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JP2010180774A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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JP2010180774A
JP2010180774A JP2009024819A JP2009024819A JP2010180774A JP 2010180774 A JP2010180774 A JP 2010180774A JP 2009024819 A JP2009024819 A JP 2009024819A JP 2009024819 A JP2009024819 A JP 2009024819A JP 2010180774 A JP2010180774 A JP 2010180774A
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blow
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JP2009024819A
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Japanese (ja)
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Masatoshi Umasaki
政俊 馬▲崎▼
Bunichi Sato
文一 佐藤
Motoki Otani
元希 大谷
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Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine capable of stabilizing combustion, and capable of improving exhaust emission, by suitably restraining the direct inflow of blow-by gas in a combustion chamber via a piston clearance. <P>SOLUTION: In starting control of an engine 10 when opening of a throttle valve 45 becomes small (negative pressure in the combustion chamber 31 becomes large), whether or not a vaporized fuel quantity in the blow-by gas falls within an allowable range is determined from an injection quantity correction quantity (the fuel dilution ratio), the present oil temperature and a soak time in idle operation just before stopping the engine last time. When a determination is made that the vaporized fuel quantity in the blow-by gas exceeds the allowable range, control is performed for adjusting the suction air volume by blowing back intake air by changing the valve closing timing of an intake valve 35 to the ignition timing delay side in response to its control together with the control for fully opening the opening of the throttle valve 45. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブローバイガスによる空燃比の乱れを好適に抑制する内燃機関の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that suitably suppresses disturbance of an air-fuel ratio caused by blow-by gas.

ブローバイガス還元装置を備える内燃機関としては、例えば特許文献1に記載のものが知られている。ブローバイガス還元装置は、吸気通路のスロットルバルブの下流側とクランク室内とを接続してクランク室内のブローバイガスを吸気通路に供給する第1の換気通路と、吸気通路のスロットルバルブの上流側とクランク室内とを接続して吸入空気をクランク室内に供給する第2の換気通路と、第1の換気通路に設けられてその通路面積を変更する換気弁とにより構成されている。そして、内燃機関の運転中においては、機関運転状態に基づいてブローバイガスの要求流量が設定され、ブローバイガスの実流量がその要求値となるように換気弁の開度の制御が行われている。   As an internal combustion engine provided with a blow-by gas reduction device, for example, the one described in Patent Document 1 is known. The blow-by gas reduction device connects the downstream side of the throttle valve in the intake passage and the crank chamber to a first ventilation passage for supplying blow-by gas in the crank chamber to the intake passage, the upstream side of the throttle valve in the intake passage and the crank The second ventilation passage is connected to the room and supplies intake air into the crankcase, and the ventilation valve is provided in the first ventilation passage and changes the passage area. During operation of the internal combustion engine, the required flow rate of blow-by gas is set based on the engine operating state, and the opening degree of the ventilation valve is controlled so that the actual flow rate of blow-by gas becomes the required value. .

特開2006−52664号公報JP 2006-52664 A

ところで、内燃機関の始動制御時やアイドル運転時等においてはスロットルバルブが全閉状態に近いため、内燃機関の吸気行程でのピストンの下降に伴って燃焼室内が大きく負圧になる。すると、クランク室内のブローバイガスが上記した換気通路を流れて正規に還元される他に、ブローバイガスの一部がクランク室からピストンクリアランスを介して燃焼室内に直接的に流入する事象が生じる。このようなピストンクリアランスを介するブローバイガスの燃焼室内への直接的な流入は、空燃比の乱れを引き起こし燃焼変動や排気エミッションの悪化の要因となり、特にエンジンオイルの燃料希釈率が高い状態での高温再始動時では、燃料の気化量が多くブローバイガスに燃料成分が多く含まれることで空燃比がリッチとなり過ぎて燃焼変動や排気エミッションの悪化が生じ易いため、この点の課題解決が望まれていた。   By the way, the throttle valve is close to the fully closed state at the time of starting control of the internal combustion engine, idling operation, and the like, so that the combustion chamber becomes greatly negative pressure as the piston descends during the intake stroke of the internal combustion engine. Then, in addition to the normal reduction of the blow-by gas in the crank chamber through the ventilation passage described above, an event occurs in which a part of the blow-by gas flows directly from the crank chamber into the combustion chamber through the piston clearance. This direct flow of blow-by gas through the piston clearance into the combustion chamber causes air-fuel ratio disturbance and causes fluctuations in combustion and deterioration of exhaust emissions, especially at high engine oil fuel dilution rates. At the time of restart, the fuel vaporization amount is large and the fuel component is contained in the blow-by gas, so that the air-fuel ratio becomes too rich and combustion fluctuations and exhaust emission are liable to occur. Therefore, it is desired to solve this problem. It was.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ピストンクリアランスを介するブローバイガスの燃焼室内への直接的な流入を好適に抑制し、燃焼の安定化・排気エミッションの向上を図ることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to suitably suppress direct inflow of blow-by gas into the combustion chamber via the piston clearance, thereby stabilizing combustion and exhaust emission. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can improve the efficiency.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、スロットルバルブの開度に応じて吸入空気量が調整され、調整された吸入空気とインジェクタから噴射される燃料との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を得る内燃機関であり、ブローバイガスの吸気通路への還元を行うブローバイガス還元手段と、吸気バルブのバルブ特性を変更可能なバルブ特性変更手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、前記スロットルバルブの開度が小で前記燃焼室内の負圧が大となる内燃機関の運転状態である場合、前記ブローバイガス中の気化燃料量が許容範囲内か否かを判定し、前記ブローバイガス中の気化燃料量が許容範囲を超える判定がなされると、前記スロットルバルブの開度を増大させる制御とともに、それに対応して前記吸気バルブの閉弁時期を遅角側に変更して吸気の吹き戻しを行わせる制御を行うことをその要旨とする。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is configured such that the intake air amount is adjusted according to the opening of the throttle valve, and the mixture of the adjusted intake air and the fuel injected from the injector is burned. Control of an internal combustion engine that is an internal combustion engine that obtains power by burning indoors, and includes a blow-by gas reduction means that reduces blow-by gas to an intake passage, and a valve characteristic changing means that can change a valve characteristic of the intake valve When the operating state of the internal combustion engine in which the throttle valve is small and the negative pressure in the combustion chamber is large is determined, it is determined whether or not the amount of vaporized fuel in the blow-by gas is within an allowable range. If it is determined that the amount of vaporized fuel in the blow-by gas exceeds an allowable range, the throttle valve opening is controlled, and the intake valve is closed accordingly. As its gist to carry out control for timing the perform blow-back of intake air is changed to the retard side.

この発明では、スロットルバルブの開度が小で燃焼室内の負圧が大となる内燃機関の運転状態(例えば始動制御時やアイドル運転時、機関低負荷時等)である場合、ピストンクリアランスを介するブローバイガスの燃焼室内への直接的な流入が生じることから、そのブローバイガス中の気化燃料量が許容範囲内か否かが判定される。ブローバイガス中の気化燃料量が許容範囲を超える判定がなされると、空燃比がリッチとなり過ぎて燃焼不具合が生じ得るとして、スロットルバルブの開度を増大し燃焼室内を大気圧もしくは大気圧に近い状態として負圧状態を解消し、この時の気化燃料の多いブローバイガスの燃焼室内への直接的流入が抑制され、空燃比がリッチとなり過ぎるのが防止される。またそれに対応して、吸気バルブの閉弁時期を遅角側に変更して吸気の吹き戻しが行われ、吸入空気量が調整される。これにより、燃焼室内の負圧が大きくブローバイガス中の気化燃料量が多くなる運転状態(エンジンオイルの燃料希釈率が高い状態での高温再始動時等)においても空燃比が良好に推移し、燃焼の安定化・排気エミッションの向上が図られる。   In the present invention, when the internal combustion engine is in an operating state (for example, during start-up control, idle operation, engine low load, etc.) in which the throttle valve opening is small and the negative pressure in the combustion chamber is large, the piston clearance is interposed. Since direct inflow of blow-by gas into the combustion chamber occurs, it is determined whether or not the amount of vaporized fuel in the blow-by gas is within an allowable range. If it is determined that the amount of vaporized fuel in the blow-by gas exceeds the allowable range, the air-fuel ratio becomes too rich and a combustion failure may occur, so the throttle valve opening is increased and the combustion chamber is at or near atmospheric pressure. The negative pressure state is eliminated as a state, and the direct inflow of the blow-by gas with a large amount of vaporized fuel into the combustion chamber at this time is suppressed, and the air-fuel ratio is prevented from becoming too rich. Correspondingly, the closing timing of the intake valve is changed to the retard side, and the intake air is blown back to adjust the intake air amount. As a result, the air-fuel ratio changes favorably even in operating conditions where the negative pressure in the combustion chamber is large and the amount of vaporized fuel in the blow-by gas increases (such as when restarting at a high temperature when the fuel dilution rate of engine oil is high). Stabilization of combustion and improvement of exhaust emission are achieved.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関はアルコール燃料対応の機関であり、前記判定時にはエンジンオイルの油温とアルコールの沸点との比較結果を含んでその判定がなされることをその要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the internal combustion engine is an engine compatible with alcohol fuel, and at the time of the determination, a comparison result between the oil temperature of the engine oil and the boiling point of the alcohol is obtained. The gist is that the determination is made.

この発明では、アルコール燃料対応の内燃機関に対して上記した判定及び制御が実施され、その判定時にはエンジンオイルの油温とアルコールの沸点との比較結果を含んでその判定がなされる。アルコール燃料対応の内燃機関では、例えば使用燃料がE100(エタノール100%)の場合等、ガソリン機関に比べ燃料噴射量が増加することでエンジンオイルへの希釈が進行し易く、また希釈燃料が単一成分(エタノールのみ)であることから、エンジンオイルの油温がエタノールの沸点を超えるとその希釈燃料の急激な気化が始まり、ブローバイガス中の気化燃料量が急増するため、本発明を適用する意義は大きい。   In the present invention, the above-described determination and control are performed for an alcohol fuel compatible internal combustion engine, and at the time of the determination, the determination is made including the comparison result between the oil temperature of the engine oil and the boiling point of the alcohol. In an internal combustion engine compatible with alcohol fuel, for example, when the fuel used is E100 (100% ethanol), the amount of fuel injection is increased compared to a gasoline engine, so that dilution into engine oil is easy to proceed, and a single diluted fuel is used. Since it is a component (only ethanol), when the oil temperature of the engine oil exceeds the boiling point of ethanol, the diluted fuel starts to vaporize rapidly, and the amount of vaporized fuel in the blow-by gas increases rapidly. Significance of applying the present invention Is big.

本実施形態の内燃機関を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the internal combustion engine of this embodiment. 同内燃機関におけるブローバイガス及び吸気の流れを説明する説明図であり、(a)はスロットル開度が通常開度に設定された場合を示す図、(b)はスロットル開度が全開に設定された場合を示す図である。It is explanatory drawing explaining the flow of blow-by gas in the internal combustion engine, and an intake air, (a) is a figure which shows the case where a throttle opening is set to a normal opening, (b) is a throttle opening set to full open. FIG. 同内燃機関のバルブ特性を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the valve characteristic of the internal combustion engine. 同内燃機関の噴射量補正量と燃料希釈率との相関を示す相関図である。It is a correlation diagram showing the correlation between the injection amount correction amount and the fuel dilution rate of the internal combustion engine. 同内燃機関における負圧制御処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the negative pressure control process in the internal combustion engine. 同内燃機関の始動制御時における機関回転速度(NE)及び空燃比の推移を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating transition of an engine speed (NE) and an air fuel ratio at the time of starting control of the internal combustion engine.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態における筒内噴射式のエンジン10は、空気及び燃料(ガソリン)からなる混合気の燃焼を通じて動力を発生させるためのエンジン本体20と、外部の空気をエンジン本体20に取り入れるための吸気装置40と、エンジン本体20内のブローバイガスを吸気装置40に供給するための電子制御式のブローバイガス還元装置50と、これら装置を統括的に制御する電子制御装置60とを備えて構成されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an in-cylinder injection type engine 10 according to this embodiment includes an engine body 20 for generating power through combustion of a mixture of air and fuel (gasoline), and external air. 20, an electronically controlled blow-by gas reduction device 50 for supplying blow-by gas in the engine body 20 to the intake device 40, and an electronic control device 60 for comprehensively controlling these devices. It is configured with.

エンジン本体20は、ピストン26が往復運動可能に収容されるとともにインジェクタ27を通じて燃焼室31内に直接的に噴射された燃料と吸気装置40を通じて燃焼室31内に供給された空気との混合気を燃焼させるためのシリンダブロック21と、このシリンダブロック21と協働してクランクシャフト28を支持するためのクランクケース22と、エンジンオイルを貯留するためのオイルパン23と、動弁系の部品を配置するためのシリンダヘッド24と、エンジンオイルの外部への飛散を抑制するためのヘッドカバー25とにより構成されている。また、シリンダブロック21及びクランクケース22により形成されるクランク室32と、シリンダヘッド24及びヘッドカバー25により形成される動弁室33とは、シリンダブロック21に形成された連通室34により接続されている。   The engine body 20 accommodates a mixture of fuel directly injected into the combustion chamber 31 through the injector 27 and air supplied into the combustion chamber 31 through the intake device 40 while the piston 26 is accommodated in a reciprocating manner. A cylinder block 21 for burning, a crankcase 22 for supporting the crankshaft 28 in cooperation with the cylinder block 21, an oil pan 23 for storing engine oil, and valve system components are arranged. And a head cover 25 for suppressing scattering of engine oil to the outside. A crank chamber 32 formed by the cylinder block 21 and the crankcase 22 and a valve operating chamber 33 formed by the cylinder head 24 and the head cover 25 are connected by a communication chamber 34 formed in the cylinder block 21. .

また、エンジン本体20には、備えられる吸排気バルブ35,36のうちの吸気バルブ35について、そのバルブ特性を変更(開弁期間の進遅角量を調整)するバルブタイミング可変装置(VVT)37が備えられている。この吸気側のバルブタイミング可変装置37は、クランクシャフト28に対する吸気カム(カムシャフト)38の相対回転位相を変化させることにより、吸気バルブ35のバルブタイミングを所定の範囲内でクランク角に対して連続的に調整するための機構である。そして、バルブタイミング可変装置37の作動により、吸気バルブ35のバルブタイミングは、図3に示すように、その開弁期間(開弁時期から閉弁時期までの期間)が一定に保持された状態で進角又は遅角させられる。   The engine body 20 includes a variable valve timing device (VVT) 37 that changes the valve characteristics of the intake valve 35 of the intake and exhaust valves 35, 36 that are provided (adjusts the amount of advance or retard during the valve opening period). Is provided. The variable valve timing device 37 on the intake side continuously changes the valve timing of the intake valve 35 with respect to the crank angle within a predetermined range by changing the relative rotational phase of the intake cam (camshaft) 38 with respect to the crankshaft 28. It is a mechanism for adjusting automatically. Then, the valve timing of the intake valve 35 is maintained by the operation of the valve timing varying device 37 with the valve opening period (period from the valve opening timing to the valve closing timing) being kept constant as shown in FIG. It can be advanced or retarded.

吸気装置40は、外気を当該装置内に取り込むためのエアインテーク41と、このエアインテーク41を介して取り込まれた空気中の異物を捕捉するためのエアクリーナ42と、スロットルバルブ45の開閉を通じて吸入空気量を調整するためのスロットルボディ44と、エアクリーナ42の吸気下流側とスロットルボディ44の吸気上流側とを接続するインテークホース43と、スロットルボディ44の吸気下流側とシリンダヘッド24の吸気上流側とを接続するインテークマニホールド46とにより構成されている。このインテークマニホールド46には、スロットルボディ44を通過した吸気を滞留させるためのサージタンク47と、サージタンク47内の吸気をシリンダヘッド24の各インテークポートに送り込むための複数のサブパイプ48とが設けられている。すなわち吸気装置40においては、エアインテーク41内の通路と、エアクリーナ42内の通路と、インテークホース43内の通路と、スロットルボディ44内の通路と、インテークマニホールド46内の通路とにより、吸気をエンジン本体20に送り込むための吸気通路49が形成されている。   The intake device 40 includes an air intake 41 for taking outside air into the device, an air cleaner 42 for catching foreign matter in the air taken in through the air intake 41, and intake air through opening and closing of a throttle valve 45. A throttle body 44 for adjusting the amount, an intake hose 43 connecting the intake downstream side of the air cleaner 42 and the intake upstream side of the throttle body 44, an intake downstream side of the throttle body 44, and an intake upstream side of the cylinder head 24 And an intake manifold 46 for connecting the two. The intake manifold 46 is provided with a surge tank 47 for retaining the intake air that has passed through the throttle body 44 and a plurality of sub-pipes 48 for sending the intake air in the surge tank 47 to the intake ports of the cylinder head 24. ing. That is, in the intake device 40, the intake air is supplied to the engine by the passage in the air intake 41, the passage in the air cleaner 42, the passage in the intake hose 43, the passage in the throttle body 44, and the passage in the intake manifold 46. An intake passage 49 for feeding into the main body 20 is formed.

ブローバイガス還元装置50は、燃焼室31内からクランク室32内に流れ出たブローバイガスを吸気装置40内におけるスロットルバルブ45の吸気下流側に供給する機能、及びエアクリーナ42により浄化された吸気を吸気装置40内におけるスロットルバルブ45の吸気上流側からクランク室32内に供給する機能、及びエンジン本体20内から吸気装置40内に供給されるブローバイガスの流量を調整する機能を備える装置として構成されている。   The blow-by gas reduction device 50 has a function of supplying blow-by gas flowing out from the combustion chamber 31 into the crank chamber 32 to the intake downstream side of the throttle valve 45 in the intake device 40, and the intake air purified by the air cleaner 42. 40 is configured as a device having a function of supplying the crank chamber 32 from the intake upstream side of the throttle valve 45 in the engine 40 and a function of adjusting the flow rate of blow-by gas supplied from the engine body 20 to the intake device 40. .

具体的には、クランク室32内のブローバイガスを動弁室33内からサージタンク47内に送り込むための通路として、ヘッドカバー25とサージタンク47とを接続する態様で形成された第1換気通路51が設けられている。また、インテークホース43内の吸気を動弁室33内に送り込むための通路、あるいは動弁室33内からインテークホース43内にブローバイガスを送り込むための通路として、ヘッドカバー25とインテークホース43とを接続する態様で形成された第2換気通路52が設けられている。また、動弁室33内からサージタンク47内に向けて流れるブローバイガスの流量を調整するための弁として、ヘッドカバー25に設けられて第1換気通路51の通路面積を変更するPCVバルブ53が設けられている。そして、同一の機関運転条件のもとでは、PCVバルブ53の開度が開弁側に変更されることにより、動弁室33内からサージタンク47内に供給されるブローバイガスの流量が増大するようになる。   Specifically, the first ventilation passage 51 formed in a manner of connecting the head cover 25 and the surge tank 47 as a passage for sending blow-by gas in the crank chamber 32 into the surge tank 47 from the valve operating chamber 33. Is provided. Further, the head cover 25 and the intake hose 43 are connected as a passage for sending intake air in the intake hose 43 into the valve operating chamber 33 or as a passage for sending blow-by gas into the intake hose 43 from the valve operating chamber 33. A second ventilation passage 52 formed in such a manner is provided. In addition, as a valve for adjusting the flow rate of blow-by gas flowing from the valve operating chamber 33 toward the surge tank 47, a PCV valve 53 provided on the head cover 25 and changing the passage area of the first ventilation passage 51 is provided. It has been. Under the same engine operating conditions, the flow rate of blow-by gas supplied from the valve operating chamber 33 to the surge tank 47 is increased by changing the opening of the PCV valve 53 to the valve opening side. It becomes like this.

電子制御装置60には、機関制御を補助するための各種センサとして、車両のアクセルペダルの踏み込み量に応じた信号を出力するアクセルポジションセンサ61、及びクランクシャフト28の回転速度(機関回転速度)に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ62、及び吸気通路49を流れる吸入空気量に応じた信号を出力するエアフロメータ63、及びスロットルバルブ45の開度(スロットル開度)に応じた信号を出力するスロットルポジションセンサ64、及びエンジン本体20を冷却する機関冷却水の温度に応じた信号を出力する冷却水温度センサ65、及びエンジン本体20内を循環するエンジンオイルの温度に応じた信号を出力する油温センサ66、及び排気中の酸素濃度に基づいて混合気の空燃比に応じた信号を出力する空燃比センサ67等が設けられている。   In the electronic control unit 60, as various sensors for assisting engine control, an accelerator position sensor 61 that outputs a signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal of the vehicle, and the rotational speed (engine rotational speed) of the crankshaft 28 are used. A crank position sensor 62 that outputs a corresponding signal, an air flow meter 63 that outputs a signal corresponding to the amount of intake air flowing through the intake passage 49, and a signal that corresponds to the opening of the throttle valve 45 (throttle opening). The throttle position sensor 64, the coolant temperature sensor 65 that outputs a signal corresponding to the temperature of the engine coolant that cools the engine body 20, and the oil that outputs a signal corresponding to the temperature of the engine oil circulating in the engine body 20 A signal corresponding to the air-fuel ratio of the mixture based on the temperature sensor 66 and the oxygen concentration in the exhaust gas. Such an air-fuel ratio sensor 67 to force is provided.

電子制御装置60は、上記各センサの検出結果に基づいて運転者の要求及び機関運転状態を把握したうえで、吸入空気量を調整するスロットル制御、及びインジェクタ27による燃料噴射量を調整する噴射制御、及び混合気の空燃比を目標値に近づける空燃比制御、及び吸気バルブ35の開弁期間の進遅角量を調整するバルブタイミング制御、及びエンジン本体20内から吸気装置40内に供給されるブローバイガスの流量を調整する換気制御等の各種制御を行う。   The electronic control unit 60 grasps the driver's request and the engine operating state based on the detection results of the respective sensors, and then performs throttle control for adjusting the intake air amount and injection control for adjusting the fuel injection amount by the injector 27. , And air-fuel ratio control for bringing the air-fuel ratio of the air-fuel mixture close to the target value, valve timing control for adjusting the advance / retard amount during the valve opening period of the intake valve 35, and supply from the engine body 20 into the intake device 40 Perform various controls such as ventilation control to adjust the flow rate of blow-by gas.

ところで、エンジン10の始動制御時やアイドル運転時等においては、図2(a)に示すように、通常、スロットルバルブ45が全閉状態に近くスロットル開度が小さく設定されるため、エンジン10の吸気行程でのピストン26の下降に伴って燃焼室31内が大きく負圧になる。そのため、クランク室32内から連通室34及び動弁室33及び第1換気通路51を介して吸気通路49にブローバイガスが流れ込むようになる。またこのとき、新気が第2換気通路52を介して動弁室33に流れ込む。更に、燃焼室31内が大きく負圧になることで、クランク室32内のブローバイガスの一部がピストンクリアランス(ピストン26とシリンダブロック21との間のクリアランス)を介して燃焼室31内に直接的に流入する事象も生じ得る。   Incidentally, at the time of starting control of the engine 10 or at the time of idling operation, as shown in FIG. 2A, the throttle valve 45 is normally set close to a fully closed state and the throttle opening is set small. As the piston 26 descends during the intake stroke, the inside of the combustion chamber 31 becomes a large negative pressure. Therefore, blow-by gas flows into the intake passage 49 from the crank chamber 32 through the communication chamber 34, the valve operating chamber 33, and the first ventilation passage 51. At this time, fresh air flows into the valve operating chamber 33 through the second ventilation passage 52. Further, since the inside of the combustion chamber 31 has a large negative pressure, a part of the blow-by gas in the crank chamber 32 directly enters the combustion chamber 31 via the piston clearance (clearance between the piston 26 and the cylinder block 21). Inflows can also occur.

ここで、エンジン10の始動制御時において、始動指令(イグニッションキーのオン)が入力されると、電子制御装置60は、その始動制御の実施とともに、燃焼不具合の発生を招くブローバイガスのピストンクリアランスからの直接的流入を抑制するために燃焼室31内の負圧状態を解消する負圧制御処理を実行する。図5は、その負圧制御処理フローである。   Here, when a start command (ignition key is turned on) is input during the start control of the engine 10, the electronic control unit 60 performs the start control and starts from the blow-by gas piston clearance that causes combustion failure. In order to suppress the direct inflow of the negative pressure, a negative pressure control process for eliminating the negative pressure state in the combustion chamber 31 is executed. FIG. 5 is a flowchart of the negative pressure control process.

ステップS10において、前回のエンジン10の停止直前における例えばアイドル運転時の運転条件から、インジェクタ27による燃料噴射量の補正量の読み込みを行い、読み込んだ噴射量補正量からエンジンオイルの燃料希釈率を算出する。因みに、図4に示すように、噴射量補正量とエンジンオイルの燃料希釈率とは、その噴射量補正量が減少側に大きいとエンジンオイルの燃料希釈率が高くなるという相関関係にあり、この相関関係から燃料希釈率が算出される。   In step S10, the correction amount of the fuel injection amount by the injector 27 is read from, for example, the operating condition at the time of idle operation immediately before the previous stop of the engine 10, and the fuel dilution rate of the engine oil is calculated from the read injection amount correction amount. To do. Incidentally, as shown in FIG. 4, the injection amount correction amount and the fuel dilution rate of the engine oil have a correlation that the fuel dilution rate of the engine oil becomes higher when the injection amount correction amount is larger on the decrease side. The fuel dilution rate is calculated from the correlation.

燃料希釈率が高くなると、ブローバイガスに含まれる気化燃料量の増加に繋がり燃焼変動や排気エミッションの悪化といった燃焼不具合の生じる要因となるため、次のステップS20では、算出した燃料希釈率が判定値Odiniを超えるか否かを判定している。算出した燃料希釈率が判定値Odiniより小さく燃焼不具合の生じない許容範囲内の希釈率であると判定されると、この負圧制御処理を終了する。   If the fuel dilution ratio increases, the amount of vaporized fuel contained in the blow-by gas increases, which causes a combustion failure such as combustion fluctuation and exhaust emission deterioration. In the next step S20, the calculated fuel dilution ratio is a determination value. It is determined whether or not Odini is exceeded. If it is determined that the calculated fuel dilution rate is smaller than the determination value Odini and is within an allowable range in which combustion failure does not occur, this negative pressure control process is terminated.

一方、算出した燃料希釈率が判定値Odiniを超え燃焼不具合を生じ得る希釈率であると判定されると、次のステップS30にて、現在のエンジンオイルの油温と、前回のエンジン停止から今回の始動までの経過時間であるソーク時間との読み込みを行い、これらから希釈燃料の気化量、すなわちブローバイガスに含まれる気化燃料量を算出する。現在の油温が高く、ソーク時間が長いと、ブローバイガスに含まれる気化燃料量は多くなる。   On the other hand, if it is determined that the calculated fuel dilution rate exceeds the determination value Odini and is a dilution rate that may cause a combustion failure, in the next step S30, the current engine oil temperature and the previous engine stop time are The soak time, which is the elapsed time until the start of, is read, and the vaporization amount of the diluted fuel, that is, the vaporized fuel amount contained in the blow-by gas is calculated from these. If the current oil temperature is high and the soak time is long, the amount of vaporized fuel contained in the blowby gas increases.

気化燃料量が多いと、スロットル開度の小さい始動制御時では燃焼室31内が大きく負圧になることから、気化燃料量の多いブローバイガスがピストンクリアランスを介して燃焼室31内に直接的に流入して上記の燃焼不具合が生じるため、次のステップS40では、算出した気化燃料量から燃焼不具合の発生の可能性があるかを判定する。算出した気化燃料量が少なく許容範囲内であり、燃焼不具合発生の可能性がないと判定されると、この負圧制御処理を終了する。   When the amount of vaporized fuel is large, the combustion chamber 31 has a large negative pressure during start-up control with a small throttle opening, so blow-by gas with a large amount of vaporized fuel directly enters the combustion chamber 31 via the piston clearance. Since the above-described combustion failure occurs due to the inflow, in the next step S40, it is determined from the calculated vaporized fuel amount whether there is a possibility of the occurrence of the combustion failure. If it is determined that the calculated amount of vaporized fuel is small and within the allowable range and there is no possibility of combustion failure, this negative pressure control process is terminated.

一方、算出した気化燃料量が多く許容範囲を超え、燃焼不具合発生の可能性があると判定されると、次のステップS50にてスロットル全開制御指令を出力し、図2(b)に示すように、スロットルバルブ45を全開に制御する。すると、吸気行程において燃焼室31内が大気圧もしくは大気圧に近い状態となって負圧状態が解消され、気化燃料量の多いブローバイガスのピストンクリアランスからの直接的流入が抑制される。これにより、例えばエンジンオイルの燃料希釈率の高い状態での高温再始動時でも空燃比がリッチとなり過ぎず良好とされる。   On the other hand, when it is determined that the calculated amount of vaporized fuel exceeds the allowable range and there is a possibility of combustion failure, a throttle fully open control command is output in the next step S50, as shown in FIG. In addition, the throttle valve 45 is controlled to be fully opened. Then, in the intake stroke, the interior of the combustion chamber 31 becomes atmospheric pressure or a state close to atmospheric pressure, the negative pressure state is eliminated, and direct inflow of blow-by gas with a large amount of vaporized fuel from the piston clearance is suppressed. Thereby, for example, the air-fuel ratio is not excessively rich even when restarting at a high temperature when the fuel dilution rate of the engine oil is high.

また、次のステップS60では、先のスロットルバルブ45の全開制御に対応し、吸気バルブ35の開弁期間を遅角側に変更するVVT制御指令を出力する。すなわち、上記のようにスロットルバルブ45を全開とすると、燃焼室31内に導入される吸気が逆に多くなり過ぎてしまう。従って、これを防止するために、図3の実線にて示すように、圧縮行程に入っても吸気バルブ35が開弁するように閉弁時期を遅らせ、燃焼室31内に吸気を吸い込み過ぎないように吸気の吹き戻しを行わせ、吸入空気量を調整する。   In the next step S60, a VVT control command for changing the valve opening period of the intake valve 35 to the retard side is output in response to the full opening control of the throttle valve 45. That is, if the throttle valve 45 is fully opened as described above, the intake air introduced into the combustion chamber 31 is excessively increased. Therefore, in order to prevent this, as shown by the solid line in FIG. 3, the intake valve 35 is delayed so that the intake valve 35 opens even when the compression stroke is started, and the intake air is not excessively sucked into the combustion chamber 31. In this way, the intake air is blown back to adjust the intake air amount.

本実施形態では次のステップS70において、PCVバルブ53を全閉に制御するPCVバルブ制御指令を出力する。すなわち、燃焼室31内の負圧状態が解消されることから、通路51,52を経由するブローバイガスの正規の還元量も減少するため、PCVバルブ53を全閉としてブローバイガスの還元量を極めて少なくすることで、空燃比の制御性を高めることもできる。そして、ステップS70を経て、負圧制御処理を終了する。   In the present embodiment, in the next step S70, a PCV valve control command for controlling the PCV valve 53 to be fully closed is output. That is, since the negative pressure state in the combustion chamber 31 is eliminated, the regular reduction amount of the blowby gas passing through the passages 51 and 52 is also reduced. Therefore, the reduction amount of the blowby gas is extremely reduced by fully closing the PCV valve 53. By reducing it, the controllability of the air-fuel ratio can be improved. Then, the negative pressure control process is terminated through step S70.

これにより本実施形態では、電子制御装置60がエンジン10の始動制御時に上記負圧制御処理を実行することで、燃料希釈率の高い状態での高温再始動時等であっても図6に示すように空燃比が良好に推移して燃焼が安定し、機関回転速度(NE)の安定や排気エミッションの向上が図られる。   Accordingly, in the present embodiment, the electronic control unit 60 performs the negative pressure control process at the time of starting control of the engine 10, so that it is shown in FIG. Thus, the air-fuel ratio changes favorably and combustion is stabilized, so that the engine rotational speed (NE) is stabilized and the exhaust emission is improved.

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
(1)本実施形態では、スロットルバルブ45の開度が小で燃焼室31内の負圧が大となるエンジン10の始動制御時において、ピストンクリアランスを介するブローバイガスの燃焼室31内への直接的な流入が生じることから、前回のエンジン停止直前のアイドル運転時の噴射量補正量(燃料希釈率)、現在の油温、ソーク時間とからそのブローバイガス中の気化燃料量が許容範囲内か否かが判定される(ステップS10〜S40)。ブローバイガス中の気化燃料量が許容範囲を超える判定がなされると、空燃比がリッチとなり過ぎて燃焼不具合が生じ得るとして、スロットルバルブ45の開度を全開に増大し(ステップS50)、燃焼室31内を大気圧もしくは大気圧に近い状態として負圧状態を解消し、この時の気化燃料の多いブローバイガスの燃焼室31内への直接的流入が抑制され、空燃比がリッチとなり過ぎるのが防止される。またそれに対応して、吸気バルブ35の閉弁時期を遅角側に変更して吸気の吹き戻しが行われ(ステップS60)、スロットルバルブ45の開度増大により燃焼室31内への吸気の吸い込み過ぎが抑制され、吸入空気量が調整される。これにより、燃焼室31内の負圧が大きくブローバイガス中の気化燃料量が多くなる運転状態(エンジンオイルの燃料希釈率が高い状態での高温再始動時等)においても空燃比を良好に推移させることができ、燃焼の安定化・排気エミッションの向上を図ることができる。
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) In the present embodiment, the blow-by gas directly enters the combustion chamber 31 via the piston clearance during start control of the engine 10 where the throttle valve 45 is small and the negative pressure in the combustion chamber 31 is large. Therefore, the amount of vaporized fuel in the blow-by gas is within the allowable range based on the injection amount correction amount (fuel dilution rate), the current oil temperature, and the soak time during idle operation immediately before the last engine stop. It is determined whether or not (steps S10 to S40). If it is determined that the amount of vaporized fuel in the blow-by gas exceeds the allowable range, the opening of the throttle valve 45 is fully opened (step S50), assuming that the air-fuel ratio becomes too rich and a combustion failure may occur (step S50). The negative pressure state is eliminated by setting the inside of the engine 31 to atmospheric pressure or a state close to atmospheric pressure, and the direct inflow of the blow-by gas with much vaporized fuel into the combustion chamber 31 at this time is suppressed, and the air-fuel ratio becomes too rich. Is prevented. Correspondingly, the closing timing of the intake valve 35 is changed to the retard side, and the intake air is blown back (step S60), and the intake of the intake air into the combustion chamber 31 is increased by increasing the opening of the throttle valve 45. Passing is suppressed and the intake air amount is adjusted. As a result, the air-fuel ratio changes favorably even in operating conditions where the negative pressure in the combustion chamber 31 is large and the amount of vaporized fuel in the blow-by gas is large (such as during high-temperature restart when the fuel dilution rate of the engine oil is high). It is possible to stabilize combustion and improve exhaust emission.

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、スロットルバルブ45の開度が小で燃焼室31内の負圧が大となるエンジン10の始動制御時に適用したが、アイドル運転時や機関低負荷時に適用してもよい。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the above embodiment, the present invention is applied at the time of starting control of the engine 10 where the opening of the throttle valve 45 is small and the negative pressure in the combustion chamber 31 is large, but may be applied at the time of idling operation or low engine load.

・上記実施形態では、ブローバイガス中の気化燃料量が多く許容範囲を超えると、スロットルバルブ45を全開としたが、全開手前で通常よりも開側に増大させてもよい。
・上記実施形態では、筒内噴射式のエンジン10に適用したが、ポート噴射を行うエンジンに適用してもよい。
In the above embodiment, the throttle valve 45 is fully opened when the amount of vaporized fuel in the blow-by gas exceeds the allowable range. However, the throttle valve 45 may be increased to the open side rather than normal before full opening.
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the in-cylinder injection engine 10, but may be applied to an engine that performs port injection.

・上記実施形態では、ガソリン燃料を使用するエンジン10に適用したが、アルコール燃料として例えばエタノール燃料を使用するエンジンに適用してもよい。アルコール燃料対応のエンジンでは、例えば使用燃料がE100(エタノール100%)の場合等、ガソリンエンジンに比べ燃料噴射量が増加することでエンジンオイルへの希釈が進行し易く、また希釈燃料が単一成分(エタノールのみ)であることから、エンジンオイルの油温がエタノールの沸点を超えるとその希釈燃料の急激な気化が始まり、ブローバイガス中の気化燃料量が急増するため、本発明を適用する意義は大きい。   In the above embodiment, the present invention is applied to the engine 10 that uses gasoline fuel, but may be applied to an engine that uses, for example, ethanol fuel as the alcohol fuel. In an engine compatible with alcohol fuel, for example, when the fuel used is E100 (100% ethanol), the fuel injection amount increases compared to a gasoline engine, so that dilution into engine oil is easy to proceed, and the diluted fuel is a single component. (Ethanol only) Therefore, when the oil temperature of the engine oil exceeds the boiling point of ethanol, the diluted fuel starts to vaporize rapidly, and the amount of vaporized fuel in the blowby gas increases rapidly. large.

また、アルコール燃料対応のエンジンの場合、アルコールセンサを用いてエンジンオイルへのアルコール燃料の希釈率を得るようにしてもよい。また、ブローバイガス中の気化燃料量が許容範囲内か否かの判定において、燃料に用いるアルコールの沸点を参照してその判定を行うことで、容易かつ的確な判定を行うことが可能である。   In the case of an engine compatible with alcohol fuel, an alcohol sensor may be used to obtain the dilution rate of alcohol fuel into engine oil. Further, in determining whether the amount of vaporized fuel in the blow-by gas is within an allowable range, it is possible to make an easy and accurate determination by referring to the boiling point of the alcohol used for the fuel.

10…エンジン(内燃機関)、27…インジェクタ、31…燃焼室、35…吸気バルブ、37…バルブタイミング可変装置(バルブ特性変更手段)、45…スロットルバルブ、49…吸気通路、50…ブローバイガス還元装置(ブローバイガス還元手段)、60…電子制御装置(制御装置)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine (internal combustion engine), 27 ... Injector, 31 ... Combustion chamber, 35 ... Intake valve, 37 ... Valve timing variable device (valve characteristic changing means), 45 ... Throttle valve, 49 ... Intake passage, 50 ... Blow-by gas reduction Device (blow-by gas reduction means), 60... Electronic control device (control device).

Claims (2)

スロットルバルブの開度に応じて吸入空気量が調整され、調整された吸入空気とインジェクタから噴射される燃料との混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を得る内燃機関であり、ブローバイガスの吸気通路への還元を行うブローバイガス還元手段と、吸気バルブのバルブ特性を変更可能なバルブ特性変更手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記スロットルバルブの開度が小で前記燃焼室内の負圧が大となる内燃機関の運転状態である場合、前記ブローバイガス中の気化燃料量が許容範囲内か否かを判定し、
前記ブローバイガス中の気化燃料量が許容範囲を超える判定がなされると、前記スロットルバルブの開度を増大させる制御とともに、それに対応して前記吸気バルブの閉弁時期を遅角側に変更して吸気の吹き戻しを行わせる制御を行う
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
An internal combustion engine that obtains power by burning an air-fuel mixture of the adjusted intake air and fuel injected from the injector in a combustion chamber in accordance with the opening of the throttle valve. A control device for an internal combustion engine comprising a blow-by gas reduction means for performing reduction to a passage and a valve characteristic changing means capable of changing a valve characteristic of an intake valve,
When the throttle valve opening is small and the negative pressure in the combustion chamber is in an operating state of the internal combustion engine, it is determined whether the amount of vaporized fuel in the blow-by gas is within an allowable range,
If it is determined that the amount of vaporized fuel in the blow-by gas exceeds an allowable range, the opening degree of the throttle valve is increased and the closing timing of the intake valve is changed to the retard side accordingly. A control device for an internal combustion engine, characterized in that control is performed to blow back intake air.
請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、
内燃機関はアルコール燃料対応の機関であり、前記判定時にはエンジンオイルの油温とアルコールの沸点との比較結果を含んでその判定がなされる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The internal combustion engine is an alcohol fuel-compatible engine, and at the time of the determination, the determination is made by including a comparison result between the oil temperature of the engine oil and the boiling point of the alcohol.
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