JP4400516B2 - In-cylinder injection internal combustion engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、筒内噴射式内燃機関の各気筒に対して、吸気行程と圧縮行程とから選択された行程期間に燃料噴射時期を設定して燃料噴射を実行する内燃機関において、燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine that performs fuel injection by setting a fuel injection timing in a stroke period selected from an intake stroke and a compression stroke for each cylinder of a direct injection internal combustion engine. About.
従来、アイドル時などのように内燃機関が低負荷にある時には圧縮行程時に燃料を気筒内に噴射して成層燃焼を実行し、高負荷時には吸気行程時に燃料を気筒内に噴射することにより均質燃焼を実行し、このことにより低燃費と高出力とを両立させている筒内噴射式内燃機関が存在する。 Conventionally, when the internal combustion engine is at a low load, such as during idling, fuel is injected into the cylinder during the compression stroke to perform stratified combustion, and during high load, the fuel is injected into the cylinder during the intake stroke. Thus, there is a cylinder injection type internal combustion engine that achieves both low fuel consumption and high output.
このような内燃機関においては、冷間時に触媒を活性温度に早期に到達させるための触媒暖機のために圧縮行程において燃料が噴射される。混合気を成層化して長く燃焼させるようにすることによって排気温度の上昇を図り、触媒の早期活性化を促進している。このように圧縮行程において燃料を噴射して、触媒が暖機された後、吸気行程において燃料を噴射するように燃料噴射の時期を変更させるようにしている。このような燃料噴射時期が圧縮行程から吸気行程に変更された場合には、燃料噴射量をしばらくの間、減量している。これは、圧縮行程における燃料噴射時にピストン頂面に付着していた燃料が気化する分を相殺して、燃焼室内の混合気を適切な燃料濃度に(リッチになり過ぎないように)維持するためである。 In such an internal combustion engine, fuel is injected during the compression stroke in order to warm up the catalyst so that the catalyst reaches the activation temperature early when it is cold. By stratifying the air-fuel mixture and burning it for a long time, the exhaust gas temperature is raised and the early activation of the catalyst is promoted. Thus, after the fuel is injected in the compression stroke and the catalyst is warmed up, the fuel injection timing is changed so that the fuel is injected in the intake stroke. When the fuel injection timing is changed from the compression stroke to the intake stroke, the fuel injection amount is reduced for a while. This compensates for the vaporization of the fuel adhering to the piston top surface during fuel injection in the compression stroke, and maintains the mixture in the combustion chamber at an appropriate fuel concentration (so as not to become too rich). It is.
このような筒内噴射式内燃機関においては、圧縮行程から吸気行程へ燃料噴射時期が変更された場合に、この燃料噴射時期の変更直後における吸気行程噴射では、排気中の黒煙について特に発生しやすい状態となる。特開2004−176590号公報(特許文献1)は、上述したような燃料噴射量の減量ではピストン頂面への付着量の増加を抑制することができず黒煙が抑制されないことに鑑み、圧縮行程から吸気行程へ燃料噴射時期が変更される場合において黒煙の発生を効果的に抑制する、筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置を開示する。この制御装置は、筒内噴射式内燃機関の各気筒に対して、吸気行程と圧縮行程とから選択された行程期間に燃料噴射時期を設定して燃料噴射を実行する燃料噴射制御装置であって、圧縮行程から吸気行程へ燃料噴射時期を変更する場合には、該行程間変更直後における吸気行程での燃料噴射時期を一時的に遅角させる噴射時期遅角手段を備える。 In such a direct injection internal combustion engine, when the fuel injection timing is changed from the compression stroke to the intake stroke, the intake stroke injection immediately after the change of the fuel injection timing particularly generates black smoke in the exhaust. Easy state. JP 2004-176590 A (Patent Document 1) is a compression method in view of the fact that the increase in the amount of adhesion to the piston top surface cannot be suppressed by reducing the fuel injection amount as described above, and black smoke is not suppressed. Disclosed is a fuel injection control device for a direct injection internal combustion engine that effectively suppresses the generation of black smoke when the fuel injection timing is changed from a stroke to an intake stroke. This control device is a fuel injection control device that performs fuel injection by setting a fuel injection timing in a stroke period selected from an intake stroke and a compression stroke for each cylinder of a direct injection internal combustion engine. When changing the fuel injection timing from the compression stroke to the intake stroke, there is provided an injection timing retarding means for temporarily retarding the fuel injection timing in the intake stroke immediately after the change between the strokes.
この筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置によると、圧縮行程にて燃料噴射を実行している場合には、後燃えしない状態でピストン頂面に燃料蓄積が生じている。噴射時期遅角手段により、圧縮行程から吸気行程へ燃料噴射時期を変更する場合には、この行程間変更直後における吸気行程における燃料噴射時期を一時的に遅角させている。この噴射時期の遅角により、吸気行程噴射においてはピストン頂面が十分に燃料噴射弁から離れた状態で燃料噴射が実行されることになる。このため吸気行程噴射の開始時に、圧縮行程噴射時に蓄積されていたピストン頂面の付着燃料に大量の燃料が加わることがなく、均質燃焼により後燃え状態で燃焼する分の燃料量を少なくすることができる。このことにより圧縮行程から吸気行程へ燃料噴射時期を変更する際の黒煙発生を効果的に抑制することができる。
上述したような筒内噴射式内燃機関における触媒急速暖機中(圧縮行程噴射による成層燃焼)に、たとえば、アクセルペダルが踏まれる等により、一旦触媒急速暖機が中断されて、吸気行程噴射による均質燃焼に変更されることがある。この均質燃焼に変更された後に、触媒急速暖機が要求されると、吸気行程から圧縮行程へ燃料噴射時期が変更される。これは、上述した特許文献1とは逆に燃料噴射時期が変更されることを示す。このような場合においても、ピストンの燃料付着分を考慮して燃料噴射量を補正することが考えられる。しかしながら、この吸気行程噴射中にフューエルカットが実行されると、フューエルカット中においてもピストンが動作して吸排気が行なわれるためピストンの燃料付着分が変化する。このピストンの燃料付着分が変化すると、吸気行程から圧縮行程へ燃料噴射時期が変更されたときに燃料噴射量を補正しても適正な混合気を形成することができず、圧縮行程初期においてリーンな混合気になることがある。すなわち、フューエルカットを挟んで、燃料噴射時期が吸気行程から圧縮行程に変更されるときに混合気の空燃比が目標値から外れることがある。このような問題を特許文献1に開示された燃料噴射制御装置では解決し得ない。 During rapid catalyst warm-up (stratified combustion by compression stroke injection) in a cylinder injection internal combustion engine as described above, for example, when the accelerator pedal is depressed, the rapid catalyst warm-up is temporarily interrupted, and intake stroke injection is performed. It may be changed to homogeneous combustion. If rapid catalyst warm-up is required after changing to this homogeneous combustion, the fuel injection timing is changed from the intake stroke to the compression stroke. This indicates that the fuel injection timing is changed contrary to the above-described Patent Document 1. Even in such a case, it is conceivable to correct the fuel injection amount in consideration of the amount of fuel adhering to the piston. However, if the fuel cut is executed during the intake stroke injection, the piston operates and intake / exhaust is performed even during the fuel cut, so that the amount of fuel adhering to the piston changes. If the amount of fuel adhering to the piston changes, an appropriate mixture cannot be formed even if the fuel injection amount is corrected when the fuel injection timing is changed from the intake stroke to the compression stroke. May become a mixture. That is, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture may deviate from the target value when the fuel injection timing is changed from the intake stroke to the compression stroke across the fuel cut. Such a problem cannot be solved by the fuel injection control device disclosed in Patent Document 1.
本発明は、上述の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、筒内噴射式内燃機関において、フューエルカットを挟んで、燃料噴射時期が吸気行程から圧縮行程に変更されるときであっても、混合気の空燃比を目標値から外れさせることがない、特にリーンにならないようにする、筒内噴射式内燃機関の制御装置を提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to change the fuel injection timing from the intake stroke to the compression stroke with a fuel cut in a direct injection internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide a control device for a direct injection internal combustion engine that does not cause the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to deviate from the target value, and particularly does not become lean.
第1の発明に係る制御装置は、吸気行程において燃料を噴射する吸気行程噴射と圧縮行程において燃料を噴射する圧縮行程噴射とを機関運転中に切換可能な筒内噴射式内燃機関を制御する。この制御装置は、吸気行程噴射を実行した後にフューエルカットを実行し、フューエルカット中およびフューエルカット直後のいずれかにおいて、圧縮行程噴射への切換要求を検知するための検知手段と、切換要求が検知された場合、内燃機関の燃焼室内の状態について予め定められた条件を満足するまで吸気行程噴射を実行してから、圧縮行程噴射へ切換えるように内燃機関を制御するための制御手段とを含む。 A control device according to a first aspect of the present invention controls a direct injection internal combustion engine that can switch between intake stroke injection for injecting fuel in an intake stroke and compression stroke injection for injecting fuel in a compression stroke during engine operation. The control device executes a fuel cut after the intake stroke injection is performed, and a detection means for detecting a switch request to the compression stroke injection either during the fuel cut or immediately after the fuel cut is detected. And a control means for controlling the internal combustion engine so as to switch to the compression stroke injection after executing the intake stroke injection until a predetermined condition is satisfied with respect to the state of the combustion chamber of the internal combustion engine.
第1の発明によると、フューエルカットを挟んで、燃料噴射時期が吸気行程から圧縮行程に切換えられるときに、吸気行程噴射から圧縮行程噴射を変更する前に、内燃機関の燃焼室内の状態、特にピストンの燃料付着量等についての状態が、フューエルカットの影響がないように安定化するまで、吸気行程噴射が延長される。このようにすると、圧縮行程噴射に切換えられたときに、噴射燃料量が減量補正されても、ピストンにその減量補正量に対応する燃料が付着していてその燃料が燃焼室内で気化するので、吸気行程噴射から圧縮行程噴射に変更された直後において燃料噴射量が通常通りに補正されても、混合気の空燃比が目標値から外れない。その結果、筒内噴射式内燃機関において、フューエルカットを挟んで、燃料噴射時期が吸気行程から圧縮行程に変更されるときであっても、混合気の空燃比を目標値から外れさせることがない、特にリーンにならないようにする、筒内噴射式内燃機関の制御装置を提供することができる。 According to the first invention, when the fuel injection timing is switched from the intake stroke to the compression stroke across the fuel cut, the state in the combustion chamber of the internal combustion engine, particularly before changing from the intake stroke injection to the compression stroke injection, The intake stroke injection is extended until the state of the amount of fuel adhering to the piston is stabilized so as not to be affected by the fuel cut. In this way, even when the injection fuel amount is corrected to decrease when switching to compression stroke injection, the fuel corresponding to the decrease correction amount adheres to the piston and the fuel is vaporized in the combustion chamber. Even if the fuel injection amount is corrected as usual immediately after the intake stroke injection is changed to the compression stroke injection, the air-fuel ratio of the mixture does not deviate from the target value. As a result, in the direct injection internal combustion engine, even when the fuel injection timing is changed from the intake stroke to the compression stroke across the fuel cut, the air-fuel ratio of the mixture does not deviate from the target value. In addition, it is possible to provide a control device for a direct injection internal combustion engine that does not become particularly lean.
第2の発明に係る制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、時間について定められた条件である。 In the control device according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the predetermined condition is a condition determined with respect to time.
第2の発明によると、吸気行程において燃料が噴射されてからフューエルカットされた後に予め定められた時間以上吸気行程噴射を継続(延長)させるので、燃焼室内の状態をフューエルカットの影響が回復された所望のウェット状態にできる。フューエルカットを挟んで吸気行程噴射から圧縮行程噴射に変更された直後において燃料噴射量が通常通りに補正されても、混合気の空燃比が目標値から外れない。 According to the second aspect of the present invention, since the intake stroke injection is continued (extended) for a predetermined time after the fuel is cut after the fuel is injected in the intake stroke, the influence of the fuel cut is restored to the state in the combustion chamber. Desired wet state. Even if the fuel injection amount is corrected as usual immediately after the intake stroke injection is changed to the compression stroke injection across the fuel cut, the air-fuel ratio of the mixture does not deviate from the target value.
第3の発明に係る制御装置においては、第2の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、燃焼室内の付着燃料量が所望の状態になるまでの時間が経過するという条件である。 In the control device according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect of the invention, the predetermined condition is that the time until the amount of attached fuel in the combustion chamber reaches a desired state elapses. .
第3の発明によると、吸気行程において燃料が噴射されてからフューエルカットされた後に予め定められた時間以上吸気行程噴射を継続(延長)させるので、燃焼室内の状態をフューエルカットの影響が回復された所望のウェット状態にできる。 According to the third aspect of the present invention, the intake stroke injection is continued (extended) for a predetermined time after the fuel is cut after the fuel is injected in the intake stroke, so that the influence of the fuel cut is restored to the state in the combustion chamber. Desired wet state.
第4の発明に係る制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、燃料噴射回数について定められた条件である。 In the control device according to the fourth invention, in addition to the configuration of the first invention, the predetermined condition is a condition determined for the number of times of fuel injection.
第4の発明によると、吸気行程において燃料が噴射されてからフューエルカットされた後に予め定められた噴射回数以上吸気行程噴射を継続(延長)させるので、燃焼室内の状態をフューエルカットの影響が回復された所望のウェット状態にできる。フューエルカットを挟んで吸気行程噴射から圧縮行程噴射に変更された直後において燃料噴射量が通常通りに補正されても、混合気の空燃比が目標値から外れない。 According to the fourth aspect of the invention, after the fuel is cut in the intake stroke and then the fuel cut is performed, the intake stroke injection is continued (extended) for a predetermined number of injections or more. To the desired wet state. Even if the fuel injection amount is corrected as usual immediately after the intake stroke injection is changed to the compression stroke injection across the fuel cut, the air-fuel ratio of the mixture does not deviate from the target value.
第5の発明に係る制御装置においては、第4の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、燃焼室内の付着燃料量が所望の状態になるまでの燃料噴射回数が経過するという条件である。 In the control device according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth aspect of the invention, the predetermined condition is that the number of times of fuel injection elapses until the amount of attached fuel in the combustion chamber reaches a desired state. It is.
第5の発明によると、吸気行程において燃料が噴射されてからフューエルカットされた後に予め定められた噴射回数以上吸気行程噴射を継続(延長)させるので、燃焼室内の状態をフューエルカットの影響が回復された所望のウェット状態にできる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the intake stroke injection is continued (extended) after the fuel cut is performed after the fuel is injected in the intake stroke, the influence of the fuel cut is restored to the state in the combustion chamber. To the desired wet state.
第6の発明に係る制御装置においては、第1〜5のいずれかの発明の構成に加えて、圧縮行程噴射は、内燃機関の排気を浄化する触媒を暖機するときに行なわれるものである。 In the control device according to the sixth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fifth inventions, the compression stroke injection is performed when warming up the catalyst for purifying the exhaust gas of the internal combustion engine. .
第6の発明によると、冷間時に触媒を活性温度に早期に到達させるための触媒暖機のために圧縮行程において燃料が噴射される。このようにすると、混合気を成層化して長く燃焼させるようにすることによって排気温度の上昇を図り、触媒の早期活性化を促進することができる。 According to the sixth aspect of the invention, fuel is injected in the compression stroke for warming up the catalyst so that the catalyst reaches the activation temperature early when cold. In this way, the exhaust gas temperature can be increased by stratifying the air-fuel mixture and combusting for a long time, and early activation of the catalyst can be promoted.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1に、本発明の制御装置で制御される直噴エンジンの全体構成図を示す。
エンジン本体10は、シリンダブロック100の上方にシリンダヘッド110が覆着されてなり、シリンダブロック100に形成されたシリンダ100A内にピストン120が摺動自在に保持されている。シリンダ100A内におけるピストン120の上下往復動がクランク軸130の回転運動に変換され、トランスミッション等へと伝達されるようになっている。クランク軸130は、エンジン始動時にはフライホイール140を介してスタータ30と接続される。
FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a direct injection engine controlled by the control device of the present invention.
The
ピストン120の上方にはシリンダブロック100、シリンダヘッド110を室壁として燃焼室1000が形成され、燃焼室1000において燃料と空気との混合気の燃焼が行なわれ、その爆発力によりピストン120を上下往復動せしめる。混合気への点火はシリンダヘッド110を貫通し燃焼室1000内に突出して設けられた点火プラグ150により行なわれる。
A
混合気を構成する空気の供給は、シリンダヘッド110およびこれと接続された吸気管内部に形成された吸気通路1010により行なわれる。また、燃焼室1000からの排気は排気通路1020により行なわれる。シリンダヘッド110には、吸気通路1010と燃焼室1000との間の連通と遮断とを切り換える吸気バルブ160、排気通路1020と燃焼室1000との間の連通と遮断とを切り換える排気バルブ170が取り付けられている。
Supply of air constituting the air-fuel mixture is performed by an
吸気管内にはフラップ状のスロットルバルブ190が設けられ、その開度に応じて吸気通路1010内の空気流を調整する。
A flap-
混合気を構成する燃料の供給は、電磁式のインジェクタ210により行なわれる。インジェクタ210はシリンダヘッド110を貫通して設けられ、先端ノズル部から燃焼室1000内に燃料を噴射するようになっている。
The fuel constituting the air-fuel mixture is supplied by an
インジェクタ210への燃料供給は、燃料タンク250から吸い上げた燃料を低圧ポンプ240および高圧ポンプ230により2段階に昇圧して供給される。高圧ポンプ230はエンジン本体10のクランク軸130からベルト等を介して伝達される動力で駆動される。一方、低圧ポンプ240は電動駆動のもので、始動時には、インジェクタ210も低圧ポンプ240から燃料が供給される。
The fuel supplied to the
また、点火プラグ150、スロットルバルブ190、インジェクタ210等のエンジン各部を制御するエンジンコントロールコンピュータ(以下、エンジンECU(Electronic
Control Unit)と記載する)60が設けられている。エンジンECU60は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等からなる一般的な構成のもので、各種センサからの検知信号等に基づいて、点火プラグ150を作動せしめ、スロットルバルブ190に制御信号を出力してスロットルバルブ190の開度(スロットル開度)を調整し、インジェクタ210に、制御信号により通電し所定のタイミングで所定時間、インジェクタ210のノズルを開く。
Further, an engine control computer (hereinafter referred to as an engine ECU (Electronic ECU)) that controls each part of the engine such as the
Control Unit) 60) is provided. The
また、エンジンECU60は、燃焼安定化制御回路を備えている。燃焼安定化制御回路は、エンジン10のクランク角センサ520からのエンジン回転数信号に基づいて、エンジン10の失火状態を検知して、失火状態である場合には、エンジン10の燃焼が安定化するようにエンジン10を制御する。この燃焼安定化制御回路は、後述するように、エンジンECU60において、エンジン各部を制御するソフトウェアにより実現される。
The
エンジンECU60に入力するセンサには、吸気通路1010内を流通する空気流量を測定するマスフローメータ510、クランク角センサ520、A/Fセンサ530、エンジン温度を代表するエンジン冷却水温を検出する冷却水温センサ等がある。また、エンジンECU60には、始動時に運転者がキーを操作すると、そのイグニッション(IG)オン信号およびスタータオン信号が入力し、運転者がアクセルペダル420を踏み込むと、その踏み込み量が入力するようになっている。
Sensors input to the
エンジンECU60は、マスフローメータ510等によって検知された吸入空気量に基づいて燃焼噴射量を制御する。このとき、エンジンECU60は、各センサからの信号に基づいて、最適な燃焼状態になるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた噴射量と噴射時期とを制御する。このエンジン本体10においては、燃料を筒内に直接噴射するため、噴射時期制御と噴射量制御とを同時に行なう。また、エンジンECU60は、クランク角センサ520やカムポジションセンサ等によって検知された信号(ノッキングセンサ等も含む)に基づいて、最適な点火時期になるように点火時期制御が行なわれる。このような制御により、エンジン本体10の高出力化および低エミッション化の両立を実現している。
The
本実施の形態に係る制御装置であるエンジンECU60は、フューエルカットを挟んで、燃料噴射時期が吸気行程から圧縮行程に変更されるときに、混合気の空燃比を目標値から外れさせることがないように(特にリーンにならないように)、圧縮行程に燃料噴射時期を変更する前に吸気行程での燃料噴射を延長させる制御を実行する。
The
図2を参照して、本実施の形態に係るエンジンECU60で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、触媒急速暖機制御についてのプログラムである。
With reference to FIG. 2, a control structure of a program executed by
ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、エンジンECU60は、触媒急速暖機制御を実行する。このとき、インジェクタ210は圧縮行程において燃料を噴射する。また、点火プラグ150の点火時期が遅角されて、混合気を成層化するとともに長く燃焼させる(排気行程においても燃焼させる)ようにして、排気通路1020に設けられた触媒の温度を急激に上昇させて触媒を活性化させる。
In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100,
S110にて、エンジンECU60は、触媒急速暖機が終了したか否かを判断する。このとき、エンジンECU60は、たとえば触媒急速暖機開始からの積算吸入空気量が予め定められた空気量を越えると、触媒急速暖機が終了したと判断する。また、エンジンECU60は、排気通路1020にの触媒の近傍に設けられた温度センサにより検知された温度に基づいて、触媒急速暖機が終了したと判断するようにしてもよい。触媒急速暖機が終了すると(S110にてYES)、この処理は終了する。もしそうでないと(S110にてNO)、処理はS120へ移される
S120にて、エンジンECU60は、触媒急速暖機制御中において、触媒急速暖機制御の中断要求を検知したか否かを判断する。たとえば、運転者によりアクセルペダル420が踏まれると触媒急速暖機制御の中断要求が発生することになる。触媒急速暖機制御の中断要求を検知すると(S120にてYES)、処理はS130へ移される。もしそうでないと(S120にてNO)、処理はS100へ戻され、急速触媒暖機制御が継続して行なわれる。
In S110,
S130にて、エンジンECU60は、通常制御を実行する。このとき、インジェクタ210は吸気行程において燃料を噴射して、均質な混合気を燃焼室1000内に形成する。
In S130,
S140にて、エンジンECU60は、通常制御中において、触媒急速暖機制御の再開要求を検知したか否かを判断する。たとえば、運転者により踏まれていたアクセルペダル420が戻されてアイドル状態になったときに、触媒急速暖機開始からの積算吸入空気量が予め定められた空気量を越えていないと、触媒急速暖機制御の再開要求が発生することになる。触媒急速暖機制御の再開要求を検知すると(S140にてYES)、処理はS150へ移される。もしそうでないと(S140にてNO)、処理はS130へ戻され、通常制御が継続して行なわれる。
In S140,
S150にて、エンジンECU60は、触媒急速暖機制御の再開要求が発生した場合において、触媒急速暖機制御の再開が可能であるか否かを判断する。たとえば、エンジンECU60内に記憶された触媒急速暖機制御の再開可能条件とエンジンの運転状態とに基づいて判断される。触媒急速暖機制御の再開が可能であると判断されると(S150にてYES)、処理はS160へ移される。もしそうでないと(S150にてNO)、処理はS130へ戻され、通常制御が継続して行なわれる。
In S150,
S160にて、エンジンECU60は、フューエルカット中であるか否かを判断する。フューエルカット中であると判断されると(S160にてYES)、処理はS130へ戻され、通常制御が継続して行なわれる。もしそうでないと(S160にてNO)、処理はS170へ移される。
In S160,
S170にて、エンジンECU60は、フューエルカットからの復帰後、インジェクタ210からの燃料噴射回数が100回以内であるか否かを判断する。フューエルカットからの復帰後、インジェクタ210からの燃料噴射回数がまだ100回以内であると(S170にてYES)、処理はS130へ戻され、通常制御が継続して行なわれる。もしそうでないと(S170にてNO)、処理はS100へ戻され、急速触媒暖機制御が再開される。なお、フューエルカットからの復帰後、インジェクタ210からの燃料噴射回数の判断回数は100回としたが、本発明はこの100回に限定されるものではなく、吸気行程噴射により、フューエルカット中に減少したピストンの燃料付着量が元の状態に安定するまでの回数であればよい。
In S170,
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンECU60で制御されるエンジンが急速触媒暖機制御を実行している場合の動作について説明する。
An operation when the engine controlled by
エンジンが始動され、冷間時においては、触媒急速暖機制御が実行される(S100)。このとき、インジェクタ210は、圧縮行程で燃料を噴射して成層混合気を燃焼室1000に形成するとともに、点火プラグ210による点火時期が遅角されて、排気通路1020に高温の排気ガスが排出されて、触媒が暖められる。このような触媒急速暖機制御が、触媒急速暖機制御の開始から積算された吸入空気量が予め定められた空気量になるまで継続される。
When the engine is started and the engine is cold, rapid catalyst warm-up control is executed (S100). At this time, the
このような場合において、運転者がアクセルペダル420を踏むと、触媒急速暖機制御の中断要求が検知される(S120にてYES)。インジェクタ210からの燃料噴射時期が吸気行程に変更されて、均質混合気が燃焼室1000内に形成され、均質燃焼が行なわれる(S130)。
In such a case, when the driver steps on
運転者がアクセルペダル420を戻したときに、触媒急速暖機制御の開始から積算された吸入空気量が予め定められた空気量に到達していないと、触媒急速暖機制御の再開要求が検知される(S140にてYES)。触媒急速暖機制御の再開が可能で(S150にてYES)、フューエルカット中でなく(S160にてNO)、フューエルカットからの復帰後のインジェクタ210からの燃料噴射回数が100回以内であると(S170にてYES)、通常制御が継続して行なわれる。すなわち、吸気行程噴射が行なわれ、フューエルカット中に少なくなったピストンの燃料付着量が元通りに安定化するまでは(S170にてYES)、吸気行程噴射から圧縮行程噴射に変更されない。
When the driver returns the
吸気行程噴射が継続して行なわれ、フューエルカットからの復帰後のインジェクタ210からの燃料噴射回数が100回を越えると(S170にてNO)、フューエルカット中に少なくなったピストンの燃料付着量が元通りに安定化したので(S170にてNO)、吸気行程噴射から圧縮行程噴射に変更される。この吸気行程噴射から圧縮行程噴射への変更の際に燃料噴射量が補正されるが、フューエルカットによる影響がないほどまでにピストンの燃料付着量が元通りになっているので、吸気行程噴射から圧縮行程噴射への変更されたときの混合気の空燃比が目標値から外れることがない。
When the intake stroke injection is continuously performed and the number of fuel injections from the
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンECUによると、フューエルカットを挟んで、燃料噴射時期が吸気行程から圧縮行程に変更されるときに、吸気行程噴射から圧縮行程噴射に変更する前に、ピストンの燃料付着量がフューエルカットの影響がないように安定化するまで、吸気行程噴射が延長される。この後、圧縮行程噴射に変更されたときに、噴射燃料量が減量補正されても、ピストンにその減量補正量に対応する燃料が付着していてその燃料が燃焼室内で気化するので、吸気行程噴射から圧縮行程噴射に変更された直後においても混合気の空燃比が目標値から外れない。 As described above, according to the engine ECU according to the present embodiment, when the fuel injection timing is changed from the intake stroke to the compression stroke across the fuel cut, before changing from the intake stroke injection to the compression stroke injection. In addition, the intake stroke injection is extended until the fuel adhesion amount of the piston is stabilized so as not to be affected by the fuel cut. Thereafter, even when the injection fuel amount is corrected to decrease when the compression stroke injection is changed, the fuel corresponding to the decrease correction amount adheres to the piston and the fuel is vaporized in the combustion chamber. Even after the injection is changed to the compression stroke injection, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture does not deviate from the target value.
なお、上述した実施の形態においては、フューエルカットからの復帰後のインジェクタからの燃料噴射回数に基づいて、圧縮行程噴射へ変更することを許可していたが、本発明はこのような回数に限定されるものではない。たとえば、回数ではなく、フューエルカットからの復帰後のインジェクタから燃料が噴射されている時間(期間)に基づいて、圧縮行程噴射へ変更することを許可するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the change to the compression stroke injection is permitted based on the number of fuel injections from the injector after returning from the fuel cut. However, the present invention is limited to such a number. Is not to be done. For example, the change to the compression stroke injection may be permitted based on the time (period) in which the fuel is injected from the injector after returning from the fuel cut instead of the number of times.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 エンジン本体、30 スタータ、60 エンジンECU、150 点火プラグ、160 吸気バルブ、170 排気バルブ、190 スロットルバルブ、210 インジェクタ、520 クランク角センサ、1000 燃焼室、1010 吸気通路、1020 排気通路。 10 engine body, 30 starter, 60 engine ECU, 150 spark plug, 160 intake valve, 170 exhaust valve, 190 throttle valve, 210 injector, 520 crank angle sensor, 1000 combustion chamber, 1010 intake passage, 1020 exhaust passage.
Claims (3)
前記吸気行程噴射を実行した後にフューエルカットを実行し、前記フューエルカット中および前記フューエルカット直後のいずれかにおいて、前記圧縮行程噴射への切換要求を検知するための検知手段と、
前記切換要求が検知された場合、前記内燃機関の燃焼室内の状態について予め定められた条件を満足するまで前記吸気行程噴射を実行してから、前記圧縮行程噴射へ切換えるように前記内燃機関を制御するための制御手段とを含み、
前記予め定められた条件は、時間について定められた、前記燃焼室内の付着燃料量が所望の状態になるまでの時間が経過するという条件である、筒内噴射式内燃機関の制御装置。 A control device for a direct injection internal combustion engine capable of switching between an intake stroke injection for injecting fuel in an intake stroke and a compression stroke injection for injecting fuel in a compression stroke during engine operation,
Detecting means for detecting a switching request to the compression stroke injection, either during the fuel cut or immediately after the fuel cut, after performing the intake stroke injection;
When the switching request is detected, the internal combustion engine is controlled to perform the intake stroke injection until a predetermined condition is satisfied with respect to the state of the combustion chamber of the internal combustion engine, and then switch to the compression stroke injection. and a control means for viewing including,
The control device for a direct injection internal combustion engine, wherein the predetermined condition is a condition that is determined with respect to time, and that a time until the amount of attached fuel in the combustion chamber reaches a desired state elapses .
前記吸気行程噴射を実行した後にフューエルカットを実行し、前記フューエルカット中および前記フューエルカット直後のいずれかにおいて、前記圧縮行程噴射への切換要求を検知するための検知手段と、
前記切換要求が検知された場合、前記内燃機関の燃焼室内の状態について予め定められた条件を満足するまで前記吸気行程噴射を実行してから、前記圧縮行程噴射へ切換えるように前記内燃機関を制御するための制御手段とを含み、
前記予め定められた条件は、燃料噴射回数について定められた、前記燃焼室内の付着燃料量が所望の状態になるまでの燃料噴射回数が経過するという条件である、筒内噴射式内燃機関の制御装置。 A control device for a direct injection internal combustion engine capable of switching between an intake stroke injection for injecting fuel in an intake stroke and a compression stroke injection for injecting fuel in a compression stroke during engine operation,
Detecting means for detecting a switching request to the compression stroke injection, either during the fuel cut or immediately after the fuel cut, after performing the intake stroke injection;
When the switching request is detected, the internal combustion engine is controlled to perform the intake stroke injection until a predetermined condition is satisfied with respect to the state of the combustion chamber of the internal combustion engine, and then switch to the compression stroke injection. and a control means for viewing including,
The predetermined condition is a control of the cylinder injection internal combustion engine, which is a condition that the number of times of fuel injection elapses until the amount of attached fuel in the combustion chamber reaches a desired state, which is determined with respect to the number of times of fuel injection. apparatus.
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