JP3928198B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態を成層燃焼モードまたは均一燃焼モードの一方に設定する燃焼状態制御手段と、エンジンが特定運転状態にある場合に燃料をカットするように制御する燃料カット手段とを有するエンジンの制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば特開平7−279729号公報に示されるように、気筒内に直接燃料を噴射して燃料を燃焼させる内燃機関の気筒内噴射燃料制御装置において、内燃機関の運転状態に応じて、圧縮行程噴射または吸気行程噴射に噴射方式を切り替えて燃料噴射する燃料噴射切替手段と、運転状態に応じて燃料カット状態を判定するとともに燃料カットを実行する燃料カット手段と、燃料カット状態から復帰後に所定条件が成立したときに、噴射方式を圧縮行程噴射または吸気行程噴射の一方に固定する噴射方式固定手段とを設け、燃料カット状態から復帰時における燃料の噴射方式の切り替えを防止して運転者へのショックを軽減することが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載された制御装置では、燃料カット手段により燃料の噴射を停止する燃料カットの実行時に、エンジン回転数が低下して上記燃料カットの実行を停止する条件が成立すると、噴射方式を圧縮行程噴射または吸気行程噴射の一方に固定されるように構成されているため、上記圧縮行程噴射に固定する場合に、エンジンの燃焼室に供給される吸気量が不足してエンジンが失火し易いという問題がある。
【0004】
すなわち、空燃比が40〜140程度のリーンバーン燃焼を行う成層燃焼エンジンでは、上記燃料カットの実行時に、温度の低い吸気が排気通路に供給されることに起因して排気浄化装置の触媒温度が低下するのを防止するため、エレキスロットル等からなる吸気量調節手段が閉止状態とされるように構成されている。そして、上記燃料カットの実行を終了して燃料の噴射を再開する際には、通常、エンジンの運転状態が低負荷状態にあるので、上記圧縮行程噴射を行ってエンジンの燃焼状態を成層燃焼モードに設定することが望ましいが、燃料の噴射を再開するのと同時に、吸気量調節手段を開作動させても吸気の供給に応答遅れが生じることが避けられないため、吸気量が不足して成層化が遅れ、点火プラグの回りが燃料のオーバリッチ状態となって失火が生じ易いという問題があった。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑み、燃料カット手段による燃料カットの制御を終了して燃料の噴射を再開する際に、エンジンが失火するのを効果的に防止することができるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態を成層燃焼モードまたは均一燃焼モードの一方に設定する燃焼状態制御手段と、エンジンが特定運転状態にある場合に燃料をカットするように制御する燃料カット手段とを有するエンジンの制御装置において、エンジンの吸気通路に設けられて吸気通路面積を調節する吸気量調節手段と、上記燃料カット手段による燃料カット制御の実行時に、上記吸気量調節手段を略全閉状態とするとともに、燃料噴射が再開される上記燃料カット制御の終了時に上記吸気量調節手段を開作動させて吸気量を制御する吸気量制御手段とを備えるとともに、上記燃料カット手段による燃料カット制御の終了時点から一定時間に亘り上記成層燃焼モードの設定を禁止して均一燃焼モードの燃焼状態となるようにエンジンの燃焼状態を制御するものである。
【0007】
この構成によれば、エンジンの通常運転時には、燃焼状態制御手段によりエンジンの燃焼状態が成層燃焼モードまたは均一燃焼モードの一方に設定され、かつうエンジンが特定運転状態になると、上記吸気量調節手段により吸気量調節手段が略全閉状態、つまり全閉状態または全閉に近い状態とされるとともに、燃料カット手段により燃料の噴射を停止させる燃料カット制御が実行される。そして、上記燃料カット制御の実行時に、この燃料カット制御が終了条件が成立した時点で、上記吸気量調節手段が開作動されるとともに、燃料の噴射が再開されて吸気増量分が燃焼室内に吸入される際の遅れ時間を考慮した一定時間に亘り均一燃焼モードの燃焼制御が実行されることになる。
【0008】
請求項2に係る発明は、燃料噴射弁がエンジンの燃焼室に配設されてなる請求項1記載のエンジンの制御装置において、エンジンの圧縮行程で上記燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、エンジンの燃焼状態を成層燃焼モードに設定するように構成したものである。
【0009】
この構成によれば、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態制御手段によりエンジンの燃焼状態が成層燃焼モードに設定された場合には、エンジンの圧縮行程で上記燃料噴射弁から燃焼室内に燃料が直接噴射されることにより、燃焼室内が全体的には燃料のリーン状態となるとともに、点火プラグの近傍部が部分的に燃料リッチの状態となって上記成層燃焼モードの燃焼制御が適正に実行されることになる。
【0010】
請求項3に係る発明は請求項2記載のエンジンの制御装置において、エンジンの吸気行程で燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、エンジンの燃焼状態を均一燃焼モードに設定するように構成したものである。
【0011】
この構成によれば、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態制御手段によりエンジンの燃焼状態が均一燃焼モードに設定された場合、あるいは上記燃料カット制御の実行時にこれを終了させる際には、エンジンの吸気行程で上記燃料噴射弁から燃焼室内に燃料が直接噴射されることにより、燃焼室内で燃料を均一に分散させて均一化させる均一燃焼モードの燃焼制御が適正に実行されることになる。
【0012】
請求項4に係る発明は、請求項2記載のエンジンの制御装置において、エンジンの吸気行程および圧縮行程の両方で燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、エンジンの燃焼状態を均一燃焼モードに設定するように構成したものである。
【0013】
この構成によれば、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態制御手段によりエンジンの燃焼状態が均一燃焼モードに設定された場合、あるいは上記燃料カット制御の実行時にこれを終了させる際には、エンジンの吸気行程で上記燃料噴射弁から燃焼室内に燃料の一部が噴射されるとともに、残りの燃料がエンジンの圧縮行程で噴射されることになる。
【0014】
請求項5に係る発明は、請求項1記載のエンジンにおいて、エンジンの圧縮行程以外の行程で燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、エンジンの燃焼状態を均一燃焼モードに設定するように構成したものである。
【0015】
この構成によれば、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態制御手段によりエンジンの燃焼状態が均一燃焼モードに設定された場合、あるいは上記燃料カット制御の実行時にこれを終了させる際には、エンジンの吸気ポート等に配設された燃料噴射弁から、エンジンの排気行程もしくは吸気行程の前半等に燃料が噴射されることにより、燃焼室内で燃料を均一に分散させて均一化させる上記均一燃焼モードの燃焼制御が適正に実行されることになる。
【0016】
請求項6に係る発明は、請求項1〜5のいずれかに記載のエンジンの制御装置において、燃料噴射弁を燃焼室内に配設するとともに、吸気通路の集合部の上流側に吸気量調節手段を配設したものである。
【0017】
この構成によれば、燃料カット手段による燃料カット制御が終了されて燃料の噴射が再開される際には、上記吸気通路の集合部の上流側に配設された吸気量調節手段が開作動されることにより、上記吸気通路を通って燃焼室内に吸気が供給されることになる。
【0018】
請求項7に係る発明は、スワール生成手段を備えた請求項1〜6のいずれかに記載のエンジンの制御装置において、エンジンの燃焼状態を成層燃焼モードに設定した場合に、上記スワール生成手段を作動させるように構成したものである。
【0019】
この構成によれば、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態制御手段によりエンジンの燃焼状態が成層燃焼モードに設定された場合には、スワール生成手段が作動され、燃焼室内でスワールが形成されて上記成層燃焼モードの燃焼制御が適正に実行されることになる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係るエンジンの制御装置の実施形態を示している。このエンジンの本体10は、1または複数の気筒12を有し、この気筒12内にはピストン14が装填されるとともに、このピストン14の上方に燃焼室16が形成されている。また、上記燃焼室16には、2つの吸気ポートと排気ポートとが形成され、各吸気ポート及び排気ポートがそれぞれ吸気弁17及び排気弁18によって開閉されるようになっている。
【0021】
上記燃焼室16の頂部には点火プラグ20が配設され、この点火プラグ20の先端が燃焼室16内に臨んでいる。また、燃焼室16内には側方から燃料噴射弁22の先端部が臨み、この燃料噴射弁22から燃焼室16内に直接燃料が噴射されるように構成されている。なお、燃料噴射は、ピストン上面に直接噴射して燃料を点火プラグに跳ね返らせるタイプでもよい。上記燃料噴射弁22は、図略のニードル弁及びソレノイドを内蔵し、このソレノイドにパルス信号が入力されることにより、そのパルス入力時期に相当する時期にパルス幅に応じた量の燃料を噴射するように構成されている。
【0022】
上記吸気ポートには吸気通路24が接続されている。この吸気通路24には、その上流側から順に、エアクリーナー25、エアフローセンサ26、エレキスロットル28およびサージタンク30が設けられている。このサージタンク30の下流側通路は各吸気ポートに対応して2つに分岐し、一方の分岐通路にスワールコントロール弁32が設けられている。そして、このスワールコントロール弁32によって上記分岐通路が開閉され、少なくとも後述する成層燃焼モードの燃焼制御時に、上記スワールコントロール弁32が全閉もしくは全閉に近い状態に閉止されることにより、燃焼室16内にスワールが生成されるようになっている。また、上記排気ポートには排気通路34が設けられ、この排気通路34の途中に所定の三元触媒やリーンNOx浄化用触媒を有する排気浄化装置35,36が配設されている。これらの排気浄化装置35,36は、通常、排気ガス温度が比較的高い排気マニホールドの近傍に設けられている。
【0023】
さらに、エンジンには、上記エアフローセンサ26の他、エンジン回転数センサ37からなる回転数検出手段およびアクセル開度センサ38等のセンサ類が装備され、これらセンサの検出信号がECU(コントロールユニット)40に入力されるようになっている。
【0024】
上記ECU40には、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態を成層燃焼モードまたは均一燃焼モードの一方に設定する燃焼状態制御手段42と、エンジンが特定運転状態にある場合に燃料をカットするように制御する燃料カット手段44と、この燃料カット手段44による燃料カット制御の実行時に、上記吸気量調節手段の開度を全閉に近い状態とするとともに、上記燃料カット制御の終了時に上記吸気量調節手段を開作動させて吸気量を制御する吸気量制御手段48とが設けられている。
【0025】
上記燃焼状態制御手段42は、エンジン回転数センサ37およびアクセル開度センサ38の検出信号に応じ、図2に示すように、エンジン回転数およびエンジントルクが所定値以下のとき、つまり燃料噴射量の少ない低負荷時に、圧縮行程で燃料を噴射する後期噴射を実行することにより、燃焼室16内の全体についてはリーン状態にしながら点火プラグ20の近傍を局所的にリッチ状態とする成層燃焼モードの燃焼状態とし、かつエンジン回転数およびエンジントルクが所定値以上となったとき、つまり燃料噴射量の多い高負荷時に、吸気行程で燃料を噴射する早期噴射を実行することにより、燃料を筒内で均一化させた状態で点火して、均一燃焼モードの燃焼状態とするように構成されている。
【0026】
なお、エンジンの低負荷時と高負荷時との間の中負荷時に、吸気行程で燃料を噴射する早期噴射と、圧縮行程で燃料を噴射する後期噴射との両方に分割して燃料を噴射するようにしてもよい。すなわち、上記中負荷時に、燃料の一部を筒内で均一化させた状態で点火するために上記早期噴射を行うとともに、残りの燃料を成層燃焼させるために上記後期噴射を行うようにしてもよい。
【0027】
また、燃焼状態制御手段42は、上記燃料カット制御手段44から出力される制御信号に応じ、上記燃料カット制御を終了させる条件が成立してこの燃料カット制御を終了させる状態にあることが確認された場合に、一定時間に亘り上記成層燃焼モードの設定を禁止して、均一燃焼モードの燃焼状態となるようにエンジンの燃焼状態を制御するように構成されている。上記成層燃焼モードの設定を禁止する一定時間は、後述するようにエレキスロットル28が開放された後、適正量の吸気がエンジンの燃焼室16内に供給されるのに必要な時間に設定されている。
【0028】
また、上記燃料カット手段44は、アクセル開度センサ38の検出信号に応じてアクセル開度が0であることが確認され、かつ上記エンジン回転数センサ37の検出信号に応じてエンジン回転数が、図3に示すように予め設定された燃料カット用の基準値N3よりも大きい回転状態にあることが確認された場合に、上記燃料噴射弁22からの燃料の噴射を停止させる燃料カット制御を実行するように構成されている。そして、上記燃料カット制御の実行時に、エンジン回転数が上記燃料カット用の基準値N3よりも小さな値に設定された第1基準値N1以下となり、低回転状態にあることが確認された時点で、上記燃料カット制御が終了されるようになっている。
【0029】
また、吸気量制御手段48は、上記燃料カット手段44による燃料カット制御の実行時に、上記エレキスロットル28からなる吸気量調節手段を全閉に近い状態とするとともに、上記燃料カット制御の終了時にエレキスロットル28を開作動させることにより、吸気流通面積を調節してエンジンの燃焼室16内に供給される吸気量を制御するように構成されている。
【0030】
上記のようにしてエンジン回転数が第1基準値N1以下となって燃料カット制御を終了させる条件が成立し、上記燃料カット制御が終了するのと同時に、燃料の早期噴射が行われてエンジンが均一燃焼モードの燃焼状態に移行する。そして、上記均一燃焼モードの燃焼状態が一定時間に亘り継続した後に、通常は上記燃料の早期噴射状態から後期噴射状態に移行して成層燃焼モードの燃焼制御が実行されるようになっている。
【0031】
次に、上記ECU40により行われる具体的な制御動作を、図4に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、まずエンジン回転数neおよびアクセル開度ac等のエンジンの運転状態を読み込んだ後(ステップS1)、アクセル開度acが0であるか否かを判別する(ステップS2)。
【0032】
そして、上記ステップS2でNOと判定された場合には、均一燃焼モードの燃焼状態にあることを示すフラグF2を0にリセットし(ステップS3)、通常の燃焼制御を実行する。すなわち、燃料噴射パルスTiをマップから求めるとともに(ステップS4)、エレキスロットル28の開度thをマップから求め(ステップS5)、かつ上記成層燃焼モードまたは均一燃焼モードの中から現在の運転状態に対応したモードを決定し、そのモードに対応した燃焼制御を実行するとともに、燃料カットの制御状態にあることを示すフラグF1を0にリセットする(ステップS6)。
【0033】
また、上記ステップS2でYESと判定されてアクセル開度acが0であることが確認された場合には、エンジン回転数センサ37によって検出されたエンジン回転数neが、燃料カット用の基準値N3よりも大きいか否かを判定し(ステップS7)、YESと判定された場合には、上記燃料カットフラグF1を1にセットして燃料カット制御を実行する(ステップS8)。すなわち、上記燃料噴射パルスTiを0に設定して燃料噴射を停止するとともに(ステップS9)、上記エレキスロットル28の開度thを略0に設定して吸気通路24を全閉に近い状態とする(ステップS10)。
【0034】
また、上記ステップS7でNOと判定され、エンジン回転数neが上記燃料カット用の基準値N3以下であることが確認された場合には、燃料カット制御の終了時に、均一燃焼モードに設定された燃焼状態を通常の燃焼状態に復帰させるためのタイマのカウント値が0であるか否かを判定し(ステップS11)、YESと判定されて上記タイマのカウントが開始していないことが確認された場合には、上記均一燃焼モードの制御状態にあることを示すフラグF2が0にリセットされているか否かを判定する(ステップS12)。
【0035】
ステップS12でYESと判定され、均一燃焼モードの燃焼制御が実行されていないことが確認された場合には、エンジン回転数neが燃料カット制御を終了させるか否かの判定基準となる第1基準値N1よりも大きいか否かを判定する(ステップS13)。このステップS13でNOと判定され、エンジン回転数neが上記第1基準値N1以下であることが確認された場合には、上記タイマをセットした後(ステップS14)、エンジンの燃焼状態を均一燃焼モードに設定するとともに(ステップS15)、エンジンが上記均一燃焼モードの制御状態にあることを示すフラグF2を1にセットした後(ステップS16)、上記ステップS4に進む。
【0036】
そして、上記ステップS11でYESと判定されて上記タイマがタイムアップしたことが確認されるとともに、上記ステップS12でNOと判定されて上記フラグF2が1にセットされていることが確認された時点で、上記ステップS4に進み、上記均一燃焼モードの設定を解除して通常の燃焼状態に移行する。この場合、通常はエンジンが低負荷状態にあるため、成層燃焼モードの燃焼状態、つまり後期噴射実行状態となる。
【0037】
また、上記ステップS13でYESと判定され、エンジン回転数neが上記第1基準値N1よりも大きいことが確認された場合には、上記燃料カットフラグFが1にセットされているか否かを判定し(ステップS17)、NOと判定された場合には、上記ステップS4に進んで通常の燃焼制御を継続して実行し、YESと判定された場合には、上記ステップS9に進んで燃料カット制御を継続して実行する。
【0038】
上記のようにしてエンジン回転数がN1以下となって燃料カット制御を終了させる際に、上記タイマによって設定された一定時間に亘り、燃料を早期噴射してエンジンを均一燃焼モードの燃焼状態とする制御が実行されることになる。
【0039】
このようにエンジンの燃焼状態を成層燃焼モードまたは均一燃焼モードの一方に設定する燃焼状態制御手段42と、エンジンが特定運転状態にある場合に燃料をカットするように制御する燃料カット手段44とを有するエンジンの制御装置において、エンジンの吸気通路24に設けられたエレキスロットル28からなる吸気量調節手段と、上記燃料カット手段44による燃料カット制御の実行時に、上記吸気量調節手段を全閉に近い状態とするとともに、上記燃料カット制御の終了時に上記吸気量調節手段を開作動させて吸気量を制御する吸気量制御手段48とを設けるとともに、上記燃料カット手段44による燃料カット制御を終了させる際に、一定時間に亘り上記成層燃焼モードの設定を禁止して均一燃焼モードの燃焼状態となるようにエンジンの燃焼状態を制御するように構成したため、上記燃料カット制御の終了時にエンジンが失火するのを効果的に防止することができる。
【0040】
すなわち、上記燃料カット制御の実行時に、温度の低い吸気が排気通路34に供給されることに起因して排気浄化装置35,36の触媒温度が低下するのを防止するため、上記エレキスロットル28等からなる吸気量調節手段を略全閉にした状態で、上記燃料カット制御の終了時にエンジンが成層燃焼状態になると、吸気量調節手段を開作動させても吸気の応答遅れに起因した吸気量の不足が生じるため、点火プラグ20の回りが燃料のオーバリッチ状態となり、失火が生じ易い。これに対して上記のように燃料カット制御の終了時に上記吸気量調節手段を開作動させるとともに、一定時間に亘り上記成層燃焼モードの設定を禁止して均一燃焼モードの燃焼状態とするように構成した場合には、燃料が拡散するために、点火プラグ20の回りが燃料のオーバリッチ状態となるのを防止して上記失火の発生を効果的に防止することができる。
【0041】
また、上記実施形態では、燃料噴射弁22を燃焼室16内に配設してなる筒内噴射型のエンジンにおいて、その圧縮行程で上記燃料噴射弁22から燃料を噴射させるように燃料噴射時期を設定することにより、エンジンの燃焼状態を成層燃焼モードに設定するように構成したため、この成層燃焼モードの燃焼制御時に、上記燃料噴射弁22から噴射される少量の燃料を点火プラグ20の回りに集中させて燃料を適正に成層燃焼させることができる。
【0042】
そして、上記筒内噴射型のエンジンでは、燃料カット制御を終了して燃料の噴射を再開する際に、エンジンの燃焼状態を上記成層燃焼モードに設定するように構成すると、点火プラグ20の回りに燃料が集中してこの部分がオーバリッチ状態となり易い傾向があるため、上記燃料カット制御の終了時にエンジンが成層燃焼状態となるのを禁止することにより、エンジンの失火を防止するように構成することが特に望ましい。
【0043】
なお、上記実施形態では、エンジンの吸気行程で燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、エンジンの燃焼状態を均一燃焼モードに設定するように構成した例について説明したが、上記燃料カット制御の終了時、つまり燃料カット制御を終了して燃料の噴射を再開する際に、エンジンの吸気行程および圧縮行程の両方で燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、エンジンが成層燃焼状態となるのを抑制し、これにより一定時間に亘ってエンジンの燃焼状態を均一燃焼モードに設定するように構成してもよい。
【0044】
また、上記実施形態では、エンジンの燃焼状態を成層燃焼モードに設定した場合に、上記スワールコントロール弁32からなるスワール生成手段を作動させるように構成したため、エンジンの運転状態に応じて上記燃焼状態制御手段42によりエンジンの燃焼状態が成層燃焼モードに設定された場合および上記燃料カット制御を終了させ、一定時間の均一燃焼モード期間中およびその期間後の成層燃焼モードの燃焼制御を実行する際に、スワールコントロール弁32を全閉もしくは全閉に近い状態とすることにより、燃焼室16内にスワールを形成して上記成層燃焼モードの燃焼制御を適正に実行することができる。
【0045】
なお、上記スワール生成手段を省略するとともに、上記吸気ポートを下向きに開口させる等により、燃焼室16内に縦渦からなるタンブルを生成するように構成してもよい。
【0046】
また、上記実施形態に示すように、燃料噴射弁22を燃焼室16内に配設するとともに、サージタンク30の設置部に位置する吸気通路24の集合部の上流側に、エレキスロットル28からなる吸気量調節手段を配設した場合には、簡単な構成で上記成層燃焼モードの燃焼制御を適正に実行することができる。しかも、上記吸気量調節手段と、燃焼室16との間の距離が長いことに起因する吸気の応答遅れが生じた場合においても、燃料カット制御の終了時に、上記吸気量調節手段を開作動させるとともに、上記のように一定時間に亘って均一燃焼モードの燃焼状態に制御するように構成することにより、上記点火プラグ20の近傍部がオーバリッチになることに起因した失火を効果的に防止することができる。
【0047】
なお、上記実施形態では、エンジン回転数neが第1基準値N1以下となった時点で、上記燃料カット制御を完全に終了させて、燃料の噴射料制御を通常の状態に復帰させるように構成した例について説明したが、上記燃料カット制御の終了時に、燃料の噴射量を徐々に増大させて燃料の噴射制御を段階的、あるいはリニアに復帰させるように構成してもよい。
【0048】
また、上記実施形態では、燃料噴射弁22を燃焼室16内に配設してなる筒内噴射型のエンジンについて本発明を適用した例について説明したが、燃料噴射弁を吸気ポートに配設してなるエンジン、または燃焼室16および吸気ポートの両方に燃料噴射弁を配設してなるエンジンについても本発明を適用可能である。この場合には、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態制御手段によりエンジンの燃焼状態が均一燃焼モードに設定されたとき、あるいは上記燃料カット制御の実行時にこれを終了させる際に、エンジンの排気行程または吸気行程の前半に、吸気ポートに配設された燃料噴射弁から燃料を噴射する等により、エンジンの燃焼状態を均一燃焼状態とすることができる。
【0049】
さらに、上記エレキスロットル28に代え、図1の仮想線で示すように、吸気通路24にスロットルバイパス通路50を設置し、このバイパス通路50に設けられたバイパス弁52によって吸気量調節手段を構成し、このバイパス弁52を燃料カット制御の終了時に、上記実施形態に係るエレキスロットル28と同様に開閉制御するようにしてもよい。
【0050】
また、上記実施形態では、燃料カット制御の終了時に、上記均一燃焼モードの燃焼制御を実行するのに必要な吸気量が確保されるように、上記燃料カット制御の実行時に吸気量調節手段を全閉状態とすることなく、わずかに開いた全閉に近い状態とするように構成した例について説明したが、上記燃料カット制御の終了直前に上記吸気量制御手段48によって吸気量調節手段を開作動させることにより、上記吸気量を確保することにより、上記燃料カット制御の実行時に吸気量調節手段を全閉状態とするように構成してもよい。
【0051】
すなわち、上記エンジン回転数センサ37によって検出されたエンジン回転数が、燃料カット制御を終了させるか否かの判定基準となる上記第1基準値N1よりもわずかに大きな値に設定された第2基準値以下となったことを判別することにより、燃料カット制御が終了直前の状態にあることが確認された時点で、上記吸気量調節手段を開作動させるように構成した場合には、上記燃料カット制御の実行時に吸気量調節手段を全閉状態としても、燃料カット制御の終了時に上記均一燃焼モードの燃焼制御を実行するのに必要な吸気量を確保することができる。
【0052】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、エンジンの運転状態に応じて燃焼状態を成層燃焼モードまたは均一燃焼モードの一方に設定する燃焼状態制御手段と、エンジンが特定運転状態にある場合に燃料をカットするように制御する燃料カット手段とを有するエンジンの制御装置において、エンジンの吸気通路に設けられて吸気通路面積を調節する吸気量調節手段と、上記燃料カット手段による燃料カット制御の実行時に、上記吸気量調節手段を略全閉状態とするとともに、燃料噴射が再開される上記燃料カット制御の終了時に上記吸気量調節手段を開作動させて吸気量を制御する吸気量制御手段とを備えるとともに、上記燃料カット手段による燃料カット制御の終了時点から一定時間に亘り上記成層燃焼モードの設定を禁止して均一燃焼モードの燃焼状態となるようにエンジンの燃焼状態を制御するため、上記燃料カット制御の実行時に、温度の低い吸気が排気通路に供給されることに起因して排気浄化装置の触媒温度が低下するのを防止しつつ、燃料の噴射を再開する際に均一燃焼状態とすることにより、点火プラグの回りが燃料のオーバリッチ状態となることによる失火の発生を効果的に防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るエンジンの制御装置を実施形態を示す説明図である。
【図2】成層燃焼モードおよび均一燃焼モードの制御領域を示すマップである。
【図3】上記制御装置によって実行される燃焼制御状態を示すタイムチャートである。
【図4】上記制御装置を構成するECUの制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 エンジン本体
16 燃焼室
20 点火プラグ
22 燃料噴射弁
28 エレキスロットル(吸気量調節手段)
30 サージタンク(吸気通路の集合部)
32 スワールコントロール弁(スワール生成手段)
40 ECU
42 燃焼状態制御手段
44 燃料カット手段
48 吸気量制御手段
52 バイパス弁(吸気量調節手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion state control means for setting a combustion state to one of a stratified combustion mode and a uniform combustion mode according to an operating state of the engine, and a fuel that controls to cut fuel when the engine is in a specific operating state. The present invention relates to an engine control device having a cutting means.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-279729, in an in-cylinder injection fuel control apparatus for an internal combustion engine that directly injects fuel into a cylinder and burns the fuel, compression is performed according to the operating state of the internal combustion engine. Fuel injection switching means for injecting fuel by switching the injection method to stroke injection or intake stroke injection, fuel cut means for determining the fuel cut state according to the operating state and executing fuel cut, and predetermined after returning from the fuel cut state An injection method fixing means for fixing the injection method to one of the compression stroke injection and the intake stroke injection when the condition is satisfied is provided to prevent the switching of the fuel injection method when returning from the fuel cut state to the driver. Reducing shock is being done.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the control device described in the above publication, when the fuel cut is performed by the fuel cut means to stop the fuel injection, if the engine speed decreases and the condition for stopping the fuel cut is satisfied, the injection method is compressed. Since it is configured to be fixed to one of the stroke injection and the intake stroke injection, when it is fixed to the compression stroke injection, the amount of intake air supplied to the combustion chamber of the engine is insufficient and the engine is likely to misfire. There's a problem.
[0004]
That is, in a stratified charge combustion engine that performs lean burn combustion with an air-fuel ratio of about 40 to 140, the catalyst temperature of the exhaust purification device is reduced due to the fact that intake air having a low temperature is supplied to the exhaust passage during the fuel cut. In order to prevent a decrease, the intake air amount adjusting means including an electric throttle or the like is configured to be in a closed state. When the fuel cut is completed and the fuel injection is resumed, the engine operating state is normally in a low load state. Therefore, the compression stroke injection is performed to change the engine combustion state to the stratified combustion mode. However, it is inevitable that a response delay will occur in the intake air supply even if the intake air amount adjusting means is opened at the same time as the fuel injection is restarted. There was a problem that misfiring was likely to occur due to the over-rich state of the fuel around the spark plug and the ignition plug being delayed.
[0005]
In view of such circumstances, the present invention is an engine control device that can effectively prevent the engine from misfiring when the fuel cut control by the fuel cut means is terminated and the fuel injection is restarted. The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0007]
According to this configuration, during normal operation of the engine, when the combustion state of the engine is set to one of the stratified combustion mode or the uniform combustion mode by the combustion state control means, and the engine is in a specific operation state, the intake air amount adjusting means As a result, the intake air amount adjusting means is brought into a substantially fully closed state, that is, a fully closed state or a state close to a fully closed state, and fuel cut control for stopping fuel injection by the fuel cut means is executed. Then, when the fuel cut control is executed, when the condition for terminating the fuel cut control is satisfied, the intake air amount adjusting means is opened, and the fuel injection is restarted, so that the intake air intake amount is sucked into the combustion chamber. Thus, the combustion control in the uniform combustion mode is executed over a certain time in consideration of the delay time.
[0008]
The invention according to
[0009]
According to this configuration, when the combustion state of the engine is set to the stratified combustion mode by the combustion state control means according to the operating state of the engine, the fuel is directly supplied from the fuel injection valve to the combustion chamber during the compression stroke of the engine. By being injected, the entire combustion chamber is in a lean state of the fuel, and the vicinity of the spark plug is partially in a fuel-rich state so that the combustion control in the stratified combustion mode is properly executed. It will be.
[0010]
The invention according to
[0011]
According to this configuration, when the combustion state of the engine is set to the uniform combustion mode by the combustion state control unit according to the operating state of the engine, or when the fuel cut control is terminated, By directly injecting the fuel from the fuel injection valve into the combustion chamber during the intake stroke, the combustion control in the uniform combustion mode for uniformly dispersing and equalizing the fuel in the combustion chamber is properly executed.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the engine control apparatus according to the second aspect, the combustion state of the engine is set to a uniform combustion mode by injecting fuel from the fuel injection valve in both the intake stroke and the compression stroke of the engine. It is comprised so that it may do.
[0013]
According to this configuration, when the combustion state of the engine is set to the uniform combustion mode by the combustion state control unit according to the operating state of the engine, or when the fuel cut control is terminated, A part of the fuel is injected into the combustion chamber from the fuel injection valve in the intake stroke, and the remaining fuel is injected in the compression stroke of the engine.
[0014]
The invention according to
[0015]
According to this configuration, when the combustion state of the engine is set to the uniform combustion mode by the combustion state control unit according to the operating state of the engine, or when the fuel cut control is terminated, In the uniform combustion mode, the fuel is uniformly distributed and uniformly distributed in the combustion chamber by injecting fuel from the fuel injection valve disposed in the intake port or the like into the exhaust stroke of the engine or the first half of the intake stroke. Combustion control is properly executed.
[0016]
The invention according to
[0017]
According to this configuration, when the fuel cut control by the fuel cut means is completed and fuel injection is resumed, the intake air amount adjusting means disposed upstream of the collecting portion of the intake passage is opened. As a result, the intake air is supplied into the combustion chamber through the intake passage.
[0018]
The invention according to
[0019]
According to this configuration, when the combustion state of the engine is set to the stratified combustion mode by the combustion state control means according to the operating state of the engine, the swirl generating means is operated, and the swirl is formed in the combustion chamber. The combustion control in the stratified combustion mode is appropriately executed.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of an engine control apparatus according to the present invention. The engine
[0021]
A
[0022]
An
[0023]
In addition to the
[0024]
The
[0025]
The combustion state control means 42 responds to detection signals from the
[0026]
In addition, when the engine is in a middle load between a low load and a high load, the fuel is divided into an early injection in which fuel is injected in the intake stroke and a late injection in which fuel is injected in the compression stroke. You may do it. That is, at the time of the medium load, the early injection is performed in order to ignite a part of the fuel in a cylinder in a uniform state, and the late injection is performed to stratify the remaining fuel. Good.
[0027]
Further, it is confirmed that the combustion state control means 42 is in a state in which the condition for ending the fuel cut control is satisfied and the fuel cut control is ended according to the control signal output from the fuel cut control means 44. In this case, the setting of the stratified combustion mode is prohibited for a certain period of time, and the combustion state of the engine is controlled so that the combustion state is in the uniform combustion mode. The predetermined time for prohibiting the setting of the stratified combustion mode is set to a time required for supplying an appropriate amount of intake air into the
[0028]
Further, the fuel cut means 44 is confirmed to have an accelerator opening of 0 according to the detection signal of the
[0029]
Further, the intake air amount control means 48 brings the intake air amount adjusting means including the
[0030]
As described above, the engine speed becomes equal to or less than the first reference value N1 and the condition for terminating the fuel cut control is established. At the same time as the fuel cut control is terminated, the fuel is injected early and the engine is Transition to the combustion state of the uniform combustion mode. Then, after the combustion state in the uniform combustion mode continues for a certain time, the combustion control in the stratified combustion mode is normally performed by shifting from the early injection state of the fuel to the late injection state.
[0031]
Next, a specific control operation performed by the
[0032]
If NO is determined in step S2, the flag F2 indicating that the combustion state is in the uniform combustion mode is reset to 0 (step S3), and normal combustion control is executed. That is, the fuel injection pulse Ti is obtained from the map (step S4), the opening th of the
[0033]
When YES is determined in step S2 and it is confirmed that the accelerator opening degree ac is 0, the engine speed ne detected by the
[0034]
Further, when it is determined NO in Step S7 and it is confirmed that the engine speed ne is equal to or less than the fuel cut reference value N3, the uniform combustion mode is set at the end of the fuel cut control. It is determined whether or not the count value of the timer for returning the combustion state to the normal combustion state is 0 (step S11), and it is determined as YES and it is confirmed that the timer has not started counting. In this case, it is determined whether or not the flag F2 indicating that the control mode is in the uniform combustion mode is reset to 0 (step S12).
[0035]
If it is determined as YES in step S12 and it is confirmed that the combustion control in the uniform combustion mode is not executed, the first reference that is a criterion for determining whether or not the engine speed ne ends the fuel cut control. It is determined whether or not the value is larger than the value N1 (step S13). If it is determined NO in step S13 and it is confirmed that the engine speed ne is equal to or less than the first reference value N1, the timer is set (step S14), and the combustion state of the engine is uniformly burned. The mode is set (step S15), and after setting the flag F2 indicating that the engine is in the control state of the uniform combustion mode to 1 (step S16), the process proceeds to step S4.
[0036]
When it is determined YES in step S11 and it is confirmed that the timer has timed up, and when it is determined NO in step S12 and it is confirmed that the flag F2 is set to 1. Then, the process proceeds to step S4, the setting of the uniform combustion mode is canceled, and the normal combustion state is entered. In this case, since the engine is normally in a low load state, the combustion state of the stratified combustion mode, that is, the late injection execution state is set.
[0037]
If it is determined YES in step S13 and it is confirmed that the engine speed ne is greater than the first reference value N1, it is determined whether or not the fuel cut flag F is set to 1. If it is determined NO (NO in step S17), the process proceeds to step S4 and normal combustion control is continued. If YES is determined, the process proceeds to step S9 and fuel cut control is performed. Continue to execute.
[0038]
When the engine speed becomes N1 or less and the fuel cut control is terminated as described above, the fuel is injected early for a predetermined time set by the timer so that the engine is in the combustion state of the uniform combustion mode. Control will be executed.
[0039]
Thus, the combustion state control means 42 for setting the combustion state of the engine to one of the stratified combustion mode and the uniform combustion mode, and the fuel cut means 44 for controlling the fuel to be cut when the engine is in a specific operation state. In the engine control apparatus, the intake air amount adjusting means including an
[0040]
That is, in order to prevent the catalyst temperature of the
[0041]
Further, in the above embodiment, in the cylinder injection type engine in which the fuel injection valve 22 is disposed in the
[0042]
In the in-cylinder injection engine, when the fuel cut control is terminated and the fuel injection is restarted, the engine combustion state is set to the stratified combustion mode. Since this portion tends to be overrich due to concentration of fuel, the engine is prevented from misfiring by prohibiting the engine from entering a stratified combustion state at the end of the fuel cut control. Is particularly desirable.
[0043]
In the above embodiment, the example in which the combustion state of the engine is set to the uniform combustion mode by injecting fuel from the fuel injection valve in the intake stroke of the engine has been described. However, the end of the fuel cut control is described above. At the time, that is, when the fuel cut control is finished and the fuel injection is resumed, the fuel is injected from the fuel injection valve in both the intake stroke and the compression stroke of the engine, thereby suppressing the engine from entering the stratified combustion state. Thus, the combustion state of the engine may be set to the uniform combustion mode over a certain period of time.
[0044]
In the above embodiment, when the combustion state of the engine is set to the stratified combustion mode, the swirl generating means including the
[0045]
The swirl generating means may be omitted, and a tumble composed of vertical vortices may be generated in the
[0046]
Further, as shown in the above-described embodiment, the fuel injection valve 22 is disposed in the
[0047]
In the above embodiment, when the engine speed ne becomes equal to or lower than the first reference value N1, the fuel cut control is completely terminated and the fuel injection control is returned to the normal state. However, at the end of the fuel cut control, the fuel injection amount may be gradually increased to return the fuel injection control stepwise or linearly.
[0048]
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an in-cylinder injection engine in which the fuel injection valve 22 is disposed in the
[0049]
Further, in place of the
[0050]
Further, in the above embodiment, when the fuel cut control is executed, all the intake air amount adjusting means are provided so that the intake air amount necessary for executing the combustion control in the uniform combustion mode is secured at the end of the fuel cut control. Although an example has been described in which it is configured so that it is close to a fully open state without being closed, the intake air amount adjusting means is opened by the intake air amount control means 48 immediately before the end of the fuel cut control. Thus, the intake air amount adjusting means may be fully closed when the fuel cut control is executed by securing the intake air amount.
[0051]
In other words, the engine speed detected by the
[0052]
【The invention's effect】
As described above, the present invention cuts fuel when the engine is in a specific operating state, and the combustion state control means for setting the combustion state to one of the stratified combustion mode or the uniform combustion mode according to the operating state of the engine. In the engine control device having the fuel cut means for controlling the intake air amount, the intake air amount adjusting means provided in the intake passage of the engine for adjusting the intake passage area and the fuel intake control when the fuel cut control is performed by the fuel cut means. While the amount adjusting means is substantially fully closed, Fuel injection resumes Above fuel Fee An intake air amount control means for controlling the intake air amount by opening the intake air amount adjusting means at the end of the cut control, and the fuel cut control by the fuel cut means From the end of Set the stratified combustion mode for a certain period of time. Ban In order to control the combustion state of the engine so that the combustion state of the uniform combustion mode is achieved, when the fuel cut control is performed, the low temperature intake air is supplied to the exhaust passage. It is possible to effectively prevent the occurrence of misfire due to an overrich state of the fuel around the spark plug by making the uniform combustion state when restarting the fuel injection while preventing the temperature from decreasing. There are advantages.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of an engine control apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a map showing control regions in a stratified combustion mode and a uniform combustion mode.
FIG. 3 is a time chart showing a combustion control state executed by the control device.
FIG. 4 is a flowchart showing a control operation of an ECU constituting the control device.
[Explanation of symbols]
10 Engine body
16 Combustion chamber
20 Spark plug
22 Fuel injection valve
28 Electric throttle (intake air volume adjusting means)
30 Surge tank (collection part of intake passage)
32 Swirl control valve (swirl generating means)
40 ECU
42 Combustion state control means
44 Fuel cut means
48 Intake air amount control means
52 Bypass valve (intake air amount adjusting means)
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