JP2009144530A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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Yasuyuki Takama
康之 高間
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3094Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To allow improvement of emission control efficiency of a catalyst while supplying secondary air to an exhaust passage. <P>SOLUTION: A control device 1 of an internal combustion engine comprises a first fuel injection means 11d capable of injecting a first predetermined quantity of fuel into a cylinder, a second fuel injection means 11p capable of injecting a second predetermined quantity of fuel into an intake passage, an exhaust emission control means provided in the exhaust passage and controlling emission of exhaust gas, an air supply means 29 capable of supplying secondary air to the exhaust passage, and a control means 30 controlling the first fuel injection means and the second fuel injection means to vary a first ratio of the first predetermined quantity to a total injection quantity summed up the first predetermined quantity and the second predetermined quantity and a second ratio of the second predetermined quantity to the total injection quantity and controlling the first fuel injection means and the second fuel injection means so that the first ratio in case of supplying the secondary air becomes larger in comparison with the first ratio in case of not supplying the secondary air. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば排気通路内に2次的な空気が供給される内燃機関を制御する内燃機関の制御装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a control device for an internal combustion engine that controls, for example, an internal combustion engine in which secondary air is supplied into an exhaust passage.

この種の内燃機関の制御装置として、特許文献1等には、排気ガスの温度の上昇が要求される場合、吸気行程又は圧縮行程において、トルクの発生を目的として主噴射が実行されると共に、膨張行程において副次的な燃料の噴射が実行される制御装置が開示されている。この制御装置では、更に、AI(Air Injection)手段によって、排気通路内に2次的な空気が供給されている。   As a control device for this type of internal combustion engine, in Patent Document 1 and the like, when an increase in the temperature of the exhaust gas is required, main injection is performed for the purpose of generating torque in the intake stroke or the compression stroke, A control device is disclosed in which secondary fuel injection is performed in the expansion stroke. In this control device, secondary air is further supplied into the exhaust passage by AI (Air Injection) means.

他方で、吸気通路内に加えて燃焼室内にも噴射可能である、即ちポート噴射及び筒内噴射(或いは直噴)の両者が実行される内燃機関の制御装置について提案されている。   On the other hand, a control device for an internal combustion engine that can be injected into the combustion chamber in addition to the intake passage, that is, both port injection and in-cylinder injection (or direct injection) are proposed.

特開2000−80947号公報JP 2000-80947 A 特開2003−056392号公報JP 2003-056392 A 特許3826642号公報Japanese Patent No. 3826642 特開2005−307916号公報JP 2005-307916 A

しかしながら、上述した特許文献1等によれば、2次的な空気の供給によって、より効果的に触媒を浄化するためには、副次的な燃料や主噴射の燃料の噴射量を増加させる必要が生じてしまい、燃費が低下してしまうという技術的な問題点が生じる。加えて、燃料の噴射量を増加させた場合、ピストンの上部における凹み部、所謂、ピストンキャビティにおいて、噴射された燃料が噴霧形成効果等による、点火プラグの周辺において、局部的又は部分的に燃料の濃度が極端に濃い状態(所謂、過リッチ状態)となってしまい、点火プラグの燻り等に起因して失火の可能性があるという技術的な問題点がある。   However, according to Patent Document 1 and the like described above, in order to purify the catalyst more effectively by supplying the secondary air, it is necessary to increase the injection amount of the secondary fuel and the main injection fuel. This causes a technical problem that fuel consumption is reduced. In addition, when the fuel injection amount is increased, fuel injected locally or partially in the periphery of the spark plug is caused by the spray formation effect or the like in the recess in the upper part of the piston, so-called piston cavity. Therefore, there is a technical problem that there is a possibility of misfire due to the spark plug turning or the like.

そこで本発明は、例えば上記の問題点に鑑みなされたものであり、排気通路に2次的な空気を供給させつつ、触媒の浄化効率を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above problems, for example, and provides a control device for an internal combustion engine capable of improving the purification efficiency of a catalyst while supplying secondary air to an exhaust passage. This is the issue.

上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の気筒内に第1所定量の燃料を噴射可能な第1燃料噴射手段(例えば直噴インジェクタ)と、前記内燃機関の吸気通路内に第2所定量の燃料を噴射可能な第2燃料噴射手段(例えばポートインジェクタ)と、前記内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガスを浄化する排気浄化手段(例えば触媒)と、前記排気通路に2次的な空気を供給可能な空気供給手段と、前記第1所定量及び前記第2所定量を合計した全噴射量に対する前記第1所定量の第1割合並びに前記全噴射量に対する前記第2所定量の第2割合を変化させるように、前記第1燃料噴射手段及び前記第2燃料噴射手段のうち少なくとも一方の噴射手段を制御することに加えて、前記2次的な空気を供給させる場合における前記第1割合を、前記2次的な空気を供給させない場合における前記第1割合と比較して大きくなるように前記少なくとも一方の噴射手段を制御する制御手段とを備える。   In order to solve the above problems, a control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a first fuel injection means (for example, a direct injection injector) capable of injecting a first predetermined amount of fuel into a cylinder of the internal combustion engine, and the internal combustion engine. Second fuel injection means (for example, a port injector) capable of injecting a second predetermined amount of fuel into the intake passage of the engine, and exhaust purification means (for example, a catalyst) provided in the exhaust passage of the internal combustion engine for purifying exhaust gas An air supply means capable of supplying secondary air to the exhaust passage, a first ratio of the first predetermined amount to a total injection amount that is the sum of the first predetermined amount and the second predetermined amount, and the total amount In addition to controlling at least one of the first fuel injection means and the second fuel injection means to change the second ratio of the second predetermined amount to the injection amount, the secondary To supply fresh air It said first ratio in a case, and a control means for controlling at least one of the injection means so as to be larger as compared with the first ratio in a case that does not supply the secondary air.

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、内燃機関では、例えば運転状況に応じた燃料の噴射割合で第1及び第2燃料噴射手段による燃料噴射が実行される。即ち、第1燃料噴射手段によって、内燃機関の気筒内に第1所定量の燃料が噴射され、第2燃料噴射手段によって、内燃機関の吸気通路内に第2所定量の燃料が噴射される。   According to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, in the internal combustion engine, fuel injection is performed by the first and second fuel injection means, for example, at an injection ratio of fuel according to an operation state. That is, a first predetermined amount of fuel is injected into the cylinder of the internal combustion engine by the first fuel injection means, and a second predetermined amount of fuel is injected into the intake passage of the internal combustion engine by the second fuel injection means.

また、空気供給手段によって、排気通路に2次的な空気が供給される。ここに、本願発明に係る「2次的な空気」とは、内燃機関の排気系に直接的に供給されることを主目的とした空気を意味し、内燃機関の吸気系へ供給され、内燃機関の気筒内で燃焼されることを主目的とした空気とは異なる趣旨である。典型的には、この2次的な空気は、排気浄化手段の温度を上昇させるために、排気通路に供給される。   Further, secondary air is supplied to the exhaust passage by the air supply means. Here, “secondary air” according to the present invention means air mainly intended to be directly supplied to the exhaust system of the internal combustion engine, and is supplied to the intake system of the internal combustion engine. This is different from air whose main purpose is to be burned in the cylinders of the engine. Typically, this secondary air is supplied to the exhaust passage in order to raise the temperature of the exhaust purification means.

このような内燃機関の通常動作中に、制御手段の制御下で、第1燃料噴射手段が噴射する第1所定量及び第2燃料噴射手段が噴射する第2所定量を合計した全噴射量に対する第1所定量の第1割合が変化する。このことに加えて又は代えて、全噴射量に対する第2所定量の第2割合を変化する。ここに、本発明に係る「第1割合」とは、例えば、後述の直噴噴射割合などの第1燃料噴射手段が噴射すべき第1所定量の全噴射量に対する割合を意味する。本発明に係る「第2割合」とは、例えば、後述のポート噴射割合などの第2燃料噴射手段が噴射すべき第2所定量の全噴射量に対する割合を意味する。尚、これら第1割合及び第2割合のいずれか一方が決定されれば、100%からこの決定された一方を差し引くことで、第1割合及び第2割合のいずれか他方が決定されてよい。また、本願において噴射される燃料の割合に係る「%」とは、第1割合及び第2割合の相対的な比率であり、全体を通じて基本的に「重量%」の意味であるが、同一燃料を噴射する限り、体積%であってもかまわず、噴射手段間における相対的な割合という意味では、無次元でもかまわない。   During such normal operation of the internal combustion engine, under the control of the control means, the total injection quantity is the sum of the first predetermined quantity injected by the first fuel injection means and the second predetermined quantity injected by the second fuel injection means. The first ratio of the first predetermined amount changes. In addition to or instead of this, the second ratio of the second predetermined amount to the total injection amount is changed. Here, the “first ratio” according to the present invention means a ratio of the first predetermined amount to be injected by the first fuel injection means, such as a direct injection ratio described later, with respect to the total injection amount. The “second ratio” according to the present invention means, for example, a ratio of the second predetermined amount to be injected by the second fuel injection means such as a port injection ratio described later with respect to the total injection amount. If either one of the first ratio and the second ratio is determined, one of the first ratio and the second ratio may be determined by subtracting the determined one from 100%. Further, “%” relating to the ratio of fuel injected in the present application is a relative ratio of the first ratio and the second ratio, and basically means “weight%” throughout, but the same fuel. May be volume%, and may be dimensionless in the sense of the relative proportion between the injection means.

特に、制御手段の制御下で、第1燃料噴射手段及び第2燃料噴射手段のうち少なくとも一方の噴射手段によって、排気浄化手段の温度を上昇させるために空気供給手段によって排気通路に2次的な空気を供給させる場合における第1割合を、2次的な空気を供給させない場合における第1割合と比較して大きくなるように、第1所定量及び第2所定量の燃料が噴射される。ここに、本願発明に係る「排気通路に2次的な空気を供給させる場合」とは、2次的な空気の供給の有無のうち供給が有ることを意味することに加えて又は代えて、2次的な空気の供給の度合いが相対的に高いことを意味する。加えて、本願発明に係る「排気通路に2次的な空気を供給させない場合」とは、2次的な空気の供給の有無のうち供給が無いことを意味することに加えて又は代えて、2次的な空気の供給の度合いが相対的に低いことを意味する。   In particular, under the control of the control means, at least one of the first fuel injection means and the second fuel injection means causes the air supply means to increase the temperature of the exhaust purification means so as to be secondary to the exhaust passage. The first predetermined amount and the second predetermined amount of fuel are injected so that the first ratio in the case of supplying air is larger than the first ratio in the case of not supplying secondary air. Here, “in the case where secondary air is supplied to the exhaust passage” according to the present invention, in addition to or in place of the presence or absence of secondary air supply, This means that the degree of secondary air supply is relatively high. In addition, “when secondary air is not supplied to the exhaust passage” according to the present invention means in addition to or instead of meaning that there is no supply among the presence or absence of secondary air supply, This means that the degree of secondary air supply is relatively low.

典型的には、排気通路への2次的な空気の供給の有無又は度合いのみならず、他のパラメータ(例えば機関回転数、負荷など)にも基づいて、例えば、2次的な空気の供給の有無又は度合いと該他のパラメータとで張られる座標面上における位置別又は領域別に、第1及び第2割合が変化させられてもよい。従って、上述した第1割合とは、典型的には、2次的な空気の供給の有無又は度合いに加えて、気筒内に噴射される燃料によって気筒が冷却される冷却度合いなどに基づいて、規定される第1燃料噴射手段が噴射すべき第1所定量の全噴射量に対する割合である。或いは、従って、上述した第2割合とは、典型的には、2次的な空気の供給の有無又は度合いに加えて、気筒の冷却度合いなどに基づいて、規定される第2燃料噴射手段が噴射すべき第2所定量の全噴射量に対する割合である。   Typically, for example, secondary air supply based not only on the presence / absence or degree of secondary air supply to the exhaust passage, but also on other parameters (eg engine speed, load, etc.) The first and second ratios may be changed for each position or region on the coordinate plane spanned by the presence / absence or degree of and other parameters. Therefore, the first ratio described above is typically based on the degree of cooling in which the cylinder is cooled by the fuel injected into the cylinder, in addition to the presence or absence or degree of secondary air supply, This is the ratio of the first predetermined amount to be injected by the prescribed first fuel injection means to the total injection amount. Alternatively, the second ratio described above typically means that the second fuel injection means defined based on the degree of cooling of the cylinder in addition to the presence or absence or degree of secondary air supply. This is the ratio of the second predetermined amount to be injected to the total injection amount.

これにより、排気通路に2次的な空気を供給させる場合において、2次的な空気を供給させない場合と比較して増加された第1割合に起因して、内燃機関の気筒内に吸気される混合気中において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成される度合いが、2次的な空気を供給させない場合と比較して大きくなる。これにより、排気通路に2次的な空気を供給させる場合における排気ガス中のCOやHC濃度が、2次的な空気を供給させない場合における排気ガス中のCOやHC濃度と比較して上昇する。これにより、仮に、排気通路に2次的な空気を供給させる場合における排気ガスの空燃比が、2次的な空気を供給させない場合における排気ガスの空燃比と同じであった場合でも、排気系の内部や触媒における化学反応をより促進させ、触媒の温度上昇を迅速化させ、触媒を早期活性化させ、排気ガスをより適切に浄化することが可能である。   As a result, when the secondary air is supplied to the exhaust passage, the air is sucked into the cylinder of the internal combustion engine due to the first ratio increased compared to the case where the secondary air is not supplied. In the air-fuel mixture, the degree of local or partial fuel concentration (so-called rich state) is increased compared to the case where secondary air is not supplied. As a result, the CO or HC concentration in the exhaust gas when secondary air is supplied to the exhaust passage is increased as compared with the CO or HC concentration in the exhaust gas when secondary air is not supplied. . Accordingly, even if the air-fuel ratio of the exhaust gas when the secondary air is supplied to the exhaust passage is the same as the air-fuel ratio of the exhaust gas when the secondary air is not supplied, the exhaust system It is possible to further promote the chemical reaction in the interior of the catalyst and in the catalyst, speed up the temperature rise of the catalyst, activate the catalyst early, and purify the exhaust gas more appropriately.

この結果、排気通路に2次的な空気を供給させる場合に、触媒における浄化効率を向上させるために燃料の噴射が顕著に増加されるのを効果的に抑制することが可能であり、排気ガスをより省燃費で且つより適切に浄化することが可能である。   As a result, when secondary air is supplied to the exhaust passage, it is possible to effectively suppress the fuel injection from being significantly increased in order to improve the purification efficiency of the catalyst, and the exhaust gas It is possible to purify the gas more efficiently and more appropriately.

本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記制御手段は、更に、前記2次的な空気を供給させる場合における前記内燃機関の圧縮行程の上死点に近づける時期に噴射する燃料の前記第1所定量を、前記2次的な空気を供給させない場合における前記圧縮行程の上死点に近づける時期に噴射する前記第1所定量と比較して大きくなるように前記第1燃料噴射手段を制御する。   In one aspect of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the control means further injects fuel at a time when it approaches the top dead center of the compression stroke of the internal combustion engine when the secondary air is supplied. The first fuel injection is larger than the first predetermined amount that is injected at a time when the first predetermined amount is close to the top dead center of the compression stroke when the secondary air is not supplied. Control means.

この態様によれば、排気通路に2次的な空気を供給させる場合において、圧縮行程の上死点に近づける時期で噴射された第1所定量の燃料に起因して、内燃機関の気筒の燃焼室内の点火プラグの周辺において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成される度合いが、2次的な空気を供給させない場合と比較して大きくなる。ここに、本発明に係る「圧縮行程の上死点に近づける時期」とは、例えばクランク角度における270度から360度などの圧縮行程の後半部分に含まれる時期を意味する。これにより、排気系の内部や触媒における化学反応をより促進させ、排気ガスの浄化作用をより促進させ、触媒の早期活性化を実現することが可能である。   According to this aspect, when the secondary air is supplied to the exhaust passage, the combustion of the cylinder of the internal combustion engine is caused by the first predetermined amount of fuel injected at the time when the compression stroke approaches the top dead center. The degree to which a fuel concentration state (so-called rich state) is locally or partially formed in the vicinity of the spark plug in the room is greater than when secondary air is not supplied. Here, the “timing close to the top dead center of the compression stroke” according to the present invention means a timing included in the latter half of the compression stroke such as 270 degrees to 360 degrees in the crank angle, for example. Thereby, the chemical reaction in the exhaust system or in the catalyst can be further promoted, the exhaust gas purification action can be further promoted, and early activation of the catalyst can be realized.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記2次的な空気を供給させる場合、更に、前記内燃機関の圧縮行程で噴射する燃料の前記第1割合を、前記内燃機関の吸気行程における前記第2割合と比較して大きくなるように前記少なくとも一方の噴射手段を制御する。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine according to the present invention, when the control means supplies the secondary air, the control means further sets the first ratio of the fuel to be injected in the compression stroke of the internal combustion engine, The at least one injection unit is controlled to be larger than the second ratio in the intake stroke of the internal combustion engine.

この態様によれば、排気通路に2次的な空気を供給させる場合において、第2割合より大きい第1割合に起因して、内燃機関の気筒内に吸気される混合気中において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成される度合いが、第1割合が第2割合より小さい場合と比較して大きくなる。これにより、排気系の内部や触媒における化学反応をより促進させ、排気ガスの浄化作用をより促進させ、触媒の早期活性化を実現することが可能である。   According to this aspect, in the case where secondary air is supplied to the exhaust passage, in the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the internal combustion engine due to the first ratio larger than the second ratio, The degree of partial fuel concentration (so-called rich state) is greater than when the first ratio is less than the second ratio. Thereby, the chemical reaction in the exhaust system or in the catalyst can be further promoted, the exhaust gas purification action can be further promoted, and early activation of the catalyst can be realized.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、更に、前記2次的な空気を供給させる場合における前記第1所定量及び前記第2所定量のうち少なくとも一方の燃料を噴射する噴射時期を、前記2次的な空気を供給させない場合における前記少なくとも一方の燃料を噴射する噴射時期と比較して、遅角側に変化させるように前記少なくとも一方の噴射手段を制御する。   In another aspect of the control device for an internal combustion engine according to the present invention, the control means further includes at least one fuel of the first predetermined amount and the second predetermined amount when the secondary air is supplied. The at least one injection means is controlled so as to change the injection timing for injecting the fuel to the retard side compared to the injection timing for injecting the at least one fuel when the secondary air is not supplied. .

この態様によれば、排気通路に2次的な空気を供給させる場合において、2次的な空気を供給させない場合と比較して遅角側に変化した噴射時期に起因して、内燃機関の気筒の燃焼室内の点火プラグの周辺において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成される度合いが、2次的な空気を供給させない場合と比較して大きくなる。これにより、成層燃焼をより効果的に促し、燃料の点火をよりに確実にさせる。これにより、排気系の内部や触媒における化学反応をより促進させ、排気ガスの浄化作用をより促進させ、触媒の早期活性化を実現することが可能である。   According to this aspect, when the secondary air is supplied to the exhaust passage, the cylinder of the internal combustion engine is caused by the injection timing changed to the retard side compared to the case where the secondary air is not supplied. In the vicinity of the spark plug in the combustion chamber, the degree of local or partial fuel concentration (so-called rich state) is increased compared to the case where secondary air is not supplied. . As a result, stratified combustion is more effectively promoted, and fuel ignition is more reliably performed. Thereby, the chemical reaction in the exhaust system or in the catalyst can be further promoted, the exhaust gas purification action can be further promoted, and early activation of the catalyst can be realized.

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記第1燃料噴射手段は、更に、前記内燃機関の膨張行程又は排気行程において副次的な燃料を噴射可能であり、前記制御手段は、前記2次的な空気を供給させる場合における前記副次的な燃料の噴射時期を、前記2次的な空気を供給させない場合における噴射時期と比較して前記内燃機関の膨張行程から排気行程へ変化する下死点に近づけるように、前記第1燃料噴射手段を制御する。   In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the first fuel injection means can further inject secondary fuel in an expansion stroke or an exhaust stroke of the internal combustion engine, and the control means includes: The injection timing of the secondary fuel when the secondary air is supplied is compared with the injection timing when the secondary air is not supplied from the expansion stroke to the exhaust stroke of the internal combustion engine. The first fuel injection means is controlled so as to approach the changing bottom dead center.

この態様によれば、制御手段の制御下で、2次的な空気を供給させる場合における副次的な燃料の噴射時期を、2次的な空気を供給させない場合における噴射時期と比較して内燃機関の膨張行程から排気行程へ変化する下死点に近づけつつ、第1燃料噴射手段によって副次的な燃料に噴射される。ここに、本発明に係る「下死点に近づける」とは、ピストンの上部における凹み部、所謂、ピストンキャビティにおいて、噴射された燃料が噴霧形成効果等による、点火プラグの周辺において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が殆ど形成されない、或いは、形成される度合いが顕著に低い状態に応じて決定されるピストンの位置を意味する。   According to this aspect, the injection timing of the secondary fuel when the secondary air is supplied under the control of the control means is compared with the injection timing when the secondary air is not supplied. The fuel is injected into the secondary fuel by the first fuel injection means while approaching the bottom dead center that changes from the expansion stroke to the exhaust stroke of the engine. Here, `` approaching the bottom dead center '' according to the present invention means that the fuel injected in the recess in the upper part of the piston, the so-called piston cavity, is locally or around the spark plug due to the spray formation effect or the like. This means the position of the piston that is determined according to a state in which the concentration of the fuel is partially high (so-called rich state) is hardly formed or the degree of formation is remarkably low.

これにより、内燃機関の気筒の燃焼室内の点火プラグの周辺において、膨張行程や排気行程で燃焼を目的としない燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成されなくなり、或いは形成される度合いが顕著に低下されるので、点火プラグの燻り(いぶり)を防止することができ、燻りの煤に起因して点火プラグが意図せず導通していまい点火不良等の不具合が発生することを効果的に防止することができる。   As a result, in the vicinity of the ignition plug in the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine, a state in which the concentration of fuel not intended for combustion in the expansion stroke or the exhaust stroke is not formed (so-called rich state) is not formed or is formed. Is significantly reduced, so that the spark plug can be prevented from being blown (burring), and the spark plug is unintentionally conducting due to the crack in the spark. Can be prevented.

この結果、排気通路に副次的な燃料を膨張行程又は排気行程に噴射させる場合に、副次的な燃料が点火プラグに悪影響を与えることを防止することが可能であり、内燃機関において、より適切な燃焼を実現することが可能である。   As a result, when the secondary fuel is injected into the exhaust passage in the expansion stroke or the exhaust stroke, it is possible to prevent the secondary fuel from adversely affecting the spark plug. Appropriate combustion can be achieved.

特に、上述した第1及び第2所定量の燃料の噴射と排気通路への2次的な空気の供給とに加えて、副次的な燃料の噴射を行うことは、仮に、一サイクル中において一定量の燃料を噴射する場合、上述した第1及び第2所定量の燃料の噴射時期である吸気行程や圧縮行程に集中的に噴射することと比較して、一定量の燃料を吸気行程、圧縮行程、膨張行程や排出行程に亘って分散して噴射することが可能である。これにより、内燃機関の気筒内に噴射すべき第1所定量を、気筒内で適切な燃焼が実現可能な範囲内に収めることが可能である。仮に、一定量の燃料を吸気行程や圧縮行程に集中的に気筒内へ噴射した場合、内燃機関の気筒の燃焼室内の点火プラグの周辺においてリッチ過ぎてしまい、燃焼が適切に行われない可能性が生じてしまう。これに対して、本発明では、上述した第1及び第2所定量の燃料の噴射と排気通路への2次的な空気の供給とに加えて、副次的な燃料の噴射が分散して行われるので、気筒内で適切な燃焼が実現される。   In particular, in addition to the injection of the first and second predetermined amounts of fuel and the supply of secondary air to the exhaust passage, the injection of the secondary fuel is temporarily performed in one cycle. In the case of injecting a certain amount of fuel, a fixed amount of fuel is injected into the intake stroke as compared to the concentrated injection in the intake stroke and compression stroke, which are the injection timings of the first and second predetermined amounts of fuel described above. It is possible to spray in a distributed manner over the compression stroke, the expansion stroke and the discharge stroke. As a result, the first predetermined amount to be injected into the cylinder of the internal combustion engine can fall within a range in which appropriate combustion can be realized in the cylinder. If a certain amount of fuel is injected into the cylinder intensively during the intake stroke or compression stroke, it may be too rich around the spark plug in the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine, and combustion may not be performed properly. Will occur. In contrast, in the present invention, in addition to the above-described first and second predetermined amount of fuel injection and secondary air supply to the exhaust passage, secondary fuel injection is dispersed. As a result, proper combustion is achieved in the cylinder.

このことに加えて、副次的な燃料の噴射量は、排気通路へ供給される2次的な空気の供給量に応じて適切且つ高精度に決定することができるので、排気系の内部や触媒における化学反応をより適切に促進させ、排気ガスの浄化作用をより促進させ、触媒の早期活性化を実現することが可能である。   In addition to this, the amount of secondary fuel injection can be determined appropriately and with high accuracy in accordance with the amount of secondary air supplied to the exhaust passage. It is possible to promote the chemical reaction in the catalyst more appropriately, further promote the exhaust gas purification action, and realize early activation of the catalyst.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。   The operation and other advantages of the present invention will become apparent from the best mode for carrying out the invention described below.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

尚、以下の実施形態においては、本発明の内燃機関の制御装置を、ポート及び筒内噴射型エンジンに適用した場合について説明を進める。   In the following embodiments, description will be given of a case where the control device for an internal combustion engine of the present invention is applied to a port and a direct injection engine.

(1)基本構成
初めに、図1から図3を参照しながら、本実施形態に係るポート及び筒内噴射型エンジンの基本構成について説明を進める。ここに、図1は、本実施形態に係るポート及び筒内噴射型エンジンの基本構成を概念的に示す構成図であり、図2は、本実施形態に係るポート及び筒内噴射型エンジンの断面を概念的に示す断面図であり、図3は、本実施形態に係るポート及び筒内噴射型エンジンが備えるインジェクタの断面を概念的に示す断面図である。
(1) Basic Configuration First, the basic configuration of the port and the direct injection engine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a block diagram conceptually showing the basic configuration of the port and the direct injection engine according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross section of the port and the direct injection engine according to the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view conceptually showing a cross section of an injector included in a port and an in-cylinder injection engine according to the present embodiment.

図1に示すように、本実施形態に係るポート及び筒内噴射型エンジン1のシリンダ2のシリンダヘッド部分には、気筒毎に、点火プラグ13と共に直噴インジェクタ11dが備えられている。各気筒に連通する吸気通路には、ポートインジェクタ11pが夫々備えられている。加えて、本実施形態に係るポート及び筒内噴射型エンジン1には、図示しない、吸気系及び排気系における空燃比を測定する空燃比センサーに加えて、吸気系における過給圧(即ち、吸気圧)を測定する過給圧センサーを備えられている。   As shown in FIG. 1, a direct injection injector 11 d together with a spark plug 13 is provided for each cylinder in a port and a cylinder head portion of a cylinder 2 of the direct injection type engine 1 according to the present embodiment. A port injector 11p is provided in each intake passage communicating with each cylinder. In addition, the port and the direct injection type engine 1 according to the present embodiment include a supercharging pressure (that is, an intake pressure) in the intake system, in addition to an air-fuel ratio sensor that measures the air-fuel ratio in the intake system and the exhaust system (not shown). It is equipped with a supercharging pressure sensor that measures the atmospheric pressure.

直噴インジェクタ11dは、図2に示すように、シリンダ2に対して例えば斜めに取り付けられており、燃料をシリンダ2の内部(即ち、燃焼室内)に直接噴射する。また、シリンダ2内を往復運動するピストン5の頭頂部には、例えばキャビティ6が形成されている。直噴インジェクタ11dより噴射される燃料は、キャビティ6により、スワール流或いはタンブル流として、シリンダ2内を流れる。   As shown in FIG. 2, the direct injection injector 11d is attached to the cylinder 2 at an angle, for example, and directly injects fuel into the cylinder 2 (that is, the combustion chamber). Further, for example, a cavity 6 is formed at the top of the piston 5 that reciprocates in the cylinder 2. The fuel injected from the direct injection injector 11d flows through the cylinder 2 as a swirl flow or a tumble flow through the cavity 6.

更に、直噴インジェクタ11dは、図3に示すように、サック部112で旋回流を形成してから、噴孔113より燃料を噴射するスワール弁を備えている。本実施形態では、直噴インジェクタ11dのニードル111に溝が設けてあり、該溝を介して燃料がサック部112へ流入することで、旋回流が形成される。   Further, as shown in FIG. 3, the direct injection injector 11 d includes a swirl valve that injects fuel from the injection hole 113 after the swirl portion 112 forms a swirling flow. In this embodiment, a groove is provided in the needle 111 of the direct injection injector 11d, and a swirling flow is formed by the fuel flowing into the sac portion 112 through the groove.

再び図1において、直噴インジェクタ11dには、燃料供給ユニット14を介して燃料が供給される。より具体的には、燃料供給ユニット14は、燃料管路15を介して直噴インジェクタ11dに接続される一方で、燃料タンク16に接続されている。燃料供給ユニット14には、例えば、図示しない高圧燃料ポンプが含まれており、該高圧燃料ポンプにより、高圧の燃料をインジェクタ11dに供給することができる。このとき、燃料供給ユニット14は、高圧燃料ポンプより供給される燃料を所望の圧力に調圧する調圧弁を備えている。調圧弁において圧力が調整された燃料は、直噴インジェクタ11dに供給された後、調圧弁において調整された圧力で(或いは、調圧弁において調整された圧力に応じた圧力で)シリンダ2内に噴射される。   In FIG. 1 again, the direct injection injector 11d is supplied with fuel via the fuel supply unit 14. More specifically, the fuel supply unit 14 is connected to the fuel tank 16 while being connected to the direct injection injector 11 d via the fuel pipe 15. The fuel supply unit 14 includes, for example, a high pressure fuel pump (not shown), and high pressure fuel can be supplied to the injector 11d by the high pressure fuel pump. At this time, the fuel supply unit 14 includes a pressure regulating valve that regulates the fuel supplied from the high-pressure fuel pump to a desired pressure. The fuel whose pressure is adjusted in the pressure regulating valve is supplied to the direct injection injector 11d and then injected into the cylinder 2 with the pressure adjusted in the pressure regulating valve (or with the pressure adjusted according to the pressure adjusted in the pressure regulating valve). Is done.

尚、直噴インジェクタ11からの燃料の噴射動作は、ECU30の動作により制御される。特に、ECU30に備えられた、燃料が噴射される期間を設定する噴射期間設定部302、燃料が噴射される回数を設定する噴射回数設定部303及び噴射制御部304等の動作によって、直噴インジェクタ11からの燃料の噴射動作は制御される。また、点火プラグ13の動作は、ECU30の動作(特に、ECU30が備える点火時期制御部305等の動作)により制御される。また、燃料供給ユニット14の動作(即ち、圧力の調整)は、ECU30の動作(特に、ECU30が備える燃圧設定部301等の動作)により制御される。   The fuel injection operation from the direct injection injector 11 is controlled by the operation of the ECU 30. Particularly, the direct injection injector is provided by the operation of the injection period setting unit 302 for setting the period during which the fuel is injected, the injection number setting unit 303 for setting the number of times the fuel is injected, the injection control unit 304, and the like. The fuel injection operation from 11 is controlled. The operation of the spark plug 13 is controlled by the operation of the ECU 30 (particularly, the operation of the ignition timing control unit 305 and the like provided in the ECU 30). The operation of the fuel supply unit 14 (that is, the pressure adjustment) is controlled by the operation of the ECU 30 (particularly, the operation of the fuel pressure setting unit 301 provided in the ECU 30).

そして、インテークマニホールド3及びインテークポート7(図2参照)を介して燃焼室5内に取り込まれた空気と、直噴インジェクタ11d及びポートインジェクタ11pから噴射される燃料とが燃焼室5内において混合され、点火プラグ13がスパークすることで、燃焼室5内で混合ガスが燃焼する。燃焼した後の排気ガスは、エギゾーストポート8(図2参照)及びエギゾーストマニホールド4を介してポート及び筒内噴射型エンジン1の外部に排出される。   Then, the air taken into the combustion chamber 5 through the intake manifold 3 and the intake port 7 (see FIG. 2) and the fuel injected from the direct injection injector 11d and the port injector 11p are mixed in the combustion chamber 5. As the spark plug 13 sparks, the mixed gas burns in the combustion chamber 5. The exhaust gas after combustion is discharged to the outside of the port and the in-cylinder injection engine 1 through the exhaust port 8 (see FIG. 2) and the exhaust manifold 4.

この際、本実施形態に係る筒内噴射型エンジン1のシリンダ2のシリンダヘッド部分には、気筒毎に、ノッキングセンサ12が備えられている。ノッキングセンサ12は、気筒毎にノッキングの発生を検出することができる。ノッキングの発生が検出された場合には、ノッキングセンサ12からECU30へ、ノッキングの発生を検出したことを示すノッキング検出信号が出力される。   Under the present circumstances, the knocking sensor 12 is provided in the cylinder head part of the cylinder 2 of the cylinder injection type engine 1 which concerns on this embodiment for every cylinder. The knocking sensor 12 can detect the occurrence of knocking for each cylinder. When the occurrence of knocking is detected, a knocking detection signal indicating that the occurrence of knocking has been detected is output from the knocking sensor 12 to the ECU 30.

更に、図1に示すように、ポート及び筒内噴射型エンジン1は、排気タービン21、コンプレッサー22、ローターシャフト23、エアクリーナー24、インタークーラー25を含んでいる。   Further, as shown in FIG. 1, the port and in-cylinder injection engine 1 includes an exhaust turbine 21, a compressor 22, a rotor shaft 23, an air cleaner 24, and an intercooler 25.

内燃機関の気筒から下流側である排気系(即ち、排気通路)においては、空気供給手段29によって、2次的な空気が供給される。   In the exhaust system (that is, the exhaust passage) downstream from the cylinder of the internal combustion engine, secondary air is supplied by the air supply means 29.

排気タービン21には、ポート及び筒内噴射型エンジン1のシリンダ2から排出される排気ガスがエギゾーストマニホールド4を介して噴き付けられる。この排気ガスにより、排気タービン21が回転する。排気タービン21の回転に伴って、排気タービン21とローターシャフト23を介して接続されるコンプレッサー22も同様に回転する。このとき、エアクリーナー24を介してコンプレッサー12に供給される吸入空気は、コンプレッサー22の回転によって圧縮された後、インタークーラー25を通過してその温度が下げられる。その後、圧縮された吸入空気は、インテークマニホールド3を介してポート及び筒内噴射型エンジン1のシリンダ2内に供給される。   Exhaust gas discharged from the port and the cylinder 2 of the in-cylinder injection engine 1 is sprayed to the exhaust turbine 21 via the exhaust manifold 4. The exhaust turbine 21 is rotated by the exhaust gas. As the exhaust turbine 21 rotates, the compressor 22 connected to the exhaust turbine 21 via the rotor shaft 23 also rotates in the same manner. At this time, the intake air supplied to the compressor 12 via the air cleaner 24 is compressed by the rotation of the compressor 22 and then passes through the intercooler 25 and the temperature thereof is lowered. Thereafter, the compressed intake air is supplied to the port and the cylinder 2 of the direct injection type engine 1 through the intake manifold 3.

排気系の排気タービン21よりも下流側には排気浄化手段としての触媒26を含んだ排気浄化ユニット27と、マフラー28とが設けられている。   An exhaust purification unit 27 including a catalyst 26 as exhaust purification means and a muffler 28 are provided downstream of the exhaust turbine 21 in the exhaust system.

尚、直噴インジェクタ11dが、本発明における「第1燃料噴射手段」の一具体例を構成しており、ポートインジェクタ11pが、本発明における「第2燃料噴射手段」の一具体例を構成している。また、燃圧設定部301、噴射回数設定部303、噴射制御部304、噴射期間設定部302、及び点火時期制御部30が、本発明における「制御手段」の一具体例を構成している。   The direct injector 11d constitutes a specific example of “first fuel injection means” in the present invention, and the port injector 11p constitutes a specific example of “second fuel injection means” in the present invention. ing. Further, the fuel pressure setting unit 301, the injection number setting unit 303, the injection control unit 304, the injection period setting unit 302, and the ignition timing control unit 30 constitute one specific example of “control means” in the present invention.

(2)動作原理
次に、図4から図7を参照して、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作原理について説明する。
(2) Operation Principle Next, the operation principle of the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

(2−1)制御処理
先ず、図4を参照して、本実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御処理について説明する。ここに、図4は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御処理の流れを示したフローチャートである。尚、この制御処理は、ECUによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。図5は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置における排出ガスに含まれる炭化水素HC又は一酸化炭素COの濃度に対する、直噴噴射割合、圧縮行程の後半に噴射される割合、及び噴射時期の関係を示したグラフ(図5(a)、図5(b)、及び図5(c))である。図6は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置における各種の処理のタイミングを示したタイミングチャートである。図7は、本実施形態に係る内燃機関の気筒内で燃料が噴射される様子を図式的に示した模式図である。
(2-1) Control Process First, a control process in the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of control processing in the control apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment. This control process is repeatedly executed by the ECU at a predetermined cycle such as several tens of microseconds or several microseconds. FIG. 5 shows the direct injection ratio, the ratio injected in the second half of the compression stroke, and the injection timing with respect to the concentration of hydrocarbon HC or carbon monoxide CO contained in the exhaust gas in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment. 6 is a graph showing the relationship (FIG. 5A, FIG. 5B, and FIG. 5C). FIG. 6 is a timing chart showing various processing timings in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment. FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing how fuel is injected into the cylinder of the internal combustion engine according to the present embodiment.

図4に示されるように、先ず、ECU30の制御下で、触媒の温度を迅速に上昇させる触媒の暖機が必要であるか否かが判定される(ステップS10)。ここで、触媒の温度を迅速に上昇させる触媒の暖機が必要であると判定される場合(ステップS10:Yes)、ECU30の制御下で、空気供給手段によって、排気通路に2次的な空気が供給されているか否かが判定される、言い換えると、所謂、AI(Air Injection)が実行中であるか否かが判定される(ステップS11)。ここに、本実施形態に係る「2次的な空気」とは、内燃機関の排気系に直接的に供給されることを主目的とした空気を意味し、内燃機関の吸気系へ供給され、内燃機関の気筒内で燃焼されることを主目的とした空気とは異なる趣旨である。典型的には、この2次的な空気は、触媒の温度を上昇させるために、排気通路に供給される。ここで、空気供給手段によって、排気通路に2次的な空気が供給されていると判定される場合(ステップS11:Yes)、ECU30の制御下で、直噴噴射割合を示す値A、及び、ポート噴射割合を示す値1−Aが設定される(ステップS101)。特に、2次的な空気が供給されている場合における直噴噴射割合を示す値Aは、後述される2次的な空気が供給されていない場合における直噴噴射割合を示す値Bと比較して大きくなるように設定される。   As shown in FIG. 4, first, under the control of the ECU 30, it is determined whether or not the catalyst needs to be warmed up to quickly increase the temperature of the catalyst (step S10). Here, when it is determined that the catalyst needs to be warmed up to quickly increase the temperature of the catalyst (step S10: Yes), secondary air is supplied to the exhaust passage by the air supply unit under the control of the ECU 30. It is determined whether or not so-called AI (Air Injection) is being executed (step S11). Here, "secondary air" according to the present embodiment means air mainly intended to be directly supplied to the exhaust system of the internal combustion engine, and is supplied to the intake system of the internal combustion engine. This is different from air whose main purpose is to be combusted in a cylinder of an internal combustion engine. Typically, this secondary air is supplied to the exhaust passage to raise the temperature of the catalyst. Here, when it is determined by the air supply means that secondary air is being supplied to the exhaust passage (step S11: Yes), a value A indicating the direct injection ratio under the control of the ECU 30, and A value 1-A indicating the port injection ratio is set (step S101). In particular, the value A indicating the direct injection ratio when the secondary air is supplied is compared with the value B indicating the direct injection ratio when the secondary air described later is not supplied. Is set to be large.

これにより、排気通路に2次的な空気を供給させる場合において、2次的な空気を供給させない場合と比較して増加された直噴噴射割合に起因して、内燃機関の気筒内に吸気される混合気中において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成される度合いが、2次的な空気を供給させない場合と比較して大きくなる。尚、この直噴噴射割合によって、本発明に係る「第1割合」の一具体例が構成されている。これにより、排気通路に2次的な空気を供給させる場合における排気ガス中の炭化水素HC又は一酸化炭素COの濃度が、2次的な空気を供給させない場合における排気ガス中のHC又はCOの濃度と比較して上昇する。詳細には、本願発明者による研究によれば、図5(a)に示されるように、直噴噴射割合を大きくさせるに従って、排出ガスに含まれる炭化水素HC又は一酸化炭素COの濃度が高くなることが判明している。これにより、仮に、排気通路に2次的な空気を供給させる場合における排気ガスの空燃比が、2次的な空気を供給させない場合における排気ガスの空燃比と同じであった場合でも、排気系の内部や触媒における化学反応をより促進させ、触媒の温度上昇を迅速化させ、触媒を早期活性化させ、排気ガスをより適切に浄化することが可能である。   Thus, when the secondary air is supplied to the exhaust passage, the intake air is sucked into the cylinder of the internal combustion engine due to the increased direct injection ratio compared to the case where the secondary air is not supplied. In the air-fuel mixture, the degree of local or partial fuel concentration (so-called rich state) is increased compared to the case where secondary air is not supplied. The direct injection ratio constitutes one specific example of the “first ratio” according to the present invention. Thereby, the concentration of hydrocarbon HC or carbon monoxide CO in the exhaust gas when secondary air is supplied to the exhaust passage is the same as that of HC or CO in the exhaust gas when secondary air is not supplied. Increased compared to concentration. Specifically, according to a study by the inventors of the present application, as shown in FIG. 5A, as the direct injection ratio is increased, the concentration of hydrocarbon HC or carbon monoxide CO contained in the exhaust gas increases. It has been found that Accordingly, even if the air-fuel ratio of the exhaust gas when the secondary air is supplied to the exhaust passage is the same as the air-fuel ratio of the exhaust gas when the secondary air is not supplied, the exhaust system It is possible to further promote the chemical reaction in the interior of the catalyst and in the catalyst, speed up the temperature rise of the catalyst, activate the catalyst early, and purify the exhaust gas more appropriately.

この結果、排気通路に2次的な空気を供給させる場合に、触媒における浄化効率を向上させるために燃料の噴射が顕著に増加されるのを効果的に抑制することが可能であり、排気ガスをより省燃費で且つより適切に浄化することが可能である。   As a result, when secondary air is supplied to the exhaust passage, it is possible to effectively suppress the fuel injection from being significantly increased in order to improve the purification efficiency of the catalyst, and the exhaust gas It is possible to purify the gas more efficiently and more appropriately.

より詳細には、この直噴噴射割合を示す値A、及び、ポート噴射割合を示す値1−Aは、図6に示される1サイクル中の吸気行程及び圧縮行程の前半及び後半において行われる直噴噴射の噴射量と、図6に示される1サイクル中の吸気行程及び圧縮行程の前半において行われるポート噴射の噴射量との割合を意味してよい。   More specifically, the value A indicating the direct injection ratio and the value 1-A indicating the port injection ratio are the values that are performed in the first half and the second half of the intake stroke and the compression stroke in one cycle shown in FIG. It may mean the ratio between the injection amount of the jet injection and the injection amount of the port injection performed in the first half of the intake stroke and the compression stroke in one cycle shown in FIG.

次に、ECU30の制御下で、内燃機関の圧縮行程の上死点に近づける時期に直噴噴射される燃料の第1所定量を示す値Cが設定される(ステップS201)。特に、2次的な空気を供給させる場合における内燃機関の圧縮行程の上死点(TDC:Top Dead Center)に近づける時期に直噴噴射される燃料の第1所定量を示す値Cは、後述される2次的な空気を供給させない場合における圧縮行程の上死点に近づける時期に噴射する第1所定量を示す値Dと比較して大きくなるように設定される。尚、この値Cや値Dは、直噴噴射割合によって表現してよいし、直噴インジェクタが一サイクル中において噴射する総量に対する第1所定量の割合で表現してよい。ここに、本実施形態に係る「圧縮行程の上死点に近づける時期」とは、例えばクランク角度における270度から360度などの圧縮行程の後半部分に含まれる時期を意味する。特に、本実施形態に係る「圧縮行程の上死点に近づける時期」は、内燃機関の気筒の燃焼室内の点火プラグの周辺において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成される度合いが最大となる時期を示す値に若干のマージンを加えた値として、実験的、理論的、経験的、シミュレーション等によって、個別具体的に求めることが可能である。詳細には、図6に示される1サイクル中の圧縮行程の後半において、第1所定量の噴射される燃料が直噴噴射される。   Next, under the control of the ECU 30, a value C indicating a first predetermined amount of fuel that is directly injected at the time when the compression stroke of the internal combustion engine approaches the top dead center is set (step S201). In particular, a value C indicating a first predetermined amount of fuel that is directly injected at a time approaching the top dead center (TDC) of the compression stroke of the internal combustion engine when supplying secondary air is described later. When the secondary air is not supplied, it is set to be larger than the value D indicating the first predetermined amount to be injected at the time when the compression stroke approaches the top dead center. The value C and the value D may be expressed by a direct injection ratio, or may be expressed by a ratio of a first predetermined amount with respect to the total amount injected by the direct injection injector in one cycle. Here, the “timing close to the top dead center of the compression stroke” according to the present embodiment means a timing included in the latter half of the compression stroke, such as 270 degrees to 360 degrees in the crank angle. In particular, the “timing close to the top dead center of the compression stroke” according to the present embodiment is a state where the concentration of fuel is locally or partially high (so-called rich in the vicinity of the spark plug in the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine). As a value obtained by adding a slight margin to a value indicating a time at which the degree of formation of the (state) is maximized, it can be individually and specifically obtained by experiment, theoretical, empirical, simulation, or the like. Specifically, in the second half of the compression stroke in one cycle shown in FIG. 6, the first predetermined amount of fuel to be injected is directly injected.

これにより、排気通路に2次的な空気を供給させる場合において、圧縮行程の上死点に近づける時期で噴射された第1所定量の燃料に起因して、内燃機関の気筒の燃焼室内の点火プラグの周辺において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成される度合いが、2次的な空気を供給させない場合と比較して大きくなる。より詳細には、図7(a)に示されるように、圧縮行程の上死点に近づける時期で噴射された燃料は、点火プラグの周辺において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態が形成される度合いが、図7(b)に示される圧縮行程の前半であり、ピストンが点火プラグより離れた位置にある場合と比較して大きくなる。   As a result, when secondary air is supplied to the exhaust passage, the ignition in the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine is caused by the first predetermined amount of fuel injected at a timing close to the top dead center of the compression stroke. In the periphery of the plug, the degree of local or partial fuel concentration (so-called rich state) is increased compared to the case where secondary air is not supplied. More specifically, as shown in FIG. 7 (a), the fuel injected at the time of approaching the top dead center of the compression stroke is in a state where the concentration of the fuel is locally or partially concentrated around the spark plug. Is formed in the first half of the compression stroke shown in FIG. 7B, and is larger than that in the case where the piston is located away from the spark plug.

これにより、排気系の内部や触媒における化学反応をより促進させ、排気ガスの浄化作用をより促進させ、触媒の早期活性化を実現することが可能である。詳細には、本願発明者による研究によれば、図5(b)に示されるように、圧縮行程の上死点に近づける時期に直噴噴射される燃料の第1所定量を大きくさせるに従って、排出ガスに含まれる炭化水素HC又は一酸化炭素COの濃度が高くなることが判明している。   Thereby, the chemical reaction in the exhaust system or in the catalyst can be further promoted, the exhaust gas purification action can be further promoted, and early activation of the catalyst can be realized. Specifically, according to a study by the inventors of the present application, as shown in FIG. 5B, as the first predetermined amount of fuel directly injected at the time of approaching the top dead center of the compression stroke is increased, It has been found that the concentration of hydrocarbon HC or carbon monoxide CO contained in the exhaust gas increases.

加えて、内燃機関の圧縮行程で噴射する燃料の直噴噴射割合を、内燃機関の吸気行程におけるポート噴射割合と比較して大きくなるように設定してよい。これにより、内燃機関の気筒内に吸気される混合気中において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成される度合いが、直噴噴射割合がポート噴射割合より小さい場合と比較して大きくなる。これにより、排気系の内部や触媒における化学反応をより促進させ、排気ガスの浄化作用をより促進させ、触媒の早期活性化を実現することが可能である。   In addition, the direct injection ratio of the fuel injected in the compression stroke of the internal combustion engine may be set to be larger than the port injection ratio in the intake stroke of the internal combustion engine. As a result, in the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the internal combustion engine, the degree of local or partial fuel concentration (so-called rich state) is formed. The direct injection ratio is the port injection ratio. It becomes larger than the smaller case. Thereby, the chemical reaction in the exhaust system or in the catalyst can be further promoted, the exhaust gas purification action can be further promoted, and early activation of the catalyst can be realized.

次に、ECU30の制御下で、直噴噴射される燃料の第1所定量の噴射時期を示す値Eが設定される(ステップS301)。特に、2次的な空気を供給させる場合における直噴噴射される燃料の第1所定量の噴射時期を示す値Eは、後述される2次的な空気を供給させない場合における直噴噴射される燃料の第1所定量の噴射時期を示す値Fと比較して遅角側になるように設定される。これにより、内燃機関の気筒の燃焼室内の点火プラグの周辺において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成される度合いが、2次的な空気を供給させない場合と比較して大きくなる。これにより、成層燃焼をより効果的に促し、燃料の点火をよりに確実にさせる。これにより、排気系の内部や触媒における化学反応をより促進させ、排気ガスの浄化作用をより促進させ、触媒の早期活性化を実現することが可能である。詳細には、本願発明者による研究によれば、図5(c)に示されるように、直噴噴射される燃料の第1所定量の噴射時期を遅角側へ変化させるに従って、排出ガスに含まれる炭化水素HC又は一酸化炭素COの濃度が高くなることが判明している。   Next, under the control of the ECU 30, a value E indicating the injection timing of the first predetermined amount of fuel that is directly injected is set (step S301). In particular, the value E indicating the injection timing of the first predetermined amount of fuel that is directly injected when secondary air is supplied is directly injected when the secondary air described later is not supplied. It is set to be on the retard side as compared with the value F indicating the timing of injection of the first predetermined amount of fuel. As a result, the degree of local or partial fuel concentration (so-called rich state) formed around the spark plug in the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine prevents secondary air from being supplied. It becomes larger than the case. As a result, stratified combustion is more effectively promoted, and fuel ignition is more reliably performed. Thereby, the chemical reaction in the exhaust system or in the catalyst can be further promoted, the exhaust gas purification action can be further promoted, and early activation of the catalyst can be realized. Specifically, according to the research by the present inventor, as shown in FIG. 5 (c), as the first predetermined amount injection timing of the directly injected fuel is changed to the retarded side, the exhaust gas is changed to the exhaust gas. It has been found that the concentration of contained hydrocarbon HC or carbon monoxide CO is high.

次に、ECU30の制御下で、設定されたポート噴射割合及び直噴噴射割合に加えて、設定された噴射時期において、燃料が噴射されるように、ポートインジェクタ11p及び直噴インジェクタ11dが駆動される(ステップS13)。   Next, under the control of the ECU 30, in addition to the set port injection ratio and the direct injection ratio, the port injector 11p and the direct injection injector 11d are driven so that fuel is injected at the set injection timing. (Step S13).

他方、上述したステップS11の判定の結果、空気供給手段によって、排気通路に2次的な空気が供給されていると判定されない場合(ステップS11:No)、ECU30の制御下で、上述した直噴噴射割合を示す値B、及び、ポート噴射割合を示す値1−Bが設定される(ステップS102)。特に、この2次的な空気が供給されていない場合における直噴噴射割合を示す値Bは、上述した2次的な空気が供給されている場合における直噴噴射割合を示す値Aと比較して小さくなるように設定される。   On the other hand, if it is not determined by the air supply means that secondary air is being supplied to the exhaust passage as a result of the determination in step S11 described above (step S11: No), the direct injection described above is performed under the control of the ECU 30. A value B indicating the injection ratio and a value 1-B indicating the port injection ratio are set (step S102). In particular, the value B indicating the direct injection ratio when the secondary air is not supplied is compared with the value A indicating the direct injection ratio when the secondary air is supplied. Is set to be smaller.

次に、ECU30の制御下で、内燃機関の圧縮行程の上死点に近づける時期に直噴噴射される燃料の第1所定量を示す値Dが設定される(ステップS202)。特に、この2次的な空気を供給させない場合における内燃機関の圧縮行程の上死点に近づける時期に直噴噴射される燃料の第1所定量を示す値Dは、上述した2次的な空気を供給させる場合における圧縮行程の上死点に近づける時期に噴射する第1所定量を示す値Cと比較して小さくなるように設定される。   Next, under the control of the ECU 30, a value D indicating a first predetermined amount of fuel that is directly injected at a time when it approaches the top dead center of the compression stroke of the internal combustion engine is set (step S202). In particular, the value D indicating the first predetermined amount of fuel directly injected at the time when the compression stroke of the internal combustion engine is approached to the top dead center when the secondary air is not supplied is the above-described secondary air. Is set to be smaller than the value C indicating the first predetermined amount to be injected at the time when the compression stroke is close to the top dead center.

次に、ECU30の制御下で、直噴噴射される燃料の第1所定量の噴射時期を示す値Fが設定される(ステップS302)。特に、この2次的な空気を供給させない場合における直噴噴射される燃料の第1所定量の噴射時期を示す値Fは、上述した2次的な空気を供給させる場合における直噴噴射される燃料の第1所定量の噴射時期を示す値Eと比較して進角側になるように設定される。   Next, under the control of the ECU 30, a value F indicating the injection timing of the first predetermined amount of fuel that is directly injected is set (step S302). In particular, the value F indicating the injection timing of the first predetermined amount of fuel that is directly injected when the secondary air is not supplied is directly injected when the secondary air is supplied. It is set so as to be on the advance side as compared with the value E indicating the injection timing of the first predetermined amount of fuel.

他方、上述したステップS10の判定の結果、触媒の温度を迅速に上昇させる触媒の暖機が必要でないと判定される場合(ステップS10:No)、ECU30の制御下で、通常マップに基づいて、ポート噴射割合、直噴噴射割合、及び噴射時期が設定される(ステップS12)。   On the other hand, as a result of the determination in step S10 described above, when it is determined that it is not necessary to warm up the catalyst to quickly increase the temperature of the catalyst (step S10: No), based on the normal map under the control of the ECU 30, A port injection ratio, a direct injection ratio, and an injection timing are set (step S12).

(2−2)副次的な噴射の制御処理
次に、図8を参照して、本実施形態に係る内燃機関の制御装置における副次的な噴射の制御処理について説明する。ここに、図8は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置における副次的な噴射の制御処理の流れを示したフローチャートである。尚、この制御処理は、ECUによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。また、上述の図4で説明した処理と概ね同様の処理には同一のステップ番号を付し、それらの説明は適宜省略する。
(2-2) Secondary Injection Control Processing Next, secondary injection control processing in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the secondary injection control process in the control apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment. This control process is repeatedly executed by the ECU at a predetermined cycle such as several tens of microseconds or several microseconds. In addition, processes that are substantially the same as the processes described in FIG. 4 are given the same step numbers, and descriptions thereof are omitted as appropriate.

図8に示されるように、上述したステップS10を経て、ステップS11の判定の結果、空気供給手段によって、排気通路に2次的な空気が供給されていると判定される場合(ステップS11:Yes)、ECU30の制御下で、内燃機関の膨張行程から排気行程へ変化する時期に直噴噴射される燃料の副次的な燃料の噴射時期が設定される(ステップS401)。特に、2次的な空気を供給させる場合における副次的な燃料の噴射時期を示す値Gを、2次的な空気を供給させない場合における噴射時期を示す値Hと比較して、膨張行程から排気行程へ変化する下死点(BDC:Bottom Dead Center)に近づけるように設定される。詳細には、図6に示される1サイクル中の膨張行程から排気行程へ変化する下死点付近において、副次的な燃料が直噴噴射される。ここに、本実施形態に係る「下死点に近づける」とは、ピストンの上部における凹み部、所謂、ピストンキャビティにおいて、噴射された燃料が噴霧形成効果等による、点火プラグの周辺において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が殆ど形成されない、或いは、形成される度合いが顕著に低い状態に応じて決定されるピストンの位置を意味する。   As shown in FIG. 8, after step S10 described above, as a result of the determination in step S11, the air supply means determines that secondary air is being supplied to the exhaust passage (step S11: Yes). ) Under the control of the ECU 30, a secondary fuel injection timing of the fuel that is directly injected at the timing when the internal combustion engine changes from the expansion stroke to the exhaust stroke is set (step S401). In particular, the value G indicating the injection timing of the secondary fuel when the secondary air is supplied is compared with the value H indicating the injection timing when the secondary air is not supplied. It is set to be close to the bottom dead center (BDC) that changes to the exhaust stroke. Specifically, the secondary fuel is directly injected near the bottom dead center where the expansion stroke changes to the exhaust stroke in one cycle shown in FIG. Here, “close to bottom dead center” according to the present embodiment means that the fuel injected in the recess in the upper part of the piston, that is, the piston cavity, is locally around the spark plug due to the spray formation effect or the like. Alternatively, it means the position of the piston that is determined depending on the state in which the concentration of fuel is partially high (so-called rich state) is hardly formed or the degree of formation is remarkably low.

これにより、内燃機関の気筒の燃焼室内の点火プラグの周辺において、膨張行程や排気行程で燃焼を目的としない燃料の濃度が濃い状態(所謂、リッチ状態)が形成されなくなり、或いは形成される度合いが顕著に低下されるので、点火プラグの燻り(いぶり)を防止することができ、燻りの煤に起因して点火プラグが意図せず導通していまい点火不良等の不具合が発生することを効果的に防止することができる。より詳細には、図7(b)に示されるように、膨張行程から排気行程へ変化する下死点付近に近づける時期で噴射された副次的な燃料は、気筒内の燃焼室内を広範囲に拡散する。これにより、例えば図7(a)に示される膨張行程の前半や排気行程の後半などにおいて、ピストンが点火プラグに近い時期に副次的な噴射が行われる場合と比較して、点火プラグの周辺において、局部的又は部分的に燃料の濃度が濃い状態が形成される度合いが顕著に小さくなる。   As a result, in the vicinity of the ignition plug in the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine, a state in which the concentration of fuel not intended for combustion in the expansion stroke or the exhaust stroke is not formed (so-called rich state) is not formed or is formed. Is significantly reduced, so that the spark plug can be prevented from being blown (burring), and the spark plug is unintentionally conducting due to the crack in the spark. Can be prevented. More specifically, as shown in FIG. 7 (b), the secondary fuel injected at the time of approaching the vicinity of the bottom dead center where the expansion stroke changes to the exhaust stroke reaches a wide range in the combustion chamber in the cylinder. Spread. Accordingly, for example, in the first half of the expansion stroke and the second half of the exhaust stroke shown in FIG. 7A, the periphery of the spark plug is compared with the case where secondary injection is performed when the piston is close to the spark plug. However, the degree to which the fuel concentration is locally or partially formed is significantly reduced.

この結果、排気通路に副次的な燃料を膨張行程又は排気行程に噴射させる場合に、副次的な燃料が点火プラグに悪影響を与えることを防止することが可能であり、内燃機関において、より適切な燃焼を実現することが可能である。   As a result, when the secondary fuel is injected into the exhaust passage in the expansion stroke or the exhaust stroke, it is possible to prevent the secondary fuel from adversely affecting the spark plug. Appropriate combustion can be achieved.

特に、上述した直噴噴射と、ポート噴射と、排気通路への2次的な空気の供給とに加えて、副次的な燃料の噴射を行うことは、仮に、一サイクル中において一定量の燃料を噴射する場合、上述した直噴噴射やポート噴射における燃料の噴射時期である吸気行程や圧縮行程に集中的に噴射することと比較して、一定量の燃料を吸気行程、圧縮行程、膨張行程や排出行程に亘って分散して噴射することが可能である。これにより、内燃機関の気筒内に直噴噴射すべき燃料の量を、気筒内で適切な燃焼が実現可能な範囲内に収めることが可能である。仮に、一定量の燃料を吸気行程や圧縮行程に集中的に気筒内へ噴射した場合、内燃機関の気筒の燃焼室内の点火プラグの周辺においてリッチ過ぎてしまい、燃焼が適切に行われない可能性が生じてしまう。これに対して、本実施形態では、上述した直噴噴射やポート噴射における燃料の噴射と排気通路への2次的な空気の供給とに加えて、副次的な燃料の噴射が分散して行われるので、気筒内で適切な燃焼が実現される。   In particular, in addition to the direct injection, the port injection, and the secondary air supply to the exhaust passage described above, the injection of the secondary fuel temporarily assumes a certain amount in one cycle. In the case of injecting fuel, a fixed amount of fuel is injected in the intake stroke, compression stroke, and expansion compared to the concentrated injection in the intake stroke and compression stroke, which are the fuel injection timings in the direct injection and port injection described above. It is possible to spray in a distributed manner over the stroke and the discharge stroke. As a result, the amount of fuel to be directly injected into the cylinder of the internal combustion engine can be kept within a range where appropriate combustion can be realized in the cylinder. If a certain amount of fuel is injected into the cylinder intensively during the intake stroke or compression stroke, it may be too rich around the spark plug in the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine, and combustion may not be performed properly. Will occur. On the other hand, in this embodiment, in addition to the fuel injection and the secondary air supply to the exhaust passage in the direct injection and port injection described above, the secondary fuel injection is dispersed. As a result, proper combustion is achieved in the cylinder.

このことに加えて、副次的な燃料の噴射量は、排気通路へ供給される2次的な空気の供給量に応じて適切且つ高精度に決定することができるので、排気系の内部や触媒における化学反応をより適切に促進させ、排気ガスの浄化作用をより促進させ、触媒の早期活性化を実現することが可能である。   In addition to this, the amount of secondary fuel injection can be determined appropriately and with high accuracy in accordance with the amount of secondary air supplied to the exhaust passage. It is possible to promote the chemical reaction in the catalyst more appropriately, further promote the exhaust gas purification action, and realize early activation of the catalyst.

次に、ECU30の制御下で、設定された直噴噴射割合に加えて、設定された噴射時期において、副次的な燃料が噴射されるように、直噴インジェクタ11dが駆動される(ステップS14)。   Next, under the control of the ECU 30, the direct injection injector 11d is driven so that secondary fuel is injected at the set injection timing in addition to the set direct injection ratio (step S14). ).

(3)他の実施形態
(3−1)制御処理
次に、図9から図11を参照して、他の実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御処理について説明する。ここに、図9は、他の実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御処理の流れを示した一のフローチャートである。図10は、他の実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御処理の流れを示した他のフローチャートである。図11は、他の実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御処理の流れを示した他のフローチャートである。尚、これらの制御処理は、ECUによって、例えば、数十μ秒、又は数μ秒等の所定の周期で繰り返し実行される。
(3) Other Embodiments (3-1) Control Processing Next, control processing in an internal combustion engine control device according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. 9 is a flowchart showing the flow of control processing in the control apparatus for an internal combustion engine according to another embodiment. FIG. 10 is another flowchart showing a flow of control processing in the control apparatus for an internal combustion engine according to another embodiment. FIG. 11 is another flowchart showing a flow of control processing in the control apparatus for an internal combustion engine according to another embodiment. Note that these control processes are repeatedly executed by the ECU at a predetermined cycle such as several tens of microseconds or several microseconds.

図9に示されるように、上述した図4における制御処理において、ステップS202及びS302を省略してよい。これによりECU30における直噴噴射割合とポート噴射割合に関する制御処理の負荷を軽減させることができる。   As shown in FIG. 9, steps S202 and S302 may be omitted in the control process in FIG. 4 described above. Thereby, the load of the control process regarding the direct injection ratio and the port injection ratio in the ECU 30 can be reduced.

或いは、図10に示されるように、上述した図4における制御処理において、ステップS102及びS302を省略してよい。これによりECU30における噴射時期に関する制御処理の負荷を軽減させることができる。   Alternatively, as shown in FIG. 10, steps S102 and S302 may be omitted in the control process in FIG. 4 described above. Thereby, the load of the control process regarding the injection timing in the ECU 30 can be reduced.

或いは、図11に示されるように、上述した図4における制御処理において、ステップS102及びS202を省略してよい。これによりECU30における噴射時期に関する制御処理の負荷を軽減させることができる。   Alternatively, as shown in FIG. 11, steps S102 and S202 may be omitted in the control process in FIG. 4 described above. Thereby, the load of the control process regarding the injection timing in the ECU 30 can be reduced.

上述した実施形態では、排気タービン21及びコンプレッサー22を含む過給機を備えた内燃機関について説明しているが、過給機を備えていない内燃機関であってよい。   In the above-described embodiment, the internal combustion engine including the supercharger including the exhaust turbine 21 and the compressor 22 is described. However, the internal combustion engine may not include the supercharger.

本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、本発明はガソリンエンジンに限らず、ディーゼルガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関に適用してよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be implemented in various forms. For example, the present invention is not limited to a gasoline engine, and may be applied to various internal combustion engines that use diesel gasoline or other fuels.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and the control of the internal combustion engine accompanying such a change. The apparatus is also included in the technical scope of the present invention.

本実施形態に係るポート及び筒内噴射型エンジンの基本構成を概念的に示す構成図である。It is a block diagram which shows notionally the basic composition of the port which concerns on this embodiment, and a cylinder injection type engine. 本実施形態に係るポート及び筒内噴射型エンジンの断面を概念的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows notionally the cross section of the port which concerns on this embodiment, and a cylinder injection type engine. 本実施形態に係るポート及び筒内噴射型エンジンが備えるインジェクタの断面を概念的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows notionally the cross section of the injector with which the port which concerns on this embodiment, and a cylinder injection type engine are provided. 本実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御処理の流れを示したフローチャートである。3 is a flowchart showing a flow of control processing in the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment. 本実施形態に係る内燃機関の制御装置における排出ガスに含まれる炭化水素HC又は一酸化炭素COの濃度に対する、直噴噴射割合、圧縮行程の後半に噴射される割合、及び噴射時期の関係を示したグラフ(図5(a)、図5(b)、及び図5(c))である。The relationship between the direct injection ratio, the ratio injected in the second half of the compression stroke, and the injection timing with respect to the concentration of hydrocarbon HC or carbon monoxide CO contained in the exhaust gas in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment is shown. FIG. 5 is a graph (FIG. 5A, FIG. 5B, and FIG. 5C). 本実施形態に係る内燃機関の制御装置における各種の処理のタイミングを示したタイミングチャートである。4 is a timing chart showing various processing timings in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment. 本実施形態に係る内燃機関の気筒内で燃料が噴射される様子を図式的に示した模式図である。It is the schematic diagram which showed a mode that the fuel was injected in the cylinder of the internal combustion engine which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る内燃機関の制御装置における副次的な噴射の制御処理の流れを示したフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow of a secondary injection control process in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment. 他の実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御処理の流れを示した一のフローチャートである。It is one flowchart which showed the flow of the control processing in the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御処理の流れを示した他のフローチャートである。It is the other flowchart which showed the flow of the control processing in the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係る内燃機関の制御装置における制御処理の流れを示した他のフローチャートである。It is the other flowchart which showed the flow of the control processing in the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 ポート及び筒内噴射型エンジン
2 シリンダ
3 インテークマニホールド
4 エギゾーストマニホールド
5 ピストン
6 キャビティ
7 インテークポート
8 エギゾーストポート
11d 直噴インジェクタ
11p ポートインジェクタ
12 ノッキングセンサ
13 点火プラグ
14 燃料供給ユニット
15 燃料管路
16 燃料タンク
21 排気タービン
22 コンプレッサー
23 ローターシャフト
24 エアクリーナー
25 インタークーラー
26 触媒
27 排気浄化ユニット
28 マフラー
29 空気供給手段
30 ECU
301 燃圧設定部
302 噴射期間設定部
303 噴射回数設定部
304 噴射制御部
305 点火時期制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Port and cylinder injection type engine 2 Cylinder 3 Intake manifold 4 Exhaust manifold 5 Piston 6 Cavity 7 Intake port 8 Exhaust port 11d Direct injection injector 11p Port injector 12 Knocking sensor 13 Spark plug 14 Fuel supply unit 15 Fuel pipe 16 Fuel tank 21 Exhaust turbine 22 Compressor 23 Rotor shaft 24 Air cleaner 25 Intercooler 26 Catalyst 27 Exhaust purification unit 28 Muffler 29 Air supply means 30 ECU
301 Fuel Pressure Setting Unit 302 Injection Period Setting Unit 303 Injection Number Setting Unit 304 Injection Control Unit 305 Ignition Timing Control Unit

Claims (5)

内燃機関の気筒内に第1所定量の燃料を噴射可能な第1燃料噴射手段と、
前記内燃機関の吸気通路内に第2所定量の燃料を噴射可能な第2燃料噴射手段と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガスを浄化する排気浄化手段と、
前記排気通路に2次的な空気を供給可能な空気供給手段と、
前記第1所定量及び前記第2所定量を合計した全噴射量に対する前記第1所定量の第1割合並びに前記全噴射量に対する前記第2所定量の第2割合を変化させるように、前記第1燃料噴射手段及び前記第2燃料噴射手段のうち少なくとも一方の噴射手段を制御することに加えて、前記2次的な空気を供給させる場合における前記第1割合を、前記2次的な空気を供給させない場合における前記第1割合と比較して大きくなるように前記少なくとも一方の噴射手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
First fuel injection means capable of injecting a first predetermined amount of fuel into a cylinder of the internal combustion engine;
Second fuel injection means capable of injecting a second predetermined amount of fuel into the intake passage of the internal combustion engine;
An exhaust purification means for purifying exhaust gas provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
Air supply means capable of supplying secondary air to the exhaust passage;
The first ratio of the first predetermined amount with respect to the total injection amount that is the sum of the first predetermined amount and the second predetermined amount and the second ratio of the second predetermined amount with respect to the total injection amount are changed. In addition to controlling at least one of the first fuel injection means and the second fuel injection means, the first ratio in the case where the secondary air is supplied is expressed as the secondary air. A control means for controlling the at least one injection means so as to be larger than the first ratio when not supplied.
前記制御手段は、更に、前記2次的な空気を供給させる場合における前記内燃機関の圧縮行程の上死点に近づける時期に噴射する燃料の前記第1所定量を、前記2次的な空気を供給させない場合における前記圧縮行程の上死点に近づける時期に噴射する前記第1所定量と比較して大きくなるように前記第1燃料噴射手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   The control means further uses the secondary air as the first predetermined amount of fuel to be injected at a time approaching the top dead center of the compression stroke of the internal combustion engine when the secondary air is supplied. 2. The first fuel injection unit is controlled to be larger than the first predetermined amount that is injected at a time when the compression stroke is close to the top dead center when not supplied. Control device for internal combustion engine. 前記制御手段は、前記2次的な空気を供給させる場合、更に、前記内燃機関の圧縮行程で噴射する燃料の前記第1割合を、前記内燃機関の吸気行程における前記第2割合と比較して大きくなるように前記少なくとも一方の噴射手段を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。   When the control means supplies the secondary air, the control means further compares the first ratio of the fuel injected in the compression stroke of the internal combustion engine with the second ratio in the intake stroke of the internal combustion engine. 3. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the at least one injection unit is controlled to be large. 前記制御手段は、更に、前記2次的な空気を供給させる場合における前記第1所定量及び前記第2所定量のうち少なくとも一方の燃料を噴射する噴射時期を、前記2次的な空気を供給させない場合における前記少なくとも一方の燃料を噴射する噴射時期と比較して、遅角側に変化させるように前記少なくとも一方の噴射手段を制御することを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。   The control means further supplies the secondary air at an injection timing for injecting at least one of the first predetermined amount and the second predetermined amount when the secondary air is supplied. The at least one injection unit is controlled so as to be changed to a retarded angle as compared with an injection timing at which the at least one fuel is injected when not. The control apparatus for an internal combustion engine according to the item. 前記第1燃料噴射手段は、更に、前記内燃機関の膨張行程又は排気行程において副次的な燃料を噴射可能であり、
前記制御手段は、前記2次的な空気を供給させる場合における前記副次的な燃料の噴射時期を、前記2次的な空気を供給させない場合における噴射時期と比較して前記内燃機関の膨張行程から排気行程へ変化する下死点に近づけるように、前記第1燃料噴射手段を制御することを特徴とする請求項1から4のうちいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
The first fuel injection means is further capable of injecting secondary fuel in an expansion stroke or an exhaust stroke of the internal combustion engine,
The control means compares the injection timing of the secondary fuel when the secondary air is supplied with the injection timing when the secondary air is not supplied, and the expansion stroke of the internal combustion engine. 5. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the first fuel injection unit is controlled so as to approach a bottom dead center that changes from an exhaust stroke to an exhaust stroke. 6.
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