JP5589686B2 - Engine control device - Google Patents
Engine control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5589686B2 JP5589686B2 JP2010199030A JP2010199030A JP5589686B2 JP 5589686 B2 JP5589686 B2 JP 5589686B2 JP 2010199030 A JP2010199030 A JP 2010199030A JP 2010199030 A JP2010199030 A JP 2010199030A JP 5589686 B2 JP5589686 B2 JP 5589686B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake
- valve
- flow rate
- gas temperature
- intake port
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
本発明はエンジンの制御装置に関し、特に吸気弁の閉弁時期を遅角させる圧縮着火式内燃機関の筒内ガス温度を予測するエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control apparatus, and more particularly to an engine control apparatus that predicts the in-cylinder gas temperature of a compression ignition internal combustion engine that retards the closing timing of an intake valve.
エンジンでは、吸気弁の閉弁時期を変更することがある。特許文献1では、圧縮上死点でのシリンダ内ガス温度が、エンジンの運転条件に応じて設定される目標温度となるように、吸気バルブの閉時期を制御するディーゼルエンジンが開示されている。また、エンジンでは筒内ガス温度を予測することがある。特許文献2では、筒内ガス温度を算出し、補正する技術が開示されている。このほか特許文献3では、1つの燃焼室に対して設けられる同種の機関弁である第1、第2機関弁のバルブタイミングを変更する動弁装置が開示されている。
In the engine, the closing timing of the intake valve may be changed.
図14は吸気弁の閉弁時期に応じた圧縮着火式内燃機関の有効圧縮比を示す図である。図15は圧縮着火式内燃機関の燃焼履歴を示す図である。図14で、縦軸は有効圧縮比、横軸は下死点後(ABDC)のクランク角度で表した吸気弁の閉弁時期を示す。図15で、縦軸は筒内局所当量比、横軸は筒内局所ガス温を示す。 FIG. 14 is a diagram showing an effective compression ratio of the compression ignition type internal combustion engine according to the closing timing of the intake valve. FIG. 15 is a diagram showing a combustion history of a compression ignition type internal combustion engine. In FIG. 14, the vertical axis represents the effective compression ratio, and the horizontal axis represents the closing timing of the intake valve expressed by the crank angle after bottom dead center (ABDC). In FIG. 15, the vertical axis represents the in-cylinder local equivalent ratio, and the horizontal axis represents the in-cylinder local gas temperature.
図14に示すように、圧縮着火式内燃機関では吸気弁の閉弁時期を遅角させることで、有効圧縮比を下げることができる。そしてこれにより、圧縮上死点での筒内ガス温度を低下させることで、例えば図15に示すような燃焼履歴を確保できる。結果、NOxやスモークといった排気エミッションの悪化を抑制できる。 As shown in FIG. 14, in the compression ignition internal combustion engine, the effective compression ratio can be lowered by retarding the closing timing of the intake valve. Then, by reducing the in-cylinder gas temperature at the compression top dead center, for example, a combustion history as shown in FIG. 15 can be secured. As a result, deterioration of exhaust emissions such as NOx and smoke can be suppressed.
ところが、吸気弁を遅閉じにする場合、以下に示す現象が発生する。図16は吸気弁遅閉じ時の吸気流量の変化を示す図である。図17は吸気弁遅閉じ時の吸気温度の変化を示す図である。図16で、縦軸は吸気流量、横軸はクランク角度を示す。図17で、縦軸は吸気温度、横軸はクランク角度を示す。図16、図17間で横軸は互いに共通となっている。そして、クランク角度360°から540°までが吸気行程に対応してピストンが下降する過程となっている。 However, when the intake valve is closed late, the following phenomenon occurs. FIG. 16 is a diagram showing a change in the intake flow rate when the intake valve is closed late. FIG. 17 is a view showing a change in the intake air temperature when the intake valve is closed late. In FIG. 16, the vertical axis represents the intake air flow rate, and the horizontal axis represents the crank angle. In FIG. 17, the vertical axis represents the intake air temperature, and the horizontal axis represents the crank angle. The horizontal axis is common between FIGS. 16 and 17. The crank angle from 360 ° to 540 ° is a process in which the piston descends corresponding to the intake stroke.
図16に示すように、吸気弁を遅閉じにした場合、540°を超えたあたりで、筒内から吸気ポートに高温のガスが逆流する。このため、図17に示すように540°を超えたあたりで吸気温度が上昇する。そして、逆流したガスは次の燃焼サイクルで筒内に吸入される。結果、圧縮開始時の筒内ガス温度が上昇する。 As shown in FIG. 16, when the intake valve is closed late, hot gas flows backward from the cylinder to the intake port around 540 °. For this reason, as shown in FIG. 17, the intake air temperature increases around 540 °. Then, the backflowed gas is sucked into the cylinder in the next combustion cycle. As a result, the in-cylinder gas temperature at the start of compression increases.
このため、逆流するガスの影響を特段反映していない圧縮開始時の筒内ガス温度に基づいて、圧縮上死点での筒内ガス温度を予測すると、予測した温度と実温度との間に乖離が発生する。そして、実温度が予測した温度よりも高い分、予測に反して排気エミッションが悪化することがある。 For this reason, if the in-cylinder gas temperature at the compression top dead center is predicted based on the in-cylinder gas temperature at the start of compression that does not particularly reflect the influence of the backflowing gas, the predicted temperature is between the predicted temperature and the actual temperature. Deviation occurs. Further, the exhaust emission may deteriorate against the prediction because the actual temperature is higher than the predicted temperature.
また、良好な燃焼を得るには、有効圧縮比だけでなく体積効率についても考慮する必要がある。この点、各吸気ポートの流量係数が異なる場合、機関回転数や各吸気弁間のバルブタイミングの位相差によって各吸気ポートの流量バランスが逐次変化する。そして、流量バランスの変化は、ガスの逆流量に影響を及ぼすことがある。 In order to obtain good combustion, it is necessary to consider not only the effective compression ratio but also volumetric efficiency. In this regard, when the flow coefficient of each intake port is different, the flow rate balance of each intake port sequentially changes depending on the engine speed and the phase difference of the valve timing between each intake valve. A change in the flow rate balance may affect the reverse flow rate of the gas.
このため、流量バランスを考慮した上でガスの逆流量を精度良く把握しないと、体積効率の観点からも好適な有効圧縮比が得られないことがある。この点、体積効率の観点から見た場合、有効圧縮比の低下によりガスの逆流量が過大になると、次の燃焼サイクルで燃焼に必要な酸素が不足することがある。すなわち、体積効率が過度に低下する結果、排気エミッションの悪化を招くことがある。 For this reason, if the reverse flow rate of the gas is not accurately grasped in consideration of the flow rate balance, a suitable effective compression ratio may not be obtained from the viewpoint of volume efficiency. In this regard, when viewed from the viewpoint of volumetric efficiency, if the reverse flow rate of the gas becomes excessive due to a decrease in the effective compression ratio, oxygen necessary for combustion may be insufficient in the next combustion cycle. That is, as a result of excessive reduction in volume efficiency, exhaust emission may be deteriorated.
本発明は上記課題に鑑み、吸気弁の閉弁時期を遅角させる場合に、圧縮開始時の筒内ガス温度を好適に予測可能なエンジンの制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an engine control device that can suitably predict the in-cylinder gas temperature at the start of compression when retarding the closing timing of the intake valve.
本発明は燃焼室に吸気を導く第1の吸気ポート、および前記第1の吸気ポートよりも流量係数が小さい第2の吸気ポートと、前記第1の吸気ポートに対して設けられた第1の吸気弁、および前記第2の吸気ポートに対して設けられた第2の吸気弁と、前記第1および第2の吸気弁のうち、第2の吸気弁の閉弁時期、或いは閉弁時期およびバルブリフト量を変更可能な動弁装置と、前記燃焼室に吸気を過給する過給機とが設けられた圧縮着火式内燃機関に対して設けられ、前記第2の吸気弁の閉弁時期を遅角制御する制御手段と、前記第1および第2の吸気ポートの流量バランスに基づき前記第1の吸気ポートおよび前記第2の吸気ポートに逆流するガスの逆流量を補正し、補正された前記逆流量に基づき前記第1の吸気ポートおよび前記第2の吸気ポートに逆流したガスによる圧縮開始時の筒内ガス温度の上昇分、前記吸気の温度を補正することで、前記圧縮開始時の前記筒内ガス温度を予測する予測手段とを備えたエンジンの制御装置である。 The present invention provides a first intake port that guides intake air to a combustion chamber, a second intake port having a flow coefficient smaller than that of the first intake port, and a first intake port that is provided for the first intake port. Among the intake valve and the second intake valve provided for the second intake port, and among the first and second intake valves, the closing timing of the second intake valve, or the closing timing and Provided for a compression ignition type internal combustion engine provided with a valve gear capable of changing a valve lift amount and a supercharger for supercharging intake air into the combustion chamber, and closing timing of the second intake valve The control means for retarding the angle and the back flow rate of the gas flowing back to the first intake port and the second intake port based on the flow rate balance of the first and second intake ports are corrected and corrected. Based on the reverse flow rate, the first intake port and the second intake port Increase in the cylinder interior gas temperature at the start of compression by backflow gas to the intake port, by correcting the temperature of the intake, the engine having a prediction means for predicting the in-cylinder gas temperature at the compression start It is a control device.
本発明によれば、吸気弁の閉弁時期を遅角させる場合に、圧縮開始時の筒内ガス温度を好適に予測できる。 According to the present invention, when the valve closing timing of the intake valve is retarded, the in-cylinder gas temperature at the start of compression can be suitably predicted.
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はエンジン50Aおよび関連する各構成の全体構成図である。図2はエンジン50Aの概略構成図である。図3はエンジン50Aのバルブ配置図である。図1に示すように、吸気系10はエアフロメータ11と、インタークーラ12と、インテークマニホールド13とを備えている。エアフロメータ11は吸入空気量を計測する。インタークーラ12は過給機30が圧縮した吸気を冷却する。インテークマニホールド13はエンジン50Aの各気筒51aに吸気を分配する。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the
排気系20は、エキゾーストマニホールド21と触媒22とを備えている。エキゾーストマニホールド21は各気筒51aからの排気を下流側で一つの排気通路に合流させる。触媒22は排気を浄化する。過給機30はコンプレッサ部31とタービン部32とを備えている。過給機30は排気駆動式の可変容量型ターボチャージャであり、コンプレッサ部31が吸気系10に、タービン部32が排気系20にそれぞれ介在するようにして設けられている。
The
エンジン50Aは圧縮着火式内燃機関(ディーゼルエンジン)である。図2に示すように、エンジン50Aはシリンダブロック51と、シリンダヘッド52Aと、ピストン53と、吸気弁54Aと、排気弁55と、燃料噴射弁56と、吸気側VVT(Variable Valve Timing)57Aとを備えている。
The
シリンダブロック51には気筒51aが形成されている。気筒51a内にはピストン53が収容されている。シリンダブロック51の上面にはシリンダヘッド52Aが固定されている。燃焼室59はシリンダブロック51、シリンダヘッド52A及びピストン53に囲まれた空間として形成されている。
A
シリンダヘッド52Aには吸気ポート52aAと排気ポート52bが形成されている。吸気ポート52aAは燃焼室59に吸気を導き、排気ポート52bは燃焼室59からガスを排気する。また、シリンダヘッド52Aには吸気弁54Aと排気弁55が設けられている。吸気弁54Aは吸気ポート52aAを開閉し、排気弁55は排気ポート52bを開閉する。
An intake port 52aA and an
図3に示すように、吸気ポート52aAは具体的には、上流側から燃焼室59に向かって分岐および開口した部分吸気ポートIn1、In2を備えている。また、排気ポート52bは、下流側から燃焼室59に向かって分岐および開口した部分排気ポートEx1、Ex2を備えている。そして、2つの吸気弁54Aが部分吸気ポートIn1、In2を、2つの排気弁55が部分排気ポートEx1、Ex2を開閉する。部分吸気ポートIn1、In2は、流量係数が互いに同等になるように設けられている。
As shown in FIG. 3, the intake port 52aA specifically includes partial intake ports In1 and In2 branched and opened from the upstream side toward the
図2に示すように、シリンダヘッド52Aには燃料噴射弁56が設けられている。燃料噴射弁56は筒内に直接燃料を噴射する。また、シリンダヘッド52Aには吸気側VVT57Aが設けられている。吸気側VVT57Aには、吸気弁54Aの閉弁時期、或いは閉弁時期およびバルブリフト量を変更可能なものを適用する。吸気側VVT57Aは動弁装置に相当する。
As shown in FIG. 2, a
図1に示すように、エンジン50Aはコモンレール58を備えている。燃料噴射弁56は気筒51a毎に設けられており、各燃料噴射弁56は、コモンレール58と接続されている。コモンレール58は燃料を所定圧まで蓄圧する。そして、蓄圧された燃料は各燃料噴射弁56へ分配される。その後、燃料噴射弁56に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁56が開弁する。結果、燃料噴射弁56から筒内へ燃料が噴射される。筒内に噴射された燃料は着火に適した筒内温度および筒内圧P0で自己着火(圧縮着火)する。
As shown in FIG. 1, the
エンジン50Aには各種のセンサが設けられている。具体的には例えばエアフロメータ11や、クランク角度や機関回転数NEを検出するためのクランク角センサ71や、エンジン50Aの冷却水温を検出するための水温センサ72や、筒内圧P0を検出するための筒内圧センサ73などが設けられている。また吸気系10には、過給圧Pを検出するための過給圧センサ74や、吸気温度T0´を検出するための温度センサ75が設けられている。また吸気側VVT57Aには、バルブタイミングを検出するためのバルブタイミングセンサ76が設けられている。
Various sensors are provided in the
ECU1Aは電子制御装置であり、エンジンの制御装置に相当する。ECU1AはCPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータや入出力回路を備えている。ECU1Aにはエアフロメータ11や前述したセンサ71から76など各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。また過給機30や、燃料噴射弁56や、吸気側VVT57Aや、コモンレール58などの各種の制御対象が電気的に接続されている。
The
ROMはCPUが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。CPUがROMに格納されたプログラムに基づき必要に応じてRAMの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ECU1Aでは各種の制御手段や判定手段や検出手段などが機能的に実現される。例えばECU1Aでは、以下に示す制御手段と予測手段とが機能的に実現される。
The ROM is configured to store a program describing various processes executed by the CPU, map data, and the like. The
制御手段は、吸気弁54Aの閉弁時期を遅角制御する。具体的には吸気側VVT57Aを制御対象として、2つの吸気弁54Aの閉弁時期それぞれを同様に遅角制御する。さらに具体的には、図4に示すように、2つの吸気弁54Aそれぞれの開弁時期および閉弁時期を一体的に変更することで、2つの吸気弁54Aの閉弁時期それぞれを同様に遅角制御する。制御手段が行う遅角制御は、吸気弁54Aを遅閉じにするという意味での遅角制御である。したがって、吸気弁54Aの閉弁時期は吸気下死点よりも遅角側に設定される。
The control means delays the valve closing timing of the
吸気側VVT57Aが、吸気弁54Aの閉弁時期およびバルブリフト量を変更可能な場合、制御手段は、図5に示すように2つの吸気弁54Aそれぞれの開弁時期を固定しつつ、閉弁時期およびバルブリフト量を変更することで、2つの吸気弁54Aの閉弁時期それぞれを同様に遅角制御してもよい。
When the
予測手段は、部分吸気ポートIn1、In2の流量を考慮して、圧縮開始時の筒内ガス温度T0を予測する。具体的には、筒内圧P0と過給圧Pとの差圧Pd、吸気弁54Aの遅角量α1、および機関回転数NEに基づいて吸気温度T0´を補正することで、筒内ガス温度T0を予測する。吸気温度T0´は具体的には圧縮開始時の筒内ガス温度として用いられる。このため、吸気温度T0´は温度センサ75の出力に基づき検出された後、圧縮開始時までに行われる吸気の熱の授受をさらに考慮することで、精度良く推定されることが好ましい。
The predicting means predicts the in-cylinder gas temperature T0 at the start of compression in consideration of the flow rates of the partial intake ports In1 and In2. Specifically, the in-cylinder gas temperature is corrected by correcting the intake air temperature T0 ′ based on the differential pressure Pd between the in-cylinder pressure P0 and the supercharging pressure P, the retard amount α1 of the
吸気温度T0´の補正は次に示す相関関係に基づいて行われる。図6は吸気ポート52aAへのガスの逆流量Fbを設定したマップデータを模式的に示す図である。縦軸は機関回転数NE、横軸は差圧Pdを示す。すなわち、図6に示すマップデータで、逆流量Fbは差圧Pdおよび機関回転数NEに応じて設定されている。マップデータ上の線は等量線を示す。図6に示すマップデータは、部分吸気ポートIn1、In2の流量係数が同じであるとして作成されている。 The correction of the intake air temperature T0 ′ is performed based on the following correlation. FIG. 6 is a diagram schematically showing map data in which a reverse flow rate Fb of gas to the intake port 52aA is set. The vertical axis represents the engine speed NE, and the horizontal axis represents the differential pressure Pd. That is, in the map data shown in FIG. 6, the reverse flow rate Fb is set according to the differential pressure Pd and the engine speed NE. A line on the map data indicates an equivalence line. The map data shown in FIG. 6 is created on the assumption that the partial intake ports In1 and In2 have the same flow coefficient.
逆流量Fbは差圧Pdが大きいほど大きくなる。また、機関回転数NEが高いほど小さくなる。吸排気時間が短くなるためである。結果、逆流量Fbはマップデータの左上から右下に向かって次第に大きくなる。一方、逆流量Fbには遅角量α1も影響する。これに対し、図6に示すマップデータは遅角量α1に応じて、例えば所定遅角量毎に準備することができる。このため、逆流量Fbは差圧Pd、遅角量α1および機関回転数NEでモデル化できる。 The reverse flow rate Fb increases as the differential pressure Pd increases. Further, the higher the engine speed NE, the smaller. This is because the intake / exhaust time is shortened. As a result, the reverse flow rate Fb gradually increases from the upper left to the lower right of the map data. On the other hand, the retard amount α1 also affects the reverse flow rate Fb. On the other hand, the map data shown in FIG. 6 can be prepared for each predetermined retardation amount, for example, according to the retardation amount α1. For this reason, the reverse flow rate Fb can be modeled by the differential pressure Pd, the retard amount α1, and the engine speed NE.
一方、逆流したガスによる圧縮開始時の筒内ガス温度の上昇は、逆流量Fbに応じたものとなる。このため、逆流量Fbでモデル化できる。したがって、差圧Pd、遅角量α1および機関回転数NEでモデル化できる。これに対し、予測手段は具体的には逆流量Fbに基づき、逆流したガスによる圧縮開始時の筒内ガス温度の上昇分、吸気温度T0´を補正する。そしてこのように補正することで、差圧Pd、遅角量α1および機関回転数NEに基づき、吸気温度T0´を補正する。 On the other hand, the increase in the in-cylinder gas temperature at the start of compression due to the backflowed gas corresponds to the backflow rate Fb. For this reason, it can model with the reverse flow Fb. Therefore, it can be modeled by the differential pressure Pd, the retard amount α1, and the engine speed NE. In contrast, the predicting means specifically corrects the intake air temperature T0 ′ by the amount of increase in the in-cylinder gas temperature at the start of compression due to the backflowed gas based on the reverse flow rate Fb. By correcting in this way, the intake air temperature T0 ′ is corrected based on the differential pressure Pd, the retard amount α1, and the engine speed NE.
予測手段は筒内ガス温度T0に基づき、圧縮上死点での筒内ガス温度Tをさらに予測する。具体的には次に示す式(1)を用いることで、筒内ガス温度T0、圧縮比(有効圧縮比)ε、吸気の比熱比κに基づき、筒内ガス温度Tをさらに予測する。式(1)はポリトロープ変化における気体の状態方程式である。
T=T0×εκ−1 ・・・(1)
The predicting means further predicts the in-cylinder gas temperature T at the compression top dead center based on the in-cylinder gas temperature T0. Specifically, the in-cylinder gas temperature T is further predicted based on the in-cylinder gas temperature T0, the compression ratio (effective compression ratio) ε, and the intake specific heat ratio κ by using the following equation (1). Equation (1) is a gas equation of state in polytropic change.
T = T0 × ε κ−1 (1)
次にECU1Aの動作を図7に示すフローチャートを用いて説明する。ECU1Aは、安定状態であるか否かを判定する(ステップS1)。本ステップでは、例えば吸気側VVT57Aに異常が発生していないかなど制御開始条件が成立しているか否かを判定する。ステップS1で否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。ステップS1で肯定判定であれば、ECU1Aは吸気弁54Aの閉弁時期(IVC)を検出する(ステップS2)。これにより、圧縮比εを算出できる。
Next, the operation of the
続いてECU1Aは、差圧Pd、遅角量α1および機関回転数NEを検出するとともに(ステップS11A)、逆流量Fbを算出する(ステップS12)。差圧Pdに関しては、例えば過給圧Pおよび行程容積でモデル化したものを用いてもよい。ステップS12に続き、ECU1Aは吸気温度T0´を検出するとともに(ステップS21)、差圧Pd、遅角量α1および機関回転数NEに基づき、筒内ガス温度T0を予測する(ステップS22)。
Subsequently, the
その後、ECU1Aは前述の式(1)を用いて筒内ガス温度Tを算出する(ステップS31)。ステップS31の後には、本フローチャートを終了する。なお、ステップS11AからS22までの処理は、ステップS1で安定状態であるか否かに関わらず行われてもよい。
Thereafter, the
次にECU1Aの作用効果について説明する。図8は遅角量α1に応じた逆流量Fb、圧縮比ε、筒内ガス温度T0および筒内ガス温度Tの変化の様子を示す図である。図8において、縦軸は逆流量Fb、圧縮比ε、筒内ガス温度T0および筒内ガス温度Tをそれぞれ示し、横軸はこれらに対し共通のスケールで遅角量α1を示す。図8では、筒内ガス温度T0の代わりに吸気温度T0´を用いて予測した場合の筒内ガス温度T´も破線で参考に示している。
Next, the function and effect of the
遅角量α1が増大すると、圧縮行程側に向かって開弁期間が長くなる。このため逆流量Fbが増大する。また遅角量α1が増大すると、圧縮期間が短くなる。このため圧縮比εは低下する。結果、筒内ガス温度Tを低下させることで、排気エミッションの悪化を抑制することができる。 When the retardation amount α1 increases, the valve opening period becomes longer toward the compression stroke side. For this reason, the reverse flow rate Fb increases. Further, when the retardation amount α1 increases, the compression period becomes shorter. For this reason, the compression ratio ε decreases. As a result, the deterioration of exhaust emission can be suppressed by reducing the in-cylinder gas temperature T.
一方、遅角量α1が増大すると、筒内ガス温度T0も増大する。例えば筒内ガス温度T0に逆流量Fbが反映されているためである。結果、筒内ガス温度Tは筒内ガス温度T´よりも高くなる。このように、ECU1Aは逆流量Fbを反映した筒内ガス温度T0を予測する。そしてこれにより、吸気弁54Aの閉弁時期を遅角させる場合に、圧縮開始時の筒内ガス温度を好適に予測できる。結果、筒内ガス温度T0に基づき筒内ガス温度Tを予測することで、予測に反して排気エミッションが悪化することを抑制できる。
On the other hand, when the retardation amount α1 increases, the in-cylinder gas temperature T0 also increases. This is because, for example, the reverse flow rate Fb is reflected in the in-cylinder gas temperature T0. As a result, the in-cylinder gas temperature T becomes higher than the in-cylinder gas temperature T ′. Thus, the
本実施例では、実施例1の場合に対し、エンジン50Aの代わりにエンジン50Bを、ECU1Aの代わりにECU1Bをそれぞれ適用する。エンジン50Bは、吸気側VVT57Aの代わりに吸気側VVT57Bを備えている。また、シリンダヘッド52Aの代わりにシリンダヘッド52Bを、吸気弁54Aの代わりに吸気弁54B、54Cを備えている。エンジン50Bはこれらの点以外、エンジン50Aと実質的に同一である。このため、全体構成図およびエンジン50Bの概略構成図については図示省略する。
In the present embodiment, the
吸気側VVT57Bには、吸気弁54B、54Cのうち、吸気弁54Cの閉弁時期、或いは閉弁時期およびバルブリフト量を変更可能なものを適用する。吸気弁54B、54Cのうち、吸気弁54Cの閉弁時期を変更するには、吸気弁54B、54Cの閉弁時期を互いに独立して設定可能なものを適用できる。かかる吸気側VVT57Bとしては、例えば前述した特許文献3が開示する動弁装置を適用できる。吸気側VVT57Bは、例えば吸気弁54B、54Cの駆動を電磁駆動化した場合の電磁駆動装置それぞれを有した構成として実現することもできる。
Of the
図9はエンジン50Bのバルブ配置を示す図である。シリンダヘッド52Bは吸気ポート52aAの代わりに吸気ポート52aBが設けられている点以外、シリンダヘッド52Aと実質的に同一である。吸気ポート52aBは、部分吸気ポートIn1、In2の代わりに、互いに流量係数が異なる部分吸気ポートIn3、In4が設けられている点以外、吸気ポート52aAと実質的に同一である。この点、吸気ポート52aA、52aBの吸気の流量は互いに同等である。
FIG. 9 is a view showing a valve arrangement of the
吸気弁54Bは部分吸気ポートIn3に対して、吸気弁54Cは部分吸気ポートIn4に対してそれぞれ設けられている。部分吸気ポートIn4は部分吸気ポートIn3よりも流量係数が小さくなっている。具体的には、部分吸気ポートIn4のほうが部分吸気ポートIn3よりも流路断面積が小さくなっている。このため、吸気弁54Cは吸気弁54Bよりもバルブ径が小さくなっている。部分吸気ポートIn3は第1の吸気ポート、部分吸気ポートIn4は第2の吸気ポートに相当する。吸気弁54Bは第1の吸気弁、吸気弁54Cは第2の吸気弁に相当する。
The
ECU1Bは、制御手段と予測手段とが以下に示すように実現される点と、第1および第2の補正制御手段がさらに実現される点以外、ECU1Aと実質的に同一である。このため、ECU1Bについては図示省略する。
The ECU 1B is substantially the same as the
制御手段は、遅角制御を行うにあたり、吸気弁54Aの代わりに吸気弁54B、54Cのうち、吸気弁54Cの閉弁時期を遅角制御する。具体的には図10に示すように、吸気弁54Bのバルブタイミングを固定しつつ、吸気弁54Cの開弁時期および閉弁時期を一体的に変更することで、吸気弁54Cの閉弁時期を遅角制御する。制御手段は、例えば吸気弁54Cの開弁時期を固定しつつ、閉弁時期およびバルブリフト量を変更することで、吸気弁54Cの閉弁時期を遅角制御してもよい。
The control means retards the closing timing of the
予測手段は、吸気温度T0´を補正するにあたり、吸気弁54Aの遅角量α1の代わりに、吸気弁54Cの遅角量α2に基づき吸気温度T0´を補正する点が、ECU1Aの場合と異なる。また、予測手段は、部分吸気ポートIn3、In4の流量バランスを考慮して、以下に示すように吸気温度T0´をさらに補正する。
The prediction means differs from the
図11は機関回転数NEおよび遅角量α2に応じた部分吸気ポートIn3、In4の流量バランスを示す図である。(a)に示す低回転、遅角なしの場合、部分吸気ポートIn3のほうが部分吸気ポートIn4よりも、流通する流量の割合が若干大きくなっている。一方、(b)に示す低回転、遅角ありの場合、部分吸気ポートIn4を流通する流量の割合が減少する。結果、部分吸気ポートIn3、In4の流量係数が同じであるとした場合に対し、逆流量Fbも減少する。 FIG. 11 is a diagram showing the flow rate balance of the partial intake ports In3 and In4 according to the engine speed NE and the retard amount α2. In the case of low rotation and no retardation shown in (a), the ratio of the flow rate of the partial intake port In3 is slightly larger than the partial intake port In4. On the other hand, in the case of the low rotation and the retard as shown in (b), the ratio of the flow rate flowing through the partial intake port In4 decreases. As a result, the reverse flow rate Fb also decreases as compared to the case where the flow rate coefficients of the partial intake ports In3 and In4 are the same.
(c)に示す高回転、遅角なしの場合、(a)の場合よりも、部分吸気ポートIn4を流通する流量の割合が減少する。(d)に示す高回転、遅角ありの場合、(c)の場合と比較し、部分吸気ポートIn4を流通する流量の割合は減少する。また、(a)や(b)の場合と比較しても減少する。これらから、部分吸気ポートIn4を流通する流量の割合は機関回転数NEおよび遅角量α2に応じて変化することがわかる。さらに機関回転数NEが高いほど、また遅角量α2が大きいほど、より減少することがわかる。 In the case of high rotation and no retardation shown in (c), the ratio of the flow rate flowing through the partial intake port In4 is reduced as compared with the case of (a). In the case of high rotation and delay angle shown in (d), the ratio of the flow rate flowing through the partial intake port In4 is reduced as compared with the case of (c). Moreover, it decreases even compared with the cases of (a) and (b). From these, it can be seen that the ratio of the flow rate flowing through the partial intake port In4 changes according to the engine speed NE and the retard amount α2. Further, it can be seen that the higher the engine speed NE and the greater the retard amount α2, the more it decreases.
このため予測手段は、機関回転数NEおよび遅角量α2に基づき、吸気温度T0´をさらに補正する。具体的には機関回転数NEが高い場合ほど、吸気温度T0´の補正値である逆流量Fbをより大きな割合で小さくする。また遅角量α2が大きい場合ほど、逆流量Fbをより大きな割合で小さくする。そしてこれにより、部分吸気ポートIn3、In4の流量バランスに基づき吸気温度T0´をさらに補正する。 Therefore, the predicting means further corrects the intake air temperature T0 ′ based on the engine speed NE and the retard amount α2. Specifically, as the engine speed NE is higher, the reverse flow rate Fb, which is a correction value for the intake air temperature T0 ′, is decreased at a larger rate. The reverse flow rate Fb is decreased at a larger rate as the retardation amount α2 is larger. Thus, the intake air temperature T0 ′ is further corrected based on the flow rate balance of the partial intake ports In3 and In4.
第1の補正制御手段は、筒内ガス温度Tが目標ガス温度Ttargetよりも高い場合に、制御手段が遅角制御の対象とする吸気弁54Cの閉弁時期を遅角制御する。また、第1の補正制御手段は、筒内ガス温度Tが目標ガス温度Ttargetよりも低い場合に、制御手段が遅角制御の対象とする吸気弁54Cの閉弁時期を進角制御する。目標ガス温度Ttargetには例えば排気エミッション改善の観点から、エンジン50Bの運転条件に応じて予め定めた温度を適用できる。
When the in-cylinder gas temperature T is higher than the target gas temperature T target , the first correction control means delays the valve closing timing of the
第2の補正制御手段は、第1の補正制御手段が遅角制御しても、筒内ガス温度Tが目標ガス温度Ttargetまで低下しない場合に、燃料噴射時期の遅角、パイロット噴射量の減量、コモンレール圧の上昇、過給圧Pの低下のうち、少なくとも一つを実行する。また、第2の補正制御手段は、第1の補正制御手段が進角制御しても、筒内ガス温度Tが目標ガス温度Ttargetに到達しない場合に、燃料噴射時期の進角、パイロット噴射量の増量、過給圧Pの上昇のうち、少なくとも一つを実行する。 If the in-cylinder gas temperature T does not decrease to the target gas temperature T target even if the first correction control unit performs the retard control, the second correction control unit determines the delay of the fuel injection timing and the pilot injection amount. At least one of reduction, increase in common rail pressure, and decrease in supercharging pressure P is executed. In addition, the second correction control means, when the in-cylinder gas temperature T does not reach the target gas temperature T target even if the first correction control means performs the advance angle control, the advance angle of the fuel injection timing, the pilot injection At least one of the increase in the amount and the increase in the supercharging pressure P is executed.
次にECU1Bの動作を図12、図13に示すフローチャートを用いて説明する。図13に示すフローチャートは図12に示すフローチャートに続くフローチャートとなっている。なお、図12に示すフローチャートはステップS11Aの代わりにステップS11Bが設けられている点と、ステップS15、S16が追加されている点以外、図7に示すフローチャートと同じである。このため、図12に関しては特にこれらのステップについて説明する。 Next, the operation of the ECU 1B will be described using the flowcharts shown in FIGS. The flowchart shown in FIG. 13 is a flowchart following the flowchart shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 12 is the same as the flowchart shown in FIG. 7 except that step S11B is provided instead of step S11A and steps S15 and S16 are added. For this reason, these steps will be described with particular reference to FIG.
図12に示すように、ECU1BはステップS11Bで遅角量α1の代わりに遅角量α2を検出し、ステップS12で逆流量Fbを算出する。このとき、ECU1Bは差圧Pd、遅角量α2および機関回転数NEに応じて予め設定した逆流量Fbのマップデータをもとに、逆流量Fbを算出する。このマップデータには実施例1の場合と同様に流量バランスが反映されていない。ステップS12に続き、ECU1Bは機関回転数NEおよび遅角量α2に基づき、部分吸気ポートIn3、In4の流量バランスを算出する(ステップS15)。 As shown in FIG. 12, the ECU 1B detects the retard amount α2 instead of the retard amount α1 in step S11B, and calculates the reverse flow rate Fb in step S12. At this time, the ECU 1B calculates the reverse flow rate Fb based on the map data of the reverse flow rate Fb set in advance according to the differential pressure Pd, the retard amount α2, and the engine speed NE. The map data does not reflect the flow rate balance as in the first embodiment. Subsequent to step S12, the ECU 1B calculates the flow rate balance of the partial intake ports In3 and In4 based on the engine speed NE and the retard amount α2 (step S15).
続いてECU1Bは、部分吸気ポートIn3、In4の流量バランスに基づき、逆流量Fbを補正する(ステップS16)。このとき、機関回転数NEが高いほど、また遅角量α2が大きいほど、逆流量Fbがより大きな割合で小さく補正される。これにより、さらに流量バランスに基づき補正をした筒内ガス温度T0をステップS22で算出できる。なお、逆流量Fbのマップデータに流量バランスの影響を予め反映させてもよい。 Subsequently, the ECU 1B corrects the reverse flow rate Fb based on the flow rate balance of the partial intake ports In3 and In4 (step S16). At this time, as the engine speed NE is higher and the retard amount α2 is larger, the reverse flow rate Fb is corrected to be smaller at a larger rate. Thereby, the in-cylinder gas temperature T0 further corrected based on the flow rate balance can be calculated in step S22. The influence of the flow rate balance may be reflected in advance on the map data of the reverse flow rate Fb.
図13に示すように、ECU1BはステップS31の後、筒内ガス温度Tが目標ガス温度Ttargetよりも高いか否かを判定する(ステップS41)。肯定判定であれば、ECU1Bは吸気弁54Cの閉弁時期を変更することで補正可能か否かを判定する(ステップS42)。肯定判定であれば、ECU1Bは吸気弁54Cの閉弁時期を遅角制御する(ステップS43)。一方、ステップS42で否定判定であれば、ECU1Bは燃料噴射や過給圧Pの変更による適合補正を行う(ステップS44)。具体的には燃料噴射時期の遅角、パイロット噴射量の減量、コモンレール圧の上昇、過給圧Pの低下のうち、少なくとも一つを実行する。
As shown in FIG. 13, after step S31, the ECU 1B determines whether or not the in-cylinder gas temperature T is higher than the target gas temperature T target (step S41). If the determination is affirmative, the ECU 1B determines whether correction is possible by changing the valve closing timing of the
ステップS41で否定判定であれば、ECU1Bは筒内ガス温度Tが目標ガス温度Ttargetよりも低いか否かを判定する(ステップS51)。否定判定であれば、本フローチャートを終了する。一方、ステップS51で肯定判定であれば、ECU1Bは吸気弁54Cの閉弁時期を変更することで補正可能か否かを判定する(ステップS52)。肯定判定であれば、ECU1Bは吸気弁54Cの閉弁時期を進角制御する(ステップS53)。一方、ステップS53で否定判定であれば、ECU1Bは燃料噴射や過給圧Pの変更による適合補正を行う(ステップS54)。具体的には、燃料噴射時期の進角、パイロット噴射量の増量、過給圧Pの上昇のうち、少なくとも一つを実行する。
If a negative determination is made in step S41, the ECU 1B determines whether or not the in-cylinder gas temperature T is lower than the target gas temperature T target (step S51). If the determination is negative, this flowchart ends. On the other hand, if an affirmative determination is made in step S51, the ECU 1B determines whether or not correction is possible by changing the valve closing timing of the
次にECU1Bの作用効果について説明する。ECU1Bは、部分吸気ポートIn3、In4の流量バランスを考慮して、機関回転数NEおよび遅角量α2に基づき、吸気温度T0´をさらに補正する。そしてこれにより、機関回転数NEおよび遅角量α2に応じて変化する部分吸気ポートIn3、In4の流量バランスが、予測に及ぼす影響についても補正することができる。したがって、筒内ガス温度T0をさらに好適に予測できる。 Next, the function and effect of the ECU 1B will be described. The ECU 1B further corrects the intake air temperature T0 ′ based on the engine speed NE and the retard amount α2 in consideration of the flow rate balance of the partial intake ports In3 and In4. As a result, the influence of the flow rate balance of the partial intake ports In3 and In4, which changes according to the engine speed NE and the retardation amount α2, on the prediction can also be corrected. Therefore, the in-cylinder gas temperature T0 can be predicted more suitably.
具体的には、ECU1Bは機関回転数NEが高い場合ほど、また遅角量α2が大きい場合ほど、逆流量Fbをより大きな割合で小さくする。そしてこれにより、部分吸気ポートIn4を流通する流量の割合に応じて、逆流量Fbを補正することで、筒内ガス温度T0を適切に予測できる。 Specifically, the ECU 1B decreases the reverse flow rate Fb at a larger rate as the engine speed NE is higher and as the retard amount α2 is larger. Thus, the in-cylinder gas temperature T0 can be appropriately predicted by correcting the reverse flow rate Fb according to the ratio of the flow rate flowing through the partial intake port In4.
また、ECU1Bは筒内ガス温度Tが目標ガス温度Ttargetよりも高い場合に、吸気弁54Cの閉弁時期を遅角制御する。そしてこれにより、筒内ガス温度Tを低下させることができる。また、遅角制御しても、筒内ガス温度Tが目標ガス温度Ttargetまで低下しない場合に、燃料噴射時期の遅角、パイロット噴射量の減量、コモンレール圧の上昇、過給圧Pの低下のうち、少なくとも一つを実行する。そしてこれにより、筒内ガス温度Tを低下させることができる。結果、NOxやスモークの悪化を抑制できる。
Further, the ECU 1B delays the closing timing of the
また、ECU1Bは筒内ガス温度Tが目標ガス温度Ttargetよりも低い場合に、吸気弁54Cの閉弁時期を進角制御する。そしてこれにより、筒内ガス温度Tを上昇させることができる。また、進角制御しても、筒内ガス温度Tが目標ガス温度Ttargetに到達しない場合に、燃料噴射時期の進角、パイロット噴射量の増量、過給圧Pの上昇のうち、少なくとも一つを実行する。そしてこれにより、筒内ガス温度Tを上昇させることができる。結果、失火やTHL(Total Hydro Carbon)の悪化を抑制できる。
Further, when the in-cylinder gas temperature T is lower than the target gas temperature T target , the ECU 1B controls the advance of the closing timing of the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
ECU 1A、1B
過給機 30
エンジン 50A、50B
吸気ポート 52aA、52aB
吸気弁 54A、54B、54C
燃料噴射弁 56
吸気側VVT 57A、57B
コモンレール 58
燃焼室 59
Intake port 52aA, 52aB
Claims (1)
前記第2の吸気弁の閉弁時期を遅角制御する制御手段と、
前記第1および第2の吸気ポートの流量バランスに基づき前記第1の吸気ポートおよび前記第2の吸気ポートに逆流するガスの逆流量を補正し、補正された前記逆流量に基づき前記第1の吸気ポートおよび前記第2の吸気ポートに逆流したガスによる圧縮開始時の筒内ガス温度の上昇分、前記吸気の温度を補正することで、前記圧縮開始時の前記筒内ガス温度を予測する予測手段とを備えたエンジンの制御装置。 A first intake port that guides intake air to the combustion chamber; a second intake port having a flow coefficient smaller than that of the first intake port; and a first intake valve provided for the first intake port; And the second intake valve provided for the second intake port and the closing timing of the second intake valve among the first and second intake valves, or the closing timing and the valve lift amount Is provided for a compression ignition type internal combustion engine provided with a valve operating device capable of changing the pressure and a supercharger for supercharging intake air to the combustion chamber,
Control means for retarding the closing timing of the second intake valve;
Based on the flow rate balance of the first and second intake ports, the reverse flow rate of the gas flowing back to the first intake port and the second intake port is corrected, and the first flow rate is corrected based on the corrected reverse flow rate. increase in the intake port and the second cylinder gas temperature at the start of compression by backflow gas to the intake port, by correcting the temperature of the intake, the prediction for predicting the in-cylinder gas temperature at the compression start And an engine control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010199030A JP5589686B2 (en) | 2010-09-06 | 2010-09-06 | Engine control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010199030A JP5589686B2 (en) | 2010-09-06 | 2010-09-06 | Engine control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012057490A JP2012057490A (en) | 2012-03-22 |
| JP5589686B2 true JP5589686B2 (en) | 2014-09-17 |
Family
ID=46054894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010199030A Expired - Fee Related JP5589686B2 (en) | 2010-09-06 | 2010-09-06 | Engine control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5589686B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115949513B (en) * | 2023-03-15 | 2023-05-30 | 绵阳华博精工机械有限公司 | Intelligent control and adjustment method and system for valve clearance |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4453220B2 (en) * | 2001-05-14 | 2010-04-21 | 株式会社デンソー | Diesel engine control device |
| JP2006249949A (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine |
| JP2007077838A (en) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Toyota Motor Corp | Control device for compression ignition type internal combustion engine |
-
2010
- 2010-09-06 JP JP2010199030A patent/JP5589686B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012057490A (en) | 2012-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5143170B2 (en) | Control method for internal combustion engine | |
| JP4253339B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP5133332B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| US7143753B2 (en) | Air amount calculator for internal combustion engine | |
| US9115673B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| KR101448415B1 (en) | Control device for internal combustion engine equipped with supercharger | |
| JP6380914B2 (en) | Engine control device | |
| JP5126424B1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP2018168699A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP5589687B2 (en) | Engine control device | |
| JP5589686B2 (en) | Engine control device | |
| US8938960B2 (en) | Control apparatus for internal combustion engine | |
| JP2015014257A (en) | Ignition timing control device for internal combustion engine | |
| JP2018119532A (en) | Control device for internal combustion engine | |
| EP2584178B1 (en) | Control device for an internal combustion engine | |
| JP5333254B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP4957594B2 (en) | Noise reduction device for internal combustion engine | |
| JP6406300B2 (en) | Engine control device | |
| JP6380915B2 (en) | Engine control device | |
| JP6406185B2 (en) | Engine control device | |
| JP7256682B2 (en) | Internal combustion engine control method and internal combustion engine control device | |
| JP4506608B2 (en) | Engine cylinder intake air amount detection device and engine fuel injection device | |
| JP6312048B2 (en) | Engine control device | |
| JP2013124657A (en) | Valve gear for engine | |
| JP6406153B2 (en) | Engine control device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130611 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140116 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140204 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140317 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140701 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140714 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5589686 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |