JP2012122438A - Engine control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine control device optimizing exhaust components discharged from each cylinder and improving exhaust performance.SOLUTION: The engine control device includes first fuel injection means 1A, 1B injecting fuel of a first fuel amount in the intake passages 11 of the cylinders 20A, 20B of the multi-cylinder engine, and second fuel injection means 2A, 2B injecting fuel of a second fuel amount towards the insides of the cylinders 20A, 20B. The engine control device further includes a control means 3 controlling temperature increase for controlling the first fuel amount and the second fuel amount to enrich an air-fuel ratio of the first cylinder 20A and simultaneously lean an air-fuel ratio of the second cylinder 20B. In enriching the air-fuel ratio of first cylinder 20A, a first control means 31 of the control means 3 increases the first fuel amount injected from the first fuel injection means 1A.

Description

本発明は、吸気通路で燃料を噴射するポート噴射インジェクタと気筒内に向けて燃料を噴射する直噴インジェクタとを備えた多気筒エンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a multi-cylinder engine that includes a port injection injector that injects fuel in an intake passage and a direct injection injector that injects fuel into a cylinder.

従来、エンジン(内燃機関)の排気通路上に酸化触媒,三元触媒といった触媒装置を備えた車両の排気浄化制御の一つとして、触媒の温度を迅速に活性温度まで高めるべく排気温度を上昇させる昇温制御が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as one of exhaust purification control for vehicles equipped with a catalyst device such as an oxidation catalyst or a three-way catalyst on an exhaust passage of an engine (internal combustion engine), the exhaust temperature is raised so as to quickly raise the temperature of the catalyst to the activation temperature. Temperature increase control is known.

昇温制御には、排気中に含まれる未燃成分の酸化熱を利用して排気温度を上昇させるものや、点火時期のリタードによって排気温度を上昇させるもの等が存在する。前者は、排気中の炭素成分(炭化水素HCや一酸化炭素CO等)を触媒上で酸化させるときに生じる酸化熱を排気の昇温に利用するものである。また後者は、点火時期を圧縮上死点よりも遅角側に制御して筒内での燃焼速度を低下させ、排気行程後の排気通路内でも燃焼反応を進行させることによって排気温度を上昇させるものである。これらの昇温制御は、例えばエンジンの冷態始動時や寒冷地での運転時,触媒装置の再生制御時等に実施される。   As the temperature rise control, there are those that raise the exhaust temperature by using the oxidation heat of unburned components contained in the exhaust, and those that raise the exhaust temperature by retarding the ignition timing. The former uses the heat of oxidation generated when the carbon component (hydrocarbon HC, carbon monoxide CO, etc.) in the exhaust is oxidized on the catalyst to raise the temperature of the exhaust. In the latter case, the ignition timing is controlled to be retarded from the compression top dead center, the combustion speed in the cylinder is lowered, and the combustion reaction is advanced in the exhaust passage after the exhaust stroke to raise the exhaust temperature. Is. Such temperature increase control is performed, for example, at the time of cold start of the engine, operation in a cold region, or regeneration control of the catalyst device.

また、複数の気筒を備えた多気筒エンジンにおいて、各気筒の空燃比を相違させることによって排気温度を昇温させる技術が開発されている。例えば特許文献1には、複数の気筒を二つの気筒群に分類し、一方の気筒群の排気空燃比をリッチ雰囲気に制御しつつ他方の気筒群の排気空燃比をリーン雰囲気に制御するバンク制御が記載されている。このバンク制御では、炭素成分を含むリッチ雰囲気の排気と空気(酸素)を含むリーン雰囲気の排気とを同時に酸化触媒に供給することで、酸化触媒上での酸化反応を促進し、触媒温度及び排気温度を上昇させている。   In a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders, a technique has been developed for raising the exhaust temperature by making the air-fuel ratio of each cylinder different. For example, Patent Document 1 classifies a plurality of cylinders into two cylinder groups, and controls the exhaust air / fuel ratio of one cylinder group to a rich atmosphere while controlling the exhaust air / fuel ratio of the other cylinder group to a lean atmosphere. Is described. In this bank control, exhaust gas in a rich atmosphere containing carbon components and exhaust gas in a lean atmosphere containing air (oxygen) are simultaneously supplied to the oxidation catalyst to promote the oxidation reaction on the oxidation catalyst, and the catalyst temperature and the exhaust gas. The temperature is rising.

特開2009−264431号公報JP 2009-264431 A

ところで、燃料供給用のインジェクタとして、吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射インジェクタと、筒内に直接的に燃料を噴射する直噴インジェクタとを兼ね備えたエンジンが知られている。ポート噴射インジェクタは、吸気ポート内で燃料を霧化させて均質な混合気を筒内に導入するのに用いて好適であり、直噴インジェクタは、層状の混合気の流れを筒内に生成して燃料分布を偏らせるのに用いて好適である。これらの二種類の燃料供給手法を併用することで、エンジンの運転状態に応じて筒内での均質燃焼と成層燃焼とを切り換えることができ、高出力と低燃費とをバランスよく実現可能となる。   By the way, as a fuel supply injector, an engine having both a port injection injector that injects fuel into an intake port and a direct injection injector that directly injects fuel into a cylinder is known. The port injector is suitable for atomizing the fuel in the intake port and introducing a homogeneous mixture into the cylinder, and the direct injector generates a laminar mixture flow in the cylinder. Therefore, it is suitable for biasing the fuel distribution. By using these two types of fuel supply methods in combination, it is possible to switch between in-cylinder combustion and stratified combustion according to the operating state of the engine, and it is possible to achieve a balance between high output and low fuel consumption. .

上記の二種類の燃料供給手法は、それぞれの手法で燃料を供給された気筒から排出される排気成分にも影響を与える。例えば、直噴インジェクタから噴射される燃料量を増加させたときの排気成分を分析すると、炭化成分だけでなく炭素微粒子(すす)に炭化水素やサルフェート等が付着した粒子状物質(PM)の含有量も増大する。一方、ポート噴射インジェクタから噴射される燃料量を増加させた場合には、直噴インジェクタからの燃料噴射時と比較して、粒子状物質の含有量が減少する。   The two types of fuel supply methods described above also affect the exhaust components discharged from the cylinders supplied with fuel by the respective methods. For example, when analyzing exhaust components when increasing the amount of fuel injected from a direct injection injector, it contains not only carbonized components but also particulate matter (PM) with hydrocarbons, sulfates, etc. attached to carbon particles (soot) The amount also increases. On the other hand, when the amount of fuel injected from the port injector is increased, the content of the particulate matter is reduced as compared with the time of fuel injection from the direct injector.

つまり、筒内に導入される燃料量が同量であったとしても、燃料供給手法が異なれば排気中に含まれる成分の種類や量が変化する。そのため、複数の燃料供給手法を備えたエンジンに対して特許文献1に記載のようなバンク制御を適用したとしても、燃料供給手法に応じて排気中に含まれる各種成分の割合が変動することになり、酸化反応性のさらなる改善が難しいという課題がある。   In other words, even if the amount of fuel introduced into the cylinder is the same amount, the type and amount of components contained in the exhaust gas change if the fuel supply method is different. Therefore, even if the bank control described in Patent Document 1 is applied to an engine having a plurality of fuel supply methods, the ratio of various components contained in the exhaust gas varies depending on the fuel supply method. Therefore, there is a problem that it is difficult to further improve the oxidation reactivity.

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、多気筒エンジンの各気筒から排出される排気成分を適正化し、排気性能を向上させることである。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
One of the purposes of the present case has been invented in view of the above-described problems, and is to optimize exhaust components discharged from each cylinder of a multi-cylinder engine and improve exhaust performance.
The present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiments for carrying out the invention described later, and other effects of the present invention are to obtain a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned.

(1)ここで開示するエンジンの制御装置は、多気筒エンジンの各気筒の吸気通路内に向けて第一燃料量の燃料を噴射する第一燃料噴射手段と、前記各気筒内に向けて第二燃料量の燃料を噴射する第二燃料噴射手段とを備える。また、前記第一燃料量及び前記第二燃料量を制御して、前記多気筒エンジンの第一気筒の空燃比をリッチにすると同時に前記第一気筒とは異なる第二気筒の空燃比をリーンにする昇温制御を実施する制御手段を備える。
また、前記制御手段が、前記昇温制御時に前記第一気筒に供給される前記第一燃料量を増加させる第一制御手段を有する。なお、ここでいう「リッチ」とはストイキ(理論空燃比)よりも空燃比が小さい状態を意味し、「リーン」とはストイキ(理論空燃比)よりも空燃比が大きい状態を意味する。
(1) An engine control device disclosed herein includes a first fuel injection means for injecting a fuel of a first fuel amount into an intake passage of each cylinder of a multi-cylinder engine, and a first fuel injection device into each cylinder. Second fuel injection means for injecting two fuel amounts of fuel. Further, the first fuel amount and the second fuel amount are controlled to make the air-fuel ratio of the first cylinder of the multi-cylinder engine rich, and at the same time, make the air-fuel ratio of the second cylinder different from the first cylinder lean. Control means for performing the temperature rise control is provided.
The control means includes first control means for increasing the amount of the first fuel supplied to the first cylinder during the temperature rise control. Here, “rich” means that the air-fuel ratio is smaller than stoichiometric (theoretical air-fuel ratio), and “lean” means that the air-fuel ratio is larger than stoichiometric (theoretical air-fuel ratio).

(2)また、前記制御手段が、前記昇温制御時に前記第一気筒に供給される前記第一燃料量及び前記第二燃料量を合計した燃料量から算出される空燃比がリッチになるように、前記第一気筒に供給される前記第二燃料量を制御する第二制御手段を有することが好ましい。
例えば、前記第二制御手段が、前記第一気筒に供給される前記第二燃料量を減少させることが考えられる。前記第二燃料量の減少量は、前記第一燃料量の増加量未満の大きさであれば、トータルの空燃比がリッチになる。これにより、未燃液体成分(例えば、HC)や粒子状物質(PM)の排出量が抑制される。
また、前記第二制御手段が、前記第一気筒に供給される前記第二燃料量を変更しないことが考えられる。前記第一燃料量の増加分がそのままトータルの空燃比の変化に反映される。これにより、制御構成が簡素化される。
あるいは、前記第二制御手段が、前記第一気筒に供給される前記第二燃料量を増加させることが考えられる。この場合、昇温制御に用いられる未燃液体成分(例えば、HC)の排出量が増大する。
(2) Further, the air-fuel ratio calculated by the control means from the fuel amount obtained by adding the first fuel amount and the second fuel amount supplied to the first cylinder during the temperature increase control becomes rich. In addition, it is preferable to have second control means for controlling the second fuel amount supplied to the first cylinder.
For example, it is conceivable that the second control means decreases the second fuel amount supplied to the first cylinder. If the amount of decrease in the second fuel amount is less than the amount of increase in the first fuel amount, the total air-fuel ratio becomes rich. Thereby, the discharge | emission amount of an unburned liquid component (for example, HC) and a particulate matter (PM) is suppressed.
Further, it is conceivable that the second control means does not change the second fuel amount supplied to the first cylinder. The increase in the first fuel amount is directly reflected in the change in the total air-fuel ratio. Thereby, the control configuration is simplified.
Alternatively, it is conceivable that the second control means increases the second fuel amount supplied to the first cylinder. In this case, the discharge amount of the unburned liquid component (for example, HC) used for the temperature rise control increases.

(3)また、前記制御手段が、前記昇温制御時に前記第二気筒に供給される前記第一燃料量を減少させる第三制御手段を有することが好ましい。
(4)また、前記制御手段が、前記昇温制御時に前記第二気筒に供給される前記第二燃料量を減少させる第四制御手段を有することが好ましい。
(3) Moreover, it is preferable that the said control means has a 3rd control means to reduce said 1st fuel amount supplied to a said 2nd cylinder at the time of the said temperature rising control.
(4) Moreover, it is preferable that the said control means has a 4th control means to reduce said 2nd fuel amount supplied to a said 2nd cylinder at the time of the said temperature rising control.

(5)また、前記制御手段が、各気筒の空燃比がリーンになる燃料量を圧縮行程で噴射する圧縮スライトリーン運転時に、前記昇温制御を実施することが好ましい。
ここでいう「ストイキよりもややリーン」の空燃比とは、理論空燃比以上の空燃比であって、例えば16以下の範囲の空燃比であることが好ましい。圧縮スライトリーン運転では、点火時期のリタード量を大きくすること可能となり、排気温度の昇温効率が高められる。一方、燃圧が低い状態では燃焼が不安定となりかねないため、燃圧が高い状態(例えば、燃圧が所定燃圧以上の状態)で圧縮スライトリーン運転を実施することが好ましい。
(5) Further, it is preferable that the control means performs the temperature rise control during a compression slur lean operation in which an amount of fuel at which the air-fuel ratio of each cylinder becomes lean is injected in a compression stroke.
The air / fuel ratio “slightly leaner than stoichiometric” here is an air / fuel ratio equal to or higher than the stoichiometric air / fuel ratio, and is preferably an air / fuel ratio in the range of 16 or less, for example. In the compressed light lean operation, the retard amount of the ignition timing can be increased, and the temperature raising efficiency of the exhaust temperature is increased. On the other hand, since the combustion may become unstable when the fuel pressure is low, it is preferable to perform the compression sleek lean operation in a state where the fuel pressure is high (for example, a state where the fuel pressure is equal to or higher than a predetermined fuel pressure).

(6)また、前記第二制御手段が、前記昇温制御を開始する前後で前記第一気筒に供給される前記第二燃料量を維持することが好ましい。
(7)あるいは、前記第二制御手段が、前記昇温制御時に前記第一気筒に供給される前記第二燃料量を減少させることが好ましい。この場合、前記第二燃料量の減少量を、前記第一燃料量の増加量未満の大きさとする。
(6) Further, it is preferable that the second control means maintain the second fuel amount supplied to the first cylinder before and after the temperature increase control is started.
(7) Alternatively, it is preferable that the second control means decreases the second fuel amount supplied to the first cylinder during the temperature rise control. In this case, the decrease amount of the second fuel amount is set to a magnitude smaller than the increase amount of the first fuel amount.

開示のエンジンの制御装置によれば、第一気筒の空燃比をリッチにする際に、第一燃料量を増加させることで、第二燃料量を増加させた場合よりも未燃液体成分(例えばHC)や粒子状物質(PM)の排出量を抑制しつつ、未燃気体成分(例えば、CO)を増加することができる。一方、第二気筒では空燃比がリーンに制御されるため、排気中の空気成分(例えば、酸素)を確保することができる。これらの制御により、エンジンの排気成分を適正化することができ、排気性能を向上させることができる。例えば、エンジンの排気通路に介装された触媒の温度を効率的に昇温させることができ、触媒の早期活性化を図ることができる。   According to the disclosed engine control device, when the air-fuel ratio of the first cylinder is made rich, by increasing the first fuel amount, the unburned liquid component (for example, It is possible to increase the amount of unburned gas components (for example, CO) while suppressing the discharge amount of HC) and particulate matter (PM). On the other hand, since the air-fuel ratio is controlled to be lean in the second cylinder, an air component (for example, oxygen) in the exhaust can be secured. By these controls, the exhaust component of the engine can be optimized and the exhaust performance can be improved. For example, the temperature of the catalyst interposed in the exhaust passage of the engine can be increased efficiently, and the catalyst can be activated early.

一実施形態に係るエンジンの制御装置のブロック構成及びこの制御装置が適用されたエンジンの構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the block configuration of the control apparatus of the engine which concerns on one Embodiment, and the structure of the engine to which this control apparatus was applied. 本制御装置で実行されるフローチャートの例である。It is an example of the flowchart performed with this control apparatus. 本制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートの例である。It is an example of the time chart for demonstrating the control content by this control apparatus.

図面を参照してエンジンの制御装置について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。   An engine control apparatus will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment.

[1.装置構成]
本実施形態の制御装置は、図1に示す水冷式の多気筒エンジン10(以下、単にエンジン10と呼ぶ)に適用される。ここでは、多気筒のエンジン10に設けられた各気筒(シリンダ)のうちの二つを示し、一方を第一気筒20A,他方を第二気筒20Bと呼ぶ。図1に示すように、第一気筒20A及び第二気筒20Bの構造は実質的に同一であり、ここではおもに第一気筒20Aを取り上げて詳述する。なお、図1中では第一気筒20A側に設けられた要素と同一の第二気筒20B側の要素に同一符号を用いている。
[1. Device configuration]
The control device of the present embodiment is applied to a water-cooled multi-cylinder engine 10 (hereinafter simply referred to as the engine 10) shown in FIG. Here, two of the cylinders (cylinders) provided in the multi-cylinder engine 10 are shown, and one is called the first cylinder 20A and the other is called the second cylinder 20B. As shown in FIG. 1, the structures of the first cylinder 20A and the second cylinder 20B are substantially the same, and here, the first cylinder 20A will be mainly described in detail. In FIG. 1, the same reference numerals are used for elements on the second cylinder 20B side that are the same as elements provided on the first cylinder 20A side.

第一気筒20A内には、コンロッドを介してクランクシャフト17に接続されたピストン16が往復摺動自在にはめ込まれている。コンロッドはピストン16の往復運動をクランクシャフト17の回転運動に変換するリンク部材である。
第一気筒20Aの周囲には、冷却水の流路となるウォータージャケット18が設けられる。冷却水は、エンジン10を冷却するための冷媒である。ウォータージャケット18には冷却水通路24が接続されており、冷却水はこれらのウォータージャケット18及び冷却水通路24の内部を循環している。
A piston 16 connected to the crankshaft 17 via a connecting rod is fitted in the first cylinder 20A so as to be slidable back and forth. The connecting rod is a link member that converts the reciprocating motion of the piston 16 into the rotational motion of the crankshaft 17.
Around the first cylinder 20A, a water jacket 18 serving as a cooling water flow path is provided. The cooling water is a refrigerant for cooling the engine 10. A cooling water passage 24 is connected to the water jacket 18, and the cooling water circulates inside the water jacket 18 and the cooling water passage 24.

冷却水通路24上には、電動式のウォーターポンプ25及びラジエータ26が介装される。ウォーターポンプ25は、印加電圧に応じた回転数で駆動され、その回転数に応じた流量(単位時間あたりの流量)の冷却水を吐出する流量可変型のポンプである。ウォーターポンプ25は、図示しないバッテリ装置に接続され、バッテリ装置からの電力供給を受けて作動する。なお、ウォーターポンプ25に印加される電圧(ウォーターポンプ25の回転数)は、後述するECU3で制御される。
ラジエータ26は、冷却水と空気(例えば車両外部から導入される外気)との間で熱交換を行うことで冷却水を冷却する熱交換器である。エンジン10で発生した熱は、ウォータージャケット18内の冷却水に伝達され、ラジエータ26で放熱される。
An electric water pump 25 and a radiator 26 are interposed on the cooling water passage 24. The water pump 25 is a variable flow rate pump that is driven at a rotational speed corresponding to an applied voltage and discharges cooling water at a flow rate (flow rate per unit time) corresponding to the rotational speed. The water pump 25 is connected to a battery device (not shown) and operates by receiving power supply from the battery device. Note that the voltage applied to the water pump 25 (the number of rotations of the water pump 25) is controlled by the ECU 3 described later.
The radiator 26 is a heat exchanger that cools the cooling water by exchanging heat between the cooling water and air (for example, outside air introduced from the outside of the vehicle). The heat generated in the engine 10 is transmitted to the cooling water in the water jacket 18 and radiated by the radiator 26.

燃焼室のシリンダヘッド側の頂面には、吸気ポート11及び排気ポート12が接続される。吸気ポート11の入口には吸気弁14が設けられ、排気ポート12の入口には排気弁15が設けられる。吸気弁14の開閉駆動により吸気ポート11と燃焼室とが連通又は閉鎖され、排気弁15の開閉駆動により排気ポート12と燃焼室とが連通又は遮断される。これらの吸気弁14及び排気弁15の上端部は、それぞれ図示しないロッカシャフトに接続され、ロッカシャフトの揺動によって個別に上下方向に往復駆動される。   An intake port 11 and an exhaust port 12 are connected to the top surface of the combustion chamber on the cylinder head side. An intake valve 14 is provided at the inlet of the intake port 11, and an exhaust valve 15 is provided at the inlet of the exhaust port 12. The intake port 11 and the combustion chamber are communicated or closed by opening and closing the intake valve 14, and the exhaust port 12 and the combustion chamber are communicated or blocked by opening and closing the exhaust valve 15. The upper end portions of the intake valve 14 and the exhaust valve 15 are respectively connected to a rocker shaft (not shown), and are individually reciprocated in the vertical direction by swinging of the rocker shaft.

燃焼室の頂面における吸気ポート11と排気ポート12との間には、点火プラグ13が設けられる。点火プラグ13での着火のタイミングは、ECU3で制御される。また、排気ポート12に接続された排気通路21上には、触媒装置22が介装される。この触媒装置22は、排気中に含まれる炭素成分に対する酸化能を持つ触媒であり、例えば三元触媒や酸化触媒等を含むものである。   A spark plug 13 is provided between the intake port 11 and the exhaust port 12 on the top surface of the combustion chamber. The ignition timing at the spark plug 13 is controlled by the ECU 3. A catalyst device 22 is interposed on the exhaust passage 21 connected to the exhaust port 12. The catalyst device 22 is a catalyst having an oxidizing ability with respect to a carbon component contained in exhaust gas, and includes, for example, a three-way catalyst, an oxidation catalyst, and the like.

第一気筒20Aへの燃料供給用のインジェクタとして、吸気ポート11内に燃料を噴射するポート噴射インジェクタ1Aと、第一気筒20A内に直接的に燃料を噴射する直噴インジェクタ2Aとが設けられる。ポート噴射インジェクタ1Aから噴射された燃料は、例えば吸気ポート11内で霧化し、吸入空気とよく混ざった状態で気筒内に導入される。一方、直噴インジェクタ2Aから噴射された燃料は、例えば筒内に形成される層状の空気流に乗って点火プラグ13の近傍に誘導され、吸入空気中に不均一に分布する。   As injectors for supplying fuel to the first cylinder 20A, a port injector 1A for injecting fuel into the intake port 11 and a direct injection injector 2A for injecting fuel directly into the first cylinder 20A are provided. The fuel injected from the port injector 1A is atomized, for example, in the intake port 11, and is introduced into the cylinder in a state of being well mixed with intake air. On the other hand, the fuel injected from the direct injection injector 2A is guided, for example, in the vicinity of the spark plug 13 on a layered air flow formed in the cylinder, and is unevenly distributed in the intake air.

なお、これらの二種類のインジェクタは第二気筒20Bにも設けられる。以下、第二気筒20Bへの燃料供給に係るそれぞれのインジェクタをポート噴射インジェクタ1B,直噴インジェクタ2Bと表記する。また、燃料の噴射対象となる気筒を明示する必要がない場合には、符号を簡略化して、単にポート噴射インジェクタ1,直噴インジェクタ2とも表現する。
これらのポート噴射インジェクタ1及び直噴インジェクタ2から噴射される燃料量及びその噴射タイミングは、ECU3で制御される。例えば、ECU3から各インジェクタ1,2に制御パルス信号が伝達され、その制御パルス信号の大きさに対応する期間だけ、各インジェクタ1,2の噴射口が開放される。この場合、燃料噴射量は制御パルス信号の大きさ(駆動パルス幅)に応じた量となる。
These two types of injectors are also provided in the second cylinder 20B. Hereinafter, the respective injectors related to the fuel supply to the second cylinder 20B are referred to as a port injection injector 1B and a direct injection injector 2B. In addition, when there is no need to clearly indicate a cylinder to be injected with fuel, the reference numerals are simplified and the port injection injector 1 and the direct injection injector 2 are also simply expressed.
The amount of fuel injected from these port injectors 1 and direct injector 2 and the injection timing thereof are controlled by the ECU 3. For example, the control pulse signal is transmitted from the ECU 3 to the injectors 1 and 2 and the injection ports of the injectors 1 and 2 are opened only during a period corresponding to the magnitude of the control pulse signal. In this case, the fuel injection amount is an amount corresponding to the magnitude (drive pulse width) of the control pulse signal.

各気筒のポート噴射インジェクタ1は、低圧デリバリパイプ19Aを介して燃料供給路9に接続される。低圧デリバリパイプ19Aは、各気筒のポート噴射インジェクタ1に対して燃料を分配するために設けられた管状通路である。また、各気筒の直噴インジェクタ2は、高圧デリバリパイプ19B及び高圧ポンプ8を介して燃料供給路9に接続される。高圧デリバリパイプ19Bは、低圧デリバリパイプ19A内よりも高圧の燃料を各気筒の直噴インジェクタ2に対して分配するための管状通路である。直噴インジェクタ2に導入される燃料の圧力(燃圧PHI)は、ポート噴射インジェクタ1に導入される燃料の圧力よりも高圧である。 The port injection injector 1 of each cylinder is connected to the fuel supply path 9 via a low pressure delivery pipe 19A. The low pressure delivery pipe 19A is a tubular passage provided for distributing fuel to the port injector 1 of each cylinder. The direct injection injector 2 of each cylinder is connected to the fuel supply path 9 via the high pressure delivery pipe 19B and the high pressure pump 8. The high pressure delivery pipe 19B is a tubular passage for distributing fuel having a pressure higher than that in the low pressure delivery pipe 19A to the direct injection injector 2 of each cylinder. The pressure of fuel introduced into the direct injection injector 2 (fuel pressure P HI ) is higher than the pressure of fuel introduced into the port injection injector 1.

高圧ポンプ8は、エンジン10のクランクシャフト17と連動する図示しないギヤを介して駆動力を受ける機械式の流量可変型ポンプである。この高圧ポンプ8は、燃料供給路9内を通って導入される燃料をさらに加圧し、高圧デリバリパイプ19B内へと圧送する。なお、高圧ポンプ8から吐出される燃料の圧送量FHIは、ECU3により可変制御される。 The high-pressure pump 8 is a mechanical variable flow rate pump that receives a driving force via a gear (not shown) that is linked to the crankshaft 17 of the engine 10. The high-pressure pump 8 further pressurizes the fuel introduced through the fuel supply path 9 and pumps it into the high-pressure delivery pipe 19B. The pressure feed amount F HI of the fuel discharged from the high pressure pump 8 is variably controlled by the ECU 3.

燃料供給路9の上流側には、フィードポンプ27が設けられる。このフィードポンプ27は、燃料タンク23に蓄えられた燃料を燃料供給路9側へと圧送する電動式又は機械式のポンプである。フィードポンプ27によって圧送される燃料の圧力は、ポート噴射インジェクタ1に導入される燃料の圧力となる。フィードポンプ27から吐出される燃料の圧力PLO及び圧送量FLOは、エンジン10の作動時にはほぼ一定としてもよいし、ECU3によって可変制御されるものとしてもよい。本実施形態のフィードポンプ27は、高圧ポンプ8と同様に、エンジン10から駆動力を受けて作動するポンプである。
高圧デリバリパイプ19Bには、直噴インジェクタ2に導入される燃圧PHIを検出する燃圧センサ6が設けられる。ここで検出された燃圧PHIの情報はECU3に伝達される。
A feed pump 27 is provided on the upstream side of the fuel supply path 9. The feed pump 27 is an electric or mechanical pump that pumps fuel stored in the fuel tank 23 toward the fuel supply path 9. The pressure of the fuel pumped by the feed pump 27 becomes the pressure of the fuel introduced into the port injector 1. The pressure P LO and the pumping amount F LO of the fuel discharged from the feed pump 27 may be substantially constant when the engine 10 is operating, or may be variably controlled by the ECU 3. The feed pump 27 of the present embodiment is a pump that operates by receiving a driving force from the engine 10, similarly to the high-pressure pump 8.
The high-pressure delivery pipe 19B, the fuel pressure sensor 6 that detects the fuel pressure P HI introduced into direct injector 2 is provided. Wherein information of the detected fuel pressure P HI is transmitted to ECU 3.

また、このエンジン10には、クランクシャフト17の回転角θCRを検出するクランク角度センサ5が設けられる。クランク角度センサ5で検出されたクランクシャフト17の回転角θCRに関する情報は、ECU3に伝達される。なお、単位時間あたりの回転角θCRの変化量からエンジン回転数Neを把握することができる。したがって、クランク角度センサ5はエンジン10のエンジン回転数Neを検出する手段としての機能を持つ。エンジン回転数Neは、クランク角度センサ5で検出されたクランクシャフトの回転角θCRに基づいてECU3が演算する構成としてもよいし、エンジン回転数Neをクランク角度センサ5の内部で演算する構成としてもよい。 Further, the engine 10 is provided with a crank angle sensor 5 that detects the rotation angle θ CR of the crankshaft 17. Information regarding the rotation angle θ CR of the crankshaft 17 detected by the crank angle sensor 5 is transmitted to the ECU 3. Incidentally, it is possible to grasp the engine speed Ne from the variation amount of the rotation angle theta CR per unit time. Therefore, the crank angle sensor 5 has a function as means for detecting the engine speed Ne of the engine 10. The engine speed Ne may be calculated by the ECU 3 based on the crankshaft rotation angle θ CR detected by the crank angle sensor 5, or the engine speed Ne may be calculated inside the crank angle sensor 5. Also good.

冷却水通路24上の任意の位置には、冷却水温Wを検出する水温センサ4が設けられる。また、エンジン10を搭載した車両の任意の位置には、アクセルペダルの踏み込み量に対応する操作量θACを検出するアクセルペダルセンサ7が設けられる。水温センサ4で検出された冷却水温Wの情報及びアクセルペダルセンサ7で検出された操作量θACの情報は、ECU3に伝達される。 A water temperature sensor 4 that detects the cooling water temperature W is provided at an arbitrary position on the cooling water passage 24. In addition, an accelerator pedal sensor 7 that detects an operation amount θ AC corresponding to the depression amount of the accelerator pedal is provided at an arbitrary position of the vehicle on which the engine 10 is mounted. Information on the cooling water temperature W detected by the water temperature sensor 4 and information on the operation amount θ AC detected by the accelerator pedal sensor 7 are transmitted to the ECU 3.

[2.制御構成]
[2−1.制御モード]
ECU3(Electronic Control Unit,電子制御装置)は、エンジン10の各気筒20A,20Bに対して供給される燃料噴射量,燃料供給手法及び点火タイミングを制御する電子制御装置であり、例えばマイクロプロセッサやROM,RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される。このECU3には、エンジン10の始動時に設定される運転モード(制御態様)として、「MPIモード」,「DIモード」,「圧縮S/Lモード」及び「リッチリーンモード」の四種類の運転モード(制御態様)が設定されており、ECU3は各モードに基づいて燃料噴射量,燃料供給手法及び点火タイミングを制御する。
[2. Control configuration]
[2-1. Control mode]
The ECU 3 (Electronic Control Unit) is an electronic control device that controls the fuel injection amount, fuel supply method, and ignition timing supplied to each cylinder 20A, 20B of the engine 10, for example, a microprocessor or ROM It is configured as an LSI device or an embedded electronic device with integrated RAM. The ECU 3 has four types of operation modes of “MPI mode”, “DI mode”, “compression S / L mode”, and “rich lean mode” as operation modes (control modes) set when the engine 10 is started. (Control mode) is set, and the ECU 3 controls the fuel injection amount, the fuel supply method, and the ignition timing based on each mode.

MPIモードは、各気筒のポート噴射インジェクタ1から燃料を供給する制御モードである。ポート噴射インジェクタ1から吸気ポート11内に噴射される燃料に要求される燃圧は比較的低圧であり、すなわちポート噴射インジェクタ1に導入される燃圧が比較的低圧であっても、噴射された燃料を吸気ポート11内で霧化させることが可能である。したがって、MPIモードは、例えばエンジン10を始動させる時やクランキング中から実施可能なモードであるといえる。   The MPI mode is a control mode in which fuel is supplied from the port injector 1 of each cylinder. The fuel pressure required for the fuel injected from the port injector 1 into the intake port 11 is relatively low, that is, even if the fuel pressure introduced into the port injector 1 is relatively low, It is possible to atomize in the intake port 11. Therefore, the MPI mode can be said to be a mode that can be implemented, for example, when starting the engine 10 or during cranking.

DIモードは、各気筒の直噴インジェクタ2から燃料を供給する制御モードである。直噴インジェクタ2から気筒20A,20B内に噴射される燃料に要求される燃圧PHIは比較的高圧であり、すなわち直噴インジェクタ2に導入される燃圧PHIが比較的高圧でなければ、噴射された燃料での層状燃焼を安定化させることが難しい。したがって、DIモードはMPIモードよりもやや遅れて実施されるモードであり、例えばエンジン10の始動後に実施される。本実施形態では、直噴インジェクタ2に導入される燃圧PHIがある程度上昇した時点でDIモードが設定される。 The DI mode is a control mode in which fuel is supplied from the direct injection injector 2 of each cylinder. The fuel pressure P HI required for the fuel injected from the direct injection injector 2 into the cylinders 20A and 20B is relatively high, that is, if the fuel pressure P HI introduced into the direct injection injector 2 is not relatively high, the injection is performed. It is difficult to stabilize stratified combustion with the generated fuel. Therefore, the DI mode is a mode that is implemented slightly later than the MPI mode, and is performed after the engine 10 is started, for example. In the present embodiment, DI mode is set when the fuel pressure P HI introduced into direct injector 2 is increased to some extent.

圧縮S/Lモードは、排気の早期昇温を図るために圧縮スライトリーン運転を実施するモードであり、空燃比がスライトリーン(ストイキよりも僅かにリーンの空燃比であり、例えば14.7〜16の範囲内の空燃比)になるように、各気筒の直噴インジェクタ2から圧縮行程で燃料を供給しつつ、点火時期を大幅にリタードさせるものである。
このモードは、DIモードが設定されている状態でのみ、DIモードと重複して設定される。つまり、圧縮S/Lモードは、DIモードと同様に、直噴インジェクタ2への燃圧PHIが比較的高圧であることを条件としたモードであるといえる。本実施形態では、エンジン10の始動後、所定の時間が経過した時点ですでにDIモードが設定されている場合に、圧縮S/Lモードが設定される。
The compression S / L mode is a mode in which a compression sleek lean operation is performed in order to increase the temperature of the exhaust gas early, and the air-fuel ratio is a light lean (a slightly leaner air-fuel ratio than stoichiometric), for example, 14.7 to 16 The ignition timing is significantly retarded while fuel is supplied in the compression stroke from the direct injection injector 2 of each cylinder so that the air / fuel ratio is within a range.
This mode is set to overlap with the DI mode only when the DI mode is set. That is, the compression S / L mode, as in the DI mode, it can be said that the mode with the proviso that the fuel pressure P HI to direct injector 2 is relatively high. In the present embodiment, the compressed S / L mode is set when the DI mode is already set when a predetermined time has elapsed after the engine 10 is started.

圧縮S/Lモードでは点火直前の圧縮行程で燃料が噴射されるため、筒内における燃料濃度の高い部位を点火プラグ13の近傍に局在化させやすい(燃料の筒内での拡散を抑制しやすい)という利点があり、適切なタイミングで燃料を供給することで点火時期の大幅なリタードが可能となる。また、点火時期を遅らせて排気行程後の排気通路内でも燃焼反応を進行させる(いわゆる後燃え状態とする)ことにより、排気温度を上昇させることが可能である。なお、点火リタードによって筒内での燃焼速度が低下すると、後燃えの傾向が強まり、排気温度はさらに上昇する。   In the compression S / L mode, fuel is injected in the compression stroke immediately before ignition, and therefore, a portion with a high fuel concentration in the cylinder is likely to be localized in the vicinity of the spark plug 13 (suppresses diffusion of fuel in the cylinder). The ignition timing can be significantly retarded by supplying fuel at an appropriate timing. Further, it is possible to raise the exhaust gas temperature by delaying the ignition timing and causing the combustion reaction to proceed in the exhaust passage after the exhaust stroke (so-called afterburning state). Note that when the combustion speed in the cylinder decreases due to the ignition retard, the tendency of afterburning increases and the exhaust temperature further increases.

また、圧縮S/Lモードでは筒内での混合気の層状化により、空燃比をリーンにしつつ未燃気体成分である一酸化炭素(CO)を排気中に残留させることが可能である。この場合、排気中には燃焼に寄与しなかった空気成分(酸素)も残留するため、触媒装置22での酸化反応が促進され、排気温度が上昇する。言い換えると、圧縮S/Lモードでは、単一の気筒からの排気中に一酸化炭素及び酸素の両方を残留させる制御が実施される。   Further, in the compression S / L mode, carbon monoxide (CO), which is an unburned gas component, can remain in the exhaust gas while making the air-fuel ratio lean by stratifying the air-fuel mixture in the cylinder. In this case, since air components (oxygen) that did not contribute to combustion also remain in the exhaust, the oxidation reaction in the catalyst device 22 is promoted, and the exhaust temperature rises. In other words, in the compressed S / L mode, control is performed in which both carbon monoxide and oxygen remain in the exhaust from a single cylinder.

リッチリーンモードは、排気のさらなる早期昇温を図るための制御モードであり、エンジン10の気筒毎に空燃比を変更してリッチである気筒とリーンである気筒とを設ける制御モードである。このモードは、圧縮S/Lモードが設定されている状態でのみ、圧縮S/Lモードと重複して設定される。本実施形態では、圧縮S/Lモードが設定されてから所定の時間が経過したときに、リッチリーンモードが設定される。つまり、圧縮S/Lモードが設定されていない場合にはリッチリーンモードも設定されない。   The rich lean mode is a control mode for increasing the temperature of the exhaust gas earlier, and is a control mode in which the air-fuel ratio is changed for each cylinder of the engine 10 to provide a rich cylinder and a lean cylinder. This mode is set to overlap with the compressed S / L mode only when the compressed S / L mode is set. In the present embodiment, the rich lean mode is set when a predetermined time has elapsed since the compression S / L mode was set. That is, when the compression S / L mode is not set, the rich lean mode is not set.

リッチリーンモードでは、リッチである気筒から排出される排気中に一酸化炭素を残留させ、リーンである気筒から排出される排気中に酸素を残留させるように、各々の気筒の空燃比が制御される。つまり、圧縮S/Lモード時における一酸化炭素の酸化反応をさらに促進すべく、触媒装置22に一酸化炭素を供給するための気筒と酸素供給用の気筒とを分離し、各々の気筒からの排気中の一酸化炭素量及び酸素量をともに増加させるものである。   In the rich lean mode, the air-fuel ratio of each cylinder is controlled so that carbon monoxide remains in the exhaust exhausted from the rich cylinder and oxygen remains in the exhaust exhausted from the lean cylinder. The That is, in order to further promote the oxidation reaction of carbon monoxide in the compression S / L mode, the cylinder for supplying carbon monoxide to the catalyst device 22 and the cylinder for supplying oxygen are separated from each other. It increases both the amount of carbon monoxide and the amount of oxygen in the exhaust.

本実施形態では、各気筒の空燃比をリッチ化又はリーン化するための燃料供給手法が二種類あるため、どの気筒に対してどのような手法を適用するかの組み合わせが多様に考えられる。ここで、燃料供給手法と排気成分との関係を以下に示す。例えば、表中の第一行目の内容は、「直噴」インジェクタ2からの噴射量を増加(リッチ化)させた場合の排気性能に着目したときに、「HC(炭化水素の含有量)」や「PM(粒子状物質の含有量)」が「△(普通)」であり、「燃料安定性」が「○(良好)」であり、「CO(一酸化炭素の含有量)」が「◎(優秀)」であることを示す。   In the present embodiment, since there are two types of fuel supply methods for enriching or leaning the air-fuel ratio of each cylinder, various combinations of which method is applied to which cylinder can be considered. Here, the relationship between the fuel supply method and the exhaust components is shown below. For example, the content of the first line in the table is “HC (hydrocarbon content)” when focusing on the exhaust performance when the injection amount from the “direct injection” injector 2 is increased (riched). "Or" PM (particulate matter content) "is" △ (normal) "," fuel stability "is" ○ (good) ", and" CO (carbon monoxide content) "is Indicates “◎ (excellent)”.

なお、表1中の記号について、未燃液体成分である炭化水素(HC)及び粒子状物質(PM)に関しては、排気中の含有量が多い順に△,○,◎と表現した。また、燃焼安定性に関しては、◎の方が○よりも安定していることを示し、一酸化炭素(CO)に関しては、排気中の含有量が少ない順に△,○,◎とした。

Figure 2012122438
Regarding the symbols in Table 1, the hydrocarbon (HC) and particulate matter (PM), which are unburned liquid components, are expressed as Δ, ○, ◎ in descending order of the content in the exhaust gas. In addition, regarding combustion stability, ◎ indicates that it is more stable than ○, and regarding carbon monoxide (CO), Δ, ○, and ◎ are given in ascending order of content in exhaust gas.
Figure 2012122438

ある気筒をリッチ化する場合、排気中に含まれる一酸化炭素量をより増加させることを重視する場合には、直噴インジェクタ2からの噴射量を増量することが好ましいと考えられる。一方、排気中に含まれる炭化水素量や粒子状物質量をより減少させることを重視する場合には、ポート噴射インジェクタ1からの噴射量を増量することが好ましい。
また、ある気筒をリーン化する場合、燃焼安定性を重視する場合には、ポート噴射インジェクタ1からの噴射量を減量することが好ましいと考えられる。一方、排気中に含まれる炭化水素量や粒子状物質量をより減少させることを重視する場合には、直噴インジェクタ2からの噴射量を減量することが好ましい。
When enriching a certain cylinder, it is considered preferable to increase the injection amount from the direct injection injector 2 when importance is attached to increasing the amount of carbon monoxide contained in the exhaust gas. On the other hand, when it is important to further reduce the amount of hydrocarbons and particulate matter contained in the exhaust gas, it is preferable to increase the injection amount from the port injector 1.
Further, when leaning a certain cylinder, it is considered preferable to reduce the injection amount from the port injector 1 when importance is attached to combustion stability. On the other hand, when it is important to further reduce the amount of hydrocarbons and particulate matter contained in the exhaust gas, it is preferable to reduce the injection amount from the direct injection injector 2.

本実施形態では、ポート噴射インジェクタ1から噴射される燃料量を増加させることによってある気筒の空燃比をリッチ化すると同時に、直噴インジェクタ2から噴射される燃料量を減少させることによって他の気筒の空燃比をリーン化する制御が実施される。例えば、第一気筒20Aの空燃比をリッチ化するとともに、第二気筒20Bの空燃比をリーン化する場合、ポート噴射インジェクタ1Aから噴射される燃料量を増量することによって第一気筒20Aをリッチ化し、直噴インジェクタ2Bから噴射される燃料量を減量することによって第二気筒20Bのリーン化する。
ここでリッチ化,リーン化される気筒数は任意である。例えば、六気筒エンジンであれば、六つの気筒のうちの一気筒又は二気筒をリッチ化するとともに、他の一気筒又は二気筒をリーン化してもよいし、三気筒ずつ二種類の気筒群を設定してそれぞれをリッチ化,リーン化してもよい。
In the present embodiment, the air-fuel ratio of a certain cylinder is enriched by increasing the amount of fuel injected from the port injector 1, and at the same time, the amount of fuel injected from the direct injection injector 2 is decreased. Control is performed to make the air-fuel ratio lean. For example, when the air-fuel ratio of the first cylinder 20A is enriched and the air-fuel ratio of the second cylinder 20B is made lean, the first cylinder 20A is enriched by increasing the amount of fuel injected from the port injector 1A. The second cylinder 20B is leaned by reducing the amount of fuel injected from the direct injection injector 2B.
Here, the number of cylinders to be enriched or leaned is arbitrary. For example, in the case of a six-cylinder engine, one or two of the six cylinders may be enriched, and the other one or two cylinders may be leaned. You may set and make each rich and lean.

なお、エンジン10の始動時ではない場合には、上記の四種類のモードとは別個に「通常モード」が設定される。この通常モードは、エンジン10の始動後ある程度の時間が経過して排気温度が十分に昇温したときや、運転者によるアクセル操作がなされて車両が走行し始めたときに設定されるモードである。また、通常モードは、冷却水温Wが低く、圧縮S/Lモードやリッチリーンモードといった制御モードでの燃焼安定性が確保しにくい場合にも設定される。なお、具体的な通常モード時の制御内容は任意であり、例えばエンジン10の運転状態や車両の走行状態に応じて適宜設定される。   When the engine 10 is not started, the “normal mode” is set separately from the above four types of modes. This normal mode is a mode that is set when the exhaust gas temperature has risen sufficiently after a certain amount of time has elapsed after the engine 10 is started, or when the vehicle has started running due to an accelerator operation by the driver. . The normal mode is also set when the cooling water temperature W is low and it is difficult to ensure the combustion stability in the control mode such as the compression S / L mode or the rich lean mode. Note that the specific control content in the normal mode is arbitrary, and is appropriately set according to, for example, the operating state of the engine 10 or the traveling state of the vehicle.

[2−2.制御部]
ECU3には、上記の各モードでの制御を実施するためのソフトウェア又はハードウェアとして、モード判定部3a,MPI制御部3b,DI制御部3c,圧縮S/L制御部3d及びリッチリーン制御部3eが設けられる。ECU3の入力側には水温センサ4,クランク角度センサ5,燃圧センサ6及びアクセルペダルセンサ7が接続され、冷却水温W,回転角θCR(又は回転角θCRに基づいて演算されたエンジン回転数Ne),燃圧PHI,アクセルペダルの操作量θACの情報がそれぞれ入力される。また、ECU3の出力側には、ポート噴射インジェクタ1,直噴インジェクタ2のほか、点火プラグ13,フィードポンプ27,高圧ポンプ8,ウォーターポンプ25等が接続される。
[2-2. Control unit]
The ECU 3 includes a mode determination unit 3a, an MPI control unit 3b, a DI control unit 3c, a compression S / L control unit 3d, and a rich lean control unit 3e as software or hardware for performing control in each mode described above. Is provided. A water temperature sensor 4, a crank angle sensor 5, a fuel pressure sensor 6 and an accelerator pedal sensor 7 are connected to the input side of the ECU 3, and the engine speed calculated based on the cooling water temperature W and the rotation angle θ CR (or the rotation angle θ CR). Ne), the fuel pressure P HI, manipulated variable theta AC information of the accelerator pedal are input. In addition to the port injection injector 1 and the direct injection injector 2, an ignition plug 13, a feed pump 27, a high pressure pump 8, a water pump 25, and the like are connected to the output side of the ECU 3.

モード判定部3aは、エンジン10の始動と上記の各モードの設定条件及び設定解除条件を判定するものである。モード判定部3aで判定される条件を以下に例示する。通常モード及びMPIモードの設定条件はOR条件であり、三種類の条件の何れかの成立時に各モードが設定される。また、通常モードは他のモードと重複して設定されないモードである。したがって、通常モードの設定時には他のモードの設定が解除される。一方、通常モード以外の各モードについては、通常モードを除く他のモードと重複して設定されうる。ここで設定されたエンジンの始動及び制御モードに関する情報は、MPI制御部3b,DI制御部3c,圧縮S/L制御部3d及びリッチリーン制御部3eに伝達される。
(1)エンジン10の始動
・エンジン回転数Neが所定回転数Ne0以上になった
(2)通常モード
・エンジン始動後、所定の始動時間TENDが経過した
・アクセル操作がなされた
・冷却水温Wが所定温度W0よりも低い
(3)MPIモード
・クランキング中である
・燃圧PHIが所定圧PHI0未満である
・エンジン始動から所定時間TAの経過後でDIモードでない
(4)DIモード
・エンジン始動後、所定時間TA以内に、燃圧PHIが所定圧PHI0以上となった
(ただし、所定時間TA<所定の始動時間TEND
(5)圧縮S/Lモード
・DIモードが設定された状態でエンジン始動後、所定時間TAが経過し、かつアクセル全閉
(6)リッチリーンモード
・圧縮S/Lモードの開始後、第二所定時間TBが経過した
The mode determination unit 3a determines the start conditions of the engine 10 and the setting conditions and the setting cancellation conditions for each mode. The conditions determined by the mode determination unit 3a are exemplified below. The setting conditions for the normal mode and the MPI mode are OR conditions, and each mode is set when any of the three types of conditions is satisfied. The normal mode is a mode that is not set to overlap with other modes. Accordingly, the settings of the other modes are canceled when the normal mode is set. On the other hand, each mode other than the normal mode can be set to overlap with other modes other than the normal mode. Information regarding the engine start and control mode set here is transmitted to the MPI control unit 3b, the DI control unit 3c, the compression S / L control unit 3d, and the rich lean control unit 3e.
(1) Start of engine 10-Engine speed Ne has reached a predetermined speed Ne 0 or more (2) Normal mode-A predetermined start time T END has elapsed after engine start-An accelerator operation has been performed-Cooling water temperature W is lower than the predetermined temperature W 0 (3) not in DI mode elapses after the engine start-fuel pressure P HI is in MPI mode cranking is less than the predetermined pressure P HI0 predetermined time T a (4) DI-mode combustion engine after start-up, within the predetermined time T a, the fuel pressure P HI becomes a predetermined pressure P HI0 or more (except for a predetermined period of time T a <predetermined starting time T END)
(5) Compression S / L mode ・ After engine startup with DI mode set, a predetermined time T A has passed and accelerator fully closed (6) Rich lean mode ・ After compression S / L mode starts, two predetermined time T B has elapsed

MPI制御部3bは、MPIモード時の制御を司るものであり、各気筒のポート噴射インジェクタ1に制御パルス信号を出力して、燃料を吸気ポート11内に噴射させる機能を持つ。ここで出力される制御パルス信号の大きさ(パルス幅)は、ポート噴射インジェクタ1から噴射される燃料量に対応する。   The MPI control unit 3b controls the MPI mode, and has a function of outputting a control pulse signal to the port injection injector 1 of each cylinder to inject fuel into the intake port 11. The magnitude (pulse width) of the control pulse signal output here corresponds to the amount of fuel injected from the port injector 1.

DI制御部3cは、DIモードに係る制御を司るものであり、各気筒の直噴インジェクタ2に制御パルス信号を出力して、燃料を各気筒20A,20B内に噴射させる機能を持つ。ここで出力される制御パルス信号の大きさ(パルス幅)は、直噴インジェクタ2から噴射される燃料量に対応する。また、DI制御部3cは、エンジン10が始動すると高圧ポンプ8を制御して、高圧デリバリパイプ19B内の燃圧PHIを上昇させる機能を持つ。ここでいうエンジン10の始動とは、モード判定部3aで判定されるエンジン10の始動を意味し、エンジン回転数Neが所定回転数Ne0以上になった時点でエンジン10が始動したものとする。 The DI control unit 3c controls the DI mode, and has a function of outputting a control pulse signal to the direct injection injector 2 of each cylinder and injecting fuel into the cylinders 20A and 20B. The magnitude (pulse width) of the control pulse signal output here corresponds to the amount of fuel injected from the direct injection injector 2. Further, DI controller 3c controls the high pressure pump 8 when the engine 10 is started, has a function of raising the fuel pressure P HI in high-pressure delivery pipe 19B. The start of the engine 10 here means the start of the engine 10 determined by the mode determination unit 3a, and the engine 10 is started when the engine speed Ne becomes equal to or higher than the predetermined speed Ne 0. .

圧縮S/L制御部3dは、上述の圧縮S/Lモード時の制御を司るものであり、各気筒の圧縮行程内で燃料が噴射されるように直噴インジェクタ2に制御信号を出力する機能を持つ。また、各気筒の点火プラグ13に制御信号を出力して点火時期を遅角させる機能を持つ。   The compression S / L control unit 3d controls the above-described compression S / L mode, and outputs a control signal to the direct injection injector 2 so that fuel is injected within the compression stroke of each cylinder. have. Further, it has a function of retarding the ignition timing by outputting a control signal to the spark plug 13 of each cylinder.

リッチリーン制御部3eは、上述のリッチリーンモード時に実施されるリッチリーン制御を司るものである。リッチリーン制御では、エンジン10の気筒のうちの少なくとも何れか一つの気筒の空燃比をリッチ化すると同時に、少なくとも他の一つの気筒の空燃比をリーン化するように、各気筒の空燃比が変更され、各気筒のポート噴射インジェクタ1及び直噴インジェクタ2に制御信号が出力される。このリッチリーン制御部3eには、リッチリーン制御を実施するためのソフトウェア又はハードウェアとして、リッチ気筒MPI制御部31,リッチ気筒DI制御部32,リーン気筒MPI制御部33及びリーン気筒DI制御部34が設けられる。   The rich lean control unit 3e controls the rich lean control that is performed in the above-described rich lean mode. In the rich lean control, the air-fuel ratio of each cylinder is changed so that the air-fuel ratio of at least one of the cylinders of the engine 10 is enriched and at the same time the air-fuel ratio of at least one other cylinder is leaned. Then, a control signal is output to the port injector 1 and the direct injector 2 of each cylinder. The rich lean control unit 3e includes a rich cylinder MPI control unit 31, a rich cylinder DI control unit 32, a lean cylinder MPI control unit 33, and a lean cylinder DI control unit 34 as software or hardware for performing rich lean control. Is provided.

リッチ気筒MPI制御部31(第一制御手段)は、リッチリーン制御でリッチ化される気筒について、その気筒に供給される燃料量を増加させるように、その気筒の吸気ポート11に設けられたポート噴射インジェクタ1に対して制御パルス信号を出力するものである。つまり、リッチ化される気筒の吸気ポート11に設けられたポート噴射インジェクタ1から噴射される燃料量は、リッチリーン制御の開始前よりも増加する。   The rich cylinder MPI control unit 31 (first control means) is a port provided in the intake port 11 of the cylinder so as to increase the amount of fuel supplied to the cylinder that is enriched by the rich lean control. A control pulse signal is output to the injector 1. That is, the amount of fuel injected from the port injector 1 provided in the intake port 11 of the cylinder to be enriched increases from before the start of rich lean control.

一方、リッチ気筒DI制御部32(第二制御手段)は、リッチ化される気筒について、その気筒に供給されるトータルの燃料量を増加させるように、その気筒に設けられた直噴インジェクタ2に対して制御信号パルスを出力するものである。つまり、リッチ気筒MPI制御部31で制御される燃料量と、このリッチ気筒DI制御部32で制御される燃料量とを合計したトータルの燃料量から算出される空燃比がリッチになるように、直噴インジェクタ2からの噴射量が制御される。直噴インジェクタ2からの噴射量の設定としては、以下の三通りが考えられる。
(A)直噴インジェクタ2からの噴射量を減少させる
(B)直噴インジェクタ2からの噴射量を変更しない
(C)直噴インジェクタ2からの噴射量を増加させる
On the other hand, the rich cylinder DI control unit 32 (second control means) applies the direct injection injector 2 provided in the cylinder so as to increase the total amount of fuel supplied to the cylinder to be enriched. In contrast, a control signal pulse is output. That is, the air-fuel ratio calculated from the total fuel amount obtained by summing the fuel amount controlled by the rich cylinder MPI control unit 31 and the fuel amount controlled by the rich cylinder DI control unit 32 is rich. The injection amount from the direct injection injector 2 is controlled. As the setting of the injection amount from the direct injection injector 2, the following three types are conceivable.
(A) Decrease the injection amount from the direct injection injector 2 (B) Do not change the injection amount from the direct injection injector 2 (C) Increase the injection amount from the direct injection injector 2

上記(A)の場合、直噴インジェクタ2からの噴射量の減少量が、リッチ気筒MPI制御部31での噴射量の増加量未満の大きさであれば、トータルの空燃比がリッチとなる。この場合、排気中への炭化水素や粒子状物質の排出量が抑制される。
上記(B)の場合、リッチ気筒MPI制御部31での噴射量の増分がそのままトータルの空燃比の変化に反映される。これにより制御構成が簡素化され、空燃比の制御精度が向上する。また、上記(A)の場合と比較すると排気中に含まれる一酸化炭素量が増加する。
上記(C)の場合、トータルの空燃比をリッチにするためには、直噴インジェクタ2からの噴射量の増加量は任意である。この場合、排気中に含まれる一酸化炭素量が増加する。
なお、本実施形態のリッチ気筒DI制御部32は、上記(A)の制御を実施する。
In the case of (A) above, if the amount of decrease in the injection amount from the direct injection injector 2 is less than the amount of increase in the injection amount in the rich cylinder MPI control unit 31, the total air-fuel ratio becomes rich. In this case, the amount of hydrocarbons and particulate matter discharged into the exhaust is suppressed.
In the case of (B) above, the increment of the injection amount in the rich cylinder MPI control unit 31 is directly reflected in the change of the total air-fuel ratio. This simplifies the control configuration and improves the control accuracy of the air-fuel ratio. Further, the amount of carbon monoxide contained in the exhaust gas is increased as compared with the case of the above (A).
In the case of (C) above, the amount of increase in the injection amount from the direct injection injector 2 is arbitrary in order to make the total air-fuel ratio rich. In this case, the amount of carbon monoxide contained in the exhaust gas increases.
Note that the rich cylinder DI control unit 32 of the present embodiment performs the control (A).

リーン気筒MPI制御部33(第三制御手段)は、リッチリーン制御でリーン化される気筒について、その気筒に供給される燃料量を減少させるように、その気筒の吸気ポート11に設けられたポート噴射インジェクタ1に対して制御パルス信号を出力するものである。つまり、リーン化される気筒の吸気ポート11に設けられたポート噴射インジェクタ1から噴射される燃料量は、リッチリーン制御の開始前よりも減少する。   The lean cylinder MPI control unit 33 (third control means) is a port provided in the intake port 11 of the cylinder so as to reduce the amount of fuel supplied to the cylinder leaned by rich lean control. A control pulse signal is output to the injector 1. That is, the amount of fuel injected from the port injector 1 provided in the intake port 11 of the cylinder to be leaned is reduced from before the start of rich lean control.

リーン気筒DI制御部34(第四制御手段)は、リーン化される気筒に設けられた直噴インジェクタ2に対して制御信号パルスを出力するものである。ここでは、上記のリッチ気筒DI制御部32と同様に、三通りの噴射量設定が考えられる。本実施形態では、上記(A)の制御が実施される。なお、上記(C)の制御を実施する場合には、直噴インジェクタ2からの噴射量の増加量を、リーン気筒MPI制御部33での噴射量の減少量未満の大きさとする。これにより、トータルの空燃比がリーンとなる。   The lean cylinder DI control unit 34 (fourth control means) outputs a control signal pulse to the direct injection injector 2 provided in the cylinder to be leaned. Here, as with the rich cylinder DI control unit 32 described above, three injection amount settings are conceivable. In the present embodiment, the control (A) is performed. When the control (C) is performed, the increase amount of the injection amount from the direct injection injector 2 is set to be smaller than the decrease amount of the injection amount in the lean cylinder MPI control unit 33. As a result, the total air-fuel ratio becomes lean.

[3.フローチャート]
本制御装置のECU3でエンジン10の始動時に実行される制御のフローチャートを図2に例示する。このフローは、ECU3の内部で繰り返し実施されている。このフローのうち、ステップA1〜A30はおもにエンジン10が始動してからの経過時間が所定時間TA以内であるときの制御内容に対応する。一方、ステップA41以降は所定時間TAを超えたときの制御内容に対応する。
[3. flowchart]
FIG. 2 illustrates a flowchart of control executed when the engine 10 is started by the ECU 3 of the present control device. This flow is repeatedly performed inside the ECU 3. Of this flow, steps A1~A30 is mostly elapsed time from the start of the engine 10 corresponding to the control content when it is within the predetermined time T A. On the other hand, after step A41 corresponding to the control content when a exceeds a predetermined time T A.

ステップA1では、モード判定部3aにおいて、エンジン10の始動開始からの経過時間が所定の始動時間TEND以内であるか否かが判定される。ここでいう始動時間TENDは、エンジン10が通常モードで制御され始めるまでの時間である。本制御装置ではエンジン10が始動してから始動時間TENDが経過するまでの間に、上記のMPIモードやDIモード,圧縮S/Lモード,リッチリーンモードが適宜設定され、各モードに対応する制御が実施される。なお、始動時間TENDの判定基準となるエンジン10の始動開始時刻は、エンジン回転数Neに基づいて判定される。
このステップの条件成立時にはステップA2へ進み、非成立時にはステップA10へ進む。なお、エンジン10が始動するよりも前であっても、ステップA2へ進む。
In step A1, the mode determination unit 3a determines whether the elapsed time from the start of the engine 10 is within a predetermined start time TEND . The start time T END here is a time until the engine 10 starts to be controlled in the normal mode. Until the present control apparatus is elapsed firing time T END is after starting the engine 10, the MPI mode or DI mode, the compression S / L mode, rich lean mode is appropriately set corresponding to each mode Control is implemented. Incidentally, the start start time of the engine 10 as a criterion for starting time T END is determined based on the engine speed Ne.
When the condition of this step is satisfied, the process proceeds to step A2, and when not satisfied, the process proceeds to step A10. Even before the engine 10 is started, the process proceeds to step A2.

ステップA2では、冷却水温Wが所定温度W0以上である否かが判定される。冷却水温Wが低すぎる状態では筒内での燃焼安定性が低下するため、ここでは冷却水温Wが所定温度W0以上である場合にのみ、通常モード以外の各モードが設定される。このステップの条件成立時にはステップA3へ進み、非成立時にはステップA10へ進む。なお、ステップA10では通常モードが設定される。 In step A2, whether the cooling water temperature W is the predetermined temperature W 0 or more is determined. The combustion stability in the state coolant temperature W is too low in the cylinder is reduced, wherein the cooling water temperature W is only when the predetermined temperature W 0 or more, modes other than the normal mode is set. When the condition of this step is satisfied, the process proceeds to step A3, and when not satisfied, the process proceeds to step A10. In step A10, the normal mode is set.

ステップA3では、エンジン10のクランキングが完了したか否かが判定される。ここでまだエンジン10が始動していないクランキング中であれば、ステップA20へ進む。一方、すでにエンジン10が始動してクランキングが完了していれば、ステップA4へ進む。なお、ステップA20ではMPIモードが設定され、MPI制御部3bで各気筒のポート噴射インジェクタ1が制御される。   In step A3, it is determined whether or not cranking of the engine 10 has been completed. If the cranking is not yet started, the process proceeds to step A20. On the other hand, if the engine 10 has already been started and cranking has been completed, the process proceeds to step A4. In step A20, the MPI mode is set, and the MPI control unit 3b controls the port injector 1 of each cylinder.

ステップA4では、モード判定部3aにおいて、エンジン10の始動からの経過時間が所定時間TA以内であるか否かが判定される。この条件は、DIモードの設定条件の一つである。このステップの条件成立時にはステップA5へ進み、非成立時にはステップA41へ進む。
ステップA5では、モード判定部3aにおいて、エンジン回転数Neが所定回転数Ne0以上であるか否かが判定される。つまりここでは、クランキング中のエンジン10が始動できたか否かが判定される。このステップの条件成立時にはステップA6へ進み、非成立時にはステップA7へ進む。
In step A4, the mode determination unit 3a, the elapsed time from the start of the engine 10 is equal to or within a predetermined time T A is determined. This condition is one of the DI mode setting conditions. When the condition of this step is satisfied, the process proceeds to step A5, and when not satisfied, the process proceeds to step A41.
In step A5, the mode determination unit 3a, the engine speed Ne is equal to or a predetermined rotational speed Ne 0 or more is determined. That is, it is determined here whether or not the engine 10 during cranking has been started. When the condition of this step is satisfied, the process proceeds to step A6, and when not satisfied, the process proceeds to step A7.

ステップA7では、エンジン10がまだ始動できていないため、DI制御部3cにおいて高圧ポンプ8の圧送量FHIがFHI=0に設定され、すなわち高圧ポンプ8が停止した状態とされる。一方、ステップA6に進んだ場合には、すでにエンジン10が始動しており、高圧ポンプ8が安定して作動するため、DI制御部3cにおいて高圧ポンプ8の圧送量FHIが以下の式に従って設定される。なお、この時点でエンジン10のクランキングが完了する。また、ここで設定された圧送量FHIが吐出されるように高圧ポンプ8に制御信号が出力される。これにより、直噴インジェクタ2A,2Bに導入される燃圧PHIが上昇する。
(高圧ポンプ8の圧送量FHI)=(フィードポンプ27の圧送量FLO)−(燃料噴射量)−α
In step A7, since the engine 10 has not been already started, the pumping quantity F HI of the high pressure pump 8 at DI controller 3c is set to F HI = 0, that is, a state where high-pressure pump 8 is stopped. On the other hand, when the routine proceeds to step A6, the engine 10 has already been started and the high pressure pump 8 operates stably, so that the pumping amount F HI of the high pressure pump 8 is set according to the following equation in the DI control unit 3c. Is done. At this time, cranking of the engine 10 is completed. Further, where the set pumping quantity F HI control signal is output to the high-pressure pump 8 as ejected. Accordingly, the fuel pressure P HI introduced into direct injector 2A, 2B is increased.
(Pressure feed amount F HI of the high-pressure pump 8) = (Pressure feed amount F LO of the feed pump 27) − (fuel injection amount) −α

この式中の「燃料噴射量」とは、ポート噴射インジェクタ1及び直噴インジェクタ2から噴射される燃料量の合計である。なお、MPIモードでは、ポート噴射インジェクタ1から噴射される燃料量と同義である。
ステップA8では、モード判定部3aにおいて、燃圧PHIが所定圧PHI0以上であるか否かが判定される。このステップの条件成立時にはステップA30へ進み、DIモードが設定される。この場合、MPI制御部3bによるポート噴射インジェクタ1の制御と並行して、DI制御部3cによる直噴インジェクタ2の制御が実施される。また、ステップA8の条件の非成立時にはステップA20へ進み、MPIモードが継続される。
The “fuel injection amount” in this equation is the total amount of fuel injected from the port injector 1 and the direct injector 2. In the MPI mode, it is synonymous with the amount of fuel injected from the port injector 1.
In step A8, the mode determination unit 3a, whether the fuel pressure P HI is the predetermined pressure P HI0 or not is determined. When the condition of this step is satisfied, the process proceeds to step A30 and the DI mode is set. In this case, the direct injection injector 2 is controlled by the DI control unit 3c in parallel with the control of the port injection injector 1 by the MPI control unit 3b. When the condition of step A8 is not satisfied, the process proceeds to step A20 and the MPI mode is continued.

エンジン10の始動からの経過時間が所定時間TAを超えると、ステップA4からステップA41へと制御が進行する。ステップA41では、モード判定部3aにおいて、その時点でDIモードが設定されているか否かが判定される。つまりここでは、エンジン10の始動からの経過時間が所定時間TA以内のときに燃圧PHIが所定圧PHI0以上まで上昇したか否かが判定される。このステップの条件成立時にはステップA42へ進み、非成立時にはステップA70へ進む。なお、ステップA70ではMPIモードが継続され、DIモードやこれに続く圧縮S/L制御等は実施されない。 When the elapsed time from the start of the engine 10 exceeds a predetermined time T A, control proceeds from step A4 to step A41. In step A41, the mode determination unit 3a determines whether the DI mode is set at that time. That Here, the elapsed time from the start of the engine 10 whether the fuel pressure P HI rises to a predetermined pressure P HI0 or when within a predetermined time T A is determined. When the condition of this step is satisfied, the process proceeds to step A42, and when not satisfied, the process proceeds to step A70. In step A70, the MPI mode is continued, and the DI mode and the subsequent compression S / L control are not performed.

ステップA42では、モード判定部3aにおいて、アクセル開度が全閉(例えば、アクセルペダルの操作量θACがθAC≒0)であるか否かが判定される。ここでアクセル操作がなされている場合にはステップA80へ進み、通常モードが設定される。一方、アクセル操作がない場合にはステップA50へ進み、圧縮S/Lモードが設定される。圧縮S/Lモードでは、MPI制御部3bによるポート噴射インジェクタ1の制御と並行して、圧縮S/L制御部3dによる直噴インジェクタ2及び点火プラグ13の制御が実施される。すなわち、各気筒の圧縮行程内で燃料が噴射されるように直噴インジェクタ2に制御信号が出力されるとともに、点火時期を遅角させるように各気筒の点火プラグ13に制御信号が出力される。 In step A42, the mode determination unit 3a determines whether or not the accelerator opening is fully closed (for example, the accelerator pedal operation amount θ AC is θ AC ≈0). If the accelerator operation is performed here, the process proceeds to step A80, and the normal mode is set. On the other hand, if there is no accelerator operation, the process proceeds to step A50, and the compression S / L mode is set. In the compression S / L mode, the direct injection injector 2 and the spark plug 13 are controlled by the compression S / L control unit 3d in parallel with the control of the port injection injector 1 by the MPI control unit 3b. That is, a control signal is output to the direct injection injector 2 so that fuel is injected within the compression stroke of each cylinder, and a control signal is output to the spark plug 13 of each cylinder so as to retard the ignition timing. .

これに続くステップA51では、モード判定部3aにおいて、圧縮S/Lモードの開始後、第二所定時間TBが経過したか否かが判定される。このステップの条件成立時にはステップA60へ進み、リッチリーンモードが設定される。
この場合、リッチリーン制御部3eによりリッチ化及びリーン化のそれぞれの対象となる気筒が少なくとも一つずつ設定され、それらの気筒に設けられたポート噴射インジェクタ1及び直噴インジェクタ2に制御信号が出力される。
In step A51 subsequent, in the mode determining unit 3a, after the start of the compression S / L mode, whether or not the second predetermined time T B has elapsed is determined. When the condition for this step is satisfied, the routine proceeds to step A60, where the rich lean mode is set.
In this case, at least one cylinder to be enriched and leaned is set by the rich lean control unit 3e, and a control signal is output to the port injector 1 and the direct injector 2 provided in those cylinders. Is done.

なお、リッチ化及びリーン化の対象とならなかった気筒に設けられたポート噴射インジェクタ1及び直噴インジェクタ2は、MPI制御部3bや圧縮S/L制御部3dで制御してもよい。
一方、ステップA51の条件が非成立の場合にはフローを終了する。これにより、第二所定時間TBは圧縮S/L制御が実施される時間として確保される。つまり、リッチリーン制御は圧縮S/L制御の継続時間が第二所定時間TBを超えた時点で実施される。
Note that the port injection injector 1 and the direct injection injector 2 provided in the cylinders that are not targeted for enrichment and leaning may be controlled by the MPI control unit 3b and the compression S / L control unit 3d.
On the other hand, if the condition of step A51 is not satisfied, the flow ends. Thus, the second predetermined time T B is reserved as a time compression S / L control is performed. In other words, rich lean control is performed when the duration of the compression S / L control exceeds a second predetermined time T B.

[4.作用]
上記のエンジン10を搭載した車両において、エンジン10の始動時に上記のフローチャートに従って制御が実施された場合の運転モードの設定状態と、エンジン10に関する各種パラメータの経時変動とを図3に示す。
車両のイグニッションスイッチが時刻t0に操作されると、図示しないスタータによるエンジン10のクランキングが開始される。これにより、フィードポンプ27から吐出される燃料の圧力PLOがエンジン回転数Neに応じて脈動しつつ上昇し、ポート噴射インジェクタ1に導入される低圧デリバリパイプ19A内の燃圧PLOが確保される。
[4. Action]
FIG. 3 shows the setting state of the operation mode and the variation with time of various parameters related to the engine 10 when the control is executed according to the above flowchart when the engine 10 is started in the vehicle on which the engine 10 is mounted.
When the ignition switch of the vehicle is operated at time t 0 , cranking of the engine 10 by a starter (not shown) is started. As a result, the pressure P LO of the fuel discharged from the feed pump 27 rises while pulsating according to the engine speed Ne, and the fuel pressure P LO in the low pressure delivery pipe 19A introduced into the port injection injector 1 is secured. .

このとき、冷却水温Wが所定温度W0以上であれば、ECU3のモード判定部3aにおいてMPIモードが設定され、各気筒のポート噴射インジェクタ1がMPI制御部3bに制御される。これにより、ポート噴射インジェクタ1に入力される制御パルス信号(駆動パルス幅)が時刻t1に増大し、各気筒の吸気ポート11への燃料噴射が開始される。なお、この時点ではまだ高圧ポンプ8が作動していないため、高圧デリバリパイプ19B内の燃圧PHIは低圧デリバリパイプ19A内の燃圧PLOとほぼ同一値である。 At this time, if the coolant temperature W is equal to or higher than the predetermined temperature W 0 , the MPI mode is set in the mode determination unit 3a of the ECU 3, and the port injection injector 1 of each cylinder is controlled by the MPI control unit 3b. Thus, the control pulse signal input to the port injection injector 1 (drive pulse width) is increased at time t 1, fuel injection into the intake port 11 of each cylinder is started. Since the still high pressure pump 8 at this time is not operating, the fuel pressure P HI in high-pressure delivery pipe 19B is substantially the same value as the fuel pressure P LO in the low-pressure delivery pipe 19A.

エンジン回転数Neが徐々に上昇し、時刻t2に所定回転数Ne0以上になると、モード判定部3aでエンジン10が始動したと判定される。この時刻t2は、通常モードや圧縮S/Lモードの設定条件に係る経過時間の計測開始時刻に相当する。このとき、DI制御部3cから高圧ポンプ8に制御信号が出力され、高圧ポンプ8が駆動される。これにより、高圧ポンプ8から吐出される燃料の圧送量FHIは、時刻t2以降に増大し、高圧デリバリパイプ19B内の燃圧PHIが上昇する。また、エンジン10の始動により排気熱が排気通路21及び触媒装置22に移動し、触媒温度は徐々に上昇する。 Gradually increases the engine speed Ne, the time t 2 becomes equal to or higher than a predetermined rotational speed Ne 0, the engine 10 in the mode determining portion 3a is determined to have started. The time t 2 corresponds to the elapsed time measurement start time according to the setting condition of the normal mode and compression S / L mode. At this time, a control signal is output from the DI control unit 3c to the high-pressure pump 8, and the high-pressure pump 8 is driven. Accordingly, the pumping quantity F HI of the fuel discharged from the high-pressure pump 8 is increased at time t 2 after the fuel pressure P HI in high-pressure delivery pipe 19B is increased. Further, when the engine 10 is started, the exhaust heat moves to the exhaust passage 21 and the catalyst device 22, and the catalyst temperature gradually rises.

時刻t3に燃圧PHIが所定圧PHI0以上になると、モード判定部3aにおいてDIモードが設定され、各気筒の直噴インジェクタ2がDI制御部3cに制御される。これにより、直噴インジェクタ2に入力される制御パルス信号(駆動パルス幅)が時刻t3に増大し、各気筒内への燃料噴射が開始される。
時刻t2から所定時間TAが経過した時刻t4には、モード判定部3aにおいて圧縮S/Lモードが設定され、各気筒の直噴インジェクタ2及び点火プラグ13が圧縮S/L制御部3dに制御される。すなわち、直噴インジェクタ2からの燃料噴射のタイミングが各気筒の圧縮行程内で完了するように変更されるとともに、点火時期が遅角方向に変更される。
When the fuel pressure P HI becomes a predetermined pressure P HI0 above time t 3, DI mode is set in the mode determining unit 3a, direct injector 2 of each cylinder is controlled to DI controller 3c. Thus, the control pulse signal input to the direct injector 2 (drive pulse width) is increased at time t 3, the fuel injection into each cylinder is started.
At time t 4 when from time t 2 a predetermined time T A has passed, the mode determination unit compression S / L mode is set in 3a, direct injector 2 and the ignition plug 13 of each cylinder compression S / L control unit 3d To be controlled. That is, the timing of fuel injection from the direct injection injector 2 is changed so as to be completed within the compression stroke of each cylinder, and the ignition timing is changed in the retarding direction.

圧縮S/Lモードでは、点火リタードに伴って排気温度が上昇する。また、排気中に一酸化炭素及び酸素が存在するため、触媒装置22での酸化反応が促進される。これにより、圧縮S/Lモードが設定された時刻t4以降の触媒温度はさらに上昇し、触媒が早期に活性化する。なお、時刻t4は、リッチリーンモードの設定条件に係る経過時間の計測開始時刻に相当する。 In the compression S / L mode, the exhaust gas temperature increases with ignition retard. Further, since carbon monoxide and oxygen are present in the exhaust, the oxidation reaction in the catalyst device 22 is promoted. Accordingly, the catalyst temperature of the compressed S / L mode is set time t 4 after further increased, the catalyst is activated early. The time t 4 corresponds to the measurement start time of the elapsed time according to the setting condition of the rich lean mode.

時刻t4から第二所定時間TBが経過した時刻t5になると、モード判定部3aにおいてリッチリーンモードが設定される。これを受けてリッチリーン制御部3eは、エンジン10の気筒のうちの少なくとも何れか一つの気筒の空燃比をリッチ化し、同時に他の気筒の空燃比をリーン化するリッチリーン制御を実施する。ここで、リッチ化される気筒が第一気筒20Aであり、リーン化の対象となる気筒が第二気筒20Bである場合の例を説明する。 From time t 4 when the second predetermined time T B at time t 5 has elapsed, the rich lean mode is set in the mode determination unit 3a. In response to this, the rich lean control unit 3e performs rich lean control that enriches the air-fuel ratio of at least one of the cylinders of the engine 10 and at the same time leans the air-fuel ratio of the other cylinders. Here, an example will be described in which the cylinder to be enriched is the first cylinder 20A and the cylinder to be leaned is the second cylinder 20B.

リッチ気筒MPI制御部31は、第一気筒20A側のポート噴射インジェクタ1Aに制御パルス信号を出力し、ポート噴射インジェクタ1Aからの燃料噴射量を増加させる。一方、リッチ気筒DI制御部32は、第一気筒20A側の直噴インジェクタ2Aに制御パルス信号を出力し、直噴インジェクタ2Aからの燃料噴射量を減少させる。ただし、トータルの燃料噴射量から算出される空燃比がリッチでなければならないため、直噴インジェクタ2Aでの燃料噴射量の減少量は、ポート噴射インジェクタ1Aでの燃料噴射量の増加量よりも小さい量とする。   The rich cylinder MPI control unit 31 outputs a control pulse signal to the port injector 1A on the first cylinder 20A side to increase the fuel injection amount from the port injector 1A. On the other hand, the rich cylinder DI control unit 32 outputs a control pulse signal to the direct injection injector 2A on the first cylinder 20A side, and decreases the fuel injection amount from the direct injection injector 2A. However, since the air-fuel ratio calculated from the total fuel injection amount must be rich, the decrease amount of the fuel injection amount in the direct injection injector 2A is smaller than the increase amount of the fuel injection amount in the port injection injector 1A. Amount.

また、リーン気筒MPI制御部33は、第二気筒20B側のポート噴射インジェクタ1Bに制御パルス信号を出力し、ポート噴射インジェクタ1Bからの燃料噴射量を減少させる。同様に、リーン気筒DI制御部34は、第二気筒20B側の直噴インジェクタ2Bに制御パルス信号を出力し、直噴インジェクタ2Bからの燃料噴射量を減少させる。これにより、トータルの空燃比が確実にリーンとなる。   Further, the lean cylinder MPI control unit 33 outputs a control pulse signal to the port injector 1B on the second cylinder 20B side, and decreases the fuel injection amount from the port injector 1B. Similarly, the lean cylinder DI control unit 34 outputs a control pulse signal to the direct injection injector 2B on the second cylinder 20B side, and decreases the fuel injection amount from the direct injection injector 2B. This ensures that the total air-fuel ratio is lean.

上記のリッチリーン制御により、リッチ側の第一気筒20Aから排出される排気に含まれる一酸化炭素量が増加し、炭化水素や粒子状物質の含有量が減少する。一方、リーン側の第二気筒20Bから排出される排気に関しても、炭化水素や粒子状物質の含有量が減少する。また、排気中に酸素が大量に残留しているにもかかわらず、燃焼安定性が向上する。   By the rich lean control described above, the amount of carbon monoxide contained in the exhaust discharged from the rich-side first cylinder 20A increases, and the content of hydrocarbons and particulate matter decreases. On the other hand, the content of hydrocarbons and particulate matter also decreases with respect to the exhaust discharged from the lean-side second cylinder 20B. In addition, combustion stability is improved despite a large amount of oxygen remaining in the exhaust.

第一気筒20Aから排出された排気と第二気筒20Bから排出された排気は排気通路21で合流し、触媒装置22に導入される。触媒装置22では、第一気筒20A側の排気中に含まれていた一酸化炭素と、第二気筒20B側の排気に含まれていた酸素とにより酸化反応が促進される。したがって、リッチリーン制御が実施される時刻t5以降の触媒温度の上昇勾配はさらに増大し、触媒がより早期に活性化する。
なお、エンジン10が始動した時刻t2からの所定の始動時間TENDが経過した時刻t6になると、モード判定部3aにおいて通常モードが設定される。これにより、MPIモードやDIモード,圧縮S/Lモード,リッチリーンモードが終了し、通常のエンジン10の制御が実施される。
The exhaust discharged from the first cylinder 20A and the exhaust discharged from the second cylinder 20B merge in the exhaust passage 21, and are introduced into the catalyst device 22. In the catalyst device 22, the oxidation reaction is promoted by the carbon monoxide contained in the exhaust on the first cylinder 20A side and the oxygen contained in the exhaust on the second cylinder 20B side. Thus, the rising slope of the after time t 5 of the catalyst temperature rich lean control is performed further increases, the catalyst is more activated early.
Note that when the predetermined start time T END from the time t 2 when the engine 10 is started reaches the time t 6 , the mode determination unit 3a sets the normal mode. As a result, the MPI mode, DI mode, compression S / L mode, and rich lean mode are terminated, and normal control of the engine 10 is performed.

[5.効果]
上記の制御装置では、例えばリッチリーン制御時に第一気筒20Aの空燃比をリッチにするにあたって、ポート噴射インジェクタ1Aから噴射される燃料量を増加させる制御が実施される。これにより、直噴インジェクタ2Aから噴射される燃料量を増加させることでリッチ化を図った場合と比較して、炭化水素や粒子状物質の排出量を抑制しつつ、一酸化炭素量を増加させることができる。一方、第二気筒20Bの空燃比はリーンに制御されるため、排気中の酸素を確保することができる。これらにより、排気成分を適正化することができ、エンジン10の排気性能を向上させることができる。また、触媒装置22での酸化反応性を向上させることができ、触媒温度を効率的に昇温でき、触媒の早期活性化を図ることができる。
[5. effect]
In the above control device, for example, when the air-fuel ratio of the first cylinder 20A is made rich during rich lean control, control is performed to increase the amount of fuel injected from the port injector 1A. Thereby, compared with the case where enrichment is achieved by increasing the amount of fuel injected from the direct injection injector 2A, the amount of carbon monoxide is increased while suppressing emissions of hydrocarbons and particulate matter. be able to. On the other hand, since the air-fuel ratio of the second cylinder 20B is controlled to be lean, oxygen in the exhaust can be secured. As a result, exhaust components can be optimized and the exhaust performance of the engine 10 can be improved. Moreover, the oxidation reactivity in the catalyst device 22 can be improved, the catalyst temperature can be increased efficiently, and early activation of the catalyst can be achieved.

また、上記の制御装置では、第一気筒20Aの空燃比がトータルでリッチになるように直噴インジェクタ2Aから噴射される燃料量を減少させている。すなわち、リッチ気筒DI制御部32が、上記の(A)〜(C)の三通りの噴射量設定のうち(A)の設定を選択している。これにより、表1に示すように、排気中への炭化水素や粒子状物質の排出量を抑制することができるという利点がある。   Further, in the above control device, the amount of fuel injected from the direct injection injector 2A is reduced so that the air-fuel ratio of the first cylinder 20A becomes rich in total. That is, the rich cylinder DI control unit 32 selects the setting (A) from the three injection amount settings (A) to (C). Thereby, as shown in Table 1, there exists an advantage that the discharge | emission amount of the hydrocarbon and particulate matter in exhaust_gas | exhaustion can be suppressed.

また(B)の設定を選択した場合には、表1に示すように、(A)の設定を選択した場合よりも排気中の一酸化炭素量を増加させることができ、触媒装置22での酸化反応を促進することができるというメリットがある。また、直噴インジェクタ2Aから噴射される燃料量を変更する必要がなくなり、ポート噴射インジェクタ1Aから噴射される燃料の増分がそのまま、第一気筒20Aでのトータルの空燃比に反映されるため、制御構成をシンプルにすることができる。   When the setting of (B) is selected, as shown in Table 1, the amount of carbon monoxide in the exhaust gas can be increased as compared with the case of selecting the setting of (A). There is an advantage that the oxidation reaction can be promoted. Further, since it is not necessary to change the amount of fuel injected from the direct injection injector 2A, the increment of the fuel injected from the port injection injector 1A is reflected as it is in the total air-fuel ratio in the first cylinder 20A. The configuration can be simplified.

あるいは(C)の設定を選択した場合には(A)や(B)の設定を選択した場合よりもさらに排気中の一酸化炭素量を増加させることができ、触媒装置22での酸化反応を促進することができる。
なお、上記の(A)〜(C)の設定が随時選択可能であれば、第一気筒20Aからの排気中に含まれる成分の割合を調整することが可能となり、車両の運転状態に応じた柔軟な昇温制御が可能となる。したがって、エンジン10に関する各種パラメータに基づいて、リッチ気筒DI制御部32が上記の(A)〜(C)の何れかの設定を選択する構成としてもよい。この場合、リッチ気筒DI制御部32は、少なくともリッチ化される気筒について、その気筒に供給されるトータルの燃料量を増加させるように、その気筒に設けられた直噴インジェクタ2の噴射量を制御するものであればよい。
Alternatively, when the setting of (C) is selected, the amount of carbon monoxide in the exhaust gas can be increased further than when the setting of (A) or (B) is selected, and the oxidation reaction in the catalyst device 22 can be performed. Can be promoted.
If the above settings (A) to (C) can be selected at any time, it is possible to adjust the ratio of components contained in the exhaust from the first cylinder 20A, and according to the driving state of the vehicle. Flexible temperature rise control becomes possible. Therefore, the rich cylinder DI control unit 32 may select any one of the settings (A) to (C) based on various parameters related to the engine 10. In this case, the rich cylinder DI control unit 32 controls the injection amount of the direct injection injector 2 provided in the cylinder so as to increase the total amount of fuel supplied to the cylinder at least for the cylinder to be enriched. Anything to do.

また、上記の制御装置では、第二気筒20Bの空燃比をリーン化するにあたって、ポート噴射インジェクタ1Bから噴射される燃料量を減少させる制御が実施される。これにより、表1に示すように、直噴インジェクタ2Bから噴射される燃料量を減少させることでリーン化を図った場合と比較して、燃焼安定性を向上させつつ、排気中の酸素を確保することができる。したがって、触媒装置22の触媒温度を効率的に昇温させることができ、触媒の早期活性化を図ることができる。   Further, in the above control device, when the air-fuel ratio of the second cylinder 20B is made lean, control is performed to reduce the amount of fuel injected from the port injector 1B. As a result, as shown in Table 1, oxygen in the exhaust gas is secured while improving combustion stability as compared with the case where lean is achieved by reducing the amount of fuel injected from the direct injection injector 2B. can do. Therefore, the catalyst temperature of the catalyst device 22 can be increased efficiently, and the catalyst can be activated early.

さらに、上記の制御装置では、ポート噴射インジェクタ1Bから噴射される燃料量を減少させるだけでなく、直噴インジェクタ2Bから噴射される燃料量も減少させている。これにより、表1に示すように、排気中への炭化水素や粒子状物質の排出量を抑制しつつ、排気中の酸素を確保することができる。したがって、排気性能の向上と触媒装置22の早期活性化とを両立させることができる。   Further, in the above control device, not only the amount of fuel injected from the port injector 1B but also the amount of fuel injected from the direct injector 2B is reduced. Thereby, as shown in Table 1, it is possible to secure oxygen in the exhaust gas while suppressing the discharge amount of hydrocarbons and particulate matter into the exhaust gas. Therefore, it is possible to achieve both improvement in exhaust performance and early activation of the catalyst device 22.

また、上記の制御装置では、リッチリーンモードが圧縮S/Lモードが設定されている状態でのみ、圧縮S/Lモードと重複して設定される。つまり、本実施形態では圧縮スライトリーン運転とリッチリーン制御とが重複して実施される。リッチリーン制御は、圧縮スライトリーン運転で排気中に生成される一酸化炭素や酸素といった触媒装置22での酸化反応を促進する成分をさらに増量させるように作用する。したがって、圧縮スライトリーン運転に対してリッチリーン制御を適用することにより、圧縮スライトリーン運転で達成される昇温作用をさらに増幅することができ、排気温度を極めて効率的かつ迅速に上昇させることが可能となる。   In the control device described above, the rich lean mode is set to overlap with the compressed S / L mode only when the compressed S / L mode is set. That is, in the present embodiment, the compression light lean operation and the rich lean control are performed in an overlapping manner. The rich lean control acts to further increase the amount of a component that promotes the oxidation reaction in the catalyst device 22 such as carbon monoxide and oxygen generated in the exhaust gas in the compression / slight lean operation. Therefore, by applying the rich lean control to the compression slight lean operation, the temperature increase effect achieved by the compression slight lean operation can be further amplified, and the exhaust temperature can be raised extremely efficiently and quickly. It becomes possible.

また、上記のリッチリーン制御では、表1に示すように、目的とする排気特性や燃焼安定性に応じて最適な制御対象と制御内容との組み合わせを選択することができる。つまり、圧縮スライトリーン運転のみを実施する場合と比較して、表1に示すような付加効果を提供するだけでなく、これらの付加効果の組み合わせを任意に設定することができ、圧縮スライトリーン運転の制御多様性を保全することができる。   Further, in the rich lean control described above, as shown in Table 1, it is possible to select an optimal combination of the control target and the control content according to the target exhaust characteristics and combustion stability. That is, as compared with the case where only the compression sleek lean operation is performed, not only the additional effects as shown in Table 1 can be provided, but also a combination of these additional effects can be arbitrarily set. Control diversity can be preserved.

[6.変形例等]
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述の制御装置では、エンジン10の始動時の制御モードとして、通常モード,MPIモード,DIモード,圧縮S/Lモード等の各種モードを備えたECU3を例示したが、これらの制御モードは上述の制御装置に必須の要素ではない。
[6. Modified example]
Regardless of the embodiment described above, various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Each structure of this embodiment can be selected as needed, or may be combined appropriately.
In the control device described above, the ECU 3 having various modes such as the normal mode, the MPI mode, the DI mode, and the compression S / L mode is exemplified as the control mode when starting the engine 10, but these control modes are described above. It is not an essential element for the control device.

また、各モードの設定条件は上述の実施形態に記載されたものに限定されず、他の複数のパラメータを用いて設定条件を定めてもよい。具体的な他のパラメータとしては、吸気流量やインテークマニホールド圧(吸気圧),過給圧(ターボ圧),吸気温度(給気温度),外気温,車速等を用いることが考えられる。
なお、上述の実施形態では、圧縮S/Lモードが設定されてから第二所定時間TBが経過した場合にリッチリーンモードが設定されているが、リッチリーンモード時に実施されるリッチリーン制御は、その制御単体で排気温度を昇温させることが可能であり、他の制御モードの設定に依存することなく独立して実施させてもよい。
Further, the setting conditions for each mode are not limited to those described in the above-described embodiment, and the setting conditions may be determined using a plurality of other parameters. As other specific parameters, intake flow rate, intake manifold pressure (intake pressure), supercharging pressure (turbo pressure), intake air temperature (supply air temperature), outside air temperature, vehicle speed, and the like may be used.
In the embodiment described above, when the compression S / L mode has passed the second predetermined time T B after being set rich lean mode is set, the rich lean control to be performed on the rich lean mode The exhaust temperature can be raised by the control alone, and it may be performed independently without depending on the setting of other control modes.

1,1A,1B ポート噴射インジェクタ(第一燃料噴射手段)
2,2A,2B 直噴インジェクタ(第二燃料噴射手段)
3 ECU(制御手段)
3a モード判定部
3b MPI制御部
3c DI制御部
3d 圧縮S/L制御部
3e リッチリーン制御部
31 リッチ気筒MPI制御部(第一制御手段)
32 リッチ気筒DI制御部(第二制御手段)
33 リーン気筒MPI制御部(第三制御手段)
34 リーン気筒DI制御部(第四制御手段)
4 水温センサ
5 クランク角度センサ
6 燃圧センサ
7 アクセルペダルセンサ
10 エンジン
20A 第一気筒
20B 第二気筒
22 触媒装置
1,1A, 1B Port injection injector (first fuel injection means)
2,2A, 2B Direct injection injector (second fuel injection means)
3 ECU (control means)
3a Mode determination unit 3b MPI control unit 3c DI control unit 3d Compression S / L control unit 3e Rich lean control unit 31 Rich cylinder MPI control unit (first control means)
32 Rich cylinder DI controller (second control means)
33 Lean cylinder MPI controller (third control means)
34 Lean cylinder DI controller (fourth control means)
4 Water temperature sensor 5 Crank angle sensor 6 Fuel pressure sensor 7 Accelerator pedal sensor 10 Engine 20A First cylinder 20B Second cylinder 22 Catalytic device

Claims (7)

多気筒エンジンの各気筒の吸気通路内に向けて第一燃料量の燃料を噴射する第一燃料噴射手段と、
前記各気筒内に向けて第二燃料量の燃料を噴射する第二燃料噴射手段と、
前記第一燃料量及び前記第二燃料量を制御して、前記多気筒エンジンの第一気筒の空燃比をリッチにすると同時に前記第一気筒とは異なる第二気筒の空燃比をリーンにする昇温制御を実施する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、
前記昇温制御時に前記第一気筒に供給される前記第一燃料量を増加させる第一制御手段を有する
ことを特徴とする、エンジンの制御装置。
First fuel injection means for injecting fuel of a first fuel amount into the intake passage of each cylinder of the multi-cylinder engine;
Second fuel injection means for injecting a second fuel amount of fuel into each cylinder;
By controlling the first fuel amount and the second fuel amount, the air-fuel ratio of the first cylinder of the multi-cylinder engine is made rich, and at the same time, the air-fuel ratio of the second cylinder different from the first cylinder is made lean. Control means for performing temperature control,
The control means is
An engine control device comprising first control means for increasing the amount of the first fuel supplied to the first cylinder during the temperature rise control.
前記制御手段が、
前記昇温制御時に前記第一気筒に供給される前記第一燃料量及び前記第二燃料量を合計した燃料量から算出される空燃比がリッチになるように、前記第一気筒に供給される前記第二燃料量を制御する第二制御手段を有する
ことを特徴とする、請求項1記載のエンジンの制御装置。
The control means is
Supplied to the first cylinder so that the air-fuel ratio calculated from the sum of the first fuel amount and the second fuel amount supplied to the first cylinder during the temperature increase control becomes rich. 2. The engine control device according to claim 1, further comprising second control means for controlling the second fuel amount.
前記制御手段が、
前記昇温制御時に前記第二気筒に供給される前記第一燃料量を減少させる第三制御手段を有する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載のエンジンの制御装置。
The control means is
3. The engine control device according to claim 1, further comprising a third control unit configured to reduce the amount of the first fuel supplied to the second cylinder during the temperature increase control. 4.
前記制御手段が、
前記昇温制御時に前記第二気筒に供給される前記第二燃料量を減少させる第四制御手段を有する
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載のエンジンの制御装置。
The control means is
The engine control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising fourth control means for reducing the amount of the second fuel supplied to the second cylinder during the temperature rise control. .
前記制御手段が、各気筒の空燃比がストイキよりもややリーンとなる燃料量を圧縮行程で噴射する圧縮スライトリーン運転時に、前記昇温制御を実施する
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載のエンジンの制御装置。
5. The control unit performs the temperature increase control during a compression slur lean operation in which a fuel amount in which the air-fuel ratio of each cylinder is slightly leaner than the stoichiometric injection is injected in a compression stroke. The engine control device according to any one of the above.
前記第二制御手段が、前記昇温制御を開始する前後で前記第一気筒に供給される前記第二燃料量を維持する
ことを特徴とする、請求項2記載のエンジンの制御装置。
The engine control device according to claim 2, wherein the second control means maintains the second fuel amount supplied to the first cylinder before and after starting the temperature raising control.
前記第二制御手段が、前記昇温制御時に前記第一気筒に供給される前記第二燃料量を減少させる
ことを特徴とする、請求項2記載のエンジンの制御装置。
The engine control device according to claim 2, wherein the second control means reduces the second fuel amount supplied to the first cylinder during the temperature rise control.
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