JP6460006B2 - ガソリンエンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
化しその燃焼温度を低下させてNOxの生成を抑制するとともに、ポスト噴射のガソリン燃料を好適に燃焼できその燃え残りを抑制し得る。結果、暖機処理時の排気温度を比較的高く維持しながら、排気浄化触媒に流れ込む浄化対象物質の量を抑制することが可能となる。
リンエンジンの出力トルクとなる。また、ポスト噴射のガソリン燃料が噴射された時には筒内圧力が上昇していることから、ポスト噴射のガソリン燃料がメイン噴射の燃料の燃焼を阻害しにくい。この結果、暖機制御部によって実行される両噴射のガソリン燃料は好適に燃焼に供されることになり、ガソリンエンジンからの排気に多くの未燃HCを含ませる状態を回避でき、以て触媒暖機中のエミッションの悪化を抑制することができる。
されなければならない。そのため、ポスト噴射により噴射可能なガソリン燃料量は、上記のメイン噴射による所定のリーン空燃比の混合気形成以外の観点からも限られることになる。そこで、第2算出部により上記所定のリーン空燃比に基づいてメイン噴射とポスト噴射の暫定的な噴射量である暫定メイン噴射量と暫定ポスト噴射量が算出される。そして、この算出された暫定ポスト噴射量のガソリン燃料が所定期間内に筒内噴射弁より噴射可能か否かが、判定部によって判定される。例えば、判定部は、噴射に要する期間の長さと所定期間の長さに基づいて当該可否判断を行う。
図1は、本実施例に係る制御装置が適用されるガソリンエンジン1の概略構成を示す図である。ガソリンエンジン1は車両駆動用の筒内噴射型の火花点火式内燃機関である。ガソリンエンジン1において、気筒8には吸気ポート2および排気ポート3がつながれている。吸気ポート2は吸気弁4の開閉を通して吸気を気筒8内に送り込み、排気ポート3は
排気弁5の開閉を通して燃焼ガス等を排気として排気通路10へ送り出す。この排気通路10には、排気浄化のための触媒である三元触媒11が設置されている。気筒8内にはピストン9が配され、ピストン9に対向する気筒8の頂部には点火プラグ6が、気筒8内の混合気に点火可能となるように配されている。
時期近くに行われるメイン噴射を第1メイン噴射m1と称し、それより早い時期の吸気行程に行われるメイン噴射を第2メイン噴射m2と称する。そして、第1メイン噴射m1と第2メイン噴射m2とを総称する場合には、単に「メイン噴射」と称するものとする。したがって、個別的に各メイン噴射を特定しない場合は、メイン噴射のガソリン燃料は、第1メイン噴射m1のガソリン燃料と第2メイン噴射m2のガソリン燃料の両者を指すものとする。なお、メイン噴射のうち第1メイン噴射m1については、メイン噴射のガソリン燃料の点火を容易とするための噴射である。また、メイン噴射の後で行われるポスト噴射は、点火プラグ6の点火では直接点火されないガソリン燃料の噴射である。この分割噴射の詳細については、後述する。
も非暖機時のものより少ない状態となっていることが理解できる。なお、ポスト噴射がEVO同時のタイミングより後に行われると、ポスト噴射のガソリン燃料の一部が排気ポート3へと流出してしまうため、排気中の未燃HC量が増加する傾向がある。したがって、触媒暖機処理では、ポスト噴射p1を所定期間Δt内で行うものとする。すなわち、ポスト噴射p1は、所定期間Δt内に開始され、且つ所定期間Δt内に完了される。
容される。
温且つ弱リッチ(例えば、空燃比が14.3)の排気を送り込むことを踏まえて、機関回転速度、機関負荷、目標空燃比等に基づいて、ガソリンエンジン1に要求されるトルクを実現するために必要なガソリン燃料量が総噴射量Qsumとして算出される。S103の処理が終了すると、S104へ進む。
完了可能との判定結果を踏まえ、暫定第2メイン噴射量tQm2を第2メイン噴射量Qm2に設定し、暫定ポスト噴射量tQp1をポスト噴射量Qp1に設定し、それぞれの最終的な噴射量が決定される。一方で、S110では、暫定ポスト噴射量tQp1のガソリン燃料の噴射を、所定期間Δt内に完了可能ではないとの判定結果を踏まえ、所定期間Δt内に噴射可能な最大量のガソリン燃料量である最大ポスト噴射量Qpmaxをポスト噴射量Qp1に設定する。更に、暫定ポスト噴射量tQp1が最大ポスト噴射量を超過した分を暫定第2メイン噴射量tQm2に加算した量を第2メイン噴射量Qm2に設定し、それぞれの最終的な噴射量が決定される。なお、上記のように第1メイン噴射m1は、メイン噴射のガソリン燃料の点火を容易とするために行われるものであり、その噴射量は概ね一定量とされるから、当該超過分は、メイン噴射を構成する2つの噴射のうち第2メイン噴射側に加算されて最終的な第2メイン噴射量Qm2が決定される。なお、このように第2メイン噴射量Qm2が暫定第2メイン噴射量tQm2より増量された場合には、必要に応じてS106で決定された第2メイン噴射時期が調整される。
燃料噴射を行い、排気通路等で排気中の未燃HCを後燃えさせることで排気温度の上昇を図る従来技術に係る触媒暖機処理(以降、単に「従来技術に係る触媒暖機処理」という)を行った場合のものである。なお、従来技術に係る触媒暖機処理が行われた際の、三元触媒11に流入する直前の排気温度の推移、及び三元触媒11の温度推移は、概ね線L7、線L8で示される推移と重なっているため、図6中には線L7、線L8と区別して記載していない。
上記実施例では、第2メイン噴射m2は気筒8内に直接燃料噴射可能な燃料噴射弁7によって実行されたが、それに代えて吸気ポート2に燃料噴射可能なポート噴射弁によって実行されてもよい。なお、このようにポート噴射弁によって第2メイン噴射m2を行う場合であっても、第1メイン噴射m1は、燃料噴射弁7によって実行される。また、上記実施例では、第1メイン噴射m1が実行されているが、第2メイン噴射m2のガソリン燃料による混合気が点火プラグ6により点火可能であれば、必ずしも第1メイン噴射m1の実行は必要ではない。なお、第1メイン噴射m1が行われない場合には、第2メイン噴射m2のガソリン燃料による混合気空燃比が、上述の所定のリーン空燃比となるように、第2メイン噴射量Qm2が決定される。
暖機処理に必要な各噴射量を算出してもよい。この制御マップで特定される当該相関には、上述した触媒暖機処理時における気筒8内での燃焼状態の形成、すなわち、エミッションの悪化抑制と出力トルク差の拡大抑制を可能とする空燃比の混合気形成が反映されている。
4・・・吸気弁
5・・・排気弁
6・・・点火プラグ
7・・・燃料噴射弁
8・・・気筒
20・・・ECU
21・・・クランクポジションセンサ
22・・・アクセル開度センサ
23・・・エアフローメータ
Claims (2)
- 燃料噴射手段として気筒内に直接ガソリン燃料を噴射する筒内噴射弁を少なくとも有するガソリンエンジンであって、その排気通路に該ガソリンエンジンから排出された排気を浄化する排気浄化触媒が設けられた該ガソリンエンジンの制御装置であって、
前記排気浄化触媒の低温時に、前記燃料噴射手段によるガソリン燃料の噴射制御を行うとともに点火プラグによる点火時期を遅角補正することで、該排気浄化触媒の暖機処理を行う暖機制御部を備え、
前記暖機制御部は、前記暖機処理の際の前記ガソリンエンジンへの要求トルクに対応する量のガソリン燃料を、前記点火プラグの点火による燃焼に供される燃料の噴射を行うメイン噴射と、該メイン噴射のガソリン燃料が該点火プラグの点火により燃焼することで膨張行程で気筒内圧力が上昇する期間であって、該ガソリンエンジンの排気弁が開弁される開弁時期までの所定期間において、前記筒内噴射弁により行われるポスト噴射とに分割して噴射し、
前記暖機制御部は、前記メイン噴射のガソリン燃料による気筒内の混合気空燃比が、前記ガソリンエンジンへの要求トルクに対する実際の出力トルクの差が所定の許容範囲に収まる所定のリーン空燃比となるように、前記メイン噴射のガソリン燃料量と前記ポスト噴射のガソリン燃料量とを決定する、
ガソリンエンジンの制御装置。 - 前記暖機制御部は、
前記暖機処理の際の要求トルクに基づいて、前記燃料噴射手段による総噴射量を算出する第1算出部と、
前記メイン噴射のガソリン燃料による気筒内の混合気空燃比が前記所定のリーン空燃比となるための、前記メイン噴射のガソリン燃料として暫定的に割り当てられる暫定メイン噴射量と、前記ポスト噴射のガソリン燃料として暫定的に割り当てられる暫定ポスト噴射量とを、前記総噴射量と前記所定のリーン空燃比に基づいて算出する第2算出部と、
前記暫定ポスト噴射量のガソリン燃料を前記所定期間内に噴射可能か否かを判定する判定部と、
前記判定部により噴射可能と判定された場合は、前記暫定メイン噴射量を前記メイン噴射のガソリン燃料量と決定するとともに、前記暫定ポスト噴射量を前記ポスト噴射のガソリン燃料量と決定し、前記判定部により噴射可能と判定されなかった場合は、前記暫定ポスト噴射量が、前記所定期間内に前記ポスト噴射として噴射可能な最大量のガソリン燃料量である最大ポスト噴射量を超過する分のガソリン燃料を前記暫定メイン噴射量に加えて、前記メイン噴射のガソリン燃料量と決定するとともに、前記最大ポスト噴射量を前記ポスト噴射のガソリン燃料量と決定する、決定部と、
を有する、請求項1に記載のガソリンエンジンの制御装置。
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