JP5832156B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、吸気ポート噴射式の内燃機関における燃料噴射量を制御する制御装置に関する。   The present invention relates to a control device that controls a fuel injection amount in an intake port injection type internal combustion engine.

一般に、自動車等の排気通路には、内燃機関から排出される排気ガス中に含まれる有害物質HC、CO、NOxを酸化/還元して無害化する触媒が装着されている。HC、CO、NOxの全てを効率よく浄化するには、排気ガスの空燃比をウィンドウと称する理論空燃比近傍の一定範囲に収束させる必要がある。そのために、触媒の上流及び/または下流にO2センサを配し、O2センサの出力信号を用いるフィードバックループを構築して空燃比をフィードバック制御することが行われている(例えば、下記特許文献を参照)。 Generally, the exhaust passage of an automobile or the like, harmful substances HC contained in the exhaust gas discharged from an internal combustion engine, CO, is a catalyst to harmless by oxidation / reduction of NO x is mounted. In order to efficiently purify all of HC, CO, and NO x , it is necessary to make the air-fuel ratio of the exhaust gas converge to a certain range near the stoichiometric air-fuel ratio called a window. For this purpose, an O 2 sensor is arranged upstream and / or downstream of the catalyst, and a feedback loop using an output signal of the O 2 sensor is constructed to feedback control the air-fuel ratio (for example, the following patent document). See).

吸気ポート内に燃料を噴射する構成の内燃機関では、噴射された燃料の一部が吸気ポートその他の吸気系統の内壁面に付着する(ポートウェット)ことがあり、この付着燃料の存在が気筒に充填されるガスの空燃比を乱すことがある。   In an internal combustion engine configured to inject fuel into an intake port, a portion of the injected fuel may adhere to the inner wall of the intake port or other intake system (port wet). The air-fuel ratio of the gas to be filled may be disturbed.

燃料噴射量の多い高負荷運転時に吸気ポート内等に付着した燃料は、スロットルバルブが絞られて吸気圧力が低下したときに蒸発し、気筒ひいては排気通路に流れ込む。結果、O2センサが出力する空燃比信号がリッチを示すようになり、フィードバックコントローラが燃料噴射量を減量補正して空燃比を目標空燃比へと近づける。目標空燃比は、通常は理論空燃比である。 The fuel adhering to the intake port or the like during high load operation with a large amount of fuel injection evaporates when the throttle valve is throttled and the intake pressure is reduced, and flows into the cylinder and thus the exhaust passage. As a result, the air-fuel ratio signal output from the O 2 sensor becomes rich, and the feedback controller corrects the fuel injection amount to decrease and brings the air-fuel ratio closer to the target air-fuel ratio. The target air / fuel ratio is usually the stoichiometric air / fuel ratio.

図6に、フィードバックコントローラによる燃料噴射量の補正の例を示している。アクセルペダルから運転者の足が離れ、スロットルバルブが略全閉してアイドルスイッチがONとなった時点ton以降、気筒に充填されるガスの空燃比がリッチ化するので、フィードバックコントローラが算出する燃料噴射量の補正量FAFは漸減を続ける。即ち、燃料噴射量が徐々に減少してゆく。 FIG. 6 shows an example of correction of the fuel injection amount by the feedback controller. The feedback controller calculates the air-fuel ratio of the gas filled in the cylinder after the time t on when the driver's foot is released from the accelerator pedal, the throttle valve is substantially fully closed, and the idle switch is turned on. The fuel injection amount correction amount FAF continues to decrease gradually. That is, the fuel injection amount gradually decreases.

しかる後、再度アクセルペダルが踏み込まれ、スロットルバルブが拡開してアイドルスイッチがOFFとなった時点toffでは、燃料供給不足による加速の遅れや空燃比リーンによるNOxの排出増大を抑止する目的で、フィードバックコントローラが算出する補正量FAFを所定値にリセットする。即ち、燃料噴射量の減量補正を止める。 Thereafter, the accelerator pedal is depressed again, the time t off idle switch is turned OFF and the throttle valve is widened, the purpose of suppressing the emission increase of the NO x due to a delay or lean air-fuel ratio of the acceleration due to insufficient fuel supply Thus, the correction amount FAF calculated by the feedback controller is reset to a predetermined value. That is, the fuel injection amount reduction correction is stopped.

従来、補正量FAFのリセットは、アイドルスイッチがONになった後再度OFFになった場合に限り実行していた。このため、高負荷運転状態からアイドルスイッチがONにならない程度にアクセルペダルの踏み込みが緩められた場合には、その後に再びアクセルペダルが踏み込まれた際に補正量FAFがリセットされることはなく、漸次増大する方向に修正されてゆく。その模様を、図6中破線で示している。スロットルバルブが拡開して吸気量が増すにもかかわらず、補正量FAFによる燃料噴射量の減量補正がすぐには収まらないことから、燃料供給不足による再加速の遅れ、また空燃比リーンによるNOxの排出量の増大を招かざるを得なかった。 Conventionally, the correction amount FAF is reset only when the idle switch is turned off again after being turned on. For this reason, when the accelerator pedal is depressed to such an extent that the idle switch is not turned on from the high load operation state, the correction amount FAF is not reset when the accelerator pedal is depressed again thereafter. It is corrected in the direction of increasing gradually. The pattern is indicated by a broken line in FIG. Even though the throttle valve expands and the intake air amount increases, the fuel injection amount reduction correction by the correction amount FAF does not immediately take place, so a delay in re-acceleration due to insufficient fuel supply, or NO due to air-fuel ratio lean The increase in x emissions was inevitable.

特開2010−138791号公報JP 2010-138791 A

本発明は、上記の問題に初めて着目してなされたものであって、高負荷運転状態からアクセルペダルの踏み込みが緩められ、その後再びアクセルペダルが踏み込まれた場合における再加速の遅れやNOxの排出増大を抑制することを所期の目的としている。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problem for the first time, and when the accelerator pedal is depressed from a high-load operation state and then the accelerator pedal is depressed again, the delay of re-acceleration or NO x is reduced. The intended purpose is to suppress the increase in emissions.

本発明では、吸気ポート噴射式の内燃機関における燃料噴射量を、排気通路に設けた空燃比センサを介して検出される空燃比を参照してフィードバック制御するフィードバックコントローラを有する制御装置において、吸入空気量に基づく基本噴射量を補正するための補正量を演算するフィードバックコントローラが、排気通路の触媒を流れるガスの空燃比が所定値よりもリッチである場合に燃料噴射量を減少させる方向に補正量を漸次変化させる一方、空燃比が所定値よりもリーンである場合に燃料噴射量を増加させる方向に補正量を漸次変化させるものであり、エンジン負荷が閾値以上となる高負荷状態を検出してから所定時間が経過するまでの間にエンジン負荷が低位判定値以下となる低負荷状態を検出し、さらにこの低負荷状態を検出してから所定時間が経過するまでの間にエンジン負荷が高位判定値以上となった場合に、フィードバックコントローラが算出する燃料噴射量の補正量が基本噴射量から所定以上燃料噴射量を減量するものであり、なおかつ空燃比センサを介して検出される空燃比がリーンであることを条件として、前記補正量を、当該補正量により燃料噴射量を基本噴射量から減少させないような所定値にリセットすることを特徴とする内燃機関の制御装置を構成した。 According to the present invention, in a control device having a feedback controller that feedback-controls a fuel injection amount in an intake port injection type internal combustion engine with reference to an air-fuel ratio detected via an air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage. The feedback controller that calculates the correction amount for correcting the basic injection amount based on the amount is corrected in a direction to decrease the fuel injection amount when the air-fuel ratio of the gas flowing through the catalyst in the exhaust passage is richer than a predetermined value. While the air-fuel ratio is leaner than the predetermined value, the correction amount is gradually changed in the direction of increasing the fuel injection amount. Until a predetermined time elapses, a low load state in which the engine load falls below the low judgment value is detected, and this low load state is further detected. The amount of fuel injection amount correction calculated by the feedback controller reduces the fuel injection amount by more than a predetermined amount from the basic injection amount when the engine load becomes higher than the high judgment value after the predetermined time elapses In addition, on the condition that the air-fuel ratio detected via the air-fuel ratio sensor is lean, the correction amount is reset to a predetermined value so that the fuel injection amount is not reduced from the basic injection amount by the correction amount. A control device for an internal combustion engine characterized in that is constructed.

また、吸気ポート内等に付着する燃料の量や、付着した燃料が蒸発して吸気に混入する量は、エンジン回転数に大きく依存する。従って、前記閾値、前記低位判定値及び前記高位判定値はそれぞれ、エンジン回転数に応じて設定することが好ましい。例えば、前記閾値は、エンジン回転数が高いほど大きくする。   Further, the amount of fuel adhering to the intake port and the like, and the amount of adhering fuel evaporated and mixed into the intake air greatly depend on the engine speed. Therefore, it is preferable that the threshold value, the low level determination value, and the high level determination value are set according to the engine speed. For example, the threshold value is increased as the engine speed is higher.

本発明によれば、高負荷運転状態からアクセルペダルの踏み込みが緩められ、その後再びアクセルペダルが踏み込まれた場合における再加速の遅れやNOxの排出増大を抑制することができる。 According to the present invention, loosened depression of the accelerator pedal from the high-load operating state, it is possible to suppress the emissions increase in re-acceleration delay and NO x when the subsequent is depressed again the accelerator pedal.

本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置のハードウェア資源構成を示す図。The figure which shows the hardware resource structure of the internal combustion engine and control apparatus in one Embodiment of this invention. フロントO2センサの出力を参照した空燃比フィードバック制御の模様を示すタイミング図。Timing diagram illustrating the pattern of the air-fuel ratio feedback control with reference to the output of the front O 2 sensor. 制御中心補正量FACFと遅延時間TDR、TDLとの関係を例示するグラフ。The graph which illustrates the relationship between control center correction amount FACF and delay time TDR, TDL. リアO2センサの出力を参照した空燃比フィードバック制御の模様を示すタイミング図。Timing diagram illustrating the pattern of the air-fuel ratio feedback control with reference to the output of the rear O 2 sensor. 本実施形態の制御装置が実行する制御の模様を示すタイミング図。The timing diagram which shows the pattern of the control which the control apparatus of this embodiment performs. 既知の制御装置が実行する制御の模様を示すタイミング図。The timing diagram which shows the pattern of the control which a known control apparatus performs.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関0の概要を示す。本実施形態の内燃機関0は、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)と、各気筒1に吸気を供給するための吸気通路3と、各気筒1から排気を排出するための排気通路4と、吸気通路3を流通する吸気を過給する排気ターボ過給機5と、排気通路4から吸気通路3に向けてEGRガスを還流させる外部EGR通路2とを備えている。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the outline | summary of the internal combustion engine 0 for vehicles in this embodiment is shown. The internal combustion engine 0 of the present embodiment includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1), an intake passage 3 for supplying intake air to each cylinder 1, and exhaust from each cylinder 1. An exhaust passage 4 for exhausting the exhaust gas, an exhaust turbocharger 5 for supercharging intake air flowing through the intake passage 3, and an external EGR passage 2 for recirculating EGR gas from the exhaust passage 4 toward the intake passage 3 I have.

吸気通路3は、外部から空気を取り入れて気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、過給機5のコンプレッサ51、インタクーラ32、電子スロットルバルブ33、サージタンク34、吸気マニホルド35を、上流からこの順序に配置している。   The intake passage 3 takes in air from the outside and guides it to the intake port of the cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, a compressor 51 of the supercharger 5, an intercooler 32, an electronic throttle valve 33, a surge tank 34, and an intake manifold 35 are arranged in this order from the upstream side.

本実施形態における内燃機関0は吸気ポート噴射式のものであり、燃料を噴射するインジェクタ36は吸気ポートの近傍、具体的には吸気マニホルド35に配設する。   The internal combustion engine 0 in this embodiment is of an intake port injection type, and an injector 36 that injects fuel is disposed in the vicinity of the intake port, specifically, in the intake manifold 35.

排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42、過給機5の駆動タービン52及び三元触媒41を配置している。排気ターボ過給機5は、駆動タービン52とコンプレッサ51とを同軸で連結し連動するように構成したものである。そして、駆動タービン52を排気のエネルギを利用して回転駆動し、その回転力を以てコンプレッサ51にポンプ作用を営ませることにより、吸入空気を加圧圧縮(過給)して気筒1に送り込む。   The exhaust passage 4 guides exhaust generated as a result of burning fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of the cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42, a drive turbine 52 for the supercharger 5, and a three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4. The exhaust turbocharger 5 is configured such that the drive turbine 52 and the compressor 51 are connected and linked in a coaxial manner. Then, the driving turbine 52 is rotationally driven by using the energy of the exhaust gas, and the compressor 51 is pumped by using the rotational force, whereby the intake air is pressurized and compressed (supercharged) and sent to the cylinder 1.

触媒41の上流及び下流にはそれぞれ、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ(図示せず)を設けている。空燃比センサは、ガスの空燃比に比例した線形な出力特性を有するリニアA/Fセンサであってもよく、排気ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力する、ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するO2センサであってもよい。本実施形態では、触媒41の上流側及び下流側の各空燃比センサについて、O2センサを想定している。周知の通り、O2センサの出力特性は、ウィンドウの範囲では空燃比に対する出力の変化率が大きく急峻な傾きを示し、それよりも空燃比が大きいリーン領域では低位飽和値に漸近し、空燃比が小さいリッチ領域では高位飽和値に漸近する、いわゆるZ特性曲線を描く。 An air-fuel ratio sensor (not shown) for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas is provided upstream and downstream of the catalyst 41, respectively. The air-fuel ratio sensor may be a linear A / F sensor having a linear output characteristic proportional to the air-fuel ratio of the gas, and outputs a voltage signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas. It may be an O 2 sensor having a non-linear output characteristic. In the present embodiment, an O 2 sensor is assumed for each of the air-fuel ratio sensors upstream and downstream of the catalyst 41. As is well known, the output characteristics of the O 2 sensor show a large and steep slope with respect to the air-fuel ratio in the window range, and gradually approach the low saturation value in the lean region where the air-fuel ratio is larger than that. A so-called Z characteristic curve that draws asymptotic to a high-order saturation value is drawn in a rich region where is small.

外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)通路2は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものである。外部EGR通路2の入口は、排気通路4におけるタービン52の上流の所定箇所に接続している。外部EGR通路2の出口は、吸気通路3におけるスロットルバルブ33の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク34に接続している。外部EGR通路2上にも、EGRクーラ21及びEGRバルブ22を設けてある。   The external EGR (Exhaust Gas Recirculation) passage 2 realizes a so-called high-pressure loop EGR. The inlet of the external EGR passage 2 is connected to a predetermined location upstream of the turbine 52 in the exhaust passage 4. The outlet of the external EGR passage 2 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 33 in the intake passage 3, specifically to a surge tank 34. An EGR cooler 21 and an EGR valve 22 are also provided on the external EGR passage 2.

内燃機関0の運転制御を司るECU6は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。   The ECU 6 that controls the operation of the internal combustion engine 0 is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

入力インタフェースには、車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、エンジン回転数を検出する回転数センサから出力される回転数信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ33の開度を検出するアクセル開度センサから出力される開度信号c、吸気通路3(特に、サージタンク34)内の吸気圧(過給圧)を検出する圧力センサから出力される吸気圧信号d、吸気通路3内の吸気温を検出する温度センサから出力される吸気温信号e、吸気カムシャフトの端部にあるタイミングセンサから出力されるクランク角度信号及び気筒判別用信号f、排気カムシャフトの端部にあるタイミングセンサから所定クランク角度の回転毎に出力される排気カム信号g、触媒41の上流側の排気ガスの空燃比を検出するフロントO2センサから出力される信号h、触媒41の下流側の排気ガスの空燃比を検出するリアO2センサから出力される信号i、エアコンディショナや照明灯等の電気負荷のON/OFFを切り替えるスイッチの信号j等が入力される。アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ33の開度cは、運転者が指令する要求負荷(エンジン出力)と捉えることができる。 The input interface includes a vehicle speed signal a output from the vehicle speed sensor that detects the vehicle speed, a rotation speed signal b output from the rotation speed sensor that detects the engine rotation speed, the depression amount of the accelerator pedal, or the opening of the throttle valve 33. An opening signal c output from the accelerator opening sensor to detect, an intake pressure signal d output from a pressure sensor to detect intake pressure (supercharging pressure) in the intake passage 3 (particularly, the surge tank 34), an intake passage 3, an intake air temperature signal e output from a temperature sensor for detecting the intake air temperature, a crank angle signal output from a timing sensor at the end of the intake camshaft, a cylinder discrimination signal f, and an end of the exhaust camshaft. An exhaust cam signal g output every rotation of a predetermined crank angle from a certain timing sensor, and a front for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream of the catalyst 41 Switch signal output from the second sensor h, the signal is output from the rear O 2 sensor for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the catalytic 41 i, the ON / OFF of the electric load of an air conditioner or lighting, etc. A switch signal j or the like is input. The amount of depression of the accelerator pedal or the opening degree c of the throttle valve 33 can be regarded as a required load (engine output) commanded by the driver.

出力インタフェースからは、インジェクタ36に対して燃料噴射信号k、点火プラグ(のイグニッションコイル)に対して点火信号l、EGRバルブ22に対して開度操作信号m、スロットルバルブ33に対して開度操作信号n等を出力する。   From the output interface, the fuel injection signal k for the injector 36, the ignition signal l for the ignition plug (ignition coil thereof), the opening operation signal m for the EGR valve 22, and the opening operation for the throttle valve 33. Signal n etc. are output.

ECU6のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行して、内燃機関0の運転を制御する。ECU6は、内燃機関0の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、h、i、jを入力インタフェースを介して取得し、それらに基づいて吸気量や要求燃料噴射量、点火時期、要求EGR量等を演算する。そして、演算結果に対応した各種制御信号k、l、m、nを出力インタフェースを介して印加する。   The processor of the ECU 6 interprets and executes a program stored in the memory in advance, and controls the operation of the internal combustion engine 0. The ECU 6 obtains various information a, b, c, d, e, f, g, h, i, j necessary for operation control of the internal combustion engine 0 via the input interface, and based on them, the intake air amount and the request The fuel injection amount, ignition timing, required EGR amount, etc. are calculated. Then, various control signals k, l, m, and n corresponding to the calculation result are applied through the output interface.

空燃比制御に関して詳記する。本実施形態において、制御装置たるECU6は、フィードバックコントローラとして機能し、気筒に充填される混合気の空燃比を制御する。具体的には、まず、吸気圧信号d及び吸気温信号e、エンジン回転数信号b等から吸入空気量を算出して基本噴射量TPを決定する。次いで、この基本噴射量TPを、上流側空燃比信号jに応じて定まるフィードバック補正係数FAFで補正し、さらには内燃機関0の状況に応じて定まる各種補正係数Kやインジェクタ36の無効噴射時間TAUVをも加味して、最終的な燃料噴射時間(インジェクタ36に対する通電時間)Tを算定する。燃料噴射時間Tは、T=TP×FAF×K+TAUVとなる。そして、燃料噴射時間Tだけインジェクタ36に信号kを入力、インジェクタ36を開弁して燃料を噴射させる。   The air-fuel ratio control will be described in detail. In this embodiment, ECU6 which is a control apparatus functions as a feedback controller, and controls the air fuel ratio of the air-fuel mixture with which a cylinder is filled. Specifically, first, the basic injection amount TP is determined by calculating the intake air amount from the intake pressure signal d, intake temperature signal e, engine speed signal b, and the like. Next, the basic injection amount TP is corrected with a feedback correction coefficient FAF determined according to the upstream air-fuel ratio signal j, and various correction coefficients K determined according to the state of the internal combustion engine 0 and the invalid injection time TAUV of the injector 36. , The final fuel injection time (energization time for the injector 36) T is calculated. The fuel injection time T is T = TP × FAF × K + TAUV. Then, the signal k is input to the injector 36 for the fuel injection time T, and the injector 36 is opened to inject fuel.

上流側空燃比信号jを参照したフィードバック制御は、例えば内燃機関0の冷却水温が所定温度以上で、燃料カット中でなく、パワー増量中でなく、内燃機関0の始動から所定時間が経過し、フロントO2センサが活性中、吸気圧が正常である、等の諸条件が全て成立している場合に行う。このことは、アイドル運転中においても同様である。 In the feedback control with reference to the upstream air-fuel ratio signal j, for example, the cooling water temperature of the internal combustion engine 0 is equal to or higher than a predetermined temperature, the fuel is not being cut, the power is not increasing, and a predetermined time has elapsed since the start of the internal combustion engine 0. This is performed when all the conditions such as the front O 2 sensor is active and the intake pressure is normal are satisfied. The same applies to the idling operation.

図2に示すように、ECU6は、触媒41を流れるガスの空燃比を検出するセンサであるフロントO2センサの出力電圧hを、所定の電圧値と比較して、その値よりも高ければリッチ、その値よりも低ければリーンと判定する。そして、センサ出力hがリーンからリッチに切り替わったときには、リッチ判定遅延時間TDRの経過を待って、フィードバック補正係数FAFをスキップ値RSMだけ減少させる。その後、補正係数FAFを所定時間当たりリーン積分値KIMだけ逓減させる。補正係数FAFの減少に伴い、燃料噴射量が絞られて、混合気の空燃比がリーンへと向かう。 As shown in FIG. 2, the ECU 6 compares the output voltage h of the front O 2 sensor, which is a sensor for detecting the air-fuel ratio of the gas flowing through the catalyst 41, with a predetermined voltage value. If it is lower than that value, it is determined to be lean. When the sensor output h is switched from lean to rich, the feedback correction coefficient FAF is decreased by the skip value RSM after the rich determination delay time TDR has elapsed. Thereafter, the correction coefficient FAF is decreased by a lean integral value KIM per predetermined time. As the correction coefficient FAF decreases, the fuel injection amount is reduced, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture moves toward lean.

あるいは、センサ出力hがリッチからリーンに切り替わったときには、リーン判定遅延時間TDLの経過を待って、フィードバック補正係数FAFをスキップ値RSPだけ増加させる。その後、補正係数FAFを所定時間当たりリッチ積分値KIPだけ逓増させる。補正係数FAFの増加に伴い、燃料噴射量が上積みされて、混合気の空燃比がリッチへと向かう。   Alternatively, when the sensor output h is switched from rich to lean, the feedback correction coefficient FAF is increased by the skip value RSP after the lean determination delay time TDL has elapsed. Thereafter, the correction coefficient FAF is increased by the rich integral value KIP per predetermined time. As the correction coefficient FAF increases, the fuel injection amount is increased and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes richer.

遅延時間TDR、TDLは、制御中心補正量FACFに応じて増減する。図3に、補正量FACFと遅延時間TDR、TDLとの関係を例示する。補正量FACFが大きくなるほど、リッチ判定遅延時間TDRは延長され、リーン判定遅延時間TDLは短縮される。さすれば、フィードバック補正係数FAFが増加から減少に転じる時期が遅れ、減少から増加に転じる時期が早まる。結果として、燃料噴射量が平均的に増すこととなり、空燃比フィードバック制御の制御中心がリッチ側に変位する。   The delay times TDR and TDL increase or decrease according to the control center correction amount FACF. FIG. 3 illustrates the relationship between the correction amount FACF and the delay times TDR and TDL. As the correction amount FACF increases, the rich determination delay time TDR is extended and the lean determination delay time TDL is shortened. In this case, the time when the feedback correction coefficient FAF starts to decrease is delayed, and the time when the feedback correction coefficient FAF starts to increase increases. As a result, the fuel injection amount increases on average, and the control center of the air-fuel ratio feedback control is displaced to the rich side.

他方、補正量FACFが小さくなるほど、リッチ判定遅延時間TDRは短縮され、リーン判定遅延時間TDLは延長される。さすれば、フィードバック補正係数FAFが増加から減少に転じる時期が早まり、減少から増加に転じる時期が遅れる。結果として、燃料噴射量が平均的に減ることとなり、空燃比フィードバック制御の制御中心がリーン側に変位する。   On the other hand, the smaller the correction amount FACF, the shorter the rich determination delay time TDR and the lean determination delay time TDL. Then, the time when the feedback correction coefficient FAF starts to decrease from the increase is advanced, and the time when the feedback correction coefficient FAF starts to increase is delayed. As a result, the fuel injection amount decreases on average, and the control center of the air-fuel ratio feedback control is displaced to the lean side.

ECU6は、フィードバック制御中、上記の制御中心補正量FACFをも算出する。下流側空燃比信号iを参照したフィードバック制御は、例えば冷却水温が所定温度以上で、空燃比フィードバック制御の開始から所定時間が経過し、フロントO2センサが活性してから所定時間が経過し、過渡期の燃料補正量が所定値を下回り、アイドル状態で車速が0若しくは0に近い所定閾値以下であるかまたは非アイドル状態で所定の運転領域にある、等の諸条件が全て成立している場合に行う。 The ECU 6 also calculates the control center correction amount FACF during the feedback control. In the feedback control with reference to the downstream air-fuel ratio signal i, for example, the cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, a predetermined time elapses from the start of the air-fuel ratio feedback control, and a predetermined time elapses after the front O 2 sensor is activated, All conditions such as the fuel correction amount in the transition period is less than a predetermined value, the vehicle speed is 0 or less than a predetermined threshold value close to 0 in the idle state, or the vehicle is in the predetermined operation region in the non-idle state are satisfied. If you do.

図4に示すように、ECU6は、リアO2センサの出力電圧iを所定の電圧値と比較して、その値よりも高ければリッチ、その値よりも低ければリーンと判定する。そして、センサ出力iがリッチである間は、制御中心補正量FACFを所定時間当たりリーン積分値FACFKIMだけ逓減させる。既に述べたように、補正量FACFの減少に伴い、空燃比フィードバック制御の制御中心はリーンへと向かう。 As shown in FIG. 4, the ECU 6 compares the output voltage i of the rear O 2 sensor with a predetermined voltage value, and determines that it is rich if it is higher than that value and lean if it is lower than that value. Then, while the sensor output i is rich, the control center correction amount FACF is decreased by a lean integrated value FACFKIM per predetermined time. As already described, as the correction amount FACF decreases, the control center of the air-fuel ratio feedback control moves toward lean.

逆に、センサ出力iがリーンである間は、制御中心補正量FACFを所定時間当たりリッチ積分値FACFKIPだけ逓増させる。補正量FACFの増加に伴い、空燃比フィードバック制御の制御中心はリッチへと向かう。   Conversely, while the sensor output i is lean, the control center correction amount FACF is increased by the rich integral value FACFKIP per predetermined time. As the correction amount FACF increases, the control center of the air-fuel ratio feedback control becomes richer.

しかして、ECU6は、特定のリセット条件が成立した場合に、燃料噴射量の補正量であるフィードバック補正係数FAFを所定値にリセットする。ここに言うリセット条件には、
(i)アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ33の開度cをエンジン負荷と見なし、このエンジン負荷cが閾値以上となる高負荷状態を検出した
(ii)前記高負荷状態を検出してから所定時間が経過するまでの間に、エンジン負荷cが低位判定値以下となる低負荷状態を検出した
(iii)前記低負荷状態を検出してから所定時間が経過するまでの間に、エンジン負荷cが高位判定値以上となる再加速を検出した
がおしなべて含まれる。また、(iii)における高位判定値は、(ii)における低位判定値よりも大きい。
Thus, the ECU 6 resets the feedback correction coefficient FAF, which is the correction amount of the fuel injection amount, to a predetermined value when a specific reset condition is satisfied. The reset condition here is
(I) The amount of depression of the accelerator pedal or the opening degree c of the throttle valve 33 is regarded as an engine load, and a high load state in which the engine load c is equal to or greater than a threshold is detected. (Ii) A predetermined value is detected after the high load state is detected. A low load state in which the engine load c is equal to or lower than the low determination value is detected until the time elapses. (Iii) The engine load c is detected until a predetermined time elapses after the low load state is detected. Re-acceleration is detected when is higher than the high judgment value. Further, the high determination value in (iii) is larger than the low determination value in (ii).

吸気ポート内等に付着する燃料の量や、付着した燃料が蒸発して吸気に混入する量は、エンジン回転数bに大きく依存する。そこで、(i)における閾値、(ii)における低位判定値、(iii)における高位判定値はそれぞれ、エンジン回転数bに応じて設定することが好ましい。   The amount of fuel adhering to the intake port and the like, and the amount of adhering fuel evaporated and mixed into the intake air largely depend on the engine speed b. Therefore, the threshold value in (i), the low determination value in (ii), and the high determination value in (iii) are preferably set according to the engine speed b.

エンジン回転数bが高いと、吸気通路を流通する吸気量が必然的に多くなり、吸気ポート内等に付着する燃料の量が少なくなる。従って、(i)における閾値は、エンジン回転数bが高いほど大きな値とする。さすれば、フィードバック補正係数FAFを不必要にリセットせずに済む。   When the engine speed b is high, the amount of intake air flowing through the intake passage inevitably increases, and the amount of fuel adhering to the inside of the intake port and the like decreases. Therefore, the threshold value in (i) is set to a larger value as the engine speed b is higher. Then, it is not necessary to reset the feedback correction coefficient FAF unnecessarily.

加えて、(ii)における低位判定値はエンジン回転数bが高いほど小さな値とし、(iii)における高位判定値もエンジン回転数bが高いほど小さな値とするが、低位判定値と高位判定値との差はエンジン回転数bが高いほど拡大する。つまり、エンジン回転数bが高くなるにつれて、低位判定値は高位判定値よりも大きく低下する。   In addition, the lower determination value in (ii) is set to a smaller value as the engine speed b is higher, and the higher determination value in (iii) is also set to a smaller value as the engine speed b is higher. The difference increases as the engine speed b increases. That is, as the engine speed b increases, the lower determination value decreases more than the higher determination value.

図5に示しているように、ECU6は、エンジン負荷cが閾値以上となる高負荷状態を検出した時点t1から所定時間ta内にエンジン負荷cが低下して低位判定値を下回り、さらに当該時点t2から所定時間tb内にエンジン負荷cが再度上昇して高位判定値を上回った時点t3において、フロントO2センサの出力hが空燃比リーンを示し、かつフィードバック補正係数FAFが燃料噴射量(TP×K)を所定以上減少させるような1未満の値であるときに、補正係数FAFを所定値、例えば燃料噴射量(TP×K)を減少させないような1以上の値にリセットする。この補正係数FAFのリセットは、時点t1以降にアイドルスイッチがON(アクセルペダルが殆どまたは全く踏み込まれていない状態)にならなかったとしても実行される。補正係数FAFのリセット後には、そのリセット値を起点として、FAFをフロントO2センサの出力電圧hに基づき増減させることは言うまでもない。 As shown in FIG. 5, the ECU 6 reduces the engine load c to fall below the low determination value within a predetermined time t a from the time t 1 when the high load state in which the engine load c is equal to or greater than the threshold value is detected. at time t 3 when exceeding the high decision value from the time t 2 within the predetermined time t b elevated engine load c again, the front O 2 output h of the sensor indicates a lean air-fuel ratio, and the feedback correction coefficient FAF When the fuel injection amount (TP × K) is a value less than 1 that reduces the fuel injection amount (TP × K) by a predetermined value or more, the correction coefficient FAF is set to a predetermined value, for example, one or more values that do not decrease the fuel injection amount (TP × K). Reset. The correction coefficient FAF is reset even if the idle switch is not turned on (the accelerator pedal is hardly or not depressed) after time t 1 . It goes without saying that after the correction coefficient FAF is reset, the FAF is increased or decreased based on the output voltage h of the front O 2 sensor, starting from the reset value.

本実施形態では、吸気ポート噴射式の内燃機関0における燃料噴射量を、排気通路4に設けた空燃比センサを介して検出される空燃比を参照してフィードバック制御するフィードバックコントローラを有する制御装置6であって、エンジン負荷cが閾値以上となる高負荷状態を検出してから所定時間taが経過するまでの間にエンジン負荷cが低位判定値以下となる低負荷状態を検出し、さらにこの低負荷状態を検出してから所定時間tbが経過するまでの間にエンジン負荷cが高位判定値以上となった場合に、フィードバックコントローラが算出する燃料噴射量の補正量FAFが燃料噴射量を所定以上減量するものであり、なおかつ空燃比センサを介して検出される空燃比hがリーンであることを条件として、前記補正量FAFを所定値にリセットすることを特徴とする内燃機関0の制御装置6を構成した。 In the present embodiment, a control device 6 having a feedback controller that feedback-controls the fuel injection amount in the intake port injection type internal combustion engine 0 with reference to an air-fuel ratio detected via an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage 4. And detecting a low load state in which the engine load c is equal to or lower than a low determination value after a predetermined time ta passes after the high load state in which the engine load c is greater than or equal to a threshold value. when the engine load c between from the detection of the low load state until the predetermined time t b elapses becomes high determination value or more, the correction amount FAF fuel injection amount feedback controller calculates the fuel injection amount The correction amount FAF is reduced to a predetermined value on the condition that the amount is reduced by a predetermined amount or more and the air-fuel ratio h detected through the air-fuel ratio sensor is lean. The control device 6 for the internal combustion engine 0 is characterized by being set.

本実施形態によれば、高負荷運転状態からアクセルペダルの踏み込みが緩められ、その後再びアクセルペダルが踏み込まれた場合において、空燃比をリーンから理論空燃比近傍まで速やかに回復させることができ、NOxの排出量の増大を防止することが可能である。並びに、再加速要求に対して速やかに燃料噴射量を増大させ、再加速の遅れを抑制することが可能である。そして、アクセルペダルの踏み込みが緩められてから再度アクセルペダルが踏み込まれるまでの間は、燃料噴射量を抑制して燃費の向上を図ることができる。 According to the present embodiment, when the accelerator pedal is depressed from the high load operation state and then the accelerator pedal is depressed again, the air-fuel ratio can be quickly recovered from lean to near the stoichiometric air-fuel ratio. It is possible to prevent an increase in x emission. In addition, it is possible to quickly increase the fuel injection amount in response to the re-acceleration request and suppress the delay of re-acceleration. Then, during the period from when the accelerator pedal is depressed to when the accelerator pedal is depressed again, the fuel injection amount can be suppressed to improve fuel efficiency.

本実施形態の制御装置6は、リセット条件成立時に補正量FAFをリセットするというロジックを加えるだけで構築可能であり、設計工数が徒に増大せず、簡便である。   The control device 6 of the present embodiment can be constructed simply by adding a logic of resetting the correction amount FAF when the reset condition is satisfied, and the design man-hour does not increase easily and is simple.

加えて、(i)における閾値、(ii)における低位判定値、(iii)における高位判定値をそれぞれ、エンジン回転数bに応じて変動させるようにしているので、吸気ポート内等への燃料の付着量が少ない状況では不必要に補正量FAFをリセットすることなく、本来のフィードバック制御に委ねて空燃比を目標に収束させることができる。   In addition, the threshold value in (i), the low level determination value in (ii), and the high level determination value in (iii) are each varied according to the engine speed b, so that the fuel in the intake port and the like In the situation where the amount of adhesion is small, the air-fuel ratio can be converged to the target by leaving the original feedback control without unnecessarily resetting the correction amount FAF.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、エンジン負荷は、吸気管内圧力または気筒に充填される空気量を参照することで知得してもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. For example, the engine load may be obtained by referring to the intake pipe pressure or the amount of air charged in the cylinder.

その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   In addition, the specific configuration of each unit, the processing procedure, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。   The present invention can be applied to control of an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

0…内燃機関
6…制御装置(ECU)
0 ... Internal combustion engine 6 ... Control unit (ECU)

Claims (3)

吸気ポート噴射式の内燃機関における燃料噴射量を、排気通路に設けた空燃比センサを介して検出される空燃比を参照してフィードバック制御するフィードバックコントローラを有する制御装置において、
吸入空気量に基づく基本噴射量を補正するための補正量を演算するフィードバックコントローラが、排気通路の触媒を流れるガスの空燃比が所定値よりもリッチである場合に燃料噴射量を減少させる方向に補正量を漸次変化させる一方、空燃比が所定値よりもリーンである場合に燃料噴射量を増加させる方向に補正量を漸次変化させるものであり、
エンジン負荷が閾値以上となる高負荷状態を検出してから所定時間が経過するまでの間にエンジン負荷が低位判定値以下となる低負荷状態を検出し、さらにこの低負荷状態を検出してから所定時間が経過するまでの間にエンジン負荷が高位判定値以上となった場合に、
フィードバックコントローラが算出する燃料噴射量の補正量が燃料噴射量を基本噴射量から所定以上減量するものであり、なおかつ空燃比センサを介して検出される空燃比がリーンであることを条件として、前記補正量を、当該補正量により燃料噴射量を基本噴射量から減少させないような所定値にリセットする
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control device having a feedback controller that feedback-controls the fuel injection amount in an intake port injection type internal combustion engine with reference to an air-fuel ratio detected via an air-fuel ratio sensor provided in an exhaust passage.
The feedback controller that calculates the correction amount for correcting the basic injection amount based on the intake air amount is directed to decrease the fuel injection amount when the air-fuel ratio of the gas flowing through the catalyst in the exhaust passage is richer than a predetermined value. While the correction amount is gradually changed, the correction amount is gradually changed in the direction of increasing the fuel injection amount when the air-fuel ratio is leaner than a predetermined value.
After detecting a high load state in which the engine load is equal to or higher than the threshold and until a predetermined time elapses, a low load state in which the engine load is equal to or lower than the low determination value is detected, and further, this low load state is detected. If the engine load becomes higher than the high judgment value before the predetermined time elapses,
The correction amount of the fuel injection amount calculated by the feedback controller is to reduce the fuel injection amount from the basic injection amount by a predetermined amount or more, and the air-fuel ratio detected via the air-fuel ratio sensor is lean. A control apparatus for an internal combustion engine , wherein the correction amount is reset to a predetermined value so that the fuel injection amount is not reduced from the basic injection amount by the correction amount .
前記閾値、前記低位判定値及び前記高位判定値が、それぞれエンジン回転数に応じて変動する請求項1記載の内燃機関の制御装置。 2. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the threshold value, the low-order determination value, and the high-order determination value each vary according to an engine speed. 前記閾値は、エンジン回転数が高いほど大きくなる請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the threshold value increases as the engine speed increases.
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