JP2003227376A - 直噴式エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents
直噴式エンジンの燃料噴射制御装置Info
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】１回の燃料噴射で昇温用の燃料の供給を可能と
し、燃料噴射を安定させ、触媒の早期活性化を促しつ
つ、燃費や排気組成の悪化を阻止する。 【解決手段】エンジン１に燃料を噴射する燃料噴射弁３
と、排気通路５に設置した触媒６とを備える。触媒６の
活性化状態を、例えば触媒温度に基づいて判定し、触媒
６が非活性状態にあるときに、燃料噴射期間が排気行程
から吸気行程にわたるようにして１回の燃料噴射を行
い、噴射燃料の一部が排気行程などにおいて燃焼するよ
うにする。
し、燃料噴射を安定させ、触媒の早期活性化を促しつ
つ、燃費や排気組成の悪化を阻止する。 【解決手段】エンジン１に燃料を噴射する燃料噴射弁３
と、排気通路５に設置した触媒６とを備える。触媒６の
活性化状態を、例えば触媒温度に基づいて判定し、触媒
６が非活性状態にあるときに、燃料噴射期間が排気行程
から吸気行程にわたるようにして１回の燃料噴射を行
い、噴射燃料の一部が排気行程などにおいて燃焼するよ
うにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は直噴式エンジンの
燃料噴射制御装置に関するものである。
燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】エンジンから排出される排気ガスを浄化
するために触媒が用いられるが、触媒はエンジンの始動
直後など温度が低いときには活性化されず、排気の浄化
効率が低下する。
するために触媒が用いられるが、触媒はエンジンの始動
直後など温度が低いときには活性化されず、排気の浄化
効率が低下する。
【０００３】特開２０００−７３８２０号公報にもある
ように、排気温度を高めて触媒を早期に活性化するため
に、燃料の噴射を、通常運転時の噴射とは別に圧縮行程
や膨張行程でも燃料を噴射し、排気行程や排気管内で燃
焼させる方法がある。
ように、排気温度を高めて触媒を早期に活性化するため
に、燃料の噴射を、通常運転時の噴射とは別に圧縮行程
や膨張行程でも燃料を噴射し、排気行程や排気管内で燃
焼させる方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
最大噴射量が大きい場合には、燃料噴射量を制限するオ
リフィスも大きくなるが、オリフィスが大きいと、上記
した排気温度上昇用の少量の燃料噴射時には、それだけ
噴射期間を短くする必要がある。
最大噴射量が大きい場合には、燃料噴射量を制限するオ
リフィスも大きくなるが、オリフィスが大きいと、上記
した排気温度上昇用の少量の燃料噴射時には、それだけ
噴射期間を短くする必要がある。
【０００５】燃料噴射弁には安定的に噴射可能な最小噴
射期間があり、それよりも噴射期間が短くなると、噴射
される燃料量が変動しやすく、目標値よりも噴射量が多
すぎれば排気組成の悪化を招き、少な過ぎれば温度上昇
効果が損なわれる。
射期間があり、それよりも噴射期間が短くなると、噴射
される燃料量が変動しやすく、目標値よりも噴射量が多
すぎれば排気組成の悪化を招き、少な過ぎれば温度上昇
効果が損なわれる。
【０００６】本発明はこのような問題に着目し、１回の
燃料噴射で昇温用の燃料の供給を可能とすることによ
り、燃料噴射を安定させ、触媒の早期活性化を促しつ
つ、燃費や排気組成の悪化を阻止することを目的とす
る。
燃料噴射で昇温用の燃料の供給を可能とすることによ
り、燃料噴射を安定させ、触媒の早期活性化を促しつ
つ、燃費や排気組成の悪化を阻止することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、エンジン
に燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気系に設置した排気
浄化用の触媒とを備えた直噴式エンジンにおいて、触媒
の活性化状態を判定する手段と、触媒が非活性状態にあ
るときに、燃料噴射期間が排気行程から吸気行程にわた
るようにして１回の燃料噴射を行う燃料噴射制御手段
と、を備えたことを特徴とする。
に燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気系に設置した排気
浄化用の触媒とを備えた直噴式エンジンにおいて、触媒
の活性化状態を判定する手段と、触媒が非活性状態にあ
るときに、燃料噴射期間が排気行程から吸気行程にわた
るようにして１回の燃料噴射を行う燃料噴射制御手段
と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】第２の発明は、エンジンに燃料を噴射する
燃料噴射弁と、排気系に設置した排気浄化用の触媒とを
備えた直噴式エンジンにおいて、触媒の活性化状態を判
定する手段と、触媒が非活性状態にあるときに、通常運
転時の燃料噴射時期と、これよりも遅い燃料噴射時期と
の２回に分けて燃料噴射を行うか、燃料噴射期間が排気
行程から吸気行程にわたるようにして１回の燃料噴射を
行うか、を運転条件に応じて選択して実行する燃料噴射
制御手段と、を備えたことを特徴する。
燃料噴射弁と、排気系に設置した排気浄化用の触媒とを
備えた直噴式エンジンにおいて、触媒の活性化状態を判
定する手段と、触媒が非活性状態にあるときに、通常運
転時の燃料噴射時期と、これよりも遅い燃料噴射時期と
の２回に分けて燃料噴射を行うか、燃料噴射期間が排気
行程から吸気行程にわたるようにして１回の燃料噴射を
行うか、を運転条件に応じて選択して実行する燃料噴射
制御手段と、を備えたことを特徴する。
【０００９】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記１回の燃料噴射期間は、排気弁が閉じる前で
吸気弁が開く前から始まり、吸気弁が開き排気弁が閉じ
た後に終了する。
いて、前記１回の燃料噴射期間は、排気弁が閉じる前で
吸気弁が開く前から始まり、吸気弁が開き排気弁が閉じ
た後に終了する。
【００１０】第４の発明は、第２の発明において、前記
２回の燃料噴射の運転条件により決まる燃料噴射パルス
幅が、許容最小パルス幅よりも小さいときに前記１回の
燃料噴射を選択する。
２回の燃料噴射の運転条件により決まる燃料噴射パルス
幅が、許容最小パルス幅よりも小さいときに前記１回の
燃料噴射を選択する。
【００１１】第５の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記２回の燃料噴射のうち、後の燃料噴射は圧縮
行程または膨張行程で行われる。
いて、前記２回の燃料噴射のうち、後の燃料噴射は圧縮
行程または膨張行程で行われる。
【００１２】第６の発明は、第１から第５の発明におい
て、エンジンの吸気弁、排気弁の開閉時期を変化させる
バルブタイミング可変装置をさらに備え、前記燃料噴射
制御手段は、排気弁閉時期、吸気弁開時期の少なくとも
いずれかに応じて前記１回の燃料噴射の噴射時期を補正
する。
て、エンジンの吸気弁、排気弁の開閉時期を変化させる
バルブタイミング可変装置をさらに備え、前記燃料噴射
制御手段は、排気弁閉時期、吸気弁開時期の少なくとも
いずれかに応じて前記１回の燃料噴射の噴射時期を補正
する。
【００１３】第７の発明は、第６の発明において、前記
排気弁の閉時期が進角側に変化するときは、前記１回の
燃料噴射の噴射時期を進角側に変化させる。
排気弁の閉時期が進角側に変化するときは、前記１回の
燃料噴射の噴射時期を進角側に変化させる。
【００１４】第８の発明は、第６の発明において、前記
吸気弁の開時期が遅角側に変化するときは、前記１回の
燃料噴射の噴射時期を遅角側に変化させる。
吸気弁の開時期が遅角側に変化するときは、前記１回の
燃料噴射の噴射時期を遅角側に変化させる。
【００１５】
【作用・効果】本発明によれば、触媒の活性化状態にな
いときは、燃料の噴射期間が排気行程から吸気行程にか
かるように、燃料噴射が行われ、燃料の一部がそのまま
排気行程もしくは排気管内で燃焼し、これにより排気温
度を高めて触媒の早期活性化を図る一方、残りの燃料は
シリンダ内にとどまり、通常の燃焼を行い、エンジン出
力を発生させる。燃料は通常燃焼用と触媒昇温用とが１
回の噴射で行われるため、噴射期間は長く、燃料噴射特
性が安定し、この結果、触媒の早期活性化を促しつつ、
燃費や排気組成の悪化を阻止できる。
いときは、燃料の噴射期間が排気行程から吸気行程にか
かるように、燃料噴射が行われ、燃料の一部がそのまま
排気行程もしくは排気管内で燃焼し、これにより排気温
度を高めて触媒の早期活性化を図る一方、残りの燃料は
シリンダ内にとどまり、通常の燃焼を行い、エンジン出
力を発生させる。燃料は通常燃焼用と触媒昇温用とが１
回の噴射で行われるため、噴射期間は長く、燃料噴射特
性が安定し、この結果、触媒の早期活性化を促しつつ、
燃費や排気組成の悪化を阻止できる。
【００１６】また、第２、第３の発明のように、触媒昇
温用の燃料噴射量が許容最小噴射量よりも多いときは、
２回に分けた燃料噴射に切り換えることで、より一層正
確な昇温用と通常燃焼用との燃料噴射を行うことが可能
となる。
温用の燃料噴射量が許容最小噴射量よりも多いときは、
２回に分けた燃料噴射に切り換えることで、より一層正
確な昇温用と通常燃焼用との燃料噴射を行うことが可能
となる。
【００１７】なお、第５の発明において、触媒昇温用の
燃料噴射を膨張行程とすると、排気温度の上昇効果を高
めることができる。
燃料噴射を膨張行程とすると、排気温度の上昇効果を高
めることができる。
【００１８】第６から第８の発明によれば、吸気弁、排
気弁の開閉時期が運転条件によって可変となったときに
は、１回の燃料噴射の噴射時期を、これら吸排気弁の開
閉時期に対応して遅らせたり、早めたりすることで、常
に噴射燃料の一部を確実に排気行程ないしは排気管内で
燃焼させることができ、このようなときでも触媒の活性
化を促すことが可能となる。
気弁の開閉時期が運転条件によって可変となったときに
は、１回の燃料噴射の噴射時期を、これら吸排気弁の開
閉時期に対応して遅らせたり、早めたりすることで、常
に噴射燃料の一部を確実に排気行程ないしは排気管内で
燃焼させることができ、このようなときでも触媒の活性
化を促すことが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２０】図１において、１は直噴式のガソリンエン
ジンであり、燃焼室２に直接的に燃料を噴射する燃料噴
射弁３が設けられる。４は吸気通路、５は排気通路であ
り、排気通路５には排気浄化用の触媒６が設置される。
触媒６としてはＮＯｘとＣＯ、ＨＣを浄化する三元触
媒、あるいはリーン空燃比下でＮＯｘを吸収するＮＯｘ
触媒などが設置される。
ジンであり、燃焼室２に直接的に燃料を噴射する燃料噴
射弁３が設けられる。４は吸気通路、５は排気通路であ
り、排気通路５には排気浄化用の触媒６が設置される。
触媒６としてはＮＯｘとＣＯ、ＨＣを浄化する三元触
媒、あるいはリーン空燃比下でＮＯｘを吸収するＮＯｘ
触媒などが設置される。
【００２１】吸気弁７には開閉時期が可変的に制御でき
るバルブタイミング可変装置８が設けられ、また排気弁
９についても同じ構造のバルブタイミング可変装置１０
が設けられる。燃焼室２には、圧縮上死点付近で混合気
に着火する点火栓１１が取付けられ、さらには排気還流
通路１２による排気還流量を制御するための排気還流制
御弁１３が備えられ、これらバルブタイミング可変装置
８、１０、点火栓１１、排気還流制御弁１３の各作動を
制御すると共に、前記燃料噴射弁３からの燃料噴射量を
制御するために、コントローラ１５が備えられる。
るバルブタイミング可変装置８が設けられ、また排気弁
９についても同じ構造のバルブタイミング可変装置１０
が設けられる。燃焼室２には、圧縮上死点付近で混合気
に着火する点火栓１１が取付けられ、さらには排気還流
通路１２による排気還流量を制御するための排気還流制
御弁１３が備えられ、これらバルブタイミング可変装置
８、１０、点火栓１１、排気還流制御弁１３の各作動を
制御すると共に、前記燃料噴射弁３からの燃料噴射量を
制御するために、コントローラ１５が備えられる。
【００２２】コントローラ１５はマイクロプロセッサな
どで構成され、運転状態を代表する信号として、吸気通
路４のスロットル弁１６の開度を検出するスロットル開
度センサ２１、アクセル開度を検出するアクセル開度セ
ンサ２２、エンジン吸入空気量を検出するエアフローセ
ンサ２３、エンジン回転数を検出するクランク角センサ
２４、エンジン冷却水温を検出する冷却水温センサ２
５、吸気温度を検出する吸気温センサ２６、さらには排
気中の空燃比を検出する空燃比センサ２７、触媒６の温
度を検出する触媒温度センサ２８などから信号が入力
し、これら各検出信号に基づいて運転状態に応じて上記
した制御を行う。
どで構成され、運転状態を代表する信号として、吸気通
路４のスロットル弁１６の開度を検出するスロットル開
度センサ２１、アクセル開度を検出するアクセル開度セ
ンサ２２、エンジン吸入空気量を検出するエアフローセ
ンサ２３、エンジン回転数を検出するクランク角センサ
２４、エンジン冷却水温を検出する冷却水温センサ２
５、吸気温度を検出する吸気温センサ２６、さらには排
気中の空燃比を検出する空燃比センサ２７、触媒６の温
度を検出する触媒温度センサ２８などから信号が入力
し、これら各検出信号に基づいて運転状態に応じて上記
した制御を行う。
【００２３】ここで、主としてエンジンの始動時直後な
ど、触媒６が不活性の状態にあるときに、燃料噴射弁３
からの燃料噴射量、噴射時期を調整することで、排気温
度を上昇させ、触媒６を早期に活性化するためにコント
ローラ１５で行われる制御について、図２のフローチャ
ートにしたがって説明する。
ど、触媒６が不活性の状態にあるときに、燃料噴射弁３
からの燃料噴射量、噴射時期を調整することで、排気温
度を上昇させ、触媒６を早期に活性化するためにコント
ローラ１５で行われる制御について、図２のフローチャ
ートにしたがって説明する。
【００２４】なお、このフローチャートによる制御動作
は所定の単位時間毎に繰り返し実行される。
は所定の単位時間毎に繰り返し実行される。
【００２５】まずステップＳ01では冷却水温センサ２
５、触媒温度センサ２８などの故障診断を行い、これら
が正常のときは触媒活性化制御条件が成立したものと判
断し、ステップＳ02に移行するが、不成立のときはステ
ップＳ17に進んで、通常の燃料噴射（制御３）を行う。
なお、この通常噴射では、そのときのエンジン回転数と
吸入空気量により、予め設定されたマップから燃料噴射
パルス幅と噴射時期を算出し、燃料噴射を実施する。
５、触媒温度センサ２８などの故障診断を行い、これら
が正常のときは触媒活性化制御条件が成立したものと判
断し、ステップＳ02に移行するが、不成立のときはステ
ップＳ17に進んで、通常の燃料噴射（制御３）を行う。
なお、この通常噴射では、そのときのエンジン回転数と
吸入空気量により、予め設定されたマップから燃料噴射
パルス幅と噴射時期を算出し、燃料噴射を実施する。
【００２６】上記制御条件が成立したときは、ステップ
Ｓ02において、触媒温度センサ２８の検出した触媒温度
をTCATとして読み込む。
Ｓ02において、触媒温度センサ２８の検出した触媒温度
をTCATとして読み込む。
【００２７】そしてステップＳ03で触媒温度TCATを早期
活性化を必要とする触媒温度に相当する基準温度TCATMA
Xと比較し、早期活性化が必要とされているかどうかの
判定を行う。この判定基準温度は触媒６に含まれる貴金
属の配合によって異なった値をとる。触媒温度が基準温
度よりも低ければ、ステップＳ04に進むが、基準温度よ
りも高い場合は、十分に活性化しているものとして、ス
テップＳ18に移行して前記ステップ17と同じように、通
常の燃料噴射を行う。
活性化を必要とする触媒温度に相当する基準温度TCATMA
Xと比較し、早期活性化が必要とされているかどうかの
判定を行う。この判定基準温度は触媒６に含まれる貴金
属の配合によって異なった値をとる。触媒温度が基準温
度よりも低ければ、ステップＳ04に進むが、基準温度よ
りも高い場合は、十分に活性化しているものとして、ス
テップＳ18に移行して前記ステップ17と同じように、通
常の燃料噴射を行う。
【００２８】ステップＳ04では触媒６を早期活性化する
ための昇温制御として、通常燃料噴射と、これとは別に
噴射時期を遅らせた昇温用の燃料噴射との２回に分けた
燃料噴射（制御１）のために、そのときのエンジン回転
数と吸入空気量に基づいて、２回噴射用に設定されてい
る、通常燃料噴射パルス幅CT11と、昇温燃料噴射パルス
幅CT12とを、予め設定されたマップにしたがって算出す
る。
ための昇温制御として、通常燃料噴射と、これとは別に
噴射時期を遅らせた昇温用の燃料噴射との２回に分けた
燃料噴射（制御１）のために、そのときのエンジン回転
数と吸入空気量に基づいて、２回噴射用に設定されてい
る、通常燃料噴射パルス幅CT11と、昇温燃料噴射パルス
幅CT12とを、予め設定されたマップにしたがって算出す
る。
【００２９】ステップＳ05では燃料噴射弁固有の安定的
に燃料噴射できる最小パルス幅CTIMINと、これら算出し
たパルス幅CTII,CT12とをそれぞれ比較し、算出した燃
料噴射パルス幅のいずかでも小さいときには、ステップ
Ｓ06に進むが、そうでないときはステップＳ19に移行し
て、この算出した燃料噴射パルス幅CTIIとCT12に基づい
て燃料を２回噴射する（制御１）。
に燃料噴射できる最小パルス幅CTIMINと、これら算出し
たパルス幅CTII,CT12とをそれぞれ比較し、算出した燃
料噴射パルス幅のいずかでも小さいときには、ステップ
Ｓ06に進むが、そうでないときはステップＳ19に移行し
て、この算出した燃料噴射パルス幅CTIIとCT12に基づい
て燃料を２回噴射する（制御１）。
【００３０】通常燃料噴射と昇温用燃料噴射の２回噴射
は、共に最小燃料噴射パルス幅よりも大きく、安定した
正確な噴射量制御が可能なため、噴射時期を遅らせた昇
温用の燃料噴射に基づいて排気温度を的確に上昇させ、
触媒６の早期活性化を促すことができる。
は、共に最小燃料噴射パルス幅よりも大きく、安定した
正確な噴射量制御が可能なため、噴射時期を遅らせた昇
温用の燃料噴射に基づいて排気温度を的確に上昇させ、
触媒６の早期活性化を促すことができる。
【００３１】これに対して、燃料の噴射パルス幅CTIIと
CTI2のいずれかが安定的な燃料噴射の限界である最小パ
ルス幅よりも小さいときには、ステップＳ06以降におい
て、触媒早期活性化制御として、通常噴射と昇温用噴射
の２回分の燃料を１回の燃料噴射で行い、かつ燃料噴射
時期を排気行程から吸気行程にかけて行うことで、噴射
燃料の一部を排気行程ないしは排気管内で燃焼させ、排
気温度を上昇させる（制御２）。
CTI2のいずれかが安定的な燃料噴射の限界である最小パ
ルス幅よりも小さいときには、ステップＳ06以降におい
て、触媒早期活性化制御として、通常噴射と昇温用噴射
の２回分の燃料を１回の燃料噴射で行い、かつ燃料噴射
時期を排気行程から吸気行程にかけて行うことで、噴射
燃料の一部を排気行程ないしは排気管内で燃焼させ、排
気温度を上昇させる（制御２）。
【００３２】このため、まずステップＳ06で吸入空気量
を、ステップＳ07でエンジン回転数を、ステップＳ08で
吸気弁開時期を、ステップＳ09で排気弁閉時期をそれぞ
れ読み込む。
を、ステップＳ07でエンジン回転数を、ステップＳ08で
吸気弁開時期を、ステップＳ09で排気弁閉時期をそれぞ
れ読み込む。
【００３３】そして、ステップＳ10ではエンジン回転数
と吸入空気量とから、予め設定してあるマップにしたが
って燃料噴射パルス幅CT13を算出する。ステップＳ11で
は触媒温度に相関のあるパルス幅補正係数を設定した、
図３に示すような、テーブルからそのときの触媒温度に
基づいて、補正係数KCT1を算出する。なお、この補正係
数は触媒温度が低いときほど大きくなる値となってい
る。
と吸入空気量とから、予め設定してあるマップにしたが
って燃料噴射パルス幅CT13を算出する。ステップＳ11で
は触媒温度に相関のあるパルス幅補正係数を設定した、
図３に示すような、テーブルからそのときの触媒温度に
基づいて、補正係数KCT1を算出する。なお、この補正係
数は触媒温度が低いときほど大きくなる値となってい
る。
【００３４】ステップＳ12でこの補正係数KCT1に基づい
て噴射パルス幅CT13を補正して、最終的な燃料噴射パル
ス幅CT14を、CT14＝CT13×KCT1として算出する。したが
って補正された噴射パルス幅は触媒温度が低いときほど
大きく、排気温度の上昇効果が高められる。
て噴射パルス幅CT13を補正して、最終的な燃料噴射パル
ス幅CT14を、CT14＝CT13×KCT1として算出する。したが
って補正された噴射パルス幅は触媒温度が低いときほど
大きく、排気温度の上昇効果が高められる。
【００３５】ステップＳ13でエンジン回転数と吸入空気
量に基づいて予め設定してある燃料噴射時期マップから
基本となる燃料噴射時期TITMを算出する。
量に基づいて予め設定してある燃料噴射時期マップから
基本となる燃料噴射時期TITMを算出する。
【００３６】ステップＳ14で、吸気弁開時期と排気弁閉
時期に基づく噴射時期補正値を設定した、図４に示すよ
うな、マップにしたがって噴射時期補正値CTITMを算出
する。この噴射時期補正値CTITMは、排気弁閉時期と吸
気弁開時期が共に遅れるほど大きくなる値に設定されて
いる。
時期に基づく噴射時期補正値を設定した、図４に示すよ
うな、マップにしたがって噴射時期補正値CTITMを算出
する。この噴射時期補正値CTITMは、排気弁閉時期と吸
気弁開時期が共に遅れるほど大きくなる値に設定されて
いる。
【００３７】そして、ステップＳ15で燃料噴射時期TITM
を補正値CTITMにより補正し、最終的な燃料噴射時期TIT
M2を、TITM2＝TITM＋CTITMとして算出する。この最終的
な燃料噴射時期TITM2は、図５にもあるように、吸気弁
７の開時期がバルブタイミング可変装置８によって遅れ
ると、噴射時期TITM2は相対的に遅れ側（クランク角で
遅角側）に制御され、また図６にあるように、バルブタ
イミング可変装置１０によって、排気弁９の閉時期が早
まると、噴射時期TITM2は相対的に早められる（クラン
ク角で進角側）。
を補正値CTITMにより補正し、最終的な燃料噴射時期TIT
M2を、TITM2＝TITM＋CTITMとして算出する。この最終的
な燃料噴射時期TITM2は、図５にもあるように、吸気弁
７の開時期がバルブタイミング可変装置８によって遅れ
ると、噴射時期TITM2は相対的に遅れ側（クランク角で
遅角側）に制御され、また図６にあるように、バルブタ
イミング可変装置１０によって、排気弁９の閉時期が早
まると、噴射時期TITM2は相対的に早められる（クラン
ク角で進角側）。
【００３８】このように吸気弁７と排気弁９のバルブタ
イミングがエンジンの運転状態に応じて最適状態に変化
したときでも、これに追従して燃料噴射時期を調整する
ことで、常に燃料が昇温燃焼用と、通常燃焼用とに適正
に分配される。
イミングがエンジンの運転状態に応じて最適状態に変化
したときでも、これに追従して燃料噴射時期を調整する
ことで、常に燃料が昇温燃焼用と、通常燃焼用とに適正
に分配される。
【００３９】そして、ステップＳ16ではこのように設定
された燃料噴射パルス幅CT14と、噴射時期TITM2とによ
り燃料噴射が実行され、これらにより燃料噴射期間の一
部が必ず排気行程にかかり、排気行程もしくは排気管内
で一部の燃料が燃焼し、排気温度を上昇させる一方、吸
気行程にかかった残りの燃料が燃焼室２にとどまり、通
常燃焼によりエンジン出力を発生させるようになってい
る。
された燃料噴射パルス幅CT14と、噴射時期TITM2とによ
り燃料噴射が実行され、これらにより燃料噴射期間の一
部が必ず排気行程にかかり、排気行程もしくは排気管内
で一部の燃料が燃焼し、排気温度を上昇させる一方、吸
気行程にかかった残りの燃料が燃焼室２にとどまり、通
常燃焼によりエンジン出力を発生させるようになってい
る。
【００４０】ここで、図７を参照しながら、触媒６の活
性化のための燃料噴射制御をまとめて説明する。
性化のための燃料噴射制御をまとめて説明する。
【００４１】エンジンの指導直後など、触媒６の温度が
低く、活性化していない状態にあっては、触媒温度を高
めるための昇温用の燃料噴射が行われる。
低く、活性化していない状態にあっては、触媒温度を高
めるための昇温用の燃料噴射が行われる。
【００４２】これは通常の燃料噴射と、これよりも燃料
噴射時期を遅らせての昇温用の比較的少量の燃料噴射と
の２回の燃料噴射に分けることにより達成されるが、こ
の場合に、とくに昇温用の燃料噴射パルス幅が、安定的
な燃料噴射を行うのに必要な許容最小噴射パルス幅以下
となったときには、排気行程から吸気行程にかけてのバ
ルブオーバラップ期間を含む領域で、１回の長い期間の
燃料噴射として行われる。
噴射時期を遅らせての昇温用の比較的少量の燃料噴射と
の２回の燃料噴射に分けることにより達成されるが、こ
の場合に、とくに昇温用の燃料噴射パルス幅が、安定的
な燃料噴射を行うのに必要な許容最小噴射パルス幅以下
となったときには、排気行程から吸気行程にかけてのバ
ルブオーバラップ期間を含む領域で、１回の長い期間の
燃料噴射として行われる。
【００４３】図７において、上記した２回噴射は、その
ときの運転状態によっても異なるが、例えば、ａの場合
は、エンジンの吸気行程で通常噴射が行われ、均質混合
気燃焼を実現しつつ、その後圧縮行程終期で昇温用の燃
料噴射を行う。ｂの場合は、通常噴射はａと同じだが、
昇温用の燃料噴射は膨張行程で行うことで、いっそうの
排気温度の上昇効果を高める。また、ｃの場合は、通常
噴射は圧縮行程で行われ、これによりリーン混合気の成
層燃焼を可能としつつ、昇温用の燃料噴射は膨張行程で
行う。
ときの運転状態によっても異なるが、例えば、ａの場合
は、エンジンの吸気行程で通常噴射が行われ、均質混合
気燃焼を実現しつつ、その後圧縮行程終期で昇温用の燃
料噴射を行う。ｂの場合は、通常噴射はａと同じだが、
昇温用の燃料噴射は膨張行程で行うことで、いっそうの
排気温度の上昇効果を高める。また、ｃの場合は、通常
噴射は圧縮行程で行われ、これによりリーン混合気の成
層燃焼を可能としつつ、昇温用の燃料噴射は膨張行程で
行う。
【００４４】これらはいずれもそのときの運転状態によ
って選択され、昇温用の燃料噴射は圧縮行程もしくは膨
張行程のいずれかを選択することができ、後者の方が燃
料の燃焼開始が遅くなる分、排気温度の上昇効果、つま
り触媒温度上昇効果は高い。
って選択され、昇温用の燃料噴射は圧縮行程もしくは膨
張行程のいずれかを選択することができ、後者の方が燃
料の燃焼開始が遅くなる分、排気温度の上昇効果、つま
り触媒温度上昇効果は高い。
【００４５】これに対して、２回燃料噴射を行うための
噴射パルス幅が、許容最小噴射パルス幅よりも小さく、
安定した燃料噴射が行えないときには、ｄで示すよう
に、１回噴射に切り換えられる。
噴射パルス幅が、許容最小噴射パルス幅よりも小さく、
安定した燃料噴射が行えないときには、ｄで示すよう
に、１回噴射に切り換えられる。
【００４６】この１回燃料噴射は、図５、図６にも示す
ように、排気行程から吸気行程にかけての上死点を含ん
だ範囲、つまり吸気弁７と排気弁９が共に開いているバ
ルブオーバラップ期間を含む範囲に設定される。より詳
しくは排気弁９が閉じる前でかつ吸気弁７が開く前から
燃料噴射が始まり、吸気弁７が開きかつ排気弁９が閉じ
た後に燃料噴射が終了するこれにより、排気行程で行わ
れた初期の噴射燃料は、多くはそのまま排気管へと流
れ、排気管内で燃焼する。このため排気温度を上昇さ
せ、触媒６の昇温効果を高める。一方、吸気行程にかけ
て噴射された残りの燃料は、排気弁９が閉じた後の吸気
行程でシリンダ内にとどまり、圧縮、点火され、通常の
均質混合気燃焼を行い、エンジン出力を発生させる。
ように、排気行程から吸気行程にかけての上死点を含ん
だ範囲、つまり吸気弁７と排気弁９が共に開いているバ
ルブオーバラップ期間を含む範囲に設定される。より詳
しくは排気弁９が閉じる前でかつ吸気弁７が開く前から
燃料噴射が始まり、吸気弁７が開きかつ排気弁９が閉じ
た後に燃料噴射が終了するこれにより、排気行程で行わ
れた初期の噴射燃料は、多くはそのまま排気管へと流
れ、排気管内で燃焼する。このため排気温度を上昇さ
せ、触媒６の昇温効果を高める。一方、吸気行程にかけ
て噴射された残りの燃料は、排気弁９が閉じた後の吸気
行程でシリンダ内にとどまり、圧縮、点火され、通常の
均質混合気燃焼を行い、エンジン出力を発生させる。
【００４７】そして、この場合には通常燃焼と昇温燃焼
との両方に必要な燃料が１回の燃料噴射により行われる
ので、燃料噴射期間が長く、噴射パルス幅は大きくなる
ため、燃料噴射は安定し、正確に目標とする燃料噴射量
に制御される。昇温用の燃料噴射量としては少量であっ
ても、１回噴射のために正確な燃料噴射が実現し、かつ
確実に昇温用の燃焼を行え、燃費や排気組成を悪化させ
ることなく、触媒６の早期活性化を可能とするのであ
る。
との両方に必要な燃料が１回の燃料噴射により行われる
ので、燃料噴射期間が長く、噴射パルス幅は大きくなる
ため、燃料噴射は安定し、正確に目標とする燃料噴射量
に制御される。昇温用の燃料噴射量としては少量であっ
ても、１回噴射のために正確な燃料噴射が実現し、かつ
確実に昇温用の燃焼を行え、燃費や排気組成を悪化させ
ることなく、触媒６の早期活性化を可能とするのであ
る。
【００４８】本発明は上記の実施の形態に限定されず
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。
【図１】本発明の実施形態を示す構成図である。
【図２】同じくその制御内容を示すフローチャートであ
る。
る。
【図３】燃料噴射パルス幅補正係数の特性図である。
【図４】燃料噴射時期補正値の特性図である。
【図５】吸排気弁の開閉時期と燃料噴射期間の関係を示
す説明図である。
す説明図である。
【図６】吸排気弁の開閉時期と燃料噴射期間の関係を示
す説明図である。
す説明図である。
【図７】燃料噴射特性を示す説明図である。
１ エンジン
３ 燃料噴射弁
４ 吸気通路
５ 排気通路
６ 触媒
７ 吸気弁
８ バルブタイミング可変装置
９ 排気弁
１０ バルブタイミング可変装置
１５ コントローラ
２１ スロットル開度センサ
２３ エアフローセンサ
２４ クランク角センサ
２５ 冷却水温センサ
２７ 空燃比センサ
２８ 触媒温度センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ
43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｊ
３０１Ｚ
Ｆターム(参考） 3G084 BA09 BA13 BA15 BA23 CA01
CA02 CA03 DA00 DA10 DA28
EB11 FA02 FA07 FA10 FA20
FA29 FA33 FA38
3G091 AA11 AA17 AA24 AB05 BA02
BA03 BA11 BA32 CB00 CB02
CB03 DC01 EA01 EA05 EA07
EA16 EA18 EA33 FA01 FA12
FA13 FB02 FB10 FC07 HA08
HA36 HA38 HB00
3G092 AA01 AA06 AA11 AA17 BA01
BB01 BB06 BB13 DA08 DE03S
EA03 EA04 EA09 EC01 FA00
FA15 GA01 GA04 HA01Z
HA04Z HA06Z HA13Z HD02Z
HD05X HD05Z HD09Z HE01Z
HE08Z HF08Z
3G301 HA04 HA13 HA19 JA00 JA21
JA25 JA26 KA01 KA02 KA05
KA08 LA03 LB04 MA01 MA11
MA19 MA23 NA08 ND01 NE11
NE12 NE15 PA01Z PA10Z
PA11Z PD02A PD02Z PD12Z
PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z
Claims (8)
- 【請求項１】エンジンに燃料を噴射する燃料噴射弁と、 排気系に設置した排気浄化用の触媒とを備えた直噴式エ
ンジンにおいて、 触媒の活性化状態を判定する手段と、 触媒が非活性状態にあるときに、燃料噴射期間が排気行
程から吸気行程にわたるようにして１回の燃料噴射を行
う燃料噴射制御手段と、を備えたことを特徴とする直噴
式エンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項２】エンジンに燃料を噴射する燃料噴射弁と、 排気系に設置した排気浄化用の触媒とを備えた直噴式エ
ンジンにおいて、 触媒の活性化状態を判定する手段と、 触媒が非活性状態にあるときに、通常運転時の燃料噴射
時期と、これよりも遅い燃料噴射時期との２回に分けて
燃料噴射を行うか、燃料噴射期間が排気行程から吸気行
程にわたるようにして１回の燃料噴射を行うか、を運転
条件に応じて選択して実行する燃料噴射制御手段と、を
備えたことを特徴する直噴式エンジンの燃料噴射制御装
置。 - 【請求項３】前記１回の燃料噴射期間は、排気弁が閉じ
る前で吸気弁が開く前から始まり、吸気弁が開き排気弁
が閉じた後に終了する請求項１または２に記載の直噴式
エンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項４】前記２回の燃料噴射の運転条件により決ま
る燃料噴射パルス幅が、許容最小パルス幅よりも小さい
ときに前記１回の燃料噴射を選択する請求項２に記載の
直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項５】前記２回の燃料噴射のうち、後の燃料噴射
は圧縮行程または膨張行程で行われる請求項１または２
に記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項６】エンジンの吸気弁、排気弁の開閉時期を変
化させるバルブタイミング可変装置をさらに備え、 前記燃料噴射制御手段は、排気弁閉時期、吸気弁開時期
の少なくともいずれかに応じて前記１回の燃料噴射の噴
射時期を補正する請求項１〜５のいずれか一つに記載の
直噴式エンジンの燃料噴射制御装置。 - 【請求項７】前記排気弁の閉時期が進角側に変化すると
きは、前記１回の燃料噴射の噴射時期を進角側に変化さ
せる請求項６に記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装
置。 - 【請求項８】前記吸気弁の開時期が遅角側に変化すると
きは、前記１回の燃料噴射の噴射時期を遅角側に変化さ
せる請求項６に記載の直噴式エンジンの燃料噴射制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002025485A JP2003227376A (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 直噴式エンジンの燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002025485A JP2003227376A (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 直噴式エンジンの燃料噴射制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003227376A true JP2003227376A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=27747627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002025485A Pending JP2003227376A (ja) | 2002-02-01 | 2002-02-01 | 直噴式エンジンの燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003227376A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011080424A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Toyota Motor Corp | 内燃機関燃料噴射制御装置 |
| US20150377175A1 (en) * | 2013-02-22 | 2015-12-31 | Nissan Motor Co., Ltd. | Device and method for controlling internal combustion engine |
-
2002
- 2002-02-01 JP JP2002025485A patent/JP2003227376A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011080424A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Toyota Motor Corp | 内燃機関燃料噴射制御装置 |
| US20150377175A1 (en) * | 2013-02-22 | 2015-12-31 | Nissan Motor Co., Ltd. | Device and method for controlling internal combustion engine |
| US9909520B2 (en) * | 2013-02-22 | 2018-03-06 | Nissan Motor Co., Ltd. | Device and method for controlling internal combustion engine |
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