JP2006200516A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】機関アイドル運転中に燃焼方式を切り替えることに起因して機関出力が不必要に変動するのを極力抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】この装置は、アイドル運転中に燃料噴射形態及び点火時期を変更して内燃機関の燃焼方式を切り替えるとともに(タイミングt72)、その切り替えに先立ち吸入空気量を前記切り替え後の燃焼方式に対応した量に変更する(タイミングt71)。吸入空気量の変更に伴う機関燃焼状態の推移を切り替え前後の各燃焼方式における機関制御因子の値に基づいて推定し、その推定結果に基づいて遅延期間DTを設定する。
【選択図】 図7
【解決手段】この装置は、アイドル運転中に燃料噴射形態及び点火時期を変更して内燃機関の燃焼方式を切り替えるとともに(タイミングt72)、その切り替えに先立ち吸入空気量を前記切り替え後の燃焼方式に対応した量に変更する(タイミングt71)。吸入空気量の変更に伴う機関燃焼状態の推移を切り替え前後の各燃焼方式における機関制御因子の値に基づいて推定し、その推定結果に基づいて遅延期間DTを設定する。
【選択図】 図7
Description
この発明は、機関アイドル運転中に燃料の燃焼方式を切り替えることの可能な内燃機関の制御装置に関する。
内燃機関の排気通路には、機関燃焼室から排出される排気を浄化するための触媒装置が設けられている。この触媒装置に内蔵されている触媒は、その温度によって浄化特性が変化し、通常は活性化温度まで温度上昇しなければその本来の浄化特性を発揮することができない。このため、機関始動から所定期間が経過し、排気熱によって触媒の温度が十分に上昇するまでは排気性状の悪化が懸念されることとなる。
そこで従来、例えば特許文献1にみられるように、機関始動時から所定期間が経過するまでの期間、吸気行程に加えて圧縮行程においても燃料を噴射する分割噴射を実行することが提案されている。このように圧縮行程中に燃料を噴射することによって点火時期を極力遅角側の時期に設定して排気温度を上昇させることができ、排気熱を利用した触媒装置の早期暖機を図ることができるようになる。そして、触媒装置の暖機が完了したと判断される時点で分割噴射を停止し、全ての燃料を吸気行程中に一括して噴射する一括噴射を実行するとともに、点火時期も併せて進角させるようにしている。
ところで、このように燃料噴射形態や点火時期を変更して燃焼方式を切り替える際には、以下に述べるような状況を招くことがある。即ち、各燃焼方式において機関アイドル運転に必要とされる吸入空気量は当然に異なるものとなるため、こうした燃焼方式の切り替えに際しては、吸入空気量をその切り替え後の燃焼方式に見合う目標量にまで変更する必要がある。ところが、吸入空気量を変更するべく、例えばスロットル弁の開度を変更したとしても、吸入空気量が実際にその目標量になるまでには応答遅れが存在する。このため、吸入空気量の変更と燃料噴射形態及び点火時期の変更とを同時に行うようにすると、こうした吸入空気量変化の応答遅れによって燃料噴射形態や点火時期がそのときの吸入空気量と適合しなくなり、機関燃焼状態の不安定化を招くこととなる。特に、機関アイドル運転中は機関燃焼状態が安定し難い傾向があり、更に触媒装置の暖機が未完了であるときには機関始動からの経過期間も短いため、機関燃焼室の温度が低く、また機関可動部に生じる摩擦抵抗も大きいことから、こうした機関燃焼状態の不安定化傾向も一層顕著なものとなる。
そこで、こうした吸入空気量変化の応答遅れを予め見込んで燃料噴射形態及び点火時期の変更することが考えられる。即ち、吸入空気量の変更が開始されてから所定期間遅れて燃料噴射形態及び点火時期を変更することにより、そのときの吸入空気量に対して不適切な時期に燃料噴射形態及び点火時期が変更されることによる機関燃焼状態の不安定化が極力抑制されるようになる。
特開2000−45843号公報
ところで、機関アイドル運転時にあっては機関燃焼状態の安定化を図ることは勿論のこと、機関出力の変動、更にはそれに起因する機関回転速度の変動についてもこれを適切に抑制するのが望ましい。即ち、機関アイドル運転時は、機関振動やそれに伴って生じる騒音が比較的小さく、機関出力や機関回転速度の変動が発生すると、それが振動や騒音として認識され易い。このため、機関アイドル運転時にあっては、機関出力を変動させないようにする、或いは燃焼方式の切り替えに伴って機関出力が変化する場合であってもこれを極力円滑に変化させるようにするのが望ましい。
しかしながら、上述したように、単に吸入空気量の変更開始時と燃料噴射形態及び点火時期の変更開始時との間に遅延期間を設けるだけでは、その遅延期間の長さ次第で機関出力が不必要に増加したり、逆に低下したりするおそれがあり、従来の装置はこの点においてなお改良の余地を残すものとなっていた。
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関アイドル運転中に燃焼方式を切り替えることに起因して機関出力が不必要に変動するのを極力抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1記載の発明は、機関アイドル運転中に燃料噴射形態及び点火時期を変更して内燃機関の燃焼方式を切り替えるとともに該切り替えに先立ち吸入空気量を前記切り替え後の燃焼方式に対応した量に変更する内燃機関の制御装置であって、前記吸入空気量の変更に伴う機関燃焼状態の推移を切り替え前後の各燃焼方式における機関制御因子の値に基づいて推定し、該推定結果に基づいて前記燃焼方式の切り替え時期を設定する設定手段を備えることをその要旨とする。
請求項1記載の発明は、機関アイドル運転中に燃料噴射形態及び点火時期を変更して内燃機関の燃焼方式を切り替えるとともに該切り替えに先立ち吸入空気量を前記切り替え後の燃焼方式に対応した量に変更する内燃機関の制御装置であって、前記吸入空気量の変更に伴う機関燃焼状態の推移を切り替え前後の各燃焼方式における機関制御因子の値に基づいて推定し、該推定結果に基づいて前記燃焼方式の切り替え時期を設定する設定手段を備えることをその要旨とする。
燃焼方式を切り替えるのに先立ち吸入空気量を切り替え後の燃焼方式に対応する量に変更する際、その変更に伴って機関燃焼状態が推移するが、上記構成によれば、こうした機関燃焼状態の推移を把握した上で燃焼方式の切り替え時期を設定することができる。従って、その切り替え時期を、切り替えに伴う機関出力の変動を抑制する上で適切な時期に設定することができるようになる。
因みに、この切り替え時期は、吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を増大させることにより吸入空気量を変更する場合にあっては、スロットル弁の開度を増大させる時期を基点として設定することができ、また吸気弁のリフト量を増大することにより吸入空気量を変更する場合にあっては、吸気弁のリフト量を増大させる時期を基点として設定することができる。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の内燃機関の制御装置において、前記設定手段は燃焼方式を切り替える前の吸入空気量と切り替え後の目標吸入空気量とを前記機関制御因子とし、それらに基づいて前記燃焼方式の切り替え時期を設定することをその要旨とする。
同構成によれば、機関燃焼状態の推移を吸入空気量の変更程度に基づき精度良く把握して燃焼方式の切り替え時期を設定することができ、機関燃焼状態の不安定化に起因する機関出力の変動を効果的に抑制することができるようになる。
尚、このように切り替える前の吸入空気量と切り替え後の目標吸入空気量とに基づいて燃焼方式の切り替え時期を設定する際には、これを例えばそれらの比(吸入空気量/目標吸入空気量)やそれらを引数として切替時期を求めるマップに基づいて設定することができる他、請求項3記載の発明によるように、それらの差分に基づいて燃焼方式の切り替え時期を設定することもできる。またこの場合、その差分が大きいときほど燃焼方式の切り替え時期が遅角されるようにこれを設定することが望ましい。
請求項4記載の発明は、請求項1記載の内燃機関の制御装置において、前記設定手段は燃焼方式を切り替える前の機関回転速度と切り替え後の目標機関回転速度とを前記機関制御因子とし、それらに基づいて前記燃焼方式の切り替え時期を設定することをその要旨とする。
同構成によれば、機関燃焼状態の推移を機関回転速度の変更程度に基づき精度良く把握して燃焼方式の切り替え時期を設定することができ、同燃焼方式の切り替えに伴う機関出力の変動を効果的に抑制することができるようになる。
尚、このように切り替える前の機関回転速度と切り替え後の目標機関回転速度とに基づいて燃焼方式の切り替え時期を設定する際には、これを例えばそれらの比(機関回転速度/目標機関回転速度)やそれらを引数として切替時期を求めるマップに基づいて設定することができる他、請求項5記載の発明によるように、それらの差分に基づいて燃焼方式の切り替え時期を設定することもできる。またこの場合、その差分が大きいときほど燃焼方式の切り替え時期がより遅角側の時期になるようにこれを設定することが望ましい。
また、請求項2記載の構成と請求項4記載の構成とを併せて備える構成を採用することもできる。即ち、燃焼方式を切り替える前の吸入空気量及び機関回転速度と切り替え後の目標吸入空気量及び目標機関回転速度とをそれぞれ機関制御因子とし、それらに基づいて燃焼方式の切り替え時期を設定する、といった構成を採用することもできる。こうした構成を採用すれば、機関燃焼状態の推移をより正確に把握して燃焼方式の切り替え時期を設定することができ、機関燃焼状態の不安定化に起因する機関出力の変動を一層効果的に抑制することができるようになる。
更に、この構成の具体例としては、請求項6に記載する発明によるように、設定手段は燃焼方式を切り替える前の吸入空気量及び機関回転速度と切り替え後の目標吸入空気量及び目標機関回転速度とを前記機関制御因子とし、前記吸入空気量と前記目標吸入空気量との差分に基づいて燃焼方式の切り替え時期にかかる基本時期を設定し、該基本時期を前記機関回転速度及び前記目標機関回転速度との差分に基づいて補正する、といった構成を挙げることができる。そして、この構成にあっては、燃焼方式切り替え前の吸入空気量と切り替え後の目標吸入空気量との差分が大きいほど基本時期をより遅角側の時期に設定するとともに、燃焼方式切り替え前の機関回転速度と切り替え後の目標機関回転速度との差分が大きいほど同基本時期が更に遅角側の時期になるようにこれを補正するようにすることが望ましい。
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を備え、前記燃焼方式は、燃料噴射形態が一括噴射に設定される第1の燃焼方式と、燃料噴射形態が前記筒内噴射弁による圧縮行程噴射を含む分割噴射に設定されるとともに点火時期が前記第1の燃焼方式での点火時期よりも遅角側の時期に設定され併せて目標吸入空気量が前記第1の燃焼方式での目標吸入空気量よりも増量される第2燃焼方式との間で切り替えられることをその要旨とする。
同構成では、機関アイドル運転時のように、燃料噴射量が比較的少ないために排気系に設けられた触媒装置の暖機が促進され難い状況下にあっても、燃焼方式を第1の燃焼方式から第2の燃焼方式に切り替えることにより点火時期を極力遅角側の時期に設定して排気温度を上昇させ、触媒装置の早期暖機を図ることができ、排気性状の悪化を抑制することができるようになる。更に上記請求項1〜6のいずれかの構成を通じて、そうした燃焼方式を切り替える際に生じ得る機関出力の変動についてもこれを抑制することができる。尚、点火時期を極力遅角側の時期に設定する上では分割噴射における噴射時期についてもこれをより遅角側の時期に設定することが望ましい。
上述したように燃焼方式を第2の燃焼方式に切り替えることにより触媒装置の早期暖機を促進させることができる。但し、このように燃焼方式を第2の燃焼方式に設定した場合には、排気温度を上昇させるべく点火時期が極力遅角側の時期に設定されるため、機関出力については制限されることとなる。このため、触媒装置の暖機が完了した後もなお継続して燃焼方式を第2の燃焼方式に設定しておくのは機関出力を確保する上では好ましくないといえる。また、触媒装置はその排気の熱によって温度上昇するが、排気温度は機関燃焼に際して発生する熱の一部によって上昇する。従って、触媒装置の暖機完了は、機関始動時からそのときまでに発生した機関燃焼熱の総量、換言すれば吸入空気量積算値或いはその相関値(例えば燃料噴射量積算値)が所定量以上であることをもって判断することができる。
これらの点に鑑み、請求項8記載の構成では、吸入空気量積算値或いはその相関値が所定量以上であるときには、燃焼方式を第2の燃焼方式から第1の燃焼方式に強制的に切り替えるようにしている。このため、同構成によれば、触媒装置の暖機が完了した後は、燃焼方式が速やかに第1の燃焼方式に切り替えられるため、不必要に機関出力が制限されるのを回避して機関本来の出力特性を確保することができる。
請求項9記載の発明は、請求項7又は8記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は駆動源として車両に搭載されるものであり、前記内燃機関に連結される車両駆動系に機関出力が伝達されない状態にあるときには前記第2の燃焼方式に、前記車両駆動系に機関出力が伝達される状態にあるときには前記第1の燃焼方式に設定されるように燃焼方式を切り替える切替手段を更に備えることをその要旨とする。
機関アイドル運転時であっても、機関出力が車両駆動系を通じて車両に伝達される状態にあるときには、その後にアクセル操作が行われて車両が加速される可能性が高く、同加速時には要求機関出力が増大する。また、このように機関出力が増大すれば燃料噴射量、ひいては機関燃焼熱が増大するため、触媒装置の暖機も自ずと促進されるようになる。このため、この場合には機関出力の確保を優先し予め燃焼方式を第1の燃焼方式に設定しておくことが望ましい。
一方、機関出力が車両駆動系を通じて車両に伝達されない状態にあるときには、アイドル運転が可能な程度に燃料噴射量が抑えられるため、排気温度が低下する傾向にある。このため、こうした排気温度の低下による触媒装置の暖機遅延を回避すべく、排気温度を上昇させることのできる第2の燃焼方式に燃焼方式を設定しておくことが望ましい。
これらの点に鑑み、請求項9記載の構成では、内燃機関から車両駆動系に機関出力が伝達される状態にあるか否かに応じて燃焼方式を切り替えるようにしているため、車両加速に対応する機関出力の確保と触媒装置の早期暖機とを適切に両立させることができるようになる。尚、内燃機関から車両駆動系に機関出力が伝達される状態にあるか否かの判断については、自動変速機を搭載する車両にあっては、例えばシフトレンジがニュートラルレンジ或いはパーキングレンジにある場合には、内燃機関から車両駆動系に機関出力が伝達される状態にない旨判断し、それ以外のレンジにあるときには同機関出力が伝達される状態にある旨判断することができる。
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は内燃機関及びその制御装置を示している。この制御装置は、車両に搭載される内燃機関10を統括して制御する制御部40と、機関回転速度等の機関運転状態を検出する検出部50とを備えている。内燃機関10の吸気通路11には吸入空気量を調節するためのスロットル弁12、及びこれを開閉駆動するモータ13が設けられている。内燃機関10は複数の気筒を備えており、それら各気筒には点火プラグ14の他、燃料噴射弁15がそれぞれ設けられている。この燃料噴射弁15は各気筒の燃焼室16に燃料を直接噴射供給する筒内用の噴射弁である。また、内燃機関10の排気通路17には燃焼室16から排出される排気を浄化するための触媒装置18が設けられている。内燃機関10は、その機関出力軸が自動変速機(図示略)を介して、プロペラシャフト、デファレンシャルギア、ドライブシャフト、駆動輪(いずれも図示略)等々の車両駆動系に駆動連結されている。
図1は内燃機関及びその制御装置を示している。この制御装置は、車両に搭載される内燃機関10を統括して制御する制御部40と、機関回転速度等の機関運転状態を検出する検出部50とを備えている。内燃機関10の吸気通路11には吸入空気量を調節するためのスロットル弁12、及びこれを開閉駆動するモータ13が設けられている。内燃機関10は複数の気筒を備えており、それら各気筒には点火プラグ14の他、燃料噴射弁15がそれぞれ設けられている。この燃料噴射弁15は各気筒の燃焼室16に燃料を直接噴射供給する筒内用の噴射弁である。また、内燃機関10の排気通路17には燃焼室16から排出される排気を浄化するための触媒装置18が設けられている。内燃機関10は、その機関出力軸が自動変速機(図示略)を介して、プロペラシャフト、デファレンシャルギア、ドライブシャフト、駆動輪(いずれも図示略)等々の車両駆動系に駆動連結されている。
制御部40は、モータ13、点火プラグ14、燃料噴射弁15等を駆動するための駆動回路(図示略)、各種制御に必要な実行プログラムやデータ、並びにその制御の実行結果を保存するためのメモリ41等を備えて構成されている。また、検出部50は吸入空気量Qを検出するエアフロメータ51、スロットル弁12の開度TAを検出するスロットルセンサ52、機関出力軸の回転位相(クランク角)及び機関回転速度NEを検出するクランクセンサ53、機関冷却水温THWを検出する水温センサ54等を備えて構成されている。制御部40はこれら各種センサ51〜54からなる検出部50の検出信号を取り込み、その検出結果に基づいて吸入空気量制御、燃料噴射制御、点火時期制御といった各種制御を実行する。
次に、制御部40によって実行される各種制御のうち、機関始動後のアイドル運転時に行われる触媒暖機制御について説明する。この触媒暖機制御では、燃料の一部を吸気行程に噴射するとともに、残りの燃料を圧縮行程後期に噴射する分割噴射を実行し、併せて点火時期を遅角側の時期に設定する(第2の燃焼方式)。このように吸気行程噴射と併せて圧縮行程噴射を行うとともに点火時期を遅角側の時期に設定することにより、排気温度を上昇させ、触媒装置18の早期暖機を図ることができる。また、触媒装置18の暖機が完了した後は、全ての燃料を吸気行程に噴射する一括噴射を実行するとともに、点火時期をノッキングが発生しない程度に進角させる(第1の燃焼方式)。また、触媒装置18の暖機が未完了であっても、自動変速機のシフトレンジがパーキングレンジ(Pレンジ)、ニュートラルレンジ(Nレンジ)以外のレンジ、例えばドライブレンジ(Dレンジ)等に設定されている場合には、同様に燃焼方式を第1の燃焼方式に設定する。このように触媒暖機制御では、燃焼方式を適宜切り替えることにより、機関始動後において触媒装置18の排気浄化能力を早期に高めて排気性状の悪化を抑制し、併せて車両駆動力についてもこれを確保するようにしている。
以下、こうした触媒暖機制御の詳細について説明する。
図2は、この触媒暖機制御を実行するか否かを決定する際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、内燃機関10がアイドル運転状態にあるか否かにかかわらず機関始動後に継続して実行される。
図2は、この触媒暖機制御を実行するか否かを決定する際の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、内燃機関10がアイドル運転状態にあるか否かにかかわらず機関始動後に継続して実行される。
この一連の処理では、まず機関始動から現在までの吸入空気量積算値ΣQが所定値ΣQJを下回っているか否かが判断される(ステップS21)。ここで吸入空気量積算値ΣQは、機関始動時から燃焼室16において発生した熱量と相関を有するものである。従って、この吸入空気量積算値ΣQに基づいて、機関始動時から排気から触媒装置18に与えられた総熱量、ひいては機関始動時からの触媒装置18の温度上昇量を推定することができる。また、所定値ΣQJは触媒装置18の触媒がその活性化温度近傍にまで温度上昇したか否か、換言すれば触媒装置18の暖機が完了してその本来の排気浄化特性を発揮し得る状態に移行したか否かを判定するための判定値である。この所定値ΣQJは、以下の式(1)に基づいて算出される。
ΣQJ←ΣQJB・k ・・・(1)
k>1.0
ここで、「ΣQJB」は所定値ΣQJの基本値であり、機関始動後における触媒装置18の平均的な温度上昇態様を考慮して予め実験等に基づいて設定されている。また上式(1)において「k」は、この基本値ΣQJBをその機関始動時の機関冷却水温THWに基づいて補正するための補正係数であり、機関始動時の機関冷却水温THWが低いときほど、所定値ΣQJがより大きくなるように設定される。このように補正係数kに基づく補正を行うことにより、所定値ΣQJをそのときどきのアイドル運転時に見合った適切な値に設定することができ、燃焼方式の切り替えを伴う触媒暖機の期間が不必要に長くなるのを回避することができる。
ΣQJ←ΣQJB・k ・・・(1)
k>1.0
ここで、「ΣQJB」は所定値ΣQJの基本値であり、機関始動後における触媒装置18の平均的な温度上昇態様を考慮して予め実験等に基づいて設定されている。また上式(1)において「k」は、この基本値ΣQJBをその機関始動時の機関冷却水温THWに基づいて補正するための補正係数であり、機関始動時の機関冷却水温THWが低いときほど、所定値ΣQJがより大きくなるように設定される。このように補正係数kに基づく補正を行うことにより、所定値ΣQJをそのときどきのアイドル運転時に見合った適切な値に設定することができ、燃焼方式の切り替えを伴う触媒暖機の期間が不必要に長くなるのを回避することができる。
従って、こうして設定される所定値ΣQJと吸入空気量積算値ΣQとの大きさを比較することにより、触媒装置18がその本来の排気浄化特性を発揮し得る状態にあるか否かを判定することができる。
このように触媒装置18の暖機状態を判定し、触媒装置18の暖機が完了している、即ち吸入空気量積算値ΣQが所定値ΣQJ以上になっている旨判定される場合(ステップS21:NO)、暖機要求フラグXCが「OFF」に設定される(ステップS24)。ここで、上記暖機要求フラグXCは、車両駆動力の確保及び触媒装置18の早期暖機のいずれを優先するか否かを判断するものである。即ち、この暖機要求フラグXCが「ON」に設定されている場合には、触媒装置18の暖機を促進すべく燃焼方式が第2の燃焼方式に設定され、同暖機要求フラグXCが「OFF」に設定されている場合には、車両駆動力の確保を優先すべく燃焼方式が第1の燃焼方式に設定される。
一方、触媒装置18の暖機が未完了である旨判定された場合(ステップS21:YES)、次に、車両駆動系に機関出力が伝達される状態にあるか否かが判断される(ステップS22)。具体的には、自動変速機のシフトレンジがPレンジ或いはNレンジにあるか否かが判断される。そして、車両駆動系に機関出力が伝達される状態にない旨判断された場合(ステップS22:YES)、暖機要求フラグXCが「ON」に設定される(ステップS23)。
一方、自動変速機のシフトレンジがPレンジ、Nレンジ以外のレンジ、例えばDレンジ等に設定されており、車両駆動系に機関出力が伝達される状態にある旨判断された場合(ステップS22:NO)、暖機要求フラグXCが「OFF」に設定される(ステップS24)。このように暖機要求フラグXCが「OFF」に設定されている場合には、車両駆動力を確保すべく燃焼方式が第1の燃焼方式に切り替えられる。
因みに、このように燃焼方式が第1の燃焼方式に設定されると、点火時期を遅角側の時期に設定することによる排気温度上昇は望めないものの、その後アクセル操作部材が操作されることにより、機関負荷(燃料噴射量)が増大することが予想される。そして、そうした機関負荷の増大を通じて排気温度が上昇し、結果的には触媒装置18の早期暖機を図ることのできる可能性が高い。また、このようにシフトレンジがPレンジ、Nレンジ以外のレンジに設定されている場合には、その後、車両が加速状態に移行する可能性が高く、その移行後に燃焼方式を切り替えるようにしたのでは車両加速性能の低下を招く懸念がある。このため、本触媒暖機制御にあっては、仮に触媒装置18の暖機が未完了であっても、シフトレンジがDレンジ等に設定されている場合には、燃焼方式を第1の燃焼方式に設定するようにしている。これにより車両加速性能の確保を図ることができる。
このようにして暖機要求フラグXCが「ON」或いは「OFF」に設定された後、この一連の処理は一旦終了される。
図3は、こうした吸入空気量積算値ΣQの上昇及びシフトレンジの変化、並びにこれらに基づいて設定される暖機要求フラグXCの状態変化を示すタイミングチャートである。
図3は、こうした吸入空気量積算値ΣQの上昇及びシフトレンジの変化、並びにこれらに基づいて設定される暖機要求フラグXCの状態変化を示すタイミングチャートである。
ここで、上述した燃焼方式が第2の燃焼方式に設定されている場合には、第1の燃焼方式に設定されているときと比較して、スロットル開度TAが大きく設定され吸入空気量が増量される。これは以下の理由による。
即ち、燃焼方式が第2の燃焼方式に設定されている場合には、点火時期が第1の燃焼方式における点火時期よりも遅角側の時期に設定されるために機関出力が低下し、機関回転速度NEをアイドル運転時の目標機関回転速度NETに維持するために必要となる吸入空気量が増大することとなる。
このように燃焼方式が第1の燃焼方式に設定されている場合と第2の燃焼方式に設定されている場合とでは、機関回転速度NEを目標機関回転速度NETに維持するのに要求される吸入空気量が異なっており、燃焼方式の切り替えに際しては、その要求吸入空気量を確保すべくスロットル開度TAが変更される。
また、機関アイドル運転時における目標機関回転速度NETは主に以下の各パラメータに基づいて設定される。
1.シフトレンジ:シフトレンジがPレンジやNレンジに設定されているときのように車両駆動系に機関出力が伝達される状態にない場合には、DレンジやRレンジに設定されているときのように車両駆動系に機関出力が伝達される状態にある場合よりも、目標機関回転速度NETは高く設定される。
1.シフトレンジ:シフトレンジがPレンジやNレンジに設定されているときのように車両駆動系に機関出力が伝達される状態にない場合には、DレンジやRレンジに設定されているときのように車両駆動系に機関出力が伝達される状態にある場合よりも、目標機関回転速度NETは高く設定される。
2.機関始動後経過時間:機関始動後経過時間が短いときほど目標機関回転速度NETは高く設定される。機関始動後経過時間が短いときほど機関燃焼状態が不安定であるため、機関ストールの発生を確実に抑制するためである。
3.機関冷却水温:機関冷却水温が低いときほど目標機関回転速度NETは高く設定される。機関始動後経過時間が短いときと同様に、機関冷却水温が低いときほど機関燃焼状態が不安定であるため、機関ストールの発生を確実に抑制するためである。
また、吸入空気量Qの目標値、即ち目標吸入空気量QTは、主に燃焼方式及び目標機関回転速度NET等に基づいて以下のように設定される。
燃焼方式が第1の燃焼方式に設定されている場合には、まず以下の式(2)に基づいて目標スロットル開度TATが算出される。
TAT←TAB+K(NET−NE) ・・・(2)
上式(2)において、右辺第1項「TAB」は、見込み制御量であり、目標機関回転速度NET及び機関冷却水温THWに基づいて設定される基本スロットル開度である。また、右辺第2項「K(NET−NE)」はフィードバック制御量であり、ゲインK及び現在の機関回転速度NEと目標機関回転速度NETとの偏差(=NET−NE)に基づいて設定される。従って、現在の機関回転速度NEが目標機関回転速度NETよりも高い場合には、現在の吸入空気量Qをその偏差に応じて増量すべくスロットル開度TAが高くなるようにこれが変更される。一方、現在の機関回転速度NEが目標機関回転速度NETよりも低い場合には、現在の吸入空気量Qをその偏差に応じて減量すべくスロットル開度TAが低くなるようにこれが変更される。そしてここで、目標吸入空気量QTは、上式(2)における見込み制御量(即ち基本スロットル開度TAB)及び目標機関回転速度NETに対応した量に設定される。尚、この目標吸入空気量QTと基本スロットル開度TAB及び目標機関回転速度NETとの関係は予め実験等を通じて求められ、メモリ41に記憶されている。
燃焼方式が第1の燃焼方式に設定されている場合には、まず以下の式(2)に基づいて目標スロットル開度TATが算出される。
TAT←TAB+K(NET−NE) ・・・(2)
上式(2)において、右辺第1項「TAB」は、見込み制御量であり、目標機関回転速度NET及び機関冷却水温THWに基づいて設定される基本スロットル開度である。また、右辺第2項「K(NET−NE)」はフィードバック制御量であり、ゲインK及び現在の機関回転速度NEと目標機関回転速度NETとの偏差(=NET−NE)に基づいて設定される。従って、現在の機関回転速度NEが目標機関回転速度NETよりも高い場合には、現在の吸入空気量Qをその偏差に応じて増量すべくスロットル開度TAが高くなるようにこれが変更される。一方、現在の機関回転速度NEが目標機関回転速度NETよりも低い場合には、現在の吸入空気量Qをその偏差に応じて減量すべくスロットル開度TAが低くなるようにこれが変更される。そしてここで、目標吸入空気量QTは、上式(2)における見込み制御量(即ち基本スロットル開度TAB)及び目標機関回転速度NETに対応した量に設定される。尚、この目標吸入空気量QTと基本スロットル開度TAB及び目標機関回転速度NETとの関係は予め実験等を通じて求められ、メモリ41に記憶されている。
燃焼方式が第2の燃料噴射方式に設定されている場合には、目標機関回転速度NETに基づいて目標吸入空気量QTが設定される。この目標機関回転速度NETと目標吸入空気量QTとの関係についても同様に、予め実験等を通じて求められ、メモリ41に記憶されている。因みに、この場合には、現在の機関回転速度NEと目標機関回転速度NETとの偏差が小さくなるように、燃料噴射量がフィードバック制御される。
上述したように、燃焼方式を上述した2つの燃焼方式の間で切り替える際には、スロットル開度TAの変更と、燃料噴射形態及び点火時期の変更とが併せて実行される。ここで、本触媒暖機制御においては、図3に示されるように、これらスロットル開度TAの変更時期(図3:タイミングt31,t33,t35)と、燃料噴射形態及び点火時期の変更時期(図3:タイミングt32,t34,t36)との間に所定の遅延期間DTを設けるようにしている。即ち、スロットル開度TAが変更された後、その変更に遅れて燃料噴射形態及び点火時期を変更するようにしている。そして、上記遅延期間DTについて、スロットル開度TAの変更から応答遅れをもって変化する吸入空気量に適合した時期に燃料噴射形態及び点火時期が変更されるようにこれを設定するようにしている。本触媒暖機制御においては、このように遅延期間DTを設定することにより、燃焼方式を切り替えることに伴う機関出力の変動を抑制することができるようになる。
以下、この遅延期間DTの設定手順について図4に示すフローチャートを参照して説明する。この一連の処理は、内燃機関10がアイドル運転状態にあること、即ちアクセル操作量が「0」であることを条件に実行される。
この一連の処理では、まず暖機要求フラグXCが「ON」から「OFF」に、或いは「OFF」から「ON」に切り替えられたか否かが判断される(ステップS41)。暖機要求フラグXCの切り替えが行われず、これが「ON」或いは「OFF」のままで維持されている場合(ステップS41:NO)、この一連の処理は一旦終了される。
一方、暖機要求フラグXCの切り替えが行われた場合(ステップS41:YES)、換言すれば燃焼方式を第1の燃焼方式から第2の燃焼方式に、或いは第2の燃焼方式から第1の燃焼方式に切り替える必要が生じた場合には、現在の吸入空気量Qと切り替え後の燃焼方式に対応した目標吸入空気量QTとの差dQ(=|QT−Q|)が算出される(ステップS42)。
このように吸入空気量差dQが算出された後、次に現在の機関回転速度NEと切り替え後の燃焼方式に対応した目標機関回転速度NETとの差dNE(=|NET−NE|)が算出される(ステップS43)。
次に、吸入空気量差dQ及び機関冷却水温THWに基づいて基本遅延期間DTBが算出される(ステップS44)。この基本遅延期間DTBはクランク角期間として設定することもできるが、ここでは時間をその次元としている。図5は、これら吸入空気量差dQ及び機関冷却水温THWと基本遅延期間DTBとの関係を示している。尚、こうした関係は予め実験等を通じて求められ、制御部40のメモリ41に関数データとして記憶されている。
同図5に示されるように、基本遅延期間DTBは吸入空気量差dQが多いときほど長い期間に設定される。これは、吸入空気量差dQが多いときほど、吸入空気量の応答遅れが大きくなるため、この応答遅れ量が小さくなるのを待って燃料噴射形態及び点火時期を切り替えるのが好ましいからである。
また、基本遅延期間DTBは機関冷却水温THWが低いときほど長い期間に設定される。これは、機関冷却水温THWが低い場合には、燃料噴射形態及び点火時期を変更することによる影響、特に点火時期を変更することによる機関燃焼状態の不安定化、これに起因する機関出力の変動が発生し易い傾向にあるため、これらを好適に抑制するためである。
次に、機関回転速度差dNEに基づいて補正係数αが算出される(ステップS45)。図6は、これら機関回転速度差dNEと補正係数α(≧1.0)との関係を示している。この補正係数αは、先に求められた基本遅延期間DTBを機関回転速度差dNEに基づいて補正するためのものである。尚、こうした関係は、上述した吸入空気量差dQ及び機関冷却水温THWと基本遅延期間DTBとの関係と同様に、予め実験等を通じて求められ、制御部40のメモリ41に関数データとして記憶されている。
このようにして基本遅延期間DTB及び補正係数αが算出された後、以下の式(3)に基づいて最終的な遅延期間DTが算出される(ステップS46)。
DT←DTB・α ・・・(3)
ここで、先の図6に示されるように、機関回転速度差dNEが大きいときほど、補正係数αがより大きな値に設定されるために、遅延期間DTはより長い期間に設定されることとなる。このように補正係数αを設定するようにしているのは以下の理由による。即ち、機関回転速度差dNEが大きい場合には、スロットル開度TAを変更してから機関回転速度NEが目標機関回転速度NETに収束するまでの期間が長くなることから、これに見合ったかたちで基本遅延期間DTBを補正して遅延期間DTを決定するようにしている。
DT←DTB・α ・・・(3)
ここで、先の図6に示されるように、機関回転速度差dNEが大きいときほど、補正係数αがより大きな値に設定されるために、遅延期間DTはより長い期間に設定されることとなる。このように補正係数αを設定するようにしているのは以下の理由による。即ち、機関回転速度差dNEが大きい場合には、スロットル開度TAを変更してから機関回転速度NEが目標機関回転速度NETに収束するまでの期間が長くなることから、これに見合ったかたちで基本遅延期間DTBを補正して遅延期間DTを決定するようにしている。
次に、上述した各処理を通じて制御される燃焼方式の切替態様についてその例を図7〜図9を参照して説明する。
図7は、シフトレンジがDレンジからNレンジ(或いはPレンジ)に切り替えられた場合における吸入空気量Q及び機関回転速度NEの各推移、並びに燃料噴射形態及び点火時期の変化態様を示している。尚、図7の実線は、本触媒暖機制御を実行した場合における機関回転速度NEの推移、並びに燃料噴射形態及び点火時期の変化態様を示している。
図7は、シフトレンジがDレンジからNレンジ(或いはPレンジ)に切り替えられた場合における吸入空気量Q及び機関回転速度NEの各推移、並びに燃料噴射形態及び点火時期の変化態様を示している。尚、図7の実線は、本触媒暖機制御を実行した場合における機関回転速度NEの推移、並びに燃料噴射形態及び点火時期の変化態様を示している。
同図7に示されるように、シフトレンジがDレンジからNレンジに切り替えられると、「OFF」に設定されていた暖機要求フラグXCが「ON」に切り替えられる(タイミングt71)。このように暖機要求フラグXCが切り替えられると、まずスロットル開度TAが燃焼方式切り替え後の目標吸入空気量QTに見合う開度にまで増大する。その結果、吸入空気量Qが徐々に増大し、これに伴って機関回転速度NEが上昇するようになる。
そして、スロットル開度TAが変更されてから遅延期間DTが経過すると、燃料噴射形態が一括噴射から分割噴射に変更されるとともに、点火時期が現在の時期よりも遅角側の時期、即ち排気温度の上昇を優先する時期に設定される(タイミングt72)。このように点火時期が遅角側の時期に設定される結果、機関出力が低下し、それに伴って機関回転速度NEも徐々に低下して目標機関回転速度NETに収束するようになる。ここで、本触媒暖機制御においては、吸入空気量差dQ、機関回転速度差dNE、機関冷却水温THWを考慮して上記遅延期間DTを設定するようにしているため、燃焼方式の切り替えに伴う機関回転速度NEの変動は極力抑制されるようになり円滑に変化するようになる。
一方、スロットル開度TAが変更されてから遅れて燃料噴射形態及び点火時期を変更するものの、その遅延期間を一定にした場合にあっては、図7において一点鎖線にて示されるように、機関回転速度NEがまだ十分に上昇していない時に燃料噴射形態及び点火時期が変更される場合がある。そして、この場合にはその変更によって機関回転速度NEが一旦低下して再び上昇する、といった機関回転速度の不要な変動が生じるようになる。即ち、吸入空気量Qが十分に増大しないうちに燃料噴射形態及び点火時期が変更されることにより、機関燃焼状態が不安定になり機関出力の落ち込みを招く。従って、機関出力や機関回転速度NEの変動が振動や騒音の変化として認識され易くなる。
また、図7において二点鎖線にて示されるように、スロットル開度TAが変更されてから燃料噴射形態及び点火時期が変更されるまでの期間を過度に長く設定した場合にあっては、上述したような機関燃焼状態の不安定化は抑制されるものの、吸入空気量の増大によって機関出力が過度に上昇し、一時的な機関回転速度NEの吹け上がりを招くこととなる。そして、このように過度に上昇した機関回転速度NEがその後急速に低下するようになる。従って、この場合にあってもやはり機関出力や機関回転速度NEの変動が振動や騒音の変化として認識され易くなる。
この点、本触媒暖気制御によれば、上記遅延期間DTが燃焼方式の切り替えに伴う吸入空気量Qや機関回転速度NEの変化を応じた適切な長さに設定されるため、こうした機関出力、機関回転速度NEの不必要な変動を極力抑制することができるようになる。
以上、燃焼方式が第1の燃焼方式から第2の燃焼方式に切り替えられる場合について説明したが、次に、燃焼方式が第2の燃焼方式から第1の燃焼方式に切り替えられる場合について説明する。
図8は、シフトレンジがNレンジ(或いはPレンジ)からDレンジに切り替えられた場合における吸入空気量Q及び機関回転速度NEの各推移、並びに燃料噴射形態及び点火時期の変化態様を示している。尚、図8の実線は、本触媒暖機制御を実行した場合における機関回転速度NEの推移、並びに燃料噴射形態及び点火時期の変化態様を示している。
同図8に示されるように、シフトレンジがNレンジからDレンジに切り替えられると、「ON」に設定されていた暖機要求フラグXCが「OFF」に切り替えられる(タイミングt81)。このように暖機要求フラグXCが切り替えられると、まずスロットル開度TAが燃焼方式切り替え後の目標吸入空気量QTに見合う開度にまで低下する。その結果、吸入空気量Qが徐々に減少し、これに伴って機関回転速度NEも低下するようになる。
そして、スロットル開度TAが変更されてから遅延期間DTが経過すると、燃料噴射形態が分割噴射から一括噴射に変更されるとともに、点火時期が現在の時期よりも進角側の時期、即ち機関出力を優先する通常の時期に設定される(タイミングt82)。このように点火時期が進角側の時期に設定される結果、機関出力が低下し、それに伴って機関回転速度NEも徐々に低下して目標機関回転速度NETに収束するようになる。本実施の形態によれば、燃焼方式の切り替えに伴う機関回転速度NEの変動は極力抑制されるようになり、同機関回転速度が円滑に変化するようになる。
一方、スロットル開度TAが変更されてから遅れて燃料噴射形態及び点火時期を変更するものの、その遅延期間を一定にした場合にあっては、図8において一点鎖線にて示されるように、機関回転速度NEがまだ十分に低下していない時に燃料噴射形態及び点火時期が変更される場合がある。そして、この場合には、機関回転速度NEが一旦上昇して再び低下する、といった機関回転速度の不要な変動を招くようになる。即ち、吸入空気量の十分に減少しないうちに点火時期が進角側の時期に設定されるため、機関出力が過度に上昇し、一時的な機関回転速度NEの吹け上がりを招くこととなる。そして、このように過度に上昇した機関回転速度NEがその後急速に低下するようになる。従って、これに起因する機関回転速度NEの不安定化を招くとともに、こうした機関出力や機関回転速度NEの変動が振動や騒音の変化として認識され易くなる。
また、図8において二点鎖線にて示されるように、スロットル開度TAが変更されてから燃料噴射形態及び点火時期が変更されるまでの期間が長くなりすぎた場合にあっては、上述したような機関回転速度NEの吹け上がりは生じないものの、吸入空気量Qが過度に低下した後に燃料噴射形態及び点火時期が変更されることになる。これにより、機関燃焼状態が不安定になり機関出力の落ち込みを招く。従って、この場合にあってもやはり機関出力や機関回転速度NEの変動が振動や騒音の変化として認識され易くなる。
本触媒暖気制御によれば、燃焼方式が第1の燃焼方式から第2の燃焼方式に切り替えられる場合と同様に、同燃焼方式が第2の燃焼方式から第1の燃焼方式に切り替えられる場合にあっても、機関回転速度NEの不必要な変動を極力抑制することができるようになる。
以上、図7及び図8を参照して、シフトレンジの切り替えに伴って燃焼方式を切り替える場合について説明したが、次にシフトレンジの切り替えは行われないときに、燃焼方式が切り替えられる場合について説明する。
図9は、シフトレンジがNレンジ(或いはPレンジ)のまま維持された状態で、吸入空気量積算値ΣQが所定値ΣQJ以上になり、「ON」に設定されていた暖機要求フラグXCが「OFF」に切り替えられた場合における吸入空気量Q及び機関回転速度NEの各推移、並びに燃料噴射形態及び点火時期の変化態様を示している。尚、図9の実線は、本触媒暖機制御を実行した場合における機関回転速度NEの推移、並びに燃料噴射形態及び点火時期の変化態様を示している。
また、この場合、シフトレンジの切り替えを伴わないため、同図9に示されるように、目標機関回転速度NETは略一定の速度に維持されている。但し、吸入空気量Qについては、暖機要求フラグXCが「OFF」に切り替えられてスロットル開度TAが低下するに伴って徐々に減少する。
スロットル開度TAが変更されてから遅れて燃料噴射形態及び点火時期を変更するものの、本触媒暖気制御と異なり遅延期間を一定にした場合にあっては、図9において一点鎖線にて示されるように、吸入空気量Qがまだ十分に減少していない時に燃料噴射形態及び点火時期が変更される場合がある。そして、この場合には、機関出力の急激な上昇に伴って機関回転速度NEが大きく吹け上がることが懸念される。一方、図9において二点鎖線にて示されるように、燃料噴射形態及び点火時期の変更が遅れ、吸入空気量が過度に減少した後に同変更がなされた場合には、機関出力が急激に低下して機関回転速度NEが一時的に大きく低下してしまったり、その低下が著しい場合には機関ストールに至ることが懸念される。従って、いずれの場合にせよ、一定に維持すべき機関回転速度NEの不要な変動を招くこととなる。その結果、こうした機関出力や機関回転速度NEの変動が振動や騒音の変化として認識され易くなる。
これに対して、本触媒暖気制御によれば、図9に示されるように、暖機要求フラグXCが「ON」から「OFF」に切り替えられた時点(タイミングt91)から上記遅延期間DTの経過を待って燃料噴射形態が分割噴射から一括噴射に変更される(タイミングt92)。また併せて、点火時期が現在の時期よりも進角側の時期、即ち機関出力の確保を優先する時期に設定される。そして、上述したように、この遅延期間DTが吸入空気量差dQ、機関回転速度差dNE、機関冷却水温THWを考慮して上記遅延期間DTを設定するようにしているため、吸入空気量Qの減少による機関出力の低下と点火時期を進角側の時期に設定することによる機関出力の上昇が好適に相殺されるようになる。これにより、燃焼方式の切り替えに伴う機関回転速度NEの変動は極力抑制されて同機関回転速度NEが円滑に変化するようになる。
以上、説明したように、本触媒暖機制御を実行する制御装置によれば、燃焼方式切り替え前後の目標吸入空気量、目標機関回転速度、並びに機関冷却水温に基づいて燃焼方式の切り替えに伴う機関燃焼状態の推移を把握した上で、燃料噴射形態及び点火時期の変更時期、即ち燃焼方式の切り替え時期を設定することができる。従って、その切り替え時期を、切り替えに伴う機関出力の変動を抑える上で適切な時期に設定することができるようになる。
尚、上記実施の形態は以下のようにその構成や制御態様を変更することもできる。
・シフトレンジがNレンジ或いはPレンジに設定されているときに加えて、Rレンジに設定されているときにも、暖機要求フラグXCを「ON」に設定して燃焼方式を第2の燃焼方式に設定するようにしてもよい。
・シフトレンジがNレンジ或いはPレンジに設定されているときに加えて、Rレンジに設定されているときにも、暖機要求フラグXCを「ON」に設定して燃焼方式を第2の燃焼方式に設定するようにしてもよい。
・車両駆動系に機関出力が伝達される状態にあるか否かをシフトレンジに基づいて判断し、機関出力が伝達される状態にないことを条件に燃焼方式を第2の燃焼方式に切り替えるようにしたが、シフトレンジの設定状態に関係なく、機関始動後、触媒装置18の暖機が完了した旨判断されるまで燃焼方式を常に第2の燃焼方式に維持するようにしてもよい。
・第2の燃焼方式において、圧縮行程後期での燃料噴射に先立ち、吸気行程での燃焼噴射を実行するようにしたが、燃料噴射量が多いときなどは例えば排気行程から吸気行程にかけて燃料噴射を実行するようにしてもよい。
・燃焼方式の切り替えに際して燃料噴射形態を一括噴射と分割噴射と間で変更するようにしたが、機関アイドル運転時において安定した機関燃焼状態を維持しつつ、機関出力を優先する時期と排気温度の上昇を優先する時期とに点火時期を切り替えることができるのであれば、燃料噴射形態の変更態様はこれに限定されない。例えば、吸気行程初期と吸気行程後期(或いは圧縮行程初期)との間で燃料噴射時期を変更し、これに併せて点火時期を変更するようにしてもよい。
・所定値ΣQJの設定に際して、機関始動時の機関冷却水温THWの関数である補正係数kに基づいて補正するようにしたが、かかる補正を省略するようにしてもよい。因みに、この場合にあっては、機関始動時の機関冷却水温THWが極めて低くなる状況を想定して所定値ΣQJを比較的大きく設定するようにするのが望ましい。
・吸入空気量積算値ΣQが所定値ΣQJ以上になったことをもって触媒装置18の暖機が完了した旨判断するようにしたが、例えば機関始動時からの燃料噴射量積算値などといった同吸入空気量積算値ΣQの相関値が所定値以上であることをもって同判断を行うようにしてもよい。また、機関始動から所定の時間が経過したことをもって上記判断を行うこともできる。但し、燃焼方式の切り替えを伴う触媒暖機の期間が不必要に長くなるのを回避する上では、吸入空気量積算値ΣQ或いは上述した燃料噴射量積算値に基づいて触媒装置18の暖機完了を判断するのが望ましい。一方、触媒装置18の暖機完了をより精緻に判断する上では、例えば単位時間当たり吸入空気量或いは燃料噴射量をそのときの排気温度に基づいて重み付けし、その重み付けされた吸入空気量或いは燃料噴射量の積算値に基づいて触媒装置18の暖機完了を判断するといった方法を採用することもできる。
・遅延期間DTを算出する手法は、吸入空気量差dQ、機関冷却水温THW並びに機関回転速度差dNEに基づく手法であれば、任意に変更可能である。同手法としては、例えば吸入空気量差dQ及び機関回転速度差dNEに基づき基本遅延期間を算出するとともに、機関冷却水温THWに基づき補正係数を算出し、基本遅延期間を補正係数で補正することにより遅延期間を算出するといった手法を採用すること等が可能である。
・上記実施の形態では、遅延期間DTを機関冷却水温THWの他、吸入空気量差dQ並びに機関回転速度差dNEに基づいて設定するようにした。吸入空気量差dQに代え、燃焼方式を切り替える前の現在の吸入空気量Qと切り替え後の目標吸入空気量QTとの比に基づいて遅延期間DTを設定するようにしたり、これら現在の吸入空気量Q及び目標吸入空気量QTを引数として含むマップに基づいて遅延期間DTを設定したりすることもできる。また、機関回転速度差dNEに関しても同様である。その他、燃焼方式切り替え前のスロットル開度TAと切り替え後の目標スロットル開度TATとに基づいて遅延期間DTを設定することもできる。その他、燃焼方式切り替えに伴う機関回転速度NEの変化を考慮することなく、燃焼方式を切り替える前の現在の吸入空気量Qと切り替え後の目標吸入空気量QTとに基づいて遅延期間DTを設定するようにしてもよい。また、燃焼方式切り替えに伴う吸入空気量Qの変化を考慮することなく、燃焼方式を切り替える前の現在の機関回転速度NEと切り替え後の目標機関回転速度NETとに基づいて遅延期間DTを設定するようにしたりしてもよい。即ち、燃焼方式の切り替えに伴う機関燃焼状態の推移を推定可能な機関制御因子であれば、同機関制御因子に基づいて遅延期間DTを設定することができる。
・上記実施の形態では、筒内噴射弁のみを有する内燃機関10をその制御対象とした制御装置について説明したが、本発明にかかる制御装置は、例えば筒内噴射弁に加え、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路用噴射弁を備える内燃機関をその制御対象とすることもできる。また、圧縮行程噴射を行わないのであれば、吸気通路用噴射弁のみを有する内燃機関を制御対象とすることもできる。
10…内燃機関、11…吸気通路、12…スロットル弁、13…モータ、14…点火プラグ、15…燃料噴射弁、16…燃焼室、17…排気通路、18…触媒装置、40…制御部、41…メモリ、50…検出部、51…エアフロメータ、52…スロットルセンサ、53…クランクセンサ、54…水温センサ。
Claims (9)
- 機関アイドル運転中に燃料噴射形態及び点火時期を変更して内燃機関の燃焼方式を切り替えるとともに該切り替えに先立ち吸入空気量を前記切り替え後の燃焼方式に対応した量に変更する内燃機関の制御装置であって、
前記吸入空気量の変更に伴う機関燃焼状態の推移を切り替え前後の各燃焼方式における機関制御因子の値に基づいて推定し、該推定結果に基づいて前記燃焼方式の切り替え時期を設定する設定手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1記載の内燃機関の制御装置において、
前記設定手段は燃焼方式を切り替える前の吸入空気量と切り替え後の目標吸入空気量とを前記機関制御因子とし、それらに基づいて前記燃焼方式の切り替え時期を設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項2記載の内燃機関の制御装置において、
前記設定手段は切り替える前の吸入空気量と切り替え後の目標吸入空気量との差分に基づいて前記燃焼方式の切り替え時期を設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1記載の内燃機関の制御装置において、
前記設定手段は燃焼方式を切り替える前の機関回転速度と切り替え後の目標機関回転速度とを前記機関制御因子とし、それらに基づいて前記燃焼方式の切り替え時期を設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項4記載の内燃機関の制御装置において、
前記設定手段は切り替える前の機関回転速度と切り替え後の目標機関回転速度との差分に基づいて前記燃焼方式の切り替え時期を設定する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1記載の内燃機関の制御装置において、
前記設定手段は燃焼方式を切り替える前の吸入空気量及び機関回転速度と切り替え後の目標吸入空気量及び目標機関回転速度とを前記機関制御因子とし、前記吸入空気量と前記目標吸入空気量との差分に基づいて燃焼方式の切り替え時期にかかる基本時期を設定し、前記機関回転速度及び前記目標機関回転速度との差分に基づいて前記基本時期を補正する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関は燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を備え、
前記燃焼方式は、燃料噴射形態が一括噴射に設定される第1の燃焼方式と、燃料噴射形態が前記筒内噴射弁による圧縮行程噴射を含む分割噴射に設定されるとともに点火時期が前記第1の燃焼方式での点火時期よりも遅角側の時期に設定され併せて目標吸入空気量が前記第1の燃焼方式での目標吸入空気量よりも増量される第2燃焼方式との間で切り替えられる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 機関始動後の吸入空気量積算値又はその相関値が所定量以上であるときに前記燃焼方式を前記第2の燃焼方式から前記第1の燃焼方式に強制的に切り替える切替手段を更に備える
請求項7記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は駆動源として車両に搭載されるものであり、前記内燃機関に連結される車両駆動系に機関出力が伝達されない状態にあるときには前記第2の燃焼方式に、前記車両駆動系に機関出力が伝達される状態にあるときには前記第1の燃焼方式に設定されるように燃焼方式を切り替える切替手段を更に備える
請求項7又は8記載の内燃機関の制御装置。
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Cited By (3)
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JP2008291816A (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
US8099223B2 (en) | 2006-12-28 | 2012-01-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control system of internal combustion engine and control method of the control system |
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