JP4168877B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に、フューエルカット状態から復帰した後における排気浄化触媒内を酸素過多な状態から適正な状態に早期に回復させ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, and more particularly to a fuel injection control device for an internal combustion engine that quickly recovers the exhaust purification catalyst from an oxygen-rich state to an appropriate state after returning from a fuel cut state. .
内燃機関の排気ガス中には、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）などの浄化すべき物質が含まれており、これらの物質を浄化するために、排気通路に三元触媒を設けたものがある。また、ディーゼルエンジンの場合には、これらの物質に加えて粒子状物質の浄化する四元触媒等も用いられている。この触媒の酸素吸蔵作用に着目して浄化すべき物質の浄化率をより一層向上させるために、酸素吸蔵作用を効果的に利用した空燃比制御が従来から検討されている。 The exhaust gas of an internal combustion engine contains substances to be purified such as nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), and hydrocarbons (HC). In order to purify these substances, the exhaust gas is exhausted. Some have a three way catalyst in the passage. In the case of a diesel engine, in addition to these substances, a four-way catalyst for purifying particulate substances is also used. In order to further improve the purification rate of substances to be purified by paying attention to the oxygen occlusion action of this catalyst, air-fuel ratio control that effectively uses the oxygen occlusion action has been studied.
内燃機関において、燃料カット（フューエルカット）があると、内燃機関内の空気がそのまま触媒に流れ込むので、触媒に酸素過多の状態が生じる。この状態では、触媒の浄化作用が低下してしまうので、早期に適正な状態に回復するために、空燃比をリッチにするいわゆるリッチ制御を行う技術がある。 In an internal combustion engine, if there is a fuel cut (fuel cut), the air in the internal combustion engine flows into the catalyst as it is, so that an excessive oxygen state occurs in the catalyst. In this state, since the purification action of the catalyst is reduced, there is a technique for performing so-called rich control that makes the air-fuel ratio rich in order to recover to an appropriate state at an early stage.
このようなリッチ制御を行うものとして、特開平８−１９３５３７号公報に開示された内燃機関の燃料噴射制御装置がある。この燃料噴射制御装置は、Ａ／Ｆセンサで検出された空燃比に基づいて、燃料噴射量をフィードバック制御しており、燃料カットがあったときには、一時的に目標空燃比をリッチ側に設定するものである。
ところが、上記特許文献１に開示された燃料噴射制御装置では、フューエルカットがあったときに、一時的に目標空燃比をリッチ側に設定するのみであるので、フューエルカット後における制御条件の挙動について特に考慮されていない。このため、ＮＯｘの低減などの点においてさらに改良する余地があるものであった。 However, in the fuel injection control device disclosed in Patent Document 1, when the fuel cut occurs, the target air-fuel ratio is only temporarily set to the rich side. Not specifically considered. For this reason, there is room for further improvement in terms of NOx reduction and the like.
また、リッチ制御を行う際には、目標空燃比をリッチにするために消費する燃料の量が多くなってしまうので、燃費が低下する傾向にあり、このような燃費の低下を防止することも求められる。さらには、リッチ制御を行うにあたってのリッチ側への移動量が大きくなると、空燃比制御を行う際の精度が低下する問題もある。 In addition, when rich control is performed, the amount of fuel consumed to make the target air-fuel ratio rich is increased, and thus fuel consumption tends to decrease, and such fuel consumption reduction can be prevented. Desired. Furthermore, if the amount of movement to the rich side in performing rich control increases, there is also a problem that the accuracy in performing air-fuel ratio control decreases.
そこで、本発明の課題は、フューエルカット後のリッチ制御を行う際に、ＮＯｘの低減効果および燃費を高め、空燃比制御の精度を高くすることができる燃料噴射制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel injection control device capable of increasing the NOx reduction effect and fuel efficiency and increasing the accuracy of air-fuel ratio control when performing rich control after fuel cut.
上記課題を解決した本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、フューエルカット状態から復帰した後における内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の酸素吸蔵量を適正化するために空燃比をリッチにするリッチ制御を行う内燃機関の燃料噴射制御装置であって、フューエルカット状態から復帰した後、目標空燃比をリッチ側に移動させるとともに、フューエルカット状態から復帰した後における吸入空気量を積算し、この積算吸気量が所定のしきい値を超えたときに、目標空燃比のリッチ側への移動量を減少させるリッチ制御を行うものである。 A fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention that has solved the above-described problems is an air-fuel ratio for optimizing an oxygen storage amount of an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine after returning from a fuel cut state. A fuel injection control device for an internal combustion engine that performs rich control to make the air rich.After returning from the fuel cut state, the target air-fuel ratio is moved to the rich side, and the intake air amount after returning from the fuel cut state is Rich control is performed to reduce the amount of movement of the target air-fuel ratio to the rich side when the integrated intake air amount exceeds a predetermined threshold value.
本発明に係る燃料噴射制御装置では、フューエルカットから復帰した後における積算吸気量が所定のしきい値を超えたときに、目標空燃比のリッチ側への移動量を減少させるようにしている。フューエルカットの直後では、排気浄化触媒のＮＯｘ還元能力を早期に復帰させるために、リッチ側への移動量を大きくしている。また、フューエルカット後の吸入空気量が増加すると、ＮＯｘの量が減っているので、リッチ側への移動量を減少させても、ＮＯｘ還元能力を十分に発揮することができる。 In the fuel injection control device according to the present invention, the amount of movement of the target air-fuel ratio to the rich side is reduced when the integrated intake air amount after returning from the fuel cut exceeds a predetermined threshold value. Immediately after the fuel cut, the amount of movement to the rich side is increased in order to quickly restore the NOx reduction capability of the exhaust purification catalyst. Further, as the amount of intake air after fuel cut increases, the amount of NOx decreases, so even if the amount of movement to the rich side is reduced, the NOx reduction ability can be fully exhibited.
さらに、リッチ制御が進むと、ＮＯｘ還元能力がある程度回復する。このままリッチ制御を継続すると、燃費の低下や制御精度の低下が考えられる。この点、本発明に係る燃料噴射量制御装置では、積算吸気量が所定のしきい値を超えてＮＯｘ還元能力が回復した時点で、目標空燃比のリッチ側への移動量を小さくする制御を行っている。このため、燃料噴射量を少なくすることができるので、燃費の向上に寄与することができる。また、ストイキ（理論空燃比）付近で空燃比制御を行うことができるので、制御精度を高くすることができる。さらには、トルクショックの抑制やＨ２Ｓの生成の抑制などを図ることもできる。 Further, as the rich control proceeds, the NOx reduction ability is recovered to some extent. If rich control is continued as it is, fuel consumption may be reduced and control accuracy may be reduced. In this regard, in the fuel injection amount control device according to the present invention, when the integrated intake air amount exceeds a predetermined threshold value and the NOx reduction capability is restored, control for reducing the amount of movement of the target air-fuel ratio to the rich side is performed. Is going. For this reason, since the amount of fuel injection can be reduced, it can contribute to the improvement of a fuel consumption. Further, since the air-fuel ratio control can be performed near the stoichiometric (theoretical air-fuel ratio), the control accuracy can be increased. Furthermore, it is also possible to such suppression of the generation of suppression and H 2 S in the torque shock.
ここで、フューエルカット状態から復帰した後における排気ガス排出量状態に基づいて、リッチ側への移動量を調整するリッチ制御を行うことができる。 Here, it is possible to perform rich control for adjusting the amount of movement to the rich side based on the exhaust gas discharge amount state after returning from the fuel cut state.
本発明に係る燃料噴射制御装置では、フューエルカットから復帰した後に行うリッチ制御において、排気ガス排出状態に基づいて、リッチ側への移動量を調節している。このため、排気ガス中に含まれるＮＯｘの濃度に応じたリッチ制御とすることができるので、ＮＯｘの低減効果を好適に高めることができる。 In the fuel injection control device according to the present invention, in the rich control performed after returning from the fuel cut, the amount of movement to the rich side is adjusted based on the exhaust gas discharge state. For this reason, since rich control according to the concentration of NOx contained in the exhaust gas can be performed, the NOx reduction effect can be suitably enhanced.
このとき、リッチ制御は、排気ガス排出量状態が、排気ガスの排出量が多くなる状態のときにリッチ側への制御量を大きくし、排気ガスの排出量が少なくなる状態のときにリッチ側への制御量を小さくする態様とするのが好適である。 At this time, in the rich control, when the exhaust gas emission amount state is a state in which the exhaust gas emission amount is large, the control amount to the rich side is increased, and when the exhaust gas emission amount is small, the rich side It is preferable to reduce the control amount.
このような制御とすることにより、ＮＯｘが多い状態ではリッチ側への移動量を大きくして早期にＮＯｘ還元能力を高めることができる。また、ある程度ＮＯｘ還元能力が高まった後はリッチ側への移動量を小さくすることにより、燃費の低減や制御精度の向上に寄与することができる。 By adopting such control, when the amount of NOx is large, the amount of movement to the rich side can be increased, and the NOx reduction capability can be increased early. In addition, after the NOx reduction capability has increased to some extent, the amount of movement toward the rich side can be reduced to contribute to the reduction of fuel consumption and the improvement of control accuracy.
ここで、排気ガス排出量状態が、アイドルスイッチのＯＮ／ＯＦＦ、瞬時吸入空気量、またはエンジン負荷である態様とすることができる。 Here, the exhaust gas discharge amount state may be an ON / OFF state of an idle switch, an instantaneous intake air amount, or an engine load.
このように、排気ガス排出量状態としては、アイドルスイッチのＯＮ−ＯＦＦ、瞬時吸入空気量、エンジン負荷を利用することができる。アイドルスイッチがＯＮのときは排気ガス排出量が多い状態であり、アイドルスイッチがＯＦＦのときは排気ガス排出量が少ない状態である。また、瞬時吸気量が多いときは排気ガス排出量が多い状態であり、瞬時吸気量が少ないときは排気ガス排出量が少ない状態である。さらに、エンジン負荷が大きいときは排気ガス排出量が多い状態であり、エンジン負荷が小さいときは排気ガス排出量が少ない状態である。 Thus, as the exhaust gas discharge amount state, the ON / OFF of the idle switch, the instantaneous intake air amount, and the engine load can be used. When the idle switch is ON, the exhaust gas discharge amount is large. When the idle switch is OFF, the exhaust gas discharge amount is small. Further, when the instantaneous intake amount is large, the exhaust gas discharge amount is large, and when the instantaneous intake amount is small, the exhaust gas discharge amount is small. Further, when the engine load is large, the exhaust gas discharge amount is large, and when the engine load is small, the exhaust gas discharge amount is small.
本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、フューエルカット後のリッチ制御を行う際に、ＮＯｘの低減効果および燃費を高めることができる。 The fuel injection control device for an internal combustion engine according to the present invention can increase the NOx reduction effect and fuel efficiency when performing rich control after fuel cut.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置による制御が行われるエンジンの概要図である。 FIG. 1 is a schematic view of an engine that is controlled by a fuel injection control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１には、排気通路２が取り付けられている。排気通路２には、エンジン１で生じる排気ガスが流入し、そのまま外部に排出される。排気通路２には、第一排気浄化触媒（以下「第一触媒」という）３および第二排気浄化触媒（「以下第二触媒」という）４が上流側からこの順で取り付けられている。
As shown in FIG. 1, an
エンジン１には、シリンダが設けられており、シリンダ内には、吸気通路から空気が供給されるとともにインジェクタから燃料が供給される。シリンダ内では、供給された燃料と空気が混合して混合気となる。この混合気に点火プラグで点火して混合気を燃焼させて駆動力を発生させる。混合気を燃焼させると排気ガスが発生し、この排気ガスは排気通路２を通ってから外部に排出される。吸気通路には、吸入空気量を検出するためのエアフローメーターが取り付けられている。
The engine 1 is provided with a cylinder, in which air is supplied from the intake passage and fuel is supplied from the injector. In the cylinder, the supplied fuel and air are mixed to form an air-fuel mixture. This air-fuel mixture is ignited by a spark plug, and the air-fuel mixture is combusted to generate driving force. When the air-fuel mixture is burned, exhaust gas is generated, and the exhaust gas passes through the
排気通路２に設けられた第一触媒３および第二触媒４には、いずれも本発明の排気浄化触媒である三元触媒が用いられている。これらの三元触媒は、セリア（ＣｅＯ２）等を成分とした酸素吸蔵作用を有するものであり、排気ガス中の酸素を吸蔵・放出する性質を有している。三元触媒の酸素吸蔵放出機能は、混合気の空燃比がリーンになると排気ガス中に存在する過剰酸素を吸着保持し、空燃比がリッチになると吸着保持した酸素を放出する。混合気がリーンになったときには過剰な酸素が三元触媒に吸着保持されるために窒素酸化物ＮＯｘが還元されることになる。一方、混合気がリッチになったときには三元触媒に吸着された酸素が放出されることで一酸化炭素ＣＯや炭化水素ＨＣが酸化される。
As the
このとき、三元触媒がその酸素吸蔵能力の限界まで酸素を吸蔵していれば、入ガスの排気空燃比がリーンとなったときに酸素を吸蔵することができなくなり、排気ガス中の窒素酸化物ＮＯｘを十分に浄化できなくなる。一方、三元触媒が酸素を放出しきって酸素をまったく吸蔵していなければ、入ガスの排気空燃比がリッチとなったときに酸素を放出することができないので、排気ガス中の一酸化炭素ＣＯや炭化水素ＨＣを十分に浄化できなくなる。このため、通常は入ガスの排気空燃比がリーンとなってもリッチとなっても対応できるように触媒の酸素吸蔵量を制御している。 At this time, if the three-way catalyst has stored oxygen to the limit of its oxygen storage capacity, oxygen cannot be stored when the exhaust air-fuel ratio of the input gas becomes lean, and nitrogen oxidation in the exhaust gas will not be possible. The product NOx cannot be sufficiently purified. On the other hand, unless the three-way catalyst releases oxygen and occludes oxygen at all, oxygen cannot be released when the exhaust air-fuel ratio of the input gas becomes rich. And hydrocarbon HC cannot be sufficiently purified. For this reason, the oxygen storage amount of the catalyst is normally controlled so that the exhaust air-fuel ratio of the input gas can be made lean or rich.
さらに、排気通路２における第一触媒３の上流側には空燃比を測定するための空燃比センサ（以下「Ａ／Ｆセンサ」という）５が設けられている。Ａ／Ｆセンサ５では、第一触媒３に流入する排気ガスの空燃比（排気空燃比）を検出している。このＡ／Ｆセンサ５は、排気空燃比をリニアに検出する、いわゆるリニア空燃比センサである。
Further, an air-fuel ratio sensor (hereinafter referred to as “A / F sensor”) 5 for measuring the air-fuel ratio is provided upstream of the
また、第一触媒３と第二触媒４との間には酸素センサ６が設けられている。酸素センサ６は、理論空燃比の前後でその出力（出力電圧）をオン−オフ的に急変させるものである。酸素センサとしては、ジリコニア素子を用いたものが一般的であり、本実施形態の酸素センサ６もジリコニアを用いたものである。Ａ／Ｆセンサ５と酸素センサ６とは、その検出がリニアであるかオン−オフ的であるかの相違はあるが、いずれもそれぞれの取付位置における排気ガス中の酸素濃度から排気空燃比を検出している。
An oxygen sensor 6 is provided between the
次に、本実施形態に係る燃料噴射制御装置による燃料噴射制御の手順について説明する。本実施形態に係る燃料噴射制御では、特にフューエルカットが実行された後、三元触媒を早期に適正な酸素吸蔵量とするためのリッチ制御を行う。また、リッチ制御が行われていない通常の状態では、フィードバック制御が行われている。このフィードバック制御では、Ａ／Ｆセンサ５で検出された酸素濃度をフィードバックし、触媒３，４の酸素吸蔵量が適正となるように燃料噴射量をフィードバック補正する。
Next, the procedure of fuel injection control by the fuel injection control device according to this embodiment will be described. In the fuel injection control according to the present embodiment, after the fuel cut is executed, rich control is performed to quickly set the three-way catalyst to an appropriate oxygen storage amount. In a normal state where rich control is not performed, feedback control is performed. In this feedback control, the oxygen concentration detected by the A / F sensor 5 is fed back, and the fuel injection amount is feedback corrected so that the oxygen storage amount of the
図２は、本実施形態に係る燃料噴射制御装置による燃料噴射制御の手順を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of fuel injection control by the fuel injection control device according to the present embodiment.
図２に示すように、まず、触媒３，４が暖機状態にあるか否かを判断する（Ｓ１）。触媒が暖機状態にない場合には、触媒が活性しておらず、酸素吸蔵能力が低減しているので、暖機状態にない場合には、フューエルカット後のリッチ制御は行わない。触媒が暖機状態にあるか否かの判断は、エンジン１の駆動条件や駆動時間または触媒の温度などに基づいて行われる。
As shown in FIG. 2, first, it is determined whether or not the
触媒が暖機状態にあると判断した場合には、フューエルカットが実行されているか否かを判断する（Ｓ２）。フューエルカットが実行されているか否かは、エンジンを制御する図示しないＥＣＵからインジェクタにフューエルカット信号の出力状態で判断する。 If it is determined that the catalyst is in a warm-up state, it is determined whether or not a fuel cut is being performed (S2). Whether or not the fuel cut is being performed is determined based on the output state of the fuel cut signal from the ECU (not shown) that controls the engine to the injector.
その結果、フューエルカットが実行されていないと判断したら、リッチ制御の要求があったか否かを判断する（Ｓ３）。リッチ制御の要求があったか否かの判断は、触媒３，４における酸素吸蔵量やステップＳ８においてリッチ制御の継続判定がなされているか否か等により行われる。
As a result, if it is determined that the fuel cut has not been executed, it is determined whether or not a rich control has been requested (S3). The determination as to whether or not the rich control is required is made based on the amount of oxygen stored in the
ステップＳ２においてフューエルカットが実行されていると判断したら、触媒３，４における酸素の吸蔵量を計算する（Ｓ１０）。この結果、酸素吸蔵量が所定にしきい値を上回っている場合には、フューエルカット後にリッチ制御が必要であるとして、リッチ制御継続判定を行う（Ｓ１１）。一方、酸素吸蔵量が所定のしきい値以下である場合には、リッチ制御は不要であると判断してリッチ制御は行わない。
If it is determined in step S2 that fuel cut is being performed, the amount of oxygen stored in the
フューエルカットがあると、エンジン１に供給された空気がそのまま排気通路２に流入し、触媒３，４における酸素吸蔵量が増加する。酸素吸蔵量が多くなりすぎると、上記のように、ＮＯｘの還元効果が低下してしまう。この状態は好ましくないので、触媒３，４内の酸素吸蔵量に所定のしきい値を設定しておき、フューエルカット中における触媒３，４内の酸素吸蔵量がこのしきい値を超えた場合に、リッチ制御の要求があったと判断して、リッチ制御継続判定を行う。
If there is a fuel cut, the air supplied to the engine 1 flows into the
それから、ステップＳ３でリッチ制御の要求があったと判断したら、アイドルＯＮ状態にあるか否かを判断する（Ｓ４）。その結果、アイドルＯＮの状態にあったら、ＮＯｘの発生量は比較的少ないので、目標空燃比のリッチ側への移動量を少なくした第一リッチ制御を実行する（Ｓ６）。この第一リッチ制御では、目標空燃比をリッチ側に移動した分の燃料噴射量を増量させ、フィードバック制御を制御中心付近で行うことができるようにしている。このように、目標空燃比のリッチ側への移動量を少なくした第一リッチ制御を実行することにより、燃費の向上や制御精度の向上を図ることができる。 Then, if it is determined in step S3 that a request for rich control has been made, it is determined whether or not the engine is in an idle ON state (S4). As a result, if the engine is in the idle ON state, the amount of NOx generated is relatively small, so the first rich control is executed with the amount of movement of the target air-fuel ratio to the rich side reduced (S6). In the first rich control, the fuel injection amount is increased by moving the target air-fuel ratio to the rich side so that feedback control can be performed near the control center. As described above, by executing the first rich control in which the amount of movement of the target air-fuel ratio to the rich side is reduced, it is possible to improve fuel efficiency and control accuracy.
こうして第一リッチ制御を実行したら、触媒３，４からの酸素放出量を算出し（Ｓ７）、算出した結果に基づいて、リッチ制御を継続判定する（Ｓ８）。リッチ制御の継続判定では、ステップＳ７で算出された酸素放出量が所定の量に達していたら、触媒３，４内の酸素吸蔵量が適正なったと判断してリッチ制御を終了すると判定する。一方、酸素放出量が所定の量に達していない場合には、触媒３，４内の酸素吸蔵量が多く、いまだ適正とはなっていないと判断して、リッチ制御を継続すると判定する。
When the first rich control is executed in this way, the oxygen release amount from the
また、ステップＳ４でアイドルＯＮでなく、アイドルＯＦＦであると判断したら、積算吸気量が所定のしきい値を超えているか否かを判断する（Ｓ５）。その結果、積算吸気量がしきい値を超えていると判断したら、触媒３，４のＮＯｘ還元能力はある程度回復していると考えられる。このため、燃費の向上や制御精度の向上のためにリッチ側への移動量を少なくした第一リッチ制御を行う（Ｓ６）。その後、酸素放出量を計算し（Ｓ７）、リッチ制御の継続判定を行う（Ｓ８）。
If it is determined in step S4 that the idle is not turned on but the idle is turned off, it is determined whether or not the integrated intake air amount exceeds a predetermined threshold value (S5). As a result, if it is determined that the integrated intake air amount exceeds the threshold value, it is considered that the NOx reduction ability of the
一方、積算吸気量がしきい値を超えていないと判断したら、触媒３，４におけるＮＯｘ還元能力はいまだ十分に回復していないと考えられる。そこで、この場合には、ＮＯｘの還元能力を早期に回復させるために、リッチ側への移動量を多くした第二リッチ制御を行う（Ｓ９）。第二リッチ制御を行う際にも、第一リッチ制御と同様に目標空燃比をリッチ側に移動した分の燃料噴射量を増量させ、フィードバック制御を制御中心付近で行うことができるようにしている。このように、目標空燃比のリッチ側への移動量を多くした第二リッチ制御を行うことにより、触媒３，４の酸素吸蔵量を早期に少なくして、早期にＮＯｘ還元能力を回復させることができる。
On the other hand, if it is determined that the integrated intake air amount does not exceed the threshold value, it is considered that the NOx reduction ability of the
こうして第二リッチ制御を実行したら、触媒３，４からの酸素放出量を算出し（Ｓ７）、算出した結果に基づいて、リッチ制御を継続判定する（Ｓ８）。リッチ制御の継続判定では、ステップＳ５で算出された酸素放出量が所定の量に達していたら、触媒３，４内の酸素吸蔵量が適正なったと判断してリッチ制御を終了すると判定する。一方、酸素放出量が所定の量に達していない場合には、触媒３，４内の酸素吸蔵量が多く、いまだ適正とはなっていないと判断して、リッチ制御を継続すると判定する。
When the second rich control is executed in this manner, the amount of oxygen released from the
次に、本実施形態に係る燃料噴射制御の例について、タイムチャートを追って説明する。図３は、本実施形態に係る燃料噴射制御を行った第一の例を示すタイムチャート、図４は本実施形態に係る燃料噴射制御を行った第二の例を示すタイムチャートである。 Next, an example of fuel injection control according to the present embodiment will be described with reference to a time chart. FIG. 3 is a time chart showing a first example in which the fuel injection control according to the present embodiment is performed, and FIG. 4 is a time chart showing a second example in which the fuel injection control according to the present embodiment is performed.
図３では（ａ）に吸入空気量（吸気量）の積算値、（ｂ）にフューエルカットの有無、（ｃ）に触媒内酸素吸蔵量、（ｄ）にアイドルスイッチのＯＮ−ＯＦＦ状態、（ｅ）に目標空燃比、（ｆ）に燃料増量値のそれぞれの時間変化を示している。また、時刻Ｔ１でフューエルカットがあり、時刻Ｔ２でフューエルカットが終了し、時刻Ｔ３で積算吸気量がしきい値を超え、時刻Ｔ４で触媒内酸素吸蔵量が標準量に戻ったとする。 In FIG. 3, (a) is the integrated value of the intake air amount (intake amount), (b) is the presence or absence of fuel cut, (c) is the oxygen storage amount in the catalyst, (d) is the ON / OFF state of the idle switch, e) shows the target air-fuel ratio, and (f) shows the time variation of the fuel increase value. Further, it is assumed that there is a fuel cut at time T1, fuel cut ends at time T2, the integrated intake amount exceeds the threshold value at time T3, and the oxygen storage amount in the catalyst returns to the standard amount at time T4.
まず、時刻Ｔ１までの間、フューエルカットはなく、その間、燃料噴射制御では、通常のフィードバック制御を行っている。この間、触媒３，４内の酸素吸蔵量は標準量に保たれている。また、目標空燃比はストイキに設定されており、燃料増量値は０とされている。この間、図２に示すフローチャートでは、ステップＳ２でフューエルカットが実行されないと判断され、ステップＳ７で酸素吸蔵量が標準であると算出され、ステップＳ８でリッチ制御は必要でないと判断されて制御が終了する。
First, there is no fuel cut until time T1, and during that time, normal feedback control is performed in the fuel injection control. During this time, the oxygen storage amount in the
次に、時刻Ｔ１に到達すると、フューエルカットがなされ、フューエルカットとともに触媒３，４内の酸素吸蔵量が増加する。この間、燃料は噴射されないものの、目標空燃比は変更することなく、そのままに保持しておく。もちろん、燃料増量値も０となる。
Next, when time T1 is reached, fuel cut is performed, and the oxygen storage amount in the
フューエルカットがなされている間、触媒３，４内の酸素吸蔵量は上昇する。ここで、触媒３，４における酸素吸蔵量には上限があるので、フューエルカットが行われている間に、酸素吸蔵量が上限に達した場合には、酸素吸蔵量はその上限値となり、吸蔵されなかった酸素（空気）はそのまま排出される。
While the fuel cut is being performed, the oxygen storage amount in the
このとき、ステップＳ２でフューエルカットが実行されていると判断され、酸素吸蔵量の計算がなされる（Ｓ１０）。この酸素吸蔵量算出の結果に基づいてリッチ制御の必要性が判断され、必要であると判断されたら、フューエルカット終了時刻Ｔ２の後にリッチ制御が行われる。 At this time, it is determined in step S2 that the fuel cut is being executed, and the oxygen storage amount is calculated (S10). The necessity of the rich control is determined based on the result of the oxygen storage amount calculation. If it is determined that the rich control is necessary, the rich control is performed after the fuel cut end time T2.
その後、時刻Ｔ２に至り、フューエルカット状態から復帰すると、エンジン１からは再び排気ガスが排出され、触媒３，４では、この排気ガス中の酸化窒素ＮＯｘなどの浄化が行われる。このとき、触媒３，４の酸素吸蔵量が徐々に減少するものの、触媒３，４における酸素吸蔵量が多すぎると、酸化窒素ＮＯｘの浄化が好適にできなくなるので、早期に酸素吸蔵量を適正な値に戻す必要が生じる。そこで、目標空燃比をリッチ側に移動させるリッチ制御を行って、フィードバック制御を行う。
After that, when time T2 is reached and the fuel cut state is restored, the exhaust gas is again discharged from the engine 1, and the
このとき、図３（ｄ）に示すように、アイドルスイッチはＯＦＦとなっている。また、積算吸気量は０であり、積算吸気量のしきい値には到達していない。このため、目標空燃比をリッチ側に多く移動させる第二リッチ制御を行う。たとえばストイキでの目標空燃比が１４．６程度であるのに対して、第二リッチ制御では、目標空燃比を１３．０に設定する。それと同時に、図示しないＥＣＵでは、エンジンに吸入される空気の量を積算し、積算吸気量を記憶していく。 At this time, the idle switch is OFF as shown in FIG. Further, the integrated intake air amount is 0, and the threshold value of the integrated intake air amount has not been reached. For this reason, the second rich control is performed in which the target air-fuel ratio is largely moved to the rich side. For example, while the target air-fuel ratio at stoichiometric is about 14.6, in the second rich control, the target air-fuel ratio is set to 13.0. At the same time, an ECU (not shown) accumulates the amount of air sucked into the engine and stores the accumulated intake amount.
やがて、時刻Ｔ３に至ると、積算吸気量がしきい値を超える。この時点では、触媒３，４のＮＯｘ還元能力がある程度回復していると考えられる。そこで、ステップＳ５で基準吸気量がしきい値を超えたと判断して、目標空燃比を減少させて、リッチ側への移動量が少ない第一リッチ制御を開始する。この第一リッチ制御では、目標空燃比はたとえば１３．５に設定され、第二リッチ制御よりもストイキに近い位置での制御がなされる。この第一リッチ制御を行うことにより、リッチ側への移動量を少なくすることができるので、燃費の向上に寄与するとともに、制御の精度を高めることができる。さらには、トルクショックの抑制やＨ２Ｓの生成の抑制などを図ることもできる。
Eventually, when time T3 is reached, the integrated intake air amount exceeds the threshold value. At this time, it is considered that the NOx reduction ability of the
やがて、時刻Ｔ４に到達すると、ステップＳ７で計算される酸素放出量が標準量に到達していると判断されるので、ステップＳ８でリッチ制御の継続が不要と判断されてリッチ制御が終了する。 Eventually, when time T4 is reached, it is determined that the oxygen release amount calculated in step S7 has reached the standard amount, so that it is determined in step S8 that continuation of rich control is unnecessary, and rich control ends.
次に、本実施形態に係る燃料噴射制御を行った第二の例について説明する。図４では、（ａ）にフューエルカットの有無、（ｂ）に触媒内酸素吸蔵量、（ｃ）にアイドルスイッチのＯＮ−ＯＦＦ状態、（ｄ）に目標空燃比、（ｅ）に燃料増量値のそれぞれの時間変化を示している。また、時刻Ｔ１１でフューエルカットがあり、時刻Ｔ１２でフューエルカットが終了し、時刻Ｔ１３でアイドルＯＮとなり、時刻Ｔ１４で触媒内酸素吸蔵量が標準量に戻ったとする。 Next, a second example in which fuel injection control according to this embodiment is performed will be described. In FIG. 4, (a) is the presence or absence of fuel cut, (b) is the oxygen storage amount in the catalyst, (c) is the ON / OFF state of the idle switch, (d) is the target air-fuel ratio, and (e) is the fuel increase value. Each time change is shown. Further, it is assumed that there is a fuel cut at time T11, the fuel cut is completed at time T12, the idle is turned on at time T13, and the oxygen storage amount in the catalyst returns to the standard amount at time T14.
時刻Ｔ１１までの間は、上記第一の実施形態と同様に、フューエルカットはなく、その間、燃料噴射制御では、通常のフィードバック制御を行っている。この間、触媒３，４内の酸素吸蔵量は標準量に保たれている。また、目標空燃比はストイキに設定されており、燃料増量値は０とされている。
Until time T11, as in the first embodiment, there is no fuel cut, and during that time, normal feedback control is performed in the fuel injection control. During this time, the oxygen storage amount in the
続く時刻Ｔ１２までの間は、ステップＳ２でフューエルカットが実行されていると判断され、酸素吸蔵量の計算がなされる（Ｓ１０）。この酸素吸蔵量算出の結果に基づいてリッチ制御の必要性が判断され、必要であると判断されたら、フューエルカット終了時刻Ｔ２の後にリッチ制御が行われる。 Until the subsequent time T12, it is determined in step S2 that fuel cut is being executed, and the oxygen storage amount is calculated (S10). The necessity of the rich control is determined based on the result of the oxygen storage amount calculation. If it is determined that the rich control is necessary, the rich control is performed after the fuel cut end time T2.
その後、時刻Ｔ１２に至り、フューエルカットから復帰すると、触媒３，４内の酸素吸蔵量を適正な値に戻すようにリッチ制御を行う。フューエルカットから復帰したとき、アイドルスイッチはＯＦＦとなっている。そのため、上記第一の例と同様、目標空燃比をリッチ側に多く移動させる第二リッチ制御を行う。
Thereafter, when time T12 is reached and the fuel cut is restored, rich control is performed so that the oxygen storage amount in the
そのまま第二リッチ制御を継続し、時刻Ｔ１３に至ってドライバがアクセルペダルを離してアイドルスイッチがＯＮとなると、排気ガス排出量が少なくなるとともにエンジン１から排出されるＮＯｘの量が少なくなる。また、触媒３，４では、ある程度のＮＯｘ還元能力が回復していると考えられる。そこで、ステップＳ４において、アイドルスイッチがＯＮになったと判断し、第一リッチ制御を開始して、目標空燃比をたとえば１３．５に設定する。
The second rich control is continued as it is, and when the driver releases the accelerator pedal and the idle switch is turned on at time T13, the exhaust gas emission amount decreases and the NOx amount exhausted from the engine 1 decreases. Further, it is considered that the
そして、やがて時刻Ｔ１４となり、触媒内酸素吸蔵量が標準量に戻ると、ステップＳ７で計算される酸素放出量が標準量に到達していると判断されるので、ステップＳ８でリッチ制御の継続が不要と判断されてリッチ制御が終了する。 Then, at time T14, when the oxygen storage amount in the catalyst returns to the standard amount, it is determined that the oxygen release amount calculated in step S7 has reached the standard amount. Therefore, the rich control is continued in step S8. It is determined that it is unnecessary, and the rich control ends.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では排気ガス排出量状態としてアイドルスイッチのＯＮ−ＯＦＦを利用しているが、たとえばエアフローメーターで計測される瞬時吸入空気量や、エンジン負荷などを用いることができる。また、上記実施形態では、２つの触媒３，４を設けているが、触媒を１つのみ設ける態様とすることができる。また、各実施形態において、３個以上の触媒を設ける態様とすることもできる。
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, ON / OFF of the idle switch is used as the exhaust gas emission amount state, but for example, an instantaneous intake air amount measured by an air flow meter, an engine load, or the like can be used. Moreover, in the said embodiment, although the two
１…エンジン、２…排気通路、３…第一触媒、４…第二触媒、５…Ａ／Ｆセンサ、６…第一酸素センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Exhaust passage, 3 ... 1st catalyst, 4 ... 2nd catalyst, 5 ... A / F sensor, 6 ... 1st oxygen sensor.
Claims (4)
フューエルカット状態から復帰した後、目標空燃比をリッチ側に移動させるとともに、フューエルカット状態から復帰した後における吸入空気量を積算し、この積算吸気量が所定のしきい値を超えたときに、前記目標空燃比のリッチ側への移動量を減少させるリッチ制御を行うことを特徴とする燃料噴射制御装置。 A fuel injection control device for an internal combustion engine that performs rich control for enriching an air-fuel ratio in order to optimize an oxygen storage amount of an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine after returning from a fuel cut state. ,
After returning from the fuel cut state, the target air-fuel ratio is moved to the rich side, and the intake air amount after returning from the fuel cut state is integrated, and when this integrated intake amount exceeds a predetermined threshold value, A fuel injection control device that performs rich control for reducing the amount of movement of the target air-fuel ratio to the rich side.
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