JP6010642B2 - Combustion control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、排気浄化用の三元触媒を有する内燃機関の燃焼制御装置に関し、特に内燃機関の冷間始動時に三元触媒の活性化を早めるための触媒昇温促進制御を行う燃焼制御装置に関する。 The present invention relates to a combustion control apparatus for an internal combustion engine having a three-way catalyst for exhaust purification, and more particularly, to a combustion control apparatus that performs catalyst temperature increase promotion control for accelerating the activation of the three-way catalyst during a cold start of the internal combustion engine. .
特許文献1には、排気通路に三元触媒を有する内燃機関の冷間始動時に、触媒昇温促進制御を実行する燃焼制御装置が示されている。この装置によれば、機関の吸入空気量を増加させ、燃焼室内の混合気の空燃比を理論空燃比よりリーン側に制御するとともに点火時期を最適点火時期(機関出力が最大となる点火時期)より遅角側の点火時期に設定することによって、三元触媒の昇温が促進される。
機関の冷間始動時は、空燃比をリーン空燃比に設定して点火時期の遅角制御を行うと、燃焼が不安定化し易いことから、燃焼が不安定化しないように点火時期の遅角量を比較的小さく設定することが必要となる。その結果、上記特許文献1に示された昇温促進制御では、機関から排出されて三元触媒に流入する排気の温度を十分に高くすることができないため、昇温促進制御を長時間(例えば100秒以上)実行することが必要となり、燃費を悪化させる要因となっていた。
When the engine is cold started, if the ignition timing is retarded by setting the air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio, the combustion tends to become unstable, so the ignition timing is retarded so that the combustion does not become unstable. It is necessary to set the amount relatively small. As a result, the temperature increase promotion control disclosed in
本発明はこの点に着目してなされたもので、機関の冷間始動時における触媒昇温促進制御をより適切に実行し、燃費を向上させることができる燃焼制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to this point, and it is an object of the present invention to provide a combustion control device that can more appropriately execute catalyst temperature increase control during cold start of an engine and improve fuel efficiency. To do.
上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、白金を含む三元触媒(10)が排気通路(9)に設けられた内燃機関の燃焼制御装置において、前記機関の燃焼室(1a)内の混合気の火花点火を行う火花点火手段(7,8)と、前記燃焼室内に均質かつ希薄な混合気を形成する均質希薄混合気形成手段(5,6)と、前記機関の始動直後において前記三元触媒(10)の昇温を促進するための第1昇温促進制御を、制御切換時期(t1)まで実行する第1昇温促進制御手段と、前記三元触媒(10)の昇温を促進するための第2昇温促進制御を、前記制御切換時期(t1)後に実行する第2昇温促進制御手段とを備え、前記火花点火手段は、点火プラグ(8)と、該点火プラグに放電を発生させるための複数の点火コイル対(71,72)とを備え、前記点火プラグ(8)における放電の開始時期(CAIG)及び継続時間(TSPK)を変更可能なものであり、前記第1昇温促進制御手段は、前記機関の吸入空気量を増加させ、前記混合気の空燃比(AF)を理論空燃比よりリーン側の第1リーン空燃比(AFTRA1)に制御するとともに前記点火プラグの放電開始時期(CAIG)を最適点火時期より遅角側の所定遅角点火時期(CATRA1)に設定することによって前記第1昇温促進制御を実行し、前記第2昇温促進制御手段は、前記空燃比(AF)を前記第1リーン空燃比(AFTRA1)よりさらにリーン側の第2リーン空燃比(AFTRA2)に制御し、前記放電開始時期(CAIG)を前記所定遅角点火時期(CATRA1)よりさらに遅角するとともに、前記点火プラグの放電継続時間(TSPK)を増加させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、機関の始動直後において三元触媒の昇温を促進するための第1昇温促進制御が制御切換時期まで実行され、制御切換時期後は、三元触媒の昇温を促進するための第2昇温促進制御が実行される。第1昇温促進制御では、機関の吸入空気量を増加し、空燃比を理論空燃比よりリーン側の第1リーン空燃比に制御するとともに点火プラグの放電開始時期を最適点火時期より遅角側の所定遅角点火時期に設定する制御が行われ、第2昇温促進制御では、空燃比を第1リーン空燃比よりさらにリーン側の第2リーン空燃比に制御し、放電開始時期を所定遅角点火時期よりさらに遅角するとともに、点火プラグの放電継続時間を増加させる制御が行われる。白金を含む三元触媒は、空燃比を従来の触媒昇温促進制御における設定空燃比(例えば「16」)よりさらにリーン側(例えば「22」程度)に設定することによって、より低い温度で活性化可能であり、三元触媒の温度がある程度高くなる制御切換時期以後において第2昇温促進制御を行うことによって、三元触媒の活性化を早めることができる。したがって、空燃比をよりリーン化すること及び触媒促進制御の実行時間を短縮することによって、燃費を向上させることができる。 According to this configuration, the first temperature increase promotion control for promoting the temperature increase of the three-way catalyst is executed immediately after the start of the engine until the control switching timing, and after the control switching timing, the temperature increase of the three-way catalyst is accelerated. The second temperature increase promotion control is performed for this purpose. In the first temperature increase promotion control, the intake air amount of the engine is increased, the air-fuel ratio is controlled to the first lean air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the discharge start timing of the spark plug is retarded from the optimal ignition timing. In the second temperature increase promotion control, the air-fuel ratio is controlled to a second lean air-fuel ratio that is leaner than the first lean air-fuel ratio, and the discharge start timing is delayed by a predetermined delay. Control is performed to further retard the angular ignition timing and increase the discharge duration of the spark plug. The three-way catalyst containing platinum is activated at a lower temperature by setting the air-fuel ratio to a leaner side (for example, about “22”) than the set air-fuel ratio (for example, “16”) in the conventional catalyst temperature increase promotion control. The activation of the three-way catalyst can be accelerated by performing the second temperature increase promotion control after the control switching time when the temperature of the three-way catalyst becomes higher to some extent. Therefore, the fuel efficiency can be improved by making the air-fuel ratio leaner and shortening the execution time of the catalyst acceleration control.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記三元触媒の温度(TCAT)と相関のある触媒温度パラメータ(TCAT)を取得する温度パラメータ取得手段を備え、前記制御切換時期(t1)は、前記触媒温度パラメータ(TCAT)が所定温度(TCATL)に達する時期であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the combustion control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the temperature parameter acquisition means for acquiring the catalyst temperature parameter (TCAT) correlated with the temperature (TCAT) of the three-way catalyst. The control switching time (t1) is a time when the catalyst temperature parameter (TCAT) reaches a predetermined temperature (TCATL).
この構成によれば、制御切換時期は触媒温度パラメータが所定温度に達する時期に設定される。第2昇温促進制御が有効となるのは、三元触媒の温度が所定温度に達した時点以後であるため、触媒温度パラメータが所定温度を超えた時点から第2昇温促進制御を実行することによって、顕著な昇温促進効果が得られる。 According to this configuration, the control switching time is set to the time when the catalyst temperature parameter reaches the predetermined temperature. Since the second temperature increase promotion control is effective after the time when the temperature of the three-way catalyst reaches the predetermined temperature, the second temperature increase promotion control is executed from the time when the catalyst temperature parameter exceeds the predetermined temperature. As a result, a remarkable temperature increase promoting effect can be obtained.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記第2昇温促進制御手段は、前記触媒温度パラメータ(TCAT)が高くなるほど前記空燃比(AF)を減少させ、前記放電開始時期(CAIG)を進角させるとともに前記放電継続時間(TSPK)を減少させることを特徴とする。 The invention according to claim 3, in the combustion control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the second temperature increase promotion control means, the higher the catalyst temperature parameter (TCAT) is high the air-fuel ratio (AF) The discharge start time (CAIG) is advanced, and the discharge duration (TSPK) is decreased.
この構成によれば、触媒温度パラメータが高くなるほど空燃比を減少させ、放電開始時期を進角させるとともに放電継続時間を減少させる制御が行われる。白金を含む三元触媒は、触媒温度が高くなると、空燃比がより理論空燃比に近いほど浄化性能が高くなる特性を有するので、触媒温度パラメータが高くなるほど空燃比を減少させることによって、高い浄化性能を得ることができる。また、空燃比を減少させることによって放電開始時期の進角及び放電継続時間の短縮を行っても安定した燃焼が得られるので、放電開始時期を可能な限り進角させるとともに放電継続時間を減少させることによって機関出力を増加させ、エネルギ効率を高めることができる。 According to this configuration, as the catalyst temperature parameter increases, the air-fuel ratio is decreased, the discharge start timing is advanced, and the discharge duration time is decreased. Since the three-way catalyst containing platinum has a characteristic that the purification performance becomes higher as the air-fuel ratio becomes closer to the theoretical air-fuel ratio when the catalyst temperature becomes higher, the higher the catalyst temperature parameter, the lower the air-fuel ratio. Performance can be obtained. In addition, by reducing the air-fuel ratio, stable combustion can be obtained even if the advance angle of the discharge start time and the discharge duration time are shortened. Therefore, the discharge start time is advanced as much as possible and the discharge duration time is reduced. As a result, the engine output can be increased and the energy efficiency can be increased.
請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れか1項に記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記燃焼室内に吸入された混合気の流動を生成する流動生成手段(2a,4)をさらに備え、前記第2昇温促進制御手段は、前記第2昇温促進制御の開始時は、前記流動の強度を比較的高く制御し、前記空燃比を前記第1リーン空燃比(AFTRA1)近傍まで減少させた時点(t2)から前記流動の強度を徐々に減少させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the combustion control device for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, the flow generating means (2a, 2) for generating a flow of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber. 4), and the second temperature rise promotion control means controls the flow intensity to be relatively high at the start of the second temperature rise promotion control, and the air-fuel ratio is set to the first lean air-fuel ratio ( AFTRA1) The flow strength is gradually reduced from the time point (t2) when the pressure is reduced to the vicinity.
この構成によれば、第2昇温促進制御の開始時は、流動の強度が比較的高くなるように制御され、空燃比が第1リーン空燃比近傍まで減少させた時点から流動の強度を徐々に減少させる制御が行われる。空燃比を減少させる制御によって、流動の強度を低下させても燃焼が不安定となることがなくなるので流動の強度を低下させて、燃焼時の熱損失を低減し、熱効率の向上を図ることができる。 According to this configuration, at the start of the second temperature increase promotion control, the flow strength is controlled to be relatively high, and the flow strength is gradually increased from the time when the air-fuel ratio is reduced to the vicinity of the first lean air-fuel ratio. The control to decrease is performed. By controlling the air-fuel ratio to be reduced, combustion does not become unstable even if the flow intensity is reduced, so the flow intensity can be reduced, heat loss during combustion can be reduced, and thermal efficiency can be improved. it can.
請求項5に記載の発明は、請求項1から4の何れか1項に記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記均質希薄混合気形成手段は、燃料を微粒化して噴射可能な燃料噴射弁(6)を用いて、前記機関の吸気通路(2)内に燃料を噴射することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the combustion control device for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, the homogeneous lean air-fuel mixture forming means is a fuel injection valve capable of atomizing and injecting fuel. (6) is used to inject fuel into the intake passage (2) of the engine.
この構成によれば、燃料を微粒化して噴射可能な燃料噴射弁を用いて、機関の吸気通路内に燃料が噴射されるので、均質度の高い混合気を形成し、その均質希薄混合気を火花点火によって確実に着火させて、NOx排出量が少なく高効率の燃焼を実現することができる。 According to this configuration, since the fuel is injected into the intake passage of the engine using the fuel injection valve capable of atomizing and injecting the fuel, a highly homogenous mixture is formed, and the homogeneous lean mixture is It is possible to ignite reliably by spark ignition and realize high-efficiency combustion with little NOx emission.
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関(以下「エンジン」という)及びその制御装置の構成を示す図であり、例えば4気筒のエンジン1の吸気通路2の途中にはスロットル弁3が配置されている。スロットル弁3はアクチュエータ19によって駆動可能に構成されており、アクチュエータ19は電子制御ユニット(以下「ECU」という)5に接続されている。スロットル弁3の開度は、アクチュエータ19を介してECU5によって制御される。吸気通路2のスロットル弁3の下流側には、燃料噴射弁6が各気筒に対応して設けられており、その作動はECU5により制御される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) and its control device according to an embodiment of the present invention. For example, a throttle valve 3 is placed in the middle of an intake passage 2 of a four-
図2に示すように、吸気通路2の、吸気弁21の直ぐ上流側には、隔壁2aと、隔壁2aによって形成される一方の流路に配置されたタンブル流動制御弁4とが設けられており、タンブル流動制御弁4はアクチュエータ4aによって開閉駆動可能に構成されている。アクチュエータ4aはECU5に接続されており、その作動はECU5によって制御される。タンブル流動制御弁4によって、燃焼室1a内に混合気のタンブル流動が生成される。
As shown in FIG. 2, a
エンジン1の各気筒には点火プラグ8が装着されており、点火プラグ8は点火回路ユニット7を介してECU5に接続されている。ECU5は、後述するように点火プラグ8における放電開始時期CAIG及び放電継続時間TSPKの制御を行う。
A
ECU5には、エンジン1の吸入空気流量GAIRを検出する吸入空気流量センサ11、吸気温TAを検出する吸気温センサ12、スロットル弁開度THを検出するスロットル弁開度センサ13、吸気圧PBAを検出する吸気圧センサ14、エンジン冷却水温TWを検出する冷却水温センサ15、及び図示しない他のセンサ(例えばエンジン1により駆動される車両のアクセルペダル操作量APを検出するアクセルセンサ、車速センサなど)が接続されており、これらのセンサの検出信号がECU5に供給される。
The
ECU5には、エンジン1のクランク軸(図示せず)の回転角度を検出するクランク角度位置センサ16が接続されており、クランク軸の回転角度に応じたパルス信号がECU5に供給される。クランク角度位置センサ16は、クランク角度位置を示す複数のパルス信号を出力するものであり、このパルス信号は、燃料噴射時期、点火時期(点火プラグ8の放電開始時期)等の各種タイミング制御、及びエンジン回転数NEの検出に使用される。
A crank
排気通路9には排気浄化用の白金を含む三元触媒10が設けられている。三元触媒10には、三元触媒10の温度(以下「触媒温度」という)TCATを検出する触媒温度センサ18が装着されており、その検出信号はECU5に供給される。三元触媒10の上流側であって各気筒に連通する排気マニホールドの集合部より下流側には、比例型酸素濃度センサ17(以下「LAFセンサ17」という)が装着されており、このLAFセンサ17は排気中の酸素濃度(空燃比AF)にほぼ比例した検出信号を出力し、ECU5に供給する。
The exhaust passage 9 is provided with a three-
ECU5は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット(CPU)、該CPUで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁6、点火回路ユニット7、アクチュエータ4aなどに駆動信号を供給する出力回路等から構成される。
The
燃料噴射弁6による燃料噴射量は、吸入空気流量GAIRに応じて算出される基本燃料量を、LAFセンサ17により検出される空燃比AFに応じた空燃比補正係数KAFによって補正することによって制御される。空燃比補正係数KAFは、検出される空燃比AFが目標空燃比AFCMDと一致するように算出される。
The fuel injection amount by the fuel injection valve 6 is controlled by correcting the basic fuel amount calculated according to the intake air flow rate GAIR with the air-fuel ratio correction coefficient KAF corresponding to the air-fuel ratio AF detected by the
ECU5は、アクセルペダル操作量APなどに応じてスロットル弁3の目標開度THCMDを算出し、検出されるスロットル弁開度THが目標開度THCMDと一致するようにアクチュエータ19の駆動制御を行う。
The
図3は、1つの気筒に対応する点火回路ユニット7の構成を示す回路図であり、点火回路ユニット7は、一次コイル71a及び二次コイル71bからなる第1コイル対71と、一次コイル72a及び二次コイル72bからなる第2コイル対72と、バッテリ30の出力電圧VBATを昇圧して昇圧電圧VUPを出力する昇圧回路73と、一次コイル71a,72aの通電制御を行うトランジスタQ1,Q2と、二次コイル71b,72bと点火プラグ8との間に接続されたダイオードD1,D2とを備えている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the ignition circuit unit 7 corresponding to one cylinder. The ignition circuit unit 7 includes a
トランジスタQ1,Q2のベースはECU5に接続されており、ECU5によってオンオフ制御(一次コイルの通電制御)が行われる。2つの一次コイルの通電期間の一部を重複させてつつ交互に通電を行うことによって、点火プラグ8における放電の継続時間(放電継続時間)TSPKをエンジン1の運転状態に応じて変更することができる。また一次コイルの最初の通電終了時期が放電開始時期CAIGに相当し、放電開始時期CAIGもエンジン1の運転状態に応じて変更可能である。
The bases of the transistors Q1 and Q2 are connected to the
燃料噴射弁6は、燃料を微粒化して噴射可能なものであり、SMD(Sauter Mean Diameter:ザウター平均直径)が35μm程度(燃圧350kPaで噴射し、噴射口からの50mm下におけるSMD)の特性を有し、弁の開度(リフト量)を少なくとも2段階に変更可能なものを使用する。図4(a)は、この燃料噴射弁6による燃料の噴射状態(噴射された燃料の拡散状態)を模式的に示し、図4(b)は比較のために示す通常の燃料噴射弁による燃料の噴射状態を示す。通常の燃料噴射弁では、円錐状に分布する燃料の周辺部の燃料濃度が高くなるのに対し、燃料噴射弁6では微粒化した燃料の到達距離が短くなり、かつ拡散領域内における濃度分布の均質度が高く(濃度差が少なく)なる。
The fuel injection valve 6 is capable of atomizing and injecting fuel, and has an SMD (Sauter Mean Diameter) characteristic of about 35 μm (injection at a fuel pressure of 350 kPa and
図5は、燃料噴射弁6の開弁時期、開弁時間TFI及び開弁時のリフト量LFTを示す図であり、横軸はクランク角度CRAである。本実施形態では、1燃焼サイクル内の圧縮行程で第1燃料噴射FI1を実行するとともに吸気行程で第2燃料噴射FI2を実行する。しかも第1燃料噴射FI1は、リフト量LFT1が比較的大きく、かつ開弁時間TFI1が比較的短い燃料噴射とし、第2燃料噴射FI2は、リフト量LFT2をリフト量LFT1より小さく、かつ開弁時間TFI2を開弁時間TFI1より長く設定した燃料噴射とする。第1及び第2燃料噴射FI1,FI2における合計の燃料噴射量が目標空燃比AFCMDに対応する燃料噴射量となるように、リフト量LFT1,LFT2及び開弁時間(燃料噴射時間)TFI1,TFI2が設定される。 FIG. 5 is a diagram showing the valve opening timing, the valve opening time TFI, and the lift amount LFT when the fuel injection valve 6 is opened, and the horizontal axis is the crank angle CRA. In the present embodiment, the first fuel injection FI1 is executed in the compression stroke within one combustion cycle, and the second fuel injection FI2 is executed in the intake stroke. Moreover, the first fuel injection FI1 is a fuel injection having a relatively large lift amount LFT1 and a relatively short valve opening time TFI1, and the second fuel injection FI2 has a lift amount LFT2 smaller than the lift amount LFT1 and a valve opening time. Let TFI2 be the fuel injection set longer than the valve opening time TFI1. The lift amounts LFT1, LFT2 and the valve opening times (fuel injection times) TFI1, TFI2 are set so that the total fuel injection amount in the first and second fuel injections FI1, FI2 becomes the fuel injection amount corresponding to the target air-fuel ratio AFCMD. Is set.
燃料を微粒化して噴射可能な燃料噴射弁6を、図5に示すように開弁作動させることにより、まず第1燃料噴射FI1によって吸気通路2内で比較的均質な混合気を形成し、さらに第2燃料噴射FI2を実行することによって、検出空燃比AFを目標空燃比AFCMDと一致させるために必要とされる量の燃料を燃焼室に供給し、しかも燃焼室内における空燃比分布がほぼ一様な(均質度の高い)均質希薄混合気を形成することができる。
なお、第1燃料噴射FI1は、対象気筒の圧縮行程において実行し、第2燃料噴射FI2は、その終了時期を吸気行程の終了時期の直前に設定することが望ましい。
A fuel injection valve 6 capable of atomizing and injecting fuel is opened as shown in FIG. 5 to form a relatively homogeneous air-fuel mixture in the intake passage 2 by the first fuel injection FI1, By executing the second fuel injection FI2, an amount of fuel required to make the detected air-fuel ratio AF coincide with the target air-fuel ratio AFCMD is supplied to the combustion chamber, and the air-fuel ratio distribution in the combustion chamber is substantially uniform. It is possible to form a homogeneous (high homogeneity) homogeneous lean mixture.
It is desirable that the first fuel injection FI1 is executed in the compression stroke of the target cylinder, and the end timing of the second fuel injection FI2 is set immediately before the end timing of the intake stroke.
本実施形態では、暖機完了後の目標空燃比AFCMDは、例えば「24」から「35」程度の範囲(以下「超希薄空燃比範囲」という)に設定される。空燃比「24」(リーン側所定空燃比)は、エンジン1からのNOx排出量が許容上限値(例えば120ppm)以下となるように設定される。空燃比「35」は、必要なエンジン出力を得るための限界値として設定される空燃比である。
In the present embodiment, the target air-fuel ratio AFCMD after completion of warm-up is set to a range of, for example, about “24” to “35” (hereinafter referred to as “ultra-lean air-fuel ratio range”). The air-fuel ratio “24” (lean side predetermined air-fuel ratio) is set so that the NOx emission amount from the
点火プラグ8における放電開始時期CAIGは、超希薄空燃比範囲における目標空燃比AFCMDに対応して、上死点前50度から15度の範囲に設定され、放電継続時間TSPKは均質希薄混合気を確実に着火させるべく、1.8〜3msecに設定される。このように放電継続時間TSPKを設定したときの放電エネルギが150〜600mJとなるように昇圧電圧VUPが設定されている。従来の火花点火による希薄混合気燃焼は、点火プラグ近傍の空燃比が相対的に小さくなるように燃焼室内の流動を生成することによって実現される成層混合気燃焼であるのに対し、本実施形態の均質希薄混合気燃焼は、放電継続時間TSPKを比較的長く設定し、その放電継続時間TSPKを確保できるように放電開始時期CAIGは、成層混合気燃焼の点火時期(例えば8.0度)より進角側に設定されている。
The discharge start timing CAIG in the
さらにエンジン1の幾何学的圧縮比(ピストンが下死点に位置するときの燃焼室容積と、上死点に位置するときの燃焼室容積との比)は、最低実効圧縮比が9.0程度となるように、通常の火花点火エンジンの幾何学的圧縮比より若干大きく設定されている。 Furthermore, the geometrical compression ratio of the engine 1 (ratio of the combustion chamber volume when the piston is located at the bottom dead center and the combustion chamber volume when the piston is located at the top dead center) has a minimum effective compression ratio of 9.0. In order to achieve this, it is set slightly larger than the geometric compression ratio of a normal spark ignition engine.
またタンブル流動制御弁4の開度を変更することによって、流速5〜15m/sec程度(エンジン回転数NEが1500rpmであるとき流速)のタンブル流動を発生させるタンブル流動生成制御が行われる。
Further, by changing the opening degree of the tumble
放電継続時間TSPKを比較的長く設定するとともに、燃焼室内にタンブル流動を生成することによって、強力な初期火炎核を形成し、その火炎核を成長させることによって、圧縮上死点における未燃混合気の温度を1000度K以上の温度まで高めて、燃焼層流速度を支配する素反応を、過酸化水素が分解してOHラジカルを生成する反応に変化させ、圧縮上死点後において燃焼を確実に完結させることが可能となる。 By setting the discharge duration TSPK to be relatively long and generating a tumble flow in the combustion chamber, a strong initial flame kernel is formed, and the flame kernel is grown, so that an unburned mixture at the compression top dead center. By raising the temperature to 1000 ° K or higher, the elementary reaction that governs the combustion laminar flow rate is changed to a reaction in which hydrogen peroxide decomposes to generate OH radicals, ensuring combustion after compression top dead center Can be completed.
図6は、圧縮行程及び燃焼行程における筒内圧PCYLの推移を示す図であり、実線L1が本実施形態に対応し、太い破線L2がHCCI(均質混合気圧縮着火)燃焼に対応し、細い破線がストイキ燃焼(空燃比を理論空燃比に設定した場合の燃焼)に対応する。この図において、クランク角度CRAの0度が圧縮上死点に対応する。なお、ストイキ燃焼の場合の点火時期は、圧縮上死点より若干進角側(例えばクランク角度10度以内の範囲)に設定される。
本実施形態の均質希薄混合気の火花点火による燃焼によって、高効率の安定した燃焼が得られることが確認できる。
FIG. 6 is a diagram showing the transition of the in-cylinder pressure PCYL in the compression stroke and the combustion stroke. The solid line L1 corresponds to the present embodiment, the thick broken line L2 corresponds to HCCI (homogeneous mixture compression ignition) combustion, and the thin broken line Corresponds to stoichiometric combustion (combustion when the air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio). In this figure, the crank angle CRA of 0 degrees corresponds to the compression top dead center. It should be noted that the ignition timing in the case of stoichiometric combustion is set slightly ahead of the compression top dead center (for example, a range within a crank angle of 10 degrees).
It can be confirmed that highly efficient and stable combustion can be obtained by the combustion of the homogeneous lean air-fuel mixture of the present embodiment by spark ignition.
本実施形態では、エンジン1の冷間始動直後において三元触媒10の昇温促進制御を実行する。以下、その昇温促進制御を詳細に説明する。
図7は、空燃比AFと、三元触媒10の活性化温度TACTとの関係を示す図であり、実線が本実施形態における白金を含む三元触媒10に対応し、破線は比較のためにパラジウムを含む三元触媒の活性化温度TACTと、空燃比AFとの関係を示す。活性化温度TACTは、排気中の炭化水素成分の浄化率(HC浄化率)が10%となる温度として定義されている。
In this embodiment, immediately after the cold start of the
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the air-fuel ratio AF and the activation temperature TACT of the three-
図7によれば、パラジウムを含む三元触媒では、空燃比AFが「17」から「18」程度の範囲で活性化温度TACTが最低となる(活性化が早まる)が、白金を含む三元触媒10では、空燃比AFを大きくするほど活性化温度TACTが低下することが確認できる。したがって、三元触媒10の早期活性化のためには、空燃比「20」から「22」程度の希薄空燃比燃焼で昇温促進制御を行うことが有効である。
According to FIG. 7, in the three-way catalyst containing palladium, the activation temperature TACT is lowest (activation is accelerated) when the air-fuel ratio AF is in the range of about “17” to “18”, but the three-way catalyst containing platinum. In the
図8は三元触媒10の温度、すなわち触媒温度TCATと、HC浄化率ηHCとの関係を示す図であり、各曲線L11〜L15は、図中に示す空燃比AFに対応する。この図から、触媒温度TCATが250℃程度では空燃比AFが「22.5」で高い浄化率が得られ、触媒温度TCATが上昇するに連れて、空燃比AFを減少させることによって常に高い浄化率が得られることが確認できる。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the temperature of the three-
そこで本実施形態の昇温促進制御では、触媒温度TCATがある程度上昇した時点(例えば220℃まで上昇した時点)から、触媒温度TCATに応じて空燃比AFを制御することにより、図8に一点鎖線L10で示すような触媒温度TCATとHC浄化率ηHCとの関係を実現するようにしている。 Therefore, in the temperature increase promotion control of this embodiment, the air-fuel ratio AF is controlled in accordance with the catalyst temperature TCAT from the time when the catalyst temperature TCAT has risen to some extent (for example, when the catalyst temperature TCAT has increased to 220 ° C.). The relationship between the catalyst temperature TCAT and the HC purification rate ηHC as indicated by L10 is realized.
図9は、上記昇温促進制御処理のフローチャートである。この処理は、ECU5において所定時間(例えば10msec)毎に実行される。
ステップS11では、触媒温度TCATが所定上側温度TCATH(例えば350℃)より低いか否かを判別し、その答が否定(NO)、すなわち触媒温度TCATが十分高いときは、昇温促進制御は不要であるため直ちに処理を終了する。ステップS11の答が肯定(YES)であるときは、触媒温度TCATが所定下側温度TCATL(例えば220℃)より高いか否かを判別する(ステップS12)。エンジン1の冷間始動直後は、最初はこの答は否定(NO)となり、ステップS13〜S16によって第1昇温促進制御を実行する。所定下側温度TCATLは、上述した希薄空燃比燃焼による昇温促進制御(第2昇温促進制御)が有効となる最低温度に相当する。
FIG. 9 is a flowchart of the temperature increase promotion control process. This process is executed in the
In step S11, it is determined whether or not the catalyst temperature TCAT is lower than a predetermined upper temperature TCATH (eg, 350 ° C.). If the answer is negative (NO), that is, if the catalyst temperature TCAT is sufficiently high, the temperature increase promotion control is unnecessary. Therefore, the process is immediately terminated. If the answer to step S11 is affirmative (YES), it is determined whether or not the catalyst temperature TCAT is higher than a predetermined lower temperature TCATL (eg, 220 ° C.) (step S12). Immediately after the cold start of the
ステップS13では、スロットル弁3の目標開度THCMDを昇温促進アイドル開度THFIDLに設定し、エンジン1の吸入空気量を増量する。ステップS14では、目標空燃比AFCMDを第1所定空燃比AFTRA1(例えば「16」)に設定し、ステップS15では、点火プラグ8の放電開始時期CAIGを最適点火時期より遅角側の第1所定時期CATRA1(例えば3度)に設定するとともに、放電継続時間TSPKを第1所定時間TTRA1(例えば2.0msec(放電エネルギで180mJ相当値))に設定する。ステップS16では、タンブル流動制御弁4の開度指令値TCVCMDを比較的小さい第1所定開度TCVTRA1に設定し、流動の強度が比較的高い状態に対応する開度設定とする。本実施形態では、放電開始時期CAIGは、圧縮上死点からの進角量で定義される。また開度指令値TCVCMDの増加は、タンブル流動の強度を低下させることに対応する。
In step S13, the target opening THCMD of the throttle valve 3 is set to the temperature increase promoting idle opening THFIDL, and the intake air amount of the
なお、目標開度THCMD、目標空燃比AFCMD、放電継続時間TSPK、及び開度指令値TCVCMDは、エンジン1の始動開始時における初期値から徐々に、上記設定値まで変更される。
The target opening THCMD, the target air-fuel ratio AFCMD, the discharge duration time TSPK, and the opening command value TCVCMD are gradually changed from the initial values at the start of the
第1昇温促進制御によって触媒温度TCATが所定下側温度TCATLを超えると、ステップS12の答が肯定(YES)となり、ステップS21〜S24による第2昇温促進制御を実行する。 If the catalyst temperature TCAT exceeds the predetermined lower temperature TCATL by the first temperature increase promotion control, the answer to step S12 becomes affirmative (YES), and the second temperature increase promotion control by steps S21 to S24 is executed.
ステップS21では、触媒温度TCATに応じて図10(a)に示すAFCMDテーブルを検索し、目標空燃比AFCMDを設定する。AFCMDテーブルは、触媒温度TCATが所定下側温度TCATLより低い範囲では、第1所定空燃比AFTRA1に設定され、所定下側温度TCATL以上の範囲では、触媒温度TCATが高くなるほど、目標空燃比AFCMDが減少するように設定されている。図10(a)の第2及び第3所定空燃比AFTRA2,AFTRA3は、例えばそれぞれ「22.5」及び「14.7」に設定される。 In step S21, the AFCMD table shown in FIG. 10A is retrieved according to the catalyst temperature TCAT, and the target air-fuel ratio AFCMD is set. The AFCMD table is set to the first predetermined air-fuel ratio AFTRA1 when the catalyst temperature TCAT is lower than the predetermined lower temperature TCATL. When the catalyst temperature TCAT is higher than the predetermined lower temperature TCATL, the target air-fuel ratio AFCMD becomes higher. It is set to decrease. The second and third predetermined air-fuel ratios AFTRA2 and AFTRA3 in FIG. 10A are set to “22.5” and “14.7”, for example.
ステップS22では、目標空燃比AFCMDに応じて放電開始時期CAIG及び放電継続時間TSPKを設定する。具体的には、目標空燃比AFCMDに応じて図10(b)に示すCAIGテーブルを検索し、放電開始時期CAIGを算出するとともに、目標空燃比AFCMDに応じて図10(c)に示すTSPKテーブルを検索し、放電継続時間TSPKを算出する。 In step S22, the discharge start timing CAIG and the discharge duration time TSPK are set according to the target air-fuel ratio AFCMD. Specifically, the CAIG table shown in FIG. 10B is searched according to the target air-fuel ratio AFCMD, the discharge start timing CAIG is calculated, and the TSPK table shown in FIG. 10C according to the target air-fuel ratio AFCMD. And the discharge duration TSPK is calculated.
CAIGテーブルは、目標空燃比AFCMDが増加するほど、放電開始時期CAIGが減少するように設定されている。図10(b)の第2及び第3所定時期CATRA2,CATRA3は、例えばそれぞれ「0度」及び「10度」に設定される。第2所定時期CATRA2は、最適点火時期より遅角側であって第1所定時期CATRA1よりさらに遅角側に設定される。 The CAIG table is set so that the discharge start timing CAIG decreases as the target air-fuel ratio AFCMD increases. The second and third predetermined times CATRA2 and CATRA3 in FIG. 10B are set to, for example, “0 degree” and “10 degrees”, respectively. The second predetermined timing CATRA2 is set to be retarded from the optimal ignition timing and further retarded from the first predetermined timing CATRA1.
TSPKテーブルは、目標空燃比AFCMDが増加するほど放電継続時間TSPKが増加するように設定されている。図10(c)の第2及び第3所定時間TTRA2,TTRA3は、例えばそれぞれ「5.0msec」及び「1.5msec」に設定される。 The TSPK table is set so that the discharge duration TSPK increases as the target air-fuel ratio AFCMD increases. The second and third predetermined times TTRA2 and TTRA3 in FIG. 10C are set to, for example, “5.0 msec” and “1.5 msec”, respectively.
ステップS23では、目標空燃比AFCMDが第1所定空燃比AFTRA1以下であるか否かを判別する。この答が否定(NO)であるときは直ちに処理を終了し、肯定(YES)であるときは、タンブル流動制御弁4の開度指令値TCVCMDを第1所定開度TCVTRA1から第2所定開度TCVTRA2(>TCVTRA1)に達するまで漸増する処理を行う(ステップS24)。
In step S23, it is determined whether or not the target air-fuel ratio AFCMD is equal to or less than a first predetermined air-fuel ratio AFTRA1. If this answer is negative (NO), the processing is immediately terminated. If the answer is positive (YES), the opening command value TCVCMD of the tumble
なお、第2昇温促進制御の開始当初は、目標空燃比AFCMD、放電開始時期CAIG、及び放電継続時間TSPKについては、第1昇温促進制御における設定値から、ステップS21及びS22で算出される最初の設定値まで徐々に変化させる過渡制御が行われる。 Note that at the beginning of the second temperature increase promotion control, the target air-fuel ratio AFCMD, the discharge start timing CAIG, and the discharge duration time TSPK are calculated in steps S21 and S22 from the set values in the first temperature increase promotion control. Transient control that gradually changes to the first set value is performed.
図11は、図9の昇温促進制御の動作例を示すタイムチャートであり、図11(a)は、エンジン1の始動時点(時刻t0)からの触媒温度TCAT及び排気温度TEXHの推移を示し、図11(b)〜図11(e)は、それぞれ空燃比AF、放電継続時間TSPK、放電開始時期CAIG、及びタンブル流動制御弁4の開度指令値TCVCMDの、時刻t0から推移を示す。
FIG. 11 is a time chart showing an operation example of the temperature increase promotion control of FIG. 9, and FIG. 11 (a) shows transitions of the catalyst temperature TCAT and the exhaust gas temperature TEXH from the start point of the engine 1 (time t0). 11 (b) to 11 (e) show transitions of the air-fuel ratio AF, the discharge duration time TSPK, the discharge start timing CAIG, and the opening command value TCVCMD of the tumble
始動直後から第1昇温促進制御が実行され、空燃比AF、放電継続時間TSPK、放電開始時期CAIG、及び開度指令値TCVCMDは、それぞれ第1所定空燃比AFTRA1、第1所定時間TTRA1、第1所定時期CATRA1、及び第1所定開度TCVTRA1に設定される。 The first temperature increase promotion control is executed immediately after the start, and the air-fuel ratio AF, the discharge duration time TSPK, the discharge start timing CAIG, and the opening command value TCVCMD are respectively the first predetermined air-fuel ratio AFTRA1, the first predetermined time TTRA1, 1 predetermined time CATRA1 and first predetermined opening TCVTRA1 are set.
時刻t1に触媒温度TCATが所定下側温度TCATLに達すると、第1昇温促進制御から第2昇温促進制御に移行する。第2昇温促進制御の開始当初においては、最初の設定値に徐々に移行する過渡制御が行われ、空燃比AF、放電継続時間TSPK、及び放電開始時期CAIGは、それぞれ第2所定空燃比AFTRA2、第2所定時間TTRA2、及び第2所定時期CATRA2に変更される。なお、開度指令値TCVCMDは時刻t2まで第1所定開度TCVTRA1に維持される。時刻t2は、目標空燃比AFCMDが第1所定空燃比AFTRA1まで減少した時点である(図9,ステップS23参照)。
時刻t3において触媒温度TCATが所定上側温度TCATHに到達し、第2触媒昇温促進制御が終了する。第2昇温促進制御終了後は、エンジン運転状態に応じた目標空燃比AFCMDの設定を行う通常制御に移行する。
When the catalyst temperature TCAT reaches the predetermined lower temperature TCATL at time t1, the first temperature increase promotion control is shifted to the second temperature increase promotion control. At the beginning of the second temperature increase promotion control, transient control that gradually shifts to the first set value is performed, and the air-fuel ratio AF, the discharge duration time TSPK, and the discharge start timing CAIG are respectively set to the second predetermined air-fuel ratio AFTRA2. The second predetermined time TTRA2 and the second predetermined time CATRA2 are changed. The opening command value TCVCMD is maintained at the first predetermined opening TCVTRA1 until time t2. Time t2 is a time point when the target air-fuel ratio AFCMD decreases to the first predetermined air-fuel ratio AFTRA1 (see step S23 in FIG. 9).
At time t3, the catalyst temperature TCAT reaches the predetermined upper temperature TCATH, and the second catalyst temperature increase promotion control ends. After the end of the second temperature increase promotion control, the routine proceeds to normal control for setting the target air-fuel ratio AFCMD according to the engine operating state.
以上のように本実施形態では、エンジン1の始動直後において三元触媒10の昇温を促進するための第1昇温促進制御が、触媒温度TCATが所定下側温度TCATLに達する時刻t1まで実行され、時刻t1以後は第2昇温促進制御が実行される。第1昇温促進制御では、スロットル弁3の開度を増加させることによって吸入空気量を増加し、空燃比AFを理論空燃比よりリーン側の第1所定空燃比AFTRA1に制御するとともに点火プラグ8の放電開始時期CAIGを最適点火時期より遅角側の第1所定時期CATRA1に設定する制御が行われ、第2昇温促進制御では、空燃比AFを第1所定空燃比AFTRA1よりさらにリーン側の第2所定空燃比AFTRA2に制御し、放電開始時期CAIGを第1所定時期CATRA1よりさらに遅角するとともに、点火プラグ8の放電継続時間TSPKを増加させる制御が行われる。白金を含む三元触媒10は、空燃比AFを従来の触媒昇温促進制御における設定空燃比(例えば「16」)よりさらにリーン側(例えば「22」程度)に設定することによって、より低い温度で活性化可能であり、触媒温度TCATが所定下側温度TCATLに到達する時刻t1以後において第2昇温促進制御を行うことによって、三元触媒10の活性化を早めることができる。したがって、空燃比AFをよりリーン化すること及び触媒促進制御の実行時間を短縮することによって、燃費を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the first temperature increase promotion control for promoting the temperature increase of the three-
また第2昇温促進制御が有効となるのは、三元触媒10の温度TCATが所定下側温度TCATLに達した時点以後であるため、触媒温度TCATが所定下側温度TCATLを超えた時点から第2昇温促進制御を実行することによって、顕著な昇温促進効果が得られる。
The second temperature increase promotion control is effective after the time when the temperature TCAT of the three-
また第2昇温促進制御では、触媒温度TCATが高くなるほど空燃比AFを減少させ、放電開始時期CAIGを進角させるとともに放電継続時間TSPKを減少させる制御が行われる。白金を含む三元触媒10は、触媒温度TCATが高くなると、空燃比AFがより理論空燃比に近いほど浄化性能が高くなる特性を有するので、触媒温度TCATが高くなるほど空燃比AF(目標空燃比AFCMD)を減少させることによって、高い浄化性能を得ることができる。また、空燃比AFを減少させることによって放電開始時期CAIGの進角及び放電継続時間TSPKの短縮を行っても安定した燃焼が得られるので、放電開始時期CAIGを可能な限り進角させるとともに放電継続時間TSPKを減少させることによってエンジン出力を増加させ、エネルギ効率を高めることができる。
In the second temperature increase promotion control, the air-fuel ratio AF is decreased as the catalyst temperature TCAT becomes higher, the discharge start timing CAIG is advanced, and the discharge duration time TSPK is decreased. The three-
また第2昇温促進制御の開始時は、タンブル流動制御弁4の開度を第1所定開度TCVTRA1に設定して流動の強度が比較的高くなるように制御され、空燃比AFが第1所定空燃比AFTRA1近傍まで減少させた時点から流動の強度を徐々に減少させる制御が行われる。空燃比AFを減少させる制御によって、流動の強度を低下させても燃焼が不安定となることがなくなるので流動の強度を低下させて、燃焼時の熱損失を低減し、熱効率の向上を図ることができる。
At the start of the second temperature increase promotion control, the opening degree of the tumble
また燃料を微粒化して噴射可能な燃料噴射弁6を用いて、エンジン1の吸気通路2内に燃料が噴射されるので、均質度の高い混合気を形成し、その均質希薄混合気を火花点火によって確実に着火させて、NOx排出量が少なく高効率の燃焼を実現することができる。
In addition, fuel is injected into the intake passage 2 of the
本実施形態では、点火回路ユニット7及び点火プラグ8が火花点火手段に相当し、隔壁2a及びタンブル流動制御弁4が流動生成手段に相当し、触媒温度センサ18が温度パラメータ取得手段を構成する。またECU5が第1及び第2昇温促進制御手段を構成し、燃料噴射弁6及びECU5が均質希薄混合気形成手段を構成する。
In the present embodiment, the ignition circuit unit 7 and the
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、検出される触媒温度TCATを触媒温度パラメータとして使用したが、触媒温度TCATに代えて以下のようなパラメータ、すなわち三元触媒10の上流側に排気温度センサを配置し、その排気温度センサにより検出される排気温度TEXHを触媒温度パラメータとして使用してもよい。そのような変形例では、排気温度センサが温度パラメータ取得手段を構成する。また例えば特開2012−77740号公報に示される触媒温度推定手法を用いてエンジン1の運転状態に応じて推定触媒温度TCATEを算出し、推定触媒温度TCATEを触媒温度パラメータとして使用してもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the detected catalyst temperature TCAT is used as the catalyst temperature parameter. However, instead of the catalyst temperature TCAT, the following parameter, that is, an exhaust temperature sensor is arranged on the upstream side of the three-
また上述した実施形態では、第1昇温促進制御から第2昇温促進制御へ移行する制御切換時期(時刻t1)を、触媒温度TCATが所定下側温度TCATLに到達した時点としたが、これに限るものではなく、例えばエンジン1の冷間始動開始時点からの経過時間が、触媒温度TCATが所定下側温度TCATLに到達すると推定される時間に達した時点、あるいは冷間始動開始時点からの燃料噴射量積算値が、触媒温度TCATが所定下側温度TCATLに到達すると推定される値に達した時点、すなわち触媒温度TCATが第2昇温促進制御が有効となる温度に達すると推定される時点を「制御切換時期」としてもよい。
In the above-described embodiment, the control switching timing (time t1) at which the first temperature increase promotion control is shifted to the second temperature increase promotion control is set to the time when the catalyst temperature TCAT reaches the predetermined lower temperature TCATL. For example, the elapsed time from the cold start start time of the
また上述した実施形態では流動生成手段として、タンブル流動を生成する機構を使用したが、スワール流動を生成する機構を採用してもよい。また、燃焼室1a及びピストン頂部の形状を、スキッシュ流動が生成されるように構成してもよい。また、点火回路ユニット7のコイル対は、1つの点火プラグに対応して2個設けるようにしたが、3個以上設けるようにしてもよい。
In the embodiment described above, a mechanism for generating a tumble flow is used as the flow generation means. However, a mechanism for generating a swirl flow may be employed. Moreover, you may comprise the shape of the
また上述した実施形態では4気筒エンジンの例を示したが、本発明は気筒数に関わらず適用可能である。また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの燃焼制御装置にも適用が可能である。 In the above-described embodiment, an example of a four-cylinder engine is shown, but the present invention can be applied regardless of the number of cylinders. The present invention can also be applied to a combustion control device such as an engine for a marine propulsion device such as an outboard motor having a vertical crankshaft.
1 内燃機関
2 吸気通路
2a 隔壁(流動生成手段)
3 スロットル弁
4 タンブル流動制御弁(流動生成手段)
5 電子制御ユニット(第1及び第2昇温促進制御手段、均質希薄混合気形成手段)
6 燃料噴射弁(均質希薄混合気形成手段)
7 点火回路ユニット(火花点火手段)
8 点火プラグ(火花点火手段)
9 排気通路
10 三元触媒
18 触媒温度センサ(温度パラメータ取得手段)
19 アクチュエータ
AFCMD 目標空燃比
CAIG 放電開始時期
TSPK 放電継続時間
DESCRIPTION OF
3
5 Electronic control unit (first and second temperature rise promotion control means, homogeneous lean mixture formation means)
6 Fuel injection valve (homogeneous lean mixture formation means)
7 Ignition circuit unit (spark ignition means)
8 Spark plug (spark ignition means)
9
19 Actuator AFCMD Target air-fuel ratio CAIG Discharge start timing TSPK Discharge duration
Claims (5)
前記機関の燃焼室内の混合気の火花点火を行う火花点火手段と、
前記燃焼室内に均質かつ希薄な混合気を形成する均質希薄混合気形成手段と、
前記機関の始動直後において前記三元触媒の昇温を促進するための第1昇温促進制御を、制御切換時期まで実行する第1昇温促進制御手段と、
前記三元触媒の昇温を促進するための第2昇温促進制御を、前記制御切換時期後に実行する第2昇温促進制御手段とを備え、
前記火花点火手段は、点火プラグと、該点火プラグに放電を発生させるための複数の点火コイル対とを備え、前記点火プラグにおける放電の開始時期及び継続時間を変更可能なものであり、
前記第1昇温促進制御手段は、前記機関の吸入空気量を増加させ、前記混合気の空燃比を理論空燃比よりリーン側の第1リーン空燃比に制御するとともに前記点火プラグの放電開始時期を最適点火時期より遅角側の所定遅角点火時期に設定することによって前記第1昇温促進制御を実行し、
前記第2昇温促進制御手段は、前記空燃比を前記第1リーン空燃比よりさらにリーン側の第2リーン空燃比に制御し、前記放電開始時期を前記所定遅角点火時期よりさらに遅角するとともに、前記点火プラグの放電継続時間を増加させることを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。 In the combustion control device for an internal combustion engine in which a three-way catalyst containing platinum is provided in the exhaust passage,
Spark ignition means for performing spark ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the engine;
Homogeneous lean mixture forming means for forming a homogeneous and lean mixture in the combustion chamber;
First temperature increase promotion control means for executing first temperature increase promotion control for accelerating the temperature increase of the three-way catalyst immediately after starting the engine until the control switching time;
Second temperature increase promotion control means for executing second temperature increase promotion control for promoting temperature increase of the three-way catalyst after the control switching timing;
The spark ignition means includes an ignition plug and a plurality of ignition coil pairs for generating a discharge in the ignition plug, and is capable of changing a discharge start timing and duration in the ignition plug,
The first temperature increase promotion control means increases the intake air amount of the engine to control the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to a first lean air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and to start discharge of the spark plug Is set to a predetermined retarded ignition timing that is retarded from the optimal ignition timing, to execute the first temperature increase promotion control,
The second temperature increase promotion control means controls the air-fuel ratio to a second lean air-fuel ratio that is leaner than the first lean air-fuel ratio, and retards the discharge start timing further than the predetermined retard ignition timing. In addition, a combustion control apparatus for an internal combustion engine, characterized by increasing a discharge duration of the spark plug.
前記制御切換時期は、前記触媒温度パラメータが所定温度に達する時期であることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の燃焼制御装置。 Comprising a temperature parameter acquisition means for acquiring a catalyst temperature parameter correlated with the temperature of the three-way catalyst,
The combustion control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control switching time is a time when the catalyst temperature parameter reaches a predetermined temperature.
前記第2昇温促進制御手段は、前記第2昇温促進制御の開始時は、前記流動の強度を比較的高く制御し、前記空燃比を前記第1リーン空燃比近傍まで減少させた時点から前記流動の強度を徐々に低下させることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の内燃機関の燃焼制御装置。 A flow generation means for generating a flow of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber;
The second temperature increase promotion control means controls the flow intensity to be relatively high at the start of the second temperature increase promotion control, and from the time when the air-fuel ratio is reduced to the vicinity of the first lean air-fuel ratio. The combustion control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the strength of the flow is gradually reduced.
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