JP2008025511A - Air fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関の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.
近年、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁(以下、「筒内燃料噴射弁」と言う。)と吸気弁よりも上流の吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁(以下、「ポート内燃料噴射弁」と言う。)との両方を備えた内燃機関が開発されている。このように筒内燃料噴射弁とポート内燃料噴射弁の2つの燃料噴射弁を備えたシステムを以下では「デュアルインジェクションシステム」と称することとするが、このようなデュアルインジェクションシステムを備えた内燃機関では燃焼効率の向上、低燃費化を図ることができると共に、機関始動時の始動性の確保も図ることができる。 In recent years, a fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber (hereinafter referred to as “in-cylinder fuel injection valve”) and a fuel injection valve that injects fuel into an intake port upstream of the intake valve (hereinafter referred to as “inside port”). An internal combustion engine equipped with both of them is being developed. Hereinafter, a system including two fuel injection valves, the in-cylinder fuel injection valve and the in-port fuel injection valve, will be referred to as a “dual injection system”. An internal combustion engine having such a dual injection system Thus, it is possible to improve combustion efficiency and reduce fuel consumption, and to ensure startability at the time of engine start.
また、例えば過給機付き内燃機関において、加速または高出力要求時に吸気弁と排気弁の両方を同時に開弁状態とする、いわゆるバルブオーバーラップを行うようにしたものが公知である。これはすなわち、バルブオーバーラップを行うことによって、過給圧を利用する等して吸入空気を排気側へ吹き抜けさせ、燃焼室内の残留ガスを掃気して燃焼性及び出力の向上を図ると共に、過給機タービンへ供給される排気ガス量を増加して過給効果を増し、出力向上を図ろうとするものである。 In addition, for example, in an internal combustion engine with a supercharger, what is known as valve overlap in which both an intake valve and an exhaust valve are simultaneously opened when acceleration or high output is required is known. In other words, by performing valve overlap, the intake air is blown out to the exhaust side by using the supercharging pressure, etc., and the residual gas in the combustion chamber is scavenged to improve the combustibility and output, and The amount of exhaust gas supplied to the turbocharger turbine is increased to increase the supercharging effect and to improve the output.
一方、このようにバルブオーバーラップを行うことによって吸入空気を排気側に吹き抜けさせるようにすると、燃焼室内に充填される空気の量はエアフローメータ等で測定した吸入空気量よりも少なくなる。そのため、エアフローメータ等で測定した吸入空気量に基づいて決定した量の燃料を噴射すると燃焼室内の空燃比(以下、「燃焼空燃比」と言う。)が所望の値よりもリッチになってしまい、内燃機関が所望の出力とは異なる出力を発生する等して良好な制御が行えなくなってしまう。 On the other hand, if the intake air is blown out to the exhaust side by performing valve overlap in this way, the amount of air charged in the combustion chamber becomes smaller than the intake air amount measured by an air flow meter or the like. Therefore, when an amount of fuel determined based on the intake air amount measured by an air flow meter or the like is injected, the air-fuel ratio in the combustion chamber (hereinafter referred to as “combustion air-fuel ratio”) becomes richer than a desired value. If the internal combustion engine generates an output different from the desired output, good control cannot be performed.
このような問題に対して特許文献1には、排気側に吹き抜ける空気量(以下、「吹き抜け空気量」と言う。)を求め、エアフローメータ等の吸入空気量検出手段の検出した吸入空気量から上記吹き抜け空気量を差し引いて燃焼室内に充填される空気量(以下、「筒内充填空気量」と言う。)を求めてその値に基づいて燃料噴射量を決定するようにし、燃焼空燃比が所望の値になるようにする技術が開示されている。 In order to solve such a problem, Patent Document 1 obtains the amount of air blown to the exhaust side (hereinafter referred to as “blow-off air amount”), and based on the intake air amount detected by the intake air amount detection means such as an air flow meter. The amount of air charged into the combustion chamber (hereinafter referred to as “in-cylinder charged air amount”) is obtained by subtracting the amount of blown-off air, and the fuel injection amount is determined based on that value. A technique for achieving a desired value is disclosed.
ところが、このようにして燃焼空燃比を所望の値になるようにした場合には、上記吹き抜け空気量も含めた場合の全体の空燃比、すなわち排気ガスの空燃比(以下、「排気空燃比」と言う。)は燃焼空燃比よりもリーンになることになる。すなわち、例えば燃焼空燃比が理論空燃比になるようにした場合には、排気空燃比はリーンになる。そして、このように排気空燃比がリーンになると、排気ガス中に酸素が多く含まれることになるために排気系に設けられた排気浄化触媒の劣化や過昇温が生じ易くなり、また三元触媒を用いている場合には浄化率が低下するためにエミッションの悪化が生じてしまう。
そして、このような問題は、通常、上記デュアルインジェクションシステムを備えた内燃機関でも同様に発生する恐れがある。
However, when the combustion air-fuel ratio is set to a desired value in this way, the entire air-fuel ratio including the blow-by air amount, that is, the exhaust gas air-fuel ratio (hereinafter referred to as “exhaust air-fuel ratio”). Will be leaner than the combustion air-fuel ratio. That is, for example, when the combustion air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust air-fuel ratio becomes lean. When the exhaust air-fuel ratio becomes lean in this way, the exhaust gas contains a large amount of oxygen, so that the exhaust purification catalyst provided in the exhaust system is likely to deteriorate or overheat, and the ternary When a catalyst is used, the purification rate is lowered and the emission is deteriorated.
Such a problem may normally occur in an internal combustion engine provided with the dual injection system.
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、デュアルインジェクションシステムを備えた内燃機関の空燃比制御装置であって、吸入空気の吹き抜けがある場合に、燃焼空燃比をその目標空燃比の値に制御しつつ排気空燃比がその目標空燃比の値よりもリーンになるのを抑制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 in view of the above points, and an object of the present invention is an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine equipped with a dual injection system. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that can suppress the exhaust air-fuel ratio from becoming leaner than the target air-fuel ratio while controlling the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio.
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された内燃機関の空燃比制御装置を提供する。 The present invention provides an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine described in each claim as a means for solving the above problems.
請求項1に記載の発明は、燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射手段と、吸気ポート内に燃料を噴射する吸気ポート内燃料噴射手段とを具備する内燃機関の空燃比制御装置であって、吸入空気の吹き抜けがある時には、同吹き抜けを考慮して上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量を調整して燃焼空燃比を制御すると共に、吸入空気量と上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量とに基づいて算出される空燃比が予め定めた排気空燃比の目標空燃比よりもリーンである場合には上記吸気ポート内燃料噴射手段からの燃料の噴射を行って排気空燃比を制御する、内燃機関の空燃比制御装置を提供する。 The invention according to claim 1 is an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine comprising in-cylinder fuel injection means for injecting fuel into a combustion chamber and intake port fuel injection means for injecting fuel into an intake port. When the intake air is blown through, the amount of fuel injected from the in-cylinder fuel injection means is adjusted in consideration of the blow-through and the combustion air-fuel ratio is controlled, and the intake air amount and the in-cylinder fuel injection means are controlled. When the air-fuel ratio calculated based on the amount of fuel injected from the air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio of a predetermined exhaust air-fuel ratio, the fuel is injected from the fuel injection means in the intake port and exhausted. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine for controlling an air-fuel ratio is provided.
燃焼室内の残留ガスを掃気して燃焼性及び出力の向上を図るため、吸入空気を排気側へ吹き抜けさせるようにして内燃機関を運転する場合がある。ところが、このような場合には、吹き抜ける空気量があるため、燃焼空燃比をその目標空燃比の値に制御すると、排気空燃比がその目標空燃比の値よりもリーンになり、結果として排気浄化触媒の劣化や過昇温が生じ易くなると共にエミッションの悪化を招いてしまう恐れがある。 In order to scavenge the residual gas in the combustion chamber and improve the combustibility and output, the internal combustion engine may be operated by blowing the intake air to the exhaust side. However, in such a case, since there is an amount of air blown through, if the combustion air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio value, the exhaust air-fuel ratio becomes leaner than the target air-fuel ratio value, resulting in exhaust purification. There is a risk that the catalyst is likely to be deteriorated or excessively heated, and the emission is deteriorated.
これに対し、請求項1に記載の発明では、吸入空気の吹き抜けがある時には、同吹き抜けを考慮して上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量を調整して燃焼空燃比を制御すると共に、吸入空気量と上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量とに基づいて算出される空燃比が予め定めた排気空燃比の目標空燃比よりもリーンである場合には上記吸気ポート内燃料噴射手段からの燃料の噴射を行って排気空燃比を制御するようになっている。 On the other hand, according to the first aspect of the present invention, when there is a blow-through of intake air, the amount of fuel injected from the in-cylinder fuel injection means is adjusted in consideration of the blow-through and the combustion air-fuel ratio is controlled. When the air-fuel ratio calculated based on the intake air amount and the amount of fuel injected from the in-cylinder fuel injection means is leaner than the target air-fuel ratio of the predetermined exhaust air-fuel ratio, the intake-port fuel The exhaust air / fuel ratio is controlled by injecting fuel from the injection means.
そのため、請求項1に記載の発明によれば、吸入空気の吹き抜けがある場合において、燃焼空燃比をその目標空燃比の値に制御しつつ排気空燃比がその目標空燃比の値よりもリーンになるのを抑制することができる。そしてその結果として、排気浄化触媒の劣化や過昇温が生じ易くなるのを防ぐことができると共にエミッションの悪化を抑制することができる。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, when there is a blow-in of intake air, the exhaust air-fuel ratio becomes leaner than the target air-fuel ratio while controlling the combustion air-fuel ratio to the target air-fuel ratio. It can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the exhaust purification catalyst from being easily deteriorated or excessively heated, and to suppress emission deterioration.
請求項2に記載の発明では請求項1に記載の発明において、吸入空気量と上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量とに基づいて算出される空燃比が上記予め定めた排気空燃比の目標空燃比と等しい場合または同目標空燃比よりもリッチである場合には、上記排気空燃比を制御するための上記吸気ポート内燃料噴射手段からの燃料の噴射が禁止されるようになっている。
請求項2に記載の発明のようにすれば、上記排気空燃比の不適切な制御を防止することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the air-fuel ratio calculated based on the intake air amount and the amount of fuel injected from the in-cylinder fuel injection means is the predetermined exhaust air-fuel ratio. When the target air-fuel ratio is equal to or richer than the target air-fuel ratio, fuel injection from the intake port fuel injection means for controlling the exhaust air-fuel ratio is prohibited. Yes.
According to the second aspect of the invention, inappropriate control of the exhaust air-fuel ratio can be prevented.
請求項3に記載の発明は、燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射手段と、吸気ポート内に燃料を噴射する吸気ポート内燃料噴射手段とを具備する内燃機関の空燃比制御装置であって、吸入空気の吹き抜けがある時には、同吹き抜けを考慮して上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量を調整して燃焼空燃比を制御すると共に、上記内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサによって検出される空燃比が予め定めた排気空燃比の目標空燃比よりもリーンである場合には上記吸気ポート内燃料噴射手段からの燃料の噴射を行って排気空燃比を制御する、内燃機関の空燃比制御装置を提供する。
The invention according to
上述のように請求項3に記載の発明では、吸入空気の吹き抜けがある時には、同吹き抜けを考慮して上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量を調整して燃焼空燃比を制御すると共に、上記空燃比センサによって検出される空燃比が予め定めた排気空燃比の目標空燃比よりもリーンである場合には上記吸気ポート内燃料噴射手段からの燃料の噴射を行って排気空燃比を制御するようになっている。 As described above, according to the third aspect of the present invention, when there is a blow-through of intake air, the amount of fuel injected from the in-cylinder fuel injection means is adjusted in consideration of the blow-through and the combustion air-fuel ratio is controlled. When the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor is leaner than a predetermined target air-fuel ratio of the exhaust air-fuel ratio, fuel is injected from the intake port fuel injection means to control the exhaust air-fuel ratio It is supposed to be.
このため、請求項3に記載の発明によれば、吸入空気の吹き抜けがある場合において、燃焼空燃比をその目標空燃比の値に制御しつつ排気空燃比がその目標空燃比の値よりもリーンになるのを抑制することができる。そしてその結果として、排気浄化触媒の劣化や過昇温が生じ易くなるのを防ぐことができると共にエミッションの悪化を抑制することができる。 Therefore, according to the third aspect of the present invention, when there is blow-in of intake air, the exhaust air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio while controlling the combustion air-fuel ratio to the target air-fuel ratio. Can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the exhaust purification catalyst from being easily deteriorated or excessively heated, and to suppress emission deterioration.
請求項4に記載の発明では請求項3に記載の発明において、上記内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサによって検出される空燃比が上記予め定めた排気空燃比の目標空燃比と等しい場合または同目標空燃比よりもリッチである場合には、上記排気空燃比を制御するための上記吸気ポート内燃料噴射手段からの燃料の噴射が禁止されるようになっている。
請求項4に記載の発明のようにすれば、上記排気空燃比の不適切な制御を防止することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the air-fuel ratio detected by an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage of the internal combustion engine is equal to the target air-fuel ratio of the predetermined exhaust air-fuel ratio. In this case, or when the air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio, fuel injection from the intake port fuel injection means for controlling the exhaust air-fuel ratio is prohibited.
According to the fourth aspect of the invention, inappropriate control of the exhaust air-fuel ratio can be prevented.
請求項5に記載の発明では請求項1から4の何れかに記載の発明において、上記排気空燃比を制御するために上記吸気ポート内燃料噴射手段から噴射する燃料の量は、吸入空気量と上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量とに基づいて決定されるようになっている。
請求項5に記載の発明のようにすれば、上記排気空燃比を正確にその目標空燃比に制御することができる。
According to a fifth aspect of the invention, in the first aspect of the invention according to any one of the first to fourth aspects, the amount of fuel injected from the fuel injection means in the intake port in order to control the exhaust air / fuel ratio is: It is determined based on the amount of fuel injected from the in-cylinder fuel injection means.
According to the fifth aspect of the present invention, the exhaust air-fuel ratio can be accurately controlled to the target air-fuel ratio.
請求項6に記載の発明では請求項1から4の何れかに記載の発明において、上記排気空燃比を制御するために上記吸気ポート内燃料噴射手段から噴射する燃料の量は、上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量と上記内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサによって検出される空燃比とに基づいて決定されるようになっている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the amount of fuel injected from the intake port fuel injection means to control the exhaust air-fuel ratio is the in-cylinder fuel. It is determined based on the amount of fuel injected from the injection means and the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage of the internal combustion engine.
請求項7に記載の発明では請求項1から4の何れかに記載の発明において、上記排気空燃比を制御するために上記吸気ポート内燃料噴射手段から噴射する燃料の量は、吸入空気量と上記内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサによって検出される空燃比とに基づいて決定されるようになっている。
請求項6及び7に記載の発明のようにしても、上記排気空燃比を正確にその目標空燃比に制御することができる。
According to a seventh aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the amount of fuel injected from the intake port fuel injection means for controlling the exhaust air-fuel ratio is: It is determined based on the air-fuel ratio detected by an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage of the internal combustion engine.
According to the sixth and seventh aspects of the invention, the exhaust air-fuel ratio can be accurately controlled to the target air-fuel ratio.
請求項8に記載の発明では請求項1から7の何れかに記載の発明において、筒内充填空気量を求める手段を有していて、吸入空気の吹き抜けがある場合には、上記筒内充填空気量に基づいて上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量が調整されて上記燃焼空燃比が制御されるようになっている。
請求項8に記載の発明のようにすると、吸入空気の吹き抜けがある場合において、上記燃焼空燃比を正確に制御することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, when there is means for obtaining an in-cylinder charged air amount and there is a blow-in of the intake air, the in-cylinder filling is performed. The combustion air-fuel ratio is controlled by adjusting the amount of fuel injected from the in-cylinder fuel injection means based on the amount of air.
When the intake air is blown through, the combustion air-fuel ratio can be accurately controlled.
請求項9に記載の発明では請求項1から8の何れかに記載の発明において、上記排気空燃比を制御するための上記吸気ポート内燃料噴射手段からの燃料の噴射は吸気非同期で行われるようになっている。 According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the fuel injection from the intake port fuel injection means for controlling the exhaust air-fuel ratio is performed asynchronously. It has become.
請求項9に記載の発明のようにすると、上記吸気ポート内燃料噴射手段から噴射された燃料は排気側に吹き抜ける、すなわち吹き抜ける吸入空気と共に排気側に流れることになる。このため、請求項9に記載の発明のようにすれば、上記吸気ポート内燃料噴射手段からの燃料噴射によって燃焼空燃比に影響を与えることなく排気空燃比を制御することが可能になる。 According to the ninth aspect of the present invention, the fuel injected from the fuel injection means in the intake port blows through to the exhaust side, that is, flows into the exhaust side together with the intake air that blows through. Therefore, according to the ninth aspect of the present invention, the exhaust air-fuel ratio can be controlled without affecting the combustion air-fuel ratio by the fuel injection from the intake port fuel injection means.
各請求項に記載の発明は、デュアルインジェクションシステムを備えた内燃機関において、吸入空気の吹き抜けがある場合に、燃焼空燃比をその目標空燃比の値に制御しつつ排気空燃比がその目標空燃比の値よりもリーンになるのを抑制することができるという共通の効果を奏する。 In the invention described in each claim, in an internal combustion engine having a dual injection system, when there is blow-in of intake air, the exhaust air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio while the combustion air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio. There is a common effect that leaner than the value of can be suppressed.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態の空燃比制御装置を火花点火式内燃機関へ適用した場合を示している。なお、本発明はディーゼルエンジン等その他のタイプの内燃機関にも適用することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a case where an air-fuel ratio control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a spark ignition type internal combustion engine. The present invention can also be applied to other types of internal combustion engines such as diesel engines.
図1を参照すると、1は機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、5aは筒内燃料噴射弁、6は点火栓、7は吸気弁、8は吸気ポート、9は排気弁、10は排気ポートをそれぞれ示す。シリンダブロック2には内燃機関を冷却する冷却水の温度を検出するための水温センサ50が取り付けられている。また、ピストン4の頂面には筒内燃料噴射弁5aの下方から点火栓6の下方まで延びるキャビティが形成されている。
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston, 5 is a combustion chamber, 5a is a cylinder fuel injection valve, 6 is a spark plug, 7 is an intake valve, and 8 is An intake port, 9 is an exhaust valve, and 10 is an exhaust port. A
吸気弁7と排気弁9には、それぞれ弁の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構7a、9aが設けられており、バルブオーバーラップ量の調整等を行うことができるようになっている。また、この内燃機関では、吸気ポート8にも同吸気ポート8内に燃料を噴射する燃料噴射弁(ポート内燃料噴射弁)8aが設けられている。つまり、この内燃機関は所謂デュアルインジェクションシステムを備えた内燃機関である。
The
吸気ポート8は対応する吸気枝管11を介してサージタンク12に連結される。サージタンク12は吸気ダクト13を介して排気ターボチャージャ14のコンプレッサ15の出口に連結され、コンプレッサ15の入口はエアクリーナ21に連結される。エアクリーナ21とコンプレッサ15との間には吸入空気量を検出するエアフローメータ22が設けられている。
The intake port 8 is connected to the
吸気ダクト13内には、ステップモータ16により駆動されるスロットル弁17が配置される。更に、吸気ダクト13周りには、吸気ダクト13内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置18が配置される。図1に示した内燃機関では、冷却装置18内に機関冷却水が導かれ、この機関冷却水により吸入空気が冷却される。
A
一方、排気ポート10は排気マニホルド19及び排気管20を介して排気ターボチャージャ14の排気タービン23に連結される。排気タービン23の出口側には排気ガスを浄化するために排気ガス浄化装置24が連結されている。図1に示した内燃機関では排気ガス浄化装置24に三元触媒が内蔵されている。また、排気タービン23と排気ガス浄化装置24との間には排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ25が設けられている。
On the other hand, the
電子制御ユニット(ECU)30は、CPU(中央演算装置)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、ROM(リードオンリメモリ)、入出力ポートを双方向バスで接続した公知の形式のデジタルコンピュータからなり、内燃機関の各構成要素と信号をやり取りして燃料噴射量や燃料噴射時期の制御等、種々の制御を行う。上述したエアフローメータ22、空燃比センサ25、及び水温センサ50はECU30に接続されており、これらの出力信号はECU30に供給される。
The electronic control unit (ECU) 30 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a known type digital computer in which input / output ports are connected by a bidirectional bus. Various controls such as control of the fuel injection amount and fuel injection timing are performed by exchanging signals with each component of the engine. The
アクセルペダル40にはアクセルペダル40の踏込量(以下、「アクセル踏込み量」と言う。)Lに比例した出力電圧を発生する負荷センサ41が接続される。負荷センサ41はECU30に接続されており、その出力電圧はECU30へ入力される。またECU30にはクランクシャフトが例えば15°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ42も接続されている。更に、ECU30には、筒内燃料噴射弁5a、ポート内燃料噴射弁8a、点火栓6、可変バルブタイミング機構7a、9a、及びスロットル弁駆動用ステップモータ16等も接続されていて、これらの各構成要素をECU30からの信号により制御することができるようになっている。
Connected to the
ところで、一般的な内燃機関における空燃比制御においては、機関運転状態(例えば、アクセル踏込み量L及び機関回転数等から定まる要求トルク)等に基づいて適切な空燃比を求めるマップが予め求められてECUに記憶されており、そのマップを用いて目標空燃比が求められるようになっている。そして、実際の空燃比を目標空燃比に一致させるべく、吸入空気量と排気系に設けられた空燃比センサの検出値との少なくとも一方に基づいて燃料噴射量が決定され、その決定された量の燃料が噴射されて空燃比が制御されるようになっている。 By the way, in air-fuel ratio control in a general internal combustion engine, a map for obtaining an appropriate air-fuel ratio is obtained in advance based on the engine operating state (for example, required torque determined from the accelerator depression amount L and the engine speed). The target air-fuel ratio is obtained using the map stored in the ECU. Then, in order to make the actual air-fuel ratio coincide with the target air-fuel ratio, the fuel injection amount is determined based on at least one of the intake air amount and the detected value of the air-fuel ratio sensor provided in the exhaust system, and the determined amount The fuel is injected and the air-fuel ratio is controlled.
また、例えば過給機付き内燃機関において、加速または高出力要求時にバルブオーバーラップを行うようにしたものがある。これはすなわち、バルブオーバーラップを行うことによって、過給圧を利用する等して吸入空気を排気側へ吹き抜けさせ、燃焼室内の残留ガスを掃気して燃焼性及び出力の向上を図ると共に、過給機タービンへ供給される排気ガス量を増加して過給効果を増し、出力向上を図ろうとするものであり、図1に示した内燃機関においても、このような制御が行われるようになっている。 Further, for example, in an internal combustion engine with a supercharger, there is one in which valve overlap is performed when acceleration or high output is required. In other words, by performing valve overlap, the intake air is blown out to the exhaust side by using the supercharging pressure, etc., and the residual gas in the combustion chamber is scavenged to improve the combustibility and output, and The amount of exhaust gas supplied to the turbocharger turbine is increased to increase the supercharging effect and to improve the output, and such control is also performed in the internal combustion engine shown in FIG. ing.
ところが、このようにバルブオーバーラップを行うことによって吸入空気を排気側に吹き抜けさせるようにすると、燃焼室内に充填される空気の量(筒内充填空気量)は吸入空気量(より詳細には、ここでは内燃機関に吸入される全空気量)よりも少なくなる。そのため、吸入空気量に基づいて決定した量の燃料を噴射すると燃焼室内の空燃比(燃焼空燃比)が目標空燃比よりもリッチになってしまい、内燃機関が所望の出力とは異なる出力を発生する等して良好な制御が行えなくなってしまう。 However, if the intake air is blown out to the exhaust side by performing valve overlap in this way, the amount of air charged into the combustion chamber (in-cylinder charged air amount) becomes the intake air amount (more specifically, Here, the total air amount taken into the internal combustion engine) is smaller. For this reason, when the amount of fuel determined based on the intake air amount is injected, the air-fuel ratio (combustion air-fuel ratio) in the combustion chamber becomes richer than the target air-fuel ratio, and the internal combustion engine generates an output different from the desired output. For example, good control cannot be performed.
このような場合、例えば、排気側に吹き抜ける空気量(吹き抜け空気量)を求め、その吹き抜け空気量を吸入空気量から差し引いて筒内充填空気量を求めて、その値に基づいて燃料噴射量を決定するようにすることで上記燃焼空燃比を目標空燃比に制御することが可能である。あるいは、上記吸入空気量に対する吹き抜け空気量の割合である吹き抜け率を求め、その吹き抜け率に基づいて上記マップから求められる目標空燃比を修正してその修正目標空燃比に基づいた制御を行うことで上記燃焼空燃比が修正前の目標空燃比になるようにすることもできる。 In such a case, for example, the amount of air blown to the exhaust side (blow-through air amount) is obtained, the amount of blow-through air is subtracted from the amount of intake air to obtain the amount of air charged in the cylinder, and the fuel injection amount is calculated based on the value. By determining, it is possible to control the combustion air-fuel ratio to the target air-fuel ratio. Alternatively, by calculating a blow-through rate that is a ratio of the blow-through air amount to the intake air amount, correcting the target air-fuel ratio obtained from the map based on the blow-through rate, and performing control based on the corrected target air-fuel ratio. The combustion air-fuel ratio can be set to the target air-fuel ratio before correction.
しかしながら、このようにして上記燃焼空燃比が目標空燃比になるようにした場合には、上記吹き抜け空気量も含めた場合の全体の空燃比、すなわち排気ガスの空燃比(排気空燃比)は燃焼空燃比よりもリーンになることになる。すなわち、例えば燃焼空燃比が理論空燃比になるようにした場合には、排気空燃比はリーンになる。そして、このように排気空燃比がリーンになると、排気ガス中に酸素が多く含まれることになるために排気系に設けられた排気浄化触媒の劣化や過昇温が生じ易くなり、また三元触媒を用いている場合には浄化率が低下するためにエミッションの悪化が生じてしまう。 However, when the combustion air-fuel ratio is set to the target air-fuel ratio in this way, the total air-fuel ratio including the blow-through air amount, that is, the exhaust gas air-fuel ratio (exhaust air-fuel ratio) is the combustion It becomes leaner than the air-fuel ratio. That is, for example, when the combustion air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust air-fuel ratio becomes lean. When the exhaust air-fuel ratio becomes lean in this way, the exhaust gas contains a large amount of oxygen, so that the exhaust purification catalyst provided in the exhaust system is likely to deteriorate or overheat, and the ternary When a catalyst is used, the purification rate is lowered and the emission is deteriorated.
そして、このような問題は、通常、図1に示したようなデュアルインジェクションシステムを備えた内燃機関でも同様に発生する恐れがある。そこで、本実施形態においては、以下で説明するような制御を実施することによって、吸入空気の吹き抜けがある場合に、燃焼空燃比をその目標空燃比の値に制御しつつ排気空燃比がその目標空燃比の値よりもリーンになるのを抑制するようにしている。 Such a problem may normally occur in an internal combustion engine equipped with a dual injection system as shown in FIG. Therefore, in the present embodiment, when the intake air blows through by performing the control described below, the exhaust air / fuel ratio is controlled to the target air / fuel ratio while the exhaust air / fuel ratio is set to the target air / fuel ratio. The leaner than the air-fuel ratio value is suppressed.
すなわち、本実施形態で行われる制御は一言で言うと、吸入空気の吹き抜けがある時には、同吹き抜けを考慮して上記筒内燃料噴射弁5aから噴射する燃料の量を調整して燃焼空燃比を制御すると共に、吸入空気量と上記筒内燃料噴射弁5aから噴射する燃料の量とに基づいて算出される空燃比が予め定めた排気空燃比の目標空燃比よりもリーンである場合には上記吸気ポート内燃料噴射弁8aからの燃料の噴射を行って排気空燃比を制御するというものである。
That is, the control performed in the present embodiment is simply described. When there is a blow-through of intake air, the amount of fuel injected from the in-cylinder
図2は、本実施形態の内燃機関の空燃比制御装置において燃料噴射量を決定するために実施される制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンがスタートすると、まずステップ101において、筒内充填空気量Mcと吹き抜け空気量Meとが算出される。本実施形態において筒内充填空気量Mcと吹き抜け空気量MeとはECU30においてモデルを用いた公知の方法により算出されるようになっており、エアフローメータ22の検出値はその誤差補正に用いられるようになっている。
FIG. 2 is a flowchart showing a control routine of control executed to determine the fuel injection amount in the air-fuel ratio control apparatus for the internal combustion engine of the present embodiment. When this control routine is started, first, in
ステップ101において筒内充填空気量Mcと吹き抜け空気量Meとが算出されると、ステップ103に進む。ステップ103では、吸入空気量Ma(=Mc+Me)に対する吹き抜け空気量Meの割合である吹き抜け率Pが算出される。すなわち、ここで吹き抜け率Pは、ステップ101で算出された筒内充填空気量Mcと吹き抜け空気量Meとを用いて、以下の(1)式により算出される。
P=Me/(Mc+Me) ……(1)
When the in-cylinder charged air amount Mc and the blow-by air amount Me are calculated in
P = Me / (Mc + Me) (1)
ステップ103において吹き抜け率Pが算出されると、ステップ105に進む。ステップ105では目標空燃比AFtが決定される。本実施形態では、機関運転状態に基づいて適切な空燃比(すなわち、目標空燃比AFt)を求めるマップが予め求められてECU30に記憶されており、ここではそのマップに基づいて目標空燃比AFtが求められる。なお、このマップによって求められる空燃比は、より詳細にはその時の機関運転状態に対して燃焼室内の空燃比として適切な空燃比であるので、燃焼空燃比の目標空燃比(目標燃焼空燃比)であると言える。
When the blow-through rate P is calculated in
ステップ105において目標空燃比AFtが決定されると、ステップ107に進む。ステップ107ではステップ103で算出した吹き抜け率Pが0(ゼロ)より大きいか否かが判定される。この判定はすなわち、吸入空気の吹き抜けがあるか否かの判定である。したがって、他の実施形態においては、このステップ107における判定の換わりに、例えば機関運転状態と吹き抜けの有無との関係を用いる等、他の方法によって吸入空気の吹き抜けの有無を判定するようにしてもよい。また、先の説明からも理解されるように、吹き抜け率Pは0(ゼロ)以上の値であるので、ステップ107における判定は実質的には吹き抜け率Pが0(ゼロ)であるか、それより大きいかの判定であると言える。
When the target air-fuel ratio AFt is determined in
ステップ107において吹き抜け率Pが0(ゼロ)以下(すなわち、吹き抜け率Pが0(ゼロ))であると判定される場合は、すなわち吸入空気の吹き抜けの無い場合であり、この場合にはステップ108に進み、そこで吸入空気量Maと目標空燃比AFtとに基づいて燃料噴射量Faが算出される。つまり、この場合にはステップ105で決定された目標空燃比AFtに基づく空燃比制御が実施されることになる。なお、この場合、燃料は機関運転状態に応じて、筒内燃料噴射弁5aとポート内燃料噴射弁8aの何れから噴射されてもよく、また、筒内燃料噴射弁5aとポート内燃料噴射弁8aからの噴射量の合計が上記燃料噴射量Faとなるように両方の噴射弁から噴射されてもよい。
If it is determined in
一方、ステップ107において吹き抜け率Pが0(ゼロ)より大きいと判定される場合は、すなわち吸入空気の吹き抜けのある場合であり、この場合にはステップ109に進む。ステップ109では、ステップ105で決定された目標空燃比AFtが、ステップ103で算出した吹き抜け率Pに基づいて修正され、修正目標空燃比AFtcが算出される。より詳細には、ここで修正目標空燃比AFtcは、以下の(2)式により算出される。
AFtc=AFt/(1−P) ……(2)
On the other hand, if it is determined in
AFtc = AFt / (1-P) (2)
そして、ステップ109で修正目標空燃比AFtcが算出されるとステップ111に進み、そこで吸入空気量Ma(=Mc+Me)と修正目標空燃比AFtcとに基づいて筒内燃料噴射量Fcが算出される。つまり、この場合には修正目標空燃比AFtcに基づく空燃比制御が実施され、それによって燃焼空燃比が制御されることになる。なお、上記(2)式及び以上の説明から理解されるように、修正目標空燃比AFtcは、燃焼空燃比を目標空燃比AFtにすべく設定される目標値であり、上記の修正目標空燃比AFtcに基づく空燃比制御の実施により、燃焼空燃比が目標空燃比AFtに制御される。
When the corrected target air-fuel ratio AFtc is calculated at
ステップ111において筒内燃料噴射量Fcが算出されると、ステップ113に進む。ステップ113では修正目標空燃比AFtcが予め定められる排気空燃比の目標空燃比(目標排気空燃比)AFteより大きいか否か、すなわち修正目標空燃比AFtcが目標排気空燃比AFteよりリーンか否かが判定される。ここで目標排気空燃比AFteは、例えば理論空燃比とされる。あるいは、ステップ105で決定された目標空燃比AFtとされてもよい。
When the in-cylinder fuel injection amount Fc is calculated in
なお、上述したように筒内燃料噴射量Fcは、吸入空気量Ma(=Mc+Me)と修正目標空燃比AFtcとに基づいて算出されるので、逆に言えば、上記修正目標空燃比AFtcは吸入空気量と筒内燃料噴射量Fcとに基づいて算出される空燃比であると言える。したがって、ステップ113においては、吸入空気量と筒内燃料噴射量Fcとに基づいて算出される空燃比が目標排気空燃比AFteより大きいか否か、すなわち目標排気空燃比AFteよりリーンか否かが判定されていると言える。
As described above, the in-cylinder fuel injection amount Fc is calculated based on the intake air amount Ma (= Mc + Me) and the corrected target air-fuel ratio AFtc. It can be said that the air-fuel ratio is calculated based on the air amount and the in-cylinder fuel injection amount Fc. Therefore, in
ステップ113において修正目標空燃比AFtcが目標排気空燃比AFteより大きい、すなわち修正目標空燃比AFtcが目標排気空燃比AFteよりリーンであると判定された場合にはステップ115に進む。ステップ115では、ポート内燃料噴射量Fpが吸入空気量Ma(=Mc+Me)とステップ111で算出された筒内燃料噴射量Fcとに基づいて算出される。より詳細には、ここでポート内燃料噴射量Fpは、以下の(3)式により算出される。
Fp=((Mc+Me)/AFte)−Fc ……(3)
If it is determined in
Fp = ((Mc + Me) / AFte) −Fc (3)
(3)式から理解されるように、このポート内燃料噴射量Fpは、排気空燃比を目標排気空燃比AFteにするために追加が必要な燃料の量である。また、上記(3)式は、修正目標空燃比AFtc、吸入空気量Ma(=Mc+Me)、筒内燃料噴射量Fcの関係を利用して以下の(4)式及び(5)式のように書き換えることができる。
Fp=((Mc+Me)/AFte)−((Mc+Me)/AFtc)……(4)
Fp=(Fc・AFtc/AFte)−Fc ……(5)
As understood from the equation (3), the in-port fuel injection amount Fp is the amount of fuel that needs to be added in order to set the exhaust air-fuel ratio to the target exhaust air-fuel ratio AFte. Further, the above equation (3) is expressed by the following equations (4) and (5) using the relationship between the corrected target air-fuel ratio AFtc, the intake air amount Ma (= Mc + Me), and the in-cylinder fuel injection amount Fc. Can be rewritten.
Fp = ((Mc + Me) / AFte) − ((Mc + Me) / AFtc) (4)
Fp = (Fc · AFtc / AFte) −Fc (5)
また、これら(4)式及び(5)式は上記(2)式を用いて更に書き換えることができる。そしてポート内燃料噴射量Fpは、上記(3)式及びそれを書き換えて得られる何れの式を用いても算出することができる。 These equations (4) and (5) can be further rewritten using the above equation (2). The in-port fuel injection amount Fp can be calculated using the above equation (3) and any equation obtained by rewriting it.
一方、ステップ113において修正目標空燃比AFtcが目標排気空燃比AFte以下である、すなわち修正目標空燃比AFtcが目標排気空燃比AFteと同じである、またはリッチであると判定された場合にはステップ117に進み、ポート内燃料噴射量Fpが0(ゼロ)とされる。すなわち、修正目標空燃比AFtcが目標排気空燃比AFteと同じであるか、またはリッチである場合には、燃料の追加によって排気空燃比を目標排気空燃比AFteに近づけることができず、燃料を追加すれば却って排気空燃比を目標排気空燃比AFteから遠ざけてしまうので、この場合にはポート内燃料噴射が禁止される。
On the other hand, if it is determined in
そして本実施形態では、機関運転状態に基づいて筒内燃料噴射及びポート内燃料噴射のそれぞれについて適切な燃料噴射時期を求めることのできるマップが予め求められてECU30に記憶されており、上述したようにして図2に示された制御ルーチンに従って算出された量の燃料が、そのマップから求められる燃料噴射時期に噴射されるようになっている。なお、本実施形態では特に、排気空燃比を制御するために行われるステップ115で算出された量Fpの燃料のポート内噴射は、吸気非同期で行われるようになっている。
In the present embodiment, a map that can determine the appropriate fuel injection timing for each of the in-cylinder fuel injection and the in-port fuel injection based on the engine operating state is obtained in advance and stored in the
以上のように、本実施形態では、吸入空気の吹き抜けがある時には、同吹き抜けを考慮して上記筒内燃料噴射弁5aから噴射する燃料の量を調整して燃焼空燃比を制御すると共に、吸入空気量Ma(=Mc+Me)と上記筒内燃料噴射弁5aから噴射する燃料の量Fcとに基づいて算出される空燃比AFtcが排気空燃比の目標空燃比AFteよりもリーンである場合には上記吸気ポート内燃料噴射弁8aからの燃料の噴射を行って排気空燃比を制御するようになっている。
As described above, in the present embodiment, when there is a blow-through of intake air, the amount of fuel injected from the in-cylinder
そのため、本実施形態によれば、吸入空気の吹き抜けがある場合において、燃焼空燃比をその目標空燃比の値に制御しつつ排気空燃比がその目標空燃比の値よりもリーンになるのを抑制することができる。そしてその結果として、排気浄化触媒の劣化や過昇温が生じ易くなるのを防ぐことができると共にエミッションの悪化を抑制することができる。 Therefore, according to the present embodiment, when there is blow-in of intake air, the combustion air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio value, and the exhaust air-fuel ratio is prevented from becoming leaner than the target air-fuel ratio value. can do. As a result, it is possible to prevent the exhaust purification catalyst from being easily deteriorated or excessively heated, and to suppress emission deterioration.
また、本実施形態では、上記排気空燃比を制御するために上記吸気ポート内燃料噴射弁8aから噴射する燃料の量Fpは、吸入空気量Ma(=Mc+Me)と上記筒内燃料噴射弁5aから噴射する燃料の量Fcとに基づいて決定されるようになっている。そのため、本実施形態では、上記排気空燃比を正確にその目標空燃比AFteに制御することができる。
In this embodiment, the amount of fuel Fp injected from the intake port
更に、本実施形態では、吸入空気量と上記筒内燃料噴射弁5aから噴射する燃料の量Fcとに基づいて算出される空燃比が排気空燃比の目標空燃比AFteと等しい場合または同目標空燃比AFteよりもリッチである場合には、上記排気空燃比を制御するための上記吸気ポート内燃料噴射弁8aからの燃料の噴射が禁止されるようになっている。これにより、本実施形態では上記排気空燃比の不適切な制御が防止される。
Further, in this embodiment, when the air-fuel ratio calculated based on the intake air amount and the fuel amount Fc injected from the in-cylinder
また、本実施形態では、上記排気空燃比を制御するための上記吸気ポート内燃料噴射弁8aからの燃料の噴射は吸気非同期で行われるようになっている。これは、吸気非同期で上記吸気ポート内燃料噴射弁8aから燃料の噴射を行うと、噴射された燃料は排気側に吹き抜ける、すなわち吹き抜ける吸入空気と共に排気側に流れることになるため、上記吸気ポート内燃料噴射弁8aからの燃料噴射によって燃焼空燃比に影響を与えることなく排気空燃比を制御することが可能になるからである。
In the present embodiment, fuel injection from the intake port
図3は、本実施形態の空燃比制御装置によって空燃比制御を実施した場合の吸入空気量Ma、筒内充填空気量Mc、吹き抜け空気量Me、吹き抜け率P、燃焼空燃比AFc、排気空燃比AFe、筒内燃料噴射量Fc、ポート内燃料噴射量Fpの経時変化の一例について示した図である。図中、これらの経時変化が実線で示されている。 FIG. 3 shows an intake air amount Ma, a cylinder charge air amount Mc, a blow-through air amount Me, a blow-through rate P, a combustion air-fuel ratio AFc, and an exhaust air-fuel ratio when air-fuel ratio control is performed by the air-fuel ratio control apparatus of the present embodiment. It is the figure shown about an example of the time-dependent change of AFe, in-cylinder fuel injection amount Fc, and in-port fuel injection amount Fp. In the figure, these changes with time are indicated by solid lines.
この図の例では、時刻t1において、例えばバルブオーバーラップが行われる等、吸入空気の吹き抜けのある運転状態となっている。図中、AFtは時刻t1以降の運転における目標空燃比(より詳細には目標燃焼空燃比)、AFtcは修正目標空燃比、AFteは目標排気空燃比である。 In the example of this figure, at the time t1, for example, an operation state in which intake air is blown through, such as valve overlap is performed. In the figure, AFt is a target air-fuel ratio (more specifically, a target combustion air-fuel ratio) in operation after time t1, AFtc is a corrected target air-fuel ratio, and AFte is a target exhaust air-fuel ratio.
また、一点鎖線X及びYで示された燃料噴射量(より詳細には筒内燃料噴射量)及び燃焼空燃比の経時変化は、吹き抜けを考慮しない空燃比制御が行われた場合のものであり、この場合には燃焼空燃比が上記目標空燃比AFtよりもリッチになってしまっている。更に、二点鎖線Zで示された排気空燃比の経時変化は、燃焼空燃比に関してのみ吹き抜けを考慮した制御が行われた場合、すなわち本実施形態のような排気空燃比に関する制御が行われなかった場合のものであり、この場合には排気空燃比が上記目標排気空燃比AFteよりもリーンになってしまっている。 Further, the changes over time in the fuel injection amount (more specifically, the in-cylinder fuel injection amount) and the combustion air-fuel ratio indicated by the alternate long and short dash lines X and Y are those when the air-fuel ratio control is performed without taking the blow-through into consideration. In this case, the combustion air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio AFt. Further, the time-dependent change in the exhaust air-fuel ratio indicated by the two-dot chain line Z is performed when the control considering the blow-through is performed only with respect to the combustion air-fuel ratio, that is, the control regarding the exhaust air-fuel ratio as in the present embodiment is not performed. In this case, the exhaust air-fuel ratio is leaner than the target exhaust air-fuel ratio AFte.
この図から、本実施形態の空燃比制御装置によって空燃比制御を実施することにより、吸入空気の吹き抜けがある場合において、燃焼空燃比をその目標空燃比の値に制御しつつ排気空燃比がその目標空燃比の値よりもリーンになるのを抑制することができ、更には排気空燃比をその目標空燃比の値に制御することができることがわかる。 From this figure, when the air-fuel ratio control is performed by the air-fuel ratio control apparatus of the present embodiment, when the intake air is blown through, the exhaust air-fuel ratio is controlled while the combustion air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio value. It can be seen that leaner than the target air-fuel ratio value can be suppressed, and that the exhaust air-fuel ratio can be controlled to the target air-fuel ratio value.
なお、本発明の他の実施形態では、吸入空気の吹き抜けがある場合における筒内燃料噴射量Fcが、筒内充填空気量Mcと目標空燃比AFtとに基づいて直接算出されるようになっていてもよい。 In another embodiment of the present invention, the in-cylinder fuel injection amount Fc when there is intake air blow-off is directly calculated based on the in-cylinder charged air amount Mc and the target air-fuel ratio AFt. May be.
また、本発明の他の実施形態では、排気空燃比の制御のために空燃比センサ25の検出値を利用するようになっていてもよい。すなわち、例えば上述した実施形態においては、図2に示された制御ルーチンのステップ113において修正目標空燃比AFtcと目標排気空燃比AFteとが比較されていたが、その換わりに、空燃比センサ25の検出値(以下、「検出空燃比」と言う。)AFsと目標排気空燃比AFteとが比較されるようになっていてもよい。
In another embodiment of the present invention, the detected value of the air-
すなわち、この場合には、ステップ113において検出空燃比AFsが目標排気空燃比AFteより大きいか否か、すなわち検出空燃比AFsが目標排気空燃比AFteよりリーンか否かが判定される。そして、ステップ113において検出空燃比AFsが目標排気空燃比AFteより大きい、すなわち検出空燃比AFsが目標排気空燃比AFteよりリーンであると判定された場合にはステップ115に進んでポート内燃料噴射量Fpが算出される一方、検出空燃比AFsが目標排気空燃比AFte以下である、すなわち検出空燃比AFsが目標排気空燃比AFteと同じである、またはリッチであると判定された場合にはステップ117に進み、ポート内燃料噴射量Fpが0(ゼロ)とされるようにする。
That is, in this case, it is determined in
つまり、この実施形態では、吸入空気の吹き抜けがある時には、同吹き抜けを考慮して上記筒内燃料噴射弁5aから噴射する燃料の量を調整して燃焼空燃比を制御すると共に、上記内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサ25によって検出される空燃比AFsが排気空燃比の目標空燃比AFteよりもリーンである場合には上記吸気ポート内燃料噴射弁8aからの燃料の噴射を行って排気空燃比を制御するようになっている。
That is, in this embodiment, when there is a blow-through of intake air, the amount of fuel injected from the in-cylinder
そしてこれまでの説明から理解されるように、このようにすることによっても先に説明した実施形態と同様、吸入空気の吹き抜けがある場合において、燃焼空燃比をその目標空燃比の値に制御しつつ排気空燃比がその目標空燃比の値よりもリーンになるのを抑制することができ、その結果として排気浄化触媒の劣化や過昇温が生じ易くなるのを防ぐことができると共にエミッションの悪化を抑制することができる。 As can be understood from the above description, the combustion air-fuel ratio is controlled to the value of the target air-fuel ratio in the case where there is a blow-through of intake air as in the above-described embodiment, as can be understood from the above description. However, it is possible to suppress the exhaust air-fuel ratio from becoming leaner than the target air-fuel ratio, and as a result, it is possible to prevent the exhaust purification catalyst from being easily deteriorated or excessively heated, and to deteriorate emissions. Can be suppressed.
また、この実施形態では、上記空燃比センサ25によって検出される空燃比AFsが排気空燃比の目標空燃比AFteと等しい場合または同目標空燃比AFteよりもリッチである場合には、ポート内燃料噴射量Fpが0(ゼロ)とされる、すなわち上記排気空燃比を制御するための上記吸気ポート内燃料噴射弁8aからの燃料の噴射が禁止されるようになっている。そしてこのようにすることによって、先に説明した実施形態と同様、上記排気空燃比の不適切な制御を防止することができる。
In this embodiment, when the air-fuel ratio AFs detected by the air-
また、図2に示された制御ルーチンのステップ115におけるポート内燃料噴射量Fpの算出において、検出空燃比AFsを用いるようにしてもよい。すなわち、例えばポート内燃料噴射量Fpを以下の(6)式によって算出するようにする。
Fp=(Fc・AFs/AFte)−Fc ……(6)
Further, the detected air-fuel ratio AFs may be used in the calculation of the in-port fuel injection amount Fp in
Fp = (Fc · AFs / AFte) −Fc (6)
この場合はすなわち、ポート内燃料噴射量Fpが、上記筒内燃料噴射弁5aから噴射する燃料の量Fcと上記検出空燃比AFsとに基づいて決定される。あるいは、ポート内燃料噴射量Fpを以下の(7)式によって算出するようにしてもよい。
Fp=((Mc+Me)/AFte)−((Mc+Me)/AFs)……(7)
In this case, that is, the in-port fuel injection amount Fp is determined based on the fuel amount Fc injected from the in-cylinder
Fp = ((Mc + Me) / AFte) − ((Mc + Me) / AFs) (7)
そしてこの場合には、ポート内燃料噴射量Fpが、吸入空気量Ma(=Mc+Me)と上記検出空燃比AFsとに基づいて決定される。(6)式及び(7)式の何れを用いた場合も上記排気空燃比を正確にその目標空燃比に制御することができる。 In this case, the in-port fuel injection amount Fp is determined based on the intake air amount Ma (= Mc + Me) and the detected air-fuel ratio AFs. The exhaust air / fuel ratio can be accurately controlled to the target air / fuel ratio when either of the equations (6) and (7) is used.
1 機関本体
2 シリンダブロック
3 シリンダヘッド
4 ピストン
5 燃焼室
5a 筒内燃料噴射弁
6 点火栓
7 吸気弁
7a 可変バルブタイミング機構
8 吸気ポート
8a ポート内燃料噴射弁
9 排気弁
9a 可変バルブタイミング機構
10 排気ポート
14 排気ターボチャージャ
25 空燃比センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
吸入空気の吹き抜けがある時には、該吹き抜けを考慮して上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量を調整して燃焼空燃比を制御すると共に、吸入空気量と上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量とに基づいて算出される空燃比が予め定めた排気空燃比の目標空燃比よりもリーンである場合には上記吸気ポート内燃料噴射手段からの燃料の噴射を行って排気空燃比を制御する、内燃機関の空燃比制御装置。 An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine comprising in-cylinder fuel injection means for injecting fuel into a combustion chamber and intake port fuel injection means for injecting fuel into an intake port,
When there is blow-in of intake air, the amount of fuel injected from the in-cylinder fuel injection means is adjusted in consideration of the blow-through and the combustion air-fuel ratio is controlled, and the intake air amount and injection from the in-cylinder fuel injection means are controlled. When the air-fuel ratio calculated based on the amount of fuel to be discharged is leaner than the target air-fuel ratio of the predetermined exhaust air-fuel ratio, fuel is injected from the fuel injection means in the intake port and the exhaust air-fuel ratio is An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that controls the engine.
吸入空気の吹き抜けがある時には、該吹き抜けを考慮して上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量を調整して燃焼空燃比を制御すると共に、上記内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサによって検出される空燃比が予め定めた排気空燃比の目標空燃比よりもリーンである場合には上記吸気ポート内燃料噴射手段からの燃料の噴射を行って排気空燃比を制御する、内燃機関の空燃比制御装置。 An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine comprising in-cylinder fuel injection means for injecting fuel into a combustion chamber and intake port fuel injection means for injecting fuel into an intake port,
When there is blow-in of intake air, the amount of fuel injected from the in-cylinder fuel injection means is adjusted in consideration of the blow-through to control the combustion air-fuel ratio, and the air-fuel ratio provided in the exhaust passage of the internal combustion engine An internal combustion engine for controlling the exhaust air-fuel ratio by injecting fuel from the fuel injection means in the intake port when the air-fuel ratio detected by the sensor is leaner than a target air-fuel ratio of a predetermined exhaust air-fuel ratio Air-fuel ratio control device.
吸入空気の吹き抜けがある場合には、上記筒内充填空気量に基づいて上記筒内燃料噴射手段から噴射する燃料の量が調整されて上記燃焼空燃比が制御される、請求項1から7の何れか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。 Having means for determining the amount of air filled in the cylinder;
8. The combustion air-fuel ratio is controlled by adjusting the amount of fuel injected from the in-cylinder fuel injection means based on the in-cylinder charged air amount when there is a blow-in of intake air. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.
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