JP2004211571A - 筒内噴射内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筒内噴射内燃機関の制御装置において、該内燃機関の排気通路3に設けられた空燃比検出手段3aの検出情報に基づき、空燃比が予め設定された目標空燃比となるよう燃料噴射量を制御する空燃比フィードバック制御中に、該燃料の噴射モードを、該燃料噴射量を一括して噴射する一括噴射モードから、該燃料噴射量を複数回に分割して噴射する分割噴射モードに切り換えた場合には、該切換後の所定期間内における該フィードバック制御のゲインを、所定期間経過後よりもリーン方向に大きくする。或いは、該所定期間内における該燃料噴射弁の駆動パルス幅に対する補正係数を、上記所定期間経過後よりも開弁時間が減少する側に設定する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
筒内噴射火花点火式内燃機関では、筒内(シリンダ内)に燃料を直接噴射可能な燃料噴射弁(インジェクタ)が備えられており、燃料噴射モードとして、燃料噴射が圧縮行程で行なわれ希薄空燃比での層状燃焼を実現する圧縮行程噴射モードと、燃料噴射が吸気行程で行なわれ理論空燃比近傍での均質混合燃焼を実現する吸気行程噴射モードとを有し、内燃機関の運転状態に応じてこれらの燃料噴射モードが選択的に切り換えられる。
【0003】
このように筒内噴射火花点火式内燃機関では、筒内が高圧となる圧縮行程でも燃料噴射が行なわれるため、高圧下でも確実に燃料を筒内に供給できるよう、燃料噴射弁として、比較的高い圧力で燃料を噴射しうる高圧型燃料噴射弁が採用されている。
ところが、筒内噴射火花点火式内燃機関では、上記のように吸気行程での燃料噴射も行なわれ、吸気行程では筒内が負圧となり、このような筒内圧が低い状況下で上記高圧型燃料噴射弁から燃料が高圧で噴射されると、筒内の空気抵抗が小さいために噴射燃料が直進しようとする貫徹力が強く、特にピストンが噴射燃料と干渉しない下方に位置するようなときには、噴射燃料がリンダ壁面に到達する。
【0004】
このように燃料がシリンダ壁面に付着すると、燃焼に寄与しない燃料の割合が増大して筒内からの未燃の炭化水素(HC)の排出量が増加し、排ガス特性の悪化を招いてしまう。特に、内燃機関の冷態始動時には、排気通路に設けた排気浄化触媒が未活性のため、筒内から排出された未燃HCは浄化されないまま大気へ排出されてしまうこととなる。
【0005】
そこで、特に未燃HCの発生しやすい状況下において目標空燃比に見合った1サイクル当たりの燃料量(必要燃料量)を1サイクル中で複数回に分割して噴射する分割噴射が従来より行なわれている。以下、このように分割噴射により燃料を噴射する燃料噴射モードを分割噴射モードといい、分割噴射モードに対して上記必要燃料量を一度に全量噴射する(一括噴射する)燃料噴射モードを一括噴射モードという。この分割噴射では、吸気行程において、シリンダ壁面に付着しないような量で燃料噴射(メイン噴射)が行なわれ、残りの燃料(必要燃料量から上記メイン噴射で噴射された燃料量を引いた燃料量)は例えば圧縮行程における噴射(サブ噴射)により補われるようになっており、噴射燃料がシリンダ壁面に付着することを防止し未燃HCの発生を抑制するようにしている。
【0006】
このような分割噴射は、具体的には、吸気行程噴射モードにおいて、例えばエンジン冷却水温が所定温度以下での低温運転状態になると、通常の燃料噴射(吸気行程での一括噴射)から切り換えられて所定期間行なわれる。ところが、空燃比が理論空燃比近傍となるようにO2センサの検出情報に基づき空燃比制御が行なわれるストイキオフィードバック制御(以下、S−F/B制御という)中に分割噴射を行なうと、図8に示すように、燃料噴射モードの一括噴射モードから分割噴射モードへの切換直後には実空燃比がリッチ側にずれてしまう傾向にあり、この結果、排気中の未燃HC濃度が過渡的に増加してしまう。
【0007】
なお、図8中のAF補正係数KAFとは、オープンループ制御により燃料噴射量ひいては空燃比の制御を行なう際に、燃料噴射量の設定値に対応するインジェクタの駆動信号のパルス幅(駆動パルス幅)の演算に使用されるものであり、目標空燃比に応じて設定されるものである。O2センサの検出情報に基づき行なわれるS−F/B制御においては、このAF補正係数KAFは図8に示すように1に固定される。つまり、補正係数として実際に機能するのはオープンループ制御時だけである。
【0008】
上述したように燃料噴射モードの一括噴射モードから分割噴射モードへの切換え時に過渡的に実空燃比がリッチ側にずれてしまうのは、後述するように、インジェクタに同じ幅の駆動パルス幅が出力されたとしても分割噴射モードでは一括噴射モードに較べ燃料が多めに噴射されてしまい、且つ、O2センサが一般的に排気通路の下流部にあるため排気通路の容量分、上記S−F/B制御に応答遅れが生じるためであり、S−F/B制御が安定するまで過渡的に実空燃比がリッチ側にずれてしまうのである。
【0009】
以下、分割噴射モードでは一括噴射モードに較べ燃料が多めに噴射されてしまう理由を説明する。
1)インジェクタは一般的に電子制御式のため燃料噴射指令が入力されてから実際に燃料噴射が開始されるまでに無駄時間TDがあり、インジェクタの駆動パルス幅は、設定燃料噴射量に見合う駆動時間に対しこの無駄時間TD分を加算して設定される。分割噴射においては1サイクル間にインジェクタが複数回(n回,n≧2)駆動されることになるため、上記無駄時間TDは、通常の一括噴射での一噴射当たりの無駄時間TD1をn倍して設定される(TD=n×TD1)。
【0010】
しかし、実際には、サブ噴射つまり2回目以降の燃料噴射における無駄時間TD2は、一括噴射や最初のメイン噴射における無駄時間TD1よりも減少する傾向にあり(TD2<TD1)、このため上記設定では無駄時間TDひいてはインジェクタのトータルの駆動パルス幅が必要な長さよりも大きく設定されてしまい、空燃比がリッチ側にずれてしまうのである。
【0011】
上記無駄時間は、インジェクタの電磁コイルに電力が供給されてからこのコイルが実際に励磁されるまでに要する期間(励磁必要期間)と推測され、サブ噴射では、前回の電磁コイルの励磁(メイン噴射での電磁コイルの励磁)から比較的早期に電磁コイルが励磁されることから、上記の励磁必要期間つまり無駄時間が短縮するものと推測される。
【0012】
2)また、インジェクタの燃料噴射時には、燃料ポンプとインジェクタとの間の燃料通路に負圧が発生し、この結果、燃圧が正圧になったり負圧になったりする脈動波が発生することとなる。分割噴射では、メイン噴射により上記脈動波が発生し、サブ噴射は上記脈動波の正圧波時(燃圧が正圧の時)に行なわれるようになる。
【0013】
この結果、分割噴射のトータル燃料噴射量は、同一設定燃圧且つ同一燃料噴射期間(同一インジェクタ駆動パルス幅)であっても、一括噴射に較べ増加する傾向にあり、図9に示すように、インジェクタの無駄時間TDを含まない実質的な駆動パルス幅に対する燃料噴射量の特性が、吸気行程噴射モード(一括噴射モード)では、燃料終了時期が異なっても、破線,「△」と実線との組み合わせ又は一点鎖線で示すような特性となり略同じになる(同じ駆動パルス幅に対する燃料噴射量の差は1%以内)のに対し、1サイクル中に複数回(ここでは2回)の噴射を行なう分割噴射では、その燃料噴射特性は、「○」と実線との組み合わせで示すようなものとなり、吸気行程噴射時よりも空燃比がリッチ側にずれてしまう。
【0014】
このような分割噴射時の燃料噴射量の過大を防止しうる技術としては、例えば特許文献1に開示された技術がある。この技術は、筒内噴射エンジンにおいて、同一の設定燃料噴射量に対し、分割噴射時の総インジェクタ駆動パルス幅を、通常の燃料一括噴射時のインジェクタ駆動パルス幅よりも減少させるようにしている。上記パルス幅の減少の度合いは、予め記憶されたマップに基づいて設定され、インジェクタ駆動パルス幅ひいては空燃比の制御がオープンループ制御により行なわれる。
【0015】
【特許文献1】
特開2000−104609号公報
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献1に開示された従来技術では、以下のような課題がある。
つまり、この従来技術では、その空燃比制御が、上述したようにマップに基づいて単純にインジェクタ駆動パルス幅を減少させるオープンループ制御に過ぎないため、フィードバック制御に較べ制御精度が低いという課題がある。
【0017】
また、この制御にフィードバック制御を単純に適用しただけでは、燃料噴射のモードが一括噴射モードの場合と分割噴射モードの場合とでそのインジェクタ駆動パルス幅と実燃料噴射量との相関関係が異なることから、特に、一括噴射モードから分割噴射モードへのモード切換初期であってフィードバック制御が不安定な期間においては、実燃料噴射量が不適切になりやすい。このため、結局、分割噴射モードヘの切換直後においては上述したように空燃比がリッチ化してHC排出量が一時的に増加する虞がある。
【0018】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、分割噴射モードヘの切換直後でかつ空燃比フィードバック制御中に発生し易い過渡的な未燃HCの増加を効果的に防止することができるようにした、筒内噴射内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1記載の本発明の筒内噴射内燃機関の制御装置では、空燃比検出手段の検出情報に基づく空燃比フィードバック制御を実行中に一括噴射モードから分割噴射モードヘ切り換えた場合、切換後の所定期間内は所定期間経過後よりもフィードハック制御ゲインをリーン方向に大きくする。
【0020】
請求項2記載の筒内噴射内燃機関の制御装置では、空燃比検出手段の検出情報に基づく空燃比フィードバック制御を実行中に一括噴射モードから分割噴射モードヘ切り換えた場合、切換後の所定期間内は所定期間経過後よりも燃料噴射弁の駆動パルス幅に対する補正係数を、開弁時間減少方向の値とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
(1)第1実施形態
本制御装置がそなえられるエンジン(筒内噴射内燃機関)は、図1に示すように構成されており、燃焼室1には、吸気通路2および排気通路3が連通しうるように接続されており、吸気通路2と燃焼室1とは吸気弁4によって、排気通路3と燃焼室1とは排気弁5によって、それぞれ連通制御されるようになっている。また、吸気通路2には、エアクリーナ2a,吸入空気量を検出するエアフローセンサ(AFS)2b,吸入空気量を制御するスロットル弁2c,このスロットル弁2cの開度を検出するスロットルポジションセンサ(TPS)2dが設けられている。また、排気通路3には、排気中のO2濃度を検出するO2センサ(空燃比検出手段)3a,三元触媒(以下、単に触媒とも言う)6,図示しないマフラが設けられている。また、燃焼室1には、インジェクタ8が燃焼室1へ燃料を直接噴射すべくその開口を燃焼室1に臨ませるように配置されている。
【0022】
このような構成により、スロットル弁2cの開度に応じエアクリーナ2aを通じて吸入された空気が、吸気弁4の開放により燃焼室1内に吸入され、燃焼室1内のピストン上面に形成された半球状の凹部1aにより縦渦(逆タンブル流)に生成されて、ECU(筒内噴射内燃機関の制御装置)20からの信号に基づいてインジェクタ8から噴射された燃料と混合されるようになっている。そして、燃焼室1内で点火プラグ7を適宜のタイミングで点火させることにより、この混合気を燃焼させてエンジントルクを発生させたのち、排気が燃焼室1内から排気通路3へ排出され、触媒6で浄化されてから、マフラで消音されて排出されるようになっている。
【0023】
なお、このエンジンには、上述のAFS2b,TPS2d,O2センサ3aの他に、例えば、クランクシャフト9に付設されたクランク角検出装置9aや、シリンダブロック内のウォータジャケット1b内に挿設されエンジンの冷却水温を検出する冷却水温センサ(以下、単に水温センサともいう)1c等の種々のセンサが設けられており、これらのセンサからの検出情報がECU20へ送られるようになっている。
【0024】
筒内噴射エンジンについてさらに説明すると、筒内噴射エンジンでは、このように燃焼室1内で吸入空気を逆タンブル流に生成することにより、点火プラグ7近傍に少量の燃料を集めて層状燃焼させ、混合気全体としては極めてリーンな空燃比での燃焼(希薄燃焼)が可能となっている。そして、筒内噴射エンジンは、燃料噴射の態様として、このようにストイキよりもリーンな空燃比(以下リーン空燃比という)下で運転を行なうとともに圧縮行程で燃料噴射を行なう圧縮リーン運転モードと、リーン空燃比下で運転を行なうとともに吸気行程で燃料噴射を行なう吸気リーン運転モードと、空燃比が理論空燃比(ストイキ)近傍となるようにO2センサ3aからの検出情報等に基づいてフィードバック制御を行なうとともに吸気行程で燃料噴射を行なうストイキ運転モードと、ストイキよりもリッチな空燃比で運転を行なうとともに吸気行程で燃料噴射を行なうリッチ運転モードとが設けられている。
【0025】
そして、このような運転モードの選択は、ECU20により運転状態に応じて行なわれる。つまり、ECU20は、TPS2d及びクランク角検出手段9aの検出情報に基づきエンジン負荷Pe及びエンジン回転速度Ne(運転状態)を計算し、この運転状態に応じてエンジンの運転モードを設定するようになっており、エンジン負荷Pe及びエンジン回転速度Neが大きくなるほど、圧縮リーン運転,吸気リーン運転,ストイキ運転,リッチ運転の順に運転モードを設定するようになっている。
【0026】
そして、ECU20では、リーン運転モード,リッチ運転モードの時には、各運転モード毎に予め記憶されたマップを用いて、エンジン運転状態(エンジン負荷Pe及びエンジン回転速度Ne)に応じて具体的な目標空燃比を設定しこれに基づいて空燃比を制御し、ストイキ運転モードの時には、目標空燃比をストイキに設定するとともにO2センサ3aの出力に基づいて空燃比がストイキ近傍になるようにフィードバック制御(S−F/B制御)を行なうようになっている。
【0027】
また、ECU20では、目標空燃比に見合った必要燃料量を噴射するためのインジェクタ駆動パルス幅Tを、下式(1)により設定するようになっている。
T=TB×(KLRN+KFB)×KAF×KELS+TD ・・・(1)
上式(1)中のTBは、AFS2bにより検出された空気量に対する理論燃料量に相当する基本駆動パルス幅であり、インジェクタ8に燃料噴射指令が入力されてからこのインジェクタ8により実際に燃料噴射が開始されるまでに要する無駄時間は含まれていない。また、KLRNはエンジンの径時劣化の影響を補正するための学習補正係数,KFBはO2センサ3aの出力に基づき設定されるAFフィードバック補正係数(以下FB補正係数という),KAFはオープンループ制御時の目標空燃比に応じて設定される補正係数(以下AF補正係数という),KELSは、大気圧や吸気温度やエンジン暖機状態などに関する補正係数,TDは、インジェクタの上記無駄時間である。
【0028】
ここで、FB補正係数KFBは、S−F/B制御のためのものである。S−F/B制御は、目標空燃比をストイキ中心にリッチ側とリーン側とに短い周期で交互に振るような制御を行なって空燃比が平均的にストイキ近傍となるようにするものであり、O2センサ3aの出力に基づき空燃比がリーンからリッチに反転したことが検出された直後の制御周期では、F/B係数KFB(n)が、前回の制御周期のF/B係数(以下、前F/B係数と言う)KFB(n−1)からフィードバックゲインGを減算して算出され〔KFB(n)=KFB(n−1)―G,G>0)〕、逆に空燃比がリッチからリーンに反転したことが検出された直後の制御周期では、KFB(n−1)にゲインGを加算して算出されるようになっている〔KFB(n)=KFB(n−1)+G,G>0)〕。
【0029】
また、ゲインGは、予めECU20に記憶されたマップに基づき、エンジン回転速度Neや平均有効圧力Peなどにより設定される。ゲインGは、空燃比をリーン化するのかリッチ化するのかで異なる設定とされ、さらに、ゲインGは、大きな制御変化量で速やかな空燃比制御を行なうための比例ゲインと、小さな制御変化量で細やかな空燃比制御を行なうための積分ゲインとがある。
【0030】
また、ストイキ運転以外の運転モード(圧縮リーン運転,吸気リーン運転及びリッチ運転)では空燃比の制御はオープンループ制御なので、FB補正係数KFBは1に固定され、代わりに、上述したようにAF補正係数KAFによりインジェクタ駆動時間Tの補正が行なわれる(逆にストイキ運転ではAF補正係数KAFは1に固定される)。
【0031】
さて、燃料噴射が吸気行程に行なわれる吸気リーン運転モード,ストイキ運転モード及びリッチ運転モード(以下、これらをまとめて吸気噴射モードという)では、さらに、▲1▼目標空燃比に見合った1サイクル当たりの必要燃料を1サイクル中に一度の噴射で全量噴射する一括噴射モードと、▲2▼上記必要燃料を1サイクル中に複数回に分けて噴射する分割噴射モードとがある。
【0032】
具体的には、ECU20では、燃料噴射モードが吸気噴射モードの場合、冷却水温Twが所定温度Tw1(例えば50℃)よりも低くエンジンが冷態状態にある運転状態においては、従来技術の説明として上述したように噴射燃料がシリンダ壁面に付着して排気中の未燃HC濃度が増加する虞があることから、上記インジェクタ駆動パルス幅Tに対応する必要燃料量QFを複数回に分割して行なう分割噴射が行なわれるようになっている。そして、図2に示すように1回目の噴射(メイン噴射)が吸気行程で行なわれ、2回目以降の噴射(サブ噴射)が圧縮行程で行なわれるようになっている。
【0033】
メイン噴射での燃料噴射量(メイン燃料噴射量)QMは、噴射燃料がシリンダ壁面に付着しない最大量(限界燃料量)QL1以下に設定され(QM≦QL1)、サブ噴射での燃料噴射量(サブ燃料噴射量)QSは、必要燃料量QFからメイン燃料噴射量QMを引いた量で設定されるようになっている(QS=QF−QM)。限界燃料量QL1は、主としてエンジン1のシリンタボア径、インジェクタ8の取付け角度、燃料の噴霧特性などの固有値と燃料の貫徹力とに基づいて決定され、ここでは、限界燃料量QL1は、実験などに基づき予め作成されたマップにしたがって燃料の貫徹力の相関値であるインジェクタ8の燃圧や筒内圧などに基づき設定されるようになっている。
【0034】
なお、必要燃料量QFが限界燃料量QL1以下であれば、メイン噴射で必要燃料量QFが全量噴射されサブ噴射は行なわれない(つまり通常の吸気行程における一括噴射となる)。また、必要燃料量QFからメイン燃料噴射量QMを引いた量がサブ噴射(2回目の噴射)における限界燃料量QL2を越えてしまう場合には、サブ燃料噴射量QSはこの限界燃料量QL2を超えない範囲で設定され、残りの燃料量(=QF−QM−QS)は3回目の噴射(又は4回目以降の噴射)にて噴射されることとなる。
【0035】
従来技術の説明として上述したが、同じインジェクタ駆動パルス幅に対してサブ噴射は一括噴射や最初のメイン噴射に較べ燃料が多めに噴射されてしまう。このため、従来では、一括噴射の燃料噴射パルスと、分割噴射の総燃料噴射パルス幅(メイン噴射にかかる燃料噴射パルス幅とサブ噴射にかかる燃料噴射パルス幅との合計)とが同じであっても、一括噴射の燃料噴射量に較べ、分割噴射の総燃料噴射量(メイン燃料噴射量とサブ燃料噴射量との合計)が多めになり、このため、一括噴射モードから分割噴射モードに移行した直後は過渡的に空燃比がリッチ化し、S−F/B制御中であっても、このリッチな排気が排気通路の比較的下流にあるO2センサ3aにより検出され上記S−F/B制御が安定して行なわれるようになるまでの間、未燃HCが過渡的に多く排出されてしまう。
【0036】
そこで、本発明の大きな特徴として、ECU20では、インジェクタ駆動パルス幅Tの上記設定式(1)のFB補正係数KFBの上述のフィードバックゲイン(つまり空燃比フィードバック制御のゲイン)Gを、燃料噴射モードを一括噴射モードから分割噴射モードへの切り替えてから、所定期間P1については、この所定期間P1経過後よりもリーン方向に大きく設定するようにしている(つまり、▲1▼リーン側のゲインを所定期間P1経過後のリーン側のゲインよりも大きくする、及び/又は、リッチ側のゲインを所定期間P1経過後のリッチ側のゲインよりも小さくするようにしている)。
【0037】
ここでは、所定期間P1経過後の分割噴射のゲインは、通常の吸気一括噴射時と同じ通常の設定マップに基づき設定され、また、所定期間P1内のゲインは、この通常の設定マップとは別にECU20に予め記憶された分割噴射切替時用の設定マップに基づき、例えばエンジン回転速度Neや平均有効圧力Peに応じて設定されるようになっている。所定期間P1内のゲインは、所定期間P1経過後のゲインよりもリーン方向に大きな設定であれば固定値としても良い。
【0038】
この分割噴射切替時用の設定マップでは、上述したようにフィードバックゲインGが通常よりもリーン側に大きく設定されるようになっており、これにより、上記所定期間P1については、S−F/B制御において、設定上は空燃比がストイキよりもリーン側に制御されるようになり、分割噴射によるリッチ化傾向を相殺して実空燃比をストイキ近傍に制御できるようになっている。
【0039】
本発明の第1実施形態としての筒内噴射内燃機関の制御装置は上述したように構成されており、一括噴射から分割噴射へ切り替えが行なわれると、例えば図3のフローチャートに示すようにして制御が行なわれる。
つまり、先ずステップA10で、タイマがオンされ、燃料噴射モードの一括噴射モードから分割噴射モードへの切替後の経過時間Pのカウントが開始される。そして、ステップA20でS−F/B制御中か否かが判定され、S−F/B制御中であればステップA30に進み、S−F/B制御中でなければ、ステップA60で上記タイマがリセットされた後(上記経過時間Pがゼロにリセットされた後)、リターンする。なお、S−F/B制御中でない場合には上述の通りFB補正係数KFBは「1」に固定設定される。
【0040】
そして、ステップA30では、上記経過時間Pが所定期間P1以内であるか否かが判定され、上記経過時間Pが所定期間P1を越えていれば(P>P1)、ステップA40でフィードバックゲインGが通常用マップに基づき設定され、ステップA60で上記タイマがリセットされた後、リターンし、一方、上記経過時間Pが所定期間P1以内であれば(P≦P1)、ステップA50で、フィードバックゲインGが分割噴射用のマップに基づき、所定期間P1以降の通常時よりもリーン側に大きく設定され、再びステップA20へ戻る。
【0041】
分割噴射では燃料が多めに噴射される傾向にあるが、図4に示すように、吸気噴射から分割噴射への切替後から所定期間P1は、フィードバックゲインGが分割噴射切替時用マップにより設定され通常よりもリーン方向に大きく設定される。したがって、上記の所定期間P1は、目標空燃比が、ストイキよりもリーンな空燃比を中心にリッチ側とリーン側とに振られ、制御上は、空燃比が平均的にストイキよりリーン側になるような設定となる。
【0042】
したがって、上記の所定期間P1、つまり、通常のフィードバック制御が安定して行なわれるようになるまでの間は、かかる空燃比制御により、分割噴射による空燃比のリッチ化傾向が相殺されて空燃比をストイキ近傍に保持できるようになり、図4に示すように、分割噴射への切替直後に未燃HCを過渡的に増加させることなく速やかに低下させることができ、また、上記の所定期間P1経過後、つまり、通常のフィードバック制御が安定して行なわれるようになってからは、このフィードバック制御により、オープンループ制御に較べ精度良くストイキ近傍に空燃比を保持できるようになる。
【0043】
なお、フィードバックゲインGの設定マップを分割噴射切替時用から通常用に戻す際、フィードバックゲインGの設定を急激に変更すると燃焼が不安定となる虞がある場合には、下式(2)に示すように、分割噴射切替時用マップから求めたフィードバックゲインG1と通常用マップから求めたフィードバックゲインG2とからフィードバックゲインGを設定するとともに係数Lを0から1に徐々に変更するようにして、かかるフィードバックゲインGの設定の切替を滑らかに行なうようにしても良い。
G=(1−L)×G1+L×G2 ・・・(2)
【0044】
(2)第2実施形態
上記第1実施形態の制御装置(ECU)20では、燃料噴射パルス幅Tの上記設定式(1)のFB補正係数KFBのゲインGの設定を、分割噴射切替後の所定期間P1については、上記所定期間P1経過後よりもリーン側に設定することにより、特にこの所定期間P1における空燃比のリッチ化傾向を相殺するようにしていた。これに対し、本発明の第2実施形態としての筒内噴射内燃機関(エンジン)の制御装置(ECU)20では、S−F/B制御中に分割噴射が実施される場合には、分割噴射切替後の所定期間P1について、ゲインGの設定を変更する代わりに上記設定式(1)のAF補正係数KAFの設定を変更するようにしている。
【0045】
つまり、分割噴射切替後の所定期間P1については、上記設定式(1)のAF補正係数KAFを、S−F/B制御中では通常「1」に固定設定するのを、ここでは予めECU20に記憶されたマップに基づきエンジン回転速度Neや平均有効圧力Peに応じて1未満に設定するようになっている。所定期間P1内のAF補正係数KAFは、所定期間P1経過後のAF補正係数KAFよりも小さければ(インジェクタ開弁時間を縮小する側であれば)固定値でも良い。
【0046】
なお、上記所定期間P1経過後の分割噴射においては、AF補正係数KAFは従来通り「1」に固定設定されるようになっている。
このように、上記所定期間P1については、インジェクタ駆動パルス幅Tを所定期間P1の経過後よりも(即ちその後に行なわれる分割噴射時や一括噴射時よりも)、駆動パルス幅Tひいてはインジェクタ8の開弁時間を短めに設定しており、これは、上記第1実施形態と同様に、目標空燃比をリーン側に設定することと等価となり、したがって分割噴射時の噴射燃料のリッチ化傾向を相殺することができるようになっている。
この他の構成は、上記第1実施形態と同じなので説明を省略する。
【0047】
本発明の第2実施形態としての筒内噴射内燃機関の制御装置は上述したように構成されており、分割噴射への切替が検出された後、例えば図5のフローチャートに示すようにして制御が行なわれる。
つまり、先ずステップB10で、タイマがオンされ分割噴射への切替後の経過時間Pのカウントが開始される。そして、ステップB20で運転モードがS−F/Bモードか判定され、S−F/BモードであればステップB30に進み、S−F/Bモードでなければ、ステップB60で上記タイマがリセットされた後リターンする。なお、運転モードがS−F/Bモードでない場合には上述の通りAF補正係数KAFは通常用マップに基づき設定される。
【0048】
そして、ステップB30では、上記経過時間Pが所定期間P1以内であるか否かが判定され、上記経過時間Pが所定期間P1を越えていれば、ステップB40でAF補正係数KAFが通常通り「1」に設定され、ステップB60で上記タイマがリセットされた後、リターンし、一方、上記経過時間Pが所定期間P1以内であれば、ステップB50で、AF補正係数KAFが、マップに基づき上記所定期間P1経過後よりもインジェクタ8の開弁時間が減少する側に設定され、再びステップB20へ戻る。
【0049】
この結果、図6に示すように、吸気噴射から分割噴射への切替後から所定期間P1は、AF補正係数KAFがリーン側に設定され、したがって、第1実施形態と同様に、空燃比は、設定上、ストイキよりもリーンな空燃比を中心にリッチ側とリーン側とに振られて平均的にストイキよりリーン側になるような設定で空燃比制御が行なわれるので、図示するように、第1実施形態と同様に未燃HCを分割噴射への切替直後に過渡的に増加させることなく速やかに低下させることができる。また、所定期間P1経過後は、フィードバック制御により空燃比が精度良くストイキ近傍に制御されるようになる。
なお、ここでは、AF補正係数KAFを、分割噴射切替時用の設定値から通常の設定値である「1」への変更を緩やかに行なうようにして、燃焼が不安定となることを抑制するようにしている。
【0050】
(3)その他
本発明の筒内噴射内燃機関の制御装置は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
【0051】
例えば、第1実施形態のフィードバックゲインGの切替制御と第2実施形態のAF補正係数KAFの切替制御とを併せて行なうようにしても良い。
また、第1実施形態のフィードバックゲインGの切替制御,第2実施形態のAF補正係数KAFの切替制御、又は第1実施形態の制御と第2実施形態の制御とを組み合わせた制御に加え、図7のフローチャートに示すような制御を行なうようにしても良い。
【0052】
この制御では、先ず、ステップC10で運転モードが分割噴射モードであるか否かが判定され、分割噴射モードでなければステップC20で上記設定式(1)の無駄時間TDが一括噴射用の無駄時間TD1に設定され(TD=TD1)、分割噴射モードであればステップC30で上記無駄時間TDが、一括噴射用の無駄時間TD1よりも小さな分割用の無駄時間TD2に設定される(TD=TD2)。そして、ステップC40において、ステップC20又はステップC30により設定された無駄時間TDを使用して、上記設定式(1)により燃料噴射パルス幅Tが演算される。
これにより分割噴射モードでのリッチ化傾向を抑制できるようになる。
【0053】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1記載の筒内噴射内燃機関の制御装置によれば、空燃比フィードバック制御を実行中に一括噴射モードから分割噴射モードヘ切り換えた場合、切換後の所定期間内は所定期間経過後よりもフィードハック制御ゲインをリーン方向に大きくするので、分割噴射モードへの切換直後かつ空燃比フィードバック制御中に発生し易い過渡的な未燃HCの増加を効果的に防止することができる。
【0054】
請求項2記載の筒内噴射内燃機関の制御装置によれば、空燃比フィードバック制御を実行中に一括噴射モードから分割噴射モードヘ切り換えた場合、切換後の所定期間内は所定期間経過後よりも燃料噴射弁の駆動パルス幅に対する補正係数を、開弁時間減少方向の値とするので、分割噴射モードヘの切換直後でかつ空燃比フィードバック制御中に発生し易い過渡的な未燃HCの増加を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態としての筒内噴射内燃機関の制御装置の構成を示す模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態にかかる分割燃料噴射を説明するための模式的なタイミングチャートである。
【図3】本発明の第1実施形態としての筒内噴射内燃機関の制御装置の制御内容を説明するための模式的なフローチャートである。
【図4】本発明の第1実施形態としての筒内噴射内燃機関の制御装置の作用・効果を説明するための模式的なタイミングチャートである。
【図5】本発明の第2実施形態としての筒内噴射内燃機関の制御装置の制御内容を説明するための模式的なフローチャートである。
【図6】本発明の第2実施形態としての筒内噴射内燃機関の制御装置の作用・効果を説明するための模式的なタイミングチャートである。
【図7】本発明の各実施形態の変形例の制御内容を説明するための模式的なフローチャートである。
【図8】従来の分割噴射について説明するための模式的なタイミングチャートである。
【図9】従来の分割噴射について説明するための図であって、インジェクタ駆動パルス幅に対する一括噴射と分割噴射とのそれぞれの燃料噴射量特性を示す模式図である。
【符号の説明】
1 燃焼室
3 排気通路
3a O2センサ(空燃比検出手段)
8 インジェクタ(燃料噴射弁)
20 ECU(筒内噴射内燃機関の制御装置)
Claims (2)
- 内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射内燃機関の制御装置において、
該内燃機関の排気通路に設けられた空燃比検出手段の検出情報に基づき空燃比が予め設定された目標空燃比となるよう燃料噴射量を制御する、空燃比フィードバック制御中に、
該燃料の噴射モードを、該燃料噴射量を一括して噴射する一括噴射モードから、該燃料噴射量を複数回に分割して噴射する分割噴射モードに切り換えた場合には、
該切換後の所定期間内における該フィードバック制御のゲインを、所定期間経過後よりもリーン方向に大きくする
ことを特徴とする、筒内噴射内燃機関の制御装置 - 内燃機関の燃焼室に噴射口を臨ませた燃料噴射弁により該燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射内燃機関の制御装置において、
該内燃機関の排気通路に設けられた空燃比検出手段の検出情報に基づき空燃比が予め設定された目標空燃比となるよう燃料噴射量を制御する、空燃比フィードバック制御中に、
該燃料の噴射モードを、該燃料噴射量を一括して噴射する一括噴射モードから、該燃料噴射量を複数回に分割して噴射する分割噴射モードに切り換えた場合には、
該切換後の所定期間内における該燃料噴射弁の駆動パルス幅に対する補正係数を、上記所定期間経過後よりも開弁時間が減少する側に設定する
ことを特徴とする、筒内噴射内燃機関の制御装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016166592A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 株式会社デンソー | ディーゼル機関の制御装置 |
US20160333814A1 (en) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | General Electric Company | Fuel injector wear compensation methodology by altering injection schedule |
-
2002
- 2002-12-27 JP JP2002380137A patent/JP2004211571A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016166592A (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 株式会社デンソー | ディーゼル機関の制御装置 |
US20160333814A1 (en) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | General Electric Company | Fuel injector wear compensation methodology by altering injection schedule |
US10018130B2 (en) * | 2015-05-11 | 2018-07-10 | General Electric Company | Fuel injector wear compensation methodology by altering injection schedule |
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