JP2021156191A - Scavenging device for internal combustion engine - Google Patents

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善且 渡辺
Yoshikatsu Watanabe
善且 渡辺
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

To provide a scavenging device for an internal combustion engine, which can improve startability of the internal combustion engine.SOLUTION: A scavenging device for an internal combustion engine having an intake pipe 17 for introducing air into the engine 2, includes: a negative pressure hold tank 30 that holds a negative pressure; a connection pipe 31 that connects the intake pipe 17 and the negative pressure hold tank 30; a selector valve 32 that is provided on the connection pipe 31 to switch the inside of the intake pipe 17 and the negative pressure hold tank 30 into a communicating state or a non-communication state; and an ECU 3 for controlling the selector valve 32. The ECU 3 has a configuration to switch the selector valve 32 to the communication state on condition that occupant's intention to get on a vehicle 1 is confirmed and reduction of an oxygen concentration in the intake pipe 17 is confirmed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の掃気装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine scavenging device.

特許文献１には、イグニッションがオフされ内燃機関が停止するとき、バルブオーバーラップ状態で停止したかどうかを判定し、バルブオーバーラップ状態で停止しているときは、次にイグニッションがオンされるとき、スロットル弁を開き、燃料を供給することなく吸気管を掃気するよう構成された内燃機関の制御装置が開示されている。 According to Patent Document 1, when the ignition is turned off and the internal combustion engine is stopped, it is determined whether or not the engine has stopped in the valve overlapping state, and when the ignition is stopped in the valve overlapping state, the next time the ignition is turned on. Disclosed is a control device for an internal combustion engine configured to open a throttle valve and scaveng the intake pipe without supplying fuel.

特開２０１０−１２７１８９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-127189

しかしながら、特許文献１に記載の内燃機関の制御装置にあっては、イグニッションオン後に吸気管内の掃気が完了すると、燃料噴射及び点火を実行して内燃機関を始動させるため、イグニッションオンから内燃機関の始動完了までに時間を要してしまう。これにより、内燃機関の動力により車両を走行させる場合、走行開始までに時間がかかり、乗員に違和感を与えるおそれがある。 However, in the control device for an internal combustion engine described in Patent Document 1, when the scavenging in the intake pipe is completed after the ignition is turned on, fuel injection and ignition are executed to start the internal combustion engine. It takes time to complete the start-up. As a result, when the vehicle is driven by the power of the internal combustion engine, it takes time to start the traveling, which may give an uncomfortable feeling to the occupants.

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、内燃機関の始動性を向上させることができる内燃機関の掃気装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine scavenging device capable of improving the startability of an internal combustion engine.

本発明は、上記目的を達成するため、車両に設けられた内燃機関に空気を導入する吸気管を有する内燃機関の掃気装置であって、負圧を保持する負圧保持部と、前記吸気管と前記負圧保持部とを連結する連結管と、前記連結管に設けられ、前記吸気管内と前記負圧保持部内とを連通状態又は非連通状態に切り替える切替弁と、前記切替弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記車両に対する乗員の乗車意思が確認され、かつ前記吸気管内の酸素濃度の低下が確認されたことを条件に、前記切替弁を前記連通状態に切り替える構成を有する。 The present invention is an internal combustion engine scavenger having an intake pipe for introducing air into an internal combustion engine provided in a vehicle in order to achieve the above object, the negative pressure holding portion for holding a negative pressure, and the intake pipe. Controls a connecting pipe that connects the engine and the negative pressure holding portion, a switching valve provided in the connecting pipe that switches the inside of the intake pipe and the inside of the negative pressure holding portion into a communicating state or a non-communication state, and the switching valve. The control unit includes a control unit, and the control unit switches the switching valve to the communication state on condition that the occupant's intention to board the vehicle is confirmed and the decrease in the oxygen concentration in the intake pipe is confirmed. Has a configuration.

本発明によれば、内燃機関の始動性を向上させることができる内燃機関の掃気装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an internal combustion engine scavenging device capable of improving the startability of the internal combustion engine.

図１は、本発明の一実施例に係る内燃機関の掃気装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine scavenging device according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の一実施例に係る内燃機関の掃気装置を搭載した車両において実行される掃気制御の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a flow of scavenging control processing executed in a vehicle equipped with an internal combustion engine scavenging device according to an embodiment of the present invention. 図３は、本発明の一実施例に係る内燃機関の掃気装置の変形例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the scavenging device of the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention.

本発明の一実施の形態に係る内燃機関の掃気装置は、車両に設けられた内燃機関に空気を導入する吸気管を有する内燃機関の掃気装置であって、負圧を保持する負圧保持部と、吸気管と負圧保持部とを連結する連結管と、連結管に設けられ、吸気管内と負圧保持部内とを連通状態又は非連通状態に切り替える切替弁と、切替弁を制御する制御部と、を備え、制御部は、車両に対する乗員の乗車意思が確認され、かつ吸気管内の酸素濃度の低下が確認されたことを条件に、切替弁を連通状態に切り替えることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る内燃機関の掃気装置は、内燃機関の始動性を向上させることができる。 The scavenging device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is an internal combustion engine scavenging device having an intake pipe for introducing air into an internal combustion engine provided in a vehicle, and is a negative pressure holding unit that holds a negative pressure. A connecting pipe that connects the intake pipe and the negative pressure holding portion, a switching valve provided in the connecting pipe that switches the inside of the intake pipe and the inside of the negative pressure holding portion into a communicating state or a non-communication state, and a control that controls the switching valve. The control unit is characterized in that the switching valve is switched to the communication state on condition that the occupant's intention to get on the vehicle is confirmed and the decrease in the oxygen concentration in the intake pipe is confirmed. Thereby, the scavenging device for the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention can improve the startability of the internal combustion engine.

以下、本発明の一実施例に係る内燃機関の掃気装置を搭載した車両について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a vehicle equipped with an internal combustion engine scavenging device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、本発明の一実施例に係る内燃機関の掃気装置を搭載した車両１は、内燃機関型のエンジン２と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）３とを含んで構成される。 As shown in FIG. 1, a vehicle 1 equipped with an internal combustion engine scavenging device according to an embodiment of the present invention includes an internal combustion engine type engine 2 and an ECU (Electronic Control Unit) 3 as a control unit. It is composed.

エンジン２は、シリンダブロック４と、シリンダブロック４の上部に締結されたシリンダヘッド５と、シリンダブロック４の下部に締結されたオイルパン６とを含んで構成されている。オイルパン６には、図示しないエンジンオイルが貯留されるようになっている。 The engine 2 includes a cylinder block 4, a cylinder head 5 fastened to the upper part of the cylinder block 4, and an oil pan 6 fastened to the lower part of the cylinder block 4. Engine oil (not shown) is stored in the oil pan 6.

シリンダブロック４には、気筒としてのシリンダ７が形成されている。シリンダ７には、このシリンダ７内を上下に往復動可能なピストン８が収納されている。また、シリンダ７の上部には、燃焼室９が設けられている。燃焼室９は、シリンダ７とピストン８の頂面とシリンダヘッド５の下面とによって画成された空間から構成されている。 A cylinder 7 as a cylinder is formed in the cylinder block 4. The cylinder 7 houses a piston 8 that can reciprocate up and down in the cylinder 7. A combustion chamber 9 is provided above the cylinder 7. The combustion chamber 9 is composed of a space defined by the top surface of the cylinder 7 and the piston 8 and the lower surface of the cylinder head 5.

エンジン２は、シリンダ７内でピストン８が２往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行なう、いわゆる４サイクルのガソリンエンジンである。 The engine 2 is a so-called four-cycle gasoline engine that performs a series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke while the piston 8 reciprocates twice in the cylinder 7.

また、ピストン８は、コネクティングロッド１０を介してクランクシャフト１１と連結している。コネクティングロッド１０は、ピストン８の往復運動をクランクシャフト１１の回転運動に変換するようになっている。なお、クランクシャフト１１は、図示しないクランクジャーナルを介してシリンダブロック４に回転可能に支持されている。 Further, the piston 8 is connected to the crankshaft 11 via a connecting rod 10. The connecting rod 10 converts the reciprocating motion of the piston 8 into the rotational motion of the crankshaft 11. The crankshaft 11 is rotatably supported by the cylinder block 4 via a crank journal (not shown).

また、シリンダヘッド５には、点火プラグ１２と、吸気ポート１４と、排気ポート２１とが設けられている。点火プラグ１２は、シリンダヘッド５の外側と燃焼室９とを貫通する貫通孔に、燃焼室９内に電極を突出させた状態で締付け固定され、ＥＣＵ３によってその点火時期が調整されるようになっている。 Further, the cylinder head 5 is provided with a spark plug 12, an intake port 14, and an exhaust port 21. The spark plug 12 is tightened and fixed in a through hole penetrating the outside of the cylinder head 5 and the combustion chamber 9 with an electrode protruding into the combustion chamber 9, and the ignition timing is adjusted by the ECU 3. ing.

吸気ポート１４には、インジェクタ１３が設けられている。インジェクタ１３は、図示しない燃料タンクから燃料ポンプによって供給された燃料を燃焼室９内に噴射する、いわゆるポート噴射式の燃料噴射弁である。 The intake port 14 is provided with an injector 13. The injector 13 is a so-called port injection type fuel injection valve that injects fuel supplied by a fuel pump from a fuel tank (not shown) into the combustion chamber 9.

吸気ポート１４には、空気を燃焼室９に導入するためのインテークマニホールド１６が設けられている。インテークマニホールド１６は、吸入された空気をエンジン２に導入する吸気管１７に接続されている。この吸気管１７内には、吸気ポート１４と連通する吸気通路１７ａが形成されている。 The intake port 14 is provided with an intake manifold 16 for introducing air into the combustion chamber 9. The intake manifold 16 is connected to an intake pipe 17 that introduces the sucked air into the engine 2. An intake passage 17a communicating with the intake port 14 is formed in the intake pipe 17.

吸気ポート１４には、吸気弁１５が設けられている。吸気弁１５は、吸気通路１７ａと燃焼室９とを連通または遮断するように開閉されるようになっている。 The intake port 14 is provided with an intake valve 15. The intake valve 15 is opened and closed so as to communicate or shut off the intake passage 17a and the combustion chamber 9.

吸気管１７内の吸気通路１７ａには、電子制御式のスロットル弁としてのスロットルバルブ１８が設けられている。スロットルバルブ１８は、ＥＣＵ３に電気的に接続されている。 A throttle valve 18 as an electronically controlled throttle valve is provided in the intake passage 17a in the intake pipe 17. The throttle valve 18 is electrically connected to the ECU 3.

スロットルバルブ１８は、ＥＣＵ３からの指令信号に応じてスロットル開度が制御されることで、エンジン２への吸気量を調整するようになっている。スロットルバルブ１８には、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１８ａが設けられている。 The throttle valve 18 adjusts the amount of intake air to the engine 2 by controlling the throttle opening degree in response to a command signal from the ECU 3. The throttle valve 18 is provided with a throttle opening sensor 18a that detects a throttle opening.

吸気管１７には、吸気の脈動を抑制するサージタンク１７ｂが設けられている。サージタンク１７ｂは、吸気通路１７ａを通じてエンジン２に導入される空気の流れ方向においてスロットルバルブ１８の下流側に設けられている。サージタンク１７ｂには、吸気管１７内の酸素濃度を検出するＯ２センサ１９が設けられている。 The intake pipe 17 is provided with a surge tank 17b that suppresses the pulsation of intake air. The surge tank 17b is provided on the downstream side of the throttle valve 18 in the flow direction of air introduced into the engine 2 through the intake passage 17a. The surge tank 17b is provided with an O2 sensor 19 that detects the oxygen concentration in the intake pipe 17.

車両１は、負圧を保持する負圧保持部としての負圧保持タンク３０と、運転者による図示内ブレーキペダルへの踏力を増幅させるブレーキブースタ４０と、を備えている。 The vehicle 1 includes a negative pressure holding tank 30 as a negative pressure holding portion for holding the negative pressure, and a brake booster 40 for amplifying the pedaling force of the driver on the brake pedal shown in the drawing.

負圧保持タンク３０は、例えば真空ポンプ等の負圧アクチュエータを有し、タンク内の空気圧を大気圧よりも低い空気圧に維持する、すなわちタンク内を負圧に保つようになっている。 The negative pressure holding tank 30 has a negative pressure actuator such as a vacuum pump, and maintains the air pressure in the tank at an air pressure lower than the atmospheric pressure, that is, keeps the inside of the tank at a negative pressure.

ブレーキブースタ４０は、運転者による図示しないブレーキペダルの操作時に、負圧室に供給されて保持された負圧を利用してブレーキペダル操作力を倍力するようになっている。ブレーキブースタ４０は、連結管４１を介して吸気管１７に連結されている。連結管４１には図示しない逆止弁が設けられ、ブレーキブースタ４０から吸気通路１７ａへの空気の流れを許容する一方で、吸気通路１７ａに流れる空気がブレーキブースタ４０に流入することを防止するようになっている。 The brake booster 40 is adapted to double the brake pedal operating force by utilizing the negative pressure supplied and held in the negative pressure chamber when the driver operates the brake pedal (not shown). The brake booster 40 is connected to the intake pipe 17 via the connecting pipe 41. The connecting pipe 41 is provided with a check valve (not shown) to allow the flow of air from the brake booster 40 to the intake passage 17a, while preventing the air flowing through the intake passage 17a from flowing into the brake booster 40. It has become.

車両１は、吸気管１７と負圧保持タンク３０とを連結する連結管３１を備えている。本実施例では、連結管３１の一端は、スロットルバルブ１８よりも、エンジン２に導入される空気の流れ方向の下流側において吸気管１７のサージタンク１７ｂに連結されている。 The vehicle 1 includes a connecting pipe 31 that connects the intake pipe 17 and the negative pressure holding tank 30. In this embodiment, one end of the connecting pipe 31 is connected to the surge tank 17b of the intake pipe 17 on the downstream side in the air flow direction introduced into the engine 2 from the throttle valve 18.

連結管３１には、吸気管１７内の吸気通路１７ａと負圧保持タンク３０内とを連通状態又は非連通状態に切り替える切替弁３２が設けられている。切替弁３２は、ＥＣＵ３に電気的に接続された電磁式のバルブによって構成されており、ＥＣＵ３からの駆動信号に応じて連通状態又は非連通状態を切り替える。好ましくは、切替弁３２は、電磁式逆止弁によって構成される。 The connecting pipe 31 is provided with a switching valve 32 that switches the intake passage 17a in the intake pipe 17 and the negative pressure holding tank 30 into a communicating state or a non-communication state. The switching valve 32 is composed of an electromagnetic valve electrically connected to the ECU 3, and switches between a communicating state and a non-communicating state according to a drive signal from the ECU 3. Preferably, the switching valve 32 is configured by an electromagnetic check valve.

排気ポート２１には、燃焼室のなかで混合気の燃焼によって発生した排ガスを車外に排出するためのエキゾーストマニホールド２３が設けられている。エキゾーストマニホールド２３は、排気管２４に接続されている。この排気管２４内には、排気ポート２１と連通する排気通路２４ａが形成されている。排気通路２４ａには、空燃比センサ２５が設けられている。 The exhaust port 21 is provided with an exhaust manifold 23 for discharging the exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber to the outside of the vehicle. The exhaust manifold 23 is connected to the exhaust pipe 24. An exhaust passage 24a communicating with the exhaust port 21 is formed in the exhaust pipe 24. An air-fuel ratio sensor 25 is provided in the exhaust passage 24a.

また、排気ポート２１には、排気弁２２が設けられている。排気弁２２は、排気通路２４ａと燃焼室９とを連通または遮断するように開閉されるようになっている。 Further, the exhaust port 21 is provided with an exhaust valve 22. The exhaust valve 22 is opened and closed so as to communicate or shut off the exhaust passage 24a and the combustion chamber 9.

ＥＣＵ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。 The ECU 3 is composed of a computer unit including a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an input port, and an output port.

このコンピュータユニットのＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ３として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ３として機能する。 In the ROM of this computer unit, a program for making the computer unit function as an ECU 3 is stored together with various control constants, various maps, and the like. That is, when the CPU executes the program stored in the ROM, the computer unit functions as the ECU 3.

ＥＣＵ３の入力ポートには、上述のスロットル開度センサ１８ａ、Ｏ２センサ１９、空燃比センサ２５に加え、クランク角センサ２６、アクセル開度センサ２７ａの各種センサ類が接続されている。空燃比センサ２５は、エンジン２の排気の酸素濃度から広範囲の連続的な空燃比の変化を検出する。 In addition to the throttle opening sensor 18a, the O2 sensor 19, and the air-fuel ratio sensor 25 described above, various sensors such as the crank angle sensor 26 and the accelerator opening sensor 27a are connected to the input port of the ECU 3. The air-fuel ratio sensor 25 detects a wide range of continuous changes in the air-fuel ratio from the oxygen concentration of the exhaust gas of the engine 2.

クランク角センサ２６は、例えば、エンジン２のクランクシャフト１１が所定角度回転するごとにオンになるクランク角度パルス信号と、エンジン２のクランクシャフト１１が所定の回転角度になるごとにオンになる基準角度パルス信号を出力する。ＥＣＵ３は、クランク角度パルス信号と基準角度パルス信号とに基づいてエンジン回転数及びクランク角度を検出できるようになっている。 The crank angle sensor 26 is, for example, a crank angle pulse signal that turns on every time the crankshaft 11 of the engine 2 rotates by a predetermined angle, and a reference angle that turns on every time the crankshaft 11 of the engine 2 turns on a predetermined rotation angle. Output a pulse signal. The ECU 3 can detect the engine speed and the crank angle based on the crank angle pulse signal and the reference angle pulse signal.

アクセル開度センサ２７ａは、アクセルペダル２７の操作量を表すアクセル開度を検出する。 The accelerator opening sensor 27a detects the accelerator opening indicating the amount of operation of the accelerator pedal 27.

また、ＥＣＵ３の入力ポートには、上述の各種センサ類の他、イグニッションスイッチ２８、運転席ドアスイッチ２９が接続されている。イグニッションスイッチ２８は、イグニッション操作に応じてＯＮ又はＯＦＦされるスイッチである。運転席ドアスイッチ２９は、車両１の運転席側のドアが開放されるとＯＮとなり、車両１の運転席側のドアが閉じられるとＯＦＦとなるスイッチである。 In addition to the various sensors described above, an ignition switch 28 and a driver's door switch 29 are connected to the input port of the ECU 3. The ignition switch 28 is a switch that is turned ON or OFF according to the ignition operation. The driver's door switch 29 is a switch that turns on when the door on the driver's side of the vehicle 1 is opened and turns off when the door on the driver's side of the vehicle 1 is closed.

ＥＣＵ３の出力ポートには、点火プラグ１２、インジェクタ１３、スロットルバルブ１８、切替弁３２等の各種制御対象類が接続されている。 Various control objects such as a spark plug 12, an injector 13, a throttle valve 18, and a switching valve 32 are connected to the output port of the ECU 3.

次に、図２を参照して、車両１において実行される掃気制御の処理の流れについて説明する。 Next, the flow of the scavenging control process executed in the vehicle 1 will be described with reference to FIG.

図２に示すように、ステップＳ１においてイグニッションスイッチ２８がＯＦＦ、かつ、運転席ドアスイッチ２９がＯＮの状態となると（ステップＳ１でＹＥＳ）、すなわち、車両１に対する乗員の乗車意思が確認されると、ＥＣＵ３が起動される（ステップＳ２）。 As shown in FIG. 2, when the ignition switch 28 is turned off and the driver's door switch 29 is turned on in step S1 (YES in step S1), that is, when the occupant's intention to board the vehicle 1 is confirmed. , ECU 3 is activated (step S2).

イグニッションスイッチ２８がＯＮ、又は、運転席ドアスイッチ２９がＯＦＦである場合には、ステップＳ２以降の処理は実行されず、イグニッションスイッチ２８がＯＦＦ、かつ、運転席ドアスイッチ２９がＯＮの状態になるまで待機される。 When the ignition switch 28 is ON or the driver's door switch 29 is OFF, the processes after step S2 are not executed, the ignition switch 28 is OFF, and the driver's door switch 29 is ON. Wait until.

ステップＳ２においてＥＣＵ３が起動されると、ＥＣＵ３は、吸気管１７内の酸素濃度が所定値以下か否かを判定する（ステップＳ３）。所定値は、吸気管１７内に対して排気通路２４ａ側から排気の逆流が生じるとされる酸素濃度の最大値であり、予め実験的に求められてＥＣＵ３のＲＯＭに記憶されている。吸気管１７内への排気の逆流が生じていると吸気管１７内の酸素濃度が低下することから、吸気管１７内の酸素濃度が低いほど吸気管１７内への排気の逆流が生じている可能性が高いと判断できる。 When the ECU 3 is activated in step S2, the ECU 3 determines whether or not the oxygen concentration in the intake pipe 17 is equal to or less than a predetermined value (step S3). The predetermined value is the maximum value of the oxygen concentration at which the backflow of the exhaust gas is considered to occur from the exhaust passage 24a side into the intake pipe 17, which is experimentally obtained in advance and stored in the ROM of the ECU 3. When the backflow of the exhaust into the intake pipe 17 occurs, the oxygen concentration in the intake pipe 17 decreases. Therefore, the lower the oxygen concentration in the intake pipe 17, the more the backflow of the exhaust into the intake pipe 17 occurs. It can be judged that the possibility is high.

ＥＣＵ３は、ステップＳ３において吸気管１７内の酸素濃度が所定値以下でないと判定した場合には、ステップＳ４の処理を実行することなく、ステップＳ５に処理を移す。 When the ECU 3 determines in step S3 that the oxygen concentration in the intake pipe 17 is not equal to or less than a predetermined value, the ECU 3 shifts the process to step S5 without executing the process of step S4.

ＥＣＵ３は、ステップＳ３において吸気管１７内の酸素濃度が所定値以下であると判定した場合には、吸気管１７内の酸素濃度の低下が確認されたものと判断して、吸気管１７内の掃気を実行する（ステップＳ４）。具体的には、ＥＣＵ３は、切替弁３２を連通状態に切り替え、スロットルバルブ１８を所定開度で開弁する。これにより、吸気管１７内に溜まった排気が連結管３１を通じて負圧保持タンク３０側に吸入される一方、吸気管１７内には外部から新気が導入される。この結果、吸気管１７内が新気で満たされて吸気管１７内の掃気が完了する。 When the ECU 3 determines in step S3 that the oxygen concentration in the intake pipe 17 is equal to or less than a predetermined value, it determines that a decrease in the oxygen concentration in the intake pipe 17 has been confirmed, and determines that the oxygen concentration in the intake pipe 17 has decreased. Scavenging is performed (step S4). Specifically, the ECU 3 switches the switching valve 32 to the communicating state and opens the throttle valve 18 at a predetermined opening degree. As a result, the exhaust gas accumulated in the intake pipe 17 is sucked into the negative pressure holding tank 30 side through the connecting pipe 31, while fresh air is introduced into the intake pipe 17 from the outside. As a result, the inside of the intake pipe 17 is filled with fresh air, and the scavenging inside the intake pipe 17 is completed.

次いで、ＥＣＵ３は、イグニッションスイッチ２８がＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ５）。ＥＣＵ３は、ステップＳ５においてイグニッションスイッチ２８がＯＮであると判定した場合には、ＥＣＵ３の起動を維持して（ステップＳ６）、本掃気制御を終了する。 Next, the ECU 3 determines whether or not the ignition switch 28 is ON (step S5). When the ECU 3 determines in step S5 that the ignition switch 28 is ON, the ECU 3 maintains the activation of the ECU 3 (step S6) and ends the main scavenging control.

ＥＣＵ３は、ステップＳ５においてイグニッションスイッチ２８がＯＮでないと判定した場合には、ＥＣＵ３が起動されてからの時間であるＥＣＵ起動時間が所定時間以上か否かを判定する（ステップＳ７）。 When the ECU 3 determines in step S5 that the ignition switch 28 is not ON, the ECU 3 determines whether or not the ECU activation time, which is the time after the ECU 3 is activated, is equal to or longer than a predetermined time (step S7).

ＥＣＵ３は、ステップＳ７においてＥＣＵ起動時間が所定時間以上でない、すなわちＥＣＵ３が起動されてから所定時間が経過していないと判定した場合には、ステップＳ５に処理を戻す。 When the ECU 3 determines in step S7 that the ECU start time is not equal to or longer than the predetermined time, that is, the predetermined time has not elapsed since the ECU 3 was started, the process returns to step S5.

ＥＣＵ３は、ステップＳ７においてＥＣＵ起動時間が所定時間以上である、すなわちＥＣＵ３が起動されてから所定時間が経過したと判定した場合には、ＥＣＵ３をシャットダウンして（ステップＳ８）、本掃気制御を終了する。 When the ECU 3 determines in step S7 that the ECU start time is equal to or longer than the predetermined time, that is, the predetermined time has elapsed since the ECU 3 was started, the ECU 3 shuts down the ECU 3 (step S8) and ends the main scavenging control. do.

以上のように、本実施例に係る内燃機関の掃気装置は、イグニッションスイッチ２８がＯＦＦ、かつ、運転席ドアスイッチ２９がＯＮの状態となった場合に、車両１に対する乗員の乗車意思が確認されたと判断してＥＣＵ３を起動するよう構成されている。 As described above, in the internal combustion engine scavenging device according to the present embodiment, when the ignition switch 28 is OFF and the driver's door switch 29 is ON, the occupant's intention to board the vehicle 1 is confirmed. It is configured to start the ECU 3 on the basis of the determination.

この構成により、本実施例に係る内燃機関の掃気装置は、乗員が車両１に乗り込み、イグニッションをＯＮにする前に早期にＥＣＵ３を起動することができる。 With this configuration, the internal combustion engine scavenging device according to the present embodiment can start the ECU 3 at an early stage before the occupant gets into the vehicle 1 and turns on the ignition.

本実施例に係る内燃機関の掃気装置は、上述のように車両１に対する乗員の乗車意思が確認され、かつ吸気管１７内の酸素濃度が所定値以下であることを条件に、切替弁３２を連通状態に切り替えるよう構成されている。 The scavenging device for the internal combustion engine according to the present embodiment has a switching valve 32 on the condition that the occupant's intention to ride on the vehicle 1 is confirmed and the oxygen concentration in the intake pipe 17 is equal to or less than a predetermined value. It is configured to switch to the communication state.

この構成により、本実施例に係る内燃機関の掃気装置は、排気逆流により吸気管１７内に溜まった排気を、連結管３１を通じて負圧保持タンク３０側で吸入することができる。この結果、吸気管１７内を掃気することができる。これにより、本実施例に係る内燃機関の掃気装置は、エンジン２の始動性を向上させることができる。 With this configuration, the scavenging device for the internal combustion engine according to the present embodiment can suck the exhaust gas accumulated in the intake pipe 17 due to the exhaust backflow on the negative pressure holding tank 30 side through the connecting pipe 31. As a result, the inside of the intake pipe 17 can be scavenged. Thereby, the scavenging device of the internal combustion engine according to the present embodiment can improve the startability of the engine 2.

本実施例に係る内燃機関の掃気装置は、車両１に対する乗員の乗車意思が確認され、かつ吸気管１７内の酸素濃度が所定値以下であることを条件に、上記の切替弁３２の連通状態への切替に加えて、スロットルバルブ１８を所定開度で開弁するよう構成されている。 The scavenging device for the internal combustion engine according to the present embodiment is in a state of communication of the switching valve 32, provided that the occupant's intention to ride on the vehicle 1 is confirmed and the oxygen concentration in the intake pipe 17 is equal to or less than a predetermined value. In addition to switching to, the throttle valve 18 is configured to open at a predetermined opening degree.

この構成により、本実施例に係る内燃機関の掃気装置は、吸気管１７内に外部から新気を導入することができる。これにより、吸気管１７内を新気で満たすことができ、吸気管１７内の掃気をより促進させることができる。この結果、エンジン２の始動性をより向上させることができる。 With this configuration, the scavenging device for the internal combustion engine according to the present embodiment can introduce fresh air into the intake pipe 17 from the outside. As a result, the inside of the intake pipe 17 can be filled with fresh air, and scavenging inside the intake pipe 17 can be further promoted. As a result, the startability of the engine 2 can be further improved.

本実施例に係る内燃機関の掃気装置は、負圧保持タンク３０に連結された連結管３１の一端が、スロットルバルブ１８よりも、エンジン２に導入される空気の流れ方向の下流側において吸気管１７のサージタンク１７ｂに連結されている。このため、本実施例に係る内燃機関の掃気装置は、スロットルバルブ１８の上流側よりも逆流した排気が溜まっている可能性の高いスロットルバルブ１８の下流側の吸気通路１７ａと負圧保持タンク３０内とを連通することができる。これにより、逆流して溜まった排気をより多く負圧保持タンク３０に流すことができる。 In the internal combustion engine scavenging device according to the present embodiment, one end of the connecting pipe 31 connected to the negative pressure holding tank 30 is an intake pipe on the downstream side of the throttle valve 18 in the air flow direction introduced into the engine 2. It is connected to the surge tank 17b of 17. Therefore, in the scavenging device of the internal combustion engine according to the present embodiment, the intake passage 17a and the negative pressure holding tank 30 on the downstream side of the throttle valve 18 in which the exhaust flowing back from the upstream side of the throttle valve 18 is likely to be accumulated. It is possible to communicate with the inside. As a result, more exhaust gas that has flowed back and accumulated can flow to the negative pressure holding tank 30.

なお、本実施例においては、図２に示した掃気制御の処理は、前回のエンジン２の停止時にバルブオーバーラップ状態で停止したと判定されている場合に実行され、それ以外の場合には実行しないようにしてもよい。バルブオーバーラップ状態で停止したことを判定するには、例えば、エンジン２の停止処理が行われてからのエンジン回転数の時間に対する低下量に基づきエンジン２が停止した時点のクランク角度位置を求め、エンジン２がバルブオーバーラップ状態で停止したことを判定する。なお、エンジン２の停止処理が行われたとは、イグニッションスイッチ２８がＯＦＦとなった場合や、イグニッションスイッチ２８のＯＦＦを伴わないアイドルストップ等のエンジン２の一時的な停止が行われたことを含む。この場合、バルブオーバーラップ状態に起因した排気の逆流が生じる可能性が高い場合にのみ掃気制御を行うことができ、効率的である。 In this embodiment, the scavenging control process shown in FIG. 2 is executed when it is determined that the engine 2 has stopped in a valve overlapping state when the engine 2 was stopped last time, and is executed in other cases. You may not do it. In order to determine that the engine has stopped in the valve overlapping state, for example, the crank angle position at the time when the engine 2 is stopped is obtained based on the amount of decrease in the engine rotation speed with respect to the time since the engine 2 is stopped. It is determined that the engine 2 has stopped in the valve overlapping state. The engine 2 stop processing includes the case where the ignition switch 28 is turned off and the case where the engine 2 is temporarily stopped such as an idle stop without turning off the ignition switch 28. .. In this case, the scavenging control can be performed only when there is a high possibility that the backflow of the exhaust gas due to the valve overlapping state occurs, which is efficient.

また、本実施例においては、Ｏ２センサ１９により吸気管１７内の酸素濃度を検出する構成としたが、これに限らず、例えば、ＥＣＵ３が、前回のエンジン２の停止時のクランク角度、ソーク時間及びＥＣＵ起動時のエンジン水温等の各種パラメータに基づき、吸気管１７内の酸素濃度を演算する構成であってもよい。この場合、サージタンク１７ｂに設けられたＯ２センサ１９は不要である。 Further, in this embodiment, the oxygen concentration in the intake pipe 17 is detected by the O2 sensor 19, but the present invention is not limited to this, and for example, the ECU 3 has a crank angle and a soak time when the engine 2 was stopped last time. The oxygen concentration in the intake pipe 17 may be calculated based on various parameters such as the engine water temperature at the time of starting the ECU. In this case, the O2 sensor 19 provided in the surge tank 17b is unnecessary.

ソーク時間は、エンジン２の停止時から次にエンジン２が始動するまでの時間である。ソーク時間が長いほど吸気管１７内の酸素濃度が上昇する。これは、吸気管１７内に逆流した排気が再度、排気管２４内の排気通路２４ａ側に流れるためである。また、エンジン水温が高いほど、排気逆流が生じやすいため酸素濃度が低下する。例えば、ＥＣＵ３は、これらパラメータと吸気管１７内の酸素濃度との関係を示すマップを参照することにより吸気管１７内の酸素濃度を演算することができる。 The soak time is the time from when the engine 2 is stopped until the next engine 2 is started. The longer the soak time, the higher the oxygen concentration in the intake pipe 17. This is because the exhaust gas that has flowed back into the intake pipe 17 flows again to the exhaust passage 24a side in the exhaust pipe 24. In addition, the higher the engine water temperature, the more likely it is that exhaust backflow will occur, and the oxygen concentration will decrease. For example, the ECU 3 can calculate the oxygen concentration in the intake pipe 17 by referring to the map showing the relationship between these parameters and the oxygen concentration in the intake pipe 17.

また、本実施例においては、真空ポンプ等の負圧アクチュエータにより負圧保持タンク３０内の負圧を確保する構成について説明したが、これに限らず、例えば、負圧保持タンク３０内の負圧が低下した場合には、エンジン２の運転時に切替弁３２を連通状態に切り替えることで負圧保持タンク３０内の負圧を確保する構成であってもよい。この場合、負圧保持タンク３０に真空ポンプ等の負圧アクチュエータを設けなくともよい。 Further, in this embodiment, the configuration for securing the negative pressure in the negative pressure holding tank 30 by a negative pressure actuator such as a vacuum pump has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, the negative pressure in the negative pressure holding tank 30 is not limited to this. When the pressure decreases, the negative pressure in the negative pressure holding tank 30 may be secured by switching the switching valve 32 to the communicating state during the operation of the engine 2. In this case, the negative pressure holding tank 30 does not have to be provided with a negative pressure actuator such as a vacuum pump.

また、本実施例においては、運転席ドアスイッチ２９がＯＮされた場合に車両１に対する乗員の乗車意思が確認されたものと判断しているが、離れた場所から車両１のドア開錠が可能なリモコンキーが車両近傍に存在することを検知した場合に車両１に対する乗員の乗車意思が確認されたものと判断してもよい。 Further, in the present embodiment, it is determined that the occupant's intention to board the vehicle 1 is confirmed when the driver's door switch 29 is turned on, but the door of the vehicle 1 can be unlocked from a distant place. When it is detected that the remote control key is present in the vicinity of the vehicle, it may be determined that the occupant's intention to board the vehicle 1 has been confirmed.

また、本実施例においては、吸気管１７内の酸素濃度が所定値以下である場合に吸気管１７内の掃気を実行する構成としたが、これに限らず、例えばインジェクタ１３の噴射孔から燃料が漏れる、いわゆる油密漏れを検知した場合に、吸気管１７内の掃気を実行する構成としてもよい。 Further, in this embodiment, the scavenging inside the intake pipe 17 is executed when the oxygen concentration in the intake pipe 17 is equal to or less than a predetermined value. When a so-called oil-tight leak is detected, the air intake pipe 17 may be scavenged.

インジェクタ１３に油密漏れが生じていると、エンジン２の始動時にスロットルバルブ１８の下流側の燃料濃度が高くなり、燃焼室９内の空燃比が過剰にリッチな状態となってしまう。こうした状態では、エンジン２の始動性が悪化するおそれがある。なお、インジェクタ１３に油密漏れは、スロットルバルブ１８の下流側の燃料濃度を高くしてしまうことから吸気管１７内の酸素濃度の低下につながる。 If oil leakage occurs in the injector 13, the fuel concentration on the downstream side of the throttle valve 18 becomes high when the engine 2 is started, and the air-fuel ratio in the combustion chamber 9 becomes excessively rich. In such a state, the startability of the engine 2 may deteriorate. An oil leak to the injector 13 increases the fuel concentration on the downstream side of the throttle valve 18, which leads to a decrease in the oxygen concentration in the intake pipe 17.

そこで、上述したように、油密漏れを検知した場合に吸気管１７内の掃気を実行することで、燃料濃度の高い混合気を掃気することができ、エンジン２の良好な始動性を確保することができる。 Therefore, as described above, by executing scavenging in the intake pipe 17 when an oil leak is detected, the air-fuel mixture having a high fuel concentration can be scavenged, and good startability of the engine 2 is ensured. be able to.

ＥＣＵ３は、例えば閉弁状態のインジェクタ１３に加圧燃料を供給した後の、時間経過に伴う燃料配管内の圧力の低下量、つまり単位時間当たりの燃料配管内の圧力の低下量が許容量を超えている場合に、インジェクタ１３に油密漏れが生じていると判定することができる。 In the ECU 3, for example, the amount of decrease in pressure in the fuel pipe with the passage of time after supplying pressurized fuel to the injector 13 in the closed valve state, that is, the amount of decrease in pressure in the fuel pipe per unit time is the allowable amount. If it exceeds the limit, it can be determined that an oil-tight leak has occurred in the injector 13.

また、本実施例においては、負圧保持部として負圧保持タンク３０を車両１に搭載した例について説明したが、これに限らず、例えば図３に示すように、負圧保持タンク３０を搭載せずにブレーキブースタ４０を負圧保持部として用いてもよい。 Further, in this embodiment, an example in which the negative pressure holding tank 30 is mounted on the vehicle 1 as the negative pressure holding portion has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 3, the negative pressure holding tank 30 is mounted. Instead, the brake booster 40 may be used as the negative pressure holding portion.

この場合、図３に示すように、ブレーキブースタ４０は、本実施例と同様に図示しない逆止弁を有する連結管４１のほかに、連結管４３１を介して吸気管１７と連結されている。連結管４３１には、吸気管１７内の吸気通路１７ａとブレーキブースタ４０内とを連通状態又は非連通状態に切り替える切替弁４３２が設けられている。切替弁４３２は、ＥＣＵ３に電気的に接続された電磁式のバルブによって構成されており、ＥＣＵ３からの駆動信号に応じて連通状態又は非連通状態を切り替える。好ましくは、切替弁４３２は、電磁式逆止弁によって構成される。 In this case, as shown in FIG. 3, the brake booster 40 is connected to the intake pipe 17 via the connecting pipe 431 in addition to the connecting pipe 41 having a check valve (not shown) as in the present embodiment. The connecting pipe 431 is provided with a switching valve 432 that switches the intake passage 17a in the intake pipe 17 and the brake booster 40 into a communicating state or a non-communication state. The switching valve 432 is composed of an electromagnetic valve electrically connected to the ECU 3, and switches between a communicating state and a non-communicating state according to a drive signal from the ECU 3. Preferably, the switching valve 432 is configured by an electromagnetic check valve.

ブレーキブースタ４０を負圧保持部として用いる例にあっては、ブレーキブースタ４０が倍力装置と負圧保持部の機能を兼ねるので、負圧保持用に新たな構成を追加する必要がなく、製品コストを抑えることができる。 In the example of using the brake booster 40 as the negative pressure holding part, since the brake booster 40 also functions as a booster and a negative pressure holding part, it is not necessary to add a new configuration for holding the negative pressure, and the product The cost can be suppressed.

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 Although the embodiments of the present invention have been disclosed, it is clear that some skilled in the art can make changes without departing from the scope of the present invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.

１ 車両
２ エンジン（内燃機関）
３ ＥＣＵ（制御部）
１３ インジェクタ
１７ 吸気管
１７ａ 吸気通路
１７ｂ サージタンク
１８ スロットルバルブ（スロットル弁）
１８ａ スロットル開度センサ
１９ Ｏ２センサ
２８ イグニッションスイッチ
２９ 運転席ドアスイッチ
３０ 負圧保持タンク（負圧保持部）
３１、４１、４３１ 連結管
３２、４３２ 切替弁
４０ ブレーキブースタ 1 Vehicle 2 Engine (internal combustion engine)
3 ECU (control unit)
13 Injector 17 Intake pipe 17a Intake passage 17b Surge tank 18 Throttle valve (throttle valve)
18a Throttle opening sensor 19 O2 sensor 28 Ignition switch 29 Driver's door switch 30 Negative pressure holding tank (negative pressure holding part)
31, 41, 431 Connecting pipe 32, 432 Switching valve 40 Brake booster

Claims (4)

車両に設けられた内燃機関に空気を導入する吸気管を有する内燃機関の掃気装置であって、
負圧を保持する負圧保持部と、
前記吸気管と前記負圧保持部とを連結する連結管と、
前記連結管に設けられ、前記吸気管内と前記負圧保持部内とを連通状態又は非連通状態に切り替える切替弁と、
前記切替弁を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記車両に対する乗員の乗車意思が確認され、かつ前記吸気管内の酸素濃度の低下が確認されたことを条件に、前記切替弁を前記連通状態に切り替えることを特徴とする内燃機関の掃気装置。 A scavenging device for an internal combustion engine having an intake pipe for introducing air into the internal combustion engine provided in a vehicle.
Negative pressure holding part that holds negative pressure and
A connecting pipe that connects the intake pipe and the negative pressure holding portion,
A switching valve provided in the connecting pipe to switch between the inside of the intake pipe and the inside of the negative pressure holding portion into a communicating state or a non-communicating state.
A control unit that controls the switching valve is provided.
The internal combustion engine is characterized in that the control unit switches the switching valve to the communication state on condition that the occupant's intention to board the vehicle is confirmed and the decrease in oxygen concentration in the intake pipe is confirmed. Scavenging device. 前記吸気管内に設けられ、前記内燃機関への吸気量を調整するスロットル弁を備え、
前記制御部は、前記車両に対する乗員の乗車意思が確認され、かつ前記吸気管内の酸素濃度の低下が確認されたことを条件に、前記スロットル弁を所定開度で開弁することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の掃気装置。 A throttle valve provided in the intake pipe and adjusting the amount of intake air to the internal combustion engine is provided.
The control unit is characterized in that the throttle valve is opened at a predetermined opening degree on condition that the occupant's intention to board the vehicle is confirmed and the decrease in oxygen concentration in the intake pipe is confirmed. The scavenging device for an internal combustion engine according to claim 1. 前記連結管の一端は、前記スロットル弁よりも、前記内燃機関に導入される空気の流れ方向の下流側において前記吸気管に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の掃気装置。 The internal combustion engine according to claim 2, wherein one end of the connecting pipe is connected to the intake pipe on the downstream side in the flow direction of air introduced into the internal combustion engine with respect to the throttle valve. Scavenging device. 前記負圧保持部がブレーキブースタであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関の掃気装置。 The scavenging device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the negative pressure holding portion is a brake booster.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7375883B1 (en) 2022-09-27 2023-11-08 いすゞ自動車株式会社 Internal combustion engine starting control device

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