JP2007024002A - Air-fuel ratio control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize excellent air-fuel ratio controllability even in an area smaller than minimum injection time in fuel injection time of a cylinder injection injector. <P>SOLUTION: An engine ECU executes a program including a step (S100) of detecting a target engine speed, a step (S110) of detecting an engine intake load rate, a step (S120) of calculating target fuel pressure by referring to a two-dimensional map by using the target engine speed and the engine intake load rate, a step (S130) of calculating a correction factor of integral gain on the basis of the target fuel pressure and a unidimensional map (the correction factor is small as the target fuel pressure becomes high), and a step (S140) of calculating the corrected integral gain used in air-fuel ratio feedback control. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に、筒内に燃料を直接噴射する内燃機関における空燃比制御装置に関する。   The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder.

内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタを具備した内燃機関が公知である。このような内燃機関に於いては、アイドル時などのように内燃機関が低負荷にある時には圧縮行程時に燃料を気筒内に噴射して弱成層燃焼を実行し、高負荷時には吸気行程時に燃料を気筒内に噴射することにより均質燃焼を実行し、このことにより低燃費と高出力とを両立させている
一般的に内燃機関の排気系には、排気ガス中の有害成分を浄化するための触媒コンバータが設けられている。この触媒コンバータとして、三元触媒コンバータが広く使用されており、これは排気ガス中の三成分である一酸化炭素(CO)および未燃焼の炭化水素(HC)を酸化するとともに酸化窒素(NOx)を還元して、二酸化炭素(CO2)、水蒸気(H2O)、および窒素(N2)に変換させるものである。
An internal combustion engine equipped with an in-cylinder injector for injecting fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine is known. In such an internal combustion engine, when the internal combustion engine is under a low load, such as during idling, the fuel is injected into the cylinder during the compression stroke, and weakly stratified combustion is performed. During a high load, the fuel is injected during the intake stroke. A homogeneous combustion is performed by injecting into the cylinder, thereby achieving both low fuel consumption and high output. Generally, an exhaust system of an internal combustion engine has a catalyst for purifying harmful components in the exhaust gas. A converter is provided. As this catalytic converter, a three-way catalytic converter is widely used, which oxidizes carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbon (HC), which are three components in exhaust gas, and nitrogen oxide (NOx). Is converted into carbon dioxide (CO 2 ), water vapor (H 2 O), and nitrogen (N 2 ).

この三元触媒コンバータによる浄化特性は、燃焼室内に形成される混合気の空燃比に依存し、それが理論空燃比近傍である時に三元触媒コンバータは最も有効に機能する。これは、空燃比がリーンであり排気ガス中の酸素量が多いと、酸化作用が活発となるが還元作用が不活発となり、また空燃比がリッチであり排気ガス中の酸素量が少ないと、逆に還元作用が活発となるが酸化作用が不活発となり、前述の有害三成分を全て良好に浄化させることができないためである。したがって、三元触媒コンバータを有する内燃機関には、その排気通路に出力リニア型酸素センサが設けられ、それにより測定される酸素濃度を使用して燃焼室内の混合気の空燃比を理論空燃比(ストイキオメトリック・エア・フューエル・レシオ:以下、ストイキと記載する場合がある)にするように、空燃比フィードバック制御されている。   The purification characteristics of the three-way catalytic converter depend on the air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed in the combustion chamber, and the three-way catalytic converter functions most effectively when it is close to the stoichiometric air-fuel ratio. This is because if the air-fuel ratio is lean and the amount of oxygen in the exhaust gas is large, the oxidizing action becomes active but the reducing action becomes inactive, and if the air-fuel ratio is rich and the amount of oxygen in the exhaust gas is small, On the contrary, the reducing action becomes active, but the oxidizing action becomes inactive, and it is not possible to purify all of the above-mentioned harmful three components satisfactorily. Therefore, an internal combustion engine having a three-way catalytic converter is provided with an output linear oxygen sensor in its exhaust passage, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber is converted to the stoichiometric air-fuel ratio by using the oxygen concentration measured thereby. The air-fuel ratio feedback control is performed so that the stoichiometric air fuel ratio (hereinafter sometimes referred to as stoichiometric) may be used.

一方、燃料噴射時間を決定する際、内燃機関の回転数および負荷率等に基づいて、基本燃料噴射時間が算出され、これに上記した空燃比フィードバック制御による補正係数を始めとする各種補正量が重畳されて要求噴射時間が算出される。この際、軽負荷時等においては、算出された要求噴射時間が非常に小さい値になる場合がある。しかるに、実際に燃料を噴射する燃料噴射弁(インジェクタ)は、噴射できる燃料の最小値が決まっており(この噴射できる燃料の最小量を最小噴射時間という)、この最小噴射時間以下の噴射が行なえないようにしている。よって、算出された要求噴射時間が最小噴射時間をよりも小さい場合には、要求噴射時間を最小噴射時間に固定して燃料を噴射している。   On the other hand, when determining the fuel injection time, the basic fuel injection time is calculated based on the rotational speed and load factor of the internal combustion engine, and various correction amounts including the correction coefficient by the air-fuel ratio feedback control described above are calculated. The required injection time is calculated by superimposing. At this time, the calculated required injection time may be a very small value when the load is light. However, the fuel injection valve (injector) that actually injects fuel has a minimum value of the fuel that can be injected (the minimum amount of fuel that can be injected is referred to as the minimum injection time), and injection that is less than this minimum injection time can be performed. I am trying not to. Therefore, when the calculated required injection time is smaller than the minimum injection time, the fuel is injected with the required injection time fixed at the minimum injection time.

このような最小噴射時間以下では燃料を噴射できないので、この状態は要求噴射時間に対して過剰な噴射が行なわれている状態であり、空燃比はリッチな状態になっている。したがって、この状態で空燃比フィードバック制御を継続して実行すると、その補正係数は下限値まで低下してしまう。このような軽負荷状態から定常運転状態に移行すると、空燃比フィードバック制御による補正係数が適正値に戻るまでの間、オーバリーンになり排気エミッションおよびドライバビリティが悪化する現象が生じる。   Since fuel cannot be injected below such minimum injection time, this state is a state in which excessive injection is performed with respect to the required injection time, and the air-fuel ratio is rich. Therefore, if the air-fuel ratio feedback control is continuously executed in this state, the correction coefficient decreases to the lower limit value. When shifting from such a light load state to a steady operation state, a phenomenon occurs in which exhaust emission and drivability deteriorate due to overlean until the correction coefficient by air-fuel ratio feedback control returns to an appropriate value.

特開平4−362246号公報(特許文献1)は、このような問題を解決する内燃機関の空燃比制御装置を開示する。この内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の機関状態により定まる要求噴射時間がインジェクタの最小開弁時間より定まる最小噴射時間より小さいフィードバック制御の中止条件が成立する際、空燃比フィードバック制御手段の実行を中止する構成とされた内燃機関の空燃比制御装置であって、フィードバック制御の中止条件が成立している期間を計測する期間計測手段と、期間計測手段が計測する期間が所定期間以内の場合には、空燃比フィードバック制御手段の実行中止を禁止する禁止手段とを備える。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-362246 (Patent Document 1) discloses an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that solves such a problem. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine is configured to perform a feedback control stop condition when the required injection time determined by the engine state of the internal combustion engine is smaller than the minimum injection time determined by the minimum valve opening time of the injector. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine configured to cancel execution, wherein a period measurement unit that measures a period during which a feedback control stop condition is satisfied, and a period measured by the period measurement unit is within a predetermined period In this case, a prohibiting means for prohibiting the suspension of the execution of the air-fuel ratio feedback control means is provided.

この内燃機関の空燃比制御装置によると、フィードバック制御の中止条件が成立しても、成立している時間が所定時間以内である場合には、空燃比フィードバック制御は中止されることなく実行状態が維持される。したがって、加速のための変速処理後における空燃比制御性を向上させてドライバビリティの悪化を防止できる。
特開平4−362246号公報
According to this air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, even if the condition for stopping feedback control is satisfied, if the established time is within a predetermined time, the execution state is not stopped without stopping the air-fuel ratio feedback control. Maintained. Therefore, it is possible to improve the air-fuel ratio controllability after the speed change process for acceleration and prevent the drivability from deteriorating.
JP-A-4-362246

しかしながら、特許文献1に開示された内燃機関の空燃比制御装置においては、一定の条件が成立すると(軽負荷運転状態等であって、要求噴射時間が最小噴射時間よりも小さいという中止条件が所定期間を越えると)、空燃比フィードバック制御を中止してしまう。このため、そのときには、空燃比フィードバック制御が行なわれないので、空燃比が制御されず、排気エミッションの悪化やドライバビリティが悪化する。   However, in the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1, when a certain condition is satisfied (a stop condition that the requested injection time is smaller than the minimum injection time is in a light load operation state or the like) If the period is exceeded, the air-fuel ratio feedback control is stopped. Therefore, at that time, since air-fuel ratio feedback control is not performed, the air-fuel ratio is not controlled, and exhaust emission and drivability deteriorate.

その一方、軽負荷運転状態等であって、要求噴射時間が最小噴射時間よりも小さいときに、その短い要求噴射時間で燃料を筒内噴射用インジェクタから噴射しても、噴射時間と噴射量との間にリニアリティが成立しない領域であるので、極端な例では、リッチ側に補正している制御が行なわれている場合であっても、要求噴射時間では要求噴射量より少ない燃料しか噴射できないことになり、リーン側に補正していることになる。このような状態の元では、フィードバック制御の積分項がさらにリッチ側に補正するように積算されて、空燃比制御における目標値との偏差が小さくならなくなったり、積分項が適正に算出されないので、目標値と空燃比がハンチングしたりする。   On the other hand, even if the required injection time is shorter than the minimum injection time in a light load operation state or the like, even if fuel is injected from the in-cylinder injector with the short required injection time, the injection time and the injection amount In an extreme example, even if the control is corrected to the rich side, it is possible to inject less fuel than the required injection amount during the required injection time. Therefore, it is corrected to the lean side. Under such a condition, the integral term of the feedback control is accumulated so as to correct further to the rich side, and the deviation from the target value in the air-fuel ratio control does not become small, or the integral term is not properly calculated. Target value and air-fuel ratio hunting.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、要求噴射時間が最小噴射時間よりも小さい領域においても、良好な空燃比制御性を実現して、排気エミッションやドライバビリティの悪化を防止することができる、内燃機関の空燃比制御装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to realize good air-fuel ratio controllability and exhaust emission even in a region where the required injection time is smaller than the minimum injection time. It is another object of the present invention to provide an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that can prevent deterioration of drivability.

第1の発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、筒内に燃料を噴射するための燃料噴射手段を備えた内燃機関の空燃比を制御する。この空燃比制御装置は、内燃機関に要求される条件に基づいて、燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための制御手段と、内燃機関の排気系に設けられ、排気の空燃比を検知するための手段と、検知された空燃比に基づいて、空燃比が目標空燃比になるようにフィードバック制御するための空燃比制御手段とを含む。この空燃比制御手段は、燃料噴射手段における燃料噴射時間と燃料噴射量との関係に基づいて、フィードバックゲインを調整するための調整手段を含む。   An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to a first aspect of the invention controls the air-fuel ratio of an internal combustion engine provided with fuel injection means for injecting fuel into a cylinder. The air-fuel ratio control device is provided in a control means for controlling the fuel injection means so as to inject fuel on the basis of conditions required for the internal combustion engine, and an exhaust system of the internal combustion engine. And air-fuel ratio control means for performing feedback control based on the detected air-fuel ratio so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio. The air-fuel ratio control means includes adjustment means for adjusting the feedback gain based on the relationship between the fuel injection time and the fuel injection amount in the fuel injection means.

第1の発明によると、たとえば、軽負荷時においては燃料噴射量が少ないので、燃料噴射手段に供給される燃料の圧力が高いほど燃料噴射時間が短くなる。燃料噴射時間が短くなると、燃料噴射手段における燃料噴射時間と燃料噴射量との間の関係に線形な特性(リニアリティ特性)が成立しなくなる。このような場合、燃料噴射手段からは、制御手段から指令された燃料量とは異なる量の燃料が噴射されることが発生する。このため、このようなときには、空燃比フィードバック制御が正常に実行されにくい。このため、このような場合には空燃比フィードバック制御におけるフィードバックゲイン(特に積分ゲイン)を小さくなるように補正する。その結果、要求噴射時間が最小噴射時間よりも小さい領域(リニアリティ特性が成立しない領域)においても、良好な空燃比フィードバック制御特性を実現して、排気エミッションやドライバビリティの悪化を防止することができる、内燃機関の空燃比制御装置を提供することができる。   According to the first invention, for example, since the fuel injection amount is small at a light load, the fuel injection time becomes shorter as the pressure of the fuel supplied to the fuel injection means is higher. When the fuel injection time is shortened, a linear characteristic (linearity characteristic) is not established in the relationship between the fuel injection time and the fuel injection amount in the fuel injection means. In such a case, the fuel injection unit may inject an amount of fuel different from the amount of fuel commanded by the control unit. For this reason, in such a case, the air-fuel ratio feedback control is hardly executed normally. For this reason, in such a case, the feedback gain (particularly the integral gain) in the air-fuel ratio feedback control is corrected to be small. As a result, even in a region where the required injection time is shorter than the minimum injection time (region where the linearity characteristic is not established), it is possible to realize a favorable air-fuel ratio feedback control characteristic and prevent deterioration of exhaust emission and drivability. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine can be provided.

第2の発明に係る空燃比制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、制御手段は、内燃機関に要求される条件に基づいて算出された燃料量を噴射するように燃料噴射手段から燃料が噴射される燃料噴射時間を制御するための手段を含む。調整手段は、燃料噴射時間と燃料噴射量との線形な関係が成立しない領域および成立しない可能性がある領域のいずれかであると、フィードバックゲインを調整するための手段を含む。   In the air-fuel ratio control apparatus according to the second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the control means injects the fuel amount calculated based on the conditions required for the internal combustion engine. Means for controlling the fuel injection time during which the fuel is injected from. The adjusting means includes means for adjusting the feedback gain when the linear relationship between the fuel injection time and the fuel injection amount is one of a region where the linear relationship is not satisfied and a region where the fuel injection time may not be satisfied.

第2の発明によると、調整手段により、燃料噴射時間と燃料噴射量との線形な関係が成立しない領域(リニアリティ特性が成立しない領域)および成立しない可能性がある領域(リニアリティ特性が成立しない可能性がある領域)のいずれかであると、フィードバックゲインを小さく調整する。このため、良好な空燃比フィードバック制御特性を実現して、排気エミッションやドライバビリティの悪化を防止することができる。   According to the second aspect of the invention, the adjustment means causes a region where the linear relationship between the fuel injection time and the fuel injection amount is not established (a region where the linearity characteristic is not established) and a region where the linear relationship may not be established (a linearity characteristic may not be established). The feedback gain is adjusted to be small. For this reason, good air-fuel ratio feedback control characteristics can be realized, and deterioration of exhaust emission and drivability can be prevented.

第3の発明に係る空燃比制御装置においては、第2の発明の構成に加えて、調整手段は、フィードバックゲインが小さくなるように調整するための手段を含む。   In the air-fuel ratio control apparatus according to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect of the invention, the adjusting means includes means for adjusting the feedback gain to be small.

第3の発明によると、フィードバックゲインが小さくなるように調整して、空燃比フィードバック制御が乱れて、空燃比がハンチングすることを回避できる。   According to the third aspect of the invention, it is possible to avoid hunting of the air-fuel ratio by adjusting the feedback gain to be small and disturbing the air-fuel ratio feedback control.

第4の発明に係る空燃比制御装置においては、第2の発明の構成に加えて、調整手段は、フィードバック制御の積分ゲインが小さくなるように調整するための手段を含む。   In the air-fuel ratio control apparatus according to the fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the second aspect of the invention, the adjustment means includes means for adjusting the integral gain of feedback control to be small.

第4の発明によると、フィードバック制御の積分ゲインが小さくなるように調整して、空燃比フィードバック制御が乱れて、空燃比がハンチングすることを回避できる。   According to the fourth invention, it is possible to avoid the hunting of the air-fuel ratio by adjusting the integral gain of the feedback control so that the air-fuel ratio feedback control is disturbed.

第5の発明に係る空燃比制御装置においては、第1〜4のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、内燃機関の冷間時において、燃料噴射手段に供給される燃料の圧力が高い状態で燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。   In the air-fuel ratio control apparatus according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth aspects, the control means is a pressure of fuel supplied to the fuel injection means when the internal combustion engine is cold. Means for controlling the fuel injection means so as to inject the fuel in a high state.

第5の発明によると、冷間時においては、燃料噴射手段から噴射された燃料が霧化しにくいので、燃料噴射手段に供給される燃料の燃圧を上昇させて高圧の状態で筒内に噴射する。このようにすると、噴射された燃料が霧化しやすくなり、混合気の均質性を向上できる。しかしながら、このように燃圧を上昇させると、燃料噴射手段における燃料噴射時間と燃料噴射量との線形な関係が成立しにくくなり、空燃比フィードバック制御が乱れ、空燃比がハンチングする可能性がある。そのため、フィードバックゲインを調整(積分ゲインを小さく調整)して、空燃比フィードバック制御が乱れないようにして、空燃比がハンチングすることを回避することができる。   According to the fifth invention, since the fuel injected from the fuel injection means is difficult to atomize when cold, the fuel pressure of the fuel supplied to the fuel injection means is increased and injected into the cylinder in a high pressure state. . If it does in this way, the injected fuel will become easy to atomize and the homogeneity of air-fuel | gaseous mixture can be improved. However, when the fuel pressure is increased in this way, it is difficult to establish a linear relationship between the fuel injection time and the fuel injection amount in the fuel injection means, the air-fuel ratio feedback control is disturbed, and the air-fuel ratio may be hunted. Therefore, it is possible to avoid hunting of the air-fuel ratio by adjusting the feedback gain (adjusting the integral gain small) so that the air-fuel ratio feedback control is not disturbed.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

<第1の実施の形態>
図1に、本実施の形態に係る空燃比制御装置で制御される直噴エンジンの全体構成図を示す。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a direct injection engine controlled by the air-fuel ratio control apparatus according to the present embodiment.

エンジン本体10は、シリンダブロック100の上方にシリンダヘッド110が覆着されてなり、シリンダブロック100に形成されたシリンダ100A内にピストン120が摺動自在に保持されている。シリンダ100A内におけるピストン120の上下往復動がクランク軸130の回転運動に変換され、トランスミッション等へと伝達されるようになっている。クランク軸130は、エンジン始動時にはフライホイール140を介してスタータ30と接続される。   The engine body 10 has a cylinder head 110 covered over the cylinder block 100, and a piston 120 is slidably held in a cylinder 100A formed in the cylinder block 100. The reciprocating motion of the piston 120 in the cylinder 100A is converted into the rotational motion of the crankshaft 130 and transmitted to a transmission or the like. The crankshaft 130 is connected to the starter 30 via the flywheel 140 when the engine is started.

ピストン120の上方にはシリンダブロック100、シリンダヘッド110を室壁として燃焼室1000が形成され、燃焼室1000において燃料と空気との混合気の燃焼が行なわれ、その爆発力によりピストン120を上下往復動せしめる。混合気への点火はシリンダヘッド110を貫通し燃焼室1000内に突出して設けられた点火プラグ150により行なわれる。   A combustion chamber 1000 is formed above the piston 120 with the cylinder block 100 and the cylinder head 110 as chamber walls. In the combustion chamber 1000, a mixture of fuel and air is burned, and the piston 120 moves up and down by the explosive force. Move it. The air-fuel mixture is ignited by a spark plug 150 provided through the cylinder head 110 and protruding into the combustion chamber 1000.

混合気を構成する空気の供給は、シリンダヘッド110およびこれと接続された吸気管内部に形成された吸気通路1010により行なわれる。また、燃焼室1000からの排気は排気通路1020により行なわれる。シリンダヘッド110には、吸気通路1010と燃焼室1000との間の連通と遮断とを切り換える吸気バルブ160、排気通路1020と燃焼室1000との間の連通と遮断とを切り換える排気バルブ170が取り付けられている。   Supply of air constituting the air-fuel mixture is performed by an intake passage 1010 formed in the intake pipe connected to the cylinder head 110 and the cylinder head 110. Further, exhaust from the combustion chamber 1000 is performed by an exhaust passage 1020. The cylinder head 110 is provided with an intake valve 160 for switching communication between the intake passage 1010 and the combustion chamber 1000 and an exhaust valve 170 for switching communication between the exhaust passage 1020 and the combustion chamber 1000. ing.

吸気管内にはフラップ状のスロットルバルブ190が設けられ、その開度に応じて吸気通路1010内の空気流を調整する。   A flap-like throttle valve 190 is provided in the intake pipe, and the air flow in the intake passage 1010 is adjusted according to the opening.

混合気を構成する燃料の供給は、電磁式の筒内噴射用インジェクタ210により行なわれる。筒内噴射用インジェクタ210はシリンダヘッド110を貫通して設けられ、先端ノズル部から燃焼室1000内に燃料を噴射するようになっている。   The fuel constituting the mixture is supplied by an electromagnetic in-cylinder injector 210. The in-cylinder injector 210 is provided to penetrate the cylinder head 110 and injects fuel into the combustion chamber 1000 from the tip nozzle portion.

筒内噴射用インジェクタ210への燃料供給は、燃料タンク250から吸い上げた燃料を低圧ポンプ240および高圧ポンプ230により2段階に昇圧して供給される。高圧ポンプ230はエンジン本体10のクランク軸130からベルト等を介して伝達される動力で駆動される。一方、低圧ポンプ240は電動で駆動される。   The fuel supplied to the in-cylinder injector 210 is supplied by boosting the fuel sucked from the fuel tank 250 in two stages by the low pressure pump 240 and the high pressure pump 230. The high-pressure pump 230 is driven by power transmitted from the crankshaft 130 of the engine body 10 via a belt or the like. On the other hand, the low pressure pump 240 is driven electrically.

また、点火プラグ150、スロットルバルブ190、筒内噴射用インジェクタ210等のエンジン各部を制御するエンジンコントロールコンピュータ(以下、エンジンECU(Electronic Control Unit)と記載する)60が設けられている。エンジンECU60は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等からなる一般的な構成のもので、各種センサからの検知信号等に基づいて、点火プラグ150を作動せしめ、スロットルバルブ190に制御信号を出力してスロットルバルブ190の開度(スロットル開度)を調整し、筒内噴射用インジェクタ210に、制御信号により通電し所定のタイミングで所定時間、筒内噴射用インジェクタ210のノズルを開く。   Further, an engine control computer (hereinafter referred to as an engine ECU (Electronic Control Unit)) 60 that controls each part of the engine such as the spark plug 150, the throttle valve 190, the in-cylinder injector 210, and the like is provided. The engine ECU 60 has a general configuration including a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and the ignition plug 150 is installed on the basis of detection signals from various sensors. Actuate, output a control signal to the throttle valve 190 to adjust the opening degree of the throttle valve 190 (throttle opening degree), energize the in-cylinder injector 210 by the control signal, and in the cylinder for a predetermined time at a predetermined timing The nozzle of the injector 210 for injection is opened.

エンジンECU60に信号を入力するセンサには、吸気通路1010内を流通する空気流量を測定するマスフローメータ510、クランク角センサ520、A/Fセンサ530、エンジン温度を代表するエンジン冷却水温を検出する冷却水温センサ等がある。また、エンジンECU60には、始動時に運転者がキーを操作すると、そのイグニッション(IG)オン信号およびスタータオン信号が入力され、運転者がアクセルペダル420を踏み込むと、その踏み込み量が入力されるようになっている。   The sensor that inputs a signal to the engine ECU 60 includes a mass flow meter 510 that measures the flow rate of air flowing through the intake passage 1010, a crank angle sensor 520, an A / F sensor 530, and a cooling that detects an engine cooling water temperature that represents the engine temperature. There are water temperature sensors. Further, when the driver operates the key at the time of start-up, an ignition (IG) on signal and a starter on signal are input to the engine ECU 60, and when the driver depresses the accelerator pedal 420, the amount of depression is input. It has become.

エンジンECU60は、マスフローメータ510等によって検知された吸入空気量に基づいて燃焼噴射量を制御する。このとき、エンジンECU60は、各センサからの信号に基づいて、最適な燃焼状態になるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた噴射量と噴射時期とを制御する。このエンジン本体10においては、燃料を筒内に直接噴射するため、噴射時期制御と噴射量制御とを同時に行なう。また、エンジンECU60は、クランク角センサ520やカムポジションセンサ等によって検知された信号(ノッキングセンサ等も含む)に基づいて、最適な点火時期になるように点火時期制御が行なわれる。このような制御により、エンジン本体10の高出力化および低エミッション化の両立を実現している。なお、エンジンECU60により、このエンジンは、通常運転領域の全域においてストイキ状態で運転される。   The engine ECU 60 controls the combustion injection amount based on the intake air amount detected by the mass flow meter 510 or the like. At this time, the engine ECU 60 controls the injection amount and the injection timing according to the engine speed and the engine load so as to achieve an optimal combustion state based on signals from the sensors. In the engine main body 10, in order to inject fuel directly into the cylinder, injection timing control and injection amount control are performed simultaneously. Further, the engine ECU 60 performs ignition timing control so as to achieve an optimal ignition timing based on signals (including a knocking sensor and the like) detected by the crank angle sensor 520, the cam position sensor, and the like. Such control realizes both high output and low emission of the engine body 10. The engine ECU 60 operates the engine in a stoichiometric state throughout the normal operation region.

また、エンジンECU60は、排気の空燃比が目標空燃比になるように、A/Fセンサ530により検知された空燃比と目標空燃比との偏差をなくするように空燃比フィードバック制御を行なっている。この空燃比フィードバック制御としてPI(またはPID)制御が用いられる。P成分(比例項、比例ゲイン)は、応答性に影響を与え、D成分(積分項、積分ゲイン)は、定常偏差に影響を与える。   Further, the engine ECU 60 performs air-fuel ratio feedback control so as to eliminate the deviation between the air-fuel ratio detected by the A / F sensor 530 and the target air-fuel ratio so that the air-fuel ratio of the exhaust becomes the target air-fuel ratio. . PI (or PID) control is used as the air-fuel ratio feedback control. The P component (proportional term, proportional gain) affects responsiveness, and the D component (integral term, integral gain) affects steady-state deviation.

さらに、エンジンECU60は、高圧ポンプ230を制御して、筒内噴射用インジェクタ210へ供給される燃料の圧力を制御する。このとき、たとえば、以下のようにして高圧ポンプ230が制御されて燃料の圧力が制御される。   Further, the engine ECU 60 controls the pressure of fuel supplied to the in-cylinder injector 210 by controlling the high-pressure pump 230. At this time, for example, the high pressure pump 230 is controlled as follows to control the fuel pressure.

高圧ポンプ230は、カムの回転によりシリンダ内で往復移動するポンププランジャーと、シリンダとポンププランジャーとにより構成される加圧室とを備えている。この加圧室には、燃料タンクから燃料を送り出すフィードポンプと連通するポンプ供給パイプ、加圧室から燃料を流出させて燃料タンクに戻すリターンパイプおよび加圧室内の燃料を筒内噴射用インジェクタ210に向けて圧送する高圧デリバリパイプがそれぞれ接続されている。また、高圧ポンプ230には、ポンプ供給パイプおよび高圧デリバリパイプと加圧室との間を開閉する電磁スピル弁が設けられている。   The high-pressure pump 230 includes a pump plunger that reciprocates in the cylinder by the rotation of the cam, and a pressurizing chamber that includes the cylinder and the pump plunger. The pressurizing chamber includes a pump supply pipe that communicates with a feed pump that feeds fuel from the fuel tank, a return pipe that causes the fuel to flow out from the pressurizing chamber and return it to the fuel tank, and in-cylinder injector 210 High-pressure delivery pipes that are pumped toward are connected to each other. The high-pressure pump 230 is provided with an electromagnetic spill valve that opens and closes a pump supply pipe and a high-pressure delivery pipe and a pressurizing chamber.

電磁スピル弁が開いた状態にあって、加圧室の容積が大きくなる方向にポンププランジャーが移動するとき、すなわち高圧ポンプ230が吸入行程にあるとき、ポンプ供給パイプから加圧室内に燃料が吸入される。また、加圧室の容積が小さくなる方向にポンププランジャーが移動するとき、すなわち高圧ポンプ230が圧送行程にあるときに電磁スピル弁を閉じると、ポンプ供給パイプおよびリターンパイプと加圧室との間が遮断され、加圧室内の燃料が高圧デリバリパイプを介して筒内噴射用インジェクタ210に圧送される。   When the electromagnetic plunger spill valve is open and the pump plunger moves in the direction of increasing the volume of the pressurizing chamber, that is, when the high-pressure pump 230 is in the suction stroke, fuel is supplied from the pump supply pipe into the pressurizing chamber. Inhaled. Further, when the pump plunger moves in the direction in which the volume of the pressurizing chamber decreases, that is, when the high-pressure pump 230 is in the pumping stroke, if the electromagnetic spill valve is closed, the pump supply pipe, the return pipe, and the pressurizing chamber The gap is cut off, and the fuel in the pressurized chamber is pumped to the in-cylinder injector 210 via the high-pressure delivery pipe.

このような高圧ポンプ230においては、圧送行程中における電磁スピル弁の閉弁期間中のみ筒内噴射用インジェクタ210に向けて燃料が圧送されるため、電磁スピル弁の閉弁開始時期を制御することで(電磁スピル弁の閉弁期間を調整することで)燃料圧送量が調整されるようになる。すなわち、電磁スピル弁の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすることで燃料圧送量が多くなり、電磁スピル弁の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすることで燃料圧送量が少なくなる。燃料圧送量が多くなると高圧デリバリパイプ内の燃料の圧力が上昇して、燃料圧送量が少なくなると高圧デリバリパイプ内の燃料の圧力が低下する。   In such a high-pressure pump 230, the fuel is pumped toward the in-cylinder injector 210 only during the closing period of the electromagnetic spill valve during the pumping stroke, and therefore, the closing timing of the electromagnetic spill valve is controlled. (By adjusting the closing period of the electromagnetic spill valve), the fuel pumping amount is adjusted. In other words, the fuel pumping amount increases by increasing the closing period by increasing the closing timing of the electromagnetic spill valve, and the fuel pumping amount by shortening the closing period by delaying the closing period of the electromagnetic spill valve. Less. When the fuel pumping amount increases, the fuel pressure in the high-pressure delivery pipe increases. When the fuel pumping amount decreases, the fuel pressure in the high-pressure delivery pipe decreases.

このように、フィードポンプから送り出された燃料を高圧ポンプ230で加圧し、この加圧後の燃料を適切な燃料圧力で筒内噴射用インジェクタ210に向けて圧送することで、燃焼室に直接燃料を噴射供給する内燃機関にあっても、その燃料噴射を的確に行なうことができる。   In this way, the fuel delivered from the feed pump is pressurized by the high-pressure pump 230, and the pressurized fuel is pumped toward the in-cylinder injector 210 at an appropriate fuel pressure, so that the fuel directly into the combustion chamber. Even in an internal combustion engine that injects fuel, the fuel injection can be performed accurately.

高圧ポンプ230により燃料の圧力を高くすると、燃焼室内に直接噴射された燃料の霧化が促進され均一な混合気を形成することができる。特に、エンジンが冷間時において、このような効果が顕著である。しかしながら、燃料の圧力が高いほど、同じ要求燃料量であっても、燃料噴射時間が短くなり、噴射時間と噴射量との間にリニアリティがなくなる最小噴射時間を下回ることがある。このようなときに、空燃比フィードバック制御において、積分項が燃料噴射量の誤差を含んで積算されるので、精度高く算出できない。本実施の形態に係る空燃比制御装置においては、このような場合に積分項の影響を小さくして、空燃比フィードバック制御の制御特性を向上させる。   When the pressure of the fuel is increased by the high-pressure pump 230, atomization of the fuel directly injected into the combustion chamber is promoted, and a uniform air-fuel mixture can be formed. In particular, such an effect is remarkable when the engine is cold. However, the higher the fuel pressure, the shorter the fuel injection time for the same required fuel amount, which may be less than the minimum injection time when there is no linearity between the injection time and the injection amount. In such a case, in the air-fuel ratio feedback control, the integral term is integrated including an error in the fuel injection amount, so that it cannot be calculated with high accuracy. The air-fuel ratio control apparatus according to the present embodiment improves the control characteristics of the air-fuel ratio feedback control by reducing the influence of the integral term in such a case.

図2を参照して、本実施の形態に係るエンジンECU60に記憶される目標燃圧に対する空燃比フィードバックPI制御の積分項の補正係数を示す。目標燃圧が高くなるほど、燃料噴射時間が短くなるので、空燃比フィードバック制御の積分項の影響が少なくなるように、補正係数が小さくなるように定められている。たとえば、4PMaでは、補正係数が1.0であるのに対して、13PMaでは、補正係数が0.3である。   Referring to FIG. 2, the correction coefficient of the integral term of air-fuel ratio feedback PI control with respect to the target fuel pressure stored in engine ECU 60 according to the present embodiment is shown. The higher the target fuel pressure, the shorter the fuel injection time. Therefore, the correction coefficient is determined to be small so that the influence of the integral term of the air-fuel ratio feedback control is reduced. For example, the correction coefficient is 1.0 at 4 PMa, whereas the correction coefficient is 0.3 at 13 PMa.

さらに、目標燃圧ではなく実燃圧であってもよい。ただし、この実燃圧を使用する場合には、なまし処理を施した燃圧を用いるようにする。   Further, the actual fuel pressure may be used instead of the target fuel pressure. However, when this actual fuel pressure is used, the fuel pressure subjected to annealing treatment is used.

図3を参照して、本実施の形態に係るエンジンECU60で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、空燃比制御についてのプログラムである。   With reference to FIG. 3, a control structure of a program executed by engine ECU 60 according to the present embodiment will be described. This program is a program for air-fuel ratio control.

ステップ(以下、ステップをSと略す)100にて、エンジンECU60は、エンジン目標回転数を検知する。S110にて、エンジンECU60は、エンジンの吸気負荷率を検知する。S120にて、エンジンECU60は、エンジンの目標回転数と吸気負荷率とに基づいて、これらの2次元マップを用いて、目標燃圧を算出する。   In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100, engine ECU 60 detects the target engine speed. In S110, engine ECU 60 detects the intake load factor of the engine. In S120, engine ECU 60 calculates a target fuel pressure using these two-dimensional maps based on the target engine speed and the intake load factor.

S130にて、エンジンECU60は、算出した目標燃圧から、図2に示す1次元マップを用いて、積分ゲインの補正係数を算出する。   In S130, engine ECU 60 calculates an integral gain correction coefficient from the calculated target fuel pressure using the one-dimensional map shown in FIG.

S140にて、エンジンECU60は、空燃比フィードバック制御の積分ゲインに、S130にて算出された補正係数を乗算して、空燃比フィードバック制御の補正された積分ゲインを算出する。   In S140, engine ECU 60 multiplies the integral gain of air-fuel ratio feedback control by the correction coefficient calculated in S130 to calculate a corrected integral gain of air-fuel ratio feedback control.

この積分ゲインや、比例ゲインを用いて、目標空燃比と実際の空燃比との偏差をなくするような空燃比フィードバック制御の操作量(燃料噴射量)が算出される。   Using this integral gain or proportional gain, an operation amount (fuel injection amount) of air-fuel ratio feedback control that eliminates the deviation between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio is calculated.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンECU60で制御されるエンジンの空燃比制御を実行している場合の動作について説明する。   An operation in the case of executing the air-fuel ratio control of the engine controlled by engine ECU 60 according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.

エンジンが始動され、軽負荷運転時においては、要求噴射量が少ない状態である。この状態において燃圧が高いときには、最小噴射時間を下回るような噴射時間が算出され、噴射時間と噴射量との間にリニアリティが成立しなくなる。   The engine is started and the required injection amount is small during light load operation. When the fuel pressure is high in this state, an injection time that is less than the minimum injection time is calculated, and linearity is not established between the injection time and the injection amount.

エンジン目標回転数が検知され(S100)、エンジン吸気負荷率が検知され(S110)、エンジンの目標回転数と吸気負荷率とに基づいて、目標燃圧が算出される(S120)。   The target engine speed is detected (S100), the engine intake load factor is detected (S110), and the target fuel pressure is calculated based on the target engine speed and the intake load factor (S120).

目標燃圧に基づいて補正係数が算出され(S130)、この補正係数が積分ゲインに乗算されて空燃比フィードバック制御の積分ゲインが補正される。このとき、図2に示すように、燃圧が高いほど、積分ゲインに乗算される補正係数がより小さく設定されているので、積分ゲインがより小さく算出される(S140)。   A correction coefficient is calculated based on the target fuel pressure (S130), and this correction coefficient is multiplied by the integral gain to correct the integral gain of the air-fuel ratio feedback control. At this time, as shown in FIG. 2, the higher the fuel pressure is, the smaller the correction coefficient that is multiplied by the integral gain is set, so the integral gain is calculated to be smaller (S140).

以上のようにして、軽負荷時において、筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が高いほど、燃料噴射時間が短くなり、噴射時間と噴射量との間の関係にリニアリティ特性が成立しなくなる。このような場合、筒内噴射用インジェクタからエンジンECUから指令された量の燃料とは異なる量の燃料が噴射されることが発生する。このため、このようなときには、空燃比制御が正常に実行されにくい。このため、燃圧が高くなるほど、空燃比フィードバック制御における積分ゲインを小さくなるように補正する。その結果、燃料噴射量が小さい、噴射時間と噴射量との間にリニアリティ特性が成立しなくなっても、大きく空燃比フィードバック制御の制御特性が悪化することを回避でき、排気エミッションやドライバビリティの悪化を防止することができる。   As described above, at a light load, the higher the pressure of the fuel supplied to the in-cylinder injector, the shorter the fuel injection time, and the linearity characteristic is established in the relationship between the injection time and the injection amount. Disappear. In such a case, an amount of fuel different from the amount commanded from the engine ECU is injected from the in-cylinder injector. For this reason, in such a case, the air-fuel ratio control is difficult to be executed normally. For this reason, it correct | amends so that the integral gain in air-fuel ratio feedback control may become small, so that fuel pressure becomes high. As a result, even if the fuel injection amount is small and the linearity characteristic is not established between the injection time and the injection amount, it can be avoided that the control characteristic of the air-fuel ratio feedback control is greatly deteriorated, and the exhaust emission and drivability are deteriorated. Can be prevented.

<第2の実施の形態>
以下、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、ハードウェア構成は、前述の第1の実施の形態と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。本実施の形態においては、エンジンECU60において、前述の実施の形態におけるプログラムとは異なるプログラムを実行する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. Since the hardware configuration is the same as that of the first embodiment described above, detailed description thereof will not be repeated here. In the present embodiment, engine ECU 60 executes a program different from the program in the above-described embodiment.

そのプログラムを実行するために、エンジンECU60は、図4および図5に示すマップを記憶している。   In order to execute the program, the engine ECU 60 stores the maps shown in FIGS. 4 and 5.

図4に、低温高燃圧制御を実行している時の空燃比フィードバック制御の積分ゲインの補正係数を、図5に、低温通常燃圧制御を実行している時の空燃比フィードバック制御の積分ゲインの補正係数を、それぞれ示す。なお、空燃比フィードバック制御の積分ゲインの補正係数ではなく、空燃比フィードバック制御の積分ゲイン自体であってもよい。   FIG. 4 shows the correction factor of the integral gain of the air-fuel ratio feedback control when the low temperature high fuel pressure control is being executed, and FIG. 5 shows the integral gain of the air-fuel ratio feedback control when the low temperature normal fuel pressure control is being executed. Correction coefficients are shown respectively. The integral gain itself of the air-fuel ratio feedback control may be used instead of the correction coefficient of the integral gain of the air-fuel ratio feedback control.

図4および図5を参照すると、エンジン冷間時において筒内噴射用インジェクタ210から噴射された燃料の霧化を良好にするために燃圧が高い低温高燃圧制御を実行している時の空燃比フィードバック制御の積分ゲインの補正係数は、低温通常燃圧制御を実行している時の空燃比フィードバック制御の積分ゲインの補正係数よりも小さく、積分ゲインが小さくなるように設定されている。これも、前述の第1の実施の形態と同じように、燃圧が高くなるほど、燃料噴射時間が短くなるので、冷間時に高燃圧で燃料を噴射している低温高燃圧制御を実行しているときは、通常燃圧制御を実行しているときに比べて、空燃比フィードバック制御の積分項の影響が少なくなるように、補正係数が小さくなるように定められ、結果的に積分ゲインが小さくなる。   Referring to FIGS. 4 and 5, the air-fuel ratio when the low-temperature high-fuel pressure control with high fuel pressure is executed to improve the atomization of the fuel injected from the in-cylinder injector 210 when the engine is cold. The correction coefficient for the integral gain of the feedback control is set to be smaller than the correction coefficient for the integral gain of the air-fuel ratio feedback control when the low temperature normal fuel pressure control is being executed, and the integral gain becomes small. Similarly to the first embodiment described above, the fuel injection time is shortened as the fuel pressure is increased. Therefore, the low temperature and high fuel pressure control is performed in which the fuel is injected at a high fuel pressure in the cold state. When the normal fuel pressure control is executed, the correction coefficient is determined to be small so that the influence of the integral term of the air-fuel ratio feedback control is small, and as a result, the integral gain is small.

図6を参照して、本実施の形態に係るエンジンECU60で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このフローチャートにおいて、前述の図3のフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらの処理の内容も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。   A control structure of a program executed by engine ECU 60 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In this flowchart, the same steps as those in the flowchart of FIG. 3 are given the same step numbers. The contents of those processes are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

S200にて、エンジンECU60は、エンジン冷却水温THWを検知する。
S210にて、エンジンECU60は、エンジン冷却水温THWが冷間しきい値以下であるか否かを判断する。この冷間しきい値よりも低い場合に、冷間時に高燃圧で燃料を噴射している低温高燃圧制御が実行される場合がある。エンジン冷却水温THWが冷間しきい値以下であると(S210にてYES)、処理はS220へ移される。もしそうでないと(S210にてNO)、この処理は終了する。
In S200, engine ECU 60 detects engine coolant temperature THW.
In S210, engine ECU 60 determines whether engine coolant temperature THW is equal to or lower than a cold threshold value. When the temperature is lower than the cold threshold value, low temperature high fuel pressure control in which fuel is injected at a high fuel pressure during cold may be executed. If engine coolant temperature THW is equal to or lower than the cold threshold value (YES in S210), the process proceeds to S220. Otherwise (NO in S210), this process ends.

S220にて、エンジンECU60は、高燃圧制御を実行中であるか否かを判断する。このとき、高い燃圧を維持することにより、筒内噴射用インジェクタ210から燃料を噴射して低温であっても燃料の霧化を促進することができる。高燃圧制御を実行中であると(S220にてYES)、処理はS230へ移される。もしそうでないと(S220にてNO)、処理はS240へ移される。   In S220, engine ECU 60 determines whether or not high fuel pressure control is being executed. At this time, by maintaining a high fuel pressure, fuel atomization can be promoted even at low temperatures by injecting fuel from the in-cylinder injector 210. If high fuel pressure control is being executed (YES in S220), the process proceeds to S230. If not (NO in S220), the process proceeds to S240.

S230にて、エンジンECU60は、エンジンの目標回転数と吸気負荷率とから、図4に示すマップ(A)を用いて、空燃比フィードバック制御の積分ゲインの補正係数を算出する。   In S230, engine ECU 60 calculates a correction coefficient for the integral gain of the air-fuel ratio feedback control using map (A) shown in FIG. 4 from the target engine speed and the intake load factor.

S240にて、エンジンECU60は、エンジンの目標回転数と吸気負荷率とから、図5に示すマップ(B)を用いて、空燃比フィードバック制御の積分ゲインの補正係数を算出する。   In S240, engine ECU 60 calculates a correction coefficient for the integral gain of the air-fuel ratio feedback control using map (B) shown in FIG. 5 from the target engine speed and the intake load factor.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンECU60で制御されるエンジンの空燃比制御を実行している場合の動作について説明する。   An operation in the case of executing the air-fuel ratio control of the engine controlled by engine ECU 60 according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.

冷間時においてエンジンが始動されると、高い燃圧で筒内噴射用インジェクタ210に燃料が供給される。このような状態で要求噴射量が少ない状態であるときには、最小噴射時間を下回るような噴射時間が算出され、噴射時間と噴射量との間にリニアリティが成立しなくなる。   When the engine is started in the cold state, fuel is supplied to the in-cylinder injector 210 at a high fuel pressure. When the required injection amount is small in such a state, an injection time that is less than the minimum injection time is calculated, and linearity is not established between the injection time and the injection amount.

エンジン目標回転数が検知され(S100)、エンジン吸気負荷率が検知される(S110)。エンジン冷却水温THWが冷間しきい値以下であるときであって(S210にてYES)、燃料霧化の促進のため、高燃圧制御が実行されているときには(S220にてYES)、エンジンの目標回転数と吸気負荷率とから、図4に示すマップ(A)を用いて、空燃比フィードバック制御の積分ゲインの補正係数が小さく算出される。この補正係数が積分ゲインに乗算されて空燃比フィードバック制御の積分ゲインが小さくなるように補正される。このとき、図4に示すマップ(A)を用いて高燃圧制御が実行されているときには、図5に示すマップ(B)を用いて通常燃圧制御されているときよりも、積分ゲインに乗算される補正係数がより小さく設定されているので、積分ゲインがより小さく算出される。なお、上述したように、このS230における処理において、積分ゲインの補正係数ではなく積分ゲイン自体を小さく算出するようにしてもよい。   The target engine speed is detected (S100), and the engine intake load factor is detected (S110). When engine coolant temperature THW is equal to or lower than the cold threshold value (YES in S210), and when high fuel pressure control is being executed to promote fuel atomization (YES in S220), the engine From the target rotational speed and the intake load factor, the correction coefficient of the integral gain of the air-fuel ratio feedback control is calculated to be small using the map (A) shown in FIG. This correction coefficient is multiplied by the integral gain so that the integral gain of the air-fuel ratio feedback control is corrected. At this time, when the high fuel pressure control is executed using the map (A) shown in FIG. 4, the integral gain is multiplied more than when the normal fuel pressure control is executed using the map (B) shown in FIG. Therefore, the integral gain is calculated to be smaller. As described above, in the process in S230, the integral gain itself may be calculated to be small instead of the integral gain correction coefficient.

以上のようにして、エンジン冷間時において、筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が高く維持されて(たとえば13MPa)、燃料の霧化が促進される。このときには、燃料噴射時間が短くなり、噴射時間と噴射量との間の関係にリニアリティ特性が成立しなくなる。このような場合、筒内噴射用インジェクタからエンジンECUから指令された量の燃料とは異なる量の燃料が噴射されることが発生する。このため、このようなときには、空燃比制御が正常に実行されにくい。このため、冷間時の高燃圧制御が実行されているときには、空燃比フィードバック制御における積分ゲインを小さくなるように補正する。その結果、冷間時の高燃圧制御が実行されて、噴射時間と噴射量との間にリニアリティ特性が成立しなくなっても、大きく空燃比フィードバック制御の制御特性が悪化することを回避でき、排気エミッションやドライバビリティの悪化を防止することができる。   As described above, when the engine is cold, the pressure of the fuel supplied to the in-cylinder injector is maintained high (for example, 13 MPa), and fuel atomization is promoted. At this time, the fuel injection time is shortened, and the linearity characteristic is not established in the relationship between the injection time and the injection amount. In such a case, an amount of fuel different from the amount commanded from the engine ECU is injected from the in-cylinder injector. For this reason, in such a case, the air-fuel ratio control is difficult to be executed normally. For this reason, when the high fuel pressure control in the cold state is being executed, the integral gain in the air-fuel ratio feedback control is corrected to be small. As a result, even if the high fuel pressure control in the cold state is executed and the linearity characteristic is not established between the injection time and the injection amount, it can be avoided that the control characteristic of the air-fuel ratio feedback control is greatly deteriorated. Deterioration of emissions and drivability can be prevented.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の第1の実施の形態に係るエンジン制御装置で制御されるエンジンの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an engine controlled by an engine control device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係るエンジン制御装置であるエンジンECUに記憶されるマップを示す図である。It is a figure which shows the map memorize | stored in engine ECU which is an engine control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るエンジン制御装置であるエンジンECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program performed by engine ECU which is an engine control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るエンジン制御装置であるエンジンECUに記憶されるマップ(A)を示す図である。It is a figure which shows the map (A) memorize | stored in engine ECU which is an engine control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るエンジン制御装置であるエンジンECUに記憶されるマップ(B)を示す図である。It is a figure which shows the map (B) memorize | stored in engine ECU which is an engine control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係るエンジン制御装置であるエンジンECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program performed by engine ECU which is an engine control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン本体、30 スタータ、60 エンジンECU、150 点火プラグ、160 吸気バルブ、170 排気バルブ、190 スロットルバルブ、210 インジェクタ、520 クランク角センサ、1000 燃焼室、1010 吸気通路、1020 排気通路。   10 engine body, 30 starter, 60 engine ECU, 150 spark plug, 160 intake valve, 170 exhaust valve, 190 throttle valve, 210 injector, 520 crank angle sensor, 1000 combustion chamber, 1010 intake passage, 1020 exhaust passage.

Claims (5)

筒内に燃料を噴射するための燃料噴射手段を備えた内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記内燃機関に要求される条件に基づいて、燃料を噴射するように、前記燃料噴射手段を制御するための制御手段と、
前記内燃機関の排気系に設けられ、排気の空燃比を検知するための手段と、
前記検知された空燃比に基づいて、空燃比が目標空燃比になるようにフィードバック制御するための空燃比制御手段とを含み、
前記空燃比制御手段は、前記燃料噴射手段における燃料噴射時間と燃料噴射量との関係に基づいて、フィードバックゲインを調整するための調整手段を含む、内燃機関の空燃比制御装置。
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine comprising fuel injection means for injecting fuel into a cylinder,
Control means for controlling the fuel injection means to inject fuel based on conditions required for the internal combustion engine;
Means provided in the exhaust system of the internal combustion engine for detecting the air-fuel ratio of the exhaust;
Air-fuel ratio control means for performing feedback control so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio based on the detected air-fuel ratio,
The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, wherein the air-fuel ratio control means includes adjustment means for adjusting a feedback gain based on a relationship between a fuel injection time and a fuel injection amount in the fuel injection means.
前記制御手段は、前記内燃機関に要求される条件に基づいて算出された燃料量を噴射するように前記燃料噴射手段から燃料が噴射される燃料噴射時間を制御するための手段を含み、
前記調整手段は、燃料噴射時間と燃料噴射量との線形な関係が成立しない領域および成立しない可能性がある領域のいずれかであると、前記フィードバックゲインを調整するための手段を含む、請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
The control means includes means for controlling a fuel injection time during which fuel is injected from the fuel injection means so as to inject a fuel amount calculated based on conditions required for the internal combustion engine,
The adjusting means includes means for adjusting the feedback gain when the linear relationship between the fuel injection time and the fuel injection amount is one of a region where the linear relationship is not established and a region where the fuel injection time may not be established. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
前記調整手段は、前記フィードバックゲインが小さくなるように調整するための手段を含む、請求項2に記載の内燃機関の空燃比制御装置。   The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the adjusting means includes means for adjusting the feedback gain to be small. 前記調整手段は、前記フィードバック制御の積分ゲインが小さくなるように調整するための手段を含む、請求項2に記載の内燃機関の空燃比制御装置。   The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the adjusting means includes means for adjusting so that an integral gain of the feedback control becomes small. 前記制御手段は、前記内燃機関の冷間時において、前記燃料噴射手段に供給される燃料の圧力が高い状態で燃料を噴射するように、前記燃料噴射手段を制御するための手段を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。   The control means includes means for controlling the fuel injection means so that fuel is injected in a state where the pressure of the fuel supplied to the fuel injection means is high when the internal combustion engine is cold. Item 5. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to any one of Items 1 to 4.
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