JP2009228565A - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関が過渡状態であることを判定値Dに基づき判定して燃料補正を行うが(S18,S20)、強制変調制御を実施しているときの過渡状態の判定値D(=|ΔTHaf|)を排気空燃比の変調を実施しないときの通常の判定値D(=|ΔTHn|)よりも緩和して設定する(S12,S14)。
【選択図】図2
Description
かかる強制変調制御は、例えばエンジンの排気通路に設けた触媒装置が活性状態にある場合に実施することで、当該触媒装置の酸素吸蔵機能(O2ストレージ機能)やHC吸蔵機能(HCストレージ機能)を利用して排気浄化性能を向上させることが可能であり、また、例えばエンジンが冷態始動時にあって触媒装置が未だ活性状態にない場合には、特にエンジンの始動直後に実施することで、還元反応と酸化反応とを強制的に生起させて触媒昇温を促進することが可能である。
また、上記特許文献1に開示の装置の場合、強制変調制御中にエンジンの加減速が検出されたときには強制変調制御を禁止することから、過渡状態であるエンジンの加減速時には強制変調制御が一切実施されないことになり、好ましいことではない。例えば、エンジンの冷態始動直後に触媒昇温のために強制変調制御を実施する場合にあっては、エンジンが加減速操作されると、その間、強制変調制御が全く実施されないことになり、触媒昇温が中断され、触媒装置の活性化が遅れるという問題がある。
請求項2の内燃機関の燃料制御装置によれば、強制変調制御を実施しているときに内燃機関が加速状態であることが判定されると、強制変調制御がリッチ空燃比側であるときには通常の加速補正量よりも少なく補正し、リーン空燃比側であるときには通常の加速補正量よりも多く補正する。これにより、強制変調制御における燃焼空燃比に合わせて基準燃料量を適切に増量補正することができ、強制変調制御時における過渡応答性のさらなる向上を図ることができる。
図1を参照すると、車両に搭載された本発明に係る内燃機関の燃料制御装置の概略構成図が示されており、以下、当該燃料制御装置の構成を説明する。
同図に示すように、内燃機関であるエンジン本体(以下、単にエンジンという)1としては、吸気管噴射型(Multi Point Injection:MPI)4気筒ガソリンエンジンが採用される。
シリンダヘッド2には、各気筒毎に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド10の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド10には、電磁式の燃料噴射弁6が取り付けられており、燃料噴射弁6には、燃料パイプ7を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置(図示せず)が接続されている。
なお、当該MPIエンジンは公知のものであるため、その構成の詳細については説明を省略する。
排気マニホールド12の他端には排気管20が接続されており、当該排気管20には、排気浄化触媒装置30として三元触媒32が配設されている。
ECU(電子コントロールユニット)40は、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等を備えており、当該ECU40により、エンジン1を含めた燃料制御装置の総合的な制御が行われる。
一方、ECU40の出力側には、上述の燃料噴射弁6、点火コイル8、スロットル弁14等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等がそれぞれ出力される。詳しくは、各種センサ類からの検出情報に基づき燃焼空燃比(燃焼A/F)が適正な目標空燃比(目標A/F)に設定され(空燃比設定手段)、当該目標A/Fに応じた量(基準燃料量)の燃料が設定されて適正なタイミングで燃料噴射弁6から噴射され(基準燃料量設定手段)、またスロットル弁14が適正な開度に調整され、点火プラグ4により適正なタイミングで火花点火が実施される。
図2を参照すると、本発明の第1実施例に係る燃料制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
ステップS10では、TPS16からの情報に基づきスロットル開度θthを取得する。
ステップS12では、上記強制変調制御を実施中であるか否かを判別する。判別結果が真(Yes)で強制変調制御中と判定された場合には、ステップS14に進み、判別結果が偽(No)で強制変調制御中でない場合には、ステップS16に進む。
このように、本発明の第1実施例に係る燃料制御では、エンジン1が加減速状態にあるか否かを判定するための加減速判定値Dを、強制変調制御中である場合には値|ΔTHaf|として通常の値|ΔTHn|よりも低い値に設定し、加減速状態を容易に判定可能にしている。
これより、強制変調制御中にエンジン1が加減速状態となり過渡状態になったとしても、過渡燃料補正が間に合わなくならないようにでき、故に加速不良や減速不良等を防止でき、過渡応答性の向上を図ることができる。
図3を参照すると、当該制御ルーチンに基づき燃料制御を行った場合の燃焼A/F、スロットル開度θth及びエンジン回転速度Neの関係の一例がタイムチャートで示され、同図には、例えば強制変調制御中に燃焼A/FがリーンA/Fであるときに加減速判定値Dを値|ΔTHaf|として加速状態を判定し過渡燃料補正を行った場合のエンジン回転速度Neの変化(実線)と加減速判定値Dを通常の値|ΔTHn|として加速状態を判定し過渡燃料補正を行った場合のエンジン回転速度Neの変化(破線)とが比較して示されているが、このように、加減速判定値Dを通常よりも低く設定することで、強制変調制御中の加速時における加速不良を防止することができる。これにより、強制変調制御中のエンジン1ひいては車両の加速時において、ドライバビリティの悪化を防止でき、また失火による排出HCの増加をも防止することができる。
なお、ここでは、強制変調制御中である場合には常に加減速判定値Dを値|ΔTHaf|に設定するようにしているが、過渡応答性の悪化の問題は、強制変調制御中に燃焼A/FがリーンA/Fであるときにエンジン1が加速状態となる場合に顕著であって、この場合に加減速判定値Dを値|ΔTHaf|にすれば上記図3に示すようにドライバビリティの悪化や失火による排出HCの増加を防止できることから、特に過渡状態が加速状態であって強制変調制御中に燃焼A/FがリーンA/Fであるときの加減速判定値Dだけを値|ΔTHaf|に設定するようにしてもよい。
次に、第2実施例について説明する。
図4を参照すると、本発明の第2実施例に係る燃料制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下、同フローチャートに沿い説明する。
ステップS32では、エアフローセンサ18からの情報に基づき吸入空気量Qairを取得する。
ステップS34では、検出されるスロットル開度θthの増加変化率Δθaccが加速判定値(判定基準)Daより大であるか否か、或いは、加速判定値Daより大と判定された後に加速判定値Da以下になって所定時間t1内であるか否かを判別する。
ステップS34の判別結果が真(Yes)でスロットル開度θthの増加変化率Δθaccが加速判定値Daより大または加速判定値Da以下になってから所定時間t1内であると判定された場合には、エンジン1が加速状態の過渡状態にあると判断でき、この場合には、ステップS36に進む。
ステップS38では、上記強制変調制御を実施中であるか否かを判別する。判別結果が真(Yes)で強制変調制御中と判定された場合には、ステップS40に進む。
Kacc=(現変調A/F)/(理論空燃比) …(1)
つまり、強制変調制御により変動する燃焼A/Fに応じ、エンジン1が加速状態にある場合には、現変調A/FがリッチA/F(<1.0)のときには小さく、リーンA/F(>1.0)のときには大きくなるように増量係数Kaccを設定する。
そして、ステップS44では、当該増量係数Kaccに基づき、次式(2)から加速燃料増量ΔQacc(加速補正量)を算出する。
ΔQacc=ΔQaccb×Kacc …(2)
即ち、強制変調制御中にエンジン1が加速状態となったときには、現変調A/FがリッチA/F(<1.0)の場合には基本加速増量ΔQaccbよりも加速燃料増量ΔQaccを小さく、リーンA/F(>1.0)の場合には加速燃料増量ΔQaccを大きく設定するようにし、一方強制変調制御中でない場合には加速燃料増量ΔQaccを通常の基本加速増量ΔQaccbに保持するようにしている。
ここに、減速判定値Ddは、第1実施例の場合と同様に、強制変調制御中であるか否かに応じ、強制変調制御中である場合には値ΔTHafとして通常の値ΔTHnよりも絶対値において低い値に設定するのがよいが、上記同様、通常のスロットル開度θthの変化率ΔTHnであってもよい。
ステップS52では、吸入空気量Qairに基づいて過渡燃料補正を行うための燃料の基本減速減量ΔQdecb(通常の減速補正量)を算出する。なお、基本減速減量ΔQdecbについては予めマップを設定しておき、当該マップから読み出せばよい。
ステップS56では、減量係数Kdecを次式(3)から算出する。
Kdec=(理論空燃比)/(現変調A/F) …(3)
つまり、強制変調制御により変動する燃焼A/Fに応じ、エンジン1が減速状態にある場合には、現変調A/FがリッチA/F(<1.0)のときには大きく、リーンA/F(>1.0)のときには小さくなるように減量係数Kdecを設定する。
そして、ステップS60では、当該減量係数Kdecに基づき、次式(4)から減速燃料減量ΔQdec(減速補正量)を算出する。
ΔQdec=ΔQdecb×Kdec …(4)
即ち、強制変調制御中にエンジン1が減速状態となったときには、現変調A/FがリッチA/F(<1.0)の場合には基本減速減量ΔQdecbよりも減速燃料減量ΔQdecを大きく、リーンA/F(>1.0)の場合には減速燃料減量ΔQdecを小さく設定するようにし、一方強制変調制御中でない場合には減速燃料減量ΔQdecを通常の基本減速減量ΔQdecbに保持するようにしている。
これより、強制変調制御中にエンジン1が加減速状態となり過渡状態になったとしても、適切に過渡燃料補正を行うようにして加速不良や減速不良を防止でき、過渡応答性の向上を図ることができる。
以上で本発明に係る内燃機関の燃料制御装置の実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではない。
6 燃料噴射弁
16 スロットルポジションセンサ(TPS)
18 エアフローセンサ
40 ECU(電子コントロールユニット)
Claims (7)
- 内燃機関の運転状態に応じて燃焼空燃比を設定する空燃比設定手段と、
該空燃比設定手段により設定された燃焼空燃比に基づき基準燃料量を設定する基準燃料量設定手段と、
内燃機関が過渡状態であることを判定基準に基づき判定する過渡状態判定手段と、
前記過渡状態判定手段により内燃機関が過渡状態であることが判定されると、前記基準燃料量を補正する燃料補正手段と、
内燃機関の燃焼空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させることにより排気空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させる空燃比変調手段とを備え、
前記過渡状態判定手段は、前記判定基準を設定する判定基準設定手段を含み、
該判定基準設定手段は、前記空燃比変調手段により排気空燃比の変調を実施しているときの判定基準を排気空燃比の変調を実施しないときの通常の判定基準よりも緩和して設定することを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。 - 前記過渡状態は加減速状態であり、前記過渡状態判定手段は内燃機関の加減速状態を判定するものであって、
前記燃料補正手段は、前記空燃比変調手段によって排気空燃比の変調を実施しているとき、該過渡状態判定手段により内燃機関が加速状態であることが判定されると、前記空燃比変調手段による排気空燃比の変調がリッチ空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の加速補正量よりも少なく補正し、リーン空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の加速補正量よりも多く補正することを特徴とする、請求項1記載の内燃機関の燃料制御装置。 - 前記過渡状態は加減速状態であり、前記過渡状態判定手段は内燃機関の加減速状態を判定するものであって、
前記判定基準設定手段は、少なくとも前記加減速状態が加速状態であって前記空燃比変調手段により排気空燃比の変調を実施した際に燃焼空燃比がリーン空燃比側となるときの判定基準を排気空燃比の変調を実施しないときの通常の判定基準よりも緩和して設定することを特徴とする、請求項1または2記載の内燃機関の燃料制御装置。 - 前記過渡状態は加減速状態であり、前記過渡状態判定手段は内燃機関の加減速状態を判定するものであって、
前記燃料補正手段は、前記空燃比変調手段によって排気空燃比の変調を実施しているとき、前記過渡状態判定手段により内燃機関が減速状態であることが判定されると、前記空燃比変調手段による排気空燃比の変調がリッチ空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の減速補正量よりも多く補正し、リーン空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の減速補正量よりも少なく補正することを特徴とする、請求項1または2記載の内燃機関の燃料制御装置。 - 内燃機関の運転状態に応じて燃焼空燃比を設定する空燃比設定手段と、
該空燃比設定手段により設定された燃焼空燃比に基づき基準燃料量を設定する基準燃料量設定手段と、
内燃機関が加減速状態であることを判定基準に基づき判定する加減速状態判定手段と、
前記加減速状態判定手段により内燃機関が加減速状態であることが判定されると、前記基準燃料量を補正する燃料補正手段と、
内燃機関の燃焼空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させることにより排気空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させる空燃比変調手段とを備え、
前記燃料補正手段は、前記空燃比変調手段によって排気空燃比の変調を実施しているとき、前記加減速状態判定手段により内燃機関が加速状態であることが判定されると、前記空燃比変調手段による排気空燃比の変調がリッチ空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の加速補正量よりも少なく補正し、リーン空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の加速補正量よりも多く補正することを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。 - 前記燃料補正手段は、前記空燃比変調手段によって排気空燃比の変調を実施しているとき、前記加減速状態判定手段により内燃機関が減速状態であることが判定されると、前記空燃比変調手段による排気空燃比の変調がリッチ空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の減速補正量よりも多く補正し、リーン空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の減速補正量よりも少なく補正することを特徴とする、請求項5記載の内燃機関の燃料制御装置。
- 内燃機関の排気通路に触媒装置を有し、該触媒装置の昇温が必要なとき、前記空燃比変調手段により排気空燃比の変調を実施することを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか記載の内燃機関の燃料制御装置。
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