can change at least a lift amount of an intake valve continuously or in multiple stages,
An intake lift acquisition means for acquiring lift amount information of the intake valve;
Intake air amount control means for controlling the intake air amount by changing the lift amount of the intake valve;
Intake turbulence control means for controlling the intensity of the intake turbulence according to the lift amount of the intake valve,
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、前記可変動弁機構は、更に、同一気筒内に備えられた少なくとも2つの吸気弁のうちの少なくとも1つの吸気弁の開き時期を他の吸気弁の開き時期と異ならせることのできる機構であり、
前記吸気乱れ制御手段は、吸気弁のリフト量が小リフト量となるように制御された場合は、吸気弁のリフト量が大リフト量となるように制御された場合に比して、同一気筒内の前記少なくとも1つの吸気弁の開き時期と前記他の吸気弁の開き時期との差を大きくすることを特徴とする。
According to a second aspect, in the first aspect, the variable valve mechanism further sets an opening timing of at least one of the at least two intake valves provided in the same cylinder to another intake valve. It is a mechanism that can be different from the valve opening time,
In the intake turbulence control means, when the lift amount of the intake valve is controlled to be a small lift amount, the same cylinder is compared with the case where the lift amount of the intake valve is controlled to be a large lift amount. The difference between the opening timing of the at least one intake valve and the opening timing of the other intake valve is increased.
また、第3の発明は、第1の発明において、吸気通路に吸気乱れの強さを制御する吸気制御弁を更に備え、
前記吸気乱れ制御手段は、吸気弁のリフト量が小リフト量となるように制御された場合は、吸気弁のリフト量が大リフト量となるように制御された場合に比して、吸気乱れが強くなる側に前記吸気制御弁の開度を調整することを特徴とする。
The third invention further comprises an intake control valve for controlling the intensity of the intake turbulence in the intake passage in the first invention,
When the intake valve lift amount is controlled to be a small lift amount, the intake air turbulence control means is configured to control the intake valve turbulence as compared to a case where the intake valve lift amount is controlled to be a large lift amount. The opening of the intake control valve is adjusted to the side where the pressure becomes stronger.
また、第4の発明は、第1の発明において、前記内燃機関は、筒内に燃料を直接噴射する筒内直接噴射式の内燃機関であって、
前記吸気乱れ制御手段は、吸気弁のリフト量が小リフト量となるように制御された場合は、吸気弁のリフト量が大リフト量となるように制御された場合に比して、燃料噴射時期を遅角側に制御することを特徴とする。
In a fourth aspect based on the first aspect, the internal combustion engine is an in-cylinder direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder.
When the intake valve lift amount is controlled to be a small lift amount, the intake turbulence control means is configured to perform fuel injection as compared to a case where the intake valve lift amount is controlled to be a large lift amount. The timing is controlled to the retard side.
第1の発明によれば、吸気弁のリフト量に応じて、吸気乱れの強さが制御される。このため、本発明によれば、吸気弁のリフト量変化に伴う吸気乱れの過不足を補償することができ、吸気弁のリフト量の大小に関わらずに、内燃機関の燃焼安定性と着火性とを好適に両立することができる。 According to the first invention, the strength of the intake turbulence is controlled in accordance with the lift amount of the intake valve. Therefore, according to the present invention, it is possible to compensate for the excess or deficiency of the intake air turbulence accompanying the change in the lift amount of the intake valve, and the combustion stability and ignitability of the internal combustion engine regardless of the lift amount of the intake valve. And can be preferably achieved.
第2の発明によれば、同一気筒内に配置される複数の吸気弁の開き時期に差を調整することで、吸気乱れの強さを制御することができる。本発明によれば、そのような手法を用いて、吸気弁のリフト量変化に伴う吸気乱れの過不足を補償することができる。 According to the second invention, the intensity of the intake turbulence can be controlled by adjusting the difference between the opening timings of the plurality of intake valves arranged in the same cylinder. According to the present invention, it is possible to compensate for excess or deficiency of the intake air turbulence accompanying the change in the lift amount of the intake valve by using such a method.
第3の発明によれば、吸気制御弁の開度を調整することで、吸気乱れの強さを制御することができる。本発明によれば、そのような手法を用いて、吸気弁のリフト量変化に伴う吸気乱れの過不足を補償することができる。 According to the third aspect of the invention, the intensity of the intake turbulence can be controlled by adjusting the opening of the intake control valve. According to the present invention, it is possible to compensate for excess or deficiency of the intake air turbulence accompanying the change in the lift amount of the intake valve by using such a method.
第4の発明によれば、筒内直接燃料噴射式の内燃機関において、燃料噴射時期の遅角量を調整することで、吸気乱れの強さを制御することができる。本発明によれば、そのような手法を用いて、吸気弁のリフト量変化に伴う吸気乱れの過不足を補償することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the strength of the intake turbulence can be controlled by adjusting the retard amount of the fuel injection timing in the direct injection type internal combustion engine. According to the present invention, it is possible to compensate for excess or deficiency of the intake air turbulence accompanying the change in the lift amount of the intake valve by using such a method.
実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。図1に示す構成は、内燃機関10を備えている。内燃機関10の筒内には、ピストン12が設けられている。ピストン12は、筒内を往復移動することができる。内燃機関10の筒内には、ピストン12の頂部側に燃焼室14が形成されている。また、燃焼室14には、吸気通路16および排気通路18が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the first embodiment of the present invention. The configuration shown in FIG. 1 includes an
吸気通路16には、スロットルバルブ20が設けられている。スロットルバルブ20は、アクセル開度とは独立してスロットル開度を制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。スロットルバルブ20の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサ22が配置されている。スロットルバルブ20の上流には、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ24が設けられている。
A
また、スロットルバルブ20の下流には、燃焼室14内に吸入される吸気の乱れ(タンブル流)の強さを制御するためのタンブルコントロールバルブ26(以下、単に「TCV26」と略することがある)が配置されている。尚、吸気乱れを制御する手段は、このようなTCV26に限らず、スワールの強さを制御するためのスワールコントロールバルブ(SCV)を一方の吸気ポート内に備えるようにしてもよい。
更に、TCV26の下流には、内燃機関10の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁28が配置されている。
In addition, downstream of the
Further, a
本実施形態の内燃機関10の各気筒には、2つの吸気弁30と2つの排気弁32とが配置されているものとする。内燃機関10は、吸気弁30の開弁特性(リフト量、作用角、開閉時期など)を変更する可変動弁機構として、機械式の吸気可変動弁機構34を備えている。また、それぞれの吸気弁30の弁軸の近傍には、吸気弁30のリフト量を計測するためのリフトセンサ36が設けられている。
It is assumed that two
本実施形態の吸気可変動弁機構34は、同一気筒内に備えられた2つの吸気弁30の開閉時期およびリフト量をそれぞれ独立して調整可能な機構であるものとする。そのような可変動弁機構は、例えば、特許第2588362号公報(特開平7−4219号公報)により開示されている構成で実現することができる。このため、ここでは、その詳細な説明を省略するものとする。尚、排気弁32は、固定式の動弁機構によって、一定の開閉時期およびリフト量で駆動されるものとする。
The intake
図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40には、上述した各種のセンサと共に、アクセル開度を検知するためのアクセル開度センサ42やエンジン回転数を検知するためのクランク角センサ44が接続されている。ECU40には、上述したTCV26、燃料噴射弁28、および吸気可変動弁機構34等の各種のアクチュエータが接続されている。
The system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. In addition to the various sensors described above, the
図2は、吸気弁30のリフト量とクランク角度との関係を示すリフトカーブである。本実施形態の吸気可変動弁機構34は、図2に示すように、吸気弁30のリフト量を連続的に可変制御することができる。このため、本実施形態のシステムでは、スロットルバルブ20とともに、或いは当該スロットルバルブ20に代え、吸気弁30のリフト量(および作用角)に基づいて、吸入空気量を制御することができる。
FIG. 2 is a lift curve showing the relationship between the lift amount of the
図2中に「通常リフトカムプロフィール」と付して示すリフトカーブは、吸気可変動弁機構34によって制御し得るリフト量の中での最大のリフト量を示している。吸気弁30のリフト量の変更によって吸入空気量を制御する場合には、吸気弁30は、上記の最大リフト量を基準として、アクセル開度とエンジン回転数とに基づく内燃機関10の運転状態に応じた吸入空気量が得られるようなリフト量に制御される。
A lift curve indicated by “normal lift cam profile” in FIG. 2 indicates the maximum lift amount among lift amounts that can be controlled by the intake
図3は、吸気弁30のリフト量に対するタンブル比の特性を表した図である。尚、ここでは、タンブル比を例にとっているが、吸気弁30のリフト量に対するスワール比の特性も同様である。
図3に示すように、吸気のタンブル比と吸気弁30のリフト量との間には、リフト量が高くなるほど、タンブル比が大きくなるという関係がある。従って、図2中に示す通常リフトカムプロフィールのように十分なリフト量が確保されている場合には、タンブル比の大きいところまで用いられることとなる。その結果、吸気に十分な乱れを与えることができ、意図した通りの安定した燃焼を実現することができる。
FIG. 3 is a diagram showing the characteristics of the tumble ratio with respect to the lift amount of the
As shown in FIG. 3, there is a relationship between the tumble ratio of the intake air and the lift amount of the
しかしながら、本実施形態の吸気可変動弁機構34のような吸気弁30のリフト量を連続的に可変させられる動弁機構を備えた内燃機関において、図2中に「小リフトカムプロフィール」と付して示すリフトカーブのような小さなリフト量となるように吸気弁30が制御される場合には、タンブル比が小さいところまでしか使われないこととなる。その結果、吸気に十分な乱れを与えることができない。そうすると、リフト量の可変制御を行うことによって低負荷時にポンプロスを良好に低減させることができても、吸気乱れが減ることで燃焼が促進されず、せっかくのポンプロスの改善による燃費向上効果が目減りしてしまうことになる。
However, in an internal combustion engine having a valve mechanism that can continuously vary the lift amount of the
上記のような問題を解消すべく、より高いタンブル比が得られるように吸気ポートの形状を変更することとすれば、吸気ポートの絞り量が増えることになり内燃機関10の出力性能の低下につながるとともに、通常リフトカムプロフィールのような大リフト量の場合には、吸気流速が強すぎて着火性が悪化してしまう恐れがある。
If the shape of the intake port is changed so as to obtain a higher tumble ratio in order to solve the above problem, the throttle amount of the intake port increases and the output performance of the
図4は、本実施の形態1の特徴的な吸気弁30の開き時期の制御を説明するための図であり、吸気弁30が小リフト量となるように制御される領域における吸気弁30の開閉時期を示している。上記の課題を解決するために、本実施形態では、吸気弁30のリフト量の大きさに応じて、1つの気筒に備えられた2つの吸気弁30の開きタイミングの差を異ならせるようにした。具体的には、図4に示すように、小リフトに制御される領域では、同一気筒内に備えられた2つの吸気弁30の開きタイミングに差を設けるようにした。より詳細に説明すると、図4において、「吸気バルブ1」の開閉時期が内燃機関10の運転状態に応じて決定された値であるとすると、同一気筒のもう一方の吸気弁(吸気バルブ2)の開き時期が、吸気バルブ1に比して所定量だけ遅らせたタイミングとなるように調整される。
FIG. 4 is a diagram for explaining the characteristic opening timing control of the
図5は、上記の機能を実現するために、本実施の形態1においてECU40が実行するルーチンのフローチャートである。図5に示すルーチンでは、先ず、アクセル開度やエンジン回転数に基づいて、内燃機関10の現在の運転領域が、吸気弁30のバルブ開きタイミング差による吸気乱れの補正領域であるか否かが判別される(ステップ100)。具体的には、内燃機関10の現在の運転領域が、小リフト制御領域であるかどうかが判別される。
FIG. 5 is a flowchart of a routine executed by the
上記ステップ100において、吸気乱れの補正領域であると判定された場合には、INmaxバルブリフト量、すなわち、吸気弁30のリフト量の最大値(リフトカーブのピーク値)がリフトセンサ36の出力に基づいて計測される(ステップ102)。
If it is determined in
次に、上記ステップ102において計測されたINmaxバルブリフト量の大きさに応じて、吸気弁30の要求バルブ開きタイミング差が算出される(ステップ104)。図6は、同一気筒内の2つの吸気弁30の開きタイミング差に対するタンブル比特性を表した図である。図6に示すように、タンブル比と左右の吸気弁30の開きタイミング差との間には、当該開きタイミング差が大きくなるほど、タンブル比が大きくなるという関係がある。そこで、本ステップ104においては、上記ステップ102において計測されたINmaxバルブリフト量が小さいときほど、左右の吸気弁30の要求開きタイミング差がより大きな値として算出される。
Next, the required valve opening timing difference of the
次に、上記ステップ104において算出された要求開きタイミング差に従って、左右の吸気弁30の開きタイミングが補正される(ステップ106)。より具体的には、吸気弁30のリフトカーブは、上記ステップ102においてINmaxバルブリフト量が取得されると一義的に決定されるものである。現在のリフトカーブが分かると、それから現在の作用角を算出することができる。ECU40は、吸気弁30の作用角と開き時期との関係を定めたマップ(図示省略)を記憶している。以上のような手法によって、一方のベースとなる吸気弁30の開き時期を算出することができる。本ステップ106においては、その開き時期を基準として、上記ステップ104において取得された要求開きタイミング差に従って、他方の吸気弁30の開き時期を決定している。
Next, the opening timing of the left and
以上説明した図5に示すルーチンによれば、同一気筒内の2つの吸気弁30の開きタイミングに差を設けることで、吸気乱れを増大させることができる。これにより、吸気弁30が小リフト量に制御されたことに伴うタンブル比の低下に起因する吸気乱れの減少を補うことができる。このため、吸気弁30のリフト量の大小に関わらずに、内燃機関10の燃焼安定性と着火性とを好適に両立することができる。
According to the routine shown in FIG. 5 described above, intake turbulence can be increased by providing a difference in the opening timing of the two
尚、上述した実施の形態1においては、ECU40が、上記ステップ102の処理を実行することにより前記第1の発明における「吸気リフト取得手段」が、吸気可変動弁機構34のリフト量を内燃機関10の運転状態に応じて変更することにより前記第1の発明における「吸入空気量制御手段」が、上記ステップ100、104、および106の処理を実行することにより前記第1の発明における「吸気乱れ制御手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
実施の形態2.
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU40に、図5に示すルーチンに代えて後述する図7に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The system according to the present embodiment can be realized by causing the
[実施の形態2の特徴]
本実施形態では、吸気弁30が小リフト量となるように制御された場合の吸気乱れの不足を補うべく、吸気弁30のリフト量に応じて、TCV26の開度調整を行うようにしたという点に特徴を有している。より具体的には、本実施形態では、吸気弁30が小リフト量となるように制御された場合には、最大リフト量が得られるように制御された場合に比して、TCV26の開度をより閉じ側に制御するようにした。
[Features of Embodiment 2]
In the present embodiment, the opening degree of the
図7は、上記の機能を実現するために、本実施の形態2においてECU40が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図7において、図5に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図7に示すルーチンでは、先ず、アクセル開度やエンジン回転数に基づいて、内燃機関10の現在の運転領域が、TCV26による吸気乱れの補正領域であるか否かが判別される(ステップ200)。具体的には、内燃機関10の現在の運転領域が、小リフト制御領域であるかどうかが判別される。
FIG. 7 is a flowchart of a routine executed by the
In the routine shown in FIG. 7, first, based on the accelerator opening and the engine speed, it is determined whether or not the current operating region of the
上記ステップ200において、吸気乱れの補正領域であると判定された場合には、INmaxバルブリフト量が計測され(ステップ102)、次いで、計測されたINmaxバルブリフト量の大きさに応じて、TCV26の要求開度が算出される(ステップ202)。ここでは、吸気弁30が最大リフト量となるように制御された場合において、内燃機関10の運転状態との関係で定められたTCV26の開度を「ベースTCV開度」と定義する。本ステップ202では、吸気弁30のリフト量に応じて、上記ベースTCV開度に対する更なるTCV26の閉じ量が調整される。より具体的には、吸気弁30のリフト量が小さくなるほど、ベースTCV開度に対してTCV26の要求開度がより閉じ側の値で算出される。
If it is determined in
次に、上記ステップ202において算出されたTCV26の要求開度に従って、TCV26の開度調整が実行される(ステップ204)。
Next, the opening degree adjustment of the
以上説明した図7に示すルーチンによれば、吸気弁30が大リフト量となるように制御される領域では、TCV26の開度を大きくすることで圧力損失が低減し、逆に、小リフト量となるように制御される領域では、TCV26の開度を小さくすることで吸気乱れを強くすることができる。つまり、吸気弁30が小リフト量に制御された場合であっても、それに伴うタンブル比の低下に起因する吸気乱れの減少を、TCV26をより閉じ側に制御することで補うことができる。
According to the routine shown in FIG. 7 described above, in the region where the
このように、本実施形態の手法によっても、吸気弁30のリフト量の大小に関わらずに、内燃機関10の燃焼安定性と着火性とを好適に両立することができる。尚、本実施形態の手法は、吸気可変動弁機構34のような、同一気筒内の2つの吸気弁30の開き時期を異ならせることのできる機構を備えていないシステムにおいて特に有効である。
As described above, also by the method of the present embodiment, the combustion stability and the ignitability of the
ところで、上述した実施の形態2においては、吸気弁30のリフト量に応じて、TCV26の閉じ量を制御するようにしているが、燃焼室14内の吸気乱れを調整する手法は、これに限らず、例えば、TCV26に代え、スワールコントロールバルブ(SCV)を用いたものであってもよい。
In the second embodiment described above, the closing amount of the
尚、上述した実施の形態2においては、タンブルコントロールバルブ(TCV)26が前記第3の発明における「吸気制御弁」に相当している。 In the second embodiment, the tumble control valve (TCV) 26 corresponds to the “intake control valve” in the third aspect of the invention.
実施の形態3.
次に、図8乃至図10を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
図8は、本発明の実施の形態3の構成を説明するための図である。以下、図8において、図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の参照符号を用いて、その詳細な説明を省略または簡略する。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a diagram for explaining the configuration of the third embodiment of the present invention. Hereinafter, in FIG. 8, the same reference numerals are used for the same elements as those shown in FIG. 1, and the detailed description thereof is omitted or simplified.
内燃機関50は、筒内に燃料を直接噴射する筒内直噴型の内燃機関であるものとする。すなわち、図8に示すように、内燃機関50には、吸気ポートに配置される燃料噴射弁28に代え、燃焼室14内(筒内)に直接燃料を噴射する燃料噴射弁52が設けられている。
The
[実施の形態3の特徴]
本実施形態では、吸気弁30が小リフト量となるように制御された場合の吸気乱れの不足を補うべく、吸気弁30のリフト量に応じて、燃焼室14内に直接噴射される燃料の噴射時期の調整を行うようにしたという点に特徴を有している。より具体的には、本実施形態では、吸気弁30が大リフト量となるように制御された領域では、内燃機関50の運転状態に基づくベース噴射時期通りで燃料噴射を行うようにし、一方、吸気弁30が小リフト量となるように制御された領域では、燃料噴射時期を上記のベース噴射時期より遅角側に変更するようにした。
[Features of Embodiment 3]
In the present embodiment, in order to compensate for the lack of intake turbulence when the
図9は、上記の機能を実現するために、本実施の形態3においてECU54が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図9において、図5に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図9に示すルーチンでは、先ず、アクセル開度やエンジン回転数に基づいて、内燃機関10の現在の運転領域が、噴射時期による吸気乱れの補正領域であるか否かが判別される(ステップ300)。具体的には、内燃機関10の現在の運転領域が、小リフト制御領域であるかどうかが判別される。
FIG. 9 is a flowchart of a routine executed by the
In the routine shown in FIG. 9, first, based on the accelerator opening and the engine speed, it is determined whether or not the current operating region of the
上記ステップ200において、吸気乱れの補正領域であると判定された場合には、INmaxバルブリフト量が計測され(ステップ102)、次いで、計測されたINmaxバルブリフト量の大きさに応じて、噴射時期の要求遅角量が算出される(ステップ302)。吸気弁30が最大リフト量となるように制御された場合の噴射時期は、吸気上死点近傍であり、ここではその時期を「ベース噴射時期」と定義する。
If it is determined in
図10は、吸気乱れと噴射時期との関係を表した図である。より具体的には、図10における吸気乱れは、圧縮上死点における吸気乱れを示している。燃料の噴射時期が早ければ、噴霧により生じた吸気乱れは、ピストン12が圧縮上死点に到達する前に減衰してしまう。従って、図10に示すように、噴霧による吸気乱れは、噴射時期が遅角されるにつれ大きくなる傾向を示す。一方、噴射された燃料と空気とのミキシングを十分に行うという点、すなわち、混合気の均質度を十分に確保するという点においては、噴射時期は早い方が好ましい。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the intake air disturbance and the injection timing. More specifically, the intake air turbulence in FIG. 10 indicates the intake air turbulence at the compression top dead center. If the fuel injection timing is early, the intake turbulence caused by the spray is attenuated before the
小リフト制御領域では、既述したように、タンブル比が小さくなってしまうことで吸気乱れが減少し、燃焼安定性が悪化する。このような小リフト制御領域では、噴射時期の遅角を行った場合、混合気の均質度の低下という不利益よりも、噴霧を利用して吸気乱れが増大するという利益が上回り、その結果として、燃焼安定性を確保することが可能となる。 In the small lift control region, as described above, the tumble ratio is reduced, so that the intake turbulence is reduced and the combustion stability is deteriorated. In such a small lift control region, when the injection timing is retarded, the benefit of increasing the intake turbulence using the spray exceeds the disadvantage of reducing the homogeneity of the air-fuel mixture, and as a result It is possible to ensure combustion stability.
このため、本ステップ302では、吸気弁30のリフト量に応じて、上記ベース噴射時期に対する要求遅角量が算出される。より具体的には、吸気弁30のリフト量が小さくなるほど、ベース噴射時期に対して噴射時期の要求遅角量がより遅角側の値で算出される。
For this reason, in
次に、上記ステップ302において算出された要求遅角量が、所定の遅角ガード値よりも遅角側の値とならないようにガードがかけられる(ステップ304)。上述したように、燃料と空気のミキシングという点では、噴射時期の遅角は好ましくない。そこで、本ステップ304では、小リフト制御領域であっても、最低限の混合気の均質度を確保できるような配慮がなされている。次いで、上記ステップ302および304の処理によって最終的に決定された要求遅角量に従った燃料噴射が実行される(ステップ306)。
Next, a guard is applied so that the required retard amount calculated in
以上説明した図9に示すルーチンによれば、吸気弁30が小リフト量に制御された場合であっても、それに伴うタンブル比の低下に起因する吸気乱れの減少を、筒内に噴射された燃料の噴霧を利用して補うことができる。このように、本実施形態の手法によっても、吸気弁30のリフト量の大小に関わらずに、内燃機関10の燃焼安定性と着火性とを好適に両立することができる。尚、本実施形態の手法は、筒内直接噴射式の内燃機関であって、吸気可変動弁機構34のような、同一気筒内の2つの吸気弁30の開き時期を異ならせることのできる機構を備えておらず、また、TCV26等も備えていないようなシステムにおいて、特に有効である。
According to the routine shown in FIG. 9 described above, even if the
10、50 内燃機関
14 燃焼室
16 吸気通路
24 エアフローメータ
26 タンブルコントロールバルブ(TCV)
28、52 燃料噴射弁
30 吸気弁
34 吸気可変動弁機構
36 リフトセンサ
40、54 ECU(Electronic Control Unit)
42 アクセル開度センサ
44 クランク角センサ
10, 50
28, 52
42
Claims (4)
吸気弁のリフト量情報を取得する吸気リフト取得手段と、
吸気弁のリフト量の変更によって吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と、
吸気弁のリフト量に応じて、吸気乱れの強さを制御する吸気乱れ制御手段と、
を備えることを特徴とする可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine comprising a variable valve mechanism that can change at least a lift amount of an intake valve continuously or in multiple stages,
An intake lift acquisition means for acquiring lift amount information of the intake valve;
Intake air amount control means for controlling the intake air amount by changing the lift amount of the intake valve;
Intake turbulence control means for controlling the intensity of the intake turbulence according to the lift amount of the intake valve,
A control device for an internal combustion engine comprising a variable valve mechanism.
前記吸気乱れ制御手段は、吸気弁のリフト量が小リフト量となるように制御された場合は、吸気弁のリフト量が大リフト量となるように制御された場合に比して、同一気筒内の前記少なくとも1つの吸気弁の開き時期と前記他の吸気弁の開き時期との差を大きくすることを特徴とする請求項1記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 The variable valve mechanism is a mechanism capable of making the opening timing of at least one intake valve of at least two intake valves provided in the same cylinder different from the opening timing of other intake valves,
In the intake turbulence control means, when the lift amount of the intake valve is controlled to be a small lift amount, the same cylinder is compared with the case where the lift amount of the intake valve is controlled to be a large lift amount. 2. The control device for an internal combustion engine having a variable valve mechanism according to claim 1, wherein a difference between an opening timing of the at least one intake valve and an opening timing of the other intake valve is increased.
前記吸気乱れ制御手段は、吸気弁のリフト量が小リフト量となるように制御された場合は、吸気弁のリフト量が大リフト量となるように制御された場合に比して、吸気乱れが強くなる側に前記吸気制御弁の開度を調整することを特徴とする請求項1記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 An intake control valve for controlling the intensity of intake turbulence in the intake passage;
When the intake valve lift amount is controlled to be a small lift amount, the intake air turbulence control means is configured to control the intake valve turbulence as compared to a case where the intake valve lift amount is controlled to be a large lift amount. 2. The control apparatus for an internal combustion engine having a variable valve mechanism according to claim 1, wherein the opening degree of the intake control valve is adjusted to the side where the pressure becomes stronger.
前記吸気乱れ制御手段は、吸気弁のリフト量が小リフト量となるように制御された場合は、吸気弁のリフト量が大リフト量となるように制御された場合に比して、燃料噴射時期を遅角側に制御することを特徴とする請求項1記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine is an in-cylinder direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder,
When the intake valve lift amount is controlled to be a small lift amount, the intake turbulence control means is configured to perform fuel injection as compared to a case where the intake valve lift amount is controlled to be a large lift amount. 2. The control apparatus for an internal combustion engine having a variable valve mechanism according to claim 1, wherein the timing is controlled to the retard side.
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2006
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WO2018074244A1 (en) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | マツダ株式会社 | Fuel control device for engine |
CN109844289A (en) * | 2016-10-21 | 2019-06-04 | 马自达汽车株式会社 | The fuel control unit of engine |
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