JP6763805B2 - Internal combustion engine control device - Google Patents
Internal combustion engine control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6763805B2 JP6763805B2 JP2017035824A JP2017035824A JP6763805B2 JP 6763805 B2 JP6763805 B2 JP 6763805B2 JP 2017035824 A JP2017035824 A JP 2017035824A JP 2017035824 A JP2017035824 A JP 2017035824A JP 6763805 B2 JP6763805 B2 JP 6763805B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection
- ignition
- period
- spark plug
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
- F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
- F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/028—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/0245—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by increasing temperature of the exhaust gas leaving the engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/0255—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus to accelerate the warming-up of the exhaust gas treating apparatus at engine start
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
- F02D41/068—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for warming-up
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
- F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3064—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes
- F02D41/307—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes to avoid torque shocks
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
- F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/345—Controlling injection timing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/402—Multiple injections
- F02D41/405—Multiple injections with post injections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D43/00—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment
- F02D43/04—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment using only digital means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
- F02P5/1523—Digital data processing dependent on pinking with particular laws of return to advance, e.g. step by step, differing from the laws of retard
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/153—Digital data processing dependent on combustion pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
- F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
この発明は内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、筒内インジェクタを備える火花点火式内燃機関に適用される制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device applied to a spark ignition type internal combustion engine including an in-cylinder injector.
特許文献1(特開2011−106377号公報)には、複数の噴孔を有するインジェクタと点火プラグを燃焼室上部に備える内燃機関が開示されている。この内燃機関では、点火プラグの放電ギャップの中心位置から、インジェクタの噴孔のうちの点火プラグに最も近い噴孔の中心位置までの距離が、特定の範囲に設定されている。また、この内燃機関では、燃料噴射を開始してから所定時間が経過した後に、当該燃料噴射の終了までの間に亘って、点火プラグへの高電圧の印加を行う制御が行われる。 Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-106377) discloses an internal combustion engine including an injector having a plurality of injection holes and a spark plug in the upper part of the combustion chamber. In this internal combustion engine, the distance from the center position of the discharge gap of the spark plug to the center position of the injection hole closest to the ignition plug among the injection holes of the injector is set in a specific range. Further, in this internal combustion engine, control is performed in which a high voltage is applied to the spark plug after a predetermined time has elapsed from the start of fuel injection until the end of the fuel injection.
上述した制御が行われると、インジェクタによる燃料噴射の期間に、点火プラグへの高電圧の印加期間が重なることになる。ここで、インジェクタには加圧状態の燃料が供給されているので、インジェクタによる燃料噴射が行われると、各噴孔からの燃料噴霧の周囲の空気が持ち去られて低圧部が形成される(エントレインメント)。故に、上述した制御が行われると、上述した点火プラグに最も近い噴孔の周囲に形成された低圧部に、放電ギャップに生じた放電火花が誘引されることになる。よって、この内燃機関によれば、点火プラグの周辺に形成される混合気の着火性を向上できる。 When the above-mentioned control is performed, the period of applying the high voltage to the spark plug overlaps with the period of fuel injection by the injector. Here, since the injector is supplied with fuel in a pressurized state, when fuel injection is performed by the injector, the air around the fuel spray from each injection hole is taken away and a low pressure portion is formed (entrainment). Injection). Therefore, when the above-mentioned control is performed, the discharge spark generated in the discharge gap is attracted to the low-pressure portion formed around the injection hole closest to the above-mentioned spark plug. Therefore, according to this internal combustion engine, the ignitability of the air-fuel mixture formed around the spark plug can be improved.
特許文献1は更に、上述した誘引作用の適用例として、排気浄化触媒の活性化を紹介している。特許文献1での言及はないが、この排気浄化触媒の活性化は、通常時であれば圧縮上死点の近傍に設定する点火期間(つまり、点火プラグへの高電圧の印加時期)を、当該圧縮上死点よりも遅角側に変更することにより行われるのが一般的である。 Patent Document 1 further introduces activation of an exhaust gas purification catalyst as an application example of the above-mentioned attracting action. Although not mentioned in Patent Document 1, the activation of this exhaust gas purification catalyst normally sets an ignition period (that is, a timing of applying a high voltage to the spark plug) set near the compression top dead center. It is generally performed by changing the compression top dead center to the retard side.
上述した特許文献1の制御を一般的な排気浄化触媒の活性化に適用すると、圧縮上死点よりも遅角側に設定した点火期間を燃料噴射期間と重複させて、点火プラグの周辺に形成される混合気の着火性を向上できることになる。しかし、何らかの要因で着火環境が変化して望ましい範囲から外れた場合には、上述した誘引作用にも関わらず燃焼状態が不安定となる可能性がある。そして、排気浄化触媒の活性化制御中の燃焼サイクルにおいて、このような事態が発生するサイクルが多くなれば、サイクル間の燃焼変動が大きくなるので、ドライバビリティに影響が出てしまう。 When the control of Patent Document 1 described above is applied to the activation of a general exhaust gas purification catalyst, the ignition period set on the retard side of the compression top dead center is overlapped with the fuel injection period and formed around the spark plug. The ignitability of the air-fuel mixture to be produced can be improved. However, if the ignition environment changes for some reason and deviates from the desired range, the combustion state may become unstable despite the above-mentioned attractive action. Then, in the combustion cycle during the activation control of the exhaust gas purification catalyst, if the number of cycles in which such a situation occurs increases, the combustion fluctuation between the cycles becomes large, which affects the drivability.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、インジェクタによる燃料噴射の期間に点火プラグへの高電圧の印加期間を重複させる制御を排気浄化触媒の活性化に適用する場合において、サイクル間の燃焼変動を抑えることにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to apply a control for overlapping a period of applying a high voltage to a spark plug with a period of fuel injection by an injector to activate an exhaust gas purification catalyst. In some cases, the purpose is to suppress combustion fluctuations between cycles.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、インジェクタと、点火プラグと、排気浄化触媒とを備える内燃機関を制御するものである。前記インジェクタは、燃焼室上部に設けられて複数の噴孔から筒内に燃料を噴射するように構成されている。前記点火プラグは、放電火花を用いて筒内の混合気に点火するように構成されており、前記複数の噴孔から噴射される燃料の下流、且つ、前記複数の噴孔から噴射された燃料噴霧のうち前記点火プラグに最も近づく燃料噴霧の外郭面よりも上方に設けられる。前記排気浄化触媒は、前記燃焼室からの排気を浄化するように構成されている。
前記制御装置は、前記排気浄化触媒を活性化させる制御として、圧縮上死点よりも遅角側の点火期間で放電火花が発生するように前記点火プラグを制御すると共に、前記圧縮上死点よりも進角側での第1噴射と、前記圧縮上死点よりも遅角側での第2噴射であって、噴射期間が前記点火期間の少なくとも一部と重複する第2噴射と、を行うように前記インジェクタを制御する。
本発明に係る内燃機関の制御装置は更に、
前記排気浄化触媒を活性化させる制御において、前記点火期間の開始時期から前記第2噴射の噴射期間の終了時期までのインターバルを制御し、
サイクル間の燃焼変動に関連するパラメータが閾値を上回るか否かを判定し、
前記パラメータが前記閾値を上回ると判定された場合は、前記パラメータが前記閾値を下回ると判定された場合に比べて、前記インターバルが拡大するように前記点火プラグと前記インジェクタを制御する。
The internal combustion engine control device according to the present invention controls an internal combustion engine including an injector, a spark plug, and an exhaust gas purification catalyst. The injector is provided in the upper part of the combustion chamber and is configured to inject fuel into the cylinder from a plurality of injection holes. The spark plug is configured to ignite the air-fuel mixture in the cylinder by using a discharge spark, and is downstream of the fuel injected from the plurality of injection holes and the fuel injected from the plurality of injection holes. Of the spray, it is provided above the outer surface of the fuel spray that is closest to the spark plug. The exhaust gas purification catalyst is configured to purify the exhaust gas from the combustion chamber.
As a control for activating the exhaust gas purification catalyst, the control device controls the spark plug so that a discharge spark is generated in an ignition period on the retard side of the compression top dead center, and from the compression top dead center. The first injection on the advance angle side and the second injection on the retard side from the compression top dead center, the injection period of which overlaps with at least a part of the ignition period, are performed. The injector is controlled in such a manner.
Further, the control device for the internal combustion engine according to the present invention
In the control for activating the exhaust gas purification catalyst, the interval from the start time of the ignition period to the end time of the injection period of the second injection is controlled.
Determine if the parameters associated with combustion fluctuations between cycles exceed the threshold
If the parameter is determined to exceed the threshold value, as compared with the case where the parameter is determined to be less than the threshold value, it controls the spark plug and the injector as before hearing Ntabaru is enlarged.
第1噴射での燃料噴霧を含む混合気は、点火期間において初期火炎を生じさせる。噴射期間が点火期間の少なくとも一部と重複する第2噴射が行われると、点火プラグに最も近い噴孔からの燃料噴霧の周囲に形成された低圧部に、少なくとも初期火炎が誘引される。このため、第2噴射が行われると、誘引された初期火炎に第2噴射による燃料噴霧が接触し、初期火炎を成長させる燃焼が促進されるはずである。
しかしながら、この接触が十分でない場合には、初期火炎を成長させる燃焼が不安定となる。初期火炎を成長させる燃焼が不安定となるサイクルが多くなれば、サイクル間の燃焼変動が大きくなる。
この点、サイクル間の燃焼変動に関連するパラメータが閾値を上回ると判定された場合に、当該パラメータが当該閾値を下回ると判定された場合に比べて、点火期間の開始時期から第2噴射の噴射期間の終了時期までのインターバルを拡大させれば、点火期間の開始から第2噴射の終了までのインターバルが長くなり、初期火炎がある程度成長するまで第2噴射の開始が待機されることになる。従って、誘引された初期火炎と放電火花に第2噴射による燃料噴霧の接触が不十分となるような状況が回避される。
The air-fuel mixture containing the fuel spray in the first injection produces an initial flame during the ignition period. When the second injection, in which the injection period overlaps at least a part of the ignition period, is performed, at least the initial flame is attracted to the low pressure portion formed around the fuel spray from the injection hole closest to the spark plug. Therefore, when the second injection is performed, the fuel spray from the second injection comes into contact with the attracted initial flame, and the combustion that grows the initial flame should be promoted.
However, if this contact is not sufficient, the combustion that grows the initial flame becomes unstable. As the number of cycles in which the combustion that grows the initial flame becomes unstable increases, the combustion fluctuation between cycles increases.
In this regard, when it is determined that the parameter related to the combustion fluctuation between cycles exceeds the threshold value, the injection of the second injection is performed from the start time of the ignition period as compared with the case where the parameter is determined to be below the threshold value. If the interval to the end of the period is extended, the interval from the start of the ignition period to the end of the second injection becomes longer, and the start of the second injection is waited until the initial flame grows to some extent. Therefore, a situation in which the contact between the attracted initial flame and the discharged spark by the fuel spray by the second injection is insufficient is avoided.
前記制御装置は、前記パラメータが前記閾値を上回る場合は、前記パラメータと前記閾値の乖離量が増えるほど前記インターバルの拡大量を大きくしてもよい。 Wherein the control device, if the parameter is above the threshold may be increased to expand the amount of the interval as the deviation amount of said parameter and said threshold value is increased.
サイクル間の燃焼変動に関連するパラメータが閾値を上回ると判定された場合に、当該パラメータと当該閾値の乖離量が増えるほどインターバルの拡大量を大きくすれば、誘引された初期火炎に第2噴射による燃料噴霧を確実かつ十分に接触させることが可能となる。
If the parameters related to the combustion variation between cycles is determined to exceed the threshold, by increasing the amount of increase interval as the deviation amount of the parameter and the threshold value is increased, by the second injection to attract initial flame It is possible to ensure and sufficiently contact the fuel spray.
前記第2噴射は、その終了時期を前記点火期間の終了時期よりも進角側としてもよい。 The end time of the second injection may be on the advance side of the end time of the ignition period.
第2噴射の終了時期が点火期間の終了時期よりも遅角側にある場合は、上記低圧部に初期火炎のみが誘引される。これに対し、第2噴射の終了時期が点火期間の終了時期よりも進角側にある場合は、上記低圧部に初期火炎と放電火花の両方が誘引される。そうすると、誘引された初期火炎と放電火花の両方に、第2噴射による燃料噴霧が接触することになる。従って、点火期間の終了時期からみて第2噴射の終了時期が進角側にある場合は、遅角側にある場合に比べて、初期火炎を成長させる燃焼が一層促進される。 When the end time of the second injection is on the retard side of the end time of the ignition period, only the initial flame is attracted to the low pressure portion. On the other hand, when the end time of the second injection is on the advance side of the end time of the ignition period, both the initial flame and the discharge spark are attracted to the low pressure portion. Then, the fuel spray from the second injection comes into contact with both the induced initial flame and the discharged spark. Therefore, when the end time of the second injection is on the advance angle side when viewed from the end time of the ignition period, the combustion for growing the initial flame is further promoted as compared with the case where it is on the retard angle side.
前記パラメータが、クランク軸が所定角度回転するまでに要する時間のばらつき、または、前記点火期間の開始時期から燃焼質量割合が所定割合に到達するまでのクランク角期間のばらつきであってもよい。 The parameter may be a variation in the time required for the crankshaft to rotate by a predetermined angle, or a variation in the crank angle period from the start time of the ignition period to the time when the combustion mass ratio reaches the predetermined ratio.
サイクル間の燃焼変動に関連するパラメータが、クランク軸が所定角度回転するまでに要する時間のばらつき、または、点火期間の開始時期から燃焼質量割合が所定割合に到達するまでのクランク角期間のばらつきである場合は、サイクル間の燃焼変動が精度高く検出される。 The parameters related to the combustion fluctuation between cycles are the variation in the time required for the crankshaft to rotate by a predetermined angle, or the variation in the crank angle period from the start time of the ignition period to the time when the combustion mass ratio reaches the predetermined ratio. In some cases, combustion variations between cycles are detected with high accuracy.
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、インジェクタによる燃料噴射の期間に点火プラグへの高電圧の印加期間を重複させる制御を排気浄化触媒の活性化に適用する場合において、サイクル間の燃焼変動を抑えることができる。 According to the control device of the internal combustion engine according to the present invention, when the control of overlapping the application period of the high voltage to the spark plug during the fuel injection period by the injector is applied to the activation of the exhaust gas purification catalyst, the combustion between cycles Fluctuations can be suppressed.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The elements common to each figure are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. Further, the present invention is not limited to the following embodiments.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態に係るシステム構成を説明する図である。図1に示すように、本実施の形態に係るシステムは、車両に搭載される内燃機関10を備えている。内燃機関10は4ストローク1サイクルエンジンであり、複数の気筒を有している。但し、図1には、そのうちの1つの気筒12のみが描かれている。内燃機関10は、気筒12が形成されたシリンダブロック14と、シリンダブロック14上に配置されるシリンダヘッド16と、を有している。気筒12内にはその軸方向(本実施の形態では鉛直方向)に往復動するピストン18が配置されている。内燃機関10の燃焼室20は、少なくともシリンダブロック14の壁面と、シリンダヘッド16の下面と、ピストン18の上面と、によって画定されている。
[Explanation of system configuration]
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system according to the present embodiment includes an
シリンダヘッド16には、燃焼室20に連通する吸気ポート22および排気ポート24が2つずつ形成されている。吸気ポート22の燃焼室20に連通する開口部には吸気バルブ26が設けられ、排気ポート24の燃焼室20に連通する開口部には排気バルブ28が設けられている。また、シリンダヘッド16には、燃焼室20の上部の略中央から先端が燃焼室20を臨むようにインジェクタ30が設けられている。インジェクタ30は燃料タンク、コモンレール、サプライポンプ等から構成される燃料供給系に接続されている。また、インジェクタ30の先端には複数の噴孔が放射状に形成されており、インジェクタ30を開弁するとこれらの噴孔から燃料が高圧状態で噴射される。
The
また、シリンダヘッド16には、インジェクタ30が設けられた箇所よりも排気バルブ28の側の燃焼室20の上部に点火プラグ32が設けられている。点火プラグ32は、中心電極と接地電極とからなる電極部34を先端に備えている。電極部34は、インジェクタ30からの燃料噴霧の外郭面(以下「噴霧外郭面」ともいう。)よりも上方になる範囲(すなわち、噴霧外郭面からシリンダヘッド16の下面までの範囲)に突き出すように配置されている。より詳しく述べると、電極部34は、インジェクタ30の噴孔から放射状に噴射された燃料噴霧のうち、点火プラグ32に最も近づく燃料噴霧の外郭面よりも上方となる範囲に突き出すように配置されている。なお、図1に描かれる外郭線は、インジェクタ30からの燃料噴霧のうちの点火プラグ32に最も近づく燃料噴霧の外郭面を表している。
Further, the
吸気ポート22は、吸気通路側の入口から燃焼室20に向けてほぼ真っ直ぐに延び、燃焼室20との接続部分であるスロート36において流路断面積が絞られている。吸気ポート22のこのような形状は、吸気ポート22から燃焼室20に供給された吸気にタンブル流を生じさせる。タンブル流は燃焼室20内で旋回する。より詳しく述べると、タンブル流は、燃焼室20の上部では吸気ポート22側から排気ポート24側に向かい、排気ポート24側では燃焼室20の上部から下部に向かう。また、タンブル流は、燃焼室20の下部では排気ポート24側から吸気ポート22側に向かい、吸気ポート22側では燃焼室20の下部から上方に向かう。燃焼室20の下部を形成するピストン18の上面には、タンブル流を保持するための凹みが形成されている。
The
また、図1に示すように、本実施の形態に係るシステムは、制御手段としてのECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、CPU(Central Processing Unit)等を備えている。ECU40は、車両に搭載された各種センサの信号を取り込み処理する。各種センサには、ピストン18に接続されたクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ42と、車両の運転者によるアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ44と、内燃機関10の冷却水温(以下「エンジン冷却水温」ともいう。)を検出する温度センサ46と、が少なくとも含まれている。ECU40は、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムに従って各種アクチュエータを操作する。ECU40によって操作されるアクチュエータには、上述したインジェクタ30と点火プラグ32とが少なくとも含まれている。
Further, as shown in FIG. 1, the system according to the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40 as a control means. The
[ECU40による始動時制御]
本実施の形態では、図1に示したECU40による内燃機関10の冷間始動直後の制御として、排気浄化触媒の活性化を促進する制御(以下「触媒暖機制御」ともいう。)が行われる。排気浄化触媒は、内燃機関10の排気通路に設けられる触媒であり、一例として、活性化状態にある触媒の雰囲気がストイキ近傍にあるときに排気中の窒素酸化物(NOx)、炭化水素(HC)および一酸化炭素(CO)を浄化する三元触媒が挙げられる。
[Control at start by ECU 40]
In the present embodiment, as the control immediately after the cold start of the
ECU40によって実行される触媒暖機制御について、図2乃至図7を参照して説明する。図2には、触媒暖機制御中のインジェクタ30による噴射時期と、点火プラグ32による点火期間の開始時期(電極部34での放電期間の開始時期)と、が描かれている。図2に示すように、触媒暖機制御中は、インジェクタ30による1回目の噴射(第1噴射)が吸気行程において行われ、圧縮上死点よりも後の膨張行程において、1回目の噴射に比べて少量(一例として5mm3/st程度)の2回目の噴射(第2噴射)が行われる。以下の説明においては、1回目の噴射(第1噴射)を「吸気行程噴射」とも称し、2回目の噴射(第2噴射)を「膨張行程噴射」とも称す。また、図2に示すように、触媒暖機制御中は、点火プラグ32による点火期間の開始時期が、圧縮上死点よりも遅角側に設定される。なお、図2においては、点火期間の開始時期よりも遅角側で膨張行程噴射が行われているが、膨張行程噴射が点火期間の開始時期よりも進角側で開始されてもよい。これに関して、図3を参照しながら説明する。
The catalyst warm-up control executed by the
図3は、膨張行程噴射の噴射期間と、点火期間との時期的関係を説明する図である。図3には、開始時期の異なる3つの噴射A,B,C,Dが描かれている。噴射A,B,C,Dは開始時期こそ異なるものの、これらの噴射期間は何れも、膨張行程噴射の噴射期間と等しくされている。また、図3に描かれる点火期間は、触媒暖機制御中の点火期間(設定期間)と等しくされている。図3に示すように、点火期間の開始時期を跨ぐように行われる噴射B、点火期間中に行われる噴射C、点火期間の終了時期を跨ぐように行われる噴射Dが本実施の形態で言うところの膨張行程噴射に該当し、点火期間の開始時期よりも進角側で行われる噴射Aは、本実施の形態で言うところの膨張行程噴射には該当しない。この理由は、後述する誘引作用を得るためには、膨張行程噴射の噴射期間の少なくとも一部が点火期間と重複している必要があるためである。 FIG. 3 is a diagram for explaining the temporal relationship between the injection period of the expansion stroke injection and the ignition period. In FIG. 3, three injections A, B, C, and D having different start times are drawn. Although the injections A, B, C, and D have different start times, all of these injection periods are equal to the injection period of the expansion stroke injection. Further, the ignition period drawn in FIG. 3 is equal to the ignition period (set period) during catalyst warm-up control. As shown in FIG. 3, the injection B performed so as to straddle the start time of the ignition period, the injection C performed during the ignition period, and the injection D performed so as to straddle the end time of the ignition period are referred to in the present embodiment. However, the injection A which corresponds to the expansion stroke injection and is performed on the advance side from the start time of the ignition period does not correspond to the expansion stroke injection according to the present embodiment. The reason for this is that at least a part of the injection period of the expansion stroke injection needs to overlap with the ignition period in order to obtain the attractive action described later.
[膨張行程噴射による誘引作用]
図4は、膨張行程噴射による放電火花と初期火炎の誘引作用を説明する図である。図4の上段および中段(または下段)には、点火プラグ32による点火期間中に電極部34で生じている放電火花、および、この放電火花によって吸気行程噴射による燃料噴霧を含む混合気から生じた初期火炎の2つの異なる状態が描かれている。図4の上段に示される状態が膨張行程噴射を行わない場合での状態に相当し、図4の中段(または下段)に示される状態が膨張行程噴射を行った場合での状態に相当している。なお、説明の便宜上、図4には、膨張行程噴射による燃料噴霧のうち、点火プラグ32に最も近づく燃料噴霧のみを示す。
[Attractive action by injection of expansion stroke]
FIG. 4 is a diagram for explaining the attraction action of the discharge spark and the initial flame by the expansion stroke injection. The upper and middle (or lower) stages of FIG. 4 are generated from a discharge spark generated at the
図4の上段に示すように、膨張行程噴射を行わない場合は、電極部34で生じている放電火花および初期火炎がタンブル流の流れ方向に延びる。一方、図4の中段に示すように、膨張行程噴射を行う場合は、燃料噴霧の周囲に低圧部が形成されるので(エントレインメント)、電極部34で生じている放電火花および初期火炎がタンブル流の流れ方向とは逆の方向に誘引される。そうすると、図4の下段に示すように、誘引された放電火花および初期火炎が膨張行程噴射による燃料噴霧と接触し、これらを巻き込んで一気に成長する。このような放電火花と初期火炎の両方の誘引による初期火炎の成長は、図3の噴射B,Cの場合において起こる。図3の噴射Dの場合については後述する。
As shown in the upper part of FIG. 4, when the expansion stroke injection is not performed, the discharge spark and the initial flame generated at the
膨張行程で噴射された燃料噴霧は、タンブル流や筒内圧力の影響を受ける。そのため、点火プラグ32による点火期間の開始時期よりも進角側の膨張行程において噴射を行った場合は(図3の噴射A参照)、この噴射による燃料噴霧が電極部34に辿り着く前にその形状が変化してしまう。そのため、点火プラグ周りの混合気の濃度が安定せずサイクル間の燃焼変動が大きくなってしまう。この点、噴射期間の少なくとも一部が点火期間と重複する膨張行程噴射を行えば(図3の噴射B,C参照)、図4の中段に示した誘引作用を活用することができる。そのため、膨張行程噴射による燃料噴霧の形状が変化したとしても、初期火炎を成長させる燃焼(以下「初期燃焼」ともいう。)を安定化させて、サイクル間の燃焼変動を抑えることができる。更には、初期燃焼に続く燃焼、すなわち、成長した初期火炎が吸気行程噴射による燃料噴霧を含む混合気を更に巻き込む燃焼(以下「主燃焼」ともいう。)をも安定化させることができる。図3の噴射Dの場合は、点火期間の終了に伴い放電火花が消失するものの、初期火炎は残っている。そのため、膨張行程噴射による燃料噴霧よる誘引作用によって、この燃料噴霧と初期火炎を接触させることができる。従って、図3の噴射B,Cの場合と同様に初期燃焼を安定化させて、サイクル間の燃焼変動を抑えることができる。
The fuel spray injected in the expansion stroke is affected by the tumble flow and the in-cylinder pressure. Therefore, when the injection is performed in the expansion stroke on the advance side of the start time of the ignition period by the spark plug 32 (see injection A in FIG. 3), the fuel spray by this injection is before reaching the
[インターバル制御]
触媒暖機制御では、点火プラグ32による点火期間の開始から膨張行程噴射の終了までのインターバルがECU40によって制御される。図5は、点火期間の開始から膨張行程噴射の終了までのインターバル(点火開始−噴射終了インターバル)と、燃焼変動率との関係を示した図である。図5に示す燃焼変動率は、点火期間の開始時期と終了時期を固定しつつ、噴射期間(つまり噴射量)を固定した膨張行程噴射の開始時期を変更することで得られたものである。図5に示すように、「点火開始−噴射終了インターバル」に対して燃焼変動率は下に凸となる。また、図5において、燃焼変動率が最も小さな値を示すのは、点火期間の開始時期(点火開始)と膨張行程噴射の開始時期(噴射開始)を揃える場合(点火開始=噴射開始)よりも遅角側においてである。
[Interval control]
In the catalyst warm-up control, the
ECU40のROMには、図5に示した燃焼変動率が最も小さな値を示すときの「点火開始−噴射終了インターバル」の値(以下「ベース適合値」ともいう。)を、エンジン運転状態に関連付けたマップ(以下「ベース適合値マップ」ともいう。)が記憶されており、触媒暖機制御の際にはここから読み出される。図6は、ベース適合値マップの一例を示した図である。図6に示すように、ベース適合値マップは、エンジン回転速度とエンジン負荷klを両軸とする2次元マップとして作成されている。因みにベース適合値マップは、所定の温度刻みで区切ったエンジン冷却水温域ごとに作成されているので、実際にはこのような2次元マップが複数存在している。また、図6に矢印で示すように、ベース適合値は、エンジン回転速度が高くなるほど、または、エンジン負荷が低くなるほど遅角側の値を取るように設定されている。この理由は、エンジン回転速度が高い場合には初期火炎の成長が相対的に遅くなるからであり、エンジン負荷が高い場合には筒内環境の改善により初期火炎の成長が相対的に速くなるからである。
In the ROM of the
触媒暖機制御において、点火プラグ32による点火期間の開始時期と膨張行程噴射の終了時期は、具体的に次のように決定される。先ず、基本点火時期と遅角補正量とに基づいて、点火プラグ32による点火期間の開始時期が決定される。そして、ベース適合値マップとエンジン運転状態とから求めたベース適合値を、決定した点火期間の開始時期に加算することで、膨張行程噴射の終了時期が決定される。図7は、内燃機関の冷間始動時における、点火プラグ32による点火時期(より正確には、点火期間の開始時期)とエンジン冷却水温の推移を示した図である。図7に示す時刻t0においてエンジンが始動されたとすると、その直後の時刻t1から触媒暖機制御を実行する運転モード(以下「触媒暖機モード」ともいう。)が開始され、点火時期が徐々に遅角側の値に設定される。そして、エンジン冷却水温がクライテリア(一例として50℃)に到達した時刻t2において触媒暖機モードが終了され、その後は点火時期が徐々に進角側の値に設定される。
In the catalyst warm-up control, the start time of the ignition period by the
なお、基本点火時期は、エンジン運転条件(主に、吸入空気量およびエンジン回転速度)に応じた値としてECU40のROMに記憶されている。また、遅角補正量は、遅角補正量をエンジン冷却水温に関連付けたマップ(以下「遅角補正量マップ」ともいう。)に基づいて決定される。因みにこの遅角補正量マップは、ベース適合値マップと同じくECU40のROMに記憶されており、触媒暖機制御の際にはここから読み出される。
The basic ignition timing is stored in the ROM of the
[着火環境が望ましい範囲から外れたときの問題点]
ところで、図1に示したシステムにおいて何らかの要因で着火環境が変化して望ましい範囲から外れた場合には、上述した膨張行程噴射による誘引作用にも関わらず燃焼状態が不安定となる可能性がある。例えば、インジェクタ30の噴孔にデポジットが堆積した場合には、吸気行程噴射での噴射量が少なくなる。また、吸気行程噴射の噴射量を算出する際の空気量を本来よりも少なく読み違えた場合にも、吸気行程噴射での噴射量が少なくなる。そして、吸気行程噴射での噴射量が少なくなれば、点火プラグ32の周辺の燃料濃度が薄くなり、初期火炎の成長速度(膨張行程噴射による燃料噴霧と接触する前の初期火炎の成長速度をいう。以下同じ。)が遅くなる。また、吸気バルブ26や排気バルブ28のバルブタイミングに関する学習が不良の場合には、燃焼室20内に残留する排気の割合が増加してしまうので、初期火炎の成長速度が遅くなる。初期火炎の成長速度が遅くなれば、膨張行程噴射による燃料噴霧と初期火炎とを接触させることができず、サイクル間の燃焼変動が大きくなる。
[Problems when the ignition environment is out of the desired range]
By the way, in the system shown in FIG. 1, if the ignition environment changes for some reason and deviates from the desired range, the combustion state may become unstable despite the attractive action of the expansion stroke injection described above. .. For example, when a deposit is accumulated in the injection hole of the
図8は、初期火炎の成長速度が遅くなった場合の筒内状態を説明する図である。図8の上段には着火環境が望ましい範囲内にあるときの筒内状態が描かれており、図4の下段に示した筒内状態と同じである。因みにこの場合は、電極部34で生じている放電火花および初期火炎が膨張行程噴射による燃料噴霧に誘引されてこれと接触し、初期火炎が一気に成長することは既に述べたとおりである。つまりこの場合は、初期火炎の成長速度に特段の問題はないといえる。一方、図8の下段には、初期火炎の成長速度が遅くなった場合の筒内状態が描かれている。この場合、電極部34で生じている放電火花は膨張行程噴射による燃料噴霧に誘引されるものの、成長速度の遅い初期火炎の誘引が不十分となる。そのため、膨張行程噴射による燃料噴霧と、初期火炎とを接触させることができなくなる。故に、初期燃焼が不安定となり、初期燃焼に続く主燃焼も不安定となってしまう。
FIG. 8 is a diagram illustrating an in-cylinder state when the growth rate of the initial flame is slowed down. The in-cylinder state when the ignition environment is within a desirable range is drawn in the upper part of FIG. 8, which is the same as the in-cylinder state shown in the lower part of FIG. Incidentally, in this case, the discharge spark and the initial flame generated in the
また、例えば、点火プラグ32の交換によって電極部34の燃焼室20への突き出し量が減少した場合や、インジェクタ30の噴口へのデポジットの堆積によって噴霧角が変化した場合には、噴霧外郭面と電極部34の間の距離が拡大する。噴霧外郭面と電極部34の間の距離が拡大した場合には、膨張行程噴射による燃料噴霧と、初期火炎とを接触させることができず、サイクル間の燃焼変動が大きくなってしまう可能性がある。
Further, for example, when the amount of protrusion of the
図9は、噴霧外郭面と電極部34の間の距離が拡大した場合の筒内状態を説明する図である。図9の上段には着火環境が望ましい範囲内にあるときの筒内状態が描かれており、図4の下段や図8の上段に示した筒内状態と同じである。一方、図9の下段には、噴霧外郭面と電極部34の間の距離が拡大した場合の筒内状態が描かれている。この場合は、膨張行程噴射による燃料噴霧の周囲に形成された低圧部から、電極部34で生じている放電火花および初期火炎までの距離が拡大するので、これらの誘引が不十分となる。そのため、膨張行程噴射による燃料噴霧と、初期火炎とを接触させることができなくなる。なお、図9に描かれる外郭線は、インジェクタ30からの燃料噴霧のうちの点火プラグ32に最も近づく燃料噴霧の外郭面を表している。
FIG. 9 is a diagram illustrating an in-cylinder state when the distance between the spray outer surface and the
仮に、点火期間の開始時期を進角すれば、筒内環境が改善する。そのため、初期火炎の成長速度が低下している場合には(図8の下段参照)、その低下を緩和して膨張行程噴射による燃料噴霧と初期火炎とを接触させることができる。また、噴霧外郭面と電極部34の間の距離が拡大している場合には(図9の下段参照)、初期火炎の成長速度を促進して膨張行程噴射による燃料噴霧と初期火炎とを接触させることができる。しかし、点火期間の開始時期を進角すれば、排気浄化触媒に投入できる排気エネルギが減少することから、今度は排気浄化触媒の活性化に時間を要してしまうことになる。
If the start time of the ignition period is advanced, the in-cylinder environment will be improved. Therefore, when the growth rate of the initial flame is reduced (see the lower part of FIG. 8), the decrease can be alleviated and the fuel spray by the expansion stroke injection can be brought into contact with the initial flame. When the distance between the spray outer surface and the
この問題について、図10を参照しながら詳細に説明する。着火環境が望ましい範囲内にある場合は、吸気行程噴射による燃料噴霧から生じた初期火炎が膨張行程噴射による燃料噴霧と接触できる程度の大きさまで成長するまでの期間を、適切な範囲内の値とすることができる。そのため、図10の中段に実線(正常時)で示すように、点火時期(より正確には、点火期間の開始時期)を遅角側のクランク角CA1に設定しても、初期火炎の成長速度を適切な範囲内の値(v1)とすることができる。よって、図10の上段に実線(正常時)で示すように、燃焼変動率をクライテリアよりも小さくすることができる。しかし、着火環境が変化して望ましい範囲から外れた場合には、吸気行程噴射による燃料噴霧から生じた初期火炎が膨張行程噴射による燃料噴霧と接触できる程度の大きさまで成長するまでの期間が長くなる。そのため、図10の中段に破線(燃焼悪化時)で示すように、クランク角CA1に設定したままでは初期火炎の成長速度が適切な範囲外の値(v2)まで低下してしまう。よって、図10の上段に破線(燃焼悪化時)で示すように、燃焼変動率がクライテリアを上回ることになってしまう。 This problem will be described in detail with reference to FIG. If the ignition environment is within the desired range, the period until the initial flame generated from the fuel spray by the intake stroke injection grows to a size that can contact the fuel spray by the expansion stroke injection is set as a value within the appropriate range. can do. Therefore, as shown by the solid line (normal time) in the middle of FIG. 10, even if the ignition timing (more accurately, the start timing of the ignition period) is set to the crank angle CA 1 on the retard side, the growth of the initial flame The speed can be a value within the appropriate range (v 1 ). Therefore, as shown by the solid line (normal state) in the upper part of FIG. 10, the combustion fluctuation rate can be made smaller than that of the criteria. However, if the ignition environment changes and deviates from the desired range, it takes a long time for the initial flame generated from the fuel spray by the intake stroke injection to grow to a size that can come into contact with the fuel spray by the expansion stroke injection. .. Therefore, as shown by the broken line (when combustion deteriorates) in the middle of FIG. 10, the growth rate of the initial flame drops to a value (v 2 ) outside the appropriate range if the crank angle CA 1 is set. Therefore, as shown by the broken line (when combustion deteriorates) in the upper part of FIG. 10, the combustion fluctuation rate exceeds the criteria.
着火環境が望ましい範囲から外れたとしても、点火時期を進角側に変更すれば、初期燃焼の成長速度の傾向を変えることができる。具体的には、点火時期をクランク角CA1からクランク角CA2に設定し直せば、図10の中段に破線(燃焼悪化時)で示すように、初期火炎の成長速度を適切な範囲外の値(v2)から適切な範囲内の値(v1)に戻すことができる。そうすれば、吸気行程噴射による燃料噴霧から生じた初期火炎を、適切な時期に膨張行程噴射による燃料噴霧と初期火炎とを接触させることができるようになるので、燃焼変動率をクライテリアよりも小さくすることが可能となる。しかし、図10の下段に示すように、点火時期をクランク角CA2に設定し直した場合には、点火時期をクランク角CA1に設定した場合よりも排気エネルギが少なくなることから、排気エネルギの減少分だけ排気浄化触媒の活性化に時間を要してしまうことになる。 Even if the ignition environment is out of the desired range, the tendency of the growth rate of the initial combustion can be changed by changing the ignition timing to the advance side. Specifically, if the ignition timing is reset from the crank angle CA 1 to the crank angle CA 2 , the growth rate of the initial flame is out of the appropriate range as shown by the broken line (when combustion deteriorates) in the middle of FIG. The value (v 2 ) can be returned to a value within the appropriate range (v 1 ). By doing so, the initial flame generated from the fuel spray by the intake stroke injection can be brought into contact with the fuel spray by the expansion stroke injection and the initial flame at an appropriate time, so that the combustion fluctuation rate is smaller than that of the criteria. It becomes possible to do. However, as shown in the lower part of FIG. 10, when the ignition timing is reset to the crank angle CA 2 , the exhaust energy is smaller than that when the ignition timing is set to the crank angle CA 1, and therefore the exhaust energy is reduced. It will take time to activate the exhaust gas purification catalyst by the amount of the decrease.
このような事態を避けるため、本実施の形態では、着火環境の変化が原因で膨張行程噴射による燃料噴霧と初期火炎が接触できなくなっていることが予測された場合に、ベース適合値マップから求めたベース適合値を修正することとしている。図11は、点火期間の開始から膨張行程噴射の終了までのインターバルの修正手法を説明する図である。図5同様、図11には、「点火開始−噴射終了インターバル」と、燃焼変動率との関係が描かれている。図5と図11を比べると分かるように、図5では実線で描かれていた関係が、図11では破線で描かれている。 In order to avoid such a situation, in the present embodiment, when it is predicted that the fuel spray by the expansion stroke injection and the initial flame cannot be contacted due to the change in the ignition environment, it is obtained from the base conformity value map. The base conformity value will be corrected. FIG. 11 is a diagram illustrating a method for correcting an interval from the start of the ignition period to the end of the expansion stroke injection. Similar to FIG. 5, FIG. 11 depicts the relationship between the “ignition start-injection end interval” and the combustion fluctuation rate. As can be seen by comparing FIG. 5 and FIG. 11, the relationship drawn by the solid line in FIG. 5 is drawn by the broken line in FIG.
図8乃至図10で説明したように、膨張行程噴射による燃料噴霧と初期火炎が接触できなくなっていると、燃焼変動率が大きくなる。つまり、図11に示すように、「点火開始−噴射終了インターバル」と燃焼変動率との関係が、破線で描かれる関係から実線で描かれる関係へと変化している。それにも関わらず、ベース適合値に設定したまま膨張行程噴射を実行すれば、燃焼変動率がクライテリアを上回ってしまう。この点、変化後の実線で示す関係に従って、「点火開始−噴射終了インターバル」が拡大する方向にベース適合値を修正すれば、燃焼変動率をクライテリアよりも小さくすることができる。 As described with reference to FIGS. 8 to 10, when the fuel spray by the expansion stroke injection and the initial flame cannot come into contact with each other, the combustion fluctuation rate becomes large. That is, as shown in FIG. 11, the relationship between the “ignition start-injection end interval” and the combustion fluctuation rate has changed from the relationship drawn by the broken line to the relationship drawn by the solid line. Nevertheless, if the expansion stroke injection is executed with the base conforming value set, the combustion fluctuation rate exceeds the criteria. In this regard, if the base conformity value is corrected in the direction in which the "ignition start-injection end interval" expands according to the relationship shown by the solid line after the change, the combustion fluctuation rate can be made smaller than that of the criteria.
なお、既に述べたように、ベース適合値は、着火環境が望ましい範囲内にある場合において燃焼変動率が最も小さな値を示すときの「点火開始−噴射終了インターバル」の値である。そのため、修正後の「点火開始−噴射終了インターバル」に基づいて膨張行程噴射を実行した場合であっても、燃焼変動率そのものが、着火環境が望ましい範囲内にある場合に比べて小さくなることはない。しかしながら、「点火開始−噴射終了インターバル」が拡大する方向にベース適合値を修正すれば、燃焼変動率をクライテリアよりも小さくして、着火環境が望ましい範囲内にある場合における燃焼変動率に近づけることができる。 As already described, the base conformity value is the value of the "ignition start-injection end interval" when the combustion fluctuation rate shows the smallest value when the ignition environment is within a desirable range. Therefore, even when the expansion stroke injection is executed based on the corrected "ignition start-injection end interval", the combustion fluctuation rate itself is smaller than that when the ignition environment is within the desired range. Absent. However, if the base conformity value is modified in the direction of expanding the "ignition start-injection end interval", the combustion fluctuation rate can be made smaller than the criteria and closer to the combustion fluctuation rate when the ignition environment is within the desired range. Can be done.
図12は、点火期間の開始から膨張行程噴射の終了までのインターバルが拡大する方向にベース適合値を修正した場合における筒内状態を説明する図である。図12の上段および下段には、何れも着火環境が望ましい範囲から外れた場合の筒内状態が描かれている。但し、図12の上段と下段で異なるのは、上段が「点火開始−噴射終了インターバル」をベース適合値に固定したまま点火時期を進角させた場合を示しており、下段が「点火開始−噴射終了インターバル」が拡大する方向にベース適合値を修正した場合を示している。 FIG. 12 is a diagram illustrating an in-cylinder state when the base conformity value is corrected in the direction in which the interval from the start of the ignition period to the end of the expansion stroke injection is expanded. In both the upper and lower stages of FIG. 12, the in-cylinder state when the ignition environment deviates from the desired range is drawn. However, the difference between the upper row and the lower row in FIG. 12 shows the case where the ignition timing is advanced while the "ignition start-injection end interval" is fixed at the base conforming value, and the lower row shows the "ignition start-". The case where the base conformity value is corrected in the direction of expanding the "injection end interval" is shown.
図12の上段と下段を比較すると分かるように、「点火開始−噴射終了インターバル」をベース適合値に固定したままでは(上段参照)、膨張行程噴射による燃料噴霧と、成長速度の遅い初期火炎を接触させることができない。これに対し、「点火開始−噴射終了インターバル」が拡大する方向にベース適合値を修正すれば(下段参照)、初期火炎がある程度まで成長した段階で膨張行程噴射による燃料噴霧と接触させることができる。そのため、初期火炎が膨張行程噴射による燃料噴霧と接触する状態を、着火環境が望ましい範囲内にある場合での両者の接触状態に近づけることができる。よって、初期燃焼を安定化させて燃焼変動を抑えることができ、主燃焼をも安定化させることができる。 As can be seen by comparing the upper and lower rows of FIG. 12, with the "ignition start-injection end interval" fixed at the base conforming value (see the upper row), fuel spraying by expansion stroke injection and initial flame with slow growth rate are performed. Cannot be contacted. On the other hand, if the base conformity value is modified in the direction of expanding the "ignition start-injection end interval" (see the lower row), it can be brought into contact with the fuel spray by the expansion stroke injection when the initial flame has grown to a certain extent. .. Therefore, the state in which the initial flame comes into contact with the fuel spray due to the expansion stroke injection can be brought close to the contact state between the two when the ignition environment is within a desirable range. Therefore, the initial combustion can be stabilized and the combustion fluctuation can be suppressed, and the main combustion can also be stabilized.
また、「点火開始−噴射終了インターバル」が拡大する方向にベース適合値を修正すれば、点火時期の大幅な進角を必要としないので、排気浄化触媒に投入する排気エネルギが低下するのを抑えることもできる。図13は、点火期間の開始から膨張行程噴射の終了までのインターバルが拡大する方向にベース適合値を修正した場合の効果を説明する図である。図13に示す「ベース適合値(正常時)」は、着火環境が望ましい範囲内にある場合において、ベース適合値に基づいて触媒暖機制御を実行したときに排気浄化触媒に投入される排気エネルギと、その触媒暖機制御での燃焼変動率と、を表している。また、「ベース適合値(燃焼悪化時)」は、着火環境が望ましい範囲から外れた場合において、ベース適合値に基づいて触媒暖機制御を実行したときの同排気エネルギおよび同燃焼変動率に相当している。両者を比較すると分かるように、「ベース適合値(燃焼悪化時)」では、「ベース適合値(正常時)」と同等の排気エネルギが得られるものの、燃焼変動率がクライテリアよりも大きくなってしまう。 In addition, if the base conformity value is corrected in the direction of expanding the "ignition start-injection end interval", a large advance of the ignition timing is not required, so that the exhaust energy input to the exhaust purification catalyst is suppressed from decreasing. You can also do it. FIG. 13 is a diagram illustrating the effect when the base conformity value is modified in the direction in which the interval from the start of the ignition period to the end of the expansion stroke injection is expanded. The “base conformity value (normal state)” shown in FIG. 13 is the exhaust energy input to the exhaust purification catalyst when the catalyst warm-up control is executed based on the base conformity value when the ignition environment is within a desirable range. And the combustion fluctuation rate in the catalyst warm-up control. In addition, the "base conformity value (when combustion deteriorates)" corresponds to the same exhaust energy and the same combustion fluctuation rate when the catalyst warm-up control is executed based on the base conformity value when the ignition environment deviates from the desired range. are doing. As you can see by comparing the two, the "base conformity value (when combustion deteriorates)" provides the same exhaust energy as the "base conformity value (when combustion deteriorates)", but the combustion fluctuation rate becomes larger than the criteria. ..
また、図13に示す「点火進角(インターバル固定)」は、着火環境が望ましい範囲から外れた場合において、点火時期(より正確には、点火期間の開始時期)を進角しつつ、ベース適合値に基づいて触媒暖機制御を実行したときの同排気エネルギおよび同燃焼変動率に相当している。「点火進角(インターバル固定)」と「ベース適合値(燃焼悪化時)」を比較すると分かるように、「点火進角(インターバル固定)」では燃焼変動率をクライテリアよりも小さくすることができるものの、排気エネルギが減少してしまう。 Further, the "ignition advance angle (fixed interval)" shown in FIG. 13 is suitable for the base while advancing the ignition timing (more accurately, the start timing of the ignition period) when the ignition environment deviates from the desired range. It corresponds to the same exhaust energy and the same combustion fluctuation rate when the catalyst warm-up control is executed based on the values. As you can see by comparing the "ignition advance (fixed interval)" and the "base conformity value (when combustion deteriorates)", the "ignition advance (fixed interval)" can make the combustion fluctuation rate smaller than the criteria. , Exhaust energy is reduced.
図13に示す「本発明」は、着火環境が望ましい範囲から外れた場合において、修正後のベース適合値に基づいて触媒暖機制御を実行したときの同排気エネルギおよび同燃焼変動率に相当している。「本発明」と他を比較すると分かるように、「本発明」は燃焼変動率をクライテリアよりも小さくすることができ、また、「ベース適合値(正常時)」での排気エネルギよりは低いものの、「点火進角(インターバル固定)」での排気エネルギよりも高い排気エネルギを得ることができる。従って、着火環境が望ましい範囲から外れた場合においても、燃焼変動率が大きくなることを抑えつつ、排気浄化触媒の早期活性化に必要な排気エネルギを確保することができる。 The “present invention” shown in FIG. 13 corresponds to the same exhaust energy and the same combustion fluctuation rate when the catalyst warm-up control is executed based on the corrected base conformance value when the ignition environment is out of the desired range. ing. As can be seen by comparing the "invention" with others, the "invention" can make the combustion fluctuation rate smaller than the criteria, and although it is lower than the exhaust energy at the "base conformity value (normal state)". , It is possible to obtain an exhaust energy higher than the exhaust energy at the "ignition advance angle (fixed interval)". Therefore, even when the ignition environment deviates from the desirable range, it is possible to secure the exhaust energy required for the early activation of the exhaust purification catalyst while suppressing the increase in the combustion fluctuation rate.
[実施の形態での具体的処理]
図14は、本発明の実施の形態においてECU40が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、この図に示すルーチンは、内燃機関10の始動後、各気筒においてサイクルごとに繰り返し実行されるものとする。
[Specific processing in the embodiment]
FIG. 14 is a flowchart showing an example of the process executed by the
図14に示すルーチンでは、先ず、エンジン冷却水温がクライテリアに到達しているか否か、または、触媒暖機モードの終了に関するフラグが出されているか否かが判定される(ステップS100)。本ステップS100では具体的に、温度センサ46の検出値に基づいてエンジン冷却水温がクライテリア(図7参照)に到達しているか否か、または、終了フラグ(ステップS110参照)が立てられているか否かが判定される。そして、エンジン冷却水温がクライテリアに到達していると判定された場合、または、終了フラグが立てられていると判定された場合(“Yes”の場合)、本ルーチンを抜ける。
In the routine shown in FIG. 14, first, it is determined whether or not the engine cooling water temperature has reached the criteria, or whether or not the flag relating to the end of the catalyst warm-up mode is issued (step S100). Specifically, in this step S100, whether or not the engine cooling water temperature has reached the criteria (see FIG. 7) based on the detected value of the
ステップS100において、エンジン冷却水温がクライテリアに到達していないと判定され、尚且つ、終了フラグも立てられていないと判定された場合(“No”の場合)、エンジン運転状態に基づいて、点火プラグ32による点火期間の開始時期と、膨張行程噴射の終了時期とが決定される(ステップS102)。本ステップS102では先ず、温度センサ46の検出値に基づくエンジン冷却水温と、遅角補正量マップとに基づいて、遅角補正量が求められる。また、遅角補正量と基本点火時期とに基づいて、点火プラグ32による点火期間の開始時期が決定される。また、クランク角センサ42の検出値に基づいて算出されたエンジン回転速度、アクセル開度センサ44の検出値に基づいて算出されたエンジン負荷、および、温度センサ46の検出値に基づくエンジン冷却水温と、ベース適合値マップと、に基づいてベース適合値が求められる。そして、求めたベース適合値を、決定した点火プラグ32による点火期間の開始時期に加算することで、膨張行程噴射の終了時期が決定される。
In step S100, when it is determined that the engine cooling water temperature has not reached the criteria and the end flag is not set (in the case of "No"), the spark plug is based on the engine operating state. The start time of the ignition period according to 32 and the end time of the expansion stroke injection are determined (step S102). In this step S102, first, the retard correction amount is obtained based on the engine cooling water temperature based on the detection value of the
ステップS102に続いて、着火環境の変化に関する判定が行われる(ステップS104)。本ステップS104では例えば、触媒暖機制御の開始後におけるGat30のばらつき(標準偏差)σがクライテリアを上回るか否かが判定される。クランク角センサ42のロータには30°間隔で歯が設けられており、クランク角センサ42はクランク軸が30°回転する毎に信号を発するように構成されている。Gat30は、その信号と信号の間の時間、つまりクランク軸が30°回転するのに要する時間として算出される。図15は、内燃機関の冷間始動時におけるGat30と、このGat30のばらつきσの推移の一例を示した図である。図15の横軸はエンジン始動後の経過時間を表し、時刻t1は触媒暖機制御の開始時期を表している。図15に示すように、時刻t1から時刻t3までの間はGat30の変動が小さい。故に、Gat30のばらつきσがクライテリアよりも小さいと判定される。Gat30のばらつきσがクライテリアよりも小さいと判定された場合(“No”の場合)、ステップS108に進む。
Following step S102, a determination regarding a change in the ignition environment is made (step S104). In this step S104, for example, it is determined whether or not the variation (standard deviation) σ of
一方、図15に示すように、時刻t3から時刻t4までの間はGat30の変動が大きくなる。故に、Gat30のばらつきσがクライテリアよりも大きいと判定される。Gat30のばらつきσがクライテリアを上回ると判定された場合(“Yes”の場合)、何らかの要因で着火環境が変化して望ましい範囲から外れており、膨張行程噴射による燃料噴霧と初期火炎が接触できなくなっている可能性があると判断できる。そのため、点火プラグ32による点火期間の開始時期と、膨張行程噴射の終了時期とが修正される(ステップS106)。本ステップS106では、先ず、エンジン冷却水温と遅角補正量マップとに基づいて、遅角補正量が求められる。また、遅角補正量と基本点火時期とに基づいて、点火プラグ32による点火期間の開始時期が決定される。また、エンジン回転速度、エンジン負荷およびエンジン冷却水温と、ベース適合値マップと、に基づいて、ベース適合値が求められる。ここまでの処理は、ステップS102の処理と同じである。本ステップS106では、求めたベース適合値を、決定した点火プラグ32による点火期間の開始時期に加算し、更に、インターバル拡大用の補正値(一定値)を更に加算する。これにより、膨張行程噴射の終了時期が決定される。
On the other hand, as shown in FIG. 15, the fluctuation of
ステップS106に続いて、ステップS108では、排気温度がクライテリアT1を上回るか否かが判定される。本ステップでは例えば排気浄化触媒の下流に設けた温度センサの検出値に基づいて、排気温度がクライテリアT1を上回るか否かが判定される。そして、エンジン冷却水温がクライテリアに到達していると判定された場合(“Yes”の場合)、終了フラグが立てられる(ステップS110)。 Following step S106, at step S108, the exhaust temperature is whether exceeds the criteria T 1 is determined. In this step based on the detected value of the temperature sensor provided downstream of the example exhaust gas purifying catalyst, whether the exhaust gas temperature exceeds the criteria T 1 is determined. Then, when it is determined that the engine cooling water temperature has reached the criteria (in the case of "Yes"), the end flag is set (step S110).
以上、図14に示したルーチンによれば、触媒暖機制御の開始後Gat30のばらつきσに基づいて着火環境の変化に関する判定を行うことができる。また、判定の結果、何らかの要因で着火環境が変化して望ましい範囲から外れている可能性があると判断した場合には、点火期間の開始から膨張行程噴射の終了までのインターバルを拡大させることができる。よって、着火環境が望ましい範囲から外れたとしても、サイクル間の燃焼変動を抑えることができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 14, it is possible to determine the change in the ignition environment based on the variation σ of the
[実施の形態の変形例]
ところで、上記実施の形態では、燃焼室20に形成されるタンブル流が、排気ポート24側では燃焼室20の上部から下部に向かい、且つ、吸気ポート22側では燃焼室20の下部から上方に向かうように旋回するとした。しかし、このタンブル流が逆方向、つまり、吸気ポート22側では燃焼室20の上部から下方に向かい、且つ、排気ポート24側では燃焼室20の下部から上部に向かうように旋回するものであってもよい。但しこの場合は、点火プラグ32の配置箇所を、排気バルブ28側から吸気バルブ26側に変更する必要がある。点火プラグ32の配置箇所をこのように変更すれば、タンブル流の流れ方向において、インジェクタ30の下流側に点火プラグ32が位置することになるので、膨張行程噴射による誘引作用を得ることができる。
更に言えば、燃焼室20にタンブル流が形成されなくてもよい。上述したサイクル間の燃焼変動はタンブル流の形成の有無に関係なく発生するためである。
[Modified example of the embodiment]
By the way, in the above embodiment, the tumble flow formed in the
Furthermore, the tumble flow does not have to be formed in the
また、上記実施の形態では、インジェクタ30による1回目の噴射(第1噴射)を吸気行程で行い、圧縮上死点よりも後の膨張行程において2回目の噴射(第2噴射)を行った。しかし、この1回目の噴射(第1噴射)を圧縮行程で行ってもよい。また、1回目の噴射(第1噴射)を複数回数に分割して行ってもよいし、分割後の噴射の一部を吸気行程で行い、残りを圧縮行程で行ってもよい。このように、1回目の噴射(第1噴射)の噴射時期および噴射回数については、各種の変形が可能である。
Further, in the above embodiment, the first injection (first injection) by the
また、上記実施の形態では、図14のステップS106の処理において、インターバル拡大用の補正値を一定値とした。しかし、インターバル拡大用の補正値は一定値でなくてもよい。例えば、図15に示したGat30のばらつきσとクライテリアの差が大きくなるほどインターバル拡大用の補正値が大きくなるように設定してもよい。このような設定を行う場合は、ECU40のROMに、Gat30のばらつきσとクライテリアの差と、インターバル拡大用の補正値との関係(図16参照)を表すマップを記憶しておき、ステップS106の処理に際してここから読み出せばよい。
Further, in the above embodiment, in the process of step S106 of FIG. 14, the correction value for interval expansion is set to a constant value. However, the correction value for interval expansion does not have to be a constant value. For example, the correction value for interval expansion may be set to increase as the difference between the variation σ of
また、上記実施の形態では、図14のステップS104の処理において、着火環境の変化に関する判定を触媒暖機制御の開始後におけるGat30のばらつきσを用いて行った。しかし、このばらつきσの代わりに、点火期間の開始時期から、燃焼質量割合(MFB)が10%に到達するまでのクランク角期間(以下「SA−CA10」ともいう。)のばらつきσを用いて行ってもよい。MFBは、燃焼室20に別途設けた筒内圧センサ(図示しない)と、クランク角センサ42とを利用して得られる筒内圧データの解析結果に基づいて算出され、算出したMFBに基づいてSA−CA10が算出される。なお、筒内圧データの解析結果からMFBを算出する手法や、SA−CA10を算出する手法については、例えば特開2015−094339号公報や特開2015−098799号公報に詳述されていることから、本明細書での説明は省略する。
Further, in the above embodiment, in the process of step S104 of FIG. 14, the determination regarding the change in the ignition environment was performed using the variation σ of
図17は、燃焼変動率とSA−CA10のばらつきσとの関係を示す図である。また、図18は、内燃機関の冷間始動時におけるSA−CA10のばらつきσの推移の一例を示した図である。図17に示すように、SA−CA10のばらつきσが大きくなるほど、燃焼変動率が大きくなる。つまり、SA−CA10のばらつきσは、燃焼変動率と相関がある。そのため、例えば図18の時刻t5から時刻t6までの間のように、触媒暖機制御の開始後におけるSA−CA10のばらつきσがクライテリアを上回ると判定された場合に、何らかの要因で着火環境が変化して望ましい範囲から外れており、膨張行程噴射による燃料噴霧と初期火炎が接触できなくなっている可能性があると判断して、図14のステップS106以降の処理を行ってもよい。
更に言えば、Gat30やSA−CA10に限られず、点火期間においてクランク軸が60°回転するのに要する時間(Gat60)、点火期間の開始時期からMFBが5%に到達するまでのクランク角期間(SA−CA5)や、点火期間の開始時期からMFBが15%に到達するまでのクランク角期間(SA−CA15)を用いてもよい。このように、膨張行程噴射による燃料噴霧と初期火炎の接触状態を判定できるパラメータ(サイクル間の燃焼変動に関連するパラメータ)であれば、上記実施の形態での着火環境の変化に関する判定の指標として用いることができる。
FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the combustion fluctuation rate and the variation σ of SA-CA10. Further, FIG. 18 is a diagram showing an example of the transition of the variation σ of SA-CA10 at the time of cold start of the internal combustion engine. As shown in FIG. 17, the larger the variation σ of SA-CA10, the larger the combustion fluctuation rate. That is, the variation σ of SA-CA10 correlates with the combustion fluctuation rate. Therefore, for example, as in the period from time t 5 in FIG. 18 to time t 6, when the variation in SA-CA10 after the start of the catalyst warm-up control σ is determined to exceed the criterion, ignition environment for some reason May change and deviate from the desired range, and it may be determined that there is a possibility that the fuel spray by the expansion stroke injection and the initial flame cannot come into contact with each other, and the processing after step S106 in FIG. 14 may be performed.
Furthermore, it is not limited to Gat30 and SA-CA10, the time required for the crankshaft to rotate 60 ° during the ignition period (Gat60), and the crank angle period from the start time of the ignition period until the MFB reaches 5% (Gat60). SA-CA5) or the crank angle period (SA-CA15) from the start time of the ignition period to the time when the MFB reaches 15% may be used. As described above, if the parameter can determine the contact state between the fuel spray by the expansion stroke injection and the initial flame (parameter related to the combustion fluctuation between cycles), it can be used as an index for determining the change in the ignition environment in the above embodiment. Can be used.
10 内燃機関
12 気筒
14 シリンダブロック
16 シリンダヘッド
18 ピストン
20 燃焼室
22 吸気ポート
24 排気ポート
30 インジェクタ
32 点火プラグ
34 電極部
36 スロート
40 ECU
42 クランク角センサ
44 アクセル開度センサ
46 温度センサ
10
42
Claims (4)
放電火花を用いて筒内の混合気に点火する点火プラグであって、前記複数の噴孔から噴射される燃料の下流、且つ、前記複数の噴孔から噴射された燃料噴霧のうち前記点火プラグに最も近づく燃料噴霧の外郭面よりも上方に設けられる点火プラグと、
前記燃焼室からの排気を浄化する排気浄化触媒と、を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、前記排気浄化触媒を活性化させる制御として、圧縮上死点よりも遅角側の点火期間で放電火花が発生するように前記点火プラグを制御すると共に、前記圧縮上死点よりも進角側での第1噴射と、前記圧縮上死点よりも遅角側での第2噴射であって、噴射期間が前記点火期間の少なくとも一部と重複する第2噴射と、を行うように前記インジェクタを制御し、
前記制御装置は更に、
前記排気浄化触媒を活性化させる制御において、前記点火期間の開始時期から前記第2噴射の噴射期間の終了時期までのインターバルを制御し、
サイクル間の燃焼変動に関連するパラメータが閾値を上回るか否かを判定し、
前記パラメータが前記閾値を上回ると判定された場合は、前記パラメータが前記閾値を下回ると判定された場合に比べて、前記インターバルが拡大するように前記点火プラグと前記インジェクタを制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 An injector provided at the top of the combustion chamber that injects fuel into the cylinder from multiple injection holes,
A spark plug that ignites an air-fuel mixture in a cylinder using a discharge spark, and is a spark plug among the fuel sprays injected from the plurality of injection holes downstream of the fuel injected from the plurality of injection holes. The spark plug provided above the outer surface of the fuel spray that is closest to
An internal combustion engine control device that controls an internal combustion engine including an exhaust gas purification catalyst that purifies the exhaust gas from the combustion chamber.
As a control for activating the exhaust gas purification catalyst, the control device controls the spark plug so that a discharge spark is generated in an ignition period on the retard side of the compression top dead center, and from the compression top dead center. The first injection on the advance angle side and the second injection on the retard side from the compression top dead center, the injection period of which overlaps with at least a part of the ignition period, are performed. By controlling the injector so as
The control device further
In the control for activating the exhaust gas purification catalyst, the interval from the start time of the ignition period to the end time of the injection period of the second injection is controlled.
Determine if the parameters associated with combustion fluctuations between cycles exceed the threshold
If the parameter is determined to exceed the threshold value, said parameter is compared with the case where it is determined to be below the threshold value, before hearing Ntabaru controls the spark plug and the injector so as to enlarge A characteristic internal combustion engine control device.
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AU2017203240A AU2017203240B2 (en) | 2016-07-05 | 2017-05-15 | Control device for internal combustion engine |
EP17171707.7A EP3267019A1 (en) | 2016-07-05 | 2017-05-18 | Control device for internal combustion engine |
TW106117422A TWI647383B (en) | 2016-07-05 | 2017-05-25 | Internal combustion engine control device |
US15/606,957 US10066562B2 (en) | 2016-07-05 | 2017-05-26 | Control device for internal combustion engine |
CA2970387A CA2970387C (en) | 2016-07-05 | 2017-06-12 | Control device for internal combustion engine |
BR102017013414-8A BR102017013414A2 (en) | 2016-07-05 | 2017-06-21 | INTERNAL COMBUSTION ENGINE CONTROL DEVICE |
KR1020170083026A KR101928661B1 (en) | 2016-07-05 | 2017-06-30 | Control device for internal combustion engine |
RU2017123167A RU2656071C1 (en) | 2016-07-05 | 2017-06-30 | Control device for internal combustion engine |
PH12017000195A PH12017000195A1 (en) | 2016-07-05 | 2017-07-03 | Control device for internal combustion engine |
MX2017008841A MX370245B (en) | 2016-07-05 | 2017-07-03 | Control device of internal combustion engine. |
CN201710536989.1A CN107575329B (en) | 2016-07-05 | 2017-07-04 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016133436 | 2016-07-05 | ||
JP2016133436 | 2016-07-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018009562A JP2018009562A (en) | 2018-01-18 |
JP6763805B2 true JP6763805B2 (en) | 2020-09-30 |
Family
ID=60993506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017035824A Active JP6763805B2 (en) | 2016-07-05 | 2017-02-28 | Internal combustion engine control device |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6763805B2 (en) |
KR (1) | KR101928661B1 (en) |
CN (1) | CN107575329B (en) |
AU (1) | AU2017203240B2 (en) |
BR (1) | BR102017013414A2 (en) |
MX (1) | MX370245B (en) |
PH (1) | PH12017000195A1 (en) |
RU (1) | RU2656071C1 (en) |
TW (1) | TWI647383B (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6519598B2 (en) * | 2017-01-11 | 2019-05-29 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP7272924B2 (en) * | 2019-10-09 | 2023-05-12 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle and its control method |
US11391230B2 (en) | 2019-11-07 | 2022-07-19 | Saudi Arabian Oil Company | Compression ignition engines and methods for operating the same under cold start fast idle conditions |
JP7283450B2 (en) * | 2020-07-07 | 2023-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | engine device |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002327646A (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Mitsubishi Motors Corp | Emission control device for cylinder injection spark ignition type internal combustion engine |
DE10305941A1 (en) | 2003-02-12 | 2004-08-26 | Daimlerchrysler Ag | Ignition operating method for a spark-ignition internal combustion engine with direct fuel injection feeds combustion air to a combustion chamber to ignite a fuel-air mixture at a set time |
JP2005214041A (en) | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Nissan Motor Co Ltd | Control device for direct spark ignition type internal combustion engine |
DE602005019932D1 (en) * | 2004-01-28 | 2010-04-29 | Nissan Motor | Control system for a spark-ignition internal combustion engine with direct injection |
DE102004017988B4 (en) * | 2004-04-14 | 2014-01-02 | Daimler Ag | Method for operating an internal combustion engine with direct fuel injection |
JP4643967B2 (en) * | 2004-10-15 | 2011-03-02 | 日産自動車株式会社 | In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine controller |
JP4736518B2 (en) * | 2005-04-26 | 2011-07-27 | 日産自動車株式会社 | In-cylinder direct injection internal combustion engine control device |
JP2007170203A (en) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Toyota Motor Corp | Combustion variation detection device of internal combustion engine |
JP2008190511A (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-21 | Hitachi Ltd | Exhaust gas reduction device for direct injection gasoline engine |
US7658178B2 (en) * | 2007-06-07 | 2010-02-09 | Chrysler Group Llc | Engine event-based correction of engine speed fluctuations |
JP2009133225A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Nissan Motor Co Ltd | Combustion control device for cylinder direct fuel injection type spark ignition engine |
JP2009167853A (en) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Denso Corp | Controller for internal combustion engine |
JP5169653B2 (en) * | 2008-09-08 | 2013-03-27 | マツダ株式会社 | Control method and apparatus for spark ignition direct injection engine |
JP2011236802A (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Nippon Soken Inc | Internal combustion engine control apparatus |
DE102010045689A1 (en) * | 2010-09-16 | 2011-04-21 | Daimler Ag | Method for operating internal combustion engine of passenger car, involves accomplishing measure for compensation of deviation, and adjusting quantity of fuel for compensating deviation, where measure affects combustion in cylinder |
US9382863B2 (en) * | 2013-09-18 | 2016-07-05 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for controlling ignition energy during exhaust stroke combustion of gaseous fuel to reduce turbo lag |
JP2015094339A (en) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
-
2017
- 2017-02-28 JP JP2017035824A patent/JP6763805B2/en active Active
- 2017-05-15 AU AU2017203240A patent/AU2017203240B2/en not_active Ceased
- 2017-05-25 TW TW106117422A patent/TWI647383B/en not_active IP Right Cessation
- 2017-06-21 BR BR102017013414-8A patent/BR102017013414A2/en not_active Application Discontinuation
- 2017-06-30 KR KR1020170083026A patent/KR101928661B1/en active IP Right Grant
- 2017-06-30 RU RU2017123167A patent/RU2656071C1/en active
- 2017-07-03 PH PH12017000195A patent/PH12017000195A1/en unknown
- 2017-07-03 MX MX2017008841A patent/MX370245B/en active IP Right Grant
- 2017-07-04 CN CN201710536989.1A patent/CN107575329B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MX2017008841A (en) | 2018-09-10 |
PH12017000195B1 (en) | 2018-07-23 |
PH12017000195A1 (en) | 2018-07-23 |
RU2656071C1 (en) | 2018-05-30 |
CN107575329B (en) | 2020-05-08 |
KR20180005115A (en) | 2018-01-15 |
TW201809455A (en) | 2018-03-16 |
TWI647383B (en) | 2019-01-11 |
KR101928661B1 (en) | 2018-12-12 |
CN107575329A (en) | 2018-01-12 |
BR102017013414A2 (en) | 2018-01-23 |
AU2017203240A1 (en) | 2018-01-25 |
AU2017203240B2 (en) | 2018-10-04 |
JP2018009562A (en) | 2018-01-18 |
MX370245B (en) | 2019-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10393048B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP6784214B2 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP6763805B2 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP6658663B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US10119517B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
CA2970387C (en) | Control device for internal combustion engine | |
US10215126B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2015007376A (en) | Engine control device | |
US20090025682A1 (en) | Controller for spray-guide type direct injection internal combustion engine | |
US20180010510A1 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US10202928B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
US10378464B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2018178891A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP4407442B2 (en) | Fuel pressure control device for in-cylinder injection engine | |
JP2018003751A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP6750321B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2017210887A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2018003753A (en) | Control device of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180420 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190205 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190329 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190702 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200910 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6763805 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |