JP4492812B2 - In-cylinder injection internal combustion engine control device - Google Patents
In-cylinder injection internal combustion engine control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4492812B2 JP4492812B2 JP2006094445A JP2006094445A JP4492812B2 JP 4492812 B2 JP4492812 B2 JP 4492812B2 JP 2006094445 A JP2006094445 A JP 2006094445A JP 2006094445 A JP2006094445 A JP 2006094445A JP 4492812 B2 JP4492812 B2 JP 4492812B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- injection
- mode
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、燃焼室内に燃料を噴射可能な筒内噴射型内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a direct injection internal combustion engine capable of injecting fuel into a combustion chamber.
燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関(以下エンジンともいう)では、理論空燃比よりも希薄(リーン)な空燃比で成層燃焼させて運転することで、ポンピングロス等を軽減し燃費を向上させることができる。
しかし、リーン空燃比での運転は排気温度が低く、排気通路に設けられている排気浄化触媒等の温度が低下し、排気浄化性能が悪化するという問題がある。
In-cylinder injection internal combustion engines (hereinafter also referred to as engines) that inject fuel directly into the combustion chamber are operated with stratified combustion at a leaner air / fuel ratio than the stoichiometric air / fuel ratio, thereby reducing pumping loss and the like. Fuel consumption can be improved.
However, the operation at the lean air-fuel ratio has a problem that the exhaust gas temperature is low, the temperature of the exhaust gas purification catalyst provided in the exhaust passage is lowered, and the exhaust gas purification performance is deteriorated.
従来の筒内噴射型エンジンでは、このように触媒温度が低下した場合には、リーン空燃比運転から理論空燃比(ストイキ)または過濃(リッチ)な空燃比で均一混合燃焼させる運転に切り替えることで排気温度を上昇させ排気浄化性能を維持していた。
しかし、このように触媒の温度が低下する毎にストイキやリッチ空燃比での均一混合燃焼に切り替えてしまうと、リーン空燃比での運転時間が減少し、筒内噴射型エンジンの燃費向上効果を十分に享受することができなくなるという問題がある。
In the case of a conventional in-cylinder injection engine, when the catalyst temperature decreases in this way, the operation is switched from lean air-fuel ratio operation to operation in which uniform air-fuel ratio combustion is performed at a stoichiometric or rich air-fuel ratio. The exhaust temperature was raised and the exhaust purification performance was maintained.
However, if switching to stoichiometric or homogeneous mixed combustion at a rich air / fuel ratio each time the temperature of the catalyst decreases in this way, the operation time at the lean air / fuel ratio decreases, and the fuel efficiency improvement effect of the direct injection engine is reduced. There is a problem that it cannot be fully enjoyed.
そこで、触媒温度が所定温度未満となったときに、吸気行程と圧縮行程とに燃料噴射を行う分割噴射を行い、当該分割噴射における圧縮行程の燃料噴射量の割合を増加させることで、排気温度を上昇させて触媒温度を上昇させる技術がある(特許文献1参照)。
上記特許文献1に開示された技術では、分割噴射において排気温度を上昇させるため圧縮行程噴射量の割合を増やしているが、これはエンジンからのHC排出量が減少し、排気浄化触媒上での反応が減少するため、触媒温度の上昇効果が少ないという問題がある。
また、上記特許文献1では空燃比はストイキを保っており、リーン空燃比運転による燃費向上効果を享受することができない。
In the technique disclosed in
Moreover, in the said
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、リーン空燃比運転による燃費の向上を図りつつ、排気浄化触媒の温度低下を防止し排気浄化性能を維持することのできる筒内噴射型内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to improve the fuel efficiency by lean air-fuel ratio operation and prevent the exhaust purification catalyst from lowering temperature and maintain the exhaust purification performance. It is an object of the present invention to provide a control device for a cylinder injection type internal combustion engine that can be used.
上記した目的を達成するために、請求項1の筒内噴射型内燃機関の制御装置では、内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁より噴射する燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、前記燃料噴射弁から噴射された燃料に点火を行う点火プラグと、該点火プラグによる点火時期を制御する点火時期制御手段と、前記内燃機関の排気通路に設けられ、少なくとも酸化機能を有し、排気を浄化する排気浄化触媒と、該排気浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、前記内燃機関の吸気行程中及び圧縮行程中に燃料噴射を行い、理論空燃比よりも希薄側の空燃比で成層燃焼を行う分割噴射モードを選択可能な運転モード切替制御手段とを備え、前記燃料噴射量制御手段は、前記分割噴射モード時には、前記触媒温度検出手段により検出される触媒温度の低下に応じて、前記圧縮行程に噴射する燃料噴射量の割合に対して前記吸気行程に噴射する燃料噴射量の割合を増加させることを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to
つまり、排気通路に酸化機能を有する排気浄化触媒を備え、リーン空燃比で吸気行程と圧縮行程に燃料噴射を行う分割噴射モードでの運転が可能な内燃機関において、当該分割噴射モード時には、排気浄化触媒の触媒温度の低下に応じて、吸気行程噴射の燃料噴射量の割合を増加、即ち圧縮行程噴射の燃料噴射量の割合を減少させる。
請求項2の筒内噴射型内燃機関の制御装置では、請求項1において、前記点火時期制御手段は、前記分割噴射モード時には、前記触媒温度検出手段により検出される触媒温度の低下に応じて点火時期を遅角させることを特徴としている。
That is, in an internal combustion engine that includes an exhaust purification catalyst having an oxidation function in the exhaust passage and is capable of operating in the split injection mode in which fuel is injected in the intake stroke and the compression stroke at a lean air-fuel ratio, the exhaust purification is performed in the split injection mode. As the catalyst temperature of the catalyst decreases, the ratio of the fuel injection amount of the intake stroke injection is increased, that is, the ratio of the fuel injection amount of the compression stroke injection is decreased.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a control device for a direct injection internal combustion engine according to the first aspect, wherein the ignition timing control means is ignited in response to a decrease in catalyst temperature detected by the catalyst temperature detection means in the split injection mode. It is characterized by retarding the timing.
つまり、分割噴射モード時には、触媒温度の低下に応じて、吸気行程噴射量割合を増加させるとともに、点火時期の遅角も行う。
請求項3の筒内噴射型内燃機関の制御装置では、請求項1または2において、前記点火プラグは、前記燃料噴射弁から噴射される燃料噴射経路内または燃料噴射経路近傍に電極部が配置されており、前記点火時期制御手段は、前記分割噴射モード時には、圧縮行程中に噴射した燃料噴霧が前記点火プラグの電極部中または電極部近傍を通過している際に点火を行うことを特徴としている。
That is, in the split injection mode, the intake stroke injection amount ratio is increased and the ignition timing is retarded according to the decrease in the catalyst temperature.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a control device for an in-cylinder internal combustion engine, wherein the spark plug has an electrode portion disposed in or near a fuel injection path injected from the fuel injection valve. The ignition timing control means performs ignition when the fuel spray injected during the compression stroke passes through or near the electrode portion of the ignition plug in the divided injection mode. Yes.
つまり、燃料噴射弁より噴射された燃料噴霧に直接点火を行う所謂スプレーガイド方式での点火を行う。
請求項4の筒内噴射型内燃機関の制御装置では、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記運転モード切替制御手段は、理論空燃比よりも希薄側の空燃比で圧縮行程中に噴射した燃料噴霧が前記点火プラグの電極部中または電極部近傍を通過している際に点火を行うスプレーガイドモードを選択可能に構成され、前記触媒温度検出手段により検出される触媒温度が所定温度以下になると前記分割噴射モードを選択することを特徴としている。
That is, ignition is performed by a so-called spray guide method in which the fuel spray injected from the fuel injection valve is directly ignited.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control device for a cylinder injection type internal combustion engine, wherein the operation mode switching control means injects during the compression stroke at an air-fuel ratio that is leaner than a stoichiometric air-fuel ratio. A spray guide mode for igniting when fuel spray is passing in or near the electrode portion of the spark plug is selectable, and the catalyst temperature detected by the catalyst temperature detecting means is below a predetermined temperature. In this case, the divided injection mode is selected.
つまり、理論空燃比よりも希薄側の空燃比での運転を行うにあたって触媒温度が所定温度以下の場合は、スプレーガイドモードではなく分割噴射モードでの運転を行う。
請求項5の筒内噴射型内燃機関の制御装置では、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記運転モード切替制御手段は、理論空燃比よりも希薄側の空燃比で圧縮行程中に噴射した燃料噴霧がピストンのキャビティにより案内されて点火プラグの電極部近傍に至った際に点火を行うウォールガイドモードを選択可能に構成され、前記触媒温度検出手段により検出される触媒温度が所定温度以下になると前記分割噴射モードを選択することを特徴としている。
That is, if the catalyst temperature is equal to or lower than the predetermined temperature when operating at a leaner air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio, the operation is performed in the split injection mode instead of the spray guide mode.
According to a fifth aspect of the present invention, the operation mode switching control means injects during the compression stroke at an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. A wall guide mode for igniting when fuel spray is guided by the cavity of the piston and reaches the vicinity of the electrode portion of the spark plug is selectable, and the catalyst temperature detected by the catalyst temperature detecting means is below a predetermined temperature. In this case, the divided injection mode is selected.
つまり、理論空燃比よりも希薄側の空燃比での運転を行うにあたって触媒温度が所定温度以下の場合は、ウォールガイドモードではなく分割噴射モードでの運転を行う。 That is, when the catalyst temperature is equal to or lower than the predetermined temperature when the operation is performed at the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the operation is performed in the split injection mode instead of the wall guide mode.
上記手段を用いる本発明の請求項1の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、リーン空燃比運転の分割噴射モードにおいて、排気浄化触媒の触媒温度の低下に応じて、吸気行程の燃料噴射量の割合を増加させることで、内燃機関から排出されるHC量を増加させることができる。またリーン空燃比の運転であるので、排出ガス中には多くのO2を含んでいる。これにより大量のHCとO2を同時に排気浄化触媒に供給することができ、当該排気浄化触媒上での酸化反応を促進して、当該酸化反応熱により排気浄化触媒の触媒温度を上昇させることができる。 According to the control apparatus for a direct injection internal combustion engine of the first aspect of the present invention using the above means, in the split injection mode of the lean air-fuel ratio operation, the fuel in the intake stroke according to the decrease in the catalyst temperature of the exhaust purification catalyst. By increasing the ratio of the injection amount, the amount of HC discharged from the internal combustion engine can be increased. Further, since it is a lean air-fuel ratio operation, the exhaust gas contains a large amount of O 2 . As a result, a large amount of HC and O 2 can be simultaneously supplied to the exhaust purification catalyst, the oxidation reaction on the exhaust purification catalyst can be promoted, and the catalyst temperature of the exhaust purification catalyst can be increased by the oxidation reaction heat. it can.
これにより、リーン空燃比運転による燃費の向上を図りつつ、排気浄化触媒の温度低下を防止し排気浄化性能を維持することができる。
請求項2の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、分割噴射モード時に、触媒温度の低下に応じて、吸気行程噴射量割合を増加させるとともに、点火時期の遅角も行うことで、排気温度を上昇させる上、さらにHC排出量を増加させることができる。
As a result, it is possible to prevent the temperature of the exhaust purification catalyst from decreasing and maintain the exhaust purification performance while improving the fuel efficiency by the lean air-fuel ratio operation.
According to the control apparatus for a cylinder injection internal combustion engine of claim 2, by increasing the intake stroke injection amount ratio and retarding the ignition timing in accordance with a decrease in the catalyst temperature in the split injection mode, In addition to raising the exhaust temperature, the HC emission amount can be further increased.
これにより、より確実に排気浄化触媒の触媒温度を上昇させることができる。
請求項3の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、燃料噴射弁より噴射された燃料噴霧に直接点火を行うため、特に排気温度が低い低負荷低回転速度域においても安定した分割噴射モードでの運転を行うことができる。
請求項4の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、リーン空燃比での運転を行うにあたり触媒温度が所定温度以下の場合は分割噴射モードでの運転を行うので、リーン空燃比運転による燃費の向上を図りつつ、排気浄化触媒の温度低下を防止し排気浄化性能を維持することができるし、触媒温度の制約がない状況下ではスプレーガイドモードを有効活用して燃費を向上させることができる。
Thereby, the catalyst temperature of the exhaust purification catalyst can be increased more reliably.
According to the control apparatus for a cylinder injection type internal combustion engine of claim 3, since the fuel spray injected from the fuel injection valve is directly ignited, the split injection that is stable even in the low load low rotation speed region where the exhaust temperature is low. Operation in mode can be performed.
According to the control apparatus for a cylinder injection type internal combustion engine of
請求項5の筒内噴射型内燃機関の制御装置によれば、リーン空燃比での運転を行うにあたり触媒温度が所定温度以下の場合は分割噴射モードでの運転を行うので、リーン空燃比運転による燃費の向上を図りつつ、排気浄化触媒の温度低下を防止し排気浄化性能を維持することができるし、触媒温度の制約がない状況下ではウォールガイドモードを有効活用して燃費を向上させることができる。 According to the control apparatus for a cylinder injection internal combustion engine according to claim 5, when the operation at the lean air-fuel ratio is performed, the operation in the split injection mode is performed when the catalyst temperature is equal to or lower than the predetermined temperature. While improving fuel efficiency, it is possible to maintain the exhaust purification performance by preventing the temperature reduction of the exhaust purification catalyst, and in situations where there is no restriction on the catalyst temperature, the wall guide mode can be used effectively to improve fuel efficiency. it can.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1を参照すると、本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の概略構成図が示されている。
図1に示すエンジン1(内燃機関)は、4サイクル直列4気筒型エンジンであり、図1にはそのうちの1つの気筒についての縦断面が示されている。なお、他の気筒についても同様の構成をしているものとして図示及び説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of a control device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention.
An engine 1 (internal combustion engine) shown in FIG. 1 is a four-cycle in-line four-cylinder engine, and FIG. 1 shows a longitudinal section of one of the cylinders. In addition, illustration and description are abbreviate | omitted as what has the same structure also about another cylinder.
図1に示すように、エンジン1はシリンダブロック2にシリンダヘッド4が載置されて構成されている。
シリンダブロック2に形成されているシリンダ6内には上下摺動可能にピストン8が設けられている。
当該ピストン8の頂面には凹形状のキャビティ8aが形成されている。
As shown in FIG. 1, the
A piston 8 is provided in a cylinder 6 formed in the cylinder block 2 so as to be slidable up and down.
A
また、シリンダ6に対応して、シリンダヘッド4の下面には所謂ペントルーフ型の斜面10a、10bが形成されおり、当該シリンダヘッド4下面の斜面10a、10b、シリンダ6、ピストン8上面に囲まれて燃焼室12が形成されている。
燃焼室12の上壁の中央部分、即ち両斜面10a、10bの稜線中央部分において、一方の斜面10aには燃料噴射弁14が、他方の斜面10bには点火プラグ16がそれぞれ燃焼室12内に臨んで設けられている。
Corresponding to the cylinder 6, so-called pent roof type
In the central portion of the upper wall of the
当該燃料噴射弁14は真下方向よりも若干点火プラグ16の電極部16a側に指向して配設されており、当該燃料噴射弁14から噴射される燃料噴霧18が点火プラグ16側に偏倚するよう構成されている。
また、点火プラグ16は真下方向よりも若干燃料噴射弁14側に指向しており、電極部16aが燃料噴射弁14から噴射される燃料の噴射領域、即ち燃料噴霧18近傍に位置するように配設されている。
The
In addition, the
また、一方の斜面10aには、燃料噴射弁14の両側に位置して2つの吸気バルブ20がそれぞれ設けられており、他方の斜面10bには、点火プラグ16の両側に位置して2つの排気バルブ22がそれぞれ設けられている。
これら吸気バルブ20及び排気バルブ22は、上下摺動することでそれぞれシリンダヘッド4内に形成された吸気ポート24及び排気ポート26と燃焼室12との連通と遮断を行うよう構成されている。
Further, two
The
また、上記排気ポート26は排気マニホールド28を介して排気管30と接続されており、当該排気管30には排気浄化触媒32が設けられている。当該排気浄化触媒32は、例えば、HC、COを酸化し、NOxを還元する機能を有する三元触媒である。
また、排気浄化触媒32には触媒温度センサ34が設けられており、当該触媒温度センサ34は車両に搭載されているECU(電子コントロールユニット)40と電気的に接続されている。
The
The
当該ECU40は、エンジン1のエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ42、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ44等のセンサ類とも電気的に接続されており、当該センサ類からの情報に基づき、上記燃料噴射弁14による燃料噴射時期や燃料噴射量の制御(燃料噴射量制御手段)及び上記点火プラグ16による点火時期を制御し(点火時期制御手段)、上記エンジン1の運転状態に応じて均一混合燃焼モード、スプレーガイドモード、ウォールガイドモード、分割噴射モードの各運転モードを切り替える機能を有している(運転モード切替制御手段)。
The
ここで、均一混合燃焼モードは、吸気行程中に燃料噴射を行うことで、燃料噴霧を予め吸入空気と混合させ燃焼室12内を理論空燃比近傍に均一化させた状態で点火を行い均一混合燃焼させる燃焼モードである。
また、スプレーガイドモードは、燃料噴射弁14により圧縮行程中に点火プラグ16の電極部16aに向けた燃料噴射を行い、当該電極部16a近傍を通過する燃料噴霧18に点火を行う運転モードである。なお、当該スプレーガイドモードは燃料噴射弁14より噴射される燃料噴霧に直接点火を行うため、低負荷低回転速度域にも安定した燃焼を生起することができる運転モードである。
Here, in the uniform mixture combustion mode, fuel injection is performed during the intake stroke, so that fuel spray is mixed with intake air in advance and ignition is performed in a state where the
The spray guide mode is an operation mode in which the
また、ウォールガイドモードは、燃料噴射弁14により圧縮行程中に燃料噴射を行い、点火プラグ16の電極部16a近傍を通過しピストン8のキャビティ8a形状により案内され電極部16a近傍に上昇してきた燃料噴霧に点火を行う運転モードである。
さらに、分割噴射モードは、吸気行程中に燃料噴射した後、圧縮行程中においても燃料噴射を行いプラグ点火プラグ16近傍とその周囲の空燃比を層状化させ、電極部16a近傍を通過する燃料噴霧18に点火を行う運転モードである。当該分割噴射モードもスプレーガイドモードと同様に、燃料噴射弁14より噴射される燃料噴霧に直接点火を行うため、低負荷低回転速度域にも安定した燃焼を生起することができる運転モードである。
In the wall guide mode, fuel is injected during the compression stroke by the
Further, in the split injection mode, after the fuel is injected during the intake stroke, the fuel is also injected during the compression stroke to stratify the vicinity of the
なお、スプレーガイドモード、ウォールガイドモード、及び分割噴射モードはいずれもリーン空燃比で燃焼させるリーン運転モードである。
当該ECU40は、例えばこのリーン運転モードでの運転により排気温度が低下し排気浄化触媒32の触媒温度が低下した場合に、当該触媒温度の低下に応じて運転モードの切替制御を行う。
Note that the spray guide mode, the wall guide mode, and the split injection mode are all lean operation modes in which combustion is performed at a lean air-fuel ratio.
For example, when the exhaust temperature decreases due to the operation in the lean operation mode and the catalyst temperature of the
以下このように構成された本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置による具体的な制御について説明する。
まず、当該制御における第1実施例について説明する。
第1実施例におけるECU40には、低い温度から順に第1の所定温度T1、第2の所定温度T2、第3の所定温度T3、第4の所定温度T4が予め設定されている。
Hereinafter, specific control by the control device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention configured as described above will be described.
First, a first embodiment in the control will be described.
In the
また、分割噴射モードは、吸気行程噴射と圧縮行程噴射の燃料噴射量割合によって2つの分割噴射モードが設定されている。具体的には、吸気行程噴射の燃料噴射量の割合がR1(例えば50%)である第1の分割噴射モードと、吸気行程噴射の燃料噴射量の割合がR1よりも大きいR2(例えば70%)である第2の分割噴射モードとが設定されている。 In the split injection mode, two split injection modes are set according to the fuel injection amount ratio of the intake stroke injection and the compression stroke injection. Specifically, the first split injection mode in which the ratio of the fuel injection amount of the intake stroke injection is R1 (for example, 50%) and the ratio R2 (for example, 70%) of the fuel injection amount of the intake stroke injection is larger than R1. ) Is set as the second divided injection mode.
そして、図2を参照すると、本発明の第1実施例に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置のECU40により実行される運転モード切替制御ルーチンがフローチャートで示されており、図3を参照すると、本発明の第1実施例に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の触媒温度と運転モードの関係図が示されている。
以下、図2のフローチャートに沿って説明する。
2 is a flowchart showing an operation mode switching control routine executed by the
Hereinafter, it demonstrates along the flowchart of FIG.
まず、ステップS10では、エンジン1の運転状態がリーン運転モード許可条件を満たしているか否か、且つ上記触媒温度センサ34により検出される触媒温度Tが第1の所定温度T1より大であるか否かを判別する。
具体的には、上記エンジン回転速度センサ42により検出されるエンジン回転速度が予め設定されている許可下限回転速度より大であって許可上限回転速度より小の範囲であり、且つ、上記アクセル開度センサ44により検出されるアクセル開度とエンジン回転速度とから算出される負荷が予め設定されている許可下限負荷より大であって許可上限負荷より小の範囲である場合にリーン運転モード条件が満たされる。
First, in step S10, whether or not the operating state of the
Specifically, the engine rotation speed detected by the engine rotation speed sensor 42 is in a range greater than a preset permitted lower limit rotation speed and smaller than a permitted upper limit rotation speed, and the accelerator opening degree. The lean operation mode condition is satisfied when the load calculated from the accelerator opening detected by the
当該判別結果が偽(No)である場合、即ちリーン運転モード許可条件を満たしていない場合、または触媒温度Tが第1の所定温度T1以下である場合は、ステップS11に進む。
ステップS11では、運転モードを均一混合燃焼モードに設定し当該ルーチンをリターンする。
When the determination result is false (No), that is, when the lean operation mode permission condition is not satisfied, or when the catalyst temperature T is equal to or lower than the first predetermined temperature T1, the process proceeds to step S11.
In step S11, the operation mode is set to the uniform mixed combustion mode, and the routine is returned.
一方、上記ステップS10の判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS12に進む。
ステップS12では、触媒温度Tが第4の所定温度T4未満であるか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合は、ステップS13に進む。
ステップS13では、運転モードをスプレーガイドモードに設定し当該ルーチンをリターンする。
On the other hand, if the determination result in step S10 is true (Yes), the process proceeds to step S12.
In step S12, it is determined whether or not the catalyst temperature T is lower than a fourth predetermined temperature T4. If the determination result is false (No), the process proceeds to step S13.
In step S13, the operation mode is set to the spray guide mode, and the routine is returned.
一方、上記ステップS12の判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS14に進む。
ステップS14では、触媒温度Tが第3の所定温度T3未満であるか否かを判別し、当該判別結果が偽(No)である場合はステップS15にて運転モードをウォールガイドモードに設定する。
On the other hand, if the determination result in step S12 is true (Yes), the process proceeds to step S14.
In step S14, it is determined whether or not the catalyst temperature T is lower than the third predetermined temperature T3. If the determination result is false (No), the operation mode is set to the wall guide mode in step S15.
一方、上記ステップS14の判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS16に進む。
ステップS16では、触媒温度Tが第2の所定温度T2未満であるか否かを判別し、当該判別結果が偽(No)である場合は、ステップS17にて運転モードを第1の分割噴射モードに設定する。
On the other hand, if the determination result in step S14 is true (Yes), the process proceeds to step S16.
In step S16, it is determined whether or not the catalyst temperature T is lower than the second predetermined temperature T2. If the determination result is false (No), the operation mode is changed to the first split injection mode in step S17. Set to.
一方、上記ステップS16の判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS18に進む。
ステップS18では、運転モードを第2の分割噴射モードに設定し、当該ルーチンをリターンする。
当該制御はつまり、図3に示すように、触媒温度が低下するにつれてスプレーガイドモード、ウォールガイドモード、第1の分割噴射モード、第2の分割噴射モード、均一混合燃焼モードの順に運転モードを切り替えることとなる。
On the other hand, if the determination result in step S16 is true (Yes), the process proceeds to step S18.
In step S18, the operation mode is set to the second split injection mode, and the routine returns.
That is, as shown in FIG. 3, the control switches the operation mode in the order of spray guide mode, wall guide mode, first split injection mode, second split injection mode, and uniform mixed combustion mode as the catalyst temperature decreases. It will be.
一般にウォールガイドモードとスプレーガイドモードとでは、ウォールガイドモードの方がHC排出量は多く、さらにウォールガイドモードよりも分割噴射モードの方がHC排出量は多い。
ここで、図4を参照すると、分割噴射モードにおける吸気行程噴射量の割合に対する、触媒温度、排気温度、エンジン1からのHC排出量を示す関係図が示されている。
Generally, in the wall guide mode and the spray guide mode, the wall guide mode has a larger amount of HC emission, and the split injection mode has a larger amount of HC emission than the wall guide mode.
Here, referring to FIG. 4, there is shown a relational diagram showing the catalyst temperature, the exhaust temperature, and the HC emission amount from the
同図に示すように、分割噴射モードでは、吸気行程噴射量の割合を増加させるほど排気温度は低下するが、一方でHCの排出量は増加する。
したがって、当該第1実施例の制御は、触媒温度が低下するにつれて、HC排出量の多い運転モードに切り替えていくものである。
エンジン1からのHCの排出量が増加すると、排気浄化触媒32に大量のHCとO2が供給されることとなる。そして、当該HCは排気浄化触媒32上で酸化反応し、この酸化反応熱により排気浄化触媒32は加熱され、触媒温度は上昇する。
As shown in the figure, in the split injection mode, the exhaust gas temperature decreases as the intake stroke injection rate increases, while the HC emission increases.
Therefore, the control of the first embodiment switches to the operation mode with a large amount of HC emission as the catalyst temperature decreases.
When the amount of HC discharged from the
さらに、図4に示すように、酸化反応熱により加熱された排気浄化触媒32の触媒温度は排気温度以上であり、排気温度を上昇させることによる加熱よりも触媒温度を高く上昇させることができる。
このように、本発明の第1実施例に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置では、触媒温度が低下するにつれて、リーン運転モードを保ちつつHC排出量の多い運転モードに切り替えていくことで、排気浄化触媒32での酸化反応を活発化させ、酸化反応熱により触媒の温度を上昇させることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the catalyst temperature of the
Thus, in the control apparatus for the direct injection internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, as the catalyst temperature decreases, the operation mode is switched to the operation mode with a large amount of HC emission while maintaining the lean operation mode. The oxidation reaction in the
これにより、リーン運転モードでの運転時間を大幅に拡大することができ、燃費を向上させることができるとともに、排気浄化触媒32の温度低下を防止することができ排気浄化性能を維持することができる。
なお、第1実施例におけるECU40には、低い温度から順に第1の所定温度T1、第2の所定温度T2、第3の所定温度T3、第4の所定温度T4が予め設定されている。
As a result, the operation time in the lean operation mode can be greatly extended, fuel efficiency can be improved, and the temperature reduction of the
In the
また、吸気行程噴射と圧縮行程噴射を行う分割噴射モードについて、吸気行程で噴射する燃料噴射量の割合がR1(例えば50%)である第1の分割噴射モードと、吸気行程噴射の燃料噴射量の割合がR1よりも大きいR2(例えば70%)である第2の分割噴射モードとが設定されている。
次に本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置による制御の第2実施例について説明する。
In addition, in the divided injection mode in which the intake stroke injection and the compression stroke injection are performed, the first divided injection mode in which the ratio of the fuel injection amount injected in the intake stroke is R1 (for example, 50%) and the fuel injection amount of the intake stroke injection Is set to the second split injection mode in which R2 (for example, 70%) is larger than R1.
Next, a description will be given of a second embodiment of control by the control unit for a direct injection internal combustion engine according to the present invention.
当該第2実施例におけるECU40には、分割噴射モードについて、上記第1の分割噴射モードと同様に吸気行程噴射の燃料噴射量割合をR1とし、さらに点火時期をSA1とした第3の分割噴射モードが設定されている。また、上記第2の分割噴射モードと同様に吸気行程噴射の燃料噴射割合をR2とし、さらに点火時期をSA1よりも遅角側の点火時期であるSA2とした第4の分割噴射モードが設定されている。
In the
図5を参照すると、本発明の第2実施例に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置のECU40により実行される運転モード切替制御ルーチンがフローチャートで示されている。なお、上記第1実施例と同様の制御についての説明は省略する。
以下、図5のフローチャートに沿って説明する。
ただし、当該フローチャートは、ステップS20からステップS26までは、上記第1実施例における図2のフローチャートのステップS10からS16と同様であり、説明は省略する。
Referring to FIG. 5, an operation mode switching control routine executed by the
Hereinafter, it demonstrates along the flowchart of FIG.
However, in the flowchart, steps S20 to S26 are the same as steps S10 to S16 in the flowchart of FIG. 2 in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
第2実施例では、ステップS26において、触媒温度Tが第2の所定温度T2未満であるか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、ステップS27に進み、第3の分割噴射モードに設定する。
一方、ステップS26の判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS28に進み、第4の分割噴射モードに設定する。
In the second embodiment, in step S26, it is determined whether or not the catalyst temperature T is lower than a second predetermined temperature T2. When the said determination result is false (No), it progresses to step S27 and sets to 3rd division | segmentation injection mode.
On the other hand, if the determination result of step S26 is true (Yes), the process proceeds to step S28, and the fourth divided injection mode is set.
このように第2実施例の制御では、触媒温度が低下するにつれて、スプレーガイドモード、ウォールガイドモード、第3の分割噴射モード、第4の分割噴射モード、均一混合燃焼モードの順に運転モードが切り替えられていく。
ここで、図6を参照すると、分割噴射モード、スプレーガイドモード、ウォールガイドモードの点火時期に対する、触媒温度、排気温度、エンジン1からのHC排出量を示す関係図が示されている。
As described above, in the control of the second embodiment, the operation mode is switched in the order of the spray guide mode, the wall guide mode, the third divided injection mode, the fourth divided injection mode, and the uniform mixed combustion mode as the catalyst temperature decreases. It will be.
Here, referring to FIG. 6, there is shown a relational diagram showing the catalyst temperature, the exhaust temperature, and the HC emission amount from the
同図に示すように、分割噴射モードは、スプレーガイドモードやウォールガイドモードに比べ排気温度は低いがHC排出量は比較的多く、点火時期を遅角させるほど、当該HC排出量は増加する傾向にある。なお、スプレーガイドモード及び分割噴射モードは、燃料噴射中に点火を行う必要があるため、ここでは点火時期を遅角すると同時に噴射時期も遅角している。 As shown in the figure, the split injection mode has a lower exhaust temperature than the spray guide mode and the wall guide mode, but the HC emission amount is relatively large, and the HC emission amount tends to increase as the ignition timing is retarded. It is in. In the spray guide mode and the split injection mode, since it is necessary to perform ignition during fuel injection, the ignition timing is retarded at the same time as the ignition timing is retarded here.
したがって、第3、第4の分割噴射モードに切り替えることで上記第1、第2の分割噴射モードに切り替える以上にHC排出量を増加させることができる。
これにより本発明の第2実施例に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置では、上記第1実施例と同様の効果を得ることができる上、より確実に、排気浄化触媒32の温度低下を防止することができ排気浄化性能を維持することができる。
Therefore, the HC emission amount can be increased by switching to the third and fourth divided injection modes more than switching to the first and second divided injection modes.
As a result, the control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention can obtain the same effect as that of the first embodiment, and more reliably reduce the temperature of the
以上で本発明に係る筒内噴射型内燃機関の制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、触媒温度が低下するにつれて、スプレーガイドモード、ウォールガイドモード、分割噴射モード、均一混合燃焼モードと切り替えるように設定されているが、これは触媒温度が低下するにつれてHC排出量の多い運転モードに切り替える設定であればよく、この組み合わせに限られるものではない。例えば、スプレーガイドモードを行わない設定としたり、ウォールガイドモードを行わない設定としたり、分割噴射モードのみを行う設定としても構わない。
This is the end of the description of the embodiment of the control device for the direct injection internal combustion engine according to the present invention, but the embodiment is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, as the catalyst temperature decreases, the spray guide mode, the wall guide mode, the split injection mode, and the uniform mixed combustion mode are set to be switched. This is because the HC emission is reduced as the catalyst temperature decreases. The setting is not limited to this combination as long as the operation mode is switched to the operation mode with a large amount. For example, a setting for not performing the spray guide mode, a setting for not performing the wall guide mode, or a setting for performing only the divided injection mode may be used.
また、上記実施形態では、分割噴射モードの吸気行程噴射量割合はR1とR2の2段階に設定されているが、何段階に設定しても構わない上、触媒温度の低下に応じて連続的に増加するように設定しても構わない。
また、上記第2実施例における、分割噴射モードの点火時期はSA1とSA2の2段階に設定されているが、何段階に設定しても構わない上、触媒温度の低下に応じて連続的に遅角するように設定しても構わない。
Further, in the above embodiment, the intake stroke injection amount ratio in the split injection mode is set to two stages of R1 and R2. However, it may be set to any stage, and continuously according to the decrease in the catalyst temperature. It may be set to increase.
In the second embodiment, the ignition timing in the split injection mode is set to two stages, SA1 and SA2. However, it may be set to any stage, and continuously according to the decrease in the catalyst temperature. It may be set so as to be retarded.
また上記排気浄化触媒32は三元触媒としているが、酸化機能を有している触媒であれば、他の触媒であっても本発明を適用することができる。
また、上記実施形態では、分割噴射モードでの点火は燃料噴射弁14から噴射された燃料噴霧に直接点火を行う所謂スプレーガイド方式であるが、これは成層希薄燃焼可能なエンジンであればよく、例えばピストン8のキャビティ8aにより案内された燃料噴霧に点火する所謂ウォールガイド方式であっても構わない。
Although the
Further, in the above embodiment, the ignition in the split injection mode is a so-called spray guide method in which the fuel spray injected from the
また、上記実施形態では、排気浄化触媒32の温度を触媒温度センサ34により検出しているが、排気温度等から推定することで触媒温度を検出してもよい。
In the above embodiment, the temperature of the
1 エンジン(内燃機関)
14 燃料噴射弁
16 点火プラグ
16a 電極部
30 排気管
32 排気浄化触媒
34 触媒温度センサ
40 ECU(燃料噴射量制御手段、点火時期制御手段、運転モード切替制御手段)
1 engine (internal combustion engine)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該燃料噴射弁より噴射する燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御手段と、
前記燃料噴射弁から噴射された燃料に点火を行う点火プラグと、
該点火プラグによる点火時期を制御する点火時期制御手段と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、少なくとも酸化機能を有し、排気を浄化する排気浄化触媒と、
該排気浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
前記内燃機関の吸気行程中及び圧縮行程中に燃料噴射を行い、理論空燃比よりも希薄側の空燃比で成層燃焼を行う分割噴射モードを選択可能な運転モード切替制御手段とを備え、
前記燃料噴射量制御手段は、前記分割噴射モード時には、前記触媒温度検出手段により検出される触媒温度の低下に応じて、前記圧縮行程に噴射する燃料噴射量の割合に対して前記吸気行程に噴射する燃料噴射量の割合を増加させることを特徴とする筒内噴射型内燃機関の制御装置。 A fuel injection valve for directly injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine;
Fuel injection amount control means for controlling the fuel injection amount injected from the fuel injection valve;
A spark plug for igniting the fuel injected from the fuel injection valve;
Ignition timing control means for controlling the ignition timing by the spark plug;
An exhaust purification catalyst that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and has at least an oxidation function and purifies exhaust;
Catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust purification catalyst;
An operation mode switching control means capable of selecting a split injection mode in which fuel injection is performed during an intake stroke and a compression stroke of the internal combustion engine, and stratified combustion is performed at an air-fuel ratio leaner than a stoichiometric air-fuel ratio;
In the split injection mode, the fuel injection amount control means injects into the intake stroke with respect to the ratio of the fuel injection amount injected in the compression stroke in response to a decrease in the catalyst temperature detected by the catalyst temperature detecting means. A control device for a direct injection internal combustion engine, wherein the ratio of the fuel injection amount to be increased is increased.
前記点火時期制御手段は、前記分割噴射モード時には、圧縮行程中に噴射した燃料噴霧が前記点火プラグの電極部中または電極部近傍を通過している際に点火を行うことを特徴とする請求項1または2記載の筒内噴射型内燃機関の制御装置。 The spark plug has an electrode portion disposed in or near the fuel injection path injected from the fuel injection valve,
The ignition timing control means performs ignition when the fuel spray injected during the compression stroke passes through or near the electrode portion of the ignition plug in the split injection mode. The control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to 1 or 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006094445A JP4492812B2 (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | In-cylinder injection internal combustion engine control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006094445A JP4492812B2 (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | In-cylinder injection internal combustion engine control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007270656A JP2007270656A (en) | 2007-10-18 |
JP4492812B2 true JP4492812B2 (en) | 2010-06-30 |
Family
ID=38673729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006094445A Expired - Fee Related JP4492812B2 (en) | 2006-03-30 | 2006-03-30 | In-cylinder injection internal combustion engine control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4492812B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013007375A (en) * | 2011-05-24 | 2013-01-10 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel injection control apparatus for internal combustion engine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04231645A (en) * | 1990-12-27 | 1992-08-20 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control apparatus for cylinder direct injection type internal combustion engine |
JP2003214235A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-30 | Mazda Motor Corp | Control device of spark ignition direct injection engine |
JP2005256791A (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Nissan Motor Co Ltd | Cylinder direct injection engine |
-
2006
- 2006-03-30 JP JP2006094445A patent/JP4492812B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04231645A (en) * | 1990-12-27 | 1992-08-20 | Toyota Motor Corp | Fuel injection control apparatus for cylinder direct injection type internal combustion engine |
JP2003214235A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-30 | Mazda Motor Corp | Control device of spark ignition direct injection engine |
JP2005256791A (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Nissan Motor Co Ltd | Cylinder direct injection engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007270656A (en) | 2007-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100345263B1 (en) | In-cylinder injection type internal combustion engine | |
JP4918911B2 (en) | Fuel pressure control device for in-cylinder direct fuel injection spark ignition engine | |
JP4605057B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
US7370473B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
EP1088983B1 (en) | A control system for a direct injection engine of spark ignition type | |
JP4840289B2 (en) | Control unit for gasoline engine | |
JP4943873B2 (en) | In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine control device | |
JP4492812B2 (en) | In-cylinder injection internal combustion engine control device | |
JP3743277B2 (en) | Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine | |
JP4631725B2 (en) | In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine controller | |
JP3731403B2 (en) | Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine | |
JP2008274789A (en) | Control system for direct injection engine | |
JP4702214B2 (en) | Start control device for in-cylinder internal combustion engine | |
JP3726580B2 (en) | Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine | |
JP2007107508A (en) | Control device for cylinder injection type internal combustion engine | |
JP2007239577A (en) | Control device for direct injection internal combustion engine | |
EP1688616B1 (en) | Direct-injection spark-ignition internal combustion engine | |
JP5067566B2 (en) | In-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine | |
JP3741209B2 (en) | In-cylinder internal combustion engine | |
JP4214410B2 (en) | In-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine | |
JP4807125B2 (en) | Ignition timing control device for compression ignition internal combustion engine | |
JP4134861B2 (en) | Control device for premixed compression ignition type internal combustion engine | |
JP2010163930A (en) | Control device of direct-injection spark ignition internal combustion engine | |
JP2009197653A (en) | Method of controlling gasoline engine | |
JP4632032B2 (en) | In-cylinder injection type spark ignition internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080318 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100317 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100330 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |