JP2011174381A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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Masahiro Yokoi
真浩 横井
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine which can reduce an emission amount of PM at restart after automatic stop even though idle stop is executed. <P>SOLUTION: In a control device applied to an internal combustion engine directly injecting fuel in a combustion chamber of each cylinder in the internal combustion engine 1 with an injector 12, purge control is executed until the internal combustion engine stops after the establishment of an automatic stop (idle stop) condition formation. At automatic start (restart), fuel amount of purge gas supplied by the purge control is reduced from a basic injection amount to calculate a final injection amount from the injector 12. Thus, an emission amount of PM at restart can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、アイドル時に内燃機関の自動停止及び自動始動を行うアイドルストップ機能を備えた内燃機関に適用される内燃機関の制御装置に関するものである。   The present invention relates to an internal combustion engine control apparatus applied to an internal combustion engine having an idle stop function for automatically stopping and automatically starting the internal combustion engine during idling.

近年、車両に搭載される内燃機関においては、燃費節減を目的として、自動停止始動装置(アイドルストップ装置)を採用したものがある(例えば特許文献1)。   In recent years, some internal combustion engines mounted on vehicles employ an automatic stop / start device (idle stop device) for the purpose of reducing fuel consumption (for example, Patent Document 1).

特開2005−299445号公報JP-A-2005-299445

しかしながら自動停止後の再始動時には、始動性を確保するためストイキ燃焼を実現する場合よりも多い燃料がインジェクタから噴射される。そのため、内燃機関の停止期間中は内燃機関から排出されるPM(粒子状物質)をなくすことができるものの、再始動時に排出されるPMが一時的に増加するという問題が生じていた。   However, at the time of restart after automatic stop, more fuel is injected from the injector than when stoichiometric combustion is realized in order to ensure startability. Therefore, PM (particulate matter) discharged from the internal combustion engine can be eliminated during the stop period of the internal combustion engine, but there has been a problem that PM discharged at the time of restarting temporarily increases.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アイドルストップを行っても自動停止後の再始動時におけるPMの排出量を低減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 the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can reduce the PM emission amount at the time of restart after an automatic stop even if an idle stop is performed.

上記問題を解決するために請求項1に記載の発明は、インジェクタにより内燃機関の各気筒の燃焼室内に直接燃料が噴射される内燃機関に適用される制御装置において、所定の自動停止条件を満足するときは内燃機関を自動停止させると共に、所定の自動始動条件を満足するときは内燃機関を自動始動させる自動停止始動制御手段と、燃料タンクに接続されたキャニスタからパージガスを空気と共にパージ配管を介して内燃機関の各気筒に放出するパージ制御を実行すると共に、パージ制御を自動停止条件成立後から内燃機関が停止するまでの間に実行するパージ制御手段と、燃焼室内に供給されたパージガスに含まれる燃料量を求めるパージガス残留燃料量演算手段と、内燃機関の自動始動時に、再始動に必要な基本噴射量からパージガス残留燃料量を減量することで最終噴射量を算出する噴射量算出手段とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is a control device applied to an internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber of each cylinder of the internal combustion engine by an injector, and satisfies a predetermined automatic stop condition. The internal combustion engine is automatically stopped when the engine is stopped, and the automatic stop start control means for automatically starting the internal combustion engine when a predetermined automatic start condition is satisfied, and the purge gas from the canister connected to the fuel tank is supplied with air through the purge pipe. Purge control means for executing the purge control to be discharged to each cylinder of the internal combustion engine and executing the purge control after the automatic stop condition is established until the internal combustion engine is stopped, and the purge gas supplied into the combustion chamber. Purge gas residual fuel amount calculating means for determining the amount of fuel to be generated and the purge gas from the basic injection amount required for restart when the internal combustion engine is automatically started Characterized in that it comprises a injection amount calculating means for calculating the final injection amount by weight loss distillate fuel amount.

上記構成によれば、パージ制御手段は、自動停止条件成立後から内燃機関の停止までの間に各気筒にパージガスを供給する。パージガス残留燃料演算手段は、パージ制御手段により燃焼室内に供給されたパージガスに含まれる燃料量を求める。そして、噴射量算出手段が、自動始動時に基本噴射量からパージガスに含まれる燃料量を減量して最終噴射量を決定する。   According to the above configuration, the purge control means supplies the purge gas to each cylinder after the automatic stop condition is established and before the internal combustion engine is stopped. The purge gas residual fuel calculating means obtains the amount of fuel contained in the purge gas supplied into the combustion chamber by the purge control means. Then, the injection amount calculation means determines the final injection amount by reducing the fuel amount contained in the purge gas from the basic injection amount at the time of automatic start.

ここで、パージガスは燃料が蒸発した(気化した)状態であるため、インジェクタによって微粒化された燃料よりもPMが生成されにくい。よって、上記構成によれば、自動始動時に、PMが生成されにくいパージガスを始動時の燃料として用いると共に、インジェクタから噴射される燃料量を減量することができるため、排出ガスに含まれるPMの排出量を低減することができる。   Here, since the purge gas is in a state where the fuel is evaporated (vaporized), PM is less likely to be generated than the fuel atomized by the injector. Therefore, according to the above configuration, the purge gas in which PM is not easily generated at the time of automatic start can be used as the fuel at the start, and the amount of fuel injected from the injector can be reduced. The amount can be reduced.

請求項2に記載の発明は、パージガス制御手段は、自動停止条件成立時の外気温及び自動停止条件成立時の冷却水温によって、内燃機関の燃焼室に供給する筒内目標パージガス量を算出することを特徴とする。   The purge gas control means calculates the in-cylinder target purge gas amount to be supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine based on the outside air temperature when the automatic stop condition is satisfied and the cooling water temperature when the automatic stop condition is satisfied. It is characterized by.

パージガスに含まれる燃料は、周囲の温度によって状態が変化する。例えば周囲の温度が低い場合は、パージガスに含まれる燃料の一部は液化して液体となり、周囲の温度が高い場合には、パージガスに含まれる燃料の一部は気化して気体となる。そのため、外気温と冷却水温というパラメータを用いることでパージガスの状態を推定することができ、燃焼室内に供給する筒内目標パージガス量を適切に設定することができる。   The state of the fuel contained in the purge gas changes depending on the ambient temperature. For example, when the ambient temperature is low, a part of the fuel contained in the purge gas is liquefied and becomes liquid, and when the ambient temperature is high, a part of the fuel contained in the purge gas is vaporized and becomes gas. Therefore, the purge gas state can be estimated by using the parameters of the outside air temperature and the cooling water temperature, and the in-cylinder target purge gas amount to be supplied into the combustion chamber can be set appropriately.

請求項3に記載の発明は、パージガス制御手段は、自動停止条件成立時の外気温及び自動停止条件成立時の冷却水温が低下するにつれて筒内目標パージガス量を増加させることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that the purge gas control means increases the in-cylinder target purge gas amount as the outside air temperature when the automatic stop condition is satisfied and the cooling water temperature when the automatic stop condition is satisfied.

前述したように周囲の温度が低い場合、つまり外気温や冷却水温が低下するとパージガスに含まれる燃料の一部が徐々に液化していく。このような低温下でパージ制御を行った場合、パージガスの燃料の一部は液化しているため吸気管内壁に付着したり、パージガスが低温の吸気管に接触することによってパージガスに含まれる燃料の液化が促進されてしまったりする。そのため、燃焼室に到達するパージガス量が減少し、筒内目標パージガス量に対して適切なパージガスの供給を行うことができない。これに対し請求項3の発明では、外気温及び冷却水温が低下するにつれて筒内目標パージガス量を増加させている。つまり、燃焼室に到達するパージガス量の減少量を考慮して筒内目標パージガス量を決定している。このため、外気温及び冷却水温が低下した状態であっても適切なパージガスの供給を行うことができる。   As described above, when the ambient temperature is low, that is, when the outside air temperature or the cooling water temperature decreases, a part of the fuel contained in the purge gas gradually liquefies. When purge control is performed at such a low temperature, a part of the fuel in the purge gas is liquefied, so that it adheres to the inner wall of the intake pipe, or the purge gas comes into contact with the low-temperature intake pipe so that the amount of fuel contained in the purge gas is reduced. Liquefaction is promoted. Therefore, the amount of purge gas that reaches the combustion chamber is reduced, and it is not possible to supply an appropriate purge gas to the in-cylinder target purge gas amount. On the other hand, in the invention of claim 3, the in-cylinder target purge gas amount is increased as the outside air temperature and the cooling water temperature are lowered. That is, the in-cylinder target purge gas amount is determined in consideration of the decrease amount of the purge gas amount that reaches the combustion chamber. For this reason, even if the outside air temperature and the cooling water temperature are lowered, an appropriate purge gas can be supplied.

請求項4に記載の発明は、パージガス残留燃料量演算手段は、内燃機関の圧縮行程で停止した気筒(以下、「圧縮行程停止気筒」という)のパージガス残留燃料量を、筒内目標パージガス量と、自動停止時の冷却水温と、自動始動条件成立時の冷却水温とにより推定することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the purge gas residual fuel amount calculation means calculates the purge gas residual fuel amount of the cylinder stopped in the compression stroke of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “compression stroke stop cylinder”) as the in-cylinder target purge gas amount. It is characterized in that it is estimated from the cooling water temperature at the time of automatic stop and the cooling water temperature at the time when the automatic start condition is established.

内燃機関の停止までに燃焼室内に供給されたパージガスは、燃焼室内の温度によっても影響を受ける。具体的には、燃焼室内の温度は自動停止から再始動までの間に徐々に低下していく。この温度の低下によってパージガスに含まれる燃料も徐々に液化し、燃焼に寄与するパージガスが減少してしまう。その結果、燃焼に寄与する正確なパージガス残留燃料量を算出することができない。   The purge gas supplied into the combustion chamber before the internal combustion engine is stopped is also affected by the temperature in the combustion chamber. Specifically, the temperature in the combustion chamber gradually decreases between automatic stop and restart. As the temperature decreases, the fuel contained in the purge gas gradually liquefies, and the purge gas contributing to combustion decreases. As a result, an accurate purge gas residual fuel amount that contributes to combustion cannot be calculated.

これに対し、請求項4の発明では、自動停止時の冷却水温と自動始動条件成立時の冷却水温とを用いて、燃焼室内の温度変化によって減少するパージガスを推定する。そして、この減少量を筒内目標パージガス量から減量することで、圧縮行程停止気筒のパージガス残留燃料量を推定する。この結果、燃焼に寄与する正確なパージガス残留燃料量を推定することができる。   On the other hand, in the invention of claim 4, the purge gas that decreases due to the temperature change in the combustion chamber is estimated using the coolant temperature at the time of automatic stop and the coolant temperature at the time when the automatic start condition is satisfied. Then, by subtracting this decrease amount from the in-cylinder target purge gas amount, the purge gas residual fuel amount in the compression stroke stopped cylinder is estimated. As a result, an accurate purge gas residual fuel amount that contributes to combustion can be estimated.

請求項5に記載の発明は、パージガス残留燃料量演算手段は、内燃機関の吸気行程で停止した気筒(以下、「吸気行程停止気筒」という)のパージガス残留燃料量を、筒内目標パージガス量と、自動停止時の冷却水温と、自動始動条件成立時の冷却水温と、停止時間とにより推定することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the purge gas residual fuel amount calculating means calculates the residual purge gas amount of a cylinder stopped in the intake stroke of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “intake stroke stop cylinder”) as the in-cylinder target purge gas amount. It is characterized in that it is estimated from the cooling water temperature at the time of automatic stop, the cooling water temperature at the time when the automatic start condition is established, and the stop time.

吸気行程停止気筒におけるパージガス残留燃料量の推定には、前述した自動停止時の冷却水温と自動始動条件成立時の冷却水温に加え、停止時間を用いる。自動停止時及び自動始動条件成立時の冷却水温をパラメータとして用いているのは、前述した燃焼室内でのパージガスの液化に対応したものである。停止時間をパラメータとして用いる理由は以下のとおりである。吸気行程停止気筒では、吸気弁が開いた状態で停止している。つまり、燃焼室が閉塞されていないため、内燃機関の停止までに供給されたパージガスは吸気弁を通じて吸気管側へ移動していってしまう。これに対応し、停止時間をパラメータとして用いて吸気弁を介したパージガスの移動量を推定する。これにより、温度低下に伴う液化、及び停止時間による移動量を、筒内目標パージガス量から減量することで吸気行程停止気筒のパージガス残留燃料量を推定できる。その結果、吸気行程停止気筒のパージガス残留燃料量を推定することができる。   In order to estimate the remaining amount of purge gas in the intake stroke stopped cylinder, the stop time is used in addition to the coolant temperature at the time of automatic stop and the coolant temperature at the time when the automatic start condition is satisfied. The use of the cooling water temperature at the time of automatic stop and automatic start condition as a parameter corresponds to the liquefaction of the purge gas in the combustion chamber described above. The reason for using the stop time as a parameter is as follows. In the intake stroke stop cylinder, the intake valve is stopped in an open state. That is, since the combustion chamber is not closed, the purge gas supplied until the internal combustion engine is stopped moves to the intake pipe side through the intake valve. Correspondingly, the movement amount of the purge gas through the intake valve is estimated using the stop time as a parameter. Thereby, the amount of fuel remaining in the purge gas in the intake stroke stopped cylinder can be estimated by reducing the amount of movement due to the liquefaction accompanying the temperature drop and the stop time from the in-cylinder target purge gas amount. As a result, it is possible to estimate the purge gas residual fuel amount in the intake stroke stopped cylinder.

請求項6に記載の発明は、パージガス制御手段は、自動停止条件を満足する場合であっても、冷却水温が所定値以上の場合には、パージ制御を実行しないことを特徴とする。   The invention described in claim 6 is characterized in that the purge gas control means does not execute the purge control when the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined value even when the automatic stop condition is satisfied.

上記構成によれば、冷却水温が所定値以上、つまり燃焼室内の温度が高い状態でのパージ制御の実行を防止している。これにより、燃焼室内の温度が高い状態でパージガスが供給され自然着火する現象(プレイグニッション)を防止することができる。   According to the above configuration, the purge control is prevented from being executed when the cooling water temperature is equal to or higher than the predetermined value, that is, the temperature in the combustion chamber is high. As a result, it is possible to prevent a phenomenon (pre-ignition) in which the purge gas is supplied and spontaneous ignition occurs in a state where the temperature in the combustion chamber is high.

請求項7に記載の発明は、インジェクタにより内燃機関の各気筒の燃焼室内に直接燃料が噴射される内燃機関と、燃料タンクに接続され燃料タンク内に発生するパージガスを蓄えるキャニスタと、内燃機関に接続された吸気管にパージガスを空気と共に供給するためのパージ配管と、キャニスタと吸気管との間に配設されパージガスの供給量を調節するパージ制御弁と、吸気管から内燃機関の各気筒の燃焼室内に空気及びパージガスを取り込むための吸気弁と、内燃機関及びパージ制御弁を制御する制御装置とを備え、制御装置は、所定の自動停止条件を満足するときは内燃機関を自動停止させると共に、所定の自動始動条件を満足するときは内燃機関を自動始動させるように制御する自動停止始動制御手段と、燃料タンクに接続されたキャニスタからパージガスを空気と共にパージ配管を介して内燃機関の吸気管に放出するパージ制御を実行すると共に、パージ制御を自動停止条件成立後から内燃機関が停止するまでの間に実行するパージ制御手段と、燃焼室内に供給されたパージガスに含まれる燃料量を求めるパージガス残留燃料量演算手段と、内燃機関の自動始動時に、再始動に基本噴射量からパージガス残留燃料量を減量することで最終噴射量を算出する噴射量算出手段とを備え、パージ配管は、各気筒にそれぞれパージガスを導入するパージガス導入口を備えていることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber of each cylinder of the internal combustion engine by an injector, a canister connected to the fuel tank and storing purge gas generated in the fuel tank, and an internal combustion engine A purge pipe for supplying purge gas together with air to the connected intake pipe, a purge control valve arranged between the canister and the intake pipe for adjusting the supply amount of the purge gas, and each cylinder of the internal combustion engine from the intake pipe An intake valve for taking air and purge gas into the combustion chamber and a control device for controlling the internal combustion engine and the purge control valve are provided, and the control device automatically stops the internal combustion engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied. An automatic stop / start control means for controlling the internal combustion engine to automatically start when a predetermined automatic start condition is satisfied, and a cartridge connected to the fuel tank. Purge control means for performing purge control for discharging purge gas from the star together with air to the intake pipe of the internal combustion engine through the purge pipe, and for performing purge control after the automatic stop condition is established until the internal combustion engine is stopped; A purge gas residual fuel amount calculating means for determining the amount of fuel contained in the purge gas supplied into the combustion chamber, and at the time of automatic start of the internal combustion engine, the final injection amount is reduced by reducing the purge gas residual fuel amount from the basic injection amount upon restart And a purge pipe is provided with a purge gas introduction port for introducing purge gas into each cylinder.

上記構成によれば、パージガスを導入するパージガス導入口が各気筒にそれぞれ形成されている。そのためパージ制御を行った場合、吸気弁に近い位置からパージガスを放出することができ、自動停止条件成立後から内燃機関が停止するまでの間に燃焼室内へのパージガス導入を確実に行うことができる。また、吸気管内へのパージガスの残留を抑制することができる。   According to the above configuration, the purge gas inlet for introducing the purge gas is formed in each cylinder. Therefore, when purge control is performed, the purge gas can be released from a position close to the intake valve, and the purge gas can be reliably introduced into the combustion chamber after the automatic stop condition is established until the internal combustion engine is stopped. . In addition, the purge gas can be prevented from remaining in the intake pipe.

エンジン制御システム全体の概略構成図Schematic configuration diagram of the entire engine control system ECUで行われる自動停止時の制御手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the control procedure at the time of the automatic stop performed with ECU ECUで行われる自動始動時の制御手順を示すフローチャートFlow chart showing control procedure at the time of automatic start performed by ECU 図2及び図3の処理に対応する各種制御の遷移状態を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the transition state of various controls corresponding to the processing of FIG.2 and FIG.3. 本発明によるPM低減効果を示す図The figure which shows the PM reduction effect by this invention

[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について図面に基づいて説明する。図1はエンジン制御システム全体の概略構成を示す図である。図1に示すように筒内噴射式の内燃機関であるエンジン1の吸気管2の最上流部にはエアクリーナ3が設けられている。このエアクリーナ3の下流側にはDCモータ4によって開度調節されるスロットル弁5が設けられている。DCモータ4がエンジン制御装置6(以下、「ECU」という)からの出力信号に基づいて駆動されることで、スロットル弁5の開度(スロットル開度)が制御され、そのスロットル開度に応じて各気筒ヘの吸入空気量が調節される。スロットル弁5の近傍には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ7が設けられている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the entire engine control system. As shown in FIG. 1, an air cleaner 3 is provided at the most upstream portion of an intake pipe 2 of an engine 1 that is a cylinder injection type internal combustion engine. A throttle valve 5 whose opening degree is adjusted by a DC motor 4 is provided on the downstream side of the air cleaner 3. The DC motor 4 is driven based on an output signal from an engine control device 6 (hereinafter referred to as “ECU”), whereby the opening degree (throttle opening degree) of the throttle valve 5 is controlled, and the throttle opening degree is determined according to the throttle opening degree. Thus, the intake air amount to each cylinder is adjusted. A throttle sensor 7 for detecting the throttle opening is provided in the vicinity of the throttle valve 5.

このスロットル弁5の下流側には、サージタンク8が設けられ、このサージタンク8に、エンジン1の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド9が接続されている。各気筒の吸気マニホールド9内には吸気ポート10が形成され、この吸気ポート10がエンジン1の各気筒に形成された吸気弁11に連結されている。   A surge tank 8 is provided on the downstream side of the throttle valve 5, and an intake manifold 9 for introducing air into each cylinder of the engine 1 is connected to the surge tank 8. An intake port 10 is formed in the intake manifold 9 of each cylinder, and the intake port 10 is connected to an intake valve 11 formed in each cylinder of the engine 1.

エンジン1の各気筒の上部には、燃料を各気筒の燃焼室内に直接噴射するインジェクタ12が取り付けられている。燃焼室へ燃料を直接噴射するには、燃料の圧力が燃焼室内の圧力よりも高圧である必要がある。そのため、燃料タンク13内に配置された燃料ポンプ14によって吸上げられた燃料は、燃料配管15に設けられた高圧ポンプ15aによって加圧され、デリバリパイプ16に圧送される。そして加圧された高圧(例えば、2〜10MPaの範囲内の所定圧)の燃料はデリバリパイプ16によって各気筒のインジェクタ12に分配される。高圧の燃料はインジェクタ12から燃焼室内に噴射され、吸気ポート10から供給される吸入空気と混合して混合気が形成される。   An injector 12 for directly injecting fuel into the combustion chamber of each cylinder is attached to the upper part of each cylinder of the engine 1. In order to inject fuel directly into the combustion chamber, the pressure of the fuel needs to be higher than the pressure in the combustion chamber. Therefore, the fuel sucked up by the fuel pump 14 disposed in the fuel tank 13 is pressurized by the high-pressure pump 15 a provided in the fuel pipe 15 and is pumped to the delivery pipe 16. The pressurized high pressure fuel (for example, a predetermined pressure in the range of 2 to 10 MPa) is distributed to the injectors 12 of the respective cylinders by the delivery pipe 16. High-pressure fuel is injected from the injector 12 into the combustion chamber and mixed with intake air supplied from the intake port 10 to form an air-fuel mixture.

燃焼室内の混合気は、エンジン1のシリンダヘッドに取り付けられた点火プラグ(図示せず)によって点火される。点火プラグは各気筒にそれぞれ取り付けられており、各点火プラグの火花放電によって気筒内の混合気に点火される。   The air-fuel mixture in the combustion chamber is ignited by a spark plug (not shown) attached to the cylinder head of the engine 1. The spark plug is attached to each cylinder, and the air-fuel mixture in the cylinder is ignited by the spark discharge of each spark plug.

エンジンの排気弁17から排出される排出ガスは、排気マニホールド18を介して一本の排気管19に合流する。この排気管19には、理論空燃比付近で排出ガスを浄化する三元触媒20が接続されている。また、三元触媒20の前後には酸素センサ21,22が設けられており、排出ガスの酸素濃度を検出しECU6に出力している。ECU6では、この酸素濃度に基づき最適な空燃比で燃焼が行われるように、インジェクタ12の燃料噴射量を調整している。   Exhaust gas discharged from the engine exhaust valve 17 merges into one exhaust pipe 19 via the exhaust manifold 18. The exhaust pipe 19 is connected to a three-way catalyst 20 that purifies exhaust gas near the stoichiometric air-fuel ratio. In addition, oxygen sensors 21 and 22 are provided before and after the three-way catalyst 20 to detect the oxygen concentration of the exhaust gas and output it to the ECU 6. The ECU 6 adjusts the fuel injection amount of the injector 12 so that combustion is performed at an optimal air-fuel ratio based on this oxygen concentration.

また、燃料タンク13には蒸発燃料(エバポともいう)を吸着するキャニスタ23が接続されている。蒸発燃料とは、燃料タンク13内の温度変化や走行時の振動により燃料が攪拌されることによって、燃料タンク13内の燃料が気化したものである。キャニスタ23内に吸着された蒸発燃料は、パージガスとして空気と共にエンジン1の吸気側に放出される。具体的には、キャニスタ23と吸気マニホールド9とを繋ぐパージ配管24によって、エンジン1の吸気側に導かれる。また、エンジン1の吸気側とキャニスタ23との間にはパージ制御弁25が配設されており、このパージ制御弁25がECU6からの出力信号により開閉され、パージガスの供給量が調節される。   The fuel tank 13 is connected to a canister 23 that adsorbs evaporated fuel (also referred to as evaporation). The evaporative fuel is the fuel in the fuel tank 13 that is vaporized by stirring the fuel due to temperature changes in the fuel tank 13 or vibration during traveling. The evaporated fuel adsorbed in the canister 23 is discharged to the intake side of the engine 1 together with air as a purge gas. Specifically, the air is guided to the intake side of the engine 1 by a purge pipe 24 that connects the canister 23 and the intake manifold 9. A purge control valve 25 is disposed between the intake side of the engine 1 and the canister 23. The purge control valve 25 is opened and closed by an output signal from the ECU 6 to adjust the supply amount of purge gas.

パージ配管24は、パージ制御弁25よりも吸気管側において、各気筒の吸気ポート10にそれぞれパージガスを導入するパージガス導入口26を備えている。具体的には、パージ配管24は、気筒毎に分岐した吸気マニホールド9にそれぞれ分岐接続されており、吸気ポート10側に向かってパージガスが放出されるようにパージガス導入口26が設けられている。   The purge pipe 24 is provided with a purge gas inlet 26 for introducing purge gas into the intake port 10 of each cylinder on the intake pipe side of the purge control valve 25. Specifically, the purge pipe 24 is branched and connected to the intake manifold 9 branched for each cylinder, and a purge gas inlet 26 is provided so that purge gas is discharged toward the intake port 10 side.

ここで、前述したスロットルセンサ7、酸素センサ21,22以外の各種センサについて説明する。気筒判別センサ27は、特定の気筒が上死点に達したときに出力パルスを発生し、ECU6において気筒判別が行われる。クランク角センサ28はエンジン1の図示しないクランクシャフトが一定クランク角(例えば30℃A)回転する毎に出力パルスが発生する。この出力パルスによって、クランク角やエンジン回転数が検出される。また、水温センサ29と外気温センサ30は、それぞれエンジン1の冷却水温と外気温を検出し、ECU6に出力する。冷却水温はエンジン1の温度を表すパラメータとして用いている。   Here, various sensors other than the throttle sensor 7 and the oxygen sensors 21 and 22 described above will be described. The cylinder discrimination sensor 27 generates an output pulse when a specific cylinder reaches top dead center, and the ECU 6 performs cylinder discrimination. The crank angle sensor 28 generates an output pulse every time a crankshaft (not shown) of the engine 1 rotates by a certain crank angle (for example, 30 ° C. A). The crank angle and the engine speed are detected by this output pulse. The water temperature sensor 29 and the outside air temperature sensor 30 detect the cooling water temperature and the outside air temperature of the engine 1, respectively, and output them to the ECU 6. The coolant temperature is used as a parameter representing the temperature of the engine 1.

前述した各種センサの出力信号はECU6に入力される。ECU6は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された制御プログラムや制御マップに従い、各種センサ出力に基づき、前述したDCモータ4、インジェクタ12、点火プラグ、パージ制御弁25を制御する。   Output signals from the various sensors described above are input to the ECU 6. The ECU 6 is mainly composed of a microcomputer, and based on various sensor outputs in accordance with a control program and a control map stored in a built-in ROM (storage medium), the above-described DC motor 4, injector 12, spark plug, purge control The valve 25 is controlled.

ここで、ECU6が備える自動停止始動手段について説明する。自動停止始動手段とは、エンジン1がアイドル運転中に所定の自動停止条件を満足した場合には、インジェクタ12からの燃料噴射及び点火プラグの点火を停止して、エンジン1を自動停止させ、この自動停止中に所定の自動始動条件(以下、「再始動条件」という)を満足した場合には、自動始動(以下、「再始動」という)させるものである。   Here, the automatic stop / starting means provided in the ECU 6 will be described. The automatic stop / start means means that when the engine 1 satisfies a predetermined automatic stop condition during idle operation, the fuel injection from the injector 12 and ignition of the spark plug are stopped, and the engine 1 is automatically stopped. When a predetermined automatic start condition (hereinafter referred to as “restart condition”) is satisfied during automatic stop, automatic start (hereinafter referred to as “restart”) is performed.

また、ECU6は、酸素センサ21,22からの出力に基づきパージ制御弁25に駆動信号を出し、キャニスタ23からパージガスを空気と共にパージ配管24を介してエンジン1の吸気側に放出するパージ制御を実行するパージ制御手段を備えている。   Further, the ECU 6 issues a purge control that outputs a drive signal to the purge control valve 25 based on the outputs from the oxygen sensors 21 and 22 and releases the purge gas from the canister 23 together with air to the intake side of the engine 1 through the purge pipe 24. Purge control means is provided.

以下に、ECU6が行う制御を図2〜図4に基づいて説明する。   Below, the control which ECU6 performs is demonstrated based on FIGS.

最初に自動停止時にECU6にて行われる制御について図2を用いて説明する。まず、ステップ100にて、自動停止条件が成立するか判定される。ここで自動停止条件としては、ブレーキペダルの踏込によりブレーキスイッチが「ON」、車速が「0(零)[km/h]」、三元触媒20が活性状態であること等である。   First, the control performed by the ECU 6 during automatic stop will be described with reference to FIG. First, in step 100, it is determined whether an automatic stop condition is satisfied. Here, the automatic stop condition is that the brake switch is “ON”, the vehicle speed is “0 (zero) [km / h]”, and the three-way catalyst 20 is in an active state by depressing the brake pedal.

ステップ100にて自動停止条件が成立すると、燃料噴射停止及び点火プラグの停止が行われステップ101に移行する。ステップ101では、パージガス導入条件が成立するか判定される。パージガス導入条件としては、パージ制御弁25が故障していないこと、パージガス濃度(以下、「PGden」という)学習後であること、冷却水温が所定値(たとえば90℃)以下であること等である。   When the automatic stop condition is satisfied at step 100, the fuel injection is stopped and the spark plug is stopped, and the routine proceeds to step 101. In step 101, it is determined whether a purge gas introduction condition is satisfied. The purge gas introduction conditions are that the purge control valve 25 is not broken, that it is after learning the purge gas concentration (hereinafter referred to as “PGden”), and that the cooling water temperature is a predetermined value (for example, 90 ° C.) or less. .

PGdenは、酸素センサ21,22により検出される空燃比が所定の領域になるようにパージ率を変化させ、パージ率を変化させる前と後とのパージ率の変化量及び空燃比の変化量により検出される。ここでパージ率とは、インジェクタ12から噴射される燃料量とパージガスに含まれる燃料量とを足し合わせた燃料量のうち、パージガスに含まれる燃料量の割合である。また、パージガス濃度学習後とは走行時にPGdenが検出され、その値がECU6に記憶されている状態である。   PGden changes the purge rate so that the air-fuel ratio detected by the oxygen sensors 21 and 22 is in a predetermined region, and changes the purge rate before and after the purge rate and the change amount of the air-fuel ratio. Detected. Here, the purge rate is a ratio of the fuel amount contained in the purge gas out of the fuel amount obtained by adding the fuel amount injected from the injector 12 and the fuel amount contained in the purge gas. The purge gas concentration learning is a state in which PGden is detected during traveling and the value is stored in the ECU 6.

冷却水温が所定値以上の場合には、燃焼室内の温度が高くなっているためパージ制御は実行しない。その理由は、燃焼室内の温度が高い状態でパージ制御を行った場合には、燃焼室内において供給されたパージガスが自然着火するプレイグニッションが発生する恐れがあるからである。   When the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined value, the purge control is not executed because the temperature in the combustion chamber is high. The reason is that when the purge control is performed in a state where the temperature in the combustion chamber is high, there is a possibility that preignition in which the purge gas supplied in the combustion chamber spontaneously ignites may occur.

ステップ101にてパージガス導入条件が成立しない場合には、上述した理由からパージガスを供給せずステップ105に移行し、エンジン1を停止させる、すなわちエンジン回転数が0(零)となるまで待ってこのルーチンを終了する。   If the purge gas introduction condition is not satisfied in step 101, the purge gas is not supplied for the reason described above, and the routine proceeds to step 105, where the engine 1 is stopped, that is, waits until the engine speed becomes 0 (zero). End the routine.

一方、パージガス導入条件が成立した場合にはステップ102に移行し、燃焼室内に供給する筒内目標パージガス量(以下、「PGtrgm」という)を演算する。PGtrgmは、外気温センサ30により検出される外気温及び水温センサ29により検出される冷却水温に基づき、ECU6のROMに記憶されたマップにより求められる。   On the other hand, when the purge gas introduction condition is satisfied, the routine proceeds to step 102 where the in-cylinder target purge gas amount (hereinafter referred to as “PGtrgm”) supplied into the combustion chamber is calculated. PGtrgm is obtained from a map stored in the ROM of the ECU 6 based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 30 and the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 29.

このとき、外気温及び冷却水温が低い場合には、キャニスタ23から供給されたパージガスの一部が液化しているため吸気マニホールド9内の壁面に付着したり、パージガスが低温の吸気管に接触することによってパージガスに含まれる燃料の液化が促進されてしまったりする。そのため、各気筒の燃焼室内に到達するパージガスが減少する。これに対し、外気温及び冷却水温が低くなるほど筒内目標パージガス量が多くなるように設定されたマップが記憶されている。   At this time, when the outside air temperature and the cooling water temperature are low, a part of the purge gas supplied from the canister 23 is liquefied, so that it adheres to the wall surface in the intake manifold 9 or the purge gas contacts the low temperature intake pipe. As a result, the liquefaction of the fuel contained in the purge gas is promoted. Therefore, the purge gas that reaches the combustion chamber of each cylinder decreases. On the other hand, a map is stored that is set such that the in-cylinder target purge gas amount increases as the outside air temperature and the cooling water temperature decrease.

次にステップ103に移行し、ステップ102で演算されたPGtrgmに基づき、パージ制御弁25の開度及び開弁時間を制御するパージDUTYを演算する。   Next, the process proceeds to step 103, and a purge DUTY for controlling the opening degree and the valve opening time of the purge control valve 25 is calculated based on the PGtrgm calculated in step 102.

そして、ステップ104にて演算されたパージDUTYに基づきパージ制御弁25に通電が行われ、燃焼室内へパージガスが供給される。パージガスが供給されるとステップ105に移行し、エンジン1が停止したことを検出すると、自動停止時おけるパージ制御を終了する。ここでエンジン停止とは、エンジンの回転数が0(零)になることを指す。   Then, the purge control valve 25 is energized based on the purge DUTY calculated in step 104, and purge gas is supplied into the combustion chamber. When the purge gas is supplied, the routine proceeds to step 105, and when it is detected that the engine 1 has stopped, the purge control at the time of automatic stop is terminated. Here, the engine stop means that the engine speed becomes 0 (zero).

次にECU6で行われる自動始動時における制御手順について図3に基づき説明する。   Next, a control procedure at the time of automatic start performed by the ECU 6 will be described with reference to FIG.

まずステップ200において、再始動条件が成立するか判定される。再始動条件が成立した場合には、ステップ201に移行し、再始動に必要な基本噴射量を算出する。ここで基本噴射量とは、燃焼室内にパージガスが供給されていない、つまりパージガスをゼロとしたときに必要とされる燃料量である。この基本噴射量は、エンジン1の圧縮行程で停止した圧縮行程停止気筒に対する基本噴射量(以下、「Q1cmp」という)と、吸気行程で停止した吸気行程停止気筒に対する基本噴射量(以下、「Q1int」という)とを別々に算出する。この基本噴射量は、再始動条件成立時の冷却水温に基づき、ECU6のROMに記憶された制御マップにより算出される。   First, in step 200, it is determined whether a restart condition is satisfied. When the restart condition is satisfied, the routine proceeds to step 201, where the basic injection amount required for restart is calculated. Here, the basic injection amount is the amount of fuel required when purge gas is not supplied into the combustion chamber, that is, when the purge gas is zero. The basic injection amount includes a basic injection amount (hereinafter referred to as “Q1 cmp”) for a compression stroke stop cylinder stopped in the compression stroke of the engine 1 and a basic injection amount (hereinafter referred to as “Q1int” for an intake stroke stop cylinder stopped in the intake stroke. Are calculated separately. The basic injection amount is calculated from a control map stored in the ROM of the ECU 6 based on the coolant temperature when the restart condition is established.

基本噴射量の算出後、ステップ202において、エンジン停止前にパージガスが導入されたか否かを判定する。エンジン停止前にパージガスが導入されている場合には、ステップ203に移行し、圧縮行程停止気筒に供給されているパージガスに含まれる燃料量、パージガス残留燃料量(以下、「Qcmp」という)を推定する。エンジン1が停止すると燃焼が行われないため、燃焼室内の温度は徐々に低下していく。温度の低下により燃焼室内に供給されたパージガスは液化し、燃焼に寄与するパージガスが減少する。これにより、自動停止前に供給されたPGtrgmは、燃焼室内の温度が低下するにつれて減少していく。燃焼室内の温度変化による影響を、自動停止時の冷却水温と再始動条件成立時の冷却水温により推定した水温補正項を用いて、Qcmpを算出する。水温補正項は自動停止時の冷却水温と再始動条件成立時の冷却水温の比で求められる。また、水温補正項は比でなくともECU6に自動停止時の冷却水温と再始動条件成立時の冷却水温とによるマップを記憶することによっても求めることができる。   After calculating the basic injection amount, in step 202, it is determined whether or not purge gas is introduced before the engine is stopped. If the purge gas has been introduced before the engine is stopped, the process proceeds to step 203 to estimate the amount of fuel contained in the purge gas supplied to the compression stroke stopped cylinder and the remaining amount of purge gas (hereinafter referred to as “Qcmp”). To do. Since combustion is not performed when the engine 1 is stopped, the temperature in the combustion chamber gradually decreases. The purge gas supplied into the combustion chamber is liquefied due to a decrease in temperature, and the purge gas contributing to combustion is reduced. Thereby, PGtrgm supplied before the automatic stop decreases as the temperature in the combustion chamber decreases. Qcmp is calculated using a water temperature correction term in which the influence of the temperature change in the combustion chamber is estimated from the cooling water temperature at the time of automatic stop and the cooling water temperature when the restart condition is satisfied. The water temperature correction term is obtained by the ratio of the cooling water temperature at the time of automatic stop and the cooling water temperature at the time when the restart condition is satisfied. Further, the water temperature correction term can be obtained not by the ratio but also by storing a map of the cooling water temperature at the time of automatic stop and the cooling water temperature at the time when the restart condition is satisfied in the ECU 6.

次に、ステップ204に移行し、吸気行程停止気筒に供給されているパージガスに含まれる燃料量、パージガス残留燃料量(以下、「Qint」という)を算出する。Qintは、前述した燃焼室内の温度変化に加えて、エンジン停止時間による影響を考慮しなければならない。その理由は、吸気行程停止気筒では圧縮行程気筒と異なり、吸気弁が開かれた状態で停止しているため、燃焼室に供給されたパージガスは吸気弁を通り吸気管側へ移動してしまうからである。このため、停止時間と自動停止時の水温から推定される停止時間補正項によりパージガスの移動量を推定し、Qintを算出する。   Next, the routine proceeds to step 204 where the amount of fuel contained in the purge gas supplied to the intake stroke stopped cylinder and the amount of residual purge gas (hereinafter referred to as “Qint”) are calculated. Qint must consider the influence of the engine stop time in addition to the temperature change in the combustion chamber described above. The reason is that, in the intake stroke stop cylinder, unlike the compression stroke cylinder, since the intake valve is stopped in an open state, the purge gas supplied to the combustion chamber moves to the intake pipe side through the intake valve. It is. For this reason, the movement amount of the purge gas is estimated by the stop time correction term estimated from the stop time and the water temperature at the time of automatic stop, and Qint is calculated.

一方、エンジン停止前にパージガスが供給されていない場合には、ステップ205へ移行し、Qcmp=0、Qint=0とする。   On the other hand, when the purge gas is not supplied before the engine is stopped, the routine proceeds to step 205 where Qcmp = 0 and Qint = 0.

そして、ステップ203及びステップ204、又はステップ205においてそれぞれのパージ残留燃料量が算出された後、ステップ206に移行し、圧縮行程停止気筒の最終噴射量(以下、「Qcmpfin」という)が算出される。Qcmpfinは、ステップ201で算出されたQ1cmpからステップ203で算出されたQcmpを減量(本実施例では減算)することで求められる。次に、ステップ207に移行し、吸気行程停止気筒の最終噴射量(以下、「Qintfin」という)が算出される。Qintfinは、ステップ201で算出されたQ1intからステップ204で算出されたQintを減量(本実施形態では減算)することで求められる。そして、ステップ208において、インジェクタ12からQcmpfin及びQintfinが各気筒に噴射され、点火プラグによる点火を経てエンジン1が始動される。以上で本ルーチンが終了する。   Then, after each purge residual fuel amount is calculated in step 203 and step 204 or step 205, the process proceeds to step 206, and the final injection amount (hereinafter referred to as “Qcmpfin”) of the compression stroke stopped cylinder is calculated. . Qcmpfin is obtained by reducing (subtracting in this embodiment) the Qcmp calculated in step 203 from Q1cmp calculated in step 201. Next, the routine proceeds to step 207, where the final injection amount (hereinafter referred to as “Qintfin”) of the intake stroke stopped cylinder is calculated. Qintfin is obtained by reducing (subtracting in this embodiment) the Qint calculated in step 204 from Q1int calculated in step 201. In step 208, Qcmpfin and Qintfin are injected from the injector 12 into each cylinder, and the engine 1 is started through ignition by a spark plug. This routine is completed.

次に上述した自動停止時と自動始動始動時における制御手順に対応する各種制御の遷移状態を図4に基づき説明する。   Next, transition states of various controls corresponding to the control procedure at the time of automatic stop and automatic start / start described above will be described with reference to FIG.

図4において、(a)は燃料カットを、(b)はパージDUTYを、(c)はエンジン回転数を示す。   In FIG. 4, (a) shows the fuel cut, (b) shows the purge DUTY, and (c) shows the engine speed.

初期状態(t0)では、(a)燃料カット「OFF」、(b)パージDUTY「OFF」、(c)エンジン回転数は低回転の状態である。そして、図2のステップ100の自動停止条件が成立すると(t1)、燃料カットが「ON」となりインジェクタ12からの燃料噴射が停止され、エンジン回転数が徐々に低下を始める。ステップ101においてパージガス導入条件が成立した場合には、前述したステップ102〜ステップ104の処理が実行され、パージDUTYが「ON」となる。そして、パージガスの供給が開始され、エンジン回転数が0(零)になるまでの間(t1〜t2)に、PGtrgmが各気筒に供給される。エンジン回転数が0(零)になる(t2)と、エンジン1が停止すると共に、パージDUTYが「OFF」となり、パージ制御が停止する。   In the initial state (t0), (a) fuel cut “OFF”, (b) purge DUTY “OFF”, and (c) engine speed is low. 2 is established (t1), the fuel cut is “ON”, the fuel injection from the injector 12 is stopped, and the engine speed starts to gradually decrease. When the purge gas introduction condition is satisfied in step 101, the processing of step 102 to step 104 described above is executed, and the purge DUTY is turned “ON”. Then, the supply of purge gas is started, and PGtrgm is supplied to each cylinder until the engine speed reaches 0 (zero) (t1 to t2). When the engine speed becomes 0 (zero) (t2), the engine 1 is stopped and the purge DUTY is turned “OFF”, and the purge control is stopped.

そして、図3のステップ200のエンジン再始動条件が成立する(t3)までエンジンは停止している。ここでは、この自動停止後(エンジン回転数が0)から再始動条件が成立するt2〜t3間を停止時間という。そして、再始動条件が成立すると、前述したステップ201〜ステップ207の制御が実行され、最終噴射量が算出される。そして、燃料カットが「OFF」となり、燃料の供給が行われエンジン1が始動する。   The engine is stopped until the engine restart condition of step 200 in FIG. 3 is satisfied (t3). Here, the period from t2 to t3 when the restart condition is satisfied after this automatic stop (engine speed is 0) is referred to as a stop time. Then, when the restart condition is satisfied, the control of Step 201 to Step 207 described above is executed, and the final injection amount is calculated. Then, the fuel cut is “OFF”, the fuel is supplied, and the engine 1 is started.

次に本実施形態の作用効果について説明する。   Next, the effect of this embodiment is demonstrated.

パージガスは燃料が気化した状態であるため、インジェクタ12によって微粒化された燃料よりも燃焼しやすい。つまり、インジェクタ12から噴射される燃料量が多いと、不完全燃焼となるため排出ガスに含まれるPMが増加する。   Since the purge gas is in a state where the fuel is vaporized, it is easier to burn than the fuel atomized by the injector 12. That is, if the amount of fuel injected from the injector 12 is large, incomplete combustion occurs, so PM contained in the exhaust gas increases.

また、PMはガソリンに含まれる炭化水素の燃焼により発生することが知られている。炭化水素は、その結合構造により芳香族炭化水素として分類される。この芳香族炭化水素のうち、多環芳香族炭化水素(例えばナフタレンやアントラセン等)とよばれる構造を持つものがPMの発生原因となることが発明者らの実験により確認された。   Further, it is known that PM is generated by combustion of hydrocarbons contained in gasoline. Hydrocarbons are classified as aromatic hydrocarbons according to their bonding structure. Among the aromatic hydrocarbons, it has been confirmed by experiments by the inventors that those having a structure called polycyclic aromatic hydrocarbon (for example, naphthalene, anthracene, etc.) cause the generation of PM.

そして、多環芳香族炭化水素はガソリンが液体であるときに多く含まれる。一方、同じガソリンであっても燃料タンク13内で蒸発したパージガスに含まれる多環芳香族炭化水素は、液体である場合と比較して極少量である。つまり、多環芳香族炭化水素は、インジェクタ12から噴射されるガソリン(液体)に多く含まれ、パージガスには極少量しか含まれていない。   And many polycyclic aromatic hydrocarbons are contained when gasoline is a liquid. On the other hand, even if it is the same gasoline, the amount of polycyclic aromatic hydrocarbons contained in the purge gas evaporated in the fuel tank 13 is extremely small compared to the case where it is liquid. That is, a large amount of polycyclic aromatic hydrocarbons is contained in gasoline (liquid) injected from the injector 12, and a very small amount is contained in the purge gas.

従って、上記構成によれば、パージ制御によって供給されたパージガスによって、インジェクタから噴射される燃料を減量することができる。つまり、パージガスよりも燃えにくく、かつ多環芳香族炭化水素を多く含みPMの発生原因となるインジェクタ12からの噴射燃料量を少なくすることができるため、PMの排出量を低減できる。図5に示すように、パージ率が増加する、つまりパージガスによる燃料量が増加し、インジェクタ12から噴射される燃料量が減少するほど、排出されるPMが減少していることが分かる。   Therefore, according to the above configuration, the amount of fuel injected from the injector can be reduced by the purge gas supplied by the purge control. That is, since the amount of fuel injected from the injector 12 that is less flammable than the purge gas and contains a large amount of polycyclic aromatic hydrocarbons and causes PM generation can be reduced, the PM emission amount can be reduced. As shown in FIG. 5, it can be seen that the PM discharged increases as the purge rate increases, that is, the amount of fuel by the purge gas increases and the amount of fuel injected from the injector 12 decreases.

本実施形態では、このような考えに基づき、再始動時の燃料にパージガスを積極的に用いることで、PMの発生原因となる液体の燃料(インジェクタ12の噴射燃料量)の使用量を低減している。その結果、排出ガスに含まれるPMの排出量を低減することができる。   In the present embodiment, based on this idea, the purge gas is positively used as the fuel at the time of restart, thereby reducing the amount of liquid fuel (injected fuel amount of the injector 12) that causes PM generation. ing. As a result, the amount of PM contained in the exhaust gas can be reduced.

また、ステップ102におけるPGtrgmの設定に外気温と冷却水温というパラメータを用いている。パージガスに含まれる燃料は、周囲の温度によって状態が変化する。前述したように外気温や冷却水温が低い場合、パージガスに含まれる燃料の一部が液化してしまうため、パージ配管24を介したパージガスの供給量が変化したり、燃焼に寄与するパージガス量が低下したりする。そのため、外気温と冷却水温というパラメータを用いることにより温度の変化によるパージガスへの影響を推定することができ、適切な筒内目標パージガス量を設定することができる。   In addition, parameters such as the outside air temperature and the cooling water temperature are used for setting PGtrgm in step 102. The state of the fuel contained in the purge gas changes depending on the ambient temperature. As described above, when the outside air temperature or the cooling water temperature is low, a part of the fuel contained in the purge gas is liquefied, so that the supply amount of the purge gas through the purge pipe 24 changes or the amount of the purge gas contributing to combustion is reduced. Or drop. Therefore, by using the parameters of the outside air temperature and the cooling water temperature, the influence on the purge gas due to the temperature change can be estimated, and an appropriate in-cylinder target purge gas amount can be set.

さらに、外気温及び冷却水温が低下するにつれて筒内目標パージガス量を増加させている。つまり、周囲の温度の低下(外気温及び冷却水温が低下)によって減少するパージガス量を考慮した筒内目標パージガス量を設定している。このため、外気温及び冷却水温が低下した状態であっても適切なパージガスの供給を行うことができる。   Further, the in-cylinder target purge gas amount is increased as the outside air temperature and the cooling water temperature decrease. That is, the in-cylinder target purge gas amount is set in consideration of the purge gas amount that decreases as the ambient temperature decreases (the outside air temperature and the cooling water temperature decrease). For this reason, even if the outside air temperature and the cooling water temperature are lowered, an appropriate purge gas can be supplied.

また、ステップ203においてQcmpは、PGtrgmと自動停止時の冷却水温と再始動条件成立時の冷却水温とにより推定される。具体的には、自動停止時の冷却水温と自動始動条件成立時の冷却水温とにより算出される水温補正項を用いてPGtrgmを補正することでQcmpを推定している。   In step 203, Qcmp is estimated from PGtrgm, the cooling water temperature at the time of automatic stop, and the cooling water temperature when the restart condition is satisfied. Specifically, Qcmp is estimated by correcting PGtrgm using a water temperature correction term calculated from the cooling water temperature at the time of automatic stop and the cooling water temperature at the time when the automatic start condition is satisfied.

前述したように燃焼室内の温度は、自動停止から再始動までの間に徐々に低下していく。この温度の低下によってパージガスに含まれる燃料の一部は徐々に液化し、燃焼に寄与するパージガスが減少してしまう。この燃焼室内の温度変化によるパージガスの減少量を水温補正項によって推定し、筒内目標パージガス量から減量する。その結果、燃焼に寄与する正確なパージガス残留燃料量を推定することができる。   As described above, the temperature in the combustion chamber gradually decreases between automatic stop and restart. Due to this temperature decrease, a part of the fuel contained in the purge gas is gradually liquefied, and the purge gas contributing to combustion is reduced. A decrease amount of the purge gas due to the temperature change in the combustion chamber is estimated by a water temperature correction term, and is reduced from the in-cylinder target purge gas amount. As a result, it is possible to estimate an accurate purge gas residual fuel amount that contributes to combustion.

また、QintはPGtrgmと自動停止時の冷却水温と再始動条件成立時の冷却水温と停止時間とにより推定される。具体的には、自動停止時の冷却水温と再始動条件成立時の冷却水温とにより算出される水温補正項と、停止時間補正項とを用いてPGtrgmを補正することでQintを推定している。   Further, Qint is estimated from PGtrgm, the cooling water temperature at the time of automatic stop, the cooling water temperature when the restart condition is satisfied, and the stop time. Specifically, Qint is estimated by correcting PGtrgm using a water temperature correction term calculated from the cooling water temperature at the time of automatic stop and the cooling water temperature when the restart condition is satisfied, and the stop time correction term. .

自動停止時及び自動始動条件成立時の冷却水温は前述したように燃焼室内でのパージガスの液化に対応したものである。停止時間というパラメータを用いているのは、吸気行程停止気筒では、吸気弁11が開いた状態で停止している。つまり、燃焼室は閉塞されていないため、内燃機関の停止までに供給されたパージガスは吸気弁11を通じて、吸気管側へ移動していってしまう。これに対応し、停止時間をパラメータとして用いているため、吸気行程停止気筒のパージガス残留燃料量を適切に推定することができる。   As described above, the cooling water temperature at the time of automatic stop and when the automatic start condition is satisfied corresponds to the liquefaction of the purge gas in the combustion chamber. The stop time parameter is used in the intake stroke stop cylinder in which the intake valve 11 is open and stopped. That is, since the combustion chamber is not closed, the purge gas supplied until the internal combustion engine is stopped moves to the intake pipe side through the intake valve 11. Correspondingly, since the stop time is used as a parameter, the remaining amount of purge gas in the intake stroke stopped cylinder can be appropriately estimated.

また、パージガス制御手段は、自動停止条件を満足する場合であっても、冷却水温が所定値以上の場合にはパージ制御を実行しない。冷却水温が所定値以上、つまり燃焼室内の温度が高い状態でのパージ制御の実行を防止している。これにより、燃焼室内の温度が高い状態でパージガスが供給され自然発火する現象(プレイグニッション)を防止することができる。   Further, the purge gas control means does not execute the purge control when the cooling water temperature is equal to or higher than the predetermined value even when the automatic stop condition is satisfied. The purge control is prevented from being executed when the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined value, that is, the temperature in the combustion chamber is high. Thereby, it is possible to prevent a phenomenon (pre-ignition) in which the purge gas is supplied and spontaneously ignites when the temperature in the combustion chamber is high.

また、パージ配管24は、パージ制御弁25よりも吸気側において、各気筒にそれぞれパージガスを導入するパージガス導入口26を備えている。   The purge pipe 24 is provided with a purge gas inlet 26 for introducing purge gas into each cylinder on the intake side of the purge control valve 25.

既知の構成として、吸入する空気の集合部であるサージタンクにパージ配管を接続し、一箇所だけにパージ導入口を設けたものがある。このような構成の場合、パージガス導入口から吸気弁までの距離が遠いため、供給されたパージガスがサージタンクや吸気管に残留したり、自動停止条件成立後からエンジン停止までの短時間に目標量のパージガスを供給することができなかったりする。   As a known configuration, there is a configuration in which a purge pipe is connected to a surge tank which is a collecting portion of air to be sucked and a purge inlet is provided only at one place. In such a configuration, since the distance from the purge gas inlet to the intake valve is long, the supplied purge gas remains in the surge tank or the intake pipe, or the target amount is shortly after the automatic stop condition is established until the engine stops. The purge gas cannot be supplied.

これに対し、上記構成によれば吸気弁11に近い位置からパージガスを供給することができるため、吸気管2やサージタンク8内へのパージガスの残留を抑制し、短時間でパージガスの供給を行うことができる。   On the other hand, according to the above configuration, the purge gas can be supplied from a position close to the intake valve 11, so that the purge gas remains in the intake pipe 2 and the surge tank 8 and is supplied in a short time. be able to.

以上のごとく、本実施形態によれば、アイドルストップを行っても自動停止後の再始動時におけるPMの排出量を低減できる内燃機関の制御装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a control device for an internal combustion engine that can reduce the PM emission amount at the restart after the automatic stop even if the idle stop is performed.

[他の実施形態]
・第1実施形態では、エンジン1の温度や燃焼室内の温度を示すパラメータとして冷却水の温度を用いてPGtrgm、Q1cmp、Q1int、Qcmp、Qintの推定を行っているが、エンジンオイル等の油温、燃焼温度、又は排気温等を用いても、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる。
[Other Embodiments]
In the first embodiment, PGtrgm, Q1 cmp, Q1 int, Qcmp, and Qint are estimated using the temperature of the cooling water as a parameter indicating the temperature of the engine 1 and the temperature in the combustion chamber. Even if the combustion temperature, the exhaust temperature, or the like is used, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

・第1実施形態では、エンジン停止を回転数が0(零)となるときとして、自動停止条件成立時からエンジン停止までの間にパージ制御を実行していたが、エンジン回転数が0となる前後、つまり低回転や0回転から所定時間後までにパージ制御を実行してもよい。   In the first embodiment, when the engine speed is 0 (zero), the purge control is executed from when the automatic stop condition is satisfied until the engine is stopped, but the engine speed becomes 0. The purge control may be executed before and after, that is, from a low rotation or 0 rotation to a predetermined time.

・第1実施形態では、パージ制御弁25の開度を「ON」と「OFF」、つまり全開と全閉でおこなっているが、パージ制御弁25の開度を調整(0〜100%)する構成にしてもよい。   In the first embodiment, the opening degree of the purge control valve 25 is “ON” and “OFF”, that is, fully opened and fully closed, but the opening degree of the purge control valve 25 is adjusted (0 to 100%). It may be configured.

1 エンジン(内燃機関)
6 ECU
11 吸気弁
12 インジェクタ
13 燃料タンク
23 キャニスタ
24 パージ配管
25 パージ制御弁
29 水温センサ
30 外気温センサ
1 engine (internal combustion engine)
6 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Intake valve 12 Injector 13 Fuel tank 23 Canister 24 Purge piping 25 Purge control valve 29 Water temperature sensor 30 Outside temperature sensor

Claims (7)

インジェクタにより内燃機関の各気筒の燃焼室内に直接燃料が噴射される内燃機関に適用される制御装置において、
所定の自動停止条件を満足するときは前記内燃機関を自動停止させると共に、所定の自動始動条件を満足するときは前記内燃機関を自動始動させる自動停止始動制御手段と、
燃料タンクに接続されたキャニスタからパージガスを空気と共にパージ配管を介して前記内燃機関の各気筒に放出するパージ制御を実行すると共に、前記パージ制御を前記自動停止条件成立後から前記内燃機関が停止するまでの間に実行するパージ制御手段と、
前記燃焼室内に供給されたパージガスに含まれる燃料量を求めるパージガス残留燃料量演算手段と、
前記内燃機関の前記自動始動時に、再始動に必要な基本噴射量から前記パージガス残留燃料量を減量することで最終噴射量を算出する噴射量算出手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control device applied to an internal combustion engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber of each cylinder of the internal combustion engine by an injector,
Automatic stop start control means for automatically stopping the internal combustion engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and automatically starting the internal combustion engine when a predetermined automatic start condition is satisfied;
Purge control is performed to release purge gas from the canister connected to the fuel tank together with air to each cylinder of the internal combustion engine via a purge pipe, and the purge control is stopped after the automatic stop condition is satisfied. Purge control means to be executed between
A purge gas residual fuel amount calculating means for obtaining a fuel amount contained in the purge gas supplied into the combustion chamber;
And an injection amount calculating means for calculating a final injection amount by subtracting the purge gas residual fuel amount from a basic injection amount required for restart at the time of the automatic start of the internal combustion engine. apparatus.
前記パージガス制御手段は、前記自動停止条件成立時の外気温及び前記自動停止条件成立時の冷却水温によって、前記内燃機関の燃焼室に供給する筒内目標パージガス量を算出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 purge gas control means calculates an in-cylinder target purge gas amount to be supplied to a combustion chamber of the internal combustion engine based on an outside air temperature when the automatic stop condition is satisfied and a cooling water temperature when the automatic stop condition is satisfied. Item 2. A control device for an internal combustion engine according to Item 1. 前記パージガス制御手段は、前記自動停止条件成立時の外気温及び冷却水温が低くなるにつれて前記筒内目標パージガス量を増加させることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。   3. The control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the purge gas control means increases the in-cylinder target purge gas amount as the outside air temperature and the cooling water temperature when the automatic stop condition is satisfied are lowered. 前記パージガス残留燃料量演算手段は、前記内燃機関の圧縮行程で停止した気筒(以下、「圧縮行程停止気筒」という)の前記パージガス残留燃料量を、前記筒内目標パージガス量と、前記自動停止時の冷却水温と、前記自動始動条件成立時の冷却水温とにより推定することを特徴とする請求項2または3に記載の内燃機関の制御装置。   The purge gas residual fuel amount calculation means calculates the purge gas residual fuel amount of a cylinder stopped in the compression stroke of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “compression stroke stop cylinder”), the in-cylinder target purge gas amount, and the automatic stop time. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein the temperature is estimated from a cooling water temperature of the engine and a cooling water temperature when the automatic start condition is satisfied. 前記パージガス残留燃料量演算手段は、前記内燃機関の吸気行程で停止した気筒(以下、「吸気行程停止気筒」という)の前記パージガス残留燃料量を、前記筒内目標パージガス量と、前記自動停止時の冷却水温と、前記自動始動条件成立時の冷却水温と、停止時間とにより推定することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。   The purge gas residual fuel amount calculation means calculates the purge gas residual fuel amount of a cylinder stopped in the intake stroke of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “intake stroke stop cylinder”), the in-cylinder target purge gas amount, and the automatic stop time. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4, wherein the controller is estimated from a cooling water temperature, a cooling water temperature when the automatic start condition is established, and a stop time. 前記パージガス制御手段は、前記自動停止条件を満足する場合であっても、冷却水温が所定値以上の場合には、前記パージ制御を実行しないことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。   The purge gas control means does not execute the purge control when the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined value even when the automatic stop condition is satisfied. A control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1. インジェクタにより内燃機関の各気筒の燃焼室内に直接燃料が噴射される内燃機関と、
燃料タンクに接続され前記燃料タンク内に発生するパージガスを蓄えるキャニスタと、
前記内燃機関に接続された吸気管にパージガスを空気と共に供給するためのパージ配管と、
前記キャニスタと前記吸気管との間に配設され前記パージガスの供給量を調節するパージ制御弁と、
前記吸気管から前記内燃機関の各気筒の燃焼室内に空気及び前記パージガスを取り込むための吸気弁と、
前記内燃機関及び前記パージ制御弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、所定の自動停止条件を満足するときは前記内燃機関を自動停止させると共に、所定の自動始動条件を満足するときは前記内燃機関を自動始動させるように制御する自動停止始動制御手段と、
前記燃料タンクに接続された前記キャニスタから前記パージガスを空気と共に前記パージ配管を介して前記内燃機関の前記吸気管に放出するパージ制御を実行すると共に、前記パージ制御を前記自動停止条件成立後から前記内燃機関が停止するまでの間に実行するパージ制御手段と、
前記燃焼室内に供給された前記パージガスに含まれる燃料量を求めるパージガス残留燃料量演算手段と、
前記内燃機関の前記自動始動時に、再始動に基本噴射量から前記パージガス残留燃料量を減量することで最終噴射量を算出する噴射量算出手段とを備え、
前記パージ配管は、各気筒にそれぞれ前記パージガスを導入するパージガス導入口を備えていることを特徴とする内燃機関の制御システム。
An internal combustion engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber of each cylinder of the internal combustion engine by an injector;
A canister connected to a fuel tank and storing purge gas generated in the fuel tank;
A purge pipe for supplying purge gas together with air to an intake pipe connected to the internal combustion engine;
A purge control valve disposed between the canister and the intake pipe to adjust the supply amount of the purge gas;
An intake valve for taking air and the purge gas into the combustion chamber of each cylinder of the internal combustion engine from the intake pipe;
A control device for controlling the internal combustion engine and the purge control valve;
The control device automatically stops and starts the internal combustion engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and automatically stops and starts the internal combustion engine when the predetermined automatic start condition is satisfied. When,
The purge control is performed to release the purge gas from the canister connected to the fuel tank together with air to the intake pipe of the internal combustion engine through the purge pipe, and the purge control is performed after the automatic stop condition is established. Purge control means executed until the internal combustion engine stops;
A purge gas residual fuel amount calculating means for obtaining an amount of fuel contained in the purge gas supplied into the combustion chamber;
An injection amount calculating means for calculating a final injection amount by reducing the purge gas residual fuel amount from a basic injection amount during restart at the time of the automatic start of the internal combustion engine;
The control system for an internal combustion engine, wherein the purge pipe is provided with a purge gas inlet for introducing the purge gas into each cylinder.
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