JP5995682B2

JP5995682B2 - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP5995682B2
Application number: JP2012257085A
Authority: JP
Inventors: 無限太古; 貴裕尾崎
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: JP2014105585A

Description

本発明は、車両が所定の運転条件にある際に燃料カット制御を行う内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that performs fuel cut control when a vehicle is in a predetermined operating condition.

従来より、燃費の向上を図るべく、車両が所定の運転条件にある際に、具体的には回転数が所定の燃料カット判定回転数を上回りかつアクセルペダルの操作量が０（又は０近傍）である場合に気筒への燃料の供給を中断する燃料カット制御を行う内燃機関の制御装置が知られている。このような制御装置による燃料カット制御を行うに際して、通常は、バッテリの電力消費を抑制すべく、点火コイルの二次側への通電を禁止する制御も同時に行うようにしている（例えば、特許文献１を参照）。 Conventionally, in order to improve fuel efficiency, when the vehicle is in a predetermined driving condition, specifically, the rotational speed exceeds a predetermined fuel cut determination rotational speed and the operation amount of the accelerator pedal is 0 (or near 0). In such a case, a control device for an internal combustion engine that performs fuel cut control for interrupting the supply of fuel to the cylinder is known. When performing fuel cut control by such a control device, normally, control for prohibiting energization of the secondary side of the ignition coil is also performed at the same time in order to suppress power consumption of the battery (for example, Patent Documents). 1).

しかして、燃料カット制御を行っている際に点火コイルの二次側への通電を禁止する制御を常時行った場合、以下に述べるような不具合が新たに発生し得る。すなわち、点火コイルの二次側への通電を禁止すると、前記点火コイルの二次側への通電による熱の発生がなくなる。そのため、点火プラグやその周辺の空気の温度が低下する。そして、点火プラグやその周辺の空気の温度が通常運転時と比較して大幅に低下すると、燃料カット制御を終了して気筒への燃料の供給を再開した後に、燃料に着火しない、あるいは燃焼が不安定となるといった不具合が発生し得る。 Therefore, if the control for prohibiting the energization of the ignition coil to the secondary side is always performed during the fuel cut control, the following trouble may newly occur. That is, if energization to the secondary side of the ignition coil is prohibited, heat is not generated due to energization to the secondary side of the ignition coil. Therefore, the temperature of the spark plug and the surrounding air is lowered. When the temperature of the spark plug and the surrounding air is greatly reduced as compared with normal operation, the fuel cut control is terminated and the fuel supply to the cylinder is resumed. Problems such as instability can occur.

特開平２−２４８６４１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-248641

本発明は以上の点に着目し、燃料カット及び点火プラグへの通電の中断による燃費向上及びバッテリの電力消費の抑制を図りつつ、点火プラグ及びその周辺の空気の過度の温度低下による失火や燃焼の不安定化を解消することを目的とする。 The present invention pays attention to the above points, and misfires and combustion due to excessive temperature drop of the spark plug and the surrounding air while improving fuel efficiency and suppressing power consumption of the battery by cutting the fuel and interrupting energization of the spark plug. The purpose is to eliminate the instability.

以上の課題を解決すべく、本発明に係る内燃機関の制御装置は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る内燃機関の制御装置は、車両が所定の運転条件にある際に燃料カット制御を行う内燃機関の制御装置であって、燃料カット中に点火コイルの二次側への通電をカットする制御、運転状態を示すパラメータに基づき点火プラグ又は点火プラグ近傍の温度を推定する制御、及び推定された前記点火プラグ又は点火プラグ近傍の温度が所定の点火許可温度を下回る場合に前記点火コイルの二次側への通電を再開する制御を行う。 In order to solve the above problems, a control device for an internal combustion engine according to the present invention has a configuration as described below. That is, the control device for an internal combustion engine according to the present invention is a control device for an internal combustion engine that performs fuel cut control when the vehicle is in a predetermined operating condition, and energizes the secondary side of the ignition coil during the fuel cut. Control for cutting, control for estimating the temperature of the spark plug or the vicinity of the spark plug based on the parameter indicating the operating state, and the ignition coil when the estimated temperature of the spark plug or the vicinity of the spark plug is lower than a predetermined ignition permission temperature The control which restarts the electricity supply to the secondary side of is performed.

このようなものであれば、点火プラグ又は点火プラグ近傍の温度が所定の点火許可温度を下回る場合には、前記点火コイルの二次側への通電を再開することにより、点火プラグ及びその周辺の空気を加熱できる。従って、燃料カット制御を終了して気筒への燃料の供給を再開した後でも、点火プラグ及びその周辺の空気の温度は従来と比較して高く、失火や燃焼の不安定化を抑制できる。 In such a case, when the temperature of the spark plug or the vicinity of the spark plug is lower than the predetermined ignition permission temperature, the energization to the secondary side of the ignition coil is resumed, thereby Air can be heated. Therefore, even after the fuel cut control is finished and the fuel supply to the cylinder is resumed, the temperature of the spark plug and the surrounding air is higher than in the conventional case, and misfire and combustion instability can be suppressed.

本発明によれば、燃料カット及び点火プラグへの通電の中断による燃費向上及びバッテリの電力消費の抑制を図りつつ、点火プラグ及びその周辺の空気の過度の温度低下による失火や燃焼の不安定化を解消することができる。 According to the present invention, misfire and instability of combustion due to excessive temperature decrease of the spark plug and the surrounding air, while improving fuel efficiency by interrupting energization to the fuel cut and spark plug and suppressing power consumption of the battery. Can be eliminated.

本発明の一実施形態における内燃機関の構成を示す概略図。1 is a schematic diagram showing the configuration of an internal combustion engine in an embodiment of the present invention. 同実施形態における火花点火装置の概略回路図。The schematic circuit diagram of the spark ignition device in the embodiment. 同実施形態の制御装置が制御する可変バルブタイミング機構を示す概略図。Schematic which shows the variable valve timing mechanism which the control apparatus of the embodiment controls. 同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を概略的に示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the process which the control apparatus of the embodiment performs roughly. 同実施形態の制御装置が実行する制御による作用を示す概略図。Schematic which shows the effect | action by the control which the control apparatus of the embodiment performs.

本実施形態における内燃機関は、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。 The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition gasoline engine and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided. A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1.

図２に、火花点火用の電気回路を示している。点火プラグ１２は、点火コイル１４にて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイル１４は、半導体スイッチング素子であるイグナイタ１３とともに、コイルケースに一体的に内蔵される。 FIG. 2 shows an electric circuit for spark ignition. The spark plug 12 receives spark voltage generated by the ignition coil 14 and causes spark discharge between the center electrode and the ground electrode. The ignition coil 14 is integrally incorporated in a coil case together with an igniter 13 that is a semiconductor switching element.

内燃機関の制御装置たるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）０からの点火信号ｉをイグナイタ１３が受けると、まずイグナイタ１３が点弧して点火コイル１４の一次側１４ａに電流が流れ、その直後の点火タイミングでイグナイタ１３が消弧してこの電流が遮断される。すると、自己誘導作用が起こり、一次側１４ａに高電圧が発生する。そして、一次側１４ａと二次側１４ｂとは磁気回路及び磁束を共有するので、二次側１４ｂにさらに高い誘導電圧が発生する。この高い誘導電圧が点火プラグ１２の中心電極に印加され、中心電極と接地電極との間で火花放電する。 When the igniter 13 receives an ignition signal i from an ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device for the internal combustion engine, the igniter 13 is first ignited and a current flows to the primary side 14a of the ignition coil 14, and the ignition timing immediately thereafter. Thus, the igniter 13 is extinguished and this current is cut off. Then, a self-induction action occurs, and a high voltage is generated on the primary side 14a. Since the primary side 14a and the secondary side 14b share the magnetic circuit and the magnetic flux, a higher induced voltage is generated on the secondary side 14b. This high induction voltage is applied to the center electrode of the spark plug 12, and a spark discharge occurs between the center electrode and the ground electrode.

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒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、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。 The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream.

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒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及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。 The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒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、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。また、吸気ポート中には、吸気弁３５を配している。この吸気弁３５は、バルブスプリングにより閉弁側に付勢されている。 The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream. An intake valve 35 is arranged in the intake port. The intake valve 35 is urged toward the valve closing side by a valve spring.

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒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及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。また、排気ポート中には、排気弁４０を配している。この排気弁４０は、バルブスプリングにより閉弁側に付勢されている。 The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4. An exhaust valve 40 is disposed in the exhaust port. The exhaust valve 40 is biased toward the valve closing side by a valve spring.

また、図３に示すように、本実施形態における内燃機関では、クランクスプロケット７１、吸気側スプロケット７２及び排気側スプロケット７３にタイミングチェーン７４を巻き掛け、このタイミングチェーン７４により、クランクシャフトからもたらされる回転駆動力を吸気側スプロケット７２を介して吸気カムシャフト６３に、排気側スプロケット７３を介して排気カムシャフト６４に、それぞれ伝達している。 As shown in FIG. 3, in the internal combustion engine according to the present embodiment, a timing chain 74 is wound around the crank sprocket 71, the intake side sprocket 72, and the exhaust side sprocket 73, and the rotation generated from the crankshaft by the timing chain 74. The driving force is transmitted to the intake camshaft 63 via the intake side sprocket 72 and to the exhaust camshaft 64 via the exhaust side sprocket 73.

その上で、吸気側スプロケット７２と吸気カムシャフト６３との間に、可変バルブタイミング機構６を介設している。本実施形態における可変バルブタイミング機構６は、クランクシャフトに対する吸気カムシャフト６３及び排気カムシャフト６４の回転位相をそれぞれ変化させることにより吸気弁３５及び排気弁４０の開閉タイミングをそれぞれ変化させるものである。すなわち、この可変バルブタイミング機構６は、吸気弁３５の開閉タイミングを変化させるための吸気側要素６ａと、排気弁４０の開閉タイミングを変化させるための排気側要素６ｂとを備えている。 In addition, a variable valve timing mechanism 6 is interposed between the intake side sprocket 72 and the intake camshaft 63. The variable valve timing mechanism 6 in the present embodiment changes the opening / closing timings of the intake valve 35 and the exhaust valve 40 by changing the rotation phases of the intake camshaft 63 and the exhaust camshaft 64 with respect to the crankshaft. That is, the variable valve timing mechanism 6 includes an intake side element 6a for changing the opening / closing timing of the intake valve 35 and an exhaust side element 6b for changing the opening / closing timing of the exhaust valve 40.

可変バルブタイミング機構６の吸気側要素６ａの吸気側ハウジング６１は、吸気側スプロケット７２に固着しており、吸気側スプロケット７２と吸気側ハウジング６１とは一体となってクランクシャフトに同期して回転する。これに対し、吸気カムシャフト６３の一端部に固着した吸気側ロータ６２は、吸気側ハウジング６１内に収納され、吸気側スプロケット７２及び吸気側ハウジング６１に対して相対的に回動することが可能である。吸気側ハウジング６１の内部には、作動液が流出入する複数の流体室が形成され、各流体室は、吸気側ロータ６２の外周部に成形されたベーン６２１によって進角室６１２と遅角室６１１とに区画されている。 The intake side housing 61 of the intake side element 6a of the variable valve timing mechanism 6 is fixed to the intake side sprocket 72, and the intake side sprocket 72 and the intake side housing 61 rotate together in synchronism with the crankshaft. . On the other hand, the intake side rotor 62 fixed to one end of the intake camshaft 63 is housed in the intake side housing 61 and can be rotated relative to the intake side sprocket 72 and the intake side housing 61. It is. A plurality of fluid chambers into which hydraulic fluid flows in and out are formed inside the intake side housing 61, and each fluid chamber is advanced by a vane 621 formed on the outer peripheral portion of the intake side rotor 62 and an advanced angle chamber 612 and a retarded angle chamber. 611.

また、前記可変バルブタイミング機構６の排気側要素６ｂの排気側ハウジング６５は、排気側スプロケット７３に固着しており、排気側スプロケット７２と吸気側ハウジング６５とは一体となってクランクシャフトに同期して回転する。これに対し、排気カムシャフト６４の一端部に固着した排気側ロータ６６は、排気側ハウジング６５内に収納され、排気側スプロケット７３及び排気側ハウジング６５に対して相対的に回動することが可能である。排気側ハウジング６５の内部にも、作動液が流出入する複数の流体室が形成され、各流体室は、排気側ロータ６６の外周部に成形されたベーン６６１によって進角室６５２と遅角室６５１とに区画されている。 The exhaust-side housing 65 of the exhaust-side element 6b of the variable valve timing mechanism 6 is fixed to the exhaust-side sprocket 73, and the exhaust-side sprocket 72 and the intake-side housing 65 are integrated and synchronized with the crankshaft. Rotate. On the other hand, the exhaust-side rotor 66 fixed to one end of the exhaust camshaft 64 is housed in the exhaust-side housing 65 and can rotate relative to the exhaust-side sprocket 73 and the exhaust-side housing 65. It is. A plurality of fluid chambers through which hydraulic fluid flows in and out are also formed in the exhaust side housing 65, and each fluid chamber has an advance chamber 652 and a retard chamber by a vane 661 formed on the outer periphery of the exhaust side rotor 66. It is divided into 651.

可変バルブタイミング機構６の液圧（特に、油圧）回路には、オイルパン８１内に蓄えられた作動液が液圧ポンプ８２より供給される。液圧ポンプ８２は、内燃機関からの動力で駆動される。液圧ポンプ８２と可変バルブタイミング機構６との間には、切換制御弁であるＯＣＶ（ＯｉｌＣｏｎｔｒｏｌＶａｌｖｅ）９を設けている。作動液の流量及び方向をこのＯＣＶ９を介して操作することで、オイルパン８１から汲み上げた作動液を進角室６１２または遅角室６１１に選択的に供給することができる。さすれば、吸気側ハウジング６１（又は排気側ハウジング６５）が吸気側ロータ６２（又は排気側ロータ６６）に対して相対回動し、吸気弁３５又は排気弁４０の開閉タイミングを進角または遅角させることができる。本実施形態では、ＯＣＶ９は、可変バルブタイミング機構６の吸気側要素６ａ及び排気側要素６ｂの双方に対応させて設けている。このＯＣＶ９は、本実施形態では吸気側要素６ａに対応させて設けられるもの（以下、吸気側のＯＣＶ９ａと称する）と排気側要素６ｂに対応させて設けられる（以下、排気側のＯＣＶ９ｂと称する）ものとで全く同一の構成を有する。以下の記載において、「ＯＣＶ９」とは、吸気側のＯＣＶ９ａ及び排気側のＯＣＶ９ｂの双方の総称である。以下、吸気側のＯＣＶ９ａの構成を説明する。 The hydraulic fluid stored in the oil pan 81 is supplied from the hydraulic pump 82 to the hydraulic pressure (particularly hydraulic) circuit of the variable valve timing mechanism 6. The hydraulic pump 82 is driven by power from the internal combustion engine. An OCV (Oil Control Valve) 9 that is a switching control valve is provided between the hydraulic pump 82 and the variable valve timing mechanism 6. By operating the flow rate and direction of the hydraulic fluid via the OCV 9, the hydraulic fluid pumped from the oil pan 81 can be selectively supplied to the advance chamber 612 or the retard chamber 611. Then, the intake side housing 61 (or the exhaust side housing 65) rotates relative to the intake side rotor 62 (or the exhaust side rotor 66), and the opening / closing timing of the intake valve 35 or the exhaust valve 40 is advanced or retarded. Can be horned. In the present embodiment, the OCV 9 is provided so as to correspond to both the intake side element 6a and the exhaust side element 6b of the variable valve timing mechanism 6. In the present embodiment, the OCV 9 is provided corresponding to the intake side element 6a (hereinafter referred to as the intake side OCV 9a) and the exhaust side element 6b (hereinafter referred to as the exhaust side OCV 9b). They have exactly the same structure. In the following description, “OCV9” is a generic term for both the intake-side OCV 9a and the exhaust-side OCV 9b. Hereinafter, the configuration of the OCV 9a on the intake side will be described.

ＯＣＶ９ａは、いわゆる電磁式の四方向スプール弁である。図２に示すように、ＯＣＶ９ａは、液圧ポンプ８２の吐出口と接続する供給ポート９１、ハウジング６１の進角室６１２と接続するＡポート９２、ハウジング６１の遅角室６１１と接続するＢポート９３、並びにオイルパン８１と接続するドレインポート９４、９５を有している。ＯＣＶ９ａのスプールは、進退動作により内部粒体経路を切り換えて、Ａポート９２及びＢポート９３をそれぞれ供給ポート９１、ドレインポート９４、９５の何れかに連通させる。また、スプール９６が中立位置をとるときには内部流体経路が断絶し、Ａポート９２及びＢポート９３を供給ポート９１にもドレインポート９４、９５にも連通させない。図２では、スプール９６が中立位置にある状態を示している。 The OCV 9a is a so-called electromagnetic four-way spool valve. As shown in FIG. 2, the OCV 9 a has a supply port 91 connected to the discharge port of the hydraulic pump 82, an A port 92 connected to the advance chamber 612 of the housing 61, and a B port connected to the retard chamber 611 of the housing 61. 93 and drain ports 94 and 95 connected to the oil pan 81. The spool of the OCV 9a switches the internal particle path by an advancing and retreating operation, and connects the A port 92 and the B port 93 to one of the supply port 91 and the drain ports 94 and 95, respectively. Further, when the spool 96 is in the neutral position, the internal fluid path is interrupted, and the A port 92 and the B port 93 are not communicated with the supply port 91 and the drain ports 94 and 95. FIG. 2 shows a state where the spool 96 is in the neutral position.

スプール９６はソレノイド９７によって駆動する。即ち、制御信号ｍとしてソレノイド９７に入力するパルス電流（または、電圧）のデューティ比に応じて、スプール９６の進退の距離が変化する。 The spool 96 is driven by a solenoid 97. That is, the advance / retreat distance of the spool 96 changes according to the duty ratio of the pulse current (or voltage) input to the solenoid 97 as the control signal m.

制御信号ｍのデューティ比が比較的大きい場合には、液圧ポンプ８２から吐出される作動液圧がＡポート９２を通じて進角室６１２に供給される一方、既に遅角室６１１に貯留していた作動液がＢポート９３を通じてオイルパン８１に向けて流下することとなり、進角室６１２の容積が拡大、遅角室６１１の容積が縮小するようにベーン６２１及びロータ６２が回動する。結果、吸気カムシャフト６３の回転位相、換言すれば吸気カムシャフト６３のクランクシャフトに対する変位角が進角して、吸気弁３５のバルブタイミングが進角化する。 When the duty ratio of the control signal m is relatively large, the hydraulic fluid pressure discharged from the hydraulic pump 82 is supplied to the advance chamber 612 through the A port 92, while already stored in the retard chamber 611. The hydraulic fluid flows down toward the oil pan 81 through the B port 93, and the vane 621 and the rotor 62 are rotated so that the volume of the advance chamber 612 is enlarged and the volume of the retard chamber 611 is reduced. As a result, the rotational phase of the intake camshaft 63, in other words, the displacement angle of the intake camshaft 63 with respect to the crankshaft is advanced, and the valve timing of the intake valve 35 is advanced.

逆に、制御信号ｍのデューティ比が比較的小さい場合には、液圧ポンプ８２から吐出される作動液圧がＢポート９３を通じて遅角室６１１に供給される一方、既に進角室６１２に貯留していた作動液がＡポート９２を通じてオイルパン８１に向けて流下することとなり、遅角室６１１の容積が拡大、進角室６１２の容積が縮小するようにベーン６２１及びロータ６２が回動する。結果、吸気カムシャフト６３のクランクシャフトに対する変位角が遅角して、吸気弁３５のバルブタイミングが遅角化する。 On the contrary, when the duty ratio of the control signal m is relatively small, the hydraulic fluid pressure discharged from the hydraulic pump 82 is supplied to the retard chamber 611 through the B port 93, while already stored in the advance chamber 612. The working fluid that has flown down flows toward the oil pan 81 through the A port 92, and the vane 621 and the rotor 62 rotate so that the volume of the retard chamber 611 is expanded and the volume of the advance chamber 612 is decreased. . As a result, the displacement angle of the intake camshaft 63 with respect to the crankshaft is retarded, and the valve timing of the intake valve 35 is retarded.

総じて言えば、制御信号ｍのデューティ比が大きいほど吸気弁３５のバルブタイミングが進角し、デューティ比が小さいほど吸気弁３５のバルブタイミングが遅角する。 Generally speaking, the valve timing of the intake valve 35 is advanced as the duty ratio of the control signal m is increased, and the valve timing of the intake valve 35 is delayed as the duty ratio is decreased.

上述したように、また図２に示すように、排気側のＯＣＶ９ｂも、Ａポート９２が排気側ハウジング６５の進角室６５２と接続している点、及びＢポート９３が排気側ハウジング６５の遅角室６５１と接続している点以外、吸気側のＯＣＶ９ａと同一の構成を有する。従って、制御信号ｍのデューティ比が大きいほど排気弁４０のバルブタイミングが進角し、デューティ比が小さいほど排気弁４０のバルブタイミングが遅角する。 As described above and as shown in FIG. 2, the OCV 9b on the exhaust side also has a point that the A port 92 is connected to the advance chamber 652 of the exhaust side housing 65, and the B port 93 is a delay of the exhaust side housing 65. Except for being connected to the corner chamber 651, it has the same configuration as the OCV 9a on the intake side. Therefore, the valve timing of the exhaust valve 40 is advanced as the duty ratio of the control signal m is larger, and the valve timing of the exhaust valve 40 is retarded as the duty ratio is smaller.

内燃機関の運転制御を司る制御装置であるＥＣＵ０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 0 that is a control device that controls the operation of the internal combustion engine 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、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ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３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフト６３または排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｇ、排気ガス温を検出する温度センサから出力される排気ガス温信号ｈ等が入力される。 The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal (N signal) b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle of the crankshaft and the engine speed, An accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal or the opening of the throttle valve 32 as an accelerator opening (so-called required load), and a brake that is output from a sensor that detects the amount of depression of the brake pedal Stepping amount signal d, intake air temperature / intake pressure signal e output from a temperature / pressure sensor for detecting intake air temperature and intake pressure in intake passage 3 (especially surge tank 33), water temperature sensor for detecting engine cooling water temperature The cooling water temperature signal f output from the intake camshaft 63 or the exhaust camshaft is used as a cam angle sensor. A cam angle signal (G signal) g output, exhaust gas temperature signal h the like are input to output from the temperature sensor for detecting the exhaust gas temperature.

出力インタフェースからは、点火プラグ１２に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＶＶＴ６のＯＣＶ９に対して制御信号ｍ等を出力する。 From the output interface, an ignition signal i is output to the spark plug 12, a fuel injection signal j is output to the injector 11, an opening operation signal k is output to the throttle valve 32, a control signal m is output to the OCV 9 of the VVT 6. .

ＥＣＵ０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、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。しかして、ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｍを出力インタフェースを介して印加する。 The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface, knows the engine speed, and is filled in the cylinder 1. Estimate the intake volume. Based on the engine speed, the intake air amount, and the like, various operating parameters such as required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of times of fuel injection for one combustion), fuel injection pressure, and ignition timing are determined. As the operation parameter determination method itself, a known method can be adopted. Thus, the ECU 0 applies various control signals i, j, k, m corresponding to the operation parameters via the output interface.

ここで、本実施形態では、ＥＣＵ０は、気筒１内の温度を高く維持する目的や、内部ＥＧＲと呼ばれる現象を利用するために、吸気弁３５及び排気弁４０の開弁タイミングを変更する制御、すなわち吸気弁３５及び排気弁４０がともに開弁状態にあるオーバラップ期間の長さを変更する制御を行うようにしている。 Here, in the present embodiment, the ECU 0 controls to change the valve opening timing of the intake valve 35 and the exhaust valve 40 in order to maintain a high temperature in the cylinder 1 and to use a phenomenon called internal EGR. That is, control is performed to change the length of the overlap period in which both the intake valve 35 and the exhaust valve 40 are open.

また、本実施形態では、ＥＣＵ０は、メモリの所定領域に記憶した燃料カット制御プログラムを実行することにより、以下に述べるような制御を行う。すなわち、アクセルペダルの踏込量が０または０に近い閾値以下となり、かつエンジン回転数が燃料カット許可回転数以上あるときに、燃料カット条件が成立したものとして燃料カットを行う。そして、アクセルペダルの踏込量が閾値を上回った、エンジン回転数が燃料カット復帰回転数まで低下した等の何れかの燃料カット終了条件が成立したときに、燃料カットを終了し、燃料噴射を再開する。さらに本実施形態では、燃料カット中において、点火プラグ１２の温度Ｔが所定の点火許可温度Ｔ₀を上回る場合には、点火コイル１４の二次側１４ｂへの通電をカットする制御を行う。一方、燃料カット中においても、点火プラグ１２の温度Ｔが前記点火許可温度Ｔ₀を下回る場合には、点火コイル１４の二次側１４ｂへの通電を再開する。ここで、点火プラグの温度は、運転状態を示すパラメータに基づき、以下のような方法で推定するようにしている。すなわち、冷間始動時にイグニッションスイッチがＯＮとなった際には点火プラグの温度Ｔは外気温に等しいものとして推定し、その後、気筒内に燃料を含む混合気が供給されて燃焼が行われている場合には、回転数及び要求負荷をパラメータとして点火プラグの温度Ｔの上昇幅ΔＴ_uを推定し、直前に推定された点火プラグの温度Ｔに加算する制御を行う。ここで、要求負荷として用いられる量は、アクセルペダルの操作量、吸気圧、吸気量等が考えられ、それらのいずれを採用してもよい。また、前記温度の上昇幅ΔＴ_uの具体的な推定は、以下のようにして行う。すなわち、ＥＣＵ０のメモリの所定領域には、予め実験により決定した代表的な回転数及び要求負荷に対応する前記温度の上昇幅ΔＴ_uを温度上昇幅マップとして記憶しており、検出された回転数及び要求負荷をパラメータとして補間計算により推定する。ここで、前記温度の上昇幅ΔＴ_uは、回転数が大きくなるにつれ、また、要求負荷が高くなるにつれ大きくなる。一方、燃料カット時には、点火プラグの温度の下降幅ΔＴ_dを以下のようにして推定し、直前に推定された点火プラグの温度Ｔから減算する制御を行う。具体的には、前記温度の下降幅ΔＴ_dは、吸入空気量、吸気温度及び前記オーバラップ期間の長さをパラメータとして決定する。また、ＥＣＵ０のメモリの所定領域には、燃料カット及び点火コイル１４の二次側１４ｂへの通電のカットを行った場合の予め実験により決定した代表的な吸入空気量、吸気温度及び前記オーバラップ期間の長さに対応する前記温度の下降幅ΔＴ_dを第１の温度下降幅マップとして記憶しており、検出された吸入空気量及び吸気温度並び前記オーバラップ期間の長さをパラメータとして補間計算により推定する。そして、燃料カット中に、推定された前記点火プラグの温度Ｔが前記点火許可温度Ｔ₀を下回る場合には前記点火コイル１４の二次側１４ｂへの通電を再開する制御を行うようにしている。なお、ＥＣＵ０のメモリの所定領域には、燃料カット中に点火コイル１４の二次側１４ｂへの通電を行った場合における、予め実験により決定した代表的な吸入空気量、吸気温度及び前記オーバラップ期間の長さに対応する前記温度の下降幅ΔＴ_dを第の２温度下降幅マップとして記憶している。そして、前記温度の下降幅ΔＴ_dを、検出された吸入空気量及び吸気温度並びに前記オーバラップ期間の長さをパラメータとして補間計算により推定する。なお、前記温度の下降幅ΔＴ_dは、吸入空気量が大きくなるにつれ、また、吸気温度が低くなるにつれ、さらに、前記オーバラップ期間が短くなるにつれ大きくなる。 In the present embodiment, the ECU 0 performs the following control by executing a fuel cut control program stored in a predetermined area of the memory. That is, when the accelerator pedal depression amount is 0 or less than a threshold value close to 0 and the engine speed is equal to or higher than the fuel cut permission speed, the fuel cut is performed assuming that the fuel cut condition is satisfied. Then, when any fuel cut end condition is satisfied, such as when the accelerator pedal depression amount exceeds the threshold or the engine speed has decreased to the fuel cut return speed, the fuel cut ends and the fuel injection resumes. To do. Further, in the present embodiment, during the fuel cut, when the temperature T of the spark plug 12 exceeds the predetermined ignition permission temperature T ₀ , the control for cutting off the energization to the secondary side 14b of the ignition coil 14 is performed. On the other hand, even during fuel cut, when the temperature T of the spark plug 12 falls below the ignition permission temperature T ₀ , energization to the secondary side 14b of the ignition coil 14 is resumed. Here, the temperature of the spark plug is estimated by the following method based on the parameter indicating the operating state. In other words, when the ignition switch is turned on during cold start, the temperature T of the spark plug is estimated to be equal to the outside air temperature, and thereafter, an air-fuel mixture containing fuel is supplied into the cylinder and combustion is performed. If so, control is carried out by estimating the rise ΔT _u of the spark plug temperature T using the rotational speed and the required load as parameters and adding to the spark plug temperature T estimated immediately before. Here, the amount used as the required load may be an accelerator pedal operation amount, an intake pressure, an intake amount, etc., and any of them may be adopted. The specific estimation of the temperature increase ΔT _u is performed as follows. That is, in a predetermined area of the memory of the ECU 0, the temperature increase width ΔT _u corresponding to a typical rotation speed and a required load determined in advance by experiment is stored as a temperature increase width map, and the detected rotation speed is stored. And the required load is estimated by interpolation calculation as a parameter. Here, the temperature rise ΔT _u increases as the rotational speed increases and as the required load increases. On the other hand, at the time of fuel cut, and controls the lowering width [Delta] T _d of the temperature of the spark plug is estimated as follows, is subtracted from the temperature T of the spark plug estimated immediately before. Specifically, the temperature decrease width ΔT _d is determined by using the intake air amount, the intake air temperature, and the length of the overlap period as parameters. In addition, in a predetermined area of the memory of the ECU 0, typical intake air amount, intake air temperature, and the overlap determined in advance when the fuel cut and the cut of energization to the secondary side 14b of the ignition coil 14 are performed. The temperature decrease width ΔT _d corresponding to the length of the period is stored as a first temperature decrease width map, and interpolation calculation is performed using the detected intake air amount and intake air temperature as well as the length of the overlap period as parameters. Estimated by Then, during fuel cut, when the estimated temperature T of the spark plug is lower than the ignition permission temperature T ₀ , control is performed to resume energization to the secondary side 14b of the ignition coil 14. . It should be noted that the predetermined area in the memory of the ECU 0 has a typical intake air amount, intake air temperature, and the overlap determined in advance by experiments when the secondary side 14b of the ignition coil 14 is energized during fuel cut. The temperature decrease width ΔT _d corresponding to the length of the period is stored as a second temperature decrease width map. Then, the temperature decrease width ΔT _d is estimated by interpolation calculation using the detected intake air amount and intake air temperature and the length of the overlap period as parameters. Note that lowering the width [Delta] T _d of the temperature is, as the amount of intake air is large, as the intake air temperature is lowered further, the overlap period is increased as the shorter.

この燃料カット制御プログラムによる制御の手順についてフローチャートである図４を参照しつつ以下に述べる。 The control procedure by the fuel cut control program will be described below with reference to FIG. 4 which is a flowchart.

まず、燃料カット条件が満たされているか否かを判定し（ステップＳ１）、燃料カット条件が満たされている場合には、まず、インジェクタ１１からの燃料噴射を中止する（ステップＳ２）。次いで、吸入空気量、吸気温度及び前記オーバラップ期間の長さをパラメータとして点火プラグ１２の温度下降幅ΔＴ_dを推定し（ステップＳ３）、推定された温度下降幅ΔＴ_dを前回推定された点火プラグ１２の温度Ｔから減算する（ステップＳ４）。それから、点火プラグ１２の温度Ｔが所定の点火許可温度Ｔ₀を上回っているか否かを判定し（ステップＳ５）、点火プラグ１２の温度Ｔが前記点火許可温度Ｔ₀を上回っている場合には点火コイル１４の二次側１４ｂへの通電も中止する（ステップＳ６）。一方、点火プラグ１２の温度が前記点火許可温度Ｔ₀を下回っている場合には点火コイル１４の二次側１４ｂへの通電を行う（ステップＳ７）。そして、燃料カット終了条件が満たされているか否かを判定し（ステップＳ８）、燃料カット終了条件が満たされている場合には、この燃料カット制御プログラムによる制御を終了する。一方、燃料カット終了条件が満たされていない場合は、次の燃焼サイクルに入り次第この燃料カット制御プログラムによる制御を再度実行する（ステップＳ１）。 First, it is determined whether or not the fuel cut condition is satisfied (step S1). If the fuel cut condition is satisfied, first, the fuel injection from the injector 11 is stopped (step S2). Next, the temperature drop width ΔT _d of the spark plug 12 is estimated using the intake air amount, the intake air temperature, and the length of the overlap period as parameters (step S3), and the estimated temperature drop width ΔT _d is previously estimated ignition. Subtract from the temperature T of the plug 12 (step S4). Then, it is determined whether or not the temperature T of the spark plug 12 exceeds a predetermined ignition permission temperature T ₀ (step S5). If the temperature T of the spark plug 12 exceeds the ignition permission temperature T ₀ , Energization to the secondary side 14b of the ignition coil 14 is also stopped (step S6). On the other hand, when the temperature of the spark plug 12 is lower than the ignition permission temperature T ₀ , energization is performed to the secondary side 14b of the ignition coil 14 (step S7). Then, it is determined whether or not the fuel cut end condition is satisfied (step S8). If the fuel cut end condition is satisfied, the control by the fuel cut control program is ended. On the other hand, if the fuel cut end condition is not satisfied, the control by the fuel cut control program is executed again upon entering the next combustion cycle (step S1).

すなわち、図５に示すように、燃料カット条件が成立した後（時刻ｔ₁）、点火プラグ１２の温度が所定の点火許可温度Ｔ₀を下回る（時刻ｔ₂）以前の期間は点火コイル１２の二次側１２ｂへの通電もカットする。一方、点火プラグ１２の温度が所定の点火許可温度Ｔ₀を下回ってから（時刻ｔ₂）は、燃料カットを行っている期間中であっても点火コイル１２の二次側１２ｂへの通電を行う。 That is, as shown in FIG. 5, after the fuel cut condition is established (time t ₁ ), the ignition coil 12 is in a period before the temperature of the spark plug 12 falls below a predetermined ignition permission temperature T ₀ (time t ₂ ). The energization to the secondary side 12b is also cut. On the other hand, after the temperature of the spark plug 12 falls below the predetermined ignition permission temperature T ₀ (time t ₂ ), the energization of the secondary side 12b of the ignition coil 12 is performed even during the fuel cut period. Do.

以上に述べたように、本実施形態によれば、燃料カットを行っている期間中であっても、点火プラグ１２の温度Ｔが所定の点火許可温度Ｔ₀を下回る場合には、点火コイル１４の二次側１４ｂへの通電を再開することにより、点火プラグ１２及びその周辺の空気を加熱できる。従って、燃料カット制御を終了して気筒１への燃料の供給を再開した後でも、点火プラグ１２及びその周辺の空気の温度は従来の制御を行った場合と比較して高く、失火や燃焼の不安定化を抑制できる。 As described above, according to the present embodiment, even when the fuel cut is being performed, when the temperature T of the spark plug 12 falls below the predetermined ignition permission temperature T ₀ , the ignition coil 14 By restarting the energization of the secondary side 14b, the spark plug 12 and the surrounding air can be heated. Therefore, even after the fuel cut control is finished and the fuel supply to the cylinder 1 is resumed, the temperature of the spark plug 12 and the surrounding air is higher than that in the case where the conventional control is performed, and misfire and combustion are caused. Instability can be suppressed.

なお、本発明は上述した実施形態に限らない。 The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、上述した実施形態では、吸気弁及び排気弁の双方の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を搭載した内燃機関の制御に本発明を適用しているが、吸気弁の開閉タイミングのみを変更可能な可変バルブタイミング機構を搭載した内燃機関の制御に本発明を適用してもよく、さらに可変バルブタイミング機構を搭載しない内燃機関の制御に本発明を適用してももちろんよい。 For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the control of an internal combustion engine equipped with a variable valve timing mechanism that can change the opening / closing timing of both the intake valve and the exhaust valve. The present invention may be applied to control of an internal combustion engine equipped with a variable valve timing mechanism that can be changed, and of course, the present invention may be applied to control of an internal combustion engine not equipped with a variable valve timing mechanism.

また、排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）を備えた内燃機関の制御に本発明を適用する場合、点火プラグ又は点火プラグ近傍の温度を推定するための要求負荷を示すパラメータとして、新気の量を採用してももちろんよい。 Further, when the present invention is applied to control of an internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device (EGR device), the amount of fresh air is used as a parameter indicating a required load for estimating the temperature of the spark plug or the vicinity of the spark plug. Of course you may adopt.

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。 In addition, various changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

０…制御装置（ＥＣＵ）
１１…インジェクタ
１２…点火プラグ
１４…点火コイル
１４ｂ…点火コイルの二次側
Ｔ₀…点火許可温度 0 ... Control unit (ECU)
11 ... injector 12 ... secondary T ₀ ... ignition permission temperature of the spark plug 14 ... ignition coil 14b ... ignition coil

Claims

A control device for an internal combustion engine that performs fuel cut control when a vehicle is in a predetermined operating condition,
Control to cut off the energization to the secondary side of the ignition coil during fuel cut,
Control for estimating the temperature of the spark plug or the vicinity of the spark plug based on the parameter indicating the operating state,
And a control device for an internal combustion engine that performs control to resume energization to the secondary side of the ignition coil when the estimated temperature of the spark plug or the vicinity of the spark plug is lower than a predetermined ignition permission temperature.