JPH11257131A - 減速燃料カットを持つ直接噴射火花点火エンジン - Google Patents

減速燃料カットを持つ直接噴射火花点火エンジン

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JPH11257131A
JPH11257131A JP11011588A JP1158899A JPH11257131A JP H11257131 A JPH11257131 A JP H11257131A JP 11011588 A JP11011588 A JP 11011588A JP 1158899 A JP1158899 A JP 1158899A JP H11257131 A JPH11257131 A JP H11257131A
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fuel
catalyst
oxygen
intermittently
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JP11011588A
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Diana Dawn Brehob
ダイアナ、ドーン、ブレコブ
Todd Arthur Kappauf
トッド、アーサー、カッパウフ
Richard Walter Anderson
リチャード、ウォルター、アンダーソン
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ＮＯｘ排出量を抑制しながら燃料経済性が向上
したエンジンを提供する。 【解決手段】減速燃料カット中の燃料供給を制御する方
法が、触媒３７中に吸蔵された酸素の量又はそこの温度
を判定する工程及び、触媒３７中の過剰な酸素量を減少
するために、その中で燃料が反応する様に、エンジン１
０に間欠的に燃料を供給する工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、減速燃料カット・
モードにおいて動作する直接噴射火花点火エンジンの燃
料噴射ロジックに関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の減速中において、燃料経済性の見
地より、エンジンへの燃料輸送を中断することが望まし
い。しかしながら、現在の減速燃料カット・ロジック
は、燃料カットからの復帰時に、ショックを起こす可能
性がある。加えて、排気システムの触媒が、燃料供給中
止時に殆ど純粋な空気に晒される可能性がある。燃料供
給からの復帰時に触媒が酸素を吸収しているので、過剰
酸素がパージされるまでは、過剰酸素を含む触媒は効果
的に窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元することが出来ない。
過剰酸素を排除している間、かなりな量のＮＯｘが触媒
を通り抜けて、車両に排出規制範囲を越えさせる可能性
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＮＯ
ｘ排出量を抑制しながら燃料経済性が向上したエンジン
を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】直接噴射火花点火エンジ
ンへの燃料供給を制御する新規な方法を提供することに
より、この目的が達成され、従来技術の取り組みの問題
点が解消される。エンジンは、エンジン・ブロック、エ
ンジン・ブロック中の少なくとも一つのシリンダー内で
動くことが可能である少なくとも一つのピストン、ピス
トン及びエンジン・ブロックにより規定された少なくと
も一つの燃焼室、燃焼室へ直接燃料を噴射する様に配置
された燃料インジェクター及び燃焼室へ接続された排気
触媒を、持つ。本発明の観点の一つにおいて、その方法
が、エンジン作動状態を判定する工程、判定されたエン
ジン作動状態に基づいて所定のエンジン作動状態におい
て連続的燃料供給を停止する工程、所定のエンジン作動
状態中に触媒の作動状態を判定する工程及び、間欠的に
供給された燃料が触媒と反応して触媒に過剰に吸蔵され
た酸素の量を減少する様に、判定された触媒作動状態に
基づいてエンジンに間欠的に燃料を供給し、する工程
を、含む。
【０００５】好ましい実施例において、この方法は更
に、エンジン加速の要求を検出する工程、要求に応じて
エンジンへ連続的な量の燃料を供給する工程、及び、エ
ンジンへの連続的燃料供給に際しての滑らかな過渡状態
を実現する遅角された点火時期から点火時期を進角する
工程、を含む。
【０００６】
【発明の効果】本発明の効果は、燃料経済性が向上する
ということである。本発明の別の効果は、ＮＯｘ排出物
が還元されるということである。本発明の更に別の効果
は、作動モード間の滑らかな移行が得られるということ
である。
【０００７】本発明の他の目的、特徴及び効果は、この
明細書の読者により、容易に理解されるであろう。以下
に、添付の図面を参照しつつ例を用いて、本発明につい
て述べる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図1にその内の一つが示された複
数のシリンダーを有する直接噴射火花点火内燃機関１０
は、電子エンジン制御器１２により制御される。エンジ
ン１０は燃焼室２０及びシリンダー壁２２を含む。ピス
トン２４は、一般的なピストン・リングと共にシリンダ
ー壁２２内に配置され、クランクシャフト２６へと接続
される。燃焼室２０は、各々吸気弁３２若しくは吸気弁
３４を介して吸気マニフォールド２８及び排気マニフォ
ールド３０と連通する。吸気マニフォールド２８は、燃
焼室２０へ入り燃焼空気を制御する絞り弁３６と連通す
る。排気マニフォールド３０は、排気触媒３７と連通す
る。ここで用いられている通り、触媒３７は、一般的な
三元触媒（three-way catalyst略してＴＷＣ）、リーン
ＮＯｘトラップ、ＮＯｘ還元触媒又は、当業者に公知で
本明細書により示唆される酸素吸蔵排気処理装置と、す
ることが出来る。燃料インジェクター３８は、制御器１
２からの受ける信号に比例して、燃料室へ直接燃料が噴
射される様に、エンジン１０に取り付けられている。
【０００９】燃料タンク４２、電気燃料ポンプ４４及び
燃料レール４６を有する、例えば電子リターンレス燃料
輸送システム４０により、燃料が燃料インジェクター３
８へと輸送される。燃料ポンプ４４は、制御器１２によ
り印加された電圧に直接関連する圧力で燃料を圧送す
る。この開示内容から当業者であれば、不図示の高圧燃
料ポンプを燃料輸送システム４０に用いても良いことが
判るであろう。一旦、燃料が燃焼室２０へと入ると、燃
料はスパーク・プラグ４８を用いて点火される。燃料レ
ール４６へ取り付けられてされているのはまた、燃料圧
力センサー５０及び燃料圧力センサー５２である。圧力
センサー５２は、検出ライン５３を介してマニフォール
ド絶対圧力（manifold absolute pressure略してＭＡ
Ｐ）に相対的な燃料レール圧力を検出する。雰囲気温度
センサー５４もまた制御器１２に接続されても良い。
【００１０】図１に示される制御器１２は、マイクロプ
ロセッサー・ユニット（ＣＰＵ）１０２、入出力ポート
（Ｉ／Ｏ）１０４、この特定の例においては、読み出し
専用メモリー（ＲＯＭ）チップ１０６、ランダム・アク
セス・メモリー（ＲＡＭ）１０８、キープ・アライブ・
メモリー（ＫＡＭ）１１０として示された実行可能なプ
ログラムを格納する電子格納媒体及び一般的なデータ・
バスを含む一般的なマイクロコンピューターである。制
御器１２は、エンジン１０に接続されたセンサーからの
種々の信号を受ける。それらは、前述の信号に加えて、
温度センサー５４からの雰囲気温度、質量空気流量セン
サー５８からの質量空気流量の計側値、温度センサー６
０からのエンジン温度、クランクシャフト２６へ結合さ
れたホール効果センサー６２からの点火特性ピックアッ
プ信号、吸気マニフォールド２８に接続された圧力セン
サー６４からの吸気マニフォールド絶対圧力（ＭＡ
Ｐ）、及び絞り弁位置センサー６６からの絞り弁３６の
位置を含む。
【００１１】図２を参照すると、本発明に従い、制御器
１２がエンジン１０への燃料供給を制御している。ステ
ップ２００において、制御器１２は、前述の種々のセン
サーにより検出されたエンジン作動状態に応じて、エン
ジンが減速モードにあり連続的な燃料供給が一時的に停
止されても良いか否かを判定する。次にステップ２０２
において、制御器１２が触媒３７に吸蔵された酸素の量
を判定する。これは、ステップ２０４に示されている様
に、所定期間にわたるエンジン速度又は空気流量を積分
して触媒の酸素吸蔵能力を知ることによりなし得る。吸
蔵された酸素の量は、ステップ２０５において所定のレ
ベルと比較される。ステップ２０６において、触媒３７
の酸素吸蔵能力が所定レベルを超える場合には、制御器
１２は燃料をエンジン１０に間欠的に供給し、間欠的に
供給された燃料が反応して過剰に吸蔵された酸素を削減
する様にする。エンジンに間欠的に供給されるその量の
燃料は、ステップ２０２において制御器１２により判定
された触媒に吸蔵された酸素の量に基づいて、数度のエ
ンジン・サイクルにわたって用いられる。間欠的に噴射
された燃料は、燃焼室内で点火されてもされなくても良
い。
【００１２】代わりに制御器１２は、触媒３７の温度が
所定温度に達した場合に、間欠的に燃料を供給しても良
い。つまり、触媒温度が所定の温度まで低くなった場合
に間欠燃料供給を起こすのが望ましいかもしれない。触
媒３７の温度は、温度センサーを介して直接に、又は当
業者に公知の温度予測モデルを介して検出され得る。加
えられた燃料は、触媒作動温度を所望レベルに保つと共
に、ＮＯｘにより酸化する。ステップ２０８において示
された様に、好ましい実施例においては、間欠的供給燃
料は空気との組み合わせにより、エンジンに入る比較的
リッチな空気／燃料混合気を生成する。燃料リッチ状態
で作動することにより、燃焼過程で発生されるＮＯｘの
量は、かなり削減される。エンジンから排出される燃焼
物質は、殆どＮＯｘを含まないが、未燃焼燃料物質、Ｃ
Ｏ若しくは水素の様な高レベルの未燃焼燃料成分を含む
であろう。これらの未酸化成分は触媒中で吸蔵酸素と反
応すると思われる。それで、エンジンからの排気は望ま
しくない未燃焼物質の割合が比較的高いが、触媒が脱離
前の未燃焼物質を燃焼させるのに要する過剰酸素を保持
しているであろう。燃料の点火が燃焼室内で起こる場合
には、ステップ２１０で示される様に、リッチ工程中に
点火時期を遅角することによりＮＯｘが更に減少させら
れる。
【００１３】本発明によればまた、ステップ２２０に示
す様に、制御器１２はエンジンの加速が要求されている
か否かを検出する。エンジン加速への要求が求められて
いなければ、処理はステップ２０２へと戻る。他方で、
加速要求がステップ２２０において検出されれば、ステ
ップ２２２に示す様に、制御器１２がエンジンへ連続的
な量の燃料を供給すると共に、ステップ２１０の遅角点
火時期からステップ２２４に示す点火時期へと進角す
る。点火時期は、エンジンへ連続的な燃料供給に際して
の滑らかな移行を実現するために進角される。
【００１４】特に図３を参照すると、制御器１２が加速
要求に際して点火進角無しに燃料供給を指令すると、ト
ルク出力は、「非所望」と付した破線により示されたス
テップ応答をすると思われる。しかしながら、車両ドラ
イバーは「所望」と付された実線で示された様な、滑ら
かなトルクの移行を好むであろう。点火時期の進角をす
ると、実際のトルク出力「実際」は、図示の様に所望の
トルク出力「所望」に近づく。
【００１５】引き続き図２を参照すると、ステップ２２
６に示された様に、過剰な燃料は、リッチ空気燃料混合
気を発生するのに、この連続燃料供給モード（加速）に
おいて供給され得る。前述の理由のために、エンジンを
リッチ・モードで運転していると、未燃焼の炭化水素が
大気への放出前に触媒中で過剰酸素と反応するであろ
う。リッチ空気燃料混合気運転は、エンジンの１サイク
ルで起こるか、せいぜい所定回数のエンジン・サイクル
にわたる程度であることを記すべきである。そして、空
気燃料混合気は、所望の理論空燃比又はリーン状態へと
戻るであろう。加えて、リッチ度合は、触媒３７に吸蔵
された酸素の量に基づくこととし得る。
【００１６】本発明を実現するのに最良の態様について
詳細に述べられたが、本発明が関連する分野の当業者
は、添付の特許請求の範囲に規定された発明を実施する
のに、上述のものを含めて、種々の代替例及び実施例が
判るであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を組み込む直接噴射火花点火エンジンの
ブロック図である。
【図２】本発明により実行される種々の動作を説明する
フローチャートである。
【図３】好ましい実施例をの結果を表すグラフである。
【符号の説明】 １０エンジン １２制御器 ３７触媒 ５０，５２，５４，５８，６０，６２，６４，６６セン
サー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トッド、アーサー、カッパウフ アメリカ合衆国ミシガン州ディアボーン、 ダクスベリー・レ ーン、１ (72)発明者 リチャード、ウォルター、アンダーソン アメリカ合衆国ミシガン州アナーバー、ハ ンティントン・ロ ード、410

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】減速中の直接噴射火花点火エンジンからの
    窒素酸化物排出を抑制するシステムであって、エンジン
    に結合された排気触媒、エンジン作動状態を検出するセ
    ンサー、及び上記センサーに反応して上記エンジンへの
    燃料供給を制御する制御器を有し、該制御器が減速中の
    上記触媒の作動状態を判定し、間欠供給された燃料が上
    記触媒中で反応し過剰に吸蔵された酸素の量を減少する
    様に上記作動状態に基づいて上記エンジンへ間欠的に燃
    料を供給する、システム。
JP11011588A 1998-02-17 1999-01-20 減速燃料カットを持つ直接噴射火花点火エンジン Pending JPH11257131A (ja)

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US09/024,153 US5941211A (en) 1998-02-17 1998-02-17 Direct injection spark ignition engine having deceleration fuel shutoff
US09/024153 1998-02-17

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JPH11257131A true JPH11257131A (ja) 1999-09-21

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