JP5626145B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に、燃料を直接気筒内に噴射する燃料噴射弁を備えるエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device, and more particularly to an engine control device including a fuel injection valve that injects fuel directly into a cylinder.
従来、エンジンとしては、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式のものが知られている。この筒内噴射式のエンジンでは、局所的にリッチ雰囲気になりやすいため、エンジンの燃焼に伴い粒子状物質(PM)が発生しやすい。これに鑑み、筒内噴射式のエンジンを対象に、PM排出を抑制するための技術が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an in-cylinder injection type in which fuel is directly injected into a cylinder is known as an engine. In this in-cylinder type engine, a rich atmosphere tends to be locally generated, so that particulate matter (PM) is likely to be generated with combustion of the engine. In view of this, various techniques for suppressing PM emissions have been proposed for in-cylinder injection engines (see, for example, Patent Document 1).
また従来、エンジンの排気中に含まれるHCやCO、NOxなどを浄化するための触媒として三元触媒が知られており、ポート噴射式や筒内噴射式のガソリンエンジンにおいて、三元触媒の酸素ストレージ能を利用して排気の浄化が行われている。 Conventionally, a three-way catalyst is known as a catalyst for purifying HC, CO, NOx, etc. contained in the exhaust of the engine. In a port injection type or in-cylinder injection type gasoline engine, the oxygen of the three-way catalyst is known. Exhaust gas purification is performed using storage capacity.
ここで、エンジン運転中では、所定の燃料カット条件の成立に伴い燃料噴射弁による燃料噴射を一時的に停止してエンジンを燃焼停止状態にすることがある。この場合、燃料を含まない空気が触媒に供給されることにより、触媒が酸素吸蔵過多の状態になり、その結果、燃料カットからの復帰直後において触媒のNOx浄化能が低下することがある。そこで従来、燃料カットからの復帰直後において、燃料噴射量を一時的に増量補正することにより(空燃比をリッチ側に変更することにより)触媒の酸素吸蔵量を低減させることが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Here, during engine operation, the fuel injection by the fuel injection valve may be temporarily stopped to bring the engine to a combustion stop state in accordance with establishment of a predetermined fuel cut condition. In this case, when air containing no fuel is supplied to the catalyst, the catalyst is in an excessive oxygen storage state, and as a result, the NOx purification ability of the catalyst may decrease immediately after returning from the fuel cut. Therefore, it has been proposed to reduce the oxygen storage amount of the catalyst by correcting the fuel injection amount temporarily (immediately after returning from the fuel cut) (by changing the air-fuel ratio to the rich side) ( For example, see Patent Document 2).
しかしながら、触媒の酸素吸蔵量を低減させるべく空燃比をリッチ側にした場合、リッチ分の燃料の燃焼に伴いPMが発生しやすくなることが懸念される。特に、筒内噴射式のエンジンでは、局所的なリッチ化がより生じやすく、燃料と空気とが不均一な状態で燃焼が行われることによりPM発生が生じやすい。 However, when the air-fuel ratio is made rich so as to reduce the oxygen storage amount of the catalyst, there is a concern that PM is likely to be generated as the rich fuel is burned. In particular, in an in-cylinder injection type engine, local enrichment is more likely to occur, and PM is likely to occur due to combustion in a state where fuel and air are not uniform.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、排気浄化装置の浄化能力回復のために空燃比を一時的にリッチにした場合にも、粒子状物質の発生を抑制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主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and controls an engine that can suppress the generation of particulate matter even when the air-fuel ratio is temporarily made rich in order to recover the purification capability of the exhaust purification device. The main purpose is to provide a device.
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
本発明は、燃料を直接気筒内に噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、酸素吸蔵能を有する排気浄化装置が排気通路に配置されたエンジンに適用される。また、第1の構成は、所定の燃料カット条件の成立に伴い一時的に燃料噴射を停止して燃料カットを実行する燃料カット手段と、前記燃料カットの実行中に所定の解除条件が成立したのに伴い前記燃料カットを解除する場合に、空燃比を一時的にリッチ側で制御するリッチ化制御手段と、都度のエンジン運転状態に基づいて、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力である噴射弁燃圧を制御する第1燃圧制御手段と、前記リッチ化制御手段により空燃比を一時的にリッチ側で制御する場合に、前記噴射弁燃圧を、前記第1燃圧制御手段により燃料カット解除後のエンジン運転状態に基づいて制御する場合の噴射弁燃圧よりも高燃圧で制御する第2燃圧制御手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention is applied to an engine provided with a fuel injection valve for directly injecting fuel into a cylinder and having an exhaust purification device having an oxygen storage capacity disposed in an exhaust passage. In addition, the first configuration includes fuel cut means for temporarily stopping fuel injection and executing fuel cut when a predetermined fuel cut condition is satisfied, and a predetermined release condition is satisfied during execution of the fuel cut. Accordingly, when canceling the fuel cut, the rich control means for temporarily controlling the air-fuel ratio on the rich side, and the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve based on the engine operating state each time When the air fuel ratio is temporarily controlled on the rich side by the first fuel pressure control means for controlling a certain fuel pressure of the injection valve and the rich control means, the fuel cut is canceled by the first fuel pressure control means. And a second fuel pressure control means for controlling at a fuel pressure higher than the fuel pressure of the injection valve in the case of controlling based on the subsequent engine operating state.
要するに、燃料カットを解除した直後では、エンジンの回転速度や負荷が比較的小さく、このようなエンジン運転状態において設定される噴射弁燃圧は比較的低い。これに対し、上記構成では、燃料カット解除後に空燃比を一時的にリッチ側にする場合に、噴射弁燃圧を、燃料カット解除後のエンジン運転状態に基づいて設定される噴射弁燃圧よりも高燃圧にする。この高燃圧化によって燃料の微粒化が促進され、その結果、排気浄化装置の浄化能力回復のために空燃比を一時的にリッチにしている状況下でも、PMの発生を抑制することができる。 In short, immediately after canceling the fuel cut, the rotational speed and load of the engine are relatively small, and the injection valve fuel pressure set in such an engine operating state is relatively low. On the other hand, in the above configuration, when the air-fuel ratio is temporarily made rich after the fuel cut is released, the injection valve fuel pressure is set higher than the injection valve fuel pressure set based on the engine operating state after the fuel cut is released. Use fuel pressure. This increase in fuel pressure promotes atomization of the fuel, and as a result, generation of PM can be suppressed even under a situation where the air-fuel ratio is temporarily rich to recover the purification capability of the exhaust purification device.
リッチ化制御では、燃料カット中の排気浄化装置の酸素吸蔵量が多いほど空燃比のリッチ度合いを大きくすることにより、過剰なリッチ化を抑制しつつ排気浄化装置の浄化能力を速やかに回復させることができる。一方、PMの発生のしやすさは空燃比のリッチ度合いに応じて相違し、目標空燃比のリッチ度合いが大きいほど、エンジンの燃焼室内が局所的にリッチ雰囲気になりやすく、その結果、PMが発生しやすくなると考えられる。 In the enrichment control, as the oxygen storage amount of the exhaust purification device during fuel cut increases, the richness of the air-fuel ratio is increased to quickly recover the purification capability of the exhaust purification device while suppressing excessive enrichment. Can do. On the other hand, the ease of PM generation differs depending on the richness of the air-fuel ratio, and the greater the richness of the target air-fuel ratio, the more easily the engine combustion chamber becomes locally rich. This is likely to occur.
その点に鑑み、第2の構成では、前記リッチ化制御手段により空燃比をリッチ側で制御する場合の目標空燃比を前記排気浄化装置の酸素吸蔵量に応じて可変に設定する目標設定手段を備え、前記リッチ化制御手段は、前記目標設定手段により設定された目標空燃比で実空燃比を制御することにより空燃比を一時的にリッチ側で制御し、前記第2燃圧制御手段は、前記目標設定手段により設定された目標空燃比に応じて、前記噴射弁燃圧を可変に制御する。この構成によれば、PMの発生しやすさに応じて噴射弁燃圧を可変にすることができ、空燃比の過剰なリッチ化を抑制しつつPMの発生を好適に抑制することができる。 In view of that point, in the second configuration , target setting means for variably setting a target air-fuel ratio when the air-fuel ratio is controlled on the rich side by the enrichment control means according to the oxygen storage amount of the exhaust purification device is provided. And the enrichment control means controls the air / fuel ratio temporarily on the rich side by controlling the actual air / fuel ratio with the target air / fuel ratio set by the target setting means, and the second fuel pressure control means The injection valve fuel pressure is variably controlled according to the target air-fuel ratio set by the target setting means. According to this configuration, the fuel pressure of the injection valve can be made variable according to the ease of PM generation, and generation of PM can be suitably suppressed while suppressing excessive enrichment of the air-fuel ratio.
第3の構成では、前記燃料カットの継続時間を計測する燃料カット時間計測手段を備え、前記目標設定手段は、前記燃料カット時間計測手段により計測された継続時間に応じて前記目標空燃比を可変に設定する。 In a third configuration , a fuel cut time measuring unit that measures a duration of the fuel cut is provided, and the target setting unit varies the target air-fuel ratio according to the duration measured by the fuel cut time measuring unit. Set to.
燃料カット中の排気浄化装置の酸素吸蔵量は燃料カットの継続時間に応じて相違し、燃料カットの継続時間が長いほど、排気浄化装置と空気との接触時間が長くなり、その結果、酸素吸蔵量が多くなる。したがって、上記構成のように、燃料カットの継続時間に応じて空燃比リッチ化時の目標空燃比を設定するのがよい。このとき、燃料カットの継続時間が長いほど、リッチ化制御時の目標空燃比のリッチ度合いを大きくするとよい。 The amount of oxygen stored in the exhaust purification device during fuel cut differs depending on the duration of fuel cut. The longer the fuel cut duration, the longer the contact time between the exhaust purification device and air. The amount increases. Therefore, it is preferable to set the target air-fuel ratio at the time of air-fuel ratio enrichment according to the duration of fuel cut as in the above configuration. At this time, it is better to increase the rich degree of the target air-fuel ratio during the enrichment control as the duration of the fuel cut is longer.
第4の構成では、前記燃料カットの実行中にエンジンが所定の運転状態になったこと、及びエンジンが前記所定の運転状態になる前にアクセル操作があったことを前記所定の解除条件として含み、前記目標設定手段は、エンジンが前記所定の運転状態になったのに伴い前記燃料カットが解除された場合と前記アクセル操作があったのに伴い前記燃料カットが解除された場合とで前記目標空燃比を可変に設定する。 In the fourth configuration , the predetermined release condition includes that the engine is in a predetermined operation state during execution of the fuel cut and that an accelerator operation is performed before the engine is in the predetermined operation state. The target setting means is configured such that the fuel cut is released when the engine enters the predetermined operating state and the fuel cut is released when the accelerator operation is performed. Set the air-fuel ratio to be variable.
エンジンが所定の運転状態(例えばアイドル運転状態)になったことを燃料カットの解除条件とする場合には、排気浄化装置の浄化能力回復のための時間を十分に確保することができる。一方、アクセル操作に伴い燃料カットを解除する場合には、ドライバの走行要求に応じたエンジン出力制御に速やかに移行するべく、排気浄化性能を速やかに回復させるのが望ましい。また、排気浄化性能を速やかに回復させるには、空燃比リッチ化時の目標空燃比のリッチ度合いを大きくすることが考えられる。その一方で、目標空燃比のリッチ度合いを大きくするほどPMが発生しやすくなる。その点に鑑み、上記構成では、アクセル操作に基づく燃料カット解除であるかそうでないかに応じて、空燃比リッチ化時の目標空燃比を可変にする。具体的には、アクセル操作による燃料カット解除の場合に、アクセル操作によらない場合に比べて、リッチ化制御の目標空燃比をリッチ側に設定するとよい。 When the condition for canceling the fuel cut is that the engine is in a predetermined operation state (for example, an idle operation state), a sufficient time for recovering the purification ability of the exhaust purification device can be secured. On the other hand, when the fuel cut is canceled in accordance with the accelerator operation, it is desirable to quickly recover the exhaust purification performance so as to promptly shift to the engine output control according to the driving request of the driver. In order to quickly recover the exhaust purification performance, it is conceivable to increase the rich degree of the target air-fuel ratio when the air-fuel ratio is enriched. On the other hand, PM is more likely to occur as the richness of the target air-fuel ratio is increased. In view of this point, in the above configuration, the target air-fuel ratio at the time of air-fuel ratio enrichment is made variable depending on whether the fuel cut is canceled based on the accelerator operation or not. Specifically, the target air-fuel ratio of the enrichment control may be set to the rich side when the fuel cut is canceled by the accelerator operation compared to when the fuel cut is not performed.
第5の構成では、前記排気浄化装置の温度を検出する温度検出手段を備え、前記目標設定手段は、前記温度検出手段により検出された温度に応じて前記目標空燃比を可変に設定する。 In the fifth configuration , a temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust purification device is provided, and the target setting means variably sets the target air-fuel ratio according to the temperature detected by the temperature detection means.
燃料カット中における排気浄化装置の酸素吸蔵量は排気浄化装置の温度に応じても相違し、一般に、温度が高いほど酸素吸蔵量が多くなる。したがって、上記構成のように、排気浄化装置の温度に応じて空燃比リッチ化時の目標空燃比を設定するのがよい。このとき、排気浄化装置の温度が高いほど、空燃比リッチ化時の目標空燃比をリッチ側に設定するとよい。なお、温度検出手段としては、エンジン運転状態に基づいて排気浄化装置の温度を算出(推定)することにより排気浄化装置の温度を検出する構成や、排気浄化装置の温度を検出する温度センサを設け、同センサにより直接検出する構成等が挙げられる。 The oxygen storage amount of the exhaust purification device during the fuel cut differs depending on the temperature of the exhaust purification device. Generally, the oxygen storage amount increases as the temperature increases. Therefore, it is preferable to set the target air-fuel ratio at the time of enrichment of the air-fuel ratio according to the temperature of the exhaust purification device as in the above configuration. At this time, the target air-fuel ratio at the time of enriching the air-fuel ratio may be set to the rich side as the temperature of the exhaust purification device is higher. As the temperature detection means, there is provided a configuration for detecting the temperature of the exhaust purification device by calculating (estimating) the temperature of the exhaust purification device based on the engine operating state, and a temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust purification device. And a configuration in which the sensor directly detects the same.
第6の構成では、前記第2燃圧制御手段は、前記燃料カットの実行中に、前記噴射弁燃圧を、前記第1燃圧制御手段により燃料カット解除後のエンジン運転状態に基づいて制御する場合の噴射弁燃圧よりも高燃圧にする。本構成では、噴射弁燃圧の燃圧上昇の所要時間を考慮して、燃料カット解除に伴う空燃比のリッチ化を実施するよりも前に噴射弁燃圧を所定燃圧まで昇圧させておく。これにより、排気浄化装置の浄化能力回復のために空燃比をリッチ化する場合に、そのリッチ化の開始当初から噴射弁燃圧を高圧状態にすることができ、PM発生を好適に抑制することができる。 In the sixth configuration , the second fuel pressure control means controls the injection valve fuel pressure based on the engine operating state after the fuel cut is released by the first fuel pressure control means during execution of the fuel cut. Set the fuel pressure higher than the fuel pressure of the injection valve. In this configuration, in consideration of the time required for the fuel pressure increase of the injection valve fuel pressure, the injection valve fuel pressure is raised to a predetermined fuel pressure before the enrichment of the air-fuel ratio accompanying the cancellation of the fuel cut is performed. As a result, when the air-fuel ratio is enriched in order to recover the purification capability of the exhaust purification device, the fuel pressure of the injection valve can be brought to a high pressure state from the beginning of the enrichment, and PM generation can be suitably suppressed. it can.
以下、本発明を具体化した実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、内燃機関である筒内噴射式の車載多気筒4サイクルガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしている。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット(以下、ECUという)を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施する。このエンジン制御システムの全体概略構成図を図1に示す。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an engine control system is constructed for an in-cylinder injection type on-vehicle multi-cylinder four-cycle gasoline engine that is an internal combustion engine. In this control system, an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) is used as a center to control the fuel injection amount, control the ignition timing, and the like. FIG. 1 shows an overall schematic configuration diagram of the engine control system.
図1に示すエンジン10において、吸気管11の最上流部にはエアクリーナ12が設けられ、エアクリーナ12の下流側には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ13が設けられている。また、エアフロメータ13の下流側には、DCモータ等のスロットルアクチュエータ15によって開度調節されるスロットルバルブ14が設けられている。スロットルバルブ14の開度(スロットル開度)は、スロットルアクチュエータ15に内蔵されたスロットル開度センサにより検出される。
In the
スロットルバルブ14の下流側にはサージタンク16が設けられ、サージタンク16において、吸気管内圧力を検出するための吸気管内圧力センサ17が設けられている。サージタンク16には、エンジン10の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド18が接続されている。また、吸気マニホールド18は、更に各気筒の吸気ポートに接続されている。
A surge tank 16 is provided on the downstream side of the
エンジン10の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ21及び排気バルブ22が設けられている。この吸気バルブ21の開動作によりサージタンク16内の空気が燃焼室23内に導入され、排気バルブ22の開動作により燃焼後の排ガスが排気管24に排出される。
An
エンジン10の各気筒の上部には、燃焼室23内に燃料を直接供給する燃料噴射弁19が取り付けられている。燃料噴射弁19には、燃料配管25を介して燃料タンク38が接続されており、燃料配管25において、その最上流部に電磁駆動式のフィードポンプ39が配置され、フィードポンプ39の下流側に機械駆動式の高圧ポンプ26が配置されている。燃料タンク38内の燃料は、フィードポンプ39により汲み上げられて所定のフィード圧(例えば0.3MPa)まで加圧された後、高圧ポンプ26に圧送される。高圧ポンプ26では、フィードポンプ39から圧送されるフィード圧の燃料を更に高圧にして(例えば4〜20MPaにして)デリバリパイプ27に圧送され、デリバリパイプ27から各気筒の燃料噴射弁19に供給される。その後、燃料噴射弁19により燃焼室23内に噴射される。
A
エンジン10のシリンダヘッドには点火プラグ29が取り付けられている。点火プラグ29には、点火コイル等よりなる点火装置(図示略)を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ29の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室23内の混合気が着火され燃焼に供される。
A
排気管24には、排ガス中のCO,HC,NOx等を浄化するための触媒として三元触媒31が設けられている。三元触媒31は、リーン雰囲気で酸素を吸蔵し、リッチ雰囲気で酸素を放出する酸素ストレージ能を有している。本システムでは、この三元触媒31の酸素ストレージ能を利用して排気浄化が行われる。
The
排気管24には、排気を検出対象として混合気の空燃比(酸素濃度)を検出するセンサが設けられている。詳しくは、排気管24において、触媒31の上流側には、排気中の酸素濃度に比例した広域の空燃比信号を出力する広域検出タイプの空燃比センサ32が設けられ、触媒31の下流側には、大気中と排気中の酸素濃度の差により二値の起電力を発生する起電力出力タイプのO2センサ33が設けられている。O2センサ33は、空燃比がリッチかリーンかで異なる起電力を発生し、具体的には、燃料リッチ時には約0.9Vの出力を示し、燃料リーン時には約0Vの出力を示す。なお、本システムには、O2センサ33の下流側において更に触媒(三元触媒等)34が設けられている。
The
その他、エンジン10には、冷却水温を検出する冷却水温センサ35や、エンジン10の所定クランク角毎に(例えば10°CA周期で)矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ36、デリバリパイプ27内の燃料圧力を検出する燃圧センサ37などが取り付けられている。
In addition, the
ECU40は、周知の通りCPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)41を主体として構成され、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン10の各種制御を実施する。すなわち、ECU40のマイコン41は、前述した各種センサなどから各々検出信号を入力し、それらの各種検出信号に基づいて、燃料噴射量や点火時期等を演算して燃料噴射弁19や点火装置の駆動等を制御する。
As is well known, the
エンジン制御について具体的には、マイコン41は、空燃比センサ32の出力値に基づいて空燃比制御を実施する。具体的には、都度のエンジン運転状態(例えば、エンジン回転速度やエンジン負荷)に基づいて目標空燃比を算出し、その算出した目標空燃比と、空燃比センサ32により検出される実空燃比との偏差を解消するべく空燃比フィードバック制御を実施する。また、マイコン41は、燃圧センサ37の出力値に基づいてデリバリパイプ27内の燃圧制御を実施しており、具体的には、都度のエンジン運転状態(例えば、エンジン回転速度やエンジン負荷)に基づいて、デリバリパイプ27内の燃圧の目標値である目標燃圧を算出し、その算出した目標燃圧と、燃圧センサ37により検出される実燃圧との偏差を解消するべく燃圧フィードバック制御を実施する。なお、デリバリパイプ27内の燃圧を制御することにより、燃料噴射弁19に供給される燃料の圧力である噴射弁燃圧が制御される。また、都度のエンジン運転状態に基づく上記の燃圧制御が、第1燃圧制御手段により実施される燃圧制御に相当する。
Specifically, regarding the engine control, the microcomputer 41 performs air-fuel ratio control based on the output value of the air-
また、ECU40のマイコン41は、車両減速中に所定の燃料カット条件が成立した場合に、燃料噴射弁19による燃料噴射を一時的に停止する(燃料カットを実施する)とともに、燃料カットの実行中に所定の解除条件が成立した場合に、燃料カットを解除してエンジン10を燃焼停止状態から燃焼状態に復帰させる制御を実施している。ここで、燃料カット条件としては、例えば、アクセル操作量が0であり、かつエンジン回転速度が所定の燃料カット回転速度(例えば1000rpm)以上であることを含む。また、解除条件としては、例えば、燃料カット中にエンジン回転速度が所定の復帰回転速度(例えば、アイドル回転速度又はその近傍)以下になったこと、及びエンジン回転速度が所定の復帰回転速度まで低下する前にアクセル操作が行われたことを含む。
Further, the microcomputer 41 of the
ところで、燃料カットによってエンジン10の燃焼が停止された状態では、排気管24内が大気雰囲気となるため、触媒31が酸素吸蔵過多の状態になり、その酸素吸蔵過多に起因して触媒31のNOx浄化能が低下することがある。かかる場合、燃料カットからの復帰直後において排気中に含まれるNOxを触媒31で浄化しきれず、NOx排出量が増加するおそれがある。
By the way, in the state where the combustion of the
これに鑑み、本システムでは、燃料カットを解除してエンジン10を燃料停止状態から燃焼状態に復帰させる場合に、空燃比を一時的にリッチ側に制御する触媒中立化制御を実施することとしている。つまり、燃料カットを解除した直後では、触媒31の酸素吸蔵量が過多になることに鑑み、一時的にリッチ燃焼を行わせることで、その燃焼に際し排出される排気中のHCやCOなどの還元成分によって触媒31の酸素吸蔵量を低減させるようにしている。
In view of this, in this system, when the fuel cut is canceled and the
その一方で、触媒中立化制御により空燃比を一時的にリッチ側に制御した場合、燃焼の際に粒子状物質(PM)が発生しやすくなると考えられる。特に直噴式のエンジンでは、燃焼室23内において局所的にリッチ雰囲気が形成されやすく、PM発生が生じやすい。
On the other hand, when the air-fuel ratio is temporarily controlled to the rich side by catalyst neutralization control, it is considered that particulate matter (PM) is likely to be generated during combustion. In particular, in a direct injection engine, a rich atmosphere is likely to be locally formed in the
そこで、本実施形態では、触媒中立化制御により空燃比を一時的にリッチ側で制御する期間では、燃料噴射弁19に供給される燃料の圧力である噴射弁燃圧を、燃料カットの解除後のエンジン運転状態に基づき設定される噴射弁燃圧よりも高燃圧で制御することとしている。なお、この燃圧制御が、第2燃圧制御手段により実施される燃圧制御に相当する。つまり、触媒中立化制御による空燃比リッチ時には、噴射弁燃圧を高めることによって燃料の微粒化を促進させ、これにより、触媒能回復のための空燃比リッチの状況下でもPM排出が抑制されるようにしている。
Therefore, in the present embodiment, during the period in which the air-fuel ratio is temporarily controlled on the rich side by the catalyst neutralization control, the fuel pressure of the injection valve, which is the pressure of the fuel supplied to the
次に、本システムにおける燃料カット制御、触媒中立化制御及び燃圧制御について、図2〜図4のフローチャートを用いて説明する。ここで、図2は燃料カット制御の処理手順を示し、図3は触媒中立化制御の処理手順を示し、図4は燃圧制御の処理手順を示す。これらの処理は、ECU40のマイコン41によりそれぞれ所定周期毎に実行される。
Next, fuel cut control, catalyst neutralization control, and fuel pressure control in this system will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Here, FIG. 2 shows a processing procedure for fuel cut control, FIG. 3 shows a processing procedure for catalyst neutralization control, and FIG. 4 shows a processing procedure for fuel pressure control. These processes are executed at predetermined intervals by the microcomputer 41 of the
まず、本システムの前提となる燃料カット制御について図2を用いて説明する。図2において、ステップS101では、エンジン運転中か否かを判定し、エンジン運転中の場合、ステップS102へ進み、所定の燃料カット条件が成立したか否かを判定する。燃料カット条件が成立した場合、ステップS103へ進み、燃料カットフラグFfcをオンにするとともに、燃料噴射弁19による燃料供給を停止する。
First, fuel cut control which is a premise of the present system will be described with reference to FIG. 2, in step S101, it is determined whether or not the engine is operating. If the engine is operating, the process proceeds to step S102 to determine whether or not a predetermined fuel cut condition is satisfied. When the fuel cut condition is satisfied, the process proceeds to step S103, the fuel cut flag Ffc is turned on, and the fuel supply by the
エンジン10が燃焼停止状態の場合にはステップS101で否定判定され、ステップS104へ進む。ステップS104では、燃料カットの実行中か否かを判定する。燃料カット実行中であればステップS105へ進み、燃料カットを解除する所定の解除条件が成立したか否かを判定する。このとき、解除条件が成立していなければ、一旦そのまま本処理を終了し、燃料カットをそのまま継続する。一方、解除条件が成立した場合にはステップS106へ進み、燃料カットフラグFfcをオフにするとともに、燃料噴射弁19による燃料供給を再開する。
If the
次に、触媒中立化制御について図3を用いて説明する。図3において、ステップS201では、燃料カットフラグFfcのオンからオフへの切替タイミングか否かを判定する。ステップS201で肯定判定された場合、ステップS202へ進み、中立化実行フラグFriをオンする。また、触媒中立化実行中の目標空燃比として中立化空燃比λtgaを取得する。なお、中立化空燃比λtgaは、理論空燃比よりもリッチ側の値であり、本実施形態では、図4の燃圧制御によって触媒中立化の実行前に算出される。したがって、ここでは、燃圧制御で算出された値を取得する。続くステップS203では、空燃比センサ32により検出される実空燃比λatを取得し、ステップS204で、その取得した実空燃比λatを目標空燃比(中立化空燃比λtga)に一致させるべく空燃比フィードバック制御を実行する。
Next, the catalyst neutralization control will be described with reference to FIG. In FIG. 3, in step S201, it is determined whether or not it is time to switch the fuel cut flag Ffc from on to off. When an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S202, and the neutralization execution flag Fri is turned on. Further, the neutralization air-fuel ratio λtga is acquired as the target air-fuel ratio during execution of catalyst neutralization. Note that the neutralized air-fuel ratio λtga is a richer value than the theoretical air-fuel ratio, and in this embodiment, is calculated before the catalyst neutralization is performed by the fuel pressure control of FIG. Therefore, the value calculated by the fuel pressure control is acquired here. In the following step S203, the actual air-fuel ratio λat detected by the air-
燃料カット解除のタイミングでなければステップS201で否定判定され、ステップS205へ進む。ステップS205では、中立化実行フラグFriがオンか否かを判定する。Fri=オンの場合(触媒中立化の実行中の場合)、ステップS206へ進み、O2センサ33の出力値を取得する。また、ステップS207において、その出力値がリッチ出力(約0.9V)か否かを判定する。このとき、リーン出力(約0V)の場合にはステップS203及びS204の処理を実行することにより、中立化空燃比λtgaに基づくリッチ化制御を継続する。一方、リッチ出力の場合にはステップS208へ進み、中立化実行フラグFriをオフに切り替える。これにより、触媒31の一時的なリッチ化が終了され、通常時の空燃比制御に移行する。
If it is not the timing for canceling the fuel cut, a negative determination is made in step S201, and the process proceeds to step S205. In step S205, it is determined whether or not the neutralization execution flag Fri is on. If Fri = on (when catalyst neutralization is being executed), the process proceeds to step S206, and the output value of the
次に、本実施形態の燃圧制御について図4を用いて説明する。図4において、ステップS301では、燃料カットフラグFfcに基づいて燃料カットの実行中か否かを判定する。燃料カットの実行中でなければ、ステップS302へ進み、中立化実行フラグFriに基づいて触媒中立化の実行中か否かを判定する。このとき、触媒中立化の実行中でなければステップS303へ進み、都度のエンジン運転状態に基づいて、デリバリパイプ27内の目標燃圧Ptgを算出する。ここでは、エンジン回転速度とエンジン負荷(例えば吸入空気量)とに基づいて目標燃圧Ptgを算出する。
Next, the fuel pressure control of this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, in step S301, it is determined based on the fuel cut flag Ffc whether or not the fuel cut is being executed. If the fuel cut is not being executed, the process proceeds to step S302, and it is determined whether or not the catalyst neutralization is being executed based on the neutralization execution flag Fri. At this time, if the catalyst neutralization is not being executed, the process proceeds to step S303, and the target fuel pressure Ptg in the
一方、燃料カット実行中の場合にはステップS304へ進み、燃料カット解除後に実施される触媒中立化時の目標空燃比である中立化空燃比λtgaを算出する。本実施形態では、燃料カット開始時の触媒31の温度(触媒温度)を検出し、その検出した触媒温度に基づいて中立化空燃比λtgaを可変に設定している。具体的には、燃料カット中では触媒温度が高いほど触媒31の酸素吸蔵量が多くなることを考慮し、触媒温度が高いほど中立化空燃比λtgaとしてリッチ側の値を設定している。ここで、触媒温度は、エンジン運転状態に基づいて算出(推定)してもよいし、あるいは、触媒31の温度を検出する温度センサを配置し、同センサにより触媒温度を直接検出してもよい。なお、燃料カットの実行中では、触媒中立化時の目標空燃比が算出されるが、空燃比制御は実施されないため、燃料カット時用の目標空燃比については算出されない。
On the other hand, if the fuel cut is being executed, the process proceeds to step S304, and a neutralized air-fuel ratio λtga, which is a target air-fuel ratio at the time of neutralizing the catalyst that is performed after canceling the fuel cut, is calculated. In this embodiment, the temperature (catalyst temperature) of the
続くステップS305では、デリバリパイプ27内の目標燃圧Ptgを算出する。燃料カット実行中では、中立化空燃比λtgaに基づいて目標燃圧Ptgを可変に設定しており、具体的には図5に示すように、中立化空燃比λtgaのリッチ度合いが大きいほど、目標燃圧Ptgが高燃圧に設定されるようになっている。また、ここで設定される目標燃圧Ptgは、燃料カット解除直後における所定期間(例えば数秒)のエンジン運転状態に基づき設定され得る目標燃圧よりも高圧側の値であり、本実施形態では、燃圧の制御範囲の最大値よりも若干低い値を最小目標燃圧とし、その最小目標燃圧Ptg1よりも高圧側の値が設定される。具体的には、燃圧の制御範囲が4〜20MPaであれば、例えば15〜20MPaが目標燃圧Ptgとして設定される。この場合、燃料カットからの復帰直後では、エンジン運転状態は低負荷・低回転の状態であると想定される。特に、エンジン回転速度が復帰回転速度になることで燃料カットが解除される場合は当然そうなる。そのような運転状態では、通常、燃圧が上限値近くに設定されることはないが、本実施形態では、燃料カット解除直後のエンジン運転状態が低負荷・低回転であると想定されていても、比較的高い燃圧(上限値近くの燃圧)が目標燃圧Ptgとして設定される。
In the subsequent step S305, the target fuel pressure Ptg in the
ステップS306では、燃圧センサ37により検出される実燃圧Patを取得し、ステップS307で、その取得した実燃圧Patが目標燃圧Ptgに一致するよう高圧ポンプ26の駆動を制御する。
In step S306, the actual fuel pressure Pat detected by the fuel pressure sensor 37 is acquired. In step S307, the driving of the high-
さて、燃料カットの実行中において所定の解除条件が成立し、燃料カットが解除されると、触媒31の中立化(空燃比リッチ化)が開始される。この場合、ステップS301で否定判定、ステップS302で肯定判定され、ステップS306及びS307の処理を実行する。つまり、触媒中立化の実行中では、燃料カット時の目標燃圧(中立化空燃比Ptgaに基づき算出した目標燃圧)を用い、その目標燃圧Ptgと実燃圧Patとが一致するよう高圧ポンプ26の駆動を制御する。また、本実施形態では、触媒中立化の開始前に、より具体的には燃料カットの実行中に、デリバリパイプ27内の燃圧を予め高圧状態にしておくため、触媒中立化の開始当初から高燃圧の燃料が燃料噴射弁19から噴射される。
Now, when a predetermined release condition is satisfied during execution of the fuel cut and the fuel cut is released, neutralization (air-fuel ratio enrichment) of the
次に、本実施形態の燃圧制御の具体的態様について、図6のタイムチャートを用いて説明する。図中、(a)はアクセルペダルの踏み込み/踏み込み解除の推移、(b)は車速の推移、(c)はエンジン回転速度の推移、(d)は燃料カットフラグFfcの推移、(e)は中立化実行フラグFriの推移、(f)は目標空燃比の推移、(g)はデリバリパイプ27内の燃圧の推移を示す。なお、(g)中、実線は実燃圧Patを示し、一点鎖線は目標燃圧Ptgを示す。
Next, a specific aspect of the fuel pressure control of the present embodiment will be described using the time chart of FIG. In the figure, (a) is the transition of the accelerator pedal depressing / depressing, (b) is the transition of the vehicle speed, (c) is the transition of the engine speed, (d) is the transition of the fuel cut flag Ffc, (e) is The transition of the neutralization execution flag Fri, (f) the transition of the target air-fuel ratio, and (g) the transition of the fuel pressure in the
図6において、車両走行中(t11よりも前)では、エンジン回転速度とエンジン負荷(例えば吸入空気量)とに基づいてデリバリパイプ27の目標燃圧Ptgが算出される。また、その算出した目標燃圧Ptgに基づいて高圧ポンプ26の駆動が制御される。そして、車両走行中のタイミングt11で、アクセルペダルが踏み込まれた状態から踏み込み解除の状態になると、エンジン回転速度が所定の燃料カット回転速度以上であることを条件に燃料カットフラグFfcがオンされ、燃料噴射弁19による燃料噴射が停止される。この燃料カットに伴い、エンジン10に吸入された空気がそのまま排気通路に供給され、これにより、触媒31の酸素吸蔵量が増加する。また、タイミングt11では、燃料カットの実行開始に伴い、触媒中立化時の目標空燃比である中立化空燃比Ptgaが算出され、その中立化空燃比Ptgaに基づいてデリバリパイプ27内の目標燃圧Ptgが算出される。
In FIG. 6, while the vehicle is running (before t11), the target fuel pressure Ptg of the
燃料カット実行中のタイミングt12で、エンジン回転速度が所定の復帰回転速度Nr以下になると、燃料カットフラグFfcがオンからオフに切り替えられ、燃料噴射弁19による燃料噴射が再開される。また、タイミングt12では、中立化実行フラグFriがオンされるとともに、中立化空燃比λtgaに基づく空燃比制御が開始される。この空燃比リッチの期間(t12〜t13)では、中立化空燃比λtgaに基づき算出した目標燃圧Ptgでの燃圧制御が継続される。
When the engine rotation speed becomes equal to or lower than the predetermined return rotation speed Nr at timing t12 during execution of fuel cut, the fuel cut flag Ffc is switched from on to off, and fuel injection by the
ここで、燃料カット解除後のエンジン運転状態は低回転及び低負荷であり、これらのエンジン運転状態パラメータに基づき算出した目標燃圧(例えばアイドル運転時の目標燃圧P1、「解除後燃圧」に相当)での燃圧制御(第1燃圧制御)を実施すると、噴射弁燃圧が低いため、リッチ分の燃料の燃焼に伴いPM排出量が多くなることが懸念される。これに対し、本実施形態では、空燃比リッチの期間(t12〜t13)では、エンジン運転状態に基づき設定される目標燃圧で実燃圧を制御するのではなく、これよりも高燃圧側での燃圧制御(第2燃圧制御)を実施することにより、燃料の微粒化を促進させる。 Here, the engine operating state after release of the fuel cut is low rotation and low load, and the target fuel pressure calculated based on these engine operating state parameters (for example, target fuel pressure P1 during idling operation, corresponding to “fuel pressure after release”) When the fuel pressure control (first fuel pressure control) is performed, the fuel pressure of the injection valve is low, and there is a concern that the PM emission amount increases with the combustion of the rich fuel. On the other hand, in the present embodiment, in the air-fuel ratio rich period (t12 to t13), the actual fuel pressure is not controlled with the target fuel pressure set based on the engine operating state, but the fuel pressure on the higher fuel pressure side than this. By implementing the control (second fuel pressure control), fuel atomization is promoted.
そして、O2センサ33においてリッチ出力が検出されると、そのタイミングt13で中立化実行フラグFriがオンからオフに切り替えられる。また、タイミングt13では、燃料カット解除後の都度のエンジン運転状態(エンジン回転速度及びエンジン負荷)に基づいて目標燃圧Ptgを再設定する。なお、図6では、燃料カット後においてエンジン10がアイドル運転状態になった場合を想定しており、タイミングt13では、アイドル運転時の目標燃圧P1(例えば4MPa)に設定されている。この目標燃圧の変更により、デリバリパイプ27内の燃圧が、現在のエンジン運転状態に対応する燃圧まで低下する。
When the rich output is detected by the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
燃料カット解除後に空燃比を一時的にリッチ側にする触媒中立化制御を実施する場合に、噴射弁燃圧を、燃料カット解除後のエンジン運転状態に基づいて設定される噴射弁燃圧よりも高燃圧で制御する構成とした。これにより、触媒中立化制御の実施中において燃料の微粒化を促進させることができ、その結果、触媒31の浄化能力回復のために空燃比を一時的にリッチにしている状況下でも、PMの発生を抑制することができる。
When performing catalyst neutralization control that temporarily brings the air-fuel ratio to the rich side after canceling the fuel cut, the fuel pressure of the injector is higher than the fuel pressure set based on the engine operating state after canceling the fuel cut. It was set as the structure controlled by. As a result, atomization of the fuel can be promoted during the catalyst neutralization control, and as a result, even in a situation where the air-fuel ratio is temporarily rich to recover the purification capacity of the
触媒中立化制御により空燃比をリッチ側で制御する場合の目標空燃比である中立化空燃比λtgaを触媒31の酸素吸蔵量に応じて可変に設定し、より具体的には、燃料カット開始時の触媒31の温度(触媒温度)を検出し、その検出した触媒温度に基づいて中立化空燃比λtgaを可変に設定する構成とした。酸素吸蔵量にかかわらず触媒中立化時の目標空燃比を一定にした場合には、触媒31の酸素吸蔵量が多いほど触媒中立化に要する時間が長くなることが考えられるが、上記構成によれば、燃料カット中の酸素吸蔵量に応じて目標空燃比が設定されるため、触媒中立化制御による触媒31の浄化能力回復を速やかに実施することができる。また、その設定した中立化空燃比λtgaに応じて噴射弁燃圧を可変に制御する構成としたため、PMの発生しやすさに応じて噴射弁燃圧を可変にすることができ、PMの発生を好適に抑制することができる。
The neutralized air-fuel ratio λtga, which is the target air-fuel ratio when the air-fuel ratio is controlled on the rich side by the catalyst neutralization control, is variably set according to the oxygen storage amount of the
燃料カットの実行中に噴射弁燃圧を高圧状態にしておく構成としたため、より具体的には、燃料カットの開始タイミングで、エンジン運転状態に基づき目標燃圧を算出する第1燃圧制御から、触媒中立化制御での目標空燃比に基づき目標燃圧を算出する第2燃圧制御に切り替える構成としたため、燃料カット解除に伴い空燃比のリッチ化を実施するよりも前に噴射弁燃圧を所定燃圧まで昇圧させておくことができる。これにより、触媒31の浄化能力回復のための空燃比リッチ化の開始当初から高圧の燃料を噴射することができる。
Since the fuel pressure of the injector is kept high during the fuel cut, more specifically, from the first fuel pressure control that calculates the target fuel pressure based on the engine operating state at the fuel cut start timing, the neutralization of the catalyst is performed. The control is switched to the second fuel pressure control that calculates the target fuel pressure based on the target air-fuel ratio in the control, so that the fuel injection valve fuel pressure is raised to the predetermined fuel pressure before the air-fuel ratio is enriched when the fuel cut is cancelled. I can keep it. As a result, high-pressure fuel can be injected from the beginning of enrichment of the air-fuel ratio for recovery of the purification capability of the
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・燃料カットの継続時間を計測し、その計測した継続時間に応じて触媒中立化時の目標空燃比である中立化空燃比λtgaを可変に設定する。触媒31の酸素吸蔵量は燃料カットの継続時間に応じて相違し、燃料カットの継続時間が長いほど空気との接触時間が長くなり、その結果、触媒31の酸素吸蔵量が多くなる。したがって、燃料カットの継続時間が長いほど、触媒中立化時の目標空燃比をリッチ側に設定するとよい。
The duration of fuel cut is measured, and the neutralized air-fuel ratio λtga, which is the target air-fuel ratio at the time of catalyst neutralization, is variably set according to the measured duration. The oxygen storage amount of the
図7は、本構成の具体的態様を示すタイムチャートである。図中、(a)はエンジン回転速度の推移、(b)は燃料カットフラグFfcの推移、(c)は燃料カット時間カウンタの推移、(d)は中立化実行フラグFriの推移、(e)は目標空燃比の推移、(f)はデリバリパイプ27内の燃圧の推移を示す。なお、(f)中、実線は実燃圧Patを示し、一点鎖線は目標燃圧Ptgを示す。
FIG. 7 is a time chart showing a specific aspect of this configuration. In the figure, (a) shows the change in engine speed, (b) shows the change in fuel cut flag Ffc, (c) shows the change in fuel cut time counter, (d) shows the change in neutralization execution flag Fri, (e) Is the change in the target air-fuel ratio, and (f) is the change in the fuel pressure in the
図7において、タイミングt21で所定の燃料カット条件が成立し、燃料カットフラグFfcがオンされると、燃料カット時間カウンタのカウントアップが開始される。また、燃料カット開始時の触媒温度に基づいて中立化空燃比λtgaが算出されるとともに、その中立化空燃比λtgaをパラメータとして目標燃圧Ptgが算出される。ここでは、中立化空燃比λtgaとしてλ1が設定されている。そして、燃料カットの実行中のタイミングt22で、燃料カット時間カウンタが判定値THを超えると、中立化空燃比λtgaが、λ1よりもリッチ度合いの大きいλ2に変更されるとともに、その変更後の空燃比λ2に基づいて目標燃圧Ptgが高燃圧側に再設定される。ここでは、目標燃圧Ptgが、現在の設定値に対してΔPだけ高燃圧の値に変更される。また、タイミングt23で燃料カットが解除されると、中立化空燃比λtgaをλ2として空燃比制御が実施され、これにより触媒31の中立化が実行される。
In FIG. 7, when a predetermined fuel cut condition is satisfied at timing t21 and the fuel cut flag Ffc is turned on, the fuel cut time counter starts counting up. Further, the neutralized air-fuel ratio λtga is calculated based on the catalyst temperature at the start of fuel cut, and the target fuel pressure Ptg is calculated using the neutralized air-fuel ratio λtga as a parameter. Here, λ1 is set as the neutralized air-fuel ratio λtga. When the fuel cut time counter exceeds the determination value TH at the timing t22 during execution of fuel cut, the neutralized air-fuel ratio λtga is changed to λ2 having a richness higher than λ1, and the empty air after the change is changed. The target fuel pressure Ptg is reset to the high fuel pressure side based on the fuel ratio λ2. Here, the target fuel pressure Ptg is changed to a value of high fuel pressure by ΔP with respect to the current set value. Further, when the fuel cut is released at timing t23, the neutralization air-fuel ratio λtga is set to λ2, and the air-fuel ratio control is performed, whereby the neutralization of the
・燃料カットを解除する場合としては、燃料カットの実行中にアクセル操作があり、アクセル操作量に基づく通常のエンジン制御に移行する場合や、燃料カット中にアクセル操作はないがエンジンストール回避のために燃焼復帰する場合がある。ここで、アクセル操作に伴い燃料カット解除を行う場合には、ドライバの走行要求に応じたエンジン出力制御に速やかに移行するべく、排気浄化性能を速やかに回復させるのが望ましい。また、排気浄化性能を速やかに回復させるには、空燃比リッチ化時の目標空燃比のリッチ度合いを大きくすることが考えられる。その一方で、目標空燃比のリッチ度合いを大きくするほどPMが発生しやすくなる。これに鑑み、本構成では、燃料カット実行中においてアクセル操作に伴い燃料カットを解除する場合と、アクセル操作を伴わずにエンジンが所定の運転状態(例えばエンジン回転速度が所定の復帰回転速度以下)になったのに伴い燃料カットを解除する場合とで、触媒中立化時の目標空燃比(中立化空燃比)を異なる空燃比に設定する。具体的には、アクセル操作による燃料カット解除の場合に、アクセル操作がない場合に比べて、触媒中立化時の目標空燃比をリッチ側に設定する。 ・ When canceling the fuel cut, there is an accelerator operation while the fuel cut is being executed, and when shifting to normal engine control based on the accelerator operation amount, or when there is no accelerator operation during the fuel cut, to avoid engine stall May return to combustion. Here, when the fuel cut is canceled in accordance with the accelerator operation, it is desirable to quickly recover the exhaust purification performance so as to promptly shift to the engine output control according to the driving request of the driver. In order to quickly recover the exhaust purification performance, it is conceivable to increase the rich degree of the target air-fuel ratio when the air-fuel ratio is enriched. On the other hand, PM is more likely to occur as the richness of the target air-fuel ratio is increased. In view of this, in this configuration, when the fuel cut is canceled during the fuel cut execution and the accelerator operation is not performed, the engine is in a predetermined operating state without the accelerator operation (for example, the engine rotational speed is equal to or lower than the predetermined return rotational speed). The target air-fuel ratio (neutralized air-fuel ratio) at the time of neutralizing the catalyst is set to a different air-fuel ratio when the fuel cut is canceled as the engine becomes neutral. Specifically, when the fuel cut is released by the accelerator operation, the target air-fuel ratio at the time of neutralizing the catalyst is set to the rich side compared to the case where the accelerator operation is not performed.
図8は、本実施形態の燃圧制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理はECU40のマイコン41により所定周期毎に実行される。なお、図8中、図4と同じ処理については図4と同じステップ番号を付してその説明を省略する。図8において、ステップS401では燃料カットの実行中か否かを判定する。燃料カット中であれば、ステップS404〜S407において、図4のステップS304〜S307と同様の処理を実行する。一方、燃料カット解除後ではステップS401で否定判定され、ステップS408へ進む。ステップS408では、燃料カットフラグFfcのオンからオフへの切替タイミング、つまり燃料カット解除のタイミングか否かを判定する。ステップS408で肯定判定された場合、ステップS409へ進み、その燃料カット解除がアクセル操作に伴い実行されたか否かを判定する。このとき、アクセル操作によらない場合には、ステップS404で算出した中立化時の目標空燃比(中立化空燃比λtga)、及びステップS405で算出した目標燃圧Ptgをそのまま維持する。一方、アクセル操作による場合には、ステップS410へ進み、中立化空燃比λtgaをリッチ度合いが大きい側に変更するとともに、その変更後の中立化空燃比に基づいて目標燃圧Ptgを再設定する。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of fuel pressure control according to the present embodiment. This process is executed at predetermined intervals by the microcomputer 41 of the
図9に、上記構成の具体的態様を表すタイムチャートを示す。図中、(a)はアクセルペダルの踏み込み/踏み込み解除の推移、(b)は燃料カットフラグFfcの推移、(c)は中立化実行フラグFriの推移、(d)は目標空燃比の推移、(e)はデリバリパイプ27内の燃圧の推移を示す。なお、(e)中、実線は実燃圧Patを示し、一点鎖線は目標燃圧Ptgを示す。
In FIG. 9, the time chart showing the specific aspect of the said structure is shown. In the figure, (a) is the transition of depression / depressing of the accelerator pedal, (b) is the transition of the fuel cut flag Ffc, (c) is the transition of the neutralization execution flag Fri, (d) is the transition of the target air-fuel ratio, (E) shows the transition of the fuel pressure in the
図9において、タイミングt31で燃料カットが実行されると、そのときの触媒温度に基づき設定した中立化空燃比λtga(ここではλ1)をパラメータとして目標燃圧Ptgが算出される。そして、燃料カットの実行中のタイミングt32で、アクセル操作が行われたのに伴い燃料カットが解除されると、中立化空燃比が、λ1よりもリッチ度合いが大きいλ3に変更されるとともに、その変更後の空燃比λ3に基づいて、目標燃圧Ptgが高燃圧側に再設定される。また、タイミングt32で燃料カットが解除された場合には、中立化空燃比λtgaをλ3として空燃比制御が実施され、これにより触媒31の中立化が実行される。
In FIG. 9, when the fuel cut is executed at timing t31, the target fuel pressure Ptg is calculated with the neutralized air-fuel ratio λtga (here, λ1) set based on the catalyst temperature at that time as a parameter. When the fuel cut is released at the timing t32 during execution of the fuel cut and the fuel cut is released, the neutralized air-fuel ratio is changed to λ3, which is richer than λ1, and Based on the changed air-fuel ratio λ3, the target fuel pressure Ptg is reset to the high fuel pressure side. When the fuel cut is canceled at timing t32, air-fuel ratio control is performed with the neutralized air-fuel ratio λtga as λ3, whereby neutralization of the
・上記実施形態では、燃料カット開始時の触媒温度に応じて、触媒中立化時の目標空燃比である中立化空燃比を可変にしたが、中立化空燃比については、予め定めた固定値としてもよい。この場合、触媒中立化時の目標燃圧についても固定値が設定される。 In the above embodiment, the neutralized air-fuel ratio that is the target air-fuel ratio at the time of neutralizing the catalyst is made variable according to the catalyst temperature at the start of fuel cut, but the neutralized air-fuel ratio is set as a predetermined fixed value. Also good. In this case, a fixed value is also set for the target fuel pressure when the catalyst is neutralized.
・燃料カットの開始タイミングの触媒温度に応じて中立化空燃比を算出する構成に代えて、燃料カットの実行中において都度検出(エンジン運転状態に基づいて算出又はセンサで直接検出)される触媒温度に基づいて中立化空燃比を算出する構成としてもよい。燃料カットの実行中では、エンジン10に吸入された空気がそのまま触媒31に供給されるため、触媒温度が都度変化するとともに、その温度変化に伴い酸素吸蔵量が変化することが考えられる。したがって、上記構成とすることにより、触媒中立化時において酸素吸蔵量に応じた目標空燃比を設定することができ、その結果、触媒31の浄化能力回復を速やかに実施することができる。また、その際、空燃比のリッチ度合いに応じて噴射弁燃圧が可変制御されるため、PM排出を好適に抑制することができる。
・ Catalyst temperature detected each time during fuel cut execution (calculated based on engine operating condition or directly detected by sensor) instead of calculating neutralized air-fuel ratio according to catalyst temperature at start timing of fuel cut The neutralized air-fuel ratio may be calculated based on the above. During the fuel cut, the air sucked into the
・上記実施形態では、燃料カットの開始タイミングt11で、エンジン運転状態に基づき目標燃圧を算出する制御(第1燃圧制御)から、中立化空燃比λtgaに基づき目標燃圧を算出する制御(第2燃圧制御)に切り替えることにより、燃料カットの実行中に、噴射弁燃圧を、燃料カットの解除後のエンジン運転状態に対応する噴射弁燃圧よりも高燃圧にしておく構成とした。これに対し、本構成では、触媒中立化の開始タイミングt12で、第1燃圧制御から第2燃圧制御に切り替える構成とする。この場合、触媒中立化の開始と同じタイミングで、デリバリパイプ27内の燃圧の高圧側への変更が開始されるが、本構成においても、触媒中立化の実行時において噴射弁燃圧(デリバリパイプ27内の燃圧)を高圧状態にすることができ、触媒中立化に伴うPM排出量を抑制するといった効果を得ることができる。あるいは、燃料カットの実行途中のタイミングで、第1燃圧制御から第2燃圧制御に切り替える構成としてもよい。
In the above embodiment, at the fuel cut start timing t11, control (first fuel pressure control) for calculating the target fuel pressure based on the engine operating state (first fuel pressure control), control for calculating the target fuel pressure based on the neutralized air-fuel ratio λtga (second fuel pressure) By switching to control, the fuel pressure of the injection valve is set higher than the fuel pressure of the injection valve corresponding to the engine operating state after cancellation of the fuel cut during the fuel cut. In contrast, in the present configuration, the first fuel pressure control is switched to the second fuel pressure control at the catalyst neutralization start timing t12. In this case, the change of the fuel pressure in the
10…エンジン、19…燃料噴射弁、26…高圧ポンプ、27…デリバリパイプ、31…三元触媒(排気浄化装置)、32…空燃比センサ、33…O2センサ、37…燃圧センサ、38…燃料タンク、39…フィードポンプ、40…ECU、41…マイコン(燃料カット手段、リッチ化制御手段、第1燃圧制御手段、第2燃圧制御手段、目標設定手段、燃料カット時間計測手段、温度検出手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
所定の燃料カット条件の成立に伴い一時的に燃料噴射を停止して燃料カットを実行する燃料カット手段と、
前記燃料カット手段による燃料カットの実行中に所定の解除条件が成立したのに伴い前記燃料カットを解除する場合に、空燃比を一時的にリッチ側で制御するリッチ化制御手段と、
都度のエンジン運転状態に基づいて、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力である噴射弁燃圧を制御する第1燃圧制御手段と、
前記リッチ化制御手段により空燃比を一時的にリッチ側で制御する場合に、前記噴射弁燃圧を、前記第1燃圧制御手段により燃料カット解除後のエンジン運転状態に基づいて制御する場合の噴射弁燃圧よりも高燃圧で制御する第2燃圧制御手段と、
前記リッチ化制御手段により空燃比をリッチ側で制御する場合の目標空燃比を前記排気浄化装置の酸素吸蔵量に応じて可変に設定する目標設定手段と、を備え、
前記リッチ化制御手段は、前記目標設定手段により設定された目標空燃比で実空燃比を制御することにより空燃比を一時的にリッチ側で制御し、
前記第2燃圧制御手段は、前記目標設定手段により設定された目標空燃比に応じて、前記噴射弁燃圧を可変に制御することを特徴とするエンジンの制御装置。 A fuel injection valve for directly injecting fuel into the cylinder and an exhaust purification device having an oxygen storage capacity are applied to an engine disposed in the exhaust passage,
Fuel cut means for temporarily stopping fuel injection and executing fuel cut with the establishment of a predetermined fuel cut condition;
Enrichment control means for temporarily controlling the air-fuel ratio on the rich side when the fuel cut is released when a predetermined release condition is satisfied during execution of fuel cut by the fuel cut means;
First fuel pressure control means for controlling an injection valve fuel pressure, which is a pressure of fuel supplied to the fuel injection valve, on the basis of an engine operating state each time;
When the air-fuel ratio is temporarily controlled on the rich side by the enrichment control means, the injection valve when the fuel pressure of the injection valve is controlled by the first fuel pressure control means based on the engine operating state after the fuel cut is released A second fuel pressure control means for controlling the fuel pressure at a fuel pressure higher than the fuel pressure;
Target setting means for variably setting a target air-fuel ratio when the air-fuel ratio is controlled on the rich side by the enrichment control means according to the oxygen storage amount of the exhaust purification device,
The enrichment control means controls the air-fuel ratio temporarily on the rich side by controlling the actual air-fuel ratio at the target air-fuel ratio set by the target setting means,
The second fuel pressure control means variably controls the injection valve fuel pressure in accordance with a target air-fuel ratio set by the target setting means .
前記目標設定手段は、前記燃料カット時間計測手段により計測された継続時間に応じて前記目標空燃比を可変に設定する請求項1に記載のエンジンの制御装置。 Comprising fuel cut time measuring means for measuring the duration of the fuel cut;
The engine control device according to claim 1 , wherein the target setting means variably sets the target air-fuel ratio in accordance with a duration time measured by the fuel cut time measuring means.
前記目標設定手段は、エンジンが前記所定の運転状態になったのに伴い前記燃料カットが解除された場合と前記アクセル操作があったのに伴い前記燃料カットが解除された場合とで前記目標空燃比を可変に設定する請求項1又は2に記載のエンジンの制御装置。 The predetermined release condition includes that the engine is in a predetermined operation state during execution of the fuel cut and that an accelerator operation is performed before the engine is in the predetermined operation state,
The target setting means is configured to detect the target empty state when the fuel cut is released when the engine enters the predetermined operating state and when the fuel cut is released when the accelerator operation is performed. The engine control device according to claim 1 or 2 , wherein the fuel ratio is variably set.
前記目標設定手段は、前記温度検出手段により検出された温度に応じて前記目標空燃比を可変に設定する請求項1乃至3のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。 Comprising a temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust purification device;
The engine control device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the target setting means variably sets the target air-fuel ratio in accordance with the temperature detected by the temperature detection means.
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