WO2016084188A1 - 内燃機関の制御装置および制御方法 - Google Patents

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李奈 神尾
知善 伊達
田中 大輔
太 吉村
亮 内田
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    • F02D35/025Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures

Definitions

  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine including, as a fuel supply device, a fuel injection valve for in-cylinder injection for injecting fuel into a combustion chamber, and a fuel injection valve for port injection for injecting fuel to an intake port.
  • the present invention relates to a control method, and more particularly to control at the time of recovery after fuel cut.
  • Patent Document 1 An internal combustion engine including an in-cylinder injection fuel injection valve for injecting fuel into a combustion chamber and a port injection fuel injection valve for injecting fuel into an intake port has already been disclosed in Patent Document 1 and the like.
  • the injection amount ratio of the both is sequentially calculated using a map using the engine rotational speed, the intake air amount, and the cooling water temperature as parameters, and also in the case of fuel cut recover after fuel cut, The fuel supply is resumed at an injection amount ratio corresponding to the engine rotation speed, the intake air amount, and the like.
  • the fuel cut recovery is started at an injection amount ratio at which the in-cylinder injection ratio is relatively high. It becomes.
  • the present invention includes a fuel injection valve for in-cylinder injection that injects fuel into the combustion chamber, and a fuel injection valve for port injection that injects fuel into the intake port, and the injection amount ratio of the two according to engine operating conditions.
  • a control device or a control method of an internal combustion engine that performs fuel cut at a predetermined deceleration of the internal combustion engine while performing control, in a fuel cut recovery that restarts fuel supply from a fuel cut state, a cylinder for a predetermined period from the recovery start.
  • the injection amount ratio of the internal injection fuel injection valve is decreased and corrected.
  • the above predetermined period is set longer or estimated or detected as the fuel cut time from the fuel cut start to the recovery start is longer.
  • the predetermined period is set longer as the combustion chamber wall temperature at the start of recovery is lower.
  • FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a system configuration of a control device according to an embodiment of the present invention.
  • the characteristic view which shows the characteristic of the injection quantity ratio of in-cylinder injection to the total injection quantity.
  • the flowchart which shows the flow of control of one Example.
  • the characteristic view which shows the characteristic of the in-cylinder injection decreasing correction period to the fuel cut period.
  • the characteristic view which shows the characteristic of the in-cylinder injection decrease correction period to the combustion chamber wall temperature.
  • the time chart which shows change of various parameters at the time of fuel cut and recovery.
  • FIG. 1 shows a system configuration of an automotive internal combustion engine 1 to which the present invention is applied.
  • the internal combustion engine 1 is, for example, a spark-ignition internal combustion engine having a four-stroke cycle, and a pair of intake valves 4 and a pair of exhaust valves 5 are disposed on a ceiling wall of a combustion chamber 3.
  • a spark plug 6 is disposed at a central portion surrounded by the exhaust valve 5 and the exhaust valve 5.
  • an in-cylinder injection fuel injection valve 8 which directly injects fuel into the combustion chamber 3 is disposed as a main fuel injection valve. Further, in the intake port 7, a port injection fuel injection valve 9 for injecting fuel toward the inside of the intake port 7 as an auxiliary fuel injection valve is disposed for each cylinder.
  • Each of the in-cylinder injection fuel injection valve 8 and the port injection fuel injection valve 9 is an electromagnetic or piezoelectric injection valve that opens when a drive pulse signal is applied. An amount of fuel substantially proportional to the pulse width is injected.
  • an electronically controlled throttle valve 14 On the upstream side of the collector portion 12 of the intake passage 11 connected to the intake port 7, an electronically controlled throttle valve 14 whose opening degree is controlled by a control signal from the engine controller 13 is interposed.
  • An air flow meter 15 is provided to detect the amount of intake air.
  • a catalyst device 19 composed of a three-way catalyst is interposed in an exhaust passage 18 connected to the exhaust port 17, and an air-fuel ratio sensor 20 for detecting an air-fuel ratio is disposed upstream thereof.
  • the engine controller 13 includes, in addition to the air flow meter 15 and the air-fuel ratio sensor 20, a crank angle sensor 21 for detecting an engine rotational speed, a water temperature sensor 22 for detecting a cooling water temperature, and an accelerator pedal operated by a driver. Detection signals of sensors such as an accelerator opening sensor 23 for detecting the stepping amount of the vehicle, a vehicle speed sensor 24 for detecting the vehicle speed, and an intake air temperature sensor 25 for detecting the intake air temperature in the intake passage 11 . Based on these detection signals, the engine controller 13 optimally controls the fuel injection amount and injection timing by the fuel injection valves 8 and 9, the ignition timing by the spark plug 6, the opening degree of the throttle valve 14, and the like.
  • FIG. 2 shows the in-cylinder injection occupying the total injection amount (that is, the sum of the in-cylinder injection injection amount and the port injection injection amount) in the operating region of the internal combustion engine 1 using the load and rotational speed of the internal combustion engine 1 as parameters.
  • DIG means in-cylinder injection by the in-cylinder injection fuel injection valve 8
  • MPI means port injection by the port injection fuel injection valve 9.
  • the injection amount ratio of in-cylinder injection is 100% in the low-speed low-load region (that is, the entire required fuel amount is injected from in-cylinder injection fuel injection valve 8).
  • the high speed / high load side region the state in which both are used in combination at a predetermined ratio, for example, the injection amount ratio of in-cylinder injection becomes about 70%.
  • the injection amount ratio of in-cylinder injection tends to be lower.
  • the engine controller 13 determines the necessary injection amount of the in-cylinder injection fuel injection valve 8 and the injection amount of the port injection fuel injection valve 9 in accordance with the characteristics as shown in FIG. FIG. 2 shows the characteristics after the completion of warm-up of the internal combustion engine 1, and when the engine is cold, the characteristics of the injection amount ratio of both are corrected based on the engine temperature, for example, the cooling water temperature.
  • a plurality of control maps assigned to appropriate characteristics for each cooling water temperature may be provided.
  • the injection amount ratio at the time of fuel cut recovery after fuel cut is corrected for a predetermined period on the premise of the control of the injection amount ratio as described above. That is, during the fuel cut, since the intake air flows without combustion in the cylinder, the temperature of the combustion chamber wall (specifically, the temperature of the cylinder wall surface and the piston crown surface) falls relatively rapidly. Therefore, in the in-cylinder injection, the fuel injected into the cylinder easily adheres to the wall surface, which causes an increase in the amount of emission of particulate matter. In the present invention, in order to suppress the discharge of such particulate matter, the reduction correction of the injection amount ratio of the in-cylinder injection is performed at the time of recovery.
  • FIG. 3 is a flow chart showing the flow of control executed by the engine controller 13 according to one embodiment.
  • step 1 it is determined whether fuel cut has already been started, in other words, whether fuel cut is in progress. Assuming that the driver fully closes the accelerator pedal opening while the vehicle is traveling, predetermined fuel cut conditions (for example, the cooling water temperature has been warmed up, the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined threshold, the engine rotational speed Is equal to or greater than a predetermined threshold value, etc.) and the fuel cut is performed.
  • predetermined fuel cut conditions for example, the cooling water temperature has been warmed up, the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined threshold, the engine rotational speed Is equal to or greater than a predetermined threshold value, etc.
  • step 12 the process proceeds to step 12 to perform normal fuel injection control. That is, the injection amount of the in-cylinder injection fuel injection valve 8 and the injection amount of the port injection fuel injection valve 9 are controlled in accordance with the characteristic of the injection amount ratio as shown in FIG.
  • step 2 If it is in the fuel cut, the process proceeds to step 2, and the fuel cut time is measured using the counter FCTCNT indicating the fuel cut period.
  • step 3 based on the value of the counter FCTCNT in step 2, a first set value TFCRDIDTA of the in-cylinder injection decrease correction period is obtained from the table of characteristics as shown in FIG.
  • the first set value TFCRDIDTA increases as the fuel cut time increases.
  • the process proceeds to step 4 to estimate the combustion chamber wall temperature CCWTEMP.
  • the combustion chamber wall temperature CCWTEMP during engine operation can be estimated using parameters such as the load and rotational speed of the internal combustion engine 1 and, if necessary, the coolant temperature and the intake temperature.
  • the combustion chamber wall temperature CCWTEMP during the fuel cut is obtained by successively subtracting the temperature decrease from the estimated temperature at the start of the fuel cut using the intake amount and the intake temperature passing through the combustion chamber during the fuel cut. Estimation is possible.
  • the method of estimating the combustion chamber wall temperature CCWTEMP is not limited to the above example, and any method may be used. Alternatively, the combustion chamber wall temperature may be directly detected.
  • step 5 based on the combustion chamber wall temperature CCWTEMP estimated in step 4, a second set value TFCRDIDTB of the in-cylinder injection decrease correction period is obtained from the table of characteristics as shown in FIG.
  • the second set value TFCRDIDTB becomes larger as the combustion chamber wall temperature CCWTEMP is lower.
  • step 6 the first set value TFCRDIDTA of step 3 is compared with the second set value TFCRDIDTB of step 5, and the larger value is determined as the set value TFCRDIDT of the in-cylinder injection decrease correction period. Do.
  • steps 2 to 6 described above are repeatedly performed during the fuel cut.
  • the set value TFCRDIDT of the in-cylinder injection decrease correction period according to the fuel cut time up to that time and the combustion chamber wall temperature CCWTEMP at that time is sequentially calculated.
  • step 7 it is determined whether fuel cut recovery has started. That is, it is determined whether a predetermined fuel cut recovery condition is satisfied. For example, as the fuel cut recovery condition, in addition to the depression of the accelerator pedal by the driver, the vehicle speed may be reduced to a predetermined threshold or less, or the engine rotational speed may be reduced to a predetermined threshold or less.
  • step 7 the process proceeds from step 7 to step 8, and the ratio of the injection amount of in-cylinder injection to the total injection amount is corrected to decrease, and fuel supply is performed. That is, although the basic injection amount ratio is determined as shown in FIG. 2 based on the load (intake air amount) at that time and the engine rotational speed, the injection amount ratio of in-cylinder injection is higher than this basic injection amount ratio. Each injection quantity is determined so that the injection quantity ratio which made low becomes.
  • the injection amount ratio after correction can be determined by subtracting a predetermined amount from the basic injection amount ratio of in-cylinder injection, or multiplying the basic injection amount ratio by a predetermined correction coefficient.
  • the degree of correction (for example, the subtraction amount or correction coefficient) at this time may be a fixed value, or may be variably given according to some parameter such as a fuel cut time.
  • step 9 the in-cylinder injection decrease correction period is measured using a counter FCRDIDT that indicates an elapsed period from the start of recovery.
  • step 10 the value of the counter FCRDIDT is compared with the set value TFCRDIDT of the in-cylinder injection decrease correction period set in step 6. Then, when the value of the counter FCRDIDT becomes equal to or larger than the set value TFCRDIDT, the process proceeds to step 12 and returns to the normal fuel injection control. Until the set value TFCRDIDT is reached, the process returns to step 8 and the decrease correction of the injection amount ratio of the in-cylinder injection is continued.
  • step 11 it is determined whether or not the combustion chamber wall temperature CCWTEMP (which is continuously estimated after recovery in step 4) becomes equal to or higher than a predetermined temperature TCCWTEMP during the in-cylinder injection decrease correction period. judge. Since the combustion chamber wall temperature CCWTEMP rises due to the resumption of fuel supply, the injection amount ratio of in-cylinder injection when the combustion chamber wall temperature CCWTEMP reaches a predetermined temperature TCCWTEMP before the value of the counter FCRDIDT reaches the set value TFCRDIDT. End the reduction correction of step S.sub.2 and return to the normal fuel injection control of step S12.
  • the predetermined temperature TCCWTEMP is, for example, about 140 ° C.
  • the setting value TFCRDIDT of the above-described in-cylinder injection decrease correction period is also set at a time when the actual combustion chamber wall temperature returns to about 140 ° C.
  • FIG. 6 is a time chart for explaining the operation according to the control of the above-described embodiment, and shows changes in various parameters from the start of fuel cut to the fuel cut recovery. From the top of the figure, (a) engine rotational speed, (b) in-cylinder equivalence ratio, (c) counter FCTCNT indicating fuel cut period, (d) counter FCRDIDT indicating in-cylinder injection decrease correction period, (e) The combustion chamber wall temperature CCWTEMP, (f) injection amount ratio of port injection, (g) injection amount ratio of in-cylinder injection, (h) particle number in exhaust (PN: Particle Number) are respectively shown.
  • in-cylinder injection and port injection are performed at a predetermined ratio according to the characteristics of FIG. 2 until time t1.
  • the fuel cut is performed because the driver fully closes the accelerator pedal opening.
  • the engine speed gradually decreases.
  • the temperature of the combustion chamber wall gradually decreases.
  • the fuel cut duration is measured by the counter FCTCNT.
  • fuel cut recovery is performed based on recovery conditions such as a decrease in vehicle speed to a threshold, for example.
  • the set value TFCRDIDT of the in-cylinder injection decrease correction period is determined based on the combustion chamber wall temperature CCWTEMP and the fuel cut time (counter FCTCNT) at the time of recovery. Then, during the in-cylinder injection decrease correction period from the start of recovery, as shown in (f) and (g) in the figure, the injection amount ratio of in-cylinder injection is given low, and the injection amount ratio of port injection is high. Given.
  • the broken line indicates the basic normal characteristics as shown in FIG.
  • the in-cylinder injection decrease correction period (counter FCRDIDT) reaches the set value TFCRDIDT, and the correction of the injection amount ratio ends. Thereafter, control is performed to a normal injection amount ratio.
  • a so-called rich spike is given to quickly recover the catalyst device 19 from an oxygen excess state, and the equivalence ratio temporarily becomes rich. This rich spike is not necessarily continued until time t3.
  • the particle number PN As described above, by reducing and correcting the injection amount ratio of in-cylinder injection during the time t2 to t3 after the fuel cut recovery, the amount of emission of particulate matter at the time of recovery is suppressed.
  • the broken line in (h) of the figure shows the characteristic of the number of particles PN when the recovery is performed without correcting the injection amount ratio, and the solid line shows the case where the injection amount ratio is corrected as in the above embodiment. Shows the characteristics of the particle number PN. As shown in the drawing, at the time of fuel cut recovery, the particle number PN increases as the combustion chamber wall temperature decreases, but in the above embodiment, the particle number PN is corrected by decreasing the injection amount ratio of in-cylinder injection. Increase is suppressed.
  • the combustion chamber wall temperature CCWTEMP rises as shown in the figure after recovery starts, and at time t3 when the value of the counter FCRDIDT reaches the set value TFCRDIDT, many particulate matter is generated even by in-cylinder injection. It has reached a sufficient temperature not to be generated.
  • the combustion chamber wall temperature CCWTEMP simultaneously reaches the predetermined temperature TCCWTEMP at time t3 for ease of understanding, but as described above, the predetermined temperature before the value of the counter FCRDIDT reaches the set value TFCRDIDT If TCCWTEMP or more, the correction of the injection amount ratio ends at that point.

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Abstract

 内燃機関(1)は筒内噴射用燃料噴射弁(8)とポート噴射用燃料噴射弁(9)とを有し、機関運転条件に応じて両者の噴射量割合が制御される。燃料カット後のリカバーの際は、燃料カット時間もしくはリカバー時の燃焼室壁温度から定まる所定期間の間、筒内噴射の噴射量割合を減少補正する。燃焼室壁温度が低下しているリカバー時に、筒内噴射の噴射量割合を少なくすることで、粒子状物質の増加が抑制される。

Description

内燃機関の制御装置および制御方法
 この発明は、燃料供給装置として、燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁と、を備えてなる内燃機関の制御装置および制御方法に関し、特に、燃料カット後のリカバー時の制御に関する。
 燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁と、を備えてなる内燃機関は、特許文献1などに既に開示されている。特許文献1においては、機関回転速度、吸入空気量および冷却水温をパラメータとしたマップを用いて、両者の噴射量割合を逐次算出しており、燃料カット後の燃料カットリカバーの際も、そのときの機関回転速度や吸入空気量等に応じた噴射量割合でもって燃料供給が再開される。
 従って、例えば、低負荷側で主に筒内噴射によって燃料供給を行うように構成したような場合には、筒内噴射の割合が比較的高い噴射量割合でもって燃料カットリカバーが開始されることとなる。
 しかしながら、燃料カット中は、筒内で燃焼が行われないことから燃焼室壁温度が徐々に低下していく。このように燃焼室壁温度が低下している状態で筒内噴射用燃料噴射弁から筒内に燃料を噴射すると、壁面に付着する燃料量が増加し、近年問題になっている排気中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)の排出量が増加する。なお、近年、極小の排気微粒子を考慮して、排気微粒子の排出量が、微粒子の総重量ではなく粒子数(PN:Particle Number)によっても規制される傾向にある。
特開2007-64131号公報
 この発明は、燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁と、を備え、両者の噴射量割合を機関運転条件に応じて制御するとともに、内燃機関の所定の減速時に燃料カットを行う内燃機関の制御装置ないし制御方法において、燃料カット状態から燃料供給を再開する燃料カットリカバーのときに、リカバー開始から所定期間の間、筒内噴射用燃料噴射弁の噴射量割合を減少補正するようにしたものである。
 燃料カットにより燃焼室壁温度が低くなっている状況では、筒内噴射に比較して、吸気ポート噴射の方が粒子状物質の発生が少なくなる。従って、リカバー開始から所定期間の間、筒内噴射の噴射量割合を減少させることで、粒子状物質の排出量が低減する。
 燃焼室壁温度は、燃料カットの継続に伴って徐々に低下するので、望ましくは、燃料カット開始からリカバー開始までの燃料カット時間が長いほど上記所定期間を長く設定し、あるいは、推定ないし検出したリカバー開始時の燃焼室壁温度が低いほど上記所定期間を長く設定する。
この発明の一実施例に係る制御装置のシステム構成を示す構成説明図。 総噴射量に占める筒内噴射の噴射量割合の特性を示す特性図。 一実施例の制御の流れを示すフローチャート。 燃料カット期間に対する筒内噴射減少補正期間の特性を示す特性図。 燃焼室壁温度に対する筒内噴射減少補正期間の特性を示す特性図。 燃料カットおよびリカバー時の種々のパラメータの変化を示すタイムチャート。
 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
 図1は、この発明が適用された自動車用内燃機関1のシステム構成を示している。この内燃機関1は、例えば4ストロークサイクルの火花点火内燃機関であって、燃焼室3の天井壁面に、一対の吸気弁4および一対の排気弁5が配置されているとともに、これらの吸気弁4および排気弁5に囲まれた中央部に点火プラグ6が配置されている。
 上記吸気弁4によって開閉される吸気ポート7の下方には、主たる燃料噴射弁として燃焼室3内に燃料を直接に噴射する筒内噴射用燃料噴射弁8が配置されている。また吸気ポート7には、補助的な燃料噴射弁として吸気ポート7内へ向けて燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁9が各気筒毎に配置されている。これらの筒内噴射用燃料噴射弁8およびポート噴射用燃料噴射弁9は、いずれも駆動パルス信号が印加されることによって開弁する電磁式ないし圧電式の噴射弁であって、駆動パルス信号のパルス幅に実質的に比例した量の燃料を噴射する。
 上記吸気ポート7に接続された吸気通路11のコレクタ部12上流側には、エンジンコントローラ13からの制御信号によって開度が制御される電子制御型スロットルバルブ14が介装されており、その上流側に、吸入空気量を検出するエアフロメータ15が配設されている。
 また、排気ポート17に接続された排気通路18には、三元触媒からなる触媒装置19が介装されており、その上流側に、空燃比を検出する空燃比センサ20が配置されている。
 上記エンジンコントローラ13には、上記のエアフロメータ15、空燃比センサ20のほか、機関回転速度を検出するためのクランク角センサ21、冷却水温を検出する水温センサ22、運転者により操作されるアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ23、車速を検出する車速センサ24、吸気通路11例えばコレクタ部12における吸気温度を検出する吸気温度センサ25、等のセンサ類の検出信号が入力されている。エンジンコントローラ13は、これらの検出信号に基づき、燃料噴射弁8,9による燃料噴射量および噴射時期、点火プラグ6による点火時期、スロットルバルブ14の開度、等を最適に制御している。
 筒内噴射用燃料噴射弁8による筒内噴射とポート噴射用燃料噴射弁9によるポート噴射の噴射量割合は、エンジンコントローラ13により、内燃機関1の運転条件に応じて制御される。図2は、上記内燃機関1の負荷と回転速度とをパラメータとした内燃機関1の運転領域において、総噴射量(つまり筒内噴射噴射量とポート噴射噴射量との和)に占める筒内噴射の噴射量の割合の特性を示している。なお、図2等において、「DIG」は筒内噴射用燃料噴射弁8による筒内噴射を意味し、「MPI」はポート噴射用燃料噴射弁9によるポート噴射を意味している。
 図2に示すように、この実施例においては、低速低負荷側の領域では筒内噴射の噴射量割合が100%(つまり要求燃料量の全量が筒内噴射用燃料噴射弁8から噴射される)であり、高速高負荷側の領域では、両者を所定割合で併用した状態、例えば筒内噴射の噴射量割合が70%程度となる。そして、負荷が高いほど、また機関回転速度が高いほど、筒内噴射の噴射量割合が低くなる傾向となっている。
 エンジンコントローラ13は、図2のような特性に沿って、必要な筒内噴射用燃料噴射弁8の噴射量とポート噴射用燃料噴射弁9の噴射量とを決定する。なお、図2は、内燃機関1の暖機完了後の特性を示しており、機関冷間時は、機関温度例えば冷却水温に基づいて両者の噴射量割合の特性が補正される。あるいは、冷却水温毎に適切な特性に割り付けた複数の制御マップを備えるようにしてもよい。
 本発明は、上記のような噴射量割合の制御を前提として、燃料カット後の燃料カットリカバーの際の噴射量割合を所定期間補正するようにしたものである。すなわち、燃料カット中は、筒内で燃焼が行われずに吸気が通流することから、燃焼室壁温度(詳しくはシリンダ壁面やピストン冠面の温度)が比較的急激に低下する。そのため、筒内噴射では、筒内に噴射された燃料が壁面に付着しやすくなり、粒子状物質の排出量が増加する要因となる。本発明では、このような粒子状物質の排出を抑制するために、リカバー時に筒内噴射の噴射量割合の減少補正を行う。
 図3は、エンジンコントローラ13において実行される一実施例の制御の流れを示すフローチャートである。
 ステップ1では、燃料カットが既に開始されているか否か、換言すれば燃料カット中であるか否かを判定する。車両の走行中に運転者がアクセルペダル開度を全閉とすると、所定の燃料カット条件(例えば、冷却水温が暖機完了後であること、車速が所定の閾値以上であること、機関回転速度が所定の閾値以上であること、など)を満たすことを条件として燃料カットが実行される。
 ステップ1でNOであれば、ステップ12へ進み、通常の燃料噴射制御を行う。つまり、図2のような噴射量割合の特性に沿って、筒内噴射用燃料噴射弁8の噴射量とポート噴射用燃料噴射弁9の噴射量とが制御される。
 燃料カット中であれば、ステップ2へ進み、燃料カット期間を示すカウンタFCTCNTを用いて燃料カット時間の計測を行う。ステップ3では、ステップ2のカウンタFCTCNTの値に基づき、筒内噴射減少補正期間の第1の設定値TFCRDIDTAを、図4に示すような特性のテーブルから求める。ここでは、燃料カット時間が長いほど第1の設定値TFCRDIDTAが大となる。
 さらにステップ4へ進み、燃焼室壁温度CCWTEMPの推定を行う。例えば機関運転中の燃焼室壁温度CCWTEMPは、内燃機関1の負荷と回転速度、さらには必要に応じて冷却水温や吸気温度等のパラメータを用いて推定することが可能である。そして、燃料カット中に燃焼室を通過した吸気量と吸気温度等を用いて燃料カット開始時点の推定温度から温度低下分を逐次減算していくことで、燃料カット中の燃焼室壁温度CCWTEMPの推定が可能である。なお、この燃焼室壁温度CCWTEMPの推定の手法としては、上記の例に限られず、どのようなものであってもよい。また、燃焼室壁温度を直接に検出するようにしてもよい。
 ステップ5では、ステップ4で推定した燃焼室壁温度CCWTEMPに基づき、筒内噴射減少補正期間の第2の設定値TFCRDIDTBを、図5に示すような特性のテーブルから求める。ここでは、燃焼室壁温度CCWTEMPが低いほど第2の設定値TFCRDIDTBが大となる。
 次にステップ6では、ステップ3の第1の設定値TFCRDIDTAとステップ5の第2の設定値TFCRDIDTBとを比較して、より大きな方の値を、筒内噴射減少補正期間の設定値TFCRDIDTとして決定する。
 上記のステップ2~ステップ6の処理は、燃料カット中に繰り返し実行される。これにより、燃料カット中は、そのときまでの燃料カット時間とその時点の燃焼室壁温度CCWTEMPとに応じた筒内噴射減少補正期間の設定値TFCRDIDTが逐次算出される。
 ステップ7では、燃料カットリカバーが開始したか否かを判定する。つまり、所定の燃料カットリカバー条件が成立した否かを判定する。例えば、燃料カットリカバー条件としては、運転者によるアクセルペダルの踏込のほか、車速が所定の閾値以下に低下したこと、あるいは、機関回転速度が所定の閾値以下に低下したこと、などが挙げられる。
 燃料カットリカバーが開始したら、ステップ7からステップ8へ進み、総噴射量に占める筒内噴射の噴射量の割合を減少補正して、燃料供給を実行する。つまり、そのときの負荷(吸入空気量)と機関回転速度とに基づいて図2のように基本的な噴射量割合が定まるが、この基本的な噴射量割合よりも筒内噴射の噴射量割合を低くした噴射量割合となるように、各々の噴射量が決定される。例えば、基本的な筒内噴射の噴射量割合から所定量を減算する、あるいは基本的な噴射量割合に所定の補正係数を乗じる、などにより、補正後の噴射量割合を決定することができる。このときの補正の程度(例えば、減算量ないし補正係数)は、一定値であってもよく、あるいは、燃料カット時間などの何らかのパラメータに応じて可変的に与えるようにしてもよい。
 ステップ9では、リカバー開始からの経過期間を示すカウンタFCRDIDTを用いて、筒内噴射減少補正期間の計測を行う。ステップ10では、このカウンタFCRDIDTの値を、ステップ6で設定した筒内噴射減少補正期間の設定値TFCRDIDTと比較する。そして、カウンタFCRDIDTの値が設定値TFCRDIDT以上となったら、ステップ12へ進み、通常の燃料噴射制御に復帰する。設定値TFCRDIDTに達するまでは、ステップ8へ戻り、筒内噴射の噴射量割合の減少補正を継続する。
 またステップ11では、筒内噴射減少補正期間中に、その時点の燃焼室壁温度CCWTEMP(これはステップ4においてリカバー後も継続して推定される)が所定の温度TCCWTEMP以上となったか否かを判定する。燃料供給の再開により燃焼室壁温度CCWTEMPが上昇してくるので、カウンタFCRDIDTの値が設定値TFCRDIDTに達する前に燃焼室壁温度CCWTEMPが所定温度TCCWTEMP以上となったら、筒内噴射の噴射量割合の減少補正を終了し、ステップ12の通常の燃料噴射制御に復帰する。所定温度TCCWTEMPとしては、例えば、140℃程度である。なお、前述した筒内噴射減少補正期間の設定値TFCRDIDTも、実際の燃焼室壁温度が140℃程度に復帰する時期を目標に設定されている。
 図6は、上記実施例の制御による動作を説明するためのタイムチャートであって、燃料カット開始から燃料カットリカバーに至るまでの種々のパラメータの変化を示している。図の上段から順に、(a)機関回転速度、(b)筒内の当量比、(c)燃料カット期間を示すカウンタFCTCNT、(d)筒内噴射減少補正期間を示すカウンタFCRDIDT、(e)燃焼室壁温度CCWTEMP、(f)ポート噴射の噴射量割合、(g)筒内噴射の噴射量割合、(h)排気中の粒子数(PN:Particle Number)、をそれぞれ示す。
 この図の例では、時間t1までは筒内噴射とポート噴射とが図2の特性に従って所定の割合で行われている。時間t1において、運転者がアクセルペダル開度を全閉としたことで燃料カットが実行される。これにより、機関回転速度は徐々に低下する。同時に燃焼室壁温度は徐々に低下していく。燃料カットの継続時間は、カウンタFCTCNTによって計測される。
 その後、時間t2において、例えば車速の閾値までの低下などのリカバー条件に基づき、燃料カットリカバーが実行される。このリカバーの際の燃焼室壁温度CCWTEMPおよび燃料カット時間(カウンタFCTCNT)に基づいて、筒内噴射減少補正期間の設定値TFCRDIDTが決定される。そして、リカバー開始から筒内噴射減少補正期間の間は、図の(f),(g)に示すように、筒内噴射の噴射量割合が低く与えられ、かつポート噴射の噴射量割合が高く与えられる。なお、破線は、図2のような基本的な通常時の特性を示している。
 時間t3において、筒内噴射減少補正期間(カウンタFCRDIDT)が設定値TFCRDIDTに達し、噴射量割合の補正が終了する。以後は、通常の噴射量割合に制御される。
 なお、図示例では、燃料カットリカバーの際に、触媒装置19を酸素過剰な状態から早期に復帰させるために所謂リッチスパイクが与えられ、当量比は一時的にリッチな状態となる。このリッチスパイクは、必ずしも時間t3まで継続されるものではない。
 このように燃料カットリカバー後の時間t2~t3の間に、筒内噴射の噴射量割合を減少補正することで、リカバー時の粒子状物質の排出量が抑制される。図の(h)の破線は、噴射量割合の補正を行わずにリカバーを実行した場合の粒子数PNの特性を示し、実線は、上記実施例のように噴射量割合の補正を行った場合の粒子数PNの特性を示している。図示するように、燃料カットリカバー時は、燃焼室壁温度が低下することで粒子数PNが増加するが、上記実施例では、筒内噴射の噴射量割合を減少補正することで、粒子数PNの増加が抑制される。
 なお、図の(e)燃焼室壁温度CCWTEMPは、リカバー開始後、図示するように上昇し、カウンタFCRDIDTの値が設定値TFCRDIDTに達する時間t3においては、筒内噴射によっても粒子状物質が多く生成されない十分な温度に達している。図6では、理解を容易にするために、燃焼室壁温度CCWTEMPが時間t3において同時に所定温度TCCWTEMPに達しているが、前述したように、カウンタFCRDIDTの値が設定値TFCRDIDTに達する前に所定温度TCCWTEMP以上となれば、その時点で噴射量割合の補正が終了する。
 以上、この発明の一実施例を詳細に説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば図3の例では、燃料カット時間と燃焼室壁温度との双方を用いて筒内噴射減少補正期間を設定しているが、いずれか一方のみから筒内噴射減少補正期間を設定するようにしてもよい。

Claims (5)

  1.  燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁と、を備え、両者の噴射量割合を機関運転条件に応じて制御するとともに、内燃機関の所定の減速時に燃料カットを行う内燃機関の制御装置において、
     燃料カット状態から燃料供給を再開する燃料カットリカバーのときに、リカバー開始から所定期間の間、筒内噴射用燃料噴射弁の噴射量割合を減少補正する、内燃機関の制御装置。
  2.  燃料カット開始からリカバー開始までの燃料カット時間が長いほど上記所定期間を長く設定する、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
  3.  リカバー開始時の燃焼室壁温度を推定ないし検出し、このリカバー開始時の燃焼室壁温度が低いほど上記所定期間を長く設定する、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
  4.  リカバー開始後の燃焼室壁温度を推定もしくは検出し、上記所定期間の間に燃焼室壁温度が所定温度以上となったときに、噴射量割合の減少補正を終了する、請求項1~3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  5.  燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射用燃料噴射弁と、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁と、を備え、両者の噴射量割合を機関運転条件に応じて制御するとともに、内燃機関の所定の減速時に燃料カットを行う内燃機関の制御方法において、
     燃料カット状態から燃料供給を再開する燃料カットリカバーのときに、リカバー開始から所定期間の間、筒内噴射用燃料噴射弁の噴射量割合を減少補正する、内燃機関の制御方法。
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