JP2007239700A - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気通路に触媒を備える内燃機関に適用され、燃料噴射の停止後に、同噴射を復帰させる際の燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine that is applied to an internal combustion engine having a catalyst in an exhaust passage and controls a fuel injection amount when returning the injection after the fuel injection is stopped.
従来より、車両等に搭載されるこの種の内燃機関(以下、単に「機関」ということもある。)の燃料噴射制御装置として、例えば特許文献1に開示された技術が知られている。この燃料噴射制御においては、アイドルスイッチがONとなり(即ち、スロットル弁開度が最小スロットル弁開度となり)、且つエンジン回転速度が所定値(噴射停止回転速度)以上である場合、燃料噴射が停止される。
Conventionally, for example, a technique disclosed in
この燃料噴射の停止(「F/C」ということがある。)中に、アイドルスイッチがOFFとなった場合には、燃料噴射が強制復帰する(燃料噴射停止が強制的に解除される。)。また、F/C中において、アイドルスイッチのONが継続されたまま、エンジン回転速度が所定値(噴射復帰回転速度)より小さくなった場合、燃料噴射が自然復帰する(噴射停止が自然解除される。)。
ところで、この燃料噴射制御装置が適用される内燃機関の排気通路には、排気浄化のための三元触媒が配設されている。この触媒は、酸素を貯蔵(吸蔵)する酸素吸蔵機能を有する。触媒に吸蔵される酸素量(酸素吸蔵量)は、0から同触媒の最大酸素吸蔵量(触媒が貯蔵し得る最大の酸素量)までの間で変化する。排気浄化を効果的に行うためには、酸素吸蔵量を0と最大酸素吸蔵量との間の適切な量(例えば、最大酸素吸蔵量の略半分)を示す値に維持することが必要である。 Incidentally, a three-way catalyst for exhaust purification is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine to which this fuel injection control device is applied. This catalyst has an oxygen storage function for storing (storing) oxygen. The amount of oxygen stored in the catalyst (oxygen storage amount) varies from 0 to the maximum oxygen storage amount of the catalyst (the maximum amount of oxygen that the catalyst can store). In order to effectively perform exhaust purification, it is necessary to maintain the oxygen storage amount at a value indicating an appropriate amount between 0 and the maximum oxygen storage amount (for example, approximately half of the maximum oxygen storage amount). .
そこで、従来の燃料噴射制御装置は、酸素吸蔵量を推定し、燃料噴射停止後の燃料噴射復帰時(強制復帰時及び自然復帰時)に酸素吸蔵量が所定値以上であるとき、機関の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に設定する(単に「空燃比をリッチ化する」ということもある。)ようになっている。これにより、燃料噴射停止中に大量の酸素が触媒に流入することによって増大した酸素吸蔵量を減少させることができる。 Therefore, the conventional fuel injection control device estimates the oxygen storage amount, and when the oxygen storage amount is greater than or equal to a predetermined value at the time of fuel injection return after fuel injection is stopped (for forced return and natural return), The air-fuel ratio is set to a richer air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio (sometimes simply “enriching the air-fuel ratio”). Thereby, it is possible to reduce the oxygen storage amount increased by a large amount of oxygen flowing into the catalyst while the fuel injection is stopped.
ところが、従来の燃料噴射制御装置によれば、自然復帰時には機関の空燃比の減少分(即ち、リッチ化の程度)が制限されているものの、機関の空燃比が理論空燃比よりリッチな空燃比に設定される。そのため、F/Cからの自然復帰時において、運転者がアクセルペダルを操作していないにもかかわらず、空燃比のリッチ化によって増大されたトルクが体感され、これにより、ドライバビリティが悪化するという問題が発生する。 However, according to the conventional fuel injection control device, the air fuel ratio of the engine is richer than the stoichiometric air fuel ratio, although the reduction amount of the engine air fuel ratio (that is, the degree of enrichment) is limited at the time of natural recovery. Set to Therefore, during the natural return from F / C, even though the driver does not operate the accelerator pedal, the torque increased by the enrichment of the air-fuel ratio can be experienced, thereby deteriorating drivability. A problem occurs.
従って、本発明の目的は、燃料噴射の自然復帰時において、触媒に流入するガスの空燃比(機関の空燃比)を、強制復帰時のようにリッチ化することなく、理論空燃比又は理論空燃比よりリーンな空燃比とするように、同燃料噴射を制御することによって、自然復帰時におけるドライバビリティの悪化を防止し得る内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to achieve a stoichiometric air-fuel ratio or a stoichiometric air-fuel ratio without enriching the air-fuel ratio (engine air-fuel ratio) of the gas flowing into the catalyst at the time of natural return of fuel injection as in the case of forced return. It is an object of the present invention to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine that can prevent deterioration of drivability during natural recovery by controlling the fuel injection so that the air-fuel ratio is leaner than the fuel ratio.
本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、排気通路に触媒を備えた内燃機関に適用され、インジェクタからの燃料噴射を制御する。本燃料噴射制御装置の特徴は、スロットル弁開度取得手段と、回転速度取得手段と、噴射停止指示手段と、第1復帰指示手段と、第2復帰指示手段とを備えることにある。 A fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to an internal combustion engine having a catalyst in an exhaust passage, and controls fuel injection from an injector. The fuel injection control device is characterized in that it includes a throttle valve opening degree obtaining means, a rotational speed obtaining means, an injection stop instruction means, a first return instruction means, and a second return instruction means.
スロットル弁開度取得手段は、前記機関のスロットル弁の開度に応じた値を取得し、回転速度取得手段は、前記機関の回転速度を取得する。噴射停止指示手段は、前記取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が最小のスロットル弁開度であることが検出され、且つ前記取得された機関の回転速度が所定の噴射停止回転速度より大きい場合、前記インジェクタからの燃料噴射を停止させる。 The throttle valve opening obtaining means obtains a value corresponding to the throttle valve opening of the engine, and the rotational speed obtaining means obtains the rotational speed of the engine. The injection stop instruction means detects that the throttle valve opening is the minimum throttle valve opening based on a value corresponding to the acquired throttle valve opening, and the acquired engine rotation When the speed is higher than a predetermined injection stop rotational speed, the fuel injection from the injector is stopped.
第1復帰指示手段は、前記燃料噴射の停止中、運転者によって加速操作がなされることにより、前記取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が前記最小開度より大きくなったことが検出された場合(燃料噴射が強制復帰される場合)、前記触媒に流入するガスの空燃比が理論空燃比よりリッチな空燃比となるように、同燃料噴射を復帰させる。 The first return instruction means is configured such that when the fuel injection is stopped, an acceleration operation is performed by a driver, so that the opening degree of the throttle valve is reduced based on the acquired value corresponding to the opening degree of the throttle valve. When it is detected that the opening is larger (when the fuel injection is forcibly returned), the fuel injection is performed so that the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Return.
第2復帰指示手段は、前記燃料噴射の停止中、運転者による加速操作がなされることがなく機関が減速した場合、具体的には、前記取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が前記最小開度であることが検出され、且つ前記取得された機関の回転速度が所定の噴射復帰回転速度より小さくなった場合(燃料噴射が自然復帰される場合)、前記ガスの空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりリーンな空燃比となるように、同燃料噴射を復帰させる。 When the engine is decelerated without being accelerated by the driver while the fuel injection is stopped, the second return instruction means is specifically set to a value corresponding to the acquired throttle valve opening. Based on this, when it is detected that the opening degree of the throttle valve is the minimum opening degree, and the acquired engine rotation speed becomes lower than a predetermined injection return rotation speed (when fuel injection is naturally returned) ), The fuel injection is returned so that the air-fuel ratio of the gas becomes the stoichiometric air-fuel ratio or an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
これによれば、燃料噴射の自然復帰時において、機関の空燃比は、強制復帰時のようにリッチ化されることなく、理論空燃比又は理論空燃比よりリーンな空燃比となるように調整される。また、通常、運転者がアクセルペダルを操作していない際、スロットル弁開度は最小に保持されたままである。即ち、上述の自然復帰時における空燃比制御によって、アクセルペダルを操作していない運転者が、増大されたトルクを体感することを防止することができる。つまり、自然復帰時において、従来の燃料噴射制御による空燃比のリッチ化に比較して、より有効に、ドライバビリティの悪化が抑制されることになる。 According to this, at the time of natural return of fuel injection, the air-fuel ratio of the engine is adjusted so as to become a stoichiometric air-fuel ratio or an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio without being enriched as at the time of forced return. The Also, normally, when the driver is not operating the accelerator pedal, the throttle valve opening is kept at a minimum. That is, it is possible to prevent the driver who has not operated the accelerator pedal from experiencing the increased torque by the above-described air-fuel ratio control at the time of natural recovery. That is, at the time of natural recovery, deterioration of drivability is more effectively suppressed as compared with the enrichment of the air-fuel ratio by the conventional fuel injection control.
また、本発明の燃料噴射制御装置は、前記第2復帰指示手段により燃料噴射が復帰した後の所定期間内に、前記取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が前記最小開度より大きくなったことが検出された場合、前記ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチな空燃比となるように、同燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段を更に備えることが好適である。 Further, the fuel injection control device according to the present invention is configured so that, within a predetermined period after the fuel injection is returned by the second return instruction means, the throttle valve is controlled based on the acquired value corresponding to the opening of the throttle valve. When it is detected that the opening degree is larger than the minimum opening degree, fuel injection control means is further provided for controlling the fuel injection so that the air-fuel ratio of the gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Is preferred.
ここにおいて、上記所定期間は、例えば、前記触媒から流出するガスの空燃比が、自然復帰後初めて理論空燃比よりリッチ化するまでの期間、又は、自然復帰後所定時間が経過するまでの期間であるが、これらに限定されない。 Here, the predetermined period is, for example, a period until the air-fuel ratio of the gas flowing out from the catalyst becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio for the first time after the natural recovery, or a period until the predetermined time elapses after the natural recovery. Although there is, it is not limited to these.
これによれば、燃料噴射の自然復帰時に、空燃比はリッチ化されず理論空燃比又は理論空燃比よりリーンな空燃比になるよう制御され、その後の上記所定期間内に、アクセルペダルの操作によって、スロットル弁開度が大きくなった場合、空燃比がリッチ化されるよう制御される。このため、自然復帰時には、上述したように、空燃比を理論空燃比に抑えておくことによって、運転者による増大トルクの体感を防止することができる。これに加えて、その後のアクセルペダル操作時に、空燃比をリッチ化することによって、F/C中に増大した触媒の酸素吸蔵量を速やかに減少させることができる。 According to this, at the time of natural return of fuel injection, the air-fuel ratio is not enriched and is controlled to become the stoichiometric air-fuel ratio or an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and by the operation of the accelerator pedal within the predetermined period thereafter. When the throttle valve opening increases, the air-fuel ratio is controlled to be rich. For this reason, at the time of natural recovery, as described above, by suppressing the air-fuel ratio to the theoretical air-fuel ratio, it is possible to prevent the driver from experiencing increased torque. In addition, the oxygen storage amount of the catalyst increased during F / C can be quickly reduced by enriching the air-fuel ratio when the accelerator pedal is subsequently operated.
即ち、燃料噴射が自然復帰される際に、ドライバビリティの悪化を抑制しながら、触媒の酸素吸蔵量の増大に伴う窒素酸化物の排出を防止することによりエミッションの悪化を回避することが可能となる。ここでの空燃比のリッチ化は、運転者によるアクセルペダルの操作に基づくから、空燃比がリッチ化されることによりトルクが増大しても、運転者は違和感を覚えない。 In other words, when fuel injection is spontaneously restored, it is possible to avoid the deterioration of emissions by preventing the discharge of nitrogen oxides accompanying the increase in the oxygen storage amount of the catalyst while suppressing the deterioration of drivability. Become. Since the enrichment of the air-fuel ratio here is based on the operation of the accelerator pedal by the driver, even if the torque increases due to the enrichment of the air-fuel ratio, the driver does not feel uncomfortable.
更に、前記第1復帰指示手段又は前記燃料噴射制御手段は、前記取得されたスロットル弁の開度に応じた値が大きいほど前記ガスの空燃比がよりリッチな空燃比になるように、前記燃料噴射を制御することが好適である。 Further, the first return instructing means or the fuel injection control means is configured so that the air-fuel ratio of the gas becomes richer as the value corresponding to the obtained opening degree of the throttle valve increases. It is preferred to control the injection.
これによれば、燃料噴射の強制復帰時に、又は、燃料噴射の自然復帰後におけるアクセルペダル操作時に、スロットル弁の開度(アクセルペダルの操作量に対応)がより大きいほど、より速やかに触媒内の酸素吸蔵量を減少させて、迅速に酸素吸蔵量を適正化することができる。即ち、より迅速且つ確実にエミッションの悪化が回避されることになる。 According to this, when the fuel injection is forcibly returned or when the accelerator pedal is operated after the natural return of fuel injection, the larger the throttle valve opening (corresponding to the amount of operation of the accelerator pedal), the faster the inside of the catalyst. Therefore, the oxygen storage amount can be quickly optimized. That is, the deterioration of emissions can be avoided more quickly and reliably.
以下、本発明による内燃機関の燃料噴射制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
a.第1実施形態
Embodiments of a fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
a. First embodiment
図1は、第1実施形態に係る燃料噴射制御装置を火花点火式多気筒(4気筒)内燃機関10に適用したシステムの概略構成を示している。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a system in which the fuel injection control device according to the first embodiment is applied to a spark ignition type multi-cylinder (four-cylinder)
この内燃機関10は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部20と、シリンダブロック部20の上に固定されるシリンダヘッド部30と、シリンダブロック部20にガソリン混合気を供給するための吸気系統40と、シリンダブロック部20からの排気ガスを外部に放出するための排気系統50とを含んでいる。
The
シリンダブロック部20は、シリンダ21、ピストン22、コンロッド23及びクランク軸24を含んでいる。ピストン22はシリンダ21内を往復動し、ピストン22の往復動がコンロッド23を介してクランク軸24に伝達され、これにより同クランク軸24が回転するようになっている。シリンダ21とピストン22のヘッドは、シリンダヘッド部30とともに燃焼室25を形成している。
The
シリンダヘッド部30は、燃焼室25に連通した吸気ポート31、吸気ポート31を開閉する吸気弁32、吸気弁32を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに同インテークカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング装置33、可変吸気タイミング装置33のアクチュエータ33a、燃焼室25に連通した排気ポート34、排気ポート34を開閉する排気弁35、排気弁35を駆動するエキゾーストカムシャフト36、点火プラグ37、点火プラグ37に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ38及び燃料を吸気ポート31内に噴射するインジェクタ39を備えている。
The
吸気系統40は、吸気ポート31に連通し吸気ポート31とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管41、吸気管41の端部に設けられたエアフィルタ42、吸気管41内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁43、スロットル弁を駆動するDCモータからなるスロットル弁アクチュエータ43aを備えている。
The
排気系統50は、排気ポート34に連通したエキゾーストマニホールド51、エキゾーストマニホールド51(実際には、各排気ポート34に連通した各々のエキゾーストマニホールド51が集合した集合部)に接続されたエキゾーストパイプ(排気管)52、エキゾーストパイプ52に配設(介装)された上流側の三元触媒53(上流側触媒コンバータ、又はスタート・キャタリティック・コンバータともいうが、以下「第1触媒53」という。)及びこの第1触媒53の下流のエキゾーストパイプ52に配設(介装)された下流側の三元触媒54(車両のフロア下方に配設されるため、アンダ・フロア・キャタリティック・コンバータともいうが、以下「第2触媒54」という。)を備えている。排気ポート34、エキゾーストマニホールド51及びエキゾーストパイプ52は、排気通路を構成している。
The
一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ61、スロットルポジションセンサ62、カムポジションセンサ63、クランクポジションセンサ64、水温センサ65、第1触媒53の上流の排気通路(本例では、上記各々のエキゾーストマニホールド51が集合した集合部)に配設された空燃比センサ66(以下、「上流側空燃比センサ66」という。)、第1触媒53の下流であって第2触媒54の上流の排気通路に配設された空燃比センサ67(以下、「下流側空燃比センサ67」という。)及びアクセル操作量センサ68を備えている。
On the other hand, this system includes a hot-wire
熱線式エアフローメータ61は、吸気管41内を流れる吸入空気の単位時間当たりの質量流量を検出し、質量流量Gaを表す信号を出力するようになっている。スロットルポジションセンサ62は、スロットル弁43の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ63は、インテークカムシャフトが90°回転する毎に(即ち、クランク軸24が180°回転する毎に)一つのパルスを有する信号(G2信号)を発生するようになっている。クランクポジションセンサ64は、クランク軸24が10°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともにクランク軸24が360°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、エンジン回転速度NEを表す。水温センサ65は、内燃機関10の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。
The hot-wire
上流側空燃比センサ66は、限界電流式の酸素濃度センサであり、図2に示したように、空燃比A/Fに応じた電流を出力し、この電流に応じた電圧である出力値Vabyfsを出力するようになっていて、特に、空燃比が理論空燃比であるときには出力値VabyfsはVstoichになる。図2から明らかなように、上流側空燃比センサ66によれば、広範囲にわたる空燃比A/Fを精度よく検出することができる。
The upstream air-
下流側空燃比センサ67は、起電力式(濃淡電池式)の酸素濃度センサであり、図3に示したように、理論空燃比近傍において急変する電圧である出力値Voxsを出力するようになっている。より具体的に述べると、下流側空燃比センサ67は、空燃比が理論空燃比よりもリーンなときは略0.1(V)、空燃比が理論空燃比よりもリッチなときは略0.9(V)、及び空燃比が理論空燃比のときは0.5(V)の電圧を出力するようになっている。アクセル操作量センサ68は、運転者によって操作されるアクセルペダル81の操作量を検出し、アクセルペダル81の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
The downstream air-
電気制御装置70は、互いにバスで接続されたCPU71、CPU71が実行するルーチン(プログラム)、テーブル(ルックアップテーブル、マップ)及び定数等を予め記憶したROM72、CPU71が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM73、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM74、並びに、ADコンバータを含むインターフェース75等からなるマイクロコンピュータである。インターフェース75は、上記センサ61〜68と接続され、CPU71にセンサ61〜68からの信号を供給するとともに、CPU71の指示に応じて可変吸気タイミング装置33のアクチュエータ33a、イグナイタ38、インジェクタ39及びスロットル弁アクチュエータ43aに駆動信号を送出するようになっている。
The
(通常時における燃料噴射制御の概要) 次に、上記のように構成された燃料噴射制御装置が通常時に行う空燃比のフィードバック制御(及びサブフィードバック制御)について、その概要を説明する。 (Outline of Fuel Injection Control at Normal Time) Next, an outline of air-fuel ratio feedback control (and sub-feedback control) performed by the fuel injection control apparatus configured as described above at normal time will be described.
第1触媒53(第2触媒54も同様である。)は、機関の空燃比が理論空燃比の近傍の値となっているときに高い浄化能力を示す。更に、この第1触媒53は酸素吸蔵機能を有しており、この酸素吸蔵機能により、空燃比が理論空燃比からある程度まで偏移したとしても、未燃成分(HC,CO)及び窒素酸化物(NOx)を浄化することができる。
The first catalyst 53 (the same applies to the second catalyst 54) exhibits high purification capacity when the air-fuel ratio of the engine is close to the stoichiometric air-fuel ratio. Further, the
即ち、機関の空燃比がリーンとなって第1触媒53に流入するガスにNOxが多量に含まれると、第1触媒53はNOxから酸素分子を奪って同酸素分子を吸蔵するとともに同NOxを還元し、これによりNOxを浄化する。また、機関の空燃比がリッチになって第1触媒53に流入するガスにHC,COが多量に含まれると、三元触媒は内部に吸蔵している酸素分子をこれらのHC,COに与えて酸化し、これにより同HC,COを浄化する。
That is, when the air-fuel ratio of the engine becomes lean and the gas flowing into the
従って、第1触媒53が連続的に流入する多量のHC,COを効率的に浄化するためには、同第1触媒53が酸素を多量に貯蔵していなければならず、逆に連続的に流入する多量のNOxを効率的に浄化するためには、同第1触媒53が酸素を十分に貯蔵し得る状態になければならないことになる。つまり、第1触媒53の酸素吸蔵量は、その最大酸素吸蔵量の半分程度に維持することが好ましい。そして、機関の空燃比を略理論空燃比に維持しておけば、触媒の酸素吸蔵量は、この最大酸素吸蔵量の半分前後の値に保たれると考えられる。
Therefore, in order to efficiently purify a large amount of HC and CO into which the
以上のことから、エミッションを良好に維持するためには、第1触媒53から排出されるガスの空燃比(従って、第1触媒53に流入するガスの空燃比)が、理論空燃比に極めて近い状態となるように制御する必要があることがわかる。 From the above, in order to maintain good emission, the air-fuel ratio of the gas discharged from the first catalyst 53 (and hence the air-fuel ratio of the gas flowing into the first catalyst 53) is very close to the stoichiometric air-fuel ratio. It turns out that it is necessary to control so that it may be in a state.
そこで、本燃料噴射制御装置は、機関10の排気に関する状態量の一つである下流側空燃比センサ67の出力値が理論空燃比に略相当する目標値Voxsrefとなるように、下流側空燃比センサ67の出力Voxs(即ち、第1触媒53下流の空燃比)に応じて機関10に供給される混合気の空燃比(即ち、機関の空燃比)をフィードバック制御する。
Therefore, the present fuel injection control device is configured so that the output value of the downstream air-
より具体的には、本燃料噴射制御装置は、下流側空燃比センサ67の出力が理論空燃比よりリーンな空燃比を表す値になると、下流側空燃比センサ67の出力Voxsと理論空燃比に略相当する目標値Voxsrefとの偏差を比例・積分処理(PI処理)してサブフィードバック制御量vafsfbを求め、同サブフィードバック制御量vafsfb分だけ上流側空燃比センサ66の出力Vabyfsを補正する。これにより、機関の実際の空燃比が、同上流側空燃比センサ66の検出空燃比よりも見かけ上リーン側であるように設定される。
More specifically, when the output of the downstream air-
そして、その補正した見かけ上の空燃比が、理論空燃比である目標空燃比abyfrと等しくなるように、機関10に供給する燃料量(燃料噴射量)を調整するためのフィードバック補正量FDiを算出する。このフィードバック補正量FDiにより、機関10の一吸気行程における筒内吸入空気量に相当する値Mcを理論空燃比で除した値に応じて決定される基本噴射量Fbaseを補正することによって、機関の空燃比のフィードバック制御を実行する。
Then, a feedback correction amount FDi for adjusting the fuel amount (fuel injection amount) supplied to the
同様に、本装置は、下流側空燃比センサ67の出力が理論空燃比よりリッチな空燃比を表す値となると、下流側空燃比センサ67の出力Voxsと目標値Voxsrefとの偏差をPI処理してサブフィードバック制御量vafsfbを求め、同サブフィードバック制御量vafsfb分だけ上流側空燃比センサ66の出力Vabyfsを補正する。これにより、機関の実際の空燃比が、同上流側空燃比センサ66の検出空燃比よりも見かけ上リッチ側であるように設定される。その補正した見かけ上の空燃比が、理論空燃比である目標空燃比abyfrとなるように燃料噴射量をフィードバック制御する。以上により、第1触媒53の上流の平均空燃比が理論空燃比と一致するようにフィードバック制御される。
Similarly, when the output of the downstream air-
(F/C解除時における燃料噴射制御) ところで、本実施形態に係る燃料噴射制御装置は、従来の燃料噴射制御装置と同様、触媒の過熱防止と燃料の節約のためにF/C制御を行う。本燃料噴射制御装置の特徴の一つは、F/C後の自然復帰時に、機関の空燃比のリッチ化を禁止することである。 (Fuel Injection Control at F / C Cancellation) By the way, the fuel injection control device according to the present embodiment performs F / C control to prevent overheating of the catalyst and save fuel, similarly to the conventional fuel injection control device. . One of the features of the present fuel injection control device is that the air-fuel ratio of the engine is prohibited from being enriched at the time of natural recovery after F / C.
即ち、燃料噴射の強制復帰時には、F/Cにより酸素過剰状態となっている三元触媒(ここでは、第1触媒53とするが、第2触媒54とすることもできる。)の酸素吸蔵量を適正化するために、機関の空燃比をリッチ化する。これに対し、燃料噴射の自然復帰時には、機関の空燃比をリッチ化することなく、その直後の好ましいタイミングで空燃比をリッチ化する。このような自然復帰後のリッチ化によっても、触媒における酸素吸蔵量の適正化を図ることができる。
That is, when the fuel injection is forcibly returned, the oxygen storage amount of the three-way catalyst that is in an oxygen-excess state due to F / C (here, the
以下、図4及び図5のタイムチャートを参照しながら説明する。先ず、強制復帰時における燃料噴射制御について説明する。本燃料噴射制御装置は、図4に示したように、時刻t1までは、前述した空燃比フィードバック制御を伴う燃料噴射制御を行う。時刻t1にてF/C開始条件が成立すると、本装置は、次に時刻t2にて強制復帰条件が成立するまで、燃料噴射を停止する。 Hereinafter, description will be made with reference to the time charts of FIGS. 4 and 5. First, fuel injection control at the time of forced return will be described. As shown in FIG. 4, the present fuel injection control device performs the fuel injection control with the air-fuel ratio feedback control described above until time t1. When the F / C start condition is satisfied at time t1, the apparatus stops fuel injection until the forced return condition is satisfied at time t2.
ここでのF/C開始条件は、スロットル弁開度TAが、全閉の「0」(又は「0」以外の最小スロットル弁開度)となり(図4(B)の時刻t1)、且つエンジン回転速度NEが、噴射停止回転速度NEFCth以上となっている(図4(A)における時刻t1)ときに成立する。強制復帰条件は、F/C中に、運転者によりアクセルペダル81が操作され、これによってスロットル弁開度TAが「0」(最小スロットル弁開度)ではなくなったとき(図4(A)の時刻t2)に成立する。
The F / C start condition here is that the throttle valve opening TA is fully closed “0” (or the minimum throttle valve opening other than “0”) (time t1 in FIG. 4B), and the engine This is established when the rotational speed NE is equal to or higher than the injection stop rotational speed NEFCth (time t1 in FIG. 4A). The forced return condition is that when the
本装置は、図4(C)に示したように、時刻t2における燃料噴射の強制復帰時に、機関の空燃比のリッチ化を開始し、その後、このリッチ化を所定のリッチ化継続時間Δtm継続させる。この噴射復帰後の空燃比のリッチ化によって、触媒の酸素過剰状態が解消されることになる。 As shown in FIG. 4C, the present apparatus starts enriching the air-fuel ratio of the engine at the time of forced return of fuel injection at time t2, and then continues this enrichment for a predetermined enrichment duration Δtm. Let The enrichment of the air-fuel ratio after the return of injection cancels the oxygen excess state of the catalyst.
次に、自然復帰時における燃料噴射制御について説明する。上述した強制復帰時と同様、本燃料噴射制御装置は、図5に示したように、時刻t3にて上述のF/C開始条件が成立するまで、空燃比フィードバック制御を伴う燃料噴射制御を行う。時刻t3にてF/C開始条件が成立すると、本装置は、次に時刻t4にて自然復帰条件が成立するまで、燃料噴射を停止する。 Next, fuel injection control at the time of natural return will be described. As in the above-described forced return, the present fuel injection control device performs the fuel injection control with the air-fuel ratio feedback control until the above-mentioned F / C start condition is satisfied at time t3, as shown in FIG. . When the F / C start condition is satisfied at time t3, the apparatus stops fuel injection until the natural return condition is satisfied at time t4.
自然復帰条件は、アクセルペダル81が操作されず、これによりスロットル弁開度TAが「0」のまま(図5(B)における時刻t3〜時刻t4)、エンジン回転速度NEが、噴射停止回転速度NEFCthより小さい噴射復帰回転速度NEREth以下となったとき(図5(A)の時刻t4)に成立する。
The natural return condition is that the
本装置は、図5(C)に示したように、時刻t4における燃料噴射の自然復帰時に、機関の空燃比のリッチ化を行わない。この点は強制復帰時と異なる。更に、本装置は、自然復帰後の所定期間内にアクセルペダル81が操作されてスロットル弁開度TAが「0」でなくなる(図5(B)の時刻t5)と、空燃比のリッチ化を開始し(図5(C)の時刻t5)、これをリッチ化継続時間Δtm継続させる。この自然復帰後の加速時における空燃比のリッチ化によっても、強制復帰時と同様、触媒の酸素過剰状態が解消される。
As shown in FIG. 5C, this device does not enrich the air-fuel ratio of the engine at the time of natural return of fuel injection at time t4. This is different from the forced return. Further, when the
このような燃料噴射の自然復帰時における燃料噴射制御(空燃比制御)によると、自然復帰時点での機関の空燃比は理論空燃比に抑えられているから、トルクの増分は空燃比をリッチ化した場合よりも小さい。この結果、運転者によって増大トルクが体感されることがない。即ち、従来の燃料噴射制御による空燃比のリッチ化に比較して、より有効に、ドライバビリティの悪化が抑制されることになる。 According to such fuel injection control (air-fuel ratio control) at the time of natural return of fuel injection, the air-fuel ratio of the engine at the time of natural return is suppressed to the stoichiometric air-fuel ratio, so the torque increment enriches the air-fuel ratio. Smaller than if you did. As a result, the increased torque is not experienced by the driver. That is, the deterioration of drivability is more effectively suppressed as compared with the enrichment of the air-fuel ratio by the conventional fuel injection control.
更に、自然復帰後のアクセルペダル操作時に、空燃比がリッチ化されるから、上述したドライバビリティの改善に加え、エミッションの悪化を回避することが可能である。ここでの空燃比のリッチ化は、従来の燃料噴射制御とは異なって、アクセルペダルの操作に基づくものであるから、空燃比をリッチ化することによってトルクが増大しても、運転者は違和感を覚えない。 Furthermore, since the air-fuel ratio is enriched when the accelerator pedal is operated after the natural return, in addition to the above-described improvement in drivability, it is possible to avoid the deterioration of emissions. Unlike the conventional fuel injection control, the enrichment of the air-fuel ratio here is based on the operation of the accelerator pedal. Therefore, even if the torque increases by enriching the air-fuel ratio, the driver feels uncomfortable. I don't remember.
(実際の作動) 次に、本燃料噴射制御装置の実際の作動について説明する。上述のように、本装置は、機関10における、F/Cを伴う燃料噴射を制御する。更に、本装置は、三元触媒の酸素吸蔵量OSAを推定しており、この推定された吸蔵酸素量OSAに基づいて、復帰時に、空燃比のリッチ化の要否を判定する。
(Actual operation) Next, the actual operation of the fuel injection control device will be described. As described above, the present apparatus controls the fuel injection with F / C in the
<機関における燃料噴射制御> CPU71は、図6にフローチャートにより示した燃料噴射を指示するルーチンを、各気筒のクランク角が各吸気上死点前の所定クランク角度(例えば、BTDC90°CA)となる毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、任意の気筒のクランク角度が上記所定クランク角度になると、CPU71は、ステップ600から処理を開始してステップ605に進んで噴射停止中フラグXFCが「0」であるか否かを判定する。この噴射停止中フラグXFCは、その値が「0」のとき、機関10が通常の燃料噴射中でF/C中でないことを示し、その値が「1」のとき、機関10がF/C中であることを示す。
<Fuel Injection Control in Engine> The
いま、通常の燃料噴射中(図4の時刻t1以前又は図5の時刻t3以前)でF/Cが行われていないものとして説明を続ける。F/C中でない場合、噴射停止中フラグXFCは「0」となっているから、CPU71はステップ605にて「Yes」と判定してステップ610に進み、エアフローメータ61により計測された吸入空気流量Gaと、クランクポジションセンサ64からの出力信号により得られるエンジン回転速度NEとに基づいて、機関の空燃比を理論空燃比とするための基本燃料噴射量Fbaseを求める。
Now, the description will be continued assuming that F / C is not performed during normal fuel injection (before time t1 in FIG. 4 or before time t3 in FIG. 5). When the engine is not in F / C, since the injection stop flag XFC is “0”, the
次に、CPU71はステップ615に進み、基本燃料噴射量Fbaseに空燃比設定係数Kを乗じた値(フィードフォワード燃料供給量=K・Fbase)に、後述する空燃比フィードバック補正量(メインフィードバック制御量)DFiを加えた値を最終燃料噴射量(最終燃料供給量)Fiとして設定する。この空燃比設定係数Kは、通常は「1.00」である。空燃比をリッチ化する場合、後述するように、空燃比設定係数Kは、「1.00」より大きい所定値に設定される。
Next, the
そして、CPU71はステップ620に進み、最終燃料噴射量Fiの燃料を噴射するための指示をインジェクタ39に対して行う。その後、CPU71はステップ625に進み、その時点での燃料噴射量積算値mfrに最終燃料噴射量Fiを加えた値を、新たな燃料噴射量積算値mfrに設定する。この燃料噴射量積算値mfrは、後述のように、酸素吸蔵量OSAを算出する際に用いられる。
Then, the
次いで、CPU71はステップ695に進み、本ルーチンを一旦終了する。以上により、フィードバック補正された最終燃料噴射量Fiの燃料が吸気行程を迎える気筒に対して噴射される。
Next, the
一方、ステップ605の判定時において、F/C中である場合、噴射停止中フラグXFCは「1」となっているから、CPU71はステップ605にて「No」と判定してステップ695に進み、本ルーチンを一旦終了する。これにより、燃料噴射の指示がなされないので、F/Cが行われることになる。
On the other hand, when F / C is in effect at the time of determination in
より詳細には、上記ステップ615にて用いたメインフィードバック補正量DFiは、筒内燃料供給量FcのPI制御に係るものである。このメインフィードバック補正量DFiは、メインフィードバック制御条件が成立している場合に限って算出される。つまり、メインフィードバック制御条件が不成立である場合、メインフィードバック補正量DFiが「0」に設定され、その結果、空燃比(フィードフォワード燃料供給量=K・Fbase)のフィードバック補正は行われない。
More specifically, the main feedback correction amount DFi used in
このメインフィードバック制御条件は、所定の運転条件が成立した場合に成立し、この場合、第1触媒53に流入するガスの空燃比が理論空燃比となるように、インジェクタ39からの燃料噴射が制御される。例えば、メインフィードバック制御条件は、機関の冷却水温THWが第1所定温度以上であり、機関の一回転当たりの吸入空気量(負荷、筒内吸入空気量Mc)が所定値以下であり、上流側空燃比センサ66が正常(活性状態となっていることを含む)であり、且つ空燃比設定係数Kが「1.0」に設定されている場合に成立する。
The main feedback control condition is satisfied when a predetermined operation condition is satisfied. In this case, the fuel injection from the
メインフィードバック制御条件成立時のメインフィードバック補正量DFiの算出に際して、先ず、現時点の上流側空燃比センサ66の出力Vabyfsと、次に示すサブフィードバック制御量vafsfbとの和(Vabyfs+vafsfb)を、図2に示したマップに基づいて変換することによって、現時点におけるメインフィードバック制御用空燃比abyfsが求められる。この図2のマップはROM72内に格納されている。
When calculating the main feedback correction amount DFi when the main feedback control condition is satisfied, first, the sum (Vabyfs + vafsfb) of the current output Vabyfs of the upstream air-
上記サブフィードバック制御量vafsfbは、下流側空燃比センサ67の出力VoxsのPI制御に係るものである。このサブフィードバック制御量vafsfbは、サブフィードバック制御条件が成立している場合に限って算出される。つまり、サブフィードバック制御条件が不成立である場合、サブフィードバック制御量vafsfbが「0」に設定され、その結果、下流側空燃比センサ67の出力Voxsに基づくサブフィードバック制御は行われない。
The sub-feedback control amount vafsfb relates to PI control of the output Voxs of the downstream air-
ここにいうサブフィードバック制御条件は、例えば、上述したメインフィードバック制御条件に加えて、機関10の冷却水温THWが上記第1所定温度よりも高い第2所定温度以上であり、且つ下流側空燃比センサ67が正常である場合に成立する。
The sub feedback control condition here is, for example, the cooling water temperature THW of the
更に、サブフィードバック制御条件成立時のサブフィードバック制御量vafsfbの算出に際して、先ず、所定の目標値Voxsrefから現時点の下流側空燃比センサ67の出力Voxsを減じることにより、出力偏差量DVoxsが求められる。この目標値Voxsrefは、略理論空燃比に対応した値に設定されている。次いで、求められた出力偏差量DVoxsを下記数1に代入することによって、サブフィードバック制御量vafsfbが求められる。
上記数1において、Kpは予め設定された比例ゲイン、Kiは予め設定された積分ゲインである。また、SDFVoxsは、出力偏差量DVoxsの積分値である。ここで得られたサブフィードバック制御量vafsfbが、上流側空燃比センサ66の実際の出力Vabyfsに加えられ、その和(Vabyfs+vafsfb)が、図2に示したマップに基づきメインフィードバック制御用空燃比abyfsに変換される。
In the
即ち、メインフィードバック制御用空燃比abyfsは、上流側空燃比センサ66が実際に検出している空燃比Vabyfsに対して、サブフィードバック制御量vafsfbに相当する分だけ異なる空燃比として求められる。
That is, the main feedback control air-fuel ratio abyfs is obtained as an air-fuel ratio that differs from the air-fuel ratio Vabyfs actually detected by the upstream air-
その結果、後述する筒内燃料供給量Fc(k-N)が下流側空燃比センサ67の出力Voxsに応じて変化するので、メインフィードバック補正量DFiが同下流側空燃比センサ67の出力Voxsに応じて変更せしめられる。これにより、第1触媒53の下流側の空燃比が目標値Voxsrefで表された空燃比に一致するように、機関の空燃比が制御せしめられる。
As a result, an in-cylinder fuel supply amount Fc (kN), which will be described later, changes according to the output Voxs of the downstream air-
そして、上記求めたメインフィードバック制御用空燃比abyfsで、現時点からNストローク(N回の吸気行程)前に吸気行程を迎えた気筒の吸入空気量である筒内吸入空気量Mc(k-N)を除することにより、現時点からNストローク前の実際の筒内燃料供給量Fc(k-N)を求める。また、現時点からNストローク前の筒内吸入空気量Mc(k-N)を、現時点からNストローク前の目標空燃比abyfr(k-N)(ここでは、理論空燃比)で除することにより、現時点からNストローク前の目標筒内燃料供給量Fcr(k-N)を求める。 Then, the in-cylinder intake air amount Mc (kN), which is the intake air amount of the cylinder that has reached the intake stroke before the N stroke (N intake strokes) from the present time, is removed by the obtained air-fuel ratio abyfs for main feedback control. By doing this, the actual in-cylinder fuel supply amount Fc (kN) N strokes before the present time is obtained. In addition, the cylinder intake air amount Mc (kN) N strokes before the current N stroke is divided by the target air-fuel ratio abyfr (kN) (here, the stoichiometric air fuel ratio) N strokes before the current N stroke. The previous target in-cylinder fuel supply amount Fcr (kN) is obtained.
このように求めた目標筒内燃料供給量Fcr(k-N)から筒内燃料供給量Fc(k-N)を減じることにより、筒内燃料供給量偏差DFcが求められる。つまり、筒内燃料供給量偏差DFcは、Nストローク前の時点で筒内に供給された燃料の過不足分を表す量となる。 The in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is obtained by subtracting the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) from the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N) thus obtained. That is, the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is an amount representing the excess or deficiency of the fuel supplied into the cylinder at the time point before the N stroke.
更に、この筒内燃料供給量偏差DFcを下記数2に代入することによって、メインフィードバック補正量DFiが求められる。
上記数2において、Gpは予め設定された比例ゲイン、Giは予め設定された積分ゲインである。また、値SDFcは筒内燃料供給量偏差DFcの積分値である。ここで得られたメインフィードバック補正量DFiを燃料噴射量に反映させることによって、Nストローク前の燃料供給量の過不足が補償され、機関の空燃比が目標空燃比abyfrと略一致せしめられるようにフィードバック制御が行われる。 In Equation 2, Gp is a preset proportional gain, and Gi is a preset integral gain. The value SDFc is an integral value of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc. By reflecting the main feedback correction amount DFi obtained here in the fuel injection amount, the excess or deficiency of the fuel supply amount before the N stroke is compensated, so that the air-fuel ratio of the engine can be substantially matched with the target air-fuel ratio abyfr. Feedback control is performed.
以上により、メインフィードバック制御条件が成立している場合に、機関の空燃比が理論空燃比(目標空燃比abyfr)となるように、インジェクタ39からの燃料噴射が制御される。また、空燃比設定係数Kが「所定の1よりも大きな値」に設定されている場合、メインフィードバック制御条件は不成立であるからメインフィードバック補正量DFiは「0」に設定され、空燃比が理論空燃比よりもリッチ化される。
As described above, when the main feedback control condition is satisfied, the fuel injection from the
なお、概要を上述した空燃比に係るフィードバック制御及びサブフィードバック制御については、例えば特開2003−336535号公報、特開2003−232247号公報又は特開2005−120870号公報に、より詳細が記載されている。必要に応じて当該文献を参照されたい。 Note that the feedback control and sub-feedback control related to the air-fuel ratio whose outline is described above are described in more detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-336535, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-232247, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-120870. ing. Please refer to the literature as necessary.
<酸素吸蔵量OSAの算出> CPU71は、図7にフローチャートにより示した酸素吸蔵量OSAを算出するルーチンを、所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71は図7のステップ700から処理を開始し、ステップ705に進んで噴射停止中フラグXFCが「0」であるか否かを判定する。そして、この判定結果に応じて、次に示す数3及び数4の何れかに基づき、酸素吸蔵量変化量ΔO2を算出する。
<Calculation of oxygen storage amount OSA> The
即ち、通常の燃料噴射中であって、F/C中でない場合、噴射停止中フラグXFCは「0」となっているから、CPU71はステップ705にて「Yes」と判定してステップ710に進み、下記数3により酸素吸蔵量変化量ΔO2を求める。
上記数3において、値「0.23」は大気中に含まれる酸素の重量割合である。燃料噴射量積算値mfrは、図6に示した燃料噴射指示ルーチンのステップ625にて、最終燃料噴射量Fiの積算により算出されている。また、メインフィードバック制御用空燃比abyfsは、上述のように、ステップ615でのメインフィードバック補正量DFiの算出に際して求められている。stoichは、理論空燃比(例えば、14.7)である。これらの値は、適宜RAM73内に格納されている。
In the above formula 3, the value “0.23” is the weight ratio of oxygen contained in the atmosphere. The fuel injection amount integrated value mfr is calculated by integrating the final fuel injection amount Fi in
なお、上記数3には、メインフィードバック制御用空燃比abyfsに代えて、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsと図2に示したマップとから求めた実空燃比を適用してもよい。
Note that the actual air-fuel ratio obtained from the output value Vabyfs of the upstream-side air-
一方、ステップ705の判定時において、F/C中である場合、噴射停止中フラグXFCは「1」となっているから、CPU71はステップ705にて「No」と判定してステップ715に進み、下記数4により酸素吸蔵量変化量ΔO2を求める。
上記数4において、質量流量Gaは、エアフローメータ61により検出されている。また、βは、本ルーチンの呼出間隔に対応する定数である。
In the
このように、CPU71は、ステップ710における数3、及び、ステップ715における数4の何れかによって酸素吸蔵量変化量ΔO2を算出した後、ステップ720に進む。そして、CPU71は、ステップ720にて、その時点の酸素吸蔵量OSAに上記酸素吸蔵量変化量ΔO2を加えた値を新たな酸素吸蔵量OSAとして設定し、続くステップ725にて、燃料噴射量Fiの合計量mfrを「0」にリセットする。
As described above, the
これらの処理により、本ルーチンが呼び出される毎に酸素吸蔵量OSAが更新されていく。本ルーチン終了時、RAM73内には、ステップ720において算出された酸素吸蔵量OSAが記憶されるようになっている。
With these processes, the oxygen storage amount OSA is updated each time this routine is called. At the end of this routine, the oxygen storage amount OSA calculated in
更に、本ルーチンの後半において、CPU71は、次に示すようにして酸素吸蔵量OSAの算出値を修正する。即ち、先ず、CPU71は、ステップ725の後、ステップ730に進んで、第1触媒53下流の空燃比を示す下流側空燃比センサ67からの電圧値Voxsが、0.5(V)より小さいか否かを判定する。
Further, in the latter half of this routine, the
この出力値Voxsが0.5(V)より小さく、つまり、第1触媒53から流出するガスの空燃比がリーンであるとき、CPU71はステップ730にて「Yes」と判定して、そのままステップ740に進み、上述のように算出された第1触媒53の酸素吸蔵量OSAが最大酸素吸蔵量Cmaxより小さいか否かを判定する。ここでは、この最大酸素吸蔵量Cmaxは、一定値とするが、下流側空燃比センサ67による空燃比の計測等に基づいた値を可変に設定してもよい。
When the output value Voxs is smaller than 0.5 (V), that is, when the air-fuel ratio of the gas flowing out from the
ステップ730の判定時において、出力値Voxsが0.5(V)以上で、つまり、第1触媒53から流出するガスの空燃比がリッチであるとき、触媒には酸素が吸蔵されていないから、CPU71は「No」と判定してステップ735に進み、酸素吸蔵量OSAを最小値「0」にリセットする。そして、CPU71は、この酸素吸蔵量OSAのリセット後にステップ740に進む。即ち、ステップ730での判定に基づいて、酸素吸蔵量OSAの算出値が「0」に修正されることになる。
At the time of determination in
ステップ740における酸素吸蔵量OSAの判定において、酸素吸蔵量OSAが最大酸素吸蔵量Cmaxより小さいとき、CPU71は、「Yes」と判定して、そのままステップ795に進んで、本ルーチンを一旦終了する。また、酸素吸蔵量OSAが最大酸素吸蔵量Cmax以上であるとき、CPU71は、「No」と判定してステップ745に進み、酸素吸蔵量OSAの値を最大酸素吸蔵量Cmaxと設定する。そして、CPU71は、この酸素吸蔵量OSAのCmax化の後に、続くステップ795にて、本ルーチンを一旦終了する。即ち、ステップ740での判定に基づいて、酸素吸蔵量OSAの算出値が最大酸素吸蔵量Cmaxに修正されることになる。
In the determination of the oxygen storage amount OSA in
以上のように、本ルーチンでは、呼び出されて実行される毎に、酸素吸蔵量OSAが積算されていく。そして、第1触媒53下流におけるガスの空燃比がリッチとなった時点で、酸素吸蔵量OSAはリセットされるとともに、最大酸素吸蔵量Cmaxの算出値が最大酸素吸蔵量Cmaxを超えないように制限される。
As described above, in this routine, the oxygen storage amount OSA is accumulated every time the routine is called and executed. When the air-fuel ratio of the gas downstream of the
<F/Cの開始> CPU71は、図8にフローチャートにより示したF/C開始を指示するルーチンを、所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71は図8のステップ800から処理を開始し、ステップ805に進み、噴射停止中フラグXFCが「0」であるか否かを判定する。
<Start of F / C> The
いま、F/C中でないものとして説明を続ける。また、F/C開始条件(エンジン回転速度NEが噴射停止回転速度NEFCth以上であって、且つスロットル弁開度TAが「0」であること)が成立してF/Cの開始が指示される状態にある(図4の時刻t1又は図5の時刻t3)と仮定する。F/C中でない場合、噴射停止中フラグXFCは「0」となっているから、CPU71はステップ805にて「Yes」と判定してステップ810に進む。また、前述の仮定によれば、エンジン回転速度NEが噴射停止回転速度NEFCth以上となっているから、CPU71はステップ810にて「Yes」と判定してステップ815に進む。
Now, the description will be continued assuming that it is not in F / C. Further, the F / C start condition (the engine rotational speed NE is equal to or higher than the injection stop rotational speed NEFCth and the throttle valve opening TA is “0”) is established, and the start of F / C is instructed. Assume that it is in a state (time t1 in FIG. 4 or time t3 in FIG. 5). If it is not F / C, the injection stop flag XFC is “0”, so the
続いて、CPU71はステップ815にて、スロットル弁開度TAが「0」であるか否かを判定する。再び前述の仮定によれば、スロットル弁開度TAは「0」であるから、CPU71はステップ815にて「Yes」と判定してステップ820に進む。そして、CPU71はステップ820にて噴射停止中フラグXFCの値を「1」に設定する。
Subsequently, in
このように、噴射停止中フラグXFCを「1」に設定することによって、他のルーチンでF/Cが開始されたことが識別される。特に、図6に示した燃料噴射指示ルーチンにおいては、インジェクタ39からの燃料噴射が停止されることになる。
Thus, by setting the injection stop flag XFC to “1”, it is identified that the F / C has been started in another routine. In particular, in the fuel injection instruction routine shown in FIG. 6, the fuel injection from the
なお、ステップ810の判定時において、エンジン回転速度NEが噴射停止回転速度NEFCthより小さいとき、CPU71はステップ810にて「No」と判定する。また、ステップ815の判定時において、スロットル弁開度TAが「0」でないとき、CPU71はステップ815にて「No」と判定する。これらのときには、F/C開始条件が成立していないため、CPU71はステップ895に進んで、F/C開始の指示を行わないまま、本ルーチンを一旦終了する。
When the engine speed NE is smaller than the injection stop rotational speed NEFCth at the time of determination in
更に、ステップ805の判定時において、F/C中である場合、噴射停止中フラグXFCは「1」となっているから、CPU71はステップ805にて「No」と判定してステップ895に進み、本ルーチンを一旦終了する。
Further, when F / C is in effect at the time of determination in
以上により、本ルーチンでは、エンジン回転速度NEと、スロットル弁開度TAとに基づいて、F/C開始条件が成立していると判定された場合、他のルーチンでF/C中における処理を行うために、噴射停止中フラグXFCの値に「1」が設定される。 As described above, in this routine, when it is determined that the F / C start condition is satisfied based on the engine speed NE and the throttle valve opening TA, the processing during F / C is performed in another routine. In order to do so, “1” is set to the value of the injection stop flag XFC.
<F/Cの終了> CPU71は、図9にフローチャートにより示したF/C終了を指示するルーチンを、所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71は図9のステップ900から処理を開始し、ステップ905に進んで噴射停止中フラグXFCが「1」であるか否かを判定する。
<End of F / C> The
いま、F/Cが行われているものとして説明を続ける。F/C中である場合、噴射停止中フラグXFCは「1」となっているから、CPU71はステップ905にて「Yes」と判定してステップ910に進んで、スロットル弁開度TAが「0」(全閉状態)から「0でない値」(全閉でない状態)に変化したか否かを判定する。
The description will be continued assuming that F / C is being performed. When the engine is in F / C, since the injection stop flag XFC is “1”, the
更に、ここで、先ず、強制復帰条件が成立する(図4の時刻t2)ことを仮定する。即ち、スロットル弁開度TAが「0」から「0でない値」に変化したとき、CPU71はステップ910にて「Yes」と判定してステップ915に進み、下流側空燃比センサ67からの出力値Voxsが0.5(V)より小さいか否かを判定する。
Furthermore, first, it is assumed that the forced return condition is satisfied (time t2 in FIG. 4). That is, when the throttle valve opening TA changes from “0” to “non-zero value”, the
そして、この出力値Voxsが0.5(V)より小さく、即ち、第1触媒53から流出するガスの空燃比がリーンであるとき、CPU71はステップ915にて「Yes」と判定してステップ920に進み、更に酸素吸蔵量OSAが所定値αより大きいか否かを判定する。酸素吸蔵量OSAは、図7の酸素吸蔵量算出ルーチンにおいて算出されており、また、所定値αには、第1触媒53における酸素吸蔵量OSAが過剰状態であることを示す最小の値が用いられる。
When the output value Voxs is smaller than 0.5 (V), that is, when the air-fuel ratio of the gas flowing out from the
ステップ915における出力値Voxsの判定は、ステップ920における、推定された酸素吸蔵量OSAについての判定を保証するために行われる。即ち、ステップ920にて、酸素吸蔵量OSAがαより大きくても、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが0.5(V)以上となる場合、酸素吸蔵量OSAの計算が正しくない可能性が高い。そのため、この場合には、F/C復帰時のリッチ化を行わない。
The determination of the output value Voxs in
酸素吸蔵量OSAが所定値αより大きいとき、CPU71はステップ920にて「Yes」と判定し、ステップ925に進む。CPU71は、このステップ925にて、空燃比設定係数Kの値を、例えば「1.2」(空燃比のリッチ化を指示する1より大きな任意の値)に設定し、ステップ930に進む。
When the oxygen storage amount OSA is larger than the predetermined value α, the
次いで、CPU71は、このステップ930にて、噴射停止中フラグXFCの値を「0」に設定する。噴射停止中フラグXFCを「0」に設定することによって、他のルーチンでF/Cから復帰したことが識別される。特に、図6に示した燃料噴射指示ルーチンの実行によって、燃料噴射が再開(復帰)されることになる。強制復帰時においては、ステップ925にて設定された空燃比設定係数Kにより、空燃比がリッチ化されることになる。この結果、F/C中に増大した酸素吸蔵量OSAが急減せしめられ、酸素吸蔵量OSAが適量化される。その後に、CPU71はステップ995に進み、本ルーチンを一旦終了する。
Next, in this
一方、ステップ915の判定時において、出力値Voxsが0.5(V)以上のとき、CPU71はステップ915にて「No」と判定する。また、ステップ920の判定時において、酸素吸蔵量OSAが所定値α以下のとき、CPU71はステップ920にて「No」と判定する。これら何れかのときには、空燃比のリッチ化を行う必要がないから、CPU71はステップ935に進んで、空燃比設定係数Kの値を「1.0」(空燃比のリッチ化を伴わない通常の燃料噴射を指示する値)に設定する。
On the other hand, when the output value Voxs is 0.5 (V) or more at the time of determination in
その後、CPU71はステップ930に進み、以下、上記と同様に、噴射停止中フラグXFCの値を「0」に設定して、続くステップ995にて、本ルーチンを一旦終了する。
Thereafter, the
次に、F/C中に自然復帰条件が成立する(図5の時刻t4)ことを仮定する。この場合、スロットル弁開度TAが「0」から「0でない値」に変化しない。従って、CPU17はステップ910にて「No」と判定してステップ940に進み、更に、エンジン回転速度NEが噴射復帰回転速度NEREth以下となっているか否かを判定する。
Next, it is assumed that the natural return condition is satisfied during F / C (time t4 in FIG. 5). In this case, the throttle valve opening TA does not change from “0” to “non-zero value”. Accordingly, the CPU 17 makes a “No” determination at
そして、(スロットル弁開度TAが全閉状態のまま、)エンジン回転速度NEが噴射復帰回転速度NEREth以下となったとき、CPU71はステップ940にて「Yes」と判定してステップ945に進み、自然復帰中フラグXSFの値を「1」に設定する。
When the engine rotational speed NE becomes equal to or lower than the injection return rotational speed NEREth (while the throttle valve opening TA is fully closed), the
この自然復帰中フラグXSFは、その値が「1」のとき、機関10が自然復帰を行ったことを示し、また、その値が「0」のとき、機関10が自然復帰を行わなかったことを示す。自然復帰中フラグXSFは、後述する図10に示す処理によって、自然復帰後の加速により空燃比をリッチ化する際に用いるものである。
When the value of this natural recovery flag XSF is “1”, it indicates that the
その後、CPU71はステップ935に進み、上記と同様に、空燃比設定係数Kの値を「1.0」に設定し、ステップ930にて噴射停止中フラグXFCを「0」に設定して、続くステップ995にて本ルーチンを一旦終了する。
Thereafter, the
以上により、F/C中、スロットル弁開度TAが「0でない値」に変化し、これに基づき燃料噴射を強制復帰させる場合、空燃比設定係数Kが「1」より大きい所定の値に設定される。これによって、機関の空燃比が理論空燃比よりリッチな空燃比となるように制御される。 As a result, during F / C, when the throttle valve opening TA changes to a “non-zero value” and the fuel injection is forcibly returned based on this, the air-fuel ratio setting coefficient K is set to a predetermined value greater than “1”. Is done. As a result, the air-fuel ratio of the engine is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
また、F/C中、スロットル弁開度TAが「0」のまま、エンジン回転速度NEが噴射復帰回転速度NEREthより小さくなり、これに基づき燃料噴射を自然復帰させる場合、空燃比設定係数Kが「1」に設定される。これによって、機関の空燃比が理論空燃比となるように制御される。 Further, when the throttle valve opening TA remains “0” during F / C, the engine speed NE becomes smaller than the injection return speed NEREth, and when the fuel injection is naturally returned based on this, the air-fuel ratio setting coefficient K is Set to “1”. Thereby, the air-fuel ratio of the engine is controlled to be the stoichiometric air-fuel ratio.
<自然復帰後加速でのリッチ化> CPU71は、図10にフローチャートにより示した自然復帰後の加速時における空燃比のリッチ化を指示するルーチンを、所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71は図10のステップ1000から処理を開始し、ステップ1005に進んで、自然復帰中フラグXSFが「1」であるか否かを判定する。
<Riching after Acceleration after Natural Recovery> The
いま、自然復帰後の所定時間が経過するまでの間に加速が行われる(図5の時刻t5)ものとして説明を続ける。即ち、自然復帰がなされた場合、自然復帰中フラグXSFは「1」となっているから、CPU71はステップ1005にて「Yes」と判定してステップ1010に進む。CPU71は、ステップ1010にて、自然復帰中フラグXSFが「0」から「1」に変化した後(自然復帰が開始された後)、第1触媒53下流側のガスの空燃比がリッチとなったことがないか否かを判定する。この判定は、下流側空燃比センサ67による空燃比の検出に基づく。
Now, the description will be continued on the assumption that acceleration is performed until a predetermined time after natural return has elapsed (time t5 in FIG. 5). That is, when the natural recovery is performed, the natural recovery in progress flag XSF is “1”, so the
自然復帰後に、下流側空燃比(第1触媒53から流出するガスの空燃比)が理論空燃比よりもリッチであることが検出されていないとき、CPU71はステップ1010にて「Yes」と判定してステップ1015に進み、スロットル弁開度が「0」から「0でない値」に変化したか否かを判定する。
When the downstream air-fuel ratio (the air-fuel ratio of the gas flowing out from the first catalyst 53) is not detected to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio after the natural recovery, the
いま、運転者によって加速が行われたと仮定すると、スロットル弁開度TAが「0」から「0でない値」に変化する。従って、CPU71はステップ1015にて「Yes」と判定して、ステップ1020に進む。CPU71は、ステップ1020において、下流側空燃比センサ67からの出力値Voxsが0.5(V)より小さいか否かを判定し、続いて、ステップ1025において、酸素吸蔵量OSAが所定値αより大きいか否かを判定する。
Assuming that acceleration is performed by the driver, the throttle valve opening TA changes from “0” to “non-zero value”. Accordingly, the
ステップ1020における判定及びステップ1025における判定は、それぞれ、上述した図9のF/C終了指示ルーチンのステップ915における判定及びステップ920における判定と同様である。
The determination in
下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが0.5(V)より小さく、且つ酸素吸蔵量OSAが所定値αより大きいとき、CPU71はステップ1020にて「Yes」と判定し、続くステップ1025にて「Yes」と判定する。このとき、CPU71は、ステップ1030及びステップ1035を実行する。
When the output value Voxs of the downstream side air-
即ち、ステップ1030にて、CPU71は空燃比設定係数Kを「1.2」に設定する。これにより、機関の空燃比がリッチ化される。そして、CPU71は、ステップ1035にて自然復帰中フラグXSFの値を「0」にリセットする。これにより、自然復帰状態が解除される。そして、CPU71はステップ1095に進み、本ルーチンを一旦終了する。
That is, in
ステップ1020の判定時に、出力値Voxsが0.5(V)以上のとき、CPU71は「No」と判定する。また、ステップ1025の判定時に、酸素吸蔵量OSAが所定値α以下のとき、CPU71は「No」と判定する。これら何れかのときには、空燃比のリッチ化を行う必要がないから、CPU71はそのままステップ1095に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
When the output value Voxs is 0.5 (V) or more at the time of determination in
また、ステップ1015の判定時において、スロットル弁開度TAが「0」から「0でない値」に変化することなく、つまり、運転者による加速要求が検出されなかったとき、このときもCPU71は「No」と判定して、そのままステップ1095に進み、本ルーチンを一旦終了する。
Further, when the throttle valve opening degree TA does not change from “0” to “non-zero value” at the time of determination in
一方、ステップ1010の判定時において、自然復帰後に下流側空燃比がリッチであることが検出されたとき、CPU71は「No」と判定してステップ1040に進み、自然復帰中フラグXSFの値を「0」に設定する。つまり、下流側空燃比がリッチとなったということは、酸素吸蔵量OSAが小さくなっているから、もはや自然復帰後の空燃比のリッチ化は不要となる。よって、自然復帰中フラグXSFをリセットしておく。そして、CPU71はステップ1095に進み、本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, if it is determined at
なお、自然復帰中でない場合、自然復帰中フラグXSFは「0」となっているから、CPU71は、ステップ1005にて「No」と判定して、ステップ1095に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
If the natural recovery is not in progress, the natural recovery in progress flag XSF is “0”. Therefore, the
以上により、自然復帰後に下流側空燃比のリッチ化が検出されていない間に、スロットル弁開度TAが「0」でない値に変化し、これによって、運転者による加速要求が検出された場合、機関の空燃比をリッチ化するように燃料噴射が制御される。 As described above, when the richness of the downstream air-fuel ratio is not detected after the natural return, the throttle valve opening TA changes to a value other than “0”, thereby detecting the acceleration request by the driver. Fuel injection is controlled so as to enrich the air-fuel ratio of the engine.
<空燃比設定係数Kの復帰> CPU71は図11にフローチャートにより示した空燃比設定係数Kを復帰させるルーチンを、所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPU71は、図11のステップ1100から処理を開始し、ステップ1105に進んで、空燃比設定係数Kが「1.0」から「1.2」に変更された後、リッチ化継続時間Δtm経過したか否かを判定する。
<Restoring of Air-Fuel Ratio Setting Coefficient K> The
即ち、燃料噴射の強制復帰時、又は、燃料噴射の自然復帰後のアクセルペダル操作時に、空燃比設定係数Kが「1.0」から「1.2」に変更される。この後に、この機関の空燃比のリッチ化を伴う燃料噴射が、リッチ化継続時間Δtm継続したか否かが判定される。 That is, the air-fuel ratio setting coefficient K is changed from “1.0” to “1.2” when the fuel injection is forcibly returned or when the accelerator pedal is operated after the natural return of the fuel injection. Thereafter, it is determined whether or not the fuel injection accompanying the enrichment of the air-fuel ratio of the engine has continued the enrichment duration time Δtm.
リッチ化継続時間Δtm経過したとき、CPU71はステップ1105にて「Yes」と判定してステップ1110に進み、空燃比設定係数Kの値を「1.0」に設定する。つまり、リッチ化継続時間Δtmの空燃比のリッチ化により、第1触媒53の酸素過剰状態が解消されたものとして、空燃比設定係数Kを復帰させる。そして、CPU71はステップ1195に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
When the enrichment continuation time Δtm has elapsed, the
一方、リッチ化継続時間Δtmが経過していないとき、CPU71はステップ1105にて「No」と判定して、そのままステップ1195に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, when the enrichment duration time Δtm has not elapsed, the
以上により、強制復帰時、又は、自然復帰後アクセルペダル操作時に、機関の空燃比は、リッチ化継続時間Δtmリッチ化され、その後理論空燃比化される。 As described above, at the time of forced return or when the accelerator pedal is operated after natural return, the air-fuel ratio of the engine is enriched by the enrichment duration Δtm and then the stoichiometric air-fuel ratio.
これらのように、本燃料噴射制御装置によると、燃料噴射の自然復帰時において、機関の空燃比は、強制復帰時のようにリッチ化されることなく、理論空燃比となるように調整される。また、通常、運転者がアクセルペダルを操作していない際、スロットル弁開度TAは「0」に保持されたままである。 As described above, according to the present fuel injection control device, the air-fuel ratio of the engine is adjusted so as to be the stoichiometric air-fuel ratio without being enriched as in the forced return when the fuel injection is spontaneously returned. . Normally, when the driver is not operating the accelerator pedal, the throttle valve opening degree TA is kept at “0”.
即ち、上記の自然復帰時における空燃比制御によって、アクセルペダルを操作していない運転者が、空燃比のリッチ化によって増大されたトルクを体感することを防止することができる。つまり、自然復帰時に、従来の燃料噴射制御における空燃比のリッチ化に比較して、より有効に、ドライバビリティの悪化が抑制されることになる。また、自然復帰時に、機関の空燃比の無用なリッチ化が防止されるため、燃費の改善を図ることができる。 That is, the air-fuel ratio control at the time of natural recovery described above can prevent the driver who is not operating the accelerator pedal from experiencing the torque increased by the enrichment of the air-fuel ratio. That is, at the time of natural recovery, deterioration of drivability is more effectively suppressed as compared with the enrichment of the air-fuel ratio in the conventional fuel injection control. In addition, when the engine naturally recovers, unnecessary enrichment of the air-fuel ratio of the engine is prevented, so that fuel efficiency can be improved.
更に、本燃料噴射制御装置によると、燃料噴射の自然復帰後、第1触媒53の下流側空燃比が理論空燃比よりもリッチとなったことが検出されるまでの間に、スロットル弁開度が「0」より大きくなった場合、機関の空燃比が理論空燃比よりリッチ化されるように、燃料噴射が制御される。つまり、自然復帰後のアクセルペダル操作時における空燃比のリッチ化によって、増大した触媒の酸素吸蔵量を減少させることができる。
Further, according to the present fuel injection control device, after the natural return of fuel injection, the throttle valve opening degree is detected until it is detected that the downstream air-fuel ratio of the
即ち、燃料噴射が自然復帰される際に、ドライバビリティの悪化を抑制しながら、触媒の酸素吸蔵量の増大に伴う窒素酸化物の排出を防止することにより、エミッションの悪化を回避することが可能となる。ここでの空燃比のリッチ化は、運転者によるアクセルペダルの操作に基づくから、空燃比がリッチ化されることによりトルクが増大しても、運転者は違和感を覚えない。 In other words, when fuel injection is returned to its natural state, it is possible to avoid the deterioration of emissions by preventing the discharge of nitrogen oxides accompanying the increase in the oxygen storage amount of the catalyst while suppressing the deterioration of drivability. It becomes. Since the enrichment of the air-fuel ratio here is based on the operation of the accelerator pedal by the driver, even if the torque increases due to the enrichment of the air-fuel ratio, the driver does not feel uncomfortable.
なお、ここでは、スロットルポジションセンサ62は、機関10のスロットル弁43の開度に応じた値を取得するスロットル弁開度取得手段に相当し、クランクポジションセンサ64は、機関10の回転速度を取得する回転速度取得手段にする。また、図8のF/C開始指示ルーチンが、取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が最小のスロットル弁開度であることが検出され、且つ取得された機関10の回転速度が所定の噴射停止回転速度NEFCthより大きい場合、インジェクタ39からの燃料噴射を停止させる噴射停止指示手段に相当する。
Here, the
そして、図9のF/C終了指示ルーチンにおけるステップ925、及び、図6の燃料噴射指示ルーチンが、燃料噴射停止中、取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が最小開度より大きくなったことが検出された場合、機関10の空燃比が理論空燃比よりリッチな空燃比となるように、同燃料噴射を復帰させる第1復帰指示手段に相当する。
Then, step 925 in the F / C end instruction routine of FIG. 9 and the fuel injection instruction routine of FIG. 6 perform the control of the throttle valve based on the acquired value corresponding to the opening of the throttle valve while the fuel injection is stopped. When it is detected that the opening is larger than the minimum opening, it corresponds to a first return instruction means for returning the fuel injection so that the air-fuel ratio of the
更に、図9のF/C終了指示ルーチンにおけるステップ935、及び、図6の燃料噴射指示ルーチンが、燃料噴射停止中、取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が上記最小開度であることが検出され、且つ取得された機関10の回転速度が噴射復帰回転速度NEREthよりも小さくなったことが検出された場合、機関10の空燃比が理論空燃比となるように、同燃料噴射を復帰させる第2復帰指示手段に相当する。
Further,
また、図10の自然復帰後加速でのリッチ化指示ルーチンにおけるステップ1030、及び、図6の燃料噴射指示ルーチンが、上記第2復帰指示手段により燃料噴射が復帰した後の所定期間内に、取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が上記最小開度より大きくなったことが検出された場合、機関10の空燃比が理論空燃比よりリッチな空燃比となるように、上記燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段に相当する。
b.第2実施形態
Further,
b. Second embodiment
次に、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。この第2実施形態においては、そのCPUが、第1実施形態のCPU71が実行する図9及び図10にそれぞれ代わる図12及び図13に示したルーチンを実行するようになっている。これにより、第2実施形態は、スロットル弁開度TAが大きいほど、F/C復帰時の機関の空燃比がよりリッチになるように、燃料噴射を制御するように構成されている点で、第1実施形態と異なる。以下、これらの相違点を中心として説明する。
Next, a fuel injection control device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the CPU executes the routines shown in FIGS. 12 and 13 that replace the FIGS. 9 and 10 executed by the
図12に示すF/C終了指示ルーチンにおいては、図9に示したルーチンに、ステップ1205及びステップ1210の処理が挿入されている。即ち、ステップ920の判定時において、CPU71が「Yes」と判定し、これにより、燃料噴射の強制復帰が行われる際、CPU71は先ずステップ1205に進んで、スロットル弁開度TAが所定の閾値TAthより大きいか否かを判定する。
In the F / C end instruction routine shown in FIG. 12, the processing of
そして、スロットル弁開度TAが閾値TAthより大きいときには、CPU71はステップ1205にて「Yes」と判定してステップ925に進み、空燃比設定係数Kの値を「1.2」に設定する。その一方、スロットル弁開度TAがTAth以下のとき、CPU71はステップ1205にて「No」と判定してステップ1210に進み、空燃比設定係数Kを「1.1」(理論空燃比「1.0」よりも大きい値であって、スロットル弁開度TAが閾値TAthよりも大きい場合に設定される「1.2」よりも小さな値)に設定する。
When the throttle valve opening degree TA is larger than the threshold value TAth, the
また、図13に示す、自然復帰後加速でのリッチ化指示ルーチンにおいては、図10に示したルーチンに、ステップ1305及びステップ1310の処理が挿入されている。即ち、ステップ1020の判定時において、CPU71が「Yes」と判定し、これにより、自然復帰後の加速における空燃比のリッチ化が行われる際、CPU71は先ずステップ1305に進んで、スロットル弁開度TAが閾値TAthより大きいか否かを判定する。
In addition, in the enrichment instruction routine for acceleration after natural recovery shown in FIG. 13, the processing of
スロットル弁開度TAが閾値TAthより大きいときには、CPU71はステップ1305にて「Yes」と判定してステップ1025に進み、空燃比設定係数Kを「1.2」に設定する。一方、スロットル弁開度TAがTAth以下のとき、CPU71はステップ1305にて「No」と判定してステップ1310に進み、空燃比設定係数Kを「1.1」に設定する。
When the throttle valve opening degree TA is larger than the threshold value TAth, the
以上により、燃料噴射の強制復帰時、及び、燃料噴射の自然復帰後のアクセルペダルの操作時に、スロットル弁開度(アクセルペダルの操作量に対応)がより大きいほど、リッチ化の程度がより強められる。この結果、より速やかに触媒内の酸素吸蔵量OSAを減少させて、迅速に酸素吸蔵量OSAを適正化することができる。 As described above, when the throttle valve opening (corresponding to the operation amount of the accelerator pedal) is larger at the time of forced return of fuel injection and the operation of the accelerator pedal after the natural return of fuel injection, the degree of enrichment becomes stronger. It is done. As a result, the oxygen storage amount OSA in the catalyst can be reduced more quickly, and the oxygen storage amount OSA can be quickly optimized.
つまり、スロットル弁開度TAが閾値TAthよりも大きい場合には、スロットル弁開度TAが閾値TAth以下の場合より第1触媒53に流入するガスの量が多いから、排気の絶対量も多くなる。そこで、このようにリッチ化の程度を強めることによって、エミッションの悪化を回避している。
That is, when the throttle valve opening degree TA is larger than the threshold value TAth, the amount of gas flowing into the
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態においては、燃料噴射が自然復帰した後の所定期間として、第1触媒53の下流側に設けられた空燃比センサ67によって、第1触媒53から流出するガスの空燃比がリッチとなったことが検出されない期間を用いた。これに代えて、この所定期間を、自然復帰後に所定時間が経過するまでの期間とすることも可能である。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various modification can be employ | adopted within the scope of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, the air-fuel ratio of the gas flowing out from the
スロットル弁の開度に応じた値(運転者による加速要求に対応する値)としては、スロットル弁開度TAを用いたが、他に、このスロットル弁の開度(加速要求)に応じた値として、空気流量Ga、又は、機関10における負荷等を用いてもよい。また、スロットル弁開度TAとして、スロットルポジションセンサ62により測定した値を用いたが、スロットル開度を決定するアクセル操作量センサ68による値を用いてもよい。
As the value corresponding to the throttle valve opening (the value corresponding to the driver's acceleration request), the throttle valve opening TA was used. In addition, the value corresponding to the throttle valve opening (acceleration request) was used. As an alternative, the air flow rate Ga or the load in the
更に、機関の空燃比(燃料噴射量)のフィードバック制御は、所定運転条件が成立している場合に第1触媒53に流入するガスの空燃比が理論空燃比となるように、空燃比センサによる値に基づくものとした。これに代えて、このフィードバック制御は、酸素吸蔵量の推定値に基づくものとしてもよい。即ち、第1触媒53の酸素吸蔵量OSAを推定(算出)し、この推定された酸素吸蔵量OSAが所定の目標酸素吸蔵量となるように、機関の空燃比(燃料噴射)をフィードバック制御してもよい。
Further, feedback control of the air / fuel ratio (fuel injection amount) of the engine is performed by an air / fuel ratio sensor so that the air / fuel ratio of the gas flowing into the
また、自然復帰時には、機関の空燃比が理論空燃比となるように、燃料噴射を制御したが、自然復帰時に、機関の空燃比が、理論空燃比よりリーンな所定の空燃比となるように、燃料噴射を制御することも可能である。 In addition, the fuel injection is controlled so that the air-fuel ratio of the engine becomes the stoichiometric air-fuel ratio at the time of natural return, but at the time of natural return, the air-fuel ratio of the engine becomes a predetermined air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. It is also possible to control the fuel injection.
加えて、自然復帰後に所定時間が経過した後は、スロットル弁43の開度が最小開度から最小開度より大きくなったことが検出されても、機関に供給されるガスの空燃比を理論空燃比よりリッチにすることを禁止しておいてもよい。
In addition, after a predetermined time has passed after the natural return, the air-fuel ratio of the gas supplied to the engine is calculated even if it is detected that the opening of the
10…内燃機関、39…インジェクタ、52…エキゾーストパイプ、53…三元触媒(第1触媒)、67…下流側空燃比センサ、70…電気制御装置、71…CPU
DESCRIPTION OF
Claims (3)
インジェクタからの燃料噴射を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記機関のスロットル弁の開度に応じた値を取得するスロットル弁開度取得手段と、
前記機関の回転速度を取得する回転速度取得手段と、
前記取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が最小のスロットル弁開度であることが検出され、且つ前記取得された機関の回転速度が所定の噴射停止回転速度より大きい場合、前記インジェクタからの燃料噴射を停止させる噴射停止指示手段と、
前記燃料噴射の停止中、前記取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が前記最小開度より大きくなったことが検出された場合、前記触媒に流入するガスの空燃比が理論空燃比よりリッチな空燃比となるように、同燃料噴射を復帰させる第1復帰指示手段と、
前記燃料噴射の停止中、前記取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が前記最小開度であることが検出され、且つ前記取得された機関の回転速度が所定の噴射復帰回転速度より小さくなった場合、前記ガスの空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりリーンな空燃比となるように、同燃料噴射を復帰させる第2復帰指示手段とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。 Applied to internal combustion engines with a catalyst in the exhaust passage,
A fuel injection control device for an internal combustion engine for controlling fuel injection from an injector,
Throttle valve opening obtaining means for obtaining a value corresponding to the opening of the throttle valve of the engine;
Rotational speed acquisition means for acquiring the rotational speed of the engine;
Based on the acquired value corresponding to the opening of the throttle valve, it is detected that the opening of the throttle valve is the minimum opening of the throttle valve, and the acquired rotational speed of the engine is a predetermined injection stop. An injection stop instruction means for stopping the fuel injection from the injector when the rotational speed is greater than;
When the fuel injection is stopped, when it is detected that the opening of the throttle valve is larger than the minimum opening based on the acquired value corresponding to the opening of the throttle valve, the fuel flows into the catalyst. First return instruction means for returning the fuel injection so that the air-fuel ratio of the gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio;
While the fuel injection is stopped, it is detected that the opening of the throttle valve is the minimum opening based on a value corresponding to the acquired opening of the throttle valve, and the acquired rotational speed of the engine And a second return instruction means for returning the fuel injection so that the air-fuel ratio of the gas becomes a stoichiometric air-fuel ratio or an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio when the fuel injection speed becomes lower than a predetermined injection return rotation speed. A fuel injection control device for an internal combustion engine.
前記第2復帰指示手段により燃料噴射が復帰した後の所定期間内に、前記取得されたスロットル弁の開度に応じた値に基づいて同スロットル弁の開度が前記最小開度より大きくなったことが検出された場合、前記ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチな空燃比となるように、同燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段を更に備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1,
Within a predetermined period after the fuel injection is returned by the second return instruction means, the opening of the throttle valve becomes larger than the minimum opening based on the acquired value corresponding to the opening of the throttle valve. When this is detected, a fuel injection control device for an internal combustion engine further comprising fuel injection control means for controlling the fuel injection so that the air-fuel ratio of the gas becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
前記第1復帰指示手段又は前記燃料噴射制御手段は、前記取得されたスロットル弁の開度に応じた値が大きいほど前記ガスの空燃比がよりリッチな空燃比になるように、前記燃料噴射を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置。
The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 2,
The first return instruction means or the fuel injection control means performs the fuel injection so that the air-fuel ratio of the gas becomes richer as the value corresponding to the obtained throttle valve opening increases. A fuel injection control device for an internal combustion engine to be controlled.
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