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JP2008025526A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2008025526A
JP2008025526A JP2006201592A JP2006201592A JP2008025526A JP 2008025526 A JP2008025526 A JP 2008025526A JP 2006201592 A JP2006201592 A JP 2006201592A JP 2006201592 A JP2006201592 A JP 2006201592A JP 2008025526 A JP2008025526 A JP 2008025526A
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JP
Japan
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combustion
switching
bank
cylinder group
output
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Application number
JP2006201592A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Miyashita
茂樹 宮下
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

【課題】気筒群毎の燃焼方式切り替え後の出力が異なる場合でも、切り替え時の出力段差を抑制する。
【解決手段】内燃機関の制御装置は、例えばV型内燃機関など複数の気筒を備える気筒群(バンク)を複数備えるものであり、気筒群毎に独立して燃焼制御が可能に構成されている。燃焼制御手段は、各気筒群をストイキ燃焼から、バンク別リッチ/リーン制御に切り替えるなど、各気筒群が異なる燃焼方式となるように燃焼方式を切り替える場合、燃焼制御手段は、まず、燃焼方式の切り替え後の出力に対して所定範囲内となるように各気筒群の出力を変化させる。これは、例えば各気筒群毎に点火時期、又は、A/Fと点火時期の両方を変化させることにより実施できる。そして、燃焼制御手段は、その後にA/Fを変更し、実際に燃焼方式を切り替える。
【選択図】図3
An output step difference at the time of switching is suppressed even when the output after switching a combustion method for each cylinder group is different.
An internal combustion engine control device includes a plurality of cylinder groups (banks) including a plurality of cylinders such as a V-type internal combustion engine, and is configured to be able to perform combustion control independently for each cylinder group. . When switching the combustion system so that each cylinder group has a different combustion system, such as switching each cylinder group from stoichiometric combustion to rich / lean control for each bank, the combustion control means first selects the combustion system. The output of each cylinder group is changed so as to be within a predetermined range with respect to the output after switching. This can be performed, for example, by changing the ignition timing or both A / F and ignition timing for each cylinder group. And a combustion control means changes A / F after that, and switches a combustion system actually.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、複数の気筒群を有する内燃機関において、気筒群毎に独立して燃焼方式を変更する制御に関する。   The present invention relates to control for independently changing a combustion method for each cylinder group in an internal combustion engine having a plurality of cylinder groups.

いわゆるV型内燃機関など、複数の気筒群を有する内燃機関において、気筒群毎に燃焼方式を切り替える手法が知られている。特許文献1では、気筒別又は気筒グループ別に時間差をもって目標空燃比を切り替える際、一部の気筒の目標空燃比を切り替えた後、所定時間遅らせて他の気筒の目標空燃比を切り替えている。また、その切り替え中には、目標空燃比がリッチ側の気筒の点火時期を遅角してトルク変化を滑らかにすることが記載されている。   In an internal combustion engine having a plurality of cylinder groups such as a so-called V-type internal combustion engine, a method of switching a combustion method for each cylinder group is known. In Patent Document 1, when the target air-fuel ratio is switched with a time difference for each cylinder or cylinder group, after switching the target air-fuel ratio of some cylinders, the target air-fuel ratio of other cylinders is switched after a predetermined delay. Further, it is described that during the switching, the ignition timing of the cylinder with the target air-fuel ratio rich is retarded to smooth the torque change.

しかしながら、上記の文献では、気筒群毎に燃焼方式切り替え後の出力が異なる場合に関しては考慮されていない。   However, the above literature does not consider the case where the output after switching the combustion method differs for each cylinder group.

なお、多気筒内燃機関の目標空燃比の切り替え時に、排気浄化触媒の性能低下を防止する技術が特許文献2に記載されている。また、燃焼モード切り替え時に燃料供給量を徐々に変化させる手法が特許文献3に記載されている。   Patent Document 2 discloses a technique for preventing the exhaust purification catalyst from degrading when the target air-fuel ratio of a multi-cylinder internal combustion engine is switched. Further, Patent Document 3 describes a method of gradually changing the fuel supply amount when switching the combustion mode.

特開平4−295151号公報JP-A-4-295151 特開平7−293294号公報JP-A-7-293294 特許第289426号公報Japanese Patent No. 289426

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、気筒群毎に燃焼方式を制御可能な内燃機関において、気筒群毎の燃焼方式切り替え後の出力が異なる場合でも、切り替え時の出力段差を抑制することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. In an internal combustion engine capable of controlling the combustion method for each cylinder group, even if the output after switching the combustion method for each cylinder group is different, the switching is performed. It aims at suppressing the output level difference at the time.

本発明の1つの観点では、複数の気筒群を備える内燃機関の制御装置は、前記気筒群毎に燃焼を制御する燃焼制御手段を備え、前記燃焼制御手段は、各気筒群が異なる燃焼方式となるように各気筒群の燃焼方式を切り替える場合には、燃焼方式の切り替え後の出力に対して所定範囲内となるように各気筒群の出力を変化させた後、燃焼方式を切り替える。   In one aspect of the present invention, an internal combustion engine control device including a plurality of cylinder groups includes combustion control means for controlling combustion for each cylinder group, and the combustion control means includes a combustion method in which each cylinder group is different from each other. In order to switch the combustion system of each cylinder group, the combustion system is switched after changing the output of each cylinder group to be within a predetermined range with respect to the output after switching of the combustion system.

上記の内燃機関の制御装置は、例えばV型内燃機関など、複数の気筒を備える気筒群(バンク)を複数備えるものであり、気筒群毎に独立して燃焼制御が可能に構成されている。燃焼制御は、主として空燃比(A/F)、点火時期などを変更することにより実施される。燃焼制御手段は、各気筒群が異なる燃焼方式となるように燃焼方式を切り替えることができ、例えば各気筒群をストイキ燃焼から、バンク別リッチ/リーン制御に切り替えることが可能である。ここで、バンク別リッチ/リーン制御とは、一方の気筒群をリッチ燃焼させるとともに、他方の気筒群をリーン燃焼させるものであり、気筒群が異なる燃焼方式となる場合の一例である。   The control device for an internal combustion engine includes a plurality of cylinder groups (banks) including a plurality of cylinders such as a V-type internal combustion engine, and is configured to be able to perform combustion control independently for each cylinder group. Combustion control is performed mainly by changing the air-fuel ratio (A / F), ignition timing, and the like. The combustion control means can switch the combustion system so that each cylinder group has a different combustion system. For example, each cylinder group can be switched from stoichiometric combustion to bank-specific rich / lean control. Here, the rich / lean control for each bank is an example in which one cylinder group is richly burned and the other cylinder group is lean burned, and the cylinder groups have different combustion methods.

このように燃焼方式を切り替える場合、燃焼制御手段は、まず、燃焼方式の切り替え後の出力に対して所定範囲内となるように各気筒群の出力を変化させる。これは、例えば各気筒群毎に点火時期、又は、A/Fと点火時期の両方を変化させることにより実施できる。そして、燃焼制御手段は、その後にA/Fを変更し、実際に燃焼方式を切り替える。   When switching the combustion method in this way, the combustion control means first changes the output of each cylinder group so that it is within a predetermined range with respect to the output after switching the combustion method. This can be performed, for example, by changing the ignition timing or both A / F and ignition timing for each cylinder group. And a combustion control means changes A / F after that, and switches a combustion system actually.

これにより、燃焼方式の実際の切り替え時には、各気筒群の出力は、切り替え後の出力と等しいか又は十分に近づいているので、実際の燃焼方式の切り替え前後で出力段差が発生し、運転者が違和感を憶えるなどの不具合が防止できる。   As a result, at the actual switching of the combustion method, the output of each cylinder group is equal to or sufficiently close to the output after the switching, so an output step occurs before and after the switching of the actual combustion method, and the driver Problems such as remembering a sense of incongruity can be prevented.

上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記燃焼制御手段は、各気筒群が異なる燃焼方式となるように各気筒群の燃焼方式を切り替える場合には、燃焼方式に関連する制御パラメータの値を各気筒群毎に独立に変更する。この態様では、各気筒群が異なる燃焼方式となるように燃焼方式が切り替えられる際には、各気筒群毎に独立に制御パラメータが変更される。好適な例では、制御パラメータは、燃料噴射時期、バルブタイミング、バルブリフト量及び噴射比率の少なくとも1つを含む。   In one aspect of the control apparatus for an internal combustion engine, when the combustion control means switches the combustion system of each cylinder group so that each cylinder group has a different combustion system, the value of the control parameter related to the combustion system Are changed independently for each cylinder group. In this aspect, when the combustion method is switched so that each cylinder group has a different combustion method, the control parameter is changed independently for each cylinder group. In a preferred example, the control parameter includes at least one of fuel injection timing, valve timing, valve lift amount, and injection ratio.

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記燃焼制御手段は、前記燃焼方式の切り替えまでに、前記制御パラメータの値の変更を完了する。この態様では、各気筒群が異なる燃焼方式となる以前に各制御パラメータが変更されるので、実際の燃焼方式の切り替え前後で内燃機関の燃焼を安定化させることができる。   In another aspect of the control apparatus for an internal combustion engine, the combustion control means completes the change of the value of the control parameter until the combustion method is switched. In this aspect, since each control parameter is changed before each cylinder group becomes a different combustion system, combustion of the internal combustion engine can be stabilized before and after switching of the actual combustion system.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(装置構成)
図1は、本発明の実施形態による内燃機関の制御装置の概略構成を示す。なお、図1において、実線の矢印は吸排気の流れを示し、破線の矢印は信号の入出力を示す。また、以下の説明では、左右の構成要素を区別する場合には参照符号に添え字「L」又は「R」を付し、左右の構成要素を区別しない場合には添え字を省略する。
(Device configuration)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, solid arrows indicate the flow of intake and exhaust, and broken arrows indicate input / output of signals. In the following description, the suffix “L” or “R” is added to the reference symbol when the left and right components are distinguished, and the suffix is omitted when the left and right components are not distinguished.

内燃機関1は、左右のバンク(気筒群)2にそれぞれ3つずつの気筒(シリンダ)3が設けられたV型6気筒のエンジンとして構成されている。具体的に、左バンク2Lは3つの気筒3Lを備え、右バンク2Rは3つの気筒3Rを備える。   The internal combustion engine 1 is configured as a V-type six-cylinder engine in which three cylinders (cylinders) 3 are provided in each of left and right banks (cylinder group) 2. Specifically, the left bank 2L includes three cylinders 3L, and the right bank 2R includes three cylinders 3R.

各気筒3に吸気を導くための吸気通路4には、スロットルバルブ11、エアフローメータ12、図示しないエアクリーナなどが設けられている。吸気通路4は吸気マニホールド5に接続されている。スロットルバルブ11は、ECU20からの制御信号CS1に基づいてスロットル開度が制御され、吸気通路4に流れる吸気の流量を制御する。エアフローメータ12は、スロットルバルブ11の下流における吸気流量を検出し、その流量に対応する信号CS3をECU20へ供給する。   A throttle valve 11, an air flow meter 12, an air cleaner (not shown) and the like are provided in the intake passage 4 for guiding intake air to each cylinder 3. The intake passage 4 is connected to an intake manifold 5. The throttle valve 11 is controlled in throttle opening based on a control signal CS <b> 1 from the ECU 20 and controls the flow rate of intake air flowing through the intake passage 4. The air flow meter 12 detects the intake flow rate downstream of the throttle valve 11 and supplies a signal CS3 corresponding to the flow rate to the ECU 20.

各気筒3には、燃料噴射弁13が設けられている。燃料噴射弁13は、ECU20からの制御信号CS2に基づいて、燃料噴射量が制御される。なお、燃料噴射弁13は、ポート噴射型であっても、筒内噴射型であってもよい。   Each cylinder 3 is provided with a fuel injection valve 13. The fuel injection amount of the fuel injection valve 13 is controlled based on a control signal CS2 from the ECU 20. The fuel injection valve 13 may be a port injection type or an in-cylinder injection type.

各バンク2L、2Rの排気マニホールド6L、6Rは、それぞれ排気通路7L、7Rに接続されている。排気通路7Lにはスタート触媒15Lが設けられ、排気通路7Rにはスタート触媒15Rが設けられている。排気通路7Lと7Rは、各スタート触媒15L、15Rの下流において合流し、共通排気通路8に接続されている。共通排気通路8には、アンダーフロア(UF)触媒16が設けられている。なお、スタート触媒15及びUF触媒の種類は特に限定されるものではないが、好適な例では、スタート触媒15として三元触媒を、UF触媒16としてNOx吸蔵還元触媒を使用することができる。   The exhaust manifolds 6L and 6R of the banks 2L and 2R are connected to the exhaust passages 7L and 7R, respectively. A start catalyst 15L is provided in the exhaust passage 7L, and a start catalyst 15R is provided in the exhaust passage 7R. The exhaust passages 7L and 7R join downstream of the start catalysts 15L and 15R and are connected to the common exhaust passage 8. An underfloor (UF) catalyst 16 is provided in the common exhaust passage 8. The types of the start catalyst 15 and the UF catalyst are not particularly limited, but in a preferred example, a three-way catalyst can be used as the start catalyst 15 and a NOx storage reduction catalyst can be used as the UF catalyst 16.

ECU20は、内燃機関1の各部を制御する。特にECU20は、本発明における燃焼制御手段として機能し、後述するように、気筒群別リッチ/リーン制御、ストイキ制御などの内燃機関1の燃焼方式(燃焼モード)に応じて各気筒群2の空燃比(A/F)、点火時期などを制御する。なお、ECU20は、エアフローメータ12から出力される検出信号CS3などに基づいて、制御信号CS1及びCS2を出力し、スロットルバルブ11の開度及び燃料噴射弁13からの燃料噴射量などを調整することにより、各バンク2の空燃比を制御する。   The ECU 20 controls each part of the internal combustion engine 1. In particular, the ECU 20 functions as a combustion control means in the present invention, and, as will be described later, according to the combustion method (combustion mode) of the internal combustion engine 1 such as cylinder group rich / lean control, stoichiometric control, etc. Controls the fuel ratio (A / F), ignition timing, and the like. The ECU 20 outputs control signals CS1 and CS2 based on the detection signal CS3 output from the air flow meter 12, and adjusts the opening degree of the throttle valve 11, the fuel injection amount from the fuel injection valve 13, and the like. Thus, the air-fuel ratio of each bank 2 is controlled.

(燃焼方式切替制御)
次に、実施形態による燃焼方式切替制御について説明する。燃焼方式(燃焼モード)とは、ストイキ燃焼、バンク別リッチ/リーン燃焼(以下、「バンク別RL燃焼」とも記す。)など内燃機関の燃焼状態を指す。燃焼方式の切り替えとは、これら異なる燃焼方式間の変更を意味し、具体的には、バンク毎にA/Fや点火時期などを変更することを指す。具体的に、ストイキ燃焼モードでは、両バンク2R、2Lは、ともにストイキ(理論空燃比)にて燃焼する。一方、バンク別RL燃焼モードでは、一方のバンク2はリッチ状態で燃焼し、他方のバンク2はリーン状態で燃焼する。なお、バンク別RL燃焼は、一方のバンク2の空燃比をリッチに設定するとともに、他方のバンク2の空燃比をリーンに設定し、リッチな排気とリーンな排気を共通排気通路8上のUF触媒16で合流させることによってUF触媒を昇温するものであり、UF触媒の暖機時の他、例えばNOx吸蔵還元触媒の硫黄(S)被毒回復などの目的などでも実行される。
(Combustion system switching control)
Next, combustion system switching control according to the embodiment will be described. The combustion system (combustion mode) refers to a combustion state of the internal combustion engine such as stoichiometric combustion, rich / lean combustion by bank (hereinafter also referred to as “RL combustion by bank”). The switching of the combustion method means a change between these different combustion methods, and specifically, changes A / F, ignition timing, etc. for each bank. Specifically, in the stoichiometric combustion mode, both banks 2R and 2L burn at stoichiometric (theoretical air-fuel ratio). On the other hand, in the bank-specific RL combustion mode, one bank 2 burns in a rich state, and the other bank 2 burns in a lean state. In the bank-specific RL combustion, the air-fuel ratio of one bank 2 is set to rich, the air-fuel ratio of the other bank 2 is set to lean, and rich exhaust gas and lean exhaust gas are UF on the common exhaust passage 8. The temperature of the UF catalyst is raised by being merged by the catalyst 16, and is performed for the purpose of, for example, recovery of sulfur (S) poisoning of the NOx storage reduction catalyst in addition to warming up of the UF catalyst.

図2に、基本的な燃焼方式切替制御のタイミングチャートを示す。この例は、内燃機関をストイキ燃焼からバンク別RL燃焼へ切り替えるものである。内燃機関1は、最初、ストイキ燃焼状態にある。時刻t1でバンク別RL燃焼への燃焼方式の切替条件が成立し、燃焼方式切替フラグは切替要求状態となる。なお、バンク別RL燃焼への燃焼方式の切替条件は、例えば前述のようにNOx吸蔵還元触媒の硫黄被毒回復処理の実行条件が具備された時に成立する。また、本例では、燃焼方式の切り替え完了後は、右バンク2RはA/Fがリッチ状態で燃焼し(以下、「リッチ燃焼バンク」と呼ぶ。)、左バンク2LはA/Fがリーン状態で燃焼する(以下、「リーン燃焼バンク」と呼ぶ。)ものとする。   FIG. 2 shows a timing chart of basic combustion system switching control. In this example, the internal combustion engine is switched from stoichiometric combustion to bank-specific RL combustion. The internal combustion engine 1 is initially in a stoichiometric combustion state. At time t1, the condition for switching the combustion method to the bank-specific RL combustion is satisfied, and the combustion method switching flag becomes the switching request state. The switching condition of the combustion method to the bank-specific RL combustion is satisfied, for example, when the execution condition of the sulfur poisoning recovery process of the NOx storage reduction catalyst is provided as described above. Further, in this example, after the switching of the combustion method is completed, the right bank 2R burns in a rich A / F state (hereinafter referred to as “rich combustion bank”), and the left bank 2L has a lean A / F state. (Hereinafter referred to as a “lean combustion bank”).

一般的に、バンク別RL燃焼状態では、ストイキ燃焼状態と比較して、リーン燃焼バンクの出力が低下する。また、リッチ燃焼バンクは、A/Fがリッチになるため出力は増加することになるが、実際にはバンク毎の出力をほぼ同一とすることが要求されるため、点火時期を遅角させて出力を低下させる。ここで、燃焼安定性が不安定となるため、リッチ燃焼バンクの点火時期の遅角量には限界がある。よって、バンク別RL燃焼状態では、ストイキ燃焼状態と比べて総出力は低下するので、その分を補うためにスロットル開度を増加させ、吸入空気量を増加させることが行われる。   Generally, in the bank-specific RL combustion state, the output of the lean combustion bank is lower than that in the stoichiometric combustion state. In addition, the rich combustion bank increases the output because the A / F becomes rich, but in reality, it is required to make the output of each bank almost the same, so the ignition timing is retarded. Reduce output. Here, since the combustion stability becomes unstable, there is a limit to the retard amount of the ignition timing of the rich combustion bank. Therefore, in the bank-specific RL combustion state, the total output is reduced as compared with the stoichiometric combustion state. Therefore, in order to compensate for this, the throttle opening is increased and the intake air amount is increased.

具体的には、図2において、時刻t1で燃焼方式の切替要求状態となると、まず、ECU20はスロットルバルブ11を制御し、スロットル開度を増加させる。これにより、以後、吸入空気量が徐々に増加する。また、ECU20は、リッチ燃焼バンクである右バンク2Rの点火時期を徐々に遅角側に変更するとともに、リーン燃焼バンクである左バンク2Lの点火時期も徐々に遅角側に変更する。そして、燃焼方式切替フラグが切替完了を示す時刻t2以降は、ECU20は、リッチ燃焼バンクである右バンク2RのA/Fをリッチ(本例では12.0)に変更するとともに、点火時期を進角側へ進める。また、リーン燃焼バンクである左バンク2LのA/Fをリーン(本例では17.0)に変更するとともに、点火時期を進角側へ進める。   Specifically, in FIG. 2, when the combustion system switching request state is reached at time t1, the ECU 20 first controls the throttle valve 11 to increase the throttle opening. Thereby, thereafter, the intake air amount gradually increases. Further, the ECU 20 gradually changes the ignition timing of the right bank 2R, which is a rich combustion bank, to the retard side, and also gradually changes the ignition timing of the left bank 2L, which is a lean combustion bank, to the retard side. Then, after time t2 when the combustion method switching flag indicates that the switching is completed, the ECU 20 changes the A / F of the right bank 2R, which is a rich combustion bank, to rich (12.0 in this example) and advances the ignition timing. Advance to the corner. Further, the A / F of the left bank 2L, which is a lean combustion bank, is changed to lean (17.0 in this example), and the ignition timing is advanced to the advance side.

しかし、この制御では、図2の破線部X1及びX2に示すように、バンク別RL制御への切り替えを行う時刻t2において、両バンク2ともに出力が瞬時に変化するため、出力の段差が発生し、運転者が違和感を感じる。   However, in this control, as shown by the broken line portions X1 and X2 in FIG. 2, at the time t2 when the switching to the bank-specific RL control is performed, the output of both the banks 2 changes instantaneously. The driver feels uncomfortable.

そこで、本発明では、バンク別RL燃焼への燃焼方式の切り替え前に、各バンクの出力を、切替完了後の出力に近づけておく。これにより、バンク別RL燃焼への燃焼方式の実際の切り替え時に生じる出力の段差を防止する。   Therefore, in the present invention, before switching the combustion method to RL combustion by bank, the output of each bank is brought close to the output after completion of switching. This prevents a step in the output that occurs when the combustion method is actually switched to the bank-specific RL combustion.

図3に、本発明による燃焼方式切替制御のタイミングチャートを示す。なお、比較のため、図2に示した基本的な燃焼方式切替制御における各バンク2の点火時期及び出力のグラフを破線で示す。   FIG. 3 shows a timing chart of the combustion system switching control according to the present invention. For comparison, the ignition timing and output graph of each bank 2 in the basic combustion mode switching control shown in FIG.

図示のように、本実施形態の制御では、バンク別RL燃焼状態への実際の切り替え時、即ち時刻t2より前の段階で、リッチ燃焼バンクである右バンク2Rの点火時期の遅角量を減らすとともに、リーン燃焼バンクである左バンク2Lの点火時期の遅角量を増加させる。リッチ燃焼バンクでは、遅角量を減らすので点火時期はより進角側となり、出力は大きくなる。即ち、バンク別RL燃焼状態への実際の切り替え前に、リッチ燃焼バンクの出力は、切り替え後の出力に近い値となる。また、リーン燃焼バンクでは、遅角量を増加させるので点火時期はより遅角側となり、出力は小さくなる。即ち、バンク別RL燃焼状態への実際の切り替え前に、リーン燃焼バンクの出力は、切り替え後の出力に近い値となる。従って、図3中の破線部X3及びX4に示すように、時刻t2におけるバンク別RL燃焼への実際の切り替え時に各バンクに発生する出力段差をゼロ又は十分に小さくすることができる。なお、上記以外の制御については、図2に示した基本的な燃焼方式切替制御と同様である。   As shown in the figure, in the control of the present embodiment, the retard amount of the ignition timing of the right bank 2R, which is the rich combustion bank, is reduced at the actual switching to the bank-specific RL combustion state, that is, at the stage before time t2. At the same time, the retard amount of the ignition timing of the left bank 2L, which is a lean combustion bank, is increased. In the rich combustion bank, the retard amount is reduced, so that the ignition timing is further advanced and the output is increased. That is, before the actual switching to the bank-specific RL combustion state, the output of the rich combustion bank becomes a value close to the output after the switching. Further, in the lean combustion bank, the retard amount is increased, so the ignition timing becomes more retarded and the output becomes smaller. That is, before the actual switching to the bank-specific RL combustion state, the output of the lean combustion bank becomes a value close to the output after switching. Therefore, as indicated by broken lines X3 and X4 in FIG. 3, the output step generated in each bank at the actual switching to the bank-specific RL combustion at time t2 can be made zero or sufficiently small. The control other than the above is the same as the basic combustion mode switching control shown in FIG.

このように、本実施形態では、ストイキ燃焼からバンク別RL燃焼へ燃焼方式を切り替える場合、実際にA/Fを変更してバンク別RL燃焼へと燃焼方式を切り替える以前に、各バンクの出力が、切り替え後の出力と等しく又は十分に近づくように点火時期を制御する。そして、各バンクの出力が、切り替え後の出力と等しく又は十分に近づいた後で、A/Fを変更し、バンク別RL燃焼へ燃焼方式を変更する。よって、バンク別RL燃焼への切り替え時における出力段差を抑制することができる。   Thus, in this embodiment, when switching the combustion system from stoichiometric combustion to bank-specific RL combustion, before actually changing the A / F and switching the combustion system to bank-specific RL combustion, the output of each bank is changed. The ignition timing is controlled to be equal to or sufficiently close to the output after switching. Then, after the output of each bank is equal to or sufficiently close to the output after switching, the A / F is changed, and the combustion method is changed to bank-specific RL combustion. Therefore, the output level difference at the time of switching to bank-specific RL combustion can be suppressed.

上記の例では、実際にバンク別RL燃焼へと燃焼方式を切り替える以前に、点火時期の制御により各バンクの出力を調整している。その代わり、A/Fを変化させて、各バンクの出力を調整してもよい。但し、その場合には、A/Fの変更に伴って、対応する点火時期の変更も必要となる。即ち、A/Fと点火時期の両方を制御することにより、各バンクの出力を、燃焼方式切り替え後の出力に近づくように調整してもよい。   In the above example, the output of each bank is adjusted by controlling the ignition timing before actually switching the combustion method to the bank-specific RL combustion. Instead, the output of each bank may be adjusted by changing A / F. In this case, however, the corresponding ignition timing must be changed as the A / F changes. That is, by controlling both the A / F and the ignition timing, the output of each bank may be adjusted to approach the output after switching the combustion method.

次に、燃焼方式の切り替えに伴う、A/Fや点火時期以外の制御パラメータの変更について説明する。上記のように、ストイキ燃焼からバンク別RL制御へ燃焼方式を切り替える際には、切り替え前後でバンク毎に制御パラメータの値が異なる場合がある。ここで、制御パラメータとは、例えば燃料噴射時期、バルブタイミングやバルブリフト量などの可変動弁系の設定、燃料の噴射比率などである。なお、燃料の噴射比率とは、1サイクルに燃料噴射を行う回数(例えば、圧縮行程と吸気行程の2回など)、燃料噴射を行う箇所(例えば、ポート噴射と筒内噴射を同時に行う場合は2カ所など)などにより決まる。   Next, changes in control parameters other than the A / F and ignition timing accompanying the switching of the combustion method will be described. As described above, when switching the combustion method from stoichiometric combustion to bank-specific RL control, the value of the control parameter may differ for each bank before and after switching. Here, the control parameters include, for example, fuel injection timing, variable valve system settings such as valve timing and valve lift, and fuel injection ratio. The fuel injection ratio is the number of times fuel is injected in one cycle (for example, two times of compression stroke and intake stroke), and the location where fuel injection is performed (for example, when port injection and in-cylinder injection are performed simultaneously) 2 places).

このような場合、本実施形態では、各制御パラメータの値の変更を左右のバンク毎に独立して行う。図4に、各バンクの制御パラメータの値を変更する例を示す。なお、図4は、制御パラメータの値の変化を模式的に示すグラフが追加されている以外は、図3と同様である。右バンクでは、制御パラメータの値を、切り替え後の値まで徐々に低下させている。左バンクでは、制御パラメータの値を、切り替え後の値まで徐々に増加させている。   In such a case, in this embodiment, the value of each control parameter is changed independently for each of the left and right banks. FIG. 4 shows an example of changing the control parameter value of each bank. FIG. 4 is the same as FIG. 3 except that a graph schematically showing changes in the value of the control parameter is added. In the right bank, the value of the control parameter is gradually lowered to the value after switching. In the left bank, the value of the control parameter is gradually increased to the value after switching.

また、図4に示すように、この制御パラメータの変更は、バンク別RL燃焼への切り替えの前に、即ちストイキ燃焼を行っている時刻t2までに完了することが好ましい。この理由は以下の通りである。上記の制御パラメータは定常運転状態で最適化されているため、燃料方式の切り替え時(即ち時刻t2)に瞬時に変化させた場合は、噴射燃料の筒内壁面付着量、ポート壁温、筒内温度、吸入空気温度などが安定するまでの間は必ずしも安定的な運転が保証されない場合がある。このため、比較的冗長性の高いストイキ燃焼中に制御パラメータを燃焼方式切り替え後の値に変化させておくことにより、燃焼方式切り替え前後における内燃機関の燃焼を安定させることが可能となる。   Further, as shown in FIG. 4, it is preferable that the change of the control parameter is completed before switching to bank-specific RL combustion, that is, by time t2 when stoichiometric combustion is performed. The reason is as follows. Since the above control parameters are optimized in the steady operation state, when the fuel system is changed instantaneously (that is, at time t2), the amount of injected cylinder wall surface, the port wall temperature, the cylinder interior Until the temperature, intake air temperature, and the like are stabilized, stable operation may not always be guaranteed. For this reason, it is possible to stabilize the combustion of the internal combustion engine before and after switching the combustion mode by changing the control parameter to the value after switching the combustion mode during stoichiometric combustion with relatively high redundancy.

なお、この観点から、制御パラメータの値の変更は、燃焼方式の切り替え時までに完了しておればよく、図4に例示するようにストイキ燃焼中に徐々に変化させてもよく、ストイキ燃焼中の特定のタイミングで瞬時に変更してもよい。   From this point of view, the change of the value of the control parameter may be completed by the time of switching the combustion method, and may be gradually changed during the stoichiometric combustion as illustrated in FIG. It may be changed instantaneously at a specific timing.

図5に、本実施形態による燃料方式切替制御のフローチャートを示す。この制御は、ECU20が予め内部に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。   FIG. 5 shows a flowchart of the fuel system switching control according to this embodiment. This control is realized by the ECU 20 executing a program stored therein in advance.

まず、ECU20は、バンク別RL制御の実行条件が成立しているか否かを判定する(ステップS1)。図3及び図4の例では、時刻t1でバンク別RL制御の実行条件が成立している。バンク別RL制御の実行条件が成立した場合、ECU20はスロットルバルブ11を制御して、図3に示すようにスロットル開度を増加する(ステップS2)。これにより、以後の吸入空気量は徐々に増加する。また、ECU20は、図3に示すように、リッチ燃焼バンクである右バンクの点火時期、及び、リーン燃焼バンクである左バンクの点火時期をそれぞれ遅角側へ変更する(ステップS3)。さらに、図4に示すように、ECU20は、制御パラメータの値を、燃焼方式切り替え後の値に変更する(ステップS4)。そして、各バンクの出力が燃焼方式切り替え後の出力に等しくなる又は十分に近づくと、時刻t2においてECU20は両バンクのA/Fを変更し(ステップS6)、以後、バンク別RL燃焼を実行する。   First, the ECU 20 determines whether or not the execution condition of the bank-specific RL control is satisfied (step S1). In the example of FIGS. 3 and 4, the execution condition of the bank-specific RL control is satisfied at time t1. When the execution condition of the bank-specific RL control is satisfied, the ECU 20 controls the throttle valve 11 to increase the throttle opening as shown in FIG. 3 (step S2). Thereby, the amount of intake air thereafter increases gradually. Further, as shown in FIG. 3, the ECU 20 changes the ignition timing of the right bank, which is a rich combustion bank, and the ignition timing of the left bank, which is a lean combustion bank, respectively to the retard side (step S3). Further, as shown in FIG. 4, the ECU 20 changes the value of the control parameter to the value after switching the combustion method (step S4). When the output of each bank becomes equal to or sufficiently close to the output after switching the combustion method, the ECU 20 changes the A / F of both banks at time t2 (step S6), and thereafter executes RL combustion by bank. .

なお、ステップS5の判断は、ECU20がA/F、点火時期などに基づいて、現在及び燃焼方式切り替え後の各バンクの出力を計算し、各バンクについて現在の出力が燃料方式切り替え後の出力の所定範囲内となったか否かを判断することにより実行することができる。また、その代わりに、A/F、点火時期などに基づいて、各バンクの出力が燃料方式切り替え後の出力の所定範囲内になるのに要する時間を予め算出しておき、その時間が経過したときに、各バンクの出力が切り替え後の出力に近づいたと判定することとしてもよい。   In step S5, the ECU 20 calculates the current and output of each bank after switching the combustion system based on the A / F, ignition timing, etc., and the current output of each bank is the output of the fuel system after switching. It can be executed by determining whether or not it is within a predetermined range. Instead, based on the A / F, ignition timing, etc., the time required for the output of each bank to be within the predetermined range of the output after switching the fuel system is calculated in advance, and the time has elapsed. Sometimes, it may be determined that the output of each bank approaches the output after switching.

実施形態による内燃機関の制御装置の概略構成を示す。1 shows a schematic configuration of a control device for an internal combustion engine according to an embodiment. 基本的な燃焼方式切替制御のタイミングチャート例である。It is an example of a timing chart of basic combustion system switching control. 実施形態による燃焼方式切替制御のタイミングチャートである。It is a timing chart of combustion system switching control by an embodiment. 実施形態による燃焼方式切替制御のタイミングチャートである。It is a timing chart of combustion system switching control by an embodiment. 実施形態による燃焼方式切替制御のフローチャートである。It is a flowchart of the combustion system switching control by embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関(エンジン)
2L、2R バンク(気筒群)
3L、3R 気筒
4 吸気通路
5 吸気マニホールド
6 排気マニホールド
7L、7R 排気通路
8 共通排気通路
15L、15R スタート触媒
16 UF触媒
1 Internal combustion engine
2L, 2R bank (cylinder group)
3L, 3R cylinder 4 Intake passage 5 Intake manifold 6 Exhaust manifold 7L, 7R Exhaust passage 8 Common exhaust passage 15L, 15R Start catalyst 16 UF catalyst

Claims (4)

複数の気筒群を備える内燃機関の制御装置であって、
前記気筒群毎に燃焼を制御する燃焼制御手段を備え、
前記燃焼制御手段は、各気筒群が異なる燃焼方式となるように各気筒群の燃焼方式を切り替える場合には、燃焼方式の切り替え後の出力に対して所定範囲内となるように各気筒群の出力を変化させた後、燃焼方式を切り替えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine comprising a plurality of cylinder groups,
Combustion control means for controlling combustion for each cylinder group,
When switching the combustion system of each cylinder group so that each cylinder group has a different combustion system, the combustion control means is configured so that the output of each cylinder group is within a predetermined range with respect to the output after switching the combustion system. A control apparatus for an internal combustion engine, wherein the combustion system is switched after changing the output.
前記燃焼制御手段は、各気筒群が異なる燃焼方式となるように各気筒群の燃焼方式を切り替える場合には、燃焼方式に関連する制御パラメータの値を各気筒群毎に独立に変更することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   The combustion control means changes the control parameter value related to the combustion method independently for each cylinder group when switching the combustion method of each cylinder group so that each cylinder group has a different combustion method. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control apparatus is an internal combustion engine. 前記制御パラメータは、燃料噴射時期、バルブタイミング、バルブリフト量及び噴射比率の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。   The control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the control parameter includes at least one of a fuel injection timing, a valve timing, a valve lift amount, and an injection ratio. 前記燃焼制御手段は、前記燃焼方式の切り替えまでに、前記制御パラメータの値の変更を完了することを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関の制御装置。

The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein the combustion control means completes the change of the value of the control parameter before switching of the combustion method.

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