JP6350494B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
ここに開示する技術は、内燃機関の制御装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a control device for an internal combustion engine.
自動車用エンジンにおいては、燃焼室からクランクケースに漏れたブローバイガスを、オイルセパレータによって気液分離した後、エンジンの吸気通路に還流させて再燃焼させることが行われている。 In an automobile engine, blow-by gas leaked from a combustion chamber to a crankcase is separated into gas and liquid by an oil separator, and then returned to an intake passage of the engine to be reburned.
例えば特許文献1には、クランクケースと、吸気通路におけるサージタンクとを互いに連通させるPCV通路の途中に、ブローバイガスの還流量を調整するよう構成されたPCV(Positive Crankcase Ventilation)バルブを設けた構成が記載されている。特許文献1に記載されたブローバイガス還流装置においてはPCVバルブが機械式のPCVバルブであり、この機械式のPCVバルブは、クランクケースと吸気通路との圧力差が所定値以上の領域では、その差圧が大きいほど、その開度を小さくして、ブローバイガス還流量を減らすように構成されている。 For example, Patent Document 1 includes a PCV (Positive Crankcase Ventilation) valve configured to adjust the recirculation amount of blow-by gas in the middle of a PCV passage that allows a crankcase and a surge tank in an intake passage to communicate with each other. Is described. In the blow-by gas recirculation device described in Patent Document 1, the PCV valve is a mechanical PCV valve. This mechanical PCV valve has a pressure difference between the crankcase and the intake passage in a region where the pressure difference is a predetermined value or more. The larger the differential pressure is, the smaller the opening degree is, and the blow-by gas recirculation amount is reduced.
また、機械式のPCVバルブは、クランクケースと吸気通路との圧力差が所定値以下の領域では、差圧が大きいほど開度が大きくなるという特性を有している。特許文献1に記載されたブローバイガス還流装置においては、この特性に着目をして、減速中に燃料供給を停止する燃料カット時に、スロットルバルブの開度を大きくすることによって、PCVバルブの開度が大きくなるようにし、クランクケース内の換気を促進するようにしている。 In addition, the mechanical PCV valve has a characteristic that in a region where the pressure difference between the crankcase and the intake passage is not more than a predetermined value, the opening degree increases as the differential pressure increases. In the blow-by gas recirculation device described in Patent Document 1, paying attention to this characteristic, the opening degree of the PCV valve is increased by increasing the opening degree of the throttle valve at the time of fuel cut when the fuel supply is stopped during deceleration. To increase the ventilation of the crankcase.
ところで、車両の加速中には、燃焼室内の冷却を目的として燃料の供給量を増量する制御が行われる場合がある。この場合、混合気の空燃比は理論空燃比よりもリッチになり、クランクケース内に漏れるブローバイガスの燃料濃度が、混合気の空燃比を理論空燃比に設定している場合に比べて高くなる。しかしながら、スロットル開度が同じであって、クランクケースと吸気通路とを圧力差が同じであれば、機械式のPCVバルブの開度は同じになるため、混合気の空燃比をリッチにしているときには、クランクケース内の換気が不足して、クランクケース内の燃料量が増えてしまう。これは、オイル劣化を進行させてしまう。空燃比リッチ側に合わせてPCVバルブ開度特性を設定すると、理論空燃比運転時に過剰に換気されることとなるため、不都合が生じる。 Incidentally, during acceleration of the vehicle, there is a case where control for increasing the amount of fuel supply is performed for the purpose of cooling the combustion chamber. In this case, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and the fuel concentration of the blow-by gas leaking into the crankcase becomes higher than when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set to the stoichiometric air-fuel ratio. . However, if the throttle opening is the same and the pressure difference between the crankcase and the intake passage is the same, the opening of the mechanical PCV valve will be the same, so the air-fuel ratio of the mixture is made rich. Sometimes ventilation in the crankcase is insufficient and the amount of fuel in the crankcase increases. This will cause oil degradation. If the PCV valve opening characteristic is set in accordance with the air-fuel ratio rich side, excessive ventilation is performed during the theoretical air-fuel ratio operation, resulting in inconvenience.
空燃比をリッチにすることは、車両の加速時に限らず、エンジンの冷間時にも行われる。これは、燃料が気化し難いことを考慮して、所定量の気化燃料量を確保することができるように、燃焼室内に供給する燃料量を増量するためである。従って、エンジンの冷間時にも、クランクケース内の換気が不足して、クランクケース内の燃料量が増える虞がある。 Making the air-fuel ratio rich is not only performed when the vehicle is accelerated, but also when the engine is cold. This is because the amount of fuel supplied into the combustion chamber is increased so that a predetermined amount of vaporized fuel can be secured in consideration of the fact that the fuel is difficult to vaporize. Therefore, even when the engine is cold, ventilation in the crankcase may be insufficient, and the amount of fuel in the crankcase may increase.
ブローバイガスの燃料濃度が高まることは、混合気の空燃比をリッチにする場合に限らない。燃焼室内に直接燃料を噴射する構成において、その燃料の噴射時期が、例えば圧縮行程以降の遅い時期に設定される場合にも同様に起こり得る。つまり、燃料を噴射する時期が遅いときには、燃料を噴射したタイミングでの燃焼室内の容積が小さい。そのため、燃焼室内の壁面に燃料が付着し易くなる。また、燃料の噴射時期が遅角されると、燃料を噴射してから燃焼が開始するまでの期間が短くなるため、一部の燃料が気化しきれずにスモークとなる。結果、ブローバイガスの燃料濃度が高くなると共に、スモークは、オイルの劣化を進行させてしまう。この場合も機械式のPCVバルブであると、クランクケース内が換気不足になって、クランクケース内の燃料量が増えてしまう。 The increase in the fuel concentration of the blowby gas is not limited to the case where the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is made rich. In the configuration in which fuel is directly injected into the combustion chamber, the same may occur when the fuel injection timing is set to a late timing after the compression stroke, for example. That is, when the fuel injection timing is late, the volume in the combustion chamber at the fuel injection timing is small. For this reason, the fuel easily adheres to the wall surface in the combustion chamber. Further, when the fuel injection timing is retarded, the period from when the fuel is injected to when combustion starts is shortened, so that some of the fuel is smoked without being completely vaporized. As a result, the fuel concentration of the blow-by gas increases, and the smoke causes the oil to progress. Also in this case, if the mechanical PCV valve is used, the crankcase is insufficiently ventilated and the amount of fuel in the crankcase increases.
この点につき、特許文献1に記載されているように、エンジンが特定の運転状態にあるとき(特許文献1では燃料カット時)に、スロットルバルブの開度を強制的に変更することによって、機械式PCVバルブの開度を大きくし、クランクケース内の換気を促進することも考えられるが、この構成では特定の運転状態になるまで換気が行われないから、その間にオイル劣化が進んでしまうことになる。 In this regard, as described in Patent Document 1, when the engine is in a specific operating state (when the fuel is cut in Patent Document 1), the opening degree of the throttle valve is forcibly changed, thereby It is conceivable to increase the opening of the PCV valve and promote ventilation in the crankcase. However, in this configuration, ventilation is not performed until a specific operating state is reached, so that oil deterioration progresses during that time. become.
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ブローバイガスの燃料濃度が高くなるタイミングで、クランクケース内の換気を速やかに行うことにある。 The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and an object thereof is to promptly ventilate the crankcase at the timing when the fuel concentration of blow-by gas increases.
ここに開示する技術は、内燃機関において発生したブローバイガスを、当該内燃機関の吸気通路に還流するよう構成されたブローバイガス還流装置を備えた内燃機関の制御装置に係る。 The technology disclosed herein relates to a control device for an internal combustion engine including a blow-by gas recirculation device configured to recirculate blow-by gas generated in the internal combustion engine to an intake passage of the internal combustion engine.
前記ブローバイガス還流装置は、前記吸気通路に還流する前記ブローバイガスの還流量を調整するよう、その開度が変更可能に構成された、電気制御式のPCVバルブを有し、内燃機関の制御装置は、前記電気制御式のPCVバルブの開度を制御するよう構成された制御部を備える。 The blow-by gas recirculation device has an electrically controlled PCV valve whose opening degree can be changed so as to adjust the recirculation amount of the blow-by gas recirculating to the intake passage, and a control device for an internal combustion engine Comprises a controller configured to control the opening of the electrically controlled PCV valve.
そして、前記制御部は、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関の燃焼室の壁面に付着する燃料量を予測すると共に、前記予測した壁面付着燃料量に基づいて、前記PCVバルブの開度を制御するよう構成されている。 The control unit predicts the amount of fuel adhering to the wall surface of the combustion chamber of the internal combustion engine based on the operating state of the internal combustion engine, and based on the predicted amount of fuel adhering to the wall surface of the PCV valve. It is comprised so that an opening degree may be controlled.
この構成によると、ブローバイガス還流装置は、機械式のPCVバルブではなく、電気制御式のPCVバルブを有している。制御部が、電気制御式のPCVバルブの開度を制御することによって、クランクケース内と吸気通路内との圧力差に関わらず、PCVバルブの開度を大きくすることが可能になり、クランクケース内の換気を、十分に行うことが可能になる。 According to this configuration, the blow-by gas recirculation device has an electrically controlled PCV valve instead of a mechanical PCV valve. By controlling the opening degree of the electrically controlled PCV valve, the control unit can increase the opening degree of the PCV valve regardless of the pressure difference between the crankcase and the intake passage. Ventilation inside can be performed sufficiently.
制御部は、燃焼室の壁面に付着する燃料量を予測し、予測した壁面付着燃料量に基づいて、電気制御式PCVバルブの開度を制御する。具体的には、燃焼室の壁面に付着する燃料量が多くなるときには、PCVバルブの開度を大きくする。燃焼室の壁面に付着する燃料量が多くなるときには、クランクケースに漏れるブローバイガスの燃料濃度が高くなる。前記の構成では、ブローバイガスの燃料濃度が高くなるタイミングで、PCVバルブの開度を大きくすることができ、それによって、クランクケース内の換気を促進することが可能になる。結果、クランクケース内の燃料量が減少するから、オイル劣化が抑制される。 The controller predicts the amount of fuel adhering to the wall surface of the combustion chamber, and controls the opening degree of the electrically controlled PCV valve based on the predicted amount of fuel adhering to the wall surface. Specifically, when the amount of fuel adhering to the wall surface of the combustion chamber increases, the opening degree of the PCV valve is increased. When the amount of fuel adhering to the wall surface of the combustion chamber increases, the fuel concentration of blow-by gas that leaks into the crankcase increases. In the above-described configuration, the opening degree of the PCV valve can be increased at the timing when the fuel concentration of the blow-by gas increases, and thereby ventilation in the crankcase can be promoted. As a result, the amount of fuel in the crankcase is reduced, so that oil deterioration is suppressed.
前記内燃機関は、前記燃焼室内に燃料を直接噴射するよう構成され、前記制御部は、前記燃焼室内に燃料を噴射する時期に基づいて、前記壁面付着燃料量を予測する。より具体的に、制御部は、燃料噴射時期が遅いときには、燃料噴射時期が早いときよりも、PCVバルブの開度を大きくする。
The internal combustion engine is configured to directly inject fuel into the combustion chamber, wherein, based on the timing for injecting fuel into the combustion chamber, that predict the wall-deposited fuel quantity. More specifically, the control unit increases the opening of the PCV valve when the fuel injection timing is late than when the fuel injection timing is early.
燃焼室内に燃料を噴射する時期が遅いときには、燃料を噴射したタイミングでの燃焼室内の容積が小さい。そのため、燃焼室内の壁面に燃料が付着し易くなる。また、燃焼室内に燃料を噴射する時期が遅いときには、燃焼開始までの時間が短くなるため、一部の燃料が気化しきれずにスモークとなる。よって、ブローバイガスの燃料濃度が高くなると共に、オイル劣化に不利になる。制御部は、燃料噴射時期が遅いときには、PCVバルブの開度を大きくする。燃料噴射時期が遅いほど、PCVバルブの開度を大きくしてもよい。こうすることにより、ブローバイガスの燃料濃度が高くなるタイミングでクランクケース内の換気が速やかに行われ、クランクケース内の燃料量が減少する。また、スモークによるオイルの劣化が抑制される。
When the timing for injecting fuel into the combustion chamber is late, the volume in the combustion chamber at the timing at which the fuel is injected is small. For this reason, the fuel easily adheres to the wall surface in the combustion chamber. In addition, when the timing of injecting fuel into the combustion chamber is late, the time until the start of combustion is shortened, so that part of the fuel cannot be completely vaporized and is smoked. Therefore, the fuel concentration of blow-by gas becomes high and it is disadvantageous for oil deterioration. When the fuel injection timing is late, the control unit increases the opening of the PCV valve. The later the fuel injection timing, the larger the opening of the PCV valve may be. By doing so, ventilation in the crankcase is quickly performed at the timing when the fuel concentration of blow-by gas increases, and the amount of fuel in the crankcase decreases. Moreover, the deterioration of the oil by smoke is suppressed.
前記制御部は、混合気の空燃比に基づいて前記壁面付着燃料量を予測する、としてもよい。
The control unit may predict the wall surface attached fuel amount based on an air-fuel ratio of the air-fuel mixture.
混合気の空燃比が、理論空燃比よりもリッチであるときには、燃焼室の壁面に付着する燃料量が増える。制御部は、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときには、PCVバルブの開度を速やかに大きくする。また、混合気の空燃比がリッチであるほど、PCVバルブの開度を大きくしてもよい。こうすることにより、ブローバイガスの燃料濃度が高くなるタイミングでクランクケース内の換気を促進することが可能になり、クランクケース内の燃料量が減少して、オイル劣化が抑制される。
When the air-fuel ratio of the mixture is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the amount of fuel adhering to the wall surface of the combustion chamber increases. The controller quickly increases the opening of the PCV valve when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Further, the opening degree of the PCV valve may be increased as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is richer. By doing so, it becomes possible to promote ventilation in the crankcase at the timing when the fuel concentration of the blow-by gas becomes high, the amount of fuel in the crankcase is reduced, and oil deterioration is suppressed.
前記制御部は、前記PCVバルブの開度の調整と共に、前記燃焼室内に導入する空気量を調整する、としてもよい。 The controller may adjust the amount of air introduced into the combustion chamber along with the adjustment of the opening of the PCV valve.
PCVバルブの開度を大きくしたときには、吸気通路に還流するブローバイガス量が増えるため、空気と共に燃焼室内に導入される燃料量が増える。そのため、燃焼室内の混合気の空燃比を調整するために、PCVバルブの開度調整と共に、燃焼室内(つまり、内燃機関の気筒内)に導入する空気量を調整する。こうすることで、ブローバイガスの還流量を考慮して、混合気の空燃比を調整することが可能になる。 When the opening of the PCV valve is increased, the amount of blow-by gas returning to the intake passage increases, so the amount of fuel introduced into the combustion chamber together with air increases. Therefore, in order to adjust the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber, the amount of air introduced into the combustion chamber (that is, the cylinder of the internal combustion engine) is adjusted together with the opening degree adjustment of the PCV valve. By doing so, it becomes possible to adjust the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in consideration of the recirculation amount of blow-by gas.
ここで、燃焼室内に導入する空気量の調整は、例えば吸気通路に設けられた電気制御式スロットルバルブの開度調整を行う、としてもよい。こうすることで、燃焼室内に導入する空気量を調整することが可能になる。具体的に、前記制御部は、前記PCVバルブの開度が大きいほど、スロットルバルブの開度を小さくする(つまり、スロットルバルブを絞る)、としてもよい。 Here, the amount of air introduced into the combustion chamber may be adjusted, for example, by adjusting the opening of an electrically controlled throttle valve provided in the intake passage. This makes it possible to adjust the amount of air introduced into the combustion chamber. Specifically, the control unit may reduce the throttle valve opening (that is, throttle the throttle valve) as the opening of the PCV valve increases.
以上説明したように、前記の内燃機関の制御装置によると、燃焼室の壁面に付着する燃料量に基づいて電気制御式のPCVバルブの開度を調整することにより、ブローバイガスの燃料濃度が高くなるタイミングで、クランクケース内の換気を速やかに行うことができる。 As described above, according to the control apparatus for an internal combustion engine, the fuel concentration of the blow-by gas is increased by adjusting the opening of the electrically controlled PCV valve based on the amount of fuel adhering to the wall surface of the combustion chamber. At this timing, the crankcase can be quickly ventilated.
以下、ここに開示する内燃機関の制御装置について、図面を参照しながら詳細に説明をする。尚、以下の説明は例示である。図1は、ブローバイガス還流装置1を含むエンジンシステム10の構成を示している。
Hereinafter, the control apparatus for an internal combustion engine disclosed herein will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the following description is an illustration. FIG. 1 shows the configuration of an
エンジンシステム10は、火花点火式内燃機関として構成されたエンジン2を備えている。尚、エンジン2は、圧縮自着火を行う内燃機関であってもよい。エンジン2は、図示は省略するが、自動車等の車両における前部のエンジンルーム内で、いわゆる横置きに搭載される。エンジン2の出力軸であるクランクシャフト21は、図示を省略する変速機を介して駆動輪に連結されている。エンジン2の出力を駆動輪に伝達することによって車両が走行する。エンジン2は、縦置きであってもよい。
The
エンジン2は、シリンダブロック22と、シリンダブロック22の上に載置されるシリンダヘッド23と、を備えている。シリンダブロック22の内部には、複数の気筒24が設けられている。この例では、エンジン2は、4つの気筒24を有する。4つの気筒24は、図1における紙面に垂直な方向に並んで配置されている。尚、エンジン2が有する気筒24の数、及び、気筒の配列には、特定の数及び配列に限定されない。
The
シリンダブロック22の下側には、潤滑油を貯留するオイルパン29が取り付けられている。シリンダブロック22に、クランクシャフト21が回転自在に支持されている。シリンダブロック22によって、クランクシャフト21を収容するクランクケース26が区画される。
An
クランクシャフト21は、一部の図示を省略するコネクティングロッド271を介してピストン27に連結されている。ピストン27は、各気筒24内に往復動可能に内挿されている。ピストン27と、シリンダヘッド23と、気筒24とは、燃焼室28を区画形成する。
The
ここで、このエンジン2は、熱効率の向上を目的として、幾何学的圧縮比εが高くなるように構成されている(例えばε≧15)。
Here, the
シリンダヘッド23には、気筒24毎に吸気ポート231が形成されている。吸気ポート231は、燃焼室28に連通する。吸気ポート231には、燃焼室28と吸気ポート231との間を遮断可能な吸気バルブ31が配設されている。吸気バルブ31は、吸気動弁機構32によって駆動される。吸気バルブ31は、所定のタイミングで吸気ポート231を開閉する。
An
シリンダヘッド23にはまた、気筒24毎に排気ポート232が形成されている。排気ポート232は、燃焼室28に連通する。排気ポート232には、燃焼室28と排気ポート232との間を遮断可能な排気バルブ33が配設されている。排気バルブ33は、排気動弁機構34によって駆動される。排気バルブ33は、所定のタイミングで排気ポート232を開閉する。
An
吸気動弁機構32及び排気動弁機構34はそれぞれ、図示は省略するが、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトを有する。これらのカムシャフトは、図示は省略するが、周知の動力伝達機構を介してクランクシャフト21に駆動連結される。吸気カムシャフト及び排気カムシャフトはそれぞれ、クランクシャフト21の回転に連動して回転する。
Although not shown, each of the
吸気動弁機構32は、吸気バルブ31のリフト量及び吸気バルブ31の開弁期間を変更可能に構成されている。吸気動弁機構32は、公知の様々な構成を採用することが可能である。吸気動弁機構32は、図2に示すエンジン制御部7からの制御信号を受けて、吸気バルブ31のリフト量及び吸気バルブ31の開弁期間を変更する。
The
排気動弁機構34も、排気バルブ33のリフト量及び排気バルブ33の開弁期間を変更可能に構成されている。排気動弁機構34は、公知の様々な構成を採用することが可能である。排気動弁機構34は、エンジン制御部7からの制御信号を受けて、排気バルブ33のリフト量及び排気バルブ33の開弁期間を変更する。
The
吸気ポート231には、吸気通路51が接続されている。吸気通路51は、気筒24に吸気を導く。吸気通路51には、スロットルバルブ511が介設している。スロットルバルブ511は、電気制御式である。エンジン制御部7が出力した制御信号を受けたスロットルアクチュエータ512が、スロットルバルブ511の開度を調整する。スロットルバルブ511の開度と、吸気バルブ31のリフト量及び/又は開弁期間とを調整することによって、気筒24内に導入される空気量が調整される。
An
吸気通路51において、スロットルバルブ511よりも下流には、サージタンク521と、サージタンク521の下流側で4つの気筒24のそれぞれに分岐される独立通路522と、が設けられている。
In the
排気ポート232には、排気通路53が接続されている。排気通路53には、図示を省略するが、排気ガスを浄化するよう構成された触媒装置を介設している。排気通路53にはまた、燃焼室28内の混合気の、実際の空燃比を検知するための空燃比検知センサ(O2センサ71、図2参照)が介設している。O2センサ71は、エンジン制御部7に検知信号を出力する。
An
シリンダヘッド23には、気筒24毎に燃料噴射弁41が取り付けられている。燃料噴射弁41は、気筒24内に直接、燃料(ここでは、ガソリン、又は、ガソリンを含む燃料)を噴射するように構成されている。燃料噴射弁41の構成は、どのようなものであってもよいが、例えば多噴口型の燃料噴射弁としてもよい。燃料噴射弁41は、エンジン制御部7からの燃料噴射パルスに従って、所定の量の燃料を、所定のタイミングで、気筒24内に噴射する。尚、図1の例では、燃料噴射弁41を、気筒24の排気側で、後述の点火プラグ42に並ぶように取り付けている。気筒24内における燃料噴射弁4の取り付け位置は、図例の位置に限らない。
A
シリンダヘッド23にはまた、気筒24毎に、点火プラグ42が取り付けられている。点火プラグ42は、シリンダヘッド23の天井面において、電極が気筒24の軸心上となるように取り付けられている。点火プラグ42は、燃焼室28内で火花を発生させることによって、燃焼室28内の混合気に点火する。点火プラグ42は、エンジン制御部7からの点火信号により、所望の点火タイミングで火花を発生させる。
A spark plug 42 is attached to the cylinder head 23 for each
ブローバイガス還流装置1は、エンジン2のクランクケース26と、サージタンク521とを互いに連通させる連通部64と、サージタンク521に取り付けられたPCVバルブ65とを備えている。連通部64は、クランクケース26内のブローバイガスを、サージタンク52に導入する。PCVバルブ65は、連通部64を流れるブローバイガスの流量を調整する。PCVバルブ65は、電気制御式に構成されている。エンジン制御部7からの制御信号を受けて、PCVバルブ65は開度を変更する。尚、PCVバルブ65は、サージタンク521ではなく、エンジン2のシリンダブロック22の側面に設けるオイルセパレータ(図示省略)に取り付けるようにしてもよい。
The blow-by gas recirculation device 1 includes a
図2は、エンジンシステム10において、ブローバイガス還流装置1を含む内燃機関の制御に係る構成を示している。エンジンシステム10はエンジン制御部7を備えている。エンジン制御部7には、アクセル開度に関する信号、エンジン回転数に関する信号、及び変速機の変速ギヤ段に関する信号が入力される。また、エンジン制御部7には、O2センサ71からの検知信号が入力されると共に、エンジン2の冷却水温を検知する水温センサ72からの検知信号が入力される。
FIG. 2 shows a configuration relating to control of the internal combustion engine including the blow-by gas recirculation device 1 in the
エンジン制御部7は、これらの信号に基づいて、目標トルクを決定し、燃料噴射量、燃料噴射タイミング、スロットル開度、吸気バルブリフト量を演算し、同時に燃焼室28の壁面に付着する燃料量を予測し、その予測値に基づいてPCVバルブ開度を演算する。エンジン制御部7は、演算した燃料噴射量、燃料噴射タイミング、スロットル開度、吸気バルブリフト量、及び、PCVバルブ開度に基づいて、燃料噴射弁41,スロットルアクチュエータ512、吸気動弁機構32、及びPCVバルブ65に対して、制御信号を出力する。
Based on these signals, the
次に、PCVバルブ65の制御について、さらに詳細に説明をする。前述の通り、このエンジンシステム10では、PCVバルブ65が電気制御式に構成されている。PCVバルブ65の開度は、吸気通路51内の負圧とクランクケース26内の圧力との圧力差とは独立して設定される。つまり、エンジン制御部7は、エンジン2の運転状態に基づいて、燃焼室28の壁面に付着する燃料量を予測すると共に、予測した壁面付着燃料量に基づいて、壁面付着燃料量が多くなるときには、PCVバルブ65の開度が大きくなるように、PCVバルブ65を制御する。予め設定した許容壁面付着閾値に基づいて、予測した壁面付着量が該閾値以上となる時にのみ、PCVバルブ65の開度を大きくするとしても良い。
Next, the control of the
具体的に、エンジン制御部7は、混合気の空燃比に基づいて、壁面付着燃料量を予測する。混合気の空燃比がリッチのときには、壁面付着燃料量が多くなる。燃焼室28の壁面に付着する燃料量が多くなるときには、クランクケース26に漏れるブローバイガスの燃料濃度が高くなる。そこで、エンジン制御部7は、混合気の空燃比が、理論空燃比よりもリッチのときには、クランクケース26内の換気を促進するために、PCVバルブ65の開度を大きくする。例えば図3は、空燃比に対するPCVバルブ65の開度のマップを例示している。このマップは、空燃比が理論空燃比のときには、PCVバルブ65の開度を所定の開度とし、空燃比が理論空燃比よりもリッチのときには、リッチであるほど、PCVバルブ65の開度が大きくなるように設定されている。マップは、エンジン制御部7に記憶されている。エンジン制御部7は、混合気の空燃比を演算すると共に、演算した空燃比に基づいて、図3に示すマップに従ってPCVバルブ65の開度を設定する。
Specifically, the
ここで、図5は、車両の加速時における、アクセル開度、空燃比、ブローバイガス発生量、吸気通路負圧、PCVバルブ開度、及び、クランクケース内の燃料量の変化を例示している。 Here, FIG. 5 exemplifies changes in the accelerator opening, the air-fuel ratio, the blow-by gas generation amount, the intake passage negative pressure, the PCV valve opening, and the fuel amount in the crankcase when the vehicle is accelerated. .
時刻t1においてアクセルが踏み込まれて、アクセル開度が増大したとする。車両の加速時のための燃料噴射量増大に加えて、燃焼室温度が高温となりノッキングの発生が予測される場合には、燃焼室28内の冷却を目的として燃料噴射量をさらに増量する。それによって、混合気の空燃比は理論空燃比よりもリッチになる。これに伴い、ブローバイガス中の燃料濃度が高まると共に、エンジン回転数の増大によって単位時間あたりに燃焼室28からクランクケース26に漏れるブローバイガス量が増大する。従って、クランクケース26の換気を促進すべく、PCVバルブ65の開度を理論空燃比で運転する時よりも大きくしたい。
Depressed accelerator pedal is at time t 1, the accelerator opening is increased. In addition to increasing the fuel injection amount for accelerating the vehicle, when the combustion chamber temperature becomes high and occurrence of knocking is predicted, the fuel injection amount is further increased for the purpose of cooling the
このとき、前述の通りスロットル開度は大であるため、吸気通路51の負圧は小さくなる(つまり、圧力が正圧の方に上がる)。そのため、機械式のPCVバルブであれば、その開度は、図5の破線で示すように要求還流量に対して小さいので、ブローバイガスは、充分に換気されない。よって、クランクケース26内の燃料量が、破線で示すように増えてしまう。
At this time, since the throttle opening is large as described above, the negative pressure in the
これに対し、このエンジンシステム10では、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチになれば、図5に実線で示すように、電気制御式のPCVバルブ65の開度を空燃比増大に合わせて速やかに大きくすることができ、ブローバイガスの還流量が増える。その結果、クランクケース26内の換気が促進され、クランクケース26内の燃料量が減少し、オイル劣化が抑制される。
In contrast, in this
エンジン制御部7はまた、エンジン2の水温に基づいて、燃焼室28の壁面の燃料付着量を予測する。エンジン2の水温が低い冷間時には、燃料が気化し難いため、燃焼室28内に噴射する燃料量を増量し、それによって、所定量の気化燃料を確保することが行われる。従って、エンジン2の水温が低く、燃料量が増量されているときには、壁面付着燃料量が増えるとして、エンジン制御部7は、PCVバルブ65の開度を大きくする。これにより、ブローバイガスの燃料濃度が高まるタイミングで、クランクケース26の換気が促進され、クランクケース26内の燃料量が減少する。
The
エンジン制御部7はさらに、燃料の噴射時期に基づいて、壁面付着燃料量を予測する。つまり、燃焼室28内に噴射する燃料の噴射時期が遅いときには、燃料の噴射から燃焼までの期間が短くなり、噴射した燃料の一部が気化しきれなくなる。気化しなかった燃料はスモークとなる。また、燃料を噴射する時期が遅いときには、燃料を噴射したタイミングでの燃焼室28内の容積が小さいため、燃焼室28内の壁面に燃料が付着し易くなる。よって、ブローバイガスの燃料濃度が高くなると共に、オイル劣化に不利になる。
The
そこで、エンジン制御部7は、燃料噴射時期が遅いときには、クランクケース26内の換気を促進するために、PCVバルブ65の開度を大きくする。例えば図4は、燃料の噴射時期に対するPCVバルブ65の開度のマップを例示している。このマップは、燃料噴射量が遅いほど、PCVバルブ65の開度が大きくなるように設定されている。マップは、エンジン制御部7に記憶されている。エンジン制御部7は、演算した燃料噴射タイミングに基づいて、図4に示すマップからPCVバルブ65の開度を設定する。その結果、燃焼室28の壁面に付着する燃料量が多くなって、クランクケース26に漏れるブローバイガスの燃料濃度が高くなったタイミングで、クランクケース26内の換気が促進される。こうして、クランクケース26内の燃料量が低下する。また、スモークによるオイル劣化が抑制される。
Therefore, when the fuel injection timing is late, the
エンジン制御部7は加えて、PCVバルブ65の開度の調整と共に、電気制御式スロットルバルブ511の開度調整を行う。つまり、PCVバルブ65とスロットルバルブ511との協調制御を行う。PCVバルブ54の開度を大きくしたときには、吸気通路51に還流するブローバイガスが増えるため、吸気と共に燃焼室28内に導入される燃料量が増える。そのため、燃焼室28内の混合気の空燃比を調整するために、PCVバルブ65の開度調整と共に、吸気通路51に設けられた電気制御式スロットルバルブ511の開度調整を行う。具体的には、図6に示すように、PCVバルブ65の開度によって定まるPCVバルブ65の通路面積の増大に対し、スロットルバルブ511の開度によって定まるスロットルバルブ511の通路面積を減少させる。ここで、PCVバルブ65の通路面積の増大割合と、スロットルバルブ511の通路面積の減少割合とは、同じ割合となるようにする(図6に示す、2本の直線の傾きの絶対値が同じになる)。こうすることで、ブローバイガスに含まれる燃料量を考慮して、気筒24内に導入される空気量を調整することが可能になる。
In addition, the
1 ブローバイガス還流装置
2 エンジン(内燃機関)
28 燃焼室
65 PCVバルブ
7 エンジン制御部
1 Blow-by
28
Claims (4)
前記ブローバイガス還流装置は、前記吸気通路に還流する前記ブローバイガスの還流量を調整するよう、その開度が変更可能に構成された、電気制御式のPCVバルブを有し、
前記電気制御式のPCVバルブの開度を制御するよう構成された制御部を備え、
前記内燃機関は、前記燃焼室内に燃料を直接噴射するよう構成され、
前記制御部は、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関の燃焼室の壁面に付着する燃料量を予測すると共に、前記予測した壁面付着燃料量に基づいて、前記PCVバルブの開度を制御するよう構成され、
前記制御部は、前記燃焼室内に燃料を噴射する時期に基づいて、噴射時期が遅いときは、前記壁面付着燃料量が多いと予測して、噴射時期が早いときよりも前記PCVバルブの開度を大きくする内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine comprising a blowby gas recirculation device configured to recirculate blowby gas generated in the internal combustion engine to an intake passage of the internal combustion engine,
The blow-by gas recirculation device has an electrically controlled PCV valve configured to change the opening degree so as to adjust the recirculation amount of the blow-by gas recirculating to the intake passage,
A controller configured to control the opening of the electrically controlled PCV valve;
The internal combustion engine is configured to inject fuel directly into the combustion chamber;
The controller predicts the amount of fuel adhering to the wall surface of the combustion chamber of the internal combustion engine based on the operating state of the internal combustion engine, and opens the opening of the PCV valve based on the estimated wall surface adhering fuel amount. Configured to control
The controller predicts that the amount of fuel adhering to the wall surface is large when the injection timing is late based on the timing of injecting fuel into the combustion chamber, and the opening degree of the PCV valve is larger than when the injection timing is early. Control device for internal combustion engine to increase
前記制御部は、混合気の空燃比に基づいて、理論空燃比よりもリッチなときは、前記壁面付着燃料量が多いと予測して、理論空燃比のときよりも前記PCVバルブの開度を大きくする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 ,
Based on the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, the control unit predicts that the amount of fuel adhering to the wall surface is larger when the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and sets the opening of the PCV valve more than when the air-fuel ratio is stoichiometric. Control device for internal combustion engine to be enlarged .
前記制御部は、前記PCVバルブの開度の調整と共に、前記燃焼室内に導入する空気量を調整する内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 ,
The said control part is a control apparatus of the internal combustion engine which adjusts the air quantity introduced into the said combustion chamber with adjustment of the opening degree of the said PCV valve | bulb.
前記制御部は、前記PCVバルブの開度が大きいほど、スロットルバルブの開度を小さくする内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 , wherein the control unit decreases the opening degree of the throttle valve as the opening degree of the PCV valve increases.
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