JP2013142338A - Internal combustion engine control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
従来、例えば、特開2009−162216号公報に開示されているように、排気マニホールドや排気ポートに空燃比センサを取り付けた構成の内燃機関が知られている。空燃比センサ等の排気ガスは、内燃機関の排気通路に取り付けられるものであり、排気触媒の手前或いは排気触媒の後ろの位置に取り付けられることが多い。例えば、ターボチャージャを備える過給内燃機関では、センサ出力が安定するという理由から、タービンよりも下流に空燃比センサを設ける構成がある。 Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-162216, an internal combustion engine having a configuration in which an air-fuel ratio sensor is attached to an exhaust manifold or an exhaust port is known. Exhaust gas such as an air-fuel ratio sensor is attached to an exhaust passage of an internal combustion engine, and is often attached at a position before the exhaust catalyst or behind the exhaust catalyst. For example, a supercharged internal combustion engine equipped with a turbocharger has a configuration in which an air-fuel ratio sensor is provided downstream of a turbine because the sensor output is stable.
一方、排気系の設計上、排気ガスセンサ取付け位置を決定する要素として、気筒間インバランス検出性やセンサ暖機性も考慮に入れられる。そのような考慮に基づき、排気ガスセンサを排気系の上流位置すなわち排気マニホールドや排気ポートに取り付ける構成も検討されている。上記公報の空燃比センサもその一例である。 On the other hand, in the design of the exhaust system, inter-cylinder imbalance detectability and sensor warm-up property are also taken into consideration as factors for determining the exhaust gas sensor mounting position. Based on such considerations, a configuration in which the exhaust gas sensor is attached to an upstream position of the exhaust system, that is, an exhaust manifold or an exhaust port has been studied. The air-fuel ratio sensor disclosed in the above publication is an example.
吸気バルブと排気バルブとの間にバルブオーバーラップが存在する場合、吸入した新気の一部が燃焼に寄与せずに排気ポートおよび排気通路下流へと流出しうる。これはいわゆる「吹き抜け」と呼ばれている。以下、「吹き抜けにより燃焼に寄与することなく排気通路に流出した空気」を、単に「吹き抜け空気」とも称す。 When a valve overlap exists between the intake valve and the exhaust valve, a part of the intake fresh air can flow out downstream of the exhaust port and the exhaust passage without contributing to combustion. This is called “blow-through”. Hereinafter, “air that has flowed into the exhaust passage without contributing to combustion due to blow-through” is also simply referred to as “blow-through air”.
上記従来の技術のごとく排気系上流に空燃比センサを取り付けた場合、吹き抜け空気に空燃比センサが直接に接する。その結果、その空燃比センサは、吹き抜け空気をリーンのガスであると感知する。一方、吹き抜けの終了後、筒内に充填された空気に対して燃料噴射がされ、燃焼が行われることで、その後の排気行程では既燃ガスが排気通路へ流出する。上記空燃比センサにとって、この既燃ガスは、吹き抜け空気よりもリッチなガスである。このように、吹き抜け空気と既燃ガスとを排気ガスセンサが交互に検出することになると、空燃比制御等の観点から不要なセンサ出力変動を招いてしまうため、好ましくない。 When the air-fuel ratio sensor is attached upstream of the exhaust system as in the conventional technique, the air-fuel ratio sensor is in direct contact with the blow-by air. As a result, the air-fuel ratio sensor senses the blow-by air as lean gas. On the other hand, after completion of the blow-through, fuel is injected into the air filled in the cylinder and combustion is performed, so that burned gas flows out into the exhaust passage in the subsequent exhaust stroke. For the air-fuel ratio sensor, the burned gas is richer than the blown air. Thus, if the exhaust gas sensor alternately detects the blow-by air and the burned gas, it is not preferable because an unnecessary sensor output fluctuation is caused from the viewpoint of air-fuel ratio control or the like.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吹き抜け空気に起因する、排気通路に流出する排気ガスの空燃比変動を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a control device for an internal combustion engine that can suppress fluctuations in the air-fuel ratio of exhaust gas flowing into an exhaust passage caused by blow-by air. For the purpose.
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関に設けられた燃料噴射弁と、
前記内燃機関の気筒内に供給された吸入空気のうち燃焼に寄与しない吹き抜け空気の量である吹き抜け空気量と、前記気筒内に充填される筒内空気量と、を算出する算出手段と、
前記燃料噴射弁の燃料噴射量を計算する計算手段であって、前記吹き抜け空気量に応じた第1噴射量と前記筒内空気量に応じた第2噴射量とを計算する計算手段と、
前記気筒の吹き抜けのときに前記第1噴射量に基づいて前記燃料噴射弁が前記気筒に対して燃料噴射を行いかつ前記吹き抜けの終了後に前記第2噴射量に基づいて前記燃料噴射弁が前記気筒に対して燃料噴射を行うように、前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
A fuel injection valve provided in the internal combustion engine;
Calculating means for calculating a blow-through air amount that is an amount of blow-through air that does not contribute to combustion among intake air supplied into the cylinder of the internal combustion engine, and an in-cylinder air amount filled in the cylinder;
Calculating means for calculating a fuel injection amount of the fuel injection valve, wherein the calculating means calculates a first injection amount corresponding to the blow-by air amount and a second injection amount corresponding to the in-cylinder air amount;
The fuel injection valve injects fuel into the cylinder based on the first injection amount when the cylinder is blown through, and the fuel injection valve is based on the second injection amount after the blow-through is completed. Fuel injection control means for controlling the fuel injection valve so as to inject fuel into
It is characterized by providing.
第2の発明は、第1の発明において、
前記計算手段は、
前記吹き抜け空気および前記第1噴射量の燃料による空燃比である吹き抜けガス空燃比と前記第2噴射量の燃料による排気ガス空燃比との差が所定範囲内となるように、前記第1噴射量および第2噴射量を計算する手段を、
含むことを特徴とする。
According to a second invention, in the first invention,
The calculating means includes
The first injection amount so that the difference between the blow-by gas air-fuel ratio that is the air-fuel ratio of the blow-by air and the fuel of the first injection amount and the exhaust gas air-fuel ratio of the second injection amount of fuel is within a predetermined range. And means for calculating the second injection amount,
It is characterized by including.
第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記計算手段は、
目標空燃比に基づいて、前記吹き抜け空気量に応じた前記第1噴射量を計算する第1計算手段と、
前記目標空燃比に基づいて、前記筒内空気量に応じた前記第2噴射量を計算する第2計算手段と、
を含むことを特徴とする。
According to a third invention, in the first or second invention,
The calculating means includes
First calculation means for calculating the first injection amount according to the blow-through air amount based on a target air-fuel ratio;
Second calculating means for calculating the second injection amount according to the in-cylinder air amount based on the target air-fuel ratio;
It is characterized by including.
第4の発明は、第1乃至第3の発明のいずれか1つにおいて、
前記気筒の排気ポートに連通する排気マニホールドと、
前記排気マニホールドと連通する排気管と、
前記排気管に備えられたタービンを備えるターボチャージャと、
前記排気ポート、前記排気マニホールド、又は前記排気管における前記タービンよりも上流部位に備えられた、空燃比センサと、
前記空燃比センサの出力を前記燃料噴射弁の燃料噴射量にフィードバックするフィードバック制御手段と、
を備えることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
An exhaust manifold communicating with the exhaust port of the cylinder;
An exhaust pipe communicating with the exhaust manifold;
A turbocharger comprising a turbine provided in the exhaust pipe;
An air-fuel ratio sensor provided upstream of the turbine in the exhaust port, the exhaust manifold, or the exhaust pipe;
Feedback control means for feeding back the output of the air-fuel ratio sensor to the fuel injection amount of the fuel injection valve;
It is characterized by providing.
第1の発明によれば、筒内空気量に応じた燃焼に必要な燃料噴射のみならず、気筒からの吹き抜け空気に対しても燃料噴射を行うことができる。従って、吹き抜け空気に起因する排気通路に流出する排気ガスの空燃比変動を、抑制することができる。 According to the first aspect of the invention, fuel injection can be performed not only for fuel injection necessary for combustion according to the amount of cylinder air but also for blown-through air from the cylinder. Therefore, the air-fuel ratio fluctuation of the exhaust gas flowing out to the exhaust passage due to the blow-by air can be suppressed.
第2の発明によれば、吹き抜けガス空燃比と排気ガス空燃比との間の空燃比変動を所定範囲内に抑制できるため、空燃比変動を一層抑制することができる。 According to the second aspect, the air-fuel ratio fluctuation between the blow-by gas air-fuel ratio and the exhaust gas air-fuel ratio can be suppressed within a predetermined range, so that the air-fuel ratio fluctuation can be further suppressed.
第3の発明によれば、吹き抜け空気量と筒内空気量のそれぞれに対する燃料噴射量を共通の目標空燃比に基づいて計算することができるため、空燃比変動を的確に抑制することができる。 According to the third aspect of the invention, the fuel injection amount for each of the blow-through air amount and the in-cylinder air amount can be calculated based on the common target air-fuel ratio, so that the air-fuel ratio fluctuation can be suppressed accurately.
第4の発明によれば、空燃比変動の的確な抑制を行いつつ、排気系上流位置へ空燃比センサを搭載することができる。その結果、フィードバック制御の精度低下を抑制しつつ、気筒間インバランス検出性やセンサ暖機性の向上が可能である。 According to the fourth invention, the air-fuel ratio sensor can be mounted at the upstream position of the exhaust system while accurately suppressing the fluctuation of the air-fuel ratio. As a result, it is possible to improve the inter-cylinder imbalance detectability and the sensor warm-up property while suppressing a decrease in accuracy of the feedback control.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の制御装置の構成を、これが適用される可変動弁装置付の内燃機関システム構成とともに説明するための全体構成図である。本実施の形態の内燃機関システムは、ガソリンエンジンであるエンジン10を備えている。エンジン10の各気筒には、ピストン14が設けられており、ピストン14により燃焼室が形成されている。ピストン14は、エンジン10の出力軸であるクランク軸18に連結されている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is an overall configuration diagram for explaining the configuration of a control device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention, together with the configuration of an internal combustion engine system with a variable valve device to which the control device is applied. The internal combustion engine system of the present embodiment includes an
図1には便宜上1つの気筒12のみが図示されているが、実際には、エンジン10は、気筒12を4つ備えた直列4気筒ガソリンエンジンであるものとする。車両搭載用のエンジンは多くの場合複数の気筒を備えており、エンジン10もこれと同様に複数の気筒を備えたものである。
Although only one
各気筒12には、吸気ポート20に燃料を噴射するポート噴射弁22と、燃焼室に設けられた点火プラグ16と、吸気ポート20を筒内に対して開,閉する吸気バルブ26と、が設けられている。また、気筒12には、気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁24も備えられている。
Each
エンジン10は、各気筒12の吸気ポート20に吸入空気を吸込む吸気通路38を備えている。各気筒12の吸気ポート20のそれぞれは、吸気通路38の一部を構成する吸気マニホールドで合流している。吸気通路38には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ42と、電子制御式のスロットルバルブ44とが設けられている。スロットルバルブ44は、アクセル開度等に基いて駆動され、吸入空気量を調整する。
The
気筒12は排気ポート30に連通しており、排気ポート30を筒内に対して開,閉する排気バルブ32が設けられている。気筒12のそれぞれの排気ポート30は、排気マニホールド50で合流している。排気マニホールド50は排気管51と連通している。排気マニホールド50には空燃比センサ52が取り付けられており、このように排気系上流への空燃比センサ52の配置により、気筒間インバランス検出性やセンサ暖機性の向上が可能である。また、排気圧センサ54が排気管51に取り付けられている。
The
エンジン10は、排気圧を利用して吸入空気を過給する過給機62を備えている。過給機62は、排気通路に設けられたタービン66と、吸気通路38に設けられたコンプレッサ64とを有している。そして、過給機62の作動時には、タービン66が排気圧を受けて回転することによりコンプレッサ64を駆動し、これによりコンプレッサ64が吸入空気を過給する。
The
エンジン10は、可変動弁装置としてのVVT40を備えている。VVT40は、吸気バルブ26の位相(開閉タイミング)を可変に設定する吸気バルブ位相可変機構と、排気バルブ32の位相(開閉タイミング)を可変に設定する排気バルブ位相可変機構と、を構成している。VVT40により吸気バルブ26および排気バルブ32の位相をそれぞれ進角または遅角させることができ、両バルブのバルブオーバーラップ量を調節することができる。なお、VVT40は、吸気バルブ26および排気バルブ32の作用角(開弁期間)及びリフト量を可変に設定する作用角可変機構を備えていてもよい。
The
さらに、本実施の形態のシステムは、クランク角センサ49及び吸気圧センサ46を含むセンサ系統と、エンジン10の運転状態を制御するECU(Electronic Control Unit)70とを備えている。まず、センサ系統について説明すると、クランク角センサ49は、クランク軸18の回転に同期した信号を出力するもので、ECU70は、この出力に基いてエンジン回転数(機関回転数)及びクランク角を検出することができる。吸気圧センサ46は、吸入空気の圧力(過給圧)を検出するものであり、吸気ポート20が連通する吸気マニホールド内の吸気圧力を検出できる。
Furthermore, the system of the present embodiment includes a sensor system including a
また、センサ系統には、車両やエンジンの制御に必要な各種のセンサ(例えばエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、カムシャフトの回転角を検出するカム角センサ等)が含まれており、これらのセンサはECU70の入力側に接続されている。ECU70の出力側には、スロットルバルブ44、ポート噴射弁22および筒内噴射弁24、点火プラグ16、VVT40等を含む各種のアクチュエータが接続されている。
The sensor system also includes various sensors necessary for vehicle and engine control (for example, a water temperature sensor that detects the temperature of engine cooling water, an accelerator opening sensor that detects the accelerator opening, and a camshaft rotation angle). Cam angle sensors and the like), and these sensors are connected to the input side of the
そして、ECU70は、エンジンの運転情報をセンサ系統により検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ49の出力に基いてエンジン回転数とクランク角とを検出し、エアフローセンサ42により吸入空気量を算出する。また、吸入空気量、エンジン回転数等に基いてエンジンの負荷(負荷率)を算出する。そして、クランク角に基いて燃料噴射時期や点火時期を決定し、これらの時期が到来したときには、ポート噴射弁22、筒内噴射弁24や点火プラグ16を駆動する。これにより、筒内で混合気を燃焼させ、エンジンを運転することができる。さらに、ECU70は、VVT40を駆動することにより、吸気バルブ26、排気バルブ32の位相等を制御する。
Then, the
[実施の形態1の動作]
(吹き抜け空気による問題)
排気マニホールド50に空燃比センサ52を取り付けた場合、バルブオーバーラップにより吹き抜けた空気のみが空燃比センサ52に直接あたると、これに応じたリーンを示すセンサ出力が発せられる。一方、気筒12の燃焼室内において吹き抜け空気分だけ空気が不足した状態で燃焼が行われると、排出された既燃ガスはリッチとなる。このようなリーン雰囲気とリッチ雰囲気が繰り返し空燃比センサ52に到達してしまうと、出力値がリーンとリッチの往復を繰り返し、ハンチングを招き、フィードバック制御の精度低下を招く。
[Operation of Embodiment 1]
(Problems caused by blow-by air)
When the air-
図7は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の制御装置において解決される吹き抜け空気による問題を説明するための図である。図中の太線矢印は、ガスの流れを表している。図7(A)は排気行程を示しており、燃焼後の排出ガスが排気ポート30へと流出し、空燃比センサ52はリッチガスを検出する。次に、図7(B)は吸気行程におけるバルブオーバーラップ中の様子を示しており、新気の一部が吹き抜けて、空燃比センサ52がリーンを検出する。次いで、図7(C)は排気バルブ32が閉じた後、つまり吹き抜けが終了した後を示しており、残りの空気が気筒12内に充填して燃焼に寄与する。筒内噴射弁24が燃料Inj400を噴射している。
FIG. 7 is a diagram for explaining a problem caused by blow-by air that is solved in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. Thick line arrows in the figure represent the gas flow. FIG. 7 (A) shows the exhaust stroke. The exhaust gas after combustion flows out to the
仮に、燃焼室内から排出されるガスをストイキ(あるいは目標A/F)に制御したとしても、吹き抜け空気によるリーン出力(図7(B)参照)は避けられない。すなわち、仮に、図7(C)において、吹き抜けを考慮した正確な筒内空気量を算出し、燃料Inj400をこれに応じた燃料噴射量に設定したとする。しかしながら、例え図7(C)で筒内A/Fを目標A/Fに制御しても、次回の排気行程(図7(A)参照)での排出ガスの空燃比が改善されるにとどまり、図7(B)の吹き抜け空気によるリーンは解消しない。
Even if the gas discharged from the combustion chamber is controlled to stoichiometric (or target A / F), lean output (see FIG. 7B) due to blow-by air is inevitable. That is, suppose that in FIG. 7C, an accurate in-cylinder air amount is calculated in consideration of the blow-by, and the
(実施の形態1の燃料噴射動作)
図2は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の制御装置の燃料噴射動作を示す模式図である。図中の太線矢印は、ガスの流れを表している。実施の形態1では、図2(A)の排気行程の後、図2(B)の吸気行程のバルブオーバーラップ中の吹き抜け中も、燃料噴射を実行する。つまり、図2(B)において、筒内噴射弁24が燃料Inj1を噴射している。これにより、新気の一部および燃料の一部が、排気ポート30に吹き抜ける。さらに、実施の形態1では、排気バルブ32が閉じた後に、筒内噴射弁24が燃料Inj2を噴射する。図2(B)および図2(C)それぞれのタイミングで、少なくとも1回ずつ、燃料噴射を実施する。
これにより、筒内空気量に応じた燃焼に必要な燃料噴射のみならず、気筒12からの吹き抜け空気に対しても燃料噴射を行うことができる。従って、吹き抜け空気に起因する排気ポート30および排気マニホールド50に流出する排気ガスの空燃比変動を、抑制することができる。
(Fuel injection operation of Embodiment 1)
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a fuel injection operation of the control device for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. Thick line arrows in the figure represent the gas flow. In the first embodiment, after the exhaust stroke in FIG. 2 (A), fuel injection is also performed during the blow-through during valve overlap in the intake stroke in FIG. 2 (B). That is, in FIG. 2B, the in-
Thereby, not only the fuel injection required for the combustion according to the amount of in-cylinder air but also the fuel injection can be performed for the blow-by air from the
特に、実施の形態1では、吹き抜け空気量に対して目標A/Fとなる燃料噴射量(燃料Inj1)を、吸入空気が吹き抜けているときに噴射する。さらに、筒内空気量に対して目標A/Fとなる燃料噴射量(燃料Inj2)を、吸入空気が吹き抜けていないとき(排気バルブ32が閉じた後)に噴射する。総噴射量を、Inj1とInj2とに分割するものである。吹き抜け空気量と筒内空気量のそれぞれに対する燃料噴射量を共通の目標A/Fに基づいて計算することができるため、空燃比変動を的確に抑制することができる。吹き抜けたガスと燃焼ガスが同一のA/Fとなれば、空燃比センサ52の出力を安定させることができる。
In particular, in the first embodiment, the fuel injection amount (fuel Inj1) that becomes the target A / F with respect to the blow-through air amount is injected when the intake air is blown through. Further, the fuel injection amount (fuel Inj2) that becomes the target A / F with respect to the in-cylinder air amount is injected when the intake air is not blown through (after the
[実施の形態1の具体的処理]
図3は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関の制御装置において、ECU70が実行するルーチンのフローチャートである。
[Specific Processing in First Embodiment]
FIG. 3 is a flowchart of a routine executed by the
図3のルーチンでは、先ず、ECU70が、実バルブオーバーラップ量が所定値を超えているか否かを判定する判定処理を実行する(ステップS100)。この判定処理は、VVT40の位相から実バルブオーバーラップ量を算出し、所定値と比較する処理である。このステップの条件が不成立(No)であれば、今回のルーチンが終了する。
In the routine of FIG. 3, first, the
次いで、ECU70が、サージタンク圧力が排気圧力を超えているか否かを判定する処理を実行する(ステップS102)。この処理は、吸気圧センサ46の出力から求めたサージタンク圧力と、排気圧センサ54から求めた排気圧力とを比較する比較処理を実行する。このステップの条件が不成立(No)であれば、今回のルーチンが終了する。
Next, the
ステップS102の条件の成立(Yes)があった場合には、ECU70は、吸入空気の吹き抜け有無の判断フラグをTrueとする処理を実行する(ステップS104)。ステップS102でサージタンク圧力のほうが高いと判定された場合には、ステップS100の成立も考慮して、吸入空気の一部が吹き抜けていると判断することができるからである。
When the condition in step S102 is satisfied (Yes), the
次に、ECU70は、吹き抜け空気量および筒内空気量を算出する算出処理を実行する(ステップS106)。この算出処理は、例えば、特開2006−177193号公報に開示されている計算技術を用いて作成すればよい。或いは、オーバーラップ量、エンジン回転数、サージタンク圧力および排気圧力等との関係を規定したマップや数式を記憶し、これらのマップや数式を関数として用いて、この算出処理を実行しても良い。
Next, the
次に、ECU70は、燃料噴射量の分割を行う処理を実行する(ステップS108)。ステップS108の処理は、総噴射量を、噴射量A1および噴射量A2に分割する処理である。噴射量A1は、吹き抜け空気量に対して目標A/Fとなる噴射量である。噴射量A2は、筒内空気量に対して目標A/Fとなる噴射量である。
Next, the
次に、ECU70は、燃料噴射を実施するための処理を実行する(ステップS110)。このステップでは、ECU70が筒内噴射弁24を制御することにより、筒内噴射弁24が吸入空気が吹き抜けている時に上記噴射量A1に基づいて燃料噴射を実行し(図2(B)の燃料Inj1)、かつ、筒内噴射弁24が吸入空気が吹き抜けていない時に噴射量A2に基づいて燃料噴射を実行する(図2(C)の燃料Inj2)。
Next, the
その後、今回のルーチンが終了し、点火プラグ16の着火、燃焼、排気行程へと進む。
Thereafter, the current routine ends, and the process proceeds to ignition, combustion, and exhaust stroke of the
なお、実施の形態1では、エンジン10が、ポート噴射弁22および筒内噴射弁24を備えるデュアルインジェクションシステムを備えている。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、燃料噴射弁を1つだけ備える内燃機関に対しても本発明を適用することができる。その1つの燃料噴射弁で、多段噴射を実施すればよい。例えば、ポート噴射弁22のみを備える構成として、吹き抜け時の噴射と、排気バルブ32閉弁後の噴射の両方を、ポート噴射弁22に実施させても良い。また、筒内噴射弁24のみを備える構成として、吹き抜け時の噴射と、排気バルブ32閉弁後の噴射の両方を、筒内噴射弁24に実施させても良い。
In the first embodiment, the
実施の形態2.
図4は、本発明の実施の形態2にかかる内燃機関の制御装置において、ECU70が実行するルーチンのフローチャートである。実施の形態2は、ECU70が図4に示すルーチンを実行する点を除き、実施の形態1と同様のハードウェア構成、ソフトウェア構成を備えるものとする。図4のフローチャートは、ステップS108に代えてステップS208の処理を備えている点を除き、図3のフローチャートと同じである。
Embodiment 2.
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the
図4のルーチンでは、先ず、ECU70が、実施の形態1にかかる図3のフローチャートと同様に、ステップS100、S102、S104およびS106の処理を実行する。
In the routine of FIG. 4, first, the
次に、ECU70は、燃料噴射量の分割を行う処理を実行する(ステップS208)。
ステップS208の処理は、総噴射量を噴射量A1および噴射量A2に分割する処理である点は、ステップS108の処理と同様である。ただし、ステップS208は、噴射量A1と噴射量A2への総噴射量の分割を、吹き抜けガス空燃比と排気ガス空燃比との間の差が一定範囲内に収まるように、実施する。より好ましくは、空燃比センサ52が吹き抜けガスの検出時に示すセンサ出力と、空燃比センサ52が排気ガス空燃比の検出時に示すセンサ出力との間の差(出力差)が、一定値以内になるように、噴射量A1と噴射量A2への総噴射量の分割を実施する。この「一定範囲」や「一定値」は、センサ出力値の荒れが発生しない程度の値に定める。空燃比センサ52に対して異なる空燃比のガスが当たることによる空燃比制御性悪化を抑制するためである。
Next, the
The process in step S208 is the same as the process in step S108 in that the total injection amount is divided into an injection amount A1 and an injection amount A2. However, in step S208, the total injection amount is divided into the injection amount A1 and the injection amount A2 so that the difference between the blow-by gas air-fuel ratio and the exhaust gas air-fuel ratio falls within a certain range. More preferably, the difference (output difference) between the sensor output indicated when the air-
次に、ECU70は、図3のフローチャートと同様に、ステップS110の処理を実行する。その後、今回のルーチンが終了し、点火プラグ16の着火、燃焼、排気行程へと進む。
Next, the
以上の処理によれば、吹き抜けガス空燃比と排気ガス空燃比と間の空燃比変動を所定範囲内に抑制できるため、空燃比変動を一層抑制することができる。 According to the above process, the air-fuel ratio fluctuation between the blow-by gas air-fuel ratio and the exhaust gas air-fuel ratio can be suppressed within a predetermined range, so that the air-fuel ratio fluctuation can be further suppressed.
実施の形態3.
エンジン10はポート噴射弁22を持っているため、ポート噴射弁22による空燃比制御も可能である。要求燃料噴射量が多い場合や、燃料と空気との均質性が悪い場合には、ポート噴射弁22も併用することで、さらに広い領域で、吹き抜けガスと燃焼ガスを目標A/Fに制御することができる。実施の形態3は、このような技術的思想に基づくものである。
Embodiment 3 FIG.
Since the
図5は、本発明の実施の形態3にかかる内燃機関の制御装置の燃料噴射動作を示す模式図である。図中の太線矢印は、ガスの流れを表している。実施の形態3では、図5(A)の排気行程の後、図5(B)の吸気行程のバルブオーバーラップ中の吹き抜け中も、燃料噴射を実行する。
図5(B)において、ポート噴射弁22が燃料Inj12を噴射し、筒内噴射弁24が燃料Inj11を噴射している。ポート噴射弁22は、「吹き抜け空気に対して噴射すべき燃料」の一部を噴射し、その残部が筒内噴射弁24で噴射される。さらに、実施の形態3では、排気バルブ32が閉じた後に、ポート噴射弁22が燃料Inj14を噴射し、筒内噴射弁24が燃料Inj13を噴射している。ポート噴射弁22は、「筒内空気に対して噴射すべき燃料」の一部を噴射し、その残部が筒内噴射弁24で噴射される。なお、筒内噴射弁24を併用せずにポート噴射弁22が各タイミングで噴射すべき燃料の全部を噴射して、筒内噴射弁24の噴射を控えても良い。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a fuel injection operation of the control device for the internal combustion engine according to the third embodiment of the present invention. Thick line arrows in the figure represent the gas flow. In Embodiment 3, after the exhaust stroke in FIG. 5 (A), fuel injection is also performed during the blow-through during valve overlap in the intake stroke in FIG. 5 (B).
In FIG. 5B, the
図6は、本発明の実施の形態3にかかる内燃機関の制御装置において、ECU70が実行するルーチンのフローチャートである。実施の形態3は、ECU70が図6に示すルーチンを実行する点を除き、実施の形態1と同様のハードウェア構成、ソフトウェア構成を備えるものとする。図6のフローチャートは、ステップS110に代えてステップS310およびS312の処理を備えている点を除き、図3のフローチャートと同じである。
FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by the
図6のルーチンでは、先ず、ECU70が、実施の形態1にかかる図3のフローチャートと同様に、ステップS100からS108までの処理を実行する。
In the routine of FIG. 6, first, the
次に、ECU70は、燃料噴射を実施するための処理を実行する(ステップS310およびS312)。
このステップでは、ECU70が筒内噴射弁24を制御することにより、先ず吸入空気が吹き抜けている時に、上記噴射量A1に基づいてポート噴射弁22および筒内噴射弁24が燃料噴射を実行する(図5(B)の燃料Inj11および燃料Inj12)。吸入空気が吹き抜けている期間(バルブオーバーラップ中)に、噴射量A1の一部をポート噴射弁22に噴射させる。噴射量A1の全部をポート噴射弁22で噴射させても良い。
次に、ECU70が筒内噴射弁24を制御することにより、吸入空気が吹き抜けていない期間(排気バルブ32が閉じた後)に、上記噴射量A2に基づいてポート噴射弁22および筒内噴射弁24が燃料噴射を実行する(図5(C)の燃料Inj13および燃料Inj14)。吸入空気が吹き抜けていない期間(排気バルブ32が閉じた後の吸気行程中)に、噴射量A2の一部をポート噴射弁22に噴射させる。噴射量A2の全部をポート噴射弁22で噴射させても良い。
Next, the
In this step, the
Next, the
その後、今回のルーチンが終了し、点火プラグ16の着火、燃焼、排気行程へと進む。
Thereafter, the current routine ends, and the process proceeds to ignition, combustion, and exhaust stroke of the
以上説明した処理によれば、ポート噴射弁22も併用することで、さらに広い領域で、吹き抜けガスと燃焼ガスを目標A/Fに制御することができる。
According to the processing described above, by using the
10 エンジン
12 気筒
14 ピストン
16 点火プラグ
18 クランク軸
20 吸気ポート
22 ポート噴射弁
24 筒内噴射弁
26 吸気バルブ
30 排気ポート
32 排気バルブ
38 吸気通路
42 エアフローセンサ
44 スロットルバルブ
46 吸気圧センサ
49 クランク角センサ
50 排気マニホールド
51 排気管
52 空燃比センサ
54 排気圧センサ
62 過給機
64 コンプレッサ
66 タービン
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記内燃機関の気筒内に供給された吸入空気のうち燃焼に寄与しない吹き抜け空気の量である吹き抜け空気量と、前記気筒内に充填される筒内空気量と、を算出する算出手段と、
前記燃料噴射弁の燃料噴射量を計算する計算手段であって、前記吹き抜け空気量に応じた第1噴射量と前記筒内空気量に応じた第2噴射量とを計算する計算手段と、
前記気筒の吹き抜けのときに前記第1噴射量に基づいて前記燃料噴射弁が前記気筒に対して燃料噴射を行いかつ前記吹き抜けの終了後に前記第2噴射量に基づいて前記燃料噴射弁が前記気筒に対して燃料噴射を行うように、前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A fuel injection valve provided in the internal combustion engine;
Calculating means for calculating a blow-through air amount that is an amount of blow-through air that does not contribute to combustion among intake air supplied into the cylinder of the internal combustion engine, and an in-cylinder air amount filled in the cylinder;
Calculating means for calculating a fuel injection amount of the fuel injection valve, wherein the calculating means calculates a first injection amount corresponding to the blow-by air amount and a second injection amount corresponding to the in-cylinder air amount;
The fuel injection valve injects fuel into the cylinder based on the first injection amount when the cylinder is blown through, and the fuel injection valve is based on the second injection amount after the blow-through is completed. Fuel injection control means for controlling the fuel injection valve so as to inject fuel into
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記吹き抜け空気および前記第1噴射量の燃料による空燃比である吹き抜けガス空燃比と前記第2噴射量の燃料による排気ガス空燃比との差が所定範囲内となるように、前記第1噴射量および第2噴射量を計算する手段を、
含むことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The calculating means includes
The first injection amount so that the difference between the blow-by gas air-fuel ratio that is the air-fuel ratio of the blow-by air and the fuel of the first injection amount and the exhaust gas air-fuel ratio of the second injection amount of fuel is within a predetermined range. And means for calculating the second injection amount,
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
目標空燃比に基づいて、前記吹き抜け空気量に応じた前記第1噴射量を計算する第1計算手段と、
前記目標空燃比に基づいて、前記筒内空気量に応じた前記第2噴射量を計算する第2計算手段と、
を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 The calculating means includes
First calculation means for calculating the first injection amount according to the blow-through air amount based on a target air-fuel ratio;
Second calculating means for calculating the second injection amount according to the in-cylinder air amount based on the target air-fuel ratio;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
前記排気マニホールドと連通する排気管と、
前記排気管に備えられたタービンを備えるターボチャージャと、
前記排気ポート、前記排気マニホールド、又は前記排気管における前記タービンよりも上流部位に備えられた、空燃比センサと、
前記空燃比センサの出力を前記燃料噴射弁の燃料噴射量にフィードバックするフィードバック制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 An exhaust manifold communicating with the exhaust port of the cylinder;
An exhaust pipe communicating with the exhaust manifold;
A turbocharger comprising a turbine provided in the exhaust pipe;
An air-fuel ratio sensor provided upstream of the turbine in the exhaust port, the exhaust manifold, or the exhaust pipe;
Feedback control means for feeding back the output of the air-fuel ratio sensor to the fuel injection amount of the fuel injection valve;
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012003224A JP2013142338A (en) | 2012-01-11 | 2012-01-11 | Internal combustion engine control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012003224A JP2013142338A (en) | 2012-01-11 | 2012-01-11 | Internal combustion engine control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013142338A true JP2013142338A (en) | 2013-07-22 |
Family
ID=49039053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012003224A Pending JP2013142338A (en) | 2012-01-11 | 2012-01-11 | Internal combustion engine control device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2013142338A (en) |
-
2012
- 2012-01-11 JP JP2012003224A patent/JP2013142338A/en active Pending
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