JP2010203326A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
燃焼室内に燃料を噴射することで成層燃焼を実現可能な筒内噴射用インジェクタと、吸気通路または吸気ポート内に燃料を噴射することで均質燃焼を実現可能なポート噴射用インジェクタとを備える内燃機関が広く知られている。このような内燃機関は、機関運転状態に応じて筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量とポート噴射用インジェクタからの燃料噴射量との比率を適切に制御することで、広い運転領域においてエンジンの高出力・低燃費を達成することができる。 An internal combustion engine comprising an in-cylinder injector capable of realizing stratified combustion by injecting fuel into a combustion chamber, and a port injector capable of realizing homogeneous combustion by injecting fuel into an intake passage or an intake port Is widely known. Such an internal combustion engine appropriately controls the ratio of the fuel injection amount from the in-cylinder injector and the fuel injection amount from the port injector according to the engine operating state, so that the engine can be operated in a wide operating range. High output and low fuel consumption can be achieved.
筒内噴射用インジェクタは、その先端部が燃焼室内に露出しているために、常に高温の燃焼ガスに晒されている。そのため、燃焼ガスに含まれる未燃成分がデポジットとなって筒内噴射用インジェクタの噴孔部やその近傍に付着することがある。こうしたデポジットの付着が発生すると、燃料の噴霧形状が変化したり燃料噴射量が低下したりするために、燃焼性の悪化や内燃機関の失火を招くおそれがある。
特に、ポート噴射用インジェクタのみから燃料が噴射される運転領域においては、筒内噴射用インジェクタの噴孔部やその近傍へのデポジット付着がいっそう進行する。そのため、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が一定期間実行された場合に、筒内噴射用インジェクタから燃料を噴射させることで噴射力によって噴孔部に付着したデポジットを除去するクリーニング制御が広く実行されている。
The in-cylinder injector is always exposed to high-temperature combustion gas because its tip is exposed in the combustion chamber. Therefore, unburned components contained in the combustion gas may become deposits and adhere to the injection hole portion of the in-cylinder injector or the vicinity thereof. If such deposit adhesion occurs, the fuel spray shape changes or the fuel injection amount decreases, which may lead to deterioration in combustibility and misfire of the internal combustion engine.
In particular, in the operation region where fuel is injected only from the port injector, deposit adhesion further proceeds to the injection hole portion of the in-cylinder injector and the vicinity thereof. Therefore, when fuel injection from only the port injector is performed for a certain period of time, cleaning control is widely performed to remove deposits attached to the injection hole portion by the injection force by injecting fuel from the in-cylinder injector. Has been.
このような内燃機関の制御手段としては、筒内燃料噴射機構の筒内付着物の付着度合いに関連する燃料の成分に対応させてポート燃料噴射機構のみによる燃料噴射の回避条件を設定し、ポート燃料噴射機構のみにより燃料が噴射されているときに回避条件が成立すると、筒内燃料噴射機構により燃料を噴射するように2種類の燃料噴射機構を制御することで、筒内燃料噴射機構へのデポジットの堆積を回避させる技術が特許文献1に開示されている。 As a control means of such an internal combustion engine, a condition for avoiding fuel injection by only the port fuel injection mechanism is set corresponding to the fuel component related to the degree of adhesion of the in-cylinder deposits of the in-cylinder fuel injection mechanism, If the avoidance condition is satisfied when the fuel is being injected only by the fuel injection mechanism, the two types of fuel injection mechanisms are controlled so that the fuel is injected by the in-cylinder fuel injection mechanism. A technique for avoiding deposit accumulation is disclosed in Patent Document 1.
また、筒内燃料噴射手段の噴口に堆積するデポジットの累積値をNOx濃度を考慮して算出し、算出結果に基づいて筒内燃料噴射手段の燃料噴射を制御することで、筒内燃料噴射手段に付着したデポジットを除去する技術が特許文献2に開示されている。 Further, the cumulative value of the deposit accumulated at the injection port of the in-cylinder fuel injection unit is calculated in consideration of the NOx concentration, and the fuel injection of the in-cylinder fuel injection unit is controlled based on the calculation result, so that the in-cylinder fuel injection unit Patent Document 2 discloses a technique for removing deposits adhering to the film.
そして、筒内噴射弁を用いた燃料噴射時に、エアフロメータからの検出信号に基づき筒内噴射弁の噴射孔にデポジット付着を検出すると、噴射モードを筒内噴射からポート噴射に切り換えるとともに高温化処理を実行することで、噴射孔に付着したデポジットの焼失を促進させる技術が特許文献3に開示されている。 Then, during fuel injection using the in-cylinder injection valve, if deposit adhesion is detected in the injection hole of the in-cylinder injection valve based on a detection signal from the air flow meter, the injection mode is switched from in-cylinder injection to port injection and the temperature is increased. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses a technique for promoting the burning of deposits adhering to the injection holes by executing the above.
一方、内燃機関の燃料タンク内で発生する気化燃料を有効に燃焼させるために、燃料タンク内で発生した気化燃料をキャニスタ等の捕集装置に一時的に蓄え、内燃機関の運転状態に応じて捕集装置内の気化燃料をパージして吸気通路に導入させる制御が広く実行されている。
パージ処理が実行されると、インジェクタからの噴射燃料に加えて燃料タンクからの気化燃料が燃焼室に導入されるために、内燃機関の空燃比が変動する。この場合、エンジンECU(Electronic Control Unit)は、浄化触媒の上流側および下流側に設けられた空燃比(以下(A/F)と略記する)センサおよび酸素濃度(以下(O2)と略記する)センサの検出結果に基づいて空燃比の変動を認識し、変動した空燃比を目標空燃比に近づけるよう燃料噴射量を補正するフィードバック(以下(F/B)と略記する)制御を実行する。
On the other hand, in order to effectively burn the vaporized fuel generated in the fuel tank of the internal combustion engine, the vaporized fuel generated in the fuel tank is temporarily stored in a collection device such as a canister, and the internal combustion engine is operated according to the operating state of the internal combustion engine. Control for purging vaporized fuel in the collection device and introducing it into the intake passage is widely performed.
When the purge process is executed, the vaporized fuel from the fuel tank is introduced into the combustion chamber in addition to the injected fuel from the injector, so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine fluctuates. In this case, the engine ECU (Electronic Control Unit) includes an air-fuel ratio (hereinafter abbreviated as (A / F)) sensor and an oxygen concentration (hereinafter abbreviated as (O2)) provided upstream and downstream of the purification catalyst. Based on the detection result of the sensor, a change in the air-fuel ratio is recognized, and feedback (hereinafter abbreviated as (F / B)) control for correcting the fuel injection amount so as to bring the changed air-fuel ratio closer to the target air-fuel ratio is executed.
このような内燃機関の制御手段としては、パージによって吸気系に導入される蒸発燃料の量が所定以上となったとき、A/Fセンサの検出値に基づいて設定されるF/B補正係数を相対的にリッチ側に補正することで、空燃比を適切な値へと補正する技術が特許文献4に開示されている。 As a control means for such an internal combustion engine, an F / B correction coefficient that is set based on a detection value of an A / F sensor when the amount of evaporated fuel introduced into the intake system by purging exceeds a predetermined value is used. Patent Document 4 discloses a technique for correcting the air-fuel ratio to an appropriate value by correcting to a relatively rich side.
また、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関であって、内燃機関が要求する燃料量およびパージガス中の気化燃料濃度の学習値に基づいてパージ処理およびインジェクタの燃料噴射モードを選択することで、燃料を効率的に使用しエミッションの悪化を抑制する技術が特許文献5に開示されている。 An internal combustion engine having an in-cylinder injector and a port injector, wherein the purge process and the fuel injection mode of the injector are selected based on the fuel amount required by the internal combustion engine and the learned value of the vaporized fuel concentration in the purge gas. Thus, Patent Document 5 discloses a technique for efficiently using fuel and suppressing deterioration of emissions.
このような内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのクリーニング制御時にパージ処理制御が重複する場合、吸気通路に高濃度の気化燃料が導入されるためにF/B制御によって筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量が減少方向に補正される。この場合、パージ処理によって吸気通路に気化燃料が大量に導入されると、F/B制御によって筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量が大きく減少補正され、場合によっては最小燃料噴射量を下回る場合がある。すると、筒内噴射用インジェクタのクリーニング制御が適切に実行できないために、噴孔部に堆積したデポジットを除去できない場合がある、といった問題点がある。
しかしながら、従来技術および特許文献1〜4の技術では、筒内噴射用インジェクタのクリーニング制御時にパージ処理制御が重複する場合にクリーニング制御を適切に実行させるための手段が設けられていない。そのため、筒内噴射用インジェクタの噴孔部に堆積したデポジットを適切に除去できないために、燃焼性が悪化したり内燃機関が失火したりするおそれがある、といった問題点がある。
また、特許文献5の技術では、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が一定期間実行された場合であって、筒内噴射用インジェクタのクリーニング制御が実行される際に、パージ処理制御の実行が優先される場合がある。そのため、筒内噴射用インジェクタのクリーニング制御が適切に実行されない場合がある、といった問題点がある。
In such an internal combustion engine, when the purge process control overlaps during the cleaning control of the in-cylinder injector, high-concentration vaporized fuel is introduced into the intake passage, so that the F / B control causes the injecting from the in-cylinder injector. The fuel injection amount is corrected in the decreasing direction. In this case, when a large amount of vaporized fuel is introduced into the intake passage by the purge process, the fuel injection amount from the in-cylinder injector is greatly decreased and corrected by the F / B control, and in some cases, less than the minimum fuel injection amount There is. Then, since the cleaning control of the in-cylinder injector cannot be appropriately executed, there is a problem that deposits accumulated in the injection hole portion may not be removed.
However, in the prior art and the techniques of Patent Documents 1 to 4, there is no means for appropriately executing the cleaning control when the purge process control overlaps during the cleaning control of the in-cylinder injector. Therefore, there is a problem that the deposit accumulated in the injection hole portion of the in-cylinder injector cannot be properly removed, and the combustibility may be deteriorated or the internal combustion engine may be misfired.
Further, in the technique of Patent Document 5, the purge process control is executed when the fuel injection from only the port injector is performed for a certain period of time and the cleaning control of the in-cylinder injector is executed. There may be priority. Therefore, there is a problem that cleaning control of the in-cylinder injector may not be properly executed.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and in an internal combustion engine including an in-cylinder injector and a port injection injector, the control of the internal combustion engine capable of appropriately removing deposits in the in-cylinder injector. An object is to provide an apparatus.
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射供給する第1燃料噴射手段と、前記内燃機関の吸気通路へ燃料を噴射供給する第2燃料噴射手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記第1燃料噴射手段が噴射供給する燃料量と前記第2燃料噴射手段が噴射供給する燃料量との噴き分け比率を制御する噴き分け比率制御手段と、前記内燃機関の燃料供給源における気化燃料を吸気通路に導入させる気化燃料導入手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて空燃比を目標空燃比へと補正する空燃比フィードバック制御手段と、を備える内燃機関の制御装置であって、前記噴き分け制御手段が前記第2燃料噴射手段のみに燃料を噴射させる制御を実行する時間が第1しきい値を超える場合に、前記第1燃料噴射手段に所定時間燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、前記燃料噴射制御手段が実行される間、前記気化燃料導入手段による導入量を制限する導入量制限手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a first fuel injection means for injecting and supplying fuel to a combustion chamber of the internal combustion engine, and a second fuel for injecting and supplying fuel to an intake passage of the internal combustion engine. Based on the fuel injection means and the operating state of the internal combustion engine, an injection division for controlling the injection ratio between the fuel amount injected and supplied by the first fuel injection means and the fuel amount supplied and supplied by the second fuel injection means Ratio control means, vaporized fuel introducing means for introducing vaporized fuel in the fuel supply source of the internal combustion engine into the intake passage, and air-fuel ratio feedback control for correcting the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio according to the operating state of the internal combustion engine A control device for an internal combustion engine comprising: means for controlling the injection dividing control means to cause only the second fuel injection means to inject fuel exceeding a first threshold value; A fuel injection control unit that injects fuel into the fuel injection unit for a predetermined time; and an introduction amount limiting unit that limits an introduction amount by the vaporized fuel introduction unit while the fuel injection control unit is executed. And
特に、本発明の内燃機関の制御装置は、前記導入量制限手段が、前記空燃比フィードバック制御手段が実行する空燃比の補正量に基づいて、前記気化燃料導入手段による導入量を制限することを特徴とすることができる。 In particular, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the introduction amount restriction means restricts the introduction amount by the vaporized fuel introduction means based on an air-fuel ratio correction amount executed by the air-fuel ratio feedback control means. Can be a feature.
本発明の内燃機関の制御装置によれば、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が所定期間実行された場合に筒内噴射用インジェクタに所定時間燃料を噴射させる燃料噴射制御を実行し、その間の吸気通路への気化燃料の導入量を制限することができる。よって、筒内噴射用インジェクタがクリーニングのための燃料噴射を適切に実行できることから、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる。 According to the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, when fuel injection from only the port injector is performed for a predetermined period, fuel injection control is performed to inject fuel into the in-cylinder injector for a predetermined time, The amount of vaporized fuel introduced into the intake passage can be limited. Accordingly, since the in-cylinder injector can appropriately perform fuel injection for cleaning, in the internal combustion engine including the in-cylinder injector and the port injector, the deposit of the in-cylinder injector can be appropriately removed. Can do.
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for implementing the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施例1について図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の内燃機関の制御装置を組み込んだ車両制御システム1の概略構成を示した構成図である。なお、図1にはエンジンの1気筒の構成のみを示している。 Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a vehicle control system 1 incorporating a control device for an internal combustion engine of the present invention. FIG. 1 shows only the configuration of one cylinder of the engine.
図1に示す車両制御システム1は、動力源であるエンジン100を備えており、エンジン100の運転動作を総括的に制御するエンジンECU10を備えている。また、車両制御システム1は、燃焼室11aおよび吸気ポート13にそれぞれ筒内インジェクタ25およびポートインジェクタ26を備えている。そして、車両制御システム1は、燃焼タンクからの気化燃料を吸気通路へ導入させるベーパ通路41、キャニスタ42、パージ通路43、およびパージ通路43を通過する気化燃料の流量を制御するパージ制御バルブ44を備えている。
A vehicle control system 1 shown in FIG. 1 includes an
エンジン100は、車両に搭載される多気筒エンジンであって、各気筒は燃焼室11aを構成するピストン11を備えている。各燃焼室のピストン11はそれぞれコネクティングロッドを介して出力軸であるクランクシャフト12の軸に連結されており、ピストン11の往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフト12の回転へと変換される。ピストン11は、その頂面に凹状のキャビティが形成されている。筒内インジェクタ25が噴射する燃料は、ピストン11のキャビティ内へ進入し、キャビティの形状に沿って点火プラグ27近傍へと導かれる(図2参照)。
The
クランクシャフト12の軸の近傍には、クランク角センサ31が設けられている。クランク角センサ31は、クランクシャフト12軸の回転角度を検出するように構成されており、検出結果をエンジンECU10に送信する。それにより、エンジンECU10は、運転時のエンジン回転数や回転角速度など、クランク角に関する情報を取得する。
A
各気筒の燃焼室11aには、それぞれ燃焼室11aと連通する吸気ポート13と、吸気ポート13に連結し、吸入空気を吸気ポート13から燃焼室11aへと導く吸気通路14とが接続されている。更に、燃焼室11aの各気筒には、それぞれ燃焼室11aと連通する排気ポート15と、燃焼室11aで発生した排気ガスをエンジン外へと導く排気通路16が接続されている。また、各気筒に接続された排気通路16は、下流側で合流して一本の合流排気通路17となる。
Connected to the
各気筒の燃焼室11aの吸気通路、排気通路に対応して複数の吸気弁、排気弁が設けられている。図1には吸気通路、排気通路と吸気弁、排気弁をそれぞれ1つずつ示している。燃焼室11aの各吸気ポート13には、それぞれ吸気弁18が配置されており、吸気弁18を開閉駆動させるための吸気カムシャフト20が配置されている。更に、燃焼室11aの各排気ポート15には、それぞれ排気弁19が配置されており、排気弁19を開閉駆動させるための排気カムシャフト21が配置されている。
A plurality of intake valves and exhaust valves are provided corresponding to the intake passage and the exhaust passage of the
吸気弁18および排気弁19はクランクシャフト12の回転が連結機構(例えばタイミングベルト、タイミングチェーンなど)により伝達された吸気カムシャフト20および排気カムシャフト21の回転により開閉され、吸気ポート13および排気ポート15と燃焼室11aとを連通・遮断する。なお、吸気弁18、および排気弁19の位相は、クランク角を基準にして表される。
The intake valve 18 and the
吸気カムシャフト20は可変動弁機構(以下、VVT機構という)である電動VVT機構22を有している。この電動VVT機構22はエンジンECU10の指示により電動モータで吸気カムシャフト20を回転させる。それにより吸気カムシャフト20のクランクシャフト12に対する回転位相が変更されることから、吸気弁18のバルブタイミングが変更される。この場合、吸気カムシャフト20の回転位相は、吸気カム角センサ32にて検出され、エンジンECU10へと出力される。それにより、エンジンECU10は、吸気カムシャフト20の位相を取得することができるとともに、吸気弁18の位相を取得することができる。また、吸気カムシャフト20の位相は、クランク角を基準にして表される。
The intake camshaft 20 has an
排気カムシャフト21は油圧VVT機構23を有している。この油圧VVT機構23はエンジンECU10の指示によりオイルコントロールバルブ(以下、OCVという)で排気カムシャフト21を回転させる。それにより排気カムシャフト21のクランクシャフト12に対する回転位相が変更されることから、排気弁19のバルブタイミングが変更される。この場合、排気カムシャフト21の回転位相は、排気カム角センサ33にて検出され、エンジンECU10へと出力される。それにより、エンジンECU10は、排気カムシャフト21の位相を取得することができるとともに、排気弁19の位相を取得することができる。また、排気カムシャフト21の位相は、クランク角を基準にして表される。
The
エンジン100の吸気通路14にはエアフロメータ34、スロットルバルブ24およびスロットルポジションセンサ35が設置されている。エアフロメータ34およびスロットルポジションセンサ35は、それぞれ吸気通路14を通過する吸入空気量、およびスロットルバルブ24の開度を検出し、検出結果をエンジンECU10に送信する。エンジンECU10は、送信された検出結果に基づいて吸気ポート13および燃焼室11aへ導入される吸入空気量を認識し、スロットルバルブ24の開度を調整することでエンジン100の運転に必要な吸入空気量を燃焼室11aへ取り込むことができる。
スロットルバルブ24は、ステップモータを用いたスロットルバイワイヤ方式を適用することが好ましいが、例えばステップモータの代わりにワイヤなどを介してアクセルペダル(図示しない)と連動し、スロットルバルブ24の開度が変更されるような機械式スロットル機構を適用することもできる。
An
The
燃焼室11aおよび吸気ポート13には、筒内インジェクタ25およびポートインジェクタ26が装着されている。燃料ポンプ(図示しない)より燃料配管を通じて供給された高圧燃料は、エンジンECU10の指示により筒内インジェクタ25、ポートインジェクタ26にてエンジン気筒内の燃焼室11a、吸気ポート13に噴射供給される。エンジンECU10は、エアフロメータ34およびスロットルポジションセンサ35からの吸入空気量、および吸気カム角センサ32からのカム軸回転位相の情報に基づき、燃料噴射量と噴射タイミングを決定し筒内インジェクタ25、ポートインジェクタ26に信号を送る。筒内インジェクタ25、ポートインジェクタ26はエンジンECU10の信号に従って、指示された燃料噴射量・噴射タイミングにて燃焼室11a、吸気ポート13へ燃料を高圧噴射する。筒内インジェクタ25およびポートインジェクタ26のリーク燃料は、リリーフ配管を通じて燃料タンク(図示しない)へと戻される。この場合、燃料ポンプと筒内インジェクタ25との間に蓄圧室を設けることで、筒内インジェクタ25へ高圧の燃料を供給する構成としてもよい。また、燃料ポンプと筒内インジェクタ25との間に高圧燃料ポンプを設けることで、筒内インジェクタ25へ供給する燃料の圧力を高圧化させてもよい。更に、筒内インジェクタ25に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサを任意の位置に設けてもよい。
An in-
筒内インジェクタ25は、エンジンECU10の指示に基づいて、エンジン100の圧縮行程の所定タイミングに燃料を燃焼室11aへ噴射する。高圧噴射された燃料は霧化してピストン11のキャビティ内へ進入し、キャビティの形状に沿って点火プラグ27近傍へと導かれる。そして、飛行中に吸気弁18の開弁時に供給された吸入空気と混合され、点火タイミングにおいて点火プラグ27近傍だけにエンジン100の燃焼に適した混合ガスが形成されることで、燃焼室全体としては希薄な混合気の燃焼、いわゆる成層燃焼を実現させる(図2参照)。この場合、筒内インジェクタ25は、高圧噴射する燃料の一部が点火プラグ27に直接到達することにより成層燃焼を実現できるような位置に装着されてもよい。
なお、筒内インジェクタ25は、本発明の第1燃料噴射手段に相当する。
In-
The in-
ポートインジェクタ26は、エンジンECU10の指示に基づいて、エンジン100の吸気行程の所定タイミングに燃料を吸気ポート13へ噴射する。高圧噴射された燃料は霧化して吸入空気と混合され、エンジン100の燃焼に適した混合ガスとなる。そして、混合ガスを吸気弁18の開弁時に燃焼室11aへ供給することで、燃焼室全体を同程度の空燃比として燃焼させる、いわゆる均質燃焼を実現させる(図2参照)。この場合、ポートインジェクタ26を設けずに、筒内インジェクタ25のみで燃料を噴射供給することで、成層燃焼および均質燃焼を実現してもよい。
なお、ポートインジェクタ26は、本発明の第2燃料噴射手段に相当する。
The
The
各気筒の燃焼室11aはそれぞれ点火プラグ27を備えており、点火プラグ27の点火タイミングはイグナイタ28によって調整される。吸気ポート13から流入された吸入空気および混合ガスは気筒内で筒内インジェクタ25から噴射された燃料と混合し、ピストン11の上昇運動により燃焼室11a内で圧縮される。エンジンECU10は、クランク角センサ31からのピストン11の位置、および吸気カム角センサ32からのカム軸回転位相の情報に基づき、点火タイミングを決定しイグナイタ28に信号を送る。イグナイタ28はエンジンECU10の信号に従って、指示された点火タイミングでバッテリからの電力を点火プラグ27に通電する。点火プラグ27はバッテリからの電力により点火し、圧縮混合ガスを着火させて、燃焼室11a内を膨張させピストン11を下降させる。この下降運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフト12の軸回転に変更されることにより、エンジン100は動力を得る。
The
燃焼後の排気ガスは、排気弁19が開いた際に排気ポート15、排気通路16を通って合流排気通路17で合流し、浄化触媒29を通過してエンジン100の外部へと排出される。浄化触媒29は、エンジン100の排ガスを浄化するために用いられるもので、例えば三元触媒やNOx吸蔵還元型触媒などが適用される。浄化触媒29は、エンジン100の排気量、使用地域等の違いによって複数個組み合わせて用いられる場合もある。
合流排気通路17には排気温センサ36、A/Fセンサ37、O2センサ38が設けられており、燃焼室11aから排出される排気ガスの温度、空燃比を検出し、その結果をエンジンECU10へと送信する。また、浄化触媒29には触媒温度センサ40が設けられており、浄化触媒29の温度を検出し、その結果をエンジンECU10へと送信する。
When the
The combined
ベーパ通路41は、図示しない燃料タンクとキャニスタ42とを連通させることで、燃料タンク内の気化燃料をキャニスタ42へ導入させる。キャニスタ42は、活性炭等の吸着物質からなり、燃料タンクから発生する気化燃料をトラップする構成となっている。
パージ通路43は、キャニスタ42とスロットルバルブ24下流の吸気通路14とを連通させることで、キャニスタ42に蓄えられた気化燃料を吸気通路14へ導入させる。この場合、パージ通路43は、キャニスタ42とスロットルバルブ24上流の吸気通路14とを連通させてもよい。
パージ通路43にはパージ制御バルブ44が設けられている。パージ制御バルブ44は、アクチュエータ等により調節可能なバタフライ式、ソレノイド式等の既知の調節バルブを適用することができる。パージ制御バルブ44は、エンジンECU10の指示に従って、パージ通路43内を吸気通路14へと流れる気化燃料ガスの流量を所望する量に調節する。パージ制御バルブ44が開弁されると、キャニスタ42に負圧が導かれ、キャニスタ42にトラップされた気化燃料は図示しない大気導入口から導入される大気と共にパージガスとして吸気通路14へ導入される。
なお、ベーパ通路41、キャニスタ42、パージ通路43は、本発明の気化燃料導入手段に相当する。また、パージ制御バルブ44は、本発明の導入量制限手段に相当する。
The vapor passage 41 introduces vaporized fuel in the fuel tank into the
The
A
The vapor passage 41, the
エンジンECU10は、演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)と、プログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)と、データ等を記憶するRAM(Random Access Memory)やNVRAM(Non Volatile RAM)と、を備えるコンピュータである。エンジンECU10は、クランク角センサ31、吸気カム角センサ32、エアフロメータ34、スロットルポジションセンサ35、排気温センサ36、水温センサ39等の検出結果を読み込み、スロットルバルブ24の動作、吸気弁18、排気弁19の動作、筒内インジェクタ25およびポートインジェクタ26の動作、点火プラグ27の点火時期など、エンジン100の運転動作を統合的に制御する。
また、エンジンECU10は、キャニスタ42にトラップされた気化燃料が所定量を超えた場合にパージ処理を実行させる。エンジンECU10は、キャニスタ42にトラップされた気化燃料量およびエンジン100の運転状態に基づいて、パージ制御バルブ44の開度を所望量に制御し、キャニスタ42にトラップされた気化燃料をパージして吸気通路14へ導入させる。ここで、トラップされた気化燃料の所定量は、キャニスタ42の最大トラップ量未満の任意のトラップ量を適用することができる。この場合、エンジンECU10は、燃料タンク内圧力や外気温、燃料タンク内部温度等からキャニスタ42にトラップされた気化燃料量を認識してもよいし、その他手段にてキャニスタ42にトラップされた気化燃料量を認識してもよい。
The
Further, the
そして、エンジンECU10は、A/Fセンサ37およびO2センサ38の検出結果に基づいて燃焼室11aの燃焼情報を取得し、最適な燃焼状態となるように気筒内への燃料噴射量を調整するF/B制御を実行する。この制御を実行することにより、エンジン100の運転に適した空燃比となるよう燃料噴射量を補正することができることから、パージ処理を実行する場合でも適切な空燃比を維持することができる。
Then, the
更に、エンジンECU10は、エンジン100の運転状態に基づいて筒内インジェクタ25が噴射供給する燃料量とポートインジェクタ26が噴射供給する燃料量との噴き分け比率を制御する。ここで、エンジンECU10は、ポートインジェクタ26のみから燃料を噴射する制御が所定時間継続された場合に、筒内インジェクタ25に燃料を噴射させる燃料噴射制御を実行しつつ、その間の吸気通路14への気化燃料の導入量を制限する(図3参照)。
Further, the
エンジンECU10は、所定のポート噴射条件(例えばアイドル運転開始条件)が成立すると、ポートインジェクタ26のみに燃料噴射を指示してポート噴射を実行させる。つづいて、エンジンECU10は、ポートインジェクタ26のみ燃料を噴射させる制御を継続実行する時間が第1しきい値を超えるか否かを判断する制御を実行する。ここで、第1しきい値とは、筒内インジェクタ25の噴孔にデポジットが付着すると考えられる任意のポートインジェクタ26のみによる噴射時間を適用することができ、例えば10〜20[min]とすることができる。この場合、ポートインジェクタ26のみに燃料を噴射させる制御を継続実行する時間のみならず、実行時間を累積したものに基づいて判断してもよい。エンジンECU10は、制御を継続実行する時間が第1しきい値を超えると判断した場合に、筒内インジェクタ25に燃料噴射を指示し、筒内インジェクタ25をクリーニングする燃料噴射制御を実行する。この場合、エンジンECU10は、付着したデポジットが充分に除去できる噴射力にて筒内インジェクタ25に燃料を噴射させる。その際、ポートインジェクタ26に噴射停止を指示して筒内インジェクタ25にのみ燃料を噴射させてもよいし、筒内インジェクタ25とポートインジェクタ26との燃料噴射を併用させてもよい。
When a predetermined port injection condition (for example, idle operation start condition) is satisfied, the
エンジンECU10は、筒内インジェクタ25のクリーニングを実行する間、吸気通路14への気化燃料の導入量を低減させる制御を実行する。エンジンECU10は、A/Fセンサ37およびO2センサ38の検出結果に基づいて、筒内インジェクタ25のクリーニングのための燃料噴射制御が充分に実行できる気化燃料の導入量を算出する。そして、エンジンECU10は、現在の吸気通路14への気化燃料の導入量が算出した導入量を超えると判断する場合に、導入量の算出結果に基づいてパージ制御バルブ44の開度を制御して、吸気通路14への気化燃料の導入量を調節する。この場合、例えばパージ率が5[%]以下の場合には、筒内インジェクタ25のクリーニングのための燃料噴射制御が充分に実行できる気化燃料の導入量であると判断することができる。
The
エンジンECU10は、筒内インジェクタ25のクリーニングが充分に完了したか否かを判断し、完了したと判断した場合に筒内インジェクタ25からの燃料噴射を停止させつつ、吸気通路14への気化燃料の導入量の制限を解除する。この場合、エンジンECU10は、例えば筒内インジェクタ25が実行した燃料噴射の時間に基づいてクリーニングの完了を判断することができるが、その他パラメータによってクリーニングの完了を判断してもよい。
The
この制御を実行することにより、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が所定時間実行された場合に筒内噴射用インジェクタのクリーニングを実行し、その間の吸気通路への気化燃料の導入量を制限することができる。よって、筒内噴射用インジェクタがクリーニングのための燃料噴射を適切に実行できることから、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる。
なお、エンジンECU10は、本発明の噴き分け比率制御手段、空燃比フィードバック制御手段、燃料噴射制御手段、導入量制限手段に相当する。
By executing this control, when the fuel injection from only the port injector is performed for a predetermined time, the in-cylinder injector is cleaned, and the amount of vaporized fuel introduced into the intake passage during that time is limited. be able to. Accordingly, since the in-cylinder injector can appropriately perform fuel injection for cleaning, in the internal combustion engine including the in-cylinder injector and the port injector, the deposit of the in-cylinder injector can be appropriately removed. Can do.
The
つづいて、エンジンECU10の制御の流れに沿って、車両制御システム1の動作を説明する。図4はエンジンECU10の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の車両制御システム1は、第1燃料噴射手段と、第2燃料噴射手段と、噴き分け比率制御手段と、気化燃料導入手段と、空燃比フィードバック制御手段と、燃料噴射制御手段と、導入量制限手段とを備えることで、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が所定時間実行された場合に筒内噴射量インジェクタのクリーニングを実行し、その間の吸気通路への気化燃料の導入量を制限する制御を実行する。
Next, the operation of the vehicle control system 1 will be described along the control flow of the
エンジンECU10の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがONにされると開始する。まず、エンジンECU10はステップS1で、エンジン100のアイドル運転開始条件が成立しているか否かを判断する。ここで、アイドル運転条件は、運転者のアクセル操作、エンジン回転数、エンジン冷却水温、浄化触媒29温度等から判断することができる。アイドル運転開始条件が成立していない場合(ステップS1/NO)、エンジンECU10は制御の処理を終了する。アイドル運転開始条件が成立している場合(ステップS1/YES)は、エンジンECU10は次のステップS2へ進む。
The control of the
ステップS2で、エンジンECU10は、筒内インジェクタ25に噴射停止を指示し、ポートインジェクタ26のみからの燃料噴射によってエンジン100のアイドル運転を実行する。エンジンECU10は、ステップS2の処理を終えると、次のステップS3へ進む。
In step S <b> 2, the
ステップS3で、エンジンECU10は、ポートインジェクタ26のみからの燃料噴射の実行時間が第1しきい値を超えるか否かを判断する。ここで、第1しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。ポートインジェクタ26のみからの燃料噴射の実行時間が第1しきい値を超えない場合(ステップS3/NO)、エンジンECU10は、筒内インジェクタ25のクリーニングが必要でないと判断し、制御の処理を終了する。ポートインジェクタ26のみからの燃料噴射の実行時間が第1しきい値を超える場合(ステップS3/YES)は、エンジンECU10は、筒内インジェクタ25のクリーニングが必要であると判断し、次のステップS4へ進む。
In step S3, the
ステップS4で、エンジンECU10は、A/Fセンサ37およびO2センサ38の検出結果に基づいて、筒内インジェクタ25をクリーニングするための燃料噴射が充分に実行できる気化燃料の導入量を算出する。つづいて、エンジンECU10は、現在の吸気通路14への気化燃料の導入量が算出した導入量を超えるか否かを判断する。現在の吸気通路14への気化燃料の導入量が算出した導入量を超えない場合(ステップS4/NO)、エンジンECU10は、吸気通路14への気化燃料の導入量を制限する必要がないと判断し、制御の処理を終了する。現在の吸気通路14への気化燃料の導入量が算出した導入量を超える場合(ステップS4/YES)は、エンジンECU10は、吸気通路14への気化燃料の導入量を制限する必要があると判断し、次のステップS5へ進む。
In step S4, the
ステップS5で、エンジンECU10は、ステップS4で算出した算出結果に基づいてパージ制御バルブ44の開度を制御し、吸気通路14への気化燃料の導入量を制限する。エンジンECU10は、ステップS5の処理を終えると、次のステップS6へ進む。
In step S <b> 5, the
ステップS6で、エンジンECU10は、筒内インジェクタ25に燃料噴射を指令して、筒内インジェクタ25に付着するデポジットを除去する。エンジンECU10は、ステップS6の処理を終えると、次のステップS7へ進む。
In step S <b> 6, the
ステップS7で、エンジンECU10は、筒内インジェクタ25の燃料噴射時間が所定時間を超えるか否かを判断する。ここで、所定時間とは、筒内インジェクタ25に付着するデポジットを充分に除去できる噴射時間を適用することができ、例えば、5〜10[min]とすることができる。筒内インジェクタ25の燃料噴射時間が所定時間を超えない場合(ステップS7/NO)、エンジンECU10は、筒内インジェクタ25に付着するデポジットが充分に除去されていないと判断し、ステップS6に戻り、筒内インジェクタ25の燃料噴射時間が所定時間を超えるまで上記の処理を繰り返す。筒内インジェクタ25の燃料噴射時間が所定時間を超える場合(ステップS7/YES)は、エンジンECU10は、筒内インジェクタ25に付着するデポジットが充分に除去されたと判断し、次のステップS8へ進む。
In step S7, the
ステップS8で、エンジンECU10は、筒内インジェクタ25からの燃料噴射を停止させ、かつ吸気通路14への気化燃料の導入量の制限を解除する。
この制御を実行することにより、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が所定時間実行された場合に実行する筒内噴射用インジェクタのクリーニングの際に、筒内噴射用インジェクタの噴射量がF/B制御によって低減補正されることを抑制することができる。よって、筒内噴射用インジェクタがクリーニングのための燃料噴射を適切に実行できることから、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる。
エンジンECU10は、ステップS8の処理を終えると、制御の処理を終了する。
In step S <b> 8, the
By executing this control, when the in-cylinder injector is cleaned when fuel injection from only the port injector is performed for a predetermined time, the injection amount of the in-cylinder injector is F / B. It is possible to suppress the reduction correction by the control. Accordingly, since the in-cylinder injector can appropriately perform fuel injection for cleaning, in the internal combustion engine including the in-cylinder injector and the port injector, the deposit of the in-cylinder injector can be appropriately removed. Can do.
The
以上のように、本実施例の車両制御システム1は、第1燃料噴射手段と、第2燃料噴射手段と、噴き分け比率制御手段と、気化燃料導入手段と、空燃比フィードバック制御手段と、燃料噴射制御手段と、導入量制限手段とによって、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が所定期間実行された場合に筒内噴射量インジェクタのクリーニングを実行し、その間の吸気通路への気化燃料の導入量を制限することで、筒内噴射用インジェクタがクリーニングのための燃料噴射を適切に実行できることから、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる。 As described above, the vehicle control system 1 of the present embodiment includes the first fuel injection means, the second fuel injection means, the injection ratio control means, the vaporized fuel introduction means, the air-fuel ratio feedback control means, the fuel When the fuel injection from only the port injector is performed for a predetermined period by the injection control means and the introduction amount limiting means, the in-cylinder injection amount cleaning is performed, and the vaporized fuel is introduced into the intake passage during that period. By limiting the amount, the in-cylinder injector can appropriately perform fuel injection for cleaning.In an internal combustion engine including the in-cylinder injector and the port injector, the deposit of the in-cylinder injector is reduced. Can be removed appropriately.
つづいて、本発明の実施例2について説明する。本実施例の車両制御システム2は、導入量制限手段がフィードバック制御手段の実行する空燃比の補正量に基づいて気化燃料導入手段による導入量を制限する点で車両制御システム1と相違している。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. The vehicle control system 2 of the present embodiment is different from the vehicle control system 1 in that the introduction amount restriction means restricts the introduction amount by the vaporized fuel introduction means based on the correction amount of the air-fuel ratio executed by the feedback control means. .
本実施例の車両制御システム2は、実施例1と同様に車両内部にエンジンECU10を備えている。また、車両制御システム2は、パージ通路43にパージ制御バルブ44を備えている。このエンジンECU10およびパージ制御バルブ44が、F/B制御の実行する空燃比の補正量に基づいて、吸気通路14への気化燃料の導入量を制限する制御を実行する。
Similar to the first embodiment, the vehicle control system 2 of the present embodiment includes an
エンジンECU10は、筒内インジェクタ25のクリーニングを実行する際に、A/Fセンサ37およびO2センサ38の検出結果に基づいて実行されるF/B制御による空燃比の補正量が、第2しきい値未満であるか否かを判断する制御を実行する。ここで、第2しきい値とは、内燃機関の空燃比がリーン側にあるために、燃料噴射量を増加させて空燃比をリッチ側へ補正している状態を適用することができ、例えば0〜3[%]とすることができる。エンジンECU10は、F/B制御による空燃比の補正量が第2しきい値以上であると判断した場合は、筒内インジェクタ25のクリーニング実行中に吸気通路14への気化燃料の導入量を制限しないようにすることができる。一方、エンジンECU10は、F/B制御による空燃比の補正量が第2しきい値未満であると判断した場合に、筒内インジェクタ25のクリーニング実行中に吸気通路14への気化燃料の導入量を制限する制御を実行する。
When the
この制御を実行することにより、F/B制御による空燃比の補正量が第2しきい値未満のときのみ、すなわちF/B制御によって空燃比がリーン側に補正されている場合のみ吸気通路14への気化燃料の導入量を制限することができることから、気化燃料の導入量を極力制限しないようにすることができる。
By executing this control, only when the correction amount of the air-fuel ratio by the F / B control is less than the second threshold value, that is, only when the air-fuel ratio is corrected to the lean side by the F / B control, the
つづいて、エンジンECU10の制御の流れに沿って、車両制御システム2の動作を説明する。図5はエンジンECU10の処理の一例を示すフローチャートである。なお、車両制御システム2のエンジンECU10は、実施例1の車両制御システム1のステップS1からステップS3およびステップS4からステップS8の処理の間に、以下のステップS9の制御を行う。よってステップS1からステップS3およびステップS4からステップS8の制御は実施例1の車両制御システム1と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
本実施例の車両制御システム2は、導入量制限手段がフィードバック制御手段の実行する空燃比の補正量に基づいて気化燃料導入手段による導入量を制限する制御を実行する。
Next, the operation of the vehicle control system 2 will be described along the control flow of the
In the vehicle control system 2 of the present embodiment, the introduction amount restriction unit performs control for restricting the introduction amount by the vaporized fuel introduction unit based on the correction amount of the air-fuel ratio performed by the feedback control unit.
ステップS3の判断がYESである場合、エンジンECU10はステップS9へ進む。ステップS9で、エンジンECU10は、A/Fセンサ37およびO2センサ38の検出結果に基づいて実行されるF/B制御による空燃比の補正量が第2しきい値未満であるか否かを判断する。ここで、第2しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。F/B制御による空燃比の補正量が第2しきい値未満でない場合(ステップS9/NO)、エンジンECU10は、吸気通路14への気化燃料の導入量を制限する必要がないと判断し、制御の処理を終了する。F/B制御による空燃比の補正量が第2しきい値未満である場合(ステップS9/YES)は、エンジンECU10は、吸気通路14への気化燃料の導入量を制限する必要があると判断し、次のステップS4以降の処理を実行する。
If the determination in step S3 is yes, the
この制御を実行することにより、F/B制御による空燃比の補正量が第2しきい値未満のとき、すなわちF/B制御によって空燃比がリーン側に補正されている場合は、筒内インジェクタ25のクリーニング実行中に吸気通路14への気化燃料の導入量を制限することができる。一方、F/B制御による空燃比の補正量が第2しきい値以上の場合には、筒内インジェクタ25のクリーニング実行中に吸気通路14への気化燃料の導入量を制限しないようにすることができる。よって、気化燃料の導入量を極力制限しないようにすることができる。
By executing this control, when the correction amount of the air-fuel ratio by the F / B control is less than the second threshold value, that is, when the air-fuel ratio is corrected to the lean side by the F / B control, the in-cylinder injector The amount of vaporized fuel introduced into the
以上のように、本実施例の車両制御システム2は、導入量制限手段がフィードバック制御手段の実行する空燃比の補正量に基づいて気化燃料導入手段による導入量を制限することにより、F/B制御によって空燃比がリーン側に補正されている場合のみ、吸気通路14への気化燃料の導入量を制限することができる。よって、筒内インジェクタのクリーニング実行中に気化燃料の導入量を極力制限しないようにすることができる。
As described above, the vehicle control system 2 according to the present embodiment is configured so that the introduction amount restriction unit restricts the introduction amount by the vaporized fuel introduction unit based on the air fuel ratio correction amount executed by the feedback control unit. Only when the air-fuel ratio is corrected to the lean side by the control, the amount of vaporized fuel introduced into the
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The above embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to these, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.
例えば、筒内インジェクタからの燃料噴射と吸気通路への気化燃料の導入とを交互に繰り返す制御を実行することで、筒内インジェクタのクリーニングとパージ処理制御とを両立させたり、吸気通路への気化燃料の導入量を極力制限しないようにすることもできる。 For example, by performing control that alternately repeats fuel injection from the in-cylinder injector and introduction of vaporized fuel into the intake passage, both in-cylinder injector cleaning and purge processing control can be achieved, and vaporization into the intake passage It is also possible to limit the amount of fuel introduced as much as possible.
1 車両制御システム
10 エンジンECU(噴き分け比率制御手段,空燃比フィードバック制御手段,燃料噴射制御手段,導入量制限手段)
11 ピストン
11a 燃焼室
12 クランクシャフト
13 吸気ポート
14 吸気通路
15 排気ポート
16 排気通路
17 合流排気通路
18 吸気弁
19 排気弁
20 吸気カムシャフト
21 排気カムシャフト
22 電動VVT機構
23 油圧VVT機構
24 スロットルバルブ
25 筒内インジェクタ(第1燃料噴射手段)
26 ポートインジェクタ(第2燃料噴射手段)
27 点火プラグ
28 イグナイタ
29 浄化触媒
31 クランク角センサ
32 吸気カム角センサ
33 排気カム角センサ
34 エアフロメータ
35 スロットルポジションセンサ
36 排気温センサ
37 A/Fセンサ
38 O2センサ
39 水温センサ
40 触媒温度センサ
41 ベーパ通路(気化燃料導入手段)
42 キャニスタ(気化燃料導入手段)
43 パージ通路(気化燃料導入手段)
44 パージ制御バルブ(導入量制限手段)
100 エンジン
1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
26 Port injector (second fuel injection means)
27
42 Canister (Vaporized fuel introduction means)
43 Purge passageway (vaporized fuel introduction means)
44 Purge control valve (introduction amount limiting means)
100 engine
Claims (2)
前記噴き分け制御手段が前記第2燃料噴射手段のみに燃料を噴射させる制御を実行する時間が第1しきい値を超える場合に、前記第1燃料噴射手段に所定時間燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、
前記燃料噴射制御手段が実行される間、前記気化燃料導入手段による導入量を制限する導入量制限手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 The first fuel injection means for injecting and supplying fuel to the combustion chamber of the internal combustion engine, the second fuel injection means for injecting and supplying fuel to the intake passage of the internal combustion engine, and the first fuel injection means based on the operating state of the internal combustion engine. An injection ratio control means for controlling an injection ratio between an amount of fuel supplied and supplied by the fuel injection means and an amount of fuel supplied and supplied by the second fuel injection means; and vaporized fuel in a fuel supply source of the internal combustion engine as an intake passage A control device for an internal combustion engine, comprising: vaporized fuel introduction means to be introduced into the air-fuel ratio; and air-fuel ratio feedback control means for correcting the air-fuel ratio to a target air-fuel ratio according to the operating state of the internal combustion engine,
Fuel injection control for causing the first fuel injection means to inject the fuel for a predetermined time when the time for executing the control for causing the injection dividing control means to inject fuel only to the second fuel injection means exceeds the first threshold value Means,
An introduction amount restriction means for restricting an introduction amount by the vaporized fuel introduction means while the fuel injection control means is executed;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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