JP2009041540A - Control device of gasoline engine - Google Patents

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Tatsuo Yamauchi
健生 山内
Suketoshi Seto
祐利 瀬戸
Hidefumi Fujimoto
英史 藤本
Takeshi Nagasawa
健 永澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase an internal EGR amount and to suppress a decrease of a temperature in a cylinder, while controlling an air flow in the cylinder when fuel is cut off. <P>SOLUTION: A control device of a gasoline engine includes: a valve timing control means for opening both an intake valve and an exhaust valve around an exhaust top dead point in an operation region in which an air-fuel mixture in the cylinder self-ignites; and a fuel cut determination means for determining whether a predetermined fuel cut condition for stopping a supply of fuel into the cylinder is met. The valve timing control means changes a time period of opening the exhaust valve so as to cover the exhaust top dead point and so as not to overlap a time period of opening the intake valve, if the fuel cut determination means determines that the predetermined fuel cut condition is met in the operation region. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、気筒内の混合気を圧縮して自己着火により燃焼させるガソリンエンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a gasoline engine that compresses an air-fuel mixture in a cylinder and burns it by self-ignition.

ガソリンエンジンの燃費改善や排気清浄化を図るために、気筒内の混合気を圧縮して自己着火により燃焼させる燃焼方式が提案されている。この燃焼方式では、一般に、気筒内温度を高めて自己着火を促進するために、排気上死点前後にかけて吸気弁及び排気弁を共に閉弁させる、負のオーバーラップ期間を設定し、気筒内に既燃ガスがより多く残留するようにしている(例えば、特許文献1)。   In order to improve the fuel efficiency and clean the exhaust gas of a gasoline engine, a combustion method has been proposed in which an air-fuel mixture in a cylinder is compressed and burned by self-ignition. In this combustion method, in general, in order to increase the temperature in the cylinder and promote self-ignition, a negative overlap period is set in which both the intake valve and the exhaust valve are closed before and after exhaust top dead center, More burnt gas remains (for example, Patent Document 1).

特開2005−220839号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-220839 特開2006−83737号公報JP 2006-83737 A

ここで、車両の減速時やアイドリングストップ時に気筒内への燃料供給をカットして燃焼を一時的に行わない場合は、気筒内温度が低下する。したがって、燃料供給及び燃焼を再開する際に、自己着火燃焼が生じない場合がある。気筒内温度の低下を防止する方法としては、内部EGR量を増量すること、つまり、気筒内に残留させる既燃ガスを増量することが挙げられる。内部EGR量の増量に関わる技術として、特許文献2には、燃料カット時に吸気系が負圧化することを防止するために、排気弁及び吸気弁の双方を開弁する正のオーバーラップ期間を長くすることが提案されている。しかし、正のオーバーラップ期間を長くすると、気筒内の空気の流動を促進することになり、気筒内温度の低下防止という観点からは望ましくない。   Here, when the fuel supply to the cylinder is cut and the combustion is not temporarily performed when the vehicle is decelerated or when idling is stopped, the temperature in the cylinder is lowered. Therefore, auto-ignition combustion may not occur when fuel supply and combustion are restarted. As a method for preventing a decrease in the in-cylinder temperature, there is an increase in the amount of internal EGR, that is, an increase in the amount of burned gas remaining in the cylinder. As a technique related to the increase in the internal EGR amount, Patent Document 2 discloses a positive overlap period in which both the exhaust valve and the intake valve are opened in order to prevent the intake system from becoming negative pressure when the fuel is cut. Proposed to be longer. However, if the positive overlap period is lengthened, the air flow in the cylinder is promoted, which is not desirable from the viewpoint of preventing a decrease in the cylinder temperature.

従って、本発明の目的は、燃料カット時に、気筒内の空気の流動を抑制しつつ、内部EGR量を増量し、気筒内温度の低下を抑制することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to increase the internal EGR amount and suppress the decrease in the cylinder temperature while suppressing the flow of air in the cylinder at the time of fuel cut.

本発明によれば、気筒内の混合気を自己着火させる運転領域において、排気上死点前後にかけて吸気弁及び排気弁を共に閉弁させるバルブタイミング制御手段と、前記気筒内への燃料の供給を停止する、予め定めた燃料カット条件が成立したか否かを判定する燃料カット判定手段と、を備えたガソリンエンジンの制御装置において、前記バルブタイミング制御手段は、前記運転領域において、前記燃料カット判定手段が燃料カット条件が成立したと判定した場合には、前記排気弁の開弁期間を、排気上死点を跨り、かつ、前記吸気弁の開弁期間と重ならないように変更することを特徴とするガソリンエンジンの制御装置が提供される。   According to the present invention, in the operation region in which the air-fuel mixture in the cylinder is self-ignited, the valve timing control means for closing both the intake valve and the exhaust valve before and after the exhaust top dead center, and the fuel supply to the cylinder And a fuel cut determination means for determining whether or not a predetermined fuel cut condition is satisfied, wherein the valve timing control means is configured to determine the fuel cut determination in the operation region. When the means determines that the fuel cut condition is satisfied, the valve opening period of the exhaust valve is changed so as to straddle the exhaust top dead center and not overlap the valve opening period of the intake valve. A gasoline engine control device is provided.

本発明では、燃料カット時に前記排気弁の開弁期間を、排気上死点を跨るように変更することで、排気通路から気筒内への既燃ガスの還流量を増加する。また、前記排気弁の開弁期間を、前記吸気弁の開弁期間と重ならないように変更することで、前記排気弁と前記吸気弁との双方が開弁しないようにし、気筒内の空気の流動を抑制する。こうして、燃料カット時に、気筒内の空気の流動を抑制しつつ、内部EGR量を増量し、気筒内温度の低下を抑制することができる。   In the present invention, the recirculation amount of the burned gas from the exhaust passage into the cylinder is increased by changing the valve opening period of the exhaust valve so as to cross the exhaust top dead center at the time of fuel cut. Further, by changing the opening period of the exhaust valve so as not to overlap the opening period of the intake valve, both the exhaust valve and the intake valve are prevented from opening, and the air in the cylinder Suppresses flow. In this way, when the fuel is cut, the internal EGR amount can be increased while suppressing the flow of air in the cylinder, and the decrease in the cylinder temperature can be suppressed.

本発明においては、前記バルブタイミング制御手段は、前記運転領域において、前記燃料カット判定手段が燃料カット条件が成立したと判定した場合には、前記排気弁が最大リフト量となるタイミングを、排気上死点以降とするようにしてもよい。   In the present invention, the valve timing control means determines the timing at which the exhaust valve reaches the maximum lift amount when the fuel cut determination means determines that the fuel cut condition is satisfied in the operating region. You may make it be after a dead point.

この構成によれば、排気通路から気筒内への既燃ガスの還流量をより増加し、気筒内温度の低下を抑制することができる。   According to this configuration, the recirculation amount of the burned gas from the exhaust passage into the cylinder can be further increased, and a decrease in the cylinder temperature can be suppressed.

また、本発明においては、前記バルブタイミング制御手段は、前記運転領域において、前記燃料カット判定手段が燃料カット条件が成立したと判定した場合には、当該判定後の所定期間経過後に、前記排気弁の開弁期間を変更するようにしてもよい。   Further, in the present invention, when the fuel cut determination unit determines that the fuel cut condition is satisfied in the operating region, the valve timing control unit performs the exhaust valve after a predetermined period after the determination. The valve opening period may be changed.

この構成によれば、燃料カット時の気筒内の掃気性を向上して、燃料供給再開時における自己着火性を向上することができる。   According to this configuration, scavenging performance in the cylinder at the time of fuel cut can be improved, and self-ignitability at the time of resumption of fuel supply can be improved.

また、本発明においては、排気通路から吸気通路へ排気を還流する還流通路を開閉するEGR弁を制御するEGR弁制御手段を更に備え、前記EGR弁制御手段は、前記運転領域において、前記燃料カット判定手段が燃料カット条件が成立したと判定した場合には、前記EGR弁を開弁するようにしてもよい。   The present invention further includes an EGR valve control means for controlling an EGR valve that opens and closes a recirculation path for recirculating exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage, and the EGR valve control means is configured to control the fuel cut in the operating region. When the determination means determines that the fuel cut condition is satisfied, the EGR valve may be opened.

この構成によれば、外部EGRの活用により、排気通路から気筒内への既燃ガスの還流量をより増加し、気筒内温度の低下を抑制することができる。   According to this configuration, the recirculation amount of the burned gas from the exhaust passage into the cylinder can be further increased by using the external EGR, and the decrease in the cylinder temperature can be suppressed.

以上述べた通り、本発明によれば、燃料カット時に、気筒内の空気の流動を抑制しつつ、内部EGR量を増量し、気筒内温度の低下を抑制することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to increase the internal EGR amount and suppress the decrease in the cylinder temperature while suppressing the flow of air in the cylinder at the time of fuel cut.

<第1実施形態>
図1は本発明の一実施形態に係る制御装置Aを適用した、エンジン1の制御システム図である。エンジン1は、4サイクルガソリンエンジンであり、シリンダブロック2、シリンダヘッド3及びクランクケース4を備える。シリンダブロック2内にはピストン21が摺動するシリンダ(気筒)22が形成され、ピストン21の往復運動はクランク軸41の回転運動に変換される。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a control system diagram of an engine 1 to which a control device A according to an embodiment of the present invention is applied. The engine 1 is a 4-cycle gasoline engine and includes a cylinder block 2, a cylinder head 3, and a crankcase 4. A cylinder (cylinder) 22 in which the piston 21 slides is formed in the cylinder block 2, and the reciprocating motion of the piston 21 is converted into the rotational motion of the crankshaft 41.

シリンダブロック2とシリンダヘッド3との間には燃焼室31が形成されている。シリンダブロック2内には冷却水が通過するウォータジャケットが設けられ、シリンダブロック2にはウォータジャケットを通過する冷却水の水温を検出する水温センサ201が設けられている。   A combustion chamber 31 is formed between the cylinder block 2 and the cylinder head 3. A water jacket through which cooling water passes is provided in the cylinder block 2, and a water temperature sensor 201 for detecting the temperature of the cooling water passing through the water jacket is provided in the cylinder block 2.

シリンダヘッド3は燃焼室31に連通した吸気ポート32、排気ポート33を備え、吸気ポート32は吸気弁34に、排気ポート33は排気弁35により開閉される。シリンダヘッド3には、吸気弁34の開閉タイミング及びシフト量を変化させる可変動弁装置341と、排気弁35の開閉タイミング(バルブタイミング)及びシフト量を変化させる可変動弁装置351と、が設けられている。シリンダヘッド3には、また、燃焼室31に、先端の電極が臨む点火プラグ36が設けられており、燃焼室31内に供給される空気と燃料との混合気に火花点火する。   The cylinder head 3 includes an intake port 32 and an exhaust port 33 communicating with the combustion chamber 31. The intake port 32 is opened and closed by an intake valve 34, and the exhaust port 33 is opened and closed by an exhaust valve 35. The cylinder head 3 is provided with a variable valve device 341 that changes the opening / closing timing and the shift amount of the intake valve 34 and a variable valve device 351 that changes the opening / closing timing (valve timing) and the shift amount of the exhaust valve 35. It has been. The cylinder head 3 is further provided with a spark plug 36 facing the electrode at the tip of the combustion chamber 31, and spark-ignites an air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 31.

シリンダヘッド3にはまた、電子制御式の燃料噴射弁37が配設されている。本実施形態の場合、燃料噴射弁37はシリンダ22内に、直接噴射(筒内噴射)することで燃料を供給するように配置されている。なお、気筒22内への燃料の供給はポート噴射でもよい。   The cylinder head 3 is also provided with an electronically controlled fuel injection valve 37. In the case of this embodiment, the fuel injection valve 37 is disposed in the cylinder 22 so as to supply fuel by direct injection (in-cylinder injection). The fuel supply into the cylinder 22 may be port injection.

クランクケース4にはクランク軸41の回転角を検出するクランク角センサ401が設けられている。吸気ポート32には吸気通路6が連通している。吸気通路6には、その上流側からエアフィルタ61、エアフローメータ(吸気量センサ)601、電子制御式のスロットル弁602、サージタンク63が配設されている。排気ポート33には排気通路7が連通している。排気通路7には、その上流側から空燃比センサ(O2センサ)701、触媒コンバータ71及び72が設けられている。 The crankcase 4 is provided with a crank angle sensor 401 that detects the rotation angle of the crankshaft 41. An intake passage 6 communicates with the intake port 32. An air filter 61, an air flow meter (intake air amount sensor) 601, an electronically controlled throttle valve 602, and a surge tank 63 are arranged in the intake passage 6 from the upstream side. An exhaust passage 7 communicates with the exhaust port 33. An air-fuel ratio sensor (O 2 sensor) 701 and catalytic converters 71 and 72 are provided in the exhaust passage 7 from the upstream side.

ECU100は、CPU101と、ROM102と、RAM103と、I/F(インターフェース)104とを備える。CPU101はROM102に記憶された制御プログラムを実行してエンジン1を制御する。ROM102にはCPU101が実行するプログラムの他、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸気弁34及び排気弁35の開閉タイミング・シフト量等がエンジン1の運転状態に応じて設定された情報を記憶する。RAM103には一時的なデータが記憶される。なお、ROM102及びRAM103としては他の記憶手段でもよい。   The ECU 100 includes a CPU 101, a ROM 102, a RAM 103, and an I / F (interface) 104. The CPU 101 controls the engine 1 by executing a control program stored in the ROM 102. In addition to the program executed by the CPU 101, the ROM 102 stores information in which ignition timing, fuel injection timing, fuel injection amount, intake valve 34 and exhaust valve 35 opening / closing timing, shift amount, and the like are set according to the operating state of the engine 1. Remember. The RAM 103 stores temporary data. The ROM 102 and RAM 103 may be other storage means.

I/F104には、水温センサ201、クランク角センサ401、エアフローメータ601、空燃比センサ701、アクセルペダル10に対する操作量を検出するアクセルペダルセンサ10a、ブレーキペダル11に対するドライバの操作を検出するブレーキペダルセンサ11a、車速を検出する車速センサ12の検出結果が入力され、CPU101がこれらを読み込むことができる。また、CPU101からの制御命令はI/F104を介して、点火プラグ36、燃料噴射弁37、スロットル弁602、可変動弁装置341及び351のアクチュエータ(ソレノイド、モータ等)に出力される。   The I / F 104 includes a water temperature sensor 201, a crank angle sensor 401, an air flow meter 601, an air-fuel ratio sensor 701, an accelerator pedal sensor 10 a that detects an operation amount with respect to the accelerator pedal 10, and a brake pedal that detects a driver's operation with respect to the brake pedal 11. Detection results of the sensor 11a and the vehicle speed sensor 12 for detecting the vehicle speed are input, and the CPU 101 can read them. A control command from the CPU 101 is output to the ignition plug 36, the fuel injection valve 37, the throttle valve 602, and the actuators (solenoid, motor, etc.) of the variable valve gears 341 and 351 via the I / F 104.

図2はCPU101が実行する処理の例を示すフローチャートである。S1では各センサの検出結果を取得する。S2ではS1の検出結果に基づいて、エンジン1の運転領域が自己着火領域か火花点火領域かを判定する。図3(a)は運転領域による燃焼方式の違いを示す図である。同図の例では、エンジン1が温間時であることを前提として、相対的に低負荷、低エンジン回数の領域を自己着火領域とし、それ以外を火花点火領域としている。なお、負荷は例えばエアフローメータ601の検出結果に基づき、エンジン回転数はクランク角センサ401の検出結果に基づく。   FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the CPU 101. In S1, the detection result of each sensor is acquired. In S2, based on the detection result in S1, it is determined whether the operation region of the engine 1 is a self-ignition region or a spark ignition region. FIG. 3A is a diagram showing a difference in combustion method depending on the operation region. In the example of the figure, on the assumption that the engine 1 is warm, a region with a relatively low load and a low engine frequency is set as a self-ignition region, and the other region is set as a spark ignition region. The load is based on the detection result of the air flow meter 601, for example, and the engine speed is based on the detection result of the crank angle sensor 401.

S2でエンジン1の運転領域が自己着火領域でない場合(火花点火領域の場合)、S3に進み、火花点火によるエンジン1の運転制御を行う。すなわち、シリンダ22内の混合気を点火プラグ36により着火してその燃焼を行うことで駆動力を得る。S3の処理の後、一単位の処理を終了する。   When the operation region of the engine 1 is not the self-ignition region in S2 (in the case of the spark ignition region), the process proceeds to S3 and the operation control of the engine 1 by spark ignition is performed. That is, the air-fuel mixture in the cylinder 22 is ignited by the spark plug 36 and burned to obtain a driving force. After the processing of S3, one unit of processing is terminated.

S2でエンジン1の運転領域が自己着火領域である場合、シリンダ22内の混合気を圧縮することで自己着火させて燃焼を行うことで駆動力を得る処理を行う。まず、S4ではS1の検出結果に基づいて、シリンダ22内への燃料の供給を停止する、予め定めた燃料カット条件が成立したか否かを判定する。成立していない場合はS5へ進み、成立している場合はS7へ進む。燃料カット条件としては、車両の減速が要求されている場合、アイドリングストップを実行する場合が挙げられる。車両の減速が要求されている場合としては、例えば、ブレーキペダルセンサ11aがブレーキペダル11に対する操作を検出した場合、或いは、車速センサ12の検出結果に基づく車速が減速傾向にあり、かつ、アクセルペダルセンサ10aの検出結果に基づくアクセルペダル10に対する操作が検出されない場合が挙げられる。また、アイドリングストップを実行する場合としては、例えば、車速センサ12の検出結果に基づく車速が略0でブレーキペダルセンサ11aがブレーキペダル11に対する操作を検出した場合が挙げられる。   When the operation region of the engine 1 is the self-ignition region in S2, a process for obtaining a driving force by performing self-ignition by burning the air-fuel mixture in the cylinder 22 and performing combustion is performed. First, in S4, based on the detection result of S1, it is determined whether or not a predetermined fuel cut condition for stopping the fuel supply into the cylinder 22 is satisfied. If not established, the process proceeds to S5, and if established, the process proceeds to S7. Examples of the fuel cut condition include a case where idling stop is executed when deceleration of the vehicle is required. As a case where deceleration of the vehicle is required, for example, when the brake pedal sensor 11a detects an operation on the brake pedal 11, or the vehicle speed based on the detection result of the vehicle speed sensor 12 tends to be reduced, and the accelerator pedal The case where operation with respect to the accelerator pedal 10 based on the detection result of the sensor 10a is not detected is mentioned. Moreover, as a case where idling stop is performed, the case where the vehicle speed based on the detection result of the vehicle speed sensor 12 is substantially 0 and the brake pedal sensor 11a detects the operation with respect to the brake pedal 11 is mentioned, for example.

S5では、吸気弁34及び排気弁35のバルブタイミングを設定し、可変動弁装置341及び351へ制御信号を出力する。バルブタイミングの設定では、排気上死点前後にかけて吸気弁34及び排気弁35を共に閉弁させる期間(負のオーバーラップ期間)を設ける。図3(b)は自己着火時のバルブタイミングを示す図である。   In S5, the valve timings of the intake valve 34 and the exhaust valve 35 are set, and control signals are output to the variable valve gears 341 and 351. In setting the valve timing, a period (negative overlap period) in which both the intake valve 34 and the exhaust valve 35 are closed before and after the exhaust top dead center is provided. FIG. 3B is a diagram showing valve timing at the time of self-ignition.

図3(b)において、排気上死点前後には、吸気弁34及び排気弁35が共に閉弁した負のオーバーラップ期間Pが設定されている。負のオーバーラップ期間Pを設けることで、シリンダ22内に残留する既燃ガスによりシリンダ22内の温度をより高温に維持でき、圧縮行程において混合気の圧縮自己着火を促進することができる。   In FIG. 3B, a negative overlap period P in which both the intake valve 34 and the exhaust valve 35 are closed is set before and after the exhaust top dead center. By providing the negative overlap period P, the temperature in the cylinder 22 can be maintained at a higher temperature by the burned gas remaining in the cylinder 22, and the compression self-ignition of the air-fuel mixture can be promoted in the compression stroke.

なお、本実施形態の場合、排気弁35の閉弁開始時から排気上死点までの期間P1と、排気上死点から吸気弁34の開弁開始時までの期間P2とが等しく設定されている。これにより期間P1における既燃ガスの圧縮エネルギを期間P2におけるピストン21の移動の推進力に効果的に用いることができ、エンジン1のポンピングロスを抑制することができる。   In the present embodiment, the period P1 from the start of closing of the exhaust valve 35 to the exhaust top dead center and the period P2 from the exhaust top dead center to the start of opening of the intake valve 34 are set equal. Yes. Thereby, the compressed energy of the burned gas in the period P1 can be effectively used as the driving force for moving the piston 21 in the period P2, and the pumping loss of the engine 1 can be suppressed.

図2に戻り、S6では、燃料噴射弁37によりシリンダ22内へ燃料を噴射し、燃焼室31で混合気を燃焼させる。S4で燃料カット条件が成立していると判定した場合は、シリンダ22内へ燃料を噴射せず、燃焼室31内での燃焼は行わない。まず、S7では、後述するバルブタイミングの設定変更済みか否かを判定する。設定変更済みの場合は一単位の処理を終了し、設定変更済みでない場合はS8へ進む。S8では、燃料カット条件が成立したと判定してからの期間を計測するためのカウンタを加算する。カウンタはRAM103の一部の記憶領域にカウント値を記憶するソフトウエアカウンタとすることができる。   Returning to FIG. 2, in S <b> 6, fuel is injected into the cylinder 22 by the fuel injection valve 37, and the air-fuel mixture is combusted in the combustion chamber 31. If it is determined in S4 that the fuel cut condition is satisfied, the fuel is not injected into the cylinder 22 and the combustion in the combustion chamber 31 is not performed. First, in S7, it is determined whether or not a later-described valve timing setting has been changed. If the setting has been changed, the process of one unit is terminated. If the setting has not been changed, the process proceeds to S8. In S8, a counter for measuring a period after it is determined that the fuel cut condition is satisfied is added. The counter may be a software counter that stores a count value in a partial storage area of the RAM 103.

S9では、S8で加算したカウント値が規定値に達したか否かを判定する。該当する場合はS10へ進み、該当しない場合は一単位の処理を終了する。規定値は、カウンタにより計測する上記期間に基づいて設定され、エンジン1のサイクル数を基準としてもよいし、時間を基準としてもよい。エンジン1のサイクル数を基準とする場合、膨張行程、排気行程、吸気行程、圧縮行程を一単位として、例えば、規定値を3回とすることができる。この場合、燃料カット条件が成立してから排気弁35が3回開弁した後に、そのバルブタイミングが後述する処理により変更される。   In S9, it is determined whether or not the count value added in S8 has reached a specified value. If applicable, the process proceeds to S10, and if not applicable, one unit of processing is terminated. The prescribed value is set based on the period measured by the counter, and may be based on the number of cycles of the engine 1 or may be based on time. When the number of cycles of the engine 1 is used as a reference, for example, the specified value can be three times with the expansion stroke, the exhaust stroke, the intake stroke, and the compression stroke as one unit. In this case, after the exhaust valve 35 is opened three times after the fuel cut condition is satisfied, the valve timing is changed by a process described later.

S10では、バルブタイミングを設定し、可変動弁装置341及び351へ制御信号を出力し、S11では上記カウンタをリセットして一単位の処理を終了する。S10では、排気弁35の開弁期間を、排気上死点を跨り、かつ、吸気弁34の開弁期間と重ならないように変更する。本実施形態の場合、吸気弁34の開弁タイミングは変更せず、排気弁35の開弁期間を遅角補正する。図3(c)は燃料カット時のバルブタイミングを示す図である。   In S10, the valve timing is set and a control signal is output to the variable valve gears 341 and 351. In S11, the counter is reset and one unit of processing is terminated. In S10, the opening period of the exhaust valve 35 is changed so as to straddle the exhaust top dead center and not overlap the opening period of the intake valve 34. In the present embodiment, the opening timing of the intake valve 34 is not changed, and the opening period of the exhaust valve 35 is retarded. FIG.3 (c) is a figure which shows the valve timing at the time of fuel cut.

図3(c)において、吸気弁34の開弁タイミングは図3(b)と同じであるが、排気弁35の開弁期間は破線で示すタイミング(図3(b)と同じ)から実線で示すタイミングに遅角補正している。吸気行程においても排気弁35が開弁しているので、排気行程においてシリンダ22内から排気ポート33若しくは排気通路7へ排気された既燃ガスが、再びシリンダ22内へ吸い込まれ、既燃ガスのシリンダ22内への還流量が増加する。その際、吸気弁34は閉弁していないので、シリンダ22内の空気の流動が抑制される。こうして、本実施形態では、燃料カット時に、シリンダ22内の空気の流動を抑制しつつ、内部EGR量を増量し、気筒内温度の低下を抑制することができる。   In FIG. 3C, the opening timing of the intake valve 34 is the same as that in FIG. 3B, but the opening period of the exhaust valve 35 is the solid line from the timing indicated by the broken line (same as in FIG. 3B). Delay angle correction is performed at the timing shown. Since the exhaust valve 35 is also opened in the intake stroke, the burned gas exhausted from the cylinder 22 to the exhaust port 33 or the exhaust passage 7 in the exhaust stroke is sucked into the cylinder 22 again, and the burned gas The amount of reflux into the cylinder 22 increases. At that time, since the intake valve 34 is not closed, the flow of air in the cylinder 22 is suppressed. Thus, in the present embodiment, it is possible to increase the internal EGR amount and suppress a decrease in the cylinder temperature while suppressing the flow of air in the cylinder 22 at the time of fuel cut.

なお、排気弁35の開弁期間は排気弁35が最大リフト量となるタイミングを、排気上死点以降とすることが好ましい。図4は燃料カット時のバルブタイミングの他の例を示す図である。図4において、排気弁35の開弁期間は破線で示すタイミング(図3(b)と同じ)から実線で示すタイミングに遅角補正しており、最大リフト量となるタイミングTが排気上死点以降に設定されている。この場合も、排気弁35の開弁期間と吸気弁34の開弁期間とは重ならないようにしている。このように最大リフト量となるタイミングTを排気上死点以降に設定することで、内部EGR量を更に増加し、シリンダ22内の温度の低下を抑制することができる。   In addition, it is preferable that the timing when the exhaust valve 35 reaches the maximum lift amount is after the exhaust top dead center during the opening period of the exhaust valve 35. FIG. 4 is a diagram showing another example of valve timing at the time of fuel cut. In FIG. 4, the opening period of the exhaust valve 35 is delayed from the timing indicated by the broken line (same as FIG. 3B) to the timing indicated by the solid line, and the timing T at which the maximum lift amount is reached is the exhaust top dead center. It is set after. Also in this case, the valve opening period of the exhaust valve 35 and the valve opening period of the intake valve 34 are not overlapped. Thus, by setting the timing T at which the maximum lift amount is reached after the exhaust top dead center, the internal EGR amount can be further increased, and the temperature drop in the cylinder 22 can be suppressed.

なお、内部EGR量を増量すると、シリンダ22内の既燃ガスの割合が高く、酸素が少ない状態になって、燃料噴射を再開して圧縮自己着火を行うときに、着火性が悪化する場合が懸念される。この点、本実施形態では、燃料カット条件が成立したと判定してから所定期間経過後に排気弁35の開弁期間を変更することで、燃料カット条件成立直後のシリンダ22内の掃気性を向上して、シリンダ22内の酸素量を確保し、燃料供給再開時における自己着火性を向上することができる。掃気性の向上は燃料カット直後に行われるので、シリンダ22内の温度低下を最小限とすることができる。   If the internal EGR amount is increased, the ratio of burned gas in the cylinder 22 is high and oxygen is low, and when the fuel injection is restarted and compression self-ignition is performed, the ignitability may deteriorate. Concerned. In this respect, in the present embodiment, the scavenging performance in the cylinder 22 immediately after the fuel cut condition is satisfied is improved by changing the valve opening period of the exhaust valve 35 after a predetermined period has elapsed since it is determined that the fuel cut condition is satisfied. Thus, the amount of oxygen in the cylinder 22 can be ensured, and the self-ignitability when the fuel supply is resumed can be improved. Since the scavenging performance is improved immediately after the fuel cut, the temperature drop in the cylinder 22 can be minimized.

<第2実施形態>
上記第1実施形態では内部EGR量を増量させることでシリンダ22内の温度低下を防止したが、本実施形態では、更に、外部EGRの活用により、シリンダ22内への既燃ガスの還流量をより増加し、その温度の低下を抑制する。図5は本発明の他の実施形態に係る制御装置Bを適用した、エンジン1’の制御システム図である。図1の制御システム図と同じ構成については同様の符合を付して説明を割愛し、異なる構成のみ説明する。
Second Embodiment
In the first embodiment, the temperature drop in the cylinder 22 is prevented by increasing the internal EGR amount. However, in this embodiment, the recirculation amount of the burned gas into the cylinder 22 is further increased by utilizing the external EGR. It increases more and suppresses the fall of the temperature. FIG. 5 is a control system diagram of the engine 1 ′ to which a control device B according to another embodiment of the present invention is applied. The same components as those in the control system diagram of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted, and only different components are described.

本実施形態では、エンジン1’が、排気通路7から吸気通路6へ排気を還流する還流通路8と、還流通路8を開閉するEGR弁81と、を備える。ECU100はEGR弁81へ制御信号を送出してその開閉を制御する。本実施形態の場合、EGR弁81は、エンジン1’の運転領域が火花点火領域であって、相対的に低負荷、低エンジン回転の領域において開弁し、それ以外の火花点火領域、及び、自己着火領域で燃焼運転中は閉弁する場合を想定する。   In the present embodiment, the engine 1 ′ includes a recirculation passage 8 that recirculates exhaust gas from the exhaust passage 7 to the intake passage 6, and an EGR valve 81 that opens and closes the recirculation passage 8. ECU 100 sends a control signal to EGR valve 81 to control its opening and closing. In the case of the present embodiment, the EGR valve 81 has an operation region of the engine 1 ′ that is a spark ignition region, and opens in a region of relatively low load and low engine rotation, and other spark ignition regions, and It is assumed that the valve is closed during the combustion operation in the self-ignition region.

図6は本実施形態においてCPU101が実行する処理を示すフローチャートである。図2のフローチャートと同じ処理については同じ符合を付して説明を割愛し、異なる処理のみ説明する。   FIG. 6 is a flowchart showing processing executed by the CPU 101 in this embodiment. The same processes as those in the flowchart of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, the description thereof is omitted, and only different processes are described.

本実施形態の場合、S2で自己着火領域と判定され、かつ、S4で燃料カット条件が成立していないと判定された場合は、S5のバルブタイミングの設定後、S21でEGR弁81を閉弁する。   In this embodiment, when it is determined that the self-ignition region is determined in S2 and the fuel cut condition is not satisfied in S4, the EGR valve 81 is closed in S21 after the valve timing is set in S5. To do.

また、S2で自己着火領域と判定され、かつ、S4で燃料カット条件が成立していると判定された場合は、所定期間の経過後(S8、S9)、S10でバルブタイミングを設定変更し(図3(c)又は図4)、続いて、S22でEGR弁81を開弁する。これにより、吸気行程における吸気弁34の開弁期間において、排気通路7に存在する既燃ガスが吸気通路6及び吸気ポート32を介してシリンダ22内に導入され、シリンダ22内への既燃ガス量が増量する。   Further, if it is determined in S2 that the self-ignition region is determined, and if it is determined in S4 that the fuel cut condition is satisfied, the valve timing is set and changed in S10 after a predetermined period has elapsed (S8, S9) ( 3 (c) or FIG. 4), then, in S22, the EGR valve 81 is opened. Thus, burned gas existing in the exhaust passage 7 is introduced into the cylinder 22 via the intake passage 6 and the intake port 32 during the opening period of the intake valve 34 in the intake stroke, and burned gas into the cylinder 22 is introduced. Increase the amount.

こうして本実施形態では、内部EGR量の増量及び外部EGRの活用により、シリンダ22内の既燃ガス量を増量し、燃料カット中のシリンダ22内の温度の低下を抑制することができる。また、本実施形態では、EGR弁81を燃料カット条件成立から所定期間経過後に開弁するので、燃料カット条件成立直後のシリンダ22内の掃気性を向上して、シリンダ22内の酸素量を確保し、燃料供給再開時における自己着火性を向上することができる。掃気性の向上は燃料カット直後に行われるので、シリンダ22内の温度低下を最小限とすることができる。   Thus, in the present embodiment, by increasing the internal EGR amount and utilizing the external EGR, the amount of burned gas in the cylinder 22 can be increased, and the temperature drop in the cylinder 22 during fuel cut can be suppressed. In this embodiment, since the EGR valve 81 is opened after a predetermined period of time has elapsed since the fuel cut condition is established, the scavenging performance in the cylinder 22 immediately after the fuel cut condition is established is improved and the amount of oxygen in the cylinder 22 is secured. In addition, self-ignitability at the time of resumption of fuel supply can be improved. Since the scavenging performance is improved immediately after the fuel cut, the temperature drop in the cylinder 22 can be minimized.

本発明の一実施形態に係る制御装置Aを適用した、エンジン1の制御システム図である。It is a control system figure of engine 1 to which control device A concerning one embodiment of the present invention is applied. CPU101が実行する処理の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the process which CPU101 performs. (a)は運転領域による燃焼方式の違いを示す図、(b)は自己着火時のバルブタイミングを示す図、(c)は燃料カット時のバルブタイミングを示す図である。(A) is a figure which shows the difference in the combustion system by an operation area | region, (b) is a figure which shows the valve timing at the time of self-ignition, (c) is a figure which shows the valve timing at the time of fuel cut. 燃料カット時のバルブタイミングの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the valve timing at the time of fuel cut. 本発明の他の実施形態に係る制御装置Bを適用した、エンジン1’の制御システム図である。It is a control system figure of engine 1 'to which control device B concerning other embodiments of the present invention is applied. CPU101が実行する処理の他の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other example of the process which CPU101 performs.

符号の説明Explanation of symbols

A、B 制御装置
8 還流通路
100 ECU
34 吸気弁
35 排気弁
81 EGR弁
341、351 可変動弁機構
A, B Control device 8 Return passage 100 ECU
34 Intake valve 35 Exhaust valve 81 EGR valves 341 and 351 Variable valve mechanism

Claims (4)

気筒内の混合気を自己着火させる運転領域において、排気上死点前後にかけて吸気弁及び排気弁を共に閉弁させるバルブタイミング制御手段と、
前記気筒内への燃料の供給を停止する、予め定めた燃料カット条件が成立したか否かを判定する燃料カット判定手段と、
を備えたガソリンエンジンの制御装置において、
前記バルブタイミング制御手段は、
前記運転領域において、前記燃料カット判定手段が燃料カット条件が成立したと判定した場合には、前記排気弁の開弁期間を、排気上死点を跨り、かつ、前記吸気弁の開弁期間と重ならないように変更することを特徴とするガソリンエンジンの制御装置。
Valve timing control means for closing both the intake valve and the exhaust valve before and after exhaust top dead center in an operation region in which the air-fuel mixture in the cylinder self-ignites.
Fuel cut determination means for determining whether or not a predetermined fuel cut condition is satisfied, stopping supply of fuel into the cylinder;
In a gasoline engine control device equipped with
The valve timing control means includes
In the operating region, when the fuel cut determination means determines that the fuel cut condition is satisfied, the exhaust valve opening period spans the exhaust top dead center and the intake valve opening period. A gasoline engine control device that is modified so that it does not overlap.
前記バルブタイミング制御手段は、
前記運転領域において、前記燃料カット判定手段が燃料カット条件が成立したと判定した場合には、前記排気弁が最大リフト量となるタイミングを、排気上死点以降とすることを特徴とする請求項1に記載のガソリンエンジンの制御装置。
The valve timing control means includes
2. The timing when the exhaust valve reaches a maximum lift amount after the exhaust top dead center when the fuel cut determination unit determines that the fuel cut condition is satisfied in the operation region. 1. A gasoline engine control device according to 1.
前記バルブタイミング制御手段は、
前記運転領域において、前記燃料カット判定手段が燃料カット条件が成立したと判定した場合には、当該判定後の所定期間経過後に、前記排気弁の開弁期間を変更することを特徴とする請求項1又は2に記載のガソリンエンジンの制御装置。
The valve timing control means includes
When the fuel cut determination unit determines that the fuel cut condition is satisfied in the operation region, the valve opening period of the exhaust valve is changed after a predetermined period after the determination. The gasoline engine control device according to 1 or 2.
排気通路から吸気通路へ排気を還流する還流通路を開閉するEGR弁を制御するEGR弁制御手段を更に備え、
前記EGR弁制御手段は、
前記運転領域において、前記燃料カット判定手段が燃料カット条件が成立したと判定した場合には、前記EGR弁を開弁することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のガソリンエンジンの制御装置。
EGR valve control means for controlling an EGR valve that opens and closes a recirculation passage for recirculating exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage;
The EGR valve control means includes
4. The gasoline according to claim 1, wherein the EGR valve is opened when the fuel cut determination unit determines that the fuel cut condition is satisfied in the operation region. 5. Engine control device.
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