JP2013231407A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、過給機付き内燃機関を制御するうえで好適な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device, and more particularly to an internal combustion engine control device suitable for controlling an internal combustion engine with a supercharger.
従来、例えば特許文献1には、火花点火式筒内噴射型内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の内燃機関は、バルブオーバーラップ期間を調整可能な可変バルブタイミング機構と、ターボ過給機とを備えている。この従来の制御装置では、排気性能向上とトルク向上との両立を図るために、筒内空燃比を出力空燃比に制御しつつ、排気管内の空燃比を理論空燃比とするためにバルブオーバーラップ期間の調整によってスカベンジ量(燃焼室を介した吸気通路から排気通路への吹き抜け空気量)が調整されるようになっている。
Conventionally, for example,
上記特許文献1に記載のような制御を行う場合において、スカベンジ量が多くなり過ぎて筒内空燃比が出力空燃比よりもリッチとなる場合には、バルブオーバーラップ期間の設定量が制限されてしまい、内燃機関が発することのできるトルクが制限されてしまうことが懸念される。
When performing the control as described in
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、燃焼室を介した吸気通路から排気通路への新気の吹き抜けが生ずる状況下において、内燃機関の出力性能の低下と燃費の低下とを抑制しつつ排気ガスの空燃比を目標空燃比に制御することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In a situation where fresh air is blown from the intake passage to the exhaust passage through the combustion chamber, the output performance of the internal combustion engine is reduced and the fuel consumption is reduced. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can control the air-fuel ratio of exhaust gas to a target air-fuel ratio while suppressing the decrease of the exhaust gas.
第1の発明は、過給機を具備する内燃機関の制御装置において、
吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とをオーバーラップさせることによって吸気通路から筒内に流入した空気の一部が排気通路に排出されるスカベンジ制御の実行中に排気ガスの空燃比が目標空燃比になる量の燃料が筒内に供給された場合に筒内の空燃比が出力空燃比よりも小さくなるときには、筒内の空燃比が出力空燃比となるように筒内に燃料を供給する第1燃料噴射を実行するとともに、排気ガスの空燃比が目標空燃比になるように排気ガス中に燃料を供給する前記第1燃料噴射とは別の第2燃料噴射を実行することを特徴とする。
1st invention is the control apparatus of the internal combustion engine which comprises a supercharger,
The air-fuel ratio of the exhaust gas during the execution of the scavenge control in which a part of the air flowing into the cylinder from the intake passage is discharged to the exhaust passage by overlapping the valve opening period of the intake valve and the valve opening period of the exhaust valve When the amount of fuel that will be the target air-fuel ratio is supplied into the cylinder and the air-fuel ratio in the cylinder becomes smaller than the output air-fuel ratio, the fuel in the cylinder is set so that the air-fuel ratio in the cylinder becomes the output air-fuel ratio. And a second fuel injection different from the first fuel injection for supplying fuel into the exhaust gas so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the target air-fuel ratio. It is characterized by.
また、第2の発明は、第1の発明において、
排気ガス中の特定成分を浄化する触媒を排気通路に具備し、該触媒がそこに流入する排気ガスの空燃比が特定の空燃比であるときに浄化率が予め定められた浄化率よりも高くなる触媒であり、目標空燃比が前記特定の空燃比に設定されることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
A catalyst for purifying a specific component in the exhaust gas is provided in the exhaust passage, and when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is a specific air-fuel ratio, the purification rate is higher than a predetermined purification rate. The target air-fuel ratio is set to the specific air-fuel ratio.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
スカベンジ制御の実行中に吸気通路から筒内を介して排気通路に吹き抜ける空気の量を吹き抜け空気量と称するものとしたとき、スカベンジ制御の非実行中に筒内の空燃比を目標空燃比とする量の燃料をスカベンジ制御の実行中に噴射したときに筒内の空燃比を出力空燃比以上に維持するために許容される吹き抜け空気量の上限値が目標空燃比と出力空燃比との間の関係に基づいて許容吹き抜け空気量として算出され、スカベンジ制御の実行中の実際の吹き抜け空気量が前記許容吹き抜け空気量よりも多いときに筒内の空燃比が出力空燃比よりも小さくなると判断されることを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
When the amount of air blown from the intake passage to the exhaust passage through the cylinder during the execution of the scavenge control is referred to as the blow-off air amount, the air-fuel ratio in the cylinder is set as the target air-fuel ratio during the non-execution of the scavenge control. When the amount of fuel is injected during the execution of scavenge control, the upper limit value of the blow-through air amount that is allowed to maintain the air-fuel ratio in the cylinder at or above the output air-fuel ratio is between the target air-fuel ratio and the output air-fuel ratio. It is calculated as an allowable blow-by air amount based on the relationship, and it is determined that the air-fuel ratio in the cylinder is smaller than the output air-fuel ratio when the actual blow-through air amount during execution of the scavenge control is larger than the allowable blow-through air amount. It is characterized by that.
また、第4の発明は、第3の発明において、
筒内に流入する空気の量である筒内流入空気量を検出する筒内流入空気量センサと、筒内圧を検出する筒内圧センサとを更に具備し、前記筒内流入空気量センサによって検出される筒内流入空気量から前記筒内圧センサによって検出される筒内圧に基づいて算出される筒内充填空気量を差し引くことによって吹き抜け空気量が算出されることを特徴とする。
Moreover, 4th invention is set in 3rd invention,
An in-cylinder inflow air amount sensor that detects an in-cylinder inflow air amount that is the amount of air that flows into the cylinder, and an in-cylinder pressure sensor that detects in-cylinder pressure, and further detected by the in-cylinder inflow air amount sensor. The blow-through air amount is calculated by subtracting the in-cylinder charged air amount calculated based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor from the in-cylinder inflow air amount.
また、第5の発明は、第4の発明において、
前記算出された筒内充填空気量と前記算出された吹き抜け空気量との和に基づいて排気ガスの空燃比を目標空燃比とするために必要な燃料の量が総燃料噴射量として算出され、スカベンジ制御の実行中に前記第1燃料噴射と前記第2燃料噴射とによって前記総燃料噴射量の燃料が噴射されることを特徴とする。
The fifth invention is the fourth invention, wherein
Based on the sum of the calculated in-cylinder charged air amount and the calculated blow-through air amount, the amount of fuel necessary to make the air-fuel ratio of the exhaust gas the target air-fuel ratio is calculated as the total fuel injection amount, During the execution of scavenge control, the total fuel injection amount of fuel is injected by the first fuel injection and the second fuel injection.
また、第6の発明は、第1〜第5の発明のいずれかにおいて、
筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を具備し、前記第1燃料噴射による筒内への燃料の供給が前記燃料噴射弁からの燃料噴射によって実現され、前記第2燃料噴射による排気ガス中への燃料の供給が排気弁の開弁期間における前記燃料噴射弁からの燃料噴射によって実現されることを特徴とする。
Moreover, 6th invention is either 1st-5th invention,
A fuel injection valve for directly injecting fuel into the cylinder; fuel supply to the cylinder by the first fuel injection is realized by fuel injection from the fuel injection valve; and in the exhaust gas by the second fuel injection The fuel is supplied to the fuel by the fuel injection from the fuel injection valve during the opening period of the exhaust valve.
また、第7の発明は、第1〜第5の発明のいずれかにおいて、
吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を具備し、前記第1燃料噴射による筒内への燃料の供給が吸気弁の開弁期間における前記燃料噴射弁からの燃料噴射によって実現され、前記第2燃料噴射による排気ガス中への燃料の供給が吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とがオーバーラップしている期間における前記燃料噴射弁からの燃料噴射によって実現されることを特徴とする。
In addition, a seventh invention is any one of the first to fifth inventions,
A fuel injection valve for injecting fuel into the intake passage, and the supply of fuel into the cylinder by the first fuel injection is realized by fuel injection from the fuel injection valve during a valve opening period of the intake valve; The fuel supply to the exhaust gas by the fuel injection is realized by the fuel injection from the fuel injection valve in a period in which the valve opening period of the intake valve and the valve opening period of the exhaust valve overlap. To do.
第1の発明によれば、スカベンジ制御の実行中に筒内の空燃比が出力空燃比よりも小さくなり、その結果、内燃機関の出力性能と燃費とが低下する状況下において、筒内の空燃比が出力空燃比に制御されることから、内燃機関の出力性能の低下と燃費の低下とが抑制され、また、排気ガスの空燃比が目標空燃比になるように排気ガス中に燃料が供給されることから、排気ガスの空燃比が目標空燃比に制御される。 According to the first invention, the air-fuel ratio in the cylinder becomes smaller than the output air-fuel ratio during execution of the scavenge control, and as a result, the air-fuel ratio in the cylinder is reduced under a situation where the output performance and fuel consumption of the internal combustion engine are reduced. Since the fuel ratio is controlled to the output air-fuel ratio, the reduction in output performance and fuel consumption of the internal combustion engine are suppressed, and fuel is supplied into the exhaust gas so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the target air-fuel ratio. Therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled to the target air-fuel ratio.
第2の発明によれば、排気ガスの空燃比が触媒の浄化率が予め定められた浄化率よりも高くなる空燃比(すなわち、特定の空燃比)に制御されることから、触媒の高い浄化率が得られる。 According to the second invention, since the air-fuel ratio of the exhaust gas is controlled to an air-fuel ratio (that is, a specific air-fuel ratio) at which the purification rate of the catalyst is higher than a predetermined purification rate, high purification of the catalyst. Rate is obtained.
第3の発明によれば、目標空燃比と出力空燃比との間の関係を用いれば筒内の空燃比が出力空燃比よりも小さいか否かを判断するための許容吹き抜け空気量が正確に算出されることから、筒内の空燃比が出力空燃比よりも小さいか否かが正確に判断される。 According to the third aspect of the invention, if the relationship between the target air-fuel ratio and the output air-fuel ratio is used, the allowable blow-through air amount for determining whether the in-cylinder air-fuel ratio is smaller than the output air-fuel ratio is accurately determined. Since it is calculated, it is accurately determined whether or not the air-fuel ratio in the cylinder is smaller than the output air-fuel ratio.
第4の発明によれば、吹き抜け空気量を算出する具体的な手段が提供される。 According to the fourth aspect of the invention, specific means for calculating the amount of blown air is provided.
第5の発明によれば、第1燃料噴射と第2燃料噴射とを実現する具体的な手段が提供される。 According to the fifth invention, specific means for realizing the first fuel injection and the second fuel injection are provided.
第6の発明によれば、内燃機関が筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を具備する場合において、第1燃料噴射と第2燃料噴射とを実現する具体的な手段が提供される。 According to the sixth invention, when the internal combustion engine includes a fuel injection valve that directly injects fuel into the cylinder, specific means for realizing the first fuel injection and the second fuel injection are provided.
第7の発明によれば、内燃機関が吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を具備する場合において、第1燃料噴射と第2燃料噴射とを実現する具体的な手段が提供される。 According to the seventh aspect, when the internal combustion engine includes a fuel injection valve for injecting fuel into the intake passage, specific means for realizing the first fuel injection and the second fuel injection are provided.
実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、一例としてガソリンエンジンであるものとする。内燃機関10の燃焼室には、吸気通路12および排気通路14が連通している。
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration of an
吸気通路12の入口近傍には、エアクリーナ16が配置されている。エアクリーナ16の下流側の吸気通路12には、吸気通路12に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ18が設けられている。エアフローメータ18よりも下流側の吸気通路12には、ターボ過給機20のコンプレッサ20aが配置されている。
An
コンプレッサ20aよりも下流側の吸気通路12には、コンプレッサ20aにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ22が配置されている。インタークーラ22よりも下流側の吸気通路12には、電子制御式のスロットルバルブ24が設けられている。吸気通路12には、コンプレッサ20aをバイパスするためのエアバイパス通路26が接続されている。エアバイパス通路26の途中には、エアバイパス通路26を流れる空気の流量を制御するためのエアバイパスバルブ(ABV)28が配置されている。また、スロットルバルブ24の下流側の吸気通路12(サージタンク)には、この部位における吸気圧力を検出する吸気圧センサ30が取り付けられている。
An
内燃機関10の各気筒には、燃焼室内(筒内)に直接燃料を噴射するための筒内噴射弁32、および、混合気に点火するための点火プラグ34がそれぞれ設けられている。また、内燃機関10の各気筒には、筒内圧を検出するための筒内圧センサ36が取り付けられている。
Each cylinder of the
また、内燃機関10は、吸気弁(図示省略)の開閉時期を連続的に可変とする吸気可変動弁機構38と、排気弁(図示省略)の開閉時期を連続的に可変とする排気可変動弁機構40とを備えている。
The
排気通路14には、ターボ過給機20のタービン20bが配置されている。タービン20bよりも下流側の排気通路14には、排気ガスを浄化するための排気浄化触媒として、触媒(三元触媒)42等が配置されている。触媒42の上流側の排気通路14には、触媒42に流入する排気ガス(各気筒から排出された排気ガス)の空燃比に対してほぼリニアな出力を発するA/Fセンサ44が配置されている。
A
排気通路14には、タービン20bをバイパスしてタービン20bの入口側と出口側とを接続する排気バイパス通路46が接続されている。排気バイパス通路46の途中には、排気バイパス通路46の開閉を担うウェイストゲートバルブ(WGV)48が設置されている。
Connected to the
更に、図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50の入力部には、上述したエアフローメータ18、吸気圧センサ30、筒内圧センサ36およびA/Fセンサ44に加え、クランク角やエンジン回転数を検出するためのクランク角センサ52等の内燃機関10の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。また、ECU50の出力部には、上述したスロットルバルブ24、ABV28、筒内噴射弁32、点火プラグ34、可変動弁機構38、40およびWGV48等の内燃機関10の運転を制御するための各種のアクチュエータが接続されている。ECU50は、それらのセンサ出力に基づいて、所定のプログラムに従って上記各種のアクチュエータを駆動することにより、内燃機関10の運転状態を制御するものである。
Further, the system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. In addition to the
(燃焼室を介した吸気通路から排気通路への新気の吹き抜けによるスカベンジ効果)
上述した構成を有する可変動弁機構38、40によれば、吸気弁の開閉時期の進角値と排気弁の開閉時期の遅角値のうちの少なくとも一方を変更することにより、吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を増減することができる。
(Scavenging effect by blowing new air through the combustion chamber from the intake passage to the exhaust passage)
According to the variable valve mechanisms 38 and 40 having the above-described configuration, the intake valve opening / closing timing is changed by changing at least one of the advance value of the intake valve opening / closing timing and the retard value of the exhaust valve opening / closing timing. The valve overlap period in which the valve period and the exhaust valve opening period overlap can be increased or decreased.
ターボ過給機20を備える本実施形態の内燃機関10では、高負荷領域においてターボ過給機20による過給によって(吸気弁の上流の)吸気圧力が(排気弁の下流の)排気圧力よりも高くなる。このような圧力条件が成立する高負荷領域において(上記可変動弁機構38等による制御によって、もしくは予め設定された吸排気弁のバルブタイミングによって)バルブオーバーラップ期間が設定されていると、新気(吸気)が燃焼室を介して吸気通路12から排気通路14に向けて吹き抜けるという現象が生ずる。このような新気の吹き抜けが発生していると、通常であれば燃焼室のすきま容積分は少なくとも存在してしまう筒内の残留ガスを、吸気通路12からの新気を用いて押し出すことによって掃気し、新気に置き換えることができる(スカベンジ効果)。これにより、内燃機関10のトルク向上などの効果を得ることができる。
In the
[実施の形態1の制御]
新気の吹き抜けが生じている状況下では、筒内に流入する空気量(以下、「筒内流入空気量」と称する)のうちの一部が筒内に残留して(充填されて)燃焼に用いられ、その残りは、燃焼に付されることなく排気通路14に吹き抜けることとなる。従って、筒内流入空気量(すなわち、エアフローメータ18により計測される吸入空気量(AFM通過流量))は、筒内に充填される空気量(筒内充填空気量)と筒内を吹き抜ける空気量(吹き抜け空気量)との和となる。排気通路14では、筒内充填空気と吹き抜け空気とが合流するので、排気通路14を流れる排気ガスの流量は、筒内流入空気量(AFM通過流量)と等しくなる。
[Control of Embodiment 1]
In a situation where fresh air is blown out, a part of the amount of air flowing into the cylinder (hereinafter referred to as “in-cylinder inflow air amount”) remains (fills) in the cylinder and burns. The remainder is blown through the
新気の吹き抜けが発生する上記高負荷領域において理論空燃比(ストイキ)となるように筒内空燃比が制御されると、触媒42の上流を流れる排気ガスの空燃比(以下、単に「排気空燃比」と略する)は理論空燃比よりもリーンとなる。その結果、排気性能が悪化してしまう。そこで、本実施形態では、新気の吹き抜けの発生中に触媒42等による排気ガスの浄化性能を好適に確保するために、排気空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量が制御されるようになっている。このような制御の実行中に筒内流入空気量中に占める新気の吹き抜け量の割合(以下、「スカベンジ率」と称する)が高くなると、筒内流入空気量中に占める筒内充填空気量の割合が減少するため、筒内空燃比がリッチとなる。吹き抜け空気量が増えることで筒内空燃比が出力空燃比(ガソリンエンジンでは、12.5程度)よりもリッチとなると、内燃機関10のトルクが減少する。以下、図2を参照して、より詳細に説明する。
When the in-cylinder air-fuel ratio is controlled so that the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric) is obtained in the high load region where fresh air is blown out, the air-fuel ratio (hereinafter simply referred to as “exhaust air”) of the exhaust gas flowing upstream of the
図2は、スカベンジ率(AFM通過流量/筒内充填空気量)と内燃機関10のトルクとの関係を説明するための図である。より具体的には、図2は、筒内充填空気量が一定であって、排気空燃比が理論空燃比に制御されているものとした状況下におけるスカベンジ率の変化に対するトルクの変化を表したものである。ここでは、スカベンジ率は、筒内流入空気量(AFM通過流量)を筒内充填空気量で除した値として定義されている。
FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the scavenging rate (AFM passage flow rate / cylinder charge air amount) and the torque of the
図2(C)に示すように、筒内充填空気量が一定の下でスカベンジ率が増えるということは、AFM通過流量が増加することを意味する。この場合に、図2(B)に示すように、AFM通過流量と等しい流量の排気ガスについての空燃比である排気空燃比を理論空燃比に維持すると、筒内空燃比は、スカベンジ率が増えるにつれ、よりリッチな値となる。内燃機関10では、理論空燃比(ガソリンエンジンでは、14.7付近)よりもリッチ側の出力空燃比(ガソリンエンジンでは、12.5付近)においてトルクが最大となる。従って、図2(A)、(B)に示すように、スカベンジ率の増大によって筒内空燃比がリッチになっていく際に、筒内空燃比が出力空燃比に達するまではトルクが増大していく。しかしながら、筒内空燃比が出力空燃比を超えてリッチ化すると、トルクが減少してしまう。
As shown in FIG. 2C, an increase in the scavenge rate when the cylinder air charge amount is constant means that the AFM passage flow rate increases. In this case, as shown in FIG. 2B, when the exhaust air / fuel ratio, which is the air / fuel ratio of the exhaust gas having a flow rate equal to the AFM passage flow rate, is maintained at the stoichiometric air / fuel ratio, the in-cylinder air / fuel ratio increases the scavenging rate. As the value increases, the value becomes richer. In the
図3は、トルクと(理論空燃比/筒内空燃比)とスカベンジ率との関係を表した図である。
図2(B)、(C)に示す関係より、(理論空燃比/筒内空燃比)とスカベンジ率との関係をまとめると、図3(B)に示すように表すことができる。上記図2の関係の前提がそうであるように排気空燃比が理論空燃比となる条件下において、筒内空燃比が理論空燃比となる場合には、図3(B)の縦軸である(理論空燃比/筒内空燃比)は1となり、また、新気の吹き抜けが生じていない状況であるので、図3(B)の横軸であるスカベンジ率はゼロとなる。そして、上記条件下では、スカベンジ率の増加に伴って図2(B)に示すように筒内空燃比が小さくなっていく。このため、(理論空燃比/筒内空燃比)とスカベンジ率との間には、図3(B)に示すように、スカベンジ率の増加に比例して(理論空燃比/筒内空燃比)が増加していくという関係が得られる。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between torque, (theoretical air / fuel ratio / in-cylinder air / fuel ratio), and scavenging rate.
From the relationship shown in FIGS. 2B and 2C, the relationship between (theoretical air / fuel ratio / in-cylinder air / fuel ratio) and the scavenge rate can be summarized as shown in FIG. 3 (B). When the in-cylinder air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio under the condition that the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio as the premise of the relationship of FIG. 2 above, the vertical axis of FIG. Since (theoretical air / fuel ratio / in-cylinder air / fuel ratio) is 1 and no fresh air is blown through, the scavenging rate, which is the horizontal axis in FIG. 3 (B), is zero. Under the above conditions, the in-cylinder air-fuel ratio decreases as the scavenge rate increases as shown in FIG. Therefore, between (theoretical air / fuel ratio / in-cylinder air / fuel ratio) and the scavenge rate, as shown in FIG. 3 (B), in proportion to the increase in the scavenge rate (theoretical air / fuel ratio / in-cylinder air / fuel ratio). The relationship that increases will be obtained.
従って、スカベンジ率が(理論空燃比/出力空燃比)よりも高い場合には、図3(A)、(B)に示すように、筒内空燃比が出力空燃比よりもリッチ側の値であるためにトルクが減少する状況にあることを把握できるようになる。 Therefore, when the scavenging rate is higher than (theoretical air / fuel ratio / output air / fuel ratio), as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the in-cylinder air / fuel ratio is a richer value than the output air / fuel ratio. Therefore, it becomes possible to grasp that the torque is in a decreasing state.
そこで、本実施形態では、筒内流入空気量(AFM通過流量)を筒内充填空気量で除して得られるスカベンジ率(AFM通過流量/筒内充填空気量)が理論空燃比を出力空燃比で除して得られる空燃比率(理論空燃比/出力空燃比)よりも高い場合には、筒内充填空気量との関係で特定される筒内空燃比が出力空燃比となるようにするために必要な燃料量Qin(第1の燃料量)の燃料を、噴射された燃料が筒内に充填される第1のタイミングで噴射するようにした。より具体的には、本実施形態では、このような第1のタイミングとして、排気弁の閉弁後の吸気行程中の所定のタイミングが用いられる。尚、このような第1のタイミングとして、圧縮行程が利用されていてもよい。 Therefore, in this embodiment, the scavenging rate (AFM passage flow rate / cylinder filling air amount) obtained by dividing the in-cylinder inflow air amount (AFM passage flow rate) by the in-cylinder filling air amount is the stoichiometric air-fuel ratio. When the air-fuel ratio obtained by dividing by (theoretical air-fuel ratio / output air-fuel ratio) is higher, the in-cylinder air-fuel ratio specified in relation to the in-cylinder charged air amount becomes the output air-fuel ratio. Therefore, the fuel amount Qin (first fuel amount) necessary for injection is injected at the first timing when the injected fuel is filled in the cylinder. More specifically, in the present embodiment, a predetermined timing during the intake stroke after the exhaust valve is closed is used as the first timing. Note that a compression stroke may be used as such a first timing.
更に、本実施形態では、上記スカベンジ率が上記空燃比率よりも高い場合には、排気空燃比を理論空燃比とするために上記第1の燃料量Qin以外に必要な燃料量Qex(第2の燃料量)の燃料を、噴射された燃料が筒内に充填されない第2のタイミングで噴射するようにした。より具体的には、本実施形態では、このような第2のタイミングとして、排気弁の開弁期間(排気弁の開弁以降の膨張行程、排気行程、および排気弁の閉弁前の吸気行程が該当)中の所定タイミングが用いられる。 Further, in the present embodiment, when the scavenging rate is higher than the air-fuel ratio, the fuel amount Qex (the second fuel amount required) other than the first fuel amount Qin is used to make the exhaust air-fuel ratio the stoichiometric air-fuel ratio. The amount of fuel) is injected at the second timing when the injected fuel is not filled into the cylinder. More specifically, in the present embodiment, as the second timing, the exhaust valve opening period (the expansion stroke after the exhaust valve is opened, the exhaust stroke, and the intake stroke before the exhaust valve is closed). The predetermined timing is used.
図4は、本発明の実施の形態1における特徴的な制御を実現するために、ECU50が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
FIG. 4 is a flowchart showing a control routine executed by
図4に示すルーチンでは、先ず、スカベンジ率が上記空燃比率(理論空燃比/出力空燃比)よりも高い条件が成立するか否かが判定される(ステップ100)。本ステップ100では、スカベンジ率は、既述したように(AFM通過流量/筒内充填空気量)として算出される。筒内充填空気量は、例えば、AFM通過流量(筒内流入空気量)から吹き抜け空気量を引いた値として算出することができる。そして、吹き抜け空気量自体は、例えば、エアフローメータ18を用いて検出される空気量であるAFM通過流量(筒内流入空気量)と、吸気圧力(サージタンク圧力)、排気圧力、バルブオーバーラップ量およびエンジン回転数(オーバーラップ期間中の開口時間)に基づいて算出することができる。この場合において、上記吸気圧力は、吸気圧センサ30を用いて取得することができ、排気圧力は、例えば、別途推定されるタービン回転数、WGV48の開度、および、エアフローメータ18により検出される吸入空気量などに基づいて取得することができる。従って、これらの算出結果に基づいて、上記のスカベンジ率を算出することができる。
In the routine shown in FIG. 4, it is first determined whether or not a condition that the scavenging rate is higher than the air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio / output air-fuel ratio) is satisfied (step 100). In
上記ステップ100の判定が成立する場合、つまり、筒内空燃比が出力空燃比よりもリッチとなると判断できる場合には、筒内充填空気量との関係で出力空燃比が得られるようにするために必要な第1の燃料量Qinの燃料が、(バルブオーバーラップ期間の終了後の)吸気行程中の所定のタイミング(第1のタイミング)において筒内に噴射される(ステップ102)。
When the determination in
次に、クランク角が排気弁の開き時期(EVO)に到達したか否かが判定される(ステップ104)。その結果、EVOが到来したと判定された場合には、排気空燃比を理論空燃比とするために上記第1の燃料量Qin以外に必要な第2の燃料量Qexの燃料が、排気弁の開弁期間中の所定タイミング(第2のタイミング)において筒内に噴射される(ステップ106)。本ステップ106の第2の燃料量Qexは、1サイクル中の総空気量に相当するAFM通過流量(筒内充填空気量+吹き抜け空気量)との関係で理論空燃比を得るために(すなわち、排気空燃比を理論空燃比とするために)必要な総噴射量Qallから上記第1の燃料量Qinを引いて得られる残りの値として算出することができる。
Next, it is determined whether or not the crank angle has reached the exhaust valve opening timing (EVO) (step 104). As a result, when it is determined that the EVO has arrived, the fuel of the second fuel amount Qex required other than the first fuel amount Qin in order to make the exhaust air-fuel ratio the stoichiometric air-fuel ratio is The fuel is injected into the cylinder at a predetermined timing (second timing) during the valve opening period (step 106). The second fuel amount Qex in this
以上説明した図4に示すルーチンによれば、スカベンジ率が空燃比率(理論空燃比/出力空燃比)よりも高いか否かを判定することによって、新気の吹き抜け発生時の排気空燃比を理論空燃比に制御する場合において、現在のスカベンジ率の下で筒内空燃比を出力空燃比から理論空燃比までの範囲内の値に収めておくことができるかどうかを判断できるようになる。そして、上記ルーチンによれば、スカベンジ率が上記空燃比率よりも高いことで筒内空燃比が出力空燃比よりもリッチになると判断できる場合には、筒内空燃比が出力空燃比となるように筒内に充填される第1の燃料量Qinが調整されつつ、排気空燃比を理論空燃比にするための燃料不足を補う第2の燃料量Qexについては、筒内に充填されないように排気弁の開弁期間中に噴射される。これにより、筒内に充填された空気量との関係では最大限のトルクを引き出せるようにしつつ、燃焼に寄与しない第2の燃料量Qexを排気通路14に供給することで、排気通路14内における排気空燃比としては理論空燃比に制御できるようになる。また、本実施形態の制御によれば、バルブオーバーラップ期間の変更を伴わずに上記のように筒内空燃比と排気空燃比を制御できるようになる。以上のように、本実施形態の制御によれば、新気の吹き抜け発生時の内燃機関10の出力性能と排気性能とを好適に両立させられるようになる。
According to the routine shown in FIG. 4 described above, it is determined whether or not the scavenge rate is higher than the air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio / output air-fuel ratio). In the case of controlling to the stoichiometric air-fuel ratio, it becomes possible to determine whether or not the in-cylinder air-fuel ratio can be kept within a range from the output air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio under the current scavenging rate. Then, according to the above routine, when it is determined that the in-cylinder air-fuel ratio becomes richer than the output air-fuel ratio because the scavenging rate is higher than the air-fuel ratio, the in-cylinder air-fuel ratio becomes the output air-fuel ratio. The second fuel amount Qex that compensates for the shortage of fuel to make the exhaust air-fuel ratio the stoichiometric air-fuel ratio while the first fuel amount Qin charged into the cylinder is adjusted is exhausted so as not to be filled in the cylinder. Injected during valve opening. As a result, the maximum amount of torque can be drawn in relation to the amount of air charged in the cylinder, and the second fuel amount Qex that does not contribute to combustion is supplied to the
尚、上述した実施の形態1においては、ECU50がエアフローメータ18を用いてAFM通過流量を取得することにより前記第1の発明における「筒内流入空気量取得手段」が、ECU50が上記ステップ100の処理を実行することにより前記第1の発明における「筒内充填空気量取得手段」が、ECU50が上記ステップ100の判定が成立する場合に上記ステップ102の処理を実行することにより前記第1の発明における「第1の燃料噴射制御手段」が、ECU50が上記ステップ100の判定が成立する場合に上記ステップ104および106の処理を実行することにより前記第1の発明における「第2の燃料噴射制御手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
実施の形態2.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に図4に示すルーチンに代えて後述の図5に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the
本実施形態においても、排気通路14への新気の吹き抜けの発生時には、実施の形態1のものと基本的に同様の制御が実施されるようになっている。本実施形態は、このような制御の実施時に、筒内圧センサ36の出力を利用して算出した筒内充填空気量Ga_cpsに基づいて、排気弁の開弁期間中に噴射する第2の燃料量Qex’を決定する点に更なる特徴を有している。
Also in the present embodiment, when a fresh air blown into the
図5は、本発明の実施の形態2における特徴的な制御を実現するために、ECU50が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図5において、実施の形態1における図4に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
FIG. 5 is a flowchart showing a control routine executed by the
図5に示すルーチンでは、ステップ100においてスカベンジ率(AFM通過流量/筒内充填空気量)が上記空燃比率(理論空燃比/出力空燃比)よりも高い条件が成立すると判定された場合には、次いで、見込みの筒内充填空気量Ga_fwdとの関係で出力空燃比が得られるようにするために必要な第1の燃料量Qin’の燃料が、(バルブオーバーラップ期間の終了後の)吸気行程中の所定のタイミング(第1のタイミング)において筒内に噴射される(ステップ200)。
In the routine shown in FIG. 5, if it is determined in
本ステップ200における筒内充填空気量Ga_fwdは、内燃機関10の各サイクルにおいて、実際に筒内に空気が充填される前のタイミングにおいて推定される筒内充填空気量の予測値である。このような値Ga_fwdの算出手法は特に限定されないが、例えば、上記ステップ102のために説明した手法を用いることができる。
The in-cylinder charged air amount Ga_fwd in
次に、クランク角が吸気弁の閉じ時期(IVC)に到達したか否かが判定される(ステップ202)。その結果、IVCが到来したと判定された場合には、1サイクル中の総空気量との関係で理論空燃比を得るために(すなわち、排気空燃比を理論空燃比とするために)必要な総噴射量Qall’が算出される(ステップ204)。具体的には、総噴射量Qall’は、吹き抜け空気量Ga_scvと筒内充填空気量Ga_cpsとの和である総空気量との関係で排気空燃比を理論空燃比とするための値として算出される。吹き抜け空気量Ga_scvは、例えば、上記ステップ100のために説明した手法に基づいて算出することができる。筒内充填空気量Ga_cpsは、吸気弁の閉じ時期(IVC)が到来した時点において筒内圧センサ36によって検出される筒内圧に基づいて、所定の関係式に従って算出される。
Next, it is determined whether or not the crank angle has reached the closing timing (IVC) of the intake valve (step 202). As a result, when it is determined that IVC has arrived, it is necessary to obtain the stoichiometric air-fuel ratio in relation to the total air amount in one cycle (that is, to make the exhaust air-fuel ratio the stoichiometric air-fuel ratio). A total injection amount Qall ′ is calculated (step 204). Specifically, the total injection amount Qall ′ is calculated as a value for setting the exhaust air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio in relation to the total air amount that is the sum of the blow-through air amount Ga_scv and the in-cylinder charged air amount Ga_cps. The The blown air amount Ga_scv can be calculated based on the method described for
次に、ステップ104においてクランク角が排気弁の開弁時期(EVO)に到達したと判定された場合には、次いで、排気空燃比を理論空燃比とするために上記第1の燃料量Qin’以外に必要な第2の燃料量Qex’の燃料が、排気弁の開弁期間中の所定タイミング(第2のタイミング)において筒内に噴射される(ステップ206)。本ステップ206の第2の燃料量Qex’は、上記ステップ204において算出された総噴射量Qall’から上記ステップ200において算出された第1の燃料量Qin’を引いて得られる残りの値として算出される。
Next, when it is determined in
以上説明した図5に示すルーチンによれば、筒内圧センサ36の出力を利用して筒内充填空気量Ga_cpsを算出しているので、予測による手法を用いる場合と比べ、筒内に実際に充填される空気量を精度良く算出することができる。そのうえで、上記ルーチンによれば、この筒内充填空気量Ga_cpsと吹き抜け空気量Ga_scvとの和に相当する総空気量との関係で排気空燃比を理論空燃比とするために上記第2のタイミングで噴射する第2の燃料量Qex’が決定される。これにより、吸気行程中に噴射した第1の燃料量Qin’に含まれ得る誤差を同一サイクル中に補正することができる。このため、排気通路14内の空燃比(排気空燃比)の制御精度を向上させることができる。その他、実施の形態1と同様の効果を奏する。
According to the routine shown in FIG. 5 described above, the cylinder charge air amount Ga_cps is calculated using the output of the
尚、上述した実施の形態2においては、ECU50が上記ステップ204の処理を実行することにより前記第2の発明における「吹き抜け空気量推定手段」および「筒内充填空気量取得手段」が、ECU50が上記ステップ206の処理を実行することにより前記第2の発明における「第2の燃料量算出手段」が、それぞれ実現されている。
In the second embodiment described above, the
実施の形態3.
次に、図6および図7を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
[実施の形態3のシステム構成]
図6は、本発明の実施の形態3における内燃機関60のシステム構成を説明するための図である。尚、図6において、上記図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
[System Configuration of Embodiment 3]
FIG. 6 is a diagram for explaining a system configuration of the
図6に示す内燃機関60は、筒内噴射弁32に代えて吸気通路12(より具体的には吸気ポート)に燃料を噴射するためのポート噴射弁62を備えている点を除き、上述した内燃機関10と同様に構成されている。
The
本実施形態の内燃機関60のように筒内噴射弁32を備えていない場合には、排気弁の開弁期間中に行う燃料噴射では、筒内に充填されない態様で燃料を噴射することができない場合がある。従って、新気の吹き抜け発生時に排気空燃比を理論空燃比に制御することを優先すると、スカベンジ率が上記空燃比率(理論空燃比/出力空燃比)を超えてトルク低下が生じることが想定される。
In the case where the in-
そこで、ポート噴射弁62を利用する本実施形態では、上記スカベンジ率が上記空燃比率よりも高い場合には、第1の燃料量Qinでの燃料噴射の実行後にバルブオーバーラップ期間が到来したときに、排気空燃比を理論空燃比とするために上記第1の燃料量Qin以外に必要な燃料量Qovrp(第2の燃料量)の燃料を噴射するようにした。すなわち、本実施形態においては、噴射された燃料が筒内に充填されない上記第2のタイミングとして、バルブオーバーラップ期間中の所定タイミングが該当することになる。
Therefore, in this embodiment using the
図7は、本発明の実施の形態3における特徴的な制御を実現するために、ECU50が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図7において、実施の形態1における図4に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
FIG. 7 is a flowchart showing a control routine executed by the
図7に示すルーチンでは、ステップ100においてスカベンジ率(AFM通過流量/筒内充填空気量)が上記空燃比率(理論空燃比/出力空燃比)よりも高い条件が成立すると判定された場合には、次いで、上記ステップ102と同様に算出された筒内充填空気量との関係で出力空燃比が得られるようにするために必要な第1の燃料量Qinの燃料が、吸気行程中の所定のタイミング(第1のタイミング)において吸気ポートに噴射される(ステップ300)。本実施形態ではポート噴射弁62が用いられているため、より具体的には、この場合の燃料噴射は、バルブオーバーラップ期間の終了後の吸気行程と同期して行われる吸気同期噴射である。
In the routine shown in FIG. 7, if it is determined in
次に、クランク角センサ52等を用いてバルブオーバーラップ期間の経過中であるか否かが判定される(ステップ302)。その結果、バルブオーバーラップ期間の経過中であると判定された場合には、排気空燃比を理論空燃比とするために上記第1の燃料量Qin以外に必要な第2の燃料量Qovrpの燃料が、バルブオーバーラップ期間中の所定タイミング(第2のタイミング)において噴射される(ステップ304)。本ステップ304の第2の燃料量Qovrpは、1サイクル中の総空気量に相当するAFM通過流量(筒内充填空気量+吹き抜け空気量)との関係で理論空燃比を得るために(すなわち、排気空燃比を理論空燃比とするために)必要な総噴射量Qallから上記第1の燃料量Qinを引いて得られる残りの値として算出することができる。
Next, it is determined whether or not the valve overlap period is in progress using the
以上説明した図7に示すルーチンによれば、スカベンジ率が上記空燃比率よりも高いことで筒内空燃比が出力空燃比よりもリッチになると判断できる場合には、筒内空燃比が出力空燃比となるように筒内に充填される第1の燃料量Qinが調整されつつ、排気空燃比を理論空燃比とするための燃料不足を補う第2の燃料量Qovrpについては、筒内に充填されないようにバルブオーバーラップ期間中に噴射される。バルブオーバーラップ期間中にポート噴射弁62による燃料噴射が行われると、燃焼室を介して排気通路14に吹き抜ける新気と同期して第2の燃料量Qovrpの燃料が、(第1の燃料量Qinでの燃料噴射が実行された後に同一サイクルの終了時に到来する)バルブオーバーラップ期間中において筒内に充填されずに排気通路14に導入される。これにより、筒内に充填された空気量との関係では最大限のトルクを引き出せるようにしつつ、燃焼に寄与しない第2の燃料量Qovrpを排気通路14に供給することで、排気通路14内における排気空燃比としては理論空燃比に制御できるようになる。このため、本実施形態の制御によっても、実施の形態1と同様の効果を奏する。
According to the routine shown in FIG. 7 described above, when the scavenging rate is higher than the air-fuel ratio, it can be determined that the in-cylinder air-fuel ratio becomes richer than the output air-fuel ratio. The second fuel amount Qovrp, which compensates for the shortage of fuel to make the exhaust air / fuel ratio the stoichiometric air / fuel ratio, is adjusted while the first fuel amount Qin charged into the cylinder is adjusted to become the fuel ratio. So that it is not injected during the valve overlap period. When fuel injection by the
尚、上記実施の形態は、理論空燃比が目標空燃比とされている内燃機関に本発明を適用した場合の実施の形態であるが、本発明は、理論空燃比よりもリーンな空燃比が目標空燃比とされている内燃機関にも適用可能であり、また、理論空燃比よりもリッチな空燃比であり且つ出力空燃比よりもリーンな空燃比が目標空燃比とされている内燃機関にも適用可能である。 In the above embodiment, the present invention is applied to an internal combustion engine in which the stoichiometric air-fuel ratio is the target air-fuel ratio. However, the present invention has an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. The present invention can also be applied to an internal combustion engine having a target air-fuel ratio, and is also applicable to an internal combustion engine having an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio and leaner than the output air-fuel ratio. Is also applicable.
上記実施の形態1の三元触媒42は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときに排気ガス中の一酸化炭素と窒素酸化物と未燃炭化水素とを同時に高い浄化率でもって浄化することができる触媒である。従って、上記実施の形態は、三元触媒を具備する内燃機関に本発明を適用した場合の実施の形態であるが、本発明は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな特定の空燃比であるときに浄化率が予め定められた浄化率よりも高くなる触媒を具備する内燃機関にも適用可能であり、また、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな特定の空燃比であるときに浄化率が予め定められた浄化率よりも高くなる触媒を具備する内燃機関にも適用可能である。また、これらの場合、予め定められた浄化率よりも高い浄化率を実現するためには、上記特定の空燃比が目標空燃比とされる。
The three-
また、上記実施の形態において、スカベンジ率の算出に用いられる筒内充填空気量は、例えば、筒内圧センサ36の出力を利用して算出される。
In the above embodiment, the in-cylinder charged air amount used for calculating the scavenge rate is calculated using, for example, the output of the in-
また、上記実施の形態として具現化されている技術思想(以下「第1の技術思想」)は、広く表現すれば、過給機を具備する内燃機関の制御装置において、吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とをオーバーラップさせることによって吸気通路から筒内に流入した空気の一部が排気通路に排出されるスカベンジ制御の実行中に排気ガスの空燃比が目標空燃比になる量の燃料が筒内に供給された場合に筒内の空燃比が出力空燃比よりも小さくなるときには、筒内の空燃比が出力空燃比となるように筒内に燃料を供給する第1燃料噴射を実行するとともに、排気ガスの空燃比が目標空燃比になるように排気ガス中に燃料を供給する上記第1燃料噴射とは別の第2燃料噴射を実行するものであると言える。 Further, the technical idea embodied as the above embodiment (hereinafter referred to as “first technical idea”) can be broadly expressed as an intake valve opening period in a control device for an internal combustion engine including a supercharger. The air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the target air-fuel ratio during execution of scavenge control in which a part of the air flowing into the cylinder from the intake passage is discharged to the exhaust passage by overlapping the valve opening period of the exhaust valve When the amount of fuel is supplied into the cylinder and the air-fuel ratio in the cylinder becomes smaller than the output air-fuel ratio, the first fuel that supplies fuel into the cylinder so that the air-fuel ratio in the cylinder becomes the output air-fuel ratio It can be said that the second fuel injection different from the first fuel injection is performed while the injection is performed and the fuel is supplied into the exhaust gas so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the target air-fuel ratio.
また、上記第1技術思想を前提としたとき、上記実施の形態として具現化されているより具体的な技術思想(以下「第2の技術思想」)は、排気ガス中の特定成分を浄化する触媒を排気通路に具備し、この触媒がそこに流入する排気ガスの空燃比が特定の空燃比であるときに浄化率が予め定められた浄化率よりも高くなる触媒であり、目標空燃比が上記特定の空燃比に設定されるものであると言える。 Further, when the first technical idea is assumed, the more specific technical idea (hereinafter referred to as “second technical idea”) embodied as the above embodiment purifies a specific component in the exhaust gas. A catalyst is provided in the exhaust passage, and when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is a specific air-fuel ratio, the purification rate is higher than a predetermined purification rate, and the target air-fuel ratio is It can be said that the specific air-fuel ratio is set.
また、上記第1技術思想または第2技術思想を前提としたとき、上記実施の形態として具現化されているより具体的な技術思想(以下「第3の技術思想」)は、スカベンジ制御の実行中に吸気通路から筒内を介して排気通路に吹き抜ける空気の量を吹き抜け空気量と称するものとしたとき、スカベンジ制御の非実行中に筒内の空燃比を目標空燃比とする量の燃料をスカベンジ制御の実行中に噴射したときに筒内の空燃比を出力空燃比以上に維持するために許容される吹き抜け空気量の上限値が目標空燃比と出力空燃比との間の関係に基づいて許容吹き抜け空気量として算出され、スカベンジ制御の実行中の実際の吹き抜け空気量が上記許容吹き抜け空気量よりも多いときに筒内の空燃比が出力空燃比よりも小さくなると判断されるものであると言える。 Further, on the premise of the first technical idea or the second technical idea, the more specific technical idea (hereinafter referred to as “third technical idea”) embodied as the above embodiment is the execution of scavenge control. When the amount of air blown from the intake passage through the cylinder into the exhaust passage is called the blow-through air amount, the amount of fuel that sets the air-fuel ratio in the cylinder to the target air-fuel ratio during non-execution of the scavenge control Based on the relationship between the target air-fuel ratio and the output air-fuel ratio, the upper limit value of the blow-through air amount allowed to maintain the in-cylinder air-fuel ratio equal to or higher than the output air-fuel ratio when injected during execution of scavenge control. It is calculated as the allowable blow-through air amount, and when the actual blow-through air amount during execution of the scavenge control is larger than the allowable blow-through air amount, it is determined that the air-fuel ratio in the cylinder is smaller than the output air-fuel ratio. It can be said.
また、上記第3技術思想を前提としたとき、上記実施の形態として具現化されているより具体的な技術思想(以下「第4の技術思想」)は、筒内に流入する空気の量である筒内流入空気量を検出する筒内流入空気量センサと、筒内圧を検出する筒内圧センサとを更に具備し、上記筒内流入空気量センサによって検出される筒内流入空気量から上記筒内圧センサによって検出される筒内圧に基づいて算出される筒内充填空気量を差し引くことによって吹き抜け空気量が算出されるものであると言える。 Further, assuming the third technical idea, the more specific technical idea (hereinafter referred to as “fourth technical idea”) embodied as the above embodiment is the amount of air flowing into the cylinder. A cylinder inflow air amount sensor for detecting a cylinder inflow air amount; and a cylinder pressure sensor for detecting a cylinder pressure, wherein the cylinder inflow from the cylinder inflow air amount detected by the cylinder inflow air amount sensor is provided. It can be said that the blow-by air amount is calculated by subtracting the in-cylinder charged air amount calculated based on the in-cylinder pressure detected by the internal pressure sensor.
また、上記第4技術思想を前提としたとき、上記実施の形態として具現化されているより具体的な技術思想(以下「第5の技術思想」)は、算出された筒内充填空気量と算出された吹き抜け空気量との和に基づいて排気ガスの空燃比を目標空燃比とするために必要な燃料の量が総燃料噴射量として算出され、スカベンジ制御の実行中に第1燃料噴射と第2燃料噴射とによって上記総燃料噴射量の燃料が噴射されるものであると言える。 Further, on the premise of the fourth technical idea, a more specific technical idea embodied as the above embodiment (hereinafter referred to as “fifth technical idea”) includes the calculated in-cylinder charged air amount and Based on the sum of the calculated blow-through air amount, the amount of fuel necessary for setting the air-fuel ratio of the exhaust gas to the target air-fuel ratio is calculated as the total fuel injection amount, and during the execution of the scavenge control, the first fuel injection is performed. It can be said that the fuel of the total fuel injection amount is injected by the second fuel injection.
また、上記第1〜第5技術思想を前提としたとき、上記実施の形態として具現化されているより具体的な技術思想は、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を具備し、上記第1燃料噴射による筒内への燃料の供給が上記燃料噴射弁からの燃料噴射によって実現され、上記第2燃料噴射による排気ガス中への燃料の供給が排気弁の開弁期間における上記燃料噴射弁からの燃料噴射によって実現されるものであると言え、或いは、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を具備し、上記第1燃料噴射による筒内への燃料の供給が吸気弁の開弁期間における上記燃料噴射弁からの燃料噴射によって実現され、上記第2燃料噴射による排気ガス中への燃料の供給が吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とがオーバーラップしている期間における上記燃料噴射弁からの燃料噴射によって実現されるものであると言える。 Further, assuming the first to fifth technical ideas, a more specific technical idea embodied as the embodiment includes a fuel injection valve that directly injects fuel into a cylinder, and The fuel supply into the cylinder by the first fuel injection is realized by the fuel injection from the fuel injection valve, and the fuel supply into the exhaust gas by the second fuel injection is the fuel injection during the valve opening period of the exhaust valve. It can be said that this is realized by fuel injection from the valve, or a fuel injection valve for injecting fuel into the intake passage is provided, and the supply of fuel into the cylinder by the first fuel injection is the opening of the intake valve A period in which the supply of fuel into the exhaust gas by the second fuel injection is overlapped with the valve opening period of the intake valve and the valve opening period of the exhaust valve. In the above fuel It can be said that is realized by the fuel injection from the event.
10、60 内燃機関
12 吸気通路
14 排気通路
16 エアクリーナ
18 エアフローメータ
20 ターボ過給機
20a ターボ過給機のコンプレッサ
20b ターボ過給機のタービン
22 インタークーラ
24 スロットルバルブ
26 エアバイパス通路
28 エアバイパスバルブ(ABV)
30 吸気圧センサ
32 筒内噴射弁
34 点火プラグ
36 筒内圧センサ
38 吸気可変動弁機構
40 排気可変動弁機構
42 触媒
44 A/Fセンサ
46 排気バイパス通路
48 ウェイストゲートバルブ(WGV)
50 ECU(Electronic Control Unit)
52 クランク角センサ
62 ポート噴射弁
10, 60
30
50 ECU (Electronic Control Unit)
52
Claims (7)
吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とをオーバーラップさせることによって吸気通路から筒内に流入した空気の一部が排気通路に排出されるスカベンジ制御の実行中に排気ガスの空燃比が目標空燃比になる量の燃料が筒内に供給された場合に筒内の空燃比が出力空燃比よりも小さくなるときには、筒内の空燃比が出力空燃比となるように筒内に燃料を供給する第1燃料噴射を実行するとともに、排気ガスの空燃比が目標空燃比になるように排気ガス中に燃料を供給する前記第1燃料噴射とは別の第2燃料噴射を実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。 In a control device for an internal combustion engine provided with a supercharger,
The air-fuel ratio of the exhaust gas during the execution of the scavenge control in which a part of the air flowing into the cylinder from the intake passage is discharged to the exhaust passage by overlapping the valve opening period of the intake valve and the valve opening period of the exhaust valve When the amount of fuel that will be the target air-fuel ratio is supplied into the cylinder and the air-fuel ratio in the cylinder becomes smaller than the output air-fuel ratio, the fuel in the cylinder is set so that the air-fuel ratio in the cylinder becomes the output air-fuel ratio. And a second fuel injection different from the first fuel injection for supplying fuel into the exhaust gas so that the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes the target air-fuel ratio. A control device for an internal combustion engine.
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