JP2013108400A - Internal combustion engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、筒内噴射を実施する多気筒の内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a multi-cylinder internal combustion engine that performs in-cylinder injection.
従来、エンジン(内燃機関)の排気通路上に三元触媒,酸化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。この昇温制御には、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。 Conventionally, as one of the exhaust purification control of a vehicle provided with a catalyst device such as a three-way catalyst and an oxidation catalyst on an exhaust passage of an engine (internal combustion engine), an increase in the exhaust temperature is performed so as to quickly raise the catalyst temperature to the activation temperature. Temperature control is known. This temperature raising control includes 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.
前者は、排気中の炭素成分(炭化水素や一酸化炭素等)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。この種の技術としては、燃料噴射のタイミングや燃焼形態を制御することで、筒内から排出される排気中に未燃液体成分(炭化水素)や未燃気体成分(一酸化炭素)を残留させる技術が知られている。また、排気通路上に燃料添加弁を追加して、炭化水素を排気中に直接添加する技術もある。 The former uses the heat of oxidation generated when the carbon components (hydrocarbon, carbon monoxide, etc.) in the exhaust are oxidized on the catalyst to raise the temperature of the exhaust. As this type of technology, unburned liquid components (hydrocarbons) and unburned gas components (carbon monoxide) remain in the exhaust discharged from the cylinder by controlling the timing of fuel injection and the combustion mode. Technology is known. There is also a technique for adding hydrocarbons directly into the exhaust by adding a fuel addition valve on the exhaust passage.
しかし、これらの技術では、エンジンを回転させるのに必要な燃料とは別に、触媒上での酸化反応で消費される燃料,添加剤が必要となる。さらに、触媒上で排気中の炭素成分を酸化させるには、触媒温度が所定の活性温度に達していなければならない。つまり、触媒が十分に温まっていない状態では他の手法を用いて触媒を昇温させる必要がある。 However, these technologies require fuel and additives that are consumed by the oxidation reaction on the catalyst, in addition to the fuel required to rotate the engine. Furthermore, in order to oxidize the carbon component in the exhaust gas on the catalyst, the catalyst temperature must reach a predetermined activation temperature. That is, when the catalyst is not sufficiently warmed, it is necessary to raise the temperature of the catalyst using another method.
一方、後者は点火時期を圧縮上死点よりも遅角(リタード)側に制御して、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ものである。点火時期の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、排気温度が上昇する。この場合、触媒上での酸化反応に頼ることなく排気温度を上昇させることが可能である。 On the other hand, the latter controls the ignition timing to the retarded (retarded) side from the compression top dead center, and causes the combustion reaction to proceed in the exhaust passage after the exhaust stroke (so-called afterburning state). Is to raise. When the combustion speed in the cylinder decreases due to the retard of the ignition timing, the tendency of afterburning increases and the exhaust temperature increases. In this case, it is possible to raise the exhaust temperature without depending on the oxidation reaction on the catalyst.
また、上記のような点火リタード制御に加えて、筒内への燃料噴射時期を圧縮行程内に設定することで排気を昇温させる技術も知られている。点火直前の圧縮行程で燃料を筒内に噴射すると、燃料の筒内での拡散を抑制しやすく、筒内における燃料濃度の高い部位を点火プラグの近傍に局在化させやすくなる。これにより、点火時期の大幅なリタードが可能となり、排気温度がさらに上昇する。なお、圧縮行程で燃料を筒内噴射しつつ点火リタード制御を実施する技術としては、例えば特許文献1に記載のものが知られている。
In addition to the ignition retard control as described above, a technique for raising the temperature of exhaust gas by setting the fuel injection timing into the cylinder within the compression stroke is also known. If the fuel is injected into the cylinder in the compression stroke immediately before ignition, it is easy to suppress the diffusion of the fuel in the cylinder, and it becomes easy to localize a portion having a high fuel concentration in the cylinder in the vicinity of the spark plug. As a result, the ignition timing can be significantly retarded, and the exhaust temperature further increases. As a technique for performing ignition retard control while injecting fuel in a cylinder in a compression stroke, for example, a technique described in
しかしながら、エンジンの気筒内での燃焼安定性を考慮すると、点火時期のリタード量には限界があり、排気の昇温速度をさらに高めることが難しい。一方、近年では、エンジンに要求される環境性能や車両に要求される排ガス浄化性能が高度化しており、触媒をより早期に活性化するための新たな手法が模索されている。
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、内燃機関の制御装置に関し、排気の昇温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。
However, considering the combustion stability in the cylinder of the engine, the retard amount of the ignition timing is limited, and it is difficult to further increase the temperature rise rate of the exhaust gas. On the other hand, in recent years, environmental performance required for engines and exhaust gas purification performance required for vehicles have been advanced, and a new method for activating the catalyst at an earlier stage is being sought.
One of the objects of the present case was invented in view of the above-described problems, and is to improve the temperature raising performance of exhaust gas regarding a control device for an internal combustion engine.
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)ここで開示する内燃機関の制御装置は、筒内噴射を実施する多気筒の内燃機関の制御装置である。まず、前記内燃機関の各気筒内への燃料噴射を圧縮行程で実施する燃料噴射手段を設ける。また、前記燃料噴射手段による燃料噴射時に、点火順序が連続しない一部の気筒の点火時期を他の気筒の点火時期よりもリタードさせる点火制御手段を設ける。
ここでいう「点火順序が連続しない一部の気筒」とは、多気筒のうちの一つの気筒であってもよいし、複数の気筒であってもよい。リタードさせる気筒数を一つとする場合には、何れの気筒を選択した場合であっても点火順序が連続しない。また、リタードさせる気筒数を複数にする場合には、点火順序が連続しない気筒の組み合わせの中から任意の組み合わせを選択すればよい。
(1) A control device for an internal combustion engine disclosed herein is a control device for a multi-cylinder internal combustion engine that performs in-cylinder injection. First, fuel injection means for performing fuel injection into each cylinder of the internal combustion engine in a compression stroke is provided. Further, ignition control means is provided for retarding the ignition timings of some cylinders whose ignition order is not continuous during the fuel injection by the fuel injection means, compared to the ignition timings of the other cylinders.
Here, “a part of cylinders whose ignition order is not continuous” may be one of a plurality of cylinders or a plurality of cylinders. When the number of cylinders to be retarded is one, the firing order is not continuous regardless of which cylinder is selected. Further, when a plurality of cylinders are retarded, any combination may be selected from combinations of cylinders whose ignition order is not continuous.
(2)また、前記内燃機関の冷却水温を検出する水温検出手段を備えることが好ましい。この場合、前記点火制御手段が、前記水温検出手段で検出された前記冷却水温が所定水温以下のときに、全気筒の点火時期をリタードさせるとともに、所定期間後に前記一部の気筒の点火時期を他の気筒の点火時期よりもリタードさせることが好ましい。
つまり、点火順序が連続しない気筒の点火時期をリタードさせる際に、冷却水温を指標として「内燃機関が冷態始動したこと」を検出,判定することが好ましい。また、点火時期の制御に際して、全ての気筒の点火時期をリタードさせた上で、点火時期が連続しない気筒についてのリタード量を他気筒よりも増大させることが好ましい。
(2) Moreover, it is preferable to provide the water temperature detection means which detects the cooling water temperature of the said internal combustion engine. In this case, the ignition control means retards the ignition timings of all cylinders when the cooling water temperature detected by the water temperature detection means is equal to or lower than a predetermined water temperature, and sets the ignition timings of the some cylinders after a predetermined period. It is preferable to retard the ignition timing of other cylinders.
That is, when retarding the ignition timing of the cylinders whose ignition order is not continuous, it is preferable to detect and determine “the internal combustion engine has started cold” using the coolant temperature as an index. In controlling the ignition timing, it is preferable to retard the ignition timings of all the cylinders and increase the retard amount for the cylinders where the ignition timings are not continuous as compared to the other cylinders.
(3)また、前記内燃機関の排気系に設けられた触媒装置の温度を検出する触媒温度検出手段を備えることが好ましい。この場合、前記点火制御手段は、全気筒の点火時期のリタードから所定時間経過後における前記触媒温度が所定値以下である場合に、前記一部の気筒の点火時期を他の気筒の点火時期よりもリタードさせることが好ましい。 (3) Moreover, it is preferable to provide a catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the catalyst device provided in the exhaust system of the internal combustion engine. In this case, the ignition control means sets the ignition timing of some of the cylinders from the ignition timings of the other cylinders when the catalyst temperature is equal to or lower than a predetermined value after a lapse of a predetermined time from the ignition timing retard of all the cylinders. It is preferable to retard.
(4)また、前記水温検出手段で検出された前記冷却水温に基づき、前記内燃機関の負荷の大きさを制御する負荷制御手段を備えることが好ましい。この場合、前記負荷制御手段は、全気筒の点火時期のリタードから所定時間経過後に前記水温検出手段で検出された前記冷却水温が前記所定水温よりも低い第二所定水温以下のときに、前記負荷を増大させることが好ましい。例えば、上記のリタード制御に加えて、空調装置やオルタネーター等を作動させることが好ましい。 (4) Moreover, it is preferable to provide load control means for controlling the magnitude of the load of the internal combustion engine based on the cooling water temperature detected by the water temperature detection means. In this case, when the cooling water temperature detected by the water temperature detecting means is equal to or lower than the second predetermined water temperature lower than the predetermined water temperature after a predetermined time has elapsed since the ignition timing retard of all cylinders, Is preferably increased. For example, in addition to the above retard control, it is preferable to operate an air conditioner or an alternator.
(5)また、前記内燃機関が、列設された複数の気筒を有し、前記点火制御手段が、前記複数の気筒のうち、少なくとも端部以外に配置された気筒の点火時期をリタードさせることが好ましい。つまり、リタードの対象気筒をシリンダーブロックの内側(端部ではない位置)に配置された気筒とすることが好ましい。なお、リタードさせる気筒数が複数の場合には、少なくとも一つの気筒が内側に配置されたものであることが好ましい。より好ましくは、全ての気筒が内側に配置されたものとする。 (5) Further, the internal combustion engine has a plurality of cylinders arranged in a row, and the ignition control means retards the ignition timing of cylinders arranged at least other than the end portion among the plurality of cylinders. Is preferred. That is, it is preferable that the target cylinder of the retard is a cylinder arranged inside the cylinder block (a position other than the end portion). When the number of cylinders to be retarded is plural, it is preferable that at least one cylinder is disposed inside. More preferably, all the cylinders are arranged inside.
開示の内燃機関の制御装置によれば、点火順序が連続しない一部の気筒の点火時期を他の気筒よりもリタードさせることで、内燃機関の回転安定性を確保しながら排気流量を増大させることができ、排気の昇温性能を向上させることができる。 According to the disclosed control device for an internal combustion engine, by increasing the ignition timing of some cylinders whose ignition order is not continuous more than other cylinders, the exhaust flow rate can be increased while ensuring the rotational stability of the internal combustion engine. And the temperature raising performance of the exhaust can be improved.
図面を参照して内燃機関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。また、以下の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く、実施形態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。 A control apparatus for an internal combustion engine 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. In addition, each configuration of the following embodiment can be selected as necessary, or may be appropriately combined, and various modifications can be made without departing from the spirit of the embodiment.
[1.装置構成]
[1−1.エンジン]
本実施形態の制御装置は、図1,図2に示す水冷式のエンジン10(内燃機関)に適用される。このエンジン10は、図2に示すように直列四気筒エンジンであり、シリンダーブロック30をシリンダヘッド側から見たときに、四個の気筒20(シリンダー)が直列に配置されている。以下、列設されたこれらの各気筒20について個別に述べる際には、シリンダーブロック30の端部側のものから順に、第一気筒20a,第二気筒20b,第三気筒20c,第四気筒20dと呼ぶ。第一気筒20a及び第四気筒20dは列設方向の両端部に配置され、第二気筒20b及び第三気筒20cは列の内側で、第一気筒20aと第四気筒20dとの間に挟まれた内側の位置に配置される。なお、図1ではこれらの各気筒20のうちの任意の一つの断面を示す。
[1. Device configuration]
[1-1. engine]
The control apparatus of this embodiment is applied to the water-cooled engine 10 (internal combustion engine) shown in FIGS. The
気筒20内には、図1に示すように、コネクティングロッドを介してクランクシャフト21に接続されたピストン19が往復摺動自在にはめ込まれている。コネクティングロッドは、ピストン19の往復運動をクランクシャフト21の回転運動に変換するリンク部材である。
また、気筒20の周囲には、冷却水の流路となるウォータージャケット23が設けられる。このウォータージャケット23には冷却水通路24が接続されており、これらのウォータージャケット23及び冷却水通路24の内部を冷却水が循環している。
As shown in FIG. 1, a
Further, a
ウォータージャケット23は、四つの気筒20a〜20dの外周に沿って連接される。第一気筒20a及び第四気筒20dは、隣接する一つの気筒に面する部位を除くほぼ全周にわたってウォータージャケット23に囲まれており、冷却性が良好である。一方、第二気筒20b及び第三気筒20cはそれぞれ二つの気筒20に隣接するため、第一気筒20aや第四気筒20dと比較してシリンダーライナーの温度が低下しにくく、保温性が良好である。
The
図1に示すように、冷却水通路24上には、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、その回転数に応じた流量の冷却水を吐出する流量可変型のポンプである。このウォーターポンプ25には図示しないバッテリが接続され、バッテリから電力の供給を受けて作動する。
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わせる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23内の冷却水に伝達され、冷却水の熱がラジエータ26で放熱される。
As shown in FIG. 1, a water pump 25 and a
The
[1−2.吸排気系]
気筒20の天井面には、吸気ポート13及び排気ポート14が接続される。吸気ポート13における気筒20側の開口部には吸気弁15が設けられ、排気ポート14には排気弁16が設けられる。吸気弁15が開閉することで吸気ポート13と気筒20の内部空間(燃焼室)とが連通又は閉鎖され、排気弁16が開閉することで排気ポート14と気筒20の内部空間とが連通又は閉鎖される。
[1-2. Intake and exhaust system]
An
吸気ポート13と排気ポート14との間には、点火プラグ17がその先端を気筒20の内側に突出させた状態で設けられる。この点火プラグ17は、四つの気筒20a〜20dのそれぞれに一つずつ設けられる。以下、図2に示すように、第一気筒20a〜第四気筒20dのそれぞれの点火プラグ17に符号17a〜17dを付して説明する。これらの点火プラグ17a〜17dでの点火のタイミングは、後述するエンジン制御装置1で個別に制御される。
A
また、図2に示すように、エンジン10の各気筒20に繋がる各吸気ポート13の上流側にはインテークマニホールド27(吸気マニホールド,インマニ)が接続され、各排気ポート14の下流側にはエキゾーストマニホールド28(排気マニホールド,エキマニ)が接続される。また、エキゾーストマニホールド28よりも排気のさらに下流側の排気通路18上には、図1に示すように、触媒装置22が介装される。この触媒装置22は、排気中に含まれる各種成分を浄化するためのものであり、例えば三元触媒や酸化触媒,NOx浄化触媒,DPF等である。
Further, as shown in FIG. 2, intake manifolds 27 (intake manifolds, intake manifolds) are connected upstream of the
[1−3.燃料噴射系]
このエンジン10では、各気筒20に二種類のインジェクターが設けられる。一つは気筒20内に燃料を直接的に噴射する直噴インジェクター11(筒内噴射弁)であり、もう一つは吸気ポート13内に燃料を噴射するポート噴射インジェクター12(ポート噴射弁)である。直噴インジェクター11から燃料を噴射することを「DI噴射」と呼び、ポート噴射インジェクター12から燃料を噴射することを「PI噴射」と呼ぶ。
[1-3. Fuel injection system]
In the
直噴インジェクター11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17の近傍に誘導され、吸入空気中に不均一に分布する。一方、ポート噴射インジェクター12から噴射された燃料は、例えば吸気ポート13内で霧化し、吸入空気とよく混ざった状態で気筒20内に導入される。一般に、ポート噴射インジェクター12から噴射される燃料の燃圧は、直噴インジェクター11から噴射される燃料の燃圧よりも低圧である。
The fuel injected from the
これらの二種類のインジェクター11,12から噴射される燃料量及びその噴射タイミングは、エンジン制御装置1で制御される。具体的には、エンジン制御装置1から各インジェクター11,12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、各インジェクター11,12の噴射口が開放される。これにより、燃料噴射量は制御パルス信号の大きさ(駆動パルス幅)に応じた量となり、噴射タイミングは制御パルス信号が伝達された時刻に対応したものとなる。
The amount of fuel injected from these two types of
以下、図2に示すように、第一気筒20a〜第四気筒20dのそれぞれに設けられる直噴インジェクター11に符号11a〜11dを付して説明する。これらの直噴インジェクター11a〜11dでの燃料噴射のタイミングは、エンジン制御装置1で個別に制御される。なお、各気筒のポート噴射インジェクター12もエンジン制御装置1で個別に制御されるが、本実施形態では主に直噴インジェクター11a〜11dによるDI噴射について詳述する。
Hereinafter, as shown in FIG. 2, the
[1−4.センサー系]
冷却水通路24上の任意の位置には、冷却水温Wを検出する冷却水温センサー5(水温検出手段)が設けられる。冷却水温Wは、例えばエンジン10が冷態始動状態であるか否かを判断するために用いられる。ここで検出された冷却水温Wの情報は、エンジン制御装置1に伝達される。
触媒装置22の近傍には、触媒温度Cを検出する触媒温度センサー6(触媒温度検出手段)が設けられる。図1では、触媒温度センサー6を触媒装置22の上流側に設けたものを図示するが、触媒装置22の下流側に設けてもよい。この触媒温度センサー6で検出される触媒温度Cは、触媒装置22の活性を判断するための指標となる。ここで検出された触媒温度Cの情報は、エンジン制御装置1に伝達される。
[1-4. Sensor system]
A cooling water temperature sensor 5 (water temperature detecting means) for detecting the cooling water temperature W is provided at an arbitrary position on the cooling
In the vicinity of the
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アクセル開度Pを検出するアクセル開度センサー7が設けられる。アクセル開度Pは、運転者の発進要求や加速要求に対応するパラメーターであり、すなわちエンジン10への出力要求に対応する。なお、エンジン10の始動直後のアイドリング運転時にはアクセル開度Pがほぼ0である。ここで検出されたアクセル開度Pの情報は、エンジン制御装置1に伝達される。
An
また、このエンジン10には、クランクシャフト21の回転角θを検出するクランク角センサー8が設けられる。クランク角センサー8で検出されたクランクシャフト21の回転角θに関する情報はエンジン制御装置1に伝達される。なお、単位時間あたりの回転角θの変化量はエンジン回転数Neに相当する。したがって、クランク角センサー8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、クランクシャフトの回転角θに基づいてエンジン制御装置1が演算する構成としてもよいし、クランク角センサー8の内部で演算する構成としてもよい。
また、車両の任意の位置には、自車両の速度(車速V)を検出する車速センサー9が設けられる。ここで検出された車速Vの情報はエンジン制御装置1に伝達される。
The
A
[2.制御構成]
[2−1.制御モード]
エンジン制御装置1は、エンジン10の各気筒20a〜20dに対して供給される燃料噴射量,燃料供給手法,点火タイミング等を総合的に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。
このエンジン制御装置1には、エンジン10の始動時における燃料噴射の制御態様として「通常噴射モード」及び「圧縮S/Lモード」の二種類のモードが設定され、点火時期の制御態様として「通常点火モード」,「リタードモード」及び「追加リタードモード」の三種類のモードが設定されている。
[2. Control configuration]
[2-1. Control mode]
The
In the
通常噴射モードは、「圧縮行程でのDI噴射」以外の燃料噴射方式を実施するモードであり、例えば吸気行程でのDI噴射やPI噴射を実施する制御モードである。このモードは、エンジン10を始動させるクランキング時,エンジン10が始動してからエンジン回転数Neが安定するまでの過渡期,エンジン10の始動後、所定時間TENDが経過した以後(排気温度や触媒温度Cが十分に暖まったアイドリング運転時)などに選択される。
また、この通常噴射モードは、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やエンジン10がアイドリング状態でなくなった時にも選択される。なお、具体的な通常噴射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、DI噴射とPI噴射とが適宜設定されるものとしてもよい。
The normal injection mode is a mode in which a fuel injection method other than “DI injection in the compression stroke” is performed, and is, for example, a control mode in which DI injection or PI injection is performed in the intake stroke. In this mode, during cranking for starting the
This normal injection mode is also selected when the accelerator operation is performed by the driver and the vehicle starts to travel or when the
一方、圧縮S/Lモードは、エンジン10の始動後に排気温度を早期に昇温させるべく、圧縮行程でDI噴射を実施する燃料噴射モードである。このモードは、エンジン10の始動後であってエンジン回転数Neが安定したとき(エンジン始動時から所定時間TSTAが経過した時点以後)に選択される。なお、本実施形態ではさらに圧縮S/Lモードの実施条件が追加されており、冷却水温Wが所定水温W0以下である冷態始動時に選択される。
この圧縮S/Lモードでは、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ー11a〜11dから圧縮行程で燃料が供給される。
On the other hand, the compression S / L mode is a fuel injection mode in which DI injection is performed in the compression stroke in order to raise the exhaust gas temperature early after the
In this compression S / L mode, the
続いて点火時期の制御について詳述する。
通常点火モードは、エンジン10に要求される出力や負荷に応じて点火時期を設定する通常のモードであり、燃料噴射モードが通常噴射モードであるときに選択される。具体的な通常点火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。一方、燃料噴射モードが圧縮S/Lモードであるときには、リタードモード,追加リタードモードの何れか一方が選択される。
Next, the ignition timing control will be described in detail.
The normal ignition mode is a normal mode in which the ignition timing is set according to the output and load required for the
リタードモードは、点火時期を通常点火モード時よりもリタード方向(遅角方向)に制御するモードであり、燃料噴射のモードが圧縮S/Lモードとなったときに選択される。このリタードモードでは、各気筒の点火プラグ17a〜17dでの点火時期が通常点火モード時と比較してリタードするように制御される。
なお、前述の圧縮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17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エンジン10の回転を安定させたまま点火時期を大幅にリタードすることが可能となる。また、PI噴射を実施した場合と比較すると燃焼速度が速くなり、点火時期を大きくリタードできるというメリットがある。
The retard mode is a mode in which the ignition timing is controlled in the retard direction (retarding direction) as compared with the normal ignition mode, and is selected when the fuel injection mode becomes the compression S / L mode. In this retard mode, the ignition timing at the
In the above-described compression S / L mode, fuel is injected in the compression stroke immediately before ignition, and therefore, a portion where the fuel concentration is high in the cylinder is likely to be localized near the spark plug 17 (in the cylinder of the fuel). By supplying the fuel at an appropriate timing, it becomes possible to significantly retard the ignition timing while stabilizing the rotation of the
そこで、前述の圧縮S/Lモードの選択時にリタードモードで点火時期を遅らせ、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、排気温度を大幅に上昇させることが可能となる。また、点火時期を遅らせることで各気筒20a〜20d内での燃焼速度が低下するため、燃料の後燃えの傾向が強まり、排気温度の上昇傾向が強化される。
Therefore, when the compression S / L mode is selected, the ignition timing is delayed in the retard mode, and the combustion reaction is advanced in the exhaust passage after the exhaust stroke (so-called afterburning state), thereby significantly increasing the exhaust temperature. It becomes possible to make it. Moreover, since the combustion speed in each
追加リタードモードは、リタードモードでのリタード量をさらに増加させた(リタード量を大きくした)モードであり、圧縮S/Lモードの開始時から所定時間TAが経過したときに選択される。ただし、この追加リタードモードでは、全ての気筒20a〜20dの点火プラグ17a〜17dについての点火時期が変更されるのではなく、第二気筒20b及び第三気筒20cの点火プラグ17b,17cについての点火時期がリタードモード時よりもさらに遅れるように制御される。
Additional retard mode, further increasing the retard amount in retarded mode (to increase the retard amount) is a mode for a predetermined time T A from the beginning of the compression S / L mode is selected when the elapsed. However, in this additional retard mode, the ignition timing for the ignition plugs 17a to 17d of all the
第二気筒20b,第三気筒20cは点火順序が連続しないため、これらの気筒20b,20cでの点火時期を遅らせたとしてもクランクシャフト21の回転速度が変動しにくく、エンジン10の回転安定性が確保される。また、図2に示すように、これらの気筒20b,20cはシリンダーブロック30の内側に配置されるため、シリンダーライナーの温度が低下しにくく、リタードによる失火が生じにくい。
この追加リタードモードは、圧縮S/Lモードが実施されている状態であって、排気温度のさらなる昇温が必要であると判断された場合に選択される。本実施形態では、触媒温度Cが所定温度C0(所定値)以下であるときに選択されるものとする。
Since the ignition order of the
This additional retard mode is selected when the compression S / L mode is being implemented and it is determined that further increase in the exhaust gas temperature is necessary. In this embodiment, it is assumed that the catalyst temperature C is selected when it is equal to or lower than a predetermined temperature C 0 (predetermined value).
[2−2.制御部]
エンジン制御装置1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、燃料噴射制御部2,点火時期制御部3及び負荷制御部4が設けられる。エンジン制御装置1の入力側には冷却水温センサー5,触媒温度センサー6,アクセル開度センサー7,クランク角センサー8,車速センサー9が接続され、冷却水温W,触媒温度C,アクセル開度P,クランクシャフト21の回転角θ,車速Vの情報がそれぞれ入力される。また、エンジン制御装置1の出力側には、各気筒20a〜20dの直噴インジェクター11a〜11d,点火プラグ17a〜17d,ポート噴射インジェクター12等が接続される。
[2-2. Control unit]
The
燃料噴射制御部2(燃料噴射制御手段)は、各気筒20a〜20dの直噴インジェクター11a〜11dから筒内に噴射される燃料量及び燃料噴射のタイミングを制御するものである。ここでは、上記の通常噴射モードや圧縮S/Lモードの選択条件及び選択解除条件が判定される。これらの条件を以下に例示する。本実施形態では、通常噴射モードは以下の条件(A1)〜(A5)の何れかが成立したときに選択され、圧縮S/Lモードは以下の条件(B1)〜(B4)の全てが成立したときに選択される。また、選択された燃料噴射モードに基づき、燃料噴射制御部2はそれぞれのポート噴射インジェクター12に対して、所望のエンジン出力を得るための制御信号を出力する。
The fuel injection control unit 2 (fuel injection control means) controls the amount of fuel injected into the cylinder from the
・通常噴射モード
(A1)エンジン始動後の経過時間が所定時間TSTA未満である
(A2)エンジン始動後の経過時間が所定時間TENDを超えた(ただし、TSTA<TEND)
(A3)車両が停車中でない
(A4)アクセル操作がなされた(アクセル全閉でない)
(A5)冷却水温Wが所定水温W0を超えている
・圧縮S/Lモード
(B1)エンジン始動後の経過時間が所定時間TSTA以上かつ所定時間TEND以内である
(B2)車両が停車中である
(B3)アクセル操作がなされていない(アクセル全閉である)
(B4)冷却水温Wが所定水温W0以下である
Normal injection mode (A1) Elapsed time after engine start is less than predetermined time T STA (A2) Elapsed time after engine start exceeds predetermined time T END (however, T STA <T END )
(A3) The vehicle is not stopped (A4) The accelerator operation was performed (the accelerator was not fully closed)
(A5) cooling water temperature W is within a predetermined temperature W 0 to exceed Compression S / L mode (B1) the elapsed time after engine start the predetermined time T STA or more and the predetermined time T END (B2) vehicle stops (B3) The accelerator is not operated (the accelerator is fully closed)
(B4) The cooling water temperature W is equal to or lower than the predetermined water temperature W 0.
また、燃料噴射制御部2は、以下に詳述する点火時期制御部3で制御される点火のタイミングに合わせて、圧縮S/Lモード時の燃料噴射タイミングを調整する制御を実施する。例えば、点火時期制御部3でリタードモードが選択されたときには、通常点火モードが選択された場合よりも燃料噴射のタイミングを遅角方向に移動させ、追加リタードモードが選択された場合にはさらにその遅角量を増大させる。
In addition, the fuel
点火時期制御部3(点火制御手段)は、各気筒20a〜20dの点火プラグ17a〜17dでの点火のタイミングを制御するものである。ここでは、上記の通常点火モード,リタードモード,追加リタードモードの選択条件及び選択解除条件が判定される。これらの条件を以下に例示する。本実施形態では、以下の条件(D1)及び(D2)がともに成立したときにリタードモードが選択され、条件(E1)〜(E4)が全て成立したときに追加リタードモードが選択される。また、選択された点火モードに基づき、点火時期制御部3はそれぞれの点火プラグ17a〜17dに制御信号を出力する。
The ignition timing control unit 3 (ignition control means) controls the timing of ignition at the ignition plugs 17a to 17d of the
・通常点火モード
(C1)燃料噴射モードが通常噴射モードである
・リタードモード
(D1)燃料噴射モードが圧縮S/Lモードである
(D2)追加リタードモードが選択されていない
・追加リタードモード
(E1)燃料噴射モードが圧縮S/Lモードである
(E2)圧縮S/Lモードの経過時間が所定時間TA以上である
(E3)冷却水温Wが所定水温W0以下である
(E4)触媒温度Cが所定温度C0以下である
-Normal ignition mode (C1) The fuel injection mode is the normal injection mode-Retard mode (D1) The fuel injection mode is the compression S / L mode (D2) The additional retard mode is not selected-Additional retard mode (E1 ) fuel injection mode is the compression S / L mode (E2) the elapsed time of the compression S / L mode is not less than the predetermined time T a (E3) the cooling water temperature W is less than a predetermined water temperature W 0 (E4) catalyst temperature C is below a predetermined temperature C 0
なお、点火時期のリタードによってエンジン出力が低下する場合には、気筒内への吸入空気量が増量されるとともに、燃料噴射制御部2で制御される燃料噴射量の目標値が増量方向に補正される。この場合、点火時期をリタードさせない場合と比較して排気流量が増大し、触媒温度がさらに上昇しやすくなる。
When the engine output decreases due to the ignition timing retard, the intake air amount into the cylinder is increased and the target value of the fuel injection amount controlled by the fuel
負荷制御部4(負荷制御手段)は、エンジン10の負荷を増大させる制御(負荷増大制御)を実施するものである。ここでは、図示しない空調装置やオルタネーターなどを作動させる制御が実施される。エンジン10の負荷が増大するとエンジン回転数が上昇しにくくなり、燃料噴射制御部2で制御される燃料噴射量の目標値が増量方向に補正される。これに伴い、気筒内への吸入空気量も増量されるため、排気流量が増大することになり、排気温度の上昇傾向が強化される。
The load control unit 4 (load control means) performs control (load increase control) for increasing the load of the
負荷増大制御の実施条件を以下に例示する。本実施形態では、以下の条件(F1)〜(F4)が全て成立したときにエンジン10の負荷が追加される。
(F1)燃料噴射モードが圧縮S/Lモードである
(F2)圧縮S/Lモードの経過時間が所定時間TA以上である
(F3)冷却水温Wが第二所定水温W1以下である(ただし、W1<W0)
(F4)触媒温度Cが所定温度C1以下である(ただし、C1<C0)
The execution conditions of load increase control are illustrated below. In the present embodiment, the load of the
(F1) the fuel injection mode is the compression S / L mode (F2) the elapsed time of the compression S / L mode is not less than the predetermined time T A (F3) the cooling water temperature W is the second predetermined water temperature W 1 below ( However, W 1 <W 0 )
(F4) The catalyst temperature C is equal to or lower than the predetermined temperature C 1 (where C 1 <C 0 ).
[3.フローチャート]
本エンジン制御装置1を搭載した車両でエンジン10の始動時に実施される各種制御に関するフローチャートを図3〜図5に例示する。図3は燃料噴射モードの選択に関する制御のフローチャートであり、図4は点火モードの選択に関するもの、図5は負荷増大制御に関するものである。これらのフローは、エンジン10を搭載した車両のイグニッションスイッチがオン操作されると、エンジン制御装置1の内部で繰り返し実施される。
[3. flowchart]
Flowcharts relating to various controls that are performed when the
[3−1.燃料噴射モード]
図3のフローは、燃料噴射制御部2で実施される制御内容に対応する。
ステップA10では、エンジン10の始動開始からの経過時間が所定時間TSTA以上、かつ、所定時間TEND未満であるか否かが判定される。TENDの判定基準となるエンジン10の始動開始時刻は、クランクシャフト21の回転角θの変化量やエンジン回転数Ne等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A20へ進み、非成立時にはステップA50へ進んで通常噴射モードが選択される。なお、エンジン10がまだ始動していないクランキング中である場合にも、ステップA10の条件が成立しないものとしてステップA50に進み、通常噴射モードが選択される。
[3-1. Fuel injection mode]
The flow in FIG. 3 corresponds to the control content performed by the fuel
In step A10, it is determined whether the elapsed time from the start of the
ステップA20では、車両が停車中であるか否かが判定される。例えば、車速センサー9で検出された車速Vがごく小さい所定車速V0以下(なお、V0=0でもよい)であるか否かが判定される。ここでV≦V0であるときにはステップA30へ進み、V>V0であるときにはステップA50へ進む。
ステップA30では、アクセル開度Pが全閉(P=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A50へ進み、通常噴射モードが選択される。一方、アクセル操作がない場合には、ステップA40に進む。
In step A20, it is determined whether or not the vehicle is stopped. For example, it is determined whether or not the vehicle speed V detected by the
In step A30, it is determined whether or not the accelerator opening P is fully closed (P = 0). If the accelerator operation is performed here, the process proceeds to step A50, and the normal injection mode is selected. On the other hand, if there is no accelerator operation, the process proceeds to step A40.
ステップA40では、冷却水温Wが所定水温W0以下であるか否かが判定される。W≦W0であるときにはステップA60へ進み、圧縮S/Lモードが選択される。一方、W>W0であるときにはステップA50へ進み、通常噴射モードが選択される。ここでは、エンジン10が冷態であるか温態であるかを判断するための指標として所定水温W0が用いられる。
In step A40, the cooling water temperature W is equal to or less than a predetermined water temperature W 0 is determined. When W ≦ W 0 , the process proceeds to step A60, and the compression S / L mode is selected. On the other hand, when a W> W 0 proceeds to step A50, the normal injection mode is selected. Here, the predetermined water temperature W 0 is used as an index for determining whether the
[3−2.点火モード]
図4のフローは、点火時期制御部3で実施される制御内容に対応する。
ステップB10では、燃料噴射モードが圧縮S/Lモードであるか否かが判定される。このとき、圧縮S/Lモードである場合にはステップB20へ進み、圧縮S/Lモードでない場合(通常噴射モードである場合)にはステップB60へ進んで通常点火モードが選択される。なお、ステップB20に進んだ場合には圧縮S/Lモードの選択条件がすでに成立しているため、冷却水温Wは所定水温W0以下である。
[3-2. Ignition mode]
The flow in FIG. 4 corresponds to the control content performed by the ignition
In step B10, it is determined whether or not the fuel injection mode is the compression S / L mode. At this time, if the compression S / L mode is selected, the process proceeds to step B20. If the compression S / L mode is not selected (when the normal injection mode is selected), the process proceeds to step B60 and the normal ignition mode is selected. When the process proceeds to step B20, the selection condition for the compression S / L mode has already been established, so the cooling water temperature W is equal to or lower than the predetermined water temperature W 0 .
ステップB20では、圧縮S/Lモードの開始時からの経過時間が所定時間TA以上であるか否かが判定される。このステップの条件が成立しない時にはステップB50へ進み、リタードモードが選択される。一方、このステップの条件が成立する時にはステップB30へ進む。
ステップB30では、触媒温度Cが所定温度C0以下であるか否かが判定される。ここでC≦C0である場合にはステップB40へ進み、追加リタードモードが選択される。一方、C>C0である場合にはステップB50へ進み、リタードモードが選択される。触媒温度Cの判定閾値である所定温度C0は、排気温度のさらなる昇温が必要であるか否かを判断するための指標となる。
In step B20, the elapsed time from the beginning of the compression S / L mode is equal to or more than a predetermined time T A is determined. When the condition of this step is not satisfied, the process proceeds to step B50 and the retard mode is selected. On the other hand, when the condition of this step is satisfied, the process proceeds to Step B30.
In step B30, the catalyst temperature C is equal to or less than a predetermined temperature C 0 is determined. Here, if C ≦ C 0 , the process proceeds to step B40, and the additional retard mode is selected. On the other hand, if C> C 0 , the process proceeds to step B50 and the retard mode is selected. The predetermined temperature C 0 that is the determination threshold value of the catalyst temperature C is an index for determining whether or not the exhaust gas temperature needs to be further raised.
[3−3.負荷増大制御]
図5のフローは、負荷制御部4で実施される制御内容に対応する。
ステップC10では、燃料噴射モードが圧縮S/Lモードであるか否かが判定される。このとき、圧縮S/Lモードである場合にはステップC20へ進み、圧縮S/Lモードでない場合にはステップC60へ進む。
ステップC20では、圧縮S/Lモードの開始時からの経過時間が所定時間TA以上であるか否かが判定される。このステップの条件が成立しない時にはステップC60へ進み、このステップの条件が成立する時にはステップC30へ進む。
[3-3. Load increase control]
The flow in FIG. 5 corresponds to the control content executed by the
In step C10, it is determined whether or not the fuel injection mode is the compression S / L mode. At this time, if the compressed S / L mode is selected, the process proceeds to step C20. If not the compressed S / L mode, the process proceeds to step C60.
In step C20, the elapsed time from the beginning of the compression S / L mode is equal to or more than a predetermined time T A is determined. When the condition of this step is not satisfied, the process proceeds to Step C60, and when the condition of this step is satisfied, the process proceeds to Step C30.
ステップC30では、冷却水温Wが第二所定水温W1以下であるか否かが判定される。ここでW≦W1である場合にはステップC40へ進み、W>W1である場合にはステップC60へ進む。このステップでの冷却水温Wの判定閾値である第二所定水温W1は、圧縮S/Lモードの選択条件に含まれる所定水温W0よりも低い温度であり、エンジン10が冷態であるか極冷態であるかを判断するための指標となる。
At step C30, whether or not the cooling water temperature W is the second predetermined water temperature W 1 or less is determined. If W ≦ W 1 , the process proceeds to step C40, and if W> W 1 , the process proceeds to step C60. Is the second predetermined water temperature W 1 , which is the determination threshold value of the cooling water temperature W in this step, lower than the predetermined water temperature W 0 included in the selection condition of the compression S / L mode, and is the
ステップC40では、触媒温度Cが所定温度C1以下であるか否かが判定される。ここでC≦C1である場合にはステップC50へ進み、エンジン10の負荷を追加する制御が実施される。一方、C>C1である場合にはステップC60へ進み、負荷が追加されることなく本フローが終了する。触媒温度Cの判定閾値である所定温度C1も、追加リタードモードの選択条件に含まれる所定温度C0よりも低い温度であり、排気温度をより迅速に昇温させる必要があるか否かを判断するための指標となる。
In step C40, the catalyst temperature C is equal to or a predetermined temperature C 1 or less is determined. Here, if C ≦ C 1 , the process proceeds to step C50, and control for adding a load of the
[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モードの選択状態と、エンジン10に関する各種パラメーターの経時変動とを図6及び図7に示す。図6はエンジン10の冷態始動時に対応するものであり、図7は極冷態始動時に対応するものである。
[4. Action]
FIG. 6 and FIG. 7 show the selected state of the mode and the temporal variation of various parameters related to the
[4−1.冷態始動時]
図6に示す例では、エンジン10の始動前の時点での触媒温度Cが所定温度C1より高い温度である。時刻t0に車両のイグニッションスイッチがオン操作されると、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。
その後、図6(f)に示すように、時刻t1にエンジン回転数Neが所定回転数以上になると、エンジン10が始動したものと判定される。この時刻t1は、圧縮S/Lモードの選択条件に係る経過時間の計測開始時刻に相当する。エンジン10の始動直後に選択される燃料噴射モードは通常噴射モードであり、燃料噴射制御部2から直噴インジェクター11に出力される制御パルス信号は、PI噴射や吸気行程でのDI噴射を実施させるものとなる。
[4-1. During cold start]
In the example shown in FIG. 6, the catalyst temperature C before the start of the
Thereafter, as shown in FIG. 6 (f), at time t 1 the engine speed Ne becomes equal to or larger than a predetermined rotational speed, it is determined that the
時刻t1から所定時間TSTAが経過した時刻t2には、燃料噴射制御部2で圧縮S/Lモードが選択されるともに、点火時期制御部3でリタードモードが選択され、各気筒20a〜20dの点火プラグ17a〜17dでの点火時期が遅角方向に制御される。例えば、図6(d),(e)に示すように、全ての点火プラグ17a〜17dの点火時期が所定値R1に設定される。また、図6(b),(c)に示すように、全ての直噴インジェクター11a〜11dの燃料噴射時期が圧縮行程期間内の所定タイミングF1に変更される。これにより、排気温度が上昇するとともに排気流量が増大し、図6(a)に示すように触媒温度Cが上昇し、触媒が早期に活性化する。
At time t 2 from time t 1 the predetermined time T STA has elapsed, both the compression S / L mode in the fuel
時刻t2から所定時間TAが経過した時刻t3になると、点火時期制御部3で追加リタードモードが選択される。これにより、図6(d)に示すように、第二気筒20b,第三気筒20cの点火プラグ17b,17cでの点火時期がリタードモード時よりもさらに大きく遅角方向に制御され、点火時期が所定値R2に設定される。また、この点火モードの変更に伴い、燃料噴射制御部2では燃料噴射のタイミングが遅角方向に変更される。例えば、図6(b)に示すように、時刻t3以降は、第二気筒20b,第三気筒20cの直噴インジェクター11b,11cの燃料噴射タイミングがさらに遅れるように調整される。
When the time t 2 becomes the time t 3 when the predetermined time T A has passed, add the retard mode is selected by the ignition
これらの制御により排気温度の上昇傾向が強められ、図6(a)に示すように、触媒温度Cの上昇勾配が増大し、触媒の更なる活性化が促進される。なお、追加リタードモードを実施しなかった場合には、図6(a)中に破線で示すように、触媒温度Cの上昇が緩慢となる。 By these controls, the rising tendency of the exhaust temperature is strengthened, and as shown in FIG. 6A, the rising gradient of the catalyst temperature C is increased, and further activation of the catalyst is promoted. When the additional retard mode is not performed, the catalyst temperature C rises slowly as shown by the broken line in FIG.
時刻t4に触媒温度Cが所定温度C0以上になると追加リタードモードが終了し、点火時期制御部3で再びリタードモードが選択される。したがって、図6(d)に示すように、第二気筒20b,第三気筒20cの点火プラグ17b,17cの点火時期が第一気筒20a,第四気筒20dの点火プラグ17a,17dの点火時期と同じ所定値R1に再設定される。これに伴い、図6(b)に示すように、第二気筒20b,第三気筒20cの直噴インジェクター11b,11cの燃料噴射のタイミングが所定タイミングF1に戻される。
When the catalyst temperature C becomes equal to or higher than the predetermined temperature C 0 at time t 4 , the additional retard mode is terminated, and the ignition
その後、時刻t1から所定時間TENDが経過した時刻t5になると圧縮S/Lモードが終了し、燃料噴射制御部2で通常噴射モードが選択される。また、これと同時にリタードモードが終了し、点火時期制御部3で通常点火モードが選択されて、通常のエンジン10の制御が実施される。
Thereafter, from time t 1 the predetermined time T END is at time t 5 and the compression S / L mode is terminated elapsed, the normal injection mode by the fuel
[4−2.極冷態始動時]
図7に示す例では、エンジン10の始動前の時点での触媒温度Cが所定温度C1より低い温度である。この場合、時刻t3までは図6と同様の挙動を示すが、時刻t3に負荷増大制御が実施されるため、図7(g)に示すように、エンジン負荷が増大する。これにより、図7(a)に示すように、排気温度の上昇傾向がさらに強められ、触媒温度Cの上昇勾配がさらに増大する。したがって、触媒温度Cが所定温度C0に達するまでにかかる時間がさらに短縮される。
[4-2. At extremely cold start]
In the example shown in FIG. 7, the catalyst temperature C before the start of the
時刻t6に触媒温度Cが所定温度C0以上になると追加リタードモードが終了し、点火時期制御部3でリタードモードが選択されるとともに、負荷増大制御も終了する。なお、エンジン10の始動時における触媒温度Cが同一である場合、追加リタードモードが実施される時間の長さ(図7中の時刻t3から時刻t6までの期間)は、負荷増大制御を実施しない場合の時間の長さ(図6中の時刻t3から時刻t4までの期間)よりも大幅に短縮される。
When the catalyst temperature C becomes equal to or higher than the predetermined temperature C 0 at time t 6 , the additional retard mode is terminated, the retard mode is selected by the ignition
[5.効果]
(1)上記のエンジン制御装置1では、圧縮行程での筒内噴射を実施するエンジン10において、単純に点火時期をリタードさせるのではなく、点火順序が連続しない第二気筒20b及び第三気筒20cについての点火時期が第一気筒20a及び第四気筒20dについての点火時期よりも遅れるように、点火プラグ17a〜17dが制御される。このような制御構成により、エンジン10の回転安定性を確保しながら排気流量を増大させることができ、排気及び触媒装置22の昇温性能を向上させることができる。これにより、触媒装置22の触媒温度Cを効率的に昇温させることができ、触媒の早期活性化及び活性の更なる向上を促進することができる。
[5. effect]
(1) In the
(2)また、上記のエンジン制御装置1では、追加リタードモード時の追加リタードの対象となる気筒が第二気筒20b及び第三気筒20cであり、すなわちシリンダーブロック30の内側に配置された気筒についてのみリタード量を大きくする(点火時期を遅らせる)制御が実施される。このような制御構成により、シリンダーライナーの温度を維持しやすくすることができ、失火しにくくすることができる。また、この追加リタードモードは、エンジン10の始動直後に実施されるため、点火性及びシリンダーライナーの保温性を向上させることで、エンジン10の始動性を高めることができる。
(2) Further, in the
(3)これに加えて、上記のエンジン制御装置1では、追加リタードモード時に第二気筒20b及び第三気筒20cのみの点火時期をリタードさせるのではなく四つの気筒の全てについての点火時期をリタードさせている。これにより、全ての気筒20a〜20dから排出される排気の温度を向上させることができ、排気及び触媒装置22の昇温性能を高めることができる。また、第一気筒20a及び第四気筒20dの点火時期も併せてリタードさせることで、各気筒20の点火時期同士の間隔期間のばらつきを小さくすることができ、エンジン10の回転安定性を向上させることができる。
(3) In addition, in the
(4)さらに、上記のエンジン制御装置1では、冷却水温Wが所定水温W0以下のときに、圧縮S/Lモード及び追加リタードモードが選択される。このように、エンジン冷却水の水温を参照して燃料噴射モード及び点火モードを選択することにより、排気及び触媒装置22の昇温性能を高めるべきエンジン10の冷態始動の状態を精度よく把握することができる。
また、冷却水温Wが十分に高温であるときには、圧縮S/Lモード及び追加リタードモードを選択しなくても、触媒温度Cが早期に活性温度に達するものと考えられる。上記のエンジン制御装置1ではこのような場合に、通常噴射モード及び通常点火モードが選択されるため、排気性能を損なうことなく燃費を向上させることができる。
(4) Further, in the
Further, when the cooling water temperature W is sufficiently high, the catalyst temperature C is considered to reach the activation temperature early without selecting the compression S / L mode and the additional retard mode. In the
(5)また、上記のエンジン制御装置1では、エンジン10が極冷態始動の状態である場合には、空調装置やオルタネーターを駆動してエンジン負荷を増大させる制御が実施される。これにより、排気流量を容易に増大させることができ、排気及び触媒装置22の昇温性能をさらに向上させることができる。また、触媒温度Cが所望の温度に達するまでにかかる時間を短縮することができ、排気性能を向上させることができる。
(5) Further, in the
(6)なお、上記のエンジン制御装置1では、負荷増大制御を実施するための冷却水温Wの閾値である第二所定水温W1が、追加リタードモードを選択するための所定水温W0よりも低い温度に設定されている。つまり、上昇させるべき温度幅が比較的小さい場合には、昇温応答性の高い追加リタードモードを使用し、温度幅が比較的大きい場合には、昇温応答性の低い負荷増大制御をこれに上乗せしている。このように、要求される昇温能力に応じて追加リタードモードを負荷増大制御よりも優先的に実施することにより、迅速に排気温度及び触媒温度Cを高めつつ、追加リタードのみでは賄いきれない温度上昇分を負荷増大制御に負担させて、排気及び触媒装置22の昇温性能を向上させることができる。
(6) In the
(7)また、上記のエンジン制御装置1では、追加リタードモードの選択条件として触媒温度Cを参照しており、具体的には触媒温度Cが所定温度C0以下のときに追加リタードモードが選択される。このような制御構成により、排気系の昇温が必要な運転状態で、その排気系を確実に昇温させることができる。また、触媒温度Cが所定温度C0を超えた場合には追加リタードモードが終了して通常のリタードモードが選択されるため、点火リタードに伴う燃料の浪費を抑制することができ、燃費を向上させることができる。
(7) In the
(8)また、上記のエンジン制御装置1では、圧縮S/Lモード下で追加リタードモードが選択される。つまり、圧縮S/Lモードによるリタード量に対して、追加リタードモードによるリタード量が加算されることになる。これにより、例えば吸気行程に燃料を噴射する通常噴射モード下で追加リタードモードを選択した場合と比較して、点火時期の変更幅(トータルのリタード量)を大きくすることができ(つまり、点火時期を大幅にリタードさせることができ)、エンジンの回転安定性を確保しつつ排気及び触媒装置22の昇温性能を向上させることができる。
(8) Further, in the
(9)また、圧縮S/Lモードに関して、上記のエンジン制御装置1では、図6(b),図7(b)に示すように、追加リタードモードが開始されたときにDI噴射のタイミングをさらに遅らせる制御が実施される。このように、点火時期だけでなく燃料噴射のタイミングをもリタードさせる調整を加えることにより、追加リタードモードでのリタード量をさらに大きくすることができ、エンジンの回転安定性を確保しつつ排気及び触媒装置22の昇温性能を向上させることができる。
(9) Further, regarding the compressed S / L mode, the
(10)なお、直列四気筒エンジン10での追加リタードモードの制御においては、第二気筒20b及び第三気筒20cを追加リタードの対象とすることが好ましい。すなわち、これらの気筒は、点火順序が連続しないという条件を満足するだけでなく、シリンダーブロック30の内側に配置されているという条件をも満足するからである。
上記のエンジン制御装置1ではこのような第二気筒20b及び第三気筒20cの点火プラグ17b,17cでの点火時期を追加リタードの対象としているため、エンジン10の回転安定性と点火性とをともに向上させることができ、排気及び触媒装置22の昇温性能を向上させることができる。
(10) In addition, in the control of the additional retard mode in the in-line four-
In the
[6.変形例等]
上述の実施形態では、エンジン10の始動時の制御モードとして、通常噴射モード,圧縮S/Lモード,通常点火モード,リタードモード,追加リタードモード等の各種モードを備えたエンジン制御装置1を例示したが、これらの制御モードは上述のエンジン制御装置1に必須の要素ではない。
また、上述の実施形態における諸条件(A1)〜(F4)は実施形態における例示に過ぎず、これらに加えて、又は代えて他の条件を設けることが可能であり、必要に応じて取捨選択することも可能である。少なくとも、直噴圧縮行程噴射の実施時に上記の追加リタードモードが選択されるような条件を設けることで、上述の実施形態と同様の効果を奏する制御を実現することが可能である。
[6. Modified example]
In the above-described embodiment, the
Further, the conditions (A1) to (F4) in the above-described embodiment are merely examples in the embodiment, and other conditions can be provided in addition to or in place of these, and are selected as necessary. It is also possible to do. By providing a condition that at least the above-described additional retard mode is selected at the time of performing the direct injection compression stroke injection, it is possible to realize control that exhibits the same effect as the above-described embodiment.
例えば、上述の実施形態ではエンジン10が冷態始動状態であるか否かを判定するのに冷却水温Wの情報を用いるものを提示したが、冷却水温Wの代わりに外気温度や触媒温度C,排気通路18内の排気温度,エキゾーストマニホールド28の排気温度等を用いてもよいし、これらに相当する他のパラメーターを用いてもよい。あるいは、エンジン10が始動してからの経過時間のみをパラメーターとしてもよい。
この場合、冷却水温Wの大小に関わらず、始動してからの経過時間が十分でないときには常にエンジン10が冷態始動状態であるものと判断することも可能である。なお、具体的な他のパラメーターの例としては、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。
For example, in the above-described embodiment, the information on the cooling water temperature W is used to determine whether or not the
In this case, it is possible to always determine that the
また、上述の実施形態では、圧縮S/Lモードの選択条件と追加リタードモードの選択条件とが異なるものを示したが、より簡便な制御手法としてはこれらの各モードの選択条件を同一にすることも考えられる。例えば、エンジン10の始動時に圧縮S/Lモードと追加リタードモードとが常に同時に選択される制御構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the compression S / L mode selection condition and the additional retard mode selection condition are different from each other. However, as a simpler control method, the selection condition of each mode is the same. It is also possible. For example, a control configuration in which the compression S / L mode and the additional retard mode are always selected simultaneously when the
また、上述の実施形態の図6(d)では、追加リタードモード時の点火時期が所定値R2に固定されているものが示されているが、追加リタードモード時のリタード量(点火時期の所定値R1とR2との差の大きさ)を冷却水温Wや触媒温度C,外気温度等に応じて変更する構成としてもよい。例えば、冷却水温Wが低温であるほど追加リタード量を増大させて、排気や触媒装置22の昇温効果を高めてもよい。
負荷増大制御に関しても同様であり、冷却水温Wや触媒温度C,外気温度等に応じて、追加する負荷の大きさを変更する構成としてもよい。例えば、冷却水温Wが低温であるほど追加する負荷の大きさを増大させることが考えられる。このような制御により、排気及び触媒装置22の昇温性能を向上させることができる。
Further, in FIG. 6 of the above embodiments (d), although the ignition timing at the time of additional retard mode is shown that is fixed to a predetermined value R 2, when adding the retard mode retard amount (ignition timing The magnitude of the difference between the predetermined values R 1 and R 2 may be changed according to the cooling water temperature W, the catalyst temperature C, the outside air temperature, and the like. For example, the additional retard amount may be increased as the cooling water temperature W is lower, and the temperature rise effect of the exhaust or the
The same applies to the load increase control, and the size of the load to be added may be changed according to the cooling water temperature W, the catalyst temperature C, the outside air temperature, or the like. For example, it is conceivable to increase the magnitude of the load to be added as the cooling water temperature W is lower. By such control, the temperature rise performance of the exhaust and the
また、上述の実施形態では、直列四気筒エンジン10における制御内容を詳述したが、エンジン10の燃焼形式や気筒数はこれに限定されない。少なくとも筒内噴射を実施する多気筒のエンジンであれば、ガソリンエンジン,ディーゼルエンジンの何れであっても上記の制御を実施することが可能である。
なお、追加リタードモード時に追加リタードの対象となる気筒は、少なくとも点火順序が連続しないものであればよいため、一気筒のみをリタードさせる場合にはどの気筒を対象気筒として設定してもよい。例えば、第二気筒20bのみを追加リタードの対象気筒としてもよいし、第四気筒20dのみを対象気筒としてもよい。
In the above-described embodiment, the details of control in the in-line four-
It should be noted that the cylinders subject to the additional retard in the additional retard mode only need to have at least an ignition order that is not continuous, and therefore, when only one cylinder is retarded, any cylinder may be set as the target cylinder. For example, only the
また、複数の気筒20を対象気筒とする場合には、第二気筒20b及び第三気筒20cの代わりに、第一気筒20a及び第四気筒20dを追加リタードの対象気筒としてもよい。少なくとも点火順序が連続しなければよいため、点火順序が連続しない気筒の組み合わせの中から適宜選択することができる。
When a plurality of
1 エンジン制御装置
2 燃料噴射制御部(燃料噴射制御手段)
3 点火時期制御部(点火制御手段)
4 負荷制御部(負荷制御手段)
5 冷却水温センサー(水温検出手段)
6 触媒温度センサー(触媒温度検出手段)
10 エンジン(内燃機関)
11 直噴インジェクター
17 点火プラグ
20 気筒
DESCRIPTION OF
3 Ignition timing control unit (ignition control means)
4 Load control unit (load control means)
5 Cooling water temperature sensor (water temperature detection means)
6 Catalyst temperature sensor (catalyst temperature detection means)
10 Engine (Internal combustion engine)
11
Claims (5)
前記内燃機関の各気筒内への燃料噴射を圧縮行程で実施する燃料噴射制御手段と、
前記燃料噴射制御手段による燃料噴射時に、点火順序が連続しない一部の気筒の点火時期を他の気筒の点火時期よりもリタードさせる点火制御手段と
を備えたことを特徴とする、内燃機関の制御装置。 A control device for a multi-cylinder internal combustion engine that performs in-cylinder injection,
Fuel injection control means for performing fuel injection into each cylinder of the internal combustion engine in a compression stroke;
Ignition control means for retarding the ignition timings of some cylinders whose ignition order is not continuous during the fuel injection by the fuel injection control means more than the ignition timings of other cylinders apparatus.
前記点火制御手段が、前記水温検出手段で検出された前記冷却水温が所定水温以下のときに、全気筒の点火時期をリタードさせるとともに、所定期間後に前記一部の気筒の点火時期を他の気筒の点火時期よりもリタードさせる
ことを特徴とする、請求項1記載の内燃機関の制御装置。 Water temperature detection means for detecting the cooling water temperature of the internal combustion engine,
The ignition control means retards the ignition timings of all cylinders when the cooling water temperature detected by the water temperature detection means is equal to or lower than a predetermined water temperature, and sets the ignition timings of some cylinders to other cylinders after a predetermined period. 2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the retarding is performed with respect to the ignition timing.
前記点火制御手段は、全気筒の点火時期のリタードから所定時間経過後における前記触媒温度が所定値以下である場合に、前記一部の気筒の点火時期を他の気筒の点火時期よりもリタードさせる
ことを特徴とする、請求項2記載の内燃機関の制御装置。 Comprising catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the catalyst device provided in the exhaust system of the internal combustion engine,
The ignition control means retards the ignition timing of some of the cylinders from the ignition timing of the other cylinders when the catalyst temperature is equal to or lower than a predetermined value after a lapse of a predetermined time from the ignition timing retard of all the cylinders. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein:
前記負荷制御手段は、全気筒の点火時期のリタードから所定時間経過後に前記水温検出手段で検出された前記冷却水温が前記所定水温よりも低い第二所定水温以下のときに、前記負荷を増大させる
ことを特徴とする、請求項2又は3記載の内燃機関の制御装置。 Load control means for controlling the load size of the internal combustion engine based on the cooling water temperature detected by the water temperature detection means;
The load control means increases the load when the cooling water temperature detected by the water temperature detection means is equal to or lower than a second predetermined water temperature lower than the predetermined water temperature after a predetermined time has elapsed since the ignition timing retard of all cylinders. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, characterized by the above.
前記点火制御手段が、前記複数の気筒のうち、少なくとも端部以外に配置された気筒の点火時期をリタードさせる
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の内燃機関の制御装置。 The internal combustion engine has a plurality of cylinders arranged in a row,
5. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the ignition control unit retards an ignition timing of at least one of the plurality of cylinders other than the end portion. Control device.
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