JP2004197704A - Engine control device - Google Patents

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    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the worsening of combustion during restoring fuel cut due to inactive gas residing in a combustion chamber during sudden deceleration. <P>SOLUTION: This engine control device for performing fuel cut when authorized conditions are established and then for resuming fuel supply when the conditions of restoring the fuel cut are established, comprises combustion improving means 31, 13, 14 for improving the conditions of combustion in the combustion chamber during restoring the fuel cut when the rate or amount of remaining gas in the combustion chamber at or right before starting the fuel cut is a specified value or more and the fuel cut is performed during sudden deceleration. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン(内燃機関)の制御装置、特に減速時の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの減速時、例えば吸気絞り弁が全閉であってエンジンの回転速度が第1の所定値より高いときに燃費を改善するため燃料供給の停止(以下「フュエルカット」という。)が行われ、その後にエンジン回転速度が低下して第2の所定値以下になったときフュエルカットからの復帰条件が成立したとして燃料供給が再開される。このフュエルカット時にEGR(排気還流)弁を開き、燃料供給の再開に先立ってEGR弁を閉じるものがある(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−101144号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一層の燃費向上と排気浄化を目的として、排気通路と吸気通路を連通するEGR通路にEGR弁を備えるエンジンに対して部分負荷域においてより大量のEGRを行うことが、また、作動角一定のまま吸気弁用カムの位相を連続的に制御し得る吸気バルブタイミングコントロール機構(以下、「VTC機構」という。)を備えるエンジンに対して吸排気弁のオーバーラップ量をより大きくして燃焼室内に残留する不活性ガス量を多くすることが要求されている。
【0005】
そこで実験を行ってみたところ、定常時や緩やかな加速時に、EGR弁により大量のEGRを行っている状態や、VTC機構により吸排気弁のオーバーラップ量を大きくして燃焼室内に大量の不活性ガスを残留させている状態からの急減速時にもフュエルカットが行われる。このとき急減速により一気にアイドル状態に向かえば、アイドル状態に近いフュエルカットからの復帰時には大量の不活性ガスの影響が大きく残って燃焼室内の燃焼状態が不安定なままであり、従ってエンジンストールを引き起こす場合があることが判明した。
【0006】
これを図2を参照して説明すると、図2はEGR弁とVTC機構とをともに備えるエンジンを対象として、アイドル状態までの減速を行ったときの作用をモデル的に示している。
【0007】
アクセルペダルをある程度踏み込んで定速走行している場合を考える。このとき、部分負荷であることより、その負荷とそのときのエンジン回転速度に応じた目標EGR率が得られるようにEGR弁が所定開度まで開かれ、またその負荷とそのときのエンジン回転速度に応じた目標カム位相が得られるようにVTC機構によりカムスプロケットに対してカムシャフトが進角側に目標カム位相の分だけ回転している。
【0008】
この状態から減速しようとアクセルペダルをゆっくり戻してアクセルペダルから足を離したとき、吸気絞り弁がアイドル時の位置まで応答よく閉じて吸入空気量が減少するため、エンジン回転速度はt1のタイミングより一時的に上昇した後、アイドル回転速度へと緩やかに低下してゆく(図2の第2段目の波線参照)。
【0009】
この減速時に所定の許可条件を満たしていればフュエルカットが行われる。フュエルカットは、エンジンの出力が不要な車両減速時に燃料噴射弁からの燃料噴射をエンジンの所定の運転条件まで禁止することにより燃料消費量の削減を図るものである。所定の運転条件とは例えばエンジン回転速度や車速であり、設定されたエンジン回転速度や車速を下回るまでフュエルカットが継続される。
【0010】
また、減速操作に伴う負荷(具体的にはアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度)の減少に伴い目標EGR率と目標VTC位相とがアイドル時の値へとステップ的に小さくなる(図2の第3段目と第5段目参照)。アイドル時は元々燃焼室内の燃焼状態が不安定なので、目標EGR率=0%、目標VTC位相は最遅角位置へと戻すためである。
【0011】
この場合、EGR弁アクチュエータ、VTC機構アクチュエータには応答遅れがあるため、実EGR弁開度と実VTC位相とは所定の傾きをもって小さくなる。これは、EGR弁アクチュエータ、VTC機構アクチュエータに上限速度があり、この上限速度を超えた速度で動くことはできないためである。つまり、図示のt1からの所定の傾きはEGR弁アクチュエータ、VTC機構アクチュエータの上限速度を表している。このようにEGR弁アクチュエータ、VTC機構アクチュエータが動くときに燃焼室内の総ガス量に対する燃焼室内の総不活性ガス量の比である総残留ガス率(=総不活性ガス量/総ガス量)がフュエルカットが開始されるt1よりどうなるかをみてみると、総残留ガス率はフュエルカットの開始前より却って増加している。このようにt1直後にt1の前より却って総残留ガス率が増加するのは、吸気絞り弁とEGR弁の応答遅れの相違に伴うものである。すなわち、吸気絞り弁は応答よく閉じるのに対してEGR弁のほうが応答性が悪いために、新気量よりも相対的に不活性ガス量が増加してしまうためである。
【0012】
フュエルカット開始直後にこうした総残留ガス率の増加があると、当然ながら総残留ガス率が低下するのが遅れ、その間燃焼状態の悪さが続く。
【0013】
そして、減速が進んでエンジン回転速度が、t2のタイミングでアイドル回転速度よりも高い所定のフュエルカット復帰回転速度となったとき再び燃料噴射が再開される。この燃料供給の再開によりエンジンが完爆するとエンジン回転速度が急上昇し、その後にアイドル回転速度へと落ち着く(図2の第2段目の波線参照)。
【0014】
このようにアクセルペダルが比較的ゆっくりと戻される減速時(通常減速時)であれば、エンジン回転速度がフュエルカット復帰回転速度に到達するまでの時間、つまりt1よりt2までの時間に対して、EGR弁アクチュエータ、VTC機構アクチュエータの応答時間(t1より実EGR弁開度、実VTC位相がアイドル時の値に到達するまでの時間Δte、Δtv)のほうが短いため、フュエルカット復帰回転速度に達したt2のタイミングで総残留ガス率は十分低下しており、従って、フュエルカット復帰後にアイドリングを維持できている。
【0015】
しかしながら、車両の急減速時にはエンジン回転速度がフュエルカット復帰回転速度に到達するタイミングがt2よりt2´へと早まるのに対して(図2の第2段目の実線参照)、EGR弁アクチュエータ、VTCアクチュエータの応答時間Δte、Δtvは変わらない。この違いにより急減速時にはフュエルカット復帰回転速度に達するt2´での総残留ガス率が通常減速時に比べて高く、この総残留ガス率が高い分だけフュエルカット復帰後の燃焼状態が悪い状態にあるのであり、アイドリングを維持できずエンジンストールに到ることが考え得る(図2の第2段目の実線参照)。
【0016】
燃費向上及び排気浄化の効果を高めるために部分負荷域で高い目標EGR率や高い目標VTC位相の設定としたい場合には、EGR弁アクチュエータ、VTC機構アクチュエータの応答時間Δte、Δtvは長くなる傾向となるため、この問題はさらに顕著となり得る。
【0017】
そこで本発明は、燃費向上及び排気ガス浄化の観点からEGR弁、VTC機構などを備えるエンジンにおいて、急減速時に燃焼室内に残留する不活性ガスによるフュエルカット復帰時の燃焼悪化を改善することを目的とする。
【0018】
一方、上記の従来装置において、燃料供給の再開に先立ってEGR弁を閉じるのは、燃料供給の再開時に排気(不活性ガス)がエンジンに供給されるのを阻止し、燃焼室内に不活性ガスが残留することをなくし、燃料供給の再開時には燃焼室内に酸素を多く含む新気のみを存在させて燃料供給を再開するときの燃焼悪化を防止するためである。このように、従来装置は、燃料供給を再開するときの燃焼悪化を防止するため、不活性ガスが残留しないようにするものにすぎず、定常時や緩やかな加速時に、EGR弁により大量のEGRを行っている状態や、VTC機構により吸排気弁のオーバーラップ量を大きくして燃焼室内に大量の不活性ガスを残留させている状態からの急減速時にフュエルカットが行われる場合を前提とし、その結果として燃料供給を再開するときに多くの不活性ガスが燃焼室内に残留することは認めて、その燃焼不安定な状態をなんとか改善しようとする本願発明とは技術的思想が異なる。この技術的思想の違いにより、従来装置ではフュエルカット時にEGR弁を開き、燃料供給の再開に先立ってEGR弁を閉じるのに対して、本願発明ではフュエルカット時にEGR弁を閉じるのであり、両者で構成が大きく異なっている。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明は、許可条件が成立したときフュエルカットを行い、その後にフュエルカットからの復帰条件が成立したとき燃料供給を再開するようにしたエンジンの制御装置において、フュエルカット開始時または開始直前の燃焼室内の残留ガス率または残留ガス量が規定値以上でありかつ急減速時のフュエルカットであるとき、フュエルカットからの復帰に際して燃焼室内の燃焼状態に改善を施す燃焼改善手段を備える。
【0020】
【発明の効果】
一層の燃費向上とNOx低減を目指して定常時や緩やかな加速時に、EGR弁により大量のEGRを行おうとしたり、可変動弁機構を用いて吸排気弁のオーバーラップ量を大きくして燃焼室内に大量の不活性ガスを残留させようとすると、それらの状態から急減速を行っときにもフュエルカットが行われる。このときには素早い吸気絞り弁の動きに応じて新気は応答よく減少するのに対して、特にEGR弁アクチュエータの応答遅れにより不活性ガスのほうの減少が遅れがちとなるため、燃焼室内の残留ガス率や残留ガス量がフュエルカット開始直後にフュエルカット開始前よりも却って大きくなり、燃焼状態が一気に不安定になる。そして、いったん上昇した燃焼室内の残留ガス率や残留ガス量が小さくなるにはある時間を要する。
【0021】
これに対して急減速時の回転低下は急激であるため、フュエルカットからの復帰時には、まだ燃焼室内の総残留ガス率や残留ガス量が小さくなっておらず、燃焼室内の燃焼状態が不安定なままである。
【0022】
従って、なにもせずに放っておけばエンジンストールを引き起こしかねないのであるが、本発明によれば、フュエルカット直後の燃焼室内の残留ガス率の増加は、フュエルカット開始時や開始直前の燃焼室内の残留ガス率や残留ガス量に対応するものとして、フュエルカット開始時や開始直前の燃焼室内の残留ガス率や残留ガス量が規定値以上あるとき、急減速時のフュエルカットからの復帰時に燃焼状態が悪化していると推定し、急減速時のフュエルカットからの復帰に際して、こうして悪化している燃焼室内の燃焼状態に対して、積極的に燃焼改善を施す。
【0023】
例えばフュエルカットからの復帰時にエンジン運転1サイクル当たり複数回の多重点火が行われるので、燃焼室内の残留ガス率や残留ガス量が大きい状態においても燃焼室内混合気への着火確率が向上し、また、フュエルカットからの復帰回転速度が高く設定され、通常減速時に対して吸入空気量が増加した状態でフュエルカットからの復帰が行われるため発生トルクが向上し、これらによりフュエルカット復帰時に残留ガス率や残留ガス量が大きい状態においても安定した燃焼を確保することができる。
【0024】
このようにして、フュエルカットからの復帰時における燃焼悪化が改善されると、エンジンストールに至る事態を回避できる。これより、定常時や緩やかな加速時に、EGR弁により大量のEGRを行ったり、可変動弁機構を用いて吸排気弁のオーバーラップ量を大きくして燃焼室内に大量の不活性ガスを残留させることが可能となり、一層の燃費向上とNOx低減を図ることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【0026】
図1は、本発明のシステムを説明するための概略図である。
【0027】
空気は吸気コレクタ2に蓄えられた後、吸気マニホールド3を介して各気筒の燃焼室5に導入される。燃料は各気筒の吸気ポート4に配置された燃料インジェクタ21より噴射供給される。空気中に噴射された燃料は気化しつつ空気と混合してガス(混合気)を作り燃焼室5に流入する。この混合気は吸気弁15が閉じることで燃焼室5内に閉じこめられ、ピストン6の上昇によって圧縮される。
【0028】
この圧縮混合気に対して高圧火花により点火を行うため、パワートランジスタ内蔵の点火コイルを各気筒に配した電子配電システムの点火装置11を備える。すなわち、点火装置11は、バッテリからの電気エネルギーを蓄える点火コイル13と、点火コイル13の一次側への通電、遮断を行うパワートランジスタと、燃焼室5の天井に設けられ点火コイル13の一次電流の遮断によって点火コイル13の二次側に発生する高電圧を受けて、火花放電を行う点火プラグ14とからなっている。
【0029】
燃費が最良となる点火時期が基本点火時期として定められており、エンジンコントローラ31では運転条件(エンジンの負荷と回転速度)に応じて基本点火時期を演算し、実際のクランク角がこの点火時期に一致するとき、パワートランジスタ13を介して点火プラグ14の一次側電流を遮断することにより、点火時期を制御する。
【0030】
この点火時期は圧縮上死点より少し手前にあり、点火プラグ14により火花が飛ばされ燃焼室5内の圧縮混合気に着火されると、火炎が広がりやがて爆発的に燃焼し、この燃焼によるガス圧がピストン6を押し下げる仕事を行う。この仕事はクランクシャフト7の回転力として取り出される。燃焼後のガス(排気)は排気弁16が開いたとき排気通路8へと排出される。
【0031】
排気通路8には三元触媒9を備える。三元触媒9は排気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲(ウインドウ)にあるとき、排気に含まれるHC、CO、NOxといった有害三成分を同時に効率よく除去できる。空燃比は吸入空気量と燃料量の比であるので、エンジンの1サイクル(4サイクルエンジンではクランク角で720°区間)当たりに燃焼室5に導入される吸入空気量と、燃料インジェクタ21からの燃料噴射量との比が理論空燃比となるように、エンジンコントローラ31ではエアフローメータ32からの吸入空気流量の信号とクランク角センサ(33、34)からの信号に基づいて燃料インジェクタ21からの燃料噴射量を定めると共に、三元触媒9の上流に設けたO2センサ(図示しない)からの信号に基づいて空燃比をフィードバック制御している。
【0032】
吸気コレクタ2の上流には吸気絞り弁23がスロットルモータ24により駆動される、いわゆる電子制御スロットル22を備える。運転者が要求するトルクはアクセルペダル41の踏み込み量(アクセル開度)に現れるので、エンジンコントローラ31ではアクセルセンサ42からの信号に基づいて目標トルクを定め、この目標トルクを実現するための目標空気量を定め、この目標空気量が得られるようにスロットルモータ24を介して吸気絞り弁23の開度を制御する。
【0033】
燃費向上とNOx低減のためEGR装置を備える。EGR装置は、排気通路8と吸気マニホールド3を連通するEGR通路25と、このEGR通路25を介して吸気マニホールド3へと流れる排気(不活性ガス)の量(あるいは率)を調整し得るEGR弁26と、このEGR弁26を駆動するアクチュエータ27(例えばステップモータ)とからなり、エンジンコントローラ31では運転条件に応じた目標EGR率(図8参照)が得られるようにEGR弁開度を制御する。不活性ガスが吸気マニホールド3に導入されると、ポンピングロスが減ってそのぶん燃費がよくなり、また燃焼温度が低くなりNOxの発生が抑制される。
【0034】
吸気弁用カムシャフト28及びクランクシャフト7の各前部にはそれぞれカムスプロケット、クランクスプロケットが取り付けられ、これらスプロケットにタイミングチェーン(図示しない)を掛け回すことで、吸気弁用カムシャフト28がエンジンのクランクシャフト7により駆動されるのであるが、このカムスプロケットと吸気弁用カムシャフト28との間にVTC機構29(可変動弁装置)を備える。このVTC機構29では、VTC機構アクチュエータに信号を与えないとき、吸気弁用カムシャフト28が最遅角位置にあり、VTC機構アクチュエータに与える制御量を増やすほどカムスプロケットに対して吸気弁用カムシャフト28が進角側に回転するようになっている。この吸気弁用カムシャフト28の回転角を以下「カム位相」という。
【0035】
このカム位相つまり吸気弁15の開閉時期を変えると燃焼室5に残留する不活性ガス量が変化する。燃焼室5内の不活性ガス量が増えるほどポンピングロスが減って燃費がよくなるので、運転条件によりどのくらいの不活性ガスが燃焼室5内に残留したらよいかを目標カム位相にして予め定めており、エンジンコントローラ31ではそのときの運転条件(エンジンの負荷と回転速度)より目標カム位相(図19参照)を演算し、実カム位相センサ34により検出される実カム位相がこの目標カム位相と一致するようにVTC機構アクチュエータを介してカム位相を制御する。
【0036】
ここで、EGR弁27とVTC機構29とは燃焼室5内に不活性ガスを導入するという意味では等価な働きをするので、両者の不活性ガスを区別するため、EGR弁27により燃焼室5に導入される不活性ガスを「外部不活性ガス」、VTC機構29により燃焼室5内部に残留する不活性性ガスを「内部不活性ガス」という。また、両者を併せた燃焼室5内に残留する不活性ガスを「総残留ガス」という。なお、燃焼室5内に残留する外部不活性ガスと内部不活性ガスとを区別しない場合は「残留ガス」という。
【0037】
このように、EGR弁27とVTC機構29とを備えるエンジンを対象として、アイドル状態まで減速を行ったときの作用を図2のモデルで説明する。
【0038】
アクセルペダル41をある程度踏み込んで定速走行している場合を考える。このとき、部分負荷であることより、その負荷とそのときのエンジン回転速度に応じた目標EGR率が得られるようにEGR弁26が所定開度まで開かれ、またその負荷とそのときのエンジン回転速度に応じた目標カム位相が得られるようにVTC機構29によりカムスプロケットに対してカムシャフト28が進角側に目標カム位相の分だけ回転している。
【0039】
この状態から減速しようとアクセルペダル41をゆっくり戻してアクセルペダル41から脚を離したとき、吸気絞り弁23がアイドル時の位置まで閉じて吸入空気量が減少するため、エンジン回転速度はt1のタイミングより一時的に上昇した後、アイドル回転速度へと緩やかに低下してゆく(図2の第2段目の波線参照)。
【0040】
この減速時に所定の許可条件を満たしていればフュエルカットが行われる。フュエルカットは、エンジンの出力が不要な車両減速時に燃料インジェクタ21からの燃料噴射をエンジンの所定の運転条件の成立まで禁止することにより燃料消費量の削減を図るものである。所定の運転条件とは例えばエンジン回転速度や車速が所定値を下回ることであり、この条件が成立する直前までフュエルカットが継続される。
【0041】
また、減速操作に伴う負荷(具体的にはアクセルペダル41の踏み込み量であるアクセル開度)の減少に伴い目標EGR率と目標VTC位相とがアイドル時の値へとステップ的に小さくなる(図2の第3段目と第5段目参照)。アイドル時は元々燃焼状態が不安定なので、目標EGR率=0、目標VTC位相は最遅角位置へと戻すためである。
【0042】
この場合、EGR弁26とVTC機構28の各アクチュエータには応答遅れがあるため、実EGR弁開度と実VTC位相とは所定の傾きをもって小さくなる。これは、EGR弁アクチュエータ27、VTC機構アクチュエータに上限速度があり、この上限速度を超えた速度で動くことはできないためである。つまり、所定の傾きはEGR弁アクチュエータ27、VTC機構アクチュエータの上限速度を表している。このようにEGR弁アクチュエータ27、VTC機構アクチュエータが動くときに燃焼室5内の総ガス量に対する燃焼室5内の総不活性ガス量の比である総残留ガス率がどうなるかをみてみると、総残留ガス率はフュエルカットの開始前より却って増加している。このようにt1直後にt1の前より却って総残留ガス率が増加するのは、吸気絞り弁23とEGR弁26の応答遅れの相違に伴うものである。すなわち、吸気絞り弁23は応答よく閉じるのに対してEGR弁26のほうが応答性が悪いために、新気量よりも相対的に不活性ガス量が増加してしまうためである。
【0043】
フュエルカット開始直後にこうした総残留ガス率の増加があると、当然ながら総残留ガス率が低下するのが遅れ、その間燃焼状態の悪さが続く。
【0044】
そして、減速が進んでエンジン回転速度が、t2のタイミングでアイドル回転速度よりも高い所定のフュエルカット復帰回転速度となったとき再び燃料噴射が再開される。この燃料供給の再開によりエンジンが完爆するとエンジン回転速度が急上昇し、その後にアイドル回転速度へと落ち着く(図2の第2段目の波線参照)。
【0045】
このようにアクセルペダル41が比較的ゆっくりと戻される減速時(通常減速時)であれば、エンジン回転速度がフュエルカット復帰回転速度に到達するまでの時間、つまりt1よりt2までの時間に対して、EGR弁アクチュエータ27、VTC機構アクチュエータの応答時間(t1より実EGR弁開度、実VTC位相がアイドル時の値に到達するまでの時間Δte、Δtv)のほうが短いため、フュエルカット復帰回転速度に達したt2のタイミングで総残留ガス率は十分低下しており、従って、フュエルカット復帰後にアイドリングを維持できている。
【0046】
しかしながら、車両の急減速時にはエンジン回転速度がフュエルカット復帰回転速度に到達するタイミングがt2よりt2´へと早まるのに対して(図2の第2段目の実線参照)、EGR弁アクチュエータ27、VTCアクチュエータの応答時間Δte、Δtvは変わらない。この違いにより急減速時にはフュエルカット復帰回転速度に達するt2´での総残留ガス率が通常減速時に比べて高く、この総残留ガス率が高い分だけフュエルカット復帰後の燃焼状態が悪い状態にあるのであり、アイドリングを維持できずエンジンストールに到ることが考え得る(図2の第2段目の実線参照)。
【0047】
燃費向上及び排気浄化の効果を高めるために部分負荷域で高い目標EGR率や高い目標VTC位相の設定としたい場合には、EGR弁アクチュエータ27、VTC機構アクチュエータの応答時間Δte、Δtvは長くなる傾向となるため、この問題はさらに顕著となる。
【0048】
本発明は、こうしたエンジンを対象として、フュエルカット開始直前(または開始時)の燃焼室5内の総残留ガス率が規定値以上となり、かつ急減速時のフュエルカットであるとき、フュエルカットからの復帰に際して燃焼室5内の燃焼状態に改善を施す。なお、フュエルカット開始直前(または開始時)の燃焼室5内の総残留ガス率に代えて、フュエルカット開始直前(または開始時)の燃焼室5内の総残留ガス量を用いてもかまわない。具体的には、フュエルカット復帰に際しての燃焼改善を、1個の点火プラグ14を用いて1サイクル当たり複数回の多重点火により、またはフュエルカット復帰回転速度を通常よりも高回転側に設定することにより行う。なお、1カ所での1サイクル当たり複数回の多重点火に代えて、1サイクル当たり複数箇所での多点点火により行うようにしてもかまわない。
【0049】
これを図3、図4で説明すると、図3、図4は図2において波線で示したと同じ条件、つまり急減速を行ったときの第1、第2の実施形態の作用を示す波形図である。
【0050】
まず、図3は、図2において波線で示した場合と最下段のみが相違している。すなわち、図3に示す第1実施形態では、急減速時のフュエルカットであってフュエルカット開始直前の総残留ガス率が規定値以上となっている場合にt2´でエンジン回転速度がフュエルカット復帰回転速度に到達したとき、総残留ガス率が高い状態にある燃焼室5内で点火プラグ14により1サイクル当たり複数回の多重点火を行って燃焼状態を改善する。
【0051】
次に、図4に示す第2実施形態では、急減速時のフュエルカットであってフュエルカット開始直前の総残留ガス率が規定値以上となっている場合にフュエルカット復帰回転速度を通常減速時時よりも上昇させ、これによってフュエルカットからの復帰タイミングをt2´よりt4へと早める。
【0052】
エンジンコントローラ31で実行されるこの制御を以下に示すフローチャートにより詳述する。ここで、図5、図6、図7、図12、図13、図14は図3を実現するための、図15〜図18は図4を実現するためのフローチャートである。
【0053】
第1実施形態から説明すると、図5はフュエルカット実行フラグを設定するためのもので、一定時間毎(例えば10msec毎)に実行する。
【0054】
ステップ1ではフュエルカット実行フラグ(ゼロに初期設定)をみる。ここではフュエルカット実行フラグ=0であるとして説明すると、このときステップ2、3に進んで今回にフュエルカット許可条件が成立しているか否か、前回にはフュエルカット許可条件が成立していなかったか否かをみる。
【0055】
フュエルカット許可条件は車両の運転状態により規定されている。例えば次の条件をすべて満たすときフュエルカット許可条件が成立する。
【0056】
▲1▼アイドルスイッチ43からの信号がONであること。ここで、アイドルスイッチ43はアクセル開度がゼロのときONとなり、アクセルペダル41が踏み込まれるとOFFとなるスイッチである。
【0057】
▲2▼エンジン回転速度が所定値を超えていること。
【0058】
▲3▼車速センサ44により検出される車速が所定値を超えていること。
【0059】
今回にフュエルカット許可条件が成立し、前回にフュエルカット許可条件が非成立のとき、つまり今回初めてフュエルカット許可条件が成立したときにはステップ4に進んでフュエルカット実行フラグ=1とする。それ以外ではステップ4を飛ばしてそのまま今回の処理を終了する。
【0060】
図6は多重点火許可フラグを設定するためのもので、一定時間毎(例えば10msec毎)に実行する。
【0061】
ステップ11では多重点火許可フラグ(ゼロに初期設定)をみる。多重点火許可フラグ=0であるとして説明すると、このときステップ12、13、14に進んで次の条件がすべて成立しているか否かをみる。
【0062】
▲4▼フュエルカット実行フラグ=1であること。
【0063】
▲5▼急減速時であること。
【0064】
▲6▼総残留ガス率が規定値以上であること。
【0065】
ここで、▲5▼の急減速時は例えば次の条件をすべて満たすときである。
【0066】
〈1〉フュエルカット開始前のアクセルペダル41の戻し速度が所定値より速い。
【0067】
〈2〉ブレーキペダル45を踏んでいる。すなわちブレーキスイッチ46からの信号がONである。
【0068】
〈3〉車速の時間当たりの低下代が所定値より大きいこと。
【0069】
また、上記▲6▼の総残留ガス率の演算については、図7のフローチャートにより説明する。ここで演算される総残留ガス率は、結果的にフュエルカット開始直前の値となる。
【0070】
図7においてステップ21ではエンジンの負荷(例えば後述する基本噴射パルス幅Tp)と回転速度から図8を内容とするマップを検索することにより目標EGR率Megrを演算し、これをステップ22で外部不活性ガス率に入れる。
【0071】
ステップ23では同じくエンジンの負荷と回転速度から図9を内容とするマップを検索することにより基本内部不活性ガス率を演算する。基本内部不活性ガス率とは、VTC機構29が最遅角位置にあるときの運転条件(負荷、回転速度)に応じた内部不活性ガス率のことである。
【0072】
ステップ24ではカム位相センサ34により検出される実カム位相(あるいは目標カム位相)から図10を内容とするテーブルを検索することにより補正係数を演算し、ステップ25でこれを基本内部不活性ガス率に乗算した値を内部不活性ガス率として算出する。
【0073】
補正係数は図10のようにカム位相が大きくなるほど1.0より大きくなる値である。このようにカム位相が大きくなるほど補正係数を大きくしているのは、カム位相が大きくなるほど図11のように吸排気弁のオーバーラップ量が大きくなり、これに応じて内部不活性ガス率が大きくなるためである。
【0074】
ステップ26では内部不活性ガス率と外部不活性ガス率との合計を燃焼室5内の総残留ガス率として算出する。
【0075】
上記▲6▼の規定値は一定値である。ここで、規定値の定め方を図20を参照して説明する。すなわち、図20は横軸に総残留ガス率を、縦軸に燃焼安定度と燃費を採った特性である。総残留ガス率がAであるとき燃費が最良となり、Aより総残留ガス率が大きくなるほど燃焼安定度が悪くなってゆくことがわかる。図2、図3においてt1より総残留ガス率が大きくなることは、図20でいえば総残留ガス率がAより大きくなって燃焼安定度が悪化する方向に向かっていることを意味する。そこで、燃焼安定限界を書き入れてみると、この燃焼安定限界に対応する総残留ガス率Bを超える領域が燃焼不安定領域となる。この燃焼不安定領域では燃焼改善を図る必要があるので、Bを基準に規定値を定めてやればよいことになる。最終的には規定値はマッチングにより定める。 なお、図20に示した燃焼安定限界は運転条件により変わりうるので、規定値を運転条件に応じて設定するようにすることもできる。
【0076】
上記▲4▼〜▲6▼をすべて満足するとき、つまり急減速時のフュエルカット開始直前に総残留ガス率が規定値以上であるときとは、フュエルカット開始直前の総残留ガス率から判断して、アイドル回転速度までの急減速を続けたときフュエルカット復帰時の燃焼室5内が燃焼不安定な状態にあると推定され、エンジンストールの発生が考え得る場合である。このときにはステップ15に進んで多重点火許可フラグ(ゼロに初期設定)=1とする。多重点火許可フラグ=1のとき、点火プラグ14による多重点火が許可される。
【0077】
一方、上記▲4▼〜▲6▼のいずれかでも満足しないときにはステップ15を飛ばしてそのまま今回の処理を終了する。
【0078】
図12はフュエルカット復帰フラグを設定するためのもので、一定時間毎(例えば10msec毎)に実行する。
【0079】
ステップ31ではフュエルカット復帰フラグ(ゼロに初期設定)をみる。フュエルカット復帰フラグ=0であるとして説明すると、このときステップ32、33に進んで次の条件をすべて満足しているか否かをみる。
【0080】
▲7▼フュエルカット実行フラグ=1であること。
【0081】
▲8▼フュエルカット復帰条件が成立していること。
【0082】
ここで、▲8▼のフュエルカット復帰条件は例えば次の条件のいずれかを満たすとき成立する。
【0083】
〈4〉エンジン回転速度がフュエルカット復帰回転速度Nrcv1以下である。
【0084】
〈5〉車速が所定値以下である。
【0085】
上記の▲7▼、▲8▼のすべての条件を満たしていれば、ステップ34に進んでフュエルカット復帰フラグ=1とする。ステップ35では次回のフュエルカット処理に備えてフュエルカット実行フラグ=0とする。
【0086】
図13は点火回数と燃料噴射パルス幅とを演算するためのもので、一定時間毎(例えば10msec毎)に実行する。
【0087】
ステップ41ではフュエルカット実行フラグをみる。フュエルカット実行フラグ=0であるとき、つまり通常運転時にはステップ42、43に進んで点火回数nを1サイクル当たり1回とすると共に、シーケンシャル噴射であれば次式により燃料噴射パルス幅Tiを演算する。
【0088】
Ti=Tp×Tfbya×(α+αm−1)×2+Ts…(1)
ただし、Tp:基本噴射パルス幅、
Tfbya:目標当量比、
α:空燃比フィードバック補正係数、
αm:空燃比学習値、
Ts:無効パルス幅、
一方、フュエルカット実行フラグ=1であるときにはステップ41よりステップ44、45に進んでフュエルカット復帰フラグと多重点火許可フラグをみる。フュエルカット復帰フラグ=0であるときにはフュエルカットを行うためステップ46、47に進んで点火回数nをゼロとすると共に、燃料噴射パルス幅Ti=Tsとする。このとき燃料は噴射されない。
【0089】
フュエルカット復帰フラグ=1かつ多重点火許可フラグ=0であるときには燃料供給を再開するためステップ42、43の操作を実行する。
【0090】
これに対してフュエルカット復帰フラグ=1かつ多重点火許可フラグ=1であるときには燃料供給を再開しつつ燃焼状態を改善するためステップ48に進んで点火回数nを2回とすると共に、ステップ43の操作を実行する。ここで、1サイクル当たり複数の点火回数は燃焼室5内の総残留ガス率に関係なく一定としてもよいし、総残留ガス率に応じて回数を可変に設定してもよい。
【0091】
このようにして演算される点火回数nと燃料噴射パルス幅Tiとはそれぞれ点火制御、燃料噴射制御に用いられて点火時期と燃料噴射量とが制御される。
【0092】
これによって多重点火許可フラグ=1であるときにはフュエルカットからの復帰時に点火プラグ14によりエンジン運転1サイクル当たり2回の多重点火が行われる。
【0093】
図14はアイドル回転速度のフィードバック制御を行うためのもので、一定時間毎(例えば10msec毎)に実行する。
【0094】
ステップ51ではアイドルスイッチ43からの信号によりアイドル時か否かをみる。アイドル時であればステップ52に進み、目標アイドル回転速度NSETと実回転速度Neの偏差ΔN(=NSET−Ne)を計算し、偏差ΔNの絶対値と所定値をステップ53で比較する。所定値は目標アイドル回転速度NSETを中心とする許容範囲を定める値で、例えば50RPM程度である。
【0095】
目標アイドル回転速度NSETからの偏差ΔNの絶対値が所定値を超えていれば、実回転速度Neが目標アイドル回転速度を中心とする許容範囲に収まるようにステップ54でアイドル回転速度のフィードバック制御を行う。すなわち、実回転速度NeがNSET−所定値より低ければ、吸気絞り弁23を開いて吸入空気量を増やすように、この逆に実回転速度NeがNSET+所定値より高いときには吸気絞り弁23を閉じて吸入空気量を減らすようにする。
【0096】
この結果、実回転速度Neが目標アイドル回転速度を中心とする許容範囲に収まると、これ以上の多重点火は不要となるので、ステップ53よりステップ55に進んで多重点火許可フラグ=0とし、ステップ56ではフュエルカット復帰フラグ=0として次回のフュエルカット処理に備える。ここで、多重点火許可フラグ=1である期間、つまり多重点火を行う期間はフュエルカット復帰よりアイドリングを維持するまでの期間である。
【0097】
次に、第2実施形態を説明すると、図15、図16、図17、図18はそれぞれ第1実施形態の図6、図12、図13、図14と置き換わるものである。図15、図16、図17、図18においてそれぞれ図15、図16、図17、図18と同一の部分には同一のステップ番号をつけている。
【0098】
第1実施形態と相違する部分を主に説明すると、図15はフュエルカット復帰回転速度アップフラグを設定するためのもので、上記▲4▼〜▲6▼をすべて満足するときにはステップ62に進み、多重点火許可フラグに代えて、フュエルカット復帰回転速度アップフラグ=1とする。
、図16はフュエルカット復帰フラグを設定するためのもので、第1実施形態とはステップ33でのフュエルカット復帰条件が相違する。すなわち、第1実施形態では上記〈4〉でフュエルカット復帰回転速度がNrcv1であったが、この値よりも高い値を第2実施形態でのフュエルカット復帰回転速度Nrcv2として設定する。
【0099】
ここで、フュエルカット復帰回転速度Nrcv2は第1実施形態のフュエルカット復帰回転速度Nrcv1に対して一定値を加算しても、またフュエルカット開始直前の燃焼室5内の総残留ガス率に応じて設定してもよい。
【0100】
このように、フュエルカット復帰回転速度が高く設定された場合、通常減速時に対して吸入空気量が増加した状態でフュエルカットからの復帰が行われる。
【0101】
そして、フュエルカット中にエンジン回転速度が低下してこのフュエルカット復帰回転速度Nrcv2以下となったときにはステップ34でフュエルカット復帰フラグ=1となるので、このときにはステップ71でフュエルカット復帰回転速度アップフラグ=0としておく。これは、次回のフュエルカット処理に備えるためである。
【0102】
第2実施形態では多重点火を行わないので、第1実施形態の図13、図14より多重点火に関係する部分を除くと、図17、図18が得られる。
【0103】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【0104】
一層の燃費向上とNOx低減を目指して定常時や緩やかな加速時に、EGR弁26により大量のEGRを行おうとしたり、VTC機構29を用いて吸排気弁15、16のオーバーラップ量を大きくして燃焼室5内に大量の不活性ガスを残留させようとすると、それらの状態から急減速を行っときにもフュエルカットが行われる。このときには素早い吸気絞り弁23の動きに応じて新気は応答よく減少するのに対して、EGR弁アクチュエータ27の応答遅れにより不活性ガスのほうの減少が遅れがちとなるため、燃焼室5内の総残留ガス率がフュエルカット開始直後にフュエルカット開始前よりも却って大きくなり、燃焼状態が一気に不安定になる。そして、いったん上昇した燃焼室5内の総残留ガス率が小さくなるにはある時間を要する。
【0105】
これに対して急減速時の回転低下は急激であるため、フュエルカットからの復帰時には、まだ燃焼室5内の総残留ガス率が小さくなっておらず、燃焼室5内の燃焼状態が不安定なままである。
【0106】
従って、なにもせずに放っておけばエンジンストールを引き起こす場合があるのであるが、本実施形態(請求項1に記載の発明)によれば、フュエルカット直後の燃焼室5内の残留ガス率の増加は、フュエルカット開始直前の燃焼室5内の残留ガス率に対応するものとして、フュエルカット開始直前の燃焼室5内の残留ガス率が規定値以上あるとき、急減速時のフュエルカットからの復帰時に燃焼状態が悪化していると推定し、急減速時のフュエルカットからの復帰に際して、こうして悪化している燃焼室5内の燃焼状態に対して、積極的に燃焼改善を施すようにした。
【0107】
例えば第1実施形態(請求項2に記載の発明)では、フュエルカットからの復帰時に点火プラグ14によりエンジン運転1サイクル当たり2回の多重点火が行われるので、燃焼室5内の総残留ガス率が高い状態においても燃焼室5内混合気への着火確率が向上し、また、第2実施形態(請求項3に記載の発明)では、フュエルカットからの復帰回転速度が高く設定され、通常減速時に対して吸入空気量が増加した状態でフュエルカットからの復帰が行われるため発生トルクが向上し、これらによりフュエルカット復帰時に総残留ガス率が高い状態においても安定した燃焼を確保することができる。
【0108】
このようにして、フュエルカットからの復帰時における燃焼悪化が改善されると、エンジンストールに至る事態を回避できる。これより、定常時や緩やかな加速時に、EGR弁26により大量のEGRを行ったり、VTC機構29を用いて吸排気弁のオーバーラップ量を大きくして燃焼室5内に大量の不活性ガスを残留させることが可能となり、一層の燃費向上とNOx低減を図ることができる。
【0109】
実施形態では、EGR装置と、VTC機構の両方を備える場合で説明したが、これに限られるものでなく、少なくとも一方を備えるものに本発明の適用がある。また、VTC機構は可変動弁機構の一例であり、可変動弁機構が実施形態のものに限られるわけでない。
【0110】
実施形態では、燃焼状態の改善のため、多重点火による場合と、フュエルカット復帰下限回転速度を通常減速時よりも高回転側に設定する場合とを別々に示したが、両方を同時に採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のシステム概略図。
【図2】通常減速時と急減速時の違いを説明するための波形図。
【図3】第1実施形態の作用を説明するための波形図。
【図4】第2実施形態の作用を説明するための波形図。
【図5】フュエルカット実行フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図6】多重点火許可フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図7】総残留ガス率の演算を説明するためのフローチャート。
【図8】目標EGR率の特性図。
【図9】基本内部不活性ガス率の特性図。
【図10】補正係数の特性図。
【図11】オーバーラップ量の特性図。
【図12】フュエルカット復帰フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図13】点火回数及び燃料噴射パルス幅の演算を説明するためのフローチャート。
【図14】アイドル回転速度制御を説明するためのフローチャート。
【図15】第2実施形態の復帰下限回転速度アップフラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図16】第2実施形態のフュエルカット復帰フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図17】第2実施形態の燃料噴射パルス幅の演算を説明するためのフローチャート。
【図18】第2実施形態のアイドル回転速度制御を説明するためのフローチャート。
【図19】目標カム位相の特性図。
【図20】総残留ガス率に対する燃焼安定度、燃費の特性図。
【符号の説明】
14 点火コイル
15 点火プラグ
22 燃料インジェクタ
25 EGR通路
26 EGR弁
29 VTC機構(可変動弁機構)
31 エンジンコントローラ
43 アイドルスイッチ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an engine (internal combustion engine), and more particularly to control during deceleration.
[0002]
[Prior art]
When the engine is decelerated, for example, when the intake throttle valve is fully closed and the rotational speed of the engine is higher than a first predetermined value, the fuel supply is stopped (hereinafter referred to as "fuel cut") to improve fuel efficiency. After that, when the engine rotation speed decreases and becomes equal to or less than the second predetermined value, the fuel supply is restarted assuming that the condition for returning from the fuel cut is satisfied. There is one in which an EGR (exhaust gas recirculation) valve is opened at the time of fuel cut and the EGR valve is closed before resuming fuel supply (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-101144
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, for the purpose of further improving the fuel efficiency and purifying the exhaust gas, it is necessary to perform a larger amount of EGR in the partial load range for the engine having the EGR valve in the EGR passage that connects the exhaust passage and the intake passage, and it is also necessary to maintain a constant operating angle. In an engine provided with an intake valve timing control mechanism (hereinafter, referred to as a "VTC mechanism") capable of continuously controlling the phase of an intake valve cam as it is, the amount of overlap of the intake and exhaust valves is increased to increase the amount of overlap in the combustion chamber. It is required to increase the amount of inert gas remaining in the steel.
[0005]
Therefore, when an experiment was conducted, a large amount of EGR was performed by the EGR valve during steady or moderate acceleration, and a large amount of inert gas was introduced into the combustion chamber by increasing the amount of overlap between the intake and exhaust valves by the VTC mechanism. Fuel cut is also performed during rapid deceleration from a state in which gas remains. At this time, if the vehicle suddenly decelerates to the idle state, when returning from the fuel cut near the idle state, the effect of a large amount of inert gas remains largely, and the combustion state in the combustion chamber remains unstable, so the engine stall It turns out that it can cause.
[0006]
This will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a model diagram showing an operation when an engine equipped with both an EGR valve and a VTC mechanism is decelerated to an idle state.
[0007]
Consider a case where the vehicle is traveling at a constant speed with the accelerator pedal depressed to some extent. At this time, since the load is a partial load, the EGR valve is opened to a predetermined opening degree so as to obtain a target EGR rate corresponding to the load and the engine speed at that time, and the load and the engine speed at that time are obtained. The cam shaft is rotated by the VTC mechanism on the advance side with respect to the cam sprocket by the amount of the target cam phase so that a target cam phase corresponding to the target cam phase is obtained.
[0008]
When the accelerator pedal is slowly returned to decelerate from this state and the foot is released from the accelerator pedal, the intake throttle valve closes responsively to the idle position and the intake air amount decreases. After temporarily increasing, it gradually decreases to the idling rotation speed (see the second dashed line in FIG. 2).
[0009]
If a predetermined permission condition is satisfied at the time of this deceleration, fuel cut is performed. Fuel cut is intended to reduce fuel consumption by prohibiting fuel injection from a fuel injection valve up to predetermined operating conditions of the engine during vehicle deceleration that does not require engine output. The predetermined operating condition is, for example, the engine speed or the vehicle speed, and the fuel cut is continued until the engine speed falls below the set engine speed or the vehicle speed.
[0010]
Further, as the load (specifically, the accelerator opening, which is the amount of depression of the accelerator pedal) accompanying the deceleration operation decreases, the target EGR rate and the target VTC phase gradually decrease to values at the time of idling (FIG. 2). 3rd stage and 5th stage). Since the combustion state in the combustion chamber is originally unstable during idling, the target EGR rate is 0% and the target VTC phase is returned to the most retarded position.
[0011]
In this case, since the EGR valve actuator and the VTC mechanism actuator have a response delay, the actual EGR valve opening and the actual VTC phase decrease with a predetermined inclination. This is because the EGR valve actuator and the VTC mechanism actuator have an upper limit speed, and cannot move at a speed exceeding the upper limit speed. That is, the predetermined inclination from the illustrated t1 represents the upper limit speed of the EGR valve actuator and the VTC mechanism actuator. Thus, when the EGR valve actuator and the VTC mechanism actuator move, the total residual gas ratio (= total inert gas amount / total gas amount), which is the ratio of the total inert gas amount in the combustion chamber to the total gas amount in the combustion chamber, is obtained. Looking at what happens after t1 when fuel cut is started, the total residual gas ratio has increased rather than before the start of fuel cut. The reason why the total residual gas rate increases rather immediately after t1 than before t1 is due to a difference in response delay between the intake throttle valve and the EGR valve. That is, since the intake throttle valve closes responsively, the responsiveness of the EGR valve is poorer, so that the amount of inert gas is relatively increased compared to the amount of fresh air.
[0012]
If there is such an increase in the total residual gas rate immediately after the start of the fuel cut, naturally, the decrease in the total residual gas rate is delayed, and the combustion state continues to be bad during that time.
[0013]
Then, when the deceleration proceeds and the engine rotation speed reaches a predetermined fuel cut return rotation speed higher than the idle rotation speed at the timing of t2, the fuel injection is restarted. When the engine is completely detonated by the restart of the fuel supply, the engine rotation speed sharply increases and thereafter settles to the idle rotation speed (see the second dashed line in FIG. 2).
[0014]
In the case of deceleration in which the accelerator pedal is returned relatively slowly (normal deceleration), the time required for the engine rotational speed to reach the fuel cut return rotational speed, that is, the time from t1 to t2, Since the response times of the EGR valve actuator and the VTC mechanism actuator (the actual EGR valve opening and the time Δte, Δtv until the actual VTC phase reaches the value at the time of idling from t1) are shorter, the fuel cut return rotation speed is reached. At the timing of t2, the total residual gas ratio has sufficiently decreased, and thus idling can be maintained after returning from the fuel cut.
[0015]
However, when the vehicle suddenly decelerates, the timing at which the engine rotational speed reaches the fuel cut return rotational speed is advanced from t2 to t2 '(see the solid line in the second stage in FIG. 2), whereas the EGR valve actuator, VTC The response times Δte and Δtv of the actuator do not change. Due to this difference, at the time of sudden deceleration, the total residual gas rate at t2 ', at which the fuel cut return rotation speed is reached, is higher than that at the time of normal deceleration, and the combustion state after fuel cut return is poor by the higher the total residual gas rate. Therefore, it is conceivable that idling cannot be maintained and engine stall may occur (see the solid line at the second stage in FIG. 2).
[0016]
When it is desired to set a high target EGR rate or a high target VTC phase in a partial load range in order to improve the fuel efficiency and enhance the exhaust purification effect, the response times Δte and Δtv of the EGR valve actuator and the VTC mechanism actuator tend to be long. Thus, this problem can be even more pronounced.
[0017]
In view of the above, an object of the present invention is to improve deterioration of combustion at the time of fuel cut recovery due to inert gas remaining in a combustion chamber at the time of rapid deceleration in an engine equipped with an EGR valve, a VTC mechanism, and the like from the viewpoints of fuel efficiency improvement and exhaust gas purification. And
[0018]
On the other hand, in the above-described conventional apparatus, the EGR valve is closed before the fuel supply is restarted because exhaust gas (inert gas) is prevented from being supplied to the engine when the fuel supply is restarted, and the inert gas is introduced into the combustion chamber. This is to prevent residual fuel from remaining and prevent deterioration of combustion when restarting fuel supply by allowing only fresh air containing a large amount of oxygen to exist in the combustion chamber when fuel supply is restarted. As described above, the conventional device merely prevents the inert gas from remaining in order to prevent the deterioration of combustion when the fuel supply is restarted. And the fuel cut is performed at the time of rapid deceleration from the state where a large amount of inert gas remains in the combustion chamber by increasing the amount of overlap of the intake and exhaust valves by the VTC mechanism, As a result, it is recognized that a large amount of inert gas remains in the combustion chamber when the fuel supply is restarted, and the technical idea is different from that of the present invention which attempts to improve the unstable combustion state. Due to this difference in technical idea, the conventional device opens the EGR valve at the time of fuel cut and closes the EGR valve prior to restarting fuel supply, whereas the present invention closes the EGR valve at the time of fuel cut. The configuration is very different.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an engine control device that performs fuel cut when a permission condition is satisfied and then restarts fuel supply when a condition for returning from fuel cut is satisfied. When the residual gas rate or the residual gas amount in the chamber is equal to or more than a specified value and the fuel cut is performed at the time of rapid deceleration, a combustion improving means for improving a combustion state in the combustion chamber when returning from the fuel cut is provided.
[0020]
【The invention's effect】
At steady or moderate acceleration with the aim of further improving fuel efficiency and reducing NOx, a large amount of EGR is attempted by the EGR valve, or the amount of overlap between the intake and exhaust valves is increased by using a variable valve mechanism to increase the combustion chamber. If a large amount of inert gas is left in the fuel cell, fuel cut is performed even when sudden deceleration is performed from those states. At this time, the fresh air decreases responsively in response to the rapid movement of the intake throttle valve, whereas the reduction of the inert gas tends to be delayed particularly due to the response delay of the EGR valve actuator. The rate and the residual gas amount become larger immediately after the start of the fuel cut than before the start of the fuel cut, and the combustion state becomes unstable at once. Then, it takes a certain period of time for the residual gas rate and the residual gas amount in the combustion chamber, which has risen once, to decrease.
[0021]
On the other hand, since the rotation decreases rapidly during rapid deceleration, when returning from fuel cut, the total residual gas ratio and residual gas amount in the combustion chamber have not yet decreased, and the combustion state in the combustion chamber is unstable. It remains.
[0022]
Therefore, if left unattended, an engine stall may be caused.However, according to the present invention, the increase in the residual gas rate in the combustion chamber immediately after the fuel cut is caused by the increase in the combustion at the start of the fuel cut or immediately before the start of the fuel cut. Responding to the residual gas rate and the residual gas amount in the chamber, when the fuel gas starts and immediately before the start, when the residual gas rate and the residual gas amount in the combustion chamber are more than the specified values, when returning from the fuel cut during sudden deceleration It is estimated that the combustion state is deteriorating, and when returning from the fuel cut at the time of sudden deceleration, the combustion state in the deteriorating combustion chamber is positively improved.
[0023]
For example, when returning from fuel cut, multiple ignitions are performed multiple times per one cycle of engine operation, so that even in a state where the residual gas rate and the residual gas amount in the combustion chamber are large, the ignition probability of the mixture in the combustion chamber is improved, Also, the return rotation speed from the fuel cut is set high, and the return from the fuel cut is performed with the intake air amount increased compared to the normal deceleration, so that the generated torque is improved. Stable combustion can be ensured even in a state where the rate and the residual gas amount are large.
[0024]
In this way, when the deterioration of combustion at the time of returning from the fuel cut is improved, it is possible to avoid a situation leading to engine stall. Accordingly, during steady or moderate acceleration, a large amount of EGR is performed by the EGR valve, or a large amount of inert gas remains in the combustion chamber by using a variable valve mechanism to increase the amount of overlap between the intake and exhaust valves. It is possible to further improve fuel efficiency and reduce NOx.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the system of the present invention.
[0027]
After the air is stored in the intake collector 2, it is introduced into the combustion chamber 5 of each cylinder via the intake manifold 3. The fuel is injected and supplied from a fuel injector 21 arranged in the intake port 4 of each cylinder. The fuel injected into the air evaporates and mixes with the air to form a gas (air mixture) and flows into the combustion chamber 5. This air-fuel mixture is confined in the combustion chamber 5 by closing the intake valve 15, and is compressed by the rise of the piston 6.
[0028]
In order to ignite the compressed air-fuel mixture with a high-pressure spark, an ignition device 11 of an electronic power distribution system having an ignition coil with a built-in power transistor in each cylinder is provided. That is, the ignition device 11 includes an ignition coil 13 for storing electric energy from a battery, a power transistor for energizing and interrupting the primary side of the ignition coil 13, and a primary current for the ignition coil 13 provided on the ceiling of the combustion chamber 5. And a spark plug 14 that receives a high voltage generated on the secondary side of the ignition coil 13 by the interruption of the spark plug 13 and performs a spark discharge.
[0029]
The ignition timing at which the fuel efficiency is the best is determined as the basic ignition timing. The engine controller 31 calculates the basic ignition timing according to the operating conditions (engine load and rotation speed), and the actual crank angle is set to this ignition timing. When they match, the ignition timing is controlled by cutting off the primary current of the ignition plug 14 via the power transistor 13.
[0030]
This ignition timing is slightly before the compression top dead center. When a spark is blown by the ignition plug 14 and ignites the compressed air-fuel mixture in the combustion chamber 5, the flame spreads and burns explosively, and the gas generated by this combustion is exploded. The pressure performs the task of pushing down the piston 6. This work is taken out as the rotational force of the crankshaft 7. The burned gas (exhaust gas) is discharged to the exhaust passage 8 when the exhaust valve 16 is opened.
[0031]
The exhaust passage 8 includes a three-way catalyst 9. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is in a narrow range (window) centered on the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst 9 can simultaneously efficiently remove harmful three components such as HC, CO, and NOx contained in the exhaust gas. Since the air-fuel ratio is the ratio of the amount of intake air to the amount of fuel, the amount of intake air introduced into the combustion chamber 5 per one cycle of the engine (in a 4-cycle engine, 720 ° section in crank angle) and the amount of The engine controller 31 controls the fuel from the fuel injector 21 based on the intake air flow rate signal from the air flow meter 32 and the signal from the crank angle sensors (33, 34) so that the ratio with the fuel injection amount becomes the stoichiometric air-fuel ratio. The injection amount is determined, and the O is provided upstream of the three-way catalyst 9. Two The air-fuel ratio is feedback-controlled based on a signal from a sensor (not shown).
[0032]
An upstream of the intake collector 2 is provided with a so-called electronic control throttle 22 in which an intake throttle valve 23 is driven by a throttle motor 24. Since the torque required by the driver appears in the amount of depression of the accelerator pedal 41 (accelerator opening), the engine controller 31 determines a target torque based on a signal from the accelerator sensor 42 and sets a target air for realizing the target torque. The amount is determined, and the opening degree of the intake throttle valve 23 is controlled via the throttle motor 24 so that the target air amount is obtained.
[0033]
An EGR device is provided to improve fuel efficiency and reduce NOx. The EGR device includes an EGR passage 25 communicating the exhaust passage 8 with the intake manifold 3, and an EGR valve capable of adjusting the amount (or rate) of exhaust gas (inert gas) flowing to the intake manifold 3 via the EGR passage 25. And an actuator 27 (for example, a step motor) for driving the EGR valve 26. The engine controller 31 controls the EGR valve opening so as to obtain a target EGR rate (see FIG. 8) according to the operating conditions. . When the inert gas is introduced into the intake manifold 3, the pumping loss is reduced and the fuel consumption is accordingly improved, and the combustion temperature is reduced, so that the generation of NOx is suppressed.
[0034]
A cam sprocket and a crank sprocket are respectively attached to the front portions of the intake valve camshaft 28 and the crankshaft 7, and a timing chain (not shown) is wrapped around these sprockets so that the intake valve camshaft 28 is mounted on the engine. Although driven by the crankshaft 7, a VTC mechanism 29 (variable valve gear) is provided between the cam sprocket and the intake valve camshaft 28. In this VTC mechanism 29, when no signal is given to the VTC mechanism actuator, the intake valve camshaft 28 is at the most retarded position, and the more the control amount given to the VTC mechanism actuator, the more the camshaft for the intake valve 28 rotates to the advance side. The rotation angle of the intake valve camshaft 28 is hereinafter referred to as “cam phase”.
[0035]
When the cam phase, that is, the opening / closing timing of the intake valve 15 is changed, the amount of the inert gas remaining in the combustion chamber 5 changes. As the amount of inert gas in the combustion chamber 5 increases, the pumping loss decreases and the fuel efficiency improves, so how much inert gas should remain in the combustion chamber 5 depending on the operating conditions is determined in advance as the target cam phase. The engine controller 31 calculates the target cam phase (see FIG. 19) from the operating conditions (engine load and rotation speed) at that time, and the actual cam phase detected by the actual cam phase sensor 34 matches this target cam phase. To control the cam phase via the VTC mechanism actuator.
[0036]
Here, since the EGR valve 27 and the VTC mechanism 29 have an equivalent function in terms of introducing an inert gas into the combustion chamber 5, the EGR valve 27 uses the EGR valve 27 to distinguish between the two inert gases. The inert gas introduced into the combustion chamber 5 by the VTC mechanism 29 is referred to as “internal inert gas”, and the inert gas introduced into the combustion chamber 5 by the VTC mechanism 29 is referred to as “internal inert gas”. In addition, the inert gas remaining in the combustion chamber 5 combining the two is referred to as “total residual gas”. When no distinction is made between the external inert gas and the internal inert gas remaining in the combustion chamber 5, it is referred to as "residual gas".
[0037]
The operation of the engine equipped with the EGR valve 27 and the VTC mechanism 29 when the vehicle is decelerated to the idle state will be described with reference to the model of FIG.
[0038]
It is assumed that the vehicle is running at a constant speed with the accelerator pedal 41 depressed to some extent. At this time, since the load is a partial load, the EGR valve 26 is opened to a predetermined opening degree so that a target EGR rate corresponding to the load and the engine rotation speed at that time is obtained. The VTC mechanism 29 rotates the camshaft 28 on the advance side with respect to the cam sprocket by the amount of the target cam phase so as to obtain the target cam phase corresponding to the speed.
[0039]
When the accelerator pedal 41 is slowly returned to decelerate from this state and the leg is released from the accelerator pedal 41, the intake throttle valve 23 closes to the idling position and the intake air amount decreases. After a more temporary increase, it gradually decreases to the idling rotational speed (see the second dashed line in FIG. 2).
[0040]
If a predetermined permission condition is satisfied at the time of this deceleration, fuel cut is performed. Fuel cut is intended to reduce fuel consumption by prohibiting fuel injection from the fuel injector 21 until a predetermined operating condition of the engine is satisfied during vehicle deceleration that does not require output of the engine. The predetermined operating condition is, for example, that the engine speed or the vehicle speed falls below a predetermined value, and the fuel cut is continued until immediately before this condition is satisfied.
[0041]
Further, as the load (specifically, the accelerator opening, which is the amount of depression of the accelerator pedal 41) accompanying the deceleration operation decreases, the target EGR rate and the target VTC phase gradually decrease to values at the time of idling (FIG. 2, 3rd stage and 5th stage). This is because the target EGR rate is 0 and the target VTC phase returns to the most retarded position because the combustion state is originally unstable during idling.
[0042]
In this case, since the actuators of the EGR valve 26 and the VTC mechanism 28 have a response delay, the actual EGR valve opening and the actual VTC phase decrease with a predetermined slope. This is because the EGR valve actuator 27 and the VTC mechanism actuator have an upper limit speed, and cannot move at a speed exceeding the upper limit speed. That is, the predetermined inclination represents the upper limit speed of the EGR valve actuator 27 and the VTC mechanism actuator. As described above, when the EGR valve actuator 27 and the VTC mechanism actuator move, the total residual gas ratio, which is the ratio of the total inert gas amount in the combustion chamber 5 to the total gas amount in the combustion chamber 5, changes. The total residual gas rate has increased rather than before the start of fuel cut. The reason why the total residual gas rate increases rather immediately after t1 than before t1 is due to a difference in response delay between the intake throttle valve 23 and the EGR valve 26. That is, the intake throttle valve 23 closes responsively, whereas the EGR valve 26 has poorer responsiveness, so that the amount of inert gas is relatively larger than the amount of fresh air.
[0043]
If there is such an increase in the total residual gas rate immediately after the start of the fuel cut, naturally, the decrease in the total residual gas rate is delayed, and the combustion state continues to be bad during that time.
[0044]
Then, when the deceleration proceeds and the engine rotation speed reaches a predetermined fuel cut return rotation speed higher than the idle rotation speed at the timing of t2, the fuel injection is restarted. When the engine is completely detonated by the restart of the fuel supply, the engine rotation speed sharply increases and thereafter settles to the idle rotation speed (see the second dashed line in FIG. 2).
[0045]
As described above, when the accelerator pedal 41 is decelerated relatively slowly (during normal deceleration), the time until the engine rotation speed reaches the fuel cut return rotation speed, that is, the time from t1 to t2, , The response time of the EGR valve actuator 27 and the VTC mechanism actuator (the time Δte, Δtv until the actual EGR valve opening and the actual VTC phase reach the idling value from t1) are shorter, so that the fuel cut return rotational speed is reduced. The total residual gas ratio is sufficiently reduced at the time t2 when the fuel cut is reached, so that the idling can be maintained after returning from the fuel cut.
[0046]
However, at the time of rapid deceleration of the vehicle, the timing at which the engine rotation speed reaches the fuel cut return rotation speed is advanced from t2 to t2 '(see the solid line in the second stage in FIG. 2), whereas the EGR valve actuator 27, The response times Δte and Δtv of the VTC actuator do not change. Due to this difference, at the time of rapid deceleration, the total residual gas ratio at t2 ', at which the fuel cut return rotation speed is reached, is higher than that at the time of normal deceleration, and the combustion state after fuel cut return is poor by the higher the total residual gas ratio. Therefore, it is conceivable that idling cannot be maintained and engine stall may occur (see the solid line at the second stage in FIG. 2).
[0047]
When it is desired to set a high target EGR rate or a high target VTC phase in a partial load range in order to improve the fuel economy and enhance the exhaust purification effect, the response times Δte and Δtv of the EGR valve actuator 27 and the VTC mechanism actuator tend to be long. Therefore, this problem becomes more remarkable.
[0048]
According to the present invention, when the total residual gas ratio in the combustion chamber 5 immediately before (or at the time of) the start of the fuel cut is equal to or more than a specified value and the fuel cut is at the time of rapid deceleration, the present invention is applied to such an engine. When returning, the combustion state in the combustion chamber 5 is improved. Instead of the total residual gas rate in the combustion chamber 5 immediately before (or at the start) of the fuel cut, the total residual gas amount in the combustion chamber 5 immediately before (or at the start) of the fuel cut may be used. . Specifically, the combustion improvement at the time of fuel cut return is improved by multiple ignitions per cycle using one spark plug 14, or the fuel cut return rotation speed is set to a higher rotation speed than usual. It is done by doing. Instead of multiple ignitions per cycle at one location, multiple ignitions at multiple locations per cycle may be performed.
[0049]
This will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIGS. 3 and 4 are waveform diagrams showing the same conditions as those indicated by the broken lines in FIG. 2, that is, the actions of the first and second embodiments when sudden deceleration is performed. is there.
[0050]
First, FIG. 3 is different from the case shown by the broken line in FIG. 2 only in the lowermost stage. That is, in the first embodiment shown in FIG. 3, when the fuel cut during the rapid deceleration and the total residual gas ratio immediately before the start of the fuel cut is equal to or more than the specified value, the engine speed is returned to the fuel cut at t2 ′. When the rotation speed is reached, the combustion state is improved by performing multiple ignitions per cycle by the spark plug 14 in the combustion chamber 5 where the total residual gas rate is high.
[0051]
Next, in the second embodiment shown in FIG. 4, when the fuel cut during the rapid deceleration and the total residual gas ratio immediately before the start of the fuel cut is equal to or more than the specified value, the fuel cut return rotation speed is reduced during the normal deceleration. The timing for returning from the fuel cut is advanced from t2 'to t4.
[0052]
This control executed by the engine controller 31 will be described in detail with reference to a flowchart shown below. Here, FIGS. 5, 6, 7, 12, 13, and 14 are flowcharts for realizing FIG. 3, and FIGS. 15 to 18 are flowcharts for realizing FIG.
[0053]
To explain from the first embodiment, FIG. 5 is for setting a fuel cut execution flag, which is executed at regular intervals (for example, every 10 msec).
[0054]
In step 1, the fuel cut execution flag (initial setting to zero) is checked. Here, a description will be given assuming that the fuel cut execution flag is 0. At this time, the process proceeds to steps 2 and 3 to determine whether the fuel cut permission condition is satisfied this time and whether the fuel cut permission condition was not satisfied last time. See if it is.
[0055]
The fuel cut permission condition is defined by the driving state of the vehicle. For example, the fuel cut permission condition is satisfied when all of the following conditions are satisfied.
[0056]
(1) The signal from the idle switch 43 is ON. Here, the idle switch 43 is a switch that is turned on when the accelerator opening is zero, and is turned off when the accelerator pedal 41 is depressed.
[0057]
(2) The engine speed exceeds a predetermined value.
[0058]
(3) The vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 44 exceeds a predetermined value.
[0059]
When the fuel cut permission condition is satisfied this time and the fuel cut permission condition is not satisfied last time, that is, when the fuel cut permission condition is satisfied for the first time this time, the process proceeds to step 4 and the fuel cut execution flag is set to 1. Otherwise, step 4 is skipped and the current process ends.
[0060]
FIG. 6 is for setting the multiple ignition permission flag, and is executed at regular intervals (for example, every 10 msec).
[0061]
In step 11, the multiple ignition permission flag (initial setting to zero) is checked. In the following, it is assumed that the multiple ignition permission flag is 0. At this time, the process proceeds to steps 12, 13 and 14 to check whether all the following conditions are satisfied.
[0062]
(4) The fuel cut execution flag must be 1.
[0063]
(5) During rapid deceleration.
[0064]
(6) The total residual gas ratio is equal to or higher than a specified value.
[0065]
Here, the rapid deceleration of (5) is, for example, when all of the following conditions are satisfied.
[0066]
<1> The return speed of the accelerator pedal 41 before the start of the fuel cut is higher than a predetermined value.
[0067]
<2> The brake pedal 45 is depressed. That is, the signal from the brake switch 46 is ON.
[0068]
<3> The reduction in vehicle speed per hour is larger than a predetermined value.
[0069]
Further, the calculation of the total residual gas ratio in the above (6) will be described with reference to the flowchart of FIG. The total residual gas ratio calculated here becomes a value immediately before the start of the fuel cut.
[0070]
In FIG. 7, in step 21, a target EGR rate Megr is calculated by searching a map containing the contents of FIG. 8 from the engine load (for example, a basic injection pulse width Tp to be described later) and the rotation speed. Enter the active gas rate.
[0071]
In step 23, a basic internal inert gas ratio is calculated by searching a map having the contents shown in FIG. 9 from the load and the rotation speed of the engine. The basic internal inert gas rate is an internal inert gas rate corresponding to the operating conditions (load, rotation speed) when the VTC mechanism 29 is at the most retarded position.
[0072]
In step 24, a correction coefficient is calculated from the actual cam phase (or target cam phase) detected by the cam phase sensor 34 by retrieving a table containing the contents shown in FIG. Is calculated as the internal inert gas ratio.
[0073]
The correction coefficient is a value that becomes larger than 1.0 as the cam phase becomes larger as shown in FIG. The reason why the correction coefficient is increased as the cam phase increases is that the overlap amount of the intake and exhaust valves increases as the cam phase increases as shown in FIG. 11, and the internal inert gas ratio increases accordingly. It is because it becomes.
[0074]
In step 26, the sum of the internal inert gas rate and the external inert gas rate is calculated as the total residual gas rate in the combustion chamber 5.
[0075]
The specified value of (6) is a constant value. Here, how to determine the specified value will be described with reference to FIG. That is, FIG. 20 shows the characteristics in which the horizontal axis represents the total residual gas ratio, and the vertical axis represents the combustion stability and fuel efficiency. It can be seen that when the total residual gas rate is A, the fuel efficiency is the best, and as the total residual gas rate becomes higher than A, the combustion stability becomes worse. The fact that the total residual gas ratio is larger than t1 in FIGS. 2 and 3 means that the total residual gas ratio is larger than A and the combustion stability is degrading in FIG. Therefore, when the combustion stability limit is written, a region exceeding the total residual gas ratio B corresponding to the combustion stability limit is a combustion unstable region. Since it is necessary to improve combustion in this unstable combustion region, a specified value may be determined based on B. Finally, the specified value is determined by matching. Since the combustion stability limit shown in FIG. 20 can be changed depending on the operating conditions, the specified value can be set according to the operating conditions.
[0076]
When all of the above (4) to (6) are satisfied, that is, when the total residual gas ratio is equal to or more than the specified value immediately before the start of the fuel cut at the time of rapid deceleration, it is determined from the total residual gas ratio immediately before the start of the fuel cut. Therefore, when the rapid deceleration to the idling rotation speed is continued, it is estimated that the combustion chamber 5 is in an unstable combustion state at the time of the fuel cut recovery, and the occurrence of engine stall may be considered. At this time, the routine proceeds to step 15, where the multiple ignition permission flag (initial setting to zero) = 1 is set. When the multiple ignition permission flag is 1, multiple ignition by the spark plug 14 is permitted.
[0077]
On the other hand, if any of the above (4) to (6) is not satisfied, step 15 is skipped and the current process is terminated.
[0078]
FIG. 12 is for setting the fuel cut return flag, and is executed at regular intervals (for example, every 10 msec).
[0079]
In step 31, the fuel cut return flag (initial setting to zero) is checked. In the following, it is assumed that the fuel-cut return flag is 0. At this time, the process proceeds to steps 32 and 33 to check whether all of the following conditions are satisfied.
[0080]
(7) The fuel cut execution flag must be 1.
[0081]
(8) Fuel cut return condition is satisfied.
[0082]
Here, the fuel cut return condition (8) is satisfied, for example, when one of the following conditions is satisfied.
[0083]
<4> The engine rotation speed is equal to or lower than the fuel cut return rotation speed Nrcv1.
[0084]
<5> The vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value.
[0085]
If all of the above conditions (7) and (8) are satisfied, the routine proceeds to step 34, where the fuel cut return flag is set to "1". In step 35, the fuel cut execution flag is set to 0 in preparation for the next fuel cut processing.
[0086]
FIG. 13 is for calculating the number of ignitions and the fuel injection pulse width, and is executed at regular intervals (for example, every 10 msec).
[0087]
In step 41, the fuel cut execution flag is checked. When the fuel cut execution flag is 0, that is, during normal operation, the routine proceeds to steps 42 and 43, in which the number of ignitions n is set to one per cycle. In the case of sequential injection, the fuel injection pulse width Ti is calculated by the following equation. .
[0088]
Ti = Tp × Tfbya × (α + αm−1) × 2 + Ts (1)
Here, Tp: basic injection pulse width,
Tfbya: target equivalent ratio,
α: air-fuel ratio feedback correction coefficient,
αm: Air-fuel ratio learning value,
Ts: invalid pulse width,
On the other hand, when the fuel cut execution flag is 1, the process proceeds from step 41 to steps 44 and 45 to check the fuel cut return flag and the multiple ignition permission flag. When the fuel-cut return flag is "0", the routine proceeds to steps 46 and 47 in order to perform the fuel-cut, the number of ignitions n is set to zero, and the fuel injection pulse width Ti is set to Ti = Ts. At this time, no fuel is injected.
[0089]
When the fuel cut return flag is 1 and the multiple ignition permission flag is 0, the operations of steps 42 and 43 are executed to restart the fuel supply.
[0090]
On the other hand, when the fuel cut return flag = 1 and the multiple ignition permission flag = 1, the process proceeds to step 48 to improve the combustion state while restarting the fuel supply, and the number of ignitions n is set to two, and Perform the operation of. Here, the number of times of ignition per cycle may be constant irrespective of the total residual gas ratio in the combustion chamber 5, or the number may be set variably according to the total residual gas ratio.
[0091]
The ignition number n and the fuel injection pulse width Ti calculated in this manner are used for ignition control and fuel injection control, respectively, to control the ignition timing and the fuel injection amount.
[0092]
As a result, when the multiple ignition permission flag is set to 1, the multiple ignition is performed twice per engine operation cycle by the spark plug 14 when returning from the fuel cut.
[0093]
FIG. 14 is for performing feedback control of the idle rotation speed, and is executed at regular intervals (for example, every 10 msec).
[0094]
In step 51, it is determined whether or not the engine is idling based on a signal from the idle switch 43. If the engine is idling, the routine proceeds to step 52, where a deviation ΔN (= NSET−Ne) between the target idle rotation speed NSET and the actual rotation speed Ne is calculated, and the absolute value of the deviation ΔN is compared with a predetermined value in step 53. The predetermined value is a value that defines an allowable range around the target idle rotation speed NSET, and is, for example, about 50 RPM.
[0095]
If the absolute value of the deviation ΔN from the target idle rotation speed NSET exceeds a predetermined value, feedback control of the idle rotation speed is performed in step 54 so that the actual rotation speed Ne falls within an allowable range centered on the target idle rotation speed. Do. That is, when the actual rotation speed Ne is lower than NSET-predetermined value, the intake throttle valve 23 is opened to increase the amount of intake air. Conversely, when the actual rotation speed Ne is higher than NSET + predetermined value, the intake throttle valve 23 is closed. To reduce the amount of intake air.
[0096]
As a result, when the actual rotation speed Ne falls within the allowable range centered on the target idle rotation speed, no more multiple ignitions are required, so the process proceeds from step 53 to step 55 where the multiple ignition permission flag is set to 0. In step 56, the fuel cut return flag is set to 0 to prepare for the next fuel cut processing. Here, the period in which the multiple ignition permission flag is 1, that is, the period in which multiple ignition is performed is a period from when the fuel cut is restored to when idling is maintained.
[0097]
Next, a second embodiment will be described. FIGS. 15, 16, 17, and 18 are replaced with FIGS. 6, 12, 13, and 14, respectively, of the first embodiment. In FIGS. 15, 16, 17, and 18, the same steps as those in FIGS. 15, 16, 17, and 18 are denoted by the same step numbers.
[0098]
To explain mainly the differences from the first embodiment, FIG. 15 is for setting the fuel cut return rotation speed up flag, and when all of the above (4) to (6) are satisfied, the routine proceeds to step 62, Instead of the multiple ignition permission flag, the fuel cut return rotation speed up flag = 1 is set.
FIG. 16 is for setting a fuel cut return flag, and the fuel cut return condition in step 33 is different from that of the first embodiment. That is, in the first embodiment, the fuel cut return rotation speed is Nrcv1 in the above <4>, but a value higher than this value is set as the fuel cut return rotation speed Nrcv2 in the second embodiment.
[0099]
Here, the fuel cut return rotation speed Nrcv2 may be a fixed value added to the fuel cut return rotation speed Nrcv1 of the first embodiment, or may be determined according to the total residual gas rate in the combustion chamber 5 immediately before the start of the fuel cut. May be set.
[0100]
As described above, when the fuel cut return rotation speed is set to be high, the return from the fuel cut is performed in a state where the intake air amount is increased as compared with the normal deceleration.
[0101]
When the engine speed decreases during fuel cut and becomes lower than the fuel cut return rotation speed Nrcv2, the fuel cut return flag becomes 1 in step 34. In this case, the fuel cut return rotation speed up flag is set in step 71. = 0. This is to prepare for the next fuel cut processing.
[0102]
Since the multiple ignition is not performed in the second embodiment, FIGS. 17 and 18 can be obtained by removing the portion related to the multiple ignition from FIGS. 13 and 14 of the first embodiment.
[0103]
Here, the operation of the present embodiment will be described.
[0104]
At steady or moderate acceleration for the purpose of further improving fuel efficiency and reducing NOx, the EGR valve 26 attempts to perform a large amount of EGR, or the VTC mechanism 29 is used to increase the amount of overlap between the intake and exhaust valves 15 and 16. If a large amount of inert gas is to be left in the combustion chamber 5 by such a method, fuel cut is performed even when sudden deceleration is performed from those states. At this time, the fresh air decreases responsively in response to the quick movement of the intake throttle valve 23, whereas the reduction of the inert gas tends to be delayed due to the response delay of the EGR valve actuator 27. Immediately after the start of fuel cut, rather than before the start of fuel cut, and the combustion state becomes unstable at once. Then, it takes a certain time for the total residual gas ratio in the combustion chamber 5 that has once risen to decrease.
[0105]
On the other hand, since the rotation decreases rapidly during rapid deceleration, when returning from the fuel cut, the total residual gas ratio in the combustion chamber 5 has not yet decreased, and the combustion state in the combustion chamber 5 is unstable. It remains.
[0106]
Therefore, if left unattended, the engine may stall. According to the present embodiment (the invention described in claim 1), the residual gas rate in the combustion chamber 5 immediately after the fuel cut is performed. Increase corresponds to the residual gas rate in the combustion chamber 5 immediately before the start of the fuel cut. When the residual gas rate in the combustion chamber 5 immediately before the start of the fuel cut is equal to or more than a specified value, the fuel cut during the rapid deceleration starts. It is assumed that the combustion state is degraded at the time of return of the combustion chamber, and when returning from the fuel cut at the time of sudden deceleration, the combustion state within the combustion chamber 5 thus degraded is positively improved. did.
[0107]
For example, in the first embodiment (the invention according to claim 2), when returning from fuel cut, the ignition plug 14 performs multiple ignitions twice per engine operation cycle, so that the total residual gas in the combustion chamber 5 Even in a state where the rate is high, the probability of ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 is improved, and in the second embodiment (the invention according to claim 3), the return rotation speed from the fuel cut is set to be high, Since the return from fuel cut is performed with the intake air amount increased compared to deceleration, the generated torque is improved, which ensures stable combustion even when the total residual gas ratio is high when returning from fuel cut. it can.
[0108]
In this way, when the deterioration of combustion at the time of returning from the fuel cut is improved, it is possible to avoid a situation leading to engine stall. Thus, during steady or moderate acceleration, a large amount of EGR is performed by the EGR valve 26, or the VTC mechanism 29 is used to increase the amount of overlap between the intake and exhaust valves to allow a large amount of inert gas to enter the combustion chamber 5. As a result, it is possible to further improve fuel efficiency and reduce NOx.
[0109]
In the embodiment, the case where both the EGR device and the VTC mechanism are provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a device having at least one. Further, the VTC mechanism is an example of a variable valve mechanism, and the variable valve mechanism is not limited to the embodiment.
[0110]
In the embodiment, in order to improve the combustion state, the case where multiple ignition is performed and the case where the fuel cut return lower limit rotation speed is set to a higher rotation side than that during normal deceleration are separately shown, but both are simultaneously adopted. You can also.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system schematic diagram of a first embodiment.
FIG. 2 is a waveform chart for explaining a difference between normal deceleration and rapid deceleration.
FIG. 3 is a waveform chart for explaining the operation of the first embodiment.
FIG. 4 is a waveform chart for explaining the operation of the second embodiment.
FIG. 5 is a flowchart for explaining setting of a fuel cut execution flag.
FIG. 6 is a flowchart for explaining setting of a multiple ignition permission flag.
FIG. 7 is a flowchart for explaining calculation of a total residual gas rate.
FIG. 8 is a characteristic diagram of a target EGR rate.
FIG. 9 is a characteristic diagram of a basic internal inert gas ratio.
FIG. 10 is a characteristic diagram of a correction coefficient.
FIG. 11 is a characteristic diagram of an overlap amount.
FIG. 12 is a flowchart for explaining setting of a fuel cut return flag.
FIG. 13 is a flowchart for explaining the calculation of the number of ignitions and the fuel injection pulse width.
FIG. 14 is a flowchart illustrating idle rotation speed control.
FIG. 15 is a flowchart for explaining setting of a return lower limit rotation speed up flag according to the second embodiment.
FIG. 16 is a flowchart illustrating setting of a fuel-cut return flag according to the second embodiment.
FIG. 17 is a flowchart for explaining calculation of a fuel injection pulse width according to the second embodiment.
FIG. 18 is a flowchart illustrating idle speed control according to a second embodiment.
FIG. 19 is a characteristic diagram of a target cam phase.
FIG. 20 is a characteristic diagram of combustion stability and fuel efficiency with respect to the total residual gas rate.
[Explanation of symbols]
14 Ignition coil
15 Spark plug
22 Fuel injector
25 EGR passage
26 EGR valve
29 VTC mechanism (variable valve mechanism)
31 Engine Controller
43 Idle switch

Claims (11)

許可条件が成立したときフュエルカットを行い、その後にフュエルカットからの復帰条件が成立したとき燃料供給を再開するようにしたエンジンの制御装置において、
フュエルカット開始時または開始直前の燃焼室内の残留ガス率または残留ガス量が規定値以上でありかつ急減速時のフュエルカットであるとき、フュエルカットからの復帰に際して燃焼室内の燃焼状態に改善を施す燃焼改善手段
を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
In the engine control device, the fuel cut is performed when the permission condition is satisfied, and the fuel supply is restarted when the return condition from the fuel cut is satisfied.
When the residual gas ratio or residual gas amount in the combustion chamber immediately before or immediately after the start of fuel cut is equal to or more than the specified value and the fuel cut is performed during rapid deceleration, the combustion state in the combustion chamber is improved when returning from the fuel cut. An engine control device comprising combustion improvement means.
前記フュエルカット復帰に際しての燃焼改善を、1サイクル当たり複数回の多重点火または1サイクル当たり複数箇所での多点点火により行うことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制御装置。2. The engine control device according to claim 1, wherein the combustion improvement at the time of returning to the fuel cut is performed by multiple ignitions per cycle or multi-point ignition at a plurality of points per cycle. 前記燃料供給の停止後にエンジン回転速度がフュエルカット復帰回転速度以下となったとき前記フュエルカット復帰条件が成立する場合に、前記フュエルカット復帰に際しての燃焼改善を、フュエルカット復帰下限回転速度を通常減速時よりも高回転側に設定することにより行うことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制御装置。When the engine cut-off speed is equal to or lower than the fuel cut-return speed after the fuel supply is stopped, the fuel cut-return condition is satisfied. The engine control device according to claim 1, wherein the control is performed by setting the rotation speed to a higher rotation side than the time. EGR通路と、EGR率を制御し得るEGR弁とを備え、前記フュエルカット開始時または開始直前の燃焼室内の残留ガス率または残留ガス量を、フュエルカット開始時または開始直前のEGR率またはEGR弁開度に応じて算出することを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。An EGR passage and an EGR valve capable of controlling an EGR rate are provided, and the residual gas rate or the residual gas amount in the combustion chamber at or immediately before the start of the fuel cut is determined by the EGR rate or the EGR valve at or immediately before the start of the fuel cut. The engine control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the calculation is performed in accordance with an opening degree. EGR通路と、EGR率を制御し得るEGR弁とを備え、前記燃料供給の停止を開始するときEGR弁を閉じることを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。The engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising an EGR passage and an EGR valve capable of controlling an EGR rate, wherein the EGR valve is closed when the stop of the fuel supply is started. Control device. 少なくとも吸気弁の弁作動態様を運転条件に応じて変更し得る可変動弁装置を備え、前記フュエルカット開始時または開始直前の燃焼室内の残留ガス率または残留ガス量を、フュエルカット開始時または開始直前の弁作動態様に応じて算出することを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。A variable valve device capable of changing at least a valve operation mode of an intake valve according to an operation condition is provided, and the residual gas rate or the residual gas amount in the combustion chamber at or immediately before the start of the fuel cut is determined at the start or the start of the fuel cut. The engine control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the calculation is performed in accordance with the immediately preceding valve operation mode. EGR通路と、EGR率を制御し得るEGR弁と、少なくとも吸気弁の弁作動態様を運転条件に応じて変更し得る可変動弁装置と備え、前記フュエルカット開始時または開始直前の燃焼室内の残留ガス率または残留ガス量を、フュエルカット開始時または開始直前のEGR率またはEGR弁開度から求まる外部不活性ガス率または外部不活性ガス量と、弁作動態様から求まる内部不活性ガス率または内部不活性ガス量とに基づいて算出することを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。An EGR passage, an EGR valve capable of controlling an EGR rate, and a variable valve operating device capable of changing at least a valve operating mode of an intake valve in accordance with operating conditions; and a residual valve in the combustion chamber at or immediately before the start of the fuel cut. The gas rate or the residual gas amount is obtained by calculating the external inert gas rate or the external inert gas amount obtained from the EGR rate or the EGR valve opening immediately before or immediately after the start of the fuel cut, and the internal inert gas rate or the internal gas obtained from the valve operation mode. The engine control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the calculation is performed based on the inert gas amount. 前記規定値は一定値であることを特徴とする請求項1から3までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。4. The engine control device according to claim 1, wherein the prescribed value is a constant value. 前記多重点火の回数または前記多点点火の箇所数を、フュエルカット開始時または開始直前の燃焼室内の残留ガス率または残留ガス量に応じて定めることを特徴とする請求項2に記載のエンジンの制御装置。3. The engine according to claim 2, wherein the number of times of the multiple ignitions or the number of the points of the multipoint ignition is determined according to a residual gas rate or a residual gas amount in a combustion chamber at or immediately after the start of fuel cut. Control device. 前記多重点火または多点点火を、アイドルを維持するまでの期間行うことを特徴とする請求項2に記載のエンジンの制御装置。3. The engine control device according to claim 2, wherein the multiple ignition or the multi-point ignition is performed for a period until the idle is maintained. 燃前記フュエルカット復帰回転速度を、フュエルカット開始時または開始直前の燃焼室内の残留ガス率または残留ガス量に応じて設定することを特徴とする請求項3に記載のエンジンの制御装置。4. The engine control device according to claim 3, wherein the fuel cut return rotation speed is set according to a residual gas rate or a residual gas amount in the combustion chamber at or immediately before the start of the fuel cut. 5.
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